JPH04364315A - Digital protective relay - Google Patents
Digital protective relayInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統を保護するデ
ィジタル保護継電器、とりわけその中の監視方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital protection relay for protecting an electric power system, and more particularly to a monitoring method therein.
【0002】0002
【従来の技術】従来より電力系統の事故発生を検出する
目的として、マイクロコンピュータを用いたディジタル
保護継電器が広く用いられているが、このディジタル保
護継電器の動作としては、まず電力系統から導入された
交流電気量(電圧,電流)の瞬時値を一定間隔(例えば
交流電気角30°間隔)でサンプリングし、A/D(ア
ナログ/ディジタル)変換を行ない、ディジタルデータ
(以下、交流データと称す)としてディジタル演算処理
部(以下、MPUと称す)に導入し、所定の保護演算処
理を行ない、その結果を出力するものである。[Prior Art] Digital protective relays using microcomputers have been widely used for the purpose of detecting the occurrence of accidents in power systems. The instantaneous values of alternating current electrical quantities (voltage, current) are sampled at regular intervals (for example, at intervals of 30 degrees of alternating current electrical angle), and A/D (analog/digital) conversion is performed to generate digital data (hereinafter referred to as alternating current data). It is introduced into a digital arithmetic processing unit (hereinafter referred to as MPU), performs predetermined protection arithmetic processing, and outputs the results.
【0003】このA/D変換は一般的に12ビットのも
のが使用されており、一方、MPUは16ビットのもの
が使用されている。このように、交流データが12ビッ
トであるのに対し、MPUが16ビットであるため、M
PUに取込む際は12ビットの交流データに上位4ビッ
トを付加(拡張)して、16ビットデータにしてから取
込むことになる。この4ビット拡張の様子を図3に示す
。図3は拡張後の16ビット交流データの一例を示すも
ので、ビット#0〜#11は拡張される前の12ビット
交流データ、ビット#12〜#15が拡張された上位4
ビットである。この中で、ビット#11は12ビット交
流データの符号ビットであり、これが「0」の時はプラ
スのデータ、「1」の時はマイナスのデータであること
を意味する。ここで、交流データのとり得る値としては
、元の交流データが12ビットであるため、
+(211−1)〜−(211)
即ち、+2047〜−2048
の範囲内となる。[0003] Generally, a 12-bit A/D conversion is used, while a 16-bit one is used for the MPU. In this way, while AC data is 12 bits, MPU is 16 bits, so M
When importing into the PU, the upper 4 bits are added (extended) to the 12-bit AC data to make it into 16-bit data, and then the data is imported. FIG. 3 shows the state of this 4-bit expansion. Figure 3 shows an example of 16-bit AC data after expansion, where bits #0 to #11 are 12-bit AC data before expansion, and bits #12 to #15 are the upper 4 expanded data.
It's a bit. Among them, bit #11 is a sign bit of 12-bit AC data, and when it is "0", it means positive data, and when it is "1", it means negative data. Here, since the original AC data is 12 bits, the possible values of the AC data are within the range of +(211-1) to -(211), that is, +2047 to -2048.
【0004】この12ビットデータを16ビットに拡張
するには、図に示すようにビット#11即ち符号ビット
と同じ値を上位4ビットに付加することになる。例えば
、+2047 のデータは、元の12ビットが16進数
でX’7FF’であるが、これを16ビットに拡張する
にはビット#11と同じ値「0」をビット#15〜#1
2に付加し、X’07FF’ というデータになる。ま
た、−2047 のデータは同様にX’800’のビッ
ト#11と同じ値「1」をビット#15〜#12に付加
し、X’F800’ というデータとなる。交流データ
はこの+2047 〜−2048 の範囲内を瞬時瞬時
変化することになる。To expand this 12-bit data to 16 bits, as shown in the figure, the same value as bit #11, ie, the sign bit, is added to the upper 4 bits. For example, +2047 data has the original 12 bits as X'7FF' in hexadecimal, but to expand this to 16 bits, add the same value "0" as bit #11 to bits #15 to #1.
2, resulting in data X'07FF'. Similarly, for the data of -2047, the same value "1" as bit #11 of X'800' is added to bits #15 to #12, resulting in data X'F800'. The AC data changes instantaneously within this range of +2047 to -2048.
【0005】この上位4ビット拡張の方法としては、後
述するようにハードウェアにより行なっているのが一般
的である。ところが、このような拡張後の16ビット交
流データにおいて、何らかの要因、例えば外来ノイズあ
るいは4ビット拡張部のハードウェア不良によって上位
4ビットのデータが変化してしまうと、前述した本来デ
ータとしてあるべき範囲+2047 〜−2048 を
大きく逸脱してしまうことになる。例えば、本来X’0
7FF’ のデータ(+2047 )であるべきところ
、ビット#14が「0」→「1」に変化すると、X’4
7FF’ (+18431)という極めて大きな値とな
る。そして、この値がMPUに取込まれて保護演算が行
なわれると、保護継電器として誤出力を生じることにな
る。[0005] This upper 4-bit extension is generally performed by hardware, as will be described later. However, in such extended 16-bit AC data, if the upper 4 bits of the data change due to some factor, such as external noise or a hardware failure in the 4-bit extension part, the above-mentioned original range of data may change. This results in a significant deviation from +2047 to -2048. For example, originally X'0
7FF' data (+2047), but when bit #14 changes from "0" to "1", it becomes X'4
This is an extremely large value of 7FF' (+18431). If this value is taken into the MPU and a protection calculation is performed, an erroneous output will occur as a protection relay.
【0006】例えば、過電流継電器の場合は、交流デー
タから振幅値を演算して所定の検出レベルを超えたか否
かを判定するが、前述したデータ変化が発生すると、振
幅値が検出レベルを大きく超えて、誤出力に至ることに
なる。このことは、16ビット中のどのビットが変化し
ても同様な傾向となるが、上位のビットほどその影響が
大きい。したがって、前述した上位4ビットを監視する
ことは、非常に重要となる。For example, in the case of an overcurrent relay, the amplitude value is calculated from AC data to determine whether or not it exceeds a predetermined detection level. However, if the data change described above occurs, the amplitude value may exceed the detection level. Exceeding this will result in erroneous output. This trend is the same no matter which bit among the 16 bits changes, but the higher the bit, the greater the effect. Therefore, it is very important to monitor the above-mentioned upper 4 bits.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、交流
データが正しいか否かを監視することは重要なことであ
るが、従来のディジタル保護継電器では、これを監視す
る有効な手段がなかった。1つの方法としては、周知の
方法としてパリティチェックを行なうことが考えられる
が、この方法はデータ中の偶数個のビットが変化した場
合には検出できず、充分とはいえない。このように従来
は有効な監視方法がなく、パリティチェック等の不充分
な方法に頼っていたのが実情であった。本発明は上記事
情に鑑みてなされたものであり、簡単な手法にて交流デ
ータの変化を検出し、誤動作を防止し得るディジタル保
護継電器を提供することを目的としている。[Problem to be Solved by the Invention] As mentioned above, it is important to monitor whether AC data is correct or not, but with conventional digital protective relays, there was no effective means for monitoring this. . One possible method is to perform a parity check, which is a well-known method, but this method cannot detect a change in an even number of bits in the data, and is therefore not sufficient. As described above, the reality is that there has been no effective monitoring method in the past, and people have relied on inadequate methods such as parity checks. The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a digital protective relay that can detect changes in AC data using a simple method and prevent malfunctions.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は図1に示す上位4ビット拡張部4にて拡張
された交流データ3を、MPU5(ディジタル演算処理
部)にてビット#11とビット#15〜#12が同じ値
であるか否かをチェックすることにより、データ変化を
監視するものである。
[作用]交流データ3の16ビット中、ビット#11と
ビット#15〜#12が常に同じ値であることを各サン
プリング毎にチェックし、異なったデータとなった時に
はデータ変化により誤りデータであると判定し、保護継
電器の出力ロック等の処置を行ない、誤動作を防止する
。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a method for converting AC data 3 extended by the upper 4 bit extension unit 4 shown in FIG. Data changes are monitored by checking whether #11 and bits #15 to #12 have the same value. [Operation] Among the 16 bits of AC data 3, check that bit #11 and bits #15 to #12 are always the same value at each sampling, and if they are different data, it is error data due to data change. It is determined that this is the case, and measures such as locking the output of the protective relay are taken to prevent malfunction.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して実施例を説明する。図
1は本発明による保護継電器の一実施例の構成図である
。図において、1は電力系統から導入された電圧V,電
流Iを適当なレベルに変換する入力変換部で、2は入力
変換部の出力を一定間隔でサンプリングし、ディジタル
データに変換するための12ビットのA/D変換部、3
はA/D変換部2から出力された交流データ(ディジタ
ルデータ)、4は12ビットの交流データに上位4ビッ
トを付加し、16ビットデータとするための上位4ビッ
ト拡張部、5はこの16ビットとなった交流データ3を
取込み、所定の保護演算を行なうディジタル演算処理部
(MPU)で、マイクロコンピュータにより構成されて
おり、動作条件が成立した時に動作出力を生じる。Embodiments Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a protective relay according to the present invention. In the figure, 1 is an input converter that converts the voltage V and current I introduced from the power system into appropriate levels, and 2 is an input converter that samples the output of the input converter at regular intervals and converts it into digital data. Bit A/D converter, 3
is the AC data (digital data) output from the A/D converter 2, 4 is the upper 4 bit extension part that adds the upper 4 bits to the 12-bit AC data to make it 16-bit data, and 5 is the 16-bit AC data. A digital arithmetic processing unit (MPU) that takes in AC data 3 in the form of bits and performs predetermined protection calculations, is composed of a microcomputer, and produces an operational output when operating conditions are met.
【0010】図2は図1のMPUにて演算される処理内
容のフローチャートであり、特に交流データの監視処理
内容を中心に示したものである。ステップS21 は電
力系統の電圧V,電流Iの毎サンプリングの瞬時値デー
タ(交流データ)を読込み、ステップS22 では前述
したように交流データのビット#11とビット#15〜
#11を比較チェックし、ステップS23ではそのチェ
ックの結果、同じ値でなければステップS24 で「交
流データ不良」を記憶し、全て同じ値であれば、ステッ
プS25 で「交流データ不良」をリセットする。ステ
ップS26 では電圧V,電流Iを用いて所定の保護演
算を行ない、ステップS27 にて前記交流データ不良
が生じているかを判定し、不良であればステップS28
にて出力をロックして誤出力を防止し、不良でなけれ
ばステップS29 にて正しい動作出力を生じる。これ
を一定サンプリング間隔でくり返し処理を行なう。FIG. 2 is a flowchart of the processing contents calculated by the MPU of FIG. 1, and particularly shows the contents of monitoring processing of AC data. Step S21 reads instantaneous value data (AC data) of each sampling of voltage V and current I of the power system, and step S22 reads bit #11 and bits #15 to #15 of the AC data as described above.
#11 is compared and checked, and in step S23, if the values are not the same, "AC data defect" is stored in step S24, and if all values are the same, "AC data defect" is reset in step S25. . In step S26, a predetermined protection calculation is performed using the voltage V and current I, and in step S27 it is determined whether the AC data is defective, and if it is defective, step S28 is performed.
The output is locked in step S29 to prevent erroneous output, and if there is no defect, a correct operation output is generated in step S29. This process is repeated at regular sampling intervals.
【0011】以上述べた構成による保護継電器の作用に
ついて、更に詳細に説明する。各サンプリング毎の16
ビットの交流データ3(V,I)はステップS21 に
てMPUに読込まれるが、上位4ビット#15〜#12
は上位4ビット拡張部4により、ビット#11と常に同
じ値となっている。そのデータ値の様子は、図3にて説
明した通りである。次にステップS22 及びS23
にてこれらのビット#11と#15〜#12の計5ビッ
トが同じ値であるか否か、即ち、全て「1」又は全て「
0」となっているか否かが比較チェックされる。全て同
じ値であれば、読込まれた交流データは正しい値と判断
されて、ステップS25 にて「交流データ不良」の記
憶をリセットするが、1ビットでも異なった値となって
いれば、交流データが前述した所定の範囲+2047
〜−2048 を逸脱したと判断し、ステップS24
に移り「交流データ不良」の旨を記憶する。The operation of the protective relay configured as described above will be explained in more detail. 16 for each sampling
Bit AC data 3 (V, I) is read into the MPU in step S21, but the upper 4 bits #15 to #12
is always the same value as bit #11 by the upper 4 bit extension unit 4. The state of the data values is as explained in FIG. 3. Next, steps S22 and S23
Check whether these 5 bits #11 and #15 to #12 have the same value, that is, all “1” or all “1”.
A comparison check is made to see if the value is 0. If all the values are the same, the read AC data is determined to be a correct value, and the memory of "AC data defect" is reset in step S25. However, if the values are different even by 1 bit, the AC data is is the predetermined range mentioned above +2047
~-2048 is determined to have deviated from the range, and the process proceeds to step S24.
, and memorizes the fact that "AC data is defective".
【0012】ステップS26 では所定の保護演算処理
を行ない、前記「交流データ不良」がない場合は、ステ
ップS27 からS29 にて演算結果より動作出力処
理を行なうが、「交流データ不良」が発生している場合
は、ステップS27 からステップS28 に処理を移
し、誤出力を生じないように動作出力をロックする。以
上説明したように、本実施例では保護継電器に取込まれ
た交流データのビットの値を、ソフトウェアにより比較
チェックするという簡単な方式を用いることにより、交
流データの変化,誤りを確実に検出し、誤動作を防止す
ることができる。[0012] In step S26, a predetermined protection calculation process is performed, and if there is no ``AC data failure'', operation output processing is performed based on the calculation results in steps S27 to S29, but if ``AC data failure'' has occurred. If so, the process moves from step S27 to step S28, and the operation output is locked to prevent erroneous output. As explained above, in this embodiment, changes and errors in AC data can be reliably detected by using a simple method in which software compares and checks the bit values of AC data taken into the protective relay. , malfunctions can be prevented.
【0013】これまでの説明では、交流データ不良検出
時の処置としては、保護継電器の出力をロックする方法
を例に説明したが、出力ロックではなく、既に周知の方
法である交流データを動作抑制方向に制御する手法を用
いてもよい。例えば、過電流継電器の場合、前述のデー
タ不良を検出したとき、そのサンプリングの交流データ
を強制的に零にする処理を行なう。これにより、交流デ
ータが極めて大きな値に変化した場合でも、振幅値の演
算結果は小となり、不動作方向に制御されることになり
、誤出力を防止できることになる。[0013] In the explanation so far, the method of locking the output of a protective relay has been explained as an example of a method to take when a defective AC data is detected. A method of controlling in the direction may also be used. For example, in the case of an overcurrent relay, when the aforementioned data failure is detected, processing is performed to forcibly set the sampling AC data to zero. As a result, even if the AC data changes to an extremely large value, the calculation result of the amplitude value will be small, and control will be performed in the non-operating direction, making it possible to prevent erroneous output.
【0014】また、過電圧継電器の場合は、例えば定格
電圧値に制御することも考えられ、本発明の主旨を逸脱
しない範囲で種々の方法を採用してもよいことは言うま
でもない。また、図2の説明では説明の簡単のために、
交流データの不良を検出した場合は、そのサンプリング
のみ動作出力をロックする内容であったが、これに限ら
ず、交流データ不良の影響が長いサンプリングの間継続
するような動作判定判定アルゴリズムの場合には、その
間出力ロックを継続するようにしてもよいことは言うま
でもない。また、図2の説明では、交流データの不良を
検出した場合は、動作出力をロックする例としたが、ロ
ック以外にアラームとして外部に警報出力を出してもよ
い。あるいは、目的によっては動作出力はロックせずに
アラームのみとしてもよい。Furthermore, in the case of an overvoltage relay, it is conceivable to control the voltage to a rated voltage value, for example, and it goes without saying that various methods may be adopted without departing from the spirit of the present invention. In addition, in the explanation of FIG. 2, for simplicity of explanation,
When a defect in AC data is detected, the operation output is locked only for that sampling, but this is not limited to this, and is applicable to operation judgment algorithms where the influence of defective AC data continues for a long sampling period. Needless to say, the output lock may be continued during that time. Further, in the explanation of FIG. 2, an example is given in which the operation output is locked when a defect in AC data is detected, but in addition to locking, an alarm may be output to the outside as an alarm. Alternatively, depending on the purpose, only an alarm may be used without locking the operational output.
【0015】これまでの説明では、交流データの不良を
検出する方法として、ビット#11とビット#15〜#
12の値が同じであるか否かという、ビット毎のチェッ
クを例に説明したが、他の方法として16ビットに拡張
後のデータが、拡張前の12ビットデータとしてとり得
る範囲内であるか否かをチェックしても、全く同一の効
果が得られる。例えば、12ビットデータがとり得る範
囲は、図3にて述べたように+2047〜−2048
の範囲内であるため、+2047≧16ビットの交流デ
ータ≧−2048であることをチェックしてもよい。ま
た、本文での説明では、交流データ12ビットを16ビ
ットに拡張する例について述べたが、これに限らず本発
明の主旨からこれらのビット数には制限されず、本発明
が適用できることは言うまでもない。In the explanation so far, bit #11 and bits #15 to # are used as a method for detecting defects in AC data.
The explanation was given using an example of checking each bit to see if the 12 values are the same, but there is another method to check whether the data after expanding to 16 bits is within the range that can be taken as 12 bit data before expansion. Even if you check whether it is true or not, you will get exactly the same effect. For example, the range that 12-bit data can take is +2047 to -2048 as described in FIG.
Therefore, it may be checked that +2047≧16-bit AC data≧−2048. In addition, in the explanation in the main text, an example was described in which 12 bits of AC data were expanded to 16 bits, but it goes without saying that the present invention is applicable without being limited to these bit numbers in view of the spirit of the present invention. stomach.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればビ
ット拡張後の交流データの妥当性を、ビットチェックあ
るいはデータのとり得る範囲をチェックするよう構成し
たので、簡単でかつ確実なディジタル保護継電器の監視
を行なうことが可能となり、より信頼性の高いディジタ
ル保護継電器を提供することができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the validity of AC data after bit expansion is checked by bit checking or by checking the possible range of data, so that digital protection is simple and reliable. It becomes possible to monitor the relay, and a more reliable digital protection relay can be provided.
【図1】本発明の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の処理内容を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the present invention.
【図3】交流データのビット拡張の概念を説明する図。FIG. 3 is a diagram explaining the concept of bit extension of AC data.
1 入力変換部 2 A/D変換部 3 交流データ 4 上位4ビット拡張部 5 ディジタル演算処理部 1 Input conversion section 2 A/D conversion section 3. Exchange data 4 Upper 4 bit extension part 5 Digital calculation processing section
Claims (1)
サンプリングした後、n1 ビットのアナログ/ディジ
タル変換を行ない、前記n1 ビットのディジタルデー
タにn2 ビットを付加して、n1 +n2 ビットの
データとして保護演算を行なうようにしたディジタル保
護継電器において、前記n1 ビットの最上位ビットと
、前記n2ビットの値が全て等しいことを監視するよう
にしたことを特徴とするディジタル保護継電器。Claim 1: After introducing the electrical quantity of the power system and sampling it at regular intervals, perform n1-bit analog/digital conversion, add n2 bits to the n1-bit digital data, and generate n1 + n2-bit data. 1. A digital protective relay configured to perform a protection calculation, wherein the digital protective relay is configured to monitor whether the most significant bit of the n1 bit and the value of the n2 bit are all equal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3166316A JPH04364315A (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Digital protective relay |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3166316A JPH04364315A (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Digital protective relay |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04364315A true JPH04364315A (en) | 1992-12-16 |
Family
ID=15829094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3166316A Pending JPH04364315A (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Digital protective relay |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04364315A (en) |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3166316A patent/JPH04364315A/en active Pending
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