JP5078133B2 - Protection relay and accident point locating device for power transmission and distribution system and transient component elimination method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、電力の送配電系統に短絡や地絡等の事故が発生した際に検知される物理量から、過渡的に減衰する直流成分を除去する過渡成分除去方法、ならびにこの過渡成分除去方法を適用した保護リレーおよび事故点標定装置に関する。   The present invention provides a transient component removing method for removing a DC component that is transiently attenuated from a physical quantity detected when an accident such as a short circuit or a ground fault occurs in a power transmission / distribution system, and this transient component removing method. The present invention relates to applied protection relays and accident location systems.

電力の送配電系統を構成する受配電設備には、送配電系統に短絡や地絡等の事故が発生すると、その事故の原因を除去するようにしゃ断器へしゃ断命令を出力する保護リレーが設けられている。事故発生時に検出される電流の波形は、過渡的に減衰する直流成分を含んでいるので、この波形をそのまま用いてリレー演算を行うと、リレー特性に誤差を生じる。これを防止するために、従来では、送配電系統の事故時に計測された電流等の物理量から過渡成分を除去する手段としてアナログバンドパスフィルターが用いられていた。しかしながら、アナログバンドパスフィルタは、温度による特性変化や素子の経年変化等が起こるという問題があった。   The power receiving and distribution equipment that constitutes the power transmission and distribution system is provided with a protective relay that outputs a disconnection command to the circuit breaker to eliminate the cause of the accident when a short circuit or ground fault occurs in the transmission and distribution system It has been. Since the waveform of the current detected at the time of occurrence of the accident includes a DC component that attenuates transiently, if relay calculation is performed using this waveform as it is, an error occurs in the relay characteristics. In order to prevent this, conventionally, an analog bandpass filter has been used as means for removing a transient component from a physical quantity such as a current measured at the time of an accident in a power transmission and distribution system. However, the analog band-pass filter has a problem that a change in characteristics due to temperature, an aging of the element, and the like occur.

このような技術課題に対して、特許文献1、2には、デジタル技術を用いて、連続した3点のサンプリングデータを用いて過渡成分を除去する技術が開示されている。特許文献3には、商用周波の半周期や1周期および1周期半離れた4つのサンプリングデータを用いる技術が開示されている。   In order to deal with such technical problems, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for removing transient components using three consecutive sampling data using digital techniques. Patent Document 3 discloses a technique using four sampling data separated by a half cycle of commercial frequency, one cycle, and one cycle and a half.

特許文献1には、直流分を含む入力交流波形を時間間隔Δt毎にサンプリングするサンプリング装置と、連続するサンプリング時刻tn-2,tn-1およびtnにおけるサンプリング値Pn-2,Pn-1およびPnを入力として((Pn)-2(Pn-1)+(Pn-2))/(2cos(ωΔt)-2)を演算する演算装置とを含み、演算装置の出力を時刻tn-1における入力交流波形から直流分を除去した基本波成分の瞬時値とする技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a sampling device that samples an input AC waveform including a DC component at time intervals Δt, and sampling values Pn-2, Pn-1, and Pn at successive sampling times tn-2, tn-1, and tn. And an arithmetic unit that calculates ((Pn) -2 (Pn-1) + (Pn-2)) / (2cos (ωΔt) -2) as input, and outputs the output of the arithmetic unit at time tn-1 There is disclosed a technique for obtaining an instantaneous value of a fundamental wave component obtained by removing a DC component from an AC waveform.

特許文献2には、電力系統の保護リレーの演算を行う際に、事故直後の信号に含まれている減衰直流成分を除去する方法であって、入力信号を等間隔でサンプリングしサンプリングしたデータをデジタル変換し、デジタル変換された連続する3つのデータVj,Vj+1,Vj+2間の関係式の値(Vj)-2(Vj+1)+(Vj+2)を求め、これらの値を乗数マトリクスmijにかけることにより、減衰直流成分が除去された交流成分V'i(i=0,1,2,・・・)を抽出する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for removing a damped DC component included in a signal immediately after an accident when performing a calculation of a protection relay of a power system, and sampling and sampling data of an input signal at equal intervals. After digital conversion, obtain the value (Vj) -2 (Vj + 1) + (Vj + 2) of the relational expression between three consecutive data Vj, Vj + 1, Vj + 2 and convert these values Is applied to the multiplier matrix mij to extract the AC component V′i (i = 0, 1, 2,...) From which the attenuated DC component has been removed.

特許文献3には、電力系統の保護リレーの演算を行う際に、事故直後の信号に含まれる減衰直流成分を除去する方法であって、入力信号を等間隔で一周期あたりnサンプリングし、サンプリングデータをデジタル変換し、Xj=(Vj-Vi+n/2)- (Vj-Vj+n) (Vj-Vj+n)/[(Vj-Vj+n)+(Vj+n/2-Vj+3n/2)]とした基本波の半周期と1周期の差分から減衰直流成分の除去された交流成分Xjを算出する技術が開示されている。
特公昭54−30311号特許公報 特開平8−163768号公報 特開平8−163767号公報
Patent Document 3 discloses a method for removing a damped DC component included in a signal immediately after an accident when calculating a protection relay of an electric power system. The input signal is sampled n times per cycle at equal intervals, and sampling is performed. Digitally convert the data, Xj = (Vj-Vi + n / 2)-(Vj-Vj + n) (Vj-Vj + n) / [(Vj-Vj + n) + (Vj + n / 2-Vj + 3n / 2)], and a technique for calculating an AC component Xj from which the attenuated DC component is removed from the difference between the half cycle and one cycle of the fundamental wave is disclosed.
Japanese Patent Publication No.54-30311 JP-A-8-163768 JP-A-8-163767

特許文献1、2に開示された、連続する3つのサンプリングデータPn,Pn-1,Pn-2,を用いる方法では、連続する2つのサンプリングデータPnとPn-1との差分値(ΔPa)、およびPn-1とPn-2との差分値(ΔPb)を求め、さらに各差分値ΔPa,ΔPbの差分値(ΔP)を求める演算が行われる。しかしながら、サンプリング周波数が高いと差分値ΔPa,ΔPbがほとんど等しい値となり、その結果、差分値ΔPも零に近い値となるので、微小な雑音やデジタル変換時の量子化誤差などが原因で正常な値が算出できないという技術課題があった。また、特許文献1、2では、ノイズ成分として減衰直流成分のみを仮定しているので、事故時に発生する前記減衰直流成分以外の複雑な波形で正常な値が算出できないという技術課題もあった。   In the method using three consecutive sampling data Pn, Pn-1, and Pn-2 disclosed in Patent Documents 1 and 2, the difference value (ΔPa) between the two consecutive sampling data Pn and Pn−1, Further, a calculation is performed for obtaining a difference value (ΔPb) between Pn-1 and Pn-2 and further obtaining a difference value (ΔP) between the difference values ΔPa and ΔPb. However, when the sampling frequency is high, the difference values ΔPa and ΔPb are almost equal, and as a result, the difference value ΔP is also close to zero, which is normal due to minute noise and quantization error during digital conversion. There was a technical problem that the value could not be calculated. In Patent Documents 1 and 2, since only an attenuated DC component is assumed as a noise component, there is a technical problem that a normal value cannot be calculated with a complex waveform other than the attenuated DC component generated at the time of an accident.

このような技術課題は特許文献3でも同様であり、さらに、特許文献3では時刻j,j/2,j+n,j+3n/2の4個の限定されたデータを算式に使用するので、雑音が重畳した場合に誤差要因となるとともに、4個のデータは商用周波の1周期半の範囲に存在するので算出に前記期間を要する。しかしながら、保護リレーへの使用時には算出期間は少ない方が望ましい。   Such a technical problem is the same in Patent Document 3, and furthermore, in Patent Document 3, four limited data at times j, j / 2, j + n, and j + 3n / 2 are used in the formula. When noise is superimposed, it becomes an error factor, and the four data exist in the range of one and a half cycles of the commercial frequency. However, it is desirable that the calculation period is short when used for a protection relay.

さらに、事故時に検知された物理量の基づいて、その後、オフラインで事故点を標定する際にも、上記した従来技術では減衰直流成分のみを選択的に除去することができなかったので、事故点を正確に標定することが難しかった。   In addition, when the accident point is determined off-line based on the physical quantity detected at the time of the accident, the above-mentioned conventional technology cannot selectively remove only the attenuated DC component. It was difficult to position correctly.

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を全て解決し、サンプリングが高速化しても対応可能であり、雑音や量子化誤差にロバストであって、かつ使用するデータの時間幅の範囲を小さくできる送配電系統の保護リレーおよび事故点標定装置ならびにその過渡成分除去方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems of the prior art, and can cope with the increase in sampling speed, is robust against noise and quantization error, and reduces the time range of data to be used. Another object of the present invention is to provide a protective relay and an accident point locating device for a transmission / distribution system and a method for removing a transient component thereof.

上記目的を達成するために、本発明は、電力の送配電系統で事故時に計測された物理量から過渡的な直流成分を除去する過渡成分除去方法、および過渡成分を除去された物理量に基づいて系統を保護する保護リレーおよび事故点標定装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。   To achieve the above object, the present invention provides a transient component removal method for removing a transient DC component from a physical quantity measured at the time of an accident in a power transmission / distribution system, and a system based on the physical quantity from which the transient component has been removed. The protection relay and accident point locating device that protects the vehicle are characterized by the following measures.

(1)本発明の保護リレーは、計測された物理量をサンプリングする手段と、所定の移動平均区間ごとにサンプリングデータの移動平均値を算出する手段と、物理量から移動平均値を減じて交流成分を抽出する手段と、交流成分に基づいてリレー演算を行い、しゃ断器へしゃ断命令を出力するリレー演算手段とを含み、サンプリング手段が、計測された物理量を商用周波数のN+1倍(Nは整数)でサンプリングし、移動平均区間がN+1個のサンプリングデータを含み、交流成分を抽出する手段が、前記移動平均区間の中間点のサンプリングデータから当該区間の移動平均値を減じることで交流成分を抽出し、前記Nが偶数であることを特徴とする。 (1) The protection relay of the present invention includes a means for sampling a measured physical quantity, a means for calculating a moving average value of sampling data for each predetermined moving average section, and subtracting the moving average value from the physical quantity to obtain an AC component. means for extracting performs relay operation based on the AC component, seen including a relay operation means for outputting a cut-off command to the breaker, the sampling means, N + 1 times the commercial frequency of physical quantity which is measured (N is The moving average section includes N + 1 sampling data, and the means for extracting the AC component subtracts the moving average value of the section from the sampling data at the midpoint of the moving average section. A component is extracted, and the N is an even number .

(2)本発明の事故点標定装置は、計測された物理量をサンプリングする手段と、所定の移動平均区間ごとにサンプリングデータの移動平均値を算出する手段と、物理量から移動平均値を減じて交流成分を抽出する手段と、交流成分に基づいて事故点を標定する事故点標定手段とを含み、サンプリング手段が、計測された物理量を商用周波数のN+1倍(Nは整数)でサンプリングし、移動平均区間がN+1個のサンプリングデータを含み、交流成分を抽出する手段が、前記移動平均区間の中間点のサンプリングデータから当該区間の移動平均値を減じることで交流成分を抽出し、前記Nが偶数であることを特徴とする。 (2) The accident point locating device of the present invention comprises means for sampling the measured physical quantity, means for calculating the moving average value of the sampling data for each predetermined moving average section, and subtracting the moving average value from the physical quantity for alternating current. see contains means for extracting component and a fault point locating means for locating the fault point based on the AC component, sampling means samples the measured physical quantity in N + 1 times the commercial frequency (N is an integer) The moving average section includes N + 1 sampling data, and the means for extracting the alternating current component extracts the alternating current component by subtracting the moving average value of the section from the sampling data at the intermediate point of the moving average section, The N is an even number .

(3)本発明の過渡成分除去方法は、計測された物理量をサンプリングして、そのサンプリングデータを記憶する手順と、i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める初回平均値算出手順と、i+1番目からi+N+2番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める次回以降平均値算出手順と、前記次回以降平均値算出手段による平均値算出を前記iを更新しながら繰り返す手順とを含み、前記初回平均値算出手順は、N+1個のサンプリングデータの総和をサンプル数N+1で割って平均値を求め、前記次回以降平均値算出手順は、i番目のサンプリングデータとi+N+2番目のサンプリングデータとの差分をN+1で割った値を、i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値から減じて平均値を求めることを特徴とする。 (3) The transient component removal method of the present invention samples the measured physical quantity and stores the sampling data, and the average of N + 1 sampling data from the i-th to i + N + 1-th First-time average value calculation procedure for obtaining a value, next-time average value calculation procedure for obtaining an average value of N + 1 sampling data from i + 1 to i + N + 2 The initial value calculation procedure is repeated while updating i, and the initial average value calculation procedure calculates the average value by dividing the total of N + 1 sampling data by the number of samples N + 1, After that, the average value calculation procedure is to calculate the value obtained by dividing the difference between the i-th sampling data and i + N + 2nd sampling data by N + 1, and N + 1 from i-th to i + N + 1-th The average value is obtained by subtracting from the average value of the sampling data.

本発明によれば、以下のような効果が達成される。   According to the present invention, the following effects are achieved.

(1)電力の送配電系統で検知され、過渡的な直流成分やノイズ成分を含む物理量に対して、その移動平均値を求めるようにしたので、物理量から過渡的な直流成分やノイズ成分を効率よく除去できるようになる。   (1) Since moving average values are obtained for physical quantities that are detected by the power transmission / distribution system and contain transient DC components and noise components, transient DC components and noise components are efficiently calculated from physical quantities. Can be removed well.

(2)物理量を商用周波数のN+1倍でサンプリングするようにしたので、商用周期に依存したノイズ成分を効率良く除去できるようになる。   (2) Since the physical quantity is sampled at N + 1 times the commercial frequency, noise components depending on the commercial cycle can be efficiently removed.

(3)移動平均区間でN+1個(Nは偶数)のサンプリングデータの平均値を求め、移動平均区間の中間点のサンプリングデータから当該区間の移動平均値を減じることで交流成分を抽出するようにしたので、物理量から過渡的な直流成分を精密に除去できるようになる。   (3) Find the average value of N + 1 sampling data (N is an even number) in the moving average section, and extract the AC component by subtracting the moving average value of the section from the sampling data at the midpoint of the moving average section As a result, the transient DC component can be accurately removed from the physical quantity.

(4)移動平均値を、初回以外は前区間の移動平均値を利用して近似的に求めるようにしたので、計算量を減じることができる。   (4) Since the moving average value is obtained approximately using the moving average value of the previous section except for the first time, the amount of calculation can be reduced.

(5)保護リレーにおいて、送配電系統で検知され、過渡的な直流成分やノイズ成分を含む物理量に対して、その移動平均値を求めるようにしたので、サンプリングが高速化しても対応可能で雑音や量子化誤差にロバストな保護が可能になる。   (5) In the protection relay, the moving average value is obtained for physical quantities that are detected by the power transmission and distribution system and contain transient DC components and noise components. And robust protection against quantization errors.

(6)事故点標定装置において、送配電系統で検知され、過渡的な直流成分やノイズ成分を含む物理量に対して、その移動平均値を求めるようにしたので、サンプリングが高速化しても対応可能で雑音や量子化誤差にロバストな事故点標定が可能になる。   (6) In the accident location system, the moving average value is obtained for physical quantities that are detected by the power transmission and distribution system and contain transient DC components and noise components. Makes it possible to locate accident points robust to noise and quantization errors.

以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明を適用した事故点標定装置の主要部の構成を示したブロック図であり、送配電線の事故時に計測された物理量(電流)を入力データとして事故点を標定し、その位置情報を出力する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the main part of an accident point locating device to which the present invention is applied. The physical point (current) measured at the time of an accident on a transmission and distribution line is used as input data to locate the accident point. Output location information.

アナログフィルタ11は、事故時に計測された物理量からサンプリング周波数のエリアシングノイズを除去する。サンプルホールド回路12は、エリアシングノイズを除去された前記物理量を等時間間隔でサンプリングするために所定時間だけホールドする。本実施形態では、サンプリング周波数が商用周波のN+1倍(Nは偶数)に設定されている。AD変換器13は、ホールドされた物理量を量子化し、サンプリングデータとして記憶部14に記憶する。直流除去フィルタ15は、後にフローチャートを参照して詳述するように、記憶されているサンプリングデータから過渡成分すなわち減衰直流成分を除去して交流成分を抽出する。事故点標定部16は、過渡成分を除去された交流成分を用いて事故点を標定し、その位置情報を出力する。   The analog filter 11 removes the sampling frequency aliasing noise from the physical quantity measured at the time of the accident. The sample and hold circuit 12 holds the physical quantity from which aliasing noise has been removed for a predetermined time in order to sample at equal time intervals. In this embodiment, the sampling frequency is set to N + 1 times the commercial frequency (N is an even number). The AD converter 13 quantizes the held physical quantity and stores it in the storage unit 14 as sampling data. As will be described in detail later with reference to a flowchart, the DC removal filter 15 extracts transient components, that is, attenuated DC components, from the stored sampling data and extracts AC components. The accident point locating unit 16 locates the accident point using the AC component from which the transient component has been removed, and outputs the position information.

図2は、前記直流除去フィルタ15の主要部の構成を示したブロック図であり、記憶部14に記憶されたサンプリングデータのN+1個分の移動平均値を順次に求める移動平均算出部15aと、前記サンプリングデータと移動平均値とに基づいて、過渡的な減衰直流成分を除去された交流成分を抽出する過渡成分除去部15bとを含む。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the main part of the DC removal filter 15, and a moving average calculation unit 15 a that sequentially obtains N + 1 moving average values of sampling data stored in the storage unit 14. And a transient component removing unit 15b that extracts an AC component from which the transient attenuated DC component is removed based on the sampling data and the moving average value.

前記移動平均算出部15aは、記憶部14に記憶されているi番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める初回平均値算出部151と、記憶部14に記憶されている次の移動平均区間のサンプリングデータ、すなわちi+1番目からi+N+2番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を近似的に求める次回以降平均値算出部152とを含む。   The moving average calculation unit 15 a includes an initial average value calculation unit 151 that calculates an average value of N + 1 pieces of sampling data from i-th to i + N + 1-th stored in the storage unit 14, and a storage unit 14. Next, the average value calculation unit 152 from the next time, which approximately obtains the average value of the sampling data of the next moving average interval stored in the N + 1 sampling data from the (i + 1) th to the (i + N + 2) th, is stored. Including.

前記初回平均値算出部151は、N+1個のサンプリングデータの総和を移動平均区間のサンプル数N+1で割って平均値を求める。前記次回以降平均値算出部152は、i番目のサンプリングデータとi+N+2番目のサンプリングデータとの差分を移動平均区間のサンプル数N+1で割った値を、前記初回平均値算出部151で算出された直前の移動平均区間の平均値、すなわちi番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値から減じて平均値を近似的に求める。   The initial average value calculation unit 151 obtains an average value by dividing the sum of N + 1 sampling data by the number of samples N + 1 in the moving average section. The average value calculation unit 152 from the next time onward calculates a value obtained by dividing the difference between the i-th sampling data and the i + N + 2th sampling data by the number of samples N + 1 in the moving average interval. An average value is approximately obtained by subtracting from the average value of the immediately preceding moving average section calculated in 151, that is, the average value of N + 1 sampling data from the i-th to i + N + 1-th.

繰り返し部153は、前記次回以降平均値算出部152による平均値算出を前記iを更新しながら繰り返し、i+1番目からi+N+2番目までのサンプリングデータの平均値のみならず、i+2番目からi+N+3番目までのサンプリングデータの平均値、i+3番目からi+N+4番目までのサンプリングデータの平均値…を、それぞれ近似的に算出する。   The repetition unit 153 repeats the average value calculation by the average value calculation unit 152 after the next time while updating the i, and not only the average value of the sampling data from the (i + 1) th to the (i + N + 2) th but also the i + The average value of the sampling data from the second to i + N + 3, the average value of the sampling data from i + 3 to i + N + 4, and so on are approximately calculated.

次いで、前記直流除去フィルタ15において減衰直流成分を除去する手順を、図3のフローチャートに沿って説明する。   Next, the procedure for removing the attenuated DC component in the DC removal filter 15 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS1では、前記記憶部14に記憶されているサンプリングデータをN+1個ずつ読み出して平均値を求める際の先頭データの記憶位置を特定する変数iが初期化(例えば、i=1)される。ステップS2では、前記記憶部14に記憶されているi番目からi+N+1番目までの連続するN+1個のサンプリングデータが読み出され、それぞれサンプリングデータV(1),V(2),V(3)…V(N),V(N+1)として初回平均値算出部151に格納される。ステップS3では、前記初回平均値算出部151において、前記N+1個のサンプリングデータを次式(1)に適用して「初回演算」が実行され、今回(i番目)の移動平均区間の平均値すなわち直流成分Xdc1が求められる。
In step S1, a variable i for specifying the storage position of the leading data when N + 1 pieces of sampling data stored in the storage unit 14 are read out and the average value is obtained is initialized (for example, i = 1). The In step S2, N + 1 consecutive sampling data from the i-th to i + N + 1-th stored in the storage unit 14 are read, and the sampling data V (1) and V (2) are read out, respectively. , V (3)... V (N), V (N + 1) are stored in the initial average value calculation unit 151. In step S3, the initial average value calculation unit 151 applies the N + 1 sampling data to the following equation (1) to execute the “first calculation”, and calculates the average of the current (i-th) moving average interval. A value, that is, a DC component Xdc1 is obtained.

Figure 0005078133
Figure 0005078133

ステップS4では、前記過渡成分除去部15bにおいて、前記直流成分Xdc1および今回の移動平均区間の中間点のサンプリングデータV(N/2+1)が次式(2)に適用されて、前記直流成分Xdc1が除去された今回の交流成分U(N/2+i)が算出される。ステップS5では、前記交流成分U(N/2+i)が出力される。このとき、本実施形態ではNが偶数であって、移動平均区間の中間点のサンプリングデータV(N/2+1)は直流成分の平均値を含むことになるので、この中間点のサンプリングデータV(N/2+1)からXdc1を減じることで、直流成分が精密に除去された交流成分を抽出できるようになる。
In step S4, the DC component Xdc1 and the sampling data V (N / 2 + 1) at the midpoint of the current moving average section are applied to the following equation (2) in the transient component removing unit 15b, and the DC component The current AC component U (N / 2 + i) from which Xdc1 has been removed is calculated. In step S5, the AC component U (N / 2 + i) is output. At this time, in this embodiment, N is an even number, and the sampling data V (N / 2 + 1) at the midpoint of the moving average section includes the average value of the DC component. By subtracting Xdc1 from V (N / 2 + 1), it becomes possible to extract the AC component from which the DC component has been accurately removed.

Figure 0005078133
Figure 0005078133

ステップS6では、前記次回以降平均値算出部152において、前記記憶部14から次のデータ(i+N+2番目のデータ)が読み出され、サンプリングデータV(N+2)として格納される。ステップS7では、前記次回以降平均値算出部152において、前記直流成分Xdc1、サンプリングデータV(1),V(N+2)を次式(3)に適用して「次回以降演算」が実行され、次(i+1番目)の移動平均区間、すなわちi+1番目からi+N+2番目までの連続するN+1個のサンプリングデータV(2),V(3),V(4)…V(N+2)の直流成分Xdc2が求められる。
In step S6, the next value (i + N + 2th data) is read from the storage unit 14 and stored as sampling data V (N + 2) in the average value calculation unit 152 after the next time. In step S7, the next and subsequent average value calculation unit 152 applies the DC component Xdc1 and the sampling data V (1) and V (N + 2) to the following expression (3) to execute “calculation after the next time”. , The next (i + 1) th moving average interval, that is, N + 1 consecutive sampling data V (2), V (3), V (4) from i + 1 to i + N + 2 ... DC component Xdc2 of V (N + 2) is obtained.

Figure 0005078133
Figure 0005078133

このように、本実施形態ではi番目からi+N+1番目までのサンプリングデータに基づいてi番目の移動平均区間の平均値Xdc1が求まると、次のi+1番目からi+N+2番目までの移動平均区間の平均値Xdc2は、改めてN+1個のサンプリングデータV(2),V(3),V(4)…V(N+2)の総和を求めることなく、新たに移動平均区間に加わるサンプリングデータV(N+2)と、移動平均区間から外れるデータV(1)との差分[V(N+2)-V(1)]をサンプリング数N+1で割った値[V(N+2)-V(1)]/(N+1)を、前回の平均値Xdc1から減じることで近似的に算出される。   Thus, in this embodiment, when the average value Xdc1 of the i-th moving average section is obtained based on the i-th to i + N + 1-th sampling data, the next i + 1-th to i + N + 2 The average value Xdc2 of the moving average interval up to the second is newly calculated without calculating the sum of N + 1 sampling data V (2), V (3), V (4) ... V (N + 2). The difference [V (N + 2) -V (1)] between the sampling data V (N + 2) added to the moving average section and the data V (1) outside the moving average section was divided by the sampling number N + 1. The value [V (N + 2) −V (1)] / (N + 1) is approximately calculated by subtracting from the previous average value Xdc1.

ステップS8では、前記過渡成分除去部15bにおいて、前記直流成分Xdc2および今回のサンプリング期間のセンタ値V(N/2+i+1)が次式(4)に適用されて、前記直流成分Xdc2が除去された今回の交流成分U(N/2+i+1)が算出される。ステップS9では、前記交流成分U(N/2+i+1)が出力される。
In step S8, the DC component Xdc2 and the center value V (N / 2 + i + 1) of the current sampling period are applied to the following equation (4) in the transient component removing unit 15b, and the DC component Xdc2 is The removed AC component U (N / 2 + i + 1) for this time is calculated. In step S9, the AC component U (N / 2 + i + 1) is output.

Figure 0005078133
Figure 0005078133

ステップS10では、前記変数iがインクリメントされる。ステップS11ではデータシフトが実行され、現在のサンプリングデータV(2),V(3),V(4)…V(N+2)が、それぞれV(1),V(2),V(3)…V(N),V(N+1)にシフトされる。さらに、直流成分Xdc2がXdc1にシフトされる。   In step S10, the variable i is incremented. In step S11, data shift is executed, and the current sampling data V (2), V (3), V (4)... V (N + 2) are respectively V (1), V (2), V (3 ) ... V (N), shifted to V (N + 1). Furthermore, the DC component Xdc2 is shifted to Xdc1.

その後、当該処理はステップS6へ戻り、上記と同様にして次回以降演算が繰り返されて交流成分が順次に出力される。   Thereafter, the process returns to step S6, and the calculation is repeated from the next time and the alternating current components are sequentially output in the same manner as described above.

図4は、事故時電流Vと、この事故時電流Vに含まれる減衰過渡成分X1と、本実施形態による減衰過渡成分推定値X2と、交流成分U1と、事故時電流Vから減衰過渡成分推定値X2を減じて得られる交流成分推定値U2との関係を示した図であり、直流成分の推定値X2は商用周波の半周期後には真値とほぼ同等になっていることが観測できる。   FIG. 4 shows an accidental current V, an attenuation transient component X1 included in the accidental current V, an attenuation transient component estimated value X2 according to this embodiment, an AC component U1, and an attenuation transient component estimation from the accidental current V. It is a figure showing the relationship with the AC component estimated value U2 obtained by subtracting the value X2, and it can be observed that the estimated value X2 of the DC component is almost equal to the true value after a half cycle of the commercial frequency.

なお、上記した実施形態では、本発明を事故点標定装置への適用を例にして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、送配電系統で計測された物理量に基づいてしゃ断器を開放する送配電系統の保護リレーにも適用できる。   In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking the application to an accident point locating device as an example. However, the present invention is not limited to this, and is based on physical quantities measured in a power transmission and distribution system. It can also be applied to protection relays in power transmission and distribution systems that open circuit breakers.

図5は、本発明に係る保護リレーの主要部の構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実施形態では、物理量に基づいてリレー演算を行い、しゃ断器へしゃ断命令を出力するリレー演算手段17が、前記直流除去フィルタ15により過渡的な直流成分を除去された物理量に基づいてリレー演算を行うようにした点に特徴がある。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a main part of the protection relay according to the present invention, and the same reference numerals as those described above represent the same or equivalent parts. In this embodiment, the relay calculation means 17 that performs relay calculation based on the physical quantity and outputs a cutoff command to the circuit breaker performs relay calculation based on the physical quantity from which the transient DC component is removed by the DC removal filter 15. It is characterized in that it is done.

本発明を適用した事故点標定装置の主要部の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the principal part of the accident point location apparatus to which this invention is applied. 直流除去フィルタの主要部の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the principal part of a direct current | flow removal filter. 直流除去フィルタの動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement of the direct current | flow removal filter. 本発明における直流成分の推定と除去シミュレーションの波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of DC component estimation and removal simulation in the present invention. 本発明を適用した保護リレーの主要部の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the principal part of the protection relay to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1…事故点標定装置,2…保護リレー,11…アナログフィルタ,12…サンプルホールド回路,13…AD変換器,14…記憶部,15…直流除去フィルタ,16…事故点標定部,15a…移動平均算出部,15b…過渡成分除去部,17…リレー演算部、151…初回平均値算出部,152…次回以降平均値算出部,153…繰り返し部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Accident point location device, 2 ... Protection relay, 11 ... Analog filter, 12 ... Sample hold circuit, 13 ... AD converter, 14 ... Memory | storage part, 15 ... DC removal filter, 16 ... Accident point location part, 15a ... Movement Average calculating unit, 15b ... transient component removing unit, 17 ... relay calculating unit, 151 ... first average value calculating unit, 152 ... average value calculating unit from next time, 153 ... repeating unit

Claims (6)

電力の送配電系統で計測された物理量に基づいてしゃ断器を開放する送配電系統の保護リレーにおいて、
前記計測された物理量をサンプリングする手段と、
所定の移動平均区間ごとにサンプリングデータの移動平均値を算出する手段と、
前記物理量から前記移動平均値を減じて交流成分を抽出する手段と、
前記交流成分に基づいてリレー演算を行い、しゃ断器へしゃ断命令を出力するリレー演算手段とを含み、
前記サンプリング手段は、前記計測された物理量を商用周波数のN+1倍(Nは整数)でサンプリングし、
前記移動平均区間はN+1個のサンプリングデータを含み、
前記交流成分を抽出する手段が、前記移動平均区間の中間点のサンプリングデータから当該区間の移動平均値を減じることで交流成分を抽出し、前記Nが偶数であることを特徴とする保護リレー。
In the power transmission / distribution system protection relay that opens the circuit breaker based on the physical quantity measured in the power transmission / distribution system,
Means for sampling the measured physical quantity;
Means for calculating a moving average value of sampling data for each predetermined moving average section;
Means for subtracting the moving average value from the physical quantity to extract an AC component;
Performs relay operation based on the AC component, seen including a relay operation means for outputting a cut-off command to the circuit breaker,
The sampling means samples the measured physical quantity at N + 1 times the commercial frequency (N is an integer),
The moving average section includes N + 1 sampling data,
The protection relay characterized in that the means for extracting the AC component extracts the AC component by subtracting the moving average value of the section from the sampling data of the intermediate point of the moving average section, and the N is an even number .
前記移動平均値を算出する手段は、
i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める初回平均値算出手段と、
i+1番目からi+N+2番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める次回以降平均値算出手段と、
前記次回以降平均値算出手段による平均値算出を前記iを更新しながら繰り返す手段とを含み、
前記初回平均値算出手段は、N+1個のサンプリングデータの総和をサンプル数N+1で割って平均値を求め、
前記次回以降平均値算出手段は、i番目のサンプリングデータとi+N+2番目のサンプリングデータとの差分をN+1で割った値を、i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値から減じて平均値を求めることを特徴とする請求項1に記載の送配電系統の保護リレー。
The means for calculating the moving average value is:
an initial average value calculating means for calculating an average value of N + 1 sampling data items from i-th to i + N + 1-th;
Mean value calculating means for calculating the average value of N + 1 sampling data from i + 1 to i + N + 2
Means for repeating the average value calculation by the average value calculating means after the next time while updating i,
The initial average value calculating means obtains an average value by dividing the sum total of N + 1 sampling data by the number of samples N + 1,
The average value calculation means from the next time, the value obtained by dividing the difference between the i-th sampling data and the i + N + 2th sampling data by N + 1, and the N + from the i-th to i + N + 1-th 2. The protection relay for a power transmission and distribution system according to claim 1, wherein an average value is obtained by subtracting from an average value of one sampling data.
電力の送配電系統で事故時に計測された物理量に基づいて事故点を標定する送配電系統の事故点標定装置において、
前記計測された物理量をサンプリングする手段と、
所定の移動平均区間ごとにサンプリングデータの移動平均値を算出する手段と、
前記物理量から前記移動平均値を減じて交流成分を抽出する手段と、
前記交流成分に事故点を標定する事故点標定手段とを含み、
前記サンプリング手段が、前記計測された物理量を商用周波数のN+1倍(Nは整数)でサンプリングし、
前記移動平均区間はN+1個のサンプリングデータを含み、
前記交流成分を抽出する手段が、前記移動平均区間の中間点のサンプリングデータから当該区間の移動平均値を減じることで交流成分を抽出し、前記Nが偶数であることを特徴とする送配電系統の事故点標定装置。
In the fault location system for power transmission and distribution systems that locates fault points based on physical quantities measured at the time of an accident in the power transmission and distribution system,
Means for sampling the measured physical quantity;
Means for calculating a moving average value of sampling data for each predetermined moving average section;
Means for subtracting the moving average value from the physical quantity to extract an AC component;
Look including a fault point locating means for locating a fault point on the AC component,
The sampling means samples the measured physical quantity at N + 1 times the commercial frequency (N is an integer),
The moving average section includes N + 1 sampling data,
The means for extracting the alternating current component extracts the alternating current component by subtracting the moving average value of the section from the sampling data of the intermediate point of the moving average section, and the N is an even number. Accident location system.
前記移動平均値を算出する手段は、
i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める初回平均値算出手段と、
i+1番目からi+N+2番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める次回以降平均値算出手段と、
前記次回以降平均値算出手段による平均値算出を前記iを更新しながら繰り返す手段とを含み、
前記初回平均値算出手段は、N+1個のサンプリングデータの総和をサンプル数N+1で割って平均値を求め、
前記次回以降平均値算出手段は、i番目のサンプリングデータとi+N+2番目のサンプリングデータとの差分をN+1で割った値を、i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値から減じて平均値を求めることを特徴とする請求項に記載の送配電系統の事故点標定装置。
The means for calculating the moving average value is:
an initial average value calculating means for calculating an average value of N + 1 sampling data items from i-th to i + N + 1-th;
Mean value calculating means for calculating the average value of N + 1 sampling data from i + 1 to i + N + 2
Means for repeating the average value calculation by the average value calculating means after the next time while updating i,
The initial average value calculating means obtains an average value by dividing the sum total of N + 1 sampling data by the number of samples N + 1,
The average value calculation means from the next time, the value obtained by dividing the difference between the i-th sampling data and the i + N + 2th sampling data by N + 1, and the N + from the i-th to i + N + 1-th 4. The fault location system for a power transmission and distribution system according to claim 3 , wherein an average value is obtained by subtracting from an average value of one sampling data.
電力の送配電系統で事故時に計測された物理量から過渡成分を除去する過渡成分除去方法において、
前記計測された物理量をサンプリングする手順と、
所定の移動平均区間ごとにサンプリングデータの移動平均値を算出する手順と、
前記物理量から前記移動平均値を減じて交流成分を抽出する手順とを含み、
前記サンプリング手順が、前記計測された物理量を商用周波数のN+1倍(Nは整数)でサンプリングし、
前記移動平均区間はN+1個のサンプリングデータを含み、
前記交流成分を抽出する手順が、前記移動平均区間の中間点のサンプリングデータから当該区間の移動平均値を減じることで交流成分を抽出し、前記Nが偶数であることを特徴とする送配電系統の過渡成分除去方法。
In the transient component elimination method that removes transient components from physical quantities measured at the time of an accident in the power transmission and distribution system,
Sampling the measured physical quantity;
A procedure for calculating a moving average value of sampling data for each predetermined moving average section;
Look including a procedure for extracting the AC component by subtracting the moving average value from the physical quantity,
The sampling procedure samples the measured physical quantity at N + 1 times the commercial frequency (N is an integer),
The moving average section includes N + 1 sampling data,
Power transmission and distribution lines procedure for extracting the AC component extracts the alternating current component by subtracting the moving average value of the interval from the sampling data of the intermediate point of the moving average section, wherein said N is an even number Of removing transient components.
前記移動平均値を算出する手順が、
i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める初回平均値算出手順と、
i+1番目からi+N+2番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値を求める次回以降平均値算出手順と、
前記次回以降平均値算出手段による平均値算出を前記iを更新しながら繰り返す手順とを含み、
前記初回平均値算出手順は、N+1個のサンプリングデータの総和をサンプル数N+1で割って平均値を求め、
前記次回以降平均値算出手順は、i番目のサンプリングデータとi+N+2番目のサンプリングデータとの差分をN+1で割った値を、i番目からi+N+1番目までのN+1個のサンプリングデータの平均値から減じて平均値を求めることを特徴とする請求項に記載の送配電系統の過渡成分除去方法。
The procedure for calculating the moving average value is as follows:
an initial average value calculating procedure for calculating an average value of N + 1 sampling data from i-th to i + N + 1-th;
The average value calculation procedure from the next time to calculate the average value of N + 1 sampling data from i + 1 to i + N + 2
A procedure of repeating the average value calculation by the average value calculating means after the next time while updating i.
In the initial average value calculation procedure, the total value of N + 1 sampling data is divided by the number of samples N + 1 to obtain an average value,
The average value calculation procedure after the next time is obtained by dividing the difference between the i-th sampling data and the i + N + 2th sampling data by N + 1, and the N + from the i-th to i + N + 1-th 6. The method for removing a transient component of a power transmission and distribution system according to claim 5 , wherein the average value is obtained by subtracting from the average value of one piece of sampling data.
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