JP2866767B2 - 電鉄用交流き電回路故障選択継電器 - Google Patents
電鉄用交流き電回路故障選択継電器Info
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- JP2866767B2 JP2866767B2 JP4215240A JP21524092A JP2866767B2 JP 2866767 B2 JP2866767 B2 JP 2866767B2 JP 4215240 A JP4215240 A JP 4215240A JP 21524092 A JP21524092 A JP 21524092A JP 2866767 B2 JP2866767 B2 JP 2866767B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新幹線などの電鉄用の
交流き電回路の地絡故障や短絡故障などを検出する電鉄
用交流き電回路故障選択継電器に関するものである。
交流き電回路の地絡故障や短絡故障などを検出する電鉄
用交流き電回路故障選択継電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電鉄用交流き電回路故障選択継電
器は、き電電流の変化をスカラー量的に検出して地絡故
障や短絡故障などを検出する構成であった（例えば特公
昭５７−１９６５８号公報参照）。すなわち、現時刻の
き電電流の絶対値と、所定時間前のき電電流の絶対値と
を比較し、その差が設定値以上であれば故障として遮断
指令を出力する構成であった。
器は、き電電流の変化をスカラー量的に検出して地絡故
障や短絡故障などを検出する構成であった（例えば特公
昭５７−１９６５８号公報参照）。すなわち、現時刻の
き電電流の絶対値と、所定時間前のき電電流の絶対値と
を比較し、その差が設定値以上であれば故障として遮断
指令を出力する構成であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、交流回生を行う
車両が導入される傾向にあり、このような車両が回生制
動中にき電回路の故障が発生した場合、回生車両からも
故障点に電流が供給され、き電電流の絶対値の変化が僅
かな場合があり、上記従来の電鉄用交流き電回路故障選
択継電器では故障の検出範囲が狭くなるか、あるいは検
出に多くの時間がかかることが想定される。
車両が導入される傾向にあり、このような車両が回生制
動中にき電回路の故障が発生した場合、回生車両からも
故障点に電流が供給され、き電電流の絶対値の変化が僅
かな場合があり、上記従来の電鉄用交流き電回路故障選
択継電器では故障の検出範囲が狭くなるか、あるいは検
出に多くの時間がかかることが想定される。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みて成されたもの
であり、交流回生を行う車両が回生制動中にき電回路の
故障が発生した場合でも、故障を迅速かつ確実に検出で
きる電鉄用交流き電回路故障選択継電器を提供すること
を目的とする。
であり、交流回生を行う車両が回生制動中にき電回路の
故障が発生した場合でも、故障を迅速かつ確実に検出で
きる電鉄用交流き電回路故障選択継電器を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電鉄
用交流き電回路のき電電流の電流値を一周期より短い時
間毎にサンプリングして記憶するサンプルホールド手段
と、前記サンプルホールド手段により記憶された電流値
に基き、前記き電電流の互いに直交する２成分それぞれ
について、基本波電流成分と高調波電流成分に分けて一
定時間毎に演算してそれぞれ記憶する成分総和演算記憶
手段と、成分総和演算記憶手段で求められた基本波電流
成分と高調波電流成分とを用いて基本波電流成分を高調
波電流成分で抑制するための係数を求める係数演算手段
と、前記成分総和演算記憶手段に記憶されている最新の
直交する２成分それぞれについての基本波電流分の総和
と、それ以前の対応する基本波電流成分の総和の差を求
めると共に、求めた差の電流値と前記係数演算手段が求
めた係数の積の２乗の値を直交する各成分について演算
し、加算する絶対値演算手段と、前記絶対値演算手段に
よる演算値と所定値とを比較して、演算値が所定値以上
であれば前記電鉄用交流き電回路を遮断させるための遮
断指令を出力する遮断指令出力手段とを備えたことを特
徴としている。請求項２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記高調波電流成分が第３高調波電流成分である
ことを特徴としている。
用交流き電回路のき電電流の電流値を一周期より短い時
間毎にサンプリングして記憶するサンプルホールド手段
と、前記サンプルホールド手段により記憶された電流値
に基き、前記き電電流の互いに直交する２成分それぞれ
について、基本波電流成分と高調波電流成分に分けて一
定時間毎に演算してそれぞれ記憶する成分総和演算記憶
手段と、成分総和演算記憶手段で求められた基本波電流
成分と高調波電流成分とを用いて基本波電流成分を高調
波電流成分で抑制するための係数を求める係数演算手段
と、前記成分総和演算記憶手段に記憶されている最新の
直交する２成分それぞれについての基本波電流分の総和
と、それ以前の対応する基本波電流成分の総和の差を求
めると共に、求めた差の電流値と前記係数演算手段が求
めた係数の積の２乗の値を直交する各成分について演算
し、加算する絶対値演算手段と、前記絶対値演算手段に
よる演算値と所定値とを比較して、演算値が所定値以上
であれば前記電鉄用交流き電回路を遮断させるための遮
断指令を出力する遮断指令出力手段とを備えたことを特
徴としている。請求項２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記高調波電流成分が第３高調波電流成分である
ことを特徴としている。
【０００６】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記成分総和演算記憶手段が演算するき電電
流の互いに直交する２成分の総和は一周期にわたるもの
であることを特徴としている。
において、前記成分総和演算記憶手段が演算するき電電
流の互いに直交する２成分の総和は一周期にわたるもの
であることを特徴としている。
【０００７】
【作用】請求項１の発明において、サンプルホールド手
段は、電鉄用交流き電回路のき電電流の電流値を一周期
よりも短い時間毎にサンプリングして記憶する。成分総
和演算記憶手段は、サンプルホールド手段により記憶さ
れた電流値に基づいて、き電電流の互いに直交する２成
分それぞれの所定周期にわたる総和を、一定時間毎に演
算してそれぞれ記憶する。絶対値演算手段は、成分総和
演算記憶手段に記憶されている最新の各成分の総和とそ
れ以前の各成分の総和との差をそれぞれ演算し、各成分
の総和の差をそれぞれ２乗して加算する。遮断指令出力
手段は、絶対値演算手段による演算値と所定値とを比較
して、演算値が所定値以上であれば電鉄用交流き電回路
を遮断させるための遮断指令を出力する。
段は、電鉄用交流き電回路のき電電流の電流値を一周期
よりも短い時間毎にサンプリングして記憶する。成分総
和演算記憶手段は、サンプルホールド手段により記憶さ
れた電流値に基づいて、き電電流の互いに直交する２成
分それぞれの所定周期にわたる総和を、一定時間毎に演
算してそれぞれ記憶する。絶対値演算手段は、成分総和
演算記憶手段に記憶されている最新の各成分の総和とそ
れ以前の各成分の総和との差をそれぞれ演算し、各成分
の総和の差をそれぞれ２乗して加算する。遮断指令出力
手段は、絶対値演算手段による演算値と所定値とを比較
して、演算値が所定値以上であれば電鉄用交流き電回路
を遮断させるための遮断指令を出力する。
【０００８】請求項２の発明においては、き電電流の基
本波成分を第３高調波で抑制する。
本波成分を第３高調波で抑制する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例における電鉄用交流
き電回路故障選択継電器の構成図で、この電鉄用交流き
電回路故障選択継電器は、検出変成器１，２と、検出変
流器３，４と、低域通過フィルタ５〜８と、サンプル・
ホールド回路９〜１２と、マルチプレクサ１３と、アナ
ログ・ディジタル変換回路１４と、ＣＰＵ（中央処理装
置）１５と、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）
１６と、リレー部１７と、表示部１８と、設定部１９と
を備えている。検出変成器１は、第１のき電回路のき電
電圧を検出してそれに比例した電圧を出力する。検出変
成器２は、第２のき電回路のき電電圧を検出してそれに
比例した電圧を出力する。検出変流器３は、第１のき電
回路のき電電流を検出してそれに比例した電圧を出力す
る。検出変流器４は、第２のき電回路のき電電流を検出
してそれに比例した電圧を出力する。低域通過フィルタ
５は、検出変成器１の出力の高次の周波数成分を除去す
る。低域通過フィルタ６は、検出変流器３の出力の高次
の周波数成分を除去する。低域通過フィルタ７は、検出
変成器２の出力の高次の周波数成分を除去する。低域通
過フィルタ８は、検出変流器４の出力の高次の周波数成
分を除去する。サンプル・ホールド回路９は、低域通過
フィルタ５の出力を、１サイクルで１２回の割合となる
ような一定時間毎にサンプリングし、それを次のサンプ
リングまで保持する。サンプル・ホールド回路１０は、
低域通過フィルタ６の出力を、１サイクルで１２回の割
合となるような一定時間毎にサンプリングし、それを次
のサンプリングまで保持する。サンプル・ホールド回路
１１は、低域通過フィルタ７の出力を、１サイクルで１
２回の割合となるような一定時間毎にサンプリングし、
それを次のサンプリングまで保持する。サンプル・ホー
ルド回路１２は、低域通過フィルタ８の出力を、１サイ
クルで１２回の割合となるような一定時間毎にサンプリ
ングし、それを次のサンプリングまで保持する。マルチ
プレクサ１３は、サンプル・ホールド回路９〜１２の出
力を、サンプル・ホールド回路９〜１２によるサンプリ
ング周波数の４倍の周波数に対応する所定時間毎に切り
換えて順次アナログ・ディジタル変換回路１４に供給す
る。アナログ・ディジタル変換回路１４は、マルチプレ
クサ１３からのアナログ信号をディジタル信号に変換す
る。ＣＰＵ１５は、アナログ・ディジタル変換回路１４
からのデータを、予め格納されているプログラムに基づ
いて演算処理し、第１および第２のき電回路の故障など
を検出する。ＤＳＰ１６は、ＣＰＵ１５からの指示に基
づいて、時間のかかる演算を高速に処理し、ＣＰＵ１５
を補助する。リレー部１７は、ＣＰＵ１５からの指示に
基づいて、例えば第１あるいは第２のき電回路を開路す
る遮断器などを作動させる。表示部１８は、ＣＰＵ１５
からの指示に基づいて、各種の設定値やリレー部１７の
動作状況などを表示する。設定部１９は、例えば複数の
ディジタルスイッチなどにより構成されており、オペレ
ータが故障検出などのための各種設定値などを設定する
ためのものである。
説明する。図１は本発明の一実施例における電鉄用交流
き電回路故障選択継電器の構成図で、この電鉄用交流き
電回路故障選択継電器は、検出変成器１，２と、検出変
流器３，４と、低域通過フィルタ５〜８と、サンプル・
ホールド回路９〜１２と、マルチプレクサ１３と、アナ
ログ・ディジタル変換回路１４と、ＣＰＵ（中央処理装
置）１５と、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）
１６と、リレー部１７と、表示部１８と、設定部１９と
を備えている。検出変成器１は、第１のき電回路のき電
電圧を検出してそれに比例した電圧を出力する。検出変
成器２は、第２のき電回路のき電電圧を検出してそれに
比例した電圧を出力する。検出変流器３は、第１のき電
回路のき電電流を検出してそれに比例した電圧を出力す
る。検出変流器４は、第２のき電回路のき電電流を検出
してそれに比例した電圧を出力する。低域通過フィルタ
５は、検出変成器１の出力の高次の周波数成分を除去す
る。低域通過フィルタ６は、検出変流器３の出力の高次
の周波数成分を除去する。低域通過フィルタ７は、検出
変成器２の出力の高次の周波数成分を除去する。低域通
過フィルタ８は、検出変流器４の出力の高次の周波数成
分を除去する。サンプル・ホールド回路９は、低域通過
フィルタ５の出力を、１サイクルで１２回の割合となる
ような一定時間毎にサンプリングし、それを次のサンプ
リングまで保持する。サンプル・ホールド回路１０は、
低域通過フィルタ６の出力を、１サイクルで１２回の割
合となるような一定時間毎にサンプリングし、それを次
のサンプリングまで保持する。サンプル・ホールド回路
１１は、低域通過フィルタ７の出力を、１サイクルで１
２回の割合となるような一定時間毎にサンプリングし、
それを次のサンプリングまで保持する。サンプル・ホー
ルド回路１２は、低域通過フィルタ８の出力を、１サイ
クルで１２回の割合となるような一定時間毎にサンプリ
ングし、それを次のサンプリングまで保持する。マルチ
プレクサ１３は、サンプル・ホールド回路９〜１２の出
力を、サンプル・ホールド回路９〜１２によるサンプリ
ング周波数の４倍の周波数に対応する所定時間毎に切り
換えて順次アナログ・ディジタル変換回路１４に供給す
る。アナログ・ディジタル変換回路１４は、マルチプレ
クサ１３からのアナログ信号をディジタル信号に変換す
る。ＣＰＵ１５は、アナログ・ディジタル変換回路１４
からのデータを、予め格納されているプログラムに基づ
いて演算処理し、第１および第２のき電回路の故障など
を検出する。ＤＳＰ１６は、ＣＰＵ１５からの指示に基
づいて、時間のかかる演算を高速に処理し、ＣＰＵ１５
を補助する。リレー部１７は、ＣＰＵ１５からの指示に
基づいて、例えば第１あるいは第２のき電回路を開路す
る遮断器などを作動させる。表示部１８は、ＣＰＵ１５
からの指示に基づいて、各種の設定値やリレー部１７の
動作状況などを表示する。設定部１９は、例えば複数の
ディジタルスイッチなどにより構成されており、オペレ
ータが故障検出などのための各種設定値などを設定する
ためのものである。
【００１０】次に上記電鉄用交流き電回路故障選択継電
器の動作について、図２のフローチャートを参照しなが
ら説明する。第１および第２のき電回路のき電電圧およ
びき電電流に比例したアナログ信号は、低域通過フィル
タ５〜８により高次の周波数成分を除去され、サンプル
・ホールド回路９〜１２によりサンプリングされて保持
され、マルチプレクサ１３により順次選択され、アナロ
グ・ディジタル変換回路１４によりディジタル信号に変
換されて、ＣＰＵ１５にデータとして供給される。ＣＰ
Ｕ１５は、マルチプレクサ１３による切換の周期と同じ
時間間隔毎にアナログ・ディジタル変換回路１４からの
データＥi ，Ｉi を取り込み、図外のメモリに格納する
（ステップＳ１）。次にメモリから例えば第１のき電回
路に関する電圧データＥiと、電流データＩi とを最近
の１サイクル分読み出す（ステップＳ２）。次に１サイ
クル分の電圧データＥi および電流データＩi をＤＳＰ
１６に供給し、下記数１に示す積和演算を行わせる（ス
テップＳ３）。数１中の（１）式のＥ１ａｔは所定周期
（基本波の１サイクル間）における電圧の基本成分の正
弦分、数１中の（２）式のＥ１ｂｔは所定周期（基本波
の１サイクル間）における電圧の基本成分の余弦分、数
１中の（３）式のＩ１ａｔは所定周期（基本波の１サイ
クル間）における電流の基本成分の正弦分、数１中の
（４）式のＩ１ｂｔは所定周期（基本波の１サイクル
間）における電流の基本成分の余弦分、数１中の（５）
式のＩ２ａｔは所定周期（基本波の１サイクル間）にお
ける電流の第２高調波成分の正弦分、数１中の（６）式
のＩ２ｂｔは所定周期（基本波の１サイクル間）におけ
る電流の第２高調波成分の余弦分、数１中の（７）式の
Ｉ３ａｔは所定周期（基本波の１サイクル間）における
電流の第３高調波成分の正弦分、数１中の（８）式のＩ
３ｂｔは所定周期（基本波の１サイクル間）における電
流の第３高調波成分の余弦分である。次にＤＳＰ１６
は、下記数１の演算結果を利用して下記数２の演算を行
い（ステップＳ４）、さらに下記数１および数２の演算
結果を利用して下記数３および数４の演算を行い（ステ
ップＳ５およびＳ６）、さらに下記数４の演算結果を利
用して下記数５の演算を行う（ステップＳ７）。なお下
記数３において、ＩＹは第３高調波電流成分による抑制
演算結果後の基本波電流である。また下記数４におい
て、Ｉ1at ’, Ｉ1bt ’は５サイクル前のＩ1at , Ｉ
1bt の値であり、メモリに記憶されている。また下記数
３および数４におけるＫ3 の値として、本実施例では３
を用いている。
器の動作について、図２のフローチャートを参照しなが
ら説明する。第１および第２のき電回路のき電電圧およ
びき電電流に比例したアナログ信号は、低域通過フィル
タ５〜８により高次の周波数成分を除去され、サンプル
・ホールド回路９〜１２によりサンプリングされて保持
され、マルチプレクサ１３により順次選択され、アナロ
グ・ディジタル変換回路１４によりディジタル信号に変
換されて、ＣＰＵ１５にデータとして供給される。ＣＰ
Ｕ１５は、マルチプレクサ１３による切換の周期と同じ
時間間隔毎にアナログ・ディジタル変換回路１４からの
データＥi ，Ｉi を取り込み、図外のメモリに格納する
（ステップＳ１）。次にメモリから例えば第１のき電回
路に関する電圧データＥiと、電流データＩi とを最近
の１サイクル分読み出す（ステップＳ２）。次に１サイ
クル分の電圧データＥi および電流データＩi をＤＳＰ
１６に供給し、下記数１に示す積和演算を行わせる（ス
テップＳ３）。数１中の（１）式のＥ１ａｔは所定周期
（基本波の１サイクル間）における電圧の基本成分の正
弦分、数１中の（２）式のＥ１ｂｔは所定周期（基本波
の１サイクル間）における電圧の基本成分の余弦分、数
１中の（３）式のＩ１ａｔは所定周期（基本波の１サイ
クル間）における電流の基本成分の正弦分、数１中の
（４）式のＩ１ｂｔは所定周期（基本波の１サイクル
間）における電流の基本成分の余弦分、数１中の（５）
式のＩ２ａｔは所定周期（基本波の１サイクル間）にお
ける電流の第２高調波成分の正弦分、数１中の（６）式
のＩ２ｂｔは所定周期（基本波の１サイクル間）におけ
る電流の第２高調波成分の余弦分、数１中の（７）式の
Ｉ３ａｔは所定周期（基本波の１サイクル間）における
電流の第３高調波成分の正弦分、数１中の（８）式のＩ
３ｂｔは所定周期（基本波の１サイクル間）における電
流の第３高調波成分の余弦分である。次にＤＳＰ１６
は、下記数１の演算結果を利用して下記数２の演算を行
い（ステップＳ４）、さらに下記数１および数２の演算
結果を利用して下記数３および数４の演算を行い（ステ
ップＳ５およびＳ６）、さらに下記数４の演算結果を利
用して下記数５の演算を行う（ステップＳ７）。なお下
記数３において、ＩＹは第３高調波電流成分による抑制
演算結果後の基本波電流である。また下記数４におい
て、Ｉ1at ’, Ｉ1bt ’は５サイクル前のＩ1at , Ｉ
1bt の値であり、メモリに記憶されている。また下記数
３および数４におけるＫ3 の値として、本実施例では３
を用いている。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】
【数４】
【００１５】
【数５】 但し、数２中（９）式のＥ１は所定周期（基本波の１サ
イクル間）における電圧の基本成分の実効値、（１０）
式のＩ１は所定周期（基本波の１サイクル間）における
電流の基本成分の実効値、（１１）式のＩ２は所定周期
（基本波の１サイクル間）における電流の第２高調波成
分の実効値、（１２）式のＩ３は所定周期（基本波の１
サイクル間）における電流の第３高調波成分の実効値で
ある。また、数３中（１３）式のＩＹａは所定周期（基
本波の１サイクル間）における第３高調波成分で抑制し
た電流の基本波分の正弦分、（１４）式のＩＹｂは所定
周期（基本波の１サイクル間）における第３高調波成分
で抑制した電流の基本波分の余弦分である。数３の（１
３）、（１４）式中の（１−Ｋ3・Ｉ3／Ｉ1）は基本波
電流成分Ｉ1を高調波電流成分Ｉ3で抑制する係数であ
る。従って、この（１３）、（１４）式の演算を行うの
が係数演算手段である。更に、数４中（１６）式のΔＩ
ａは所定周期（基本波の１サイクル間）における第３高
調波分で抑制した電流の基本成分で５サイクル前との差
を取った時の電流変化分の正弦分、（１７）式のΔＩｂ
は所定周期（基本波の１サイクル間）における第３高調
波分で抑制した電流の基本成分で５サイクル前との差を
取った時の電流変化分の正弦分、（１８）式のＸは所定
周期（基本波の１サイクル間）における基本波分のリア
クタンス値である。（１６）、（１７）式の被乗数の項
（Ｉ1at―Ｉ1at’）、（Ｉ1bt―Ｉ1bt’）は最新の直交
する２成分の基本波電流成分の総和Ｉ1at、Ｉ1btと過去
の基本波電流成分の総和Ｉ1at’、Ｉ1bt’との差であ
り、乗数の項（１−Ｋ3・Ｉ3／Ｉ1）は前述した係数演
算手段が求めた係数である。従って、（１６）、（１
７）式演算を行い、その結果を用いて（１９）式に示す
ように直交２成分の加算を行うのが絶対値演算手段であ
る。
イクル間）における電圧の基本成分の実効値、（１０）
式のＩ１は所定周期（基本波の１サイクル間）における
電流の基本成分の実効値、（１１）式のＩ２は所定周期
（基本波の１サイクル間）における電流の第２高調波成
分の実効値、（１２）式のＩ３は所定周期（基本波の１
サイクル間）における電流の第３高調波成分の実効値で
ある。また、数３中（１３）式のＩＹａは所定周期（基
本波の１サイクル間）における第３高調波成分で抑制し
た電流の基本波分の正弦分、（１４）式のＩＹｂは所定
周期（基本波の１サイクル間）における第３高調波成分
で抑制した電流の基本波分の余弦分である。数３の（１
３）、（１４）式中の（１−Ｋ3・Ｉ3／Ｉ1）は基本波
電流成分Ｉ1を高調波電流成分Ｉ3で抑制する係数であ
る。従って、この（１３）、（１４）式の演算を行うの
が係数演算手段である。更に、数４中（１６）式のΔＩ
ａは所定周期（基本波の１サイクル間）における第３高
調波分で抑制した電流の基本成分で５サイクル前との差
を取った時の電流変化分の正弦分、（１７）式のΔＩｂ
は所定周期（基本波の１サイクル間）における第３高調
波分で抑制した電流の基本成分で５サイクル前との差を
取った時の電流変化分の正弦分、（１８）式のＸは所定
周期（基本波の１サイクル間）における基本波分のリア
クタンス値である。（１６）、（１７）式の被乗数の項
（Ｉ1at―Ｉ1at’）、（Ｉ1bt―Ｉ1bt’）は最新の直交
する２成分の基本波電流成分の総和Ｉ1at、Ｉ1btと過去
の基本波電流成分の総和Ｉ1at’、Ｉ1bt’との差であ
り、乗数の項（１−Ｋ3・Ｉ3／Ｉ1）は前述した係数演
算手段が求めた係数である。従って、（１６）、（１
７）式演算を行い、その結果を用いて（１９）式に示す
ように直交２成分の加算を行うのが絶対値演算手段であ
る。
【００１６】ＣＰＵ１５は、上記数４の演算結果Ｘが設
定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ８）。こ
れはき電回路の長さ方向に対して必要以上に保護範囲を
広くして不要動作が発生するのを防止するためのいわゆ
るＸリレーブラインドであり、Ｘが設定値以下であれ
ば、上記数２で演算した演算結果Ｉ1 とＩ2 との比Ｋ2
が設定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ
９）。これは無負荷変圧器の励磁突入電流に対するいわ
ゆる第２高調波による動作ロックであり、Ｋ2 が設定値
以上でなければ、１サイクル分の電流データＩi 中に所
定の最小値以上のものがあるか否かを判断する（ステッ
プＳ１０）。これはいわゆる最小電流検出であり、Ｉi
中に最小値以上のものがあれば、上記数５で演算した
（ΔＩ）2 が設定値以上であるか否かを判断する（ステ
ップＳ１１）。これが本発明の要旨部分であり、第３高
調波で抑制した電流の増加分のベクトル量の絶対値に対
応する（ΔＩ）2 が設定値を越えていれば、このステッ
プに到達したのが３回目であるか否かを判断する（ステ
ップＳ１２）。すなわち半サイクル毎の検査で３回連続
して故障を検出すれば、第１のき電回路に故障が発生し
たものと判断して、リレー部１７の所定部分を作動させ
て第１のき電回路の遮断器をトリップさせると共に、表
示部１８にその旨を表示させる（ステップＳ１３）。こ
れにより第１のき電回路が遮断され、故障による自己の
拡大を未然に防止できる。
定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ８）。こ
れはき電回路の長さ方向に対して必要以上に保護範囲を
広くして不要動作が発生するのを防止するためのいわゆ
るＸリレーブラインドであり、Ｘが設定値以下であれ
ば、上記数２で演算した演算結果Ｉ1 とＩ2 との比Ｋ2
が設定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ
９）。これは無負荷変圧器の励磁突入電流に対するいわ
ゆる第２高調波による動作ロックであり、Ｋ2 が設定値
以上でなければ、１サイクル分の電流データＩi 中に所
定の最小値以上のものがあるか否かを判断する（ステッ
プＳ１０）。これはいわゆる最小電流検出であり、Ｉi
中に最小値以上のものがあれば、上記数５で演算した
（ΔＩ）2 が設定値以上であるか否かを判断する（ステ
ップＳ１１）。これが本発明の要旨部分であり、第３高
調波で抑制した電流の増加分のベクトル量の絶対値に対
応する（ΔＩ）2 が設定値を越えていれば、このステッ
プに到達したのが３回目であるか否かを判断する（ステ
ップＳ１２）。すなわち半サイクル毎の検査で３回連続
して故障を検出すれば、第１のき電回路に故障が発生し
たものと判断して、リレー部１７の所定部分を作動させ
て第１のき電回路の遮断器をトリップさせると共に、表
示部１８にその旨を表示させる（ステップＳ１３）。こ
れにより第１のき電回路が遮断され、故障による自己の
拡大を未然に防止できる。
【００１７】次にＣＰＵ１５は、１サイクル分の電流デ
ータＩi 中に所定の最大値以上のものがあるか否かを判
断する（ステップＳ１４）。これはいわゆる最大電流検
出である。電流データＩi 中に所定の最大値以上のもの
がなければ、上記数３で演算した演算結果ＩＹが設定値
以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。これ
はいわゆる過電流判定であり、第３高調波で抑制した電
流ＩＹが設定値以上であれば、このステップに到達した
のが１０回目であるか否かを判断する（ステップＳ１
６）。すなわち半サイクル毎の検査で１０回連続して過
電流を検出すれば、第１のき電回路に過電流が発生した
ものと判断して、リレー部１７の所定部分を作動させて
所要の処理を行わせると共に、表示部１８にその旨を表
示させ（ステップＳ１７）、ステップＳ１に戻る。
ータＩi 中に所定の最大値以上のものがあるか否かを判
断する（ステップＳ１４）。これはいわゆる最大電流検
出である。電流データＩi 中に所定の最大値以上のもの
がなければ、上記数３で演算した演算結果ＩＹが設定値
以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。これ
はいわゆる過電流判定であり、第３高調波で抑制した電
流ＩＹが設定値以上であれば、このステップに到達した
のが１０回目であるか否かを判断する（ステップＳ１
６）。すなわち半サイクル毎の検査で１０回連続して過
電流を検出すれば、第１のき電回路に過電流が発生した
ものと判断して、リレー部１７の所定部分を作動させて
所要の処理を行わせると共に、表示部１８にその旨を表
示させ（ステップＳ１７）、ステップＳ１に戻る。
【００１８】ステップＳ１６においてこのステップに到
達したのが１０回目でないと判断すれば、ステップＳ１
に戻る。またステップＳ１５においてＩＹが設定値以上
でないと判断すれば、ステップＳ１に戻る。またステッ
プＳ１４においてＩi 中に所定の最大値以上のものがあ
ると判断すれば、ステップＳ１７に進む。またステップ
Ｓ１２においてこのステップに到達したのが３回目でな
いと判断すれば、ステップＳ１４に進む。またステップ
Ｓ１１において（ΔＩ）2 が設定値以上でないと判断す
れば、ステップＳ１４に進む。またステップＳ１０にお
いてＩi 中に所定の最小値以上のものがないと判断すれ
ば、ステップＳ１に戻る。またステップＳ９においてＫ
2 が設定値以上であると判断すれば、ステップＳ１に戻
る。またステップＳ８においてＸが設定値以下でないと
判断すれば、ステップＳ１に戻る。
達したのが１０回目でないと判断すれば、ステップＳ１
に戻る。またステップＳ１５においてＩＹが設定値以上
でないと判断すれば、ステップＳ１に戻る。またステッ
プＳ１４においてＩi 中に所定の最大値以上のものがあ
ると判断すれば、ステップＳ１７に進む。またステップ
Ｓ１２においてこのステップに到達したのが３回目でな
いと判断すれば、ステップＳ１４に進む。またステップ
Ｓ１１において（ΔＩ）2 が設定値以上でないと判断す
れば、ステップＳ１４に進む。またステップＳ１０にお
いてＩi 中に所定の最小値以上のものがないと判断すれ
ば、ステップＳ１に戻る。またステップＳ９においてＫ
2 が設定値以上であると判断すれば、ステップＳ１に戻
る。またステップＳ８においてＸが設定値以下でないと
判断すれば、ステップＳ１に戻る。
【００１９】なお、以上の説明では第１のき電回路につ
いての故障検出などの動作だけを説明したが、実際には
第１のき電回路についての故障などの検出と第２のき電
回路についての故障などの検出とが、１サイクルについ
て各々２回の割合で交互に行われる。また、ＤＳＰ１６
による演算速度にも限界があるので、実際には、１サイ
クルについて各々１２回の割合で行うデータの取り込み
はＣＰＵ１５の割り込み処理により実行し、故障検出な
どは上記のように１サイクルについて各々２回の割合で
実行する。
いての故障検出などの動作だけを説明したが、実際には
第１のき電回路についての故障などの検出と第２のき電
回路についての故障などの検出とが、１サイクルについ
て各々２回の割合で交互に行われる。また、ＤＳＰ１６
による演算速度にも限界があるので、実際には、１サイ
クルについて各々１２回の割合で行うデータの取り込み
はＣＰＵ１５の割り込み処理により実行し、故障検出な
どは上記のように１サイクルについて各々２回の割合で
実行する。
【００２０】このように、回生電流の影響を除いて故障
電流の変化分を求めて、すなわち電鉄用交流き電回路の
き電電流の変化をベクトル量ΔＩとして検出し、そのベ
クトル量の絶対値に対応する（ΔＩ）2 が所定値以上で
あれば電鉄用交流き電回路を遮断させるための遮断指令
を出力するので、交流回生を行う車両が回生制動中にき
電回路の故障が発生した場合でも、故障を良好に検出で
きる。すなわち図３のように、回生制動中にき電回路の
故障が発生し、回生電流ＩB に故障電流Ｉf が重畳した
とすれば、き電電流の変化をスカラー量で表したΔＩS
の絶対値は、下記数６のように、回生電流ＩB と故障電
流Ｉf とのベクトル和ＩO の絶対値と、回生電流ＩB の
絶対値との差であるのに対して、き電電流の変化をベク
トル量で表したΔＩの絶対値は、下記数７のように、回
生電流ＩB と故障電流Ｉf とのベクトル和ＩO と、回生
電流ＩB とのベクトル差の絶対値であり、ΔＩの絶対値
はΔＩS の絶対値よりも大きい。なおＥはき電電圧であ
る。したがって、交流回生を行う車両が回生制動中にき
電回路の故障が発生した場合でも、ΔＩの絶対値を求め
ることで故障を迅速かつ確実に検出できるのである。
電流の変化分を求めて、すなわち電鉄用交流き電回路の
き電電流の変化をベクトル量ΔＩとして検出し、そのベ
クトル量の絶対値に対応する（ΔＩ）2 が所定値以上で
あれば電鉄用交流き電回路を遮断させるための遮断指令
を出力するので、交流回生を行う車両が回生制動中にき
電回路の故障が発生した場合でも、故障を良好に検出で
きる。すなわち図３のように、回生制動中にき電回路の
故障が発生し、回生電流ＩB に故障電流Ｉf が重畳した
とすれば、き電電流の変化をスカラー量で表したΔＩS
の絶対値は、下記数６のように、回生電流ＩB と故障電
流Ｉf とのベクトル和ＩO の絶対値と、回生電流ＩB の
絶対値との差であるのに対して、き電電流の変化をベク
トル量で表したΔＩの絶対値は、下記数７のように、回
生電流ＩB と故障電流Ｉf とのベクトル和ＩO と、回生
電流ＩB とのベクトル差の絶対値であり、ΔＩの絶対値
はΔＩS の絶対値よりも大きい。なおＥはき電電圧であ
る。したがって、交流回生を行う車両が回生制動中にき
電回路の故障が発生した場合でも、ΔＩの絶対値を求め
ることで故障を迅速かつ確実に検出できるのである。
【００２１】
【数６】
【００２２】
【数７】
【００２３】なお上記実施例では、（ΔＩ）2 以外に種
々の不要動作防止条件を用いて故障検出を行い、さらに
過電流検出も行ったが、本発明はこのような構成に限定
されるものではなく、いかなる不要動作防止条件を用い
るかは任意であり、また過電流検出を行うか否かも任意
である。また何回連続して故障を検出したときに故障と
判断するかも任意である。また（ΔＩ）2 からΔＩを求
めてもよい。
々の不要動作防止条件を用いて故障検出を行い、さらに
過電流検出も行ったが、本発明はこのような構成に限定
されるものではなく、いかなる不要動作防止条件を用い
るかは任意であり、また過電流検出を行うか否かも任意
である。また何回連続して故障を検出したときに故障と
判断するかも任意である。また（ΔＩ）2 からΔＩを求
めてもよい。
【００２４】また上記実施例では、上記数３におけるＫ
3 を３としたが、Ｋ3 の値は使用条件により適宜決定す
ればよい。なおＫ3 は第３高調波による抑制率を決定す
る値である。
3 を３としたが、Ｋ3 の値は使用条件により適宜決定す
ればよい。なおＫ3 は第３高調波による抑制率を決定す
る値である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
生電流の影響を除いて故障電流の変化分を求めて、すな
わち電鉄用交流き電回路のき電電流の変化をベクトル量
として検出し、そのベクトル量の絶対値が所定値以上で
あれば電鉄用交流き電回路を遮断させるための遮断指令
を出力する構成としたので、交流回生を行う車両が回生
制動中にき電回路の故障が発生した場合でも、き電電流
の変化を大きく捉えることができ、故障を迅速かつ確実
に検出できる。
生電流の影響を除いて故障電流の変化分を求めて、すな
わち電鉄用交流き電回路のき電電流の変化をベクトル量
として検出し、そのベクトル量の絶対値が所定値以上で
あれば電鉄用交流き電回路を遮断させるための遮断指令
を出力する構成としたので、交流回生を行う車両が回生
制動中にき電回路の故障が発生した場合でも、き電電流
の変化を大きく捉えることができ、故障を迅速かつ確実
に検出できる。
【図１】本発明の一実施例における電鉄用交流き電回路
故障選択継電器の構成図である。
故障選択継電器の構成図である。
【図２】本発明の一実施例における電鉄用交流き電回路
故障選択継電器の動作を説明するフローチャートであ
る。
故障選択継電器の動作を説明するフローチャートであ
る。
【図３】回生制動中にき電回路の故障が発生した場合の
き電電流の変化の説明図である。
き電電流の変化の説明図である。
１，２ 検出変成器 ３，４ 検出変流器 ５〜８ 低域通過フィルタ ９〜１２ サンプル・ホールド回路 １３ マルチプレクサ １４ アナログ・ディジタル変換回路 １５ ＣＰＵ １６ ＤＳＰ １７ リレー部 １８ 表示部 １９ 設定部
フロントページの続き (72)発明者 内田 明 大阪府箕面市瀬川４丁目４番10号 津田 電気計器株式会社内 (72)発明者 北川 哲三 大阪府箕面市瀬川４丁目４番10号 津田 電気計器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−181626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−157220（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−20677（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02H 3/44
Claims (3)
- 【請求項１】 電鉄用交流き電回路のき電電流の電流値
を一周期より短い時間毎にサンプリングして記憶するサ
ンプルホールド手段と、 前記サンプルホールド手段により記憶された電流値に基
き、前記き電電流の互いに直交する２成分それぞれにつ
いて、基本波電流成分と高調波電流成分に分けて一定時
間毎に演算してそれぞれ記憶する成分総和演算記憶手段
と、 成分総和演算記憶手段で求められた基本波電流成分と高
調波電流成分とを用いて基本波電流成分を高調波電流成
分で抑制するための係数を求める係数演算手段と、 前記成分総和演算記憶手段に記憶されている最新の直交
する２成分それぞれについての基本波電流分の総和と、
それ以前の対応する基本波電流成分の総和の差を求める
と共に、求めた差の電流値と前記係数演算手段が求めた
係数の積の２乗の値を直交する各成分について演算し、
加算する絶対値演算手段と、 前記絶対値演算手段による演算値と所定値とを比較し
て、演算値が所定値以上であれば前記電鉄用交流き電回
路を遮断させるための遮断指令を出力する遮断指令出力
手段とを備えたことを特徴とする電鉄用交流き電回路故
障選択継電器。 - 【請求項２】 前記高調波電流成分が第３高調波電流成
分であることを特徴とする請求項１に記載の電鉄用交流
き電回路故障選択継電器。 - 【請求項３】 前記成分総和演算記憶手段が演算するき
電電流の互いに直交する２成分の総和は一周期にわたる
ものであることを特徴とする請求項１又は２記載の電鉄
用交流き電回路故障選択継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215240A JP2866767B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 電鉄用交流き電回路故障選択継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215240A JP2866767B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 電鉄用交流き電回路故障選択継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0670450A JPH0670450A (ja) | 1994-03-11 |
| JP2866767B2 true JP2866767B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=16669042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4215240A Expired - Fee Related JP2866767B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 電鉄用交流き電回路故障選択継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866767B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5287036B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2013-09-11 | 富士電機株式会社 | 交流δｉ形故障検出方法及び故障検出装置 |
| KR102090482B1 (ko) | 2017-01-11 | 2020-03-18 | 엘에스산전 주식회사 | 계전기 융착 감지장치 및 감지방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6122390A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-30 | 富士通株式会社 | 文字パタ−ンの縮小方法 |
| JPS61157220A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | 株式会社明電舎 | 短絡継電器 |
| JPH07106025B2 (ja) * | 1986-02-04 | 1995-11-13 | 株式会社明電舍 | 配電線末端短絡継電器 |
| JPH0320677A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-29 | Nissin Electric Co Ltd | 変化分検出方法 |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP4215240A patent/JP2866767B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0670450A (ja) | 1994-03-11 |
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