JP2507463B2 - デイジタル形保護継電装置 - Google Patents
デイジタル形保護継電装置Info
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- JP2507463B2 JP2507463B2 JP62199950A JP19995087A JP2507463B2 JP 2507463 B2 JP2507463 B2 JP 2507463B2 JP 62199950 A JP62199950 A JP 62199950A JP 19995087 A JP19995087 A JP 19995087A JP 2507463 B2 JP2507463 B2 JP 2507463B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力系統の保護継電装置に係り、特に電力系
統の事故を電圧・電流の入力量のデイジタル演算により
判定するデイジタル形保護継電装置に関する。
統の事故を電圧・電流の入力量のデイジタル演算により
判定するデイジタル形保護継電装置に関する。
従来の実用化されている電力系統のデイジタル形保護
継電装置については、電気学会大学講座「保護継電工
学」電気学会発行、オーム社発売（昭和56年）第６章、
第102頁（第6.1図）ほかに記載されている。第５図はこ
の従来のデイジタル形保護継電装置の第１例を示す構成
ブロツク図である。第５図において、１は絶縁・変換回
路、２は低域フイルタ、３はサンプリングパルス回路、
４はサンプルホールド回路、５はマルチプレクサ、６は
アナログ・デイジタル変換回路（A/D変換回路）、７は
デイジタルプロセツサ、８は継電器である。この構成
で、入力の系統電圧・電流を絶縁・変換回路１より低域
フイルタ２を介して入力し、サンプルホールホールド回
路４によりサンプリングパルス回路３の適当な周期のパ
ルスでサンプリングしてホールドし、マルチプレクサ５
を介してA/D変換回路６により量子化されたデイジタル
量に変換し、デイジタルプロセツサ７により予め用意し
たプログラムで計算処理して系統事故の有無を判断す
る。
継電装置については、電気学会大学講座「保護継電工
学」電気学会発行、オーム社発売（昭和56年）第６章、
第102頁（第6.1図）ほかに記載されている。第５図はこ
の従来のデイジタル形保護継電装置の第１例を示す構成
ブロツク図である。第５図において、１は絶縁・変換回
路、２は低域フイルタ、３はサンプリングパルス回路、
４はサンプルホールド回路、５はマルチプレクサ、６は
アナログ・デイジタル変換回路（A/D変換回路）、７は
デイジタルプロセツサ、８は継電器である。この構成
で、入力の系統電圧・電流を絶縁・変換回路１より低域
フイルタ２を介して入力し、サンプルホールホールド回
路４によりサンプリングパルス回路３の適当な周期のパ
ルスでサンプリングしてホールドし、マルチプレクサ５
を介してA/D変換回路６により量子化されたデイジタル
量に変換し、デイジタルプロセツサ７により予め用意し
たプログラムで計算処理して系統事故の有無を判断す
る。
第６図は第５図の入力からプロセツサ間のデータ変換
の原理の説明図である。第６図において、ａは入力電
圧、ｂはサンプリングパルス、ｃはサンプルホールド出
力、ｄはA/D変換出力である。入力の50Hzまたは60Hzの
フイルタ２を通した入力電圧ａの波形のたとえば電気角
30゜ごとにサンプリングパルス回路３のサンプリングパ
ルスｂに従つてサンプルホールド回路４により入力電圧
V1〜V7をサンプリングし、次のサンプリングパルスｂま
でのあいだホールドする。その結果からサンプルホール
ド出力ｃは電圧V1〜V7の段階状の波形となる。ホールド
された大きさの電圧V1〜V7をマルチプレクサ５を介して
A/D変換回路６でデイジタル量に変換し、そのA/D変換出
力ｄをプロセツサ７に渡す。このさい実際には複数の入
力の電圧・電流をA/D変換する必要があるため、サンプ
ルホールド回路４の後にマルチプレクサ５を設けて、プ
ロセツサ７へは各入力のデータが直列に入るように構成
する。この従来例の場合には各入力ごとにサンプルホー
ルド回路を備える必要があるほか、第５図のA/D変換回
路６とプロセツサ７の間には図示していないメモリ回路
を設け、複数の入力が次のサンプリングパルスまでの間
に順次にA/D変換される間データを蓄える必要がある。
の原理の説明図である。第６図において、ａは入力電
圧、ｂはサンプリングパルス、ｃはサンプルホールド出
力、ｄはA/D変換出力である。入力の50Hzまたは60Hzの
フイルタ２を通した入力電圧ａの波形のたとえば電気角
30゜ごとにサンプリングパルス回路３のサンプリングパ
ルスｂに従つてサンプルホールド回路４により入力電圧
V1〜V7をサンプリングし、次のサンプリングパルスｂま
でのあいだホールドする。その結果からサンプルホール
ド出力ｃは電圧V1〜V7の段階状の波形となる。ホールド
された大きさの電圧V1〜V7をマルチプレクサ５を介して
A/D変換回路６でデイジタル量に変換し、そのA/D変換出
力ｄをプロセツサ７に渡す。このさい実際には複数の入
力の電圧・電流をA/D変換する必要があるため、サンプ
ルホールド回路４の後にマルチプレクサ５を設けて、プ
ロセツサ７へは各入力のデータが直列に入るように構成
する。この従来例の場合には各入力ごとにサンプルホー
ルド回路を備える必要があるほか、第５図のA/D変換回
路６とプロセツサ７の間には図示していないメモリ回路
を設け、複数の入力が次のサンプリングパルスまでの間
に順次にA/D変換される間データを蓄える必要がある。
また最近の特願昭60−201556号に記載の保護継電装置
の入口変換回路は各入力ごとのサンプルホールド回路を
省略し、マルチプレクサの出力をA/D変換器で高速にA/D
変換することにより、上記第１例より小形化と低価格化
と継電器動作の高速化をはかつている。第７図はこの従
来のデイジタル形保護継電装置の第２例を示す構成ブロ
ツク図である。第７図において、２は入力の系統電圧・
電流V1〜I5の高調波を除去するフイルタ、５はマルチプ
レクサ、６はA/D変換回路、７はデイジタルプロセツサ
（演算処理装置）、８はメモリ、９はセレクタ、10はタ
イミング発生制御回路で、ａはマルチプレクサ入力切換
え信号、ｂはA/D変換指令信号、ｃはデータ書込み指令
信号、ｄはデータ書込み用アドレス信号、ｅはデータ読
出しアドレス信号、ｆはデータ入力要求信号である。
の入口変換回路は各入力ごとのサンプルホールド回路を
省略し、マルチプレクサの出力をA/D変換器で高速にA/D
変換することにより、上記第１例より小形化と低価格化
と継電器動作の高速化をはかつている。第７図はこの従
来のデイジタル形保護継電装置の第２例を示す構成ブロ
ツク図である。第７図において、２は入力の系統電圧・
電流V1〜I5の高調波を除去するフイルタ、５はマルチプ
レクサ、６はA/D変換回路、７はデイジタルプロセツサ
（演算処理装置）、８はメモリ、９はセレクタ、10はタ
イミング発生制御回路で、ａはマルチプレクサ入力切換
え信号、ｂはA/D変換指令信号、ｃはデータ書込み指令
信号、ｄはデータ書込み用アドレス信号、ｅはデータ読
出しアドレス信号、ｆはデータ入力要求信号である。
第８図は第７図のデータ変換および演算処理のタイミ
ングの説明図である。第８図において、ｂはA/D変換指
令信号、ｃはデータ書込み指令信号、ｆはデータ入力要
求信号、ｇはデータV1〜I5の記憶タイミング、ｈは演算
処理タイミングである。入力の系統電圧・電流V1〜I5を
サンプリング周期ΔtaごとにA/D変換回路６でA/D変換
し、時刻tnの全データV1〜I5をメモリ８に記憶終了した
時点で、時刻tnのデータを演算処理装置７に入力して該
データによる保護リレー演算を行ない電力系統の事故判
定を行なつたのち該結果を出力し、次の時間Δts後の時
刻tn＋１のデータ入力に備えるようにして、上記の処理
を繰返し実行する。
ングの説明図である。第８図において、ｂはA/D変換指
令信号、ｃはデータ書込み指令信号、ｆはデータ入力要
求信号、ｇはデータV1〜I5の記憶タイミング、ｈは演算
処理タイミングである。入力の系統電圧・電流V1〜I5を
サンプリング周期ΔtaごとにA/D変換回路６でA/D変換
し、時刻tnの全データV1〜I5をメモリ８に記憶終了した
時点で、時刻tnのデータを演算処理装置７に入力して該
データによる保護リレー演算を行ない電力系統の事故判
定を行なつたのち該結果を出力し、次の時間Δts後の時
刻tn＋１のデータ入力に備えるようにして、上記の処理
を繰返し実行する。
なお最近の特願昭61−198888号に記載の従来のデイジ
タル形保護継電装置の第３例では入力の系統電圧・電流
を一定周波数でサンプリングして該サンプリング値から
系統インピーダンス相当量をデイジタル演算により求
め、系統故障の有無および故障点の位置を判定する距離
継電送置において、電圧と電流のそれぞれの相隣り合う
サンプリング値の中間値を求めることにより電圧と電流
の積分値と差分値を求め、その結果から回路方程式に基
づく故障点までの抵抗分Ｒとインダクタンス分Ｌを求め
てその値から事故の有無を判定するようにして、高調波
含有時の測距誤差を小さくして保護継電装置の高信頼度
化と高速化を可能にしている。
タル形保護継電装置の第３例では入力の系統電圧・電流
を一定周波数でサンプリングして該サンプリング値から
系統インピーダンス相当量をデイジタル演算により求
め、系統故障の有無および故障点の位置を判定する距離
継電送置において、電圧と電流のそれぞれの相隣り合う
サンプリング値の中間値を求めることにより電圧と電流
の積分値と差分値を求め、その結果から回路方程式に基
づく故障点までの抵抗分Ｒとインダクタンス分Ｌを求め
てその値から事故の有無を判定するようにして、高調波
含有時の測距誤差を小さくして保護継電装置の高信頼度
化と高速化を可能にしている。
上記従来技術の第２例ではA/D変換回路の変換時間が
非常に高速な場合または入力数が少ない場合には複数の
最初と最後の入力（第８図のV1とI5）の時間差が小さい
が、実用装置では入力数が10〜数10量に及んでA/D変換
時間も１量当り数μｓ程度であるため、たとえば入力数
16量で１量当りA/D変換時間５μｓとすれば、サンプリ
ングの時間差が最大80μｓとなつて、50Hz系では電気角
1.4゜で60Hz系では1.7゜相当のサンプリング誤差とな
る。したがつてこのサンプリング誤差はたとえば上記第
２例のデータV1とI5（第８図）を用いて上記従来技術の
第３例の距離継電装置において事故点までの抵抗分Ｒと
インダクタンス分Ｌを演算して、継電器の動作域（第２
図）内の事故の有無を判定する場合には、上記サンプリ
ングの時間差が位相特性の位相誤差と見え（第３図）、
インピーダンス誤差ΔＺの判定誤差を生じるという問題
がある。
非常に高速な場合または入力数が少ない場合には複数の
最初と最後の入力（第８図のV1とI5）の時間差が小さい
が、実用装置では入力数が10〜数10量に及んでA/D変換
時間も１量当り数μｓ程度であるため、たとえば入力数
16量で１量当りA/D変換時間５μｓとすれば、サンプリ
ングの時間差が最大80μｓとなつて、50Hz系では電気角
1.4゜で60Hz系では1.7゜相当のサンプリング誤差とな
る。したがつてこのサンプリング誤差はたとえば上記第
２例のデータV1とI5（第８図）を用いて上記従来技術の
第３例の距離継電装置において事故点までの抵抗分Ｒと
インダクタンス分Ｌを演算して、継電器の動作域（第２
図）内の事故の有無を判定する場合には、上記サンプリ
ングの時間差が位相特性の位相誤差と見え（第３図）、
インピーダンス誤差ΔＺの判定誤差を生じるという問題
がある。
本発明の目的はサンプルホールドおよびA/D変換を高
速化して小形化と低価格化をはかる保護継電装置におけ
る事故判定を高精度化して動作信頼度の高いデイジタル
形保護継電装置を提供するにある。
速化して小形化と低価格化をはかる保護継電装置におけ
る事故判定を高精度化して動作信頼度の高いデイジタル
形保護継電装置を提供するにある。
上記目的は、電力系統の電圧・電流より高調波を除去
したフイルタ出力を直接にマルチプレクサに接続し、該
マルチプレクサの出力をA/D変換回路によりデイジタル
量に変換し、該デイジタル量に変換した電力系統の電圧
・電流を入力データとしてデイジタルプロセツサにより
事故検出演算を施して電力系統の事故発生の有無を判定
するデイジタル形保護継電装置において、演算処理装置
を、電圧，電流の相隣合うサンプル値の中間値を求める
と共に該サンプル値と該中間値との差分を求める手段
と、電圧，電流のサンプル値及び電圧，電流の前記中間
値及び前記差分と事故等の電力系統の等価回路を表す回
路方程式 ｖ＝Ｒ・ｉ＋Ｌ（di/dt）とから計測点から
事故点までの系統の抵抗分Ｒ及びインダクタンスＬを求
める手段と、電圧値と該電圧値に対応する電流値の前記
アナログ・ディジタル変換器における変換時点の差に対
し誤差を補正し同一時刻のサンプル値とする補正量を求
める手段と、該補正量により前記Ｒ及びＬを補正し該補
正後のＲ及びＬにより系統故障の有無を判定する手段と
で構成することにより達成される。
したフイルタ出力を直接にマルチプレクサに接続し、該
マルチプレクサの出力をA/D変換回路によりデイジタル
量に変換し、該デイジタル量に変換した電力系統の電圧
・電流を入力データとしてデイジタルプロセツサにより
事故検出演算を施して電力系統の事故発生の有無を判定
するデイジタル形保護継電装置において、演算処理装置
を、電圧，電流の相隣合うサンプル値の中間値を求める
と共に該サンプル値と該中間値との差分を求める手段
と、電圧，電流のサンプル値及び電圧，電流の前記中間
値及び前記差分と事故等の電力系統の等価回路を表す回
路方程式 ｖ＝Ｒ・ｉ＋Ｌ（di/dt）とから計測点から
事故点までの系統の抵抗分Ｒ及びインダクタンスＬを求
める手段と、電圧値と該電圧値に対応する電流値の前記
アナログ・ディジタル変換器における変換時点の差に対
し誤差を補正し同一時刻のサンプル値とする補正量を求
める手段と、該補正量により前記Ｒ及びＬを補正し該補
正後のＲ及びＬにより系統故障の有無を判定する手段と
で構成することにより達成される。
上記デイジタル形保護継電装置では、デイジタルプロ
セツサに組み込まれた事故検出演算部はたとえば第７図
でA/D変換されてメモリ回路から読み出された電圧・電
流V1〜I5の入力データに対して予め決められた保護保式
の演算処理を行ない事故判定に必要な情報をえ、補正演
算部は入力データ間のA/D変換時間差によつて生じる事
故検出演算部の出力の事故検出量の位相誤差の補正を行
ない、事故判定部は補正演算部による事故検出量の補正
値を保護系統固有の整定値と比較して保護系統内の事故
の有無を判定して保護継電器の動作・不動作を決める。
セツサに組み込まれた事故検出演算部はたとえば第７図
でA/D変換されてメモリ回路から読み出された電圧・電
流V1〜I5の入力データに対して予め決められた保護保式
の演算処理を行ない事故判定に必要な情報をえ、補正演
算部は入力データ間のA/D変換時間差によつて生じる事
故検出演算部の出力の事故検出量の位相誤差の補正を行
ない、事故判定部は補正演算部による事故検出量の補正
値を保護系統固有の整定値と比較して保護系統内の事故
の有無を判定して保護継電器の動作・不動作を決める。
以下に本発明の一実施例を第１図ないし第４図により
説明する。
説明する。
第１図は本発明によるデイジタル形保護継電装置の一
実施例を示すデイジタルプロセツサの保護演算処理装置
の機能ブロツク図である。なお本実施例の保護継電装置
の入力変換回路の構成は第７図に示す従来の第２例の構
成と同様で、そのデータ変換および演算処理の動作タイ
ミングも第８図と同様であり、それらの説明については
上記してあるのでここでは省略する。第１図において、
11はデイジタルプロセツサ（第７図）７に予め組み込ま
れた保護演算処理手段の事故検出演算部、12は補正演算
部、13は事故判定部である。
実施例を示すデイジタルプロセツサの保護演算処理装置
の機能ブロツク図である。なお本実施例の保護継電装置
の入力変換回路の構成は第７図に示す従来の第２例の構
成と同様で、そのデータ変換および演算処理の動作タイ
ミングも第８図と同様であり、それらの説明については
上記してあるのでここでは省略する。第１図において、
11はデイジタルプロセツサ（第７図）７に予め組み込ま
れた保護演算処理手段の事故検出演算部、12は補正演算
部、13は事故判定部である。
この構成で、入力の電圧・電流値はたとえば第７図に
より第８図の手順でA/D変換されてメモリ回路８から読
み出されたV1〜I5のデータであり、通常には一端子３相
および零相の電圧・電流または保護対象が必要とする多
端子のデータからなる。デイジタルプロセツサ７の事故
検出演算部11はこの入力データ対にして予め決められた
保護方式の演算処理を行ない事故判定に必要な情報とな
る事故検出量をうる。たとえば従来の第３例の距離継電
装置の場合には距離継電方式に従つて事故点までの距離
と方向の情報をもつ事故検出量として保護対象系統固有
の抵抗値Ｒとインダクタンス値Ｌを出力する。つぎに補
正演算部は入力データ間のA/D変換時間差により生じる
事故検出演算部11から出力される事故検出量の位相誤差
Δθの補正演算を行なう。たとえば上記の距離継電装置
の場合には事故検出量＝Ｒ＋ｊω0L（ω０は系統の角
周波数）に対してθ＝εｊΔθとの乗算を行なう。
つぎに事故判定部13は補正演算部12の出力の事故検出量
の補正値を保護系統固有の整定値と比較して保護系統内
の有無を判定することにそり保護継電器の動作・不動作
を決める。たとえば上記の距離継電装置の場合にはＲ−
Ｌ図表の４辺形を示す４つの不等式によりが４辺形の
内部か外部かを判断して保護継電器の動作か不動作かを
決める（第２図）。
より第８図の手順でA/D変換されてメモリ回路８から読
み出されたV1〜I5のデータであり、通常には一端子３相
および零相の電圧・電流または保護対象が必要とする多
端子のデータからなる。デイジタルプロセツサ７の事故
検出演算部11はこの入力データ対にして予め決められた
保護方式の演算処理を行ない事故判定に必要な情報とな
る事故検出量をうる。たとえば従来の第３例の距離継電
装置の場合には距離継電方式に従つて事故点までの距離
と方向の情報をもつ事故検出量として保護対象系統固有
の抵抗値Ｒとインダクタンス値Ｌを出力する。つぎに補
正演算部は入力データ間のA/D変換時間差により生じる
事故検出演算部11から出力される事故検出量の位相誤差
Δθの補正演算を行なう。たとえば上記の距離継電装置
の場合には事故検出量＝Ｒ＋ｊω0L（ω０は系統の角
周波数）に対してθ＝εｊΔθとの乗算を行なう。
つぎに事故判定部13は補正演算部12の出力の事故検出量
の補正値を保護系統固有の整定値と比較して保護系統内
の有無を判定することにそり保護継電器の動作・不動作
を決める。たとえば上記の距離継電装置の場合にはＲ−
Ｌ図表の４辺形を示す４つの不等式によりが４辺形の
内部か外部かを判断して保護継電器の動作か不動作かを
決める（第２図）。
つぎに本実施例による第７図の特願昭60−201556号に
記載の保護継電装置の入力変換回路を用いて上記の特願
昭61−198888号に記載の距離継電装置の保護演算処理を
行なう場合に発生する判定誤差を補正する例について詳
細に説明する。まず入力の電力系統の電圧ｖおよび電流
ｉとすると、事故時の送電系統の等価回路について次の
回路方程式が成り立つ。
記載の保護継電装置の入力変換回路を用いて上記の特願
昭61−198888号に記載の距離継電装置の保護演算処理を
行なう場合に発生する判定誤差を補正する例について詳
細に説明する。まず入力の電力系統の電圧ｖおよび電流
ｉとすると、事故時の送電系統の等価回路について次の
回路方程式が成り立つ。
ここでＲとＬは電圧・電流計測点から事故点までの系
統の抵抗分とインダクタンス分である。この（１）式に
異なる２つの時点t1とt2での電圧v,電流ｉのサンプリン
グ値v1,i1とv2,i2を代入した２つの連立方程式を解くこ
とにより、事故点までの系統の抵抗分Ｒとインダクタン
ス分Ｌがえられる。このさい特願昭61−198888号では判
定の精度を向上するために、（１）式の両辺を積分した
時の電圧・電流積分値Sv,Siを電圧・電流v,iのサンプリ
ング値と各サンプリング値の中間値を補間した値から求
め、時点t1,t2とt2,t3での電圧・電流積分値Sv12,Si12
とSv23Si23および電流差分値i2−i1とi3−i2を用いて次
式により事故点までのインピーダンスの抵抗分Ｒとイ
ンダクタンス分Ｌが求められる。
統の抵抗分とインダクタンス分である。この（１）式に
異なる２つの時点t1とt2での電圧v,電流ｉのサンプリン
グ値v1,i1とv2,i2を代入した２つの連立方程式を解くこ
とにより、事故点までの系統の抵抗分Ｒとインダクタン
ス分Ｌがえられる。このさい特願昭61−198888号では判
定の精度を向上するために、（１）式の両辺を積分した
時の電圧・電流積分値Sv,Siを電圧・電流v,iのサンプリ
ング値と各サンプリング値の中間値を補間した値から求
め、時点t1,t2とt2,t3での電圧・電流積分値Sv12,Si12
とSv23Si23および電流差分値i2−i1とi3−i2を用いて次
式により事故点までのインピーダンスの抵抗分Ｒとイ
ンダクタンス分Ｌが求められる。
いま第７図のA/D変換回路６において入力電圧・電流V
1〜I5を第８図の時間刻みΔtaごとにA/D変換し、さらに
これを時間Δtsごとに繰返すように構成し、この時間Δ
tsとΔtaの値をたとえば50Hz系統ではΔts＝1/600secと
Δta＝５μｓとする。このさい入力電圧・電流V1〜I5の
A/D変換順序は保護継電装置固有であつて時刻ｔにより
変わることがないため、A/D変換開始時刻tn,tn＋1,…か
らｍ番目の入力のA/D変換時間差は（ｍ−１）Δtaで固
有の値となる。たとえば入力電圧ｖを１番目、入力電流
ｉを12番目に割り当てた保護継電装置の場合には入力電
圧ｖと電流ｉのA/D変換時間差は55μｓとなり、50Hz系
統の電気角約１゜に相当する。この入力電圧・電流v,i
のサンプリング値を（２），（３）式に代入して、事故
点までの系統のインピーダンスの抵抗分Ｒとインダクタ
ンス分Ｌを第１図のデイジタルプロセツサ７の事故検出
演算部11で演算して求める。ここで入力電圧・電流v,i
のサンプリング値によるＲ−Ｌ図表の動作域の位相特性
は入力電圧・電流ｖとｉのA/D変換の時間差の影響をう
ける。
1〜I5を第８図の時間刻みΔtaごとにA/D変換し、さらに
これを時間Δtsごとに繰返すように構成し、この時間Δ
tsとΔtaの値をたとえば50Hz系統ではΔts＝1/600secと
Δta＝５μｓとする。このさい入力電圧・電流V1〜I5の
A/D変換順序は保護継電装置固有であつて時刻ｔにより
変わることがないため、A/D変換開始時刻tn,tn＋1,…か
らｍ番目の入力のA/D変換時間差は（ｍ−１）Δtaで固
有の値となる。たとえば入力電圧ｖを１番目、入力電流
ｉを12番目に割り当てた保護継電装置の場合には入力電
圧ｖと電流ｉのA/D変換時間差は55μｓとなり、50Hz系
統の電気角約１゜に相当する。この入力電圧・電流v,i
のサンプリング値を（２），（３）式に代入して、事故
点までの系統のインピーダンスの抵抗分Ｒとインダクタ
ンス分Ｌを第１図のデイジタルプロセツサ７の事故検出
演算部11で演算して求める。ここで入力電圧・電流v,i
のサンプリング値によるＲ−Ｌ図表の動作域の位相特性
は入力電圧・電流ｖとｉのA/D変換の時間差の影響をう
ける。
第２図は第１図（第７％）のデイジタルプロセツサ７
に予め設定されたＲ−Ｌ図表の事故検出特性を示す説明
図である。第２図において、保護継電器の動作・不動作
領域を決める４辺形特性を示す４つの不等式Ｒ≦RF,L≦
LF,R≧RB,L≧LBにより、系統のインピーダンスが４辺
形の内部か外部かを判断して保護継電器の動作・不動作
を決めることができる。また第３図は第１図（第７図）
のプロセツサ７の事故検出演算部11からえられるＲ−Ｌ
図表の事故検出特性を示す説明図である。第３図におい
て、入力電流ｉを一定値（たとえば定格電流値）にして
入力電圧ｖと電流ｉの位相差θを変化させた場合にえら
れる保護継電器の動作域の位相特性は上記の入力電圧ｖ
を電流ｉのA/D変換の時間差の影響で第２図の設定値に
対応する破線で示す４辺形の領域に対して実線で示す４
辺形の領域となる。すなわちこの実線で示す事故検出特
性は電圧ｖと電流ｉを同時刻サンプリングする場合にえ
られる破線の動作域に対してＲ軸とＬ軸をＲ′軸とＬ′
軸から角度Δθ゜だけ回転させた特性とみなすことがで
きる。
に予め設定されたＲ−Ｌ図表の事故検出特性を示す説明
図である。第２図において、保護継電器の動作・不動作
領域を決める４辺形特性を示す４つの不等式Ｒ≦RF,L≦
LF,R≧RB,L≧LBにより、系統のインピーダンスが４辺
形の内部か外部かを判断して保護継電器の動作・不動作
を決めることができる。また第３図は第１図（第７図）
のプロセツサ７の事故検出演算部11からえられるＲ−Ｌ
図表の事故検出特性を示す説明図である。第３図におい
て、入力電流ｉを一定値（たとえば定格電流値）にして
入力電圧ｖと電流ｉの位相差θを変化させた場合にえら
れる保護継電器の動作域の位相特性は上記の入力電圧ｖ
を電流ｉのA/D変換の時間差の影響で第２図の設定値に
対応する破線で示す４辺形の領域に対して実線で示す４
辺形の領域となる。すなわちこの実線で示す事故検出特
性は電圧ｖと電流ｉを同時刻サンプリングする場合にえ
られる破線の動作域に対してＲ軸とＬ軸をＲ′軸とＬ′
軸から角度Δθ゜だけ回転させた特性とみなすことがで
きる。
したがつて事故検出演算部11の演算出力R,Lからうる
系統のインピーダンスを系統角周波数ω０として次式
で表わし、 ＝Ｒ＋ｊω0L …（４） ここで入力のA/D変換の時間差（ｍ−１）Δtaにより
生じる位相誤差Δθを補正する項θを次式で表わす
と、 θ＝εｊΔθ＝cosΔθ＋jsinΔθ …（５） これより位相補正後のインピーダンス′および抵抗
分Ｒ′とインダクタンス分Ｌ′は次式により求められ
る。
系統のインピーダンスを系統角周波数ω０として次式
で表わし、 ＝Ｒ＋ｊω0L …（４） ここで入力のA/D変換の時間差（ｍ−１）Δtaにより
生じる位相誤差Δθを補正する項θを次式で表わす
と、 θ＝εｊΔθ＝cosΔθ＋jsinΔθ …（５） これより位相補正後のインピーダンス′および抵抗
分Ｒ′とインダクタンス分Ｌ′は次式により求められ
る。
′＝・θ＝Ｒ′＋ｊω0L′ …（６） Ｒ′＝RcosΔθ−ω0LsinΔθ …（７） Ｌ′＝RsinΔθ＋ω0LcosΔθ …（８） この（６）〜（８）式により補正演算部12で求めた演
算出力Ｒ′,L′により事故判定部13で第２図の設定値R,
Lと比較して判定誤差ΔＺのない事故点の判定ができ
る。
算出力Ｒ′,L′により事故判定部13で第２図の設定値R,
Lと比較して判定誤差ΔＺのない事故点の判定ができ
る。
第４図は第１図の補正演算部12の動作原理を例示する
第３図の前方動作限界付近について上記補正演算を行な
う例の説明図である。第４図において、入力電圧ｖと電
流ｉの位相差θのときの補正前の演算出力R,Lから系統
のインピーダンス１をえたとき、補正演算部12の補正
演算により位相誤差Δθのないインピーダンス１′を
うることができるので、入力電圧ｖと電流ｉを同時刻で
サンプリングする場合と同様に判定誤差のない高精度な
事故点の判定ができる効果がある。
第３図の前方動作限界付近について上記補正演算を行な
う例の説明図である。第４図において、入力電圧ｖと電
流ｉの位相差θのときの補正前の演算出力R,Lから系統
のインピーダンス１をえたとき、補正演算部12の補正
演算により位相誤差Δθのないインピーダンス１′を
うることができるので、入力電圧ｖと電流ｉを同時刻で
サンプリングする場合と同様に判定誤差のない高精度な
事故点の判定ができる効果がある。
また入力が３相の電圧・電流であり、各相別の地絡事
故検出または短絡事故検出を行なう場合にも、上記の位
相誤差Δθの補正量は入力のA/D変換順序（ｍ番目）に
より一義的に決まるため，各相に応じた固有の補正演算
を行なうことができる。
故検出または短絡事故検出を行なう場合にも、上記の位
相誤差Δθの補正量は入力のA/D変換順序（ｍ番目）に
より一義的に決まるため，各相に応じた固有の補正演算
を行なうことができる。
なお上記実施例では第７図の入力回路のマルチプレク
サの後にサンプルホールド回路を設けない構成をもとに
説明したが、マルチプレクサ５とA/D変換回路６の間に
サンプルホールド回路を設ける入力変換回路と第１図の
保護演算手段とを組み合わせる第２の実施例でも上記第
１の実施例で説明した演算による効果は同様である。ま
た第７図の構成におけるA/D変換回路６の後のメモリ回
路８はプロセツサ７またはA/D変換回路６の一部として
含まれる場合があり、この場合も上記実施例と同等の効
果があることは明らかである。さらに上記実施例は上記
の距離継電装置の場合について説明したが他の距離継電
器のほか位相特性による方向継電器や電流位相比較継電
器や電流差動継電器などに適用してもそれぞれ対応する
保護演算式に基づく補正演算を行なうことにより同様の
効果がえられる。
サの後にサンプルホールド回路を設けない構成をもとに
説明したが、マルチプレクサ５とA/D変換回路６の間に
サンプルホールド回路を設ける入力変換回路と第１図の
保護演算手段とを組み合わせる第２の実施例でも上記第
１の実施例で説明した演算による効果は同様である。ま
た第７図の構成におけるA/D変換回路６の後のメモリ回
路８はプロセツサ７またはA/D変換回路６の一部として
含まれる場合があり、この場合も上記実施例と同等の効
果があることは明らかである。さらに上記実施例は上記
の距離継電装置の場合について説明したが他の距離継電
器のほか位相特性による方向継電器や電流位相比較継電
器や電流差動継電器などに適用してもそれぞれ対応する
保護演算式に基づく補正演算を行なうことにより同様の
効果がえられる。
本発明によれば、インピーダンス値から系統故障の有
無を高精度に判定するデイジタル形保護継電装置の入力
回路の各入力別のサンプルホールド回路を省略すること
による小形化・低価格化および動作の高速化とともに、
A/D変換時の位相差による事故判定誤差のない高精度・
高頼度の保護継電装置を実現できる効果がある。
無を高精度に判定するデイジタル形保護継電装置の入力
回路の各入力別のサンプルホールド回路を省略すること
による小形化・低価格化および動作の高速化とともに、
A/D変換時の位相差による事故判定誤差のない高精度・
高頼度の保護継電装置を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるデイジタル形保護継電装置の一実
施例を示す保護演算処理手段の機能ブロツク図、第２図
は第１図の設定事故検出特性例図、第３図は第１図の測
定事故検出特性例図、第４図は第１図の補正演算動作例
説明図、第５図は従来のデイジタル形保護継電装置の第
１例を示す構成ブロツク図、第６図は第５図のデータ変
換説明図、第７図は従来のデイジタル形保護継電装置の
第２例を示す構成ブロツク図、第８図は第７図の動作タ
イミング例図である。 ２……フイルタ、５……マルチプレクサ、６……A/D変
換回路、７……デイジタルプロセツサ（保護演算処理手
段）、８……メモリ回路、９……セレクタ、10……タイ
ミング発生制御回路、11……事故検出演算部、12……補
正演算部、13……事故判定部。
施例を示す保護演算処理手段の機能ブロツク図、第２図
は第１図の設定事故検出特性例図、第３図は第１図の測
定事故検出特性例図、第４図は第１図の補正演算動作例
説明図、第５図は従来のデイジタル形保護継電装置の第
１例を示す構成ブロツク図、第６図は第５図のデータ変
換説明図、第７図は従来のデイジタル形保護継電装置の
第２例を示す構成ブロツク図、第８図は第７図の動作タ
イミング例図である。 ２……フイルタ、５……マルチプレクサ、６……A/D変
換回路、７……デイジタルプロセツサ（保護演算処理手
段）、８……メモリ回路、９……セレクタ、10……タイ
ミング発生制御回路、11……事故検出演算部、12……補
正演算部、13……事故判定部。
Claims (1)
- 【請求項１】電力系統の電圧の計測値と電流の計測値を
並列に取り込んで直列変換するマルチプレクサと、該マ
ルチプレクサのアナログ出力を所定周期でディジタル量
に変換するアナログ・ディジタル変換器と、該アナログ
・ディジタル変換器から出力される各ディジタル量（以
下、サンプル値という。）に対し所要の演算処理を施し
て系統故障の有無を判定する演算処理装置とを備えるデ
ィジタル形保護継電装置において、前記演算処理装置
は、電圧，電流の相隣合うサンプル値の中間値を求める
と共に該サンプル値と該中間値との差分を求める手段
と、電圧，電流のサンプル値及び電圧，電流の前記中間
値及び前記差分と事故時の電力系統の等価回路を表す回
路方程式 ｖ＝Ｒ・ｉ＋Ｌ（di/dt）とから計測点から
事故点までの系統の抵抗分Ｒ及びインダクタンス分Ｌを
求める手段と、電圧値と該電圧値に対応する電流値の前
記アナログ・ディジタル変換器における変換時点の差に
対し該差を補正し同一時刻のサンプル値とする補正量を
求める手段と、該補正量により前記Ｒ及びＬを補正し該
補正後のＲ及びＬにより系統故障の有無を判定する手段
とを備えることを特徴とするディジタル形保護継電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62199950A JP2507463B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | デイジタル形保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62199950A JP2507463B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | デイジタル形保護継電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6447213A JPS6447213A (en) | 1989-02-21 |
| JP2507463B2 true JP2507463B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=16416296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62199950A Expired - Lifetime JP2507463B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | デイジタル形保護継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507463B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8222566B2 (en) | 2003-02-26 | 2012-07-17 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Elongated intracorporal medical device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130339A (ja) * | 1974-09-06 | 1976-03-15 | Tokyo Electric Power Co |
-
1987
- 1987-08-12 JP JP62199950A patent/JP2507463B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8222566B2 (en) | 2003-02-26 | 2012-07-17 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Elongated intracorporal medical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6447213A (en) | 1989-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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