JPH0634689A - 零相電圧検出装置 - Google Patents

零相電圧検出装置

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JPH0634689A
JPH0634689A JP18781492A JP18781492A JPH0634689A JP H0634689 A JPH0634689 A JP H0634689A JP 18781492 A JP18781492 A JP 18781492A JP 18781492 A JP18781492 A JP 18781492A JP H0634689 A JPH0634689 A JP H0634689A
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JP
Japan
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phase
voltage
zero
gain
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP18781492A
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English (en)
Inventor
Kenichi Sakagami
賢一 阪上
Kazuo Toda
和郎 戸田
Satoshi Tagiri
智 田伐
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0634689A publication Critical patent/JPH0634689A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配電線の各相に設置されたセンサの感度や周
囲の環境の不均一性に関わらず、高精度の零相電圧検出
を行うことができる検出装置を提供する。 【構成】 ゲイン調整回路9a,9b,9cと、D/A変
換器16a,16b,16cはセンサの感度ばらつき等の
原因による零相電圧計測の誤差を小さくするために付加
されたものであり、ゲイン調整回路9a,9b,9cにお
いて、受光素子8a,8b,8cからの計測信号と、D/
A変換器16a,16b,16cの出力である各相計測信
号の調整ゲインとの積を演算し、その演算結果は増幅器
10a,10b,10cにそれぞれ入力され、また三相の
信号を一括して加算回路12にも入力される。各相調整
ゲインの値は、配電線の各相電圧の計測信号とA相−C
相間電圧の計測信号の比が全て等しくなるように、マイ
クロプロセッサ15によって演算されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、配電線の対地電圧を測
定して、地絡時に発生する零相電圧を検出する零相電圧
検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、配電線の零相電圧検出装置は、三
相配電線路の各相ごとに取り付けられたセンサからの信
号を加算することによって零相電圧を検出している。こ
の際、配電線の対地間の浮遊静電容量は周囲の温度など
により変動しており、しかも各相のセンサは個々の温度
特性、感度のばらつきを有しているため、三相配電線路
に零相電圧が発生していない時でも加算回路の出力が零
にならず、検出装置の誤動作の原因となる。この誤動作
を避けるため、例えば、特開平3ー56026号公報に
示された装置がある。この従来例を図2に示す。図2に
示すように従来の方法では、各相電圧の計測信号の加算
回路24の出力を、マイクロプロセッサ25とメモリ2
6からなる補正演算回路27に接続して、最新のサンプ
リングデータからおよびその実効値から過去のサンプリ
ングデータおよびその実効値をそれぞれ減算することに
より、零相電圧検出の誤差成分を除去している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に、センサを配電
線に設置した時の環境は、個々の設置場所によって様々
であり、例えば、当該のセンサを設置していない他の配
電線がセンサ付近に架線されている場合や、大地電位と
同電位の物体がセンサ付近に存在する可能性が考えられ
る。その際、周囲の環境が各相のセンサそれぞれに与え
る影響は一様ではないため、配電線路に零相電圧が発生
しておらず、同一の温度特性、感度を有するセンサを用
いても加算回路の出力は零にならない。前述の特開平3
−56026号公報の方法は、対地間浮遊静電容量の変
動と個々のセンサの特性差に起因する誤差成分を、零相
電圧計測信号について最新のデータから過去のデータを
減算することにより除去している。この方法を対値間浮
遊静電容量を用いた光電圧センサに適用した場合、通常
時においては零相電圧の誤検出を防止するのに有効であ
るが、地絡事故時の零相電圧の計測精度は、前記の周囲
環境が各相センサに与える影響の不均一性に依存して低
くなるという問題点を有している。
【0004】そこで本発明は上記の問題点を解消し、長
期間に渡って高精度の計測を行う零相電圧検出装置を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、三相交流線路の各相の対地電圧を検出する複
数の対地電圧計測手段と、前記複数の対地電圧計測手段
からの信号が入力されゲイン調整を行う調整手段と、前
記調整手段によって調整された各相電圧の計測信号を加
算する加算手段を有し、前記加算手段の出力から零相電
圧を検出する零相電圧検出装置において、前記調整のた
めのゲインを演算する演算手段と、三相のうち任意の二
相間の電圧を検出する線間電圧計測手段を設け、前記演
算手段は、前記線間電圧計測手段からの二相間電圧の検
出信号の値を基準として、前記基準値に対する前記複数
の対地電圧計測手段からの各相電圧の検出信号の値の比
が、三相とも等しくなるように調整を行うものである。
【0006】
【作用】上記の構成により本発明は、演算手段で演算さ
れた適当なゲインで、センサから得られた信号を調整す
ることにより、各相センサの特性差や周囲環境が各相セ
ンサに与える影響の不均一性による誤差要因を相殺し、
零相電圧計測精度の向上を図るものである。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。
【0008】図1は本発明にかかる装置の例を示す構成
ブロック図である。図において、三相配電線1a,1b,
1cにはそれぞれ分圧コンデンサ2a,2b,2cが接続
され、分圧コンデンサ2a,2b,2cの両端には、光電
圧センサ4a,4b,4cがそれぞれ接続されている。光
電圧センサ4a,4b,4cには、光ファイバ5a,5b,
5cを介して発光ダイオードを使用した発光素子7a,
7b,7cが、光ファイバ6a,6b,6cを介してフォ
トダイオードを使用した受光素子8a,8b,8cがそれ
ぞれ接続されている。上記の分圧コンデンサ2a,2b,
2c、光電圧センサ4a,4b,4c、光ファイバ5a,
5b,5c、発光素子7a,7b,7c、光ファイバ6a,
6b,6c、受光素子8a,8b,8cによって第1の計
測手段が構成されている。受光素子8a,8b,8cの出
力はゲイン調整回路9a,9b,9cにそれぞれ入力さ
れ、ゲイン調整回路9a,9b,9cの出力は増幅器10
a,10b,10cにそれぞれ入力される。三相配電線の
A相とC相の間には、第2の計測手段である変圧器11
が接続される。また、ゲイン調整回路9a,9b,9cの
出力は、加算手段である加算回路12にも入力される。
増幅器10a,10b,10cの出力、変圧器11の出
力、加算回路12の出力はすべてマルチプレクサ13に
入力される。マルチプレクサ13の出力はA/D変換器
14に入力され、A/D変換器14の出力は演算装置1
5に入力される。マイクロプロセッサ151によって演
算された結果の出力は、演算の目的に応じてD/A変換
器16a,16b,16cおよび表示器17に入力され
る。D/A変換器16a,16b,16cの出力はゲイン
調整回路9a,9b,9cにそれぞれ入力され、ゲイン調
整回路9a,9b,9cおよびD/A変換器16a,16
b,16cによって、調整手段を構成している。
【0009】三相配電線1a,1b,1cの対地電圧は、
分圧コンデンサ2a,2b,2cと対地間浮遊静電容量3
a,3b,3cでそれぞれ分圧され、分圧コンデンサ2
a,2b,2cの両端の電圧が光電圧センサ4a,4b,4
cにそれぞれ印加されている。発光素子7a,7b,7c
から発せられ、光ファイバ5a,5b,5cを通って光電
圧センサ4a,4b,4cに入射された光は、光電圧セン
サ4a,4b,4cに印加されている電圧に比例した変調
を受け、光ファイバ6a,6b,6cを通って受光素子8
a,8b,8cにそれぞれ入射される。受光素子8a,8
b,8cに入射された光は、光電圧センサ4a,4b,4
cで受けた変調度に比例した電圧信号に変換されてゲイ
ン調整回路9a,9b,9cにそれぞれ入力される。ゲイ
ン調整回路9a,9b,9cにおいては、受光素子8a,
8b,8cからの計測信号と、D/A変換器16a,16
b,16cの出力である各相計測信号の調整ゲインを乗
算し、積に比例した値を出力する。その出力は増幅器1
0a,10b,10cにそれぞれ入力され、また三相の信
号を一括して加算回路12にも入力される。配電線のA
相−C相間の電圧は変圧器11で変圧され、A相−C相
間電圧に比例した電圧が変圧器11の出力となる。増幅
器10a,10b,10c、変圧器11、加算回路12の
出力信号は全て電圧の形でマルチプレクサ13に入力さ
れ、マルチプレクサ13で一定のタイミングで切り替え
られて1つずつA/D変換器14に入力される。A/D
変換器14でA/D変換された信号は演算装置15に入
力される。従って、15は、その時々の配電線各相の対
地電圧、A相−C相間の電圧、零相電圧に相当する信号
を得ており、それらの信号の1周期間のピーク値をもと
に演算を行う。演算装置15は、通常はA相−C相間の
電圧、零相電圧の信号から配電線に発生している零相電
圧の値を演算して表示器17に出力し、また各相の計測
信号の調整ゲインに相当する信号をD/A変換器16
a,16b,16cにそれぞれ出力している。D/A変換
器16a,16b,16cは、各相の調整ゲインをD/A
変換し、それらをアナログ電圧の形で各相のゲイン調整
回路9a,9b,9cにそれぞれ出力する。各相の計測信
号の調整ゲインを決定する演算を行う際には、演算装置
15は上記の演算および出力は行わない。
【0010】以下、各相の計測信号の調整ゲインを決定
する演算を行う際の、演算装置15の動作および本実施
例の効果について述べる。
【0011】光電圧センサ4a,4b,4cの感度には特
性差があることを避けられず、またセンサを配電線に設
置した時の環境は、個々の設置場所によって様々であ
り、周囲の環境が各相の対地間浮遊容量3a,3b,3c
それぞれに与える影響は一様ではない。従って、三相配
電線1a,1b,1cの対地電圧と、受光素子8a,8b,
8cの出力である各相電圧の計測信号のそれぞれの比は
全て同一にはならないため、零相電圧計測に誤差を生じ
る。ゲイン調整回路9a,9b,9cと、D/A変換器1
6a,16b,16cは上記の原因による零相電圧計測の
誤差を小さくするために設けられたものである。
【0012】図3は、センサの較正と各相計測信号のゲ
イン調整から配電線の電圧計測にいたるまでのを行う手
順を示すフローチャートである。
【0013】調整ゲインを決定する演算を行うには、演
算装置15は調整ゲインが1になるようにD/A変換器
16a,16b,16cに信号を出力する。すなわち、こ
の時にはゲイン調整回路9a,9b,9cは入力された信
号を無変換で出力する。この状態で演算装置15は増幅
器10a,10b,10c、変圧器11からの信号を取り
込み、調整ゲインを演算する。例えば、A相の調整ゲイ
ンαを演算するときには、増幅器10aの出力の1周期
間のピーク値をVa、変圧器11の出力の1周期間のピ
ーク値をVacとして、これらの比があらかじめ設定し
た所望の値kになるように α=Vac/(k・Va) (1) の演算を行う。この演算で得られたαに対応する信号
を、演算装置15からD/A変換器16aに出力し、D
/A変換器16aの出力電圧によって受光素子8aの出
力がゲイン調整回路においてα倍されて増幅器10aに
入力され、A相の調整が完了する。同様の方法で増幅器
10bの出力の1周期間のピーク値Vb、増幅器10c
の出力の1周期間のピーク値Vcと、比の値kを用いて
B相、C相の調整ゲインβ,γも演算することができ
る。演算によって得られた調整ゲインα,β,γの値は調
整時のセンサ設置環境に固有の値として、不揮発メモリ
154に記憶される。演算装置15からD/A変換器1
6a,16b,16cへの信号は、次に調整ゲインの更新
が行われるまでそれぞれ同じ値が出力され続ける。
【0014】センサの較正は模擬配電線路にセンサを設
置して行い、この状態を較正モードとする。較正モード
において上記のゲイン調整を行った後、さらに既知の値
の零相電圧を模擬的に発生させ表示17と零相電圧値が
一致するように、例えば加算器12内に設けられた可変
抵抗器で調整することにより行う。
【0015】通常は、三相配電線各相の対地電圧と任意
の二相間の線間電圧は比例関係にあることから、上記の
ような較正を行った後、センサを配電線路に設置した状
態で設置箇所における線間電圧を基準として、各相につ
いて再びゲインを調整すれば、周囲環境が各相センサに
与える影響の不均一性に関わらず、較正時の計測状態を
再現することが可能となる。
【0016】なお、上記の実施例ではゲイン調整回路9
a,9b,9cおよび加算回路12はアナログ回路で実現
したが、マイクロプロセッサ等のディジタル回路で構成
しても良い。また、上記の実施例ではA/D変換器14
および演算装置15を用いてディジタル演算を行ってい
るが、乗除算が実現できる他の回路構成であってもよ
い。また、上記の実施例では演算装置15での演算に各
計測信号の1周期間のピーク値を用いたが、2周期以上
のピーク値の平均値を用いてもよく、また実効値で演算
を行っても同様の効果が得られる。なお、上記の実施例
では配電線の二相間の電圧を計測するのにA相とC相の
間に変圧器11を接続したが、三相のうちいずれの二相
を選んでもよく、また本実施例は、変圧器11を線間電
圧計測手段として二相間に設置する構成であるが、通常
配電線の二相間に接続されている開閉器子局制御用変圧
器の出力電圧を線間電圧信号として計測に用いてもよ
い。
【0017】
【発明の効果】以上のように、ゲイン調整回路を付加し
各相の電圧計測信号のゲインを調整することにより、等
価的に各相に感度の等しい光電圧センサを設置したこと
になり、各相に設置されたセンサの感度や周囲の環境の
不均一性に関わらず、高精度の零相電圧検出を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の零相電圧検出装置の構成ブロ
ック図
【図2】従来の零相電圧検出装置の構成ブロック図
【図3】各相ゲイン調整およびセンサの較正を行う手順
を示すフローチャート
【符号の説明】
2a,2b,2c 分圧コンデンサ 4a,4b,4c 光電圧センサ 5a,5b,5c 光ファイバ 6a,6b,6c 光ファイバ 7a,7b,7c 発光素子 8a,8b,8c 受光素子 9a,9b,9c ゲイン調整回路 11 変圧器 12 加算回路 15 演算装置 154 不揮発メモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】三相交流線路の各相の対地電圧を検出する
    複数の対地電圧計測手段と、前記複数の対地電圧計測手
    段からの信号が入力されゲイン調整を行う調整手段と、
    前記調整手段によって調整された各相電圧の計測信号を
    加算する加算手段を有し、前記加算手段の出力から零相
    電圧を検出する零相電圧検出装置において、前記調整の
    ためのゲインを演算する演算手段と、三相のうち任意の
    二相間の電圧を検出する線間電圧計測手段を設け、前記
    演算手段は、前記線間電圧計測手段からの二相間電圧の
    検出信号の値を基準として、前記基準値に対する前記複
    数の対地電圧計測手段からの各相電圧の検出信号の値の
    比が、三相とも等しくなるように調整することを特徴と
    する零相電圧検出装置。
JP18781492A 1992-07-15 1992-07-15 零相電圧検出装置 Pending JPH0634689A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005027293A1 (de) * 2003-09-11 2005-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und schaltungsanordnung zur erdschlusserfassung an elektronischen auslösern für niederspannungs-leistungsschalter mit vorgeschalteten messverstärkern
JP2017502455A (ja) * 2013-11-15 2017-01-19 マシイネンフアブリーク・ラインハウゼン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 三相交流電源用のコンデンサブッシングを監視するための方法及び設備

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