JP3546709B2 - Ｃｔ飽和検出可能なディジタルリレー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三相交流送電線系統から時間的に続く電流データをサンプリングして取り込み、所定の演算を行うことにより判定出力を出すディジタルリレーに具備される、ＣＴ飽和の検出機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記ディジタルリレーとして、比率差動リレーを例にとって説明する。比率差動リレーは、複数の電流入力の差量を検出して系統事故を判断する保護リレーである。
【０００３】
実際の比率差動リレーでは、外部故障時に線路電流を検出する変流器（以下「ＣＴ」という）の飽和による誤動作が生ずることがある。
【０００４】
図４は、ＣＴ電流波形を図示したものである。破線はＣＴ入力波形を示し、実線はこれに重ねたＣＴ出力波形を示す。ＣＴ入力電流がある程度立ち上がってくると、鉄心が飽和し、ＣＴの出力電流が低下する。
【０００５】
したがって、ＣＴ飽和期間中は、比率差動リレーの誤動作を防止するために、リレー要素の出力をロックする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＣＴ飽和の検出と判定は、交流の１サイクルの中の非常に短い期間中に行わなければならず、そのために判定のアルゴリズムの動作のスピードを上げる必要である。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な演算により、ＣＴ飽和の判定が確実に行える、ディジタルリレーを実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のディジタルリレーは、各時点のサンプルデータと、その１つ前の時点のサンプルデータとの差をとる差データ算出手段と、ある差データが、その１つ前の時点の差データ及び１つ後の時点の差データの和と比べて所定差又は所定率以上突出しているかどうかを判断する判定手段と、前記判定手段により突出していると判定された場合にＣＴ飽和とみなして、ディジタルリレーの判定出力をロックするロック手段とを有するものである。
【０００９】
前記の構成によれば、差データをとり、ある差データがその１つ前の差データ及び１つ後の差データの和と比べて所定差又は所定率以上突出しているかどうかを判断するところに特徴がある。
【００１０】
図１を用いて説明する。図１は、サンプルデータ及びその差データの波形を示すグラフである。ＣＴに飽和がない状態では、サンプルデータ波形は図１（ａ） に示すように正弦波状であり、差データの波形も図１（ｂ） に示すようになめらかである。ところが、ＣＴに飽和が起これば、サンプルデータ波形は図１（ｃ） に示すように、非正弦波状になり、その微分波形が立ち上がる。すなわち、図１（ｄ） に示すように差データの波形に鋭いピークが現れる。
【００１１】
そこで、本発明では、ある差データがその１つ前の差データ及び１つ後の差データの和と比べて所定差又は所定率以上突出しているかどうかを判定する
ことによりＣＴの飽和と判断する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図２は、送電線に設置された比率差動リレーの機能ブロック図である。これらの機能のほとんどは、比率差動リレーを構成するマイクロコンピュータにより実現されるものである。
【００１４】
比率差動リレーは、送電線の一端（Ａ端という）に設置された中央処理部１と、他端（Ｂ端という）に設置された端末部２とからなる。
【００１５】
中央処理部１は、Ａ端に設置された変流器ＣＴ１の検出電流を入力する補助変圧器１１、１サイクルを複数（幾つと限定されないが、例えば１２）の期間に分けてそれぞれサンプリングするサンプルホルダー１３、Ａ／Ｄ変換器１４、ディジタルフィルタ１５ａを有している。
【００１６】
また、端末部２からの光ファイバ伝送信号を処理することにより当該伝送信号に含まれているＢ端の電流を現す電流信号を得る伝送端末装置２０、ディジタルフィルタ１５ｂを有している。
【００１７】
さらに、ディジタルフィルタ１５ａ，１５ｂの出力信号に基づいて、周知の比率差動演算を行う電流差動リレー判定部１６と、Ａ端、Ｂ端の電流に基づいて、ＣＴ飽和判定を行うＣＴ飽和判定部１７と、ＲＡＭ１７ａとを有している。ＲＡＭ１７ａは、ＣＴ飽和判定を行うために、少なくとも３サンプリング前までの電流差データを記憶する先入れ先出し型のメモリである。
【００１８】
ここで、「電流差データ」の意味を説明しておくと、この電流差データとは、電流のあるサンプリング値とその１つ前のサンプリング値との差のことをいう。例えば、今回の電流差データとは、今回のサンプリング値から前回のサンプリング値をひいたもの、前回の電流差データとは、前回のサンプリング値から前々回のサンプリング値をひいたものとなる。
【００１９】
電流差動リレー判定部１６の出力とＣＴ飽和判定部１７の出力は、論理回路部１８に入り、この結果により補助リレー１９を駆動する。なお、論理回路部１８は、ここではソフトウェアで実現されるが、演算増幅器などハードウェアで実現してもよいことはいうまでもない。
【００２０】
一方、端末部２は、Ｂ端に設置された変流器ＣＴ２の検出電流を入力する補助変圧器３１、１サイクルを複数の期間に分けてそれぞれサンプリングするサンプルホルダー３３、Ａ／Ｄ変換器３４、及び伝送端末装置３５を有している。
【００２１】
伝送端末装置３５と伝送端末装置２０との間は光ファイバ２１で結ばれている。
【００２２】
なお、比率差動リレーは、以上に示した構成の他に、中央処理部１と端末部２とのサンプリングの同期をとるための同期信号伝送機能が必要となるが、周知の構成であるので、ここでは図示と説明を省略する。
【００２３】
図３は、ＣＴ飽和判定部１７の判定フローチャートである。図３の流れに沿って説明すると、まず、ＲＡＭ１７ａから、今回の電流差データＤ０を取り込み（ステップＳ１）、前回の電流差データＤ１を取り込み（ステップＳ２）、前々回の電流差データＤ２を取り込む（ステップＳ３）。
【００２４】
そして、これらのデータに基づいてＣＴ飽和の判定を行う（ステップＳ４）。ＣＴ飽和の判定手順を詳しく説明すると、今回の電流差データＤ０、前回の電流差データＤ１、前々回の電流差データＤ２に基づいて、
｜Ｄ１｜＞｜Ｄ０｜＋｜Ｄ２｜ （１）
が成立しているかどうかを判定する。この判定式は、電流差データが一種の微分値であることを利用して、この微分値がいずれかのサンプリング時点で前後の微分値から突出しているかどうかに基づいて、ＣＴ飽和の判定をしようとするものである。なお、判定式の形は、前記（１）式に限定されるものではなく、もっと一般的に、
｜Ｄ１｜＞｜Ｄ０｜＋｜Ｄ２｜＋ｍ （ｍは正の定数） （２）
又は
｜Ｄ１｜＞ｋ（｜Ｄ０｜＋｜Ｄ２｜）（ｋは正の定数） （３）
を用いることもできる。前記（１）式は、（２）式でｍが限りなく０に近い場合と考えることもできるし、（３）式でｋ＝１とした場合と考えることもできる。また（３）式でｋ＝１／２とすれば、｜Ｄ１｜と、｜Ｄ０｜と｜Ｄ２｜の平均値とを比べていることになる。
【００２５】
前記（１）式、（２）式又は（３）式が成立しているならば、ＣＴが飽和していると判断し、成立していないならば、ＣＴが飽和していないと判定する。
【００２６】
ＣＴ飽和の判定の結果、ＣＴが飽和していると判定されれば、ステップＳ５に移りロック中であることを示すフラグ１を立てて、論理回路部１８を通じて電流差動リレーの判定をロックする（ステップＳ６）。そして、カウンタＣＮＴを０にする（ステップＳ７）。 ＣＴが飽和していないと判定されれば、ステップＳ８に移り、カウンタＣＮＴがＮ（具体的にはＮ＝１００）かどうかを判断し、ＣＮＴがＮでなければ、ステップＳ９に行き、カウンタＣＮＴに１を加える。このカウンタＣＮＴは、ロックを解除する条件が一定時間続いたことを確認するためのカウンタである。
【００２７】
カウンタＣＮＴがＮに達していれば、フラグを０にして（ステップＳ１０）、ロックを解除する（ステップＳ１１）。
【００２８】
本発明の実施の形態は以上に説明したとおりであるが、本発明は、以上の実施の形態に限られるものではない。例えば、電流差動リレーに限らず、ＣＴから電流検出値を入力するディジタルリレー一般に適用が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明のＣＴ飽和検出可能なディジタルリレーによれば、簡単な演算により、ＣＴ飽和の判定が確実に行えるので、誤動作する恐れのないディジタルリレーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サンプルデータ及びその微分データの波形を示すグラフである。
【図２】送電線に設置された比率差動リレーの構成を示す機能ブロック図である。
【図３】ＣＴ飽和判定部の判定フローチャートである。
【図４】飽和したＣＴ電流波形を示す図である。
【符号の説明】
１ 中央処理部
２ 端末部
１１ 補助変圧器
１３ サンプルホルダー
１４ Ａ／Ｄ変換器
１５ａ，１５ｂ ディジタルフィルタ
１６ 電流差動リレー判定部
１７ ＣＴ飽和判定部
１７ａ ＲＡＭ
２０ 伝送端末装置
２１ 光ファイバ
３１ 補助変圧器
３３ サンプルホルダー
３４ Ａ／Ｄ変換器
３５ 伝送端末装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、三相交流送電線系統から時間的に続く電流データをサンプリングして取り込み、所定の演算を行うことにより判定出力を出すディジタルリレーに具備される、ＣＴ飽和の検出機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記ディジタルリレーとして、比率差動リレーを例にとって説明する。比率差動リレーは、複数の電流入力の差量を検出して系統事故を判断する保護リレーである。
【０００３】
実際の比率差動リレーでは、外部故障時に線路電流を検出する変流器（以下「ＣＴ」という）の飽和による誤動作が生ずることがある。
【０００４】
図４は、ＣＴ電流波形を図示したものである。破線はＣＴ入力波形を示し、実線はこれに重ねたＣＴ出力波形を示す。ＣＴ入力電流がある程度立ち上がってくると、鉄心が飽和し、ＣＴの出力電流が低下する。
【０００５】
したがって、ＣＴ飽和期間中は、比率差動リレーの誤動作を防止するために、リレー要素の出力をロックする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＣＴ飽和の検出と判定は、交流の１サイクルの中の非常に短い期間中に行わなければならず、そのために判定のアルゴリズムの動作のスピードを上げる必要である。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な演算により、ＣＴ飽和の判定が確実に行える、ディジタルリレーを実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のディジタルリレーは、各時点のサンプルデータと、その１つ前の時点のサンプルデータとの差をとる差データ算出手段と、ある差データが、その１つ前の時点の差データ及び１つ後の時点の差データの和と比べて所定差又は所定率以上突出しているかどうかを判断する判定手段と、前記判定手段により突出していると判定された場合にＣＴ飽和とみなして、ディジタルリレーの判定出力をロックするロック手段とを有するものである。
【０００９】
前記の構成によれば、差データをとり、ある差データがその１つ前の差データ及び１つ後の差データの和と比べて所定差又は所定率以上突出しているかどうかを判断するところに特徴がある。
【００１０】
図１を用いて説明する。図１は、サンプルデータ及びその差データの波形を示すグラフである。ＣＴに飽和がない状態では、サンプルデータ波形は図１（ａ） に示すように正弦波状であり、差データの波形も図１（ｂ） に示すようになめらかである。ところが、ＣＴに飽和が起これば、サンプルデータ波形は図１（ｃ） に示すように、非正弦波状になり、その微分波形が立ち上がる。すなわち、図１（ｄ） に示すように差データの波形に鋭いピークが現れる。
【００１１】
そこで、本発明では、ある差データがその１つ前の差データ及び１つ後の差データの和と比べて所定差又は所定率以上突出しているかどうかを判定する
ことによりＣＴの飽和と判断する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図２は、送電線に設置された比率差動リレーの機能ブロック図である。これらの機能のほとんどは、比率差動リレーを構成するマイクロコンピュータにより実現されるものである。
【００１４】
比率差動リレーは、送電線の一端（Ａ端という）に設置された中央処理部１と、他端（Ｂ端という）に設置された端末部２とからなる。
【００１５】
中央処理部１は、Ａ端に設置された変流器ＣＴ１の検出電流を入力する補助変圧器１１、１サイクルを複数（幾つと限定されないが、例えば１２）の期間に分けてそれぞれサンプリングするサンプルホルダー１３、Ａ／Ｄ変換器１４、ディジタルフィルタ１５ａを有している。
【００１６】
また、端末部２からの光ファイバ伝送信号を処理することにより当該伝送信号に含まれているＢ端の電流を現す電流信号を得る伝送端末装置２０、ディジタルフィルタ１５ｂを有している。
【００１７】
さらに、ディジタルフィルタ１５ａ，１５ｂの出力信号に基づいて、周知の比率差動演算を行う電流差動リレー判定部１６と、Ａ端、Ｂ端の電流に基づいて、ＣＴ飽和判定を行うＣＴ飽和判定部１７と、ＲＡＭ１７ａとを有している。ＲＡＭ１７ａは、ＣＴ飽和判定を行うために、少なくとも３サンプリング前までの電流差データを記憶する先入れ先出し型のメモリである。
【００１８】
ここで、「電流差データ」の意味を説明しておくと、この電流差データとは、電流のあるサンプリング値とその１つ前のサンプリング値との差のことをいう。例えば、今回の電流差データとは、今回のサンプリング値から前回のサンプリング値をひいたもの、前回の電流差データとは、前回のサンプリング値から前々回のサンプリング値をひいたものとなる。
【００１９】
電流差動リレー判定部１６の出力とＣＴ飽和判定部１７の出力は、論理回路部１８に入り、この結果により補助リレー１９を駆動する。なお、論理回路部１８は、ここではソフトウェアで実現されるが、演算増幅器などハードウェアで実現してもよいことはいうまでもない。
【００２０】
一方、端末部２は、Ｂ端に設置された変流器ＣＴ２の検出電流を入力する補助変圧器３１、１サイクルを複数の期間に分けてそれぞれサンプリングするサンプルホルダー３３、Ａ／Ｄ変換器３４、及び伝送端末装置３５を有している。
【００２１】
伝送端末装置３５と伝送端末装置２０との間は光ファイバ２１で結ばれている。
【００２２】
なお、比率差動リレーは、以上に示した構成の他に、中央処理部１と端末部２とのサンプリングの同期をとるための同期信号伝送機能が必要となるが、周知の構成であるので、ここでは図示と説明を省略する。
【００２３】
図３は、ＣＴ飽和判定部１７の判定フローチャートである。図３の流れに沿って説明すると、まず、ＲＡＭ１７ａから、今回の電流差データＤ０を取り込み（ステップＳ１）、前回の電流差データＤ１を取り込み（ステップＳ２）、前々回の電流差データＤ２を取り込む（ステップＳ３）。
【００２４】
そして、これらのデータに基づいてＣＴ飽和の判定を行う（ステップＳ４）。ＣＴ飽和の判定手順を詳しく説明すると、今回の電流差データＤ０、前回の電流差データＤ１、前々回の電流差データＤ２に基づいて、
｜Ｄ１｜＞｜Ｄ０｜＋｜Ｄ２｜ （１）
が成立しているかどうかを判定する。この判定式は、電流差データが一種の微分値であることを利用して、この微分値がいずれかのサンプリング時点で前後の微分値から突出しているかどうかに基づいて、ＣＴ飽和の判定をしようとするものである。なお、判定式の形は、前記（１）式に限定されるものではなく、もっと一般的に、
｜Ｄ１｜＞｜Ｄ０｜＋｜Ｄ２｜＋ｍ （ｍは正の定数） （２）
又は
｜Ｄ１｜＞ｋ（｜Ｄ０｜＋｜Ｄ２｜）（ｋは正の定数） （３）
を用いることもできる。前記（１）式は、（２）式でｍが限りなく０に近い場合と考えることもできるし、（３）式でｋ＝１とした場合と考えることもできる。また（３）式でｋ＝１／２とすれば、｜Ｄ１｜と、｜Ｄ０｜と｜Ｄ２｜の平均値とを比べていることになる。
【００２５】
前記（１）式、（２）式又は（３）式が成立しているならば、ＣＴが飽和していると判断し、成立していないならば、ＣＴが飽和していないと判定する。
【００２６】
ＣＴ飽和の判定の結果、ＣＴが飽和していると判定されれば、ステップＳ５に移りロック中であることを示すフラグ１を立てて、論理回路部１８を通じて電流差動リレーの判定をロックする（ステップＳ６）。そして、カウンタＣＮＴを０にする（ステップＳ７）。 ＣＴが飽和していないと判定されれば、ステップＳ８に移り、カウンタＣＮＴがＮ（具体的にはＮ＝１００）かどうかを判断し、ＣＮＴがＮでなければ、ステップＳ９に行き、カウンタＣＮＴに１を加える。このカウンタＣＮＴは、ロックを解除する条件が一定時間続いたことを確認するためのカウンタである。
【００２７】
カウンタＣＮＴがＮに達していれば、フラグを０にして（ステップＳ１０）、ロックを解除する（ステップＳ１１）。
【００２８】
本発明の実施の形態は以上に説明したとおりであるが、本発明は、以上の実施の形態に限られるものではない。例えば、電流差動リレーに限らず、ＣＴから電流検出値を入力するディジタルリレー一般に適用が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明のＣＴ飽和検出可能なディジタルリレーによれば、簡単な演算により、ＣＴ飽和の判定が確実に行えるので、誤動作する恐れのないディジタルリレーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サンプルデータ及びその微分データの波形を示すグラフである。
【図２】送電線に設置された比率差動リレーの構成を示す機能ブロック図である。
【図３】ＣＴ飽和判定部の判定フローチャートである。
【図４】飽和したＣＴ電流波形を示す図である。
【符号の説明】
１ 中央処理部
２ 端末部
１１ 補助変圧器
１３ サンプルホルダー
１４ Ａ／Ｄ変換器
１５ａ，１５ｂ ディジタルフィルタ
１６ 電流差動リレー判定部
１７ ＣＴ飽和判定部
１７ａ ＲＡＭ
２０ 伝送端末装置
２１ 光ファイバ
３１ 補助変圧器
３３ サンプルホルダー
３４ Ａ／Ｄ変換器
３５ 伝送端末装置
Claims (1)
- ＣＴにより検出される時間的に続く電流データをサンプリングして取り込み、所定の演算を行うことにより判定出力を出すディジタルリレーにおいて、
各時点のサンプルデータと、その１つ前の時点のサンプルデータとの差をとる差データ算出手段と、ある差データが、その１つ前の時点の差データ及び１つ後の時点の差データの和と比べて所定差又は所定率以上突出しているかどうかを判断する判定手段と、前記判定手段により突出していると判定された場合にＣＴ飽和とみなして、ディジタルリレーの判定出力をロックするロック手段とを有することを特徴とするＣＴ飽和検出可能なリレー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20168598A JP3546709B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | Ｃｔ飽和検出可能なディジタルリレー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20168598A JP3546709B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | Ｃｔ飽和検出可能なディジタルリレー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000037033A JP2000037033A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3546709B2 true JP3546709B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=16445214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20168598A Expired - Fee Related JP3546709B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | Ｃｔ飽和検出可能なディジタルリレー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546709B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100378125B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2003-03-29 | 주식회사 효성 | 샘플링 데이터 조합의 재구성에 의한 외부 영향을최소화하는 디지털 계전기의 연산 방법 |
| JP4555090B2 (ja) * | 2003-04-17 | 2010-09-29 | ハンコック アイイーディー | 変流器の２次電流補償方法 |
-
1998
- 1998-07-16 JP JP20168598A patent/JP3546709B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000037033A (ja) | 2000-02-02 |
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Legal Events
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