JPH0454815A - ディジタル形保護継電装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電力系統からの電流及び電圧を入力して電力系
統の保護演算をするディジタル形保護継電装置に関する
。

（従来の技術） 第４図はディジタル形保護継電装置の入力変換部の構成
例を示した図である。

入力変換器１−１〜１−ｎは電力系統の電流量または電
圧量を入力として、適当な大きさの電気信号に変換する
周知の回路である。マルチプレクサ３は周知の回路であ
り、入力変換器１−１〜１−ｎからの出力信号を順次切
替えて、サンプルホールド回路２に渡す。サンプルホー
ルド回路２はマルチプレクサ３からの信号をサンプリン
グ間隔Ｔでサンプリングする周知の回路である。Ａ／Ｄ
変換器４はサンプルホールド回路２からの出力をディジ
タルデータに変換する。ディジタル演算処理部５は周知
のマイクロプロセッサを用いた回路で構成され、ディジ
タルデータを用いて保護リレー演算を行なう。

ところで、保護リレー演算の代表的な例としてインピー
ダンス演算があるが、これは電流ｉ及び電圧Ｖを入力し
、ｉと■の位相差θを求める演算である。このインピー
ダンス演算には連続サンプリング演算法を用いている。

即ち、ｉ、■を同時刻にサンプリングしたときのデータ
を用いて正しいθを求める方法である。

しかし第４図の構成では異なった時刻にサンプリングさ
れていて、サンプリングタイミングのずれが位相誤差と
なり、正しいθが求められない。そこで、前記位相誤差
をなくすように、同一時刻にサンプリングする第５図の
構成が用いられている。

この構成は、第４図の構成に対してマルチプレクサ３と
サンプルホールド回路の順序を入れ替え、入力変換器１
−１〜１−ｎの後にｎ個のサンプルホールド回路を設け
ている。そして、サンプルホールド回路２−１〜２−ｎ
を同一時刻にサンプリングの起動をかけるので、サンプ
リングタイミングのずれがなくなる。

（発明が解決しようとする課題） 上記したディジタル形保護継電装置の従来の入力変換部
の構成には、以下に示すような問題がある。即ち、第４
図の構成では、興なる時刻にサンプリングが行なわれる
ので、サンプリングタイミングのずれにより、ディジタ
ルデータ間には位相誤差が生じ、保護リレー演算におい
て正しい演算結果が得られない。

また、サンプリングタイミングのずれを解決するために
考えられた第５図の構成は、Ｎ個のサンプルホールド回
路が必要であり、ハードウェア構成が大規模になり、安
価化、小形化、軽量化が困難である。

本発明は上記欠点を解決するためになさ５れなものであ
り、サンプルホールド回路を１個にまとめ、ハードウェ
ア構成を安価化、小形化、軽量化したディジタル形保護
継電装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では電力系統から入力
された電気量をディジタルデータに変換するＡ１０変換
器と、変換されたデータを用いて保護演算をするディジ
タル演算処理部との間にサンプリング時間補正部を設け
る構成とした。

（作　用） 作用について説明する。

入力変換器１−１〜１−ｎは電力系統の電流量または電
圧量を入力として適当な大きさの電気信号に変換する。

また、マルチプレクサ３により夫々の入力変換器１−１
〜１−ｎの出力を順次切替えてサンプルホールド回路２
に渡す。サンプルホールド回路２はサンプリング間隔Ｔ
でサンプリングする。

次に、Ａ１０変換器４によりサンプリング値をディジタ
ルデータに変換する。

さらに、サンプリング時間補正部６は、へ１０変換器４
から順次出力されるディジタルデータをサンプリング時
間補正手段に基づいて演算し、２つ以上のディジタルデ
ータの位相誤差を補正する。

ディジタル演算処理部５は周知の保護リレー演算を行な
う。

次に、−例としてサンプリング時間補正手段としてＬａ
Ｑｒａｎ（Ｊｅ補間式を用いた場合について以下に示す
。現在のサンプリング値をｘ　　、ｌサングリフグ前の
サンプリング値をｘＩｌ−１とした場合、ｘ＝　（１−
Ｌ）ｘｌ＋ｘ、−１（０≦Ｌ≦１）・・・・・・（１） で表わされる。

（１）式のｔａｇｒａｎｇｅ補間式の原理について以下
に述べる。

また、補間式の原理図を第２図に示す。

ｘ＝ａｔ十ｂ　　の式で近似する。　　・・・・・・（
２）ｔ＝ｏのとき　ｘ＝ｘ。

、°、ｂ＝ｘ、　　　　　　　　　　　　　・・・・・
・（３）ｔ　＝−Ｔのとき　Ｘ＝ｘ、−１ 、“、ｘＩｌ−１＝−Ｔａ十ｂ・・・・・・（４）（３
）　、　（４）式より ａ＝　（ｘ　　−ｘｉ−１＞　／Ｔ　　　　　　・・・
・−・（５）潜 Ｔ このときｔ＝ＬＴとした場合（但しＯ≦し≦１）”　　
　”　’　・（Ｌ　Ｔ　）　＋ｘ　１１Ｘ　＝ ＝（Ｉ　　Ｌ　）　ｘ　　＋Ｌ　ｘ　ｎ−１ｘ＝（１−
Ｌａｘ　　−Ｌｘｎ−１ これにより（１）式のＬａ（Ｉｊａｎ（１８補間式が得
られる。

Ｌ＝Ｏのとき　ｘ＝ｘｌｌ 即ち現在のサンプリング値が得られ、 Ｌ＝１のとき　Ｘ　＝Ｘ　ｎ−１ 即ち１サングリング前のサンプリング値が得られる。

上述のことから、Ｌの値を決めれば任意の時刻のサンプ
リング値を容易に決めることができる。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明によるディジタル形保護継電装置の一実
施例の構成図であり、第１図において第４図と同一部分
については同一符号を付して説明を省略する。６はサン
プリング時間補正部てあり、サンプリングされたディジ
タルデータの位相誤差を補正する。その他の構成は第４
図と同様である。

次に作用について説明する。

第１図の構成において、サンプルホールド回路２は入力
変換器からの個々の出力を興なる時刻にサンプリングす
るため、＾／Ｄ変換されたディジタルデータ間において
位相誤差が生じる。

そこで、サンプリング時間補正部６により、サンプリン
グ時間補正手段としてｔａｇｒａｎｇｅの補間式を用い
て補正を行なう。

ここで、２つの入力信号をｘ、ｙとした場合のサンプリ
ング時間補正原理について述べる。

この原理図を第３図に示す。

まず、マルチブレ先すが信号Ｘを出力する。そして、Ａ
／Ｄ変換器で信号Ｘを＾１０変換する。次にマルチプレ
クサはチャンネルを切替え、信号ｙを出力し＾／Ｄ変換
を開始する。この結果、ディジタルデータｘｌ　”ｌが
得られる。しかし、Ｘｎとｙｌとの間には位相誤差Ｃが
生じる。この位相差Ｃを補正して、任意の時刻の瞬時値
をＬａｇｒａｎｇｅの補間式により求める。

上記実施例によればサンプルホールド回路を１つにまと
めることにより、ハードウェアを安価化。

小形化、軽量化することができる。

又、上記実施例ではサンプリング時間補正手段として、
１次のｔａｇｒａｎｏｅ補間式を用いたが、これに限定
されるものではなく、２次さらには高次のｔａｑｒａｎ
ａｅ補間式においても本発明は適用できる。

以下に２次のＬａｇｒａｎｇｅ補間式を示す。

Ｘ＝　（１−Ｌ）（（２−Ｌ＞／２）Ｘ。

十Ｌ　（２−Ｌ）　ｘｉ−１ ＋（Ｌ／２　＞　（Ｌ−１）　Ｘ、。

但し、０≦Ｌ≦１ また、いかなるサンプリング周波数でサンプリングした
場合であっても本発明を適用できることは明らかである
。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば以下に列挙する効
果が得られる。

（１）サンプルホールド回路を１個にまとめ、ハードウ
ェア構成を安価化、小形化、軽量化することができる。

（２）ディジタル演算処理部の前にサンプリング時間補
正部を設けたことにより、サンブリングタイミングのず
れによるディジタルデータ間の位相誤差を軽減し、高精
度な演算結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタル形保護継電装置の一実
施例の構成図、第２図はｔａｇｒａｎｇｅ補間式の原理
図、第３図はサンプリング時間補正手段の原理図、第４
図及び第５図は本発明の対象とする従来技術の構成を示
す図である。 １−１〜１−ｎ・・・入力変換器 ２・・・サンプルホールド回路 ３・・・マルチプレクサ（ＨＰＸ　） ４・・・Ａ／Ｄ変換器 ５・・・ディジタル演算処理部 ６・・・サンプリング時間補正部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電力系統から得られた複数の系統情報を夫々の処理に適
   する大きさに変換するための複数の入力変換器と、夫々
   の入力変換器からの出力を順次切替えサンプルホールド
   回路に渡すマルチプレクサと、サンプリング間隔Ｔでサ
   ンプリングするサンプルホールド回路と、サンプルホー
   ルド回路からの出力をディジタルデータに変換するＡ／
   Ｄ変換器と、変換されたディジタルデータを用いて保護
   リレー演算するディジタル信号処理部からなるディジタ
   ル形保護継電装置において、Ａ／Ｄ変換器とディジタル
   演算処理部との間に、サンプリング時間補正部を付加し
   たことを特徴とするディジタル形保護継電装置。