JP2016205921A - Signal processing device, signal processing method, and electric power system protection device - Google Patents

Signal processing device, signal processing method, and electric power system protection device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To discriminate an exciting rush current with higher accuracy than before.SOLUTION: In a signal processing device (exciting rush current discrimination device) 100, momentary-value data derived by sampling with a first frequency an input signal that could include a DC component in its fundamental wave component is inputted to an input unit 101. A DC amplitude calculation unit 106 calculates the amplitude of the DC component on the basis of first extracted data at three points that are contiguous in time series, the data being extracted with a second frequency smaller than the first frequency from among the momentary-value data. A fundamental wave amplitude calculation unit 103 calculates the amplitude of the fundamental wave component on the basis of second extracted data at three points that has been obtained by calculating a difference between two adjacent points in the first extracted data at four points that are contiguous in time series. A determination unit 109 determines whether or not the ratio of the amplitude of the DC component to the amplitude of the fundamental wave component exceeds a threshold.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、信号処理装置、信号処理方法、および電力系統保護装置に関し、たとえば、励磁突入電流の判別を目的とした信号処理、およびその信号処理を利用した電力系統の保護に好適に用いられるものである。   The present invention relates to a signal processing device, a signal processing method, and a power system protection device, and is suitably used for, for example, signal processing for the purpose of discriminating excitation inrush current and power system protection using the signal processing. It is.

突入電流とは、電気機器に電源を投入したときに一時的に流れる大電流のことである。突入電流は、見かけ上事故のように保護リレー装置に入力されるために、保護リレー装置の誤動作(事故でないのに保護リレーが動作する)の原因となる。したがって、突入電流と事故電流とを区別する必要がある。   The inrush current is a large current that temporarily flows when power is supplied to an electrical device. The inrush current is apparently input to the protection relay device like an accident, and thus causes a malfunction of the protection relay device (the protection relay operates even if it is not an accident). Therefore, it is necessary to distinguish inrush current and accident current.

たとえば、特許文献1(特許第3875575号公報)は、突入電流に第2調波が多く含まれることに着目し、交流電流入力に含まれる基本波に対する第2調波の割合が所定値以上のときに突入電流と判断する突入電流検出要素を開示している。他の例として、変圧器保護リレー(比率差動リレー)が挙げられる。変圧器保護リレーでは、第2調波含有率が所定値以上の場合に励磁突入電流と判断してロックする方式(第2調波ロック方式)が一般的に採用されている。   For example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3875575) pays attention to the fact that the inrush current includes many second harmonics, and the ratio of the second harmonic to the fundamental wave included in the alternating current input is greater than or equal to a predetermined value. An inrush current detection element that sometimes determines an inrush current is disclosed. Another example is a transformer protection relay (ratio differential relay). In the transformer protection relay, when the second harmonic content rate is equal to or higher than a predetermined value, a method of determining an excitation inrush current and locking (second harmonic lock method) is generally employed.

ところで、本願発明者は、これまで、交流電圧電流の対称性を利用して、各種電気量を高精度かつ簡単に計算する手法を提案してきた。たとえば、特許文献2(特許第5214074号公報)では、ゲージ電圧群とゲージ差分電圧群と(この用語の意味については後述する)を用いた計算方法を開示している。   By the way, the inventor of the present application has so far proposed a method of calculating various electric quantities with high accuracy and simpleness by utilizing the symmetry of the alternating voltage current. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent No. 5214074) discloses a calculation method using a gauge voltage group and a gauge differential voltage group (the meaning of this term will be described later).

特許第3875575号公報Japanese Patent No. 3875575 特許第5214074号公報Japanese Patent No. 5214074

通電角が60°、90°、120°の励磁突入電流に対応する第2調波含有率は、それぞれ27.5%、21%、9%と計算できる。したがって、たとえば、判定閾値として用いる第2調波含有率を10%とした場合、通電角120°の励磁突入電流は検出できなくなる。この対策として判定閾値を下げる方法が考えられるが、そうすると、故障電流もある程度の第2調波電流を含んでいるため、故障電流と突入電流との区別が困難になってしまう。   The second harmonic content corresponding to excitation inrush currents of energization angles of 60 °, 90 °, and 120 ° can be calculated as 27.5%, 21%, and 9%, respectively. Therefore, for example, when the second harmonic content rate used as the determination threshold is 10%, an excitation inrush current with a conduction angle of 120 ° cannot be detected. As a countermeasure, a method of lowering the determination threshold is conceivable. However, since the fault current also includes a certain amount of second harmonic current, it becomes difficult to distinguish the fault current from the inrush current.

この発明は上記の問題点を考慮してなされたものであって、その目的の1つは、本願発明者がこれまで提案してきた対称性を利用した計算方法を利用することにより、励磁突入電流を判別する新しい方法を提供することである。これによって従来よりも高精度に励磁突入電流を判別することを可能にする。以下提案する新しい判定方法は、励磁突入電流以外にも適用可能である。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and one of its purposes is to use an excitation inrush current by using a calculation method using symmetry that has been proposed by the present inventors. It is to provide a new way of determining. This makes it possible to determine the magnetizing inrush current with higher accuracy than in the past. The new determination method proposed below can be applied to other than the inrush current.

この発明は信号処理装置であって、入力部と、直流振幅算出部と、基本波振幅算出部と、判別部とを備える。入力部には、基本波成分に直流成分を含み得る入力信号を第1の周波数でサンプリングした瞬時値データが入力される。直流振幅算出部は、瞬時値データの中から第1の周波数よりも小さい第2の周波数で抽出した、時系列に連続する3点の第1の抽出データに基づいて、直流成分の振幅を算出する。基本波振幅算出部は、時系列に連続する4点の第1の抽出データの隣接する2点間の差分を算出することによって得られた連続する3点の第2の抽出データに基づいて、基本波成分の振幅を算出する。判別部は、基本波成分の振幅に対する直流成分の振幅の比率が閾値を超えているか否かを判別する。   The present invention is a signal processing device, and includes an input unit, a direct current amplitude calculation unit, a fundamental wave amplitude calculation unit, and a determination unit. Instantaneous value data obtained by sampling an input signal that can include a direct current component in the fundamental wave component at the first frequency is input to the input unit. The DC amplitude calculation unit calculates the amplitude of the DC component based on the first extracted data of three points continuous in time series extracted from the instantaneous value data at the second frequency smaller than the first frequency. To do. The fundamental wave amplitude calculating unit is based on the second extracted data of three consecutive points obtained by calculating the difference between two adjacent points of the first extracted data of the four consecutive points in time series. Calculate the amplitude of the fundamental wave component. The determination unit determines whether the ratio of the amplitude of the direct current component to the amplitude of the fundamental wave component exceeds a threshold value.

この発明によれば、第1の抽出データ(ゲージ電流群の瞬時値)および第2の抽出データ(ゲージ差分電流群の瞬時値)を用いた従来と異なる方法で、従来よりも精度良く励磁突入電流を判別することができる。   According to the present invention, excitation rushing is performed with higher accuracy than before by using a method different from the conventional method using the first extracted data (instantaneous value of the gauge current group) and the second extracted data (instantaneous value of the gauge differential current group). The current can be determined.

複素平面上のゲージ差分電流群を示す図である。It is a figure which shows the gauge difference electric current group on a complex plane. 複素平面上で、直流成分を有する場合におけるゲージ電流群を示す図である。It is a figure which shows a gauge current group in the case of having a direct-current component on a complex plane. ゲージサンプリング周波数選定の概念図である。It is a conceptual diagram of gauge sampling frequency selection. 励磁突入電流判別装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of an excitation inrush current discrimination device. 励磁突入電流を判別する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which discriminate | determines a magnetizing inrush current. 励磁突入電流判別装置のパラメータを表形式で示した図である。It is the figure which showed the parameter of the magnetizing inrush current discrimination device in a tabular form. ケース1における電流瞬時値波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an instantaneous current value waveform in case 1. ケース1における複素平面上の電流回転ベクトル図である。6 is a current rotation vector diagram on a complex plane in case 1. FIG. ケース1における正弦波瞬時値波形、基本波振幅、および直流振幅測定結果を示す図である。It is a figure which shows the sine wave instantaneous value waveform in case 1, a fundamental wave amplitude, and a direct-current amplitude measurement result. 通電角(式18のα)が60度、90度、120度の場合のフーリエ係数の計算結果を示したものである。The calculation result of the Fourier coefficient when the conduction angle (α in Equation 18) is 60 degrees, 90 degrees, and 120 degrees is shown. ケース2(通電角60度)における励磁突入電流瞬時値波形を示す図である。It is a figure which shows the magnetizing inrush current instantaneous value waveform in case 2 (energization angle 60 degree | times). ケース2(通電角60度)における複素平面上の励磁突入電流回転ベクトル図である。It is an excitation inrush current rotation vector figure on the complex plane in case 2 (energization angle 60 degrees). ケース3(通電角90度)における励磁突入電流瞬時値波形を示す図である。It is a figure which shows the magnetizing inrush current instantaneous value waveform in Case 3 (energization angle 90 degree | times). ケース3(通電角90度)における複素平面上の励磁突入電流回転ベクトル図である。It is an excitation inrush current rotation vector figure on the complex plane in case 3 (energization angle 90 degrees). ケース4(通電角120度)における励磁突入電流瞬時値波形を示す図である。It is a figure which shows the magnetizing inrush current instantaneous value waveform in case 4 (energization angle 120 degree | times). ケース4(通電角120度)における複素平面上の励磁突入電流回転ベクトル図である。It is an excitation inrush current rotation vector figure on the complex plane in case 4 (energization angle 120 degrees). ケース2(通電角60度)における基本波振幅および直流振幅測定結果を示す図である。It is a figure which shows the fundamental wave amplitude and DC amplitude measurement result in case 2 (energization angle 60 degree | times). ケース3(通電角90度)における基本波振幅および直流振幅測定結果を示す図である。It is a figure which shows the fundamental wave amplitude and DC amplitude measurement result in case 3 (energization angle 90 degree | times). ケース4(通電角120度)における基本波振幅および直流振幅測定結果を示す図である。It is a figure which shows the fundamental wave amplitude and direct current | flow amplitude measurement result in case 4 (electric conduction angle 120 degree | times). ケース2における直流振幅比の測定結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of a direct current amplitude ratio in case 2. ケース3における直流振幅比の測定結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of a direct current amplitude ratio in case 3. ケース4における直流振幅比の測定結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of a DC amplitude ratio in case 4. 電力系統保護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 an electric power system protection apparatus.

以下、実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。以下の実施の形態では、1.用語の定義、2.群論的な手法の計算式の整理とアルゴリズムの説明、3.励磁突入電流判別装置の構成図、4.励磁突入電流判別演算のフローチャート、5.励磁突入電流のシミュレーション結果、6.保護リレー装置への適用例、7.その他の応用例、8.まとめの順に説明する。以下の説明において、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場合がある。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, Definition of terms, 2. 2. Arrangement of calculation formulas of group theory method and explanation of algorithm. 3. Configuration diagram of excitation inrush current discriminating device 4. Flow chart of excitation inrush current discrimination calculation 5. Simulation result of excitation inrush current 6. Application example to protection relay device 7. Other application examples This will be explained in the order of summarization. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.

[1. 用語の定義]
まず、本明細書で使用する用語について説明する。
[1. Definition of terms]
First, terms used in this specification will be described.

(1)励磁突入電流
変圧器などに電流を印加したとき、著しく大きな励磁電流(非正弦波)が流入する場合がある。これ大きな電流を励磁突入電流という。
(1) Exciting inrush current When a current is applied to a transformer or the like, a significantly large exciting current (non-sinusoidal wave) may flow. This large current is called the magnetizing inrush current.

(2)通電角
励磁突入電流波形において、定格1周期のうち電流が流れている時間帯幅を電気角で表したものである。通電角が大きいほど、電流が流れている時間帯幅は大きい。
(2) Energization angle In the excitation inrush current waveform, the time zone width during which current flows in the rated 1 period is expressed in electrical angle. The greater the energization angle, the greater the time zone width during which current flows.

(3)群論(group theory)
対称性(symmetry)を研究する数学理論を包含する。
(3) group theory
Includes mathematical theories to study symmetry.

(4)対称群(symmetry group)
複素平面上で回転している対称性(symmetry)を有している複数の複素ベクトルにより構成した群(group)をいう。複素平面上で静止している対称性を有している複数の複素ベクトルにより構成した群を包含するものとする。
(4) Symmetry group
A group composed of a plurality of complex vectors having symmetry rotating on the complex plane. A group composed of a plurality of complex vectors having symmetry that is stationary on the complex plane is included.

(5)データ収集サンプリング周波数(data collecting rate)
データ収集時のサンプリング周波数であり、第1の周波数とも称する。高い方が精度がよい。また、サンプリング周波数で収集されたデータを瞬時値データと称する。この明細書では、データ収集サンプリング周波数をf1で表し、データ収集サンプリング周期をT1で表す。T1=1/f1の関係がある。実際の保護リレー装置への応用に際しては、ハードウェア(H/W)の制限および複数チャンネルでのデータ同期要求などを考慮して、適切なデータ収集サンプリング周波数を選択することが必要である。一般に、日本の保護リレー装置では、電気角30度でのサンプリング、あるいは15度でのサンプリングを利用している。本明細書では、電気角15度でのサンプリング(定格周波数50Hzの電力系統では、データ収集サンプリング周波数は1200Hzとなる)を利用する。
(5) Data collecting rate
This is a sampling frequency at the time of data collection, and is also referred to as a first frequency. Higher accuracy is better. Data collected at the sampling frequency is referred to as instantaneous value data. In this specification, the data collection sampling frequency is represented by f 1 and the data collection sampling period is represented by T 1 . There is a relationship of T 1 = 1 / f 1 . In application to an actual protection relay device, it is necessary to select an appropriate data collection sampling frequency in consideration of hardware (H / W) limitations and data synchronization requests in a plurality of channels. In general, Japanese protective relay devices use sampling at an electrical angle of 30 degrees or sampling at 15 degrees. In this specification, sampling at an electrical angle of 15 degrees (in a power system with a rated frequency of 50 Hz, the data collection sampling frequency is 1200 Hz) is used.

(6)ゲージサンプリング周波数(gauge sampling frequency)
ゲージ対称群の計算に使用されるサンプリング周波数であり、第2の周波数とも称する。ゲージサンプリング周波数は、データ収集サンプリング周波数よりも小さい。ゲージサンプリング周波数は、符号fgで表現し、その単位はヘルツ(Hz)とする。データサンプリング周期をTgで表すと、Tg=1/fgの関係がある。
(6) Gauge sampling frequency
This is a sampling frequency used for calculation of the gauge symmetry group, and is also referred to as a second frequency. The gauge sampling frequency is smaller than the data collection sampling frequency. The gauge sampling frequency is expressed by a symbol f g and its unit is hertz (Hz). When representing the data sampling period at T g, a relationship of T g = 1 / f g.

(7)ゲージ電流群
互いにTgの時間間隔を有する時系列に連続する3つの電流回転ベクトルにより構成された対称群を意味する。実測した電流瞬時値は、電流回転ベクトルの実数部に相当し、電流の単位はアンペア(A)である。以下説明するように、本願は直流成分を有するゲージ電流群を使用する。直流成分の大きさを直流振幅と称する。
(7) means a symmetric group constituted by three current rotation vector continuous in a time series with the time interval of the gauge current group together T g. The measured current instantaneous value corresponds to the real part of the current rotation vector, and the unit of current is ampere (A). As described below, the present application uses a gauge current group having a DC component. The magnitude of the DC component is referred to as DC amplitude.

(8)ゲージ差分電流群
互いにTgの時間間隔を有する時系列に連続する3つの差分電流回転ベクトルにより構成した対称群を意味する。ここで、差分電流回転ベクトルとは、ゲージ電流群を構成している時間間隔がTgで隣り合う電流回転ベクトル同士の差をいう。なお、本明細書では使用しないが、複素平面上で回転する電圧回転ベクトルを用いて、上記と同様に、ゲージ電圧群およびゲージ差分電圧群を定義することができる。
(8) means a symmetric group constituted by three differential current rotation vector continuous in a time series with the time interval of the gauge differential current group together T g. Here, the differential current rotation vector refers to a difference between adjacent current rotation vectors having a time interval Tg constituting a gauge current group. Although not used in this specification, a gauge voltage group and a gauge differential voltage group can be defined in the same manner as described above by using a voltage rotation vector that rotates on a complex plane.

(9)不変量(invariant)
不変量は、対称群が有している、ある変換の下では変化しない系の性質である。本実施の形態が想定している不変量としては、これらには限られないが、ゲージ回転位相角、周波数係数、ゲージ差分電流などがある。なお、不変量が分かれば、対称群の特性も分かる。
(9) Invariant
Invariants are the properties of systems that a symmetric group has that does not change under certain transformations. Invariants assumed in the present embodiment include, but are not limited to, a gauge rotation phase angle, a frequency coefficient, a gauge differential current, and the like. If the invariants are known, the characteristics of the symmetric group can also be known.

(10)ゲージ回転位相角
複素平面上で回転している回転ベクトルが、ゲージサンプリング周期において実際に回転した角度(電気角)を意味し、符号αで表現する。
(10) Gauge rotation phase angle The rotation vector rotating on the complex plane means the angle (electrical angle) actually rotated in the gauge sampling period, and is expressed by the symbol α.

(11)定格周波数(system nominal frequency)
電力系統における定格周波数を意味し、符号f0で表現し、典型的には、50Hzまたは60Hzである。
(11) System nominal frequency
It means the rated frequency in the electric power system and is expressed by the symbol f 0 and is typically 50 Hz or 60 Hz.

(12)周波数係数
ゲージ回転位相角αの余弦関数値を意味し、符号fCで表現する。すなわち、fC=cos(α)である。
(12) Frequency coefficient This means the cosine function value of the gauge rotation phase angle α, and is expressed by the symbol f C. That is, f C = cos (α).

(13)基本波振幅瞬時値
1つのゲージ差分電流群(すなわち、互いにTgの時間間隔を有する時系列に連続する3つの差分電流回転ベクトル)により計算された基本波振幅である。
(13) the fundamental wave instantaneous amplitude one gauge differential current group (i.e., three differential current rotation vector continuous in a time series with the time interval T g of each other) a fundamental wave amplitude calculated by.

(14)基本波振幅平均値
基本波振幅瞬時値の時間移動平均処理を行った値である。
(14) Fundamental wave amplitude average value This is a value obtained by performing time moving average processing of the fundamental wave amplitude instantaneous value.

(15)直流振幅瞬時値
直流成分を有する1つのゲージ電流群(すなわち、互いにTgの時間間隔を有する時系列に連続する3つの直流成分を有する電流回転ベクトル)により計算された直流振幅である。
(15) DC amplitude instantaneous value A DC amplitude calculated by one gauge current group having a DC component (that is, a current rotation vector having three DC components consecutive in a time series having a time interval of T g from each other). .

(16)直流振幅平均値
直流振幅瞬時値の時間移動平均を実施した値である。
(16) DC amplitude average value A value obtained by performing time moving average of DC amplitude instantaneous values.

(17)直流振幅比
直流振幅平均値を基本波振幅平均値で除算したものであり、励磁突入電流判別に使用される指標である。
(17) DC amplitude ratio The DC amplitude average value is obtained by dividing the DC amplitude average value by the fundamental wave amplitude average value, and is an index used to determine the excitation inrush current.

(18)励磁突入電流閾値
本明細書にて提案した直流振幅比の判別閾値である。
(18) Exciting inrush current threshold This is the threshold value for determining the DC amplitude ratio proposed in this specification.

[2. 群論的な手法の計算式の整理とアルゴリズムの説明]
まず、図1〜図3を参照して、励磁突入電流の判別に用いる種々の計算式について説明する。
[2. Arrangement of calculation formulas of group theory method and explanation of algorithm]
First, with reference to FIG. 1 to FIG. 3, various calculation formulas used for determining the inrush current will be described.

(2.1 基本波電流振幅の算出)
図1は、複素平面上のゲージ差分電流群を示す図である。図1に示すように、差分電流回転ベクトルi2(t),i2(t−Tg),i2(t−2Tg)の各々は、複素平面上で互いにTgの時間間隔を有する電流回転ベクトルの差として定義される。ゲージ差分電流群は、3個の時系列に連続する差分電流回転ベクトルであり、次式で表わされるものと仮定する。
(2.1 Calculation of fundamental current amplitude)
FIG. 1 is a diagram showing a gauge differential current group on a complex plane. As shown in FIG. 1, each of the differential current rotation vectors i 2 (t), i 2 (t−T g ), and i 2 (t−2T g ) has a time interval of T g on the complex plane. Defined as the difference in current rotation vector. The gauge differential current group is a differential current rotation vector that is continuous in three time series, and is assumed to be expressed by the following equation.

ここで、Iは交流電流振幅,ωは回転角速度,Tgはゲージサンプリング周期,αはTgにおける回転位相角である。 Here, I is the alternating current amplitude, ω is the rotational angular velocity, T g is the gauge sampling period, and α is the rotational phase angle at T g .

上記のゲージ差分電流群を構成する差分電流回転ベクトルi2(t),i2(t−Tg),i2(t−2Tg)の瞬時値(差分電流瞬時値)をそれぞれi21,i22,i23とする。これらの差分電流瞬時値i21,i22,i23は次式で表わされる。 The instantaneous values (differential current instantaneous values) of the differential current rotation vectors i 2 (t), i 2 (t−T g ), i 2 (t−2T g ) constituting the gauge differential current group are respectively i 21 , i 22 and i 23 . These differential current instantaneous values i 21 , i 22 , and i 23 are expressed by the following equations.

このゲージ差分電流群の瞬時値を用いると、次式で表わされるゲージ差分電流Igdを計算できる。 Using the instantaneous value of this gauge differential current group, the gauge differential current I gd represented by the following equation can be calculated.

ここで、αをゲージ回転位相角と呼ぶ。ゲージ差分電流Igdは、ゲージ差分電流群の不変量(すなわち、時間に依存せず、電流回転ベクトルの回転に応じて変化しない量)である。 Here, α is called a gauge rotation phase angle. The gauge differential current I gd is an invariable amount of the gauge differential current group (that is, an amount that does not depend on time and does not change according to the rotation of the current rotation vector).

この明細書では、問題を簡単化するため、励磁突入電流が発生している間、基本波周波数は一定であると仮定する。例えば、基本波周波数は電力系統の定格周波数f0に等しいとし、既知の値として参照される。対称性を利用すると、ゲージ回転位相角αは、ゲージサンプリング周波数fgと電力系統定格周波数f0とを用いて以下のように表すことができる。さらに、ゲージ回転位相角αの余弦関数値である周波数係数fCが以下のように定義される。 In this specification, to simplify the problem, it is assumed that the fundamental frequency is constant while the magnetizing inrush current is occurring. For example, the fundamental frequency is assumed to be equal to the rated frequency f 0 of the power system, and is referred to as a known value. Using the symmetry, the gauge rotation phase angle α can be expressed as follows using the gauge sampling frequency f g and the power system rated frequency f 0 . Further, a frequency coefficient f C that is a cosine function value of the gauge rotation phase angle α is defined as follows.

上式(3)および(5)を用いることによって基本波電流振幅Iは以下のように算出できる。   By using the above equations (3) and (5), the fundamental current amplitude I can be calculated as follows.

上式(6)のゲージ差分電流Igdは、時系列の電流瞬時値データを用いて計算でき(式(3)を参照)、周波数係数fC(ゲージ回転位相角αの余弦関数値)は事前整定できる。すなわち、基本波電流振幅Iは、時系列の電流瞬時値データと事前整定値である周波数係数fCとを用いて計算することができる。 The gauge differential current I gd in the above formula (6) can be calculated using time-series current instantaneous value data (see formula (3)), and the frequency coefficient f C (cosine function value of the gauge rotation phase angle α) is Can be set in advance. That is, the fundamental wave current amplitude I can be calculated using time-series current instantaneous value data and the frequency coefficient f C which is a pre-settling value.

(2.2 直流振幅の算出)
図2は、複素平面上で、直流成分を有する場合におけるゲージ電流群を示す図である。図2において、ゲージ電流群は、複素平面上で互いにTgの時間間隔を有する3個の電流回転ベクトルi1(t),i1(t−Tg),i1(t−2Tg)として定義される。電流回転ベクトルi1(t),i1(t−Tg),i1(t−2Tg)の各瞬時値i11,i12,i13は次式で表わされる。
(2.2 Calculation of DC amplitude)
FIG. 2 is a diagram showing a group of gauge currents when a DC component is present on the complex plane. In FIG. 2, the gauge current group includes three current rotation vectors i 1 (t), i 1 (t−T g ), i 1 (t−2T g ) having a time interval of T g on the complex plane. Is defined as The instantaneous values i 11 , i 12 , i 13 of the current rotation vectors i 1 (t), i 1 (t−T g ), i 1 (t−2T g ) are expressed by the following equations.

ここで、Iは交流電流振幅、ωは回転角速度、αは回転位相角である。上式(5)および(7)を用いることによって、直流振幅IDCは以下ように算出される。 Here, I is the alternating current amplitude, ω is the rotational angular velocity, and α is the rotational phase angle. By using the above equations (5) and (7), the DC amplitude I DC is calculated as follows.

上式(8)の周波数係数fC(ゲージ回転位相角αの余弦関数値)は事前整定できる。すなわち、直流振幅IDCは、時系列の電流瞬時値データと事前整定値である周波数係数fCとを用いて計算することができる。 The frequency coefficient f C (the cosine function value of the gauge rotation phase angle α) in the above equation (8) can be set in advance. That is, the DC amplitude I DC can be calculated using time-series current instantaneous value data and the frequency coefficient f C which is a pre-settling value.

以上で、基本波が正弦波である場合の対称群に基づいて、励磁突入電流の判別に必要な直流振幅の計算式と基本波振幅の計算式とが示された。計算方法をまとめると、次のようになる。まず、基本波成分に直流成分を含み得る入力信号を第1の周波数(データ収集サンプリング周波数f1)でサンプリングした瞬時値データが入力される。次に、瞬時値データの中から第1の周波数(データ収集サンプリング周波数f1)よりも小さい第2の周波数(ゲージサンプリング周波数fg)で抽出した、時系列に連続する3点の第1の抽出データ(すなわち、ゲージ電流群の瞬時値i11,i12,i13)に基づいて、直流成分の振幅IDCを算出する。さらに、時系列に連続する4点の第1の抽出データの隣接する2点間の差分を算出することによって得られた連続する3点の第2の抽出データ(すなわち、ゲージ差分電流群の瞬時値i21,i22,i23)に基づいて、基本波成分の振幅Iを算出する。 Thus, based on the symmetry group when the fundamental wave is a sine wave, the calculation formula of the direct current amplitude and the calculation formula of the fundamental wave amplitude necessary for discriminating the magnetizing inrush current are shown. The calculation method is summarized as follows. First, instantaneous value data obtained by sampling an input signal that can include a direct current component in a fundamental wave component at a first frequency (data collection sampling frequency f 1 ) is input. Next, the first three consecutive points in time series extracted from the instantaneous value data at the second frequency (gauge sampling frequency f g ) smaller than the first frequency (data collection sampling frequency f 1 ). Based on the extracted data (ie, instantaneous values i 11 , i 12 , i 13 of the gauge current group), the amplitude I DC of the DC component is calculated. Further, the second extracted data of three consecutive points obtained by calculating the difference between two adjacent points of the first extracted data of the four consecutive points in time series (that is, the instantaneous value of the gauge differential current group) Based on the values i 21 , i 22 , i 23 ), the amplitude I of the fundamental wave component is calculated.

(2.3 ゲージサンプリング周波数fgの選定)
図3は、ゲージサンプリング周波数選定の概念図である。図3を参照して、一般に、励磁突入電流は基本波、直流成分、および多くの偶数次波を有する非正弦波である。しかしながら、後述するシミュレーションの波形を観察すると、励磁突入電流のような非正弦波についても、一定の対称性が存在しているといえる。
(2.3 selection of the gauge sampling frequency f g)
FIG. 3 is a conceptual diagram of gauge sampling frequency selection. Referring to FIG. 3, in general, the magnetizing inrush current is a non-sinusoidal wave having a fundamental wave, a DC component, and many even-order waves. However, when observing the waveform of a simulation described later, it can be said that a certain symmetry exists also for a non-sinusoidal wave such as a magnetizing inrush current.

対称性を見出すためには適切なゲージサンプリング周波数fgを選定することが重要である。大きなゲージサンプリング周期Tg(すなわち、小さいゲージサンプリング周波数)を選定するほど、各次数の高調波による影響の低減が期待できる。しかし、スケールがあまり大き過ぎると、励磁突入電流判別装置の起動時間および突入電流を判別するまでの時間が遅くなるという問題もある。したがって、ゲージサンプリング周期Tgとして適切な値を選定する必要がある。 In order to find the symmetry, it is important to select an appropriate gauge sampling frequency f g . As the larger gauge sampling period T g (that is, smaller gauge sampling frequency) is selected, it is expected that the influence of harmonics of each order is reduced. However, if the scale is too large, there is a problem that the startup time of the magnetizing inrush current discriminating apparatus and the time until the inrush current is discriminated are delayed. Therefore, it is necessary to select an appropriate value as a gauge sampling period T g.

たとえば、図3では、Tg=4×T1の選択を示している。ここに、Tgはゲージサンプリング周期であり、T1はデータ収集サンプリング周期である。なお、基本波として正弦波を仮定している場合、ゲージ回転位相角αは180度未満には限られない(180度以上であってもよい)。 For example, FIG. 3 shows a selection of T g = 4 × T 1 . Here, T g is a gauge sampling period, and T 1 is a data collection sampling period. When a sine wave is assumed as the fundamental wave, the gauge rotation phase angle α is not limited to less than 180 degrees (may be 180 degrees or more).

実際上は、事前に幾つかのゲージサンプリング周波数fgを選択し、比較シミュレーションを行い、ゲージサンプリング周波数fgとして適切なものを選択して、励磁突入電流判別装置で用いる。以下のシミュレーションでは、ゲージサンプリング周波数fgとして150Hzを選択した。無論、励磁突入電流の対称性を見出すことができるほかのゲージサンプリング周波数を選択してもよい。このように、事前設計の段階で、適切なゲージ空間を選択することによって、励磁突入電流の高調波成分の影響を低減し、安定的な等価基本波振幅および安定的な等価直流振幅成分を測定することが可能になる。なお、電力系統定格周波数が50Hzと60Hzの2種類があるため、それぞれの定格周波数に対してい、ゲージサンプリング周波数の選定が行われる。 In practice, several gauge sampling frequencies f g are selected in advance, a comparison simulation is performed, an appropriate one is selected as the gauge sampling frequency f g , and used in the magnetizing inrush current discriminating apparatus. In the following simulation, 150 Hz was selected as the gauge sampling frequency f g . Of course, other gauge sampling frequencies that can find the symmetry of the excitation inrush current may be selected. In this way, by selecting an appropriate gauge space at the pre-design stage, the influence of the harmonic component of the excitation inrush current is reduced, and the stable equivalent fundamental amplitude and stable equivalent DC amplitude component are measured. It becomes possible to do. Since there are two types of power system rated frequencies of 50 Hz and 60 Hz, a gauge sampling frequency is selected for each rated frequency.

(2.4 アルゴリズムの概要)
一般に励磁突入電流の各周波数成分の大きさは基本波、直流成分、第2調波の順となっている。この点に鑑みて、本明細書のアルゴリズムは、直流成分と基本波成分との比を高速に検出することによって、励磁突入電流の検出を高速に行うものである。
(2.4 Outline of algorithm)
In general, the magnitude of each frequency component of the magnetizing inrush current is in the order of fundamental wave, DC component, and second harmonic. In view of this point, the algorithm of the present specification detects the magnetizing inrush current at a high speed by detecting the ratio between the direct current component and the fundamental wave component at a high speed.

具体的には、ゲージ差分電流群の瞬時値を用いて基本波振幅を計算し(前述の式(6)を参照)、ゲージ電流群の瞬時値を用いて直流振幅を計算する(前述の式(8)を参照)。そして、基本波振幅(の時間移動平均値)に対する直流成分(の時間移動平均値)の比率が所定の閾値一定の値以上であれば、励磁突入電流が入力信号に含まれていると判定する。前述の説明から明らかなように、ゲージ差分電流群を用いた基本波振幅の計算は直流成分の影響を受けない。さらに、ゲージ電流群を用いた直流振幅の計算は基本波成分の影響を受けない。したがって、このアルゴリズムによれば、励磁突入電流の判別をある程度正確に行うことができる。   Specifically, the fundamental wave amplitude is calculated using the instantaneous value of the gauge differential current group (see the above equation (6)), and the DC amplitude is calculated using the instantaneous value of the gauge current group (the above equation). (See (8)). If the ratio of the DC component (time moving average value) to the fundamental wave amplitude (time moving average value) is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the excitation inrush current is included in the input signal. . As is clear from the above description, the calculation of the fundamental wave amplitude using the gauge differential current group is not affected by the DC component. Furthermore, the calculation of the DC amplitude using the gauge current group is not affected by the fundamental wave component. Therefore, according to this algorithm, it is possible to accurately determine the magnetizing inrush current to some extent.

もっとも、励磁突入電流は基本波と直流成分以外に、第2調波を初め様々な高調波成分を含んでいる。上記の計算では、これらの高調波成分を無視している。したがって、本アルゴリズムによる基本波振幅および直流振幅の測定結果はあるスケールに対応する近似的な値であり、高速フーリエ変換(FFT)によって計算した基本波振幅および直流振幅(真値)とは異なる。しかし、実用上は十分な精度で、励磁突入電流を判別することができる。   However, the magnetizing inrush current includes various harmonic components including the second harmonic in addition to the fundamental wave and the direct current component. In the above calculation, these harmonic components are ignored. Therefore, the measurement results of the fundamental wave amplitude and the direct current amplitude by this algorithm are approximate values corresponding to a certain scale, and are different from the fundamental wave amplitude and the direct current amplitude (true value) calculated by the fast Fourier transform (FFT). However, it is possible to determine the magnetizing inrush current with sufficient accuracy in practical use.

[3. 励磁突入電流判別装置の構成図]
図4は、励磁突入電流判別装置の機能的構成を示すブロック図である。励磁突入電流判別装置100は、ハードウェア的には、公知のデジタル保護リレー装置に基づいて構成される。デジタル保護リレー装置は、たとえば、入力変換器、A/D(Analog to Digital)変換器、演算処理部、および入出力部などから構成される。
[3. Configuration diagram of magnetizing inrush current discrimination device]
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the magnetizing inrush current discriminating apparatus. The magnetizing inrush current discriminating device 100 is configured based on a known digital protection relay device in hardware. The digital protection relay device includes, for example, an input converter, an A / D (Analog to Digital) converter, an arithmetic processing unit, and an input / output unit.

入力変換器は、電力系統10の線路11に設置された電流変成器(CT:Current Transformer)によって検出された電流瞬時値の入力を受ける。A/D変換器は、入力された電流瞬時値をデジタルの瞬時値データに変換する。演算処理部は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、およびROM(Read Only Memory)を含むコンピュータである。   The input converter receives an instantaneous current value detected by a current transformer (CT) installed on the line 11 of the power system 10. The A / D converter converts the input current instantaneous value into digital instantaneous value data. The arithmetic processing unit is a computer including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory).

機能的に見れば図4に示すように、励磁突入電流判別装置100は、瞬時値データ入力手段101、ゲージ差分電流群対称性破れ判別手段102、基本波振幅算出手段103、基本波振幅および直流振幅ラッチ手段104、および基本波振幅移動平均手段105を含む。さらに、励磁突入電流判別装置100は、直流振幅算出手段106、直流振幅移動平均手段107、直流振幅比算出手段108、励磁突入電流判別手段109、演算情報送信手段110、インターフェース111、および記憶手段112を含む。   From a functional viewpoint, as shown in FIG. 4, the magnetizing inrush current discriminating apparatus 100 includes an instantaneous value data input means 101, a gauge differential current group symmetry breaking discriminating means 102, a fundamental wave amplitude calculating means 103, a fundamental wave amplitude and a direct current. Amplitude latch means 104 and fundamental wave amplitude moving average means 105 are included. Further, the excitation inrush current discriminating apparatus 100 includes a DC amplitude calculation means 106, a DC amplitude moving average means 107, a DC amplitude ratio calculation means 108, an excitation inrush current discrimination means 109, a calculation information transmission means 110, an interface 111, and a storage means 112. including.

インターフェース111は、デジタル保護リレー装置の入出力部に相当し、外部との間でデジタル信号の入出力を行う。記憶手段112は、デジタル保護リレー装置の演算処理部のRAMおよびROMに相当する。記憶手段112は、電流瞬時値データ入力手段101に入力された時系列の電流瞬時値データを記憶する。   The interface 111 corresponds to an input / output unit of the digital protection relay device, and inputs / outputs digital signals to / from the outside. The storage unit 112 corresponds to the RAM and ROM of the arithmetic processing unit of the digital protection relay device. The storage unit 112 stores time-series current instantaneous value data input to the current instantaneous value data input unit 101.

図4のその他の構成要素101〜110は、デジタル保護リレー装置の演算処理部のCPUによってプログラムが実行されることによって実現される。これらの構成要素の機能については、図5のフローチャートを参照しながら次に説明する。   The other components 101 to 110 in FIG. 4 are realized by executing a program by the CPU of the arithmetic processing unit of the digital protection relay device. The function of these components will be described next with reference to the flowchart of FIG.

[4. 励磁突入電流判別演算のフローチャート]
図5は、励磁突入電流を判別する手順を示すフローチャートである。図5を参照して、まず、ステップS101において、電流瞬時値データ入力手段101は、電流変成器(CT:Current Transformer)によって検出された電流瞬時値がデータ収集サンプリング周波数f1でサンプリングされた電流瞬時値データの入力を受ける。
[4. Excitation inrush current discrimination calculation flowchart]
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for determining the magnetizing inrush current. Referring to FIG. 5, first, in step S101, the current instantaneous value data input means 101 is a current obtained by sampling the current instantaneous value detected by a current transformer (CT) at a data collection sampling frequency f 1. Receives input of instantaneous value data.

次のステップS102において、ゲージ差分電流群対称性破れ判別手段102は、ゲージ差分電流対称性指標IBRKが零より大きいか否かを判別する。すなわち、次式(9)が満たされているか否かを判別する。 In the next step S102, the gauge differential current group symmetry breaking determination means 102 determines whether or not the gauge differential current symmetry index I BRK is greater than zero. That is, it is determined whether or not the following expression (9) is satisfied.

ゲージ差分電流群対称性破れ判別手段102は、上式(9)を満足する場合に次のステップS103に処理を進める。ゲージ差分電流群対称性破れ判別手段102は、上式(9)を満足しない場合は、式(3)のゲージ差分電流Igdが0であるか、実数解が存在しない場合である。この場合、ゲージ差分電流群対称性破れ判別手段102は、対称性破れと判定し、処理をステップS105に進める。 The gauge difference current group symmetry breaking determination unit 102 proceeds to the next step S103 when the above equation (9) is satisfied. If the gauge difference current group symmetry breaking discriminating means 102 does not satisfy the above equation (9), the gauge difference current I gd in equation (3) is 0 or there is no real solution. In this case, the gauge difference current group symmetry breaking determination unit 102 determines that the symmetry is broken and advances the process to step S105.

ステップS103において、基本波振幅算出手段103は、前述の式(6)を用いて基本波振幅Iの瞬時値を計算する。なお、周波数係数fCの絶対値は1より小さく、ゲージ差分電流Igdは常に零より大きいため、基本波振幅Iは常に正数であることがわかる。ステップS101で基本波のみが入力される場合、式(6)で計算された基本波振幅Iは交流振幅の解析解に一致し、一定の値になる。変動している直流成分と高調波成分を含む場合、計算された基本波振幅Iは近似的なものである。 In step S103, the fundamental wave amplitude calculating unit 103 calculates an instantaneous value of the fundamental wave amplitude I using the above-described equation (6). Since the absolute value of the frequency coefficient f C is smaller than 1 and the gauge differential current I gd is always larger than zero, it can be seen that the fundamental wave amplitude I is always a positive number. When only the fundamental wave is input in step S101, the fundamental wave amplitude I calculated by the equation (6) coincides with the analytical solution of the AC amplitude and becomes a constant value. When the fluctuating DC component and the harmonic component are included, the calculated fundamental wave amplitude I is approximate.

次のステップS104において、直流振幅算出手段106は、前述の式(8)を用いて直流振幅IDCの瞬時値を計算する。なお、式(8)の周波数係数fCは事前に整定値として与える。例えば、本明細書で後述するシミュレーションケースにおいて、電力系統定格周波数f0は50Hzであり、ゲージサンプリング周波数fgは150Hzであるので、周波数係数fCは次のように算出される。 In the next step S104, the DC amplitude calculating unit 106 calculates the instantaneous value of the DC amplitude I DC using Equation (8) described above. The frequency coefficient f C in equation (8) is given as a set value in advance. For example, in the simulation case described later in this specification, since the power system rated frequency f 0 is 50 Hz and the gauge sampling frequency f g is 150 Hz, the frequency coefficient f C is calculated as follows.

式(8)によれば、直流振幅IDCの瞬時値は、正数も負数もあり得る。基本波振幅Iの瞬時値および直流振幅IDCの瞬時値を計算した後、処理はステップS106に進む。 According to Equation (8), the instantaneous value of the DC amplitude I DC can be positive or negative. After calculating the instantaneous value and the instantaneous value of the DC amplitude I DC of the fundamental wave amplitude I, the process proceeds to step S106.

前述のステップS102でゲージ差分電流対称性指標IBRKが零以下の場合(ステップS102でNO)、上記の基本波振幅Iの瞬時値の計算(ステップS103)および直流振幅IDCの瞬時値の計算(ステップS104)は実行されない。この場合、ステップS105において、基本波振幅および直流振幅ラッチ手段104は、1つ前のステップにおける基本波振幅Iの瞬時値および直流振幅IDCの瞬時値をラッチしてそのまま現ステップの値として用いる。すなわち、
I(t)=I(t−T1)、IDC=IDC(t−T1) … (11)
の関係式が成立する。以上の処理により、直近で正常に計算された基本波振幅Iの瞬時値および直流振幅IDCの瞬時値が現ステップでの値として用いられる。すなわち、ゲージ差分電流対称性指標IBRKが零以下の場合の基本波振幅および直流振幅は、後続するステップでは用いられないので、高調波の影響を低減することができる。この後、処理はステップS106に進む。
If the gauge differential current symmetry index I BRK is zero or less in step S102 described above (NO in step S102), the calculation of the instantaneous value of the fundamental wave amplitude I (step S103) and calculation of the instantaneous value of the DC amplitude I DC (Step S104) is not executed. In this case, in step S105, the fundamental wave amplitude and the DC amplitude latch means 104 is used directly as the value of the current step by latching the instantaneous value and the instantaneous value of the DC amplitude I DC of the fundamental wave amplitude I in the preceding step . That is,
I (t) = I (t−T 1 ), I DC = I DC (t−T 1 ) (11)
The following relational expression holds. By the above processing, the instantaneous value of the instantaneous value and the DC amplitude I DC of most recently successfully computed the fundamental wave amplitude I is used as a value at the current step. That is, since the fundamental wave amplitude and the DC amplitude when the gauge differential current symmetry index I BRK is less than or equal to zero are not used in subsequent steps, the influence of harmonics can be reduced. Thereafter, the process proceeds to step S106.

ステップS106において、基本波振幅移動平均手段105は、基本波振幅Iの時間移動平均を行う。基本波振幅平均値は以下の式で与えられる。   In step S106, the fundamental wave amplitude moving average means 105 performs a time moving average of the fundamental wave amplitude I. The fundamental amplitude average value is given by the following equation.

ここで、Mは時間移動平均処理に使用されている点数である。この時間移動平均により、更に高調波の影響を低減することができる。 Here, M is the number of points used in the time moving average process. This time moving average can further reduce the influence of higher harmonics.

次のステップS107において、直流振幅移動平均手段107は、直流振幅IDCの時間移動平均を行う。直流振幅平均値は以下の式で与えられる。 In the next step S107, the DC amplitude moving average means 107 performs a time moving average of the DC amplitude IDC . The DC amplitude average value is given by the following equation.

ここに、Mは時間移動平均処理に使用されている点数である。この時間移動平均により、高調波の影響を低減することができる。なお、励磁突入電流は正波と負波の2種類がある。正波と負波の両方に対して基本波振幅平均値は常に正数である必要があるため、負波である場合には計算された直流振幅平均値(負数)の絶対値を取る。これによって、次に計算する直流振幅比は常に正数であることが保証される。 Here, M is the number of points used in the time moving average process. This time moving average can reduce the influence of harmonics. There are two types of exciting inrush currents, positive and negative. Since the fundamental wave amplitude average value must always be a positive number for both positive waves and negative waves, the absolute value of the calculated DC amplitude average value (negative number) is taken in the case of a negative wave. This ensures that the DC amplitude ratio calculated next is always a positive number.

次のステップS108において、直流振幅比算出手段108は、直流振幅比を計算する。直流振幅比は、基本波振幅平均値に対する直流振幅平均値の比率であり、以下の式によって計算される。   In the next step S108, the DC amplitude ratio calculation means 108 calculates a DC amplitude ratio. The DC amplitude ratio is a ratio of the DC amplitude average value to the fundamental wave amplitude average value, and is calculated by the following equation.

次のステップS109において、励磁突入電流判別手段109は、上記の直流振幅比ΔIDC(t)が励磁突入電流閾値ΔIDCSETを超えている場合、すなわち、
ΔIDC(t)>ΔIDCSET … (15)
を満たす場合に、入力電流に励磁突入電流が含まれていると判定する。上式(15)が成立しない場合、励磁突入電流判別手段109は、入力電流に励磁突入電流が含まれていないと判定する。
In the next step S109, the excitation inrush current discriminating means 109 determines that the DC amplitude ratio ΔI DC (t) exceeds the excitation inrush current threshold ΔI DCSET , that is,
ΔI DC (t)> ΔI DCSET (15)
When satisfying, it is determined that the magnetizing inrush current is included in the input current. When the above equation (15) is not satisfied, the magnetizing inrush current determining unit 109 determines that the magnetizing inrush current is not included in the input current.

次のステップS110において、演算情報送信手段110は、上記の演算情報(励磁突入電流判別手段の判定結果)を送信する。たとえば、演算情報送信手段110は、上式(15)が満たされた場合に、変圧器の差動保護手段をロックするための信号を出力し、保護リレーの誤動作を防止する。   In the next step S110, the calculation information transmission unit 110 transmits the calculation information (the determination result of the magnetizing inrush current determination unit). For example, when the above equation (15) is satisfied, the calculation information transmission unit 110 outputs a signal for locking the differential protection unit of the transformer, and prevents the protection relay from malfunctioning.

次のステップS111で、励磁突入電流判別装置100は、たとえばユーザから処理終了の入力を受けた場合に、判別処理終了と判断して(ステップS111でYES)、処理を終了する。そうでない場合には、データ収集サンプリング周期T1ごとに上記のステップS101からの処理手順が繰り返される。 In the next step S111, the magnetizing inrush current discriminating apparatus 100 determines that the discriminating process has ended when, for example, an input to end the process is received from the user (YES in step S111), and ends the process. Otherwise, the procedure of the above step S101 is repeated for each data collection sampling period T 1.

[5. 励磁突入電流のシミュレーション結果]
以下、数値シミュレーション結果を示すことによって、上記した励磁突入電流の判別手段の有効性を実証する。
[5. Simulation result of excitation inrush current]
Hereinafter, the effectiveness of the above-described excitation inrush current determination means will be demonstrated by showing numerical simulation results.

(5.1 ケース1:正弦波入力の場合)
まず、入力電流が正弦波の場合に誤動作しないことを確認した。
(5.1 Case 1: Sine wave input)
First, it was confirmed that no malfunction occurred when the input current was a sine wave.

図6は、励磁突入電流判別装置のパラメータを表形式で示した図である。ケース1における電流入力データi(t)およびその実数部(実測瞬時値)ire(t)および虚数部iim(t)は次式で与えられる。 FIG. 6 is a table showing parameters of the inrush current discrimination device in a table format. Current input data i (t) and its real part (measured instantaneous value) i re (t) and imaginary part i im (t) in case 1 are given by the following equations.

以下、ケース1のシミュレーション結果を説明する。
図7は、ケース1における電流瞬時値波形を示す図である。図7に示すように、ケース1の場合には、基本波のみからなる電流瞬時値波形が入力される。
Hereinafter, the simulation result of Case 1 will be described.
FIG. 7 is a diagram showing an instantaneous current value waveform in case 1. FIG. As shown in FIG. 7, in case 1, an instantaneous current value waveform consisting only of the fundamental wave is input.

図8は、ケース1における複素平面上の電流回転ベクトル図である。図8に示すように、基本波のみからなる電流回転ベクトル頂点の運動軌跡は、中心が複素平面の原点となる円であることがわかる。   FIG. 8 is a current rotation vector diagram on the complex plane in Case 1. As shown in FIG. 8, it can be seen that the motion trajectory of the current rotation vector vertex consisting only of the fundamental wave is a circle whose center is the origin of the complex plane.

図9は、ケース1における正弦波瞬時値波形、基本波振幅、および直流振幅測定結果を示す図である。図9において、電流瞬時値波形Aは正弦波である。基本波振幅瞬時値Bの計算値(平均値は同じ)は入力正弦波の振幅の理論値と一致している。直流振幅瞬時値Cの計算値(平均値が同じ)は零である。したがって、直流振幅比も零になるので、励磁突入電流が入力電流に含まれていないことが判別されている。   FIG. 9 is a diagram showing the sine wave instantaneous value waveform, the fundamental wave amplitude, and the DC amplitude measurement result in Case 1. FIG. In FIG. 9, the current instantaneous value waveform A is a sine wave. The calculated value (the average value is the same) of the fundamental wave amplitude instantaneous value B matches the theoretical value of the amplitude of the input sine wave. The calculated value (the average value is the same) of the DC amplitude instantaneous value C is zero. Therefore, since the DC amplitude ratio is also zero, it is determined that the magnetizing inrush current is not included in the input current.

(5.2 ケース2〜4:励磁突入電流を含む場合)
次に、励磁突入電流の場合に正しく判別できることを確認した。以下では、まず、励磁突入電流波形の理論式について説明する。一般に、定常状態における励磁突入電流iinrush(t)は次式で表すことができる。
(5.2 Cases 2 to 4: including excitation inrush current)
Next, it was confirmed that a correct discrimination can be made in the case of an inrush current. In the following, first, the theoretical formula of the excitation inrush current waveform will be described. In general, the magnetizing inrush current i inrush (t) in a steady state can be expressed by the following equation.

上式において、fは電力系統周波数、αは通電角、kは励磁突入電流ピーク値係数である。上式(18)をフーリエ級数展開することによって、電流入力データi(t)およびその実数部(実測瞬時値)ire(t)および虚数部iim(t)は次式のように求めることができる。ただし、励磁突入電流ピーク値係数kを1とし、実数部および虚数部はN=9の高調波まで表記している。 In the above equation, f is the power system frequency, α is the conduction angle, and k is the excitation inrush current peak value coefficient. The current input data i (t) and its real part (measured instantaneous value) i re (t) and imaginary part i im (t) are obtained as follows by expanding the above equation (18) by Fourier series. Can do. However, the excitation inrush current peak value coefficient k is 1, and the real part and the imaginary part are represented up to N = 9 harmonics.

ここで、フーリエ級数の係数anは、式(18)のフーリエ変換によって求めることができる。 Here, coefficient a n of Fourier series can be determined by the Fourier transform of equation (18).

図10は、通電角(式18のα)が60度、90度、120度の場合のフーリエ係数の計算結果を示したものである。シミュレーションでは、ケース2が通電角60度の場合であり、ケース3が通電角90度の場合であり、ケース4が通電角120度の場合である。シミュレーションでは、上式の励磁突入電流の実数値ire(t)が実測瞬時値であり、回転電流ベクトルの実数部に対応するとして、これまで説明した対称性原理を適用した。以下、ケース2〜ケース4のシミュレーション結果について説明する。 FIG. 10 shows the calculation result of the Fourier coefficient when the conduction angle (α in Expression 18) is 60 degrees, 90 degrees, and 120 degrees. In the simulation, Case 2 has a conduction angle of 60 degrees, Case 3 has a conduction angle of 90 degrees, and Case 4 has a conduction angle of 120 degrees. In the simulation, the symmetry principle described so far was applied on the assumption that the real value i re (t) of the excitation inrush current in the above equation is the measured instantaneous value and corresponds to the real part of the rotational current vector. Hereinafter, simulation results of Case 2 to Case 4 will be described.

まず、図11〜図16を参照して、ケース2〜4の励磁突入電流瞬時値および複素平面上の励磁突入電流回転ベクトルについて説明する。   First, with reference to FIGS. 11 to 16, the instantaneous value of the magnetizing inrush current and the magnetizing inrush current rotation vector on the complex plane in cases 2 to 4 will be described.

図11は、ケース2(通電角60度)における励磁突入電流瞬時値波形を示す図である。図12は、ケース2(通電角60度)における複素平面上の励磁突入電流回転ベクトル図である。図13は、ケース3(通電角90度)における励磁突入電流瞬時値波形を示す図である。図14は、ケース3(通電角90度)における複素平面上の励磁突入電流回転ベクトル図である。図15は、ケース4(通電角120度)における励磁突入電流瞬時値波形を示す図である。図16は、ケース4(通電角120度)における複素平面上の励磁突入電流回転ベクトル図である。   FIG. 11 is a diagram showing the instantaneous waveform of the magnetizing inrush current in Case 2 (energization angle 60 degrees). FIG. 12 is an excitation inrush current rotation vector diagram on the complex plane in case 2 (energization angle 60 degrees). FIG. 13 is a diagram showing an excitation inrush current instantaneous value waveform in Case 3 (energization angle 90 degrees). FIG. 14 is an excitation inrush current rotation vector diagram on the complex plane in case 3 (energization angle 90 degrees). FIG. 15 is a diagram showing an excitation inrush current instantaneous value waveform in case 4 (conduction angle of 120 degrees). FIG. 16 is an excitation inrush current rotation vector diagram on the complex plane in Case 4 (conduction angle 120 degrees).

図11〜図16を全体的に見ると、励磁突入電流にも対称性が存在していることがわかる。なお、励磁突入電流は通電しているときのみ、電流が流れている。通電角が大きいほど、通電時間が長くなる。このような波形のフーリエ解析によると、基本波以外に、直流成分と偶数次調波が多く存在している。このため、既存の励磁突入電流判別装置では第2調波ロック方式が主流となっている。   11 to 16 as a whole, it can be seen that symmetry also exists in the magnetizing inrush current. Note that the magnetizing inrush current flows only when energized. The larger the energization angle, the longer the energization time. According to the Fourier analysis of such a waveform, there are many DC components and even harmonics in addition to the fundamental wave. For this reason, in the existing magnetizing inrush current discriminating device, the second harmonic lock method is mainstream.

次に、図17〜図19を参照して、ケース2〜4の基本波振幅および直流振幅測定結果について説明する。   Next, the fundamental wave amplitude and DC amplitude measurement results of cases 2 to 4 will be described with reference to FIGS.

図17は、ケース2(通電角60度)における基本波振幅および直流振幅測定結果を示す図である。図18は、ケース3(通電角90度)における基本波振幅および直流振幅測定結果を示す図である。図19は、ケース4(通電角120度)における基本波振幅および直流振幅測定結果を示す図である。図17〜図19において、グラフAは基本波振幅瞬時値を示し、グラフBは直流振幅瞬時値を示し、グラフCは基本波振幅平均値を示し、グラフDは直流振幅平均値を示す。   FIG. 17 is a diagram showing the fundamental wave amplitude and DC amplitude measurement results in Case 2 (60 ° conduction angle). FIG. 18 is a diagram showing measurement results of fundamental wave amplitude and DC amplitude in Case 3 (conduction angle of 90 degrees). FIG. 19 is a diagram showing fundamental wave amplitude and DC amplitude measurement results in Case 4 (conduction angle of 120 degrees). In FIGS. 17 to 19, graph A shows the fundamental wave amplitude instantaneous value, graph B shows the DC amplitude instantaneous value, graph C shows the fundamental amplitude average value, and graph D shows the DC amplitude average value.

図17〜図19を全体的に見ると、基本波振幅瞬時値と直流振幅瞬時値は対称性を有していることがわかる。したがって、これまで説明した対称性測定法によって、励磁突入電流の対称性を見出すことが成功したといえる。   17 to 19 as a whole, it can be seen that the fundamental wave amplitude instantaneous value and the DC amplitude instantaneous value have symmetry. Therefore, it can be said that the symmetry of the excitation inrush current has been successfully found by the symmetry measuring method described so far.

各ケースにおいて、開始の1サイクル時間(20ms)は励磁突入電流のデータ蓄積時間である。その後、基本波振幅と直流振幅が周期的に変動していることがわかる。時間移動平均処理を実施することにより、基本波振幅と直流振幅はそれぞれ一定値となった。このように、基本波振幅と直流振幅の測定において、高調波成分の影響が大幅に低減されていることが確認できた。その原因として次のように考えられる。   In each case, the start cycle time (20 ms) is the data accumulation time of the magnetizing inrush current. Thereafter, it can be seen that the fundamental wave amplitude and the DC amplitude fluctuate periodically. By performing the time moving average process, the fundamental wave amplitude and the DC amplitude became constant values. As described above, it was confirmed that the influence of the harmonic component was greatly reduced in the measurement of the fundamental wave amplitude and the direct current amplitude. The reason is considered as follows.

上記の計算では、ゲージサンプリング周波数を150Hz(すなわち、ゲージ回転位相角を120度)としているため、基本波1サイクルでは4点の瞬時値データしか利用されない。このため、大きなスケールで高調波の変動を吸収し、安定的な基本波振幅と直流振幅を計算することができたと考えられる。   In the above calculation, since the gauge sampling frequency is 150 Hz (that is, the gauge rotation phase angle is 120 degrees), only four points of instantaneous value data are used in one cycle of the fundamental wave. For this reason, it is considered that the fluctuation of harmonics was absorbed on a large scale, and the stable fundamental wave amplitude and DC amplitude could be calculated.

なお、更にスケールを拡大し、高調波成分の影響を更に低減することも可能である。しかしながら、装置の起動時間なども重要なパラメータとなるため、その妥当性を判断するためには詳細な比較計算が必要となる。一方、より高速に起動したい場合には、ゲージサンプリング周波数を上げる、すなわち、ゲージ回転位相角を縮小することが考えられる。しかしながら、基本波振幅と直流振幅の測定に対して高調波の影響が大きくなり、測定値は不安定となる。したがって、ゲージスケールの縮小の妥当性を判断する場合にも詳細の比較計算が必要となる。   It is also possible to further expand the scale and further reduce the influence of harmonic components. However, since the startup time of the apparatus is also an important parameter, a detailed comparison calculation is required to determine its validity. On the other hand, when it is desired to start at a higher speed, it is conceivable to increase the gauge sampling frequency, that is, to reduce the gauge rotation phase angle. However, the influence of harmonics becomes large on the measurement of the fundamental wave amplitude and the DC amplitude, and the measurement value becomes unstable. Therefore, a detailed comparison calculation is also required when judging the appropriateness of the reduction of the gauge scale.

また、上記の測定結果は、真値(高速フーリエ変換を行うことによって算出された各周波数成分)とは異なり、定めたゲージ空間(選定したゲージサンプリング周波数)にて測定された基本波振幅と直流振幅の近似値であることに注意されたい。   In addition, the above measurement results are different from true values (frequency components calculated by performing fast Fourier transform), and fundamental wave amplitudes and direct currents measured in a defined gauge space (selected gauge sampling frequency). Note that it is an approximation of the amplitude.

次に、図20〜図22を参照して、ケース2〜4の直流振幅比の測定結果について説明する。   Next, the measurement results of the DC amplitude ratio in cases 2 to 4 will be described with reference to FIGS.

図20は、ケース2における直流振幅比の測定結果を示す図である。図21は、ケース3における直流振幅比の測定結果を示す図である。図22は、ケース4における直流振幅比の測定結果を示す図である。   FIG. 20 is a diagram illustrating a measurement result of the DC amplitude ratio in Case 2. In FIG. FIG. 21 is a diagram showing the measurement result of the DC amplitude ratio in Case 3. FIG. 22 is a diagram showing the measurement result of the DC amplitude ratio in Case 4.

図20〜図22に示すように、各ケースとも、データ蓄積が完了した20msec以降、安定な直流振幅比が得られている。ここで、励磁突入電流判別閾値を30%としている。したがって、各ケースとも、入力電流は励磁突入電流であることが正常に判別できた。したがって、この明細書で提案した励磁突入電流の判別手法によれば、入力電流に励磁突入電流が含まれていることを高速、高精度に判別することが可能であることが実証できた。しかも、データ収集サンプリング周波数は1200Hz(15度)であり、通常と変わらないので、低コストで励磁突入電流判別装置を実現できる。   As shown in FIGS. 20 to 22, in each case, a stable DC amplitude ratio is obtained after 20 msec when data accumulation is completed. Here, the excitation inrush current discrimination threshold is 30%. Therefore, in each case, it can be normally determined that the input current is a magnetizing inrush current. Therefore, according to the method for discriminating the magnetizing inrush current proposed in this specification, it has been proved that it is possible to discriminate that the magnetizing inrush current is included in the input current at high speed and with high accuracy. In addition, since the data collection sampling frequency is 1200 Hz (15 degrees), which is not different from the normal frequency, it is possible to realize a magnetizing inrush current discriminating apparatus at a low cost.

[6. 保護リレー装置への適用例]
以下、これまで説明した励磁突入電流の判別方法を保護リレー装置に適用した例について説明する。
[6. Application example to protection relay device]
Hereinafter, an example in which the method for determining the magnetizing inrush current described so far is applied to a protection relay device will be described.

図23は、電力系統保護装置の構成を示すブロック図である。図23を参照して、電力系統保護装置200は、デジタル保護リレー装置210と、電力系統の線路11に挿入された高速スイッチ220と、高速スイッチと220と並列に接続された減流器222とを含む。   FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration of the power system protection device. Referring to FIG. 23, the power system protection device 200 includes a digital protection relay device 210, a high-speed switch 220 inserted in the line 11 of the power system, and a current reducer 222 connected in parallel with the high-speed switch 220. including.

デジタル保護リレー装置210は、保護演算部212と、励磁突入電流判別部100とを含む。保護演算部212は、電流変成器CTからの入力に基づいて、たとえば、電流差動リレー演算を行う。保護演算部212は、電流差動リレー演算によって電力系統の故障を判別した場合には、遮断器230をオフするための信号を出力する。   The digital protection relay device 210 includes a protection calculation unit 212 and an excitation inrush current determination unit 100. The protection calculation unit 212 performs, for example, a current differential relay calculation based on the input from the current transformer CT. The protection calculation unit 212 outputs a signal for turning off the circuit breaker 230 when the failure of the power system is determined by the current differential relay calculation.

励磁突入電流判別部100は、電流変成器CTからの入力に基づいて、図4および図5で説明した手順に従って励磁突入電流の判別を行う。励磁突入電流判別部100は、電流変成器CTによって検出した電流に励磁突入電流が含まれていると判定した場合には、高速スイッチ220をオフするための信号を出力する。この結果、線路11を流れる交流電流の経路が減流器222を通る経路に切り替わるので、励磁突入電流を抑制することができ、保護演算部212の誤動作を防止することができる。   The magnetizing inrush current discriminating unit 100 discriminates the magnetizing inrush current according to the procedure described with reference to FIGS. 4 and 5 based on the input from the current transformer CT. When it is determined that the magnetizing inrush current is included in the current detected by the current transformer CT, the magnetizing inrush current determining unit 100 outputs a signal for turning off the high-speed switch 220. As a result, the path of the alternating current flowing through the line 11 is switched to the path passing through the current reducer 222, so that the magnetizing inrush current can be suppressed and the malfunction of the protection calculation unit 212 can be prevented.

励磁突入電流の発生は一時的なものであるので、励磁突入電流が含まれなくなったら、励磁突入電流判別部100は、高速スイッチ220を再びオンに切替える。したがって、上記構成によれば、従来のリレー装置のように保護演算部をロックしなくてもよいというメリットがある。無論、従来のように、励磁突入電流判別部100は励磁突入電流を判別した場合に、保護演算部212をロックするように構成することも可能である。   Since the generation of the magnetizing inrush current is temporary, when the magnetizing inrush current is not included, the magnetizing inrush current discriminating unit 100 switches the high-speed switch 220 on again. Therefore, according to the said structure, there exists a merit that it is not necessary to lock a protection calculating part like the conventional relay apparatus. Of course, as in the prior art, the magnetizing inrush current discriminating unit 100 may be configured to lock the protection arithmetic unit 212 when the magnetizing inrush current is discriminated.

[7. その他の応用例]
この実施形態に記載した判別方法は、変圧器の励磁突入電流の判別に限って使用されるものではない。たとえば、電流変成器(CT:Current Transformer)が飽和したか否かの判別に用いることができる。さらには、電力ケーブルにおける零点推移現象の発生の判別に用いることができる。
[7. Other application examples]
The discrimination method described in this embodiment is not limited to the discrimination of the transformer inrush current. For example, it can be used to determine whether or not a current transformer (CT) is saturated. Furthermore, it can be used to determine the occurrence of a zero transition phenomenon in the power cable.

さらに、この実施形態の手法は、電流信号に限らず電圧信号にも用いることができる。より一般的には、基本波成分を主体とした入力信号に直流成分が含まれているか否かを高速に判別するという目的のために使用することができる。   Furthermore, the method of this embodiment can be used not only for current signals but also for voltage signals. More generally, it can be used for the purpose of determining at high speed whether or not a DC component is included in an input signal mainly composed of a fundamental wave component.

[8. まとめ]
以下、これまでの説明を総括する。第1に、本実施形態によれば、本願発明者がこれまで提案した群論的計算手法を、直流成分を含む非正弦波(たとえば、励磁突入電流)の計算に応用できることを示すことができた。
[8. Summary]
The following is a summary of the above explanation. First, according to the present embodiment, it has been possible to show that the group-theoretic calculation method proposed by the present inventor can be applied to the calculation of a non-sinusoidal wave including a DC component (for example, excitation inrush current). .

第2に、適切なゲージサンプリング周波数(スケール)を選択することによって高調波成分の影響を低減することができ、これによって、基本波振幅と直流振幅を高速に算出することができることを示せた。なお、高調波成分の割合が増えるほど、ゲージサンプリング周波数を小さく(すなわち、ゲージサンプリング周期を大きく)設定する必要がある。   Second, it has been shown that the influence of harmonic components can be reduced by selecting an appropriate gauge sampling frequency (scale), whereby the fundamental wave amplitude and the DC amplitude can be calculated at high speed. Note that as the ratio of harmonic components increases, the gauge sampling frequency needs to be set smaller (that is, the gauge sampling period is increased).

第3に、瞬時値のシミュレーションにより提案アルゴリズムの有効性を実証することができた。ケース1は正弦波の場合であり、ケース2〜4は励磁突入電流の場合である。4ケースとも入力式と計算式を明示しているので、第三者は本アルゴリズムの有効性を直ちにシミュレーションで確認することができる。   Thirdly, the effectiveness of the proposed algorithm could be verified by simulation of instantaneous values. Case 1 is a case of a sine wave, and cases 2 to 4 are cases of a magnetizing inrush current. Since the input formula and the calculation formula are clearly shown in the four cases, a third party can immediately confirm the effectiveness of the algorithm by simulation.

第4に、複素平面上での励磁突入電流の回転ベクトルを初めて示すことができた。これにより、直流成分と複数の高調波成分を含む場合の励磁突入電流に対して対称性原理を用いた解析手法が有効であることが直観的に(幾何学的に)理解することができる。   Fourthly, the rotation vector of the magnetizing inrush current on the complex plane could be shown for the first time. As a result, it is possible to intuitively (geometrically) understand that the analysis method using the symmetry principle is effective for the magnetizing inrush current when the DC component and the plurality of harmonic components are included.

今回開示された実施の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。   The 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.

10 電力系統、11 線路、100 励磁突入電流判別装置、101 電流瞬時値データ入力手段、102 ゲージ差分電流群対称性破れ判別手段、103 基本波振幅算出手段、104 基本波振幅ラッチ手段、105 基本波振幅移動平均手段、106 直流振幅算出手段、107 直流振幅移動平均手段、108 直流振幅比算出手段、109 励磁突入電流判別手段、110 演算情報送信手段、200 電力系統保護装置、210 デジタル保護リレー装置、212 保護演算部、220 高速スイッチ、222 減流器、230 遮断器、I 基本波振幅、IBRK ゲージ差分電流対称性指標、IDC 直流振幅、Igd ゲージ差分電流、T1 データ収集サンプリング周期、Tg ゲージサンプリング周期、f0 定格周波数、f1 データ収集サンプリング周波数、fC 周波数係数、fg ゲージサンプリング周波数。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power system, 11 track | line, 100 Excitation inrush current discrimination apparatus, 101 Current instantaneous value data input means, 102 Gauge differential current group symmetry breaking discrimination means, 103 Fundamental amplitude calculation means, 104 Fundamental amplitude latch means, 105 Fundamental wave Amplitude moving average means, 106 DC amplitude calculating means, 107 DC amplitude moving average means, 108 DC amplitude ratio calculating means, 109 excitation inrush current discriminating means, 110 arithmetic information transmitting means, 200 power system protection device, 210 digital protection relay device, 212 protection calculation unit, 220 high-speed switch, 222 current reducer, 230 circuit breaker, I fundamental wave amplitude, I BRK gauge differential current symmetry index, I DC direct current amplitude, Igd gauge differential current, T 1 data collection sampling period, T g gauge sampling period, f 0 rated frequency, f 1 data collection sampling frequency, f C frequency Number coefficient, f g gauge sampling frequency.

Claims (8)

基本波成分に直流成分を含み得る入力信号を第1の周波数でサンプリングした瞬時値データが入力される入力部と、
前記瞬時値データの中から前記第1の周波数よりも小さい第2の周波数で抽出した、時系列に連続する3点の第1の抽出データに基づいて、前記直流成分の振幅を算出する直流振幅算出部と、
時系列に連続する4点の前記第1の抽出データの隣接する2点間の差分を算出することによって得られた、連続する3点の第2の抽出データに基づいて、前記基本波成分の振幅を算出する基本波振幅算出部と、
前記基本波成分の振幅に対する前記直流成分の振幅の比率が閾値を超えているか否かを判別する判別部とを備える、信号処理装置。
An input unit to which instantaneous value data obtained by sampling an input signal that may include a direct current component in a fundamental wave component at a first frequency;
DC amplitude for calculating the amplitude of the DC component based on the first extracted data of three points that are continuous in time series extracted from the instantaneous value data at a second frequency smaller than the first frequency. A calculation unit;
Based on the second extracted data of three consecutive points obtained by calculating the difference between two adjacent points of the first extracted data of the four consecutive points in time series, the fundamental wave component A fundamental wave amplitude calculator for calculating amplitude;
A signal processing apparatus comprising: a determination unit configured to determine whether a ratio of an amplitude of the DC component to an amplitude of the fundamental wave component exceeds a threshold value.
前記入力信号は、前記直流成分の他に高調波成分も含み、
前記第2の周波数は、前記高調波成分の割合が増加するほど、より小さな値に設定される、請求項1に記載の信号処理装置。
The input signal includes harmonic components in addition to the DC component,
The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the second frequency is set to a smaller value as the proportion of the harmonic component increases.
前記判別部は、前記基本波成分の振幅の時間移動平均値と前記直流成分の振幅の時間移動平均値とを用いて判別を行う、請求項1または2に記載の信号処理装置。   The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the determination unit performs determination using a time moving average value of the amplitude of the fundamental component and a time moving average value of the amplitude of the direct current component. 前記直流振幅算出部は、連続する3点の前記第1の抽出データを時間的に後のほうからi11、i12、i13とし、前記基本波成分の定格周波数をf0とし、前記第2の周波数をfgとしたとき、前記直流成分の振幅iDCを、
に従って算出し、
前記基本波振幅算出部は、連続する3点の前記第2の抽出データを時間的に後のほうからi21、i22、i23としたとき、前記基本波成分の振幅Iを、
に従って算出する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の信号処理装置。
The DC amplitude calculating unit sets the three consecutive extracted first extracted data as i 11 , i 12 , i 13 from the later in time, sets the rated frequency of the fundamental wave component as f 0, and When the frequency of 2 is f g , the amplitude i DC of the DC component is
According to
The fundamental wave amplitude calculating unit sets the amplitude I of the fundamental wave component as i 21 , i 22 , i 23 from the time point of the second extracted data at three consecutive points.
The signal processing device according to claim 1, wherein the signal processing device is calculated according to:
前記判別部は、i22 −i21×i23の値が0以下のときの前記直流成分の振幅および前記基本波成分の振幅を判別に用いない、請求項4に記載の信号処理装置。 The signal processing apparatus according to claim 4, wherein the determination unit does not use the amplitude of the direct current component and the amplitude of the fundamental component when the value of i 22 2 −i 21 × i 23 is 0 or less for determination. 前記入力信号は、変圧器が接続された電力系統の交流電流であり、
前記判別部は、前記直流成分の振幅の比率が前記閾値を超えている場合に、前記変圧器の励磁突入電流が前記入力信号に含まれていると判定する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の信号処理装置。
The input signal is an AC current of a power system to which a transformer is connected,
The said discrimination | determination part determines that the excitation inrush current of the said transformer is contained in the said input signal, when the ratio of the amplitude of the said DC component exceeds the said threshold value. 2. The signal processing device according to item 1.
請求項6に記載の信号処理装置と、
前記入力信号に基づいて保護リレー演算を行うことによって、前記電力系統の異常を検出する保護演算部とを備え、
前記判別部は、前記直流成分の振幅の比率が前記閾値を超えている場合に前記保護演算部によって異常が検出されないようにする、電力系統保護装置。
A signal processing device according to claim 6;
By performing a protection relay calculation based on the input signal, a protection calculation unit that detects an abnormality in the power system,
The determination unit is a power system protection device that prevents an abnormality from being detected by the protection calculation unit when a ratio of amplitudes of the DC components exceeds the threshold value.
基本波成分に直流成分を含み得る入力信号を第1の周波数でサンプリングした瞬時値データの入力を受けるステップと、
前記瞬時値データの中から前記第1の周波数よりも小さい第2の周波数で抽出した、時系列に連続する3点の第1の抽出データに基づいて、前記直流成分の振幅を算出するステップと、
時系列に連続する4点の前記第1の抽出データについて隣接する2点間の差分を算出することによって得られた、連続する3点の第2の抽出データに基づいて、前記基本波成分の振幅を算出するステップと、
前記基本波成分の振幅に対する前記直流成分の振幅の比率が閾値を超えているか否かを判別するステップとを備える、信号処理方法。
Receiving an input of instantaneous value data obtained by sampling an input signal that may include a DC component in a fundamental wave component at a first frequency;
Calculating the amplitude of the direct current component based on three points of first extracted data continuous in time series extracted from the instantaneous value data at a second frequency smaller than the first frequency; ,
Based on the second extracted data of three consecutive points obtained by calculating the difference between two adjacent points with respect to the first extracted data of four consecutive points in time series, the fundamental wave component Calculating the amplitude;
Determining whether the ratio of the amplitude of the direct current component to the amplitude of the fundamental wave component exceeds a threshold value.
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