JPH0658388B2 - Inspection and monitoring method - Google Patents

Inspection and monitoring method

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JPH0658388B2
JPH0658388B2 JP29929987A JP29929987A JPH0658388B2 JP H0658388 B2 JPH0658388 B2 JP H0658388B2 JP 29929987 A JP29929987 A JP 29929987A JP 29929987 A JP29929987 A JP 29929987A JP H0658388 B2 JPH0658388 B2 JP H0658388B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディジタルリレー等の交流入力の異常に応動
する保護・制御装置において、そのアナログ交流入力部
の点検を行う点検監視方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inspection / monitoring method for inspecting an analog AC input section of a protection / control device that responds to an AC input abnormality such as a digital relay.

(従来の技術) マイクロコンピュータを用いた保護リレー、いわゆるデ
ィジタルリレーは、通常、第3図に示す如く構成されて
いる。
(Prior Art) A protective relay using a microcomputer, a so-called digital relay, is usually constructed as shown in FIG.

同図において、30は電力系統の電流及び電圧が入力され
るアナログ交流入力部、40はマイクロコンピュータから
なる演算部、50は整定値の入力や表示、各リレー要素の
動作表示を行う表示・設定部、60はトリップ指令等を得
る出力部である。
In the figure, 30 is an analog AC input unit for inputting the current and voltage of the power system, 40 is a computing unit consisting of a microcomputer, 50 is a display / setting for inputting and displaying set values, and displaying the operation of each relay element. The unit 60 is an output unit for obtaining a trip command and the like.

アナログ交流入力部30では、まず電力系統から計器用変
成器を介して取り込んだ電流及び電圧を各々変流器CT
及び計器用変圧器PTからなる補助変成器に入力し、絶
縁及びレベル変換を行う。そして、これらの交流入力
を、基本波(一般的には商用周波数すなわち50Hzまたは
60Hz)のみを抽出するアナログフィルタAFに入力した
後、サンプルホールド回路SHにより一定の周期にてサ
ンプリングし、かつ保持する。
In the analog AC input section 30, first, the current and the voltage taken from the power system through the transformer for the meter are respectively transformed by the current transformer CT.
And input to the auxiliary transformer consisting of the instrument transformer PT to perform insulation and level conversion. Then, these AC inputs are connected to the fundamental wave (typically commercial frequency, that is, 50 Hz or
After being input to the analog filter AF for extracting only (60 Hz), the sample and hold circuit SH samples and holds it at a constant cycle.

サンプルホールドされたアナログ入力値は、マルチプレ
クサ31により切り替えられてA/D(アナログ/ディジ
タル)変換器32に入力され、ディジタル信号に順次変換
されてバッファメモリBMに格納される。なお、OSC
はサンプリングパルス及びクロックパルスを発生する発
振器である。
The sampled and held analog input value is switched by the multiplexer 31 and input to the A / D (analog / digital) converter 32, which is sequentially converted into a digital signal and stored in the buffer memory BM. In addition, OSC
Is an oscillator that generates sampling pulses and clock pulses.

演算部40では、バッファメモリBMの内容を用いて種々
の演算を実行し、整定値との比較等により出力部60を介
して遮断器に対するトリップ指令を得る等、各種の保護
・制御機能を実現している。
The arithmetic unit 40 performs various arithmetic operations using the contents of the buffer memory BM and realizes various protection and control functions such as obtaining a trip command to the circuit breaker via the output unit 60 by comparison with a set value or the like. is doing.

このように構成されたディジタルリレーでは、無保守化
を指向するため、マイクロコンピュータの演算・判断機
能を用いてハードウェアの不良を常時監視する自己診断
機能を備えているのが一般的であるが、この機能だけで
は入出力回路の不良検出が不十分なため、これらの回路
の不良を検出するため、自動点検機能が具備されてい
る。ここで、自動点検機能とは、装置の機能を一時的に
ロックし、動作すべき入力が加わった時に正常に応動す
るか否かをチェックする機能であり、アナログ入力点検
またはデイジタル入出力点検に応じてその詳細はそれぞ
れ異なっているが、これらの機能を総称したものであ
る。
The digital relay configured in this manner is generally equipped with a self-diagnosis function for constantly monitoring hardware defects by using the arithmetic / judgment function of a microcomputer in order to eliminate maintenance. Since this function alone is insufficient for detecting defects in the input / output circuits, an automatic inspection function is provided to detect defects in these circuits. Here, the automatic check function is a function that temporarily locks the function of the device and checks whether it responds normally when an input that should be operated is applied, and it is used for analog input check or digital input / output check. Although the details are different depending on the case, these functions are generic names.

しかして、第3図に示したようなディジタルリレーのア
ナログ交流入力部においても、第4図に示す如き自動点
検回路によりその不良を検出する方法が提案されてい
る。
Therefore, even in the analog AC input section of the digital relay as shown in FIG. 3, there has been proposed a method of detecting the defect by the automatic inspection circuit as shown in FIG.

すなわち、第4図において、ディジタルリレーの出力を
ロックした後、点検電源印加指令を受けたディジタル出
力部72を介して点検用リレー73が励磁され、その接点73
a〜73cが閉じることにより点検用電源71から各補助変成
器CT,PTの1次側に点検信号が加えられる。この値
は予め定められた値であり、後段の演算部により補助変
成器CT,PTを介した正規の変換値が得られるか否か
を判定して、アナログ交流入力部の異常の有無を監視す
るものである。
That is, in FIG. 4, after the output of the digital relay is locked, the inspection relay 73 is excited through the digital output section 72 which receives the inspection power supply application command, and its contact 73
When a to 73c are closed, an inspection signal is applied from the inspection power source 71 to the primary side of each auxiliary transformer CT, PT. This value is a predetermined value, and the arithmetic unit in the subsequent stage determines whether or not a normal conversion value via the auxiliary transformers CT and PT can be obtained, and monitors whether or not there is an abnormality in the analog AC input unit. To do.

(発明が解決しようとする問題点) しかるに、この自動点検監視方法には以下のような問題
がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, this automatic inspection and monitoring method has the following problems.

自動点検を行うために専用の回路が必要であり、装置
全体が高価になり易くその外形も大きくなる。
A dedicated circuit is required to perform automatic inspection, and the entire apparatus tends to be expensive and its outer shape also becomes large.

点検用リレー73の接点73a〜73cが主回路に入るため、
寿命や信頼性の点で問題があり、保守も必要となる。
Since the contacts 73a to 73c of the inspection relay 73 enter the main circuit,
There is a problem in terms of life and reliability, and maintenance is required.

ディジタルリレー本来の保護・制御機能をロックして
点検を行うため、この間、系統に対して無保護となる。
Since the original protection / control function of the digital relay is locked for inspection, the system is not protected during this period.

電圧精度の高い点検用電源は一般に高価かつ大形であ
るという理由により、点検用電源71には変電所等にある
交流電源をそのまま使用しているため、その電圧変動が
±15%程度あり、また、補助変成器やフィルタ等の誤
差、検出演算精度等を考慮すると、アナログ交流入力部
を構成する電気・電子部品の劣化等、経年変化を検出す
ることは不可能である。
Because the inspection power supply with high voltage accuracy is generally expensive and large, the inspection power supply 71 uses the AC power supply in the substation or the like as it is, so the voltage fluctuation is about ± 15%. Further, in consideration of the error of the auxiliary transformer, the filter, etc., the detection calculation accuracy, etc., it is impossible to detect the secular change such as the deterioration of the electric / electronic parts constituting the analog AC input section.

本発明はこれらの問題点を解決するために提案されたも
ので、その目的とするところは、アナログ交流入力部の
点検を、安価かつ小形化が可能な回路構成により、また
装置本来の保護・制御機能を一時的に失わせることなく
実現すると共に、信頼性が高く、電気・電子部品の経年
変化をも検出できるようにした点検監視方法を提供する
ことにある。
The present invention has been proposed in order to solve these problems, and its object is to check the analog AC input section with a circuit structure that is inexpensive and can be downsized, and protects the original device. It is an object of the present invention to provide an inspection and monitoring method that realizes a control function without temporarily losing it, has high reliability, and can detect secular changes of electric and electronic parts.

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、アナログ交流入力
部を介して検出した交流入力の異常に応動する保護・制
御装置において、前記交流入力の基本周波数の3倍また
は4倍の周波数の点検信号を前記アナログ交流入力部の
前段において前記交流入力に合成し、前記アナログ交流
入力部の後段において、各サンプリング時点での交流入
力と点検信号との合成値と、これらの合成値の加算値と
を用いて点検信号の値を検出し、この点検信号の検出値
をその設計値と比較することによってアナログ交流入力
部の機能の点検を行うものである。
(Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a protection / control device which responds to an abnormality of an AC input detected via an analog AC input section, in which the basic frequency of the AC input is changed. A check signal having a frequency of 3 times or 4 times is combined with the AC input in the preceding stage of the analog AC input unit, and a combined value of the AC input and the check signal at each sampling point is obtained in the latter stage of the analog AC input unit. The value of the inspection signal is detected by using the added value of these combined values, and the function of the analog AC input section is inspected by comparing the detected value of the inspection signal with its design value.

(作用) 本発明によれば、交流入力と点検信号とがアナログ交流
入力部の前段で合成され、その後、マイクロコンピュー
タ等からなる演算部により、各サンプリング時点での交
流入力と点検信号との合成値と、これらの合成値の加算
値とを用いて点検信号の値を検出し、交流入力と弁別す
る。このうち、交流入力はディジタルリレー等の保護・
制御装置本来の異常検出用入力として用いられる。これ
と並行して、点検信号は、アナログ交流入力部を介した
設計値として予め既知の値との比較に用いられ、点検信
号の測定値と設計値との一致不一致を判定することによ
り、アナログ交流入力部の機能の点検監視が行われる。
(Operation) According to the present invention, the AC input and the inspection signal are combined in the preceding stage of the analog AC input unit, and thereafter, the arithmetic unit including a microcomputer or the like combines the AC input and the inspection signal at each sampling time point. The value of the inspection signal is detected using the value and the added value of these combined values, and is discriminated from the AC input. Of these, the AC input is for protection of digital relays, etc.
It is used as an input for abnormality detection of the control device. In parallel with this, the inspection signal is used for comparison with a value known in advance as a design value via the analog AC input section, and by determining whether the measured value of the inspection signal matches the design value, the analog The function of the AC input section is inspected and monitored.

(実施例) 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。(Example) An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、この実施例が適用されるディジタルリレーの
主要部の構成を示すものであり、同図において、1は図
示されていない計器用変成器を介して系統の電圧入力が
加えられる計器用変圧器の如き補助変成器、2はこの系
統入力と後述する点検信号とを合成する抵抗等からなる
アナログ式の合成回路、4は基本波抽出用のアナログフ
ィルタ、5はサンプルホールド回路、6はサンプリング
及びホールド動作の指令を所定のタイミングで出力する
サンプルホールド指令回路、7はサンプルホールド回路
5の出力を切り替えて入力するマルチプレクサ、8はA
/D変換器、9はメモリ、10はマイクロコンピュータか
らなる演算部である。
FIG. 1 shows a configuration of a main part of a digital relay to which this embodiment is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 is an instrument to which a voltage input of a system is applied via an instrument transformer (not shown). Auxiliary transformer such as a transformer, 2 is an analog type synthesizing circuit composed of resistors for synthesizing this system input and an inspection signal to be described later, 4 is an analog filter for extracting a fundamental wave, 5 is a sample and hold circuit, 6 Is a sample hold command circuit for outputting a command of sampling and hold operation at a predetermined timing, 7 is a multiplexer for switching and inputting the output of the sample hold circuit 5, and 8 is A
An A / D converter, 9 is a memory, and 10 is an arithmetic unit including a microcomputer.

しかして、前述した点検信号は、例えば系統入力の基本
周波数の2倍ないし5倍(好ましくは3倍または4倍)
の周波数の矩形波交流を出力する点検用電源3から供給
される。この点検用電源3は、好ましくは、演算部10と
共通の定電圧電源により作られ、その周波数も水晶振動
子から得られる正確な演算部10のクロック信号を適宜分
周して生成される。また、系統入力の基本周波数が50Hz
である場合、通常、サンプルホールド回路5によるサン
プリングのためのパルスとして600Hzのパルスが生成さ
れて既に存在しているため、点検用電源3としては、上
記サンプリングパルスを1/4に分周してバッファアンプ
等を介することにより、安定性の高い高精度の電源が容
易に実現可能である。
Therefore, the above-mentioned inspection signal is, for example, 2 to 5 times (preferably 3 or 4 times) the fundamental frequency of the system input.
It is supplied from the inspection power supply 3 which outputs a rectangular wave alternating current of the frequency of. This inspection power supply 3 is preferably made by a constant voltage power supply common to the arithmetic unit 10, and its frequency is also generated by appropriately dividing the accurate clock signal of the arithmetic unit 10 obtained from the crystal oscillator. Also, the basic frequency of the system input is 50Hz
In this case, a 600 Hz pulse is usually generated as a pulse for sampling by the sample-hold circuit 5 and already exists, so the inspection power supply 3 divides the sampling pulse into 1/4. A highly stable and highly accurate power supply can be easily realized by way of a buffer amplifier or the like.

いま、仮りに基本周波数の3倍の周波数の矩形波点検信
号を使用した場合の点検監視動作を、第2図を参照しつ
つ説明する。なお、矩形波点検信号は、第2図に破線で
示す如き正弦波交流によって近似するものとする。
Now, the inspection and monitoring operation when a rectangular wave inspection signal having a frequency three times the fundamental frequency is used will be described with reference to FIG. The rectangular wave inspection signal is approximated by a sinusoidal alternating current as shown by the broken line in FIG.

前記した如く、ディジタルリレーでは、一般に商用周波
数の12倍(50Hzの場合600Hz、60Hzの場合720Hz)のサン
プリング周波数が採用されており、そのタイミングはサ
ンプルホールド指令回路6によって制御されている。従
って、第2図に示すような系統入力(図中、実線にて示
す)と点検信号とが合成回路2により合成された場合、
各サンプリング周期tを隔てた時刻t,tn+1,t
n+2,tn+3,…における系統入力及び点検信号の合成値
(それぞれA,An+1,An+2,An+3,……とする)
が最終的にメモリ9に格納される。
As described above, the digital relay generally employs a sampling frequency that is 12 times the commercial frequency (600 Hz for 50 Hz, 720 Hz for 60 Hz), and its timing is controlled by the sample hold command circuit 6. Therefore, when the system input (shown by the solid line in the figure) and the inspection signal as shown in FIG. 2 are combined by the combining circuit 2,
Times t n , t n + 1 , t separated by each sampling period t s
Combined value of system input and check signal at n + 2 , tn + 3 , ... (A n , A n + 1 , A n + 2 , A n + 3 , ...)
Is finally stored in the memory 9.

次に、演算部10において、t〜tn+3における各合成
値A〜An+3を加算すると、第2図から明らかなよう
に点検信号の合計値はゼロとなって系統入力の合計値の
みが残る。この作用はいわゆるディジタルフィルタによ
って実現される。従って、この合計値の位相や大きさを
適宜補正した後、これを使用してディジタルリレー本来
の保護・制御のための演算を行う。すなわち、この実施
例によれば、点検信号を合成した場合でも装置本来の保
護・制御機能が損なわれることはない。
Then, the arithmetic unit 10, t n when ~t adding each composite value A n ~A n + 3 in the n + 3, the total value of the apparent inspect the signal from the second figure system input is zero Only the total value of remains. This action is realized by a so-called digital filter. Therefore, after properly correcting the phase and magnitude of this total value, this is used to perform calculations for the original protection and control of the digital relay. That is, according to this embodiment, even if the inspection signals are combined, the original protection / control function of the apparatus is not impaired.

また、メモリ9に格納された各サンプリング時点での合
成値A〜An+3と、これらの加算値(点検信号が除去
された後の系統入力のみの合計値)とを用いて、演算部
10により点検信号のみを抽出してその値を検出すること
ができる。従って、アナログフィルタ4,サンプルホー
ルド回路5,マルチプレクサ7,A/D変換器8及びメ
モリ9を介した点検信号3の電圧値は設計値として既知
であるから、この設計値と上述の抽出された点検信号の
測定値とを演算部10で比較してその一致不一致を判定す
ることにより、前記アナログフィルタ4以後の構成部品
の機能を高精度で点検監視することができる。
Further, calculation is performed using the combined values A n to A n + 3 stored in the memory 9 at each sampling time point and the added value of these (the total value of only the system input after the inspection signal is removed). Department
By 10, only the inspection signal can be extracted and its value can be detected. Therefore, since the voltage value of the inspection signal 3 via the analog filter 4, the sample hold circuit 5, the multiplexer 7, the A / D converter 8 and the memory 9 is known as a design value, this design value and the above-mentioned extracted value are extracted. By comparing the measured value of the inspection signal with the arithmetic unit 10 and determining the coincidence or non-coincidence, the functions of the components after the analog filter 4 can be inspected and monitored with high accuracy.

次に、点検信号の周波数を基本周波数の2,3,4,5
倍に設定した場合の作用を、以下に考察する。
Next, change the frequency of the inspection signal to the basic frequency of 2, 3, 4, 5
The effect of the double setting will be considered below.

(1)第2調波を用いた場合 この場合、ディジタルフィルタによって点検入力を除去
する処理に基本波の半C/S間のデータが必要となり、ま
た、このような第2調波を除去し得るフィルタでは、系
統事故時に発生する第3調波を完全に除去することがで
きず、これが保護・制御時の応答速度の低下やディジタ
ルフィルタによる処理の複雑化を招くことになる。
(1) When the second harmonic is used In this case, the data between the half C / S of the fundamental wave is necessary for the process of removing the inspection input by the digital filter. The obtained filter cannot completely remove the third harmonic generated at the time of a system fault, which leads to a reduction in response speed during protection / control and a complicated processing by a digital filter.

このため、特に応答速度の高速性が要求される保護装置
においては、かかる第2調波の使用は不適当ということ
ができる。
Therefore, it can be said that the use of the second harmonic is unsuitable for a protection device that requires a high response speed.

また、変圧器保護レリーのように、励磁突入電流等に含
まれる第2調波成分の含有率が一定値以上のときにリレ
ー出力をロックする装置においては、点検信号と励磁突
入電流に含まれる第2調波とを弁別することが困難であ
り、点検入力によりリレー出力をロックしてしまう等の
事態を生じる不都合のために適用は難しい。
Also, in a device such as a transformer protection relay that locks the relay output when the content rate of the second harmonic component contained in the exciting inrush current or the like is a certain value or more, it is included in the inspection signal and the exciting inrush current. It is difficult to discriminate the second harmonic, and it is difficult to apply because of the inconvenience that the relay output is locked by the inspection input.

但し、上述したような性質を持たない送電線等の保護制
御装置においては、平常時の系統入力には第2調波歪が
殆どないことや、点検信号がアナログフィルタによって
減衰する割合が少ないこと等から、点検監視装置の標準
化という点を除外すれば、点検信号として第2調波を用
いることは有意義なものとなる。しかるに、この場合で
も、系統入力には励磁突入電流や変流器の飽和等の現象
により第2調波が重畳するおそれがあることから、アナ
ログ交流入力回路を構成する電気・電子部品の異常を検
出するためには、励磁突入電流が消滅する時間や変流器
の飽和が解ける時間等を考慮して、例えば10〜30秒程度
の確認用のタイマによって点検信号を所定時限確認でき
るように構成する必要がある。
However, in a protection control device such as a transmission line that does not have the above-mentioned properties, there is almost no second harmonic distortion in the system input during normal times, and the inspection signal is less likely to be attenuated by the analog filter. Therefore, if the standardization of the inspection and monitoring device is excluded, it is meaningful to use the second harmonic as the inspection signal. However, even in this case, there is a risk that the second harmonic will be superimposed on the system input due to phenomena such as inrush current and saturation of the current transformer. In order to detect it, the inspection signal is configured to be able to be confirmed for a predetermined time by a confirmation timer of, for example, 10 to 30 seconds, in consideration of the time when the exciting inrush current disappears and the time when the current transformer is saturated. There is a need to.

(2)第3調波を用いた場合 点検信号を除去するディジタルフィルタは系統事故時に
発生する第3調波の除去にも有効であり、ディジタルフ
ィルタは構成が簡素で応答速度も早い。ここで、系統事
故時に発生する第3調波成分は、系統事故の消滅や回路
遮断器による系統事故の除去等により比較的短時間(最
大限10秒程度)のうちに消滅するため、第2調波の場合
と同様に10〜30秒程度の確認タイマによりその影響を回
避することができる。
(2) When the third harmonic is used The digital filter that removes the inspection signal is also effective in removing the third harmonic that occurs when a system fault occurs, and the digital filter has a simple configuration and a fast response speed. Here, the third harmonic component generated at the time of a system fault disappears within a relatively short time (maximum about 10 seconds) due to the disappearance of the system fault or removal of the system fault by a circuit breaker, etc. As with the case of harmonics, the effect can be avoided by using a confirmation timer of about 10 to 30 seconds.

しかるに、常時の系統入力には第3調波(主に奇数高調
波)の歪が多くの場合含まれており、この第3調波成分
と点検信号との弁別は一般に困難であるから、系統に常
時存在する第3調波については別の対策が必要になる。
However, the system input at all times contains distortion of the third harmonic (mainly odd harmonics) in many cases, and it is generally difficult to discriminate the third harmonic component from the inspection signal. For the third harmonic, which is always present in, another measure is needed.

ここで、例えば、「電気協同研究 第37巻 第3号『配
電系統の高調波障害防止対策』に」示された高調波実在
調査結果から、系統に常時存在する第3調波は平均的に
は1%未満であり、最大でも3%程度である。そして、
この第3調波が大きな歪みを生じている断続時間はほぼ
3時間程度であり、電力会社別及び地域別に見ても第3
調波のみについて1日のうち何時間かは極めて歪率の少
ない時間帯がある。
Here, for example, the 3rd harmonic that is always present in the system is averaged based on the results of the harmonics survey shown in “Electrical Cooperation Research Vol. 37, No. 3,“ Countermeasures for Harmonic Disorders in Distribution Systems ””. Is less than 1% and at most about 3%. And
The intermittent time in which the third harmonic causes great distortion is about 3 hours, and it is the third by the electric power company and the region.
For harmonics only, there are hours when the distortion rate is extremely low for some hours of the day.

従って、系統に常時存在する第3調波の影響を除去する
ためには、あらゆる地域への適用を可能にするべく、例
えば24時間程度の確認用タイマを設け、第3調波が24時
間断続すればこれを点検信号として判別する構成を採用
すればよい。この点検信号を用いた精度監視の目的は電
力部品の経年変化の検出にあり、このために24時間を要
するとしても殆ど問題はない。
Therefore, in order to remove the influence of the 3rd harmonic that always exists in the system, a timer for confirmation of, for example, about 24 hours is provided to enable the application to all regions, and the 3rd harmonic is intermittent for 24 hours. If so, a configuration may be adopted in which this is discriminated as an inspection signal. The purpose of accuracy monitoring using this inspection signal is to detect the secular change of power components, and even if it takes 24 hours for this purpose, there is almost no problem.

(3)第4調波を用いた場合 この場合には、点検信号である第4調波を除去するディ
ジタルフィルタに加えて、系統事故時や系統に常時存在
する第3調波を除去するディジタルフィルタをも用いる
必要があるため、点検信号の除去に必要な所要数のデー
タを集めるための時間、すなわち応答時間が比較的長く
なる(約90°分:50Hz系にて5ms)が、点検信号として
第2調波を用いる場合に比べればこの応答時間はかなり
早いということができる。
(3) When the 4th harmonic is used In this case, in addition to the digital filter that removes the 4th harmonic, which is the inspection signal, a digital filter that removes the 3rd harmonic that is always present in the system fault or in the system Since it is necessary to use a filter as well, the time to collect the required number of data required to remove the inspection signal, that is, the response time becomes relatively long (about 90 ° min: 5 ms in 50 Hz system), but the inspection signal Therefore, it can be said that this response time is considerably faster than the case where the second harmonic is used.

一方、アナログフィルタでは、サンプリング定理の折り
返し誤差を低減するために高次(第6〜第13)調波を
除去することが行われており、第4調波についても−2
2.8dB(減衰率7.2%)の減衰を生じるため、演算部での
検出誤差を生じる恐れがあるが、前述した応答速度の早
さや常時の系統入力には第4調波の歪が極めて少ないこ
と等を考えあわせると、第4調波を点検信号に使用する
ことは有効であるといえる。
On the other hand, in the analog filter, the higher order (sixth to thirteenth) harmonics are removed in order to reduce the folding error of the sampling theorem, and the fourth harmonic is also −2.
Attenuation of 2.8 dB (attenuation rate of 7.2%) may occur, which may cause detection errors in the calculation unit, but the speed of response speed described above and the distortion of the 4th harmonic in the regular system input are extremely small. Considering the above, it can be said that it is effective to use the fourth harmonic as the inspection signal.

また、この場合には、第2調波の場合と同様に励磁突入
電流が消滅する時間や変流器の飽和が解ける時間を考慮
して例えば10〜30秒程度の確認用のタイマを設けること
が好ましい。
Also, in this case, a timer for confirmation of, for example, about 10 to 30 seconds is provided in consideration of the time when the inrush current of the excitation disappears and the time when the saturation of the current transformer is resolved, as in the case of the second harmonic. Is preferred.

(4)第5調波を用いた場合 基本周波数の12倍の周波数でサンプリングした場合、点
検信号である第5調波を完全に除去するディジタルフィ
ルタは複雑になる。また、系統に常時存在する高調波で
は第5調波が最も多く、点検信号との判別が困難である
こと、アナログフィルタによる減衰が多く、検出誤差が
大きくなること等の理由により、余り実用的であるとは
いえない。
(4) When the 5th harmonic is used When sampling is performed at a frequency 12 times the fundamental frequency, the digital filter that completely removes the 5th harmonic, which is the inspection signal, becomes complicated. In addition, the 5th harmonic is the most frequent harmonic in the system, which makes it difficult to distinguish from the inspection signal, and the analog filter causes a lot of attenuation, resulting in a large detection error. It cannot be said that.

以上のような背景から、点検信号の周波数としては第3
または第4調波が適切である。以下、この第3,第4調
波を点検信号とした場合の検出精度について考察する。
From the above background, the frequency of the inspection signal is the third
Or the fourth harmonic is appropriate. Hereinafter, the detection accuracy when the third and fourth harmonics are used as inspection signals will be considered.

このような点検監視方法における誤差要因は概算、下記
の通りであり、まず、点検信号精度(ほぼ電源電圧精度
と同等)については±1%、点検電源用バッファアンプ
の調整誤差は±0.5%、第1図に示したアナログ式の合
成回路2の誤差は±1%、アナログフィルタ4の初期調
整誤差は±0.5%。系統入力の歪率による影響は第3調
波につき±1%、同じく第4調波につきほぼ0%、量子
化誤差及び演算誤差からなる検出誤差は第3調波につき
±2%、第4調波につき±3%である。
The error factors in such inspection and monitoring methods are roughly as follows. First, the inspection signal accuracy (almost equal to the power supply voltage accuracy) is ± 1%, the adjustment error of the inspection power supply buffer amplifier is ± 0.5%, The error of the analog type synthesis circuit 2 shown in FIG. 1 is ± 1%, and the initial adjustment error of the analog filter 4 is ± 0.5%. The influence of the distortion factor of the system input is ± 1% for the 3rd harmonic, almost 0% for the 4th harmonic, and the detection error consisting of quantization error and calculation error is ± 2% for the 3rd harmonic and the 4th harmonic. ± 3% per wave.

このうち、最後の検出誤差について以下に検討する。Of these, the final detection error will be examined below.

今、点検信号を5V(ゼロ−ピーク値)の矩形波交流と
すると、この波形のフーリエ級数は となる。前述のアナログフィルタの特性からすると、こ
の式の第2項である(1/3)sin3χは、点検信号が第3調
波である場合、第9調波となり、殆ど無視できる程度に
減衰する。従って、アナログフィルタの出力では上式の
第1項によって殆ど、(20/π)sinχのみとなる。
Now, assuming that the inspection signal is a 5 V (zero-peak value) rectangular wave alternating current, the Fourier series of this waveform is Becomes According to the characteristics of the analog filter described above, the second term of this equation, (1/3) sin3χ, becomes the ninth harmonic when the inspection signal is the third harmonic, and is attenuated to a negligible extent. Therefore, the output of the analog filter is almost (20 / π) sin χ due to the first term of the above equation.

今、A/D変換器8(第1図参照)が±10Vを符号ビッ
トを含む12ビットによって±2048に変換するものとし、
上記点検信号に対し電気角で90°間隔の2点のサンプリ
ングデータを2乗してこれらを加算し、この加算値の平
方根を算出して求めた交流の波高値から点検信号の実効
値を求めるとすると、仮りに上記2点のサンプリングデ
ータA,Aを4.50Vとして第3調波の減衰率を17.2
%とした場合、4.50×0.172=0.774Vとなり、これは15
8.6ビットに相当する。
Now, assume that the A / D converter 8 (see FIG. 1) converts ± 10 V into ± 2048 by 12 bits including the sign bit,
Sampling data of two points at an electrical angle of 90 ° to the above inspection signal is squared, these are added, and the square root of this added value is calculated to obtain the effective value of the inspection signal from the peak value of the alternating current. Then, assuming that the sampling data A 1 and A 2 at the above two points is 4.50 V, the attenuation rate of the third harmonic is 17.2.
% Is 4.50 × 0.172 = 0.774V, which is 15
Equivalent to 8.6 bits.

従って、量子化誤差は0.63%となる。また、このとき、
A1 2+A2 2の演算誤差は約1.5%となり、これら両者を合
わせた検出誤差は、前述のように約±2%となる。
Therefore, the quantization error is 0.63%. Also, at this time,
The calculation error of A 1 2 + A 2 2 is about 1.5%, and the total detection error of both is about ± 2% as described above.

一方、点検信号が第4調波の場合については、その減衰
率を7.2%とすると、4.50×0.072=0.324Vとなり、こ
れは66.4ビットに相当する。よって量子化誤差は約1.5
%になると共にA1 2+A2 2の演算誤差は約1.5%となり、
両者を合わせた検出誤差は、前述のように約±3%とな
る。
On the other hand, in the case where the inspection signal is the fourth harmonic, assuming that the attenuation rate is 7.2%, it becomes 4.50 × 0.072 = 0.324V, which corresponds to 66.4 bits. Therefore, the quantization error is about 1.5.
%, The calculation error of A 1 2 + A 2 2 becomes about 1.5%,
The combined detection error is about ± 3% as described above.

従って、第3調波及び第4調波の各誤差の累積は、何れ
も±6%前後となる。このため、アナログ交流入力部を
構成する部品の抵抗値等の定格値に対する5%の経年変
化を検出するためには、11%の検出レベルにすればよ
い。但し、この場合、各誤差の累積と経年変化とが正負
逆方向で打ち消すような場合には、17(=11+6)%の
経年変化があった場合にこれを検出できることになる。
Therefore, the accumulated errors of the third and fourth harmonics are both around ± 6%. Therefore, in order to detect the secular change of 5% with respect to the rated value such as the resistance value of the components forming the analog AC input section, the detection level may be set to 11%. However, in this case, in the case where the accumulation of each error and the secular change cancel out in the positive and negative opposite directions, this can be detected when there is a 17 (= 11 + 6)% secular change.

よってこの実施例においては、点検信号として第3また
は第4調波を用いた場合、部品の5〜17%の経年変化を
検出可能であり、従来、例えば5%の経年変化を検出す
るのに25%程度の検出レベルが必要で部品の5〜45%の
経年変化が検出可能であったのに比べると、検出精度の
大幅な改善が可能になるものである。
Therefore, in this embodiment, when the third or fourth harmonic is used as the inspection signal, it is possible to detect the secular change of 5 to 17% of the parts, and conventionally, for example, to detect the secular change of 5%. Compared with the detection level of about 25% required and the secular change of 5 to 45% of parts that can be detected, the detection accuracy can be greatly improved.

なお、以上の実施例では系統の電圧入力に点検信号とし
ての交流電圧を合成した場合を説明したが、本発明は系
統の電流入力に点検信号である交流電流を合成する方式
についても実現可能である。また、本発明はディジタル
リレーのアナログ交流入力部ばかりでなく、原理上、上
記以外の各種のアナログ交流入力部の点検監視に適用す
ることができる。
In the above embodiments, the case where the AC voltage as the check signal is combined with the voltage input of the system has been described, but the present invention can also be realized with a method of combining the AC current as the check signal with the current input of the system. is there. Further, the present invention can be applied not only to the analog AC input section of the digital relay but also to the inspection and monitoring of various analog AC input sections other than the above in principle.

(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、アナログ交流入力部
の前段から交流入力に点検信号を合成し、その後、交流
入力から弁別した点検信号の測定値を設計値と比較して
アナログ交流入力部の点検監視を行うものであるから、
点検信号は交流入力に常時重畳したままでよく、従来の
ように点検時に交流入力(系統入力)と点検用電源とを
切り替えるためのディジタル出力部や点検用レリー、主
回路に挿入されるその接点等が不要となり、これらにつ
いての寿命や信頼性、保守等に煩わされる心配がない。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, the inspection signal is synthesized from the preceding stage of the analog AC input section to the AC input, and then the measured value of the inspection signal discriminated from the AC input is compared with the design value. Since it is to inspect and monitor the analog AC input section,
The inspection signal may be always superimposed on the AC input, and the digital output section for switching between the AC input (system input) and the inspection power supply during inspection, the relay for inspection, and its contacts inserted in the main circuit as in the past. And the like are not necessary, and there is no concern about their life, reliability, maintenance, or the like.

また、点検用電源は、概存のサンプリングパルス等を利
用して電子回路として小形かつ高精度のものが簡単に実
現可能であるため、点検監視装置の小形化、低コスト化
及び高精度化が可能である。更に、第3調波または第4
調波の何れを用いた場合にも点検精度の大幅な向上が可
能であるから、アナログ交流入力部を構成する電気・電
子部品の経年変化をも確実に検出することができる。
In addition, the inspection power supply can be easily made small and highly accurate as an electronic circuit by utilizing existing sampling pulses, etc., so that the inspection monitoring device can be made compact, low cost and highly accurate. It is possible. Furthermore, the third harmonic or the fourth
Since it is possible to greatly improve the inspection accuracy regardless of which of the harmonics is used, it is possible to reliably detect the secular change of the electric / electronic parts constituting the analog AC input section.

加えて、点検監視時においても本来の保護・制御機能を
何ら損なうことがないから、系統が無保護となる恐れが
なく、保護・制御装置の信頼性向上にも寄与することが
できる。
In addition, since the original protection / control function is not impaired at the time of inspection / monitoring, there is no risk of the system being unprotected, and the reliability of the protection / control device can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例が適用されるディジタルリレ
ーの主要部の構成図、第2図は系統入力及び点検信号の
説明図、第3図はディジタルリレーの主要部の構成図、
第4図は従来の自動点検回路の説明図である。 1…補助変成器、2…合成回路 3…点検用電源、4…アナログフィルタ 5…サンプルホールド回路 6…サンプルホールド指令回路 7…マルチプレクサ、8…A/D変換器 9…メモリ、10…演算部
1 is a configuration diagram of a main part of a digital relay to which an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is an explanatory diagram of a system input and a check signal, and FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of a digital relay,
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional automatic inspection circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Auxiliary transformer, 2 ... Synthesis circuit 3 ... Power supply for inspection, 4 ... Analog filter 5 ... Sample hold circuit 6 ... Sample hold command circuit 7 ... Multiplexer, 8 ... A / D converter 9 ... Memory, 10 ... Arithmetic unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アナログ交流入力部を介して検出した交流
入力の異常に応動する保護・制御装置において、 前記交流入力の基本周波数の3倍または4倍の周波数の
点検信号を前記アナログ交流入力部の前段において前記
交流入力に合成し、前記アナログ交流入力部の後段にお
いて、各サンプリング時点での交流入力と点検信号との
合成値と、これらの合成値の加算値とを用いて点検信号
の値を検出し、この点検信号の検出値を点検信号の設計
値と比較することを特徴とする点検監視方法。
1. A protection / control device which responds to an abnormality of an AC input detected through an analog AC input unit, wherein a check signal having a frequency three times or four times the fundamental frequency of the AC input is used as the analog AC input unit. Of the check signal by combining the AC input in the preceding stage and the combined value of the check signal and the AC input at each sampling point in the subsequent stage of the analog AC input section. Is detected and the detected value of the inspection signal is compared with the design value of the inspection signal.
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