JP2661140B2 - ディジタル形周波数継電器 - Google Patents
ディジタル形周波数継電器Info
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 25
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
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- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、ディジタル形周波数継電器に関する。
B.発明の概要 本発明は、検出アナログ信号をディジタル量に変換し
て該信号の周波数過不足を検出するディジタル形周波数
継電器において、 ４つのサンプリングデータから周波数の過不足を求める
ことにより、 応答性を高めしかも比較的簡単な演算手段の周波数継
電器を得るようにしたものである。
て該信号の周波数過不足を検出するディジタル形周波数
継電器において、 ４つのサンプリングデータから周波数の過不足を求める
ことにより、 応答性を高めしかも比較的簡単な演算手段の周波数継
電器を得るようにしたものである。
C.従来の技術 ディジタル形保護継電器は、保護対象機器の電流，電
圧等の検出アナログ量をサンプリングとA/D変換によっ
てディジタル量に変換し、このディジタル量による保護
演算を行うように構成される。
圧等の検出アナログ量をサンプリングとA/D変換によっ
てディジタル量に変換し、このディジタル量による保護
演算を行うように構成される。
第４図はディジタル形保護継電器の従来の入力回路図
を示す。補助変成器等に取り出される電流，電圧等の各
チャンネル信号はフィルタ11〜1nによって夫々ノイズ成
分が除去されて基本波成分の信号にされ、サンプルホー
ルド回路21〜2nによって夫々一定周期のサンプル値とし
て記憶更新され、マルチプレクサ３によって時分割的に
A/D変換器４に取り込まれ、ディジタル信号に変換され
てコンピュータ５のメモリ等に格納され、このメモリデ
ータを使って各種保護演算が行われる。
を示す。補助変成器等に取り出される電流，電圧等の各
チャンネル信号はフィルタ11〜1nによって夫々ノイズ成
分が除去されて基本波成分の信号にされ、サンプルホー
ルド回路21〜2nによって夫々一定周期のサンプル値とし
て記憶更新され、マルチプレクサ３によって時分割的に
A/D変換器４に取り込まれ、ディジタル信号に変換され
てコンピュータ５のメモリ等に格納され、このメモリデ
ータを使って各種保護演算が行われる。
このディジタル形保護継電器の１つの機能として、電
圧又は電流の周波数過不足を判定する周波数保護演算機
能のがある。この周波数過不足演算には、電圧又は電流
のサンプリングデータ列の零クロス点を求め、この零ク
ロス点から次の零クロス点までの時間を求め、この時間
データから周波数の過不足を判定するようにしている。
圧又は電流の周波数過不足を判定する周波数保護演算機
能のがある。この周波数過不足演算には、電圧又は電流
のサンプリングデータ列の零クロス点を求め、この零ク
ロス点から次の零クロス点までの時間を求め、この時間
データから周波数の過不足を判定するようにしている。
D.発明が解決しようとする課題 従来の周波数保護演算には、２つの零クロス点を求め
ることから入力波形に対して少なくともその半波期間の
動作遅れを伴う。また、精度を高めるにはサンプリング
間隔を密にする必要があるし、桁数の大きい計数演算手
段を必要とする。
ることから入力波形に対して少なくともその半波期間の
動作遅れを伴う。また、精度を高めるにはサンプリング
間隔を密にする必要があるし、桁数の大きい計数演算手
段を必要とする。
本発明の目的は、応答性を高めながら演算を簡単にす
るディジタル形周波数継電器を提供するにある。
るディジタル形周波数継電器を提供するにある。
E.課題を解決するための手段と作用 本発明は、上記目的を達成するため、正弦波入力信号
をサンプリング間隔τ（サンプリング周波数fS）でサン
プリングし、A/D変換したサンプリングデータ列Vn,
Vn-1,Vn-2,Vn-4から次式 に従って求めた値B/Aと、次式の設定値Ｃ Ｃ＝4cos2（２πｆθ/fS） との大小比較によって前記入力信号の周波数ｆθの過不
足を求め、サンプリングデータの数サンプルから周波数
過不足及びその程度を求める。
をサンプリング間隔τ（サンプリング周波数fS）でサン
プリングし、A/D変換したサンプリングデータ列Vn,
Vn-1,Vn-2,Vn-4から次式 に従って求めた値B/Aと、次式の設定値Ｃ Ｃ＝4cos2（２πｆθ/fS） との大小比較によって前記入力信号の周波数ｆθの過不
足を求め、サンプリングデータの数サンプルから周波数
過不足及びその程度を求める。
F.実施例 第１図は本発明の一実施例を示す周波数演算ブロック
図である。同図は第４図中のコンピュータ５等のディジ
タル演算手段の周波数演算ブロックを示し、演算データ
の入力回路は従来と同様に入力信号のサンプリングとA/
D変換による。
図である。同図は第４図中のコンピュータ５等のディジ
タル演算手段の周波数演算ブロックを示し、演算データ
の入力回路は従来と同様に入力信号のサンプリングとA/
D変換による。
入力信号のサンプリングデータを現時点のデータVnに
対してサンプリング間隔τを有して１〜４サンプル前の
データを夫々Vn-1,Vn-2,Vn-3,Vn-4とすると、演算部１
は を求め、設定部３は整定値ｆθ（Hz）から Ｃ＝4cos2（２πｆθ/fS） を求めておく。ここで、ｆθは系統によって予め定めら
れた値で、例えば50Hz系統では需要家が設定する最低補
償値として48Hzに設定される。又、fSはサンプリング周
波数で50Hz系統の場合には fS＝50×12＝600Hz に設定されている。従って、Ｃの値は１回演算を行えば
常に一定の値となる。
対してサンプリング間隔τを有して１〜４サンプル前の
データを夫々Vn-1,Vn-2,Vn-3,Vn-4とすると、演算部１
は を求め、設定部３は整定値ｆθ（Hz）から Ｃ＝4cos2（２πｆθ/fS） を求めておく。ここで、ｆθは系統によって予め定めら
れた値で、例えば50Hz系統では需要家が設定する最低補
償値として48Hzに設定される。又、fSはサンプリング周
波数で50Hz系統の場合には fS＝50×12＝600Hz に設定されている。従って、Ｃの値は１回演算を行えば
常に一定の値となる。
演算部４は信号ＡとＢの比B/Aを求め、判定部５は割
算部４と設定部３で求めた値との比較により周波数の過
不足判定出力を得る。比較部６は入力信号のレベルＶが
所定値VS以上あることを求めておき、この判定出力によ
って判定部５の判定出力を抑止部７によってチェック
し、保護出力の可否を決める。
算部４と設定部３で求めた値との比較により周波数の過
不足判定出力を得る。比較部６は入力信号のレベルＶが
所定値VS以上あることを求めておき、この判定出力によ
って判定部５の判定出力を抑止部７によってチェック
し、保護出力の可否を決める。
上述のブロック構成において、入力信号が正弦波にあ
って現時点のサンプリングデータが Vn＝V sinθ ……（３） とすると、１〜４サンプル前までのサンプリングデータ
は、 Vn-1＝V sin（θ−τ） Vn-2＝V sin（θ−２τ） Vn-3＝V sin（θ−３τ） Vn-4＝V sin（θ−４τ） ……（４） となる。ここで、サンプリング間隔τは τ＝２πf/fS ……（５） となり、入力信号の周波数ｆとサンプリング周波数fSの
比になる。
って現時点のサンプリングデータが Vn＝V sinθ ……（３） とすると、１〜４サンプル前までのサンプリングデータ
は、 Vn-1＝V sin（θ−τ） Vn-2＝V sin（θ−２τ） Vn-3＝V sin（θ−３τ） Vn-4＝V sin（θ−４τ） ……（４） となる。ここで、サンプリング間隔τは τ＝２πf/fS ……（５） となり、入力信号の周波数ｆとサンプリング周波数fSの
比になる。
上記のサンプリングデータから、演算部２の演算結果
Ａは、次の（６）式になる。
Ａは、次の（６）式になる。
一方、演算部１の演算結果Ｂは、次の（７）式にな
る。
る。
従って、割算部４の演算結果B/Aは、次の（８）式に
なる。
なる。
B/A＝V2sin2（２τ）/V2sin2τ/sin2τ＝4sin2τ・cos2τ＝4cos2τ ……（８） 従って、割算部４の演算結果と設定部３の設定値との
大小比較を行うことにより、判定部５には周波数の過不
足の判定を得る。
大小比較を行うことにより、判定部５には周波数の過不
足の判定を得る。
例えば、入力信号が50Hz系の電圧信号とし、サンプリ
ング周波数fS＝600Hzとすると、入力信号の周波数ｆと
サンプリング間隔τとの関係は第２図に示すようになる
し、4cos2τとの関係は第３図に示すようになる。従っ
て、設定値Ｃに対して信号B/Aの大小が周波数の大小に
関係づけられ、周波数50Hzよりも高い周波数又は低い周
波数の判定さらには第３図の特性からどの程度過不足か
を求めることができる。
ング周波数fS＝600Hzとすると、入力信号の周波数ｆと
サンプリング間隔τとの関係は第２図に示すようになる
し、4cos2τとの関係は第３図に示すようになる。従っ
て、設定値Ｃに対して信号B/Aの大小が周波数の大小に
関係づけられ、周波数50Hzよりも高い周波数又は低い周
波数の判定さらには第３図の特性からどの程度過不足か
を求めることができる。
なお、入力信号の周波数ｆが150Hzを越えるときは低
い周波数と誤認されるが、一般の電力系統では20〜80Hz
程度の範囲で検出できれば良く、上述のサンプリング周
波数fSで十分となる。また、整定値をｆθとすると、以
下の演算によって動作判定がなされる。
い周波数と誤認されるが、一般の電力系統では20〜80Hz
程度の範囲で検出できれば良く、上述のサンプリング周
波数fSで十分となる。また、整定値をｆθとすると、以
下の演算によって動作判定がなされる。
B/A≦4cos2（２πｆθ/fS） ……（９） この演算は過周波数の場合で、不足周波数継電器とす
るには不等号の向きを逆にする。
るには不等号の向きを逆にする。
また、Ａの符号は必ず正となるため（９）式のＡを移
項し Ｂ≦4cos2（２πｆθ/fS）＊Ａ ……（10） と判定しても良いことは言うまでもない。（10）式の場
合には除算機能の無いマイクロプロセッサーでも処理可
能である。
項し Ｂ≦4cos2（２πｆθ/fS）＊Ａ ……（10） と判定しても良いことは言うまでもない。（10）式の場
合には除算機能の無いマイクロプロセッサーでも処理可
能である。
G.発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、入力信号の３つのサ
ンプリングデータから周波数過不足とその程度を求める
ことができ、検出には数サンプル期間になって応答性を
高めた検出と保護動作を得ることができるし、演算手段
も複雑になることは無い。また、サンプリング周波数を
高くすることなく、検出精度を高くすることができる。
ンプリングデータから周波数過不足とその程度を求める
ことができ、検出には数サンプル期間になって応答性を
高めた検出と保護動作を得ることができるし、演算手段
も複雑になることは無い。また、サンプリング周波数を
高くすることなく、検出精度を高くすることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す周波数演算ブロック
図、第２図は周波数とサンプリング間隔の関係を示す特
性図、第３図は4cos2τと周波数の関係を示す特性図、
第４図はディジタル形保護継電器の入力回路図である。 １……演算部、２……演算部、３……設定部、４……割
算部、５……判定部、６……比較部、７……抑止部。
図、第２図は周波数とサンプリング間隔の関係を示す特
性図、第３図は4cos2τと周波数の関係を示す特性図、
第４図はディジタル形保護継電器の入力回路図である。 １……演算部、２……演算部、３……設定部、４……割
算部、５……判定部、６……比較部、７……抑止部。
Claims (1)
- 【請求項１】正弦波入力信号をサンプリング間隔τ（サ
ンプリング周波数fS）でサンプリングし、A/D変換した
サンプリングデータ列Vn,Vn-1,Vn-2,Vn-4から次式 に従って求めた値B/Aと、次式の設定値Ｃ Ｃ＝4cos2（２πｆθ/fS） との大小比較によって前記入力信号の周波数ｆθの過不
足を求めることを特徴とするディジタル形周波数継電
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129339A JP2661140B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | ディジタル形周波数継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129339A JP2661140B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | ディジタル形周波数継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298916A JPH01298916A (ja) | 1989-12-01 |
| JP2661140B2 true JP2661140B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=15007161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63129339A Expired - Fee Related JP2661140B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | ディジタル形周波数継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661140B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014013155A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 周波数検出装置及びそれを用いた周波数リレー |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6253515B2 (ja) * | 2014-05-27 | 2017-12-27 | 三菱電機株式会社 | ディジタル保護リレー装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5112167A (ja) * | 1974-07-22 | 1976-01-30 | Tokyo Electric Power Co | Shuhasukenshutsuhoshiki |
| JPS5313962A (en) * | 1976-07-24 | 1978-02-08 | Hitachi Ltd | Frequency detecting method |
| JPS57165765A (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency detection system |
-
1988
- 1988-05-26 JP JP63129339A patent/JP2661140B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014013155A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | 周波数検出装置及びそれを用いた周波数リレー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01298916A (ja) | 1989-12-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |