JP3099377B2 - Power calculation method and protection relay using the method - Google Patents

Power calculation method and protection relay using the method

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JP3099377B2
JP3099377B2 JP03004538A JP453891A JP3099377B2 JP 3099377 B2 JP3099377 B2 JP 3099377B2 JP 03004538 A JP03004538 A JP 03004538A JP 453891 A JP453891 A JP 453891A JP 3099377 B2 JP3099377 B2 JP 3099377B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電力系統を流れる電力
を検出して応動する保護リレー等に用いられる電力計算
方法、およびこの電力計算方法を利用した保護リレーに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power calculation method used for a protection relay or the like that detects and responds to power flowing through a power system, and a protection relay using the power calculation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力系統を流れる電力を入力とする保護
リレーは、電流および電圧に含まれる高調波成分により
不要な動作をしないよう基本波成分のみに応動するよう
にしている。この基本波成分を検出する一つの方法とし
て、フーリエ積分法が応用されることがある。すなわ
ち、電流を前提として説明すると、電流i(t) は、基本
波成分の実効値をI1 、高調波成分の実効値をIn(n=2,
3,…) として、
2. Description of the Related Art A protection relay which receives power flowing through a power system as an input is adapted to respond only to a fundamental wave component so as not to perform unnecessary operations due to harmonic components included in current and voltage. As one method for detecting the fundamental wave component, a Fourier integration method is sometimes applied. In other words, assuming that the current is a current, the current i (t) is represented by an effective value I1 of the fundamental component and an effective value In (n = 2,
3,…)

【0003】[0003]

【数1】 (Equation 1)

【0004】とフーリエ級数で表わすことができ、電流
の基本波余弦成分I1c=I1cosθ1 は、
[0004] The fundamental cosine component of the current I1c = I1cosθ1 can be expressed by the following Fourier series:

【0005】[0005]

【数2】 (Equation 2)

【0006】電流の基本波正弦成分I1s=I1sinθ1
は、
The fundamental sine component of current I1s = I1sin θ1
Is

【0007】[0007]

【数3】 (Equation 3)

【0008】により計算できる。ここでi(t) は、基本
波の1サイクルを2k等分した各時点tm (m=0,1,…,
2k-1) ごとにサンプリングされるとすると、上記積分式
は次のように表わされる。
Can be calculated by Here, i (t) is the time tm (m = 0, 1,...,
Assuming that sampling is performed every 2k-1), the above integral equation is expressed as follows.

【0009】[0009]

【数4】 (Equation 4)

【0010】[0010]

【数5】 (Equation 5)

【0011】ここにim は時刻tm におけるサンプリン
グ値である。以上は電流についての説明であったが、電
圧についても同様に表現できる。結果を記すと、
Here, im is a sampling value at time tm. The above is the description of the current, but the voltage can be similarly expressed. The results are as follows:

【0012】[0012]

【数6】 (Equation 6)

【0013】[0013]

【数7】 (Equation 7)

【0014】となる。一般に、複素電力Paは、*は複
素共役を表わすとすると、Pa =VI* で表される。V、Iは V=Vc+jVs I=Ic+jIs と実数部と虚数部に分解して表現されるため、複素電力
は、Pa =(Vc+jVs)(Ic−jIs) =(VcIc+VsIs)+j(VsIc−VcIs) と計算される。上式右辺第1項は有効電力P、第2項は
無効電力Qを表す。 P=VcIc+VsIs Q=VsIc−VcIs 基本波のみを考えると、 P=V1cI1c+V1sI1s ‥‥(5) Q=V1sI1c−V1cI1s ‥‥(6) となる。
## EQU1 ## Generally, complex power Pa is represented by Pa = VI *, where * represents complex conjugate. Since V and I are expressed as V = Vc + jVs I = Ic + jIs and are decomposed into a real part and an imaginary part, the complex power is Pa = (Vc + jVs) (Ic-jIs) = (VcIc + VsIs) + j (VsIc-VcIs) Is calculated. The first term on the right side of the above equation represents active power P, and the second term represents reactive power Q. P = VcIc + VsIs Q = VsIc−VcIs Considering only the fundamental wave, P = V1cI1c + V1sI1ss (5) Q = V1sI1c−V1cI1s ‥‥ (6)

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記有効電
力、無効電力を計算する方法によれば、サンプリング周
期は固定されているにもかかわらず周波数が変動した場
合、上記(1) 〜(4) 式で計算すると、条件によっては誤
差が大きくなるという欠点がある。周波数が変動してい
る場合、電流の瞬時値i(t) は、
However, according to the method of calculating the active power and the reactive power, when the frequency fluctuates despite the fact that the sampling period is fixed, the above (1) to (4) There is a drawback that the error is increased depending on the condition when calculated by the formula. If the frequency fluctuates, the instantaneous value of the current i (t) is

【0016】[0016]

【数8】 (Equation 8)

【0017】で表わされる。ここにI1 は基本波の実効
値、ωは公称角周波数、Δωはその変動分、θ1 は位相
である。ただし、電流i(t) は主に基本波成分を含むと
仮定し、高次項は無視されている。ここで、一周期2π
/ωを2k等分した各時点ごとにi(t) をサンプリング
すると、
## EQU1 ## Here, I1 is the effective value of the fundamental wave, ω is the nominal angular frequency, Δω is its variation, and θ1 is the phase. However, it is assumed that the current i (t) mainly includes a fundamental wave component, and higher-order terms are ignored. Here, one period 2π
When i (t) is sampled at each time point where / ω is divided into 2k equal parts,

【0018】[0018]

【数9】 (Equation 9)

【0019】となる。ここにρは## EQU1 ## Where ρ is

【0020】[0020]

【数10】 (Equation 10)

【0021】で定義される。(7) 式のim を(1),(2) 式
に代入すると、
Defined by By substituting im in equation (7) into equations (1) and (2),

【0022】[0022]

【数11】 [Equation 11]

【0023】[0023]

【数12】 (Equation 12)

【0024】となる。ここに、## EQU1 ## here,

【0025】[0025]

【数13】 (Equation 13)

【0026】[0026]

【数14】 [Equation 14]

【0027】である。電圧についても同様に表わされ、## EQU1 ## The same applies to voltage,

【0028】[0028]

【数15】 (Equation 15)

【0029】[0029]

【数16】 (Equation 16)

【0030】となる。有効電力P、無効電力Qは、## EQU1 ## The active power P and the reactive power Q are

【0031】[0031]

【数17】 [Equation 17]

【0032】[0032]

【数18】 (Equation 18)

【0033】で表わされる。(12)式の[ ]の中の第3
項はρによって変化し、その変化幅(誤差)は、
## EQU2 ## The third in [] of equation (12)
The term changes according to ρ, and the range of change (error) is

【0034】[0034]

【数19】 [Equation 19]

【0035】である。もし、周波数の変動がないとすれ
ば、Δω=0であるので、ρ=1となり、
Is as follows. If there is no frequency change, Δω = 0, so ρ = 1, and

【0036】[0036]

【数20】 (Equation 20)

【0037】[0037]

【数21】 (Equation 21)

【0038】であるから、Therefore,

【0039】[0039]

【数22】 (Equation 22)

【0040】[0040]

【数23】 (Equation 23)

【0041】となって、定義式のとおりとなる。ところ
が、Δωが増加または減少するに従って、言い換えると
ρが1から離れるに従って(14)式で表わされる振幅は無
視できなくなり、誤差は増加していく。もちろん、周波
数の変動に応じてサンプリング周波数も変動させて見掛
上 Δω=0 とすれば、この問題はなくなるが、周波数を常時監視し
ておく装置、例えばPLL(フェーズロックドループ)
が必要になるので、保護リレーの回路が複雑化すること
は避けられない。
Thus, the definition formula is as follows. However, as Δω increases or decreases, in other words, as ρ departs from 1, the amplitude expressed by the equation (14) cannot be ignored, and the error increases. Of course, if the sampling frequency is changed in accordance with the change in the frequency to make apparently Δω = 0, this problem is eliminated, but a device for constantly monitoring the frequency, for example, a PLL (phase locked loop)
Therefore, the circuit of the protection relay is inevitably complicated.

【0042】そこで、本発明は、フーリエ積分法により
電圧、電流の基本波成分を求め、それらに基づいて電力
を計算する場合において、周波数の変動に対しても誤差
の生じない電力計算方法およびその方法を用いた保護リ
レーを提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a power calculation method and a power calculation method which do not cause an error even when the frequency is changed, when the fundamental wave components of the voltage and the current are obtained by the Fourier integration method and the power is calculated based on them. It is an object to provide a protection relay using the method.

【0043】[0043]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電力計算方法は、演算の対象である電圧、
電流に含まれる基本波の公称角周波数ωに対し、1サイ
クルを2k等分した各時点tm (m=0,1,…) ごとに対象
波をサンプリングし、各サンプリング値im,vm に基づ
いて求めた電圧、電流の基本波の余弦成分V1c, I1c、
基本波の正弦成分V1s, I1sと、上記サンプリング値i
m,vm より90°位相のずれた時点のサンプリング値i
m,vm により求めた基本波の余弦成分V1c′, I1c′、
基本波の正弦成分V1s′, I1s′とを用いて、次の式に
よって平均化された基本波の余弦成分<V1c>, <I1c
>、基本波の正弦成分<V1s>, <I1s>を求め、 <I1c>=0.5(I1c+I1s′) <I1s>=0.5(I1s−I1c′) <V1c>=0.5(V1c+V1s′) <V1s>=0.5(V1s−V1c′) この平均化された値を用いて電力を計算することを特徴
とするものである。
In order to achieve the above object, a power calculation method according to the present invention comprises:
With respect to the nominal angular frequency ω of the fundamental wave included in the current, the target wave is sampled at each time point tm (m = 0, 1,...) Obtained by equally dividing one cycle by 2 k, and based on each sampled value im, vm The cosine components V1c, I1c of the fundamental waves of the obtained voltage and current,
The sine components V1s and I1s of the fundamental wave and the sampling value i
sampling value i at 90 ° phase shift from m, vm
c, V1c ', I1c' of the fundamental wave obtained from m and vm,
Using the sine components V1s 'and I1s' of the fundamental wave, the cosine components <V1c> and <I1c of the fundamental wave averaged by the following equation
>, The sine components <V1s> and <I1s> of the fundamental wave are obtained. <I1c> = 0.5 (I1c + I1s ′) <I1s> = 0.5 (I1s−I1c ′) <V1c> = 0.5 (V1c + V1s ′) <V1s> = 0.5 (V1s-V1c ') The power is calculated using the averaged value.

【0044】また、本発明の保護リレーは、上記電力計
算方法を用いて電力を求め、この電力値と基準レベルと
に一定の隔たりが生じた場合に動作するものである。
The protection relay of the present invention obtains power using the above-described power calculation method, and operates when a certain gap occurs between the power value and a reference level.

【0045】[0045]

【作用】対象波のサンプリング値im を、(7) 式のとお
り書き表すと、
[Operation] If the sampling value im of the target wave is written as shown in equation (7),

【0046】[0046]

【数24】 (Equation 24)

【0047】となる。また、k/2 サンプル(90°)ず
らせてサンプルされた値は、
Is as follows. Also, the value sampled shifted by k / 2 samples (90 °)

【0048】[0048]

【数25】 (Equation 25)

【0049】となる。上記(1),(2) 式に代入すると、次
のような形に書ける。
Is as follows. By substituting into the above equations (1) and (2), we can write the following form.

【0050】[0050]

【数26】 (Equation 26)

【0051】[0051]

【数27】 [Equation 27]

【0052】特に周波数の変動がないときは、ρ=1で
あるので、
Especially when there is no frequency change, since ρ = 1,

【0053】[0053]

【数28】 [Equation 28]

【0054】[0054]

【数29】 (Equation 29)

【0055】となることから、 <I1c>=0.5(I1c+I1s′) <I1s>=0.5(I1s−I1c′) という、一種の平均化演算手法が考えられる。電圧Vに
ついても、 <V1c>=0.5(V1c+V1s′) <V1s>=0.5(V1s−V1c′) に従って平均化をすることが考えられる。
Therefore, a kind of averaging calculation method of <I1c> = 0.5 (I1c + I1s ') <I1s> = 0.5 (I1s-I1c') is conceivable. It is conceivable that the voltage V is averaged according to the following equation: <V1c> = 0.5 (V1c + V1s ') <V1s> = 0.5 (V1s-V1c')

【0056】その結果、(5),(6) 式を使って有効電力<
P>、無効電力<Q>を求めると、
As a result, using the equations (5) and (6), the active power <
P> and reactive power <Q>,

【0057】[0057]

【数30】 [Equation 30]

【0058】[0058]

【数31】 (Equation 31)

【0059】となる。平均化された有効電力<P>の変
動項を検討すると、その振幅は、
Is as follows. Considering the variation term of the averaged active power <P>, its amplitude is

【0060】[0060]

【数32】 (Equation 32)

【0061】のようになる。このように、90°切り出
し位相の異なるサンプリング値im,vm を用いて求めた
基本波成分との平均値をとったために、既出の(14)式と
比べて cos(ρπ/2) という因子が生じている。 |cos(ρπ/2) | は角周波数ωの誤差Δωが小さい範囲では、 ρ≒1 とおけるので、 |cos(ρπ/2) |≒cos (π /2) =0 となり0に極めて近くなることが期待できる。このた
め、有効電力<P>の誤差は非常に小さくなる。したが
って、有効電力<P>の周波数変動による誤差を小さく
することができる。
Is as follows. As described above, since the average value with the fundamental wave component obtained by using the sampling values im and vm having the 90 ° cut-out phases different from each other is taken, a factor of cos (ρπ / 2) is compared with the above-mentioned equation (14). Has occurred. | Cos (ρπ / 2) | can be ρ ≒ 1 in the range where the error Δω of the angular frequency ω is small, so | cos (ρπ / 2) | ≒ cos (π / 2) = 0, which is extremely close to 0. I can expect that. Therefore, the error of the active power <P> becomes very small. Therefore, it is possible to reduce an error due to frequency fluctuation of the active power <P>.

【0062】また無効電力<Q>の変動項を検討する
と、
Considering the variation term of the reactive power <Q>,

【0063】[0063]

【数33】 [Equation 33]

【0064】となる。この場合は、sin(ρπ/2) という
因子が生じている。sin(ρπ/2) は、角周波数ωの誤差
Δωが小さい範囲では、1より若干小さくなる程度であ
り、周波数変動に対する改善効果は少し認められる程度
である。Δω/ω=0における有効電力Po=V1 I1 co
s(φ1-θ1)、無効電力Qo=V1 I1 sin(φ1-θ1)、従来
の手法で求められた有効電力P、無効電力Q、平均化手
法を採用して求められた有効電力<P>、無効電力<Q
>に対して、Δω/ωの変動下においてP/Po ,Q/
Qo ,<P>/Po ,<Q>/Qo を計算した結果を表
1に示す。ただし、k=60 (3°サンプリング)、cos(φ
1-θ1)は1に近いという条件を仮定している。
Is obtained. In this case, a factor called sin (ρπ / 2) occurs. sin (ρπ / 2) is slightly smaller than 1 in a range where the error Δω of the angular frequency ω is small, and the effect of improving the frequency fluctuation is slightly recognized. Active power at Δω / ω = 0 Po = V1 I1 co
s (φ1-θ1), reactive power Qo = V1 I1 sin (φ1-θ1), active power P obtained by the conventional method, reactive power Q, active power obtained by employing the averaging method <P> , Reactive power <Q
>, P / Po, Q /
Table 1 shows the calculation results of Qo, <P> / Po, and <Q> / Qo. However, k = 60 (3 ° sampling), cos (φ
1-θ1) is assumed to be close to 1.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】この表1のP/Po をグラフ化したものが
図1(a),(b) である。図1(a) はP/Po のグラフを、
図1(b)は<P>/Po のグラフを示す。図1(b) のグ
ラフのほうが、周波数変動による誤差が少なくなってい
ることが分かる。以上の表1、図1から分かるように、
周波数が変動しても検出電力値の変動を十分押さえられ
ることが分かる。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) are graphs of P / Po in Table 1. FIG. FIG. 1 (a) shows a graph of P / Po,
FIG. 1B shows a graph of <P> / Po. It can be seen that the graph of FIG. 1B has a smaller error due to frequency fluctuation. As can be seen from Table 1 and FIG.
It can be seen that even if the frequency fluctuates, the fluctuation in the detected power value can be sufficiently suppressed.

【0067】また、上記電力計算方法を用いて電力値を
求め、この電力値と基準レベルとに一定の隔たりが生じ
た場合に動作する本発明の保護リレーによれば、電力計
算の精度が向上した分、より正確な判定をすることがで
きる。
Further, according to the protection relay of the present invention, which obtains a power value by using the above power calculation method and operates when a certain gap occurs between the power value and the reference level, the accuracy of the power calculation is improved. As a result, more accurate judgment can be made.

【0068】[0068]

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図2は、本発明の電力計算方法を適用したディ
ジタルリレーを示すブロック図である。電力系統線路1
1に流れる電流(その基本波の周波数を60Hzとす
る)はCT12により検出され、補助CT13により絶
縁、レベル変換された後、ローパスフィルタ1を通って
高周波成分が低減される。そして、サンプルホールド回
路2において、一定時間(例えば1/720 秒。電気角30
°に相当する)ごとにサンプルホールドされる(図2参
照)。このサンプルホールドされたアナログ値はA/D
変換器3においてディジタル変換され、そのディジタル
変換されたサンプリング値(im とおく)はメモリ4
に取り込まれる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a digital relay to which the power calculation method of the present invention is applied. Power system line 1
The current flowing in 1 (its fundamental wave frequency is 60 Hz) is detected by the CT 12, insulated and level-converted by the auxiliary CT 13, and then passed through the low-pass filter 1 to reduce high-frequency components. Then, in the sample and hold circuit 2, a certain time (for example, 1/720 second;
(Equivalent to °) (see FIG. 2). The analog value sampled and held is A / D
The digitally converted sampling value (referred to as im) in the converter 3 is stored in the memory 4.
It is taken in.

【0069】一方、電力系統線路11の電圧はPT14
によって検出され、絶縁、降圧された後、ローパスフィ
ルタ15を通って高周波成分が低減される。そして、サ
ンプルホールド回路16において、上記一定時間ごとに
サンプルホールドされる。このサンプルホールドされた
アナログ値はA/D変換器17においてディジタル変換
され、そのディジタル変換されたサンプリング値(vm
とおく)もメモリ4に取り込まれる。
On the other hand, the voltage of the power system
After being detected, insulated and stepped down, the high frequency component is reduced through the low pass filter 15. Then, the sample-and-hold circuit 16 performs sample-and-hold at the predetermined time intervals. The sampled and held analog value is digitally converted in the A / D converter 17, and the digitally converted sampled value (vm
Is also taken into the memory 4.

【0070】メモリ4に取り込まれた各値im,vm は、
CPU5において有効電力・無効電力の演算をするのに
使用される。すなわち、サンプリング値im,vm に基づ
いて電圧、電流の基本波余弦成分V1c, I1c、基本波正
弦成分V1s, I1sを求めるとともに、これから90°位
相のずれたサンプリング値im,vm に基づいて電圧電流
の基本波余弦成分V1c′, I1c′、基本波正弦成分V1
s′, I1s′を求め、本発明の平均化手法を用いて平均
化された有効電力<P>、無効電力<Q>を求める。
Each value im, vm taken into the memory 4 is
The CPU 5 is used to calculate active power and reactive power. That is, the fundamental cosine components V1c and I1c of the voltage and current and the fundamental sine components V1s and I1s of the voltage and the current are obtained based on the sampling values im and vm, and the voltage / current , The fundamental cosine components V1c 'and I1c', and the fundamental sine component V1
s 'and I1s' are determined, and the averaged active power <P> and reactive power <Q> are determined using the averaging method of the present invention.

【0071】図3の電流波形を例にとって説明すると、
ある時点t1 において、過去のサンプリング値i0 〜i
11を用いて
Description will be made by taking the current waveform of FIG. 3 as an example.
At a certain time t1, the past sampling values i0 to i
Using 11

【0072】[0072]

【数34】 (Equation 34)

【0073】[0073]

【数35】 (Equation 35)

【0074】を計算するとともに、90°ずれたサンプ
リング値i3 〜i14について
Is calculated, and sampling values i3 to i14 shifted by 90 ° are calculated.

【0075】[0075]

【数36】 [Equation 36]

【0076】[0076]

【数37】 (37)

【0077】を計算する。そして、平均化された基本波
成分 <I1c>=0.5(I1c+I1s′) <I1s>=0.5(I1s−I1c′) <V1c>=0.5(V1c+V1s′) <V1s>=0.5(V1s−V1c′) を求め、(5),(6) 式を用いて有効電力<P>、無効電力
<Q>を求める。
Is calculated. The averaged fundamental wave component <I1c> = 0.5 (I1c + I1s ') <I1s> = 0.5 (I1s-I1c') <V1c> = 0.5 (V1c + V1s ') <V1s> = 0.5 (V1s-V1c') Then, the active power <P> and the reactive power <Q> are obtained using the equations (5) and (6).

【0078】この演算により、過去の約1.25サイク
ルにおるデータ値を使って電力値を演算することができ
る。既に(18)〜(21)式を用いて説明したように線路11
に流れる電流の周波数(60Hz )に変動が生じて例え
ば63Hz や57Hz になったとしても、上のようにし
て90°ずれたサンプリング値を使った平均化電力演算
を行うことにより、誤差の少ない電力値を得ることがで
きる。このようにして得られた電力は、比較器6におい
て基準レベルと比較され、基準レベルとの隔たりが一定
値以上となった場合に動作信号が出力される。この場
合、時限リレーを取り付けて上記状態が一定時間続いた
ときのみ動作信号を出力するようにしてもよい。
By this calculation, the power value can be calculated using the data values in the past about 1.25 cycles. As already described by using equations (18) to (21),
Even if the frequency (60 Hz) of the current flowing through the power supply changes to, for example, 63 Hz or 57 Hz, the averaged power calculation using the sampling value shifted by 90 ° as described above is performed, so that the power with less error is obtained. Value can be obtained. The power thus obtained is compared with the reference level in the comparator 6, and an operation signal is output when the distance from the reference level becomes equal to or more than a certain value. In this case, a timed relay may be attached to output an operation signal only when the above state continues for a certain period of time.

【0079】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えばサンプリング間隔は30°に限定
されるものではなく任意の間隔とすることができる。そ
の他本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々の
設計変更を施すことが可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the sampling interval is not limited to 30 ° and can be set to an arbitrary interval. Various other design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上のように、本発明の電力計算方法に
よれば、演算の対象波に含まれる基本波の公称角周波数
ωに対し、1サイクルを2k等分した各時点tm (m=0,
1,…) ごとに対象波をサンプリングし、各サンプリング
値im,vm に基づいて求めた電圧、電流の基本波余弦成
分V1c, I1c、基本波正弦成分V1s, I1sと、上記サン
プリング値im,vm より90°切り出し位相のずれた時
点のサンプリング値im,vm により求めた基本波余弦成
分V1c′,I1c′、基本波正弦成分V1s′, I1s′とを
用いて、平均化された基本波余弦成分<V1c>, <I1c
>、基本波正弦成分<V1s>, <V1s>を求め、これら
の平均化された成分に基づいて、電力<P>,<Q>を
計算することとしたので、対象波の周波数の変動が生じ
ても極めて高精度な電力計算方法を実現できる。
As described above, according to the power calculation method of the present invention, each time tm (m = m) obtained by dividing one cycle by 2k with respect to the nominal angular frequency ω of the fundamental wave included in the wave to be calculated. 0,
Each of the target waves is sampled at every 1,...), And the fundamental wave cosine components V1c and I1c, the fundamental sine components V1s and I1s of the voltage and current obtained based on each sampling value im and vm, and the sampling values im and vm The fundamental cosine components averaged using the fundamental cosine components V1c 'and I1c' and the fundamental sine components V1s 'and I1s' obtained from the sampling values im and vm at the time when the phase is shifted by 90.degree. <V1c>, <I1c
>, The fundamental wave sine components <V1s>, <V1s> are determined, and the powers <P>, <Q> are calculated based on these averaged components. Even if it occurs, an extremely accurate power calculation method can be realized.

【0081】また、電力値を検出して動作する保護リレ
ーに適用すると、周波数の変動に対しても安定した動作
をさせることができる。
Further, when the present invention is applied to a protection relay which operates by detecting a power value, a stable operation can be performed even with a change in frequency.

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

【図1】±5%の周波数変動に対して本発明の電力計算
および従来の電力計算を実施した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 1 is a graph showing a result of performing a power calculation of the present invention and a conventional power calculation with respect to a frequency variation of ± 5%.

【図2】本発明の電力計算方法を適用した保護リレーを
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a protection relay to which the power calculation method of the present invention is applied.

【図3】サンプリング方法を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing a sampling method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 サンプルホールド回路 3 A/D変換器 4 メモリ 5 CPU 6 比較器 16 サンプルホールド回路 17 A/D変換器 2 Sample hold circuit 3 A / D converter 4 Memory 5 CPU 6 Comparator 16 Sample hold circuit 17 A / D converter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/42 G01R 21/133 H02J 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02H 3/42 G01R 21/133 H02J 3/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】演算の対象である電圧i、電流vに含まれ
る基本波の公称角周波数をωとし、1サイクルを2k等
分した各時点ごとに対象波をサンプリングし、各サンプ
リング値im,vm (m=0,1,…) を用いて求めた電圧、電
流の基本波の余弦成分V1c, I1c、正弦成分V1s, I1s
と、上記サンプリング値im,vm より90°切り出し位
相のずれた時点のサンプリング値im,vm を用いて求め
た基本波の余弦成分V1c′, I1c′、正弦成分V1s′,
I1s′とを用いて、次の式によって平均化された基本波
の余弦成分<V1c>, <I1c>、正弦成分<V1s>, <
I1s>を求め、 <I1c>=0.5(I1c+I1s′) <I1s>=0.5(I1s−I1c′) <V1c>=0.5(V1c+V1s′) <V1s>=0.5(V1s−V1c′) この平均化された基本波の余弦成分、正弦成分を用いて
電力を計算することを特徴とする電力計算方法。
An object wave is sampled at each time point when one cycle is equally divided into 2k, where ω is a nominal angular frequency of a fundamental wave included in a voltage i and a current v to be calculated. vm (m = 0,1,...), the cosine components V1c and I1c and the sine components V1s and I1s of the fundamental wave of the voltage and current.
And the cosine components V1c 'and I1c' of the fundamental wave and the sine component V1s', which are obtained by using the sampling values im and vm at the time when the phase is shifted by 90 degrees from the sampling values im and vm.
Using I1s', cosine components <V1c> and <I1c> and sine components <V1s> and <
<I1c> = 0.5 (I1c + I1s ') <I1s> = 0.5 (I1s-I1c') <V1c> = 0.5 (V1c + V1s ') <V1s> = 0.5 (V1s-V1c') A power calculation method comprising calculating power using a cosine component and a sine component of a fundamental wave.
【請求項2】演算の対象である電圧v、電流iに含まれ
る基本波の公称角周波数ωを設定して、1サイクルを2
k等分した各時点ごとに対象波をサンプリングするサン
プリング手段と、サンプリング手段によってサンプリン
グされた各サンプリング値im,vm (m=0,1,…) により
求めた電圧、電流の基本波の余弦成分V1c, I1c、正弦
成分V1s, I1sと、上記サンプリング値im,vm より9
0°切り出し位相のずれた時点のサンプリング値im,v
m により求めた基本波の余弦成分V1c′, I1c′、正弦
成分V1s′, I1s′とを用いて、次の式によって平均化
された基本波の余弦成分<V1c>, <I1c>、基本波の
正弦成分<V1s>, <I1s>を求め、 <I1c>=0.5(I1c+I1s′) <I1s>=0.5(I1s−I1c′) <V1c>=0.5(V1c+V1s′) <V1s>=0.5(V1s−V1c′) この平均化された基本波成分を用いて電力を計算する電
力演算手段と、電力演算手段により出力される値と基準
レベルとを比較する比較手段とを有し、比較手段による
比較の結果電力演算手段により出力される値が基準レベ
ルより一定の隔たりが生じた場合に動作することを特徴
とする、電力計算方法を用いた保護リレー。
2. Setting a nominal angular frequency ω of a fundamental wave included in a voltage v and a current i to be calculated, and setting one cycle to 2
Sampling means for sampling the target wave at each time point divided into k equal parts, and cosine components of the fundamental wave of the voltage and current obtained by each sampling value im, vm (m = 0,1,...) sampled by the sampling means V1c, I1c, sine components V1s, I1s, and 9
Sampling value im, v at the time of 0 ° cut-out phase shift
Using the cosine components V1c 'and I1c' and the sine components V1s 'and I1s' of the fundamental wave obtained from m, the cosine components <V1c> and <I1c> of the fundamental wave, <Is> = 0.5 (I1c + I1s ′) <I1s> = 0.5 (I1s−I1c ′) <V1c> = 0.5 (V1c + V1s ′) <V1s> = 0.5 (V1s−) V1c ') comprising power calculating means for calculating power using the averaged fundamental wave component, and comparing means for comparing a value output by the power calculating means with a reference level. A protection relay using a power calculation method, wherein the protection relay operates when a value output from the result power calculation means deviates from the reference level by a certain distance.
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