JPH0561856B2 - - Google Patents

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JPH0561856B2
JPH0561856B2 JP23204286A JP23204286A JPH0561856B2 JP H0561856 B2 JPH0561856 B2 JP H0561856B2 JP 23204286 A JP23204286 A JP 23204286A JP 23204286 A JP23204286 A JP 23204286A JP H0561856 B2 JPH0561856 B2 JP H0561856B2
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JP
Japan
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voltage
calculation
magnitude
current
determination element
Prior art date
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JP23204286A
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Japanese (ja)
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Inventor
Makoto Suzuki
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電力系統の事故を検出するデジタ
ル保護継電器で、電流補償付不足電圧継電器に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is a digital protective relay for detecting faults in a power system, and relates to an undervoltage relay with current compensation.

〔従来の技術〕 第9図は例えばIEE発行のConference
publication No.249April1985年50ページ〜54ペ
ージに示された従来の電流補償付不足電圧継電器
(以下UVZと呼ぶ)の回路構成図であり、図にお
いて、1は電圧変成器、2は電流変成器、3,4
は電圧、電流をUVZの入力に変換する入力変換
器、5は移相器、6は電流補償量を設定する設定
器、7,8は交流の半波期間のみ通過させる半波
整流器、9は検出レベルを与える整定器、10は
大きさを比較判定する比較器、11は時限回路で
あり、12で示すUVZを構成する。
[Prior art] Figure 9 shows, for example, the Conference published by IEE.
This is a circuit configuration diagram of a conventional undervoltage relay with current compensation (hereinafter referred to as UVZ) shown on pages 50 to 54 of publication No. 249 April 1985. In the figure, 1 is a voltage transformer, 2 is a current transformer, 3,4
is an input converter that converts voltage and current into UVZ input, 5 is a phase shifter, 6 is a setting device that sets the amount of current compensation, 7 and 8 are half-wave rectifiers that only pass the AC half-wave period, and 9 is a A setter provides a detection level, a comparator 10 compares and determines the magnitude, and a timer circuit 11 constitutes a UVZ indicated by 12.

次に、第10図と共に動作について説明する。
電力系統から得た電圧V及び電流Iは、それぞれ
の入力変換器3及び4によつて絶縁して導入され
る。電流Iは、移相器5で、角度φだけ移相する
が、この角度は、送電線事故時の電圧と電流の位
相差に相当する角度が選定され、75゜程度となる。
この移相した電流I∠φを、電流の補償量Zを決
定する設定器6に与えると、ZIの電流補償分が得
られる。電圧V及び電流補償分ZIとを、それぞ
れ、半波整流路7と8を通し、整定値Koとを、
比較器10に加えると、第10図に示すように、
ZI軸上を原点として、大きさKoで囲まれた長円
形の軌跡が得られ、電圧Vが、この長円形の範囲
内にあれば、比較器10から出力が出る。この出
力を時限回路11で所定時間確認して、OUT端
子に判定結果を出力する。
Next, the operation will be explained with reference to FIG.
The voltage V and current I obtained from the power system are introduced in isolation by respective input converters 3 and 4. The current I is phase-shifted by an angle φ in the phase shifter 5, and this angle is selected to correspond to the phase difference between voltage and current at the time of a power transmission line fault, and is approximately 75°.
When this phase-shifted current I∠φ is applied to the setting device 6 that determines the current compensation amount Z, the current compensation amount of ZI is obtained. The voltage V and current compensation ZI are passed through half-wave rectification paths 7 and 8, respectively, and the set value Ko is
When added to the comparator 10, as shown in FIG.
An oval locus surrounded by a size Ko is obtained with the ZI axis as the origin, and if the voltage V is within the range of this oval, the comparator 10 outputs an output. This output is checked for a predetermined period of time by a time limit circuit 11, and the determination result is output to the OUT terminal.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来のUVZは以上のように構成されているの
で、交流の半サイクル毎に1度の判定処理しか出
来ないため、事故が発生して検出するまでの時間
は、見逃し時間の最大が半サイクルと判定時間が
半サイクルで、1サイクル必要になり、事故検出
時間が遅いという問題点があつた。
Since the conventional UVZ is configured as described above, it can perform only one judgment process every half cycle of AC, so the maximum missed time is half a cycle from the time an accident occurs until it is detected. The problem was that the judgment time was half a cycle, but one cycle was required, and the accident detection time was slow.

また、回路構成がアナログ回路であるため、ド
リフトの影響や部品の経年変化の影響が考えら
れ、そのために、調整に時間がかかり、検出感度
も高感度に出来ないなどの問題点があつた。
In addition, since the circuit configuration is an analog circuit, it is likely to be affected by drift and aging of components, resulting in problems such as time-consuming adjustment and the inability to achieve high detection sensitivity.

さらに、最近発達してきている、デジタル変圧
器及びデジタル変流器からのデジタル信号を受け
ることができないため、使用できる範囲が限定さ
れてくる問題点が出て来ている。
Furthermore, since it is not possible to receive digital signals from digital transformers and digital current transformers, which have recently been developed, a problem has arisen in that the range of use is limited.

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、マイクロプロセツサを用いて
数値演算処理するため、高速度で判定でき、かつ
ドリフトや経年変化を考慮する必要にないUVZ
を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and because numerical calculations are performed using a microprocessor, UVZ can be determined at high speed, and there is no need to consider drift or aging.
The purpose is to obtain.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係るUVZは、電圧及び電流をデジ
タル値に変換し、演算処理により電流補償を付加
した不足電圧継電器を実現したもので、演算処理
に使用するサンプリングデータ数を少なくして、
高速度検出を可能にするとともに、アナログ回路
で問題となつたドリフトや経年変化の影響を少な
くして高信頼度化を達成したものである。
The UVZ according to this invention realizes an undervoltage relay that converts voltage and current into digital values and adds current compensation through arithmetic processing.It reduces the number of sampling data used for arithmetic processing,
It not only enables high-speed detection, but also achieves high reliability by reducing the effects of drift and aging, which are problems with analog circuits.

〔作用〕[Effect]

この発明におけるUVZは、その特性を実現さ
せるために、電流補償係数を設け、電圧との差分
を演算した差分量の大きさと電圧自身の大きさと
の和が、差分量の大きさを定数倍したものと比較
して、その大小を判定する第1の判定要素と、電
圧自身の大きさが、所定値と比較して、大小を判
定する第2の判定要素を備え、第1と第2の判定
要素のいずれかが判定したとき事故検出するよう
デジタル演算処理したので、高速度で判定できる
効果があり、さらに、デジタル演算処理によつ
て、ドリフトや経年変化の少ない長期的に安定し
た特性を保持することができる。
In order to achieve this characteristic, the UVZ of this invention is provided with a current compensation coefficient, and the sum of the magnitude of the difference calculated from the voltage and the magnitude of the voltage itself is the magnitude of the difference multiplied by a constant. a first determination element that determines the magnitude of the voltage by comparing it with a predetermined value; and a second determination element that determines the magnitude of the voltage itself by comparing it with a predetermined value; Digital calculation processing is used to detect an accident when any of the judgment elements is determined, which has the effect of making judgments possible at high speed.Furthermore, digital calculation processing allows for long-term stable characteristics with little drift or aging. can be retained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第1図において、13及び14はフイルタ
で、周知の如く、電圧及び電流に含まれる高調波
のうち、サンプリング周波数の1/2以上の周波数
を除去するもの、15及び16はサンプルホール
ドで、サンプリング値を次のサンプリング周期ま
で保持するもの、17はマルチレクサで、サンプ
ルホールド15及び16の出力を順次切り替え
て、アナログデジタル変換器18に伝達するも
の、19はマイクロプロセツサで、メモリー20
にあらかじめ収納されているプログラムを利用し
て、演算を実施し、その結果を、出力回路21及
び22に出力させるものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In Fig. 1, 13 and 14 are filters, which remove frequencies higher than 1/2 of the sampling frequency among harmonics contained in voltage and current, and 15 and 16 are sample and hold filters. 17 is a multiplexer that sequentially switches the outputs of the sample holds 15 and 16 and transmits them to the analog-to-digital converter 18; 19 is a microprocessor;
The calculation is performed using a program stored in advance in the computer, and the results are outputted to the output circuits 21 and 22.

第2図は、電圧V及び電流Iを、サンプル信号
で、同一時刻にサンプルして取り出し、それを次
のサンプル信号が来るまで保持するサンブルホー
ルドの動作を示した波形図であり、その値を、デ
ジタル値に変換して処理することとなる。
Figure 2 is a waveform diagram showing the operation of sample hold, in which voltage V and current I are sampled at the same time as sample signals and held until the next sample signal arrives. , it will be converted into a digital value and processed.

第3図は、この発明の一実施例の特性を実現す
る手段を説明するためのベクトル図であるが、実
際は、デジタル演算で実現させている。以下の説
明でベクトル図が現われた場合も同様である。
FIG. 3 is a vector diagram for explaining means for realizing the characteristics of an embodiment of the present invention, which is actually realized by digital calculation. The same applies when a vector diagram appears in the following explanation.

電流Iに対して、位相をφだけ移相し、大きさ
をZ倍したベクトルZIを導出し、電圧Vとの差分
を求めると、ベクトル(V−ZI)となる。ベクト
ル(V−ZI)の大きさと、電圧ベクトルVの大き
さとの和を求め、この値が、一定値になるように
すれば、そのときの電圧Vの軌跡は、公知の如
く、だ円となる。
When a vector ZI is obtained by shifting the phase of the current I by φ and multiplying the magnitude by Z, and finding the difference between the vector ZI and the voltage V, a vector (V-ZI) is obtained. If we calculate the sum of the magnitude of the vector (V-ZI) and the magnitude of the voltage vector V, and make this value a constant value, then the locus of the voltage V will become an ellipse, as is well known. Become.

ただし、電流Iが大きくなるに従い、ベクトル
ZIが大きくなり、(V−ZI)が大きくなるため、
Vとの和を一定値とした式では、だ円が段々と細
くなつてしまう。
However, as the current I increases, the vector
Since ZI becomes larger and (V-ZI) becomes larger,
In the equation where the sum with V is a constant value, the ellipse becomes gradually thinner.

従つて、この一定値の代りに、ベクトルZIの大
きさに比例したものとして、kを定数としてk×
|ZI|として式で表わすと、式が、だ円の内側
の特性となる。
Therefore, instead of this constant value, k×
When expressed as |ZI|, the equation becomes the property inside the ellipse.

|V|+|V−ZI|≦k・|ZI| ……… このだ円の内側の特性を、第1の判定要素とし
て、特性23で表わす。
|V|+|V-ZI|≦k・|ZI|... The characteristic inside this ellipse is expressed as characteristic 23 as the first determination element.

一方、電圧Vの大きさを求め、これが一定値
Koよりも小さい範囲を求めると、式となり、
原点中心の円となる。
On the other hand, find the magnitude of voltage V, and find that this is a constant value
If we find a range smaller than Ko, we get the formula,
It becomes a circle centered at the origin.

|V|≦Ko …… これを第2の判定要素として、特性24で表わ
す。従つて、前記、第1と第2の判定要素の論理
和をとれば、第3図で実線で示した特性が得ら
れ、判定出力を、第1図の出力回路21から出力
させることにより、UVZが検出したことが判明
する。
|V|≦Ko... This is expressed as characteristic 24 as a second determination element. Therefore, by taking the logical sum of the first and second determination elements, the characteristic shown by the solid line in FIG. 3 is obtained, and by outputting the determination output from the output circuit 21 in FIG. It turns out that UVZ has detected it.

第4図のこの発明のUVZを実現する演算処理
方式の一例を説明するフローチヤート図である。
以下の説明では、サンプリング周波数を、電圧及
び電流の周波数の12倍、すなわち、電圧及び電流
の周波数に対して、電気角30゜とし、記号をTと
して示す。現サンプリング時点のデータには、サ
フイツクス(t)とし、30゜、60゜、90、…前のデータ
は、(t−T)、(t−2T)、(t−3T)、…と示す
こととする。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an arithmetic processing method for realizing the UVZ of the present invention shown in FIG. 4;
In the following description, the sampling frequency is 12 times the frequency of the voltage and current, that is, an electrical angle of 30° with respect to the frequency of the voltage and current, and the symbol is indicated as T. The data at the current sampling point should be indicated as suffix (t), and the previous data should be indicated as (t-T), (t-2T), (t-3T), etc. shall be.

従つて、電圧及び電流は、位相差をθすれば、 V(t−nT)=Vsin{(wt+θ)−30゜×n} =Vsin{(wt+θ)−nT} ……… i(t−nT)=Isin(wt−nT) …… ただし、n=1,2,3……となる。以下の説
明は一例として、(t)、(t−T)、(t−3T)、(t
−4T)、のデータを用いる。
Therefore, voltage and current, if the phase difference is θ, V(t-nT) = Vsin {(wt+θ)-30°×n} = Vsin{(wt+θ)-nT} ...... i(t-nT )=Isin(wt−nT)... However, n=1, 2, 3... In the following explanation, (t), (t-T), (t-3T), (t
−4T), is used.

先ず、第1の判定要素23について説明する。 First, the first determination element 23 will be explained.

i(t)26とi(t−t)27のデータを用いて、
電流Iを位相角φ=75゜移相すると、 i(t+75゜)=Isin(wt+75゜) =I(0.2588sinwt+0.9659ceswt) …… 一方、i(t−T)=Isin(wt−30゜) =√3/2Isin wt−1/2Icos wt =√3/2I(t)−1/2Icoswt …… をに代入すれば i(t+75゜)=0.2588i(t)+0.9659{√3(t) −2i(t−T)} =1.9319{i(t)−i(t−T)} …… が得られ、減算28と、乗算29で実現できる。
これに、電流補償量Z30を乗じて、Zi(t+
75゜)を求める。V(t)31と、Zi(t+75゜)の減算
32を実行すると差分 D(t)=V(t)−Zi(t+75゜) =V(t)−1.9319Z{i(t)−i(t−T)} …… の演算が実行されたことになる。
Using the data of i(t)26 and i(t-t)27,
When the current I is shifted by the phase angle φ = 75°, i (t + 75°) = Isin (wt + 75°) = I (0.2588 sinwt + 0.9659 ceswt) ... On the other hand, i (t - T) = Isin (wt - 30°) =√3/2Isin wt−1/2Icos wt =√3/2I(t)−1/2Icoswt …… Substituting into i(t+75°)=0.2588i(t)+0.9659|√3(t) -2i(t-T)} =1.9319{i(t)-i(t-T)}... is obtained and can be realized by subtraction 28 and multiplication 29.
This is multiplied by the current compensation amount Z30 to obtain Zi(t+
75°). When subtracting V(t)31 and Zi(t+75°) 32, the difference D(t)=V(t)−Zi(t+75°) =V(t)−1.9319Z{i(t)−i( t-T)}... This means that the following calculation has been executed.

同様にして、i(t−3T)33、i(t−4T)
34、V(t−3T)38なる3T=90゜前のデータ
より、 i(t++75゜−3T)=Isin(wt+75゜−3T) =1.9319{i(t−3T)−i(t−4T)} …… が電流補償量Z37に、また D(t−3T)=V(t−3T)−1.9319Z{i(t−3T) −i(t−4T)} …… が減算39に求められる。
Similarly, i(t-3T)33, i(t-4T)
34, V(t-3T) 38 = 90° from the previous data, i(t++75°-3T) = Isin(wt+75°-3T) = 1.9319 {i(t-3T)-i(t-4T) } ... is calculated as the current compensation amount Z37, and D (t-3T) = V (t-3T) - 1.9319Z {i (t-3T) - i (t-4T)} ... is calculated by subtraction 39 .

正弦波の場合は、3T=90゜位相差のあるデータ
の2乗和の平方根が、正弦波の大きさを表わすこ
とが公知である。従つて、減算32の2乗40と
減算39の2乗41の和42の平方根43を求め
ると、 {D2(t)+D2(t−3T)}1/2 =〔{V(t)−Zi(t+75゜)}2+{V(t−3T) −Zi(t+75゜−3T)}2}〕1/2 =〔V2(t)−2×1.9319ZV(t){i(t)−i(t−
T)} +1.93192Z2{i(t)−i(t−T)}2+V2(t−
3T) −2×1.9319ZV(t−3T)}i(t−3T)−i
(t−4T)} +1.93192Z2{i(t−3T)−i(t−4T)}2〕1/2 ={V2−2VZ Icos(75゜−θ)+(ZI)2}1/2
…… となる。
In the case of a sine wave, it is known that the square root of the sum of squares of data having a phase difference of 3T=90° represents the magnitude of the sine wave. Therefore, finding the square root 43 of the sum 42 of the square of subtraction 32 40 and the square 41 of subtraction 39, we get {D 2 (t) + D 2 (t-3T)}1/2 = [{V(t) −Zi (t+75°)} 2 + {V (t−3T) −Zi (t+75°−3T)} 2 }]1/2 = [V 2 (t)−2×1.9319ZV(t) {i(t )−i(t−
T)} +1.9319 2 Z 2 {i(t)−i(t−T)} 2 +V 2 (t−
3T) −2×1.9319ZV(t−3T)}i(t−3T)−i
(t-4T)} +1.9319 2 Z 2 {i(t-3T)-i(t-4T)} 2 ]1/2 = {V 2 −2VZ Icos (75°-θ) + (ZI) 2 }1/2
......

電圧Vは、V(t)31の2乗44とV(t−3T)
38の2乗45の和46の平方根47を求めると {V2(t)+V2(t−3T)}1/2 ={V2sin2(wt+θ)+V2sin2(wt+θ−3T)}
1/2=V …… となる。
The voltage V is V(t)31 squared 44 and V(t-3T)
Finding the square root 47 of the sum 46 of 38 squared 45 is {V 2 (t)+V 2 (t-3T)}1/2 = {V 2 sin 2 (wt+θ)+V 2 sin 2 (wt+θ-3T)}
1/2=V...

この式と式の和48を求めたものが、式
の左辺に相当する。
The sum 48 of this equation and the equation corresponds to the left side of the equation.

一方、電流補償量の大きさは、Z30の2乗
と、Z37の2乗50の和51の平方根52であ
り、これに定数k53を乗じたものは、 k{Z2i2(t+75゜)+Z2i(t+75゜−3T)}1/2 =kZI{sin2(wt+75゜) sin2(wt+75゜−3T)}1/2 =kZI …… となり、式は、式の右辺に相当する。
On the other hand, the magnitude of the current compensation amount is the square root 52 of the sum 51 of Z30 squared and Z37 squared 50, and this multiplied by constant k53 is k{Z 2 i 2 (t+75°) +Z 2 i (t+75°-3T)}1/2 = kZI {sin 2 (wt+75°) sin 2 (wt+75°-3T)}1/2 = kZI... The equation corresponds to the right side of the equation.

従つて、式、式、式を式に当てはめる
と、 V+{V2−2VZIcos(75゜−θ) +(ZI)2}1/2≦K21 …… の結果が比較演算54に得られる。
Therefore, by applying the formula, formula, and formula to the formula, the comparison operation 54 obtains the following result: V+{V 2 −2VZIcos (75°−θ) + (ZI) 2 }1/2≦K21 .

式を展開すると、 V2−2VZIcos(75゜−θ) +(ZI)2≦k2(ZI)2−2Vk(ZI)+V2 ∴V≦ZI(k2−1)/2{k−cos75゜−θ) …… となり、 電流補償量ZIと電圧Vの関係式が、その位相差
(75゜−θ)の関数として表現できる。
Expanding the equation, V 2 −2VZIcos (75°−θ) + (ZI) 2 ≦k 2 (ZI) 2 −2Vk (ZI) + V 2 ∴V≦ZI (k 2 −1)/2 {k−cos75゜-θ) ..., and the relational expression between the current compensation amount ZI and the voltage V can be expressed as a function of their phase difference (75゜-θ).

電流補償量の移相角を進み75゜としたが、一般
化して、φとおくと、 V≦ZI(k2−1)/2{k−cos(φ−θ)} …… として表わすことができる。
The phase shift angle of the current compensation amount is set to 75°, but if we generalize it to φ, it can be expressed as V≦ZI(k 2 −1)/2{k−cos(φ−θ)}... I can do it.

第5図は、kをk=1.2とk=1.5に設定して、
電流補償量のベクトルZIと電圧Vとの位相差(φ
−θ)を、0゜から330゜まで変化させた場合のZIに
対するVの大きさの係数(k2−1)/2{k−cos
(φ−θ)}を求めたものである。
In Figure 5, with k set to k = 1.2 and k = 1.5,
The phase difference between the vector ZI of the current compensation amount and the voltage V (φ
-θ) is varied from 0° to 330°, the coefficient of the magnitude of V with respect to ZI (k 2 -1)/2 {k-cos
(φ−θ)}.

また、第6図のイとロは、第5図を図示したも
ので、それぞれ、k=1.2、φ=75゜及びk=1.5、
φ=75゜としたときの式のVの範囲を示したも
ので、だ円持性が得られている。
In addition, A and B in Fig. 6 are illustrations of Fig. 5, and k = 1.2, φ = 75°, and k = 1.5, respectively.
This figure shows the range of V in the equation when φ=75°, and ellipse retention is obtained.

従つて、電圧Vが、このだ円の内側であれば、
演算の判定条件が成立し、第1の判定要素23が
得られる。
Therefore, if the voltage V is inside this ellipse,
The determination condition for the calculation is satisfied, and the first determination element 23 is obtained.

次に、第2の判定要素24について説明する。
電圧Vが所定値ko以下に低下した場合を判定す
るものとして、平方根47と定数ko55を比較
演算56して、 {V2(t)+V2(t−3T)}1/2=V≦ko …… とすれば、これは、原点を通り、半径koの円と
なり、電圧Vが、この円内であれば演算の判定条
件が成立し、第2の判定要素24が得られる。
Next, the second determination element 24 will be explained.
To determine if the voltage V has decreased below a predetermined value ko, a comparison operation 56 is made between the square root 47 and a constant ko 55, and {V 2 (t) + V 2 (t-3T)} 1/2 = V≦ko . . . Then, this becomes a circle passing through the origin and having a radius ko, and if the voltage V is within this circle, the determination condition for the calculation is satisfied and the second determination element 24 is obtained.

従つて、第1と第2の判定要素の論理和57を
得れば、第3図実線の特性がOUTの端子に得ら
れる。
Therefore, by obtaining the logical sum 57 of the first and second determination elements, the characteristic shown by the solid line in FIG. 3 can be obtained at the OUT terminal.

なお、上記実施例の第3図で、だ円の横幅(ZI
と90゜方向の幅)が狭い場合には、第6図と第7
図から判るように、kの値を大きくすることによ
つて、幅を拡げることができるが、縦幅(ZIと同
方向)も同時に拡大される。横幅のみを拡大した
い場合は、第8図に示すように、電流補償ベクト
ルZIを、φ1移相したZ1Iとφ2移送したZ2Iとを設
け、第1の判定要素28と25の2つに分けるこ
とで対処可能である。
In addition, in FIG. 3 of the above embodiment, the width of the ellipse (ZI
and 90° direction) is narrow, please refer to Figures 6 and 7.
As can be seen from the figure, by increasing the value of k, the width can be increased, but the vertical width (in the same direction as ZI) is also expanded at the same time. If you want to enlarge only the width , as shown in FIG . This can be handled by dividing it into two parts.

第8図は、この発明によるUVZの検出時間を
算出するための説明図である。イは電圧V、ロは
電流IでVより75゜遅れ位相、ハは電流補償量で
φ=75゜としたもの、ニは電圧Vに電流補償を施
こし、(V−ZI)としたもの、ホは式の振幅値
演算結果、ヘはサンプリング時刻であり、時刻
(t−5T)を過ぎた直後のF点で事故が発生した
ものとした。
FIG. 8 is an explanatory diagram for calculating the UVZ detection time according to the present invention. A is the voltage V, B is the current I with a phase delayed by 75° from V, C is the current compensation amount with φ = 75°, and D is the voltage V with current compensation and set as (V-ZI). , E is the amplitude value calculation result of the equation, F is the sampling time, and it is assumed that the accident occurred at point F immediately after time (t-5T).

事故発生後のハの電流補償量は、事故発生後の
電流i(t−4T)とi(t−3T)で求められるた
め、時刻(t−3T)以降から、正確な値となる。
Since the current compensation amount C after the accident occurs is determined by the currents i(t-4T) and i(t-3T) after the accident occurs, it becomes an accurate value from time (t-3T) onwards.

従つて、ホの振幅演算は、i(t−4T)が確立
した値となる時刻t以降で、事故後の正確な値に
なるため、式が成立する検出時間の最大は、事
故発生後 {(t−4T)−(t−5T)}+{t−(t−4T)} +{(t+T)−t}=6T すなわち 30゜×6=180゜相当時間となり、こ
れは、電力系統の1/2サイクルになる。具体的に
は、50Hzの電力系統では、(1/50)×(1/2)
sec=10msecである。
Therefore, the amplitude calculation of E will be the correct value after the accident after the time t when i(t-4T) becomes the established value, so the maximum detection time for which the formula holds true is { (t-4T) - (t-5T)} + {t-(t-4T)} + {(t+T)-t} = 6T, that is, the time equivalent to 30° x 6 = 180°, which is It becomes 1/2 cycle. Specifically, in a 50Hz power system, (1/50) x (1/2)
sec=10msec.

なお、上記実施例で、正弦波の大きさを求める
方法として、3T=90゜前後のデータを利用する方
法について示したが、30゜毎や60゜毎のデータを、 {V2(t)+V2(t−T)−√3(t)V(t−T)}1/2 =V{sin2(wt+θ)+sin2(wt+θ−T) −√3sin(wt+θ)sin(wt+θ−T)}1/2 =1/2 …… {V2(t)−V2(t−T)+V2(t−2T)}1/2 =V{sin2(wt+θ)−sin2(wt+θ−T) +sin2(wt+θ−2T)}1/2 =1/√2V …… のように利用しても同様に演算することができ
る。
In addition, in the above example, a method using data around 3T = 90° was shown as a method for determining the magnitude of the sine wave, but data at every 30° or 60° can be used as {V 2 (t) +V 2 (t-T)-√3(t)V(t-T)}1/2 =V{sin 2 (wt+θ)+sin 2 (wt+θ-T) -√3sin(wt+θ)sin(wt+θ-T) }1/2 = 1/2 ... {V 2 (t)−V 2 (t−T)+V 2 (t−2T)}1/2 = V{sin 2 (wt+θ)−sin 2 (wt+θ−T ) +sin 2 (wt + θ−2T)}1/2 = 1/√2V ... The same calculation can be performed using the following formula.

この式の場合は、時刻tと(t−1)のデー
タを利用するため、電流補償量の演算も、(t−
1)の時刻に、i(t−T)とi(t−2T)のデ
ータを使うとして、その検出時間は、 {(t−2T)−(t−3T)}+{t−(t−2T)} +{(t+T)−t}=4T すなわち、電力系統を50Hzとすれば (1/50)×(30゜×4/360゜)sec=6.67msec の高速度検出が可能となる。
In the case of this formula, since data at times t and (t-1) are used, the calculation of the current compensation amount is also (t-
Assuming that data of i(t-T) and i(t-2T) are used at time 1), the detection time is {(t-2T)-(t-3T)}+{t-(t- 2T)} +{(t+T)-t}=4T In other words, if the power system is set to 50Hz, high-speed detection of (1/50) x (30° x 4/360°) sec = 6.67 msec is possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、デジタル演
算処理方式を用いて、UVZの特性を実現させる
ために、電流補償係数を設け、電圧との差分を演
算した差分量の大きさと、電圧自身の大きさとの
和が、差分量の大きさを定数倍したものと比較し
て、その大小を判定する第1の判定要素と、電圧
自身の大きさが、所定値と比較して、大小を判定
する第2の判定要素とより成るように構成したの
で、事故を高速度で検出でき、また、長期的に安
定した特性を保持させることができる効果があ
る。
As described above, according to the present invention, in order to realize UVZ characteristics using a digital arithmetic processing method, a current compensation coefficient is provided, and the magnitude of the difference between the voltage and the voltage itself is calculated. A first determination element that determines the magnitude by comparing the sum with the magnitude of the difference amount multiplied by a constant, and a first determination element that determines the magnitude by comparing the magnitude of the voltage itself with a predetermined value. Since the second determination element is configured to include a second determination element, it is possible to detect an accident at a high speed, and it is also possible to maintain stable characteristics over a long period of time.

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

第1図はこの発明の一実施例によるUVZを示
す回路構成図、第2図はサンプルホールドの動作
説明図、第3図はこの発明の特性を示した説明
図、第4図は演算処理方式を説明するフローチヤ
ート図、第5図は、電圧と電流補償量との関係
図、第6図は第1の判定要素の特性図、第7図は
UVZを実現した他の特性例、第8図は検出時間
を算出する説明図、第9図は従来のUVZの回路
構成図、第10図は従来のUVZの特性を示す図
である。 図において、1は電圧変成器、2は電流変成
器、3,4は入力変換器、5は移相器、6は設定
器、7,8は半波整流器、9は整定器、10は比
較器、11は限時回路、12はUVZ、13,1
4はフイルタ、15,16はサンプルホールド、
17はマルチプレクサ、18はアナログデジタル
変換器、19はマイクロプロセツサ、20はメモ
リ、21,22は出力回路、23,24,25は
UVZの特性、26,27,31,33,34,
38は入力データ、28,32,35,39は差
分演算、29,30,36,37,53は乗算演
算、40,41,44,45,49,50は2乗
演算、42,46,48,51、は加算演算、4
3,47,52は平方根演算、54,56は比較
演算、55は整定値、57は論理和。なお、図
中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Fig. 1 is a circuit configuration diagram showing a UVZ according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of sample and hold operation, Fig. 3 is an explanatory diagram showing the characteristics of this invention, and Fig. 4 is an arithmetic processing method. FIG. 5 is a relationship diagram between voltage and current compensation amount, FIG. 6 is a characteristic diagram of the first determination element, and FIG. 7 is a flowchart diagram explaining
FIG. 8 is an explanatory diagram for calculating detection time, FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional UVZ, and FIG. 10 is a diagram showing characteristics of a conventional UVZ. In the figure, 1 is a voltage transformer, 2 is a current transformer, 3 and 4 are input converters, 5 is a phase shifter, 6 is a setting device, 7 and 8 are half-wave rectifiers, 9 is a setter, and 10 is a comparison 11 is a time limit circuit, 12 is UVZ, 13,1
4 is a filter, 15 and 16 are sample holds,
17 is a multiplexer, 18 is an analog-to-digital converter, 19 is a microprocessor, 20 is a memory, 21, 22 are output circuits, 23, 24, 25 are
UVZ characteristics, 26, 27, 31, 33, 34,
38 is input data, 28, 32, 35, 39 are difference calculations, 29, 30, 36, 37, 53 are multiplication calculations, 40, 41, 44, 45, 49, 50 are square calculations, 42, 46, 48 , 51 is an addition operation, 4
3, 47, and 52 are square root operations, 54 and 56 are comparison operations, 55 is a setting value, and 57 is a logical sum. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電力系統の電圧及び電流を、一定周期でサン
プリングし、デジタル変換後、その数値に基づき
演算処理して、電力系統の事故を検出するデジタ
ル保護継電器において、前記電流を移相演算によ
り所定位相分移相する手段と、前記移相演算結果
を倍率演算により所定の大きさに変換する手段
と、前記電圧と前記倍率演算結果とを差分演算に
より差を得る手段と、前記差分演算結果を第1の
振幅値演算により大きさを算出する手段と、前記
電圧を、第2の振幅値演算により、大きさを算出
する手段と、前記第1と第2の振幅値演算結果を
加算演算により合成する手段と、前記倍率演算結
果に第1の定数を乗じた演算結果と前記加算演算
結果との比較演算により、大小を判定する第1の
判定要素と、前記第2の振幅値演算結果と第2の
定数との比較演算により、大小を判定する第2の
判定要素とを備え、前記第1の判定要素と、前記
第2の判定要素との論理和により、事故判定する
ことを特徴とするデジタル保護継電器。
1. In a digital protective relay that detects faults in the power system by sampling the voltage and current of the power system at regular intervals, converting them into digital data, and performing calculations based on the values, the current is converted to a predetermined phase by a phase shift calculation. means for phase shifting; means for converting the phase shift calculation result into a predetermined size by a magnification calculation; means for obtaining a difference between the voltage and the magnification calculation result by a difference calculation; means for calculating the magnitude by an amplitude value calculation of the voltage; means for calculating the magnitude of the voltage by a second amplitude value calculation; and combining the first and second amplitude value calculation results by an addition calculation. means, a first determination element that determines the magnitude by a comparison operation between the result of multiplying the magnification calculation result by a first constant and the result of the addition operation; a second determination element that determines the magnitude by a comparison operation with a constant, and an accident determination is made by a logical sum of the first determination element and the second determination element. Protective relay.
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