JPH02101919A - ディジタル保護継電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力系統機器を保護するための保護継電器の
うち、特に周波数変動が問題となる発電機保護のための
ディジタル保護継電器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ディジタル保護継電器は、送電線、変圧器等を保
護対象にしたものが開発され製品化されてきた。これら
保護対象となる機器は、定格周波数で運転されているの
が常であり、運転中における周波数変動は精々±５％の
範囲内にあり、保護継電器の周波数変動から（る動作値
誤差は小さい範囲にとどまっていて問題になることは殆
どなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

発電機のように、起動、停止時における低周波運転から
負荷遮断時における高周波運転まで、その運転中におけ
る周波数変動幅の広い機器を保護対象とする場合、ディ
ジタル保護継電器としては対象機器がどの周波数におい
て運転中であっても正確な動作値精度を保持しなければ
ならない。

しかるにディジタル保護継電器に一般に内蔵されている
ディジタルフィルタのゲイン・周波数特性は、入力電流
又は電圧の周波数が大幅に変動すればゲインも大幅に変
動するという特性である。

第２図はディジタルフィルタのゲイン・周波数特性の一
例を示す特性図である。ディジタルフィルタとしては、
Ｄ４タイプ（（ａ、、−ａ、、−４）型つまり電流波形
を適当な周期でサンプリングして量子化したときの成る
サンプル値をａ７とすると、それより４サンプル前のサ
ンプル値ａ７−４を、該サンプル値ａ７から差し引いた
値を出力する）のものを−例として挙げている。

一般にディジタルフィルタにおいて、ゲインは周波数の
三角関数で表されるが、このＤ４タイプのフィルタにお
いても、そのゲインは次に見られるように、各周波数に
おいて大幅に変動している。

周波数６０Ｈｚ（定格）においてゲインは３１″周波数
３０Ｈｚにおいてゲインは１ 周波数９０Ｈｚにおいてゲインは２ デイジタルフイルタのかかるゲイン変動がディジタル保
護継電器の正確な動作値精度の保持を妨げるという問題
が起きてきた。

本発明の目的は、かかる問題点を解決し、保護対象とす
る機器が発電機のように運転中、その運転状態によって
広い範囲で周波数変動を起こす機器であっても、つまり
保護対象とする機器に流れる電流（又は電圧）がどのよ
うな周波数範囲にあろうとも、正確な動作値精度をもっ
て動作することのできるディジタル保護継電器を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、第１の発明では、入力電流又は電
圧の振幅を整定値と比較してその大小を判断することに
よりオン又はオフ指令を出力するディジタル保護継電器
において、前記入力電流又は電圧から高調波を除去して
出力するディジタルフィルタと、該フィルタのゲイン・
周波数特性を予め記憶するゲインメモリと、前記入力電
流又は電圧の周波数を検出する周波数検出器と、検出さ
れた該周波数に対応するゲインを前記ゲインメモリから
読み出し、該ゲインにて前記ディジタルフィルタからの
出力信号を除算する除算器と、該除算器の出力から前記
入力電流又は電圧の振幅値を演算して出力する振幅演算
器と、該振幅値から所与の整定値を差し引き、その結果
によりオン又はオフ指令を出力する減算器と、を具備し
た。

また第２の発明では、入力電流又は電圧の振幅を整定値
と比較してその大小を判断することによりオン又はオフ
指令を出力するディジタル保護継電器において、前記入
力電流又は電圧から高調波を除去して出力するディジタ
ルフィルタと１、該フィルタのゲイン・周波数特性を予
め記憶するゲインメモリと、前記入力電流又は電圧の周
波数を検出する周波数検出器と、検出された該周波数に
対応するゲインを前記ゲインメモリから読み出し、所与
の整定値に該ゲインを乗算して出力する乗算器と、前記
ディジタルフィルタの出力信号から前記入力電流又は電
圧の振幅値を演算して出力する振幅演算器と、該振幅値
から前記乗算器の出力を差し引き、その結果によりオン
又はオフ指令を出力する減算器と、を具備した。

〔作用〕

第１の発明における作用は次の如（である。

ディジタルフィルタのゲインを次のようにして補正する
。即ち予想される周波数変動範囲（例えば３０Ｈｚ〜９
０Ｈｚ）におけるディジタルフィルタのゲインの値を予
め求めてゲインメモリに記憶しておく、一方、周波数検
出器によって入力電流又は電圧の変動する周波数を計測
する。計測された入力電流又は電圧の周波数に対応する
ディジタルフィルタのゲインをゲインメモリから取り出
し、ディジタルフィルタの出力を該ゲイン値で除算器に
より除算する。

例えば前記Ｄ４フィルタを使用した場合、計測された周
波数が５ＱＨｚ（定格）のときは、ディジタルフィルタ
出力は３１′２倍されているので、３１／Ｚで除算する
。３０Ｈｚのときは、ディジタルフィルタ出力は１倍さ
れているので、１で除算し、９０Ｈｚのときは、ディジ
タルフィルタ出力は２倍されているので、２で除算する
。

このような処理を行なえばディジタルフィルタのゲイン
は補正されて誤差のない動作値をもつディジタル保護継
電器が得られる。

第２の発明における作用は次の如（である。

先と同様に、予想される周波数変動範囲（例えば３０Ｈ
ｚ〜９０Ｈｚ）におけるディジタルフィルタのゲインの
値を予め求めてゲインメモリに記憶しておく。一方、周
波数検出器によって入力電流又は電圧の変動する周波数
を計測する。計測された入力電流又は電圧の周波数に対
応するディジタルフィルタのゲインをゲインメモリから
取り出して保護継電器の整定値に乗算器により乗算する
ことにより、入力電流又は電圧の周波数に対応した整定
値を得る。この整定値を保護継電器の入力電流又は電圧
、と比較するように保護継電器を構成する。

例えば前記Ｄ４フィルタを使用した場合、計測された周
波数が６０）１ｚ（定格）のときは整定値に３′″を乗
算し、３０Ｈｚのときは１を、９０ｈのときは２をそれ
ぞれ乗算することにより、入力電流又は電圧の周波数に
対応した整定値を算出すれば、ディジタルフィルタのゲ
インと整定値は共に同数値倍されて、誤差のない動作値
をもつディジタル保護継電器が得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、１はディジタルフィルタ、２は振幅値演算
器、３は周波数検出器、４はゲインメモリ、５は整定値
メモリ、６は除算器、７は減算器、である。

保護継電器入力（電圧又は電流）はディジタルフィルタ
１により高調波を除去されて出力されるが、その際、入
力周波数に応じたゲインだけゲイン倍された出力となる
。このままフィルタ１の出力を振幅値演算器２に入力し
て振幅値を求め整定値と比較すると多大な誤差を生しる
。

そこでこの誤差を補正するために保護継電器入力を周波
数検出器３に入力して周波数を求める。

この周波数に応じたディジタルフィルタ１のゲインをゲ
インメモリ４から取り出し、除算器６でディジタルフィ
ルタｌの出力をこのゲインで除算する。

この操作によりディジタルフィルタ１のゲインは補正さ
れたことになり、演算器２における振幅値演算後、整定
値メモリ５の内容と減算器７で比較して誤差のない保護
ｗｉｔ器出力出力る。

第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。

同図において、１はディジタルフィルタ、２は振幅値演
算器、３は周波数検出器、４はゲインメモリ、５は整定
値メモリ、７は減算器、８は乗算器、である。

保護継電器入力（電圧又は電流）はディジタルフィルタ
１により高調波を除去されて出力されるが、その際、入
力周波数に応じたゲインだけゲイン倍された出力となる
。このままフィルタ１の出力を振幅値演算器２に入力し
て振幅値を求め整定値と比較するとゲインによる誤差を
生じる。

そこでこの誤差を補正するために保護継電器入力を周波
数検出器３に入力して周波数を求める。

この周波数に応じたディジタルフィルタ１のゲインをゲ
インメモリ４から取り出し、整定値メモリ５の内容と乗
算器８において乗算することにより入力周波数に対応し
た整定値を得る。この整定植と、振幅演算器２において
演算された振幅値と、を減算器７で比較して誤差のない
保護継電器出力を得る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、保護対象とする機器が発電機のように
運転中、その運転状態によって広い範囲で周波数変動を
起こす機器であっても、つまり保護対象とする機器に入
力する電流や電圧が予め予測されている周波数範囲内で
あれば、どのような周波数にあろうとも、正確な動作値
精度をもって動作するディジタル保護継電器を提供でき
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
ディジタルフィルタのゲイン・周波数特性の一例を示す
特性図、第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図
、である。 符号の説明 １・・・ディジタルフィルタ、２・・・振幅値演算器、
３・・・周波数検出器、４・・・ゲインメモリ、５・・
・整定値メモリ、 ６・・・除算器、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入力電流又は電圧の振幅を整定値と比較してその大
   小を判断することによりオン又はオフ指令を出力するデ
   ィジタル保護継電器において、前記入力電流又は電圧か
   ら高調波を除去して出力するディジタルフィルタと、該
   フィルタのゲイン・周波数特性を予め記憶するゲインメ
   モリと、前記入力電流又は電圧の周波数を検出する周波
   数検出器と、検出された該周波数に対応するゲインを前
   記ゲインメモリから読み出し、該ゲインにて前記ディジ
   タルフィルタからの出力信号を除算する除算器と、該除
   算器の出力から前記入力電流又は電圧の振幅値を演算し
   て出力する振幅演算器と、該振幅値から所与の整定値を
   差し引き、その結果によりオン又はオフ指令を出力する
   減算器と、を有して成ることを特徴とするディジタル保
   護継電器。 ２）入力電流又は電圧の振幅を整定値と比較してその大
   小を判断することによりオン又はオフ指令を出力するデ
   ィジタル保護継電器において、前記入力電流又は電圧か
   ら高調波を除去して出力するディジタルフィルタと、該
   フィルタのゲイン・周波数特性を予め記憶するゲインメ
   モリと、前記入力電流又は電圧の周波数を検出する周波
   数検出器と、検出された該周波数に対応するゲインを前
   記ゲインメモリから読み出し、所与の整定値に該ゲイン
   を乗算して出力する乗算器と、前記ディジタルフィルタ
   の出力信号から前記入力電流又は電圧の振幅値を演算し
   て出力する振幅演算器と、該振幅値から前記乗算器の出
   力を差し引き、その結果によりオン又はオフ指令を出力
   する減算器と、を有して成ることを特徴とするディジタ
   ル保護継電器。