JP2665759B2 - Digital protection relay - Google Patents

Digital protection relay

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JP2665759B2
JP2665759B2 JP63041310A JP4131088A JP2665759B2 JP 2665759 B2 JP2665759 B2 JP 2665759B2 JP 63041310 A JP63041310 A JP 63041310A JP 4131088 A JP4131088 A JP 4131088A JP 2665759 B2 JP2665759 B2 JP 2665759B2
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好文 大浦
正勝 高橋
和芳 吉田
愿 鈴木
源三郎 小谷
渉 栢森
重夫 藤井
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Tokyo Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Tokyo Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電圧と電流より、抵抗分及びインダクタ
ンス分(又はリアクタンス分)を算出するデジタル保護
継電器に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a digital protection relay for calculating resistance and inductance (or reactance) from voltage and current.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は、例えば1980年11月三菱電機(株)発行の三
菱電機技報(Vol.54・No.11・1980)に示された従来の
デジタル保護継電装置のモー要素の原理図である。図に
示すように、電流ベクトルにインピーダンスを乗じ
たベクトルと電圧ベクトルとの差のベクトル(
−)を求め、この差のベクトル(−)と電圧
ベクトルとの位相差が90゜以内かどうかを判定する。
位相が90゜以内であれば動作域で示した円周内に、電圧
ベクトルが入つたことが判明する。
FIG. 4 is a principle diagram of the Maw element of the conventional digital protection relay shown in, for example, Mitsubishi Electric Technical Report (Vol. 54, No. 11, 1980) issued by Mitsubishi Electric Corporation in November 1980. is there. As shown in the figure, the vector of the difference between the vector obtained by multiplying the current vector by the impedance and the voltage vector (
−) Is determined, and it is determined whether the phase difference between the difference vector (−) and the voltage vector is within 90 °.
If the phase is within 90 °, it is determined that the voltage vector has entered the circumference shown in the operation range.

これを式で示せば、電流と電圧の位相差γ,インピー
ダンスのインピーダンス角度θとして、 すなわち、インピーダンス||/||が||cos(θ
−γ)より小さいとき、円内に有ると判定する。
If this is expressed by an equation, as a phase difference γ between the current and the voltage and an impedance angle θ of the impedance, That is, the impedance || / || is || cos (θ
If it is smaller than −−γ), it is determined to be within the circle.

これをデジタル保護継電装置のアルゴリズムで実現さ
せる手法を次に説明する。
Next, a method for realizing this with the algorithm of the digital protection relay device will be described.

交流電圧V(t)と交流電流i(t)とを同時に、サ
ンプリング間隔Tでサンプリングすることとし、Tを電
気角で30゜相当の時間とする。
The AC voltage V (t) and the AC current i (t) are simultaneously sampled at a sampling interval T, and T is a time corresponding to 30 ° in electrical angle.

交流電流i(t)をθだけ進ませると、 i(t)・ejθ(cosθ)・i(t) −(sinθ)・i(t−3T) となる。2つのベクトルを基準ベクトルVpol(t),演
算ベクトルVop(t)とすれば Vpol(t)=V(t) Vop(t)=||・i(t)・ej θ−V(t) =||・{(cosθ)・i(t) −(sinθ)・i(t−3T)}−V(t) が得られる。2つのベクトルVpol(t)とVop(t)と
が90゜以内である条件は式により求めることができ
る。
When the AC current i (t) is advanced by θ, i (t) · ejθ (cosθ) · i (t) − (sinθ) · i (t−3T). Assuming that the two vectors are a reference vector Vpol (t) and an operation vector Vop (t), Vpol (t) = V (t) Vop (t) = || i (t) e j θ− V (t) = || {(cos θ) · i (t) − (sin θ) · i (t−3T)} − V (t) The condition that the two vectors Vpol (t) and Vop (t) are within 90 ° can be obtained by an equation.

Vpol(t−3T)・Vop(t−3T) +Vpol(t)・Vop(t)>0 以上述べた式,式,式とも、交流電圧、交流電
流の周波数が一定であることが条件になつて成立してい
る。
Vpol (t−3T) · Vop (t−3T) + Vpol (t) · Vop (t)> 0 In all of the above expressions, expressions, and expressions, the condition is that the frequency of the AC voltage and the AC current is constant. It is established.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、最近の電力系統では、ケーブル系統の増加、
力率改善用のスタテイツクコンデンサの増加などで、系
統事故発生時に、送電線のリアクタンスと共振した自由
振動の高周波電流・電圧が発生し、この高調波の次数が
基本波に近くなつて、かつ含有率が非常に大きくなつて
きた。
However, in recent power systems, the increase in cable systems,
When a system fault occurs due to an increase in static capacitors for power factor improvement, etc., high-frequency current and voltage of free oscillation resonating with the reactance of the transmission line occur, and the order of these harmonics becomes close to the fundamental wave, and The content has become very large.

従つて、基本波のみに着目した上記式では、誤差が
非常に大きく、実用に供せない場合が出現してきた。
Therefore, in the above equation focusing only on the fundamental wave, a case has emerged in which the error is very large and cannot be put to practical use.

この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、低次高調波の含有率が多くても、判定が
正確にできるデジタル保護継電器を得ることを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a digital protection relay capable of accurately determining a high-order harmonic content even if the content thereof is large.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明に係るデジタル保護継電器は、電圧と電流の
サンプリング値を用い、交流理論を利用した2元連立方
程式を解くことにより、抵抗分とインダクタンス分(又
はリアクタンス分)を求めるようにしたもので、具体的
には、電力系統の電圧及び電流を、一定周期でサンプリ
ングしてデジタル変換した後、このデジタル変換された
数値に基づいて抵抗分R及びインダクタンスLを演算処
理して得るデジタル保護継電器において、上記サンプリ
ングの周期をT,当該サンプリングの時刻t及びこのサン
プリング時刻tから所定サンプル数lだけ離れた時刻t
−lTのそれぞれにおける上記電圧及び電流をそれぞれV
(t)とV(t−lT)及びi(t)とi(t−lT)、上
記時刻t及び上記時刻t−lTのそれぞれの前後のt±mT
及びt−lT±mT(但しmは正の整数)の時刻のそれぞれ
における上記電流をそれぞれi(t±mT)とi(t−lT
±mT)、上記正の整数mに対応した定数をKmとしたと
き、次式 により、電力系統の抵抗分R及び、インダクタンスL分
を求め、これら値の少なくとも一方が所定値内にあるか
どうかを判定するものであり、また電力系統の電圧及び
電流を、一定周期でサンプリングしてデジタル変換した
後、このデジタル変換された数値に基づいて抵抗分R及
びリアクタンス分ωLを演算処理して得るデジタル保護
継電器において、上記サンプリングの周期をT、当該サ
ンプリングの時刻t及びこのサンプリング時刻tから所
定サンプル数lだけ離れた時刻t−lTのそれぞれにおけ
る上記電圧及び電流をそれぞれv(t)とv(t−lT)
及びi(t)とi(t−lT)、上記t及び上記時刻t−
lTのそれぞれの前後のt±mT及びt−lT±mT(但しmは
正の整数)の時刻のそれぞれにおける上記電流をそれぞ
れi(t±mT)とi(t−lT±mT)、上記正の整数mに
対応した定数をKm、角周波数をωとしたとき、次式 により、電力系統の抵抗分R及びリアクタンス分ωLの
値を求め、これらの値の少なくとも一方が所定値内にあ
るかどうかを判定するものである。
The digital protection relay according to the present invention obtains a resistance component and an inductance component (or a reactance component) by using a sampling value of a voltage and a current and solving a binary simultaneous equation using an AC theory. Specifically, in a digital protection relay obtained by sampling the voltage and current of the power system at a fixed cycle and performing digital conversion, and then calculating and processing the resistance R and the inductance L based on the digitally converted values, The sampling cycle is represented by T, the sampling time t, and the time t separated from the sampling time t by a predetermined number of samples l.
The above voltage and current at each
(T) and V (t-lT), i (t) and i (t-lT), the time t and t ± mT before and after the time t-lT, respectively.
And the current at each of the times t−lT ± mT (where m is a positive integer) is i (t ± mT) and i (t−lT
± mT), where Km is the constant corresponding to the positive integer m, To determine whether at least one of these values is within a predetermined value, and to sample the voltage and current of the power system at regular intervals. After digital conversion, the digital protection relay is obtained by arithmetically processing the resistance R and the reactance ωL based on the digitally converted numerical values. In the digital protection relay, the sampling cycle is T, the sampling time t and the sampling time t The voltage and the current at each of the times t-1T separated by a predetermined number of samples 1 from v are represented by v (t) and v (t-1T), respectively.
, I (t) and i (t−lT), the above t and the above time t−
The current at each of the times t ± mT and t−lT ± mT (where m is a positive integer) before and after each IT is represented by i (t ± mT) and i (t−lT ± mT), respectively. Where Km is the constant corresponding to the integer m and ω is the angular frequency, Thus, the values of the resistance R and the reactance ωL of the power system are obtained, and it is determined whether at least one of these values is within a predetermined value.

〔作用〕[Action]

この発明によるデジタル保護継電器においては、2つ
のサンプリング時刻における回路方程式を、電流の微分
値を必要とする2元連立方程式とし、且つ、サンプリン
グ時刻の前後の時刻における差電流に最適な是数で補正
し複数個加算して求める。その結果、高調波が含まれて
も正確に抵抗値やインダクタンス(又はリアクタンス)
を求めることができる。
In the digital protection relay according to the present invention, the circuit equation at the two sampling times is changed to a binary simultaneous equation requiring a differential value of the current, and the difference current at the time before and after the sampling time is corrected by an optimal number. And then add a plurality of them. As a result, even if harmonics are included, the resistance and inductance (or reactance) can be accurately calculated.
Can be requested.

〔発明の実施例〕(Example of the invention)

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図において、(1)は電力系統、(2)は電圧変成
器、(3)は電流変圧器で、それぞれ電力系統の電圧及
び電流を導入する。(4),(5)は入力変換器で、処
理容易な電圧値を得るもの、(6),(7)はサンプリ
ングホールド回路で、一定周期毎に前記電圧値の瞬時値
を保持するもの、(8)はマルチプレクサで、入力を順
次切替えて、電圧値を次段の(9)に示すアナログ・デ
ジタル変換器に渡すもの、(10)は演算器で、デジタル
化された数値を、(11)に示すメモリーにあらかじめ定
めた演算手法によつて演算処理するものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, (1) is a power system, (2) is a voltage transformer, and (3) is a current transformer, which respectively introduces the voltage and current of the power system. (4) and (5) are input converters for obtaining easily processable voltage values, (6) and (7) are sampling and holding circuits for holding instantaneous values of the voltage values at regular intervals, (8) is a multiplexer which sequentially switches inputs and passes a voltage value to an analog-to-digital converter shown in (9) at the next stage, and (10) is an arithmetic unit which converts a digitized numerical value into (11) ) Is processed by a predetermined calculation method in the memory shown in FIG.

今ここで、抵抗分RとインダクタンスLとが直列にな
つたインピーダンスを仮定し、第2図に示すように電流
iを流すと、その両端に電圧vが得られる。
Here, assuming an impedance in which a resistance component R and an inductance L are connected in series, and a current i flows as shown in FIG. 2, a voltage v is obtained at both ends.

一定周期Tでサンプリングすると、…i(t−2T),i
(t−T),i(t),及び…V(t−2T),V(t−
T),V(t)のデータ列が得られる。
When sampling at a constant period T, i (t−2T), i
(T−T), i (t),... V (t−2T), V (t−
T) and V (t) are obtained.

流れる交流電流を基本波に第n次の高調波が含まれた
ものと仮定すれば、式のように表現できる。
If it is assumed that the flowing alternating current includes the nth harmonic in the fundamental wave, it can be expressed as in the following equation.

ただし I:基本波の実効値 ω:角速度 t:時刻 α:基本波の初期位相 k:高調波の含有率 n:高調波の次数 β:高調波の初期位相 この式の電流が、RとLで構成されたインピーダン
スに流れることによつて、その両端の電圧は時刻tにお
ける回路方程式として式で表現できる。
Where I: the effective value of the fundamental wave ω: angular velocity t: time α: the initial phase of the fundamental wave k: the harmonic content n: the order of the harmonic β: the initial phase of the harmonic The currents in this equation are R and L , The voltage at both ends can be expressed as a circuit equation at time t.

同様に、1サンプリング間隔Tだけ隔つた時刻(t−
T)では 従つて、式と式より、V(t),V(t−T),i
(t),i(t−T),△i(t),△i(t−T)の6
個の値が得られるならば、抵抗分Rおよびインダクタン
ス分Lを求めることができる。
Similarly, the time (t−
T) Therefore, from the formulas and formulas, V (t), V (t−T), i
(T), i (t−T), △ i (t), △ i (t−T)
If these values are obtained, the resistance R and the inductance L can be obtained.

式と式を連立方程式として、行列式で解けば
式,式が得られる。
Equations and equations can be obtained by solving the equations as a simultaneous equation and solving with a determinant.

式は、リアクタンスで表現すると、式で表現でき
る。
An expression can be expressed by an expression when expressed by reactance.

ここで、V(t),V(t−T),i(t),i(t−T)
は、サンプリング値として得られているので、次に、△
i(t),△i(t−T)の求め方を述べる。
Here, V (t), V (t−T), i (t), i (t−T)
Is obtained as a sampling value.
How to determine i (t) and △ i (t−T) will be described.

今、時刻tにおける△i(t)を求める方法として、
時刻t−2T,t−T,t+T,t+2Tの4個の電流値i(t−2
T),i(t−T),i(t+T),i(t+2T)を利用する
例を述べる。
Now, as a method of obtaining △ i (t) at time t,
Four current values i (t−2T, t−2T, t−T, t + T, t + 2T)
An example using T), i (t−T), i (t + T), i (t + 2T) will be described.

数値定数をK1,K2として式を仮定する。An equation is assumed with numerical constants K 1 and K 2 .

式の意味は、時刻tの1サンプル前後の電流値の差
に、数値定数K1を乗じたものと2サンプル前後の電流値
の差に数値定数K2を乗じたものとの和を求めたものであ
る。
Meaning of expression, the difference between the current value of one sample before and after the time t, and calculates the sum of those multiplied by a numeric constant K 1 and those obtained by multiplying the numeric constant K 2 to the difference between the current value of 2 samples before and after Things.

同様に、時刻(t−T)におけるD(t−T)は式
となる。
Similarly, D (t−T) at time (t−T) becomes an equation.

一方、式を微分すると式となる。 On the other hand, differentiating the expression results in the expression.

ここで、式と式とは 2{K1sin(ωТ)+K2sin(2ωТ)}=ω 2{K1sin(nωТ)+K2sin(2nωТ)}=nω の条件が成立すれば、全て等しいことが言える。なお、
定数Kmの導出方法はいくらもあるが、ここでは、その基
本的な考え方を説明する。微分近似式(式)と実際の
微分式()とは、式と式の条件を満たす時に等し
くなる。つまり、式において数値定数K1、K2を式と
式を満たす値とすれば、周波数ωとnωの2種類の周
波数に対して、微分近似式(式)は正確に微分値を導
出することになる。数値定数K1、K2は式を連立方程
式として解を求めればよい。
Here, the formulas and formulas are all given if the condition of 2 {K 1 sin (ωТ) + K 2 sin (2ωТ)} = ω 2 {K 1 sin (nωТ) + K 2 sin (2nωТ)} = nω holds. The same can be said. In addition,
There are many methods for deriving the constant Km. Here, the basic concept will be described. The differential approximation expression (expression) and the actual differential expression () become equal when the condition of the expression and the expression is satisfied. That is, assuming that the numerical constants K1 and K2 in the expression are values satisfying the expression and the expression, the differential approximation expression (expression) accurately derives a differential value for two types of frequencies ω and nω. . The numerical constants K1 and K2 may be obtained by solving the equations using simultaneous equations.

以上の例では、近似式中の項数は二つ(K1とK2の項)
であり、請求項における式中のPの値としては、P=2
となる。本願の微分近似式、ΣKm・{i(t+mT)−i
(t−mT)}における項数Pは全く任意であり、その時
にどの周波数(ω)においても正確な微分値が導出され
るようにする(Kmの値の選択についても任意である)。
このK1,K2を行列式の手法で求めると、式,式とな
る。
In the above example, the number of terms in the approximation formula is two (K1 and K2 terms)
And the value of P in the expression in the claims is P = 2
Becomes The differential approximation formula of the present application, ΣKm · {i (t + mT) −i
The number P of terms in (t−mT)} is completely arbitrary, and an accurate differential value is derived at any frequency (ω) at that time (the selection of the value of Km is also arbitrary).
When these K 1 and K 2 are obtained by a determinant method, the following equations are obtained.

例えば、基本波が50Hz、サンプリング周波数が600Hz
で、第2高調波(n=2)が含まれている場合に、式
を式で置き替えるにはK1,K2の値はそれぞれ、ω=2
π×50, n=2とおいて K1=429.15 K2=−66.39 となり、 D(t)=429.15{i(t+T)−i(t−T)} −66.39{i(t+2T)−i(t−2T)} を計算することにより、di(t)/dtの値が求まる。
For example, the fundamental wave is 50Hz and the sampling frequency is 600Hz
Then, when the second harmonic (n = 2) is included, the values of K 1 and K 2 can be replaced by ω = 2 to replace the expression by the expression.
π × 50, Assuming that n = 2, K 1 = 429.15 K 2 = −66.39, and D (t) = 429.15 {i (t + T) −i (t−T)} − 66.39 {i (t + 2T) −i (t−2T)} Is calculated, the value of di (t) / dt is obtained.

また同様に 式は、 D(t−T)=429.15{i(t)−i(t−2T)} −66.39{i(t+T)−i(t−3T)} で表わされるので、この値を計算すれば の値が求まる。Similarly, the equation is represented by D (t−T) = 429.15 {i (t) −i (t−2T)} − 66.39 {i (t + T) −i (t−3T)}. If you calculate Is obtained.

従つて、式,式は、それぞれ として求めることができ、第2次高調波の含有率kに関
係なく高精度で抵抗分及びインダクタンス分を算出する
ことができる。
Therefore, the formula and the formula are The resistance and the inductance can be calculated with high accuracy regardless of the second harmonic content k.

上記例では、第2高調波が重畳したとき誤差が零とな
るようにK1,K2を選定したが、他の高調波が重畳する場
合は、式のnをその値にし、式との連立方程式を解
いて、K1,K2を最適の値に選定することができる。
In the above example, K 1 and K 2 are selected so that the error becomes zero when the second harmonic is superimposed. However, when other harmonics are superimposed, n of the equation is set to that value, and By solving the simultaneous equations, K 1 and K 2 can be selected to optimal values.

第3図は、第1図の演算器(10)とメモリー(11)と
が式と式を使用して、式のRを求める手法を、処
理フロー図にしたものである。電流値(13)のサンプリ
ング値を使つて、それぞれの差演算(14)を行ない定数
K1とK2を乗算(15)で実施する。それぞれの和演算(1
6)を実施し、乗算(17)を行ない、それぞれの差演算
(18)を実施する。最後に除算(19)を実施すれば、所
望のRが求まる。Lについても同様に式を展開すれば
良い。さらに進めて、含有する高調波次数が場合によつ
て異つて重畳される場合を想定して拡張する方法を述べ
る。
FIG. 3 is a processing flowchart showing a method in which the computing unit (10) and the memory (11) in FIG. Using the sampling value of the current value (13), perform each difference operation (14)
The K 1 and K 2 are performed in multiply (15). Each sum operation (1
6) is performed, multiplication (17) is performed, and each difference operation (18) is performed. Finally, by performing the division (19), a desired R is obtained. The equation may be similarly developed for L. Further, a method of extending the harmonic order will be described on the assumption that the contained harmonic orders are differently superimposed depending on the case.

今、時刻tにおける△i(t)を求める方法として、
時刻t−3T,t−2T,t−T,t+T,t+2T,t+3Tの6個の電流
値より、数値定数をK1,K2,K3として ここで、式と式とは 2{K1sin(ωT)+K2sin(2ωT) +K3sin(3ωT)}=ω 2{K1sin(nωT)+K2sin(2nωT) +K3sin(3nωT)}=nω の条件が成立すれば、全く等しいと言えるが、未知数が
K1,K2,K3と3個あるため、式を第n1次の高調波と、第
n2次の高調波とで成立するとすれば 2{K1sin(n1ωT)+K2sin(2n1ωT) +K3sin(3n1ωT)}=n1ω 2{K1sin(n2ωT)+K2sin(2n2ωT) +K3sin(3n2ωT)}=n2ω が得られ、式,式,式よりK1,K2,K3を求めること
ができる。
Now, as a method of obtaining △ i (t) at time t,
From the six current values at times t−3T, t−2T, t−T, t + T, t + 2T, t + 3T, numerical constants are set as K 1 , K 2 , and K 3. Here, the equations are as follows: 2 {K 1 sin (ωT) + K 2 sin (2ωT) + K 3 sin (3ωT)} = ω 2 {K 1 sin (nωT) + K 2 sin (2nωT) + K 3 sin (3nωT If the condition of} = nω is satisfied, it can be said that they are completely equal.
Since there are three K 1 , K 2 , and K 3 , the equation is expressed as the n 1st harmonic and
Assuming that n holds with the second harmonic, 2 {K 1 sin (n 1 ωT) + K 2 sin (2n 1 ωT) + K 3 sin (3n 1 ωT)} = n 1 ω 2 {K 1 sin (n 2 ωT) + K 2 sin (2n 2 ωT) + K 3 sin (3n 2 ωT)} = n 2 ω, and K 1 , K 2 , and K 3 can be obtained from the equations.

以上の手法を拡張して行けば、含まれる可能性のある
高調波の影響を除去して、電流の微分値を求めることが
可能である。さらに、nは整数でなくてもよく分数調波
であつてもよいことが、式の上からも判定できる。
If the above method is extended, it is possible to obtain the differential value of the current by removing the influence of harmonics that may be included. Further, it can be determined from the equation that n is not an integer and may be a subharmonic.

なお、上記実施例では、式と式で示すように、時
刻tとt−Tとの隣り合つたサンプリング時刻での2元
連立方程式を解くと説明したが、隣り合う必要は無く任
意のサンプリング時間離れた2元連立方程式であつても
良い。
In the above-described embodiment, the simultaneous equations at the sampling times adjacent to each other at the time t and the time t−T are described as being solved by the equations as described above. A distant binary system may be used.

また、上記実施例では、抵抗分Rやインダクタンス分
L(又はリアクタンス分ωL)を計算するとして説明し
たが、メモリー内部にRとL(又はωL)を記憶させて
おいて、計算した結果との大小を判定させるようなこと
も可能であり、さらにRとL(又はωL)より電圧と電
流の位相差も判定させることも可能である。
In the above embodiment, the resistance R and the inductance L (or the reactance ωL) are described as being calculated. However, R and L (or ωL) are stored in the memory, and the calculation results are calculated. It is possible to determine the magnitude, and it is also possible to determine the phase difference between the voltage and the current from R and L (or ωL).

また、上記実施例では、電圧と電流をそれぞれ1量づ
つ導入するとして説明したが電力系統における相と線間
の関係や零相を含む関係などにより得られた電圧と電流
とであつてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
In the above-described embodiment, the voltage and the current are described as being introduced one by one. However, the voltage and the current obtained by the relation between the phase and the line in the power system or the relation including the zero phase may be used. The same effects as those of the above embodiment can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明は、電力系統の電圧及び電流
を、一定周期でサンプリングしてデジタル変換した後、
このデジタル変換された数値に基づいて抵抗分R及びイ
ンダクタンスLを演算処理して得るデジタル保護継電器
において、上記サンプリングの周期をT,当該サンプリン
グの時刻t及びこのサンプリング時刻tから所定サンプ
ル数lだけ離れた時刻t−lTのそれぞれにおける上記電
圧及び電流をそれぞれV(t)とV(t−lT)及びi
(t)とi(t−lT)、上記時刻t及び上記時刻t−lT
のそれぞれの前後のt±mT及びt−lT±mT(但しmは正
の整数)の時刻のそれぞれにおける上記電流をそれぞれ
i(t±mT)とi(t−lT±mT)、上記正の整数mに対
応した定数をKmとしたとき、次式 により、電力系統の以降分R及びインダクタンスL分の
値を求め、これら値の少なくとも一方が所定値内にある
かどうかを判定するようにしたので、又、電力系統の電
圧及び電流を、一定周期でサンプリングしてデジタル変
換した後、このデジタル変換された数値に基づいて抵抗
分R及びリアクタンス分ωLを演算処理して得るデジタ
ル保護継電器において、上記サンプリングの周期をT、
当該サンプリングの時刻t及びこのサンプリング時刻t
から所定サンプル数lだけ離れた時刻t−lTのそれぞれ
における上記電圧及び電流をそれぞれV(t)とV(t
−lT)及びi(t)とi(t−lT)、上記t及び上記時
刻t−lTのそれぞれの前後のt±mT及びt−lT±mT(但
しmは正の整数)の時刻のそれぞれにおける上記電流を
それぞれi(t±mT)とi(t−lT±mT)、上記正の整
数mに対応した定数をKm、角周波数をωとしたとき、次
により、電力系統の抵抗分R及びリアクタンス分ωLの
値を求め、これら値の少なくとも一方が所定値内にある
かどうかを判定するようにしたので、高調波が含まれて
も正確に抵抗値及びインダクタンス(又はリアクタン
ス)を求めることができる。
As described above, according to the present invention, after the voltage and current of the power system are sampled at a fixed cycle and digitally converted,
In the digital protection relay obtained by calculating the resistance R and the inductance L based on the digitally converted numerical values, the sampling cycle is separated by T, the sampling time t, and a predetermined number of samples 1 from the sampling time t. The voltages and currents at the respective times t-1T are represented by V (t), V (t-1T) and i, respectively.
(T) and i (t−lT), the time t and the time t−lT
The currents at t ± mT and t−lT ± mT (where m is a positive integer) before and after i are respectively i (t ± mT) and i (t−lT ± mT), When the constant corresponding to the integer m is Km, The value of the subsequent component R and the value of the inductance L of the power system are determined and whether or not at least one of these values is within a predetermined value is determined. In the digital protection relay obtained by performing arithmetic processing on the resistance R and the reactance ωL based on the digitally converted numerical values after sampling and digital conversion, the sampling cycle is T,
The sampling time t and the sampling time t
The voltage and the current at the respective times t-1T separated by a predetermined number of samples 1 from V are represented by V (t) and V (t), respectively.
−lT), i (t) and i (t−lT), and the time of t ± mT and t−lT ± mT (where m is a positive integer) before and after the time t and the time t−lT, respectively. Where i (t ± mT) and i (t−lT ± mT) are the above currents, Km is a constant corresponding to the positive integer m, and ω is an angular frequency. Thus, the values of the resistance R and the reactance ωL of the power system are determined, and it is determined whether at least one of these values is within a predetermined value. Therefore, even if harmonics are included, the resistance and the resistance can be accurately determined. The inductance (or reactance) can be determined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、この発明の一実施例によるデジタル保護継電
器を示すブロツク図、第2図は、電圧と電流のサンプリ
ング関係を示す図、第3図は、抵抗分を求める処理フロ
ー図、第4図は従来のモー要素の原理図である。 (1)は電力系統、(2)は電圧変成器、(3)は電流
変成器、(4),(5)は入力変換器、(6),(7)
はサンプリングホールド回路、(8)はマルチプレク
サ、(9)はアナログ・デジタル変換器、(10)は演算
器、(11)はメモリーである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a digital protection relay according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a sampling relationship between a voltage and a current, FIG. 3 is a processing flowchart for obtaining a resistance component, and FIG. The figure is a principle diagram of a conventional moh element. (1) is a power system, (2) is a voltage transformer, (3) is a current transformer, (4) and (5) are input converters, (6) and (7).
Is a sampling and holding circuit, (8) is a multiplexer, (9) is an analog / digital converter, (10) is an arithmetic unit, and (11) is a memory. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

フロントページの続き (72)発明者 吉田 和芳 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 鈴木 愿 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番 2号 三菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 小谷 源三郎 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番 2号 三菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 栢森 渉 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番 2号 三菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 藤井 重夫 兵庫県神戸市兵庫区浜山通6丁目1番1 号 三菱電機エンジニアリング株式会社 神戸事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−56123(JP,A) 特開 昭60−39312(JP,A) 特開 昭51−53236(JP,A) 特開 昭62−100125(JP,A)Continuation of the front page (72) Inventor Kazuyoshi Yoshida 1-3-1 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Tokyo Electric Power Company (72) Inventor Nozomi Suzuki 1-1-2 Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation Control Factory (72) Inventor Gensaburo Kotani 1-2-1, Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Corporation Control Factory (72) Inventor Wataru Kayamori Hyogo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture 1-1-2 Tazaki-cho, Mitsubishi Electric Corporation Control Company (72) Inventor Shigeo Fujii 6-1-1, Hamayama-dori, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Pref. Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. Kobe Office (56) References JP JP-A-63-56123 (JP, A) JP-A-60-39312 (JP, A) JP-A-51-53236 (JP, A) JP-A-62-100125 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電力系統の電圧及び電流を、一定周期でサ
ンプリングしてデジタル変換して後、このデジタル変換
された数値に基づいて抵抗分R及びインダクタンス分L
を演算処理して得るデジタル保護継電器において、上記
サンプリングの周期をT、当該サンプリングの時刻t及
びこのサンプリングの時刻tから所定サンプル数1だけ
離れた時刻t−1Tのそれぞれにおける上記電圧及び電流
をそれぞれv(t)とv(t−1T)及びi(t)とi
(t−1T)、上記時刻t及び上記時刻t−1Tのそれぞれ
の前後のt±mT及びt−1T±mT(但しmは正の整数)の
時刻のそれぞれにおける上記電流をそれぞれi(t±m
T)とi(t−1T±mT)、上記正の整数mに対応し、ど
の周波数においても正確な微分値が導出されるように任
意に選択する定数をKm、任意の正の整数をPとしたと
き、次式 により、電力系統の抵抗分R及びインダクタンス分Lの
値を求め、これら値の少なくとも一方が所定値内にある
かどうかを判定することを特徴とするデジタル保護継電
器。
1. A voltage and a current of a power system are sampled at a fixed period and are converted into a digital signal. Then, based on the digitally converted numerical value, a resistance R and an inductance L are determined.
In the digital protection relay obtained by calculating the above, the sampling cycle is T, the sampling time t, and the voltage and current at the time t-1T at a predetermined number of samples 1 away from the sampling time t, respectively. v (t) and v (t-1T) and i (t) and i
(T-1T), the current at each of the time t ± mT and t-1T ± mT (where m is a positive integer) before and after the time t and the time t-1T, respectively, is represented by i (t ± m
T) and i (t−1T ± mT), corresponding to the above positive integer m, Km is a constant arbitrarily selected so that an accurate differential value is derived at any frequency, and P is an arbitrary positive integer. And the following equation A value of the resistance R and the inductance L of the power system, and determining whether at least one of the values is within a predetermined value.
【請求項2】電力系統の電圧及び電流を、一定周期でサ
ンプリングしてデジタル変換した後、このデジタル変換
された数値に基づいて抵抗分R及びリアクタンス分ωL
を演算処理して得るデジタル保護継電器において、上記
サンプリングの周期をT、当該サンプリングの時刻t及
びこのサンプリングの時刻tから所定サンプル数1だけ
離れた時刻t−1Tのそれぞれにおける上記電圧及び電流
をそれぞれv(t)とv(t−1T)及びi(t)とi
(t−1T)、上記時刻t及び上記時刻t−1Tのそれぞれ
の前後のt±mT及びt−1T±mT(但しmは正の整数)の
時刻のそれぞれにおける上記電流をそれぞれi(t±m
T)とi(t−1T±mT)、上記正の整数mに対応し、ど
の周波数においても正確な微分値が導出されるように任
意に選択する定数をKm、任意の正の整数をPとしたと
き、次式 により、電力系統の抵抗分R及びリアクタンス分ωLの
値を求め、これら値の少なくとも一方が所定値内にある
かどうかを判定することを特徴とするデジタル保護継電
器。
2. A method according to claim 1, wherein the voltage and current of the power system are sampled at a constant period and converted into digital data, and the resistance R and the reactance ωL are calculated based on the digitally converted numerical values.
In the digital protection relay obtained by calculating the above, the sampling cycle is T, the sampling time t, and the voltage and current at the time t-1T at a predetermined number of samples 1 away from the sampling time t, respectively. v (t) and v (t-1T) and i (t) and i
(T-1T), the current at each of the time t ± mT and t-1T ± mT (where m is a positive integer) before and after the time t and the time t-1T, respectively, is represented by i (t ± m
T) and i (t−1T ± mT), corresponding to the above positive integer m, Km is a constant arbitrarily selected so that an accurate differential value is derived at any frequency, and P is an arbitrary positive integer. And the following equation A digital protection relay characterized in that a value of a resistance R and a value of a reactance ωL of a power system are obtained, and whether or not at least one of these values is within a predetermined value is determined.
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