JPH04236119A - 電力計算方法およびその方法を用いた保護リレー - Google Patents
電力計算方法およびその方法を用いた保護リレーInfo
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- JPH04236119A JPH04236119A JP3004538A JP453891A JPH04236119A JP H04236119 A JPH04236119 A JP H04236119A JP 3004538 A JP3004538 A JP 3004538A JP 453891 A JP453891 A JP 453891A JP H04236119 A JPH04236119 A JP H04236119A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 22
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 101000582320 Homo sapiens Neurogenic differentiation factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 102100030589 Neurogenic differentiation factor 6 Human genes 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統を流れる電力
を検出して応動する保護リレー等に用いられる電力計算
方法、およびこの電力計算方法を利用した保護リレーに
関するものである。
を検出して応動する保護リレー等に用いられる電力計算
方法、およびこの電力計算方法を利用した保護リレーに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力系統を流れる電力を入力とする保護
リレーは、電流および電圧に含まれる高調波成分により
不要な動作をしないよう基本波成分のみに応動するよう
にしている。この基本波成分を検出する一つの方法とし
て、フーリエ積分法が応用されることがある。すなわち
、電流を前提として説明すると、電流ｉ（ｔ） は、基
本波成分の実効値をＩ１ 、高調波成分の実効値をＩｎ
（ｎ＝２，３，…） として、
リレーは、電流および電圧に含まれる高調波成分により
不要な動作をしないよう基本波成分のみに応動するよう
にしている。この基本波成分を検出する一つの方法とし
て、フーリエ積分法が応用されることがある。すなわち
、電流を前提として説明すると、電流ｉ（ｔ） は、基
本波成分の実効値をＩ１ 、高調波成分の実効値をＩｎ
（ｎ＝２，３，…） として、
【０００３】
【数１】
【０００４】とフーリエ級数で表わすことができ、電流
の基本波余弦成分Ｉ１ｃ＝Ｉ１ｃｏｓθ１ は、
の基本波余弦成分Ｉ１ｃ＝Ｉ１ｃｏｓθ１ は、
【００
０５】
０５】
【数２】
【０００６】電流の基本波正弦成分Ｉ１ｓ＝Ｉ１ｓｉｎ
θ１ は、
θ１ は、
【０００７】
【数３】
【０００８】により計算できる。ここでｉ（ｔ） は、
基本波の１サイクルを２ｋ等分した各時点ｔｍ （ｍ＝
０，１，…， ２ｋ−１） ごとにサンプリングされる
とすると、上記積分式は次のように表わされる。
基本波の１サイクルを２ｋ等分した各時点ｔｍ （ｍ＝
０，１，…， ２ｋ−１） ごとにサンプリングされる
とすると、上記積分式は次のように表わされる。
【０００９】
【数４】
【００１０】
【数５】
【００１１】ここにｉｍ は時刻ｔｍ におけるサンプ
リング値である。以上は電流についての説明であったが
、電圧についても同様に表現できる。結果を記すと、
リング値である。以上は電流についての説明であったが
、電圧についても同様に表現できる。結果を記すと、
【
００１２】
００１２】
【数６】
【００１３】
【数７】
【００１４】となる。一般に、複素電力は、＊は複素共
役を表わすとすると、 Ｐ＝ＶＩ＊ で表わされる。Ｖ、Ｉは Ｖ＝Ｖｃ ＋ｊ Ｖｓ Ｉ＝Ｉｃ ＋ｊ Ｉｓ と実数部と虚数部に分解して表現されるため、複素電力
は、Ｐ＝（Ｖｃ ＋ｊ Ｖｓ ）（Ｉｃ −ｊ Ｉｓ
）＝（Ｖｃ Ｉｃ ＋Ｖｓ Ｉｓ ）＋ ｊ（Ｖｓ Ｉ
ｃ −Ｖｃ Ｉｓ）と計算される。上式右辺第１項は有
効電力Ｐ、第２項は無効電力Ｑを表わす。 Ｐ＝Ｖｃ Ｉｃ ＋Ｖｓ Ｉｓ Ｑ＝Ｖｓ Ｉｃ −Ｖｃ Ｉｓ 基本波のみを考えると、 Ｐ＝Ｖ１ｃＩ１ｃ＋Ｖ１ｓＩ１ｓ
…（５） Ｑ＝Ｖ１ｓＩ１ｃ−Ｖ１ｃＩ１ｓ
…（６） となる。
役を表わすとすると、 Ｐ＝ＶＩ＊ で表わされる。Ｖ、Ｉは Ｖ＝Ｖｃ ＋ｊ Ｖｓ Ｉ＝Ｉｃ ＋ｊ Ｉｓ と実数部と虚数部に分解して表現されるため、複素電力
は、Ｐ＝（Ｖｃ ＋ｊ Ｖｓ ）（Ｉｃ −ｊ Ｉｓ
）＝（Ｖｃ Ｉｃ ＋Ｖｓ Ｉｓ ）＋ ｊ（Ｖｓ Ｉ
ｃ −Ｖｃ Ｉｓ）と計算される。上式右辺第１項は有
効電力Ｐ、第２項は無効電力Ｑを表わす。 Ｐ＝Ｖｃ Ｉｃ ＋Ｖｓ Ｉｓ Ｑ＝Ｖｓ Ｉｃ −Ｖｃ Ｉｓ 基本波のみを考えると、 Ｐ＝Ｖ１ｃＩ１ｃ＋Ｖ１ｓＩ１ｓ
…（５） Ｑ＝Ｖ１ｓＩ１ｃ−Ｖ１ｃＩ１ｓ
…（６） となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記有効電
力、無効電力を計算する方法によれば、サンプリング周
期は固定されているにもかかわらず周波数が変動した場
合、上記（１） 〜（４） 式で計算すると、条件によ
っては誤差が大きくなるという欠点がある。周波数が変
動している場合、電流の瞬時値ｉ（ｔ） は、
力、無効電力を計算する方法によれば、サンプリング周
期は固定されているにもかかわらず周波数が変動した場
合、上記（１） 〜（４） 式で計算すると、条件によ
っては誤差が大きくなるという欠点がある。周波数が変
動している場合、電流の瞬時値ｉ（ｔ） は、
【００１６】
【数８】
【００１７】で表わされる。ここにＩ１ は基本波の実
効値、ωは公称角周波数、Δωはその変動分、θ１ は
位相である。ただし、電流ｉ（ｔ） は主に基本波成分
を含むと仮定し、高次項は無視されている。ここで、一
周期２π／ωを２ｋ等分した各時点ごとにｉ（ｔ） を
サンプリングすると、
効値、ωは公称角周波数、Δωはその変動分、θ１ は
位相である。ただし、電流ｉ（ｔ） は主に基本波成分
を含むと仮定し、高次項は無視されている。ここで、一
周期２π／ωを２ｋ等分した各時点ごとにｉ（ｔ） を
サンプリングすると、
【００１８】
【数９】
【００１９】となる。ここにρは
【００２０】
【数１０】
【００２１】で定義される。（７） 式のｉｍ を（１
），（２） 式に代入すると、
），（２） 式に代入すると、
【００２２】
【数１１】
【００２３】
【数１２】
【００２４】となる。ここに、
【００２５】
【数１３】
【００２６】
【数１４】
【００２７】である。電圧についても同様に表わされ、
【００２８】
【数１５】
【００２９】
【数１６】
【００３０】となる。有効電力Ｐ、無効電力Ｑは、
【０
０３１】
０３１】
【数１７】
【００３２】
【数１８】
【００３３】で表わされる。（１２）式の［ ］の中
の第３項はρによって変化し、その変化幅（誤差）は、
の第３項はρによって変化し、その変化幅（誤差）は、
【００３４】
【数１９】
【００３５】である。もし、周波数の変動がないとすれ
ば、Δω＝０であるので、ρ＝１となり、
ば、Δω＝０であるので、ρ＝１となり、
【００３６】
【数２０】
【００３７】
【数２１】
【００３８】であるから、
【００３９】
【数２２】
【００４０】
【数２３】
【００４１】となって、定義式のとおりとなる。ところ
が、Δωが増加または減少するに従って、言い換えると
ρが１から離れるに従って（１４）式で表わされる振幅
は無視できなくなり、誤差は増加していく。もちろん、
周波数の変動に応じてサンプリング周波数も変動させて
見掛上 Δω＝０ とすれば、この問題はなくなるが、周波数を常時監視し
ておく装置、例えばＰＬＬ（フェーズロックドループ）
が必要になるので、保護リレーの回路が複雑化すること
は避けられない。
が、Δωが増加または減少するに従って、言い換えると
ρが１から離れるに従って（１４）式で表わされる振幅
は無視できなくなり、誤差は増加していく。もちろん、
周波数の変動に応じてサンプリング周波数も変動させて
見掛上 Δω＝０ とすれば、この問題はなくなるが、周波数を常時監視し
ておく装置、例えばＰＬＬ（フェーズロックドループ）
が必要になるので、保護リレーの回路が複雑化すること
は避けられない。
【００４２】そこで、本発明は、フーリエ積分法により
電圧、電流の基本波成分を求め、それらに基づいて電力
を計算する場合において、周波数の変動に対しても誤差
の生じない電力計算方法およびその方法を用いた保護リ
レーを提供することを目的とする。
電圧、電流の基本波成分を求め、それらに基づいて電力
を計算する場合において、周波数の変動に対しても誤差
の生じない電力計算方法およびその方法を用いた保護リ
レーを提供することを目的とする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電力計算方法は、演算の対象である電圧、
電流に含まれる基本波の公称角周波数ωに対し、１サイ
クルを２ｋ等分した各時点ｔｍ （ｍ＝０，１，…）
ごとに対象波をサンプリングし、各サンプリング値ｉｍ
，ｖｍ に基づいて求めた電圧、電流の基本波の余弦成
分Ｖ１ｃ， Ｉ１ｃ、基本波の正弦成分Ｖ１ｓ， Ｉ１
ｓと、上記サンプリング値ｉｍ，ｖｍ より９０°位相
のずれた時点のサンプリング値ｉｍ，ｖｍ により求め
た基本波の余弦成分Ｖ１ｃ′， Ｉ１ｃ′、基本波の正
弦成分Ｖ１ｓ′， Ｉ１ｓ′とを用いて、次の式によっ
て平均化された基本波の余弦成分＜Ｖ１ｃ＞， ＜Ｉ１
ｃ＞、基本波の正弦成分＜Ｖ１ｓ＞， ＜Ｉ１ｓ＞を求
め、＜Ｉ１ｃ＞＝０．５（Ｉ１ｃ＋Ｉ１ｓ′） ＜Ｉ１
ｓ＞＝０．５（Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） ＜Ｖ１ｃ＞＝０．
５（Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞＝０．５（Ｖ１ｓ
−Ｖ１ｃ′） この平均化された値を用いて電力を計算
することを特徴とするものである。
めの本発明の電力計算方法は、演算の対象である電圧、
電流に含まれる基本波の公称角周波数ωに対し、１サイ
クルを２ｋ等分した各時点ｔｍ （ｍ＝０，１，…）
ごとに対象波をサンプリングし、各サンプリング値ｉｍ
，ｖｍ に基づいて求めた電圧、電流の基本波の余弦成
分Ｖ１ｃ， Ｉ１ｃ、基本波の正弦成分Ｖ１ｓ， Ｉ１
ｓと、上記サンプリング値ｉｍ，ｖｍ より９０°位相
のずれた時点のサンプリング値ｉｍ，ｖｍ により求め
た基本波の余弦成分Ｖ１ｃ′， Ｉ１ｃ′、基本波の正
弦成分Ｖ１ｓ′， Ｉ１ｓ′とを用いて、次の式によっ
て平均化された基本波の余弦成分＜Ｖ１ｃ＞， ＜Ｉ１
ｃ＞、基本波の正弦成分＜Ｖ１ｓ＞， ＜Ｉ１ｓ＞を求
め、＜Ｉ１ｃ＞＝０．５（Ｉ１ｃ＋Ｉ１ｓ′） ＜Ｉ１
ｓ＞＝０．５（Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） ＜Ｖ１ｃ＞＝０．
５（Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞＝０．５（Ｖ１ｓ
−Ｖ１ｃ′） この平均化された値を用いて電力を計算
することを特徴とするものである。
【００４４】また、本発明の保護リレーは、上記電力計
算方法を用いて電力を求め、この電力値と基準レベルと
に一定の隔たりが生じた場合に動作するものである。
算方法を用いて電力を求め、この電力値と基準レベルと
に一定の隔たりが生じた場合に動作するものである。
【００４５】
【作用】対象波のサンプリング値ｉｍ を、（７） 式
のとおり書き表すと、
のとおり書き表すと、
【００４６】
【数２４】
【００４７】となる。また、ｋ／２ サンプル（９０°
）ずらせてサンプルされた値は、
）ずらせてサンプルされた値は、
【００４８】
【数２５】
【００４９】となる。上記（１），（２） 式に代入す
ると、次のような形に書ける。
ると、次のような形に書ける。
【００５０】
【数２６】
【００５１】
【数２７】
【００５２】特に周波数の変動がないときは、ρ＝１で
あるので、
あるので、
【００５３】
【数２８】
【００５４】
【数２９】
【００５５】となることから、
＜Ｉ１ｃ＞＝０．５（Ｉ１ｃ＋Ｉ１ｓ′） ＜Ｉ１ｓ＞
＝０．５（Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） という、一種の平均化
演算手法が考えられる。電圧Ｖについても、 ＜Ｖ１ｃ＞＝０．５（Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞
＝０．５（Ｖ１ｓ−Ｖ１ｃ′） に従って平均化をする
ことが考えられる。
＝０．５（Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） という、一種の平均化
演算手法が考えられる。電圧Ｖについても、 ＜Ｖ１ｃ＞＝０．５（Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞
＝０．５（Ｖ１ｓ−Ｖ１ｃ′） に従って平均化をする
ことが考えられる。
【００５６】その結果、（５），（６） 式を使って有
効電力＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞を求めると、
効電力＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞を求めると、
【００５７】
【数３０】
【００５８】
【数３１】
【００５９】となる。平均化された有効電力＜Ｐ＞の変
動項を検討すると、その振幅は、
動項を検討すると、その振幅は、
【００６０】
【数３２】
【００６１】のようになる。このように、９０°切り出
し位相の異なるサンプリング値ｉｍ，ｖｍ を用いて求
めた基本波成分との平均値をとったために、既出の（１
４）式と比べて ｃｏｓ（ρπ／２） という因子が生じている。 ｜ｃｏｓ（ρπ／２） ｜ は角周波数ωの誤差Δωが小さい範囲では、ρ≒１ とおけるので、 ｜ｃｏｓ（ρπ／２） ｜≒ｃｏｓ （π ／２） ＝
０となり０に極めて近くなることが期待できる。このた
め、有効電力＜Ｐ＞の誤差は非常に小さくなる。したが
って、有効電力＜Ｐ＞の周波数変動による誤差を小さく
することができる。
し位相の異なるサンプリング値ｉｍ，ｖｍ を用いて求
めた基本波成分との平均値をとったために、既出の（１
４）式と比べて ｃｏｓ（ρπ／２） という因子が生じている。 ｜ｃｏｓ（ρπ／２） ｜ は角周波数ωの誤差Δωが小さい範囲では、ρ≒１ とおけるので、 ｜ｃｏｓ（ρπ／２） ｜≒ｃｏｓ （π ／２） ＝
０となり０に極めて近くなることが期待できる。このた
め、有効電力＜Ｐ＞の誤差は非常に小さくなる。したが
って、有効電力＜Ｐ＞の周波数変動による誤差を小さく
することができる。
【００６２】また無効電力＜Ｑ＞の変動項を検討すると
、
、
【００６３】
【数３３】
【００６４】となる。この場合は、ｓｉｎ（ρπ／２）
という因子が生じている。ｓｉｎ（ρπ／２） は、
角周波数ωの誤差Δωが小さい範囲では、１より若干小
さくなる程度であり、周波数変動に対する改善効果は少
し認められる程度である。Δω／ω＝０における有効電
力Ｐｏ＝Ｖ１ Ｉ１ ｃｏｓ（φ１−θ１）、無効電力
Ｑｏ＝Ｖ１ Ｉ１ ｓｉｎ（φ１−θ１）、従来の手法
で求められた有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、平均化手法を採
用して求められた有効電力＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞に対
して、Δω／ωの変動下においてＰ／Ｐｏ ，Ｑ／Ｑｏ
，＜Ｐ＞／Ｐｏ ，＜Ｑ＞／Ｑｏ を計算した結果を
表１に示す。ただし、ｋ＝６０ （３°サンプリング）
、ｃｏｓ（φ１−θ１）は１に近いという条件を仮定し
ている。
という因子が生じている。ｓｉｎ（ρπ／２） は、
角周波数ωの誤差Δωが小さい範囲では、１より若干小
さくなる程度であり、周波数変動に対する改善効果は少
し認められる程度である。Δω／ω＝０における有効電
力Ｐｏ＝Ｖ１ Ｉ１ ｃｏｓ（φ１−θ１）、無効電力
Ｑｏ＝Ｖ１ Ｉ１ ｓｉｎ（φ１−θ１）、従来の手法
で求められた有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、平均化手法を採
用して求められた有効電力＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞に対
して、Δω／ωの変動下においてＰ／Ｐｏ ，Ｑ／Ｑｏ
，＜Ｐ＞／Ｐｏ ，＜Ｑ＞／Ｑｏ を計算した結果を
表１に示す。ただし、ｋ＝６０ （３°サンプリング）
、ｃｏｓ（φ１−θ１）は１に近いという条件を仮定し
ている。
【００６５】
【表１】
【００６６】この表１のＰ／Ｐｏ をグラフ化したもの
が図１（ａ），（ｂ） である。図１（ａ） はＰ／Ｐ
ｏ のグラフを、図１（ｂ）は＜Ｐ＞／Ｐｏ のグラフ
を示す。図１（ｂ） のグラフのほうが、周波数変動に
よる誤差が少なくなっていることが分かる。以上の表１
、図１から分かるように、周波数が変動しても検出電力
値の変動を十分押さえられることが分かる。
が図１（ａ），（ｂ） である。図１（ａ） はＰ／Ｐ
ｏ のグラフを、図１（ｂ）は＜Ｐ＞／Ｐｏ のグラフ
を示す。図１（ｂ） のグラフのほうが、周波数変動に
よる誤差が少なくなっていることが分かる。以上の表１
、図１から分かるように、周波数が変動しても検出電力
値の変動を十分押さえられることが分かる。
【００６７】また、上記電力計算方法を用いて電力値を
求め、この電力値と基準レベルとに一定の隔たりが生じ
た場合に動作する本発明の保護リレーによれば、電力計
算の精度が向上した分、より正確な判定をすることがで
きる。
求め、この電力値と基準レベルとに一定の隔たりが生じ
た場合に動作する本発明の保護リレーによれば、電力計
算の精度が向上した分、より正確な判定をすることがで
きる。
【００６８】
【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。図２は、本発明の電力計算方法を適用したディ
ジタルリレーを示すブロック図である。電力系統線路１
１に流れる電流（その基本波の周波数を６０Ｈｚとする
）はＣＴ１２により検出され、補助ＣＴ１３により絶縁
、レベル変換された後、ローパスフィルタ１を通って高
周波成分が低減される。そして、サンプルホールド回路
２において、一定時間（例えば１／７２０ 秒。電気角
３０°に相当する）ごとにサンプルホールドされる（図
２参照）。このサンプルホールドされたアナログ値はＡ
／Ｄ変換器３においてディジタル変換され、そのディジ
タル変換されたサンプリング値（ｉｍ とおく）はメ
モリ４に取り込まれる。
明する。図２は、本発明の電力計算方法を適用したディ
ジタルリレーを示すブロック図である。電力系統線路１
１に流れる電流（その基本波の周波数を６０Ｈｚとする
）はＣＴ１２により検出され、補助ＣＴ１３により絶縁
、レベル変換された後、ローパスフィルタ１を通って高
周波成分が低減される。そして、サンプルホールド回路
２において、一定時間（例えば１／７２０ 秒。電気角
３０°に相当する）ごとにサンプルホールドされる（図
２参照）。このサンプルホールドされたアナログ値はＡ
／Ｄ変換器３においてディジタル変換され、そのディジ
タル変換されたサンプリング値（ｉｍ とおく）はメ
モリ４に取り込まれる。
【００６９】一方、電力系統線路１１の電圧はＰＴ１４
によって検出され、絶縁、降圧された後、ローパスフィ
ルタ１５を通って高周波成分が低減される。そして、サ
ンプルホールド回路１６において、上記一定時間ごとに
サンプルホールドされる。このサンプルホールドされた
アナログ値はＡ／Ｄ変換器１７においてディジタル変換
され、そのディジタル変換されたサンプリング値（ｖｍ
とおく）もメモリ４に取り込まれる。
によって検出され、絶縁、降圧された後、ローパスフィ
ルタ１５を通って高周波成分が低減される。そして、サ
ンプルホールド回路１６において、上記一定時間ごとに
サンプルホールドされる。このサンプルホールドされた
アナログ値はＡ／Ｄ変換器１７においてディジタル変換
され、そのディジタル変換されたサンプリング値（ｖｍ
とおく）もメモリ４に取り込まれる。
【００７０】メモリ４に取り込まれた各値ｉｍ，ｖｍ
は、ＣＰＵ５において有効電力・無効電力の演算をする
のに使用される。すなわち、サンプリング値ｉｍ，ｖｍ
に基づいて電圧、電流の基本波余弦成分Ｖ１ｃ， Ｉ
１ｃ、基本波正弦成分Ｖ１ｓ， Ｉ１ｓを求めるととも
に、これから９０°位相のずれたサンプリング値ｉｍ，
ｖｍ に基づいて電圧電流の基本波余弦成分Ｖ１ｃ′，
Ｉ１ｃ′、基本波正弦成分Ｖ１ｓ′， Ｉ１ｓ′を求
め、本発明の平均化手法を用いて平均化された有効電力
＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞を求める。
は、ＣＰＵ５において有効電力・無効電力の演算をする
のに使用される。すなわち、サンプリング値ｉｍ，ｖｍ
に基づいて電圧、電流の基本波余弦成分Ｖ１ｃ， Ｉ
１ｃ、基本波正弦成分Ｖ１ｓ， Ｉ１ｓを求めるととも
に、これから９０°位相のずれたサンプリング値ｉｍ，
ｖｍ に基づいて電圧電流の基本波余弦成分Ｖ１ｃ′，
Ｉ１ｃ′、基本波正弦成分Ｖ１ｓ′， Ｉ１ｓ′を求
め、本発明の平均化手法を用いて平均化された有効電力
＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞を求める。
【００７１】図３の電流波形を例にとって説明すると、
ある時点ｔ１ において、過去のサンプリング値ｉ０
〜ｉ１１を用いて
ある時点ｔ１ において、過去のサンプリング値ｉ０
〜ｉ１１を用いて
【００７２】
【数３４】
【００７３】
【数３５】
【００７４】を計算するとともに、９０°ずれたサンプ
リング値ｉ３ 〜ｉ１４について
リング値ｉ３ 〜ｉ１４について
【００７５】
【数３６】
【００７６】
【数３７】
【００７７】を計算する。そして、平均化された基本波
成分 ＜Ｉ１ｃ＞＝０．５（Ｉ１ｃ＋Ｉ１ｓ′） ＜Ｉ１ｓ＞
＝０．５（Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） ＜Ｖ１ｃ＞＝０．５（
Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞＝０．５（Ｖ１ｓ−Ｖ
１ｃ′） を求め、（５），（６） 式を用いて有効電
力＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞を求める。
成分 ＜Ｉ１ｃ＞＝０．５（Ｉ１ｃ＋Ｉ１ｓ′） ＜Ｉ１ｓ＞
＝０．５（Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） ＜Ｖ１ｃ＞＝０．５（
Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞＝０．５（Ｖ１ｓ−Ｖ
１ｃ′） を求め、（５），（６） 式を用いて有効電
力＜Ｐ＞、無効電力＜Ｑ＞を求める。
【００７８】この演算により、過去の約１．２５サイク
ルにおるデータ値を使って電力値を演算することができ
る。既に（１８）〜（２１）式を用いて説明したように
線路１１に流れる電流の周波数（６０Ｈｚ ）に変動が
生じて例えば６３Ｈｚ や５７Ｈｚ になったとしても
、上のようにして９０°ずれたサンプリング値を使った
平均化電力演算を行うことにより、誤差の少ない電力値
を得ることができる。このようにして得られた電力は、
比較器６において基準レベルと比較され、基準レベルと
の隔たりが一定値以上となった場合に動作信号が出力さ
れる。この場合、時限リレーを取り付けて上記状態が一
定時間続いたときのみ動作信号を出力するようにしても
よい。
ルにおるデータ値を使って電力値を演算することができ
る。既に（１８）〜（２１）式を用いて説明したように
線路１１に流れる電流の周波数（６０Ｈｚ ）に変動が
生じて例えば６３Ｈｚ や５７Ｈｚ になったとしても
、上のようにして９０°ずれたサンプリング値を使った
平均化電力演算を行うことにより、誤差の少ない電力値
を得ることができる。このようにして得られた電力は、
比較器６において基準レベルと比較され、基準レベルと
の隔たりが一定値以上となった場合に動作信号が出力さ
れる。この場合、時限リレーを取り付けて上記状態が一
定時間続いたときのみ動作信号を出力するようにしても
よい。
【００７９】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えばサンプリング間隔は３０°に限定
されるものではなく任意の間隔とすることができる。そ
の他本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が可能である。
ものではなく、例えばサンプリング間隔は３０°に限定
されるものではなく任意の間隔とすることができる。そ
の他本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が可能である。
【００８０】
【発明の効果】以上のように、本発明の電力計算方法に
よれば、演算の対象波に含まれる基本波の公称角周波数
ωに対し、１サイクルを２ｋ等分した各時点ｔｍ （ｍ
＝０，１，…） ごとに対象波をサンプリングし、各サ
ンプリング値ｉｍ，ｖｍ に基づいて求めた電圧、電流
の基本波余弦成分Ｖ１ｃ， Ｉ１ｃ、基本波正弦成分Ｖ
１ｓ， Ｉ１ｓと、上記サンプリング値ｉｍ，ｖｍ よ
り９０°切り出し位相のずれた時点のサンプリング値ｉ
ｍ，ｖｍ により求めた基本波余弦成分Ｖ１ｃ′，Ｉ１
ｃ′、基本波正弦成分Ｖ１ｓ′， Ｉ１ｓ′とを用いて
、平均化された基本波余弦成分＜Ｖ１ｃ＞， ＜Ｉ１ｃ
＞、基本波正弦成分＜Ｖ１ｓ＞， ＜Ｖ１ｓ＞を求め、
これらの平均化された成分に基づいて、電力＜Ｐ＞，＜
Ｑ＞を計算することとしたので、対象波の周波数の変動
が生じても極めて高精度な電力計算方法を実現できる。
よれば、演算の対象波に含まれる基本波の公称角周波数
ωに対し、１サイクルを２ｋ等分した各時点ｔｍ （ｍ
＝０，１，…） ごとに対象波をサンプリングし、各サ
ンプリング値ｉｍ，ｖｍ に基づいて求めた電圧、電流
の基本波余弦成分Ｖ１ｃ， Ｉ１ｃ、基本波正弦成分Ｖ
１ｓ， Ｉ１ｓと、上記サンプリング値ｉｍ，ｖｍ よ
り９０°切り出し位相のずれた時点のサンプリング値ｉ
ｍ，ｖｍ により求めた基本波余弦成分Ｖ１ｃ′，Ｉ１
ｃ′、基本波正弦成分Ｖ１ｓ′， Ｉ１ｓ′とを用いて
、平均化された基本波余弦成分＜Ｖ１ｃ＞， ＜Ｉ１ｃ
＞、基本波正弦成分＜Ｖ１ｓ＞， ＜Ｖ１ｓ＞を求め、
これらの平均化された成分に基づいて、電力＜Ｐ＞，＜
Ｑ＞を計算することとしたので、対象波の周波数の変動
が生じても極めて高精度な電力計算方法を実現できる。
【００８１】また、電力値を検出して動作する保護リレ
ーに適用すると、周波数の変動に対しても安定した動作
をさせることができる。
ーに適用すると、周波数の変動に対しても安定した動作
をさせることができる。
【図１】±５％の周波数変動に対して本発明の電力計算
および従来の電力計算を実施した結果を示すグラフであ
る。
および従来の電力計算を実施した結果を示すグラフであ
る。
【図２】本発明の電力計算方法を適用した保護リレーを
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】サンプリング方法を示す波形図である。
２ サンプルホールド回路
３ Ａ／Ｄ変換器
４ メモリ
５ ＣＰＵ
６ 比較器
１６ サンプルホールド回路
１７ Ａ／Ｄ変換器
Claims (2)
- 【請求項１】演算の対象である電圧ｉ、電流ｖに含まれ
る基本波の公称角周波数をωとし、１サイクルを２ｋ等
分した各時点ごとに対象波をサンプリングし、各サンプ
リング値ｉｍ，ｖｍ （ｍ＝０，１，…） を用いて求
めた電圧、電流の基本波の余弦成分Ｖ１ｃ， Ｉ１ｃ、
正弦成分Ｖ１ｓ， Ｉ１ｓと、上記サンプリング値ｉｍ
，ｖｍ より９０°切り出し位相のずれた時点のサンプ
リング値ｉｍ，ｖｍ を用いて求めた基本波の余弦成分
Ｖ１ｃ′， Ｉ１ｃ′、正弦成分Ｖ１ｓ′， Ｉ１ｓ′
とを用いて、次の式によって平均化された基本波の余弦
成分＜Ｖ１ｃ＞， ＜Ｉ１ｃ＞、正弦成分＜Ｖ１ｓ＞，
＜Ｉ１ｓ＞を求め、 ＜Ｉ１ｃ＞＝０．５（Ｉ１ｃ＋Ｉ１ｓ′） ＜Ｉ１ｓ＞
＝０．５（Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） ＜Ｖ１ｃ＞＝０．５（
Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞＝０．５（Ｖ１ｓ−Ｖ
１ｃ′） この平均化された基本波の余弦成分、正弦成
分を用いて電力を計算することを特徴とする電力計算方
法。 - 【請求項２】演算の対象である電圧ｖ、電流ｉに含まれ
る基本波の公称角周波数ωを設定して、１サイクルを２
ｋ等分した各時点ごとに対象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
グされた各サンプリング値ｉｍ，ｖｍ （ｍ＝０，１，
…） により求めた電圧、電流の基本波の余弦成分Ｖ１
ｃ， Ｉ１ｃ、正弦成分Ｖ１ｓ， Ｉ１ｓと、上記サン
プリング値ｉｍ，ｖｍ より９０°切り出し位相のずれ
た時点のサンプリング値ｉｍ，ｖｍ により求めた基本
波の余弦成分Ｖ１ｃ′， Ｉ１ｃ′、正弦成分Ｖ１ｓ′
， Ｉ１ｓ′とを用いて、次の式によって平均化された
基本波の余弦成分＜Ｖ１ｃ＞， ＜Ｉ１ｃ＞、基本波の
正弦成分＜Ｖ１ｓ＞， ＜Ｉ１ｓ＞を求め、＜Ｉ１ｃ＞
＝０．５（Ｉ１ｃ＋Ｉ１ｓ′） ＜Ｉ１ｓ＞＝０．５（
Ｉ１ｓ−Ｉ１ｃ′） ＜Ｖ１ｃ＞＝０．５（Ｖ１ｃ＋Ｖ
１ｓ′） ＜Ｖ１ｓ＞＝０．５（Ｖ１ｓ−Ｖ１ｃ′）
この平均化された基本波成分を用いて電力を計算する電
力演算手段と、電力演算手段により出力される値と基準
レベルとを比較する比較手段とを有し、比較手段による
比較の結果電力演算手段により出力される値が基準レベ
ルより一定の隔たりが生じた場合に動作することを特徴
とする、電力計算方法を用いた保護リレー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03004538A JP3099377B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 電力計算方法およびその方法を用いた保護リレー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03004538A JP3099377B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 電力計算方法およびその方法を用いた保護リレー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236119A true JPH04236119A (ja) | 1992-08-25 |
| JP3099377B2 JP3099377B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=11586824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03004538A Expired - Fee Related JP3099377B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 電力計算方法およびその方法を用いた保護リレー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099377B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266684A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Meidensha Corp | 高調波検出装置 |
| JP2009079972A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Osaki Electric Co Ltd | 電力測定方法および電力測定装置 |
| CN108445288A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-24 | 贵州电网有限责任公司 | 一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法 |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP03004538A patent/JP3099377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266684A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Meidensha Corp | 高調波検出装置 |
| JP2009079972A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Osaki Electric Co Ltd | 電力測定方法および電力測定装置 |
| CN108445288A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-24 | 贵州电网有限责任公司 | 一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3099377B2 (ja) | 2000-10-16 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |