JP2509889B2 - 保護継電装置 - Google Patents
保護継電装置Info
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- JP2509889B2 JP2509889B2 JP63215583A JP21558388A JP2509889B2 JP 2509889 B2 JP2509889 B2 JP 2509889B2 JP 63215583 A JP63215583 A JP 63215583A JP 21558388 A JP21558388 A JP 21558388A JP 2509889 B2 JP2509889 B2 JP 2509889B2
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- frequency
- sampling
- processing cycle
- protective relay
- cycle
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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、電力系統の電圧、電流等、交流電気量の瞬
時値のサンプリングデータを用いてマイクロコンピュー
タにより前記交流電気量の実効値や位相を演算し、これ
らに基づき電力系統の監視、保護及び制御を行なう保護
継電装置に関する。
時値のサンプリングデータを用いてマイクロコンピュー
タにより前記交流電気量の実効値や位相を演算し、これ
らに基づき電力系統の監視、保護及び制御を行なう保護
継電装置に関する。
（従来の技術） 発明者等は、この種の保護継電装置に適用可能な交流
電気量の計測装置として、先に特願昭63−96314号にか
かる計測装置を提案した。
電気量の計測装置として、先に特願昭63−96314号にか
かる計測装置を提案した。
この計測装置は、電力系統の電圧、電流の如き交流電
気量の瞬時値のサンプリングデータの正負の符号変化か
ら２つの零交差点の存在を確認し、これらの零交差点間
のサンプリング回数、サンプリング周期、零交差点の直
前及び直後のサンプリングデータから零交差点間の時間
を求めると共に、この時間を前記サンプリング周期にて
除算した値が一定になるように交流電気量の周波数に応
じてサンプリング周波数を制御するものである。
気量の瞬時値のサンプリングデータの正負の符号変化か
ら２つの零交差点の存在を確認し、これらの零交差点間
のサンプリング回数、サンプリング周期、零交差点の直
前及び直後のサンプリングデータから零交差点間の時間
を求めると共に、この時間を前記サンプリング周期にて
除算した値が一定になるように交流電気量の周波数に応
じてサンプリング周波数を制御するものである。
この計測装置100の具体的な構成は第３図に示すとお
りであり、図において、１は、保護継電装置等による監
視や保護制御の対象となる電力系統の電圧ｖや電流ｉの
如き交流電気量（アナログ値）が入力されるアナログ入
力部であり、図示されていないがサンプルホールド回路
やA/D変換回路を備えている。なお、前記交流電気量の
周波数（系統周波数）はfinであるとする。
りであり、図において、１は、保護継電装置等による監
視や保護制御の対象となる電力系統の電圧ｖや電流ｉの
如き交流電気量（アナログ値）が入力されるアナログ入
力部であり、図示されていないがサンプルホールド回路
やA/D変換回路を備えている。なお、前記交流電気量の
周波数（系統周波数）はfinであるとする。
また、２はCPUを備えたマイクロコンピュータであ
り、アナログ入力部１からの出力データに基づいて系統
の電気量を演算し、その結果に応じて種々の保護、制御
指令を出力するものである。
り、アナログ入力部１からの出力データに基づいて系統
の電気量を演算し、その結果に応じて種々の保護、制御
指令を出力するものである。
更に、３はクロック発振器であり、この発振器３は基
準周波数f1のクロック信号を出力すると共に、かかるク
ロック信号は分周器４に入力されている。分周器４は、
マイクロコンピュータ２から出力される分周比ｎに基づ
きクロック信号の基準周波数f1を分周し、交流電気量に
対するサンプリング周波数fsのサンプリングパルスをア
ナログ入力部１に出力するようになっている。
準周波数f1のクロック信号を出力すると共に、かかるク
ロック信号は分周器４に入力されている。分周器４は、
マイクロコンピュータ２から出力される分周比ｎに基づ
きクロック信号の基準周波数f1を分周し、交流電気量に
対するサンプリング周波数fsのサンプリングパルスをア
ナログ入力部１に出力するようになっている。
しかして、その動作は、交流周波数finが変動した場
合にも、第４図に示す如く交流電気量の零交差点A,B間
の時間（例えば１周期）をサンプリング周期にて除算し
た値が一定となるようにサンプリング周波数fsが制御さ
れる。より詳細には、サンプリングパルスを生成するた
めのクロック信号（基準周波数f1）の分周比ｎを分周器
４により交流周波数finに応じて変化させることによ
り、サンプリング周波数fsを変化させ、交流周波数fin
の変化後にも変化前と同一の電気角でサンプリングを行
なうものである。
合にも、第４図に示す如く交流電気量の零交差点A,B間
の時間（例えば１周期）をサンプリング周期にて除算し
た値が一定となるようにサンプリング周波数fsが制御さ
れる。より詳細には、サンプリングパルスを生成するた
めのクロック信号（基準周波数f1）の分周比ｎを分周器
４により交流周波数finに応じて変化させることによ
り、サンプリング周波数fsを変化させ、交流周波数fin
の変化後にも変化前と同一の電気角でサンプリングを行
なうものである。
なお、第４図において、Ｔは零交差点A,Bの時間（系
統入力の１周期）、tsはサンプリング周期、Xa1，Xa2，
Xb1，Xb2は各零交差点A,Bにそれぞれ隣合うサンプリン
グデータ、ta1，ta2，tb1，tb2はそれぞれ零交差点A,B
から各サンプリング点までの時間であり、これらと変化
前後の交流周波数fin及び基準周波数f1を用いて最適の
分周比ｎが算出される。
統入力の１周期）、tsはサンプリング周期、Xa1，Xa2，
Xb1，Xb2は各零交差点A,Bにそれぞれ隣合うサンプリン
グデータ、ta1，ta2，tb1，tb2はそれぞれ零交差点A,B
から各サンプリング点までの時間であり、これらと変化
前後の交流周波数fin及び基準周波数f1を用いて最適の
分周比ｎが算出される。
上記従来例によれば、交流周波数finが変動した場合
にも常に一定の電気角にてサンプリングを行なうことが
でき、周波数変動時における交流電気量の測定誤差を大
幅に解消することができることとなった。
にも常に一定の電気角にてサンプリングを行なうことが
でき、周波数変動時における交流電気量の測定誤差を大
幅に解消することができることとなった。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の計測装置を保護継電装置に適用
した場合、入力交流周波数finが高くなるとサンプリン
グ周波数fsもそれにつれて高くなり、系統の保護、制御
のためのマイクロコンピュータ２による演算処理に許容
される演算処理周期が短くなってCPUが暴走するという
問題があった。
した場合、入力交流周波数finが高くなるとサンプリン
グ周波数fsもそれにつれて高くなり、系統の保護、制御
のためのマイクロコンピュータ２による演算処理に許容
される演算処理周期が短くなってCPUが暴走するという
問題があった。
例えば、第５図に示すような入力波形に対してサンプ
リング周期ts1でサンプリングを行なうことにより、６
つのサンプリングデータを用いて処理時間ｔαを要する
１種類の演算を周期ｎ・ts1内に行なっている場合、上
記従来例では、第６図に示す如く交流周波数finが高く
なった場合にサンプリング周期が周波数に応じてts2に
変化する。
リング周期ts1でサンプリングを行なうことにより、６
つのサンプリングデータを用いて処理時間ｔαを要する
１種類の演算を周期ｎ・ts1内に行なっている場合、上
記従来例では、第６図に示す如く交流周波数finが高く
なった場合にサンプリング周期が周波数に応じてts2に
変化する。
いま、交流周波数finの変動、すなわちサンプリング
周期の変動に拘らず、演算処理周期を常にサンプリング
周期のｎ倍と定めている限り、第６図に示すように演算
処理周期はｎ・ts2と短くなる。従って、図示されてい
ないが、極端な場合にはｎ・ts2＜ｔαとなるケースも
生じ、また複数種類の演算を行なう場合には演算処理周
期が短かすぎて正常な演算が実行できない事態を生じる
ことになる。
周期の変動に拘らず、演算処理周期を常にサンプリング
周期のｎ倍と定めている限り、第６図に示すように演算
処理周期はｎ・ts2と短くなる。従って、図示されてい
ないが、極端な場合にはｎ・ts2＜ｔαとなるケースも
生じ、また複数種類の演算を行なう場合には演算処理周
期が短かすぎて正常な演算が実行できない事態を生じる
ことになる。
本発明は上記問題点を解決するべく提案されたもの
で、その目的とするところは、交流周波数が高くなった
場合にも演算処理周期を充分に確保することによってCP
Uの暴走を防ぎ、系統の監視、保護、制御の信頼性向上
を図った保護継電装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、交流周波数が高くなった
場合にも演算処理周期を充分に確保することによってCP
Uの暴走を防ぎ、系統の監視、保護、制御の信頼性向上
を図った保護継電装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、電力系統の交流
電気量の瞬時値を、前記交流電気量の周波数の変動に関
わらず一定の電気角にてサンプリングし、このサンプリ
ングにより得たサンプリングデータを用いた前記電力系
統の保護制御のための演算を行なう保護継電装置におい
て、定格周波数よりも高い検出周波数を持つ交流電気量
に対し、定格周波数における演算処理周期に前記検出周
波数及び定格周波数の差に補正係数を乗じてなる補正項
を加算して得た処理周期により演算を行なうものであ
る。
電気量の瞬時値を、前記交流電気量の周波数の変動に関
わらず一定の電気角にてサンプリングし、このサンプリ
ングにより得たサンプリングデータを用いた前記電力系
統の保護制御のための演算を行なう保護継電装置におい
て、定格周波数よりも高い検出周波数を持つ交流電気量
に対し、定格周波数における演算処理周期に前記検出周
波数及び定格周波数の差に補正係数を乗じてなる補正項
を加算して得た処理周期により演算を行なうものであ
る。
（作用） 本発明によれば、保護継電装置を構成するマイクロコ
ンピュータが系統の交流周波数を常時監視しており、こ
の周波数が増加した場合には一定の演算式に従って演算
処理周期を長くするように作用する。これにより、交流
周波数の増加によりサンプリング周期が短くなった場合
でも、演算処理周期が単純にサンプリング周期のみに依
存することがなく、必要な演算処理時間が確保されるこ
ととなる。
ンピュータが系統の交流周波数を常時監視しており、こ
の周波数が増加した場合には一定の演算式に従って演算
処理周期を長くするように作用する。これにより、交流
周波数の増加によりサンプリング周期が短くなった場合
でも、演算処理周期が単純にサンプリング周期のみに依
存することがなく、必要な演算処理時間が確保されるこ
ととなる。
（実施例） 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。
第１図はこの実施例にかかる保護継電装置10の主要部
の構成を示すブロック図であり、ハードウェア上は第３
図に示したものと実質上異なるところはない。第１図に
おいて、前記同様に１は電力系統の電圧や電流等の交流
電気量が入力され、かつフィルタやサンプルホールド回
路、A/D変換器を備えたアナログ入力部、２はCPUやメモ
リ等を備えたマイクロコンピュータ、３はクロック発振
器、４は分周器である。
の構成を示すブロック図であり、ハードウェア上は第３
図に示したものと実質上異なるところはない。第１図に
おいて、前記同様に１は電力系統の電圧や電流等の交流
電気量が入力され、かつフィルタやサンプルホールド回
路、A/D変換器を備えたアナログ入力部、２はCPUやメモ
リ等を備えたマイクロコンピュータ、３はクロック発振
器、４は分周器である。
しかしてこの実施例では、交流電気量の瞬時値のサン
プリングデータを用いてその実効値や位相の演算を行な
うマイクロコンピュータ２の演算処理周期を、交流周波
数finの変動に伴って変化させるようにしている。すな
わち、交流入力の定格周波数をfn、定格周波数fnにおけ
る演算処理周期をtp、交流周波数finに対応した補正係
数をｋとすると、マイクロコンピュータ２による演算処
理周期Tpが、 Tp＝（fin−fn）ｋ＋tp … となるようにマイクロコンピュータ２内で制御を行な
う。このように演算処理周期Tpを制御することは、定格
周波数fn及び演算処理周期tpが既知であるとして補正係
数ｋを適宜選んでおけば、アナログ入力部１により常時
監視される交流周波数finのみを用いることにより、簡
単なプログラムにて実現可能である。
プリングデータを用いてその実効値や位相の演算を行な
うマイクロコンピュータ２の演算処理周期を、交流周波
数finの変動に伴って変化させるようにしている。すな
わち、交流入力の定格周波数をfn、定格周波数fnにおけ
る演算処理周期をtp、交流周波数finに対応した補正係
数をｋとすると、マイクロコンピュータ２による演算処
理周期Tpが、 Tp＝（fin−fn）ｋ＋tp … となるようにマイクロコンピュータ２内で制御を行な
う。このように演算処理周期Tpを制御することは、定格
周波数fn及び演算処理周期tpが既知であるとして補正係
数ｋを適宜選んでおけば、アナログ入力部１により常時
監視される交流周波数finのみを用いることにより、簡
単なプログラムにて実現可能である。
つまりこの実施例では、交流周波数finが高くなるに
従って演算処理周期Tpが定格時の周期tpに比べて長くな
るため、従来例において生じたような問題がなくなる。
例えば、前述の第５図の状態から交流周波数finが高く
なり、第２図に示す如くサンプリング周期が第６図と同
様に短くなってts2に変化したとしても、上記式の演
算により充分に長い演算処理周期Tpを確保することがで
きる。ここで周期Tpをサンプリング周期ts2を用いて表
わせば、Tp＝ｎ′・ts2であり、第６図との関係では、
ｎ′＞ｎ（例えばｎ′＝2n）となる。
従って演算処理周期Tpが定格時の周期tpに比べて長くな
るため、従来例において生じたような問題がなくなる。
例えば、前述の第５図の状態から交流周波数finが高く
なり、第２図に示す如くサンプリング周期が第６図と同
様に短くなってts2に変化したとしても、上記式の演
算により充分に長い演算処理周期Tpを確保することがで
きる。ここで周期Tpをサンプリング周期ts2を用いて表
わせば、Tp＝ｎ′・ts2であり、第６図との関係では、
ｎ′＞ｎ（例えばｎ′＝2n）となる。
なお、上記式における補正係数ｋの値は、演算処理
時間ｔαや一演算処理周期内での演算数等を考慮して適
宜決定すればよい。また、交流周波数finの低下に対し
ては演算処理周期Tpが短くなる方向に作用するが、演算
処理に支障がない範囲で、周波数finの増加、減少に対
処し得る最適の補正係数ｋの値を選択することは可能で
ある。
時間ｔαや一演算処理周期内での演算数等を考慮して適
宜決定すればよい。また、交流周波数finの低下に対し
ては演算処理周期Tpが短くなる方向に作用するが、演算
処理に支障がない範囲で、周波数finの増加、減少に対
処し得る最適の補正係数ｋの値を選択することは可能で
ある。
（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、電力系統の交流
周波数が高くなった場合にもマイクロコンピュータによ
る演算処理周期を充分に確保することができるため、従
来存したようなCPUの暴走を防いで電力系統の監視、保
護、制御の信頼性を大幅に向上させることができる。ま
た、演算処理周期を可変とするための処理も簡単なもの
であるから、ハードウェア及びソフトウェア上の負担が
少なく、経済性にも優れている等の効果がある。
周波数が高くなった場合にもマイクロコンピュータによ
る演算処理周期を充分に確保することができるため、従
来存したようなCPUの暴走を防いで電力系統の監視、保
護、制御の信頼性を大幅に向上させることができる。ま
た、演算処理周期を可変とするための処理も簡単なもの
であるから、ハードウェア及びソフトウェア上の負担が
少なく、経済性にも優れている等の効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
その作用を説明するための入力波形及び演算処理のタイ
ミングを示す図、第３図ないし第６図は従来例を説明す
るためのもので、第３図は交流電気量の計測装置のブロ
ック図、第４図は入力波形及びサンプリングデータの説
明図、第５図及び第６図は従来例の欠点を説明するため
の入力波形及び演算処理のタイミングを示す図である。 １……アナログ入力部 ２……マイクロコンピュータ ３……クロック発振器、４……分周器 10……保護継電装置
その作用を説明するための入力波形及び演算処理のタイ
ミングを示す図、第３図ないし第６図は従来例を説明す
るためのもので、第３図は交流電気量の計測装置のブロ
ック図、第４図は入力波形及びサンプリングデータの説
明図、第５図及び第６図は従来例の欠点を説明するため
の入力波形及び演算処理のタイミングを示す図である。 １……アナログ入力部 ２……マイクロコンピュータ ３……クロック発振器、４……分周器 10……保護継電装置
Claims (1)
- 【請求項１】電力系統の交流電気量の瞬時値を、前記交
流電気量の周波数の変動に関わらず一定の電気角にてサ
ンプリングし、このサンプリングにより得たサンプリン
グデータを用いて前記電力系統の保護制御のための演算
を行なう保護継電装置において、 定格周波数よりも高い検出周波数を持つ交流電気量に対
し、定格周波数における演算処理周期に前記検出周波数
及び定格周波数の差に補正係数を乗じてなる補正項を加
算して得た処理周期により演算を行なうことを特徴とす
る保護継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63215583A JP2509889B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63215583A JP2509889B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 保護継電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265616A JPH0265616A (ja) | 1990-03-06 |
| JP2509889B2 true JP2509889B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16674840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63215583A Expired - Fee Related JP2509889B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 保護継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2509889B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5526067A (en) * | 1978-08-16 | 1980-02-25 | Hitachi Ltd | Protective relay unit |
| JPS5678319A (en) * | 1979-11-29 | 1981-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | Sampling circuit |
| JPS61180525A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-13 | 富士電機株式会社 | 保護リレー演算の実行方法 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP63215583A patent/JP2509889B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0265616A (ja) | 1990-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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