JPH09172728A - Digital type overcurrent relay - Google Patents

Digital type overcurrent relay

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JPH09172728A
JPH09172728A JP34846095A JP34846095A JPH09172728A JP H09172728 A JPH09172728 A JP H09172728A JP 34846095 A JP34846095 A JP 34846095A JP 34846095 A JP34846095 A JP 34846095A JP H09172728 A JPH09172728 A JP H09172728A
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JP
Japan
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wave
value
overcurrent
phase
amount
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Application number
JP34846095A
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Japanese (ja)
Inventor
Ritsuo Washino
律夫 鷲野
Chikao Sato
力生 佐藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an overcurrent relay which is not influenced by the overlapping angle of commutation even for a rectangular wave input and has a small error. SOLUTION: A sanpling (an instantaneous value) data (iR, iS, ir ) is obtained from a three-phase rectangular wave current in a P-wave an N-wave extracting part 11 in place of detection by a conventional fundamental wave extraction. The absolute value of the respective instantaneous values of three-phase components is sought and the three-phase addition of the values is performed in a |IP| and |IN| data preparing part 12, thereby obtaining the quantity of electricity (|If =|iR|+|is |+|ir |) corresponding to a DC current in |If | data preparing part 13. It is detected in a decision part 14 that the value |If | becomes not less than the setting value |Ik | of an overcurrent.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル形保護継
電装置、特に発電機まわりの励磁変圧器保護継電装置に
使用されるディジタル形過電流継電器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital type protective relay device, and more particularly to a digital type overcurrent relay used in a protective relay device for an excitation transformer around a generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10に励磁変圧器Tr に適用した従来の
過電流継電器1の例を示す。本保護継電器の保護目的
は、発電機界磁回路の励磁変圧器及びサイリスタ整流器
の耐量を保護することを目的とし、図12は従来の過電流
継電器を説明する図である。図10のCTには図11に示す
ような矩形波入力(IU )が流れ、過電流継電器1に入
力される。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows an example of a conventional overcurrent relay 1 applied to an exciting transformer Tr . The protection purpose of this protection relay is to protect the withstanding capacity of the excitation transformer and thyristor rectifier of the generator field circuit, and FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional overcurrent relay. A rectangular wave input (I U ) as shown in FIG. 11 flows through CT of FIG. 10 and is input to the overcurrent relay 1.

【0003】先ず、図10に示す入力電流IU と界磁電流
(Idc)の関係を以下に示す。サイリスタに流れる電流
(iUP)は、界磁電流(Idc)を用いると以下のように
なる。
First, the relationship between the input current I U and the field current (I dc ) shown in FIG. 10 is shown below. The current (i UP ) flowing through the thyristor is as follows when the field current (I dc ) is used.

【数1】 [Equation 1]

【0004】次に、変圧器直流電流(iU )は、界磁電
流(Idc)を用いるとiU の実効値及びiU に含まれる
基本波の値は夫々以下のようになる。
[0004] Next, the transformer direct current (i U), the value of the fundamental wave contained in the effective value and i U of using the i U the field current (I dc) is as respectively below.

【数2】 [Equation 2]

【0005】次に、変圧器交流電流(IU )は、界磁電
流(Idc)を用いると(1) 式のようになる。
Next, the transformer alternating current (I U ) is expressed by the equation (1) using the field current (I dc ).

【数3】 (Equation 3)

【0006】IU に含まれる基本波の値は(2) 式のよう
になる。
The value of the fundamental wave contained in I U is expressed by equation (2).

【数4】 (Equation 4)

【0007】次に、過電流継電器の応動について説明す
る。図10に示したCTより入力された入力電流(IU
は、アナログフィルタ(AF)2を通し、A/D変換器
3を介してディジタル量に変換され、ディジタルフィル
タ(DF)4を通して、基本波分のみを抽出する。この
基本波は、(2) 式で示したI1 相当となる。抽出された
基本波は、振幅値演算部5で下記に示すような振幅値演
算を行ない、振幅値|If |′を算出する。
Next, the operation of the overcurrent relay will be described. Input current (I U ) input from CT shown in FIG.
Is converted into a digital amount through an analog filter (AF) 2 and an A / D converter 3, and only a fundamental wave component is extracted through a digital filter (DF) 4. This fundamental wave corresponds to I 1 shown in equation (2). The extracted fundamental wave is subjected to an amplitude value calculation as shown below in the amplitude value calculation unit 5 to calculate an amplitude value | I f | '.

【0008】ここで、一例として一般に使用されている
振幅値演算アルゴリズムを下記に示す。
An amplitude value calculation algorithm that is generally used is shown below as an example.

【数5】 (Equation 5)

【0009】Id作成部6にて、上記振幅値演算で求め
た値|If |′と過電流判定のための整定値(Ia)の
差分Id(=|If |′−|Ia|)を算出する。|I
f |′>|Ia|のとき、積算量ΣId作成部7におい
て下記演算を行なう。
The difference Id (= | I f | '-| Ia |) between the value | I f |' calculated by the above-mentioned amplitude value calculation and the set value (Ia) for overcurrent determination in the Id creation unit 6 To calculate. | I
When f | '> | Ia |, the following calculation is performed in the integrated amount ΣId creating unit 7.

【数6】 ΣIdm =ΣIdm-1 +Idm ……………(4) 但し、ΣIdm :現在の積算量。 ΣIdm-1 :1サンプリング前の積算量。 Idm :現在のId量。ΣId m = ΣId m-1 + Id m (4) where ΣId m is the current integrated amount. ΣId m-1 : Integrated amount before sampling. Id m : Current Id amount.

【0010】判定部8にて、上記で求めた積算量ΣId
m が(5) 式の条件のとき、出力することになる。このこ
とは、入力電流|If |′の大きさにより動作するまで
の時間が異なることを意味する。このときの時間特性を
図13に示す。
In the judging section 8, the integrated amount ΣId obtained above is calculated.
When m is the condition of Eq. (5), it will be output. This means that the time required to operate varies depending on the magnitude of the input current | I f | ′. The time characteristics at this time are shown in FIG.

【数7】 ΣIdm ≧k ……………………(5)[Formula 7] ΣId m ≧ k …………………… (5)

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述した界磁電流(I
dc)に対して、従来方式のものでは、入力量は前述の基
本波の入力量(前述の(2) 式)0.78×Idc相当が入
力されることになる。実際の界磁回路では、図14の回路
で示すようにサイリスタ1(SCR1),サイリスタ2
(SCR2)がON状態にあって、直流側に電流IDC
供給しているときにサイリスタ3(SCR3)を点弧し
たとする。SCR3が点弧すると電源U,V間でSCR
3とSCR1を通して短絡電流is が流れる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
On the other hand, in the conventional system, the input amount corresponding to the input amount of the fundamental wave (equation (2) above) 0.78 × I dc is input. In the actual field circuit, as shown in the circuit of FIG. 14, thyristor 1 (SCR1), thyristor 2
It is assumed that the thyristor 3 (SCR3) is ignited while the (SCR2) is in the ON state and the current I DC is being supplied to the DC side. When SCR3 is ignited, SCR is generated between power supplies U and V
3 and the short-circuit current i s flows through SCR1.

【0012】ここで、SCR1の順方向の電流
(iSCR1)は、iDC−is で表されるため、is がiDC
と等しくなる電流に到達すると、SCR1は消弧してi
s はそれ以上に増加することはない。このとき出力電流
DCの通路は、SCR1からSCR3へ移行することに
なる。これをSCR1からSCR3への転流現象とい
い、電気角で表したものを(転流)重なり角といい(6)
式で表される。
[0012] Here, a forward current of SCR1 (i SCR1) Because represented by i DC -i s, i s is i DC
When a current equal to is reached, SCR1 extinguishes and i
s does not increase further. At this time, the path of the output current i DC shifts from SCR1 to SCR3. This is called the commutation phenomenon from SCR1 to SCR3, and what is expressed in electrical angle is called (commutation) overlap angle (6).
It is expressed by an equation.

【数8】 (Equation 8)

【0013】以上の如く転流重なり角は、電源電圧,出
力電圧,電源インピーダンス及び位相制御角αにより変
化する。前述した転流重なり角(U角)は測定データよ
り約26°〜13°の間で変化する。これにより基本波
の値は、0.764×Idc(U角=約26°時)〜0.
798×Idc(U角=約13°時)相当となり、これが
リレーの検出誤差となり、0.78×Idc相当入力に対
する前記動作時間の誤差が大きくなってしまう。
As described above, the commutation overlap angle changes depending on the power supply voltage, the output voltage, the power supply impedance, and the phase control angle α. The commutation overlap angle (U angle) described above changes from about 26 ° to 13 ° from the measured data. Accordingly, the value of the fundamental wave is 0.764 × I dc (U angle = about 26 °) to 0.
It becomes equivalent to 798 × I dc (when U angle = about 13 °), and this becomes a detection error of the relay, and the error of the operating time with respect to 0.78 × I dc equivalent input becomes large.

【0014】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、転流重なり角に影響されず、検出誤差の
小さいディジタル形過電流継電器を提供することを目的
としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a digital overcurrent relay which is not affected by the commutation overlap angle and has a small detection error.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
ディジタル形過電流継電器は、3相の電流入力(iR
S ,iT )をアナログ/ディジタル変換器を介してデ
ィジタル量に変換し、これら3相の入力波形から各相の
正波(IPR,IPS,IPT),負波(INR,INS,INT
を抽出するP波,N波抽出部と、前記抽出した各相分の
絶対値をとり、その3相分を加算して|IP|,|IN
|量(|IP|=|IPR|+|IPS|+|IPT|,|I
N|=|INR|+|INS|+|INT|)を作成する|I
P|,|IN|データ作成部と、前記作成した|IP
|,|IN|の和の平均値|If |を算出する|If
作成部と、前記作成した|If |と過電流整定値|Ik
|とを比較し、|If |データが過電流整定値以上であ
るとき出力する判定部とを備えた。
A digital overcurrent relay according to claim 1 of the present invention is a three-phase current input (i R ,
i S , i T ) is converted into a digital quantity through an analog / digital converter, and the positive wave (I PR , I PS , I PT ) and the negative wave (I NR , I NR , I NS , I NT )
P-wave and N-wave extractor for extracting the absolute value of each phase extracted and the three phases are added to obtain | IP |, | IN
| Amount (| IP | = | I PR | + | I PS | + | I PT |, | I
N | = | I NR | + | I NS | + | I NT |) is created | I
P |, | IN | data creation unit and the created | IP
|, | IN | average value of the sum of | I f | calculates the | I f |
Creation unit, the created | I f | and overcurrent set value | I k
|, And a determination unit for outputting when | I f | data is equal to or more than the overcurrent set value.

【0016】本発明の請求項1に係るディジタル形過電
流継電器において、3相分の矩形波電流入力の瞬時値デ
ータの絶対値を3相分加算した値|if |は、直流電流
相当となる。3相分の矩形波入力の異常を検出するため
に、上記算出した量(|if|)を使用して|if |≧
|Ik |の判定を行ない、|if |が|Ik |以上であ
ればリレーは出力する。
In the digital overcurrent relay according to claim 1 of the present invention, the value | if f | obtained by adding the absolute values of the instantaneous value data of the rectangular wave current input for three phases for three phases is equivalent to the DC current. Become. In order to detect an abnormality in the rectangular wave input for three phases, | i f | ≧ using the above calculated amount (| i f |)
| I k | is determined, and if | if f | is greater than or equal to | I k |, the relay outputs.

【0017】本発明の請求項2に係るディジタル形過電
流継電器は、請求項1において、|IP|,|IN|デ
ータ作成部にて作成した|IP|,|IN|の各々と過
電流整定値|Ik |とを個々に比較する判定部と、前記
個々の判定出力の両者が前記過電流整定値|Ik |以上
であることを検出したとき出力を生じる論理積回路とを
備えた。従って判定式は|IP|≧|Ik |,|IN|
≧|Ik |となる。
The digital overcurrent relay according to claim 2 of the present invention is the digital overcurrent relay according to claim 1, wherein | IP | and | IN | created by the | IP | A determination unit that individually compares the value | I k | and an AND circuit that produces an output when both of the individual determination outputs are greater than or equal to the overcurrent settling value | I k | . Therefore, the determination formula is | IP | ≧ | I k |, | IN |
≧ | I k |.

【0018】本発明の請求項3に係るディジタル形過電
流継電器は、請求項1において、P波,N波抽出部から
抽出した各相分の絶対値をとって振幅値(|IPR|′,
|IPS|′,|IPT|′|INR|′,|INS|′,|I
NT|′)を求める振幅値演算処理部と、前記振幅値の3
相分を加算して、|IP|,|IN|量(|IP|′=
|IPR|′+|IPS|′+|IPT|′,|IN|′=|
NR|′+|INS|′+|INT|′)を作成する|IP
|′,|IN|′データ作成部と、前記作成した|IP
|′,|IN|′の和の平均値|If |′((|IP
|′+|IN|′)/2)を算出する|If |′作成部
と、前記作成した|If |′と過電流整定値|Ik |と
を比較し、|If |′データが過電流整定値以上である
とき出力する判定部とを備えた。
A digital overcurrent relay according to a third aspect of the present invention is the digital overcurrent relay according to the first aspect, wherein the absolute value of each phase extracted from the P-wave and N-wave extractor is taken to obtain an amplitude value (| I PR | ' ,
| I PS | ', | I PT |' | I NR | ', | I NS |', | I
NT | ′) amplitude value calculation processing unit and the amplitude value 3
Adding the phase components, | IP |, | IN | amount (| IP | '=
| I PR | '+ | I PS |' + | I PT | ', | IN |' = |
I NR | ′ + | IN S | ′ + | I NT | ′) | IP
| ', | IN |' data creation unit and the created | IP
Average of sum of | ′ and | IN | ′ | I f | ′ ((| IP
| I + | IN | ') / 2) for calculating | I f |' and the above-prepared | I f | 'and the overcurrent set value | I k | to compare | I f |' And a determination unit that outputs when the data is equal to or more than the overcurrent set value.

【0019】本発明の請求項4に係るディジタル形過電
流継電器は、請求項1において、|If |作成部にて作
成した|If |と過電流整定値|Ia |との差分Id
作成するId 作成部と、前記Id を積分して積分量ΣI
d を算出する積分量算出部と、前記積分量ΣId と所定
値Kとを比較し、積分量が所定値以上であるとき出力す
る判定部とを備えた。従って判定式はIdm ≧Kとな
る。
[0019] the digital overcurrent relay according to claim 4 of the present invention, in claim 1, | I f | created by creating unit | I f | overcurrent setting value | I a | and the difference I and I d creation unit that creates a d, integral quantity ΣI by integrating the I d
The integrated amount calculation unit that calculates d and the determination unit that compares the integrated amount ΣI d with a predetermined value K and outputs when the integrated amount is a predetermined value or more are provided. Therefore, the judgment formula is Id m ≧ K.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。図1は矩形波を検出するディジタル
形過電流継電器を説明するためのブロック図である。図
1において、ディジタル形過電流継電器は3相入力電気
量をディジタル量に変換するアナログ/ディジタル変換
器(A/D)10と、3相の入力量iR ,iS ,iT から
各相の正波(IPR,IPS,IPT)、負波(INR,INS
NT)を抽出するP波,N波抽出部11と、抽出した各相
のIPR,IPS,IPT,INR,INS,INTの絶対値をと
り、その3相分を加算して、|IP|,|IN|量(|
IP|=|IPR|+|IPS|+|IPT|,|IN|=|
NR|+|INS|+|INT|)を作成する|IP|,|
IN|データ作成部12と、作成した|IP|,|IN|
の平均値|If |(=|IR |+|IS |+|IT |)
を算出する|If|データ作成部13と、作成した|If
|と過電流整定値|Ik |とを比較する判定部14から構
成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining a digital overcurrent relay that detects a rectangular wave. In FIG. 1, a digital overcurrent relay is an analog / digital converter (A / D) 10 that converts a three-phase input electric quantity into a digital quantity, and three-phase input quantities i R , i S , and i T for each phase. of Seinami (I PR, I PS, I PT), Funami (I NR, I NS,
I NT ), a P-wave / N-wave extraction unit 11 and the extracted absolute values of I PR , I PS , I PT , I NR , I NS , and I NT of each phase, and the three phases are added. Then, | IP |, | IN | amount (|
IP | = | I PR | + | I PS | + | I PT |, | IN | = |
I NR | + | I NS | + | I NT |) | IP |, |
IN | Data creation unit 12 and created | IP |, | IN |
Average value of | I f | (= | I R | + | I S | + | IT |)
To calculate | I f | data creation unit 13 and created | I f
It is composed of a determination unit 14 for comparing | and the overcurrent set value | I k |.

【0021】次に作用について説明する。図2は矩形波
入力の算出方法を説明する図である。図2において、
(a) に3相の入力量iR ,iS ,iT 、(b) に各相の正
波(IPR,IPS,IPT)、負波(INR,INS,INT)、
(c) に各相の正波の絶対値の加算量|IP|(=|IPR
|+|IPS|+|IPT|)、負波の絶対値の加算量|I
N|(=|INR|+|INS|+|INT|)、(d) に|I
P|,|IN|の和の平均値|If |(=|IR |+|
S |+|IT |)と過電流整定値|Ik |を示す。
Next, the operation will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a method of calculating a rectangular wave input. In FIG.
(a) Three-phase input quantities i R , i S , i T , (b) Positive wave (I PR , I PS , I PT ) of each phase, Negative wave (I NR , I NS , I NT ). ,
Addition amount of absolute value of positive wave of each phase to (c) | IP | (= | I PR
| + | I PS | + | I PT |), amount of addition of absolute value of negative wave | I
N | (= | I NR | + | I NS | + | I NT |), | I in (d)
P |, | IN | average value of the sum of | I f | (= | I R | + |
I S | + | IT |) and overcurrent set value | I k |.

【0022】先ず、(a) に示す3相の入力量iR
S ,iT に対し、P波N波抽出部11で各相の正波分と
負波分を抽出すると(b) のIPR,IPS,IPT,INR,I
NS,INTのようになる。ここで、これらIPR,IPS,I
PTを|IP|,|IN|データ作成部12にて、(b) のA
に示すようにIPR,IPS,IPT,INR,INS,INTの絶
対値をとり、その値を加算していくと、(c) に示すよう
な直流電流相当の一定量の電気量|IP|,|IN|と
なる。
First, the three-phase input quantities i R , shown in (a),
When the positive wave component and the negative wave component of each phase are extracted by the P wave N wave extraction unit 11 with respect to i S and i T , I PR , I PS , I PT , I NR , and I in (b).
NS, it is as I NT. Here, these I PR , I PS , and I
PT is set to | IP |, | IN |
As shown in (c), when the absolute values of I PR , I PS , I PT , I NR , I NS , and I NT are taken and the values are added, a certain amount of DC current equivalent to that shown in (c) is obtained. Electricity becomes | IP |, | IN |.

【0023】次に、|If |データ作成部13にて、|I
P|,|IN|の和の平均値をとることにより、(d) に
示すような|If |波形となり、又、同図に示した過電
流整定値|Ik |とを比較し、|If |≧|Ik |の判
定式が成り立てば、リレーは出力することになる。
Next, in the | I f | data creation section 13, | I f |
By taking the average value of the sum of P | and | IN |, a | I f | waveform as shown in (d) is obtained, and the overcurrent set value | I k | shown in FIG. If the determination formula | I f | ≧ | I k | holds, the relay outputs.

【0024】次に、本検出原理による転流重なり角の影
響について述べる。図3は転流重なり角を考慮したとき
の矩形波入力の算出方法を説明する図である。図3にお
いて、(a) に転流重なり角を考慮したときの界磁回路側
の3相入力量iR ,iS ,iT を示す。
Next, the influence of the commutation overlap angle according to the present detection principle will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a method of calculating a rectangular wave input when the commutation overlap angle is taken into consideration. In FIG. 3, (a) shows three-phase inputs i R , i S , and i T on the field circuit side when the commutation overlap angle is taken into consideration.

【0025】図3(a) の重なり角部分を見ると、IR
立ち下がりとIS の立ち下がり部分を加算するとIdc
当になる。同様にIS とIT 、IT とIR についても加
算するとIdc相当となる。同様な考えで、(b) に転流重
なり角を考慮した各相の正波(IR ,IS ,IT )を示
す。
Looking at the overlapping angle portion in FIG. 3A, the sum of the falling edge of I R and the falling edge of I S results in I dc . Similarly, when I S and I T and I T and I R are added, it becomes equivalent to I dc . In a similar idea, showing the (b) to the respective phases in consideration of the commutation overlapping angle Seinami (I R, I S, I T).

【0026】図4(b) に示すように、界磁回路側と同様
に考え、重なり角部分の立ち上がり部分と立ち下がり部
分との和は直流相当の電流になる。その結果、転流重な
り角を考慮した各相の正波の絶対値の加算量|IP|
(=|IPR|+|IPS|+|IPT|)は図2(c) で示し
たIdcと同じとなる。
As shown in FIG. 4 (b), considering the same as on the field circuit side, the sum of the rising portion and the falling portion of the overlapping angle portion becomes a current equivalent to direct current. As a result, the amount of addition of the absolute value of the positive wave of each phase | IP |
(= | I PR | + | I PS | + | I PT |) is the same as I dc shown in FIG. 2 (c).

【0027】同様に負波側についても図2(c) で示した
dcと同じとなる。前述で求めた|IP|,|IN|の
和の平均値|If |(=|IR |+|IS |+|I
T |)と過電流整定値|Ik |を比較して、|If |≧
|Ik |の判定式が成り立てば、リレーは出力すること
になる。
Similarly, on the negative wave side, it becomes the same as I dc shown in FIG. 2 (c). Average value of the sum of | IP | and | IN | obtained above | I f | (= | I R | + | I S | + | I
T |) and overcurrent set value | I k | and comparing | I f | ≧
If the | I k | judgment formula is satisfied, the relay outputs.

【0028】上記方式を使用することにより、本保護継
電器の保護目的である発電機界磁回路の励磁変圧器及び
サイリスタ整流器を保護することを実現し、かつ、矩形
波入力に対しても、転流重なり角に影響されず、誤差の
少ない過電流継電器を提供することができる。
By using the above method, it is possible to protect the exciting transformer and the thyristor rectifier of the generator field circuit, which is the purpose of protection of the protective relay, and also to protect the rectangular wave input. It is possible to provide an overcurrent relay having a small error without being affected by the flow overlap angle.

【0029】本実施の形態によれば、3相分の矩形波入
力電流iR ,iS ,iT を入力して、各相の正波,負波
分の瞬時値の絶対値を3相加算することにより、3相分
の正波,負波の加算した量(|IP|,|IN|)は直
流電流相当となり、上記算出した量(|IP|,|IN
|)の和を使用して、その平均値|If |(=|IR
+|IS |+|IT |)を算出する。
According to the present embodiment, the rectangular wave input currents i R , i S , and i T for three phases are input, and the absolute values of the instantaneous values of the positive and negative waves of each phase are calculated as three phases. By adding the positive and negative waves of three phases, the added amount (| IP |, | IN |) becomes equivalent to the direct current, and the calculated amount (| IP |, | IN
│) is used to calculate the average value | I f │ (= │I R
+ | I S | + | IT |) is calculated.

【0030】そして、この|If |が過電流整定値|I
k |より大きければ、リレーが出力することにより、本
保護継電器の保護目的である発電機界磁回路の励磁変圧
器及びサイリスタ整流器を保護することを実現し、か
つ、矩形波入力に対しても、転流重なり角に影響されな
い、誤差の少ない過電流継電器を提供することができ
る。
This | I f | is the overcurrent set value | I
If k is larger than k |, the relay outputs to protect the exciting transformer and thyristor rectifier of the generator field circuit, which is the purpose of protection of this protective relay, and also for rectangular wave input. It is possible to provide an overcurrent relay that is not affected by the commutation overlap angle and has a small error.

【0031】図4はディジタル形過電流継電器の他の実
施の形態を示すブロック図である。図4において、図1
と同一部分については同一符号を付して説明を省略す
る。14は|IP|,|IN|データ作成部12で作成した
|IP|,|IN|量の個々の値と過電流整定値|Ik
|とを各々比較する判定部14-1、15はAND回路であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the digital type overcurrent relay. In FIG. 4, FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. 14 is the | IP |, | IN | individual value of the | IP |, | IN | amount created by the data creation unit 12 and the overcurrent set value | I k
The determination units 14-1 and 15 that compare | with each other are AND circuits.

【0032】次に、作用について説明する。図5は矩形
波入力の算出方法を説明する図である。図5において、
(b) に示す正波側抽出波形,負波側抽出波形までは図2
と同様である。異なる部分は判定部14-1の判定内容であ
り、(c) に示すように正波側絶対値3相加算波形|IP
|と、負波側絶対値3相加算波形|IN|とを過電流整
定値|Ik |と個々に比較し、|IP|≧|Ik |,|
IN|≧|Ik |の判定式が成り立てば、リレーは出力
する。
Next, the operation will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a method of calculating a rectangular wave input. In FIG.
Fig. 2 shows up to the positive side extracted waveform and the negative side extracted waveform shown in (b).
Is the same as The different part is the judgment content of the judgment unit 14-1. As shown in (c), the positive wave side absolute value three-phase added waveform | IP
| And negative-wave-side absolute value three-phase added waveform | IN | are individually compared with overcurrent set value | I k |, and | IP | ≧ | I k |, |
If the judgment formula of IN | ≧ | I k | is established, the relay outputs.

【0033】本例によれば発電機界磁回路の励磁変圧器
及びサイリスタ整流器を保護することを目的とした過電
流継電器を実現することができる。かつ、矩形波入力に
対しても、転流重なり角に影響されず、誤差の少ない過
電流継電器を提供することができる。
According to this example, it is possible to realize an overcurrent relay intended to protect the excitation transformer and the thyristor rectifier of the generator field circuit. Moreover, it is possible to provide an overcurrent relay having a small error without being affected by the commutation overlapping angle even with respect to a rectangular wave input.

【0034】図6はディジタル形過電流継電器の更に他
の実施の形態を示す図である。図6におて、図1,図4
と同一部分については同一符号を付して説明を省略す
る。本実施の形態で新たに付加されたものは振幅値演算
処理部16であり、本処理部の追加により、それ以降にあ
る|IP|′,|IN|′データ作成部12-1,|I
f |′データ作成部13-1,判定部14-2の演算内容が必然
的に異なってきた。
FIG. 6 is a diagram showing still another embodiment of the digital type overcurrent relay. In FIG. 6, FIG. 1 and FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. What is newly added in the present embodiment is the amplitude value calculation processing unit 16, and by the addition of this processing unit, the | IP | ', | IN |' data creation units 12-1 and | I existing thereafter are added.
The calculation contents of the f | ′ data creation unit 13-1 and the determination unit 14-2 inevitably differed.

【0035】16は振幅値演算処理部であり、P波,N波
抽出部11にて抽出した各相のIPR,IPS,IPT,INR
NS,INTの値を使用して、半サイクルあるいは1サイ
クル間のデータを下記に示す式により振幅値演算を行な
う。
Reference numeral 16 denotes an amplitude value calculation processing unit, which is I PR , I PS , I PT , I NR of each phase extracted by the P wave and N wave extracting unit 11.
I NS, using the value of I NT, performs amplitude value calculated by the formula showing the data between the half-cycle or one cycle below.

【数9】 [Equation 9]

【0036】次に作用について説明する。図7は矩形波
入力の算出方法を説明する図である。図7において、
(a) に3相の入力量iR ,iS ,iT 、(b) に各相の正
波(IPR,IPS,IPT),負波(INR,INS,INT)、
(c) に各相の正波の振幅値演算処理し、その値の絶対値
の加算量|IP|′(=|IPR|′+|IPS|′+|I
PT|′)、負波の振幅値演算処理し、その値の絶対値の
加算量|IN|′(=|INR|′+|INS|′+|INT
|′)、(d) に|IP|′,|IN|′の和の平均値|
f |′と過電流整定値|Ik |を示す。
Next, the operation will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a method of calculating a rectangular wave input. In FIG.
(a) Three-phase input quantities i R , i S , i T , (b) Positive wave (I PR , I PS , I PT ) of each phase, Negative wave (I NR , I NS , I NT ). ,
In (c), the amplitude value of the positive wave of each phase is calculated, and the absolute value addition amount | IP | '(= | I PR |' + | I PS | '+ | I
PT | '), negative wave amplitude value calculation processing, and absolute value addition amount | IN |' (= | I NR | '+ | INS |' + | INT
| '), (D) is the average of the sum of | IP |' and | IN | '
I f | ′ and overcurrent set value | I k | are shown.

【0037】先ず、(a) に示す3相の入力量iR
S ,iT に対し、P波N波抽出部11にて各相の正波分
と負波分を抽出すると、(b) のIPR,IPS,IPT
NR,INS,INTのようになる。ここで、これらIPR
PS,IPTを振幅値演算処理部16にて前述した振幅値演
算を行なう。
First, the three-phase input quantities i R , shown in (a),
When the positive wave component and the negative wave component of each phase are extracted by the P wave N wave extraction unit 11 with respect to i S and i T , I PR , I PS , I PT of (b),
I NR , I NS , I NT . Where these I PR ,
The amplitude value calculation processing unit 16 performs the above-described amplitude value calculation on I PS and I PT .

【0038】そして、その値を|IP|′,|IN|′
データ作成部12-1にて、(b) のAに示すように、IPR
PS,IPT,INR,INS,INTの絶対値をとり、その値
を加算していくと、(c) に示すような直流電流相当の一
定量の電気量|IP|′,|IN|′となる。
Then, the values are set to | IP | ', | IN |'
In the data creation unit 12-1, as shown in A of (b), I PR ,
When the absolute values of I PS , I PT , I NR , I NS , and I NT are taken and the values are added, a certain amount of electricity | IP | ′ corresponding to the DC current as shown in (c), | IN | '.

【0039】次に、|If |′作成部13-1にて、|IP
|′,|IN|′の和の平均値をとることにより、(d)
に示すような|If |′波形となり、又、同図に示した
過電流整定値|Ik |とを比較し、|If |′≧|Ik
|の判定式が成り立てば、リレーは出力することにな
る。
Next, in the | I f | ′ creating section 13-1, | IP
By taking the average value of the sum of | ′ and | IN | ′, (d)
'A waveform, and the overcurrent setting value shown in FIG. | | Is compared with, | | I k I f | ' as shown in | I f ≧ | I k
If the | judgment formula is satisfied, the relay will output.

【0040】本例によれば、発電機界磁回路の励磁変圧
器及びサイクル整流器を保護することを目的とした過電
流継電器を実現することができる。かつ、矩形波入力に
対しても、転流重なり角に影響されず、誤差の少ない過
電流継電器を提供することができる。
According to this example, it is possible to realize an overcurrent relay intended to protect the excitation transformer and the cycle rectifier of the generator field circuit. Moreover, it is possible to provide an overcurrent relay having a small error without being affected by the commutation overlapping angle even with respect to a rectangular wave input.

【0041】図8はディジタル形過電流継電器の更に他
の実施の形態を示すブロック図である。図8において、
図1と同一部分については同一符号を付して説明を省略
する。本実施の形態で新たに付加されたものは、Idデ
ータ作成部17,積分量作成部18であり、これに伴ない判
定部14-3の判定処理内容が異なった。
FIG. 8 is a block diagram showing still another embodiment of the digital type overcurrent relay. In FIG.
The same parts as those in FIG. What is newly added in the present embodiment is the Id data creation unit 17 and the integration amount creation unit 18, and the determination processing contents of the determination unit 14-3 are different accordingly.

【0042】次に作用について説明する。図9は矩形波
入力の算出方法を説明する図である。なお、本例におい
て|If|データ作成部13までの処理(図9の(c) の波
形まで)は図1の場合と同様である。(d) では|IP
|,|IN|の平均値|If |と過電流整定値|Ia
の関係が示されている。
Next, the operation will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating a method of calculating a rectangular wave input. In this example, the processing up to the | I f | data creating unit 13 (up to the waveform of (c) in FIG. 9) is the same as in the case of FIG. In (d) | IP
||||| | and the overcurrent setpoint | Ia |
The relationship is shown.

【0043】即ち、(e) では|If |波形と過電流整定
値|Ia |との差分Idを示し、図中の斜線部に相当す
る積分量ΣIdを後述する積算式にて求め、その積算量
ΣIdと判定量kとを比較し、大きければリレーは出力
することになる。
That is, in (e), the difference Id between the | I f | waveform and the overcurrent set value | I a | is shown, and the integral amount ΣId corresponding to the shaded area in the figure is obtained by the integration formula described later. The integrated amount ΣId and the determination amount k are compared, and if they are larger, the relay outputs.

【0044】前述したように、3相分の矩形波電流入力
の瞬時値データの正波,負波を3相分各々の絶対値を加
算することにより、3相分の正波、負波の加算した量
(IP|,|IN|)は直流電流相当となる。3相分の
矩形波入力の異常を検出するために、上記算出した量
(IP|,|IN|)を使用してその平均値|If
(=|IR |+|IS |+|IT |)を算出し、|If
|と過電流整定値|Ia |の差分Idを求め、その積分
量ΣIdを下記のように算出する。
As described above, by adding the absolute values of the positive and negative waves of the instantaneous value data of the rectangular wave current input for the three phases, the positive and negative waves of the three phases are added. The added amount (IP |, | IN |) corresponds to the DC current. In order to detect an abnormality in the rectangular wave input for three phases, the calculated value (IP |, | IN |) is used and its average value | I f |
(= | I R | + | I S | + | I T |) is calculated and | I f
The difference Id between | and the overcurrent setting value | I a | is calculated, and the integrated amount ΣId thereof is calculated as follows.

【0045】[0045]

【数10】ΣIdm =ΣIdm-1 +Idm 但し、ΣIdm :現在の積算量。 ΣIdm-1 :1サンプリング前の積算量。 Idm :現在のId量。 前述で算出したデータを使用してΣId≧k(k:定
数)の判定を行ない、その積算値ΣIdがk値以上であ
ればリレーは出力する。前述の実施例に本実施例を付加
することにより、反限時特性を実現することができる。
[Formula 10] ΣId m = ΣId m-1 + Id m where ΣId m is the current integrated amount. ΣId m-1 : Integrated amount before sampling. Id m : Current Id amount. The data calculated above is used to determine ΣId ≧ k (k: constant), and if the integrated value ΣId is equal to or greater than the k value, the relay outputs. By adding this embodiment to the above-mentioned embodiment, it is possible to realize the anti-time limit characteristic.

【0046】上記方式を使用することにより、本保護継
電器の保護目的である発電機界磁回路の励磁変圧器及び
サイリスタ整流器を保護することが可能となり、矩形波
入力に対しても、転流重なり角に影響されず、誤差の少
ない過電流継電器を提供することができる。
By using the above method, it becomes possible to protect the excitation transformer and the thyristor rectifier of the generator field circuit, which is the purpose of protection of this protective relay, and commutation overlap occurs even for rectangular wave input. It is possible to provide an overcurrent relay that is not affected by corners and has a small error.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば3
相分の矩形波入力処理iR ,iS ,iT を入力して、各
相の正波,負波分の瞬時値の絶対値を3相加算すること
により、3相分の正波,負波の加算した量(IP|,|
IN|)は直流電流相当となり、上記算出した量(IP
|,|IN|)の和を使用して、その平均値|If
(=|IR |+|IS |+|IT )を算出し、|If
が過電流整定値|Ik |より大きければ、リレーが出力
することにより、本保護継電器の保護目的である発電機
界磁回路の励磁変圧器及びサイリスタ整流器を保護する
ことを実現し、かつ矩形波入力に対しても、転流重なり
角に影響されず、誤差の少ない過電流継電器を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention, 3
By inputting the rectangular wave input processing i R , i S , and i T for three phases, and adding the absolute values of the instantaneous values of the positive and negative waves of each phase by three phases, Negative wave added amount (IP |, |
IN |) corresponds to the DC current, and the calculated amount (IP
|, | IN |) is used to calculate the average value | I f |
(= | I R | + | I S | + | IT ) is calculated and | I f |
Is larger than the overcurrent set value | I k |, the relay outputs to protect the excitation transformer and the thyristor rectifier of the generator field circuit, which is the purpose of protection of this protective relay, and the rectangular shape. It is possible to provide an overcurrent relay that is not affected by the commutation overlapping angle even with respect to wave input and has a small error.

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

【図1】本発明のディジタル形過電流継電器の実施の形
態を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital overcurrent relay of the present invention.

【図2】図1の処理内容を説明する波形図。FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the processing content of FIG.

【図3】転流重なり角を考慮した矩形波入力の算出方法
を説明する波形図。
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating a method of calculating a rectangular wave input in consideration of a commutation overlap angle.

【図4】他の実施の形態を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment.

【図5】図4の処理内容を説明する波形図。FIG. 5 is a waveform diagram illustrating the processing contents of FIG.

【図6】他の実施の形態を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment.

【図7】図6の処理内容を説明する波形図。FIG. 7 is a waveform diagram illustrating the processing content of FIG.

【図8】他の実施の形態を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment.

【図9】図8の処理内容を説明する波形図。FIG. 9 is a waveform diagram illustrating the processing content of FIG.

【図10】過電流継電器の適用される変圧器系統図。FIG. 10 is a transformer system diagram to which an overcurrent relay is applied.

【図11】変圧器の交流電流(IU )と直流電流(iU
の波形図。
Fig. 11 AC current (I U ) and DC current (i U ) of the transformer
FIG.

【図12】従来の過電流継電器のブロック図。FIG. 12 is a block diagram of a conventional overcurrent relay.

【図13】従来の過電流継電器の特性を示す図。FIG. 13 is a diagram showing characteristics of a conventional overcurrent relay.

【図14】転流重なり現象を説明する図。FIG. 14 is a diagram illustrating a commutation overlap phenomenon.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディジタル形過電流継電器 2 アナログフィルタ 3,10 A/D(アナログ/ディジタル変換部) 4 ディジタルフィルタ 5 振幅値演算部 6 Id作成部 7 積算量作成部 8,14 判定部 11 P波,N波抽出部 12 |IP|,|IN|データ作成部 13 |If |データ作成部 15 論理積 16 振幅値演算処理部 17 Idデータ作成部 18 ΣId積算量作成部1 Digital type overcurrent relay 2 Analog filter 3,10 A / D (analog / digital conversion part) 4 Digital filter 5 Amplitude value calculation part 6 Id creation part 7 Integrated amount creation part 8,14 Judgment part 11 P wave, N wave Extraction unit 12 | IP |, | IN | Data creation unit 13 | I f | Data creation unit 15 Logical product 16 Amplitude value calculation processing unit 17 Id data creation unit 18 ΣId integrated amount creation unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3相の電流入力(iR ,iS ,iT )を
アナログ/ディジタル変換器を介してディジタル量に変
換し、これら3相の入力波形から各相の正波(IPR,I
PS,IPT),負波(INR,INS,INT)を抽出するP
波,N波抽出部と、前記抽出した各相分の絶対値をと
り、その3相分を加算して|IP|,|IN|量(|I
P|=|IPR|+|IPS|+|IPT|,|IN|=|I
NR|+|INS|+|INT|)を作成する|IP|,|I
N|データ作成部と、前記作成した|IP|,|IN|
の和の平均値|If |を算出する|If |作成部と、前
記作成した|If |と過電流整定値|Ik |とを比較
し、|If |データが過電流整定値以上であるとき出力
する判定部とを備えたことを特徴とするディジタル形過
電流継電器。
1. A three-phase current input (i R , i S , i T ) is converted into a digital amount through an analog / digital converter, and a positive wave (I PR) of each phase is converted from the input waveform of these three phases. , I
PS , I PT ), P for extracting negative waves (I NR , I NS , I NT )
Wave and N wave extractor and the absolute values of the extracted phases are added, and the three phases are added to calculate | IP |, | IN | amount (| I
P | = | I PR | + | I PS | + | I PT |, | IN | = | I
NR | + | I NS | + | I NT |) | IP |, | I
N | Data creation unit and the created | IP |, | IN |
Average value of the sum of | I f | calculates the | I f | is compared with, | | a creation unit, the created | I f | overcurrent setting value | I k I f | data overcurrent settling A digital type overcurrent relay, comprising: a determination unit that outputs when the value is greater than or equal to a value.
【請求項2】 3相の電流入力(iR ,iS ,iT )を
アナログ/ディジタル変換器を介してディジタル量に変
換し、これら3相の入力波形から各相の正波(IPR,I
PS,IPT),負波(INR,INS,INT)を抽出するP
波,N波抽出部と、前記抽出した各相分の絶対値をと
り、その3相分を加算して|IP|,|IN|量(|I
P|=|IPR|+|IPS|+|IPT|,|IN|=|I
NR|+|INS|+|INT|)を作成する|IP|,|I
N|データ作成部と、前記作成した|IP|,|IN|
の各々と過電流整定値|Ik |とを個々に比較する判定
部と、前記個々の判定出力の両者が前記過電流整定値|
k |以上であることを検出したとき出力を生じる論理
積回路とを備えたことを特徴とするディジタル形過電流
継電器。
2. A three-phase current input (i R , i S , i T ) is converted into a digital quantity through an analog / digital converter, and a positive wave (I PR) of each phase is converted from these three-phase input waveforms. , I
PS , I PT ), P for extracting negative waves (I NR , I NS , I NT )
Wave and N wave extractor and the absolute values of the extracted phases are added, and the three phases are added to calculate | IP |, | IN | amount (| I
P | = | I PR | + | I PS | + | I PT |, | IN | = | I
NR | + | I NS | + | I NT |) | IP |, | I
N | Data creation unit and the created | IP |, | IN |
And an overcurrent settling value | I k | individually, and both of the individual determination outputs are the overcurrent settling value | I k |
And a logical product circuit that produces an output when it is detected that I k |
【請求項3】 3相の電流入力(iR ,iS ,iT )を
アナログ/ディジタル変換器を介してディジタル量に変
換し、これら3相の入力波形から各相の正波(IPR,I
PS,IPT),負波(INR,INS,INT)を抽出するP
波,N波抽出部と、前記抽出した各相分の絶対値をとっ
て振幅値(|IPR|′,|IPS|′,|IPT|′|INR
|′,|INS|′,|INT|′)を求める振幅値演算処
理部と、前記振幅値の3相分を加算して、|IP|,|
IN|量(|IP|′=|IPR|′+|IPS|′+|I
PT|′,|IN|′=|INR|′+|INS|′+|INT
|′)を作成する|IP|′,|IN|′データ作成部
と、前記作成した|IP|′,|IN|′の和の平均値
|If |′((|IP|′+|IN|′)/2)を算出
する|If |′作成部と、前記作成した|If |′と過
電流整定値|Ik |とを比較し、|If |′データが過
電流整定値以上であるとき出力する判定部とを備えたこ
とを特徴とするディジタル形過電流継電器。
3. A three-phase current input (i R , i S , i T ) is converted into a digital amount via an analog / digital converter, and a positive wave (I PR) of each phase is converted from these three-phase input waveforms. , I
PS , I PT ), P for extracting negative waves (I NR , I NS , I NT )
Wave and N wave extractor and the absolute values of the extracted phases are used to obtain amplitude values (| I PR | ', | I PS |', | I PT | '| I NR
│ ', │I NS │', │I NT │ ') and the amplitude value calculation processing unit for the three phases of the amplitude value are added to obtain | IP |, |
IN | Amount (| IP | ′ = | I PR | ′ + | I PS | ′ + | I
PT | ', | IN |' = | I NR | '+ | I NS |' + | I NT
| IP | ', | IN |' data creating section and the average value of the sum of the created | IP | ', | IN |' | | f | '((| IP |' + | IN | ') / 2) to calculate the | I f |''compared with the, | | overcurrent setting value | | I k I f |' a creation unit, the created | I f data overcurrent A digital-type overcurrent relay, comprising: a determination unit that outputs when the value is equal to or greater than a set value.
【請求項4】 3相の電流入力(iR ,iS ,iT )を
アナログ/ディジタル変換器を介してディジタル量に変
換し、これら3相の入力波形から各相の正波(IPR,I
PS,IPT),負波(INR,INS,INT)を抽出するP
波,N波抽出部と、前記抽出した各相分の絶対値をと
り、その3相分を加算して|IP|,|IN|量(|I
P|=|IPR|+|IPS|+|IPT|,|IN|=|I
NR|+|INS|+|INT|)を作成する|IP|,|I
N|データ作成部と、前記作成した|IP|,|IN|
の和の平均値|If |(=(|IP|+|IN|)/
2)を算出する|If |作成部と、前記作成した|If
|と過電流整定値|Ia |との差分Id を作成するId
作成部と、前記Id を積分して積分量ΣId を算出する
積分量算出部と、前記積分量ΣId と所定値Kとを比較
し、積分量が所定値以上であるとき出力する判定部とを
備えたことを特徴とするディジタル形過電流継電器。
4. A three-phase current input (i R , i S , i T ) is converted into a digital quantity via an analog / digital converter, and a positive wave (I PR) of each phase is converted from these three-phase input waveforms. , I
PS , I PT ), P for extracting negative waves (I NR , I NS , I NT )
Wave and N wave extractor and the absolute values of the extracted phases are added, and the three phases are added to calculate | IP |, | IN | amount (| I
P | = | I PR | + | I PS | + | I PT |, | IN | = | I
NR | + | I NS | + | I NT |) | IP |, | I
N | Data creation unit and the created | IP |, | IN |
Average of sum of | I f | (= (| IP | + | IN |) /
2) to calculate the | I f | a creation unit, and the created | I f
| An overcurrent setting value | I a | to create a difference I d and I d
A creating unit, an integration amount calculating unit for calculating the I d integrated to the integrated amount .SIGMA.I d, comparing the integrated amount .SIGMA.I d and the predetermined value K, outputs when integrated amount is equal to or greater than the predetermined value determination And a digital type overcurrent relay.
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