JP3265681B2 - 三相交流測定における補正方法 - Google Patents

三相交流測定における補正方法

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JP3265681B2 JP03528193A JP3528193A JP3265681B2 JP 3265681 B2 JP3265681 B2 JP 3265681B2 JP 03528193 A JP03528193 A JP 03528193A JP 3528193 A JP3528193 A JP 3528193A JP 3265681 B2 JP3265681 B2 JP 3265681B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、三相交流の正相、
たは逆相の電圧や電流の測定を高精度に行うことのでき
る三相交流測定における補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、図5に示すように、電力系統
側から発電所側の発電機3における等価逆相電流を評価
する場合、測定地点1において三相電流測定器2が用い
られる。従来より三相交流測定は、三相電流信号をそれ
ぞれ同期してサンプリングし、ディジタル化した後、デ
ィジタル演算処理によって三相電流の正相、逆相および
零相の各成分を算出することによって行っている。この
場合、一般に三相電流測定器2は、基本波正相電流がC
T定格の10%程度のときに、その10%の2〜3%、
すなわちCT定格の0.2〜0.3%の等価逆相電流を
評価する必要がある。従って等価逆相電流を測定する精
度としては、CT定格の0.05%以下の測定が行えな
ければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、三相交流測
定に際しては、各相間のゲイン誤差および位相誤差が問
題となる。
【0004】ここで、三相完全対称時に計測誤差が逆相
電流I2に及ぼす影響を考察する。
【0005】先ず、逆相電流I2は次式で表される。
【0006】
【数1】
【0007】ここで、図6のベクトル図に示すように、
A相電流Iaを基準として、B相電流Ib,C相電流I
cの計測相対誤差を±ΔI,±Δθとすると、
【0008】
【数2】
【0009】
【数3】
【0010】となる。これらを〔数1〕に代入し、近似
的に最大誤差を計算すると、ΔI=0.5%、Δθ=
0.5°のとき、逆相電流I2の誤差は約0.8%とな
る。
【0011】前述のように、CT定格の0.05%以下
の測定を行うためには、ゲイン誤差および位相誤差は極
めて低く抑えなければならず、このような精度を満足す
るのは非常に困難なことであった。上述のことは逆相電
圧についても同様である。
【0012】なお、測定器自体がもつゲイン誤差および
位相誤差は逆相信号の測定において最も影響を与える
が、正相信号および零相信号の測定にも影響を与え、そ
の測定精度をやはり低下させる。
【0013】この発明の目的は、測定器自体がもつゲイ
ン誤差および位相誤差が比較的大きくとも、三相交流を
高精度に測定し得る三相交流測定における補正方法を提
供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る三相交流測定における補正方法は、A相、B相、C相
の三相分の電圧信号または電流信号をそれぞれ入力する
子に、基準電圧または基準電流の単相交流信号を入力
した状態で、正相成分を基準電圧または基準電流に対す
る基準補正ベクトルとして求め、前記入力端子より被測
定信号を入力した状態で求めた三相交流信号の正相成分
から、前記単相交流信号に対する前記三相交流信号の電
圧または電流の比を前記基準補正ベクトルに乗じた値を
減じて、、被測定信号の正相成分の補正を行うことを特
徴とする。
【0015】この発明の請求項2に係る三相交流測定に
おける補正方法は、A相、B相、C相の三相分の電圧信
号または電流信号をそれぞれ入力する端子に、基準電圧
または基準電流の単相交流信号を入力した状態で、逆
成分を基準電圧または基準電流に対する基準補正ベクト
ルとして求め、前記入力端子より被測定信号を入力した
状態で求めた三相交流信号の逆相成分から、前記単相交
流信号に対する前記三相交流信号の電圧または電流の比
前記基準補正ベクトルに乗じた値を減じて、、被測定
信号の逆相成分の補正を行うことを特徴とする。
【0016】
【0017】
【作用】請求項1に係る三相交流測定における補正方法
では、A相、B相、C相の三相分の電圧信号または電流
信号をそれぞれ入力する端子に、基準電圧または基準電
流の単相交流信号が入力された状態で正相成分が基準電
圧または基準電流に対する基準補正ベクトルとして求め
られ、被測定信号である三相交流信号の正相成分から、
前記単相交流信号に対する前記三相交流信号の電圧また
は電流の比を基準補正ベクトルに乗じた値を減じて、、
被測定信号の正相成分の補正が行われる。
【0018】すなわち、前記基準電圧または基準電流の
単相交流信号の入力状態で求めた正相成分は、各相間の
ゲイン誤差および位相誤差に起因するものであり、こ
相成分は、入力される電圧または電流の値により多少
非線形な動きをする可能性はあるが、ほぼ比例ベクトル
となるものと考えられる。従って、基準補正ベクトルに
対し、前記基準電圧または基準電流の単相交流信号に対
する被測定信号の電圧または電流の比を乗じた分のオフ
セットが生じているものと見なし、そのオフセットを除
くことによって、各相間のゲイン誤差および位相誤差に
よる誤差成分がキャンセルされて高精度な正相成分の測
定が可能となる。
【0019】請求項2に係る三相交流測定における補正
方法では、A相、B相、C相の三相分の電圧信号または
電流信号をそれぞれ入力する端子に、基準電圧または基
準電流の単相交流信号が入力された状態で逆相成分が基
準電圧または基準電流に対する基準補正ベクトルとして
求められ、被測定信号である三相交流信号の逆相成分か
ら、前記単相交流信号に対する前記三相交流信号の電圧
または電流の比を基準補正ベクトルに乗じた値を減じ
て、、被測定信号の逆相成分の補正が行われる。
【0020】前記基準電圧または基準電流の単相交流信
号の入力状態で求めた逆相成分は、各相間のゲイン誤差
および位相誤差に起因するものであり、この逆相成分
は、入力される電圧または電流の値により多少非線形な
動きをする可能性はあるが、ほぼ比例ベクトルとなるも
のと考えられる。従って、基準補正ベクトルに対し、前
記基準電圧または基準電流の単相交流信号に対する被測
定信号の電圧または電流の比を乗じた分のオフセットが
生じているものと見なし、そのオフセットを除くことに
よって、各相間のゲイン誤差および位相誤差による誤差
成分がキャンセルされて高精度な逆相成分の測定が可能
となる。
【0021】
【0022】
【0023】
【実施例】この発明の実施例である三相交流電流測定装
置の測定時における構成をブロック図として図1に示
す。図1において4は被測定回路としての電力系統、5
a,5b,5cは各相電流を検出するための変成器であ
る。6は三相交流電流測定装置本体であり、補助変成器
7a,7b,7cは入力端子CHa,CHb,CHcを
介して変成器5a,5b,5cに接続される。A/D変
換器8a,8b,8cは補助変成器7a,7b,7cの
信号を所定クロック信号に同期してサンプリングすると
ともにディジタルデータに変換する。メモリ10はCP
U9の実行すべきプログラムを予め書き込んだROM
と、サンプリングデータ等を記憶し、また各種演算処理
時のワーキングエリアとして用いるRAMからなる。C
PU9は前記ROMに予め書き込まれているプログラム
を実行して三相交流測定を行う。表示器12は測定結果
の表示等を行い、CPU9はインタフェース11を介し
て表示制御を行う。プリンタ14は測定結果を印字出力
し、CPU9はインタフェース13を介して印字制御を
行う。通信インタフェース15はコネクタ16を介して
外部に接続される装置との間でデータの伝送を行う。ス
イッチ17は各種測定モードや条件の設定を行う際に用
いる。
【0024】次に、実際の三相交流の測定に先立つ、基
準補正ベクトルを求める際の構成を図2に示す。図2に
おいて18は単相交流電流源である。同図に示すよう
に、測定装置6の入力端子を直列接続するとともに単相
交流電流源18を接続している。この状態で正相成分を
求めることによって、それを正相成分に対する基準補正
ベクトルとして求め、また逆相成分を求めることによっ
て、それを逆相成分に対する基準補正ベクトルとして求
める
【0025】次に、三相交流測定の手順をフローチャー
トとして図3〜図4に示す。
【0026】図3は正相成分の測定手順であり、まず図
2に示したように基準単相交流信号Ir(基準単相交流
信号の波高値)を入力し、その状態で各A/D変換器8
a,8b,8cによりサンプリングおよびA/D変換さ
れたデータをメモリ10に順次書込み、その後、正相成
分I1’を正相成分に対する基準補正ベクトルとして算
出する。これは例えば入力端子CHaの入力信号を基準
とし、その信号の値と、入力端子CHbの入力信号を
120°シフトさせた点の値および入力端子CHcの入
力信号を−120°シフトさせた点の値をそれぞれ順次
加算して合成波形を求め、その合成波形の振幅の3分の
1をスカラー量として求め、また、入力端子CHaの入
力信号を基準とする合成波形の位相を例えば積加算形演
算により求め、これをベクトルの方向として求める。そ
の後、図1に示したように被測定信号を入力し、同様に
A/D変換器8a,8b,8cにより求められたディジ
タルデータを順次メモリ10に書込み、その後、同様に
して正相成分I1を算出する。続いて各相電流Ia,I
b,Icの波高値の平均値Iを算出する。その後、すで
に求めた基準補正ベクトルI1’に対し(I/Ir)の
係数を乗じた値を被測定信号の正相成分I1から減じて
補正を行う。
【0027】図4は逆相成分を測定する手順であり、ま
ず図2に示したように基準単相交流信号Irを入力し、
その状態で各A/D変換器8a,8b,8cによりサン
プリングおよびA/D変換されたデータをメモリ10に
順次書込み、その後、逆相成分I2’を逆相成分に対す
る基準補正ベクトルとして算出する。これは例えば入力
端子CHaの入力信号を基準とし、その信号の値と、入
力端子CHbの入力信号を−120°シフトさせた点の
値および入力端子CHcの入力信号を+120°シフト
させた点の値をそれぞれ順次加算して合成波形を求め、
その合成波形の振幅の3分の1をスカラー量として求
め、また、入力端子CHaの入力信号を基準とする合成
波形の位相を例えば積加算形演算により求め、これをベ
クトルの方向として求める。その後、図1に示したよう
に被測定信号を入力し、同様にA/D変換器8a,8
b,8cにより求められたディジタルデータを順次メモ
リ10に書込み、その後、同様にして逆相成分I2を算
出する。続いて各相電流Ia,Ib,Icの波高値の平
均値Iを算出する。その後、すでに求めた基準補正ベク
トルI2’に対し(I/Ir)の係数を乗じた値を被測
定信号の逆相成分I2から減じて補正を行う。
【0028】
【0029】
【0030】なお、図1〜図4に示した例では三相交流
電流の測定について示したが、三相交流電圧の測定につ
いても同様に本願発明を適用することができる。
【0031】
【発明の効果】この発明によれば、三相交流の電圧また
は電流の正相、または逆相成分を測定する際に、各相間
のゲイン誤差および位相誤差が補正されるため、各成分
を高精度に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例である三相交流電流測定装置
の構成を示すブロック図である。
【図2】単相交流信号の入力状態を示す図である。
【図3】正相成分の測定手順を示すフローチャートであ
る。
【図4】逆相成分の測定手順を示すフローチャートであ
る。
【図5】三相交流電流測定状態の例を示す図である。
【図6】計測相対誤差が逆相電流の測定精度に及ぼす影
響を示す図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A相、B相、C相の三相分の電圧信号また
    は電流信号をそれぞれ入力する端子に、基準電圧または
    基準電流の単相交流信号を入力した状態で、正相成分を
    基準電圧または基準電流に対する基準補正ベクトルとし
    て求め、前記入力端子より被測定信号を入力した状態で
    求めた三相交流信号の正相成分から、前記単相交流信号
    に対する前記三相交流信号の電圧または電流の比を前記
    基準補正ベクトルに乗じた値を減じて、被測定信号の正
    相成分の補正を行うことを特徴とする三相交流測定にお
    ける補正方法。
  2. 【請求項2】A相、B相、C相の三相分の電圧信号また
    は電流信号をそれぞれ入力する端子に、基準電圧または
    基準電流の単相交流信号を入力した状態で、逆相成分を
    基準電圧または基準電流に対する基準補正ベクトルとし
    て求め、前記入力端子より被測定信号を入力した状態で
    求めた三相交流信号の逆相成分から、前記単相交流信号
    に対する前記三相交流信号の電圧または電流の比を前記
    基準補正ベクトルに乗じた値を減じて、被測定信号の逆
    相成分の補正を行うことを特徴とする三相交流測定にお
    ける補正方法。
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