JPH0687627B2 - Protective relay - Google Patents

Protective relay

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JPH0687627B2
JPH0687627B2 JP62276084A JP27608487A JPH0687627B2 JP H0687627 B2 JPH0687627 B2 JP H0687627B2 JP 62276084 A JP62276084 A JP 62276084A JP 27608487 A JP27608487 A JP 27608487A JP H0687627 B2 JPH0687627 B2 JP H0687627B2
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JP
Japan
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substation
sampling
value
time
same time
Prior art date
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JP62276084A
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Japanese (ja)
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健滋 飯島
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電力設備の保護継電装置に関するものであ
る。
The present invention relates to a protective relay device for electric power equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は例えばNEC技法、vol.35,No.1に示された従来の
保護継電装置を示すブロック図で、被保護電力設備とし
て送電線を対象としている。図中、(1)はA変電所と
B変電所を結ぶ送電線、(2)はA/D変換部、(3)は
マイクロプロセッサ、(4A)と(4B)は光電気変換部、
(5)は情報伝送部、(6)は変復調部、(7)は搬送
端局装置、(8)は無線装置、(9)は全2重回線、
(10)はI/O部、(11)はしゃ断器、(12)はサンプリ
ング同期部である。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional protective relay device shown in, for example, NEC technique, vol.35, No. 1, which is intended for transmission lines as protected power equipment. In the figure, (1) is a transmission line connecting the A and B substations, (2) is an A / D converter, (3) is a microprocessor, (4A) and (4B) are photoelectric converters,
(5) is an information transmission unit, (6) is a modulation / demodulation unit, (7) is a carrier terminal device, (8) is a wireless device, (9) is a full duplex line,
(10) is an I / O unit, (11) is a circuit breaker, and (12) is a sampling synchronization unit.

次に動作について説明する。送電線(1)の電気量であ
る電流をA/D変換部(2)によってサンプルホールド後
ディジタル値に変換し、マイクロプロセッサ(3)に入
力するようになされ、A/D変換部(2)の出力するディ
ジタル値は光電気変換部(4A)、光電気変換部(4B)、
情報伝送部(5)、変復調部(6)、搬送端局装置
(7)、無線装置(8)及び全2重回線(9)を経由し
てB変電所に送信されるようになされている。
Next, the operation will be described. The A / D converter (2) converts the electric current of the power transmission line (1) into a digital value after sample-holding, and inputs the digital value to the microprocessor (3). The A / D converter (2) The digital value output by the photoelectric conversion unit (4A), photoelectric conversion unit (4B),
The information is transmitted to the B substation via the information transmission unit (5), the modulation / demodulation unit (6), the carrier terminal device (7), the wireless device (8) and the full duplex line (9). .

他方、変電所でサンプリングされた電流のディジタル値
は同様に全2重回線(9)を経由してA変電所に送信さ
れ、これを受けてA変電所では、このディジタル値を無
線装置(8)、搬送端局装置(7)、変復調部(6)、
情報伝送部(5)、光電気変換部(4B)及び光電気変換
部(4A)を経由してマイクロプロセッサ(3)に入力す
るようになされている。
On the other hand, the digital value of the current sampled in the substation is similarly transmitted to the A substation via the full duplex line (9), and in response to this, the A substation transmits the digital value to the wireless device (8). ), A carrier terminal device (7), a modulator / demodulator (6),
The data is input to the microprocessor (3) via the information transmission section (5), the photoelectric conversion section (4B) and the photoelectric conversion section (4A).

しかして、マイクロプロセッサ(3)では、第4図に示
す処理ステップS41によってA変電所でサンプリングさ
れた電流値とB変電所でサンプリングされた電流値の和
が所定の範囲内で0に近いかどうかを判定し、0に近く
ない場合には処理ステップS42によりトリップ指令を送
出するようになされ、このトリップ指令はI/O部(10)
を経由してしゃ断器(11)に伝えられ、しゃ断器(11)
を開くようになされ、またB変電所でも同様の動作を行
うようになっている。
Then, in the microprocessor (3), is the sum of the current value sampled at the A substation and the current value sampled at the B substation by the processing step S41 shown in FIG. 4 close to 0 within a predetermined range? If it is not close to 0, a trip command is sent out in processing step S42, and this trip command is sent to the I / O unit (10).
Transmitted to the circuit breaker (11) via
The B substation also operates in the same way.

ここで、マイクロプロセッサ(3)での判定手法は、キ
ルヒホッフの法則に基づき送電線(1)に事故がない状
態ではA変電所側端子とB変電所側端子以外には流出電
流がなくA変電所での電流値とB変電所での電流値の和
が0になることによっている。従って、この判定に用い
るA変電所の電流値とB変電所の電流値は同一時刻のも
のでなければならなく、このためサンプリング同期部
(12)が設けられていて、これによってA変電所でのサ
ンプリングとB変電所でのサンプリングを同時刻に行う
ように制御している。
Here, the determination method in the microprocessor (3) is based on Kirchhoff's law, and when there is no accident in the transmission line (1), there is no outflow current except at the A substation side terminal and the B substation side terminal. This is because the sum of the current value at the B substation and the current value at the B substation becomes zero. Therefore, the current value of the A substation and the current value of the B substation used for this determination must be at the same time, and for this reason, the sampling synchronization unit (12) is provided, which allows the A substation to operate. And sampling at B substation are controlled at the same time.

次に、このサンプリング同期制御について説明する。A
変電所側又はB変電所側の一方をサンプリング同期に関
する主局、他方を従局とし、サンプリング同期よりは長
い時間周期Tで主局・従局相互に同期信号を送信する。
主局においてこの同期信号を送信してから従局からの同
期信号を受信するまでの時間をTM、従局において同期信
号を送信してから主局からの同期信号を受信するまでの
時間をTSとし、主局において計測したTM値を従局に送信
することによって、従局においては主局から送られて来
たTM値と従局で計測したTS値が等しくなる様に従局の同
期信号送出タイミングを調整する。従って、同期信号は
A変電所とB変電所とで同時に送出されることになり、
このタイミングを基準にして一定周期hでサンプリング
を行うことにより、A変電所とB変電所のサンプリング
が同時刻に行われる。
Next, this sampling synchronization control will be described. A
One of the substation side and the B substation side is a master station for sampling synchronization and the other is a slave station, and a synchronization signal is transmitted between the master station and the slave station at a time period T longer than the sampling synchronization.
The time from the transmission of this synchronization signal at the master station to the reception of the synchronization signal from the slave station is TM, the time from the transmission of the synchronization signal at the slave station to the reception of the synchronization signal from the master station is TS, By transmitting the TM value measured by the master station to the slave station, the slave station adjusts the synchronization signal transmission timing of the slave station so that the TM value sent from the master station becomes equal to the TS value measured by the slave station. Therefore, the synchronization signal will be sent out simultaneously at Substation A and Substation B,
By sampling at a constant cycle h based on this timing, the A substation and the B substation are sampled at the same time.

このサンプリング同期部(12)による同期信号の制御を
処理フローで説明すると第5図(a)、(b)の如くに
なる。すなわち、主局では、同期信号送出周期T毎に処
理ステップS51による同期信号の送出と処理ステップS52
によるTM値カウンタのリセットが行われ、TMと比較して
充分短い時間周期I毎に処理ステップS53によるTM値カ
ウンタのカウントアップが行われ、更に従局からの同期
信号受信時に処理ステップS54によるTM値カウンタ内容
の凍結とその送出が行われる。一方、従局では、同期信
号送出周期T毎に処理ステップS55による周期信号の送
出と処理ステップS56によるTS値カウンタのリセットが
行われ、TSと比較して充分短い時間周期I毎に処理ステ
ップS57によるTS値カウンタのカウントアップが行わ
れ、更に主局からの同期信号受信時の処理ステップS58
によるTS値カウンタ内容の凍結と処理ステップS59によ
るTS値とTM値の比較ならびに同期信号送出タイミングの
補正が行われる。補正が行なわれた場合には一時的に従
局の同期信号送出周期Tが若干変化することになる。
The control of the synchronization signal by the sampling synchronization unit (12) will be described with reference to the processing flow as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). That is, in the main station, the synchronization signal is transmitted and the processing step S52 is performed in the processing step S51 every synchronization signal transmission cycle T.
The TM value counter is reset by means of the TM value counter, the TM value counter is incremented by the processing step S53 in each time period I which is sufficiently shorter than the TM, and the TM value by the processing step S54 is received when a synchronization signal is received from the slave station. The counter contents are frozen and transmitted. On the other hand, in the slave station, the periodic signal is transmitted in the processing step S55 and the TS value counter is reset in the processing step S56 for each synchronization signal transmission cycle T, and the TS value counter is processed in the processing step S57 for each time period I sufficiently shorter than TS. The TS value counter is incremented, and further processing step S58 at the time of receiving a synchronization signal from the main station
The contents of the TS value counter are frozen according to step S59, the TS value is compared with the value TM according to step S59, and the synchronization signal transmission timing is corrected. When the correction is performed, the synchronization signal transmission period T of the slave station temporarily changes slightly.

なお、主局・従局とも、同期信号送出周期Tに等しい程
度の時間においては実用上充分な精度をもって自走でき
るクロックをもって、これを基準に動作する。また、主
局と従局で同一時刻にサンプリングが行われても局間の
伝送時間があるため、相手局からのサンプリング値を受
信後、自局での対応する同時刻でのサンプリング値と演
算が可能となる。
It should be noted that both the master station and the slave stations operate on the basis of a clock that can be self-propelled with sufficient accuracy for practical use during a time equal to the synchronization signal transmission cycle T. In addition, even if the master station and the slave stations sample at the same time, there is transmission time between stations, so after receiving the sampling value from the partner station, the sampling value and calculation at the corresponding same time in the own station will be performed. It will be possible.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来のディジタル演算を行う保護継電装置は以上のよう
に複数端子で同時刻に電気量のサンプリングを行ない、
そのディジタル変換値をもとに演算を行っていたので、
サンプリングの同期をとるための制御回路が必要であっ
た。
As described above, the conventional protective relay device that performs digital calculation performs sampling of the electric quantity at the same time with a plurality of terminals,
Since the calculation was performed based on the digital conversion value,
A control circuit was required to synchronize sampling.

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、サンプリング同期部を構成する制御回路をな
くし得る保護継電装置を得ることを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a protective relay device that can eliminate a control circuit that constitutes a sampling synchronization unit.

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

この発明に係る保護継電装置は、一定時間周期で複数の
電気量検出端子における各電気量をサンプリングし、そ
のディジタル変換値に基いて電力設備を保護する保護継
電装置において、同一時刻での各端子の電気量を算出す
る手段を備え、該電気量算出手段は一定時間周期hでサ
ンプリングして得られたN点のディジタル値x(nh)か
ら(O,Nh)区間の任意時刻tに対する電気量x(t)
を、 ここで、qmは;Nが偶数の時、 ;Nが奇数の時、 nは1からNまでの整数値、 なる演算によって算出するのものである。
A protective relay device according to the present invention is a protective relay device that samples electric quantities at a plurality of electric quantity detection terminals at a fixed time cycle and protects electric power equipment based on the digital conversion value, at the same time. A means for calculating the quantity of electricity at each terminal is provided, and the means for calculating the quantity of electricity corresponds to an arbitrary time t in the section (O, Nh) from the digital value x (nh) at N points obtained by sampling at a constant time period h. Electricity x (t)
To Where qm is; when N is even, ; N is an odd number, n is an integer value from 1 to N, and is calculated by the following operation.

〔作用〕[Action]

この発明における保護継電装置は、一定時間周期でサン
プリングされた電気量のディジタル値から電気量算出手
段により任意の時刻における電気量を算出でき、端子間
のサンプリング同期に必要な回路を省略できる。
In the protective relay device according to the present invention, the electricity quantity at any time can be calculated by the electricity quantity calculating means from the digital value of the electricity quantity sampled in the constant time period, and the circuit necessary for sampling synchronization between the terminals can be omitted.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明による一実施例を示すもので、第3図
と同一部分は同一符号を用いて示しており、異なる点は
この発明ではサンプリング同期部が存在しないことであ
る。そして、第2図はこの発明におけるマイクロプロセ
ッサ(3)にて行なう処理のプログラムフローを示した
もので、A変電所でのサンプリングとB変電所でのサン
プリングの時間差を得る処理ステップS21、処理の起動
要因判別処理ステップS22、B変電所でのサンプリング
時刻と同一時刻におけるA変電所での電流値を後述の式
に基いて算出する処理ステップS23、電流値の和が0に
近いかどうかを判定する処理ステップS24、及びトリッ
プ指令を出す処理ステップS25を有している。
FIG. 1 shows an embodiment according to the present invention. The same parts as those in FIG. 3 are indicated by the same reference numerals, and the difference is that the present invention does not have a sampling synchronization part. FIG. 2 shows a program flow of processing performed by the microprocessor (3) according to the present invention, which is a processing step S21 for obtaining a time difference between sampling at the A substation and sampling at the B substation. Starting factor determination processing step S22, processing step S23 of calculating the current value at the A substation at the same time as the sampling time at the B substation based on the formula described below, and determining whether the sum of the current values is close to 0 It has a processing step S24 for performing and a processing step S25 for issuing a trip command.

次に動作について説明する。以下、A変電所側での動作
を中心に説明するが、B変電所側でも同様の動作であ
る。送電線(1)の電気量である電流をA/D変換部
(2)によってサンプルホールド後ディジタル値に変換
し、マイクロプロセッサ(3)に入力する。一方、A/D
変換部(2)の出力するディジタル値は光電気変換部
(4A)、光電気変換部(4B)、情報伝送部(5)、変復
調部(6)、搬送端局装置(7)、無線装置(8)及び
全2重回線(9)を経由してB変電所に送信されるよう
になされ、他方B変電所でサンプリングされた電流のデ
ィジタル値は同様に全2重回線(9)を経由してA変電
所に送信され、これを受けてA変電所では、このディジ
タル値を無線装置(8)、搬送端局装置(7)、変復調
部(6)、情報伝送部(5)、光電気変換部(4B)及び
光電気変換部(4A)を経由してマイクロプロセッサ
(3)に入力するようになされている。
Next, the operation will be described. Hereinafter, the operation on the A substation side will be mainly described, but the operation on the B substation side is similar. The A / D converter (2) converts a current, which is an electric quantity of the power transmission line (1), into a digital value after sample-holding, and inputs the digital value to the microprocessor (3). On the other hand, A / D
The digital value output from the conversion unit (2) is an opto-electric conversion unit (4A), an opto-electric conversion unit (4B), an information transmission unit (5), a modulation / demodulation unit (6), a carrier terminal device (7), a wireless device. (8) and the full-duplex line (9) are transmitted to the B substation, while the digital value of the current sampled in the B substation is also passed through the full-duplex line (9). Then, at the A substation, the digital value is received by the wireless device (8), carrier terminal device (7), modulator / demodulator (6), information transmitter (5), optical transmitter. The data is input to the microprocessor (3) via the electric conversion unit (4B) and the photoelectric conversion unit (4A).

しかして、この発明ではサンプリング同期部が存在せ
ず、A変電所におけるサンプリングとB変電所における
サンプリングは相手変電所と非同期な自走クロックを基
準にして一定時間周期hで行われる。
In the present invention, however, the sampling synchronization unit does not exist, and the sampling at the A substation and the sampling at the B substation are performed at a constant time period h based on the free-running clock that is asynchronous with the partner substation.

マイクロプロセッサ(3)では第2図のフローに示す処
理を行う。この処理はA変電所でのA/D変換完了時とB
変電所からの電流値受信時に行われるものである。まず
処理ステップS21によってA変電所でのサンプリングと
B変電所でのサンプリングの時間差を得る。これは例え
ばサンプリング周期hよりも充分に短い時間周期毎にカ
ウントアップされるカウンタ値を、A変電所でのA/D変
換完了時とB変電所からの電流値受信時にとり込み、更
に、B変電所からA変電所へ電流値を伝送する伝送時間
を考慮することによって算出できるものである。B変電
所からA変電所への伝送時間は電送路が不変である限り
一定時間であり、例えば理論的に算出しておくか、又
は、一度だけ測定しておき、常時その値を用いることで
対応できる。
The microprocessor (3) performs the processing shown in the flow of FIG. This process is performed at the time of A / D conversion completion at A substation and B
This is done when the current value is received from the substation. First, in processing step S21, the time difference between the sampling at the A substation and the sampling at the B substation is obtained. For example, the counter value, which is incremented at each time cycle sufficiently shorter than the sampling cycle h, is taken in when the A / D conversion is completed at the A substation and when the current value is received from the B substation. It can be calculated by considering the transmission time for transmitting the current value from the substation to the A substation. The transmission time from the B substation to the A substation is a fixed time as long as the transmission line is invariable. For example, it can be calculated theoretically or measured once and always use that value. Can handle.

次に、処理ステップS22によってB変電所からの電流値
受信時には処理ステップS23に分岐し、そうでない時に
は処理を終了し次の処理開始条件成立を待つ。
Next, in process step S22, when the current value is received from the B substation, the process branches to process step S23, otherwise, the process is terminated and the next process start condition is satisfied.

処理ステップS23ではB変電所から着信した電流値をサ
ンプリングしたのと同一時刻におけるA変電所での電流
値を次式により算出する。
In process step S23, the current value at the A substation at the same time when the current value received from the B substation is sampled is calculated by the following equation.

今、ある標本x(t)の離散時間サンプリングから時間
軸上の任意の点における値は標本化定理(サンプリング
定理)によって得られる。
Now, a value at an arbitrary point on the time axis is obtained from discrete time sampling of a sample x (t) by a sampling theorem (sampling theorem).

例えば、「情報理論」(第56頁ないし第95頁、基礎物理
学選書15、裳華房出版、佐藤洋著)からも周知のよう
に、時間tの関数x(t)が周期T=Nhの周期関数であ
り、1/2h以上の周波数成分がないとすると、このとき、
一定時間周期hでサンプリングして得られたN点のディ
ジタル値x(nh)に基づいて(O,Nh)区間の任意時刻t
に対するx(t)は、直流分と基本周波数周波数をもつ
調和成分の和の形、つまり直流分と幾つかの周波数の正
弦波・余弦波の和の形に分解され、そのフーリエ展開は
次のように表すことができる。
For example, as is well known from "Theory of Information" (pages 56 to 95, selection book for basic physics 15, Shokabo Publishing, Hiroshi Sato), the function x (t) of time t has a cycle T = Nh. If there is no frequency component of 1 / 2h or more, then
Arbitrary time t in the (O, Nh) section based on the digital value x (nh) of N points obtained by sampling at a constant time period h
X (t) is decomposed into the form of the sum of the harmonic component having the direct current component and the fundamental frequency, that is, the form of the direct current component and the sum of the sine wave and the cosine wave of several frequencies, and its Fourier expansion is Can be expressed as

ここでqmは;Nが偶数の時、 ;Nが奇数の時、 nは1からNまでの整数値、 qは周波数に係る変数、 hはサンプリング時間周期、 x(nh)は時刻nhにおけるA変電所での電流のサンプリ
ング値、 x(t)はB変電所から着信した電流値をサンプリング
したのと同一時刻tにおけるA変電所での電流値であ
る。
Where qm is; when N is even, ; N is an odd number, n is an integer value from 1 to N, q is a variable relating to frequency, h is a sampling time period, x (nh) is a sampling value of current at the A substation at time nh, and x (t) is from the B substation It is the current value at the A substation at the same time t when the incoming current value was sampled.

ただし、時刻の起点は式の演算に用いるA変電所での電
流の最初のサンプリング時刻を1hとしたものである。
However, the starting point of the time is the first sampling time of the current at the substation A used in the calculation of the formula, which is 1h.

時刻tはA変電所でのサンプリング時点を基準とした時
にB変電所でのサンプリング時点を相対的に示すもの
で、処理ステップS21によって算出した値をもとに決定
できる。
The time t indicates the sampling time at the B substation relative to the sampling time at the A substation, and can be determined based on the value calculated in the processing step S21.

次に処理ステップS24によってB変電所でサンプリング
された電流値と、処理ステップS23によって算出された
同一時刻のA変電所の電流値との和が所定の範囲内で0
に近いかどうかを判定し、0に近くない場合には処理ス
テップS25によってトリップ指令を出す。このトリップ
指令はI/O部(10)を経由してしゃ断器(11)に伝えら
れ、しゃ断器(11)を開く。
Next, the sum of the current value sampled at the B substation at the processing step S24 and the current value at the A substation at the same time calculated at the processing step S23 is 0 within a predetermined range.
If it is not close to 0, a trip command is issued in processing step S25. This trip command is transmitted to the circuit breaker (11) via the I / O unit (10) and opens the circuit breaker (11).

なお、上式は、被サンプリング量x(t)が時間周期N
・hで周期的な時に(O,Nh)区間の任意のtに対して成
立する。従って例えば50Hzの交流電流をh=1/600秒毎
にサンプリングする場合に適用するときには、電流は1/
50秒で周期的であるから、N=(1/50)/(1/600)=1
2とすればよい。ただし、被サンプリング量x(t)に
は1/2h Hz以上の周波数成分がないと実用上みなせる場
合に上式が成立する。
In the above equation, the sampled amount x (t) is the time period N.
• Applies to any t in the (O, Nh) interval when h is periodic. Therefore, for example, when applying an alternating current of 50 Hz for every h = 1/600 seconds, the current is 1 /
Since it is periodic in 50 seconds, N = (1/50) / (1/600) = 1
You can set it to 2. However, the above expression holds when it can be practically considered that the sampled amount x (t) does not have a frequency component of 1/2 h Hz or more.

また、この発明の動作の説明の冒頭でも記したが、以上
の動作はB変電所側でも同様に行われる。
Further, as described at the beginning of the description of the operation of the present invention, the above operation is similarly performed on the B substation side.

なお、上記実施例では電力設備として送電線、電気量と
して電流、保護のための演算としてキルヒホッフの電流
側に基いた判定方法を適用した場合について示したが、
この発明は、時間的に周期性があるとみなせる電気量の
サンプリング値に基く演算を行う保護継電装置に一般的
に適用できるものである。
In the above embodiment, a transmission line as power equipment, a current as an amount of electricity, a case where a determination method based on the current side of Kirchhoff as a calculation for protection is applied is shown.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is generally applicable to a protective relay device that performs an operation based on a sampling value of an electric quantity that can be regarded as periodic in time.

又、サンプリング時間周期hと、上式の対象とするデー
タ数Nの選定によっては式中の正弦関数と余弦関数のと
り得る値を制限できることがあるので、式の演算を高速
化することも出来る。たとえば、fHzの基本周波数の電
力系統に対してデータ数N=12とするとサンプリング時
間周期h=1/(12f)で、式中のAqとBqを算出する式
は、 とすると、次頁の行列式Aで書ける。
Further, depending on the selection of the sampling time period h and the number of data N targeted by the above equation, the values that can be taken by the sine function and the cosine function in the equation may be limited, so the calculation of the equation can be speeded up. . For example, assuming that the number of data is N = 12 for the power system with the fundamental frequency of fHz, the equation for calculating Aq and Bq in the equation is the sampling time period h = 1 / (12f). Then, the determinant A on the next page can be written.

すなわち、サンプリングデータx(nh)が得られる毎に を算出し、 とx(nh)とをメモリに記憶しておけば、1/6の乗算を
除き、サンプリングデータが得られる毎の計算としては
全て加減算のみでAq、Bqを算出できる。これは式をその
まま実行するよりも、演算時間の長い乗算を減らせると
いう点で高速に実行できて有利である。
That is, every time the sampling data x (nh) is obtained And calculate If x and n (nh) are stored in the memory, Aq and Bq can be calculated only by addition and subtraction as calculation every time sampling data is obtained except for multiplication by 1/6. This is advantageous in that it can be executed at a high speed in that multiplications that require a long calculation time can be reduced as compared with executing the equation as it is.

なお、上記実施例において、第2図のステップS23にお
いて求める電流値を、特定周波数成分について次のよう
にして求めることもできる。同一時刻での各端子の特定
周波数成分の電気量(t) を特定周波数成分の値q=rに対応させて ここで、 なる演算によって算出することができる。
In the above embodiment, the current value obtained in step S23 of FIG. 2 can be obtained for the specific frequency component as follows. Electricity (t) of specific frequency component of each terminal at the same time Is associated with the value q = r of the specific frequency component here, Can be calculated.

さらに、基本周波数成分について、B変電所から着信し
た電流値をサンプリングしたのと同一時刻におけるA変
電所での基本周波数成分の電流値(t)とB変電所で
の基本周波数成分の電流値(t)は、次のように表現
できる。
Further, regarding the fundamental frequency component, the current value (t) of the fundamental frequency component at the A substation and the current value (of the fundamental frequency component at the B substation at the same time when the current value received from the B substation was sampled t) can be expressed as follows.

ここで、 ここで、hはサンプリング時間周期、 x(nh)は時刻nhにおけるA変電所での電流のサンプリ
ング値、 y(nh−u)は時刻(nh−u)におけるB変電所での電
流のサンプリング値、 uはA変電所とB変電所におけるサンプリング時間差、 Nは所定の偶数個のデータ数、 (t)はB変電所から着信した電流値をサンプリング
した同一時刻tにおけるA変電所での基本周波数成分の
電流値、 (t)はB変電所から着信した電流値をサンプリング
したのと同一時刻tにおけるB変電所での基本周波数成
分の電流値、 nは1からNまでの整数値である。
here, Where h is the sampling time period, x (nh) is the current sampling value at the A substation at time nh, and y (nh-u) is the current sampling value at the B substation at time (nh-u). , U is the sampling time difference between A substation and B substation, N is the number of predetermined even number of data, (t) is the basic frequency at A substation at the same time t when the current value received from B substation is sampled The current value of the component, (t) is the current value of the fundamental frequency component at the B substation at the same time t when the current value received from the B substation was sampled, and n is an integer value from 1 to N.

時刻の起点は式の演算に用いるA変電所での電流の最初
のサンプリング時刻を1hとしたものである。
The starting point of the time is 1 h as the first sampling time of the current at the substation A used for the calculation of the equation.

又、サンプリング時間周期hと式の対象とするデータ数
Nの選定によっては式中の正弦関数と余弦関数のとり得
る値を制限できることがあるので、式の演算を高速化す
ることも出来る。たとえば、fHzの基本周波数の電力系
統に対してデータ数N=12とするとサンプリング時間周
期h=1/(12f)で式中のA1とB1を算出する式は、 とすると、次の様に書ける。
Also, the values that the sine function and the cosine function in the equation can take can be limited depending on the selection of the sampling time period h and the number of data N to be the subject of the equation, so the calculation of the equation can be speeded up. For example, assuming that the number of data N = 12 for the power system of the fundamental frequency of fHz, the formula for calculating A 1 and B 1 in the formula in the sampling time period h = 1 / (12f) is Then, we can write as follows.

A1=1/6{C・X(1h)+S・X(2h)−S・X(4h)
−C・X(5h)−X(6h)−C・X(7h)−S・X(8
h)+S・X(10h)+C・X(11h)+X(12h)} B1=1/6{S・X(1h)+C・X(2h)+X(3h)+C
・X(4h)+S・X(5h)−S・X(7h)−C・X(8
h)−X(9h)−C・X(10h)−S・X(11h)} すなわち、サンプリングデータx(nh)が得られる毎
に、 を算出し、 とx(nh)とをメモリに記憶しておけば、1/6の乗算を
除き、サンプリングデータが得られる毎の計算としては
全て加減算のみでA1、B1を算出できる。これは式をその
まま実行するよりも、演算時間の長い乗算を減らせると
いう点で高速に実行できて有利である。
A 1 = 1/6 {C ・ X (1h) + S ・ X (2h) -S ・ X (4h)
-C ・ X (5h) -X (6h) -C ・ X (7h) -S ・ X (8
h) + S ・ X (10h) + C ・ X (11h) + X (12h)} B 1 = 1/6 {S ・ X (1h) + C ・ X (2h) + X (3h) + C
・ X (4h) + S ・ X (5h) -S ・ X (7h) -C ・ X (8
h) −X (9h) −C · X (10h) −S · X (11h)} That is, each time sampling data x (nh) is obtained, And calculate If x and n (n) are stored in the memory, A 1 and B 1 can be calculated only by addition and subtraction as calculation every time sampling data is obtained except multiplication by 1/6. This is advantageous in that it can be executed at a high speed in that multiplications that require a long calculation time can be reduced as compared with executing the equation as it is.

一般に、電力系統の保護継電装置では、電気量の基本周
波数成分だけに着目した保護方法を採る場合が多い。例
えば、前述したキルヒホッフの電流則に基づく送電線の
保護方法に場合、系統事故時に複数の周波数成分の電流
が重畳していても、原理的に、各周波数成分毎にキルヒ
ホッフの電流則は成立するもので、確実に存在する周波
数として、電源の周波数、即ち基本周波数成分のみを用
いて、キルヒホッフの電流則に基づく保護を行うことが
できる。
In general, a protection relay device of a power system often employs a protection method focusing only on the fundamental frequency component of the amount of electricity. For example, in the case of the transmission line protection method based on the Kirchhoff current law described above, the Kirchhoff current law is in principle established for each frequency component even if currents of multiple frequency components are superposed at the time of a system fault. However, it is possible to perform protection based on Kirchhoff's current law by using only the frequency of the power supply, that is, the fundamental frequency component, as the frequency that surely exists.

又、複数の特定周波数成分に着目して保護演算を行う場
合でも、この発明によりサンプリング同期を不要とする
ことが出来る。
Further, even when the protection calculation is performed by paying attention to a plurality of specific frequency components, the present invention can eliminate the need for sampling synchronization.

したがって、特定周波数成分の電気量のみを算出すれば
演算速度が速くなり、継電装置の応答速度が速くなり、
保護動作を早期に行い得ることになる。
Therefore, if only the amount of electricity of the specific frequency component is calculated, the calculation speed becomes faster and the response speed of the relay device becomes faster,
The protection operation can be performed early.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のようにこの発明によれば、一定時間周期hでサン
プリングされた電気量のディジタル値から任意の時刻に
おける電気量を算出することができ、サンプリングの同
期をとる必要がないので、装置が安価に出来、更に、小
型化も可能となる効果がある。
As described above, according to the present invention, the amount of electricity at any time can be calculated from the digital value of the amount of electricity sampled in the constant time period h, and it is not necessary to synchronize the sampling, so that the device is inexpensive. In addition, there is an effect that it can be miniaturized.

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

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
はこの発明の一実施例においてマイクロプロセッサで行
うプログラムフロー図、第3図は従来の保護継電装置を
示すブロック図、第4図は従来の保護継電装置において
マイクロプロセッサで行っていたプログラムフロー図、
第5図(a)、(b)は従来の保護継電装置においてサ
ンプリング同期部で行っていた処理フロー図である。 図中、(1)は送電線、(2)はA/D変換部、(3)は
マイクロプロセッサ(電気量算出手段)、S21はA変電
所でのサンプリングとB変電所でのサンプリングの時間
差を得る処理ステップ、S22は処理の起動要因判別処理
ステップ、S23はB変電所でのサンプリング時刻と同一
時刻におけるA変電所での電流値を算出する処理ステッ
プ、S24は電流値の和が0に近いかどうかを判定する処
理ステップ、S25はトリップ指令を出す処理ステップで
ある。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a program flow diagram executed by a microprocessor in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a conventional protective relay device. Fig. 4 is a program flow chart that was performed by a microprocessor in a conventional protective relay device.
FIGS. 5 (a) and 5 (b) are process flow charts performed in the sampling synchronization unit in the conventional protective relay device. In the figure, (1) is a power transmission line, (2) is an A / D converter, (3) is a microprocessor (electric quantity calculation means), and S21 is a time difference between sampling at the A substation and sampling at the B substation. To obtain the process start factor determination processing step, S23 is a processing step for calculating the current value at the A substation at the same time as the sampling time at the B substation, and S24 is the sum of the current values to 0. S25 is a processing step of determining whether or not they are close, and S25 is a processing step of issuing a trip command. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の電気量検出端子における同一時刻の
電気量に基づいて電力設備を保護する保護継電装置にお
いて、同一時刻での各端子の電気量を算出する電気量算
出手段を備え、この電気量算出手段は、一定時間周期h
で複数の電気量検出端子における各電気量をサンプリン
グして得られたN点のディジタル値x(nh)に基づいて
(O,Nh)区間の任意の時刻tに対する各電気量検出端子
における同一時刻での電気量x(t)を、 ここで、qmは;Nが偶数の時、 ;Nが奇数の時、 nは1からNまでの整数値、 qは周波数に係る変数、 hはサンプリング時間周期、 x(nh)は時刻nhにおけるA変電所での電流のサンプリ
ング値、 x(t)はB変電所から着信した電流値をサンプリング
したのと同一時刻tにおけるA変電所での電流値 なる演算によって算出することを特徴とする保護継電装
置。
1. A protective relay device for protecting electric power equipment on the basis of electric quantities of a plurality of electric quantity detection terminals at the same time, comprising electric quantity calculation means for calculating the electric quantities of respective terminals at the same time, This electricity quantity calculating means is operated at a constant time period h
Based on the digital value x (nh) at N points obtained by sampling the respective electric quantities at the plural electric quantity detection terminals at the same time at each electric quantity detection terminal for an arbitrary time t in the (O, Nh) section. The electric quantity x (t) at Where qm is; when N is even, ; N is an odd number, n is an integer value from 1 to N, q is a variable relating to frequency, h is a sampling time period, x (nh) is a sampling value of current at the A substation at time nh, and x (t) is from the B substation A protective relay device characterized in that the incoming current value is calculated by the calculation of the current value at the A substation at the same time t when the current value was sampled.
【請求項2】上記電気量算出手段は、同一時刻での各端
子の特定周波数成分の電気量(t)を、特定周波数成
分の値q=rに対応させて ここで、 なる演算によって算出することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の保護継電装置。
2. The electric quantity calculating means associates the electric quantity (t) of the specific frequency component of each terminal at the same time with the value q = r of the specific frequency component. here, The protective relay device according to claim 1, wherein the protective relay device is calculated by the following calculation.
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WO2008031364A1 (en) * 2006-08-07 2008-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Method for sampling a current or voltage profile and for forming sampling values, in particular for use in protection and control devices for energy transmission systems

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