JPH02240575A - Zero-phase current detector - Google Patents

Zero-phase current detector

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JPH02240575A
JPH02240575A JP1061363A JP6136389A JPH02240575A JP H02240575 A JPH02240575 A JP H02240575A JP 1061363 A JP1061363 A JP 1061363A JP 6136389 A JP6136389 A JP 6136389A JP H02240575 A JPH02240575 A JP H02240575A
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electrical angle
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相河 永也
Yoshinari Furukawa
古川 吉成
Masami Watanabe
政美 渡辺
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To miniturize a device, to prevent a malfunction and to use the device for an overhead electric wire by providing a current measuring means of an AC electric line on every phase, and also, eliminating an error component caused by a temperature characteristic and the noise of the measuring means. CONSTITUTION:A magnetic field being proportional to a current flowing through electric wires 1a-1c of three phases is induced in annular iron cores 2a-2c, and a light beam which reaches magneto-optical field sensors 5a-5c from light emitting elements 6a-6c is modulated in proportion to the magnetic field, and received 7a-7c. Subsequently, this electric signal is brought to current conversion by signal processing circuits 9a-9c and synthesized by an adding circuit 10, but becomes zero at the stationary time and there is no output from the circuit 10, and at the time of a ground accident, a zero-phase current is made flow, the output of the circuit 10 becomes a value being proportional thereto and the accident can be detected. In this case, an error component based on the difference of a temperature characteristic between each phase is offset by subtracting 11 the corresponding instantaneous data of an n/2 period before from the respective instantaneous value data of sampling data of a prescribed frequency, and an error component caused by a noise is reduced by averaging 11 plural subtraction value data at every electrical angle, and the malfunction can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、地絡事故時に流れる零相電流を検出するた
めに設置される零相電流検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a zero-sequence current detection device installed to detect a zero-sequence current flowing during a ground fault.

[従来の技術] 例えば「計器用変成器」(II気書院、池田三穂司著)
第79頁に記載された従来の零相電流検出装置を第5図
に示す。
[Prior art] For example, "Instrument transformer" (II Kishoin, written by Mihoji Ikeda)
The conventional zero-sequence current detection device described on page 79 is shown in FIG.

図において、環状鉄心2は三相の電線1a、 lb、 
lcを包囲するように設けられ、また環状鉄心2には二
次巻線3が設けられている。二次巻線3には二次負担4
が接続されている。
In the figure, the annular core 2 includes three-phase electric wires 1a, lb,
The annular core 2 is provided with a secondary winding 3 so as to surround the annular core 2. Secondary winding 3 has secondary load 4
is connected.

定常時においては、三相のi! III la、 lb
、 lcの各相を流れる電流はそれぞれ事故による成分
を含まず、等しい振幅の正相分と逆相分からなる交流の
みが流れる。環状鉄心2の中の磁界は各相に流れる電流
によって誘起磁界の合成により、結果的に零となる。そ
の結果、二次巻線3には電流は流れず、二次負担4は動
作しない。
In steady state, the three-phase i! III la, lb
The current flowing through each phase of , lc does not contain any component due to an accident, and only alternating current consisting of a positive phase component and a negative phase component with equal amplitude flows. The magnetic field in the annular core 2 eventually becomes zero due to the combination of magnetic fields induced by the currents flowing through each phase. As a result, no current flows through the secondary winding 3 and the secondary load 4 does not operate.

一方、三相の電線1a、 lb、 lcのいずれかに地
絡事故が発生すると、各相に流れる電流を合成しても零
にはならず、零相電流が流れる。零相電流が流れると、
環状鉄心2に磁界が誘起され、二次巻線3に零相電流に
対応した二次電流が流れる。二次巻線3に流れる二次電
流により二次負担4が作動し、三相の電線1a、 lb
、 lcは電源から切離され、事故の拡大を防止する。
On the other hand, when a ground fault occurs in any of the three-phase electric wires 1a, lb, and lc, even if the currents flowing in each phase are combined, the current does not become zero, and a zero-phase current flows. When zero-sequence current flows,
A magnetic field is induced in the annular iron core 2, and a secondary current corresponding to the zero-sequence current flows in the secondary winding 3. The secondary current flowing through the secondary winding 3 activates the secondary load 4, and the three-phase electric wires 1a, lb
, lc will be disconnected from the power supply to prevent the accident from spreading.

[発明が解決しようとする課題] 一般に、事故点を早期に正確に発見し、停電区間をでき
るだけ限定するため、零相電流検出装置を変電所構内ば
かりでなく屋外の配電柱等にも設置することが望ましい
[Problem to be solved by the invention] In general, zero-sequence current detection devices are installed not only inside substations but also on outdoor distribution poles, etc., in order to quickly and accurately discover fault points and limit power outage sections as much as possible. This is desirable.

ところが、従来の零相電流検出装置は三相の電線1a、
 lb、 lcを一括して包囲する環状鉄心2を用いて
いるので、架空の電線等に対して使用するのは不適当で
あること、および落雷等により事故が拡大するという問
題点を有していた。
However, the conventional zero-phase current detection device uses three-phase electric wires 1a,
Since it uses an annular core 2 that encloses lb and lc all at once, it is unsuitable for use on overhead wires, etc., and has the problem of increasing accidents due to lightning strikes, etc. Ta.

次に、架空の電線等に使用するために各相ごとに電流検
出装置を設は零相電流検出装置全体を小型化する場合、
各相に設けられた電流検出装置の温度特性等の違いによ
り見かけの零相電流が発生し二次負担4が誤動作すると
いう問題点を有していた。
Next, if you want to downsize the entire zero-phase current detection device by installing a current detection device for each phase for use with overhead wires, etc.,
There was a problem in that an apparent zero-sequence current was generated due to differences in temperature characteristics, etc. of the current detection devices provided in each phase, causing the secondary load 4 to malfunction.

この発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たものであり、架空の電線等にも使用可能な小型でかつ
高精度の零相電流検出装置を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a small and highly accurate zero-sequence current detection device that can be used for overhead electric wires, etc.

[課題を解決するための手段] この発明にがかる零相電流検出装置は、交流電路の各相
ごとに設けられ、各相の電流を検出する計測手段、 計測手段からの計測信号を合成し、零相電流成分を算出
する加算手段、 加算手段からの連続したn周期(nは2以上の偶数)分
の出力を各周期ごとに所定の電気角ごとにおいて瞬時値
データとしてサンプリングし、サンプリングされた瞬時
値データ群を記憶する第1の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶されている第に周期(kはn/2
+ l≦k≦nである)における各電気角ごとの瞬時値
データのそれぞれからn72周期前の対応する電気角の
瞬時値データを減算する第1の演算手段、 第1の演算手段により減算されたn/2周期分の減算値
データ群の中から、各周期ごとにおける所定の電気角の
それぞれに対応するn/2個の減算値データの平均値デ
ータ群を演算する第2の演算手段、 第2の演算手段により演算された所定の電気角ごとにそ
れぞれ対応する平均値データ群を記憶する第2の記憶手
段、 第2の記憶手段に記憶されている各平均値データのいず
れかが所定の値以上である場合、少なくともその後一定
期間は第1の記憶手段に記憶されているn周期分、の瞬
時値データ群のうち最新の1周期分の瞬時値データのみ
を更新し、また各平均値データの全てが所定の値以下で
ある場合、第1の記憶手段に記憶されているn周期分の
瞬時値データをすべて更新する第3の演算手段、前記平
均値データ群を順次負担手段に出力する出力手段、 を具備している。
[Means for Solving the Problems] A zero-sequence current detection device according to the present invention comprises: a measuring means that is provided for each phase of an AC circuit, detects the current of each phase, synthesizes measurement signals from the measuring means, Adding means for calculating the zero-sequence current component; sampling the output from the adding means for n consecutive periods (n is an even number of 2 or more) as instantaneous value data at every predetermined electrical angle for each period; a first storage means for storing a group of instantaneous value data; a period (k is n/2) stored in the first storage means;
+ l≦k≦n), the first calculation means subtracts the instantaneous value data of the corresponding electrical angle n72 cycles ago from each of the instantaneous value data of each electrical angle; and a second calculation means for calculating an average value data group of n/2 subtraction value data corresponding to each predetermined electrical angle in each period from among the subtraction value data group for n/2 periods; a second storage means for storing a group of average value data corresponding to each predetermined electrical angle calculated by the second calculation means; If the value is greater than or equal to the value of If all of the value data is less than or equal to a predetermined value, a third calculation means updates all the instantaneous value data for n cycles stored in the first storage means, and the average value data group is sequentially transferred to the burden means. It is equipped with an output means for outputting.

[作用] 以下、サンプリングする周期を12周期すなわち、n=
12、所定の電気角を30度、および交流6011 z
とした場合について例示しつつ、作用を説明する。
[Effect] Hereinafter, the sampling period is 12 periods, that is, n=
12, the predetermined electrical angle is 30 degrees, and AC 6011 z
The operation will be explained by illustrating the case where:

計測手段は例えばファラデー効果を利用した光磁界セン
サ、発光素子および受光素子等で構成され、各相の電線
に流れる電流に比例する信号を出力する。
The measuring means includes, for example, an optical magnetic field sensor using the Faraday effect, a light emitting element, a light receiving element, etc., and outputs a signal proportional to the current flowing through the electric wires of each phase.

加算手段はアナログ式加算回路又はマイクロプロセッサ
等を用いたデジタル式加算回路等であり、計測手段によ
る検出された各相に流れる電流値を加算し、加算された
値を出力する。
The adding means is an analog adding circuit or a digital adding circuit using a microprocessor or the like, and adds the current values flowing through each phase detected by the measuring means and outputs the added value.

第1の記憶手段は例えばマイクロプロセッサに接続され
たRAMメモリー等であり、加算手段から出力された連
続したn周期分の交流電流に対し、所定の電気角ごとに
サンプリングし、それぞれの瞬時値をデジタル信号化し
て記憶する。
The first storage means is, for example, a RAM memory connected to a microprocessor, and samples the alternating current for n consecutive cycles outputted from the addition means at every predetermined electrical angle, and stores the respective instantaneous values. Convert it into a digital signal and store it.

第1の記憶手段に記憶される瞬時値データをA(m、j
)(mは連続したn周期におけるサンプリングされる番
号、jはそれぞれの1周期ごとのサンプリングされる番
号)とすると、第1の記憶手段にはA (1,1)から
A (12,12)までの合計144個の瞬時値データ
が記憶される。
The instantaneous value data stored in the first storage means is A(m,j
) (m is the number sampled in consecutive n periods, j is the number sampled in each period), then the first storage means stores A (1, 1) to A (12, 12). A total of 144 instantaneous value data are stored.

第1の演算手段および第2の演算手段はそれぞれ例えば
マイクロプロセッサであり、第1の演算手段は第に周期
(第7周から第12周期の−の周期)におけるそれぞれ
の電気角ごとの各瞬時値データからそれよりn/2周期
前の周期(対応する第1周期から第6周期までの−の周
期)のおける対応する電気角ごとの瞬時値データを減算
する。
The first calculation means and the second calculation means are each, for example, a microprocessor, and the first calculation means is used for each instant of each electrical angle in the period (-period from the 7th period to the 12th period). Instantaneous value data for each corresponding electrical angle in a cycle n/2 cycles earlier (-cycles from the corresponding first cycle to the sixth cycle) is subtracted from the value data.

すなわち、減算されたデータ(減算値データ)をB(k
、j)とすると、 B (1,1) = A (?、 1)−A (1,l
)。
That is, the subtracted data (subtraction value data) is expressed as B(k
, j), then B (1,1) = A (?, 1)-A (1,l
).

B (2,1> = A (8,l)−A (2,1)
B (2,1> = A (8,l)-A (2,1)
.

B (6,12) = A (12,12) −A (
6,12)となる。一般に計測手段の温度特性差は短時
間(この場合175秒)ではほとんど変化しないため、
すべてのサンプリングデータ(瞬時値データ)はこの温
度特性差による誤差分を一様に含んでいると考えられる
。したがって第1の演算手段はこの減算により、計測手
段の温度特性差による誤差成分を除去する。
B (6,12) = A (12,12) −A (
6,12). Generally, the difference in temperature characteristics of the measurement means hardly changes in a short period of time (175 seconds in this case), so
It is considered that all sampling data (instantaneous value data) uniformly include an error amount due to this temperature characteristic difference. Therefore, the first calculation means uses this subtraction to remove the error component due to the difference in temperature characteristics of the measurement means.

第1の演算手段により得られた各減算値データすなわち
、B (1,1)・・−8(12,12)にはホワイト
ノイズ等による誤差成分が含まれている可能性がある。
There is a possibility that each subtracted value data, that is, B (1, 1)...-8 (12, 12), obtained by the first calculation means contains an error component due to white noise or the like.

ホワイトノイズ等による誤差成分は瞬時的であるため、
サンプリングデータを平均化することにより地絡事故等
比較的長時間継続する場合と区別することができる。す
なわち、第2の演算手段は、第1の演算手段により得ら
れた6周期分の減算値データB(1,1)・・・B (
12,12)から所定の電気各O度、30度、60度・
・・330度の12の場合にそれぞれ対応する各周期ご
との6個のデータの平均値を演算する。
Since the error component due to white noise etc. is instantaneous,
By averaging the sampling data, it is possible to distinguish from cases such as ground faults that continue for a relatively long time. That is, the second calculation means calculates the subtraction value data B (1, 1) for 6 cycles obtained by the first calculation means B (
12, 12) from each predetermined electrical temperature of O degrees, 30 degrees, 60 degrees,
... Calculates the average value of 6 pieces of data for each period corresponding to 12 cases of 330 degrees.

平均値データをC(j)とすると、 となる。If the average value data is C(j), becomes.

第2の記憶手段は、例えばマイクロプロセッサに接続さ
れたRAMメモリー等であり、第2の演算手段により得
られた平均値データ群を記憶する。
The second storage means is, for example, a RAM memory connected to a microprocessor, and stores the average value data group obtained by the second calculation means.

第3の演算手段は例えばマイクロプロセッサであり、第
2の記憶手段に記憶されている各電気角0度、30度、
60度・・・330度に対応する平均値データC(j)
(j−t・・・12)のそれぞれが所定の値以上である
か否かを判別する。そして、少なくとも1つが所定の値
以上である場合は地絡事故等が発生しているため、二次
負担を作動させ、各相の電線を切り離さなければならな
い。すなわち、少なくとも二次負担を動作させるのに必
要な時間(例えば1秒)以上零相電流に相当する前記平
均値データC(j)(j=x・・・12)を出力、しな
ければならない。そこで、第3の演算手段は第1の記憶
手段に記憶されている12周期分の瞬時値データ群のう
ち1.1周期分のデータを残し、最新データである第1
2周期分の瞬時値データのみを更新し、零相電流に相当
する平均値信号を出力し続ける。
The third calculation means is, for example, a microprocessor, and the electrical angles stored in the second storage means are 0 degrees, 30 degrees,
Average value data C(j) corresponding to 60 degrees...330 degrees
It is determined whether each of (j-t...12) is greater than or equal to a predetermined value. If at least one of them is greater than a predetermined value, a ground fault or the like has occurred, so the secondary load must be activated and the wires of each phase must be disconnected. That is, the average value data C(j) (j=x...12) corresponding to the zero-sequence current must be output for at least the time required to operate the secondary load (for example, 1 second). . Therefore, the third calculating means leaves 1.1 period's worth of data out of the 12 periods' worth of instantaneous value data group stored in the first storage means, and stores the latest data, the first data.
Only the instantaneous value data for two cycles is updated, and the average value signal corresponding to the zero-sequence current is continued to be output.

一方前記平均値データC(j)(j=1・・・12)の
全てが所定の値以下である場合は地絡事故等は発生して
いないので、第3の演算手段は第1の記憶手段に記憶さ
れている全ての瞬時値データを更新し、以上述べた各手
順を最初から繰り返す。
On the other hand, if all of the average value data C(j) (j=1...12) are below the predetermined value, no ground fault has occurred, so the third calculation means stores the data in the first memory. All the instantaneous value data stored in the means are updated, and each procedure described above is repeated from the beginning.

[実施例] この発明にがかる零相電流検出装置を、その一実施例を
示す第1図、第2図(a)、 (b)および(c)を用
いて説明する。
[Example] A zero-sequence current detection device according to the present invention will be explained using FIG. 1, FIG. 2 (a), (b) and (c) showing an example thereof.

第1図において、三相の電線1a、 lb、 lcには
、それぞれ環状鉄心2a、 2b、 2cが設けられて
いる。各環状鉄心2a、 2b、 2cの空隙には、光
磁界センサ5a、 5b。
In FIG. 1, three-phase electric wires 1a, lb, and lc are provided with annular cores 2a, 2b, and 2c, respectively. Optical magnetic field sensors 5a, 5b are provided in the gaps between the respective annular cores 2a, 2b, 2c.

5cが設けられている。光磁界センサ5a、 5b、 
5cには発光素子6a、 6b、 6cが光ファイバ8
a、 8b、 8cを介して接続されている。また、各
光磁界センサ5a、 5b、 5cには受光素子7a、
 7b、 7cが光ファイバ8a、 8b、 8cを介
して接続されている。環状鉄心2a、 2b、 2c光
磁界センサsa、 sb、 5c、発光素子6a、 6
b、 6c、受光素子7a、7b、 1cs光ファイバ
8m、 8b、 8cにより計測手段が構成されている
5c is provided. Optical magnetic field sensors 5a, 5b,
5c, light emitting elements 6a, 6b, 6c are connected to optical fiber 8.
They are connected via a, 8b, and 8c. Further, each optical magnetic field sensor 5a, 5b, 5c includes a light receiving element 7a,
7b, 7c are connected via optical fibers 8a, 8b, 8c. Annular iron cores 2a, 2b, 2c optical magnetic field sensors sa, sb, 5c, light emitting elements 6a, 6
The measurement means is composed of the light receiving elements 7a, 7b, and 1cs optical fibers 8m, 8b, and 8c.

環状鉄心2a、 2b、 2cには、三相の電線1a、
 lb、 lcを流れる電流により、各電流に比例した
磁界が誘起される。この時、発光素子6a、 6b、 
6cから光ファイバ8a、 8b、 8cを介して光磁
界センサ5a、 5b、 5cに達した光は、環状鉄心
2a、 2b、 2cの各空隙中の磁界に比例して変調
を受け、光ファイバ8a、 8b、 8cを介して受光
素子7a、 7b、 7cに達し、電気信号に変換され
る。
The annular iron cores 2a, 2b, 2c include three-phase electric wires 1a,
The current flowing through lb and lc induces a magnetic field proportional to each current. At this time, the light emitting elements 6a, 6b,
The light reaching the optical magnetic field sensors 5a, 5b, 5c from the optical fibers 8a, 8b, 8c from the optical fibers 8a, 8b, 8c is modulated in proportion to the magnetic field in each air gap of the annular cores 2a, 2b, 2c. , 8b, 8c, the light reaches the light receiving elements 7a, 7b, 7c and is converted into an electrical signal.

光磁界センサ5a、 5b、 5cは例えば偏光子、フ
ァラデー素子および検光子で構成される。偏光子で直線
偏光となった光が、ファラデー素子を通過する間に、フ
ァラデー素子の光の進行方向に印加された磁界に比例し
て偏光面が回転し、検光子でこれが透過光量の変化に変
調される。変調された光は光磁界センサ5a、 5b、
 5cに印加される磁界が零の時に透過する光量に交流
の磁界に比例する光量変化が重畳したものとなっている
The optical magnetic field sensors 5a, 5b, and 5c are composed of, for example, a polarizer, a Faraday element, and an analyzer. While the light that has become linearly polarized by the polarizer passes through the Faraday element, the plane of polarization rotates in proportion to the magnetic field applied to the direction of the light traveling through the Faraday element, and the analyzer detects this as a change in the amount of transmitted light. Modulated. The modulated light is transmitted to optical magnetic field sensors 5a, 5b,
The amount of light that passes through when the magnetic field applied to 5c is zero is superimposed with a change in the amount of light that is proportional to the alternating current magnetic field.

信号処理回路9a、 9b、 9cでは受光素子?a、
 7b、 7cで変換された電気信号を三相の電線1a
、 lb、 lcを流れる電流に比例する信号に変換す
る。加算回路10はこれらの信号を加算する。
Are the signal processing circuits 9a, 9b, and 9c light receiving elements? a,
The electrical signals converted by 7b and 7c are transferred to the three-phase electric wire 1a.
, lb, lc into signals proportional to the flowing current. Adder circuit 10 adds these signals.

定常時においては、三相の電線1a、 lb、 lcの
各電流を合成すると零になるため、加算回路lOの出力
も零となる。
In steady state, the sum of the currents of the three-phase electric wires 1a, lb, and lc becomes zero, so the output of the adder circuit IO also becomes zero.

一方、三相の電線1a、 lb、 lcに地絡事故が発
生した場合には、各相の電流を合成しても零にならず零
相電流が流れる。したがって、加算回路lOの出力はこ
の零相電流に比例した値となり、三相の電線1a、 l
b、 lcの地絡事故を検出することができる。
On the other hand, when a ground fault occurs in the three-phase electric wires 1a, lb, and lc, even if the currents of each phase are combined, the current does not become zero and a zero-phase current flows. Therefore, the output of the adder circuit lO becomes a value proportional to this zero-phase current, and the three-phase electric wires 1a, l
B, LC ground faults can be detected.

しかし、実際には、光磁界センサ5a、 Sb、 5e
および信号処理回路9a、 9b、 9cが温度特性を
持っており、しかも、ここの温度特性に差があるのが普
通である。したがって、三相の電線1a、 lb、 l
cの各電流と信号処理回路9a、 9b、 9cの各出
力信号との比率は、周囲温度の変化により各相間に差を
生じる。また−船釣に信号処理回路9a、 9b、 9
cはホワイトノイズ等のノイズを有する。この各相間の
温度特性の差やノイズにより、加算回路10の出力信号
は三相の電線1a、 lb、 lcに零相電流が流れて
いないときでも零にはならず、二次負担4が誤動作する
原因となる。
However, in reality, the optical magnetic field sensors 5a, Sb, 5e
The signal processing circuits 9a, 9b, and 9c have temperature characteristics, and it is normal that these temperature characteristics differ. Therefore, three-phase electric wires 1a, lb, l
The ratio between each current of c and each output signal of signal processing circuits 9a, 9b, and 9c varies between each phase due to changes in ambient temperature. Also - signal processing circuits 9a, 9b, 9 for boat fishing
c has noise such as white noise. Due to the difference in temperature characteristics between each phase and noise, the output signal of the adder circuit 10 does not become zero even when zero-sequence current is not flowing in the three-phase electric wires 1a, lb, and lc, and the secondary load 4 malfunctions. cause

補正演算回路11は以上のような誤動作を防止するため
に設けてあり、マイクロプロセッサ20、RAMメモリ
ーからなる第1および第2のメモリー21および22を
有している。第1および第2のメモリー21および22
はそれぞれ記憶すべきデータのサンプル数以上の記憶領
域を有することは言うまでもない。
The correction arithmetic circuit 11 is provided to prevent the above-described malfunctions, and has a microprocessor 20 and first and second memories 21 and 22 consisting of RAM memories. First and second memories 21 and 22
Needless to say, each has a storage area greater than the number of samples of data to be stored.

一般に、各相間の温度特性の差による零相電流の誤差成
分の変化は比較的緩やかであり、ノイズによる誤差成分
は瞬時的である。また地絡事故による零相電流成分は瞬
時的に生じるが、ノイズによる場合に比べると比較的長
時間持続する。補正演算回路11は、以上のような点に
着目し、第2図(a)、 (b)および(C)に示すフ
ローチャートを実行することにより誤差成分を除去し、
地絡事故による零相電流を検出する。
Generally, the error component of the zero-sequence current changes relatively slowly due to the difference in temperature characteristics between the phases, and the error component due to noise is instantaneous. Furthermore, although the zero-sequence current component due to a ground fault occurs instantaneously, it lasts for a relatively long time compared to the case due to noise. Focusing on the above points, the correction calculation circuit 11 removes error components by executing the flowcharts shown in FIGS. 2(a), (b), and (C).
Detects zero-sequence current due to ground fault.

以下、第2図(a)、 (b)および(c)に示すフロ
ーチャートを用いてこの実施例の動作を説明する。
The operation of this embodiment will be explained below using the flowcharts shown in FIGS. 2(a), 2(b) and 2(c).

ステップSlにおいて、加算回路10からの出力信号で
ある交流電流の一回の演算処理に必要なサンプリング周
期数n(例えばn= 12)を設定する。次にステップ
S2において、地絡事故が発生した場合における二次負
担4を動作させるための時間(例えば1秒)を設定する
ための、カウンターのカウント数1を設定する。60 
II zの場合1−60である。
In step Sl, the number of sampling cycles n (for example, n=12) required for one calculation process of the alternating current, which is the output signal from the adder circuit 10, is set. Next, in step S2, a count number 1 of the counter is set for setting the time (for example, 1 second) for operating the secondary load 4 in the event of a ground fault. 60
In the case of II z, it is 1-60.

また、ステップS3、S4およびS5において各カウン
ターの初期値1=0.■=1およびj=1を設定する。
Further, in steps S3, S4, and S5, the initial value of each counter is 1=0. ■ Set = 1 and j = 1.

次に、前述の連続した12周期分の加算回路10からの
出力信号をそれぞれ一周期分ごとに所定の電気角、例え
ば30度ごとに12に分割し、各電気角0度、30度、
60度・・・330度における瞬時値をデジタル信号化
して第1のメモリー21に記憶する(ステップS6)。
Next, the output signal from the adder circuit 10 for 12 consecutive periods described above is divided into 12 parts each having a predetermined electrical angle, for example, 30 degrees, for each period, and each electrical angle is 0 degrees, 30 degrees,
The instantaneous values at 60 degrees...330 degrees are converted into digital signals and stored in the first memory 21 (step S6).

第1のメモリー21に記憶される各瞬時値データをA(
+e、j)(mは連続したn周期におけるサンプリング
される周期の順番、またjはそれぞれの1周期ごとの所
定の電気角ごとにサンプリングされる順番を表わす。)
とすると、A(1,1)からA (12,12)までの
合計144個のデータがサンプリングされ第1のメモリ
ーに記憶される。ステップS?、 S8. S9および
SIOはデータをサンプリングするためのカウンタ機能
を実行する。上記ステップS5からSIOまでおよび第
1のメモリー21は第1の記憶手段に相当する。
Each instantaneous value data stored in the first memory 21 is A(
+e, j) (m represents the order of sampling periods in n consecutive periods, and j represents the order of sampling for each predetermined electrical angle in each period.)
Then, a total of 144 pieces of data from A(1,1) to A(12,12) are sampled and stored in the first memory. Step S? , S8. S9 and SIO perform a counter function for sampling data. The steps from step S5 to SIO and the first memory 21 correspond to the first storage means.

次に、ステップS14において、前述の12周期分の瞬
時値データを群を第1周期から第n72周期(第1周期
から第6周期)までと、第n/2+1周期から第n周期
(第7周期から第!2周期)までの2つのグループに分
け、第7周期から第12周期までの−の周期におけるそ
れぞれの電気角に対応する各瞬時値データから、それよ
りn/2すなわち6周期前の周期における対応する電気
角の瞬時値データを減算する。すなわち、減算されたデ
ータ(減算値データ)をn(k、j)とするとステップ
S14はB (k、 j)= A (k、 J) −A
 (k−n/2. j)を実行する。ステップSll、
 S12. SIS、 S16. SITおよびS1g
は全ての減算値データについて演算処理をするためのカ
ウンター機能を実行する。ステップSllから318ま
では第1の演算手段に相当する。上記各ステップにより
得られた減算値データはB (1,1)からB (6,
12)までの6周期分、すなわち72個である。
Next, in step S14, the instantaneous value data for the aforementioned 12 periods are divided into groups from the first period to the n72nd period (first period to the sixth period) and from the n/2+1 period to the nth period (the seventh period). From the instantaneous value data corresponding to each electrical angle in the - period from the 7th period to the 12th period, n/2, that is, 6 periods earlier. The instantaneous value data of the corresponding electrical angle in the period of is subtracted. That is, if the subtracted data (subtraction value data) is n(k, j), then in step S14 B (k, j) = A (k, J) - A
Execute (k-n/2.j). Step Sll,
S12. SIS, S16. SIT and S1g
executes a counter function to perform arithmetic processing on all subtraction value data. Steps Sll to 318 correspond to the first calculation means. The subtraction value data obtained in each step above is from B (1, 1) to B (6,
12), that is, 72 cycles.

一般に計測手段の温度特性差は短時間(この場合175
秒)ではほとんど変化しないため、すべてのサンプリン
グされた瞬時値データはこの温度特性差による誤差成分
を一様に含んでいると考えられる。したがって上記減算
処理により得られた各減算値データB (1,1)・・
・B (6,12)は、計測手段の温度特性差による誤
差成分を除去されている。
Generally, the difference in temperature characteristics of the measurement means is short-term (in this case, 175
(seconds), it is considered that all sampled instantaneous value data uniformly includes error components due to this difference in temperature characteristics. Therefore, each subtracted value data B (1, 1) obtained by the above subtraction process...
- B (6, 12) has the error component due to the difference in temperature characteristics of the measuring means removed.

ステップS20において、上記減算処理より得られた6
周期分の減算値データロ(1,1>・・・B (6,1
2)から所定の電気各0度、30度、60度・・・33
0度の12の場合にそれぞれ対応する各周期ごとの6g
のデータの平均値を演算する。平均値データをC(j)
とすると、 となる。
In step S20, 6 obtained from the above subtraction process
Subtraction value data for the period (1, 1>...B (6, 1
2) to the specified electricity of 0 degrees, 30 degrees, 60 degrees...33
6g for each period corresponding to each of the 12 cases of 0 degrees
Calculate the average value of the data. The average value data is C(j)
Then, it becomes .

上記[3(1,1)・・・B (6,12)の各減算値
データにはホワイトノイズ等による誤差成分が含まれて
いる可能性がある。ホワイトノイズ等による誤差成分は
瞬時的であるため、これら減算値データ群を平均化する
ことによりノイズによる誤差成分の割合を相対的に減少
させ、地絡事故等による場合と区別する。
Each subtracted value data of [3(1,1)...B (6,12) above may contain error components due to white noise or the like. Since error components due to white noise and the like are instantaneous, by averaging these subtracted value data groups, the proportion of error components due to noise is relatively reduced and distinguished from cases due to ground faults and the like.

ステップS19、S22およびS23は全減算値データ
を平均化するためのカウンタ機能を実行スる。ステップ
S19からS23までは第2の演算手段に相当する。ス
テップS20において演算された平均値データC(1)
からC(12)は、第2の記憶手段として作用する第2
のメモリー22に記憶される。
Steps S19, S22 and S23 execute a counter function for averaging all subtraction value data. Steps S19 to S23 correspond to the second calculation means. Average value data C(1) calculated in step S20
to C(12) is a second storage means acting as a second storage means.
It is stored in the memory 22 of.

さらに、ステップS25において第2のメモリー22に
記憶されている各電気角0度、30度、60度・・・3
30度に対応する平均値データC(j)(j=1・・・
12)のそれぞれが所定の値S以上であるか否かを判別
される。そして、所定値Sの値としては、二次負担4の
地絡検出リレーの動作レベル50〜90%とすることが
望ましい。
Further, in step S25, each electrical angle stored in the second memory 22 is 0 degrees, 30 degrees, 60 degrees...3.
Average value data C(j) corresponding to 30 degrees (j=1...
12) is greater than or equal to a predetermined value S. As the value of the predetermined value S, it is desirable to set the operation level of the ground fault detection relay of the secondary load 4 to 50 to 90%.

そして、平均値データC(J)(j・1・・・12)の
少な(とも1つが所定の値以上である場合は地絡事故等
が発生しているものと判断し、この場合、二次負担4を
作動させ、各相の電線1a、 lb、 lcを切り離さ
なければならない。二次負担4を動作させるためには、
約1秒間零相電流に相当する電流を出力すれば十分であ
る。ところが、地絡事故による零相電流は一旦発生する
と少なくとも三相電線1a、 lb。
Then, if the average value data C(J) (j・1...12) is small (both of which are greater than a predetermined value), it is determined that a ground fault has occurred, and in this case, two The secondary load 4 must be activated and the wires 1a, lb, and lc of each phase must be disconnected.In order to operate the secondary load 4,
It is sufficient to output a current corresponding to the zero-sequence current for about 1 second. However, once a zero-sequence current due to a ground fault occurs, at least the three-phase electric wires 1a and 1b are affected.

lcが切り離されるまでは持続するはずであるから、こ
こで全ての瞬時値データを更新してしまうと新たにサン
プリングされる全ての瞬時値データに地絡事故による零
電流成分が含まれ、ステップS14において実行される
減算処理において、当該地絡事故による零電流成分が相
殺されてしまう。そこで、例えば−秒間零相電流に相当
する平均値データC(j)(j−1・・・12)を出力
し続けるために、まずステップS29において第1のメ
モリー21に記憶されている12周期分の瞬時値データ
のうち、はじめの11周期分のデータをそのまま残し、
最新の第12周期分の瞬時値データのみを更新する。そ
して地絡事故による零相電流成分を検出してから1秒、
すなわち交流60Hzの場合60周期分について上記演
算処理を繰り返す。ステップS24. S26. S2
7. S28. S30およびS31はカウンタとして
機能する。
Since it should last until the lc is disconnected, if all the instantaneous value data is updated here, all the newly sampled instantaneous value data will include a zero current component due to the ground fault, and the current will be lost in step S14. In the subtraction process executed in , the zero current component due to the ground fault is canceled out. Therefore, in order to continue outputting the average value data C(j) (j-1...12) corresponding to the zero-phase current for -seconds, for example, in step S29, the 12 cycles stored in the first memory 21 are Of the instantaneous value data for the minute, the data for the first 11 cycles is left as is,
Only the instantaneous value data for the latest 12th cycle is updated. One second after detecting the zero-sequence current component due to the ground fault,
That is, in the case of AC 60 Hz, the above calculation process is repeated for 60 cycles. Step S24. S26. S2
7. S28. S30 and S31 function as counters.

一方前記平均値データC(j)(j=1・・・12)の
全てが所定の値以下である場合は地絡事故等は発生して
いないので、ステップS32. S33. S34. 
S35. S36. S37およびS38において第1
のメモリー21に記憶されている12周期分についての
全瞬時値データA (m、 j)を消去して新たにサン
プリングされた12周期分の瞬時値データに更新し、ス
テップSllからの演算処理を最初から繰り返す。
On the other hand, if all of the average value data C(j) (j=1...12) are below the predetermined value, no ground fault has occurred, so step S32. S33. S34.
S35. S36. In S37 and S38, the first
All the instantaneous value data A (m, j) for 12 cycles stored in the memory 21 of is deleted and updated to the newly sampled instantaneous value data for 12 cycles, and the arithmetic processing from step Sll is performed. Repeat from the beginning.

なお、上記実施例においては、瞬時値データをサンプリ
ングするための所定の電気角を30度としたが、マイク
ロプロセッサ等の演算処理速度を高速化できる場合は3
0度以下にさらに細分化しても良く、逆に高い精度が要
求されない場合は30度以上に粗くしてもよい。また減
算される瞬時値データ群を6周期分、平均化される減算
値データ数を6個としたがそれぞれ2周期分および2個
以上であればよい。さらに、地絡事故による零相電流検
出後、零相電流に相当する平均値データを出力し続ける
時間を1秒(60周期)としたが、二次負担4の地絡検
出リレーの動作時間が短い場合には、上記期間を短くし
てもよい。さらに、補正演算回路11.信号処理回路9
a、 9b、 9cおよび加算回路lOを全てマイクロ
プロセッサで構成してもよい。
In the above embodiment, the predetermined electrical angle for sampling the instantaneous value data was set to 30 degrees, but if the calculation processing speed of a microprocessor etc. can be increased, it may be set to 30 degrees.
It may be further subdivided into 0 degrees or less, or conversely, if high precision is not required, it may be made coarser to 30 degrees or more. Further, although the instantaneous value data group to be subtracted is for 6 cycles and the number of subtracted value data to be averaged is set to 6, it is sufficient that they are for 2 cycles and 2 or more, respectively. Furthermore, after the detection of zero-sequence current due to a ground fault accident, the time to continue outputting the average value data corresponding to the zero-sequence current was set to 1 second (60 cycles), but the operating time of the ground fault detection relay of secondary burden 4 If the period is short, the period may be shortened. Furthermore, the correction calculation circuit 11. Signal processing circuit 9
a, 9b, 9c and the adder circuit 1O may all be configured by a microprocessor.

次に、この発明にがかる零相電流検出装置の計測手段部
の別の実施例を第3図に示す。
Next, another embodiment of the measuring means section of the zero-sequence current detecting device according to the present invention is shown in FIG.

環状鉄心2a、 2b、 2cの一部にそれぞれ巻線1
3a、 13b、13cが巻回されている。これら巻線
13a、 13b、 13cの両端には抵抗器14aj
4b、 14cが接続され、更に各抵抗器14a、 1
4b、 14cの電圧を計測するためのポッケルス効果
を用いた光電圧センサ15a、 15b、 15cが設
けられている。この実施例においては、三相の電線1a
、 lb、 lcの一時側電流に比例した二次側電流を
巻a13a、13b、Hcにより取得している。これら
二次側電流を抵抗器14a、 14b、 14cにより
電圧に変換し、光電圧センサ15a、 ISb、 IS
cによって検出する。
A winding 1 is attached to a part of the annular cores 2a, 2b, and 2c, respectively.
3a, 13b, and 13c are wound. Resistors 14aj are installed at both ends of these windings 13a, 13b, and 13c.
4b, 14c are connected, and each resistor 14a, 1
Optical voltage sensors 15a, 15b, 15c using the Pockels effect are provided to measure the voltages of voltages 4b, 14c. In this embodiment, three-phase electric wire 1a
A secondary current proportional to the temporary current of , lb, lc is obtained by windings a13a, 13b, and Hc. These secondary side currents are converted into voltages by resistors 14a, 14b, and 14c, and optical voltage sensors 15a, ISb, and IS
Detected by c.

計測手段の更に別の実施例を第4図に示す。図において
、ファラデー効果を用いた光磁界センサ16a、 16
b、 16cを環状に構成し、各環状中心部に三相のm
1ll la、 lb、 lcを包囲するようにしてい
る。この場合、光ファイバ8a、 8b、 8eを介し
て入射した光は、三相の電線1a、 lb、 lcを巡
回して再び光ファイバ8a、 8b、 8cを介して受
光素子7a、 7b、 7eおよび計測回路12に入力
される。したがって、各光磁界センサ16a、 16b
、 16cは内部で巡回して反射を繰り返すようになっ
ている。
Yet another embodiment of the measuring means is shown in FIG. In the figure, optical magnetic field sensors 16a, 16 using the Faraday effect
b, 16c are arranged in a ring shape, and a three-phase m
It is designed to surround 1ll la, lb, and lc. In this case, the light incident through the optical fibers 8a, 8b, and 8e circulates through the three-phase electric wires 1a, lb, and lc, and then passes through the optical fibers 8a, 8b, and 8c again to the light receiving elements 7a, 7b, 7e, and the like. It is input to the measurement circuit 12. Therefore, each optical magnetic field sensor 16a, 16b
, 16c circulates internally and repeats reflection.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、交流電路の各相の電
流値を計測するための計測手段を各相ごとに設けである
ため小型化され、架空の電線等に対して使用することが
できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the measuring means for measuring the current value of each phase of the AC line is provided for each phase, the size is reduced, and the can be used.

また、計測手段の周囲温度により変化する零相電流の誤
差成分は所定周期数のサンプリングデータ(第n/2+
 1周期から第n周期までの瞬時値データ群)のそ、れ
ぞれの瞬時値データからn72周期前の対応する瞬時値
データ(第12周期から第n72周期までの瞬時値デー
タ群)を減算する(減算値データ)ことにより相殺し、
ホワイトノイズ等による瞬時的な誤差成分は所定の電気
角ごとの複数の減算値データを平均化することにより低
減しているので、誤差が極めて少なく、誤動作を生じな
いという効果を有する。
In addition, the error component of the zero-sequence current that changes depending on the ambient temperature of the measuring means is determined by sampling data of a predetermined number of cycles (n/2+
Subtract the corresponding instantaneous value data n72 cycles ago (instantaneous value data group from the 12th cycle to the n72nd cycle) from each instantaneous value data. offset by (subtraction value data),
Since instantaneous error components due to white noise and the like are reduced by averaging a plurality of subtracted value data for each predetermined electrical angle, there is an effect that the error is extremely small and malfunction does not occur.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明にかかる零相電流検出装置の一実施例
の構成を示すブロック図、第2図(a)。 (b)および(c)は補正演算回路11の動作を示すフ
ローチャートを表わした図、第3図はこの発明にかかる
零相電流検出装置の計測手段の別の実施例を示す図、第
4図は計測手段の更に別の実施例を示す図、第5図は従
来の零相電流検出装置を示す図である。 Ia、 lb、 lcは三相の電線、2a、 2b、 
2cは環状鉄心、5a、 5b、 5cは光磁界センサ
、aa、 8b、♂Cは光ファイバ、10は加算回路、
11は補正演算回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a zero-sequence current detection device according to the present invention, and FIG. 2(a). (b) and (c) are flowcharts showing the operation of the correction calculation circuit 11, FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the measuring means of the zero-sequence current detection device according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing still another embodiment of the measuring means, and FIG. 5 is a diagram showing a conventional zero-sequence current detection device. Ia, lb, lc are three-phase electric wires, 2a, 2b,
2c is an annular iron core, 5a, 5b, 5c are optical magnetic field sensors, aa, 8b, ♂C are optical fibers, 10 is an addition circuit,
11 is a correction calculation circuit. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交流電路の各相ごとに設けられ、各相の電流を検
出する計測手段、 計測手段からの計測信号を合成し、零相電流成分を算出
する加算手段、 加算手段からの連続したn周期(nは2以上の偶数)分
の出力を各周期ごとに所定の電気角ごとにおいて瞬時値
データとしてサンプリングし、サンプリングされた瞬時
値データ群を記憶する第1の記憶手段、 第1の記憶手段に記憶されている第k周期(kはn/2
+1≦k≦nである)における各電気角ごとの瞬時値デ
ータのそれぞれからn/2周期前の対応する電気角の瞬
時値データを減算する第1の演算手段、 第1の演算手段により減算されたn/2周期分の減算値
データ群の中から、各周期ごとにおける所定の電気角の
それぞれに対応するn/2個の減算値データの平均値デ
ータ群を演算する第2の演算手段、 第2の演算手段により演算された所定の電気角ごとにそ
れぞれ対応する平均値データ群を記憶する第2の記憶手
段、 第2の記憶手段に記憶されている各平均値データのいず
れかが所定の値以上である場合、少なくともその後一定
期間は第1の記憶手段に記憶されているn周期分の瞬時
値データ群のうち最新の1周期分の瞬時値データのみを
更新し、また各平均値データの全てが所定の値以下であ
る場合、第1の記憶手段に記憶されているn周期分の瞬
時値データをすべて更新する第3の演算手段、 前記平均値データ群を順次負担手段に出力する出力手段
、 を具備した零相電流検出装置。
(1) Measuring means provided for each phase of the AC circuit to detect the current of each phase, an adding means for synthesizing the measurement signals from the measuring means and calculating the zero-sequence current component, and continuous n from the adding means. a first storage means that samples the output for a period (n is an even number of 2 or more) as instantaneous value data at every predetermined electrical angle for each period, and stores the sampled instantaneous value data group; The kth period (k is n/2) stored in the means
+1≦k≦n), the first calculation means subtracts the instantaneous value data of the corresponding electrical angle n/2 cycles ago from each of the instantaneous value data of each electrical angle; a second calculation means for calculating an average value data group of n/2 subtraction value data corresponding to each predetermined electrical angle in each period from among the n/2 period subtraction value data group; , a second storage means for storing a group of average value data corresponding to each predetermined electrical angle calculated by the second calculation means; and one of the average value data stored in the second storage means. If the value is greater than or equal to the predetermined value, only the latest one cycle of instantaneous value data of the n cycles of instantaneous value data stored in the first storage means is updated for at least a certain period thereafter, and each average If all of the value data is less than or equal to a predetermined value, a third calculation means updates all the instantaneous value data for n cycles stored in the first storage means, and sequentially sends the average value data group to the burden means. A zero-sequence current detection device comprising an output means for outputting an output.
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