JPH06165364A - 交流電源の欠相検出方法 - Google Patents
交流電源の欠相検出方法Info
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- JPH06165364A JPH06165364A JP33987192A JP33987192A JPH06165364A JP H06165364 A JPH06165364 A JP H06165364A JP 33987192 A JP33987192 A JP 33987192A JP 33987192 A JP33987192 A JP 33987192A JP H06165364 A JPH06165364 A JP H06165364A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】三相交流電源の欠相のみを、同一時点で検出し
た電源電圧値の２乗和の算出値より、リップルが生じた
ことより検出するようにしたもの。 【構成】同一時点で検出された３つの各瞬時相電圧値ま
たは３つの各瞬時線間電圧値の各々の２乗の和を算出
し、和を値にリップルが生じたことにより、欠相検出す
るようにしたものである。
た電源電圧値の２乗和の算出値より、リップルが生じた
ことより検出するようにしたもの。 【構成】同一時点で検出された３つの各瞬時相電圧値ま
たは３つの各瞬時線間電圧値の各々の２乗の和を算出
し、和を値にリップルが生じたことにより、欠相検出す
るようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流電源の監視，三相交
流電源を入力とする機器の保護など広く採用されている
交流電源の欠相検出方法に関するものである。
流電源を入力とする機器の保護など広く採用されている
交流電源の欠相検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に三相交流電源の欠相を検出する場
合、三相交流電源を、三相全波整流器により得られた直
流電圧の最低値が予め定められた値以下になったことに
より、欠相と判定する手法がとられている。これを図
３，図４に示す。図３は従来例の欠相検出回路を示すも
ので、１は３つの相電源11，12，13より構成される三相
交流電源、２は三相全波整流器、３は検出基準電圧源、
４は比較器である。
合、三相交流電源を、三相全波整流器により得られた直
流電圧の最低値が予め定められた値以下になったことに
より、欠相と判定する手法がとられている。これを図
３，図４に示す。図３は従来例の欠相検出回路を示すも
ので、１は３つの相電源11，12，13より構成される三相
交流電源、２は三相全波整流器、３は検出基準電圧源、
４は比較器である。
【０００３】ここに、21は三相全波整流器２出力の直流
電圧を示し、31は比較器４の一方の入力である基準電圧
を示し、41は比較器４出力であり欠相の有無を示す。さ
らに、図３の各部の波形を図４に示す。図４において、
21a ，21b ，21c は直流電圧21を示し、直流電圧21a は
三相交流電源１が正常な場合を，直流電圧21b は三相交
流電源の１つの相電圧が低下した場合を，直流電圧21c
は三相交流電源の３つの相電圧が一様に低下した場合を
それぞれ示す。また、41b ，41c は前述の直流電圧21b
，21c に対応して示した比較器４出力であり欠相検出
信号を示す。
電圧を示し、31は比較器４の一方の入力である基準電圧
を示し、41は比較器４出力であり欠相の有無を示す。さ
らに、図３の各部の波形を図４に示す。図４において、
21a ，21b ，21c は直流電圧21を示し、直流電圧21a は
三相交流電源１が正常な場合を，直流電圧21b は三相交
流電源の１つの相電圧が低下した場合を，直流電圧21c
は三相交流電源の３つの相電圧が一様に低下した場合を
それぞれ示す。また、41b ，41c は前述の直流電圧21b
，21c に対応して示した比較器４出力であり欠相検出
信号を示す。
【０００４】さて、三相交流電源１が正常時には直流電
圧21a に示すように比較的リップルの小さな直流電圧が
現われ、しかも直流電圧21a は基準電圧31の値に比べて
充分高い。３つの相電圧源11，12，13のうちの１つが低
下した場合には、直流電圧21b に示すように電源電圧の
半サイクル毎に１度ずつ異常に低下し欠相検出信号41b
としてとらえられ、また直流電圧21c のものは欠相検出
信号41c としてとらえられるものとなる。
圧21a に示すように比較的リップルの小さな直流電圧が
現われ、しかも直流電圧21a は基準電圧31の値に比べて
充分高い。３つの相電圧源11，12，13のうちの１つが低
下した場合には、直流電圧21b に示すように電源電圧の
半サイクル毎に１度ずつ異常に低下し欠相検出信号41b
としてとらえられ、また直流電圧21c のものは欠相検出
信号41c としてとらえられるものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かような従来の欠相検
出方法には、つぎの欠点がある。すなわち、三相交流電
源を構成する３つの相（あるいは線間）電圧のうち１つ
の相（あるいは線間）電圧の低下、いわゆる欠相である
のか、それとも３つの相（あるいは線間）電圧全体の低
下、いわゆる低電圧または停電であるのかを区別できな
い。
出方法には、つぎの欠点がある。すなわち、三相交流電
源を構成する３つの相（あるいは線間）電圧のうち１つ
の相（あるいは線間）電圧の低下、いわゆる欠相である
のか、それとも３つの相（あるいは線間）電圧全体の低
下、いわゆる低電圧または停電であるのかを区別できな
い。
【０００６】３つの相（あるいは線間）電圧全体が低下
したとき欠相検出信号41c が得られるが、いわゆる欠相
時と低電圧時とでは、一般にその検出後の保護動作等の
対策が異なる場合が多い。また、故障の解析の面からも
欠相と低電圧は区別して検出する必要があり、これが混
同して検出されることは好ましくない。
したとき欠相検出信号41c が得られるが、いわゆる欠相
時と低電圧時とでは、一般にその検出後の保護動作等の
対策が異なる場合が多い。また、故障の解析の面からも
欠相と低電圧は区別して検出する必要があり、これが混
同して検出されることは好ましくない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであり、その技術思想とするとこ
ろは、三相電圧が一様に低下した場合には何ら変化のな
い値で、かつ欠相が生じたときのみに生じる物理量とし
て、各瞬間における三相交流電源の同一時点での３つの
相（あるいは線間）電圧各々を２乗してその和（以下２
乗和と称する）を算出し、その２乗和のリップルをとら
えるようにしたことにある。しかして本発明は、この２
乗和の変化を検出するとともに、そのリップル出力が設
定値以上に大きくなったことにより、欠相の発生と判定
するものである。
点に鑑みなされたものであり、その技術思想とするとこ
ろは、三相電圧が一様に低下した場合には何ら変化のな
い値で、かつ欠相が生じたときのみに生じる物理量とし
て、各瞬間における三相交流電源の同一時点での３つの
相（あるいは線間）電圧各々を２乗してその和（以下２
乗和と称する）を算出し、その２乗和のリップルをとら
えるようにしたことにある。しかして本発明は、この２
乗和の変化を検出するとともに、そのリップル出力が設
定値以上に大きくなったことにより、欠相の発生と判定
するものである。
【０００８】
【作用】三相交流電源の３つの相電圧をいまER，ES，ET
とすると、つぎの式（１），（２），（３）と表すこと
ができる。 ER＝KR・sin （ 2πft） ‥‥‥‥（１） ER＝KR・sin ｛ 2πft−（ 2／3 ）π｝ ‥‥‥‥（２） ET＝KT・sin ｛ 2πft＋（ 2／3 ）π｝ ‥‥‥‥（３） ここに、KR，KS，KTはＲ相，Ｓ相，Ｔ相の波高値であ
り、ｆは周波数、ｔは時間である。
とすると、つぎの式（１），（２），（３）と表すこと
ができる。 ER＝KR・sin （ 2πft） ‥‥‥‥（１） ER＝KR・sin ｛ 2πft−（ 2／3 ）π｝ ‥‥‥‥（２） ET＝KT・sin ｛ 2πft＋（ 2／3 ）π｝ ‥‥‥‥（３） ここに、KR，KS，KTはＲ相，Ｓ相，Ｔ相の波高値であ
り、ｆは周波数、ｔは時間である。
【０００９】したがって、ある時点での２乗和Ｅは次式
で表わせる。 Ｅ＝ER2 ＋ES2 ＋ET2 ‥‥‥‥（４） さて、三相交流電圧が平衡している場合には、式
（１），（２），（３）の波高値KR，KS，KTは同一値で
ある。その値をＫとすると、つぎの如く、 Ｅ＝Ｋ2 ・〔sin2（ 2πft） ＋sin2｛ 2πft−（ 2／3 ）π｝ ＋sin2｛ 2πft＋（ 2／3 ）π｝〕 ＝ 3Ｋ2 ／2 ‥‥‥‥（５） となり、時間的に変化しない一定値になる。
で表わせる。 Ｅ＝ER2 ＋ES2 ＋ET2 ‥‥‥‥（４） さて、三相交流電圧が平衡している場合には、式
（１），（２），（３）の波高値KR，KS，KTは同一値で
ある。その値をＫとすると、つぎの如く、 Ｅ＝Ｋ2 ・〔sin2（ 2πft） ＋sin2｛ 2πft−（ 2／3 ）π｝ ＋sin2｛ 2πft＋（ 2／3 ）π｝〕 ＝ 3Ｋ2 ／2 ‥‥‥‥（５） となり、時間的に変化しない一定値になる。
【００１０】一方、三相交流電圧に不平衡が生じた場合
には、波高値KR，KS，KTは異なった値となる。典型的な
例として、いま一相電圧が０（Ｖ）となった場合につい
てみる。そこで、（KR＝KS＝Ｋ），（KT＝０）とする
と、式（４）は、 Ｅ＝Ｋ2 ・〔sin2（ 2πft） ＋sin2｛ 2πft−（ 2／3 ）π｝〕 ＝Ｋ2 〔１−cos2｛ 4πft−（ 2／3 ）π｝／2 〕‥‥‥‥（６） となり、リップルを生じる。
には、波高値KR，KS，KTは異なった値となる。典型的な
例として、いま一相電圧が０（Ｖ）となった場合につい
てみる。そこで、（KR＝KS＝Ｋ），（KT＝０）とする
と、式（４）は、 Ｅ＝Ｋ2 ・〔sin2（ 2πft） ＋sin2｛ 2πft−（ 2／3 ）π｝〕 ＝Ｋ2 〔１−cos2｛ 4πft−（ 2／3 ）π｝／2 〕‥‥‥‥（６） となり、リップルを生じる。
【００１１】かくの如くに、２乗和Ｅは三相交流電源の
電圧平衡時には全くの一定値となって、また欠相時には
リップルを生じる。よって、このリップルの有無をとら
えて欠相の有無を検出することができる。さらに、三相
交流全体が低下した場合にも、不平衡が生じていない限
りはリップルが生じないため、電圧の高低に関わらず不
平衡の状態のみ検出できる妙味を有することである。
電圧平衡時には全くの一定値となって、また欠相時には
リップルを生じる。よって、このリップルの有無をとら
えて欠相の有無を検出することができる。さらに、三相
交流全体が低下した場合にも、不平衡が生じていない限
りはリップルが生じないため、電圧の高低に関わらず不
平衡の状態のみ検出できる妙味を有することである。
【００１２】
【実施例】図１は本発明が適用された一実施例の要部構
成を示すもので、５は乗算器51，52，53と加算器54から
なる２乗和算出部、６はリップル検出部61とウインドコ
ンパレータ62からなる比較部である。ここに、三相交流
電源１が３つの相電圧源11，12，13で構成された一例で
あり、またリップル検出部61はコンデンサ611 および抵
抗612 から構成される微分回路の例であり、ウインドコ
ンパレータ62はリップル検出部61出力の絶対値が予め決
められた値を越えると動作する例である。図１の各部波
形を図２に示し、図２に添って図１の動作を説明すると
つぎの如くである。
成を示すもので、５は乗算器51，52，53と加算器54から
なる２乗和算出部、６はリップル検出部61とウインドコ
ンパレータ62からなる比較部である。ここに、三相交流
電源１が３つの相電圧源11，12，13で構成された一例で
あり、またリップル検出部61はコンデンサ611 および抵
抗612 から構成される微分回路の例であり、ウインドコ
ンパレータ62はリップル検出部61出力の絶対値が予め決
められた値を越えると動作する例である。図１の各部波
形を図２に示し、図２に添って図１の動作を説明すると
つぎの如くである。
【００１３】３つの相電圧源11，12，13は三相交流電圧
の正常時に11a ，12a ，13a として実線表示され、この
状態においては２乗和算出部５の出力5a（実線表示）は
式（５）から明らかなように全くリップルの無い一定値
となる。したがって、リップル検出部61の出力61a （実
線表示）として示され全く０（Ｖ）のままであり、ウイ
ンドコンパレータ62の検出レベル62p ，62N に到達せ
ず、比較部６の出力60a （実線表示）は欠相検出信号を
出さない。
の正常時に11a ，12a ，13a として実線表示され、この
状態においては２乗和算出部５の出力5a（実線表示）は
式（５）から明らかなように全くリップルの無い一定値
となる。したがって、リップル検出部61の出力61a （実
線表示）として示され全く０（Ｖ）のままであり、ウイ
ンドコンパレータ62の検出レベル62p ，62N に到達せ
ず、比較部６の出力60a （実線表示）は欠相検出信号を
出さない。
【００１４】つぎに、相電圧源11b ，12b ，13b （波線
表示）は３つの相電圧源のうちの相電圧源13が低下した
場合を示す。この場合には、２乗和算出部５の出力5b
（波線表示）は式（６）から解るようにリップルを有す
る波形となり、その結果リップル検出部61の出力61b
（波線表示）は０（Ｖ）を中心に正負に電圧を発生す
る。この電圧がウインドコンパレータ62の検出レベル62
p ，62N に達すると、比較部６の出力60b （波線表示）
の如く、欠相検出信号を発生することができる。
表示）は３つの相電圧源のうちの相電圧源13が低下した
場合を示す。この場合には、２乗和算出部５の出力5b
（波線表示）は式（６）から解るようにリップルを有す
る波形となり、その結果リップル検出部61の出力61b
（波線表示）は０（Ｖ）を中心に正負に電圧を発生す
る。この電圧がウインドコンパレータ62の検出レベル62
p ，62N に達すると、比較部６の出力60b （波線表示）
の如く、欠相検出信号を発生することができる。
【００１５】つぎにまた、相電圧源11c ，12c ，13c
（点線表示）は３つの相電圧源11，12，13が一様に低下
した場合を示す。この場合、式（５）から解るように２
乗和算出部５の出力5c（点線表示）は正常時と比べて低
下しているが、リップルは全く無いものとなる。したが
って、リップル検出部61の出力61C （点線表示）も全く
０（Ｖ）のままであり、ウインドコンパレータ62の出
力、つまり比較部６の出力60c （点線表示）に示す如く
に欠相検出信号を出さない。
（点線表示）は３つの相電圧源11，12，13が一様に低下
した場合を示す。この場合、式（５）から解るように２
乗和算出部５の出力5c（点線表示）は正常時と比べて低
下しているが、リップルは全く無いものとなる。したが
って、リップル検出部61の出力61C （点線表示）も全く
０（Ｖ）のままであり、ウインドコンパレータ62の出
力、つまり比較部６の出力60c （点線表示）に示す如く
に欠相検出信号を出さない。
【００１６】なお、本発明はつぎの如きものであっても
有効である。 （１） コンデンサと抵抗による微分回路例で示した
が、リップル検出部としては最大値および最低値を検出
し、最大値と最小値の差を検出する方法など、その手段
を問うものではない。 （２） 実施例では各部を乗算器や加算器などの回路部
分で示したが、コンピュータによるソフト演算によるも
のであってもよい。 （３） 三相交流電圧および相電圧にとらわれず、一般
的な多相交流電圧および線間電圧とによるものでも有効
である。 （４） 三相回路系における計算例によるものとしてあ
るが、これにとらわれず、直行座標系へ変換した二相回
路系から算出する手段によってもよい。 （５） 装置入力の電源電圧の欠相検出についてま勿
論、交流を発生する装置の出力に関するものであっても
よい。
有効である。 （１） コンデンサと抵抗による微分回路例で示した
が、リップル検出部としては最大値および最低値を検出
し、最大値と最小値の差を検出する方法など、その手段
を問うものではない。 （２） 実施例では各部を乗算器や加算器などの回路部
分で示したが、コンピュータによるソフト演算によるも
のであってもよい。 （３） 三相交流電圧および相電圧にとらわれず、一般
的な多相交流電圧および線間電圧とによるものでも有効
である。 （４） 三相回路系における計算例によるものとしてあ
るが、これにとらわれず、直行座標系へ変換した二相回
路系から算出する手段によってもよい。 （５） 装置入力の電源電圧の欠相検出についてま勿
論、交流を発生する装置の出力に関するものであっても
よい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように格別な欠相検出手法
により、良好に欠相を検出するのみならず、三相交流電
圧の低下と明確に区別し、しかも正常時には算出値にリ
ップルは皆無であるからフイルタを介する必要がなく、
リップル発生した場合極めて明確に欠相の発生を検出し
得る実用上の効果は顕著である。
により、良好に欠相を検出するのみならず、三相交流電
圧の低下と明確に区別し、しかも正常時には算出値にリ
ップルは皆無であるからフイルタを介する必要がなく、
リップル発生した場合極めて明確に欠相の発生を検出し
得る実用上の効果は顕著である。
【００１８】
【図１】図１は本発明が適用された一実施例の要部構成
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】図２は図１の各部波形を示波形図である。
【図３】図３は従来例の欠相検出回路を示す回路図であ
る。
る。
【図４】図４は図３の各部波形を示す波形図である。
【００１９】
１ 三相交流電源 11 相電源 12 相電源 13 相電源 ５ ２乗和算出器 51 乗算器 52 乗算器 53 乗算器 54 加算器 ６ 比較部 61 リップル検出部 62 ウインドコンパレータ
Claims (1)
- 【請求項１】 同一時点で検出された三相交流電源の３
つの各瞬時相電圧値または３つの各瞬時線間電圧値の各
々の２乗の和を算出するとともに、該和の値にリップル
が生じたことにより欠相が発生したことを検出するよう
にした交流電源の欠相検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33987192A JPH06165364A (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 交流電源の欠相検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33987192A JPH06165364A (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 交流電源の欠相検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165364A true JPH06165364A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18331615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33987192A Pending JPH06165364A (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 交流電源の欠相検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06165364A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006296108A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 欠相検出装置及び交流−交流直接変換装置 |
| CN102005719A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-06 | 江苏省电力公司金坛市供电公司 | 三相欠压、缺相延时继电器 |
| JP2012042245A (ja) * | 2010-08-16 | 2012-03-01 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 欠相検出方法 |
| CN105788966A (zh) * | 2010-09-29 | 2016-07-20 | 江苏省电力公司金坛市供电公司 | 三相欠压及缺相延时继电器 |
| JP2020089017A (ja) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | 富士電機株式会社 | 装置、電源装置、方法およびプログラム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315169A (en) * | 1976-07-27 | 1978-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | 3-phase ac detection circuit |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP33987192A patent/JPH06165364A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315169A (en) * | 1976-07-27 | 1978-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | 3-phase ac detection circuit |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006296108A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 欠相検出装置及び交流−交流直接変換装置 |
| JP4596251B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2010-12-08 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 欠相検出装置及び交流−交流直接変換装置 |
| JP2012042245A (ja) * | 2010-08-16 | 2012-03-01 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 欠相検出方法 |
| CN102005719A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-06 | 江苏省电力公司金坛市供电公司 | 三相欠压、缺相延时继电器 |
| CN105788966A (zh) * | 2010-09-29 | 2016-07-20 | 江苏省电力公司金坛市供电公司 | 三相欠压及缺相延时继电器 |
| CN105810509A (zh) * | 2010-09-29 | 2016-07-27 | 江苏省电力公司金坛市供电公司 | 延时继电器 |
| JP2020089017A (ja) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | 富士電機株式会社 | 装置、電源装置、方法およびプログラム |
| US11424610B2 (en) | 2018-11-21 | 2022-08-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Apparatus, power supply, method and recording medium to determine a state of a three-phase AC power supply using instantaneous voltages of three phases of the AC voltage |
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