JP3710442B2 - Circuit breaker control device and control method - Google Patents

Circuit breaker control device and control method Download PDF

Info

Publication number
JP3710442B2
JP3710442B2 JP2002263456A JP2002263456A JP3710442B2 JP 3710442 B2 JP3710442 B2 JP 3710442B2 JP 2002263456 A JP2002263456 A JP 2002263456A JP 2002263456 A JP2002263456 A JP 2002263456A JP 3710442 B2 JP3710442 B2 JP 3710442B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
circuit breaker
waveform
power system
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002263456A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004103385A (en
Inventor
克彦 堀之内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2002263456A priority Critical patent/JP3710442B2/en
Priority to CNB2004100286382A priority patent/CN100337294C/en
Publication of JP2004103385A publication Critical patent/JP2004103385A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3710442B2 publication Critical patent/JP3710442B2/en
Priority to HK06104918A priority patent/HK1084773A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器の制御装置および制御方法、特に、高速遮断器の開閉極位相制御を行う制御装置および制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
[先行技術の構成]
図11は、特開2001−135205号公報に記載された先行技術を示すものである。
この電力開閉装置においては、開閉極指令後1/2サイクル以下の待ち時間で開閉極制御信号を出力し位相制御をする。
図11に示すように、この先行例では、開閉極指令の直前の極間電圧および主回路電流の零点の時刻を元に、開閉極の目標とする零点までの時間を予測して制御を行っている。
【0003】
[先行例の問題点]
この方式では、極間電圧や主回路電流に直流分などがある場合には零点が等時間間隔では訪れないことにより、予測を誤ることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的小さなデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置および制御方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る遮断器の制御装置では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集された最新データから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたものである。
【0006】
第2の発明に係る遮断器の制御装置では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換する変換手段と、前記データ収集手段により収集され前記変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の波形を予測し、予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたものである。
【0007】
第3の発明に係る遮断器の制御装置では、第1または第2の発明において、前記データ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するものである。
【0008】
第4の発明に係る遮断器の制御装置では、第1または第2の発明において、前記演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記演算処理手段を介し前記記憶手段に保持させる割り込み手段を設けたものである。
【0009】
第5の発明に係る遮断器の制御装置では、第1または第2の発明において、前記データを前記演算処理手段を介することなく前記記憶手段に保持させるようにしたものである。
【0010】
第6の発明に係る遮断器の制御方法では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集し現在時点から1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたものである。
【0011】
第7の発明に係る遮断器の制御方法では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形波形を予測し、予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたものである。
【0012】
第8の発明に係る遮断器の制御方法では、第6または第7の発明において、前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における電力量波形の振幅,位相および直流分を求めるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明による実施の形態1を図1ないし図8について説明する。図1は実施の形態1における構成を示すブロック図である。図2ないし図8は実施の形態1における動作過程を示すフローチャートである。
【0014】
[装置構成]
図1において、1は高速遮断器、2は高速遮断器1を開閉動作させるための開閉動作指令を発令する電力系統保護リレー等からなる上位リレー、3は上位リレー2からの開閉動作指令に応じて高速遮断器1を開閉動作する開閉動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置である。
制御装置3は、入出力器(I/O),アナログ/デジタル変換器(A/D),割り込み装置(INT),中央演算処理装置(CPU)およびメモリー(MEM)によって構成されている。
【0015】
[用語の定義]
ここで、以下に用いる、次の(1)〜(7)項に示す用語の定義をする。
(1)遮断可能時刻:この時刻以後に最初に到来する電流零点において遮断可能となる時刻。
(2)遮断可能時間:遮断器が開極信号を受けてから遮断可能時刻に至るまでの時間。
(3)閉極時刻:遮断器の接点間が導通状態に至った時刻。
(4)閉極時間:遮断器が投入信号を受けてから閉極時刻に至るまでの時間。
(5)電圧信号:電圧計測器から出力されるアナログ信号。検出した電圧値に対応している。
(6)電流信号:電流計測器から出力されるアナログ信号。検出した電流値に対応している。
(7)デジタルデータ:数値化された電圧信号または電流信号。
【0016】
[実施の形態の概要]
Tocとして示される遮断可能時間および閉極時間がToc=5msec程度の高速遮断器がある。
その高速遮断器のための開極信号および投入信号を生成する制御装置において、遮断可能時刻と同時かその近傍に電流零点になるように開極信号を送信し、また、閉極時刻と同時かその近傍に電圧または電流零点になるように投入信号を送信する位相制御装置に組み込まれた位相制御方式に係る実施形態である。
【0017】
[位相制御装置の動作形態]
図1に示すようなデジタルシグナルプロセッサ(DSP)の回路において、高速遮断器に内蔵または近傍に置かれた電圧計測器および電流計測器から得られる電力系統の電圧値および電流値にそれぞれ対応する電圧信号および電流信号をDSPの入出力器(I/O)から取り込み、ある一定の時間間隔でサンプリングする。サンプリングしたデータがアナログであればアナログ・デジタル変換器(A/D)で数値化する。
【0018】
数値化されたデジタルデータが準備された後の処理のために、図1のように中央演算装置(CPU)での定常時の処理にハード的に割り込みを掛けて別の処理を行う機能を有する割り込み装置(INT)が設けられる。
この処理については、図9に示す実施の形態2における構成のように中央演算処理装置(CPU)を介さずメモリー(MEM)に直接的に数値データを書き込む装置(DMA)を備えて処理を行う場合がある(後述)。
【0019】
また、電力系統保護継電器からなるリレー装置など上位の開閉指令機器からの指令信号を入出力器(I/O)にて取り込むようになっており、例えば電圧がHIGHになっているときに指令の実行を受けていると決め、LOWであるときに待機と決めておく。
LOWからHIGHになったときとHIGHからLOWになったときに上記と同様割り込み装置(INT)によって中央演算処理装置(CPU)に割り込みが行われ割り込み処理が実行される。
【0020】
さらに、高速遮断器の開閉極状態を通知する状態信号も入出力器(I/O)にて取り込むようになっており、例えば電圧がHIGHになっているときに開極状態であると決め、LOWのときに閉極状態であると決めておく。
LOWからHIGHになったときとHIGHからLOWになったときに上記と同様割り込み装置(INT)によって中央演算処理装置(CPU)に割り込みが行われ割り込み処理が実行される。
【0021】
中央演算処理装置(CPU)で行われる制御方法などを示したプログラムは予めメモリー(MEM)に蓄えられていて、プログラムの変更など特別な方法と理由によらなければ書き換えられたりはしない。
一方、取り込んだデータもメモリー(MEM)に蓄えておき、必要に応じて書き換える。プログラム用のメモリーとデータ用のメモリーは同一の場合もあるし、それぞれ別々の専用のものを使用する場合もある。
【0022】
[サンプリングで割り込みを掛ける場合の制御動作]
この実施の形態1における制御動作について説明する。
図2に示すように位相制御装置の制御が開始されると、中央演算処理装置(CPU)は、まずメモリー(MEM)上の零点検出有無記憶領域(Zero記憶領域),開閉指令有無記憶領域(Com記憶領域),遮断器状態記憶領域(State記憶領域)に確保された3つの変数Zero,Com,Stateに対して初期化を実行する。
メモリー(MEM)に設けられた零点検出有無記憶領域(Zero記憶領域)は、後述する零点予測処理により零点が検出されたときに変数Zeroとして1を設定し、その他の場合に変数Zeroを0とするものである。
同じく開閉指令有無記憶領域(Com記憶領域)は、上位リレー2による開閉動作指令が有る場合に変数Comとして1を設定し、その他の場合に変数Comを0とするものである。
同じく遮断器状態記憶領域(State記憶領域)は、遮断器1の開極または閉極状態に応じて変数Stateを設定するものである。
前記初期化動作の実行により、Zero,Comはそれぞれ初期値を0に設定する。Stateは遮断器の状態信号がHIGH(開極状態)であるときに0とし、LOW(閉極状態)であるときに1に設定する。
以下で示すデータ配列の要素や、前回の割り込み処理で得られた波形の予測値を記憶する予測値記憶領域(OldEst記憶領域)等に保持されたOldEstなどの変数も0に初期化する。
【0023】
初期化が終了すると、以下に説明する定常処理を始める。
中央処理装置(CPU)は変数Zeroの値をメモリー(MEM)から読み出しては調べ、値が0のときには何も実行せずに再度変数Zeroの値を読み出しに行く。変数Zeroが1になっているときには変数Comの値を調べる。
Comの値が0のときは何も実行せずに、変数Zeroの読み出し処理にもどる。Comの値が1のときには、さらに変数Stateの値を調べる。
Stateの値が0のときには、入出力器(I/O)に対して投入信号を出力するように命令を出し、Stateの値が1のときには、開極信号を出力するように命令を出す。
命令処理が終了すると変数Zeroの読み出し処理にもどる。
【0024】
次に、3つの割り込み処理について説明する。
まず、高速遮断器1の開閉極状態を通知する状態信号が変化して割り込み装置(INT)が割り込みをかけたときに中央処理装置(CPU)は図3に示すような次の処理を行う。
上記の変数Stateを状態信号がHIGH(開極状態)になったときに0とし、LOW(閉極状態)になったときに1に設定する。
この処理が終了すると定常処理にもどる。
【0025】
次に、上位からの開極または投入の指令信号を受けたことによって割り込み装置(INT)が割り込みをかけたときに中央処理装置(CPU)は図4に示すような次の処理を行う。
上記の変数Comを指令信号がHIGH(実行)になったときに1とし、LOW(待機)になったときに0に設定する。
この処理が終了すると定常処理にもどる。
【0026】
さて、3つ目の割り込み処理を説明する前に、データを蓄える配列について説明する。
メモリー(MEM)上に配列として確保された領域がある。この配列の名称をデータ配列とする。
Nを正の整数としたとき、データ配列はN+1個準備されている。即ち、対応するメモリー上にN+1個の領域が順序づけられて確保されている。
配列の要素は0番からN番までの配列番号によって参照できる。Nの値は、この実施の形態では64であるが、少なくとも32は必要である。配列の要素は初期状態ではすべて零という値に設定されている。
電力系統の基本周波数がf(fは50Hzまたは60Hz)、周期がT=1/fであるとき、サンプリング周期をTs=T/Nとするような一定の時間間隔で入出力器(I/O)においてサンプリングする。
高速遮断器1から入力された電流信号と電圧信号をサンプリングするが、変数Stateが0(開極状態)のときには電圧信号をサンプリングし、Stateが1(閉極状態)のときは電流信号をサンプリングして入力データとするような機能を入出力器(I/O)は持っている。
【0027】
サンプリングが行われたときに割り込み装置(INT)が中央処理装置(CPU)の定常時処理に割り込みを行う。それによって中央処理装置(CPU)は図5に示すような以下の割り込み処理を実行する。
データ配列のi番目の要素をi−1番目に転送する(iは1からNまで1ずつ増加)。N番目のデータ配列に新たに得られた入力データを転送する。
【0028】
その後、中央処理装置(CPU)はデータ配列に蓄えられている一連のデータから図6に示すような零点予測処理を実行する。
データ配列のデータを、電力系統の基本周波数fの波形を表すものと解釈し、その振幅と位相と直流分を計算によって求める。
この制御装置で必要なのは零点の時刻であるが、実際の波形が高調波成分を持っていたとしても、それらの高調波成分の零点の時刻は基本周波成分の零点の時刻と同一になるので高調波成分の零点を求める必要はない。
【0029】
基本周波数成分の振幅Aと位相角θと直流分Bを求める計算手法は、高速フーリエ変換(FFT)を使う場合もあるが、図7および図8に示す以下のような簡易な方法によって得る場合もある。
図7および図8は、基本周波数成分の振幅Aと位相角θと直流分Bを簡易的に求める計算手法を示すフローチャートであり、図7に示すフロー処理を行った後、図7において右側中央部に示すステップ出力▲1▼から、図8において最上部に示すステップ入力▲1▼に継続し、図8に示すフロー処理を行うものである。
【0030】
全てのデータ配列の要素の値を最大値maxと最小値minおよびそれぞれを与える配列番号imaxおよびiminを得る。最大値を与える配列要素が複数あるときには配列番号の最も大きいものをimaxとする。iminについても同様である。
【0031】
さて、振幅Aは(max+min)/2で求め、直流分Bについては(max−min)/2として求める。
位相については、まず、imaxとiminの大きい方を選びそれをidとする。ただし、imaxが0またはNでかつiminが0でもNでもないときにはid=iminとし、iminが0またはNでかつimaxが0でもNでもないときにはid=imaxとする。それらの条件をいずれも満たさない場合はid=0とする。id=imaxとしたときは位相角θをθ=(id−N)×2π/N+π/2とし、id=iminとしたときはθ=(id−N)×2π/N+3π/2とする。
【0032】
求められた振幅Aと位相角θと直流分Bから、図6に示すように、時間Toc(5msec)後の波形の予測値EstがEst=A×sin(2πf×Toc+θ)+Bと求められる。
Est=0または、前回の割り込み処理時に得られた波形の予測値OldEstと比較して符号が異なる場合に上記変数Zeroに1を代入し、そうでなければ0を代入する。
その後、OldEstにEstを代入して割り込み処理を終了し、定常時の処理にもどる。
【0033】
上記のサンプリング周期Tsに関係するNの値には上限を設定する必要がある。割り込み処理によってかかる時間TcがTsよりも大きな値になったときには処理が効率良くすすまなくなるので、Tc≦TsすなわちN≦T/Tcであるとよい。
【0034】
このように、遮断可能時間または開極時間Toc(5msec)後の波形の予測値Estに基づいて、遮断可能時間または開極時間Toc(5msec)後に波形が零点または零点近傍にあることが検知されると、メモリー(MEM)における零点検出有無記憶領域(Zero記憶領域)に記憶される変数Zeroが1に設定され、先に、図2について述べた通り、
【0035】
上記実施例では投入時と開極時で同一の位相制御装置を用いて処理を行っているが、別々の制御装置を用いてもよい。
零点予測をする時に、まず、高周波成分を除去するフィルター処理を行っても良い。
【0036】
この発明による実施の形態1によれば、動作指令に応じて高速遮断器1を動作させるための動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置3において、高速遮断器1が接続された交流電力系統の電圧または電流についての電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集する入出力器(I/O)からなるデータ収集手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換するアナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集され前記アナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するメモリー(MEM)からなる記憶手段とを備え、前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を設け、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するとともに、前記中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を介し前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持させる割り込み装置(INT)からなる割り込み手段を設けたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集して、データ収集を適切に行い、前記データを割り込み動作により前記記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0037】
また、この発明による実施の形態1によれば、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するとともに、前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における波形の振幅,位相および直流分を求めるようにしたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータを簡易的に処理して的確かつ迅速に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【0038】
実施の形態2.
この発明による実施の形態を図9および図10について説明する。図9は実施の形態2における構成を示すブロック図である。図10は実施の形態2における動作過程を示すフローチャートである。
この実施の形態2において、ここで説明する特有の構成および方法内容以外の構成および方法内容については、先に説明した実施の形態1における構成および方法と同様の構成および方法内容を有し、同様の作用を奏するものである。
【0039】
[装置構成]
図9において、1は高速遮断器、2は高速遮断器1を開閉動作させるための開閉動作指令を発令する電力系統保護リレー等からなる上位リレー、3は上位リレー2からの開閉動作指令に応じて高速遮断器1を開閉動作する開閉動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置である。
制御装置3は、入出力器(I/O),アナログ/デジタル変換器(A/D),メモリー転送装置(DMA),メモリー(MEM)および中央演算処理装置(CPU)によって構成されている。
【0040】
[メモリーに直接的に数値データを書き込む場合の制御動作]
この実施の形態2における制御動作について説明する。
図10に示すように、位相制御装置の制御が開始されると、中央処理装置(CPU)は、まずメモリー上に確保された3つの変数Zero,Com,Stateに対して初期化を実行する。
Zero,Comはそれぞれ初期値を0に設定する。Stateは遮断器の状態信号がHIGH(開極状態)であるときに0とし、LOW(閉極状態)であるときに1に設定する。データ配列の要素やOldEstなどの変数も0に初期化する。
【0041】
初期化が終了すると、以下に説明する定常処理を始める。
中央処理装置(CPU)は変数Zeroの値をメモリー(MEM)から読み出しては調べ、値が0のときには何も実行せずに再度変数Zeroの値を読み出しに行く。
変数Zeroが1になっているときには変数Comの値を調べる。Comの値が0のときは予測処理を実行し、変数Zeroの読み出し処理にもどる。
Comの値が1のときには、さらに変数Stateの値を調べる。Stateの値が0のときにはI/Oに対して投入信号を出力するように命令を出し、Stateの値が1のときには開極信号を出力するように命令を出す。
命令処理が終了すると予測処理を実行し、変数Zeroの読み出し処理にもどる。
【0042】
高速遮断器1の開閉極状態を通知する状態信号が変化したときにはメモリー転送装置(DMA)が次の処理を行う。
上記の変数Stateを状態信号がHIGH(開極状態)になったときに0とし、LOW(閉極状態)になったときに1に設定する。
【0043】
次に、上位からの開極または投入の指令信号を受けたことによってメモリー転送装置(DMA)は次の処理を行う。
上記の変数Comを指令信号がHIGH(実行)になったときに1とし、LOW(待機)になったときに0に設定する。
電流信号と電圧信号のサンプリングが行われ、入力データが得られたときにメモリー転送装置(DMA)は次の処理を行う。
データ配列の1番目からN番目までの要素を0番目からN−1番目に転送する(番号が一つ減る)。N番目のデータ配列に新たに得られた入力データを転送する。
【0044】
この発明による実施の形態2によれば、動作指令に応じて高速遮断器1を動作させるための動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置3において、高速遮断器1が接続された交流電力系統の電圧または電流についての電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集する入出力器(I/O)からなるデータ収集手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換するアナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集され前記アナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するメモリー(MEM)からなる記憶手段とを備え、前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を設け、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するとともに、前記データを前記中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を介することなく前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持させるようにしたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを演算処理手段を介することなく記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0045】
以上に述べた、この発明による実施の形態における目的は、要約すれば、次の通りである。
極間電圧や電流に直流分が含まれていても比較的正しく目標とする零点の時刻を予測して、高速遮断器の開閉極の位相を制御し、指令から1サイクル以内で開閉極を完了する。
【0046】
この発明による実施の形態における技術内容のポイントは次の通りである。
(1)電力系統の基本周波成分(50Hzまたは60Hz)の波形を予測した。
(2)零点予測波形を求めるのに、現在時刻から1サイクル前以内のサンプリングデータから振幅・位相・直流分を求めて波形を予測した。
(3)振幅・位相・直流分を求める簡易な方法を用いた。
(4)デジタルシグナルプロセッサを用いて毎時零点を予測計算しながら上位からの開極指令を待つようにした。
(5)サンプリング毎に零点予測をする場合と、毎計算周期に零点予測をする場合。
(6)サンプリング周期を、予測波形の計算時間と同じか、それより長い、とした。
(1)〜(3)によって予測精度はある程度犠牲にするが高速な計算が可能になる。事故発生後1サイクル以内での遮断が可能になる。
(2)で1サイクル以前のデータを利用したときは事故が発生したときに生じる直流分をならすような効果を生むので1サイクル以内で遮断するときにはむしろ誤りを生じる。
【0047】
この発明による実施の形態では、次に示すような構成内容を具備するものである。
高速遮断器のための開極信号および投入信号を生成する制御装置において、遮断可能時刻と同時かその近傍に電流零点になるように開極信号を送信し、また、閉極時刻と同時かその近傍に電圧または電流零点になるように投入信号を送信する位相制御装置および位相制御方式において、
(1)サンプリングデータを電力系統の基本周波成分の波形であると仮定して予測することを特徴とする位相制御方式。
(2)零点を予測するのに、現在時刻から1サイクル前以内のサンプリングデータから、振幅・位相・直流分を求めて波形を予測することを特徴する位相制御方式。
(3)サンプリングデータの最大値および最小値とそれぞれを与える時刻から振幅・位相・直流分を求める簡易な方法を用いたことを特徴とする位相制御方式。
【0048】
この発明による実施の形態における、このような構成によれば、次の効果を奏することができる。
(1)電流・電圧に直流分がある場合でも正しく予測できる。
(2)事故発生から1サイクル以内で開閉極の完了ができる。
(3)1サイクル以内のデータを持つだけでいいのでメモリーが少なくてすむ。
(4)基本周波数成分を予測するのでアルゴリズムが簡易になり高速計算ができる。
(5)簡易方法による予測計算では、FFTを使うよりも計算速度が向上し、計算時間が短くてすむ。
【0049】
【発明の効果】
第1の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置を得ることができる。
【0050】
第2の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置を得ることができる。
【0051】
第3の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集して、データ収集を適切に行える遮断器の制御装置を提供することができる。
【0052】
第4の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを割り込み動作により前記記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0053】
第5の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを演算処理手段を介することなく記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0054】
第6の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータ処理により的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【0055】
第7の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータ処理により的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【0056】
第8の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータを簡易的に処理して的確かつ迅速に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による実施の形態1における構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明による実施の形態1における開閉信号出力動作過程を示すフローチャートである。
【図3】 この発明による実施の形態1における状態信号検出動作過程を示すフローチャートである。
【図4】 この発明による実施の形態1における指令信号検出動作過程を示すフローチャートである。
【図5】 この発明による実施の形態1における割り込み処理動作過程を示すフローチャートである。
【図6】 この発明による実施の形態1における零点予測処理動作過程を示すフローチャートである。
【図7】 この発明による実施の形態1における振幅A,直流分B,位相角θの計算処理動作過程を示すフローチャートの前半部分である。
【図8】 この発明による実施の形態1における振幅A,直流分B,位相角θの計算処理動作過程を示すフローチャートの後半部分である。
【図9】 この発明による実施の形態2における構成を示すブロック図である。
【図10】 この発明による実施の形態2における開閉信号出力動作過程を示すフローチャートである。
【図11】 従来技術における構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 高速遮断器、2 上位リレー、3 制御装置、I/O 入出力器、A/Dアナログ/デジタル変換器、INT 割り込み装置、DMA メモリー転送装置、CPU 中央演算処理装置、MEM メモリー。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device and a control method for a circuit breaker, and more particularly to a control device and a control method for performing switching pole phase control of a high-speed circuit breaker.
[0002]
[Prior art]
[Configuration of prior art]
FIG. 11 shows the prior art described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-135205.
In this power switchgear, the switching control signal is output and the phase is controlled with a waiting time of 1/2 cycle or less after the switching switch command.
As shown in FIG. 11, in this preceding example, control is performed by predicting the time to the target zero of the switching pole based on the voltage between the electrodes immediately before the switching pole command and the time of the zero of the main circuit current. ing.
[0003]
[Problems of the previous example]
In this system, when there is a direct current component or the like in the interelectrode voltage or the main circuit current, the zero point does not come at equal time intervals, so that the prediction is erroneous.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to provide a circuit breaker control device and a control method capable of accurately generating an operation signal with relatively small data even when a direct current component is included in an electric quantity waveform in an alternating current system. is there.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the circuit breaker control device according to the first aspect of the present invention, in the control device for generating an operation signal for operating the circuit breaker according to the operation command, the electrical quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected is collected. Data collecting means and storage means for holding the data within one cycle before the latest data collected by the data collecting means, and obtaining the amplitude, phase and direct current component from the data held in the storage means Arithmetic processing means for predicting an electric quantity waveform of the AC power system and generating the operation signal based on the predicted waveform is provided.
[0006]
In the circuit breaker control device according to the second aspect of the present invention, in the control device for generating an operation signal for operating the circuit breaker according to the operation command, a predetermined amount of electrical quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected is specified. Data collecting means for performing sampling operations at periodic intervals to collect sampling data; conversion means for converting analog data collected by the data collecting means into digital data; and collecting data by the data collecting means and converting the digital data to digital data by the converting means Storage means for holding the data within one cycle before the latest converted sampling data, and obtaining the amplitude, phase and direct current component from the digital data held in the storage means to obtain the waveform of the AC power system An arithmetic processing means is provided for predicting and generating the operation signal based on the predicted waveform.
[0007]
In the circuit breaker control device according to a third invention, in the first or second invention, the data collecting means collects a voltage signal when the circuit breaker is in an open state, and the circuit breaker is in a closed state. Sometimes it collects current signals.
[0008]
In the circuit breaker control apparatus according to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, there is provided interrupt means for interrupting the processing operation of the arithmetic processing means and holding the data in the storage means via the arithmetic processing means. It is provided.
[0009]
In a circuit breaker control device according to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the data is held in the storage means without going through the arithmetic processing means.
[0010]
In the circuit breaker control method according to the sixth aspect of the present invention, when generating an operation signal for operating the circuit breaker according to the operation command, the electrical quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected is collected and the current time point is collected. And holding the data within one cycle before and determining the amplitude, phase and direct current component from the held data as the data based on the waveform of the fundamental frequency component of the AC power system, The power amount waveform of the system is predicted, and the operation signal is generated based on the predicted waveform.
[0011]
In the circuit breaker control method according to the seventh aspect of the invention, when generating the operation signal for operating the circuit breaker in accordance with the operation command, the electrical quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected at a predetermined cycle. Sampling data is collected, the data within one cycle before the latest sampling data is retained, and the data is determined based on the waveform of the fundamental frequency component of the AC power system from the retained data. By calculating the minutes, the power amount waveform waveform of the AC power system is predicted, and the operation signal is generated based on the predicted waveform.
[0012]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a circuit breaker control method according to the sixth or seventh aspect, wherein the alternating current is determined based on a maximum value and a minimum value of the data and a time point when the maximum value and the minimum value of the data are given. The amplitude, phase and direct current component of the electric energy waveform in the electric power system are obtained.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration in the first embodiment. 2 to 8 are flowcharts showing the operation process in the first embodiment.
[0014]
[Device configuration]
In FIG. 1, 1 is a high-speed circuit breaker, 2 is a high-order relay composed of a power system protection relay that issues an open / close operation command for opening and closing the high-speed circuit breaker 1, and 3 is in response to a switching operation command from the high-order relay 2 And a digital signal processor (DSP) that generates an opening / closing operation signal for opening / closing the high-speed circuit breaker 1.
The control device 3 includes an input / output device (I / O), an analog / digital converter (A / D), an interrupt device (INT), a central processing unit (CPU), and a memory (MEM).
[0015]
[Definition of terms]
Here, the terms used in the following items (1) to (7) are defined.
(1) Time at which interruption is possible: Time at which interruption is possible at the first current zero point after this time.
(2) Breakable time: The time from when the breaker receives the opening signal until the breakable time is reached.
(3) Closing time: The time when the circuit breaker contacts reach a conductive state.
(4) Closing time: The time from when the circuit breaker receives the closing signal until the closing time.
(5) Voltage signal: An analog signal output from a voltage measuring instrument. Corresponds to the detected voltage value.
(6) Current signal: An analog signal output from a current measuring instrument. Corresponds to the detected current value.
(7) Digital data: a digitized voltage signal or current signal.
[0016]
[Outline of the embodiment]
There is a high-speed circuit breaker whose breakable time and closing time indicated as Toc are about Toc = 5 msec.
In the control device that generates an opening signal and a closing signal for the high-speed circuit breaker, the opening signal is transmitted so that the current is zero at or near the time when the break can be performed, and at the same time as the closing time. This is an embodiment relating to a phase control system incorporated in a phase control device that transmits a closing signal so that a voltage or current zero point is in the vicinity thereof.
[0017]
[Operation mode of phase control device]
In the circuit of the digital signal processor (DSP) as shown in FIG. 1, the voltage corresponding to the voltage value and the current value of the power system obtained from the voltage measuring instrument and the current measuring instrument built in or near the high-speed circuit breaker, respectively. Signals and current signals are taken from the DSP input / output (I / O) and sampled at certain time intervals. If the sampled data is analog, it is digitized by an analog / digital converter (A / D).
[0018]
For processing after digitized digital data is prepared, it has a function of interrupting the normal processing in the central processing unit (CPU) by hardware and performing another processing as shown in FIG. An interrupt device (INT) is provided.
This processing is performed by providing a device (DMA) for directly writing numerical data to the memory (MEM) without using the central processing unit (CPU) as in the configuration of the second embodiment shown in FIG. There are cases (described later).
[0019]
In addition, a command signal from an upper switching command device such as a relay device including a power system protection relay is taken in by an input / output device (I / O). For example, when the voltage is HIGH, It decides that it is under execution, and decides that it is waiting when it is LOW.
When changing from LOW to HIGH and from HIGH to LOW, an interrupt device (INT) interrupts the central processing unit (CPU) and executes interrupt processing in the same manner as described above.
[0020]
In addition, the input / output device (I / O) also captures a state signal that notifies the switching pole state of the high-speed circuit breaker. For example, when the voltage is HIGH, it is determined that the terminal is in the open state. It is determined that the contact is closed when LOW.
When changing from LOW to HIGH and from HIGH to LOW, an interrupt device (INT) interrupts the central processing unit (CPU) and executes interrupt processing in the same manner as described above.
[0021]
A program indicating a control method performed by the central processing unit (CPU) is stored in a memory (MEM) in advance, and is not rewritten unless there is a special method and reason such as program change.
On the other hand, the captured data is also stored in a memory (MEM) and rewritten as necessary. The program memory and data memory may be the same, or separate dedicated memory may be used.
[0022]
[Control action when interrupting by sampling]
A control operation in the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, when the control of the phase control device is started, the central processing unit (CPU) firstly stores a zero point detection presence / absence storage region (Zero storage region), an opening / closing command presence / absence storage region (memory) on the memory (MEM). And the three variables Zero, Com, and State reserved in the circuit breaker state storage area (State storage area).
The zero detection presence / absence storage area (Zero storage area) provided in the memory (MEM) sets 1 as a variable Zero when a zero is detected by a zero prediction process described later, and sets the variable Zero to 0 in other cases. To do.
Similarly, the open / close command presence / absence storage area (Com storage area) is set to 1 as a variable Com when there is an open / close operation command from the upper relay 2, and to 0 in other cases.
Similarly, the circuit breaker state storage area (State storage area) is for setting the variable State in accordance with the open or closed state of the circuit breaker 1.
By executing the initialization operation, Zero and Com each set an initial value to 0. State is set to 0 when the state signal of the circuit breaker is HIGH (open state), and is set to 1 when the state signal is LOW (closed state).
The elements of the data array shown below and variables such as OldEst held in a predicted value storage area (OldEst storage area) for storing the predicted value of the waveform obtained in the previous interrupt process are also initialized to zero.
[0023]
When the initialization is completed, a steady process described below is started.
The central processing unit (CPU) reads the value of the variable Zero from the memory (MEM) and examines it. When the value is 0, the value of the variable Zero is read again without executing anything. When the variable Zero is 1, the value of the variable Com is checked.
When the value of Com is 0, nothing is executed and the process returns to the variable Zero reading process. When the value of Com is 1, the value of the variable State is further examined.
When the value of State is 0, an instruction is issued to output a closing signal to the input / output unit (I / O), and when the value of State is 1, an instruction is issued to output an opening signal.
When the instruction process is completed, the process returns to the variable Zero reading process.
[0024]
Next, three interrupt processes will be described.
First, when the state signal for notifying the open / close pole state of the high-speed circuit breaker 1 changes and the interrupt device (INT) issues an interrupt, the central processing unit (CPU) performs the following processing as shown in FIG.
The variable State is set to 0 when the state signal becomes HIGH (open state), and is set to 1 when the state signal becomes LOW (closed state).
When this process ends, the process returns to the steady process.
[0025]
Next, the central processing unit (CPU) performs the following processing as shown in FIG. 4 when the interrupting device (INT) issues an interrupt by receiving an opening or closing command signal from the host.
The variable Com is set to 1 when the command signal becomes HIGH (execution), and is set to 0 when the command signal becomes LOW (standby).
When this process ends, the process returns to the steady process.
[0026]
Before describing the third interrupt process, an array for storing data will be described.
There is an area secured as an array on the memory (MEM). The name of this array is a data array.
When N is a positive integer, N + 1 data arrays are prepared. That is, N + 1 areas are secured in order on the corresponding memory.
The elements of the array can be referred to by array numbers from 0 to N. The value of N is 64 in this embodiment, but at least 32 is required. The array elements are all set to zero by default.
When the fundamental frequency of the electric power system is f (f is 50 Hz or 60 Hz) and the period is T = 1 / f, the input / output unit (I / O) at a constant time interval such that the sampling period is Ts = T / N. ).
The current signal and voltage signal input from the high-speed circuit breaker 1 are sampled. When the variable State is 0 (open state), the voltage signal is sampled. When the State is 1 (closed state), the current signal is sampled. Thus, the input / output unit (I / O) has a function of making input data.
[0027]
When sampling is performed, the interrupt device (INT) interrupts the normal processing of the central processing unit (CPU). Thereby, the central processing unit (CPU) executes the following interrupt processing as shown in FIG.
The i-th element of the data array is transferred to the (i-1) -th (i increases by 1 from 1 to N). The newly obtained input data is transferred to the Nth data array.
[0028]
Thereafter, the central processing unit (CPU) executes a zero point prediction process as shown in FIG. 6 from a series of data stored in the data array.
Data in the data array is interpreted as representing the waveform of the fundamental frequency f of the power system, and the amplitude, phase, and DC component are obtained by calculation.
What is required in this control device is the time of the zero point, but even if the actual waveform has harmonic components, the time of the zero point of those harmonic components is the same as the time of the zero point of the fundamental frequency component. There is no need to find the zero of the wave component.
[0029]
The calculation method for obtaining the amplitude A, the phase angle θ, and the DC component B of the fundamental frequency component may use a fast Fourier transform (FFT), but may be obtained by the following simple method shown in FIGS. There is also.
7 and 8 are flowcharts showing a calculation method for simply obtaining the amplitude A, the phase angle θ, and the DC component B of the fundamental frequency component, and after performing the flow process shown in FIG. 8 is continued from the step output {circle around (1)} shown in FIG. 8 to the step input {circle around (1)} shown in FIG.
[0030]
The maximum value max and the minimum value min and the array element numbers imax and imin that give the values of all the data array elements are obtained. When there are a plurality of array elements giving the maximum value, the largest array element number is imax. The same applies to imin.
[0031]
The amplitude A is obtained by (max + min) / 2, and the direct current component B is obtained by (max−min) / 2.
Regarding the phase, first, the larger of imax and imin is selected and set as id. However, when imax is 0 or N and imin is neither 0 nor N, id = imin, and when imin is 0 or N and imax is neither 0 nor N, id = imax. If none of these conditions is satisfied, id = 0. When id = imax, the phase angle θ is θ = (id−N) × 2π / N + π / 2, and when id = imin, θ = (id−N) × 2π / N + 3π / 2.
[0032]
From the obtained amplitude A, phase angle θ, and DC component B, as shown in FIG. 6, the predicted value Est of the waveform after time Toc (5 msec) is obtained as Est = A × sin (2πf × Toc + θ) + B.
If Est = 0, or if the sign is different from the predicted value OldEst of the waveform obtained during the previous interrupt processing, 1 is substituted into the variable Zero, otherwise 0 is substituted.
Thereafter, Est is substituted for OldEst, the interrupt process is terminated, and the process returns to the normal process.
[0033]
It is necessary to set an upper limit for the value of N related to the sampling period Ts. When the time Tc required by the interrupt processing becomes a value larger than Ts, the processing is not efficiently performed. Therefore, it is preferable that Tc ≦ Ts, that is, N ≦ T / Tc.
[0034]
Thus, based on the predicted value Est of the waveform after the breakable time or opening time Toc (5 msec), it is detected that the waveform is at or near the zero point after the breakable time or opening time Toc (5 msec). Then, the variable Zero stored in the zero point detection presence / absence storage area (Zero storage area) in the memory (MEM) is set to 1, and as described above with reference to FIG.
[0035]
In the above embodiment, processing is performed using the same phase control device at the time of charging and at the time of opening, but separate control devices may be used.
When the zero point prediction is performed, first, a filtering process for removing high frequency components may be performed.
[0036]
According to the first embodiment of the present invention, in the control device 3 composed of a digital signal processor (DSP) that generates an operation signal for operating the high-speed circuit breaker 1 according to the operation command, the high-speed circuit breaker 1 is connected. Data collecting means comprising an input / output device (I / O) for sampling electric data with respect to voltage or current of the AC power system and collecting sampling data at a predetermined cycle; The data collecting means consisting of analog / digital converter (A / D) for converting the analog data collected by the data collecting means consisting of data) into the digital data, and the data collecting means consisting of the input / output device (I / O). The latest sampler converted into digital data by the conversion means comprising the analog / digital converter (A / D). Storage means comprising a memory (MEM) for holding the data within one cycle before the data, and obtaining the amplitude, phase and DC component from the digital data held in the storage means comprising the memory (MEM) An arithmetic processing unit comprising a central processing unit (CPU) for predicting an electric quantity waveform of an AC power system and generating the operation signal based on the predicted waveform is provided, and a data collecting unit comprising the input / output unit (I / O) Collects a voltage signal when the circuit breaker is in the open state, collects a current signal when the circuit breaker is in the closed state, and performs processing operations of the arithmetic processing means comprising the central processing unit (CPU). Interrupt device for interrupting and holding the data in the memory means comprising the memory (MEM) via the arithmetic processing means comprising the central processing unit (CPU) INT) interrupt means is provided, so that even when the electric quantity waveform in the AC current system contains a DC component, an operation signal can be generated accurately with a relatively small amount of data, and the circuit breaker is opened. A voltage signal is collected when in a state, and a current signal is collected when the circuit breaker is in a closed state to appropriately collect data and control the circuit breaker to hold the data in the storage means by an interrupt operation. An apparatus can be provided.
[0037]
Further, according to the first embodiment of the present invention, when generating the operation signal for operating the circuit breaker according to the operation command, the electric quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected is determined at a predetermined cycle. Sampling data is collected, the data within one cycle before the latest sampling data is retained, and the data is determined based on the waveform of the fundamental frequency component of the AC power system from the retained data. By calculating the minutes, the power waveform of the AC power system is predicted and the operation signal is generated based on the predicted waveform, and the maximum and minimum values of the data and the maximum and minimum values of the data are given. The amplitude, phase and direct current component of the waveform in the alternating current power system are A circuit breaker control method capable of generating an operation signal accurately and quickly by simply processing a relatively small amount of data collected by a sampling operation even when the electric quantity waveform in the circuit includes a direct current component. be able to.
[0038]
Embodiment 2. FIG.
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration in the second embodiment. FIG. 10 is a flowchart showing an operation process in the second embodiment.
In the second embodiment, the configuration and method content other than the specific configuration and method content described here have the same configuration and method content as the configuration and method in the first embodiment described above. It has the effect of.
[0039]
[Device configuration]
In FIG. 9, 1 is a high-speed circuit breaker, 2 is an upper relay composed of a power system protection relay that issues an opening / closing operation command for opening and closing the high-speed circuit breaker 1, and 3 is in response to an opening / closing operation command from the upper relay 2 And a digital signal processor (DSP) that generates an opening / closing operation signal for opening / closing the high-speed circuit breaker 1.
The control device 3 includes an input / output device (I / O), an analog / digital converter (A / D), a memory transfer device (DMA), a memory (MEM), and a central processing unit (CPU).
[0040]
[Control action when numerical data is directly written to memory]
A control operation in the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 10, when the control of the phase control device is started, the central processing unit (CPU) first performs initialization on the three variables Zero, Com, and State secured in the memory.
Zero and Com set initial values to 0, respectively. State is set to 0 when the state signal of the circuit breaker is HIGH (open state), and is set to 1 when the state signal is LOW (closed state). Data array elements and variables such as OldEst are also initialized to zero.
[0041]
When the initialization is completed, a steady process described below is started.
The central processing unit (CPU) reads the value of the variable Zero from the memory (MEM) and examines it. When the value is 0, the value of the variable Zero is read again without executing anything.
When the variable Zero is 1, the value of the variable Com is checked. When the value of Com is 0, the prediction process is executed, and the process returns to the variable Zero reading process.
When the value of Com is 1, the value of the variable State is further examined. When the State value is 0, an instruction is issued to output a closing signal to the I / O, and when the State value is 1, an instruction is issued to output an opening signal.
When the instruction process is completed, the prediction process is executed, and the process returns to the variable Zero reading process.
[0042]
When the state signal for reporting the switching pole state of the high-speed circuit breaker 1 changes, the memory transfer device (DMA) performs the following processing.
The variable State is set to 0 when the state signal becomes HIGH (open state), and is set to 1 when the state signal becomes LOW (closed state).
[0043]
Next, the memory transfer device (DMA) performs the following processing upon receipt of an opening or closing command signal from the host.
The variable Com is set to 1 when the command signal becomes HIGH (execution), and is set to 0 when the command signal becomes LOW (standby).
When the current signal and the voltage signal are sampled and input data is obtained, the memory transfer device (DMA) performs the following processing.
The first to Nth elements of the data array are transferred from the 0th to the (N-1) th (the number is decreased by one). The newly obtained input data is transferred to the Nth data array.
[0044]
According to the second embodiment of the present invention, in the control device 3 composed of a digital signal processor (DSP) that generates an operation signal for operating the high-speed circuit breaker 1 according to the operation command, the high-speed circuit breaker 1 is connected. Data collecting means comprising an input / output device (I / O) for sampling electric data with respect to voltage or current of the AC power system and collecting sampling data at a predetermined cycle; and the input / output device (I / O) The data collecting means consisting of analog / digital converter (A / D) for converting the analog data collected by the data collecting means consisting of data) into the digital data, and the data collecting means consisting of the input / output device (I / O). The latest sampler converted into digital data by the conversion means comprising the analog / digital converter (A / D). Storage means comprising a memory (MEM) for holding the data within one cycle before the data, and obtaining the amplitude, phase and DC component from the digital data held in the storage means comprising the memory (MEM) An arithmetic processing unit comprising a central processing unit (CPU) for predicting an electric quantity waveform of an AC power system and generating the operation signal based on the predicted waveform is provided, and a data collecting unit comprising the input / output unit (I / O) Collects a voltage signal when the circuit breaker is in an open state, collects a current signal when the circuit breaker is in a closed state, and stores arithmetic processing means comprising the central processing unit (CPU). Since it is held in the memory means consisting of the memory (MEM) without going through, the direct current component is included in the electric quantity waveform in the alternating current system Relatively small amounts together with to produce an appropriately operating signal by the data, the data can be provided a control device for a circuit breaker capable of holding the without storing means passing through the processing means.
[0045]
The objects of the embodiment according to the present invention described above can be summarized as follows.
Even if the DC voltage is included in the interelectrode voltage or current, the target zero point time is predicted relatively correctly, the phase of the switching pole of the high-speed circuit breaker is controlled, and the switching pole is completed within one cycle from the command. To do.
[0046]
The technical contents of the embodiment according to the present invention are as follows.
(1) The waveform of the fundamental frequency component (50 Hz or 60 Hz) of the power system was predicted.
(2) In order to obtain a zero predicted waveform, the waveform was predicted by obtaining the amplitude, phase, and DC component from the sampling data within one cycle before the current time.
(3) A simple method for obtaining the amplitude, phase, and DC component was used.
(4) Waiting for an opening command from the host while predicting and calculating the zero point every hour using a digital signal processor.
(5) When performing zero point prediction for each sampling and when performing zero point prediction at every calculation cycle.
(6) The sampling period is the same as or longer than the calculation time of the predicted waveform.
Although (1) to (3) sacrifice the prediction accuracy to some extent, high-speed calculation becomes possible. It is possible to shut off within one cycle after the accident occurs.
When the data of one cycle or earlier is used in (2), an effect of smoothing out the direct current generated when an accident occurs is produced.
[0047]
The embodiment according to the present invention has the following configuration contents.
In a control device that generates an opening signal and a closing signal for a high-speed circuit breaker, an opening signal is transmitted so that the current becomes zero at or near the breakable time, and at or near the closing time. In the phase control device and the phase control method for transmitting the closing signal so that the voltage or current zero point is in the vicinity,
(1) A phase control method characterized in that sampling data is predicted on the assumption that it is a waveform of a fundamental frequency component of a power system.
(2) A phase control method for predicting a zero point by predicting a waveform by obtaining an amplitude, a phase, and a direct current component from sampling data within one cycle before the current time.
(3) A phase control method characterized by using a simple method for obtaining the amplitude, phase, and DC component from the time at which the maximum and minimum values of sampling data are given and the time at which each is given.
[0048]
According to such a configuration in the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Even when the current / voltage has a direct current component, it can be predicted correctly.
(2) The switching pole can be completed within one cycle after the accident.
(3) Since it is only necessary to have data within one cycle, less memory is required.
(4) Since the fundamental frequency component is predicted, the algorithm becomes simple and high-speed calculation can be performed.
(5) In the prediction calculation by the simple method, the calculation speed is improved and the calculation time is shorter than that of using FFT.
[0049]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a circuit breaker control apparatus that can accurately generate an operation signal with a relatively small amount of data even when a direct current component is included in an electric quantity waveform in an alternating current system. .
[0050]
According to the second invention, the control of the circuit breaker that can accurately generate the operation signal from the relatively small amount of data collected by the sampling operation even when the electric quantity waveform in the AC current system includes a DC component. A device can be obtained.
[0051]
According to the third aspect of the invention, even when the electric quantity waveform in the alternating current system includes a direct current component, the operation signal can be accurately generated with a relatively small amount of data, and the breaker is in the open state. Collects a voltage signal and collects a current signal when the circuit breaker is in a closed state, thereby providing a circuit breaker control device capable of appropriately collecting data.
[0052]
According to the fourth aspect of the invention, even when the electric quantity waveform in the alternating current system includes a direct current component, the operation signal can be accurately generated with a relatively small amount of data, and the data is stored in the interrupt operation. A circuit breaker control device that can be held by the means can be provided.
[0053]
According to the fifth aspect of the invention, even when the electric quantity waveform in the alternating current system includes a direct current component, the operation signal can be accurately generated with a relatively small amount of data, and the data is passed through the arithmetic processing means. It is possible to provide a circuit breaker control device that can be held in the storage means without any trouble.
[0054]
According to the sixth invention, it is possible to obtain a circuit breaker control method capable of accurately generating an operation signal by a relatively small amount of data processing even when a direct current component is included in an electric quantity waveform in an alternating current system. it can.
[0055]
According to the seventh invention, the circuit breaker capable of accurately generating an operation signal by processing a relatively small amount of data collected by the sampling operation even when the electric quantity waveform in the AC current system includes a DC component. A control method can be obtained.
[0056]
According to the eighth aspect of the present invention, a circuit breaker capable of processing a relatively small amount of data easily and generating an operation signal accurately and quickly even when the electric quantity waveform in the AC current system includes a DC component. The control method can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an open / close signal output operation process in the first embodiment according to the present invention;
FIG. 3 is a flowchart showing a state signal detection operation process in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a command signal detection operation process in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an interrupt processing operation process in the first embodiment according to the present invention;
FIG. 6 is a flowchart showing a zero point prediction processing operation process in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a first half of a flowchart showing a calculation processing operation process of amplitude A, DC component B, and phase angle θ in the first embodiment according to the present invention;
FIG. 8 is the latter half of the flowchart showing the calculation processing operation process of the amplitude A, DC component B, and phase angle θ in the first embodiment according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing an open / close signal output operation process in the second embodiment according to the present invention;
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration in the prior art.
[Explanation of symbols]
1 High-speed circuit breaker, 2 upper relay, 3 control device, I / O input / output device, A / D analog / digital converter, INT interrupt device, DMA memory transfer device, CPU central processing unit, MEM memory.

Claims (8)

動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集された最新データから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたことを特徴とする遮断器の制御装置。In a control device that generates an operation signal for operating a circuit breaker according to an operation command, data collecting means for collecting electric quantity data of an AC power system to which the circuit breaker is connected, and data collected by the data collecting means Storage means for holding the data within one cycle before the latest data, and predicting the electric quantity waveform of the AC power system by obtaining the amplitude, phase and DC component from the data held in the storage means A circuit breaker control apparatus comprising arithmetic processing means for generating the operation signal based on 動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換する変換手段と、前記データ収集手段により収集され前記変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたことを特徴とする遮断器の制御装置。Data collection that collects sampling data by performing sampling operation at a predetermined period for the electrical quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected in a control device that generates an operation signal for operating the circuit breaker according to the operation command Means, conversion means for converting the analog data collected by the data collection means to digital data, and latest sampling data collected by the data collection means and converted to digital data by the conversion means within one cycle before Storage means for holding the data, obtaining amplitude, phase and direct current component from the digital data held in the storage means, predicting the waveform of the AC power system, and generating the operation signal based on the predicted waveform A circuit breaker control device comprising an arithmetic processing means. 前記データ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遮断器の制御装置。3. The data collection unit according to claim 1, wherein the data collection unit collects a voltage signal when the circuit breaker is in an open state, and collects a current signal when the circuit breaker is in a closed state. Circuit breaker control device. 前記演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記演算処理手段を介し前記記憶手段に保持させる割り込み手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遮断器の制御装置。3. The circuit breaker control device according to claim 1, further comprising interrupt means for interrupting a processing operation of the arithmetic processing means and holding the data in the storage means via the arithmetic processing means. . 前記データを前記演算処理手段を介することなく前記記憶手段に保持させるようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遮断器の制御装置。3. The circuit breaker control device according to claim 1, wherein the data is held in the storage means without going through the arithmetic processing means. 動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集し現在時点から1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたことを特徴とする遮断器の制御方法。In generating an operation signal for operating the circuit breaker according to the operation command, collecting the electric quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected and holding the data within one cycle before the current time point, The data is based on the waveform of the fundamental frequency component of the AC power system, and the amplitude, phase, and DC component are obtained from the retained data, thereby predicting the power amount waveform of the AC power system and based on the predicted waveform. A circuit breaker control method characterized by generating an operation signal. 動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたことを特徴とする遮断器の制御方法。When generating an operation signal for operating the circuit breaker according to the operation command, the sampling data is collected at a predetermined cycle for the electric quantity data of the AC power system to which the circuit breaker is connected, and one cycle before the latest sampling data. And the amount of electric power of the AC power system by obtaining the amplitude, phase and DC component from the stored data as the data based on the waveform of the fundamental frequency component of the AC power system A circuit breaker control method characterized by predicting a waveform and generating the operation signal based on the predicted waveform. 前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における電力量波形の振幅,位相および直流分を求めることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の遮断器の制御方法。The amplitude, phase, and direct current component of an electric energy waveform in the AC power system are obtained from a maximum value and minimum value of the data and a point in time when the maximum value and minimum value of the data are given. The control method of the circuit breaker of Claim 6 or Claim 7.
JP2002263456A 2002-09-10 2002-09-10 Circuit breaker control device and control method Expired - Fee Related JP3710442B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002263456A JP3710442B2 (en) 2002-09-10 2002-09-10 Circuit breaker control device and control method
CNB2004100286382A CN100337294C (en) 2002-09-10 2004-03-08 Controller and control method of circuit breaker
HK06104918A HK1084773A1 (en) 2002-09-10 2006-04-25 A control device and method for a breaker

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002263456A JP3710442B2 (en) 2002-09-10 2002-09-10 Circuit breaker control device and control method
CNB2004100286382A CN100337294C (en) 2002-09-10 2004-03-08 Controller and control method of circuit breaker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004103385A JP2004103385A (en) 2004-04-02
JP3710442B2 true JP3710442B2 (en) 2005-10-26

Family

ID=68621086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002263456A Expired - Fee Related JP3710442B2 (en) 2002-09-10 2002-09-10 Circuit breaker control device and control method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP3710442B2 (en)
CN (1) CN100337294C (en)
HK (1) HK1084773A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1990929A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-12 Feelux Co., Ltd. Power line communication apparatus, and method and apparatus for controlling electric devices
CN102522261B (en) * 2011-12-31 2015-06-10 北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司 Soft-switching controller for vacuum circuit breaker
CN103698694A (en) * 2012-09-28 2014-04-02 四川奥格科技有限公司 Online monitoring system for high-voltage circuit breaker
CN103022958B (en) * 2012-12-17 2015-02-25 国家电网公司 Direct current circuit breaker charging device control system and control method thereof
JP7042436B2 (en) * 2017-06-19 2022-03-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Discrimination system, discrimination method, and program
CN113126547B (en) * 2021-04-20 2022-07-12 江西仪能新能源微电网协同创新有限公司 Switching-on and switching-off control method of intelligent arc extinguishing controller of switch

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3633288B2 (en) * 1998-06-23 2005-03-30 三菱電機株式会社 Power switching control device

Also Published As

Publication number Publication date
CN1725408A (en) 2006-01-25
CN100337294C (en) 2007-09-12
JP2004103385A (en) 2004-04-02
HK1084773A1 (en) 2006-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100387004B1 (en) Circuit interrupter providing protection and waveform capture for harmonic analysis
JP5044188B2 (en) Magnetic flux measuring device for static induction electrical equipment, magnetic flux measuring method, and synchronous switching control device for circuit breaker
Bernieri et al. On-line fault detection and diagnosis obtained by implementing neural algorithms on a digital signal processor
CN107907320A (en) The diagnostic method and device of the machine performance feature of on-load tap changers of transformers
WO2007135073A2 (en) Detecting faults in power systems
JP3710442B2 (en) Circuit breaker control device and control method
CN105021869A (en) Low-voltage power distribution short-circuit current peak prediction method
CA2771380A1 (en) Systems and methods for asynchronous sampling data conversion
CN113690836A (en) Chip relay protection device and method
Barbieri et al. Application notes and recommendations on using TMS320F28335 digital Signal Processor to control voltage source converters
EP1086381B1 (en) System for digital measurement of breakdown voltage of high-voltage samples
CN116896064B (en) Power utilization characteristic analysis system and method for power utilization load
US20210080510A1 (en) Method and device for monitoring a power electronic assembly
CN112328563B (en) Transient recording data compression method and device, electronic equipment and storage medium
Hossain et al. Online monitoring of inter-area oscillations and damping of power systems employing prony analysis
JP3130596B2 (en) Contact wear monitoring device
Avalos-Almazan et al. Real-Time Phasor Estimation via the Taylor-Fourier's Subspace
Khodaparast et al. Phasor Estimation Based on Modified Recursive Prony
Redfern et al. Interactive power system simulation for the laboratory evaluation of power system protection relays
JP3737640B2 (en) Power fluctuation detection device and computer-readable storage medium
CN108267652A (en) The method for detecting the electrical Interference as caused by DC components
JP3583585B2 (en) Synchronous injection device
JP4353726B2 (en) Circuit breaker closing phase control device and closing phase control method
Sadinezhad et al. Undersampled on-line ANN-EKF based estimation of harmonics/interharmonics in power systems
RU2117309C1 (en) Method for testing of electric commutator

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050809

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3710442

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080819

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090819

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090819

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100819

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110819

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110819

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120819

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120819

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130819

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees