JPH0641347U - AC filter equipment digital relay for protection - Google Patents

AC filter equipment digital relay for protection

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JPH0641347U
JPH0641347U JP7507792U JP7507792U JPH0641347U JP H0641347 U JPH0641347 U JP H0641347U JP 7507792 U JP7507792 U JP 7507792U JP 7507792 U JP7507792 U JP 7507792U JP H0641347 U JPH0641347 U JP H0641347U
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JP
Japan
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filter equipment
value
digital relay
offset
relay
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JP7507792U
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英之 中谷
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】交流フィルタ設備を流れる電流には、交流フィ
ルタ設備により分路される周波数以外の成分、例えば直
流オフセット成分が含まれている。この直流オフセット
成分を極力除くことが、ディジタルリレー動作の誤差要
因を除く上で望まれる。 【構成】電流のサンプル値im(m=0,1,2,…) を一定周期
にわたって総和し、データ数で割ることにより直流オフ
セット値を求め、前記サンプル値im から差し引き、こ
の差し引かれたデータに基づいて応動するディジタルリ
レー1を構成する。
(57) [Summary] [Purpose] The current flowing through the AC filter equipment contains a component other than the frequency shunted by the AC filter equipment, for example, a DC offset component. It is desirable to remove this DC offset component as much as possible in order to eliminate the error factor of the digital relay operation. [Structure] A sample value im of current (m = 0,1,2, ...) is summed over a certain period and divided by the number of data to obtain a DC offset value, which is subtracted from the sample value im, and the subtracted data A digital relay 1 which operates in response to the above is constructed.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は交流フィルタ設備保護用ディジタルリレーに関し、さらに詳細にいえ ば、電力系統に流れる電流に重畳される高周波成分を除去するために設けられた 交流フィルタ設備に流れる高周波成分の実効値に応動する交流フィルタ設備保護 用ディジタルリレーの改良に関する。 The present invention relates to a digital relay for protecting an AC filter equipment, and more specifically, it responds to an effective value of a high frequency component flowing in an AC filter equipment provided to remove a high frequency component superimposed on a current flowing in a power system. Improvement of digital relay for protection of AC filter equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

周期数変換所等に設置される交流フィルタ設備は、直列に接続されたコイル、 リアクトルおよび抵抗等により構成され、特定の高周波成分に対しては低インピ ーダンス、それ以外の高周波成分に対しては高インピーダンスとなるものである 。したがって、交流フィルタ設備は、電力系統と並列に設置して、電力系統に流 れる電流に含まれる特定の高周波成分のみを大地に流す機能を持っている。 The AC filter equipment installed at the period converter is composed of a coil, a reactor and a resistor connected in series.It has low impedance for specific high frequency components and low impedance for other high frequency components. It has high impedance. Therefore, the AC filter equipment is installed in parallel with the power system and has the function of allowing only specific high-frequency components contained in the current flowing in the power system to flow to the ground.

【0003】 ところで、交流フィルタ設備に、電力系統から過大な電流が流れることがある 。この状態を放置すると交流フィルタ設備の過負荷につながるので、リレーによ って過電流を検知し、遮断器を設けて電流の流入を遮断してやる必要がある。By the way, an excessive current may flow from the power system to the AC filter equipment. If this condition is left unchecked, the AC filter equipment will be overloaded, so it is necessary to detect the overcurrent by the relay and install a circuit breaker to interrupt the inflow of current.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

前記リレーに入力される電流信号には、当該交流フィルタ設備により分路され る周波数以外の成分、例えば直流オフセット成分が含まれている。さらにリレー には、アナログハイパスフィルター、サンプルホールド回路、A/D変換器など のアナログ信号処理回路が含まれているが、この処理回路のゲインが大きいため 、直流オフセット成分が増幅される。 The current signal input to the relay contains a component other than the frequency shunted by the AC filter equipment, for example, a DC offset component. Furthermore, the relay includes an analog signal processing circuit such as an analog high-pass filter, a sample hold circuit, an A / D converter, etc., but since the gain of this processing circuit is large, the DC offset component is amplified.

【0005】 このため、入力電流が0の状態であっても、パネルの計測表示値が0でない値 (最大4%に達することもある。)を表示したり、零相電流表示値が0でない値 (最大8%に達することもある。)を表示したりする。 したがって、前記アナログ信号処理回路において、直流オフセット成分を極力 発生させないことが、誤差要因を除く上で望まれるが、例えばアナログハイパス フィルターの直流ゲインを十分低下させようとすると、フィルタ特性(第27〜 37次高調波特性)をある程度犠牲にすることになるため、アナログ信号処理回 路の改良にも限度がある。Therefore, even when the input current is 0, the measured display value of the panel is not 0 (it may reach 4% at maximum), or the zero-phase current display value is not 0. Display the value (up to 8% may be reached). Therefore, in the analog signal processing circuit, it is desirable that the DC offset component is not generated as much as possible in order to eliminate the error factor. However, if the DC gain of the analog high-pass filter is sufficiently reduced, the filter characteristics (27th to Since the 37th harmonic characteristic is sacrificed to some extent, there is a limit to the improvement of the analog signal processing circuit.

【0006】 本考案は、上記の欠点を改善するためなされたものであり、直流オフセット成 分を確実に遮断することができる交流フィルタ設備保護用ディジタルリレーを提 供することを目的とする。The present invention has been made to remedy the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a digital relay for AC filter equipment protection capable of reliably blocking a DC offset component.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記の目的を達成するための本考案の交流フィルタ設備保護用ディジタルリレ ーは、対象波に含まれる基本波の周波数に相当する一定の周波数ωを設定して、 対象波の一周期2π/ωを2k等分した各時点ごとに対象波をサンプリングする サンプリング手段と、サンプリング手段によってサンプリングされたサンプル値 im(m=0,1,2,…) を一定周期にわたって総和し、データ数で割ることにより直流 オフセット値を求め、前記サンプル値im から差し引く演算手段とを有し、この 差し引かれたデータに基づいて得られる実効値に応動するディジタルリレーであ る。 In order to achieve the above-mentioned object, the digital relay for protecting the AC filter equipment of the present invention sets a constant frequency ω corresponding to the frequency of the fundamental wave included in the target wave, and makes one cycle of the target wave 2π / ω. Sampling means for sampling the target wave at each time point equally divided by 2k, and sample values im (m = 0,1,2, ...) sampled by the sampling means are summed over a certain period and divided by the number of data. It is a digital relay which has a calculating means for obtaining a DC offset value by means of and subtracts it from the sample value im, and which responds to an effective value obtained based on the subtracted data.

【0008】[0008]

【作用】[Action]

対象波の瞬時値i(t) を、直流成分I0 と、基本波成分In(n=1)と、高調波成 分In(n=2,3,・・・・) とを用いて一般的に書き表すと、 i(t) =I0 +ΣIn sin (nωt+θn) (1) となる。Σ(総和)はnについてとるものとする。nは次数、ωはi(t) の基本 波の周波数、θn はn次波の位相である。The instantaneous value i (t) of the target wave is generally calculated using the DC component I 0 , the fundamental wave component In (n = 1), and the harmonic component In (n = 2,3, ...). It can be expressed as follows: i (t) = I 0 + ΣIn sin (nωt + θn) (1) Σ (sum) is taken for n. n is the order, ω is the frequency of the fundamental wave of i (t), and θn is the phase of the n-th wave.

【0009】 ここで、一周期2π/ωを2k等分した各時点ごとにi(t) をサンプリングを すると、 im =i(2m π/ 2kω) =I0 +ΣIn sin(nmπ/k+θn) (2) となる。Here, if i (t) is sampled at each time point where one cycle 2π / ω is equally divided into 2k, then im = i (2mπ / 2kω) = I 0 + ΣIn sin (nmπ / k + θn) (2 ).

【0010】 サンプル値をm=0から2k−1まで総和すると、 A=2kI0 +ΣΣIn sin(nmπ/k+θn) (3) となる。Σはn及びmについてとられる。mについての総和をとれば、(3) 式の 右辺はすべて0となるので、総和値Aは、 A=2kI0 となる。したがって、このAをサンプル数2kで割ると、対象波に含まれる直流 成分I0 を求めることができる。そこでサンプル値im からI0 を引くと、オフ セット成分を含まないデータを得ることができる。When the sampled values are summed from m = 0 to 2k−1, A = 2kI 0 + ΣΣIn sin (nmπ / k + θn) (3) Σ is taken for n and m. If the sum of m is taken, the right side of the equation (3) will be all 0, so the sum A will be A = 2 kI 0 . Therefore, if this A is divided by the number of samples 2k, the DC component I 0 contained in the target wave can be obtained. Therefore, by subtracting I 0 from the sample value im, it is possible to obtain data that does not include the offset component.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。 図1は、交流フィルタ設備保護用ディジタルリレーの設置状態を示すブロック 図である。 配電線21と大地との間には、特定の高調波を流すコンデンサC、リアクトル L、抵抗Rを有する交流フィルタ設備22及び遮断器SWが接続されており、交 流フィルタ設備22を流れる電流は検流器23により検出される。 Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an installed state of a digital relay for protecting an AC filter facility. Between the distribution line 21 and the ground, a capacitor C for flowing a specific harmonic, a reactor L, an AC filter equipment 22 having a resistance R and a circuit breaker SW are connected, and the current flowing through the AC filter equipment 22 is It is detected by the galvanometer 23.

【0012】 検流器23により検出された電流は、交流フィルタ設備保護用ディジタルリレ ー1に入力される。 ディジタルリレー1は、検流器23の出力電圧を降圧する補助トランス11、 アナログハイパスフィルター12、アナログハイパスフィルター12の出力電圧 i(t) (フィルタ設備22を流れる電流に比例する)を一定時間Δt(Δtは例 えば0.000139秒に設定される。周波数60Hz の場合、位相角3°に相当し、k =60、120サンプリングとなる。)ごとにサンプリングするサンプルホール ド回路13、サンプルホールドされたアナログ値をディジタル変換するA/D変 換器14、そのディジタル変換されたサンプル値(im とおく)を記憶し、オフ セットを求めるオフセット演算部15、オフセット演算部15によってオフセッ ト成分が除かれたデータに基づいて実効値演算をする実効値演算部16、及び実 効値と整定値とを比較する比較部17を有する。The current detected by the galvanometer 23 is input to the digital relay 1 for protecting the AC filter equipment. The digital relay 1 outputs the output voltage i (t) (proportional to the current flowing through the filter equipment 22) of the auxiliary transformer 11, the analog high-pass filter 12, and the analog high-pass filter 12 that steps down the output voltage of the galvanometer 23 for a certain time Δt. (Δt is set to 0.000139 seconds, for example. At a frequency of 60 Hz, it corresponds to a phase angle of 3 °, and k = 60, 120 samplings.) A sample and hold circuit 13 for sampling every sample and analog held and held. The A / D converter 14 for digitally converting the value, the digitally converted sample value (set as im) are stored, and the offset calculation unit 15 for obtaining the offset, the offset component is removed by the offset calculation unit 15. RMS value calculation unit 16 that calculates RMS value based on data, and compares the effective value and the set value The comparison unit 17 has

【0013】 上記ディジタルリレー1の動作を図2の波形図に基づいて説明する。なお、同 図の横軸は時間tを示し、縦軸はアナログハイパスフィルター12の出力電圧i (t) を示す。 サンプル値im は、上記一定時間Δtごとにサンプリングされオフセット演算 部15のメモリに刻々記憶される。オフセット演算部15は、1サイクル分のサ ンプル値im に基づいて、 A=Σim を算出し、求められたAを2k=120で割ることによって、オフセット成分I 0 を求める。そして、サンプル値im からオフセット成分I0 を減算する。The operation of the digital relay 1 will be described with reference to the waveform chart of FIG. The horizontal axis of the figure shows the time t, and the vertical axis shows the output voltage i (t) of the analog high-pass filter 12. The sample value im is sampled at the above-mentioned constant time Δt and stored in the memory of the offset calculator 15 every moment. The offset calculator 15 calculates A = Σim based on the sample value im for one cycle, and divides the obtained A by 2k = 120 to obtain the offset component I 0 Ask for. Then, the offset component I from the sample value im0Subtract.

【0014】 これにより、オフセット成分がカットされたデータを得ることができ、このデ ータに基づいて実効値演算部16が高周波成分の実効値を算出する。 そして、比較部17は、上記実効値を整定値と比較し、実効値が整定値を超え ていれば、交流フィルタ設備22の安全を確保するため遮断器SWのトリップ出 力を出す。これにより、交流フィルタ設備22に流れる電流を遮断できる。なお 、この場合、時限リレーを取り付けて実効値が整定値以上である状態が一定時間 続いたときのみ動作信号を出力するようにしてもよい。As a result, data in which the offset component is cut can be obtained, and the effective value calculator 16 calculates the effective value of the high frequency component based on this data. Then, the comparison unit 17 compares the effective value with the set value, and if the effective value exceeds the set value, outputs the trip output of the circuit breaker SW to ensure the safety of the AC filter equipment 22. As a result, the current flowing through the AC filter equipment 22 can be cut off. In this case, a timed relay may be attached and the operation signal may be output only when the state in which the effective value is the set value or more continues for a certain time.

【0015】 以上のようにして、オフセット演算することにより、直流成分を含まない高調 波のみを取り出すことができる。したがって、このようにして構成されたディジ タルリレーを用いれば、誤差要因となる直流成分をキャンセルすることができる フィルタ設備の保護リレーを構成することができる。 なお、本考案は上記の実施例に限定されるものではない。例えば上記実施例で は、1サイクル分のサンプル値im の総和を平均することによりオフセット成分 を求めたが、一般に複数サイクル分の総和をとってもよい。ただし、サイクル数 が多くなるほどオフセット値は正確になるが、多くのデータを記憶しなければな らないので、リレー応動時間が遅れるという問題がある。そこで、サイクル数は 精度とリレー応動時間との観点から決めなければならない。By performing the offset calculation as described above, only the harmonics that do not include the DC component can be extracted. Therefore, by using the digital relay configured in this way, it is possible to configure a protection relay for filter equipment that can cancel the DC component that causes an error. The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the offset component is obtained by averaging the sum total of the sample values im for one cycle, but in general, the sum total for a plurality of cycles may be taken. However, although the offset value becomes more accurate as the number of cycles increases, there is a problem that the relay response time is delayed because more data must be stored. Therefore, the number of cycles must be decided in terms of accuracy and relay response time.

【0016】[0016]

【考案の効果】[Effect of device]

以上のように、本考案によれば、サンプル値im(m=0,1,2,…) を一定周期にわ たって総和し、データ数で割ることにより直流オフセット値を求め、前記サンプ ル値im から差し引き、この差し引かれたデータに基づいて応動するので、誤差 要因が除かれた正確なデータに基づいて応動する交流フィルタ設備保護用ディジ タルリレーを実現することができる。したがって、当該交流フィルタ設備を適切 に保護することができる。 As described above, according to the present invention, the sampled value im (m = 0,1,2, ...) is summed over a fixed period and divided by the number of data to obtain the DC offset value, and the sample value Since it is subtracted from im and responds based on this subtracted data, it is possible to realize a digital relay for protecting AC filter equipment that responds based on accurate data from which error factors are removed. Therefore, the AC filter equipment can be appropriately protected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】交流フィルタ設備保護用ディジタルリレーのブ
ロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a digital relay for protecting an AC filter facility.

【図2】サンプリング手法を解説するグラフである。FIG. 2 is a graph illustrating a sampling method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流フィルタ設備保護用ディジタルリレー 12 アナログハイパスフィルター 13 サンプルホールド回路 14 A/D変換器 15 オフセット演算部 16 実効値演算部 1 AC Filter Equipment Protection Digital Relay 12 Analog High Pass Filter 13 Sample and Hold Circuit 14 A / D Converter 15 Offset Calculator 16 Effective Value Calculator

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】交流フィルタ設備に流れる過電流を検出す
る交流フィルタ設備保護用ディジタルリレーであって、 対象波に含まれる基本波の周波数に相当する一定の周波
数ωを設定して、対象波の一周期2π/ωを等分した各
時点ごとに対象波をサンプリングするサンプリング手段
と、 サンプリング手段によってサンプリングされたサンプル
値im(m=0,1,2,…) を一定周期にわたって総和し、デー
タ数で割ることにより直流オフセット値を求め、前記サ
ンプル値im から差し引く演算手段とを有し、 この差し引かれたデータに基づいて得られる実効値に応
動することを特徴とする交流フィルタ設備保護用ディジ
タルリレー。
1. A digital relay for protecting an AC filter equipment for detecting an overcurrent flowing through the AC filter equipment, wherein a constant frequency ω corresponding to a frequency of a fundamental wave included in the target wave is set to obtain a target wave of the target wave. Sampling means for sampling the target wave at each time point equally dividing one cycle of 2π / ω and sample values im (m = 0,1,2, ...) Sampled by the sampling means are summed over a constant cycle to obtain data. A digital value for protecting an AC filter facility, characterized by having a calculation means for obtaining a DC offset value by dividing by a number and subtracting it from the sample value im, and responding to an effective value obtained based on the subtracted data. relay.
JP7507792U 1992-10-28 1992-10-28 AC filter equipment digital relay for protection Pending JPH0641347U (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01198213A (en) * 1988-02-01 1989-08-09 Mitsubishi Electric Corp Digital protective relay
JPH0487523A (en) * 1990-07-26 1992-03-19 Nissin Electric Co Ltd Overload detector for ac filter

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