JP2009201253A

JP2009201253A - ディジタル保護・制御装置の監視方式

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Publication number: JP2009201253A
Application number: JP2008040262A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Tamaki; 馨玉木; Daiki Itagaki; 大樹板垣; Naoyoshi Yamanaka; 直義山中
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: JP5106172B2

Abstract

【課題】アナログフィルタの監視用に２種類のデータを必要としないディジタル保護・制御装置を提供する。
【解決手段】アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視信号を発生する第１の手段と、監視用信号のみをアナログフィルタに入力した時のディジタルデータを記憶する第２の手段と、監視用信号と一定の位相関係にある基準信号をアナログフィルタを介すことなくアナログ・ディジタル変換する第３の手段と、第２の手段で記憶した複数のディジタルデータから第３の手段で得たディジタルデータの位相と同一位相の記憶データを選択する第４の手段と、系統電気量に監視用信号が重畳しているときのディジタルデータから第４の手段の出力を減算して監視用データを出力する第５の手段と、監視信号の大きさが所定の許容誤差以内か否かを検出して、アナログフィルタの故障の有無を判定する第６の手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は電力系統から取得した系統電気量を用いて所定の保護演算または制御演算を行うディジタル保護または制御装置の監視方式に係り、特に、ディジタルデータの監視を行うようにしたディジタル保護または制御装置の監視方式に関する。

電力系統から取得した系統電気量を用いて所定の保護演算または制御演算を行うディジタル保護または制御装置（以下、ディジタル保護・制御装置と略称する）の入力部として、電圧変成器ＰＤ、変流器ＣＴから出力された系統電気量を適当な大きさに変換する入力変換部と、この入力変換部から出力されたアナログ量をディジタル量に変換して出力するアナログ入力回路がある。

このアナログ入力回路は、チャンネル毎に１個ずつ設けられたアナログフィルタおよびサンプルホールド回路と、各チャンネルに共通に設けられたマルチプレクサ、アナログ／ディジタル変換器とから構成されており、これらは演算増幅器、抵抗、コンデンサなどの部品を使用しているため、これらの部品に経年劣化が生ずるとアナログ入力回路の誤差が増大し、保護演算または制御演算の性能が低下する。
このため、アナログ入力回路は従来から種々の方法によって自動監視による精度チェックを行なうようにしている。

その一例として、特許文献１に記載の方式がある。この方式は、アナログ入力回路に設けた複数のチャンネルのアナログフィルタに系統電気量ｉ_Ｌと監視用信号ｉ_Ｔとを重畳入力してチャンネル毎にディジタル変換し、さらにチャンネル毎にディジタルフィルタを設けてそれぞれ高調波監視用信号成分を抽出し、この高調波監視用信号成分の振幅演算値が予め設定しておいた監視用信号の所定値以上あり、かつ、異なる２つの高調波監視用信号成分のベクトル和の大きさが所定値以上あるときに、アナログフィルタを不良と判定する監視方式である。

また、他の例として、特許文献２に記載の方式がある。この方式は、アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視用信号ｉ_Ｔを系統電気量ｉ_Ｌとともにアナログフィルタに重畳入力するようにし、かつ、監視用信号ｉ_Ｔと一定の位相関係にある基準信号をアナログフィルタを介さずにアナログ・ディジタル変換できるようにしてアナログ入力回路を構成し、アナログフィルタに監視用信号ｉ_Ｔのみを入力した時の、アナログ・ディジタル変換した監視用信号データを予め記憶しておき、常時は系統電気量と監視用信号が重畳しているときの入力電気量データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）から、基準信号の位相に同期して、予め記憶しておいた監視用信号データを減算し、継電器導入量から監視用信号成分を除去するものである。
特開平６−２６１４４０号公報特開平８−２３６２４号公報

特許文献１の場合、アナログフィルタを監視するため、上述したようにチャンネル毎にアナログフィルタに系統電気量と監視用信号とを重畳入力してディジタル変換し、アナログフィルタを介して抽出された監視用信号成分の大きさ判定と、異なる２つのアナログフィルタを介して得られた２つの監視用信号のベクトル和の大きさ判定を実施するために、２種類の演算を行わなければならないという点が課題として残った。すなわち、夫々のアナログフィルタの故障を検出するための演算と、アナログ部の位相ずれ故障を検出するための演算との２種類の演算を行わなければならないという点が課題として残った。

また、特許文献２場合、アナログフィルタの不良を検出するために、アナログフィルタに監視用信号を入力してディジタル変換した監視用ディジタルデータと、継電器演算に監視用信号入力が影響を与えないようにディジタル変換したデータから監視用信号を減算したデータの２種類を生成しなければならないという点が課題として残った。

そこで、本発明の目的は、上記の課題を解消するために、アナログフィルタの故障を検出するための演算と、アナログ部の位相ずれ故障を検出するための演算の２種類の演算を必要とせず、また、アナログフィルタの監視用に２種類のデータを必要としないディジタル保護・制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、電力系統から取り込んだ系統電気量をアナログフィルタに導入してディジタルデータに変換すると共に、前記アナログフィルタに所定周波数で所定の大きさの監視用信号を系統電気量に重畳して入力するよう構成したアナログ入力回路の出力信号を用いて当該アナログ入力回路の監視を行うようにしたディジタル保護・制御装置の監視方式において、アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視信号を発生する監視用信号発生手段と、前記監視用信号のみを前記アナログフィルタに入力した時のアナログ・ディジタル変換後の所定期間のディジタルデータを記憶する記憶手段と、前記監視用信号と一定の位相関係にある基準信号をアナログフィルタを介さずにアナログ・ディジタル変換する基準信号ディジタルデータ取得手段と、前記記憶回路で記憶した複数のディジタルデータから前記基準信号ディジタルデータ取得手段で得たディジタルデータの位相と同一位相の記憶データを選択する記憶データ選択手段と、前記系統電気量に監視用信号が重畳しているときのディジタルデータから前記記憶データ選択手段の出力を減算して監視用および保護演算用のデータを得る減算手段と、前記監視用および保護演算用のデータから監視信号を抽出し、その抽出された監視信号の大きさが所定の許容誤差以内か否かを検出して、アナログフィルタの故障の有無を判定するアナログフィルタ監視手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、電力系統から取り込んだ系統電気量をアナログフィルタに導入してディジタルデータに変換すると共に、前記アナログフィルタに所定周波数で所定の大きさの監視用信号を系統電気量に重畳して入力するよう構成したアナログ入力回路の出力信号を用いて当該アナログ入力回路の監視を行うようにしたディジタル保護・制御装置の監視方式において、アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視信号を発生する監視用信号発生手段と、前記監視用信号のみを、入力指令によって所定の位相で所定の期間前記アナログフィルタに入力する印加制御手段と、前記監視用信号のみを前記アナログフィルタに入力した時のアナログ・ディジタル変換後のディジタルデータを、入力指令から所定の期間記憶する記憶手段と、前記入力指令がある時、前記記憶手段で記憶した複数のディジタルデータから、入力指令のタイミングに同期して記憶データを選択する記憶データ選択手段と、前記系統電気量に監視用信号が重畳しているときのディジタルデータから前記記憶データ選択手段の出力を減算して監視用および保護演算用のデータを得る減算手段と、前記監視用および保護演算用のデータから監視信号を抽出し、その抽出された監視信号の大きさが所定の許容誤差以内か否かを検出して、アナログフィルタの故障の有無を判定するアナログフィルタ監視手段と、を備えることを特徴とする。

さらに、請求項３に係る発明は、電力系統から取り込んだ系統電気量をアナログフィルタに導入してディジタルデータに変換すると共に、前記アナログフィルタに所定周波数で所定の大きさの監視用信号を系統電気量に重畳して入力するよう構成したアナログ入力回路の出力信号を用いて当該アナログ入力回路の監視を行うようにしたディジタル保護・制御装置の監視方式において、アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視信号を発生する監視用信号発生手段と、前記監視用信号を、前記アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に対応したサンプリング信号でサンプリングする際、前記監視用信号の１周期にわたって振られたサンプリング信号のサンプリング番号を順次カウントするサンプリング番号カウント手段と、前記サンプリング番号カウント手段が予め定めたサンプリング番号の時に前記監視用信号を前記系統電気量に重畳開始させる印加制御手段と、前記監視用信号の重畳開始後サンプリング番号に対応する前記監視用信号のディジタルデータを所定期間記憶する記憶手段と、前記サンプリング番号カウント手段から出力されたサンプリング番号を受けて前記記憶回手段の記憶データを選択する記憶データ選択手段と、前記系統電気量に監視用信号が重畳しているときのディジタルデータから前記記憶データ選択手段の出力を減算して監視用および保護演算用のデータを出力する減算手段と、前記監視用および保護演算用のデータから監視信号を抽出し、その抽出された監視信号の大きさが所定の許容誤差以内か否かを検出して、アナログフィルタの故障の有無を判定するアナログフィルタ監視手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、監視用データとリレー演算用データを共用することで、１種類のデータの監視でアナログフィルタの故障を検出可能であり、また、他のチャンネルとの比較をする必要がなく、簡単な処理で不良チャンネルを特定することが可能であり、データを算出する処理負担とメモリの消費を軽減することが可能なディジタル保護・制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るディジタル保護・制御装置をアナログ入力回路に注目して描いた構成図、図２は、本実施形態のディジタル保護・制御装置による監視用兼リレー演算用信号出力手段を示すブロック図、図３は、監視用・リレー演算用共通信号出力手段３０を説明するための波形図、図４は、本実施形態のディジタル保護・制御装置によるアナログフィルタ監視手段を示すブロック図である。

(構成)
まず図１において、ディジタル保護・制御装置のアナログ入力回路の構成について説明する。１００はディジタル保護・制御装置である。このディジタル保護・制御装置１００において、系統電気量である系統電圧ｖおよび系統電流ｉ_Ｌは、それぞれ電圧変成器ＰＤおよび変流器ＣＴを介して入力変換器１に導入されて電子回路で扱えるレベルに変換され、その後アナログ入力回路２０に入力される。アナログ入力回路２０では、入力した系統電圧ｖおよび系統電流ｉ_Ｌから高周波成分を除去するためにアナログフィルタ２_−１および２_−２にそれぞれ入力される。なお、これらのアナログフィルタ２_−１および２_−２には後述する監視用信号ｉ_Ｔも入力される。すなわち、アナログフィルタ２_−１および２_−２にはそれぞれ系統電流ｉ_Ｌ、系統電圧ｖと監視用信号ｉ_Ｔとが重畳して入力されるようになっている。

アナログフィルタ２_−１および２_−２の出力はそれぞれサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）３_−１および３_−２で所定のサンプリング周期でサンプルホールドされる。マルチプレクサ（ＭＰＸ）４はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）３_−１および３_−２の出力を順次切換えて時系列に並び替えて出力し、アナログ・ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と略称する）５によって時系列に入力したサンプルホールド値をディジタル量に変換する。

このように、アナログ入力回路２０でディジタル値に変換されたデータは、一旦ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６に記憶されてリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）７に予め格納されている演算プログラムに従ってディジタル演算処理装置（ＣＰＵ）８による保護演算およびアナログフィルタ監視のための演算に使用される。

なお、ディジタル保護・制御装置を構成するには、以上説明した部品や手段の他にディジタル入出力手段などが必要であるが、本発明の目的であるアナログフィルタの監視方式とは直接関係ないのでそれらの詳細説明は省略する。

９は監視用信号発生回路であり、発生した監視用信号ｉ_Ｔを前記アナログフィルタ２_−１および２_−２に入力する。なお、監視用信号発生回路９は、監視用信号ｉ_Ｔの発生タイミングを前記Ａ／Ｄ変換器５の変換タイミング信号発生器１０と同期するように構成されている。

１１は基準信号発生器であり、監視用信号発生回路９からの監視用信号ｉ_Ｔと同期した基準信号１４を発生するように構成され、発生した基準信号１４をアナログフィルタ２を介さずに直接サンプルホールド回路３_−Ｔに入力してサンプリングホールドする。ここでサンプルホールドされたデータは、前記マルチプレクサ４を経てＡ／Ｄ変換器５に入力され、後述するディジタル値の基準信号データ１４として出力される。なお、基準信号発生器１１、サンプルホールド回路３_−Ｔ、マルチプレクサ４およびＡ／Ｄ変換器５から構成された基準信号１４をディジタル値に変換する一連の回路を、基準信号ディジタルデータ取得手段という。

次に、図２を参照して、監視用兼リレー演算用信号出力手段３０について説明する。この監視用兼リレー演算用信号出力手段３０はソフトウェア処理にて実行される。
図２のソフトウェア処理は、図１に示したＲＡＭ６、ＲＯＭ７およびＣＰＵ８を使用して実現されるもので、入力データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２および基準信号データ１４は、ともに図１のＡ／Ｄ変換器５から出力されたデータである。このうち、入力データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２は、アナログフィルタ２（２_−１、２_−２を区別して表記する必要のない場合は、２と表記する）に重畳入力された系統電流ｉ_Ｌと監視用信号ｉ_Ｔとをディジタル変換した後のデータであり、記憶回路１３および減算器１８に導入される。

一方、基準信号データ１４は、基準信号発生器１１から出力された基準信号を図１のＡ／Ｄ変換器５でディジタルデータに変換されたデータであって、基準信号位相検出回路１５に入力される。この基準信号位相検出回路１５は、入力された基準信号データの特定タイミングで、タイミング信号を出力するように構成されている。特定タイミングとは、例えばデータの符号が変化する零クロス点である。

記憶回路１３は、系統電流ｉ_Ｌが零の状態で、記憶指令１６成立時に基準信号位相検出回路１５のタイミング信号が出力されたことを起点にして、所定期間連続して監視用信号ｉ_Ｔのみの入力データを時系列に記憶するように構成する。つまり、監視用信号ｉ_Ｔのみの入力データを、予め運用前に記憶回路１３に記憶するものである。

記憶データ選択回路１７は、基準信号位相検出回路１５のタイミング信号が入力された時点を基準に、記憶回路１３の時系列記憶データの中から監視用信号ｉ_Ｔと同一位相のデータを選択して前記減算器１８に出力する。

図３は、以上説明した監視用・リレー演算用共通信号出力手段３０を分かり易く説明するための波形図である。
図３の例では、系統電流ｉ_Ｌに対して監視用信号ｉ_Ｔを４倍調波とし、監視用信号ｉ_Ｔの零クロス点で基準信号１４が発生する様子を示す。

基準信号１４は監視用信号ｉ_Ｔと同じ周期であり、監視用信号ｉ_Ｔの波形データ数列を記憶した記憶回路１３から、減算器１８で減算すべきデータを、記憶データ選択回路１７から選択するための基準タイミングとして使用する。

アナログフィルタが正常状態のときは、監視用信号ｉ_Ｔは実線の波形のようになり、入力データ１２から記憶回路１３に記憶した監視用信号波形データを減算器１８で減算すると、出力データとしてｉ_Ｌを得る。

アナログフィルタが異常状態になると、例えば、破線のように位相がずれたり、または一点鎖線のように振幅値が変化するので、入力データ１２から記憶回路１３に記憶した監視用信号波形データを減算器１８で減算すると、ｉ_Ｌに監視用信号ｉ_Ｔの残り成分を加算した出力データが得られる。

このように、監視用・リレー演算用共通信号出力手段３０は、系統電流ｉ_Ｌに監視用信号ｉ_Ｔが重畳されている常時の状態では、減算器１８で入力データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２から、記憶データ選択回路１７によって選択された記憶回路１３の記憶入力データを減算することによって、アナログフィルタ２の監視用信号とリレー演算用信号とを兼ねた共通信号（以下、監視用兼リレー演算用信号と略称する）１９を出力する。
そして、監視用・リレー演算用共通信号出力手段３０から出力された監視用兼リレー演算用信号１９は、図４のアナログフィルタ監視手段に入力されて監視される。

図４のアナログフィルタ監視手段４０も前記ＲＡＭ６、ＲＯＭ７およびＣＰＵ８を使用して実現されるもので、ここでは１チャンネル分を示す。
アナログフィルタ監視手段４０は、図３の減算器１８から出力された監視用兼リレー演算用信号１９を入力して、監視信号抽出処理を演算するディジタルフィルタ処理手段４１と、このディジタルフィルタ処理手段４１から出力された監視信号を入力してその振幅値を演算する振幅値演算処理手段４２と、この振幅値演算処理手段３２から出力された監視信号の振幅値を入力し、この振幅値が予め設定してある監視用信号の理論値（設定値）と比較し、相対誤差が許容誤差範囲（Ｋ）内であるか否かを検出する比較処理手段４３とから構成されている。

なお、ディジタルフィルタ処理手段４１は、特許文献１に記載されているような構成が簡単な非巡回形フィルタを適用することができる。監視信号が基本波に対して４倍調波の場合、ディジタルフィルタ処理手段４１は、４倍調波の監視信号を抽出するために、次の(1)式を適用する。
ｙ_ｍ＝ｘ_ｍ＋ｘ_ｍ−３＋ｘ_ｍ−６＋ｘ_ｍ−９ … (1)
ここで、ｘ_ｍ−ｎは基本波の電気角３０°毎のサンプリングデータを表し、_ｎはｎサンプリング前の過去のデータを意味する。
なお、ディジタルフィルタ処理手段は、上記の非巡回形以外の構成であってもよい。

図４において、ディジタルフィルタ処理手段４１は、図２の監視用・リレー演算用共通信号出力手段３０から入力した監視用兼リレー演算用信号１９から監視用信号を抽出し、振幅値演算処理４１に出力する。振幅値演算処理手段４２では、チャンネル毎の監視用信号の振幅値を算出する。比較処理手段４３により、前記振幅値が予め設定している監視用信号の許容誤差範囲（Ｋ１）であるか否かを検査し、検査結果を監視結果４５として出力する。この監視結果４５が許容誤差範囲（Ｋ１）を超えていれば、図示しないインターフェースの表示パネル等で故障である旨表示するとともに、ディジタル保護または制御演算をロックする。

（作用）
本発明によれば、図１の監視用信号発生回路９から重畳され図２の入力データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２に含まれる監視用信号ｉ_Tは記憶回路１３に時系列記憶データとして記憶され、減算器１８で入力データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２から減算されるので、アナログフィルタ２_−１または２_−２に故障が無い場合は、監視用兼リレー演算用信号１９は電気量データ（ｉ_Ｌ）となり、図４の振幅値演算処理手段４２で算出した監視用信号の振幅値はほぼ零となる。

しかしながら、アナログフィルタ２_−１または２_−２に故障がある場合は、図２の入力データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２の大きさや位相に変化が生じ、入力データ（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２に含まれる監視用信号ｉ_Ｔは、記憶回路１３に記録されている時系列記憶データと異なるので、減算器１８の減算結果に電気量データ（ｉ_Ｌ）以外の監視用信号が残る。このため、図４の振幅値演算処理手段４２で算出した監視用信号の振幅値は零にはならない。したがって、監視用信号の振幅値を監視することでアナログフィルタ２の故障を検出可能することが可能である。

(効果)
以上述べたように、従来の監視方式であれば監視用データおよびリレー演算用データの２種類データを監視する必要があったが、本実施形態によれば監視用データとリレー演算用データを共用することで、１種類のデータの監視でアナログフィルタの故障を検出可能である。また、本実施形態によれば、他のチャンネルとの比較をする必要がなく、簡単な処理で不良チャンネルを特定することが可能であり、データを算出する処理負担とメモリの消費を軽減することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、図５および図６を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係るディジタル保護・制御装置をアナログ入力回路に注目して描いた構成図、図６は、本発明のディジタル保護・制御装置による監視用兼リレー演算用信号出力手段を示すブロック図である。

なお、図５、６はそれぞれ第１の実施形態の図１、２に対応する図であり、同一部分には同一符号を、また対応する部分には添字Ａを付けることにより、重複する説明は適宜省略する。

図５において、２０Ａはアナログ入力回路であり、第１の実施形態とは、アナログフィルタ２に監視用信号を入力する構成が異なっている。すなわち、５１は監視用信号の入力指令であってソフトウェアで制御され、この指令が成立時に監視用信号発生回路９の信号をアナログフィルタ２に入力するよう構成する。印加制御回路５２は入力指令５１が成立の場合、監視用信号を常に同一の位相タイミングで一定期間入力するよう制御する回路である。印加制御回路５２は例えば監視用信号が負から正にかわるタイミングでワンショットタイマを起動し、タイマの出力期間中、監視用信号を印加するなどの方法で容易に構成することができる。

次に、図６を参照して、監視用兼リレー演算用信号出力手段３０Ａについて説明する。この監視用兼リレー演算用信号出力手段３０Ａはソフトウェア処理にて実行される。
図６のソフトウェア処理は、図５に示したＲＡＭ６、ＲＯＭ７およびＣＰＵ８を使用して実現される。本実施形態の監視用・リレー演算用共通信号出力手段３０Ａは、第１の実施形態に比べ、記憶回路１３および記憶データ選択回路１７に与えるタイミング信号の作り方が異なっている。すなわち、図６では記憶指令１６が成立時、入力指令５１のタイミングを起点に、記憶回路１３で系統電気量ｉ_Ｌが零の状態での監視用信号成分のみの入力データを時系列記憶するよう構成する。

保護継電器を運用している常時の状態では、入力指令が成立時、入力データ１２は系統電気量ｉ_Ｌに監視用信号ｉ_Ｔが重畳されているが、このとき、入力指令５１の成立タイミングを起点に、記憶回路１３の時系列記憶データを順次記憶データ選択回路１７で選択し、減算器１８で入力データ１２から減算し、この出力を監視用およびリレー演算用に使用するよう構成する。
なお、本実施形態においても、第１の実施形態における図４相当のアナログフィルタ監視手段が必要であるが、この手段は同一であるため本実施形態では図を省略する。

本実施形態では、記憶データおよび入力データは、共に入力指令成立のタイミングを起点にした同一の監視用信号入力に対する応答データであるため、入力指令の成立タイミングに基づいて、入力データ１２に含まれる監視用信号成分の瞬時値データと同じ位相の時系列記憶データを、減算器１８で減算することにより、保護継電器演算に使用するデータから、監視用信号成分のみを選択的にキャンセルすることが可能になる。

以上述べたように、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、常時監視あるいは自動点検のいずれも適用可能な、高精度なアナログ入力回路の監視方式を実現できる。

（第３の実施形態）
次に、図７ないし図９を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。
図７は本発明の第３の実施形態に係るディジタル保護・制御装置をアナログ入力回路に注目して描いた構成図、図８は本発明のディジタル保護・制御装置による監視用兼リレー演算用信号出力手段を示すブロック図、図９はタイミング制御の方法を説明するための波形図である。

なお、図７、８はそれぞれ第２の実施形態の図５、６に対応する図であり、同一部分には同一符号を、また対応する部分には添字Ｂを付けることにより、重複する説明は適宜省略する。

本実施形態が、第１の実施形態および第２の実施形態に対して監視用信号を重畳、減算するタイミングのとり方が異なっている。すなわち、本実施形態は、Ａ／Ｄ変換器５の変換タイミング信号発生器１０から出力されるタイミング信号に対応するサンプリング信号のサンプリング番号を順次カウントするサンプリング番号カウント回路５３を新たに設け、このサンプリング番号カウント回路５３から出力されたサンプリング番号５４を印加制御回路５２、記憶回路１３および記憶データ選択回路１７に入力することにより、アナログフィルタ２での系統電気量ｉ_Ｌへの監視用信号ｉ_Ｔの重畳タイミングおよび監視用・リレー演算用共通信号出力手段２０Ｂでの監視用信号ｉ_Ｔの減算するタイミングを制御するようにしたものである。

次に、図９を参照して、監視用信号の重畳、減算するタイミング制御方法について説明する。
Ａ／Ｄ変換器５は、基本波（系統周波数）の１サイクルを変換タイミング信号発生器１０から出力されるタイミング信号に対応するサンプリング信号で９６サンプリングするので、４倍調波である監視用信号の１サイクルは２４回サンプリングされる。

このため、サンプリング信号に０〜２３までサンプリング番号を振り、この番号が０の時に監視用信号を系統電気量に重畳開始させる。これにより各サンプリング番号に対応する監視用信号のディジタルデータが記憶回路１３に記憶される。記憶データ選択手段１７は、前記サンプリング番号カウント手段から出力されたサンプリング番号を受けて記憶回手段１３で記憶された記憶データを出力する。

この記憶データ選択手段１７から出力されたデータを、減算器１８で入力信号（ｉ_Ｌ＋ｉ_Ｔ）１２から減算すれば監視用兼リレー演算用信号１９を得ることができる。通常状態の場合、監視用兼リレー演算用信号１９はｉ_Ｌであるが、アナログフィルタ２に故障があれば、ｉ_Ｌに監視用信号成分が一部残るので、次段に接続されたアナログフィルタ監視回路４０によって監視される。
本実施形態によれば、第１の実施形態や第２の実施形態に比べて構成およびソフトウェア処理がシンプルなアナログ回路の監視方式を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係るディジタル保護・制御装置をアナログ入力回路に注目して描いた構成図。本発明の第１の実施形態に係るディジタル保護・制御装置による監視用および保護・制御演算用の信号抽出手段を示すブロック図。監視用・リレー演算用共通信号出力手段を説明するための波形図。本発明のディジタル保護・制御装置によるアナログフィルタ監視手段を示すブロック図。本発明の第２の実施形態に係るディジタル保護・制御装置をアナログ入力回路に注目して描いた構成図。本発明の第２の実施形態に係るディジタル保護・制御装置による監視用および保護・制御演算用の信号抽出手段を示すブロック図。本発明の第３の実施形態に係るディジタル保護・制御装置をアナログ入力回路に注目して描いた構成図。本発明のディジタル保護・制御装置による監視用兼リレー演算用信号出力手段を示すブロック図。監視用信号を重畳、減算するタイミング制御方法を説明するための波形図。

符号の説明

１…入力変換器、２_−１、２_−２…アナログフィルタ、３_−１、３_−２、３_−Ｔ…サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、４…マルチプレクサ（ＭＰＸ）、５…アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）、６…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、７…リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、８…ディジタル演算装置（ＣＰＵ）、９…監視用信号発生回路、１０…発信器、１１…基準信号発生器、１２…入力データ、１３…記憶回路、１４…基準信号データ、１５…基準信号位相検出回路、１６…記憶指令、１７…記憶データ選択回路、１８…減算器、１９…監視用兼リレー演算用信号、２０、２０Ａ、２０Ｂ…アナログ入力回路、３０、３０Ａ、３０Ｂ…監視用・リレー演算用共通信号出力手段、４０…アナログフィルタ監視手段、４１…ディジタルフィルタ処理、４２…振幅値演算処理手段、４３… 比較処理手段、４４…監視結果、５１…入力指令、５２…印加制御回路、５３…サンプリング番号カウント回路、５４…サンプリング番号。

Claims

電力系統から取り込んだ系統電気量をアナログフィルタに導入してディジタルデータに変換すると共に、前記アナログフィルタに所定周波数で所定の大きさの監視用信号を系統電気量に重畳して入力するよう構成したアナログ入力回路の出力信号を用いて当該アナログ入力回路の監視を行うようにしたディジタル保護・制御装置の監視方式において、
アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視信号を発生する監視用信号発生手段と、
前記監視用信号のみを前記アナログフィルタに入力した時のアナログ・ディジタル変換後の所定期間のディジタルデータを記憶する記憶手段と、
前記監視用信号と一定の位相関係にある基準信号をアナログフィルタを介さずにアナログ・ディジタル変換する基準信号ディジタルデータ取得手段と、
前記記憶回路で記憶した複数のディジタルデータから前記基準信号ディジタルデータ取得手段で得たディジタルデータの位相と同一位相の記憶データを選択する記憶データ選択手段と、
前記系統電気量に監視用信号が重畳しているときのディジタルデータから前記記憶データ選択手段の出力を減算して監視用および保護演算用のデータを得る減算手段と、
前記監視用および保護演算用のデータから監視信号を抽出し、その抽出された監視信号の大きさが所定の許容誤差以内か否かを検出して、アナログフィルタの故障の有無を判定するアナログフィルタ監視手段と、
を備えることを特徴とするディジタル保護・制御装置の監視方式。
電力系統から取り込んだ系統電気量をアナログフィルタに導入してディジタルデータに変換すると共に、前記アナログフィルタに所定周波数で所定の大きさの監視用信号を系統電気量に重畳して入力するよう構成したアナログ入力回路の出力信号を用いて当該アナログ入力回路の監視を行うようにしたディジタル保護・制御装置の監視方式において、
アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視信号を発生する監視用信号発生手段と、
前記監視用信号のみを、入力指令によって所定の位相で所定の期間前記アナログフィルタに入力する印加制御手段と、
前記監視用信号のみを前記アナログフィルタに入力した時のアナログ・ディジタル変換後のディジタルデータを、入力指令から所定の期間記憶する記憶手段と、
前記入力指令がある時、前記記憶手段で記憶した複数のディジタルデータから、入力指令のタイミングに同期して記憶データを選択する記憶データ選択手段と、
前記系統電気量に監視用信号が重畳しているときのディジタルデータから前記記憶データ選択手段の出力を減算して監視用および保護演算用のデータを得る減算手段と、
前記監視用および保護演算用のデータから監視信号を抽出し、その抽出された監視信号の大きさが所定の許容誤差以内か否かを検出して、アナログフィルタの故障の有無を判定するアナログフィルタ監視手段と、
を備えることを特徴とするディジタル保護・制御装置の監視方式。
電力系統から取り込んだ系統電気量をアナログフィルタに導入してディジタルデータに変換すると共に、前記アナログフィルタに所定周波数で所定の大きさの監視用信号を系統電気量に重畳して入力するよう構成したアナログ入力回路の出力信号を用いて当該アナログ入力回路の監視を行うようにしたディジタル保護・制御装置の監視方式において、
アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に同期した監視信号を発生する監視用信号発生手段と、
前記監視用信号を、前記アナログ・ディジタル変換のタイミング信号に対応したサンプリング信号でサンプリングする際、前記監視用信号の１周期にわたって振られたサンプリング信号のサンプリング番号を順次カウントするサンプリング番号カウント手段と、
前記サンプリング番号カウント手段が予め定めたサンプリング番号の時に前記監視用信号を前記系統電気量に重畳開始させる印加制御手段と、
前記監視用信号の重畳開始後サンプリング番号に対応する前記監視用信号のディジタルデータを所定期間記憶する記憶手段と、
前記サンプリング番号カウント手段から出力されたサンプリング番号を受けて前記記憶回手段の記憶データを選択する記憶データ選択手段と、
前記系統電気量に監視用信号が重畳しているときのディジタルデータから前記記憶データ選択手段の出力を減算して監視用および保護演算用のデータを出力する減算手段と、
前記監視用および保護演算用のデータから監視信号を抽出し、その抽出された監視信号の大きさが所定の許容誤差以内か否かを検出して、アナログフィルタの故障の有無を判定するアナログフィルタ監視手段と、
を備えることを特徴とするディジタル保護・制御装置の監視方式
前記アナログフィルタ監視手段は、前記監視用および保護演算用のデータから監視信号を抽出するディジタルフィルタ処理手段を有することを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１項に記載のディジタル保護・制御装置の監視方式。
前記アナログフィルタ監視手段は、前記抽出された監視信号の振幅値を求める振幅値算出処理手段を有することを特徴とする請求項１、２または３のいずれか１項に記載のディジタル保護・制御装置の監視方式。