JPH04185219A - 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】

この発明は電力系統を保護する保護継電器に関するもの
である。

【従来の技術】

第９図は、例えばｒ電気協同研究第４１巻第４号ディジ
タルリレー１Ｐ４５の第４−１−３表の方式、積形りに
示された従来のディジタル演算形電力方向継電器のアル
ゴリズムを説明するための波形図である。電力方向を得
る演算原理式として１掲の表には、（１）式が示されて
いる。 ｌ　Ｖ　トｌ　Ｉ　１ｃｏｓｆ９　＝Ｖａｌ＋ｍ＋　Ｖ
ｌｌ−３１１１−３１０，（１）但し、１◇＋ａ；＋、
電圧、電流の振巾値、θ；電圧と電流の位相差 １　ｍ　＋　　ｖＩＩ　１時刻ｍのときの電流、電圧の
ディジタルデータ １１１−３　ｒ　　ｖ、−、、；時刻ｍより３サンプル
前の電流、電圧のディジタ ルデータ 更に、ここではサンプリング時間巾βを電気角で３０°
の場合について示しており、時刻ｍの電流、電圧の内積
値と、これより電気角９０°隔った時点の電流、電圧の
内積の和を得るものである。 今、継電器への入力電気量を第９図に示す様に、ｉ　＋
ｔ＋　＝　Ｉｐ　５ｉｎ（−０ｔ）　　　　　　　　　
・・・（２）Ｖ　＋ｔ＞　＝ＶＰ　ｓｉｎ　（ｗ。を十
〇”）　　　　　　　−（３）とし、時刻ｍ時点におけ
る角周波数−０ｔＯ値をαとすれば、各サンプル値は次
式で与えられる。 ｉ、＝　ＩＦ　ｓｉｎ　ｏｔ　　　　　　　　　　　　
−（４）ｖＩＩ　＝ＶＰ　５ｉｎ（α＋θ）　　　　　
　　　　　・（５）さらに、ｍ−に時点におけるサンプ
ル値は、次式％式％ 但し、ＬＶｒ；電流、電圧の振巾値、 β：サンプリング時間巾、 θ：電圧と電流の位相差、 ｋ：に＝１．２．３．　　・・・ である。ここで（１）式の右辺に着目すると（８）式が
判明する。 １１１Ｖ＠　＋　Ｉ　ｍ−＝ｖ、−３”’　Ｉ　ｒｓｌ
ｎｆｆ　’　ＶｐＳｌｎ（ｆｆ十〇）＋　Ｉ　ｐｓｉｓ
（α−３β）　Ｖｐｓｉｎ（ｃｒ−３β十〇）１＝ＩＰ
ＶＰ　（ｓｉｎ　（Ｘ　ｓｉｎ＜（Ｘ＋θ）＋５ｉｎ（
α−３β）ｓｆｎ（ｃｒ−３β＋θ））＝Ｉ、Ｖ、　（
ｓｉｎα５ｉｎ（α＋θ）＋ｃｏｓ　ｏ：　ｃｏｓ　（
α＋θ））＝ｉ、Ｖｐｃｏｓθ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　−（８）即ち、データの３サンプル分の
隔たりは、電気角９０°の隔たりということになる。

【発明が解決しようとする諜Ｂ】

従来の保護継電器は以上のように構成されているので、
ｒ系統周波数は常に一定として扱うものであり、ディジ
タル・リレーとして成立させるためには５０Ｈｚ、　　
６０Ｈｚ等の周波数に対応してサンプリング時間巾βを
正確に定める必要がある講の前提のもとに演算原理式が
構成されている。 このため、系統の周波数変動に対しては（８）弐の中の ｓ：ｎｃａ−３β）ｓｉｎ（α−３β＋θ）＝ｃｏｓα
ｃｏｓ（α十〇）の前提が崩れてしまい等号が成立しな
くなって演算原理上、保護能力的に無視し得ない影響を
受ける他、周波数によってサンプリング時間巾βを変え
ないと誤差が大となって実用的でなくなるという課題が
あった。 更には、系統周波数に従属してサンプリング時間巾βを
３０°の倍数に設定する必要があり、（８）式の場合、
電力方向リレーとして有効な演算結果を得るためには、
電気角で９０°　（６０）１ｚの場合には４，１６７ｍ
５．５０）１ｚの場合には５ｉ＋ｓ）相当の時間が必要
（処理装置の処理に要する時間はこれを無視しである。 ）であり従来の演算原理では、これ以上に検出時間を短
縮するのは困難で、高速度動作に対して限界がある等の
課題があった。 この発明は、上記の様な課題を解消するためになされた
もので、周波数変動による特性変化を改善すると共に、
扱う周波数によってサンプリング時間ｌ］βを変えるこ
となく、すなわち５０Ｈｚ、６０Ｈｚ共用形の演算処理
回路で対応が可能な保護継電器を得ることを目的とする
。また、水力発電機の起動時のように周波数が緩やかに
変化する系への対応、あるいは系統周波数に従属しない
でサンプリング時間巾を設定し得る（例えば、高速動作
が可能なディジタル演算形電力方向継電器のアルゴリズ
ム）保護継電器を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

請求項（１）記載の発明に係る保護継電器は、電力系統
の電圧、及び電流データをサンプリングして夫々電流及
び電圧データの一時的保管室に格納する。その格納した
データサンプリング値を用いて演算するための系統保護
の演算式を求め、その演算式は第１及び第２の電気貴信
で構成する。具体的な演算は電流の振巾値と電圧の振巾
値を２乗した値との積を被乗数としたサンプリング演算
式からなる前記第１の電気蓋を前記第２の電気蓋で除し
て得た値に、電圧、電流の振巾値位相差を乗じて電力方
向成分を求める。その時、第１及び第２の電気量を構成
するサンプリングタイム条件式が零でないこと、及び前
記電力方向成分が零以上であることを条件に判定結果を
出力するようにしたものである。 また、請求項（２ン記載の発明に係る保護継電器は、請
求項（１）と同様の電流、電圧データの一時的保管室を
有し、系統保護の演算式を求め四則演算回路にかける。 具体的な演算は、電流及び電圧データの一時的保管室へ
のサンプリングデータの取す込み順序や演算処理を次の
ように行う。すなわち、演算処理は、第１の電圧データ
サンプリング式に第１の電流、電圧データサンプリング
式を乗じ、その乗じた値に第２の電圧データサンプリン
グ式と第２の電流、電圧データサンプリング式とを乗じ
た値を加算、若くは減算する如く規定する。そして電圧
データンプリング条件式が零でないことを条件に演算し
て判定するようにしたものである。 請求項（３）記載の発明に係る保護継電器は請求項（１
）と同様の電流、電圧データの一時的保管室を有し、系
統保護の演算式を求め四則演算回路にかける。 具体的な演算は、電流及び電圧データの一時保管室への
サンプリングデータの取り込み順序や演算処理を次のよ
うに行う。すなわち、演算処理は、第１の電流、電圧デ
ータサンプリング式と第３の電流、電圧データサンプリ
ング式とを加算し、その加算した値に第１の電圧データ
サンプリング式を乗じ、その乗じた値に第２の電流、電
圧データサンプリング弐と第４の電流、電圧データサン
プリング式を加算する。その加算値に第２の電圧データ
サンプリング式を２倍した値を乗じて加え、その加算し
た値を２分の１する如く規定する。そして、電圧データ
サンプリング条件式が零でないことを条件に演算して判
定するようにしたものである。 請求項（４）記載の発明に係る保護継電器は、請求項（
１）と同様の電流、電圧データの一時的保管室を有し、
系統保護の演算式を求め四則演算回路にかける。具体的
な演算は、電流及び電圧データの一時的保管室へのサン
プリングデータの取り込み順序や演算処理を次のように
行う。すなわち、演算処理は、第１の電流、電圧データ
サンプリング式と第３の電流、電圧データサンプリング
式を加算し、その加算した値に第１の電圧データサンプ
リング式を２倍した値を乗じ、その乗じた値に、第２の
電流、電圧データサンプリング式と第４の電流、電圧デ
ータサンプリング式を加算し、その加算した値に第２の
電圧データサンプリング式を２倍した値を乗じた値を加
え、その加算した全体値を４分の１する如く規定する。 そして、電圧データサンプリング条件式が零でないこと
を条件に演算して判定するようにしたものである。

【作用】

請求項（１）記載の発明における処理は、電流、電圧の
サンプリングデータの積置を導出し、これを電流、電圧
の位相差に関連する成分、第２調波に関連する成分、サ
ンプリング時間巾に関連する成分とし、そのうち、第２
調波とサンプリング時間に関連する成分を除去する如く
サンプリングデータの入力順序を制御して処理を終了す
る。かくして、サンプリング時間巾は、系統周波数に対
する従属性から解放される。また、請求項（２）ないし
請求項（４）記載の発明における演算処理は請求項（１
）記載の判定量導出を行うためのデータ取り込み順序と
四則演算回路の他の実施例をアルゴリズムを変えて提出
したもので、回路構成の自由度が拡大される。

【発明の実施例】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 第１図は、請求項（１）及び（２）に関するもので、図
において１はディジタル量化された電流データの配分路
、２は電圧データの配分路、３．４は電流データの一時
的保管室、６〜８は電圧データの一時的保管室、８．１
２，１４．１７は加算回路、１０．１１．１８．２３は
減算回路、１３．１５゜１６．２１．２２は乗算回路、
１９．２０は除算回路、２４は判定量導出部である。（
なお、８〜２３を四則演算回路と呼ぶ、） 次に動作について説明する。 まず、電流、電圧データの配分路ｌ、２には夫々ディジ
タルデータ例・・・ｉ□１，１１・・・、・・・Ｖ□１
゜■ヨ＋　　ｖ、−＋・・・がサンプリング時間に隔β
おきに流れており、電流、電圧データの一時的保管室３
゜４．６〜８には、夫々ｉ□Ｉ　＋　　Ｉｓ　＋　Ｖａ
＋ｌ　ｒ　　Ｖａ　＋■□１が保管されているものとす
る。 この保管室のデータの出し入れは、別の制御系（図示せ
ず）により制御されている。例えば、最新データとして
電流データｉ□２がデータの配分路１に現われると（勿
論、これと同期してデータ配分路２にも電圧データＶ、
、ｚが現われる。）電流データの一時的保管室３では、
データ１　＠＊（がクリアされ、データ１ｓ＋ｚを収納
する。同時に電流データの一時的保管室４では、データ
ｌ、がクリアされ、データｉ□、を収納する。 この時、電流データの一時的保管室３．４のデータのク
リア、あるいは収納は同期して別の制御系（図示せず）
で制御されている。 電圧データの一時的保管室６〜８についても全く電流デ
ータの一時的保管室と同様の動作を行なう。 即ち、■、。２が電圧データの一時保管室６に収納され
ると、他の電圧データの一時的保管室７゜８には夫々Ｖ
、。３．■、が収納されることになる。 加算回路９は、電流データの一時的保管室３゜４からの
出力を夫々入力としてｉ、。、＋ｉ、を出力している。 減算回路１０は、電流データの一時的保管室３゜４から
の出力を夫々入力としてｉ＠＋１　１１＋１を出カして
いる。 減算回路１１は、電圧データの一時的保管室６゜７から
の出力を夫々入力としてｖ、１−ｖ、を出力している。 加算回路１２は、電圧データの一時的保管室６゜７から
の出力を夫々入力としてＶ、。、＋Ｖ、を出力している
。 乗算回路１３は、電圧データの一時的保管室７からの出
力を入力として２■いを出力している。 加算回路１４は、電圧データの一時的保管室６゜８から
の出力を夫々入力としてＶ　ｍａｌ　＋　Ｖ　Ｍ−１を
出力している。 乗算回路１５は、加算回路９．１２の出力を夫々入力を
して、（＋、　、、、＋　ｌ　ｗｒ　）（Ｖ＋ｍ。−−
■１）を出力している。 乗算回路１６は、減算回路１０．１１の出力を夫り入力
として（ｆｌＢ＋１　　ｉ　ｖｈ　）（ＶＩｌ、ｌ　　
Ｖｌｌｌ　）を出力している。 加算回路１７は、乗算回路１３及び加算回路１４の出力
を夫々入力としてＶい４　（＋　２　Ｖ　＠　＋　Ｖ　
ａ−＋を出力している。 減算回路１８は、乗算回路１３及び加算回路１４の出力
を夫に入力としてｖ、、、−２ｖ、＋ｖ、−。 を出力している。 除算回路１９は、電圧データの一時的保管室７及び加算
回路１７の出力を夫々入力として（但し、電圧データサ
ンプリング条件式Ｖ、。１＋２ｖ、＋ｖ、−，≠０とす
る。） 除算回路２０は、電圧データの一時的保管室７及び減算
回路１８の出力を夫々入力として（但し、Ｖ　ｌｊ４．
　Ｉ　　　２　Ｖ　＋＋ｉ　＋　Ｖ　＋ｅＩ　　≠０と
する。）乗算回路２１は、乗算回路１５及び除算回路１
９（ｆ　ａ−ｔ　＋Ｉ　Ｊ　（Ｖ　ｗｒ−＋　＋　Ｖ　
Ｊを出力している。 乗算回路２２は、乗算回路１６．除算回路２０（１ｓ＋
１　１　ｍ）（ｖｅ＋ｔ　　ｖＪを出力している。 減算回路２３は、乗算回路２１．２２からの出力を夫々
入力して第４図の式（９）（請求項（１）（２））を導
出している。 判定￥導出部２４では式（９）に示したｌ　、　Ｖ　、
ｃｏｓθが得られたことになる。 この時分母を構成する各量は下記式〇〇）Ｏｆ）を満足
させる必要がある。 ｃｏｓβ±１≠０ （サンプリングタイム条件式）　　・・・００）■　□
宜　±　２　　ｖ、＋ｖ、−，≠　０（電圧データサン
プリング条件式）・・・（１１）前記式（１０）は、サ
ンプリング時間間隔にβを設定することの制約であり、
何ら不都合なく実現出来る。 また、式（１，０はサンプリング時間間隔β設定後、時
間経過と共に、いつかは到達する避けないといけない条
件である。このため、零になるか否かを予測して、その
時の値を不採用（この例の場合には３サンプリングの演
算結果が該当する。）とする等の制約が必要である。 この判定基準は、図示していないが、 Ｉ　ｐ　Ｖ　、ｃｏｓθ≧ｏ　　　　　　　　　　−０
２）を満足した時、方向リレーとして、接点を閉じ出力
する如く構成される。 これらのディジタル・データの変形は種々存在するが代
表例として、式（９）をもとに、２例を示す。 その１つはｍを変えても、式（９）の５式目に示された
βをβのままとなる様にｍを制御する場合である。 式（９）の左辺のｍにｒｎ十ｋ　（ｋは整数とする）を
代入して第５図の弐０３）を得る。 即ち、ｍの代わりにｍ＋ｋ　（ｋは整数）を代入しても
弐〇３）の４式目は、式（９）の５式目と完全に同じに
なる。 その２つ目は、式（９）の５式目のｍを変えβを（！→
−１）β（ｌは正の整数とする）となる様にｍを制御す
る場合である。この場合には式（９）に示されるＩＩＩ
ＩＶＩＩのみ、ｍを不装置とし、これら以外のｍにｍｆ
ｊｌ！（符号は同順とする。）を代入して第６図の式圓
を得る。 即ち、ｔ、、ｖいのｍを変えずに、これら以外のディジ
タルデータのｍの代わりに、ｓｏｌ　（ｊ！は正の整数
とし、符号は同順とする。）を代入しても式０４）の４
式目は、式（９）の５式目のβをＢ＋１）βに変えては
いるが、最終演算結果は同じとなる。ただし、式（９）
は！＝０の場合である。 弐Ｇ３）、式０４）のいずれの場合も下記０５）〜０８
）を満足する必要がある。 Ｖｓｓｋ＊＋±２Ｖｓ＋＊　＋　Ｖｍ＋に一１≠ｏ　　
　　　　　　・（＋５）ｃｏｓβ±１≠０　　　　　　
　　　　　　　・・・００Ｖ＠＊（、、±２Ｖ＊＊１１
＋Ｖｖａ−（１４１１≠ｏ　　　　　　　　・（１７）
ｃｏｓ　（ｆ　＋　１　）β±１≠Ｏ・Ｑ８）また、後
述する如く、式（９）の５式目に示した関係、即ち、 の形を導く様な電圧、電流のディジタルデータの入力順
序の規定は、式（９）の右辺に示した関係のみでないこ
とは明らかである。 即ち、式（９）の５式目の関係式に到達する電流、電圧
のサンプリングデータの関係であれば悉くこの発明の主
旨に合致したものとなる。 下記式〇９１の演算式でも本発明の主旨は完全に達成さ
れる。 ■−◆＋　　＋　２　Ｖｓ　　＋　ｖ、−＋Ｖ＠＋＋　
＋２　ＶＩＩ＋Ｖ＋ａ−＋ ＝ＩｐＶｐｃｏｓθ　　　　　　　　　　　　　　・０
９）（但し、■、、１　±２ｖ、＋ｖ、−，≠０とする
。）また、第２図は請求項（３）に関する他の実施例を
示す。 図中、第１図と同一符号は同一、又は相等部分を示す第
２図において、９１，１２１は加算回路、１０１．１１
１，２３１は減算回路、１５１゜１６１．２１１，２２
１は乗算回路である。 まず、加算回路９１は、電流データの一時的保管室４．
５からの出力を夫々入力してｉ　Ｂ＋　１　ｍ−１を出
力している。 減算回路１０１は、電流データの一時的保管室４．５か
らの出力を夫々入力して１１１　１１１−１を出力して
いる。 減算回路１１１は、電圧データの一時的保管室７．８か
らの出力を夫々入力してＶｓ　　ｖ、−＋を出力してい
る。 加算回路１２１は、電圧データの一時的保管室６．７か
らの出力を夫々入力してｖ、＋ｖ、、を出力している。 乗算回路１５１は、加算回路９１及び１２１からの出力
を夫々入力して（１ｍ＋　１５−ｔ）（Ｖ＊＋　Ｖｓ−
＋）を出力している。 乗算回路１６１は、減算回路１１，１０１からの出力を
夫々入力して（１ｍ　　１　ｍ−１）（Ｖ＋＋＋　　Ｖ
ｓ−１）を出力している。 乗算回路２１１は、乗算回路１５１及び除算回路１９か
らの出力を夫々入力して ｖｓ＋＋＋２ｖｓ＋ｖｍ−＋ を出力している。（但し、Ｖカ＋　１＋　２　Ｖ　＠　
＋　Ｖ　１１−１≠０とする。） 乗算回路２２１は、乗算回路１６１及び除算回路２０か
らの出力を夫々入力して Ｖ　ｓｏｌ　　２　Ｖ　ｅａ＋　Ｖ　ｌｌ−１を出力し
ている。（但し、■、や、−２ｖ、＋Ｖ、−＋≠０とす
る。） 減算回路２３１は、乗算回路２１１，２２１からの出力
を夫々入力して下記を出力して、Ｖ　ｍ＋　１＋２Ｖ＠
　＋　Ｖ　ＩＩ−１Ｖ□１−２Ｖ、＋Ｖ、−家 Ｖ、５ｉｎ（α＋β） ＶＰ　（ｓｉｎ（ｃｒ＋β＋θ）＋２ｓｉｎ（ｃｒ＋θ
）−ｓｉｎ（α＋β＋θ））Ｉ　、　（ｓｉｎα＋５ｉ
ｎ（α−β））Ｖ、　（ｓｉｎ（α＋β）＋５ｉｎ（α
−β＋θ））Ｖ　ｒｓｉｎ　（α＋θ） ＶＰ　（ｓｉｎ（α１β＋θ）　　２ｓｉｎ（α→θ）
＋５ｉｎ（α−β＋θ））Ｉ　Ｐ　（ｓｉｎα−５ｉｎ
（α−β））Ｖ、　（ｓｉｎ（α十θ）−ｓｉｎ（α−
β＋θ））（ｃｏｓθ−ｃｏｓ　（２α−β十〇））（
ｃｏｓθ＋ｃｏｓ　（２α−β」−θ））２　ｖ、　　
　　　１　＋ｃｏｓＢ　　　　ｃｏｓβ−１＝Ｉ、Ｖ、
ｃｏｓθ　　　　　　　　　　　　　　　　　−＠判定
量導出部２４で弐〇母の右辺の端か式０ωで示した関係
で処理されたｍに等しくされている。 （但し、ｃｏｓ　±１≠Ｏとする） 前記した如く第６図の式（１４）の左辺の様な、電圧、
電流のディジタル・データの入力順序の規定方法であっ
ても、式（９）の５式目に示した関係、即ち となる。 第７図に示ず式（２１）の演算式（請求項（３））でも
本発明の主旨は完全に達成される。 （但し、■、。、±２Ｖ、＋Ｖ、、　　≠０とする。）
更に、第３図は請求項（４）に関し、式（１３）で示さ
れる本発明の別の実施例を示す。 図中、第１図、第２図と同一符号は、同−又は相当部分
を示す。図において、３００，３０１は加算回路、３０
２，３０３は乗算回路、３０４は減算回路、３０５は除
算回路である。 まず、加算回路３００は、乗算回路１５，１５１の出力
を夫々人力して（ｉ　ｌ＆＋　ｉ　ｍ−＋）（ｖｍ＋Ｖ
ｓ−１）＋（ｉつ＋ｉ□＋）　（ｖ　、＋　ｖ　ａ、＋
）を出力している。 加算回路３０１は、乗算回路１６，１６１の出力を夫々
入力して（１ｍ　　１ｍ−υ（Ｖ＋＊　　ｖｍ−＋）＋
（ｉｓ−ｉ□＋）（ｖａ　　ｖ□１）を出力している。 乗算回路３０２は、加算回路３００及び除算回路１９の
出力を夫々入力して、 （ｉ５÷ｉ□＋）　（Ｖ＠　＋ｖ□υを出力している。 （但し、Ｖ、、Ｉ＋２Ｖつ＋■、−１≠０とする。）乗
算回路３０３は、加算回路３０１及び除算回路２０の出
力を夫々入力して第７図に示ず式（２２）を出力してい
る。（但し、Ｖｌｋ、、　−２Ｖ、−Ｖ、。 ≠０とする。） 減算回路３０４は、乗算回路３０２，３０３の出力を夫
々入力して第７図に示す式（２３）を出力している。 また、除算回路３０５は、加算回路３０４の出力を入力
して、第７図に示す式（２４）を出力している。 判定量導出部２４は、除算回路３０５の演算結果Ｉｐ　
Ｖ　、ｃｏｓθが導出されている。 これは、理論的には、第８図に示ず式（２５）　（請求
項（４））により明らかである。（但し、■いや、±２
Ｖ−＋Ｖ−−１　≠０、ｃｏｓβ±１≠０とする。）前
述した如く、式（１６）の左辺の様な、電圧、電流のデ
ィジタル・データの入力順序の規定方法（サンプリング
タイム条件式）であっても第４図式（９）の５式目に示
した関係 式（９）に対する変形式として、式（１３）、　（１４
）に示したと同時に式（９）、　（２１）にも変形式が
存在することは当然である。 ここで、各実施例に適用した電流、電圧のデータサンプ
リング式及び関連式を次のように定義する。 ｖｌＩ Ｖａ＋１　　＋　２　Ｖａ　　＋　Ｖａ−＋；第１の電
圧データサンプリング式 ％式％ ；第２の電圧データサンプリング式 （■□Ｈ＋　２　Ｖｓ　＋　Ｖａ−ｔ　≠０；電圧デー
タサンプリング条件式） ％式％） ；第１の電流、電圧データサンプリング式（１ｍ−１＋
Ｉ　ｍ　）（ＶＩＩｌ＋Ｉ　　Ｖａ　）；第２の電流、
電圧データサンプリング式％式％） ；第３の電流、電圧データサンプリング式（１ｓ　　　
１　ｍ＋１　）（Ｖａ　　ＶＩＩ＋１　）；第４の電流
、電圧データサンプリング式％式％） ；サンプリングタイム条件式） 第１図で述べた通り、この発明では、従来リレーの様に
、ｒ不変周波数の正弦波であれば、サンプリング時間巾
を電気角３０″にとり、３サンプル前（又は、後）のデ
ータを使えば、そのデータは、現在のデータよりも９０
″前（又は後）のデータであり、前者をｓｉｎ成分とす
れば、後者はｃｏｓ成分となる。１の前提によらない演
算原理とするため、具体的な実施例として入力データの
取り込み順序を規定する四則演算回路を示した。 従って、この発明によれば、サンプリング時間巾を系統
周波数に無関係に設定することが可能となるため、５０
Ｈｚ、　６０Ｈｚで、サンプリング時間巾を共用化する
ことが可能となる他、処理装置の処理能力が向上すれば
、する程、サンプリング時間巾を短く設定し得ることに
なる。 具体的にはｍ−１〜ｍ＋１までの３サンプルデータ（従
来リレーはｍ−ｍ＋３までの４サンプルデータ）であり
、１サンプルデータ少ない分、事故検出に要する時間は
少ない。 サンプリング時間巾を縮めて行けば更に高速度動作が可
能となる。 また、この３サンプル・データの間系統の周波数がほぼ
一定と見倣し得る程度の周波数変動率であれば、即ち、
水力発電機が起動して、定格周波数になるまでの間の保
護にも最適である。 この発明は、時限協調が従来リレーに比べて容易になる
。即ち、従来リレーは、タップ値、抑制スプリング、接
点間隔等で電源端から負荷端までの間に設置されたリレ
ーの時限協調をとっているが、この発明では、負荷側程
サンプリング時間巾を短く、電源端側程サンプリング時
間巾を長（設定することにより事故時には、各端をほぼ
同一の電流が貫通して事故点に向って流れるため、同一
原理のリレーで確実に時限協調がはがれることになる。 この時、併せて、演算結果の照合回数を電源端側程多く
する等の配慮をすれば信頼度向上にも資する。 更に、この発明はインピーダンスリレーへの応用も可能
である。 【発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、請求項（１）では、電
流、電圧データサンプリング値を用いて判定量を導出す
る系統保護の演算式を求め、その演算式の構成に当って
は第２調波に関連した成分とサンプリング時間巾に関連
した成分を除去し、その分子が第１の電気貴信で示され
、分母が第２の電気量（但し、零ではない。）で示され
る如くサンプリングデータの入力を制御するので、周波
数変動による特性への影響が改善され、５０Ｈｚ、６０
Ｈｚのいずれに対してもサンプリング時間巾を共用する
ことが可能になると共に、検出時間の高速化を図ること
ができ、かつ時限協調の取り易いリレーが得られる効果
がある。 また、請求項（２）ないしく４）記載の発明によれば、
請求項（１）記載の判定量導出のためのデータ取り込み
順序、及び演算処理に基くアルゴリズムに代って別のア
ルゴリズムによる四則演算回路を提示したので、請求項
（１）の効果と併せて巾広い用途に適用することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による保護継電器のブロッ
ク図、第２図、第３図はこの発明の他の実施例を示す保
護継電器のブロック図、第４図ないし第８図は夫々請求
項（１）ないしく４）に適用される演算式の展開図、第
９図は従来のディジタルリレーのアルゴリズムを説明す
るための波形図である。 図において、１は電流データの配分路、２は電圧データ
の配分路、３，４は電流データの一時的保管室、６〜８
は電圧データの一時的保管室、９〜２３は四則演算回路
、２４は判定量導出部である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 −〜 第７図 ＝Ｉ　ＦＶＰＣＱＳθ ＝　ｌ　ｐＶ、ｅｏｓθ ｓ−Ｌ−１）（Ｖｍ−Ｖｓ−１１ （２Ｉ） 一一−（２４）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統の電圧、電流を検出した電圧データ及び
   電流データを所定のサンプリング時間巾でサンプリング
   して一時保管する電流データの一時的保管室及び電圧デ
   ータの一時的保管室と、前記一時的保管室に格納された
   電流、電圧のサンプリング値を用いて系統保護の演算式
   を求め、該演算式を満足する第１の電気量及び第２の電
   気量を演算処理して出力する四則演算回路と、前記電力
   系統の電流の振巾値と電圧の振巾値を２乗した値との積
   を被乗数としたサンプリング演算式からなる前記第１の
   電気量を前記第２の電気量で除して得た値に電圧、電流
   の振巾値位相差を乗じて電力方向成分を求め、前記第１
   及び第２の電気量を構成するサンプリング条件式が零で
   なく、かつ前記電力方向成分が零以上である時に判定結
   果を出力する判定量導出部とを備えた保護継電器。
2. （２）電力系統の電圧、電流を検出した電圧データ及び
   電流データを所定のサンプリング時間巾でサンプリング
   して一時保管する電流データの一時的保管室及び電圧デ
   ータの一時的保管室と、前記一時的保管室に格納された
   電流、電圧データのサンプリング値を用いて系統保護の
   演算式を求め、四則演算回路で処理して判定結果を出力
   する判定量導出部と、前記電流データの一時的保管室及
   び電圧データの一時的保管室へのサンプリングデータ取
   り込み順序及び演算処理として、第１の電圧データサン
   プリング式に第１の電流、電圧データサンプリング式を
   乗じ、その乗じた値に第２の電圧データサンプリング式
   と第２の電流、電圧データサンプリング式とを乗じた値
   を加算、若くは減算する如く規定し、電圧データサンプ
   リング条件式が零でないことを条件に演算して結果を判
   定する保護継電器。
3. （３）電力系統の電圧、電流を検出した電圧データ及び
   電流データを所定のサンプリング時間巾でサンプリング
   して一時保管する電流データの一時的保管室及び電圧デ
   ータの一時的保管室と、前記一時的保管室に格納された
   電流、電圧のサンプリング値を用いて系統保護の演算式
   を求め四則演算回路で演算処理して判定結果を出力する
   判定量導出部と、前記電流データの一時的保管室及び電
   圧データの一時的保管室へのサンプリングデータ取り込
   み順序及び演算処理として、第１の電流、電圧データサ
   ンプリング式と第３の電流、電圧サンプリング式とを加
   算し、その加算した値に第１の電圧データサンプリング
   式を乗じ、その乗じた値に、第２の電流、電圧データサ
   ンプリング式と第４の電流、電圧データサンプリング式
   を加算し、その加算値に第２の電圧データサンプリング
   式を２倍した値を乗じて加算し、その加算した全体値を
   ２分の１する如く規定し、電圧データサンプリング条件
   が零でないことを条件に演算して判定する保護継電器。
4. （４）電力系統の電圧、電流を検出して電圧データ及び
   電流データを所定のサンプリング時間巾でサンプリング
   し一時保管する電流データの一時的保管室及び電圧デー
   タの一時的保管室と、前記一時的保管室に格納された電
   流、電圧のサンプリング値を用いて系統保護の演算式を
   求め四則演算回路で演算処理して判定結果を出力する判
   定量導出部と、前記電流データの一時的保管室及び電圧
   データの一時的保管室へのサンプリングデータ取り込み
   順序及び演算処理として、第１の電流、電圧データサン
   プリング式と第３の電流、電圧データサンプリング式を
   加算し、その加算した値に第１の電圧データサンプリン
   グ式を２倍した値を乗じ、その乗じた値に、第２の電流
   、電圧データサンプリング式と第４の電流、電圧データ
   サンプリング式を加算し、その加算値に第２の電圧デー
   タサンプリング式を２倍した値を乗じた値を加え、その
   加算した全体値を４分の１する如く規定し、電圧データ
   サンプリング条件が零でないことを条件に演算して判定
   する保護継電器。