JPH0515134B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0515134B2 JPH0515134B2 JP58044713A JP4471383A JPH0515134B2 JP H0515134 B2 JPH0515134 B2 JP H0515134B2 JP 58044713 A JP58044713 A JP 58044713A JP 4471383 A JP4471383 A JP 4471383A JP H0515134 B2 JPH0515134 B2 JP H0515134B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impedance
- current
- relay
- change rate
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電力動揺検出装置、特に電力系統に生
ずる電力動揺をデジタル計算機を用いて保護する
インピーダンス変化率継電器に関するものであ
る。
ずる電力動揺をデジタル計算機を用いて保護する
インピーダンス変化率継電器に関するものであ
る。
近年、電力系統の安定運用に関する関心が特に
高まつており、その研究も盛んに行なわれてい
る。電力系統の運用で最も恐れられるものは、脱
調現象に伴う系統全体の崩壊であり、脱調現象を
検出したら、系統を脱調の中心点またはその近傍
の適当な点で切離されなければならない。さら
に、脱調が起こりそうな時はこれをなるべく事前
に察知し、早めに系統を適切な所で切離すことが
できれば、全系統に与える影響は、小さくてす
む。
高まつており、その研究も盛んに行なわれてい
る。電力系統の運用で最も恐れられるものは、脱
調現象に伴う系統全体の崩壊であり、脱調現象を
検出したら、系統を脱調の中心点またはその近傍
の適当な点で切離されなければならない。さら
に、脱調が起こりそうな時はこれをなるべく事前
に察知し、早めに系統を適切な所で切離すことが
できれば、全系統に与える影響は、小さくてす
む。
一般に、定常運転中の電力系統に短絡や地絡の
事故が発生したような場合、電力系統は動揺す
る。特に、動揺の程度が大きい場合には自復性を
失い、脱調に至ることがある。
事故が発生したような場合、電力系統は動揺す
る。特に、動揺の程度が大きい場合には自復性を
失い、脱調に至ることがある。
第１図ａは、等価２電源の電力系統の構成を示
すもので、図においてＡ，Ｂは各端子、VA，VB
は夫々電源である。第１図ｂは、第１図ａの如き
系統が脱調した場合の、各端子Ａ，Ｂの電圧ベク
トルを示したものである。つまり、Ａ端電圧VA
を固定した場合、Ｂ端電圧VBはそのまわりを回
転し始める。
すもので、図においてＡ，Ｂは各端子、VA，VB
は夫々電源である。第１図ｂは、第１図ａの如き
系統が脱調した場合の、各端子Ａ，Ｂの電圧ベク
トルを示したものである。つまり、Ａ端電圧VA
を固定した場合、Ｂ端電圧VBはそのまわりを回
転し始める。
第２図は、上記脱調時に各端子で観測される電
圧、電流波形の典型的な例を示す図である。
圧、電流波形の典型的な例を示す図である。
ところで、このような動揺又は脱調現象を検出
する保護継電器としては種々のものがあるが、第
３図ａ，ｂはその一例として２つの距離リレーお
よびタイマーを用いて構成したものを示す。
する保護継電器としては種々のものがあるが、第
３図ａ，ｂはその一例として２つの距離リレーお
よびタイマーを用いて構成したものを示す。
同図ａは、脱調を検出するための継電器の特性
例を示すものである。図において、継電器の見る
インピーダンスを２つの円Ａ，Ｂを用いて、Z1，
Z2，Z3の３つの領域に分けている。Ａはモーリ
レー（RY−Ａ）の特性図、Ｂはオフセツトモー
リレー（RY−Ｂ）の特性図をそれぞれ示す。Z3
は円Ｂの外にあり、通常の運転状態では継電器の
みるインピーダンスはZ3にある。また、Z1は円
Ａの内側であり、系統事故時には継電器の見るイ
ンピーダンスはZ1にある。Z2は、円Ａと円Ｂと
の間にある。しかし、系統脱調時には継電器の見
るインピーダンスZRYは、第３図に示すような軌
跡を描くが、その変化は比較的緩慢であり、Z3
→Z2→Z1と変化する。そして、Z2に滞在する期
間が一定時間あつた後にZ1へ移行したことによ
り、脱調現象の検出が可能となる。
例を示すものである。図において、継電器の見る
インピーダンスを２つの円Ａ，Ｂを用いて、Z1，
Z2，Z3の３つの領域に分けている。Ａはモーリ
レー（RY−Ａ）の特性図、Ｂはオフセツトモー
リレー（RY−Ｂ）の特性図をそれぞれ示す。Z3
は円Ｂの外にあり、通常の運転状態では継電器の
みるインピーダンスはZ3にある。また、Z1は円
Ａの内側であり、系統事故時には継電器の見るイ
ンピーダンスはZ1にある。Z2は、円Ａと円Ｂと
の間にある。しかし、系統脱調時には継電器の見
るインピーダンスZRYは、第３図に示すような軌
跡を描くが、その変化は比較的緩慢であり、Z3
→Z2→Z1と変化する。そして、Z2に滞在する期
間が一定時間あつた後にZ1へ移行したことによ
り、脱調現象の検出が可能となる。
第３図ｂは、上記特性Ａ，Ｂの継電器RY−
Ａ，RY−Ｂを用いて、脱調を検出するためのロ
ジツク回路を示したものである。図において、
INHはインヒビツト回路、TDEはオンデイレイ
タイマー、FFはフリツプフロツプ回路、AND1
はアンド回路である。
Ａ，RY−Ｂを用いて、脱調を検出するためのロ
ジツク回路を示したものである。図において、
INHはインヒビツト回路、TDEはオンデイレイ
タイマー、FFはフリツプフロツプ回路、AND1
はアンド回路である。
さて、第３図ａ，ｂの例は言わばインピーダン
スの変化率が、一定範囲内にはいつていることを
検出するものであるが、近年デジタル計算機を用
いた保護リレー、いわゆるデジタルリレーで第４
図に示すようなインピーダンス変化率継電器が現
在考えられている。この第４図のリレーは、第３
図ａ，ｂのものよりもより一層インピーダンスの
変化率を直接かつ精密に検出するものである。図
において、４１は、系統の電圧、電流信号からイ
ンピーダンスの変化率ΔZ／ΔTを演算する手段、
４２は、手段４１の結果を用いて次式によりイン
ピーダンス変化率が一定の範囲内にあることを検
出する手段である。
スの変化率が、一定範囲内にはいつていることを
検出するものであるが、近年デジタル計算機を用
いた保護リレー、いわゆるデジタルリレーで第４
図に示すようなインピーダンス変化率継電器が現
在考えられている。この第４図のリレーは、第３
図ａ，ｂのものよりもより一層インピーダンスの
変化率を直接かつ精密に検出するものである。図
において、４１は、系統の電圧、電流信号からイ
ンピーダンスの変化率ΔZ／ΔTを演算する手段、
４２は、手段４１の結果を用いて次式によりイン
ピーダンス変化率が一定の範囲内にあることを検
出する手段である。
K1＜ΔZ／ΔT＜K2 ……(1)
ΔT：所定の時間幅
ΔZ：ΔTに対応したインピーダンスの変化分
K1，K2：定数
いま、継電器の設置点から見た電力系統のイン
ピーダンスは平常時の変動は僅かであり、(1)式の
K1の値よりも小さな値となる。一方、系統事故
や系統操作によるインピーダンスの変化は急峻で
あり、その変化率は(1)式のK2の値よりも大きな
ものとなる。そして、第４図の装置の目的とする
脱調や系統動揺現象時には、インピーダンス変化
率はその中間的な値となり、K1とK2の値の中間
に十分入ることになる。
ピーダンスは平常時の変動は僅かであり、(1)式の
K1の値よりも小さな値となる。一方、系統事故
や系統操作によるインピーダンスの変化は急峻で
あり、その変化率は(1)式のK2の値よりも大きな
ものとなる。そして、第４図の装置の目的とする
脱調や系統動揺現象時には、インピーダンス変化
率はその中間的な値となり、K1とK2の値の中間
に十分入ることになる。
また、４３は系統の電圧、電流信号からインピ
ーダンスの絶対値｜Ｚ｜を演算する手段であり、
４４は、この｜Ｚ｜が一定の値K3以下になるこ
とを確認する手段で、この定数K3は平常時に系
統のインピーダンスがとり得る最小値よりも小さ
な値とし、平常時の系統のインピーダンス変化で
リレーが絶対に誤出力を出さないようにロツクす
るための手段であるが、この手段は発明に必須で
はない。４５はANDゲート、４６は４２と４４
の条件が成立して一定時間経過することを確認す
るためのオンデイレイタイマーである。
ーダンスの絶対値｜Ｚ｜を演算する手段であり、
４４は、この｜Ｚ｜が一定の値K3以下になるこ
とを確認する手段で、この定数K3は平常時に系
統のインピーダンスがとり得る最小値よりも小さ
な値とし、平常時の系統のインピーダンス変化で
リレーが絶対に誤出力を出さないようにロツクす
るための手段であるが、この手段は発明に必須で
はない。４５はANDゲート、４６は４２と４４
の条件が成立して一定時間経過することを確認す
るためのオンデイレイタイマーである。
ところで、インピーダンス変化率の検出時間
ΔTの選択は検討を要するところである。すなわ
ち、ΔZ／ΔTの演算は、実際には現在のインピー
ダンスZnとΔT時間以前のインピーダンスZn-lの
差（Zn−Znl）を演算することである。従つて、
ΔTが小さければ小さい程実際の１次現象に速く
適応でき、装置の動作時間を速くすることができ
る。しかし、あまりΔTを小さくすると同一イン
ピーダンスの変化に対しても（Zn−Zn-l）の絶対
値が小さくなり、検出感度が悪くなる。例えば、
10Ω／100msの変化率を検出したい時に、ΔTを
10msと選択した場合は、実際には1Ω／10msの変
化分を検出しなければならない。逆にΔTを
100msに選択した場合は、10Ω／100msの変化分
を検出すれば良いから検出感度は良好となるが、
その検出時間はインピーダンスの変化が始まつて
から、最長100msを要することになり動作時間上
は不利となる。
ΔTの選択は検討を要するところである。すなわ
ち、ΔZ／ΔTの演算は、実際には現在のインピー
ダンスZnとΔT時間以前のインピーダンスZn-lの
差（Zn−Znl）を演算することである。従つて、
ΔTが小さければ小さい程実際の１次現象に速く
適応でき、装置の動作時間を速くすることができ
る。しかし、あまりΔTを小さくすると同一イン
ピーダンスの変化に対しても（Zn−Zn-l）の絶対
値が小さくなり、検出感度が悪くなる。例えば、
10Ω／100msの変化率を検出したい時に、ΔTを
10msと選択した場合は、実際には1Ω／10msの変
化分を検出しなければならない。逆にΔTを
100msに選択した場合は、10Ω／100msの変化分
を検出すれば良いから検出感度は良好となるが、
その検出時間はインピーダンスの変化が始まつて
から、最長100msを要することになり動作時間上
は不利となる。
以下、デジタルリレーでインピーダンスを演算
する場合の演算誤差について検討してみる。この
演算誤差の支配的成分は、電流データの量子化誤
差分である。アナログ信号をデジタルデータに変
換する際の量子化誤差は電圧データにも含まれて
いるが、特に電流データの量子化誤差が支配的と
なる理由は、実際の例を考えれば容易に理解する
ことができる。電圧のデジタルデータのフルスケ
ールは、通常系統の定格電圧の1.5倍〜２倍程度
に定められる。（ここでは、仮に1.5倍としてお
く。）一方、脱調検出リレーあるいは動揺検出リ
レーが動作すべき状態での電圧の大きさは、定格
電圧の1/2〜1/4程度である。従つて、フルスケー
ルに対して約1/3〜1/6程度である。電流データに
ついては、そのフルスケールは通常系統の最大故
障電流を考慮して選ばれる。ここでは、仮にその
値を30KAとしておく。一方、脱調あるいは動揺
時の電流は、系統の条件によつても大きく異なる
が、１〜2KA程度のこともあり得、この場合フ
ルスケールの1/50〜1/30にもなり、量子化誤差の
影響を大きく受ける。
する場合の演算誤差について検討してみる。この
演算誤差の支配的成分は、電流データの量子化誤
差分である。アナログ信号をデジタルデータに変
換する際の量子化誤差は電圧データにも含まれて
いるが、特に電流データの量子化誤差が支配的と
なる理由は、実際の例を考えれば容易に理解する
ことができる。電圧のデジタルデータのフルスケ
ールは、通常系統の定格電圧の1.5倍〜２倍程度
に定められる。（ここでは、仮に1.5倍としてお
く。）一方、脱調検出リレーあるいは動揺検出リ
レーが動作すべき状態での電圧の大きさは、定格
電圧の1/2〜1/4程度である。従つて、フルスケー
ルに対して約1/3〜1/6程度である。電流データに
ついては、そのフルスケールは通常系統の最大故
障電流を考慮して選ばれる。ここでは、仮にその
値を30KAとしておく。一方、脱調あるいは動揺
時の電流は、系統の条件によつても大きく異なる
が、１〜2KA程度のこともあり得、この場合フ
ルスケールの1/50〜1/30にもなり、量子化誤差の
影響を大きく受ける。
デジタルリレーで演算されたインピーダンス中
に含まれる量子化誤差εZは、おおよそ次の式で表
わされる。
に含まれる量子化誤差εZは、おおよそ次の式で表
わされる。
εZ＝Ｖ／Ｉ−Ｖ／Ｉ−εI≒VεI／I2＝Ｚ・εI／Ｉ
……(2) ここで、Ｖ：系統電圧、Ｉ：系統電流、Ｚ：系
統インピーダンス、εZ：インピーダンスの演算誤
差、εI：電流データの量子化誤差である。この(2)
式の意味するところは、 (a) 系統インピーダンスＺの大きな時には、イン
ピーダンスの演算誤差の絶対値は大きくなる。
……(2) ここで、Ｖ：系統電圧、Ｉ：系統電流、Ｚ：系
統インピーダンス、εZ：インピーダンスの演算誤
差、εI：電流データの量子化誤差である。この(2)
式の意味するところは、 (a) 系統インピーダンスＺの大きな時には、イン
ピーダンスの演算誤差の絶対値は大きくなる。
(b) 電流値が小さい所では、量子化誤差の影響が
大きくなる。
大きくなる。
従つて、演算誤差の面からはその時のインピー
ダンスが大きい程、また電流値が小さい程ΔTの
値を大きくして、演算誤差を小さくすることが望
ましい。
ダンスが大きい程、また電流値が小さい程ΔTの
値を大きくして、演算誤差を小さくすることが望
ましい。
次に、系統現象面からΔTに対する必要条件を
検討す。第５図ａ，ｂは、電力系統のインピーダ
ンス変化の一例を示すものである。同図ａは、急
速に脱調現象が進展し、インピーダンスの絶対値
が急に小さく、電流値が急に大きくなつた場合の
例である。一方同図ｂは、緩慢な動揺時のインピ
ーダンス軌跡で、インピーダンスの絶対値は徐々
に減少し、電流値は徐々に増大している。
検討す。第５図ａ，ｂは、電力系統のインピーダ
ンス変化の一例を示すものである。同図ａは、急
速に脱調現象が進展し、インピーダンスの絶対値
が急に小さく、電流値が急に大きくなつた場合の
例である。一方同図ｂは、緩慢な動揺時のインピ
ーダンス軌跡で、インピーダンスの絶対値は徐々
に減少し、電流値は徐々に増大している。
このような現象を考える時、同図ａのような急
激な現象に対しては動作時間を十分速く、また同
図ｂのような緩慢な現象に対しては動作時間を遅
くして、現象を確実に把握することが重要であ
る。すなわち、系統現象面からも系統電流が比較
的小さい領域でインピーダンス変化も緩慢な場合
にはΔTの値を大きくし、またインピーダンスが
急激に変化しその変化率が大でかつ電流も大とな
つた時にはΔTの値は小さく選択することが理に
かなつている。
激な現象に対しては動作時間を十分速く、また同
図ｂのような緩慢な現象に対しては動作時間を遅
くして、現象を確実に把握することが重要であ
る。すなわち、系統現象面からも系統電流が比較
的小さい領域でインピーダンス変化も緩慢な場合
にはΔTの値を大きくし、またインピーダンスが
急激に変化しその変化率が大でかつ電流も大とな
つた時にはΔTの値は小さく選択することが理に
かなつている。
本発明は上記のような事情に鑑みて成されたも
ので、その目的は系統状態の変化に追従して系統
のインピーダンスを把握することができ、演算誤
差面、動作時間面で最適な特性を有する信頼性の
高いインピーダンス変化率継電器を提供すること
にある。
ので、その目的は系統状態の変化に追従して系統
のインピーダンスを把握することができ、演算誤
差面、動作時間面で最適な特性を有する信頼性の
高いインピーダンス変化率継電器を提供すること
にある。
上記目的を達成するために本発明では、電力系
統からサンプリングした電圧、電流のデジタルデ
ータから時間きざみ幅ΔTだけ離れた２つの時点
のインピーダンス値を演算してインピーダンス変
化率を検出し、且つ該時間きざみ幅ΔTを電力系
統の電流ＩおよびインピーダンスＺの大きさに応
じて可変するようにしたことを特徴とする。
統からサンプリングした電圧、電流のデジタルデ
ータから時間きざみ幅ΔTだけ離れた２つの時点
のインピーダンス値を演算してインピーダンス変
化率を検出し、且つ該時間きざみ幅ΔTを電力系
統の電流ＩおよびインピーダンスＺの大きさに応
じて可変するようにしたことを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。第６図は、本発明を適用したデジタルイン
ピーダンス変化率継電器の構成例を示したもので
ある。第６図において、６１ａ，６１ｂは入力変
換器であつて保護対象となる電力系統６０の各相
電圧Ｖ、各相電流Ｉが導入され、その入力電気量
を適当な大きさの電圧信号に変換するものであ
る。６２ａ，６２ｂはフイルタであつて、入力変
換器６１ａ，６１ｂの出力中に含まれる高調波成
分を除去する。６３はサンプル・ホールド回路で
あつて、各フイルタ６２ａ，６２ｂからの出力を
所定の間隔でサンプリングする。６４はＡ／Ｄ変
換回路であつて、サンプル・ホールド回路６３か
らの出力がマルチプレクサ６５を介して加えら
れ、これをデジタル・データに変換する。６６は
ダイレクト・メモリ・アクセス（DMA）回路で
あつて、Ａ／Ｄ変換回路６４の入力が加えられ
る。６７はDMA回路６６から入力されるデータ
を記憶するデータ・メモリ回路であつて、DMA
回路６６によりＡ／Ｄ変換回路６４の出力が所定
の番地に書込まれる。６８はリード・オンリ・メ
モリであつて、プログラムや各種定数が記憶され
ている。６９は後述するリレー演算回路、７０は
出力回路であつて、リレー演算回路６９の演算結
果にもとずきリレー出力としてしや断器引外し指
令や表示指令を出す。
する。第６図は、本発明を適用したデジタルイン
ピーダンス変化率継電器の構成例を示したもので
ある。第６図において、６１ａ，６１ｂは入力変
換器であつて保護対象となる電力系統６０の各相
電圧Ｖ、各相電流Ｉが導入され、その入力電気量
を適当な大きさの電圧信号に変換するものであ
る。６２ａ，６２ｂはフイルタであつて、入力変
換器６１ａ，６１ｂの出力中に含まれる高調波成
分を除去する。６３はサンプル・ホールド回路で
あつて、各フイルタ６２ａ，６２ｂからの出力を
所定の間隔でサンプリングする。６４はＡ／Ｄ変
換回路であつて、サンプル・ホールド回路６３か
らの出力がマルチプレクサ６５を介して加えら
れ、これをデジタル・データに変換する。６６は
ダイレクト・メモリ・アクセス（DMA）回路で
あつて、Ａ／Ｄ変換回路６４の入力が加えられ
る。６７はDMA回路６６から入力されるデータ
を記憶するデータ・メモリ回路であつて、DMA
回路６６によりＡ／Ｄ変換回路６４の出力が所定
の番地に書込まれる。６８はリード・オンリ・メ
モリであつて、プログラムや各種定数が記憶され
ている。６９は後述するリレー演算回路、７０は
出力回路であつて、リレー演算回路６９の演算結
果にもとずきリレー出力としてしや断器引外し指
令や表示指令を出す。
第７図は、上記リレー演算回路６９の詳細をブ
ロツク的に示したものである。図において、６９
１は上記データ・メモリ回路６７の記憶内容を基
に系統の電流Ｉの大きさ｜Ｉ｜を算出する手段、
６９２は同じく系統のインピーダンスＺの大きさ
｜Ｚ｜を算出する手段である。また、６９３は上
記各手段６９１，６９２の算出結果｜Ｉ｜，｜Ｚ
｜からｆ（Ｉ，Ｚ）なる関数によりインピーダン
ス変化率演算のための最適な時間きざみ幅ΔTを
算出する手段、６９４は上記手段６９３による算
出結果ΔTを基に、メモリ回路６７に記憶された
ΔT時間だけ以前のインピーダンスの大きさZn-l
と最新のインピーダンスの大きさZnとの差ΔZと
からインピーダンス変化率ΔZ／ΔTを算出する手
段である。一方、６９５は上記インピーダンス変
化率ΔZ／ΔTが所定の範囲（K1＜ΔZ／ΔT＜K2）
内にあるか否かを判定する手段、６９６は上記イ
ンピーダンスの大きさ｜Ｚ｜が所定値K3以下
（｜Ｚ｜＜K3）にあるか否かを判定する手段、６
９７はアンドゲート、６９８はアンドゲート６９
７の出力つまり上記各手段６９５，６９６の条件
が一定時間以上成立しているか否かを検出するた
めのオンデイレイタイマーであり、その出力を前
記出力回路７０へ送出する。
ロツク的に示したものである。図において、６９
１は上記データ・メモリ回路６７の記憶内容を基
に系統の電流Ｉの大きさ｜Ｉ｜を算出する手段、
６９２は同じく系統のインピーダンスＺの大きさ
｜Ｚ｜を算出する手段である。また、６９３は上
記各手段６９１，６９２の算出結果｜Ｉ｜，｜Ｚ
｜からｆ（Ｉ，Ｚ）なる関数によりインピーダン
ス変化率演算のための最適な時間きざみ幅ΔTを
算出する手段、６９４は上記手段６９３による算
出結果ΔTを基に、メモリ回路６７に記憶された
ΔT時間だけ以前のインピーダンスの大きさZn-l
と最新のインピーダンスの大きさZnとの差ΔZと
からインピーダンス変化率ΔZ／ΔTを算出する手
段である。一方、６９５は上記インピーダンス変
化率ΔZ／ΔTが所定の範囲（K1＜ΔZ／ΔT＜K2）
内にあるか否かを判定する手段、６９６は上記イ
ンピーダンスの大きさ｜Ｚ｜が所定値K3以下
（｜Ｚ｜＜K3）にあるか否かを判定する手段、６
９７はアンドゲート、６９８はアンドゲート６９
７の出力つまり上記各手段６９５，６９６の条件
が一定時間以上成立しているか否かを検出するた
めのオンデイレイタイマーであり、その出力を前
記出力回路７０へ送出する。
なお、上記において時間きざみ幅ΔTを定める
関数ｆ（Ｉ，Ｚ）としては、前記(2)式の検討結果
から演算誤差がインピーダンスＺに比例し電流Ｉ
に反比例することを考えると、ΔTもＺに比例、
Ｉに反比例した次の形とすることが妥当である。
関数ｆ（Ｉ，Ｚ）としては、前記(2)式の検討結果
から演算誤差がインピーダンスＺに比例し電流Ｉ
に反比例することを考えると、ΔTもＺに比例、
Ｉに反比例した次の形とすることが妥当である。
ΔT＝α・｜Ｚ｜／｜Ｉ｜ ……(3)
ここで、αは定数でありその値は装置固有の発
生誤差の大きさから定める。また、上記でK1，
K2，K3は前述と同様の定数である。
生誤差の大きさから定める。また、上記でK1，
K2，K3は前述と同様の定数である。
次に、かかる継電器の作用について第８図に示
すフローチヤートに従つて説明する。なお、第８
図の演算は実際には一定の時間間隔tc毎に繰返し
実行される。
すフローチヤートに従つて説明する。なお、第８
図の演算は実際には一定の時間間隔tc毎に繰返し
実行される。
まずステツプS1では、上記各手段６９１と６
９２において最新のデータから現在の電流の大き
さ｜Ｉ｜とインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜を演算
し、その結果データ・メモリ回路６７に記憶す
る。つぎにステツプS2では、ステツプS1での演
算結果に基き、現在のインピーダンスの大きさ｜
Ｚ｜が所定値K3より小さいか否かを判定し、K3
よりも大であればステツプS8で不動作と判定し
て演算を終了し、またK3よりも小であればステ
ツプS3へ移行する。
９２において最新のデータから現在の電流の大き
さ｜Ｉ｜とインピーダンスの大きさ｜Ｚ｜を演算
し、その結果データ・メモリ回路６７に記憶す
る。つぎにステツプS2では、ステツプS1での演
算結果に基き、現在のインピーダンスの大きさ｜
Ｚ｜が所定値K3より小さいか否かを判定し、K3
よりも大であればステツプS8で不動作と判定し
て演算を終了し、またK3よりも小であればステ
ツプS3へ移行する。
つぎにステツプS3では、ステツプS2で演算さ
れた｜Ｚ｜および｜Ｉ｜から、関数ｆ（Ｚ，Ｉ）＝
α・｜Ｚ｜／｜Ｉ｜により最も適切な時間きざみ幅ΔT を演算する。またステツプS4では、ステツプS3
で演算されたΔTをもとに、ΔT時間だけ以前の
インピーダンスの大きさZn-lをメモリ回路６７か
らとり出し、最新のインピーダンスの大きさZn
との差ΔZを演算し、この差ΔZをΔTで除してイ
ンピーダンス変化率ΔZ／ΔTを求める。
れた｜Ｚ｜および｜Ｉ｜から、関数ｆ（Ｚ，Ｉ）＝
α・｜Ｚ｜／｜Ｉ｜により最も適切な時間きざみ幅ΔT を演算する。またステツプS4では、ステツプS3
で演算されたΔTをもとに、ΔT時間だけ以前の
インピーダンスの大きさZn-lをメモリ回路６７か
らとり出し、最新のインピーダンスの大きさZn
との差ΔZを演算し、この差ΔZをΔTで除してイ
ンピーダンス変化率ΔZ／ΔTを求める。
つぎにステツプS5では、K1＜ΔZ／ΔT＜K2の条件
が成立つか否かを判定する。その結果、この条件
が成立すればステツプS6でこの条件がＮ回継続
しているか否かを判定し、Ｎ回継続していれば、
ステツプS6でリレー動作と判定して出力を出力
回路６９へ送出する。ステツプS4〜S6のいずれ
かの条件が不成立の場合はステツプS8へ移行し、
リレー不動作と判定して演算を終了する。この場
合、全体の演算が時間tc毎に繰返されることを考
えると、ステツプと６の機能はＮ×tc相当のタイ
マーと同等である。なお、Ｎの値は正の整数であ
り１以上の整数である。このように電力系統６０
からの電圧信号Ｖおよび電流信号Ｉを所定の時間
間隔でサンプリングするサンプル・ホールド回路
６３と、上記サンプリングデータをデジタルデー
タに変換するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換
回路６４と、上記デジタルデータを記憶するメモ
リ回路６７と、このメモリ回路６７の記憶内容を
基に上記電力系統６０の電流およびインピーダン
スの大きさ｜Ｉ｜および｜Ｚ｜を夫々算出する手
段６９１および６９２と、この算出された電流｜
Ｉ｜およびインピーダンス｜Ｚ｜からインピーダ
ンス変化率演算のための最適な時間きざみ幅ΔT
をα・｜Ｚ｜／｜Ｉ｜なる関数より算出する手段
６９３と、上記メモリ回路６７の記憶内容を基に
上記時間幅ΔTだけ離れた２つの時点のインピー
ダンスの大きさの差（Zn−Zn-l＝ΔZ）からイン
ピーダンス変化率ΔZ／ΔTを算出する手段６９４
と、このインピーダンス変化率ΔZ／ΔTが所定の
範囲内（K1＜ΔZ／ΔT＜K2）にあるか否かを判
定する手段６９５と、上記インピーダンスの大き
さが所定値以下（｜Ｚ｜＜K3）であるか否かを
判定する手段６９６と、上記各手段６９５，６９
６の条件が共に一定時間以上成立していることを
検出するアンド回路６９７およびオンデイレイタ
イマー６９８とから、インピーダンス変化率継電
器を構成したものである。
が成立すればステツプS6でこの条件がＮ回継続
しているか否かを判定し、Ｎ回継続していれば、
ステツプS6でリレー動作と判定して出力を出力
回路６９へ送出する。ステツプS4〜S6のいずれ
かの条件が不成立の場合はステツプS8へ移行し、
リレー不動作と判定して演算を終了する。この場
合、全体の演算が時間tc毎に繰返されることを考
えると、ステツプと６の機能はＮ×tc相当のタイ
マーと同等である。なお、Ｎの値は正の整数であ
り１以上の整数である。このように電力系統６０
からの電圧信号Ｖおよび電流信号Ｉを所定の時間
間隔でサンプリングするサンプル・ホールド回路
６３と、上記サンプリングデータをデジタルデー
タに変換するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換
回路６４と、上記デジタルデータを記憶するメモ
リ回路６７と、このメモリ回路６７の記憶内容を
基に上記電力系統６０の電流およびインピーダン
スの大きさ｜Ｉ｜および｜Ｚ｜を夫々算出する手
段６９１および６９２と、この算出された電流｜
Ｉ｜およびインピーダンス｜Ｚ｜からインピーダ
ンス変化率演算のための最適な時間きざみ幅ΔT
をα・｜Ｚ｜／｜Ｉ｜なる関数より算出する手段
６９３と、上記メモリ回路６７の記憶内容を基に
上記時間幅ΔTだけ離れた２つの時点のインピー
ダンスの大きさの差（Zn−Zn-l＝ΔZ）からイン
ピーダンス変化率ΔZ／ΔTを算出する手段６９４
と、このインピーダンス変化率ΔZ／ΔTが所定の
範囲内（K1＜ΔZ／ΔT＜K2）にあるか否かを判
定する手段６９５と、上記インピーダンスの大き
さが所定値以下（｜Ｚ｜＜K3）であるか否かを
判定する手段６９６と、上記各手段６９５，６９
６の条件が共に一定時間以上成立していることを
検出するアンド回路６９７およびオンデイレイタ
イマー６９８とから、インピーダンス変化率継電
器を構成したものである。
従つて、時間きざみ幅ΔTを電力系統６０の電
流ＩおよびインピーダンスＺの大きさに応じて可
変することができ、系統の電流Ｉ、インピーダン
スＺの変化に追従して系統のインピーダンスを把
握することができ、演算誤差面、動作時間面で最
適な特性を有するものとすることができる。
流ＩおよびインピーダンスＺの大きさに応じて可
変することができ、系統の電流Ｉ、インピーダン
スＺの変化に追従して系統のインピーダンスを把
握することができ、演算誤差面、動作時間面で最
適な特性を有するものとすることができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものはな
い。
い。
例えば、上記で関数ｆ（Ｚ，Ｉ）について(3)式
は単なる一例であり、Ｚが大の時にΔTも大が
大の時にΔTが小となるような関数であれば、本
発明の趣旨を生かすことができる。またこれは、
厳密に数式で表現する必要も無く、予め定めた数
値テーブルによつてＺ，ＩからΔTを決定するよ
うにしてもよい。
は単なる一例であり、Ｚが大の時にΔTも大が
大の時にΔTが小となるような関数であれば、本
発明の趣旨を生かすことができる。またこれは、
厳密に数式で表現する必要も無く、予め定めた数
値テーブルによつてＺ，ＩからΔTを決定するよ
うにしてもよい。
第９図は、(3)式をグラフ化したものである。図
において、原点を通る諸直線ａ，ｂ，ｃ，……，
ｆは｜Ｚ｜と｜Ｉ｜が一定の条件を示す。横軸、
たて軸および各直線に挟まれた部分が、(3)式の
ΔTの値に対応している。例えば直線ｂとｃとの
間の部分はΔT＝３の値であり、電流の絶対値｜
I1｜、インピーダンスの絶対値｜Z1｜の場合、
ΔTは自ずと３になる。
において、原点を通る諸直線ａ，ｂ，ｃ，……，
ｆは｜Ｚ｜と｜Ｉ｜が一定の条件を示す。横軸、
たて軸および各直線に挟まれた部分が、(3)式の
ΔTの値に対応している。例えば直線ｂとｃとの
間の部分はΔT＝３の値であり、電流の絶対値｜
I1｜、インピーダンスの絶対値｜Z1｜の場合、
ΔTは自ずと３になる。
第１０図は、ΔTのその他の決定法を示すもの
である。図において、｜Ｉ｜と｜Ｚ｜の値の組合
せに応じて各領域が区切られている。図中、各領
域内の数字はΔTの値を示すもので、ΔTは各領
域に対応して決定される。この場合も、｜I1｜と
｜Z1｜とからΔT＝３が決定される。この｜Ｉ｜
と｜Ｚ｜の値が存在する領域に応じてΔTを決定
するためのフローチヤートは、容易に実現可能で
あるので、ここではその説明を省略する。
である。図において、｜Ｉ｜と｜Ｚ｜の値の組合
せに応じて各領域が区切られている。図中、各領
域内の数字はΔTの値を示すもので、ΔTは各領
域に対応して決定される。この場合も、｜I1｜と
｜Z1｜とからΔT＝３が決定される。この｜Ｉ｜
と｜Ｚ｜の値が存在する領域に応じてΔTを決定
するためのフローチヤートは、容易に実現可能で
あるので、ここではその説明を省略する。
さらに、関数ｆ（Ｚ，Ｉ）はこの他にも無数に
変形し得ることは言うまでもない。
変形し得ることは言うまでもない。
以上説明したように本発明によれば、系統状態
の変化に追従して系統のインピーダンスを把握す
ることができ、演算誤差論、動作時間面で最適な
特性を有する信頼性の高いインピーダンス変化率
継電器が提供できる。
の変化に追従して系統のインピーダンスを把握す
ることができ、演算誤差論、動作時間面で最適な
特性を有する信頼性の高いインピーダンス変化率
継電器が提供できる。
第１図ａは２端子電力系統を示す図、第１図ｂ
は第１図ａにおける脱調時の両端の電圧ベクトル
を示す図、第２図は脱調時の系統の電圧、電流波
形を示す図、第３図ａは脱調を検出するためのリ
レー特性例を示す図、第３図ｂは脱調を検出する
ための主リレーの例を示す構成図、第４図はイン
ピーダンス変化率継電器の概念図、第５図ａ，ｂ
は系統動揺あるいは脱調時のインピーダンスと電
流の変化の一例を示す図、第６図は本発明の一実
施例のハードウエアを示すブロツク図、第７図は
本発明の機能ブロツクの一例を示す図、第８図は
本発明の作用を説明するためのフローチヤート
図、第９図および第１０図は本発明の他の実施例
を示す図である。 ６０……電力系統、６１ａ，６１ｂ……入力変
換器、６４……アナログ・デジタル変換器、６５
……マルチプレクサ、６６……ダイレクト・メモ
リ・アクセス回路、６７……メモリ回路、６９…
…リレー演算回路、７０……出力回路。
は第１図ａにおける脱調時の両端の電圧ベクトル
を示す図、第２図は脱調時の系統の電圧、電流波
形を示す図、第３図ａは脱調を検出するためのリ
レー特性例を示す図、第３図ｂは脱調を検出する
ための主リレーの例を示す構成図、第４図はイン
ピーダンス変化率継電器の概念図、第５図ａ，ｂ
は系統動揺あるいは脱調時のインピーダンスと電
流の変化の一例を示す図、第６図は本発明の一実
施例のハードウエアを示すブロツク図、第７図は
本発明の機能ブロツクの一例を示す図、第８図は
本発明の作用を説明するためのフローチヤート
図、第９図および第１０図は本発明の他の実施例
を示す図である。 ６０……電力系統、６１ａ，６１ｂ……入力変
換器、６４……アナログ・デジタル変換器、６５
……マルチプレクサ、６６……ダイレクト・メモ
リ・アクセス回路、６７……メモリ回路、６９…
…リレー演算回路、７０……出力回路。
Claims (1)
- １ 電力系統から得た電圧信号および電流信号を
デジタルデータに変換する手段と、このデジタル
データを記憶するメモリ回路と、このメモリ回路
の記憶内容を基に前記電力系統の電流およびイン
ピーダンスの大きさ｜Ｉ｜および｜Ｚ｜を夫夫算
出する手段と、この算出された電流｜Ｉ｜および
インピーダンス｜Ｚ｜からインピーダンス変化率
演算のための最適な時間きざみ幅ΔTを算出する
手段と、前記メモリ回路の記憶内容を基に前記時
間幅ΔTだけ離れた２つの時点のインピーダンス
の大きさからインピーダンス変化率ΔZ／ΔTを算
出する手段と、このインピーダンス変化率ΔZ／
ΔTが所定の範囲内にあるか否かを判定する手段
とを具備したことを特徴とするインピーダンス変
化率継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58044713A JPS59169334A (ja) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | インピ−ダンス変化率継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58044713A JPS59169334A (ja) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | インピ−ダンス変化率継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169334A JPS59169334A (ja) | 1984-09-25 |
| JPH0515134B2 true JPH0515134B2 (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=12699057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58044713A Granted JPS59169334A (ja) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | インピ−ダンス変化率継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169334A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01238417A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-22 | Hitachi Ltd | 三相交流回路の脱調検出デイジタルリレー |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57142125A (en) * | 1981-02-25 | 1982-09-02 | Tohoku Electric Power Co | Digital protection relay display unit |
| JPS57154699A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-24 | Tektronix Inc | Sample-holding circuit |
-
1983
- 1983-03-17 JP JP58044713A patent/JPS59169334A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59169334A (ja) | 1984-09-25 |
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