JPH04200241A - Digital relay for protecting harmonic filter equipment - Google Patents

Digital relay for protecting harmonic filter equipment

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JPH04200241A
JPH04200241A JP2334674A JP33467490A JPH04200241A JP H04200241 A JPH04200241 A JP H04200241A JP 2334674 A JP2334674 A JP 2334674A JP 33467490 A JP33467490 A JP 33467490A JP H04200241 A JPH04200241 A JP H04200241A
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current
fundamental wave
harmonic
filter equipment
circuit
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Tokuo Emura
徳男 江村
Toyoji Harada
原田 豊司
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To surely extract fundamental wave components of a current and to prevent secular change and temperature change by selecting certain three sample values, by conducting the extract operation of the fundamental wave components of a current and by operating an apparatus on the basis of the fundamental wave components of the current. CONSTITUTION:Currents flowing through filter circuits 1, 2 are detected by current transformers CTi, CTj and respectively inputted to a digital relay 3. Sample and hold circuits 13a, 14a sample the current values of an arbitrary time, the time after (p) periods from that arbitrary time and the time before (p) periods therefrom. First operation parts 13d, 14d leave fundamental waves included in data as they are, but remove harmonic components. Second operation parts 13e, 14e operate effective values. The current difference of the fundamental waves are computed by a current difference computation circuit 15. A command output circuit 16 gives an operating output to a breaker according to the discrimination results of the difference current computation circuit 15.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高調波フィルタ設備を保護するために設けら
れるディジタルリレーに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a digital relay provided for protecting harmonic filter equipment.

〈従来の技術〉 周波数変換所に代表されるような多量の高周波電流を発
生する所においては、高調波電流を吸収するために、大
地と並列に高調波フィルタ設備が設置される。
<Prior Art> In places that generate a large amount of high-frequency current, such as a frequency conversion station, harmonic filter equipment is installed in parallel with the ground in order to absorb harmonic current.

高調波フィルタ設備は、単一の周波数を除去するための
専用フィルタと、複数の高調波を同時に除去する兼用フ
ィルタとを組み合わせたもので、例えば基本波に対して
第5次、第11次、第13次の高調波をそれぞれ専用フ
ィルタで除去し、それより高次の高調波を兼用フィルタ
で除去している。なお、第n (n−5,11,,13
)次高調波を流す分路を第n分路(この分路には専用フ
ィルタが設けられている)、それより高い次数の高調波
をまとめて流す分路をHP分路(この分路には兼用フィ
ルタが設けられている)ということにする。
Harmonic filter equipment is a combination of a dedicated filter for removing a single frequency and a dual-purpose filter that simultaneously removes multiple harmonics. For example, for the fundamental wave, the 5th, 11th, The 13th harmonic is removed by a dedicated filter, and the higher harmonics are removed by a dual purpose filter. Note that the nth (n-5, 11,, 13
) order harmonics are passed through the n-th branch (this branch is equipped with a dedicated filter), and the branch that passes all higher-order harmonics is called the HP branch (this branch is equipped with a dedicated filter). is provided with a dual-purpose filter).

この高調波フィルタ設備における事故の1つとして、高
調波フィルタ設備を構成するコンデンサ素子やりアクド
ル素子の故障かある。これらの故障を検出する方法は、
インピーダンスを検出する方式を含め、いくつか考えら
れるが、各分路に定常的に流れている基本波電流に注目
した分路間の同一相基本波差電流を検出する方式か優れ
た方式として採用されている。ここに、同一相を見るこ
ととしている理由は、同一相ならば相電圧の不平衡に左
右されないからである。また、インピーダンス方式では
周波数変動の影響を受けるという欠点かあるからである
One of the accidents in this harmonic filter equipment is failure of the capacitor element or the accelerator element that constitutes the harmonic filter equipment. The method for detecting these failures is
There are several methods that can be considered, including methods that detect impedance, but a method that focuses on the fundamental wave current constantly flowing in each shunt and detects the same-phase fundamental wave difference current between shunts is a better method. has been done. The reason why we are looking at the same phase here is that if it is the same phase, it will not be affected by unbalanced phase voltages. Another disadvantage of the impedance method is that it is affected by frequency fluctuations.

上記同一相基本波差電流を検出する従来のアナログ式保
護リレーの回路図を第3図に示す(日新電気技報Vo1
.23.No、2(1978,4)参照)。同図におい
て、高周波分路として第5分路5L、第11分路11L
、第11分路11L、HP分路HPLの4つか存在し、
各分路間の差電流を監視する保護リレーが図示されてい
る。以下、第5分路5Lと第11分路11Lとの間の差
電流を監視する保護リレーについて説明するか、他の分
路間の差電流を監視する保護リレーの動作も、この保護
リレーの動作に類似しているので説明は省略する。
Figure 3 shows a circuit diagram of a conventional analog protection relay that detects the same-phase fundamental wave difference current (Nissin Electric Technical Report Vol. 1).
.. 23. No. 2 (1978, 4)). In the figure, a fifth branch 5L and an eleventh branch 11L are high frequency branches.
, the 11th branch 11L, and the HP branch HPL.
A protection relay is shown that monitors the differential current between each shunt. Below, we will explain the protective relay that monitors the differential current between the fifth shunt 5L and the eleventh shunt 11L, and also explain the operation of the protective relay that monitors the differential current between other shunts. Since the operations are similar, the explanation will be omitted.

第3図に示すように、第5分路5LにはコンデンサC5
、リアクトルL5、抵抗R5等からなるフィルタ回路が
設置され、第11分路1LLにはコンデンサC1l、リ
アクトルLll、抵抗R11等からなるフィルタ回路が
設置され、各分路5L、 IILを流れる電流i 5.
 i 11を検出する変流器CTI、CT、2.CT3
およびCT4.CT5.CT6か設置されている。この
うち、変流器CTI、CT5の出力端は、補償変流器C
CT1.CCT2を通して互いにたすき掛けに接続され
ており、変流器CTI。
As shown in FIG. 3, the fifth branch 5L has a capacitor C5.
, a filter circuit consisting of a reactor L5, a resistor R5, etc. is installed, and a filter circuit consisting of a capacitor C1l, a reactor Lll, a resistor R11, etc. is installed in the 11th branch 1LL, and the current i 5 flowing through each shunt 5L, IIL is ..
i 11 detecting current transformer CTI, CT, 2. CT3
and CT4. CT5. CT6 is installed. Among these, the output terminals of the current transformers CTI and CT5 are connected to the compensation current transformer C
CT1. They are cross-connected to each other through CCT2 and current transformer CTI.

CT5で検出され、補償変流器CCT1.CCT2て補
正された電流の差電流△lかとられる。補償変流器CC
Tl、CCT2は、分路間の基本波定格値の相違を初期
調整時に補正するためのものである。この差電流Δiは
、第5高調波通過フィルタF5、第11高調波通過フィ
ルタFilで各高調波成分か吸収され、残る基本波成分
のみ分路故障検出リレー 5A、LIBに導入される。
CT5 and compensation current transformer CCT1. A difference current Δl of the current corrected by CCT2 is taken. compensation current transformer CC
Tl and CCT2 are for correcting the difference in fundamental wave rating values between the shunts at the time of initial adjustment. Each harmonic component of this difference current Δi is absorbed by the fifth harmonic pass filter F5 and the eleventh harmonic pass filter Fil, and only the remaining fundamental wave component is introduced into the shunt failure detection relay 5A and LIB.

分路故障検出リレー5Aは、第5分路を流れる電流15
を基準(ipol)にして第5分路を流れる電流の増加
を差電流Δ1の増加に基づいて検出するリレーであり、
分路故障検出リレーLIBは、第11分路を流れる電流
111を基準にして第11分路を流れる電流の増加を差
電流Δ1の減少に基づいて検出するリレーである。
The shunt failure detection relay 5A has a current of 15 that flows through the fifth shunt.
is a relay that detects an increase in the current flowing through the fifth branch based on an increase in the difference current Δ1 with reference to (ipol),
The shunt failure detection relay LIB is a relay that detects an increase in the current flowing through the eleventh shunt based on a decrease in the differential current Δ1 with reference to the current 111 flowing through the eleventh shunt.

上記のように保護リレーを構成すれば、単一分路の素子
故障、2分路同一相の素子故障といった代表的な事故に
対して保護動作をさせることができる。
By configuring the protection relay as described above, it is possible to carry out a protective operation against typical accidents such as element failure in a single branch or element failure in two branches of the same phase.

例えば、第5分路のコンデンサの素子故障によりインピ
ーダンスが減少した場合、第5分路を通過する基本波電
流が増大し、第5−第11分路間の第5分路側差電流か
増大しリレー5Aか動作するとともに、HP−第5分路
間の第5分路側差電流の増加により、HP−第5分路間
に設けたリレー5Bが動作するので、これらの−リレー
動作によりトリップ指令を出すことかできる。
For example, if the impedance decreases due to element failure of the capacitor in the 5th shunt, the fundamental wave current passing through the 5th shunt will increase, and the 5th shunt side difference current between the 5th and 11th shunts will increase. As the relay 5A operates, the increase in the difference current between the HP and the 5th shunt causes the relay 5B installed between the HP and the 5th shunt to operate, so the trip command is issued by the operation of these relays. can be produced.

また、2分路同一相のコンデンサの素子故障、例えば第
5分路、HP分路の同一相にコンデンサの素子故障か発
生したときは、第5分路およびHP分路の電流か増大す
るために、第5−第11分路間の第5分路側差電流の増
大によりリレー5Aが動作するとともに、第13−HP
分路間のHP分路側差電流の増大によりリレーHPBが
動作するので、この条件によりトリップ指令を出すこと
ができる。
In addition, if a capacitor element failure occurs in the same phase of two shunts, for example, if a capacitor element failure occurs in the same phase of the 5th shunt or HP shunt, the current in the 5th shunt and HP shunt will increase. , the relay 5A operates due to an increase in the difference current between the 5th and 11th branches on the 5th branch side, and the 13th HP
Since the relay HPB operates due to an increase in the HP shunt side difference current between the shunts, a trip command can be issued under this condition.

〈発明か解決しようとする課題〉 ところか、上記の高調波フィルタ設備保護用差電流リレ
ーでは、補償変流器CCT1.CCT2、フィルタF5
.Fi1等の付帯設備を必要とし、大部分はリレー 5
A、 IIB、フィルタF 5.F 11等のアナログ
素子を使っているため、経年変化や温度変化による特性
の変化が起こりやすく、このため検出の精度が劣化する
おそれがあった。したかつて、短い周期で、付帯設備を
含めた差電流リレーの特性を定期点検し、必要により素
子の調整、取替え等をしなければならず、保守管理に手
数かかかっている。
<Problem to be solved by the invention> However, in the above-mentioned differential current relay for protecting harmonic filter equipment, the compensation current transformer CCT1. CCT2, filter F5
.. Requires incidental equipment such as Fi1, mostly relays 5
A, IIB, filter F5. Since analog elements such as F11 are used, characteristics are likely to change due to aging or temperature changes, which may lead to deterioration in detection accuracy. In the past, the characteristics of differential current relays, including auxiliary equipment, had to be inspected at short intervals, and elements had to be adjusted or replaced as necessary, making maintenance and management time-consuming.

また、基本波と近接する高周波成分、例えば第5次高調
波はアナログフィルタでは完全に除去することは困難で
あった。このため、演算増幅器を用いた遮断特性の鋭い
アクティブフィルタを使用することも行われていたが、
回路が複雑化するとともに、コンデンサ、抵抗の特性の
経年変化、温度変化のために特性が変化するという問題
が依然残っていた。
Furthermore, it has been difficult to completely remove high frequency components close to the fundamental wave, such as the fifth harmonic, using an analog filter. For this reason, active filters with sharp cutoff characteristics using operational amplifiers have been used, but
As circuits became more complex, there remained the problem that the characteristics of capacitors and resistors changed over time and due to temperature changes.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、基
本波成分を確実に抽出するとともに、経年変化、温度変
化の生じにくい高調波フィルタ設備保護用ディジタルリ
レーを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a digital relay for protecting harmonic filter equipment that reliably extracts the fundamental wave component and is resistant to aging and temperature changes. .

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するだめの本発明の高調波フィルタ設
備保護用ディジタルリレーは、高調波フィルタ設備の分
路に流入する電流を検出する電流検出手段と、基本波の
一周期に相当する時間を所定の間隔て等分した各時点ご
とに電流検出手段の出力波をサンプリングするサンプリ
ング手段と、サンプリング手段によってサンプリングさ
れたサンプル値i m(+nはサンプリング点を示す整
数)の中から、所定数pを用いて、等間隔にある3つの
サンプル値i m−p、 i m、 i m、im+p
を選択し、’     t m冒im−p  +2  
in  +  im+p          −(1)
なる値を演算する第1演算手段と、上記の第1演算手段
により得られたtfflを用いて電流の基本波成分の抽
出演算をする第2演算手段とを有し、第2演算手段によ
り抽出された電流の基本波成分に基づいて動作するもの
である。
<Means for Solving the Problems> The digital relay for harmonic filter equipment protection of the present invention, which achieves the above object, includes a current detection means for detecting a current flowing into a shunt of the harmonic filter equipment, and a basic a sampling means for sampling the output wave of the current detection means at each point in time when the time corresponding to one period of the wave is equally divided at predetermined intervals; and a sample value i m (+n indicates a sampling point) sampled by the sampling means. Using a predetermined number p from among (integers), calculate three equally spaced sample values i m-p, i m, i m, im+p
Select ' t mpromp-p +2
in+im+p-(1)
and a second calculation means that performs an extraction calculation of the fundamental wave component of the current using the tffl obtained by the first calculation means, and the second calculation means extracts the fundamental wave component of the current. It operates based on the fundamental wave component of the current.

く作用〉 電流の瞬時値1(t)を、基本波成分I n(n−1)
と、高調波成分I n(yr2,3.・・・)とを用い
て一般的に書き表すと、 i  (t)  −Σ  I  n  sin  [n
ω t+θ ロ]       ・・・(2)となる。
Effect> The instantaneous value of the current 1(t) is converted into the fundamental wave component I n(n-1)
and harmonic components I n (yr2, 3...), i (t) −Σ I n sin [n
ω t+θ b] ...(2).

nは次数、ωは基本波の周波数、θnはn次波の位相で
ある。
n is the order, ω is the frequency of the fundamental wave, and θn is the phase of the n-th wave.

ここで、−周期2π/ωを2に等分した各時点ごとにi
 (t)をサンプリングをすると、im−i(2mπ/
2にω) 一Σ I n sin[nll1π/に十〇n]   
   −(3)となる。
Here, at each point in time when −period 2π/ω is divided into two
(t), im-i(2mπ/
ω to 2) 1Σ I n sin [nll1π/to 10n]
−(3).

また、i mapは、 i map−Σ I n sin[n(g++p) y
r /に+θn ] −(+4i m−pは、 i m−p−Σ I n sin[n(m−p) πハ
+θn ] ・・−(5)と表わされる。
Moreover, i map is i map−Σ I n sin [n(g++p) y
r /+θn ] −(+4i m−p is expressed as i m−p−Σ I n sin [n(m−p) π+θn ] . . . −(5).

今、8次波(Sは自然数)のみを考える。上記(1)式
を書き替えると、 ιm −im−p +2 ia+ +im+p−21m
  +  I  s  sin[s(map)π /に
+ θ Sコ+  I  s  sin[s(m−p)
π /に+ θ Sコ−2i  m  + 2  I 
 s  sin[(sn+  π /k)+θ SコX
 cos(spπ/k) = 2  i m  + 2  i m  cos(s
pπ/k)−2i  ffl [1+cos(spπ 
/k)コ      ・・・(6)となる。
Now, consider only the 8th wave (S is a natural number). Rewriting equation (1) above, ιm −im−p +2 ia+ +im+p−21m
+ I s sin [s (map) π / + θ S co + I s sin [s (m-p)
π/to + θ S co-2i m + 2 I
s sin [(sn+π/k)+θ S coX
cos(spπ/k) = 2 i m + 2 i m cos(s
pπ/k)−2i ffl [1+cos(spπ
/k) ko...(6).

以下、(6)式の2 [1+ cos(spπハ)コを
G (s)と表わす。
Hereinafter, 2 [1+ cos(spπc) in equation (6) will be expressed as G (s).

G (S)  =  2 [1+ cos(spπ/k
)コ        ・= (7)G (s)はフィル
タのゲインに相当する。
G (S) = 2 [1+ cos(spπ/k
)ko = (7)G (s) corresponds to the gain of the filter.

上記(7)式から、G (s)は、直流(s=0)で最
大値4をとり、所定のSに対してcos(spπハ)−
一1を満たすpを選択することにより値0をとる。した
がって、一種の基本波通過、特定高調波除去用のディジ
タルフィルタとすることができる。
From the above equation (7), G (s) has a maximum value of 4 in direct current (s=0), and for a given S, cos(spπc)−
By selecting p that satisfies -1, the value 0 is taken. Therefore, it can be used as a kind of digital filter for passing the fundamental wave and removing specific harmonics.

第2図は、対象波の一周期を120等分して各時点ごと
に対象波をサンプリングし、所定の数pを12とした場
合の、 G  (s)  =  2  [1+cos(12s 
 yr  /60)コの演算結果を示すグラフであり、
縦軸はゲインG(s)、横軸は高調波の次数Sにとって
いる。
Figure 2 shows that when one cycle of the target wave is divided into 120 equal parts and the target wave is sampled at each time point, and the predetermined number p is 12, G (s) = 2 [1 + cos (12s
yr /60) is a graph showing the calculation result of
The vertical axis represents gain G(s), and the horizontal axis represents harmonic order S.

同図から、基本波通過、5次高調波付近の遮断フィルタ
になっていることが分かる。
From the figure, it can be seen that the filter is designed to pass the fundamental wave and cut off the vicinity of the fifth harmonic.

よって、この第1演算手段を用いて演算を行い、その出
力信号に基づいて基本波成分を求めれば、基本波を通過
させ、所望の次数の高調波を除外することのできるディ
ジタルリレーを実現することかできる。
Therefore, by performing calculations using this first calculation means and determining the fundamental wave component based on the output signal, a digital relay that can pass the fundamental wave and exclude harmonics of a desired order can be realized. I can do it.

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。<Example> Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing examples.

第1図は第1分路iL、第J分路j L (i、j=5
゜11.13.)iP)間に接続されたフィルタ回路l
、2と各フィルタ回路1.2を保護するディジタルリレ
ーの回路図である。
Figure 1 shows the first branch iL and the J branch jL (i, j=5
゜11.13. ) iP) filter circuit l connected between
, 2 and each filter circuit 1.2.

フィルタ回路lはコンデンサCi と、リアクトルLi
 との直列回路であり、フィルタ回路2もコンデンサC
jと、リアクトルLjとの直列回路である。
The filter circuit l includes a capacitor Ci and a reactor Li.
The filter circuit 2 is also a series circuit with the capacitor C.
This is a series circuit of reactor Lj and reactor Lj.

フィルタ回路1に流れる電流は変流器CTjにより検出
され、フィルタ回路2に流れる電流は変流器CTjによ
り検出され、それぞれディジタルリレー3に入力される
The current flowing through the filter circuit 1 is detected by a current transformer CTj, and the current flowing through the filter circuit 2 is detected by a current transformer CTj, and each of them is input to a digital relay 3.

ディジタルリレー3は、電流の高調波成分を減衰させる
高調波減衰回路11.12と、高調波減衰回路11.1
2の8力1(t)から基本波成分を抽出する基本波抽8
回路13.14と、基本波抽8回路13.14により抽
出された基本波成分同士の差電流を求める差電流算出回
路15と、差電流算出回路15により検出された差電流
にしきい値と一定以上の隔たりが生じ、かつこの状態が
時限回路17でカウントされる一定時間以上続いた場合
に指令信号を出力する指令出力回路16と、時限回路1
7とを有する。
The digital relay 3 includes a harmonic attenuation circuit 11.12 that attenuates harmonic components of current, and a harmonic attenuation circuit 11.1.
Fundamental wave extraction 8 to extract the fundamental wave component from 2-8 force 1(t)
circuit 13.14, a difference current calculation circuit 15 that calculates the difference current between the fundamental wave components extracted by the fundamental wave extraction circuit 13.14, and a threshold value and a constant value for the difference current detected by the difference current calculation circuit 15. A command output circuit 16 that outputs a command signal when the above gap occurs and this state continues for a certain period of time counted by a time limit circuit 17, and a time limit circuit 1.
7.

上記基本波抽8回路13.14は高調波減衰回路11.
12のa力電圧を一定時間Δt (Δtは例えば0.0
00139秒に設定される。周波数60Hzの場合、位
相角3°に相当し、k−60となる。)ことにサンプリ
ングするサンプルホールド回路13a、14a、サンプ
ルホールドされた値をディジタル変換するA/D変換回
路13b、14b。
The fundamental wave extraction circuit 8 circuits 13 and 14 are the harmonic attenuation circuits 11.
12 a force voltage for a certain period of time Δt (Δt is, for example, 0.0
It is set to 00139 seconds. In the case of a frequency of 60 Hz, this corresponds to a phase angle of 3°, which is k-60. ) In particular, sample and hold circuits 13a and 14a for sampling, and A/D conversion circuits 13b and 14b for digitally converting the sampled and held values.

そのディジタル変換されたサンプル値(imとおく)を
記憶するRAM13c、14c、設定さゎた所定数p(
本実施例ではp−2,5,12とする)を用いて、等間
隔にあるBつのサンプル値i m−p。
The RAMs 13c and 14c store the digitally converted sample value (referred to as im), and the predetermined number p(
In this example, p-2, 5, 12) are used to obtain B sample values i m-p at equal intervals.

i llN、 i I”l)を選択して、ιm−im−
p +2 im +im+p     −・(8)なる
値を演算する第1演算部13d、14d、第1演算部1
3d、14clて算出された値ιmを用いて、次式、 m/120)  Σ  zm2  コ 1/2    
      ・・・(9)により実効値を演算する第2
演算部13e、14eを有する。
i llN, i I"l) and ιm-im-
The first calculation units 13d, 14d and the first calculation unit 1 calculate the value p +2 im +im+p − (8)
Using the value ιm calculated by 3d and 14cl, the following formula, m/120) Σ zm2 ko 1/2
...(9) to calculate the effective value
It has calculation units 13e and 14e.

以下、上記ディジタルリレー3の動作を説明する。The operation of the digital relay 3 will be explained below.

サンプルホールド回路13a、14aにより上記一定時
間△tごとにサンプリングされ、A/D変換回路13b
、14bによりデインタル変換されたサンプル値imは
、RAM13c、14cに刻々記憶される。第1演算部
13d、14dは、任意の時刻t=tHにおいてサンプ
リングされた値1■と、それよりp周期後にサンブリン
クされた値i Hipと、p周期前にサンプリングされ
た値i B−pとをRAM13c、14cがら読出して
、上記(8)式に基づいてιmを算出する。上記(8)
式により算出したデータιmに含まれる高調波成分はカ
ットされ、基本波はそのまま残っていることは既に第2
図を用いて説明したとおりである。
The samples are sampled by the sample and hold circuits 13a and 14a at the above-mentioned fixed time intervals Δt, and the A/D conversion circuit 13b
, 14b are stored in the RAMs 13c and 14c every moment. The first calculation units 13d and 14d calculate a value 1■ sampled at an arbitrary time t=tH, a value iHip sampled p cycles later, and a value iB−p sampled p cycles earlier. is read out from the RAMs 13c and 14c, and ιm is calculated based on the above equation (8). Above (8)
The harmonic components included in the data ιm calculated by the formula are cut, and the fundamental wave remains as it is, which is already the second
This is as explained using the diagram.

以下、p−2,5,12の各場合のゲインG (s)を
計算した結果を表に示す。
The results of calculating the gain G (s) in each case of p-2, 5, and 12 are shown in the table below.

まず、p−12の場合、 G  (s)  =  2  [1+ cos(12s
  yr  /80)コとなり、基本波s−1、第5次
高調波s−5付近のG (s)の値は第1表のようにな
る。ここにΔSはそれぞれs−1および5からの周波数
のずれ(%)であり、G (s)の値はs−1に対する
ものを100とおき、これからの相対値を示す。
First, in the case of p-12, G (s) = 2 [1+ cos(12s
yr/80), and the values of G(s) near the fundamental wave s-1 and the fifth harmonic s-5 are as shown in Table 1. Here, ΔS is the frequency deviation (%) from s-1 and 5, respectively, and the value of G (s) is set to 100 with respect to s-1, and the relative value from this is shown.

第1表 上の表から、基本波付近ではフィルタゲインはほぼ一定
かつ最大となり、第5高調波付近ではフィルタゲインは
0となることが分かる。したがって、第5高調波を除去
できるので、第5分路に用いればよいことか分かる。
From the table above in Table 1, it can be seen that the filter gain is almost constant and maximum near the fundamental wave, and becomes 0 near the fifth harmonic. Therefore, since the fifth harmonic can be removed, it can be seen that it is appropriate to use it for the fifth branch.

次に、p−5,の場合、 G (s> −2,[1+ cos(5sπ/130)
]となり、基本波s=1、第11次高調波5−11、第
13次高調波5−13付近のG (s)の値は第2表の
ようになる。
Next, in the case of p-5, G (s> -2, [1+ cos(5sπ/130)
], and the values of G (s) near the fundamental wave s=1, the 11th harmonic 5-11, and the 13th harmonic 5-13 are as shown in Table 2.

第2表 上の表から、基本波付近ではフィルタゲインはほぼ一定
かつ最大となり、第11高調波、第13高調波付近では
フィルタケインはほぼOとなることが分かる(フィルタ
ゲインか完全に0となるのは第12高調波に対してであ
る)。したかつて、第11高調波および第13高調波を
除去できるので、第11分路、第13分路に用いればよ
いことが分かる。
From the table above in Table 2, it can be seen that the filter gain is almost constant and maximum near the fundamental wave, and the filter gain becomes almost O near the 11th and 13th harmonics (the filter gain becomes completely 0). (This is true for the 12th harmonic). Since the 11th harmonic and the 13th harmonic can be removed, it can be seen that they can be used for the 11th and 13th shunts.

次に、p−5の場合、 G (s) = 2 [1+cos(2sr /60)
]となり、基本波、第23.25,35.37次高調波
付近のG (s)の値は次のようになる。(以下余白) 第3表 上の表から、基本波付近ではフィルタゲインはほぼ一定
かつ最大となる。第23.25.35゜37次高調波付
近ではフィルタゲインは0とはいえないが、高調波減衰
回路11.12を通せば高調波成分は予め抑圧されてい
るから問題になることはない。したかって、HP分路に
用いることかできる。
Then, for p-5, G (s) = 2 [1+cos(2sr /60)
], and the values of G (s) near the fundamental wave and the 23.25th and 35.37th harmonics are as follows. (Left space below) From the table above in Table 3, the filter gain is almost constant and maximum near the fundamental wave. Although the filter gain cannot be said to be 0 near the 23rd, 25th, 35° and 37th harmonics, this does not become a problem because the harmonic components are suppressed in advance by passing through the harmonic attenuation circuits 11 and 12. Therefore, it can be used as a HP shunt.

なお、高調波でのフィルタゲインをもっと落としたい場
合、以上のp−2,5,12の各場合のフィルタ特性を
有する第1演算部を直列につないで、その直列につない
だものを改めて第1演算部として、それぞれの分路に用
いてもよい。
If you want to further reduce the filter gain at harmonics, connect the first calculation units in series that have the filter characteristics for each of the above p-2, 5, and 12 cases, and then reconnect the first calculation units in series. It may be used as one calculation unit for each branch.

この直列につないだ第1演算部のフィルタ特性を第4表
に掲げておく。なお、第4表では、ΔS−0の場合のみ
の相対ゲインを示す。(以下余白)第4表 第2演算部13e、14eは、第1演算部13d、14
dにおいて算出された値ttbを用いて上記(9)式に
基づいて実効値を演算することにより基本波成分を抽出
する。
Table 4 lists the filter characteristics of the first arithmetic units connected in series. Note that Table 4 shows relative gains only in the case of ΔS-0. (Margin below) Table 4 The second calculation units 13e and 14e are the first calculation units 13d and 14.
The fundamental wave component is extracted by calculating the effective value based on the above equation (9) using the value ttb calculated in step d.

そして、このようにして得られた基本波は、差電流算出
回路15によって、その差電流が算出される。さらに詳
説すると、差電流算出回路15は、分路ILを流れる電
流に含まれる基本波電流の定格値と、分路jLを流れる
電流に含まれる基本波電流の定格値との初期比率をrO
1基本波抽出回路13により求めた分路iLの実効値を
■i、基本波抽出回路14により求めた分路jLの実効
値をIjとすると、判別式 %式% により差電流の存在を検出するものである。上記I L
nは分路iLの基本波電流定格値であり、pは検出感度
である。
Then, the difference current of the fundamental wave obtained in this way is calculated by the difference current calculation circuit 15. More specifically, the difference current calculation circuit 15 calculates the initial ratio of the rated value of the fundamental wave current included in the current flowing through the shunt IL and the rated value of the fundamental wave current included in the current flowing through the shunt jL as rO.
1. If the effective value of the shunt iL obtained by the fundamental wave extraction circuit 13 is i, and the effective value of the shunt jL obtained by the fundamental wave extraction circuit 14 is Ij, then the presence of a difference current is detected using the discriminant formula % formula % It is something to do. Above IL
n is the fundamental wave current rating value of the shunt iL, and p is the detection sensitivity.

指令出力回路16は、差電流算出回路15による判別結
果か時限回路17てカウントされる一定時間以上現れて
いることを知ると、高調波フィルタ回路1,2を系統よ
り切り離すために遮断器(図示せず)に動作出力を出す
。これにより、高調波フィルタ回路1,2に流れる電流
を遮断できる。なお、この場合、時限リレーを取り付け
ないで基準値以上である状態が瞬時現れても動作信号を
出力するようにしてもよい。
When the command output circuit 16 learns that the command output circuit 16 has been present for more than a certain period of time counted by the time limit circuit 17 as a result of the determination by the difference current calculation circuit 15, the command output circuit 16 activates a circuit breaker (Fig. (not shown) outputs the operation output. Thereby, the current flowing through the harmonic filter circuits 1 and 2 can be interrupted. Note that in this case, the operation signal may be outputted even if a state where the value is equal to or greater than the reference value appears instantaneously without installing a time relay.

以上のようにして、(8)式を演算することにより、所
望次数の高調波成分を除去し、基本波成分を含むデータ
のみを取り出し、それに基づいて差電流を求め、リレー
の動作をさせることかできるので、高周波を分路させる
フィルタ設備の保護リレーを好適に構成することができ
る。
As described above, by calculating equation (8), harmonic components of the desired order are removed, only data containing the fundamental wave component is extracted, the difference current is determined based on this, and the relay is operated. Therefore, it is possible to suitably configure a protection relay for filter equipment that shunts high frequency waves.

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではない
。例えば、上記実施例は、差電流検8リレーであったか
、これに限られるものではなく、単独の電流を検出する
ものであってもよい。また、第1演算手段により得られ
た値ιmを用いて電流の基本波成分の抽出するのに実効
値演算回路を使用していたか、実効値をとるのではなく
例えばフーリエ積分をして基本波成分を抽出することに
してもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, there were eight differential current detection relays, but the present invention is not limited to this, and may be one that detects a single current. In addition, it is also possible that an effective value calculation circuit was used to extract the fundamental wave component of the current using the value ιm obtained by the first calculation means, or that the fundamental wave component was obtained by performing Fourier integration instead of taking the effective value. You may decide to extract the components.

また、上記実施例では、サンプリング間隔Δtは、位相
角3″に対応した時間であったが、これに限定されるも
のではない。一般にサンプリング角が小さいほど高次数
の高調波を扱うことができるか(サンプリング定理)、
データ量か多くなり、サンプリング角か大きいはとデー
タ量は少なくて済むようになるか、処理可能な高調波の
次数は低下する。
Further, in the above embodiment, the sampling interval Δt is a time corresponding to a phase angle of 3'', but it is not limited to this. Generally, the smaller the sampling angle, the higher the harmonics can be handled. (sampling theorem),
As the amount of data increases and the sampling angle increases, either the amount of data becomes smaller or the number of harmonics that can be processed decreases.

その池水発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことか可能である。
Various design changes can be made without changing the gist of the invention.

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の高調波フィルタ設備保護用ディ
ジタルリレーによれば、設定された数pを用いて、等間
隔にある3つのサンプル値i H−p、 i m・i 
s、im+pを選択して、t tp−i  gap  
+  2  i tb  +  i  al−pなる値
を演算することにより、基本波成分を含み、上記所定数
pに対応する周波数成分を含まないデータιmを得るこ
とができる。したがって、高調波フィルタ設備を分路す
る高調波の次数に合わせてpを設定してディジタルリレ
ーを構成すれば、当該高調波フィルタ設備を好適に保護
することかできる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the digital relay for harmonic filter equipment protection of the present invention, three equally spaced sample values i H-p, i m i
Select s, im+p, t tp-i gap
By calculating the value + 2 i tb + i al-p, it is possible to obtain data ιm that includes the fundamental wave component and does not include the frequency component corresponding to the predetermined number p. Therefore, by configuring a digital relay by setting p according to the order of harmonics that shunt the harmonic filter equipment, the harmonic filter equipment can be suitably protected.

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

第1図は高調波フィルタ設備保護用ディジタルリレーの
ブロック構成図、 第2図は本発明に係るディジタルフィルタのゲイン特性
を示すグラフ、 第3図は従来のアナログ方式の高調波フィルタ設備保護
リレーを示す回路図である。 1.2・・・高調波フィルタ回路、 3・・・高調波フィルタ設備保護リレー、11.12・
・・高調波減衰回路、 13.14・・・基本波抽出回路、 13a、14a・・・サンプリング回路、13b、14
b・・・A/D変換回路、13c、14c・・・RAM
。 13d、14d・・・第1演算部、 13e、14e・・・第2演算部、 15・・・差電流算比回路、16・・・指令出力回路、
CTi、CTj・・・変流器 特許出願人  日新電機株式会社 代 理 人  弁理士 亀井弘勝 (ほか2名)
Fig. 1 is a block diagram of a digital relay for protecting harmonic filter equipment, Fig. 2 is a graph showing the gain characteristics of the digital filter according to the present invention, and Fig. 3 is a diagram of a conventional analog harmonic filter equipment protection relay. FIG. 1.2...Harmonic filter circuit, 3...Harmonic filter equipment protection relay, 11.12.
...Harmonic attenuation circuit, 13.14...Fundamental wave extraction circuit, 13a, 14a...Sampling circuit, 13b, 14
b...A/D conversion circuit, 13c, 14c...RAM
. 13d, 14d...first calculation section, 13e, 14e...second calculation section, 15...difference current ratio circuit, 16...command output circuit,
CTi, CTj...Current transformer patent applicant Representative of Nissin Electric Co., Ltd. Patent attorney Hirokatsu Kamei (and 2 others)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、高調波フィルタ設備の高周波分路の基本波成分を検
出することにより、高調波フィルタ設備を保護するリレ
ーであって、 高調波フィルタ設備の分路に流入する電流 を検出する電流検出手段と、 基本波の一周期に相当する時間を所定の間 隔で等分した各時点ごとに電流検出手段の出力波をサン
プリングするサンプリング手段と、サンプリング手段に
よって得られたサンプ ル値im(mはサンプリング点を示す整数)の中から、
所定数pを設定して、等間隔にある3つのサンプル値i
m−p、im、im+pを選択し、ιm=im−p+2
im+im+p なる値を求める第1演算手段と、 上記の第1演算手段により得られたιmを 用いて電流の基本波成分の抽出する第2演算手段とを有
し、 第2演算手段により抽出された電流の基本 波成分に基づいて動作することを特徴とする高調波フィ
ルタ設備保護用ディジタルリレー。
[Claims] 1. A relay that protects harmonic filter equipment by detecting the fundamental wave component of a high frequency shunt of the harmonic filter equipment, which protects the harmonic filter equipment by detecting the fundamental wave component of the high frequency shunt of the harmonic filter equipment, Current detecting means for detecting; sampling means for sampling the output wave of the current detecting means at each point in time when the time equivalent to one cycle of the fundamental wave is equally divided at predetermined intervals; and a sample value im obtained by the sampling means. (m is an integer indicating the sampling point),
By setting a predetermined number p, three equally spaced sample values i
Select m-p, im, im+p, ιm=im-p+2
It has a first calculation means for calculating the value im+im+p, and a second calculation means for extracting the fundamental wave component of the current using ιm obtained by the first calculation means, and the fundamental wave component extracted by the second calculation means is A digital relay for protecting harmonic filter equipment that operates based on the fundamental wave component of current.
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