JP2625736B2 - 電力系統の監視・制御・保護装置 - Google Patents
電力系統の監視・制御・保護装置Info
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- JP2625736B2 JP2625736B2 JP62166393A JP16639387A JP2625736B2 JP 2625736 B2 JP2625736 B2 JP 2625736B2 JP 62166393 A JP62166393 A JP 62166393A JP 16639387 A JP16639387 A JP 16639387A JP 2625736 B2 JP2625736 B2 JP 2625736B2
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- Japan
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- frequency
- microcomputer
- control
- monitoring
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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，電流値等の電気量をサン
プリングし、A/D変換を行い、マイクロコンピュータの
演算処理により、系統の電気量を計測し、制御あるいは
事故の発生を検知する監視・制御・保護装置に関する。
プリングし、A/D変換を行い、マイクロコンピュータの
演算処理により、系統の電気量を計測し、制御あるいは
事故の発生を検知する監視・制御・保護装置に関する。
従来、この種の装置のサンプリング周期は時間的に一
定であるので、通常の±1Hz程度以内の周波数変動の系
統に対しては問題はないが、単独水力発電系統のように
大幅に周波数が変化する恐れのある場合には、計測誤差
が大きくなってしまう欠点があった。例えば、電圧や電
流の実効値計測の手報として電気角が90゜離れた２点の
サンプリング値の２乗和の平方根から算出する方法が良
く用いられるが、この場合の周波数による測定誤差特性
は第６図のようになる。
定であるので、通常の±1Hz程度以内の周波数変動の系
統に対しては問題はないが、単独水力発電系統のように
大幅に周波数が変化する恐れのある場合には、計測誤差
が大きくなってしまう欠点があった。例えば、電圧や電
流の実効値計測の手報として電気角が90゜離れた２点の
サンプリング値の２乗和の平方根から算出する方法が良
く用いられるが、この場合の周波数による測定誤差特性
は第６図のようになる。
これを防ぐ方法として、使用サンプリング数を増やす
手法があり、例えばサンプリング数を連続する８データ
についての２乗和の平方根の1/2から算出することによ
り、周波数特性を第７図のように改善することができ
る。
手法があり、例えばサンプリング数を連続する８データ
についての２乗和の平方根の1/2から算出することによ
り、周波数特性を第７図のように改善することができ
る。
しかしながら、この方法でも本質的に誤差を０にする
ことはできず、又演算に要する時間が前記方式に比べて
大幅に遅延することは自明であり、これは系統の事故の
検出のような用途に対しては致命的な欠点となる。又、
前記の従来方式と演算プログラムが異なる点でも管理
面、製作面でコスト高となる。これらの欠点はいずれも
サンプル周期が一定のため、系統周波数の変動に伴いサ
ンプル間隔の電気角が変動してしまうことに起因する。
ことはできず、又演算に要する時間が前記方式に比べて
大幅に遅延することは自明であり、これは系統の事故の
検出のような用途に対しては致命的な欠点となる。又、
前記の従来方式と演算プログラムが異なる点でも管理
面、製作面でコスト高となる。これらの欠点はいずれも
サンプル周期が一定のため、系統周波数の変動に伴いサ
ンプル間隔の電気角が変動してしまうことに起因する。
この問題を解決するために、系統周波数の変動に伴い
サンプル間隔を変える装置として第１図に示すものが考
えられている。第１図は、系統の電気量（電圧V,電流
ｉ）から周波数のみを計測する周波数計測回路Ｐを別置
し、この出力により監視・保護・制御装置のマイクロコ
ンピュータCPUのアナログ入力部AiのA/D変換部のサンプ
リング周期を例えばクロック発振器CLKとアナログ入力
部Aiとの間に設けられる分周器DVにて変えることによ
り、常に一定の電気角の間隔でサンプリングが行われる
ようにして、周波数変動の影響を受けることなく従来方
式の演算プログラムがそのまま使用できるようにしたも
のである。
サンプル間隔を変える装置として第１図に示すものが考
えられている。第１図は、系統の電気量（電圧V,電流
ｉ）から周波数のみを計測する周波数計測回路Ｐを別置
し、この出力により監視・保護・制御装置のマイクロコ
ンピュータCPUのアナログ入力部AiのA/D変換部のサンプ
リング周期を例えばクロック発振器CLKとアナログ入力
部Aiとの間に設けられる分周器DVにて変えることによ
り、常に一定の電気角の間隔でサンプリングが行われる
ようにして、周波数変動の影響を受けることなく従来方
式の演算プログラムがそのまま使用できるようにしたも
のである。
第２図は第１図に示す周波数計測回路Ｐにおける周波
測定にカウンタによる公知の回路を使用した例である。
すなわち、入力電気量１をコンパレータ２により矩形波
に変換し、これで制御されるANDゲート３を通してクロ
ック発振器４からのクロックF2をカウンタ５に与えるこ
とにより、系統電気量の周期を測定できる。この数値出
力を分周比としてやはり公知の分周回路６に与えてクロ
ック発振器４からの別のクロックF1を分周すれば、所要
のサンプルパルスが得られる。このサンプルパルスがマ
イクロコンピュータのためのアナログ入力部８における
A/D変換部に与えられる。
測定にカウンタによる公知の回路を使用した例である。
すなわち、入力電気量１をコンパレータ２により矩形波
に変換し、これで制御されるANDゲート３を通してクロ
ック発振器４からのクロックF2をカウンタ５に与えるこ
とにより、系統電気量の周期を測定できる。この数値出
力を分周比としてやはり公知の分周回路６に与えてクロ
ック発振器４からの別のクロックF1を分周すれば、所要
のサンプルパルスが得られる。このサンプルパルスがマ
イクロコンピュータのためのアナログ入力部８における
A/D変換部に与えられる。
すなわち、系統の周波数をfsとすれば、カウンタ５の
出力はF2/2fsとなり、従ってサンプル周波数fmは2F1/F2
fsとなり、F1,F2を適宜選定することにより系統周波数
の整数倍に比例したものとすることができる。
出力はF2/2fsとなり、従ってサンプル周波数fmは2F1/F2
fsとなり、F1,F2を適宜選定することにより系統周波数
の整数倍に比例したものとすることができる。
しかしながら、第１図，第２図に示す装置では、系統
の電気量（電圧V,電流ｉ）から周波数を計測するために
周波数計測回路Ｐを別置しており、コストがかかるとい
う問題点があった。
の電気量（電圧V,電流ｉ）から周波数を計測するために
周波数計測回路Ｐを別置しており、コストがかかるとい
う問題点があった。
本発明は、上記のような周波数計測回路Ｐを別置する
ことなく従来方式と同一演算プログラムをそのまま利用
しつつ、且つ周波数変動の影響を受けない装置を提供す
る目的とする。
ことなく従来方式と同一演算プログラムをそのまま利用
しつつ、且つ周波数変動の影響を受けない装置を提供す
る目的とする。
本発明は、第３図に示す如く、上記の誤差要因に着目
し、基準クロックパルスF1及び系統の基準周波数f0に見
合った一定の周波数nf0のサンプリングパルスを出力す
るクロック発振手段（クロック発振器４）と、系統から
の電気量に基づいて前記クロック発振手段からの基準周
波数f0と系統の周波数fsとの偏差Δｆを求め、誤偏差Δ
ｆと基準周波数f0とから周波数fsを演算する第１演算手
段（マイクロオンピュータ10）と、該第１演算手段にて
演算された周波数fsの逆数に基づいて前記基準クロック
パルスF1を分周し、サンプリングパルスを出力する分周
手段（分周回路６）と、該分周手段からのサンプリング
パルスに基づいて系統からの電気量をサンプリングし、
監視・制御・保護のための演算処理を行う第２演算手段
（マイクロコンピュータ20）とを備えたことを特徴とす
るものである。
し、基準クロックパルスF1及び系統の基準周波数f0に見
合った一定の周波数nf0のサンプリングパルスを出力す
るクロック発振手段（クロック発振器４）と、系統から
の電気量に基づいて前記クロック発振手段からの基準周
波数f0と系統の周波数fsとの偏差Δｆを求め、誤偏差Δ
ｆと基準周波数f0とから周波数fsを演算する第１演算手
段（マイクロオンピュータ10）と、該第１演算手段にて
演算された周波数fsの逆数に基づいて前記基準クロック
パルスF1を分周し、サンプリングパルスを出力する分周
手段（分周回路６）と、該分周手段からのサンプリング
パルスに基づいて系統からの電気量をサンプリングし、
監視・制御・保護のための演算処理を行う第２演算手段
（マイクロコンピュータ20）とを備えたことを特徴とす
るものである。
従来では、アナログ入力部AiのA/D変換回路に与えら
れるサンプルパルスは、クロック発振器CLKから分周器D
Vを介して与えられ、この分周器DVの分周比は別置され
た周波数計測回路にて求められているが、本発明では、
マイクロコンピュータにより系統の周波数を測定し、こ
れに比例して分周比を変えることにより、サンプル周波
数が系統の周波数と比例して変わる。
れるサンプルパルスは、クロック発振器CLKから分周器D
Vを介して与えられ、この分周器DVの分周比は別置され
た周波数計測回路にて求められているが、本発明では、
マイクロコンピュータにより系統の周波数を測定し、こ
れに比例して分周比を変えることにより、サンプル周波
数が系統の周波数と比例して変わる。
第３図は本発明の一実施例であり、系統の周期（周波
数）の測定にマイクロコンピュータを用いた例である。
数）の測定にマイクロコンピュータを用いた例である。
10は、クロック発振器４から系統の基準周波数f0に見
合った一定の周波数nf0のサンプリングパルスがアナロ
グ入力部13に供給され、この基準周波数f0に基づいて系
統の周波数fsを演算するマイクロコンピュータである。
合った一定の周波数nf0のサンプリングパルスがアナロ
グ入力部13に供給され、この基準周波数f0に基づいて系
統の周波数fsを演算するマイクロコンピュータである。
20は、マイクロコンピュータ10で演算された系統の周
波数fSに対して分周回路６において分周比を変えて分周
されたサンプリングパルスがアナログ入力部23に供給さ
れ、このサンプリングパルスに基づいて系統からの電気
量をサンプリングし、監視・制御・保護のための計測演
算処理を行うマイクロコンピュータである。
波数fSに対して分周回路６において分周比を変えて分周
されたサンプリングパルスがアナログ入力部23に供給さ
れ、このサンプリングパルスに基づいて系統からの電気
量をサンプリングし、監視・制御・保護のための計測演
算処理を行うマイクロコンピュータである。
両マイクロコンピュータ10,20のアナログ入力部13,23
には系統からの電気量１が並列に入力されている。マイ
クロコンピュータ10では、系統からの電気量例えば電圧
Ｖを使って公知の下記（１）式のサンプル値演算を行う
ことにより周波数偏差Δｆ＝fs−f0を近似的に求めるこ
とができ、この求められた周波数偏差Δｆとクロック発
振器４から系統基準周波数f0とを用いて、系統周波数fs
＝f0＋Δｆを求めることができる。この求められた系統
周波数fSの逆数をもって分周回路６の分周比とすること
ができ、アナログ入力部23へのサンプルパルスの周波数
は系統周波数fsに比例したものとすることができる。
には系統からの電気量１が並列に入力されている。マイ
クロコンピュータ10では、系統からの電気量例えば電圧
Ｖを使って公知の下記（１）式のサンプル値演算を行う
ことにより周波数偏差Δｆ＝fs−f0を近似的に求めるこ
とができ、この求められた周波数偏差Δｆとクロック発
振器４から系統基準周波数f0とを用いて、系統周波数fs
＝f0＋Δｆを求めることができる。この求められた系統
周波数fSの逆数をもって分周回路６の分周比とすること
ができ、アナログ入力部23へのサンプルパルスの周波数
は系統周波数fsに比例したものとすることができる。
但し、Ｖは電気角90゜おきにサンプリングされた電圧
瞬時値で、そのサフィックスはサンプル時点を表す。
瞬時値で、そのサフィックスはサンプル時点を表す。
第４図は第２の実施例であり、第３図における系統周
波数検知と計測演算とを同一マイクロコンピュータ30で
行うようにして経済下を図ったものである。
波数検知と計測演算とを同一マイクロコンピュータ30で
行うようにして経済下を図ったものである。
系統からの電気量１は、第３図と同様にアナログ入力
部33に入力され、このサンプルデータにより周波数偏差
Δｆ＝fs−f0を演算する点は第３図と同様である。サン
プルパルスのための基準クロックの分周回路６には、常
時マイクロコンピュータから系統の基準周波数f0に見合
う一定の分周比ａ＝m/f0が与えられるようにメモリに定
数f0がセットされていて、これから上記ａを演算した結
果が分周回路６に加えられている。
部33に入力され、このサンプルデータにより周波数偏差
Δｆ＝fs−f0を演算する点は第３図と同様である。サン
プルパルスのための基準クロックの分周回路６には、常
時マイクロコンピュータから系統の基準周波数f0に見合
う一定の分周比ａ＝m/f0が与えられるようにメモリに定
数f0がセットされていて、これから上記ａを演算した結
果が分周回路６に加えられている。
周波数偏差Δｆが生じた場合には、上記ｆにΔｆの積
分値Ｃ∫Δｆdtが加えられるような加算演算が付加され
るようにすれば、第５図に示す如く、系統周波数fsがf0
より偏移すると、周波数偏差の演算結果Δｆが０となる
方向に分周比が変わり、結果としてサンプルパルスの周
波数がfsと比例した値となるように制御される。
分値Ｃ∫Δｆdtが加えられるような加算演算が付加され
るようにすれば、第５図に示す如く、系統周波数fsがf0
より偏移すると、周波数偏差の演算結果Δｆが０となる
方向に分周比が変わり、結果としてサンプルパルスの周
波数がfsと比例した値となるように制御される。
この発明によれば、系統の周波数を計測する手法をマ
イクロコンピュータを用いて実現し、これによりマイク
ロコンピュータのアナログ入力部のA/D変換部のサンプ
リング周期を系統周波数に対応して変えるようにしたの
で、常に一定の電気角の間隔でサンプリング可能とな
り、周波数変動の影響を受けることなく、且つ従来の演
算プログラムをそのまま使用することができる効果が得
られる。
イクロコンピュータを用いて実現し、これによりマイク
ロコンピュータのアナログ入力部のA/D変換部のサンプ
リング周期を系統周波数に対応して変えるようにしたの
で、常に一定の電気角の間隔でサンプリング可能とな
り、周波数変動の影響を受けることなく、且つ従来の演
算プログラムをそのまま使用することができる効果が得
られる。
第１図は周波数計測回路を用いた従来装置の構成を示す
ブロック図、第２図は第１図の周波数計測回路の具体的
構成を示すブロック図、第３図は本発明の一実施例を示
すブロック図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロ
ック図、第５図は第４図の実施例についての各部の動作
を示すタイムチャート、第６図は従来の装置による電気
角の実効値計測の周波数による誤差特性図、第７図は第
６図の誤差特性を演算手法で改良した特性図である。 Ｐ……周波数計測回路、CPU……マイクロコンピュー
タ、Ai……アナログ入力部、DV……分周器、CLK……ク
ロック発振器、１……入力電気量、２……コンパレー
タ、３……ANDゲート、４……クロック発振器、５……
カウンタ、６……分周回路、10,20,30……マイクロコン
ピュータ、13,23……アナログ入力部。
ブロック図、第２図は第１図の周波数計測回路の具体的
構成を示すブロック図、第３図は本発明の一実施例を示
すブロック図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロ
ック図、第５図は第４図の実施例についての各部の動作
を示すタイムチャート、第６図は従来の装置による電気
角の実効値計測の周波数による誤差特性図、第７図は第
６図の誤差特性を演算手法で改良した特性図である。 Ｐ……周波数計測回路、CPU……マイクロコンピュー
タ、Ai……アナログ入力部、DV……分周器、CLK……ク
ロック発振器、１……入力電気量、２……コンパレー
タ、３……ANDゲート、４……クロック発振器、５……
カウンタ、６……分周回路、10,20,30……マイクロコン
ピュータ、13,23……アナログ入力部。
Claims (2)
- 【請求項１】電力系統の電気量をサンプルし、A/D変換
を行い、マイクロコンピュータの演算処理により機能を
実現させる監視・制御・保護装置において、 基準クロックパルスF1及び系統の基準周波数f0に見合っ
た一定の周波数nf0のサンプリングパルスを出力するク
ロック発振手段と、 系統からの電気量に基づいて前記クロック発振手段から
の基準周波数f0と系統の周波数fSとの偏差Δｆを求め、
該偏差Δｆと基準周波数f0とから周波数fsを演算する第
１演算手段と、 該第１演算手段にて演算された周波数fsk逆数に基づい
て前記基準クロックパルスF1を分周し、サンプリングパ
ルスを出力する分周手段と、 該分周手段からのサンプリングパルスに基づいて系統か
らの電気量をサンプリングし、監視・制御・保護のため
の演算処理を行う第２演算手段と、 を備え、前記第1,第２演算手段をマイクロコンピュータ
にて実現したことを特徴とする電力系統の監視・制御・
保護装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の電力系統の
監視・制御・保護装置において、前記第1,第２演算手段
を１つのマイクロコンピュータにて実現したことを特徴
とする電力系統の監視・制御・保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62166393A JP2625736B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 電力系統の監視・制御・保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62166393A JP2625736B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 電力系統の監視・制御・保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6412810A JPS6412810A (en) | 1989-01-17 |
| JP2625736B2 true JP2625736B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=15830586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62166393A Expired - Fee Related JP2625736B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 電力系統の監視・制御・保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625736B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4674118B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2011-04-20 | 株式会社長府製作所 | 電力検出装置 |
| CN106405213A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-02-15 | 广州擎天实业有限公司 | 基于同步信号的电压电流快速变送器及其控制方法 |
| CN106526306A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-03-22 | 广州擎天实业有限公司 | 快速响应的三相整流桥输出电压变送器及其控制方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150917A (en) * | 1980-04-24 | 1981-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | Input circuit for digital protection relay |
| JPS6026410A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-09 | 日新電機株式会社 | 電力系統用デイジタルリレ−のサンプリング装置 |
| US4521916A (en) * | 1983-11-29 | 1985-06-04 | Rca Corporation | Frequency synthesis tuning control system for a double-conversion tuner |
| JPS6299677A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-09 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速揚水システムの運転制御方式 |
-
1987
- 1987-07-03 JP JP62166393A patent/JP2625736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6412810A (en) | 1989-01-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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