JP2015231270A - Digital protection relay device - Google Patents

Digital protection relay device Download PDF

Info

Publication number
JP2015231270A
JP2015231270A JP2014115675A JP2014115675A JP2015231270A JP 2015231270 A JP2015231270 A JP 2015231270A JP 2014115675 A JP2014115675 A JP 2014115675A JP 2014115675 A JP2014115675 A JP 2014115675A JP 2015231270 A JP2015231270 A JP 2015231270A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
correction
digital
frequency
value
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014115675A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6230489B2 (en
Inventor
尾田 重遠
Shigeto Oda
重遠 尾田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2014115675A priority Critical patent/JP6230489B2/en
Priority to KR1020140158463A priority patent/KR101665776B1/en
Publication of JP2015231270A publication Critical patent/JP2015231270A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6230489B2 publication Critical patent/JP6230489B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/02Arrangements for displaying electric variables or waveforms for displaying measured electric variables in digital form
    • G01R13/0218Circuits therefor
    • G01R13/0272Circuits therefor for sampling
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/04Arrangements for displaying electric variables or waveforms for producing permanent records
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0046Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof characterised by a specific application or detail not covered by any other subgroup of G01R19/00
    • G01R19/0053Noise discrimination; Analog sampling; Measuring transients
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress influences upon a relay operation in the case where a frequency variation occurs in a power system, by using a relatively simple correction operation.SOLUTION: In a digital protection relay device 10, on the basis of output of an A/D converter 14, a data storage section 24 successively stores a digital value of the quantity of electricity for each sample cycle corresponding to a frequency that is 2×k times ((k) is an integer equal to or greater than 1) as high as a rating frequency. In order to suppress the influences of the frequency variation in the power system, a correction operation section 26 corrects digital data on the quantity of electricity stored in the data storage section 24. When correcting the digital value of the quantity of electricity stored in the data storage section 24 (g) pieces of values before a present time point ((g) is an integer equal to or greater than 1), the correction operation section 26 corrects the digital value by using the digital value of the quantity of electricity stored in the data storage section 24 (g+k) pieces of values before the present time point.

Description

本発明は、デジタル保護リレー装置に関する。   The present invention relates to a digital protection relay device.

一般に、デジタル保護リレー装置は、定格周波数の整数倍であるサンプリング周波数で得られたデジタルデータを用いてリレー演算を行う。たとえば、サンプリング周波数が定格周波数の12倍の場合は、定格周波数で電気角30°毎のデータがリレー演算に使用される。   Generally, a digital protection relay device performs a relay operation using digital data obtained at a sampling frequency that is an integer multiple of a rated frequency. For example, when the sampling frequency is 12 times the rated frequency, data for every 30 ° electrical angle at the rated frequency is used for the relay calculation.

したがって、電力系統の周波数が定格周波数に等しい場合は、正確に電気角30°毎のデータがリレー演算に用いられるが、系統周波数が変動すると電気角30°毎とは異なるタイミングで取得されたデータがリレー演算に用いられる。たとえば、系統周波数が定格周波数よりも5%増加すると、30°×1.05、すなわち31.5°毎に得られたデータがリレー演算に用いられる。このため、適用されるリレー演算アルゴリズムによっては演算結果に誤差が生じ、リレー要素に要求された規格をはずれ、結果として、保護リレー装置の動作に問題が生じる場合がある。   Therefore, when the frequency of the power system is equal to the rated frequency, data for every electrical angle of 30 ° is accurately used for the relay calculation, but when the system frequency fluctuates, data acquired at a timing different from that for every electrical angle of 30 °. Is used for relay calculation. For example, when the system frequency is increased by 5% from the rated frequency, data obtained at 30 ° × 1.05, that is, every 31.5 ° is used for the relay calculation. For this reason, depending on the applied relay calculation algorithm, an error may occur in the calculation result, which deviates from the standard required for the relay element, and as a result, a problem may occur in the operation of the protection relay device.

これまで、系統周波数の変動に起因する誤差を補正するための方法がいくつか提案されている。たとえば、特開平1−298914号公報(特許文献1)は、リレー演算に2つのベクトルの位相差の余弦量を使用する場合に、入力された交流周波数が変動しても、その余弦量の算出誤差を小さくすることができる補正方法を開示する。特開2002−186167号公報(特許文献2)は、フーリエ変換演算によって交流入力の基本波から正弦成分と余弦成分とを抽出し、抽出された成分に基づいて、電力系統の周波数変動の影響を補正する演算を実行する。   Until now, several methods for correcting an error caused by fluctuations in the system frequency have been proposed. For example, JP-A-1-298914 (Patent Document 1) calculates the amount of cosine even when the input AC frequency fluctuates when the cosine amount of the phase difference between two vectors is used for relay calculation. A correction method capable of reducing the error is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-186167 (Patent Document 2) extracts a sine component and a cosine component from a fundamental wave of an AC input by a Fourier transform operation, and based on the extracted component, influences of frequency fluctuations of the power system. Execute the calculation to be corrected.

特開平1−298914号公報JP-A-1-298914 特開2002−186167号公報JP 2002-186167 A

しかしながら、上記の特許文献1に記載された補正方法は、余弦量を演算する場合に限定されたものであるので、リレー演算に適用する各種の演算アルゴリズムの全てに適用することはできない。上記の特許文献2に記載された補正方法は、フーリエ変換演算を利用するために、デジタル保護リレー装置に搭載されるCPU(Central Processing Unit)への負荷が大きくなる。この結果、実際の適用が困難な場合があり得る。   However, since the correction method described in Patent Document 1 is limited to the case of calculating the cosine amount, it cannot be applied to all the various calculation algorithms applied to the relay calculation. Since the correction method described in Patent Document 2 uses Fourier transform calculation, the load on a CPU (Central Processing Unit) mounted on the digital protection relay device increases. As a result, actual application may be difficult.

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電力系統に周波数変動が生じた場合の影響を比較的簡単な補正演算によって抑制することが可能なデジタル保護リレー装置を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a digital signal capable of suppressing the influence when a frequency fluctuation occurs in the power system by a relatively simple correction calculation. It is to provide a protective relay device.

この発明によるデジタル保護リレー装置は、AD(Analog to Digital)変換器と、データ格納部と、補正演算部と、リレー演算部とを備える。AD変換器は、電力系統で検出された電流または電圧のアナログ値をデジタル値に変換する。データ格納部は、AD変換器の出力に基づいて、定格周波数の2×k倍(kは1以上の整数)の周波数に対応したサンプリング周期ごとに電気量(電流または電圧)のデジタル値を順次格納する。補正演算部は、電力系統の周波数変動の影響を抑制するために、データ格納部に格納された電気量のデジタルデータを補正する。リレー演算部は、補正された電気量のデジタルデータに基づいてリレー演算を行う。補正演算部は、現時点よりもg個前(gは1以上の整数)にデータ格納部に格納された電気量のデジタル値を補正する場合には、現時点よりも(g+k)個前にデータ格納部に格納された電気量のデジタル値を用いて、g個前に格納された電気量のデジタル値を補正するように構成される。   The digital protection relay device according to the present invention includes an AD (Analog to Digital) converter, a data storage unit, a correction calculation unit, and a relay calculation unit. The AD converter converts an analog value of current or voltage detected in the power system into a digital value. Based on the output of the AD converter, the data storage unit sequentially outputs a digital value of an electric quantity (current or voltage) for each sampling period corresponding to a frequency 2 × k times (k is an integer of 1 or more) of the rated frequency. Store. The correction calculation unit corrects the digital data of the amount of electricity stored in the data storage unit in order to suppress the influence of frequency fluctuation of the power system. The relay calculation unit performs a relay calculation based on the corrected digital data of the amount of electricity. When correcting the digital value of the electric quantity stored in the data storage unit before g (g is an integer of 1 or more) before the current time, the correction calculation unit stores data (g + k) times before the current time. The digital value of the quantity of electricity stored before g is corrected using the digital value of the quantity of electricity stored in the unit.

この発明によれば、g個前にデータ格納部に格納された電気量のデジタル値を補正する場合には、それよりもさらにk個前に(k個前とは定格周波数で180°前に相当する)データ格納部に格納された電気量のデジタル値を用いて補正演算が実行される。このように、周波数変動の影響を抑制するのに電力系統の現在の周波数を検出する必要がなく、比較的簡単な補正演算で周波数変動の影響を抑制することができる。   According to this invention, when correcting the digital value of the quantity of electricity stored in the data storage unit before g times, k times before that (k before is 180 degrees before the rated frequency). The correction calculation is executed using the digital value of the electric quantity stored in the data storage unit. As described above, it is not necessary to detect the current frequency of the power system in order to suppress the influence of the frequency fluctuation, and the influence of the frequency fluctuation can be suppressed by a relatively simple correction calculation.

第1の実施形態によるデジタル保護リレー装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital protection relay apparatus by 1st Embodiment. 補正前の時系列データと補正後の時系列データとの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the time series data before correction | amendment, and the time series data after correction | amendment. デジタル保護リレー装置に入力される電圧信号の周波数が定格周波数よりも増加した場合の電圧ベクトル図である。It is a voltage vector diagram in case the frequency of the voltage signal input into a digital protection relay apparatus increases from a rated frequency. データ補正時の誤差計算の方法について説明するためのベクトル図である。It is a vector diagram for demonstrating the method of the error calculation at the time of data correction. 図4を一般化したベクトル図である。It is the vector diagram which generalized FIG. 入力周波数が定格周波数よりも5%ずれた場合について、位相誤差および振幅誤差の計算結果を表形式で示した図である。It is the figure which showed the calculation result of the phase error and the amplitude error in a table format when the input frequency is shifted by 5% from the rated frequency. 第1の実施形態によるデジタル保護リレー装置の動作を示すフローチャートである(電圧および電流のデジタルデータが補正前データ格納部に格納されるまでの手順を示す)。It is a flowchart which shows operation | movement of the digital protection relay apparatus by 1st Embodiment (The procedure until the digital data of a voltage and an electric current is stored in the data storage part before correction | amendment is shown). 第1の実施形態によるデジタル保護リレー装置の動作を示すフローチャートである(補正前データ格納部に格納されたデータを用いてリレー演算を行う手順を示す)。It is a flowchart which shows operation | movement of the digital protection relay apparatus by 1st Embodiment (The procedure which performs a relay calculation using the data stored in the data storage part before correction | amendment is shown). 第2の実施形態において補正係数を決定する方法を説明するためのベクトル図である。It is a vector diagram for demonstrating the method to determine a correction coefficient in 2nd Embodiment. 第2の実施形態の場合において、位相誤差および振幅誤差の計算結果を表形式で示した図である。In the case of 2nd Embodiment, it is the figure which showed the calculation result of the phase error and the amplitude error in a tabular form. 第3の実施形態によるデジタル保護リレー装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital protection relay apparatus by 3rd Embodiment. 第3の実施形態において補正係数を決定する方法を説明するためのベクトル図である。It is a vector diagram for demonstrating the method of determining a correction coefficient in 3rd Embodiment. 入力周波数が定格周波数に対して1〜5%ずれている場合にそれぞれ計算された補正係数の値を表形式で示す図である。It is a figure which shows the value of the correction coefficient calculated when the input frequency has shifted | deviated 1-5% with respect to the rated frequency in a tabular form. 図11の補正係数記憶部28に格納される補正テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the correction table stored in the correction coefficient memory | storage part of FIG. 第3の実施形態によるデジタル保護リレー装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the digital protection relay apparatus by 3rd Embodiment.

以下、各実施形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。   Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

<第1の実施形態>
[デジタル保護リレー装置の構成]
図1は、第1の実施形態によるデジタル保護リレー装置10の構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
[Configuration of digital protection relay device]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the digital protection relay device 10 according to the first embodiment.

図1を参照して、デジタル保護リレー装置10は、電力系統の電線路2に設置された電流変成器(CT:Current Transformer)6および電圧変成器(PT:Potential Transformer)4によって、電線路2上の電流および電圧の瞬時値を検出し、検出した電流信号および電圧信号をデジタルデータにAD(Analog to Digital)変換する。デジタル保護リレー装置10は、AD変換されたデジタルデータに基づいて、対応する保護区間(保護すべき領域)の故障の有無を判定し、故障を検出した場合には当該故障区間を電力系統から切り離すために電力系統に設置される遮断器(図示しない)に対して開放指令を出力する。なお、電流および電圧のいずれか一方のみしかリレー演算に使用しない場合は、デジタル保護リレー装置10は、リレー演算に必要な電流または電圧を取り込むように構成されていてもよい。この明細書では、電流および電圧を総称して電気量と称する場合がある。   Referring to FIG. 1, a digital protection relay device 10 includes a current transformer 2 (CT: Current Transformer) 6 and a voltage transformer (PT: Potential Transformer) 4 installed in a power line 2 of a power system. The instantaneous values of the current and voltage above are detected, and the detected current signal and voltage signal are AD (Analog to Digital) converted into digital data. The digital protection relay device 10 determines whether or not there is a failure in the corresponding protection section (area to be protected) based on the AD-converted digital data, and disconnects the failure section from the power system when a failure is detected. Therefore, an open command is output to a circuit breaker (not shown) installed in the power system. When only one of the current and the voltage is used for the relay calculation, the digital protection relay device 10 may be configured to capture a current or voltage necessary for the relay calculation. In this specification, current and voltage may be collectively referred to as an electric quantity.

具体的に、デジタル保護リレー装置10は、アナログ回路12と、AD変換器14と、演算処理部16と、出力処理部18とを含む。   Specifically, the digital protection relay device 10 includes an analog circuit 12, an AD converter 14, an arithmetic processing unit 16, and an output processing unit 18.

アナログ回路12は、補助変成器で構成される入力変換器、アンチエイリアスフィルタ、およびサンプル・ホールド回路などを含む。入力変換器は、電流変成器6および電圧変成器4からそれぞれ入力された電流信号および電圧信号の電圧レベルをデジタル保護リレー装置10の内部で処理可能な電圧レベルに変換する。アンチエイリアスフィルタは、AD変換の際の折り返し誤差を除去するためのローパスフィルタである。サンプル・ホールド回路は、たとえば、電力系統の定格周波数fnの96倍のサンプリング周波数(96×fn)で、レベル変換後の電流信号および電圧信号をサンプリングする。サンプリングされた電流信号および電圧信号は、AD変換器14によってデジタルデータに変換される。   The analog circuit 12 includes an input converter composed of an auxiliary transformer, an antialiasing filter, a sample and hold circuit, and the like. The input converter converts the voltage level of the current signal and the voltage signal respectively input from the current transformer 6 and the voltage transformer 4 into a voltage level that can be processed inside the digital protection relay device 10. The anti-aliasing filter is a low-pass filter for removing aliasing errors during AD conversion. The sample-and-hold circuit samples the current signal and voltage signal after level conversion at a sampling frequency (96 × fn) that is 96 times the rated frequency fn of the power system, for example. The sampled current signal and voltage signal are converted into digital data by the AD converter 14.

演算処理部16は、CPU、RAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)などのメモリ、ならびにインターフェース回路などを含むマイクロコンピュータをベースに構成される。演算処理部16は、AD変換された電流信号および電圧信号に対してリレー演算を行い、リレー演算の結果に基づいて系統故障の有無を判定し、保護すべき領域(保護区間)に故障を検出するとその故障区間を電力系統から切り離すための信号を出力する。   The arithmetic processing unit 16 is configured based on a microcomputer including a CPU, a memory such as a random access memory (RAM) and a read only memory (ROM), and an interface circuit. The arithmetic processing unit 16 performs a relay operation on the AD-converted current signal and voltage signal, determines the presence or absence of a system failure based on the result of the relay operation, and detects a failure in an area to be protected (protection section) Then, a signal for disconnecting the failure section from the power system is output.

演算処理部16は、機能的に見ると、フィルタ処理部22と、補正前データ格納部24と、補正演算部26と、補正係数記憶部28と、補正後データ格納部30と、リレー演算部32と、ロジック処理部34とを含む。これらの各構成要素の機能は、ROMに格納されたプログラムがCPUで実行されることによって実現される。   In terms of functionality, the arithmetic processing unit 16 includes a filter processing unit 22, a pre-correction data storage unit 24, a correction calculation unit 26, a correction coefficient storage unit 28, a post-correction data storage unit 30, and a relay calculation unit. 32 and a logic processing unit 34. The functions of these constituent elements are realized by a program stored in the ROM being executed by the CPU.

フィルタ処理部22は、AD変換器14から入力された電圧データおよび電流データを予め定められたサンプリング周期Ts毎に平均化することによって、周期Ts毎に電圧および電流のデジタル値を生成する。生成されたデジタル値(電圧値および電流値)は、メモリ内部の補正前データ格納部24に順次格納され、リレー演算に用いられる。   The filter processing unit 22 generates voltage and current digital values for each period Ts by averaging the voltage data and current data input from the AD converter 14 for each predetermined sampling period Ts. The generated digital values (voltage value and current value) are sequentially stored in the pre-correction data storage unit 24 in the memory and used for relay calculation.

上記のサンプリング周期Tsは、定格周波数fnのK倍(Kは偶数)のサンプリング周波数fs(fs=K×fn)に対応するものである(Ts=1/fs)。たとえば、K=12の場合、定格周波数で電気角30°毎のデータが生成され、K=16の場合、定格周波数で電気角22.5°毎のデータが生成される。なお、上記のサンプリング周波数fs(12×fnまたは16×fn)は、AD変換の際のサンプリング周波数(たとえば、96×fn)よりも当然に小さい。   The sampling cycle Ts corresponds to a sampling frequency fs (Ks = K × fn) that is K times the rated frequency fn (K is an even number) (Ts = 1 / fs). For example, when K = 12, data for every electrical angle of 30 ° is generated at the rated frequency, and when K = 16, data for every electrical angle of 22.5 ° is generated at the rated frequency. The sampling frequency fs (12 × fn or 16 × fn) is naturally smaller than the sampling frequency (for example, 96 × fn) at the time of AD conversion.

補正前データ格納部24には、リレー演算に必要な現時点から数サイクル前までの電圧データおよび電流データが格納されている(適用されるリレー演算によって蓄積されるデータ数は異なる)。たとえば、現時点の電圧値(電圧のデジタル値)をV(m)とし、1サンプリング周期(Ts=1/fs)前の電圧値をV(m−1)とし、2サンプリング周期前の電圧値をV(m−2)とする。以下同様に、nサンプリング周期前の電圧値をV(m−n)とする。現時点からnサンプリング周期前までの電圧値がリレー演算に必要であるとすると、V(m)、V(m−1)、V(m−2)、…、V(m−n)のn+1個の電圧値を含む時系列データが補正前データ格納部24に蓄積される。この時系列データは、サンプリング周期Ts毎に順次更新される。最新の電圧値V(m)が入力されると、以前のデータは順次1個ずつ繰り下げられる。電流データI(m)、I(m−1)、I(m−2)、…についても同様である。   The pre-correction data storage unit 24 stores voltage data and current data required for relay calculation from the present time to several cycles before (the number of data accumulated by the applied relay calculation is different). For example, the current voltage value (digital value of voltage) is V (m), the voltage value before one sampling period (Ts = 1 / fs) is V (m−1), and the voltage value before two sampling periods is Let V (m−2). Similarly, the voltage value before the n sampling period is assumed to be V (mn). Assuming that voltage values from the present time to n sampling cycles before are necessary for the relay calculation, n + 1 V (m), V (m-1), V (m-2), ..., V (mn). The time-series data including the voltage value is accumulated in the pre-correction data storage unit 24. This time series data is sequentially updated every sampling period Ts. When the latest voltage value V (m) is input, the previous data is sequentially lowered one by one. The same applies to the current data I (m), I (m-1), I (m-2),.

補正演算部26は、この時系列データV(m)、V(m−1)、…を使って、補正された時系列データV*(m−1)、V*(m−2)、…をサンプリング周期Ts毎に生成する。この補正は、電流系統の周波数変動の影響を抑制するため行われる。電流データについても同様に、補正演算部26は、時系列データI(m)、I(m−1)、…を使って、補正された時系列データI*(m−1)、I*(m−2)、…をサンプリング周期Ts毎に生成する。補正後の時系列データは補正後データ格納部30に格納される。 The correction calculation unit 26 uses the time series data V (m), V (m−1),... To correct the time series data V * (m−1), V * (m−2),. Are generated every sampling period Ts. This correction is performed to suppress the influence of the frequency fluctuation of the current system. Similarly, for the current data, the correction calculation unit 26 uses the time series data I (m), I (m−1),... To correct the time series data I * (m−1), I * ( m-2),... are generated every sampling period Ts. The corrected time series data is stored in the corrected data storage unit 30.

図2は、補正前の時系列データと補正後の時系列データとの対応関係を示す図である。以下では、電圧データの補正方法について説明するが、電流データについても同様の方法で補正できる。   FIG. 2 is a diagram illustrating a correspondence relationship between time-series data before correction and time-series data after correction. Hereinafter, a method for correcting voltage data will be described, but current data can also be corrected by a similar method.

図2に示すように、フィルタ処理部22で生成された時系列データV(m)、V(m−1)、…は、補正前データ格納部24に格納される。図1の補正演算部26は、サンプリング周期Ts毎に、補正前データ格納部24に格納されている時系列データV(m)、V(m−1)、…を補正する。補正後の時系列データV*(m−1)、V*(m−2)、…は、補正後データ格納部30に格納される。なお、現時点のデータV(m)は補正の必要がないので、そのまま補正後データ格納部30に格納される。 As shown in FIG. 2, the time series data V (m), V (m−1),... Generated by the filter processing unit 22 is stored in the pre-correction data storage unit 24. 1 corrects the time series data V (m), V (m−1),... Stored in the pre-correction data storage unit 24 for each sampling period Ts. The corrected time-series data V * (m−1), V * (m−2),... Are stored in the corrected data storage unit 30. Since the current data V (m) does not need to be corrected, it is stored in the corrected data storage unit 30 as it is.

具体的に、現時点よりも1個前に補正前データ格納部24に格納された電圧値V(m−1)は、V(m−1)よりもさらにk個前に補正前データ格納部24に格納された電圧値V(m−1−k)と補正係数P1とを用いて補正される。ここで、定数kは、定格周波数で電気角180°に対応するものであり、定格周波数時の1サンプリング周期に相当する電気角をφとすると、k=180°/φで表される。サンプリング周波数fsが定格周波数fnのK倍であるとすると、k=K/2の関係がある。たとえば、K=12の場合(すなわち、fs=12×fnの場合)、k=6、φ=30°となる。   Specifically, the voltage value V (m−1) stored in the pre-correction data storage unit 24 one time before the current time is the k-th correction value data storage unit 24 further before V (m−1). Is corrected using the voltage value V (m-1-k) and the correction coefficient P1 stored in. Here, the constant k corresponds to an electrical angle of 180 ° at the rated frequency, and is represented by k = 180 ° / φ, where φ is an electrical angle corresponding to one sampling period at the rated frequency. If the sampling frequency fs is K times the rated frequency fn, there is a relationship of k = K / 2. For example, when K = 12 (that is, when fs = 12 × fn), k = 6 and φ = 30 °.

補正後の電圧値V*(m−1)の具体的な表式は、
V*(m-1)=V(m-1)+(V(m-1)+V(m-1-k))・P1 …(1A)
=(1+P1)・V(m-1)+P1・V(m-1-k) …(1B)
によって表される。式(1B)は式(1A)の右辺を書き直したものである。
The specific expression of the corrected voltage value V * (m−1) is
V * (m-1) = V (m-1) + (V (m-1) + V (m-1-k)) · P1 (1A)
= (1 + P1) ・ V (m-1) + P1 ・ V (m-1-k)… (1B)
Represented by Expression (1B) is obtained by rewriting the right side of Expression (1A).

補正係数P1は、補正後の電圧値V*(m−1)が、現時点よりも電気角φ(電気角φは、定格周波数時の1サンプリング周期に相当する)だけ前の電圧値V(m−φ)にほぼ等しくなるように設定される。第1の実施形態の場合、補正係数P1は1/kに設定される(補正係数P1の導出方法については、図3を参照して後述する)。 The correction coefficient P1 indicates that the corrected voltage value V * (m−1) is a voltage value V (m) that is an electrical angle φ (electrical angle φ corresponds to one sampling period at the rated frequency) before the current time. -Φ). In the case of the first embodiment, the correction coefficient P1 is set to 1 / k (a method for deriving the correction coefficient P1 will be described later with reference to FIG. 3).

現時点よりも2個前に補正前データ格納部24に格納された電圧値V(m−2)は、V(m−2)よりもさらにk個前に格納された電圧値V(m−2−k)と補正係数P2(=2/k)とを用いることによって、
V*(m-2)=V(m-2)+(V(m-2)+V(m-2-k))・P2 …(2A)
=(1+P2)・V(m-2)+P2・V(m-2-k) …(2B)
に従って補正される。式(2B)は式(2A)の右辺を書き直したものである。
The voltage value V (m−2) stored in the pre-correction data storage unit 24 two times before the current time is equal to the voltage value V (m−2) stored k times before V (m−2). -K) and the correction factor P2 (= 2 / k),
V * (m-2) = V (m-2) + (V (m-2) + V (m-2-k)) · P2 (2A)
= (1 + P2) ・ V (m-2) + P2 ・ V (m-2-k)… (2B)
It is corrected according to. Expression (2B) is obtained by rewriting the right side of Expression (2A).

同様に、現時点よりも3個前の電圧値V(m−3)は、V(m−3)よりもさらにk個前の電圧値V(m−3−k)と補正係数P3(=3/k)とを用いることによって、
V*(m-3)=V(m-3)+(V(m-3)+V(m-3-k))・P3 …(3A)
=(1+P3)・V(m-3)+P3・V(m-3-k) …(3B)
に従って補正される。式(3B)は式(3A)の右辺を書き直したものである。
Similarly, the voltage value V (m−3) three times before the current time is equal to the voltage value V (m−3−k) k times before V (m−3) and the correction coefficient P3 (= 3). / K) and
V * (m-3) = V (m-3) + (V (m-3) + V (m-3-k)) · P3 (3A)
= (1 + P3) ・ V (m-3) + P3 ・ V (m-3-k)… (3B)
It is corrected according to. Expression (3B) is obtained by rewriting the right side of Expression (3A).

より一般的には、現時点よりもg個前(gは1以上の整数)の電圧値V(m−g)は、V(m−g)よりもさらにk個前の電圧値V(m−g−k)と補正係数Pg(=g/k)とを用いることによって、
V*(m-g)=V(m-g)+(V(m-g)+V(m-g-k))・Pg …(4A)
=(1+Pg)・V(m-g)+Pg・V(m-g-k) …(4B)
に従って補正される。式(4B)は式(4A)の右辺を書き直したものである。
More generally, the voltage value V (m−g) g times before the present time (g is an integer of 1 or more) is the voltage value V (m−g) k times before V (m−g). g−k) and the correction coefficient Pg (= g / k),
V * (mg) = V (mg) + (V (mg) + V (mgk)) · Pg (4A)
= (1 + Pg) · V (mg) + Pg · V (mgk) ... (4B)
It is corrected according to. Expression (4B) is obtained by rewriting the right side of Expression (4A).

式(4A)によれば、補正後の電圧値V*(m−g)は、補正前の電圧値V(m−g)に補正項を加算することによって得られる。補正項は、補正前の電圧値V(m−g)とV(m−g−k)との線形結合によって与えられる。 According to equation (4A), the corrected voltage value V * (mg) is obtained by adding a correction term to the uncorrected voltage value V (mg). The correction term is given by a linear combination of the voltage value V (m−g) and V (m−g−k) before correction.

なお、過去のデータとの位相関係がリレー演算に必要とされない場合には、上式(4A)に従った補正演算は、半サイクル前まで(1≦g<k)でよい。半サイクル前から1サイクル前まで(k≦g<2k)の補正後の電圧値には、現時点から半サイクル前までの補正後の電圧値の符号を反転したものを用いることができる。   When the phase relationship with past data is not required for the relay calculation, the correction calculation according to the above equation (4A) may be up to half a cycle before (1 ≦ g <k). As the voltage value after the correction from half cycle to one cycle before (k ≦ g <2k), a voltage value obtained by reversing the sign of the corrected voltage value from the present time to the half cycle before can be used.

具体的に、現時点から半サイクル前の電圧値V(m−k)を補正することによって得られる電圧値V*(m−k)として、現時点の電圧値V(m)の符号を反転させたものを用いることができる。半サイクルから1サイクル前までの補正後の電圧値V*(m−k−1)、V*(m−k−2)、…、V*(m−2k+1)として、それぞれ半サイクル前の補正後の電圧値V*(m−1)、V*(m−2)、…、V*(m−k+1)の符号を反転したものを用いることができる。具体的な表式は、
V*(m-k)=−V(m) …(5)
V*(m-k-1)=−V*(m-1)=−V(m-1)−(V(m-1)+V(m-1-k))・P1 …(6)
V*(m-k-2)=−V*(m-2)=−V(m-2)−(V(m-2)+V(m-2-k))・P2 …(7)
・・・
V*(m-(2k-1))=−V*(m-(k-1))
=−V(m-(k-1))−(V(m-(k-1))+V(m-(k-1)-k))・Pk-1 …(8)
で与えられる。
Specifically, the sign of the current voltage value V (m) is inverted as the voltage value V * (m−k) obtained by correcting the voltage value V (m−k) half a cycle before the current time. Things can be used. Correction after half a cycle as voltage values V * (m−k−1), V * (m−k−2),..., V * (m−2k + 1) after correction from a half cycle to one cycle before Those obtained by inverting the signs of the subsequent voltage values V * (m−1), V * (m−2),..., V * (m−k + 1) can be used. The specific expression is
V * (mk) = -V (m) (5)
V * (mk-1) = -V * (m-1) = -V (m-1)-(V (m-1) + V (m-1-k)) · P1 (6)
V * (mk-2) = -V * (m-2) = -V (m-2)-(V (m-2) + V (m-2-k)) · P2 (7)
...
V * (m- (2k-1)) = -V * (m- (k-1))
= −V (m− (k−1)) − (V (m− (k−1)) + V (m− (k−1) −k)) · Pk−1 (8)
Given in.

なお、距離リレーなどにおいてリレー設置点から見た事故点の方向を判別する場合にように、過去の位相データを必要とする場合には、前述の式(4A)に従って電圧値を補正する。たとえば、2サイクル前の電圧値V(m−4k)を補正した電圧値V*(m−4k)は、2.5サイクル前の電圧値V(m−5k)と補正係数P4k(=4k/k=4)とを用いて、
V*(m-4k)=V(m-4k)+(V(m-4k)+V(m-5k))・P4k …(9)
に従って補正される。
When past phase data is required, as in the case of determining the direction of the accident point as viewed from the relay installation point in a distance relay or the like, the voltage value is corrected according to the above-described equation (4A). For example, the voltage value V * (m−4k) obtained by correcting the voltage value V (m−4k) two cycles ago is the voltage value V (m−5k) 2.5 cycles ago and the correction coefficient P4k (= 4k / k = 4) and
V * (m-4k) = V (m-4k) + (V (m-4k) + V (m-5k)) · P4k (9)
It is corrected according to.

再び図1を参照して、リレー演算部32は、補正前データ格納部24に格納されたデータまたは補正後データ格納部30に格納されたデータを用いてリレー要素演算を実行する。具体的に、リレー演算部32は、位相特性を重視するリレー要素の演算では補正後データ格納部30に格納されたデータを用いてリレー要素演算を実行し、位相特性に関係ないリレー要素の演算では補正前データ格納部24に格納されたデータを用いてリレー要素演算を実行する。   Referring again to FIG. 1, the relay calculation unit 32 executes the relay element calculation using the data stored in the pre-correction data storage unit 24 or the data stored in the post-correction data storage unit 30. Specifically, the relay calculation unit 32 performs relay element calculation using the data stored in the corrected data storage unit 30 in the calculation of the relay element that places importance on the phase characteristic, and calculates the relay element that is not related to the phase characteristic. Then, the relay element calculation is executed using the data stored in the pre-correction data storage unit 24.

ロジック処理部34は、リレー演算部32の演算結果を用いて論理演算を行うことによって、電力系統に故障があるか否かの故障判定を行い、判定結果を出力する。ロジック処理部34によって電力系統に故障ありと判定された場合には、出力処理部18は、対応する保護区間を電力系統から切り離すために遮断器に開放指令を出力する。   The logic processing unit 34 performs a failure determination as to whether or not there is a failure in the power system by performing a logical operation using the operation result of the relay operation unit 32, and outputs the determination result. When the logic processing unit 34 determines that there is a failure in the power system, the output processing unit 18 outputs an open command to the circuit breaker to disconnect the corresponding protection section from the power system.

[補正係数の導出について]
次に、電圧データおよび電流データを補正する際の補正係数(たとえば、前述の式(4A)のPg)の導出方法について説明する。具体例として、サンプリング周期が定格周波数時の電気角30°の場合で、現時点よりも90°遅れの電圧値が必要な場合について説明する。データ補正を行わない場合には、電力系統の周波数が定格周波数よりも5%増加すると、現時点よりも94.5°遅れた電圧値がリレー演算に用いられることになる。
[Derivation of correction coefficient]
Next, a method for deriving a correction coefficient (for example, Pg in the above equation (4A)) when correcting voltage data and current data will be described. As a specific example, a case where a voltage value delayed by 90 ° from the current time is required when the sampling period is an electrical angle of 30 ° at the rated frequency will be described. When data correction is not performed, when the frequency of the power system increases by 5% from the rated frequency, a voltage value delayed by 94.5 ° from the current time is used for the relay calculation.

以下の説明では、現時点の電圧値をV(m)と記載し、90°遅れの電圧値をV(m−90°)と記載し、270°遅れの電圧値をV(m−270°)と記載し、サンプリング周期単位で3個前(定格周波数で90°前に相当する)の電圧値をV(m−3)と記載し、サンプリング周期単位で9個前(定格周波数で270°前に相当する)の電圧値をV(m−9)と記載する。デジタル保護リレー装置10に入力される電圧信号および電流信号の周波数(以下、入力周波数とも称する)をfとし、定格周波数をfnとする。   In the following description, the current voltage value is described as V (m), the voltage value delayed by 90 ° is described as V (m−90 °), and the voltage value delayed by 270 ° is V (m−270 °). The voltage value three times before the sampling cycle (corresponding to 90 ° before the rated frequency) is written as V (m−3), and nine voltage values before the sampling cycle (270 ° before the rated frequency). Is represented as V (m-9). The frequency (hereinafter also referred to as input frequency) of the voltage signal and current signal input to the digital protection relay device 10 is f, and the rated frequency is fn.

図3は、デジタル保護リレー装置に入力される電圧信号の周波数が定格周波数よりも増加した場合の電圧ベクトル図である。図3を参照して、電圧ベクトルV(m−3)とV(m−90°)とのなす角度をθ1(f)とし、電圧ベクトルV(m−9)とV(m−270°)とのなす角度をθ2(f)とする。なお、θ1(f)およびθ2(f)は、θ1およびθ2が入力周波数fの関数であることを表す。入力周波数fが定格周波数fnに等しい場合は、θ1=θ2=0である。   FIG. 3 is a voltage vector diagram when the frequency of the voltage signal input to the digital protection relay device increases from the rated frequency. Referring to FIG. 3, an angle formed between voltage vectors V (m−3) and V (m−90 °) is θ1 (f), and voltage vectors V (m−9) and V (m−270 °) Is defined as θ2 (f). Note that θ1 (f) and θ2 (f) indicate that θ1 and θ2 are functions of the input frequency f. When the input frequency f is equal to the rated frequency fn, θ1 = θ2 = 0.

角度θ1(f)およびθ2(f)は、入力周波数fおよび定格周波数fnを用いて、
θ1(f)=90°・(f−fn)/fn …(10)
θ2(f)=270°・(f−fn)/fn=3・θ1(f) …(11)
でそれぞれ求められる。したがって、角度θ2とθ1との差Δθ(f)は、
Δθ(f)=2・θ1(f) …(12)
で与えられる。
The angles θ1 (f) and θ2 (f) are obtained by using the input frequency f and the rated frequency fn,
θ1 (f) = 90 ° · (f−fn) / fn (10)
θ2 (f) = 270 ° · (f−fn) / fn = 3 · θ1 (f) (11)
Each is required. Therefore, the difference Δθ (f) between the angles θ2 and θ1 is
Δθ (f) = 2 ・ θ1 (f) (12)
Given in.

前述の式(3A)(ただし、k=6)は、周波数ずれで生じたV(m−3)の角度誤差θ1(f)をベクトル(V(m−3)+V(m−9))×P3によって補正するものである。図3に示すように、ベクトル(V(m−3)+V(m−9))は、周波数fが定格周波数の場合には零であり、定格周波数より変化した(図では増加)した場合にはV(m−3)の位相ずれを補正する方向にある。Δθがθ1の2倍であるので、その逆数の1/2を係数P3としてベクトル(V(m−3)+V(m−9))に乗じて補正するようにした。定格周波数からの周波数変化が小さく、したがってθ1が小さい場合には、補正による誤差は小さくなる。   The above equation (3A) (where k = 6) is obtained by converting the angular error θ1 (f) of V (m−3) caused by the frequency shift to a vector (V (m−3) + V (m−9)) × It is corrected by P3. As shown in FIG. 3, the vector (V (m−3) + V (m−9)) is zero when the frequency f is the rated frequency, and when the frequency f changes from the rated frequency (increases in the figure). Is in the direction of correcting the phase shift of V (m−3). Since Δθ is twice as large as θ1, the vector (V (m−3) + V (m−9)) is multiplied by ½ of the reciprocal as a coefficient P3 for correction. When the frequency change from the rated frequency is small and therefore θ1 is small, the error due to correction is small.

より一般的に、サンプリング周期が定格周波数時の電気角φの場合で、現時点よりもg×φ遅れ(ただし、gは1≦g<kを満たす整数、k=180°/φ)電圧値が必要な場合について説明する。現時点の電圧値をV(m)と記載し、g×φ遅れの電圧値をV(m−g・φ)と記載し、g×φよりもさらに180°遅れた電圧値をV(m−(g+k)・φ)と記載し、サンプリング周期単位でg個前の電圧値をV(m−g)と記載し、サンプリング周期単位で(g+k)個前の電圧値をV(m−(g+k))と記載する。   More generally, when the sampling period is the electrical angle φ at the rated frequency, the voltage value is delayed by g × φ from the current time (where g is an integer satisfying 1 ≦ g <k, k = 180 ° / φ). The necessary case will be described. The current voltage value is described as V (m), the voltage value delayed by g × φ is described as V (m−g · φ), and the voltage value delayed by 180 ° from g × φ is expressed as V (m− (G + k) · φ), the voltage value before g in the sampling period is described as V (m−g), and the voltage value before (g + k) in the sampling period is expressed as V (m− (g + k). )).

電圧ベクトルV(m−g)とV(m−g・φ)とのなす角度θ1(f)と、電圧ベクトルV(m−(g+k))とV(m−(g+k)・φ)とのなす角度θ2(f)とは、
θ1(f)=g・φ・(f−fn)/fn …(13)
θ2(f)=(g+k)・φ・(f−fn)/fn=(1+k/g)・θ1(f) …(14)
でそれぞれ与えられる。
The angle θ1 (f) formed by the voltage vectors V (m−g) and V (m−g · φ) and the voltage vectors V (m− (g + k)) and V (m− (g + k) · φ) The formed angle θ2 (f) is
θ1 (f) = g · φ · (f−fn) / fn (13)
θ2 (f) = (g + k) · φ · (f−fn) / fn = (1 + k / g) · θ1 (f) (14)
Are given respectively.

したがって、角度θ2と角度θ1との差Δθ(f)は、
Δθ(f)=k/g・θ1(f) …(15)
で与えられる。
Therefore, the difference Δθ (f) between the angle θ2 and the angle θ1 is
Δθ (f) = k / g · θ1 (f) (15)
Given in.

電圧値V(m−g)は、前述の式(4A)に従って電圧値V(m−(g+k))と補正係数Pgとを用いて補正されるので、補正係数Pgは、
Pg=θ1(f)/Δθ(f)=g/k …(16)
で与えられる。
Since the voltage value V (m−g) is corrected using the voltage value V (m− (g + k)) and the correction coefficient Pg according to the above-described equation (4A), the correction coefficient Pg is
Pg = θ1 (f) / Δθ (f) = g / k (16)
Given in.

[位相誤差および振幅誤差の計算]
前述の式(3A)に従って補正されたデータV(m−3)は、リレー演算に必要なV(m−90°)と完全には一致せず、両者には誤差がある。次にこの誤差(位相誤差および振幅誤差)の計算方法について説明する。
[Calculation of phase error and amplitude error]
The data V * (m−3) corrected according to the above equation (3A) does not completely match V (m−90 °) necessary for the relay calculation, and there is an error between the two. Next, a method for calculating this error (phase error and amplitude error) will be described.

図4は、データ補正時の誤差計算の方法について説明するためのベクトル図である。図4のベクトル図は、前述の式(3B)などにおける電圧ベクトルV(m−3)、V(m−9)、V(m−90°)、およびV(m−3)の相互の関係を示している。ここで、補正前の電圧ベクトルV(m−3)、V(m−9)、V(m−90°)の各々の振幅を1とし、補正後の電圧ベクトルV(m−3)の振幅をXとする。電圧ベクトルV(m−3)とV(m−3)とのなす角度をθxとする。図4では簡単のために補正係数P3の添え字を省略して単にPと記載している。 FIG. 4 is a vector diagram for explaining an error calculation method at the time of data correction. The vector diagram of FIG. 4 shows the mutual relationship between the voltage vectors V (m−3), V (m−9), V (m−90 °), and V * (m−3) in the above equation (3B). Showing the relationship. Here, the amplitudes of the voltage vectors V (m−3), V (m−9), and V (m−90 °) before correction are set to 1, and the corrected voltage vector V * (m−3) Let the amplitude be X. An angle formed by the voltage vector V * (m−3) and V (m−3) is θx. In FIG. 4, for the sake of simplicity, the suffix of the correction coefficient P3 is omitted and simply indicated as P.

図4において、電圧ベクトル(1+P)×V(m−3)、P×V(m−9)、およびV(m−3)によって構成される三角形に対して余弦定理および正弦定理を適用することによって、
X2=(1+P)2+P2−2・(1+P)・P・cosΔθ …(17)
X/sinΔθ=P/sinθx …(18)
で表される関係式が得られる。
In FIG. 4, the cosine and sine theorems are applied to the triangle formed by the voltage vectors (1 + P) × V (m−3), P × V (m−9), and V * (m−3). By
X 2 = (1 + P) 2 + P 2 −2 ・ (1 + P) ・ P ・ cosΔθ (17)
X / sinΔθ = P / sinθx (18)
Is obtained.

入力周波数fが分かれば、前述の式(10)および(12)に従ってΔθ(f)が計算できるので、上式(17)および(18)に従ってXおよびθxを計算することができる。これによって、位相誤差θ1−θx、および振幅誤差X−1を計算することができる。   If the input frequency f is known, Δθ (f) can be calculated according to the above equations (10) and (12), and therefore X and θx can be calculated according to the above equations (17) and (18). Thereby, the phase error θ1-θx and the amplitude error X-1 can be calculated.

図5は、図4を一般化したベクトル図である。図5のベクトル図は、前述の式(4B)などにおける電圧ベクトルV(m−g)、V(m−g−k)、V(m−g・φ)、およびV(m−g)の相互の関係を示している。ここで、補正前の電圧ベクトルV(m−g)、V(m−g−k)、V(m−g・φ)の各々の振幅を1とし、補正後の電圧ベクトルV(m−g)の振幅をXとする。電圧ベクトルV(m−g)とV(m−g)とのなす角度をθxとする。図5では簡単のために補正係数Pgの添え字を省略して単にPと記載している。 FIG. 5 is a vector diagram generalizing FIG. The vector diagram of FIG. 5 shows the voltage vectors V (m−g), V (m−g−k), V (m−g · φ), and V * (m−g) in the above equation (4B). Shows the mutual relationship. Here, the amplitudes of the voltage vectors V (m−g), V (m−g−k), and V (m−g · φ) before correction are set to 1, and the corrected voltage vector V * (m− Let X be the amplitude of g). An angle formed by the voltage vector V * (m−g) and V (m−g) is θx. In FIG. 5, for the sake of simplicity, the suffix of the correction coefficient Pg is omitted and is simply indicated as P.

図5において、電圧ベクトル(1+P)×V(m−g)、P×V(m−g−k)、およびV(m−g)によって構成される三角形に対して余弦定理および正弦定理を適用することによって、図4の場合と同様に前述の式(17)および(18)の関係が得られる。入力周波数fが分かれば、前述の式(13)および(15)に従ってΔθ(f)が計算できるので、上式(17)および(18)に従ってXおよびθxを計算することができる。 In FIG. 5, the cosine and sine theorems are applied to a triangle composed of voltage vectors (1 + P) × V (m−g), P × V (m−g−k), and V * (m−g). By applying, the relationship of the above-mentioned formulas (17) and (18) is obtained as in the case of FIG. If the input frequency f is known, Δθ (f) can be calculated according to the above equations (13) and (15), and therefore X and θx can be calculated according to the above equations (17) and (18).

図6は、入力周波数が定格周波数よりも5%ずれた場合について、位相誤差および振幅誤差の計算結果を表形式で示した図である。なお、周波数で5%の変化量は、通常運転状態であり得ない値であり、JEC(電気規格調査会:Japanese Electrotechnical Committee)で定められている規格の最大値である。   FIG. 6 is a diagram showing the calculation results of the phase error and the amplitude error in a tabular form when the input frequency is shifted by 5% from the rated frequency. Note that the change amount of 5% in frequency is a value that cannot be in a normal operation state, and is the maximum value of the standard defined by JEC (Japanese Electrotechnical Committee).

図6を参照して、一番左の欄から順に、リレー演算に必要な位相角、補正前の電圧データ、周波数が5%ずれた場合の補正前の電圧データの位相誤差、補正式、補正係数(P値とも称する)、補正後の電圧データの位相誤差、補正後の電圧データの振幅誤差が示されている。サンプリング周期は定格周波数時で電気角30°の場合であり、前述のk=6(K=12)に相当する。図6から明らかなように、本実施形態によれば位相誤差の改善が顕著であり、振幅値誤差を考慮してもリレー演算としては問題ないレベルである。   Referring to FIG. 6, in order from the leftmost column, the phase angle necessary for the relay calculation, the voltage data before correction, the phase error of the voltage data before correction when the frequency is shifted by 5%, the correction formula, and the correction A coefficient (also referred to as a P value), a phase error of the corrected voltage data, and an amplitude error of the corrected voltage data are shown. The sampling period is a case where the electrical angle is 30 ° at the rated frequency, and corresponds to the above-mentioned k = 6 (K = 12). As apparent from FIG. 6, according to the present embodiment, the improvement of the phase error is remarkable, and even if the amplitude value error is taken into consideration, the level is not problematic for the relay calculation.

[デジタル保護リレー装置の動作のまとめ]
図7および図8は、第1の実施形態によるデジタル保護リレー装置の動作を示すフローチャートである。図7は、電圧および電流のデジタルデータが補正前データ格納部に格納されるまでの手順を示し、図8は、補正前データ格納部に格納されたデータを用いてリレー演算を行う手順を示す。以下、図1、図7、図8を参照してこれまでの説明を総括する。
[Summary of operation of digital protection relay device]
7 and 8 are flowcharts showing the operation of the digital protection relay device according to the first embodiment. FIG. 7 shows a procedure until voltage and current digital data is stored in the pre-correction data storage unit, and FIG. 8 shows a procedure for performing a relay operation using the data stored in the pre-correction data storage unit. . Hereinafter, the description so far will be summarized with reference to FIG. 1, FIG. 7, and FIG.

まず、デジタル保護リレー装置10は、電圧変成器4および電流変成器6を介して、電力系統の電線路2の電圧および電流の瞬時値を検出する(ステップS100)。アナログ回路12において、検出された電圧信号および電流信号に対してレベル変換およびフィルタ処理等のアナログ信号処理が行われる(ステップS110)。アナログ信号処理後の電圧信号および電流信号は、AD変換器14によってAD変換される(ステップS120)。AD変換器14から出力されたデジタルデータに対して予め定められた周期Tsごとにデジタルフィルタ処理が実施されることによって、最終的に定格周波数fnの2×k倍(kはk≧1を満たす整数)のサンプリング周波数fs(fs=1/Ts)で電圧データおよび電流データが生成される(S130)。生成された電圧データおよび電流データは、補正前データ格納部24に格納される(ステップS140)。   First, the digital protection relay device 10 detects the instantaneous values of the voltage and current of the power line 2 through the voltage transformer 4 and the current transformer 6 (step S100). In the analog circuit 12, analog signal processing such as level conversion and filter processing is performed on the detected voltage signal and current signal (step S110). The voltage signal and current signal after the analog signal processing are AD converted by the AD converter 14 (step S120). The digital data output from the AD converter 14 is subjected to digital filter processing every predetermined period Ts, so that 2 × k times the rated frequency fn (k satisfies k ≧ 1). Voltage data and current data are generated at an integer sampling frequency fs (fs = 1 / Ts) (S130). The generated voltage data and current data are stored in the pre-correction data storage unit 24 (step S140).

次に、補正演算部26は、補正前データ格納部24に格納されたデータを補正する(ステップS300)。具体的には、前述の式(4A)に従って、現時点よりもg個前の電気量のデジタル値(電圧値または電流値)は、現時点よりも(g+k)個前の電気量のデジタル値(k個前は定格周波数で180°前に相当する)と、式(16)で表される補正係数Pgとを用いて補正される。補正されたデータは補正後データ格納部30に格納される(ステップS310)。   Next, the correction calculation unit 26 corrects the data stored in the pre-correction data storage unit 24 (step S300). Specifically, according to the above-described formula (4A), the digital value (voltage value or current value) of the electrical quantity g before the current time is the digital value (k + k) of the electrical quantity (k + k) before the current time. Is equivalent to 180 ° before the rated frequency) and the correction coefficient Pg expressed by the equation (16). The corrected data is stored in the corrected data storage unit 30 (step S310).

次に、リレー演算部32は、補正前データ格納部24に格納されたデータまたは補正後データ格納部30に格納されたデータを用いてリレー要素演算を実行する(ステップS320)。位相特性が重要となるリレー要素の演算では補正後データ格納部30に格納されたデータがリレー演算に用いられる。   Next, the relay computing unit 32 performs relay element computation using the data stored in the pre-correction data storage unit 24 or the data stored in the post-correction data storage unit 30 (step S320). In the calculation of the relay element in which the phase characteristics are important, the data stored in the corrected data storage unit 30 is used for the relay calculation.

続いて、ロジック処理部34は、リレー演算結果に基づいて保護区間の故障判定を行う(ステップS330)。出力処理部18は、故障区間を電力系統から切り離すために遮断器の開放指令を出力する(ステップS340)。   Subsequently, the logic processing unit 34 determines a failure in the protection section based on the relay calculation result (step S330). The output processing unit 18 outputs a breaker open command to disconnect the failure section from the power system (step S340).

[第1の実施形態の効果]
図6から明らかなように、第1の実施形態のデジタル保護リレー装置によれば、位相角の誤差を保護リレー装置の特性として問題ないレベルまで減らすことが可能となり、周波数特性を改善できるという効果がある。
[Effect of the first embodiment]
As is apparent from FIG. 6, according to the digital protection relay device of the first embodiment, it is possible to reduce the phase angle error to a level at which there is no problem as a characteristic of the protection relay device, and the effect that the frequency characteristic can be improved. There is.

さらに、前述の式(4A)に示すように、現時点よりもg個前のデジタル値(電圧値または電流値)を補正する補正項として、g個前のデジタル値と(g+k)個前のデジタル値(k個前は、定格周波数で電気角180度前に相当する)との加算結果に補正係数を乗じた値が用いられる。したがって、入力周波数と定格周波数とにずれがない場合の補正項の値は零になるのでリレー演算結果に影響はない。このように、入力周波数が不明の場合でもリレー演算に必要な電気量のデジタル値(電圧値および電流値)を簡単な補正式で補正することができる。   Further, as shown in the above equation (4A), the digital value before g and the digital value before (g + k) are used as correction terms for correcting the digital value (voltage value or current value) before g at the present time. A value obtained by multiplying the addition result of the value (k before is equivalent to 180 degrees before the electrical angle at the rated frequency) is used. Therefore, the value of the correction term when there is no difference between the input frequency and the rated frequency is zero, and the relay calculation result is not affected. As described above, even when the input frequency is unknown, the digital value (voltage value and current value) of the electric quantity necessary for the relay calculation can be corrected with a simple correction formula.

<第2の実施形態>
第1の実施形態では、補正係数Pgを前述の式(16)で与えられる値に設定することによって、位相誤差を保護リレー装置の特性として問題ないレベルに減らした。第2の実施形態では、位相誤差をさらに少なくするために、予め定められた入力周波数fにおいて位相誤差が零になるように第1の実施形態とは異なる値に補正係数Pgを定めたものである。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, by setting the correction coefficient Pg to a value given by the above equation (16), the phase error is reduced to a level that does not cause any problem as a characteristic of the protection relay device. In the second embodiment, in order to further reduce the phase error, the correction coefficient Pg is set to a value different from that of the first embodiment so that the phase error becomes zero at a predetermined input frequency f. is there.

図9は、第2の実施形態において補正係数Pgを決定する方法を説明するためのベクトル図である。図9のベクトル図は、図5のベクトル図に対応するものである。ただし、図9では、予め定められた入力周波数fにおいて位相誤差(すなわち、図5のθ1(f)−θx)が零となるように補正係数Pgが定められる。なお、図9では、補正係数Pgの添え字gが省略されている。   FIG. 9 is a vector diagram for explaining a method of determining the correction coefficient Pg in the second embodiment. The vector diagram of FIG. 9 corresponds to the vector diagram of FIG. However, in FIG. 9, the correction coefficient Pg is determined such that the phase error (that is, θ1 (f) −θx in FIG. 5) becomes zero at a predetermined input frequency f. In FIG. 9, the suffix g of the correction coefficient Pg is omitted.

具体的に、入力周波数fが定格周波数fnよりも5%増加した場合において位相誤差が零となるように、すなわち、図9において電圧ベクトルV(m−g・φ)の方向と、電圧ベクトルV*(m−g)の方向とが一致するように補正係数Pを定める。なお、電圧ベクトルV*(m−g)の大きさ(X)は、電圧ベクトルV(m−g・φ)の大きさ(ここでは、1とする)と異なっている。 Specifically, when the input frequency f increases by 5% from the rated frequency fn, the phase error becomes zero, that is, the direction of the voltage vector V (m−g · φ) in FIG. * The correction coefficient P is determined so that the direction of (mg) coincides. The magnitude (X) of the voltage vector V * (mg) is different from the magnitude (here, 1) of the voltage vector V (mg−φ).

補正係数Pを決定するために、電圧ベクトル(1+P)×V(m−g)、P×V(m−g−k)、およびV(m−g)によって構成される三角形に対して正弦定理を適用する。これによって、
X/sinΔθ(f)=P/sinθ1(f)=(1+P)/sin(180°−θ1(f)−Δθ(f)) …(19)
で表される関係式が得られる。
To determine the correction factor P, a sine with respect to the triangle constituted by the voltage vector (1 + P) × V (m−g), P × V (m−g−k), and V * (m−g) Apply the theorem. by this,
X / sinΔθ (f) = P / sinθ1 (f) = (1 + P) / sin (180 ° −θ1 (f) −Δθ (f)) (19)
Is obtained.

ここで、入力周波数を定格周波数のfnの5%増しに設定した場合、前述の式(13)および(15)に従ってθ1(f)およびΔθ(f)が計算できる。したがって、前述の式(17)と上式(19)とによって、XとPgとを計算することができる。   Here, when the input frequency is set to be 5% higher than the rated frequency fn, θ1 (f) and Δθ (f) can be calculated according to the above-described equations (13) and (15). Therefore, X and Pg can be calculated by the above equation (17) and the above equation (19).

図10は、第2の実施形態の場合において、位相誤差および振幅誤差の計算結果を表形式で示した図である。図10には、入力周波数fが定格周波数よりも5%ずれた場合と3%ずれた場合とで、位相誤差と振幅誤差の計算結果が示されている。定格周波数でのサンプリング周期Tsは30°としている。すなわち、k=6の場合に相当する。   FIG. 10 is a diagram showing the calculation results of the phase error and the amplitude error in a table format in the case of the second embodiment. FIG. 10 shows the calculation results of the phase error and the amplitude error when the input frequency f is shifted by 5% from the rated frequency and when it is shifted by 3%. The sampling period Ts at the rated frequency is 30 °. That is, it corresponds to the case of k = 6.

図10に示すように、第2の実施形態のデジタル保護リレー装置によれば、位相誤差を零とする周波数を決める(上記の例では必要な周波数帯の最大のずれとなる周波数として5%で位相誤差を零にした)ことによって、必要とする周波数帯で、位相誤差をさらに減らすことが可能になり、周波数特性のさらなる改善が可能となる。   As shown in FIG. 10, according to the digital protection relay device of the second embodiment, the frequency at which the phase error is zero is determined (in the above example, the frequency that is the maximum deviation of the necessary frequency band is 5%). By setting the phase error to zero), the phase error can be further reduced in the required frequency band, and the frequency characteristics can be further improved.

以下、リレー演算に2サイクル前の電圧値または電流値の位相が必要な場合を例に挙げて、第2の実施形態の効果についてさらに説明する。仮に、入力周波数fが定格周波数fnに対して5%ずれているとすると、補正前の電圧データまたは電流データでは、2サイクル前の電圧値または電流値の位相角誤差は、720°×0.05=36°になる。   Hereinafter, the effect of the second embodiment will be further described by taking as an example a case where the phase of the voltage value or current value two cycles before is required for the relay calculation. Assuming that the input frequency f is shifted by 5% with respect to the rated frequency fn, in the voltage data or current data before correction, the phase angle error of the voltage value or current value before two cycles is 720 ° × 0. 05 = 36 °.

第1の実施形態では、補正係数Pgは式(16)で与えられるので、2サイクル前の電圧値または電流値を補正する際の補正係数Pgは、g=4kとして、Pg=4k/k=4となる。したがって、式(17)および式(18)に従って誤差計算を行うと、位相誤差が5.2°、振幅誤差が22%となる。このように位相誤差は5°を超えて無視できない角度になる。   In the first embodiment, the correction coefficient Pg is given by Expression (16). Therefore, the correction coefficient Pg when correcting the voltage value or current value two cycles before is set to g = 4k, and Pg = 4k / k = 4. Therefore, when error calculation is performed according to the equations (17) and (18), the phase error is 5.2 ° and the amplitude error is 22%. Thus, the phase error exceeds 5 ° and becomes an angle that cannot be ignored.

一方、第2の実施形態では、入力周波数fが定格周波数fnに対して5%ずれている場合に位相誤差が0となるようにすると、g=4kの場合の補正係数Pは4.926となる。この場合、振幅誤差は31%に増加するが、位相角誤差は零である。なお、入力周波数fが定格周波数fnに対して3%ずれている場合には、位相誤差=2.4°、振幅誤差=12.2%となり、位相誤差は保護リレー装置の特性上問題ないレベルに低減される。   On the other hand, in the second embodiment, when the phase error becomes 0 when the input frequency f is shifted by 5% with respect to the rated frequency fn, the correction coefficient P when g = 4k is 4.926. Become. In this case, the amplitude error increases to 31%, but the phase angle error is zero. When the input frequency f is shifted by 3% with respect to the rated frequency fn, the phase error is 2.4 ° and the amplitude error is 12.2%. Reduced to

<第3の実施形態>
第2の実施形態では、入力周波数fが定格周波数fnよりも予め定められた周波数だけずれた場合に(たとえば、5%ずれた場合)、保護リレー装置の周波数特性を改善できる補正方法を示した。第3の実施形態では、入力された電圧データまたは電流データから入力周波数fの値を算出し、算出した入力周波数fに応じて最適な補正を行うようにしたものである。以下、図面を参照して具体的に説明する。
<Third Embodiment>
In the second embodiment, when the input frequency f deviates by a predetermined frequency from the rated frequency fn (for example, deviates by 5%), a correction method that can improve the frequency characteristics of the protection relay device is shown. . In the third embodiment, the value of the input frequency f is calculated from the input voltage data or current data, and optimal correction is performed according to the calculated input frequency f. Hereinafter, specific description will be given with reference to the drawings.

図11は、第3の実施形態によるデジタル保護リレー装置10Aの構成を示すブロック図である。図11の演算処理部16Aは、周波数演算部36をさらに含む点で図1の演算処理部16Aと異なる。   FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a digital protection relay device 10A according to the third embodiment. The arithmetic processing unit 16A in FIG. 11 is different from the arithmetic processing unit 16A in FIG.

周波数演算部36は、補正前データ格納部24に格納された電圧データまたは電流データに基づく公知の方法で周波数演算を行う。たとえば、周波数演算部36は、
A={V(m-3)・V(m-6)−V(m)・V(m-9)}
/{V(m-3)・V(m-3)−V(m)・V(m-6)} …(20)
f={cos-1(A)/2)}・2・fn/π …(21)
に従って、入力周波数fを算出する。式(21)において、πは円周率を表す。
The frequency calculation unit 36 performs frequency calculation by a known method based on the voltage data or current data stored in the pre-correction data storage unit 24. For example, the frequency calculation unit 36
A = {V (m-3) ・ V (m-6) −V (m) ・ V (m-9)}
/ {V (m-3) ・ V (m-3) −V (m) ・ V (m-6)}… (20)
f = {cos -1 (A) / 2)} ・ 2 ・ fn / π (21)
To calculate the input frequency f. In the formula (21), π represents a circumference ratio.

なお、電力系統の周波数は、系統故障時でも通常は急激に変化しない。したがって、系統故障が無い状況下では、上記の周波数の演算はサンプリング周期Ts(=1/fs)ごとに実行する必要はない。   Note that the frequency of the power system usually does not change abruptly even when a system failure occurs. Therefore, under the situation where there is no system failure, it is not necessary to perform the above frequency calculation every sampling cycle Ts (= 1 / fs).

補正演算部26は、現時点よりもg個前の電圧値V(m−g)を補正する際に、さらにk個前の電圧値V(m−g−k)と補正係数Pf1,Pf2とを用いて、
V*(m-g)=V(m-g)+V(m-g)・Pf1+V(m-g-k)・Pf2 …(22)
に従って補正する。すなわち、電圧値V(m−g)を補正する補正項は、電圧値V(m−g)と電圧値V(m−g−k)との線形結合によって得られる。
When correcting the voltage value V (m−g) before g times from the current time, the correction calculation unit 26 further calculates the voltage value V (m−g−k) before k times and the correction coefficients Pf1 and Pf2. make use of,
V * (mg) = V (mg) + V (mg) · Pf1 + V (mgk) · Pf2 (22)
Correct according to That is, the correction term for correcting the voltage value V (m−g) is obtained by linear combination of the voltage value V (m−g) and the voltage value V (m−g−k).

上式(22)の補正係数Pf1およびPf2は、種々の入力周波数fにそれぞれ対応して補正係数記憶部28に予め記憶されている。周波数演算部36によって算出された入力周波数fに対応する補正係数Pf1およびPf2が補正係数記憶部28から読み出されて、補正演算に使用される。   The correction coefficients Pf1 and Pf2 of the above equation (22) are stored in advance in the correction coefficient storage unit 28 corresponding to various input frequencies f. Correction coefficients Pf1 and Pf2 corresponding to the input frequency f calculated by the frequency calculation unit 36 are read from the correction coefficient storage unit 28 and used for the correction calculation.

図11のその他の点は図1の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。   Other points in FIG. 11 are the same as those in FIG. 1, and therefore, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図12は、第3の実施形態において補正係数Pf1,Pf2を決定する方法を説明するためのベクトル図である。図12のベクトル図は、図5および図9のベクトル図に対応するものである。ただし、図12の場合には、電圧値V(m−g)に乗算される補正係数Pf1と、電圧値V(m−g−k)に乗算される補正係数Pf2とが別々に設けられる。さらに、算出された入力周波数fにおいて、補正後の電圧値V*(m−g)の位相誤差および振幅誤差がいずれも零となるように補正係数Pf1,Pf2が定められる。すなわち、図12において、電圧ベクトルV*(m−g)は電圧ベクトルV(m−g・φ)に一致する。 FIG. 12 is a vector diagram for explaining a method of determining correction coefficients Pf1 and Pf2 in the third embodiment. The vector diagram of FIG. 12 corresponds to the vector diagrams of FIG. 5 and FIG. However, in the case of FIG. 12, the correction coefficient Pf1 multiplied by the voltage value V (m−g) and the correction coefficient Pf2 multiplied by the voltage value V (m−g−k) are provided separately. Further, the correction coefficients Pf1 and Pf2 are determined so that the phase error and the amplitude error of the corrected voltage value V * (m−g) are both zero at the calculated input frequency f. That is, in FIG. 12, the voltage vector V * (mg) coincides with the voltage vector V (mg−φ).

補正係数Pf1,Pf2を決定するために、電圧ベクトル(1+Pf1)×V(m−g)、Pf2×V(m−g−k)、およびV(m−g)によって構成される三角形に対して正弦定理を適用する。これによって、
1/sinΔθ(f)=Pf2/sinθ1(f)
=(1+Pf1)/sin(180°−θ1(f)−Δθ(f)) …(23)
で表される関係式が得られる。
To determine the correction factors Pf1, Pf2, for a triangle composed of voltage vector (1 + Pf1) × V (m−g), Pf2 × V (m−g−k), and V * (m−g) Apply the sine theorem. by this,
1 / sinΔθ (f) = Pf2 / sinθ1 (f)
= (1 + Pf1) / sin (180 ° −θ1 (f) −Δθ (f)) (23)
Is obtained.

ここで、入力周波数fが分かっていると、前述の式(13)および(15)に従ってθ1(f)およびΔθ(f)が計算できる。したがって、上式(23)を用いることによって、補正係数Pf1およびPf2を決定することができる。   Here, if the input frequency f is known, θ1 (f) and Δθ (f) can be calculated according to the above-described equations (13) and (15). Therefore, the correction coefficients Pf1 and Pf2 can be determined by using the above equation (23).

図13は、入力周波数fが定格周波数fnに対して1〜5%ずれている場合にそれぞれ計算された補正係数Pf1,Pf2の値を表形式で示す図である。図13の表は、定格周波数でのサンプリング周期Tsに相当する電気角φを30°として(すなわち、k=6)、現時点よりも3個前の電圧値V(m−3)を補正する場合(すなわち、g=3)の補正係数Pf1,Pf2の計算結果を示している。   FIG. 13 is a table showing the values of correction coefficients Pf1 and Pf2 calculated when the input frequency f is shifted by 1 to 5% with respect to the rated frequency fn. In the table of FIG. 13, the electrical angle φ corresponding to the sampling period Ts at the rated frequency is set to 30 ° (ie, k = 6), and the voltage value V (m−3) three times before the current time is corrected. The calculation results of the correction coefficients Pf1 and Pf2 for (that is, g = 3) are shown.

図14は、図11の補正係数記憶部28に格納される補正テーブルの例を示す図である。図14の補正テーブルは、図13に示す補正係数の計算結果に基づいて作成したものである。図14の補正テーブルを参照することによって、φ=30°(k=6)、g=3の場合において、算出された入力周波数fに対応する補正係数Pf1,Pf2が決定される。他のφおよびgの値に対応した補正テーブルも同様に作成され、図11の補正係数記憶部28に格納される。   FIG. 14 is a diagram showing an example of a correction table stored in the correction coefficient storage unit 28 of FIG. The correction table of FIG. 14 is created based on the calculation result of the correction coefficient shown in FIG. By referring to the correction table of FIG. 14, correction coefficients Pf1 and Pf2 corresponding to the calculated input frequency f are determined when φ = 30 ° (k = 6) and g = 3. Correction tables corresponding to other values of φ and g are similarly created and stored in the correction coefficient storage unit 28 of FIG.

なお、図14の例では、入力周波数が1%ずれる毎に新たな補正係数Pf1,Pf2が設定されているが、リレー演算に要求される誤差の程度に応じて、入力周波数の刻み幅を変更しても構わない。   In the example of FIG. 14, new correction coefficients Pf1 and Pf2 are set every time the input frequency is shifted by 1%, but the step size of the input frequency is changed according to the degree of error required for the relay calculation. It doesn't matter.

図15は、第3の実施形態によるデジタル保護リレー装置の動作を示すフローチャートである。図15のフローチャートは、図8のフローチャートに対応するものであるが、ステップS200およびS210がさらに設けられている点で図8のフローチャートと異なる。   FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the digital protection relay device according to the third embodiment. The flowchart of FIG. 15 corresponds to the flowchart of FIG. 8, but differs from the flowchart of FIG. 8 in that steps S200 and S210 are further provided.

図11および図15を参照して、第3の実施形態では、周波数演算部36は、補正前データ格納部24に格納されている電圧データまたは電流データを用いて現時点の入力周波数fを算出する(ステップS200)。算出された入力周波数fに対応する補正係数Pf1,Pf2が、補正係数記憶部28に格納された補正テーブルに基づいて決定される(ステップS210)。なお、電力系統の周波数は急激には変化しないので、周波数の算出はサンプリング周期Ts毎に行わなくても構わない。   With reference to FIG. 11 and FIG. 15, in the third embodiment, the frequency calculation unit 36 calculates the current input frequency f using voltage data or current data stored in the pre-correction data storage unit 24. (Step S200). Correction coefficients Pf1 and Pf2 corresponding to the calculated input frequency f are determined based on the correction table stored in the correction coefficient storage unit 28 (step S210). Since the frequency of the power system does not change abruptly, the frequency may not be calculated every sampling period Ts.

次に、補正演算部26は、決定された補正係数Pf1,Pf2を用いて、補正前データ格納部24に格納されたデータを補正する(ステップS300A)。その後のステップは、図8の場合と同じであるので、同一または相当するステップには同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。   Next, the correction calculation unit 26 corrects the data stored in the pre-correction data storage unit 24 using the determined correction coefficients Pf1 and Pf2 (step S300A). Since the subsequent steps are the same as those in FIG. 8, the same or corresponding steps are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

上記のとおり、第3の実施形態によるデジタル保護リレー装置によれば、電力系統の周波数fに応じて補正係数Pf1,Pf2を選択するようにしたので、電圧データまたは電流データを補正する際に位相誤差および振幅誤差をほぼ零にすることができ、保護リレー装置の周波数特性をさらに改善できる。   As described above, according to the digital protection relay device according to the third embodiment, since the correction coefficients Pf1 and Pf2 are selected according to the frequency f of the power system, the phase when correcting voltage data or current data is selected. The error and the amplitude error can be made substantially zero, and the frequency characteristics of the protection relay device can be further improved.

今回開示された各実施形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Each embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

2 電線路、4 電圧変成器、6 電流変成器、10,10A デジタル保護リレー装置、12 アナログ回路、14 AD変換器、16,16A 演算処理部、18 出力処理部、22 フィルタ処理部、24 補正前データ格納部、26 補正演算部、28 補正係数記憶部、30 補正後データ格納部、32 リレー演算部、34 ロジック処理部、36 周波数演算部。   2 Electrical lines, 4 Voltage transformer, 6 Current transformer, 10, 10A Digital protective relay device, 12 Analog circuit, 14 AD converter, 16, 16A Arithmetic processing unit, 18 Output processing unit, 22 Filter processing unit, 24 Correction Pre-data storage unit, 26 correction calculation unit, 28 correction coefficient storage unit, 30 post-correction data storage unit, 32 relay calculation unit, 34 logic processing unit, 36 frequency calculation unit.

Claims (7)

電力系統から検出された電気量の瞬時値をデジタル値に変換するAD(Analog to Digital)変換器と、
前記AD変換器の出力に基づいて、定格周波数の2×k倍(kは1以上の整数)の周波数に対応したサンプリング周期ごとに前記電気量のデジタル値を順次格納するデータ格納部と、
前記電力系統の周波数変動の影響を抑制するために、前記データ格納部に格納された電気量のデジタルデータを補正する補正演算部と、
前記補正された電気量のデジタルデータに基づいてリレー演算を行うリレー演算部とを備え、
前記補正演算部は、現時点よりもg個前(gは1以上の整数)に前記データ格納部に格納された電気量のデジタル値を補正する場合には、現時点よりも(g+k)個前に前記データ格納部に格納された電気量のデジタル値を用いて、前記g個前に格納された電気量のデジタル値を補正するように構成される、デジタル保護リレー装置。
An AD (Analog to Digital) converter that converts an instantaneous value of the amount of electricity detected from the power system into a digital value;
A data storage unit that sequentially stores the digital value of the electric quantity for each sampling period corresponding to a frequency of 2 × k times (k is an integer of 1 or more) of a rated frequency based on the output of the AD converter;
In order to suppress the influence of frequency fluctuations of the power system, a correction calculation unit that corrects digital data of the amount of electricity stored in the data storage unit,
A relay operation unit that performs a relay operation based on the corrected digital data of the amount of electricity,
When correcting the digital value of the electric quantity stored in the data storage unit before g (g is an integer of 1 or more) before the current time, the correction calculation unit is (g + k) before the current time. A digital protection relay device configured to correct the digital value of the quantity of electricity stored in the previous g using the digital value of the quantity of electricity stored in the data storage unit.
前記補正演算部は、前記g個前に格納された電気量のデジタル値に補正項を加算することによって、前記g個前に格納された電気量のデジタル値を補正するように構成され、
前記補正項は、前記g個前に格納された電気量のデジタル値と前記(g+k)個前に格納された電気量のデジタル値との線形結合によって表される、請求項1に記載のデジタル保護リレー装置。
The correction calculation unit is configured to correct the digital value of the electrical quantity stored before g times by adding a correction term to the digital value of the electrical quantity stored before g times.
The digital correction according to claim 1, wherein the correction term is represented by a linear combination of the digital value of the quantity of electricity stored before g and the digital value of the quantity of electricity stored before (g + k). Protection relay device.
前記補正項は、前記g個前に格納された電気量のデジタル値と前記(g+k)個前に格納された電気量のデジタル値とを加算した値に、補正係数を乗算することによって得られる、請求項2に記載のデジタル保護リレー装置。   The correction term is obtained by multiplying a value obtained by adding the digital value of the quantity of electricity stored before g and the digital value of the quantity of electricity stored before (g + k) times by a correction coefficient. The digital protection relay device according to claim 2. 前記補正係数はg/kに等しい、請求項3に記載のデジタル保護リレー装置。   The digital protection relay device according to claim 3, wherein the correction coefficient is equal to g / k. 前記電力系統の周波数のずれ量が予め定められた値のときに、前記g個前に格納された電気量のデジタル値を補正することによって得られる値の位相誤差が0となるように、前記補正係数が定められる、請求項3に記載のデジタル保護リレー装置。   When the amount of frequency shift of the power system is a predetermined value, the phase error of the value obtained by correcting the digital value of the quantity of electricity stored before g is zero. The digital protection relay device according to claim 3, wherein a correction coefficient is defined. 前記デジタル保護リレー装置は、前記データ格納部に格納された電気量のデジタルデータに基づいて前記電力系統の周波数を算出する周波数演算部をさらに備え、
前記補正項は、前記g個前に格納された電気量のデジタル値に第1の補正係数を乗算した値と、前記(g+k)個前に格納された電気量のデジタル値に第2の補正係数を乗算した値とを加算することによって得られ、
前記第1および第2の補正係数は、算出された前記電力系統の周波数に従って決定される、請求項2に記載のデジタル保護リレー装置。
The digital protection relay device further includes a frequency calculation unit that calculates the frequency of the power system based on digital data of the amount of electricity stored in the data storage unit,
The correction term includes a second correction value obtained by multiplying the digital value of the electrical quantity stored before g times by a first correction coefficient and the digital value of the electrical quantity stored before (g + k) times. Obtained by adding the value multiplied by the coefficient,
The digital protection relay device according to claim 2, wherein the first and second correction coefficients are determined according to the calculated frequency of the power system.
前記補正演算部によって補正された電気量のデジタルデータを格納するための補正データ格納部をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載のデジタル保護リレー装置。   The digital protection relay device according to claim 1, further comprising a correction data storage unit for storing digital data of the amount of electricity corrected by the correction calculation unit.
JP2014115675A 2014-06-04 2014-06-04 Digital protection relay device Active JP6230489B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014115675A JP6230489B2 (en) 2014-06-04 2014-06-04 Digital protection relay device
KR1020140158463A KR101665776B1 (en) 2014-06-04 2014-11-14 Digital protection relay apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014115675A JP6230489B2 (en) 2014-06-04 2014-06-04 Digital protection relay device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015231270A true JP2015231270A (en) 2015-12-21
JP6230489B2 JP6230489B2 (en) 2017-11-15

Family

ID=54887816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014115675A Active JP6230489B2 (en) 2014-06-04 2014-06-04 Digital protection relay device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6230489B2 (en)
KR (1) KR101665776B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109975603A (en) * 2019-03-19 2019-07-05 积成电子股份有限公司 The circuit of protection, measurement and function of measuring integrated design
WO2020219100A1 (en) * 2019-04-25 2020-10-29 Microchip Technology Incorporated Adaptive power measurement accumulator with a changing sampling frequency
US10910813B2 (en) 2016-09-01 2021-02-02 Mitsubishi Electric Corporation Intelligent electronic device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7158333B2 (en) * 2019-04-17 2022-10-21 三菱電機株式会社 distance relay

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63206109A (en) * 1987-02-23 1988-08-25 株式会社東芝 Digital relay
JPH05227641A (en) * 1992-02-14 1993-09-03 Fuji Electric Co Ltd Electric power protective controller
US5592393A (en) * 1993-07-07 1997-01-07 Beckwith Electric Co. Method and system for providing protective relay functions
JP2002186167A (en) * 2000-12-15 2002-06-28 Chubu Electric Power Co Inc Sampling data processing method, and relay using the same method
JP2012147562A (en) * 2011-01-12 2012-08-02 Mitsubishi Electric Corp Protective relay
JP2014050203A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Toshiba Corp Protective relay system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2523787B2 (en) 1988-05-26 1996-08-14 株式会社東芝 Digital type protective relay
JPH1070833A (en) * 1996-08-26 1998-03-10 Fuji Electric Co Ltd Overvoltage relay
JP2008079367A (en) 2006-09-19 2008-04-03 Toshiba Corp Protection relay device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63206109A (en) * 1987-02-23 1988-08-25 株式会社東芝 Digital relay
JPH05227641A (en) * 1992-02-14 1993-09-03 Fuji Electric Co Ltd Electric power protective controller
US5592393A (en) * 1993-07-07 1997-01-07 Beckwith Electric Co. Method and system for providing protective relay functions
JP2002186167A (en) * 2000-12-15 2002-06-28 Chubu Electric Power Co Inc Sampling data processing method, and relay using the same method
JP2012147562A (en) * 2011-01-12 2012-08-02 Mitsubishi Electric Corp Protective relay
JP2014050203A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Toshiba Corp Protective relay system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10910813B2 (en) 2016-09-01 2021-02-02 Mitsubishi Electric Corporation Intelligent electronic device
CN109975603A (en) * 2019-03-19 2019-07-05 积成电子股份有限公司 The circuit of protection, measurement and function of measuring integrated design
WO2020219100A1 (en) * 2019-04-25 2020-10-29 Microchip Technology Incorporated Adaptive power measurement accumulator with a changing sampling frequency
CN113711060A (en) * 2019-04-25 2021-11-26 微芯片技术股份有限公司 Adaptive power measurement accumulator with varying sampling frequency
US11442087B2 (en) 2019-04-25 2022-09-13 Microchip Technology Incorporated Adaptive power measurement accumulator with a changing sampling frequency

Also Published As

Publication number Publication date
JP6230489B2 (en) 2017-11-15
KR101665776B1 (en) 2016-10-12
KR20150139764A (en) 2015-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6230489B2 (en) Digital protection relay device
JP6116767B1 (en) Accident waveform recorder
EP2859635A1 (en) Method for identifying fault by current differential protection and device thereof
JP6192051B2 (en) Power system reverse power flow monitoring device
JP4523917B2 (en) Jitter measuring apparatus and jitter measuring method
JP2008309681A (en) Insulation deterioration monitoring device and its method
JP2010136548A (en) Individual operation detecting apparatus for distributed power supply
JP6399974B2 (en) Protection relay device
JP5383519B2 (en) Current differential protection relay device
JP2021081295A (en) Data processing device and data processing method
JP2012147562A (en) Protective relay
JP5615463B1 (en) Voltage detection apparatus and voltage detection method
JP7193939B2 (en) Insulation monitor
JP5003939B2 (en) Ground fault direction relay device
JP6010395B2 (en) Protection relay system
JP2020016452A (en) Signal processing circuit of rotation angle sensor and signal processing method of rotation angle sensor
JP4799307B2 (en) Power measuring device
JP2011142709A (en) Protective relay device
JP5355477B2 (en) Resolver simulation circuit
JP4814136B2 (en) Signal processing method and signal processing apparatus
JP4764993B2 (en) Power interchange device
JP4990390B2 (en) Position detection device
JP6253515B2 (en) Digital protection relay device
JP6591274B2 (en) Protective relay device
JP5120606B2 (en) Change width relay device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170919

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171017

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6230489

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250