JPH1164399A - 電圧低下検出方法および装置 - Google Patents
電圧低下検出方法および装置Info
- Publication number
- JPH1164399A JPH1164399A JP23096497A JP23096497A JPH1164399A JP H1164399 A JPH1164399 A JP H1164399A JP 23096497 A JP23096497 A JP 23096497A JP 23096497 A JP23096497 A JP 23096497A JP H1164399 A JPH1164399 A JP H1164399A
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- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電圧低下検出を高精度でリアルタイムに簡単に
行う。 【解決手段】瞬時値をＶi , １サイクル前の瞬時値をＶ
i-N としたとき、 【数１１】 の計算値を基準値と比較し、その比較結果に基づいて電
圧低下を検出することを特徴とする。
行う。 【解決手段】瞬時値をＶi , １サイクル前の瞬時値をＶ
i-N としたとき、 【数１１】 の計算値を基準値と比較し、その比較結果に基づいて電
圧低下を検出することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電圧の実効
値を求めて、この実効値から電圧の低下、特に瞬時電圧
の低下を検出する方法および装置に関する。
値を求めて、この実効値から電圧の低下、特に瞬時電圧
の低下を検出する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電圧、特に正弦波の交流電圧の実効
値を求め、この実効値から瞬時電圧の低下を検出する方
法には、アナログ的に行う方法とデジタル処理によって
行う方法がある。アナログ的に行う方法は、入力電圧の
数サイクル分を順次積分し、積分値の前後の比較によっ
て瞬時電圧低下を検出する。しかし、このアナログ的に
行う方法は、回路自体が直線性の悪いアナログ回路で構
成され、また高速検出に限界があるために高精度な結果
を期待することが困難である。そこで、従来はデジタル
処理によって瞬時電圧低下を検出する方法が採用されて
いる。このデジタル方式では、瞬時値Ｖをメモリに順次
記憶していき、同メモリから少なくとも２サイクル分の
サンプルを読み出して各１サイクルでの実効値を理論式
通りに求め、それらの差分が基準値以上かどうかで順次
電圧低下を検出する。この演算は下記の数４に示す式を
実行することで行う。
値を求め、この実効値から瞬時電圧の低下を検出する方
法には、アナログ的に行う方法とデジタル処理によって
行う方法がある。アナログ的に行う方法は、入力電圧の
数サイクル分を順次積分し、積分値の前後の比較によっ
て瞬時電圧低下を検出する。しかし、このアナログ的に
行う方法は、回路自体が直線性の悪いアナログ回路で構
成され、また高速検出に限界があるために高精度な結果
を期待することが困難である。そこで、従来はデジタル
処理によって瞬時電圧低下を検出する方法が採用されて
いる。このデジタル方式では、瞬時値Ｖをメモリに順次
記憶していき、同メモリから少なくとも２サイクル分の
サンプルを読み出して各１サイクルでの実効値を理論式
通りに求め、それらの差分が基準値以上かどうかで順次
電圧低下を検出する。この演算は下記の数４に示す式を
実行することで行う。
【０００３】
【数４】
【０００４】すなわち、今回の１サイクルが終了した時
点で今回の１サイクルの実効値を求め、さらに１サイク
ル前の実効値を求めて、それらの実効値の差が所定の基
準値以上かどうかで瞬時電圧の低下を検出する。
点で今回の１サイクルの実効値を求め、さらに１サイク
ル前の実効値を求めて、それらの実効値の差が所定の基
準値以上かどうかで瞬時電圧の低下を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記数４から明らかな
ように、サイクル間の実効値差分を求めるには、演算量
の非常に多いルート演算が不可欠となる。すなわち、数
４は各サイクルのサンプルデータの二乗計算とルート計
算を行いその後それらの差分を求める計算式であるが、
右項がルート演算項とルート演算項の減算式である限
り、式の変形を行ってもルート演算は避けることが出来
ない。このため、１ｍｓ当り数回の高速演算を行いリア
ルタイムで電圧低下検出を行うような、高精度高速リア
ルタイム電圧低下検出の要求に応えることが殆ど不可能
である。
ように、サイクル間の実効値差分を求めるには、演算量
の非常に多いルート演算が不可欠となる。すなわち、数
４は各サイクルのサンプルデータの二乗計算とルート計
算を行いその後それらの差分を求める計算式であるが、
右項がルート演算項とルート演算項の減算式である限
り、式の変形を行ってもルート演算は避けることが出来
ない。このため、１ｍｓ当り数回の高速演算を行いリア
ルタイムで電圧低下検出を行うような、高精度高速リア
ルタイム電圧低下検出の要求に応えることが殆ど不可能
である。
【０００６】それ故に、この発明の目的は、電圧低下検
出を高精度でリアルタイムに簡単に行うことのできる電
圧低下検出方法および装置を提供することにある。
出を高精度でリアルタイムに簡単に行うことのできる電
圧低下検出方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る発明は、瞬時値をＶi , １サイクル前の瞬時値をＶ
i-N としたとき、
る発明は、瞬時値をＶi , １サイクル前の瞬時値をＶ
i-N としたとき、
【０００８】
【数５】
【０００９】の計算値を基準値と比較し、その比較結果
に基づいて電圧低下を検出することを特徴とする。
に基づいて電圧低下を検出することを特徴とする。
【００１０】図１は、この発明に係る電圧低下検出方法
について説明するための図である。いま、図に示すよう
に、１サイクル目の電圧がａｓｉｎωＴ、２サイクル目
がｂｓｉｎωＴであったとする。この場合、従来の電圧
低下検出方法では、１サイクル目の実効値と２サイクル
目の実効値とをそれぞれデジタル的に個別に求め、それ
らの差分が基準値以上かどうかで電圧低下を検出する
が、下記式数６より、
について説明するための図である。いま、図に示すよう
に、１サイクル目の電圧がａｓｉｎωＴ、２サイクル目
がｂｓｉｎωＴであったとする。この場合、従来の電圧
低下検出方法では、１サイクル目の実効値と２サイクル
目の実効値とをそれぞれデジタル的に個別に求め、それ
らの差分が基準値以上かどうかで電圧低下を検出する
が、下記式数６より、
【００１１】
【数６】
【００１２】各サイクルの同一位相ごとの瞬時値の差分
の変化はｃｓｉｎωＴで表されるから、このｃｓｉｎω
Ｔの実効値を求め、この値が所定の基準値以下かどうか
を判断することによって瞬時電圧の低下を検出すること
ができる。
の変化はｃｓｉｎωＴで表されるから、このｃｓｉｎω
Ｔの実効値を求め、この値が所定の基準値以下かどうか
を判断することによって瞬時電圧の低下を検出すること
ができる。
【００１３】そこで、ｃｓｉｎωＴの実効値は、次式数
７
７
【００１４】
【数７】
【００１５】によって求めることができる。数７の右項
は全体がルートの演算項となるから、これを下記式数８
のように変形して、Ｋ2 を基準値と比較することによっ
て瞬時電圧の低下を検出することができるようになる。
は全体がルートの演算項となるから、これを下記式数８
のように変形して、Ｋ2 を基準値と比較することによっ
て瞬時電圧の低下を検出することができるようになる。
【００１６】
【数８】
【００１７】よって、デジタル演算過程においてルート
演算が不要となるから、演算処理に要する時間が短時間
で済み、電圧低下検出をリアルタイムで行うことができ
る。なお、上記の説明は正弦波を対象としたものである
が、任意波形についても、周波数の変化がなければ周期
関数と判断できるため、フーリエ変換手法により正弦波
の加算として表現できる。したがって上記数６は、周期
関数として表現できる任意波形にも適用できる。
演算が不要となるから、演算処理に要する時間が短時間
で済み、電圧低下検出をリアルタイムで行うことができ
る。なお、上記の説明は正弦波を対象としたものである
が、任意波形についても、周波数の変化がなければ周期
関数と判断できるため、フーリエ変換手法により正弦波
の加算として表現できる。したがって上記数６は、周期
関数として表現できる任意波形にも適用できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図２は、この発明の実施の形態で
ある瞬時電圧低下検出装置のブロック図を示している。
この瞬時電圧低下検出装置は、ＰＴ（計器用変圧器）を
入力側に配置して電力系統における瞬時電圧の低下を検
出する。
ある瞬時電圧低下検出装置のブロック図を示している。
この瞬時電圧低下検出装置は、ＰＴ（計器用変圧器）を
入力側に配置して電力系統における瞬時電圧の低下を検
出する。
【００１９】ＰＴ１（または補助ＰＴ）を介して得られ
る系統の電圧信号はアンプ２で適当な大きさに増幅され
るとともに、デジタル処理の場合の折り返し雑音を防ぐ
ためのローパスフィルタ３、サンプルホールド回路４、
Ａ／Ｄ変換器５を介して演算部６に入力される。後述の
ように、Ａ／Ｄ変換器５を通過したサンプルデータはメ
モリ７のデータ領域に順次ＦＩＦＯ（First In First O
ut) 方式で記憶されていく。なお、ＦＩＦＯ方式とは、
一定の領域を越える新たなサンプルデータが入力された
場合に、最も古いサンプルデータを捨て新しいサンプル
データを最も新しいデータとして記憶する方式である。
図３は、メモリ７のデータ領域の要部の構成図を示して
いる。サンプルデータは図の下側から順次上方に押し込
まれていき、最も古いデータがｉ＝−ＮのデータＤＡＴ
Ａ（−Ｎ）として記憶されている。この例では、２×Ｎ
個の２サイクル分のデータがデータ領域に記憶されるも
のとしている。なお、メモリ７にはさらにプログラム領
域が割り当てられており、瞬時電圧低下検出方法を実行
するためのプログラムがフロッピーディスク９からフロ
ッピーディスクドライブ８を介して上記プログラム領域
に格納されるようになっている。演算部６は、汎用のＣ
ＰＵおよび周辺回路で構成されており、必要に応じて、
入出力インタフェースを介して外部装置との通信部やモ
ニタ、キーボード、印刷装置などの入出力装置が接続さ
れる。
る系統の電圧信号はアンプ２で適当な大きさに増幅され
るとともに、デジタル処理の場合の折り返し雑音を防ぐ
ためのローパスフィルタ３、サンプルホールド回路４、
Ａ／Ｄ変換器５を介して演算部６に入力される。後述の
ように、Ａ／Ｄ変換器５を通過したサンプルデータはメ
モリ７のデータ領域に順次ＦＩＦＯ（First In First O
ut) 方式で記憶されていく。なお、ＦＩＦＯ方式とは、
一定の領域を越える新たなサンプルデータが入力された
場合に、最も古いサンプルデータを捨て新しいサンプル
データを最も新しいデータとして記憶する方式である。
図３は、メモリ７のデータ領域の要部の構成図を示して
いる。サンプルデータは図の下側から順次上方に押し込
まれていき、最も古いデータがｉ＝−ＮのデータＤＡＴ
Ａ（−Ｎ）として記憶されている。この例では、２×Ｎ
個の２サイクル分のデータがデータ領域に記憶されるも
のとしている。なお、メモリ７にはさらにプログラム領
域が割り当てられており、瞬時電圧低下検出方法を実行
するためのプログラムがフロッピーディスク９からフロ
ッピーディスクドライブ８を介して上記プログラム領域
に格納されるようになっている。演算部６は、汎用のＣ
ＰＵおよび周辺回路で構成されており、必要に応じて、
入出力インタフェースを介して外部装置との通信部やモ
ニタ、キーボード、印刷装置などの入出力装置が接続さ
れる。
【００２０】以上の構成において、演算部６は、常時サ
ンプリングされている系統の電圧のサンプルデータをメ
モリ７のデータ領域に記憶していくとともに、１ｍｓ当
り４回の瞬時電圧低下検出処理を行う。瞬時電圧の低下
が検出された場合には、その結果を外部にリレー起動信
号などとして出力する。
ンプリングされている系統の電圧のサンプルデータをメ
モリ７のデータ領域に記憶していくとともに、１ｍｓ当
り４回の瞬時電圧低下検出処理を行う。瞬時電圧の低下
が検出された場合には、その結果を外部にリレー起動信
号などとして出力する。
【００２１】次に、演算部６での具体的な瞬時電圧低下
検出方法について説明する。
検出方法について説明する。
【００２２】上記数８に示すように、２Ｎ個のサンプル
データ、すなわち図３に示すＤＡＴＡ（Ｎ）〜ＤＡＴＡ
（−Ｎ）を用いて基準値と比較される値Ｋ2 を求めるこ
とで、これを基準値と比較することで瞬時電圧の低下を
検出することができるが、これを変形して、次式の数９
のように表すと、
データ、すなわち図３に示すＤＡＴＡ（Ｎ）〜ＤＡＴＡ
（−Ｎ）を用いて基準値と比較される値Ｋ2 を求めるこ
とで、これを基準値と比較することで瞬時電圧の低下を
検出することができるが、これを変形して、次式の数９
のように表すと、
【００２３】
【数９】
【００２４】この左項のΔＶi 2 を基準値と比較するこ
とで瞬時電圧を低下を検出することができる。そこで、
同式は二乗値の積算を求めるものであるから、新しいサ
ンプルデータが１つ加わったときの計算式は、それまで
の積算値を利用する、次の数１０によって表すことがで
きる。
とで瞬時電圧を低下を検出することができる。そこで、
同式は二乗値の積算を求めるものであるから、新しいサ
ンプルデータが１つ加わったときの計算式は、それまで
の積算値を利用する、次の数１０によって表すことがで
きる。
【００２５】
【数１０】
【００２６】上記数１０において、右項のＡは前回の被
比較値を示し、Ｂは新しいサンプルデータに対応する二
乗値として加算される値を示し、Ｃは最も古いデータに
対応する二乗値で減算される値（捨てられる値）を示し
ている。この数１０からわかるように、毎回の計算時に
必要な計算量は、新しいデータに対応する二乗演算と捨
てられるデータに対応する二乗演算と、複数回の加減演
算だけとなり、トータルの演算量は極めて少ない。な
お、このようにして得られた結果（左項の被比較値）
を、所定の基準値と比較することによって瞬時電圧の低
下を検出することになる。
比較値を示し、Ｂは新しいサンプルデータに対応する二
乗値として加算される値を示し、Ｃは最も古いデータに
対応する二乗値で減算される値（捨てられる値）を示し
ている。この数１０からわかるように、毎回の計算時に
必要な計算量は、新しいデータに対応する二乗演算と捨
てられるデータに対応する二乗演算と、複数回の加減演
算だけとなり、トータルの演算量は極めて少ない。な
お、このようにして得られた結果（左項の被比較値）
を、所定の基準値と比較することによって瞬時電圧の低
下を検出することになる。
【００２７】図４は、上記の瞬時電圧低下検出手順の概
要を示すフローチャートである。
要を示すフローチャートである。
【００２８】すなわち、新たなデータがサンプルされる
と、ＳＴ２に進んで、上記数１０の演算を行って、基準
値と比較される被比較値ΔＶi+1 2を算出する。次に、こ
の値と基準値Ｋ0 との対比を行い、被比較値ΔＶi+1 2が
基準値Ｋ0 以上であれば、瞬時電圧が低下したと判定す
る（ＳＴ４）。いま、データのサンプルを１ｍｓ当り４
回行うとすれば、上記のＳＴ２〜ＳＴ４までの操作が１
ｍｓ当り４回連続的に行われることになる。しかしなが
ら、演算量は、数１０に示すようにルート計算もなく且
つ１回の二乗計算（右項のＢの二乗計算）と数回の加減
算でよいために、低速なＣＰＵを使ってもこの程度の処
理はリアルタイムで容易に行うことができる。
と、ＳＴ２に進んで、上記数１０の演算を行って、基準
値と比較される被比較値ΔＶi+1 2を算出する。次に、こ
の値と基準値Ｋ0 との対比を行い、被比較値ΔＶi+1 2が
基準値Ｋ0 以上であれば、瞬時電圧が低下したと判定す
る（ＳＴ４）。いま、データのサンプルを１ｍｓ当り４
回行うとすれば、上記のＳＴ２〜ＳＴ４までの操作が１
ｍｓ当り４回連続的に行われることになる。しかしなが
ら、演算量は、数１０に示すようにルート計算もなく且
つ１回の二乗計算（右項のＢの二乗計算）と数回の加減
算でよいために、低速なＣＰＵを使ってもこの程度の処
理はリアルタイムで容易に行うことができる。
【００２９】なお、上記の実施形態は電力系統の電圧信
号を対象とした装置であるが、一般の電子機器の入力電
源の電圧低下検出などにも適用することが可能であり、
また、電源電圧だけではなく繰り返し周期信号であるな
ら任意の信号の電圧低下検出にも適用することができ
る。また、複数サイクル毎に瞬時値の平均を行い、この
瞬時値平均された２つの波形を対象として電圧低下検出
を行うことも可能である。この場合、サイクル数を適当
な数にすることで瞬時値電圧低下ではなく緩慢な電圧低
下を検出することが可能になる。
号を対象とした装置であるが、一般の電子機器の入力電
源の電圧低下検出などにも適用することが可能であり、
また、電源電圧だけではなく繰り返し周期信号であるな
ら任意の信号の電圧低下検出にも適用することができ
る。また、複数サイクル毎に瞬時値の平均を行い、この
瞬時値平均された２つの波形を対象として電圧低下検出
を行うことも可能である。この場合、サイクル数を適当
な数にすることで瞬時値電圧低下ではなく緩慢な電圧低
下を検出することが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】この発明によれば、電圧の実効値を対象
として電圧の低下を検出する際に、ルート演算をまった
く不要とするために、ＣＰＵが高速のものでなくても高
精度且つリアルタイムでその検出を行うことができる。
として電圧の低下を検出する際に、ルート演算をまった
く不要とするために、ＣＰＵが高速のものでなくても高
精度且つリアルタイムでその検出を行うことができる。
【図１】この発明に係る電圧低下検出方法を説明するた
めの図。
めの図。
【図２】この発明の実施形態である瞬時電圧低下検出装
置の構成図
置の構成図
【図３】メモリの要部構成図
【図４】上記装置の概略の動作を示すフローチャート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石倉 定幸 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】瞬時値をＶi , １サイクル前の瞬時値をＶ
i-N としたとき、 【数１】 の計算値を基準値と比較し、その比較結果に基づいて電
圧低下を検出することを特徴とする電圧低下検出方法。 - 【請求項２】瞬時値Ｖを順次記憶するメモリと、 該メモリから瞬時値Ｖi と１サイクル前の瞬時値Ｖi-N
を読み出して、 【数２】 を算出する手段と、 前記算出した値と基準値とを比較して電圧低下を検出す
る手段と、を備えてなる電圧低下検出装置。 - 【請求項３】瞬時値Ｖが順次記憶されているメモリから
瞬時値Ｖi と１サイクル前の瞬時値Ｖi-N を読み出し
て、 【数３】 を算出する処理と、 前記算出した値と基準値とを比較して電圧低下を検出す
る処理と、を含むプログラムを記憶したプログラム記録
媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23096497A JPH1164399A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 電圧低下検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23096497A JPH1164399A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 電圧低下検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164399A true JPH1164399A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16916089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23096497A Pending JPH1164399A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 電圧低下検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164399A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006242739A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Meidensha Corp | 波形比較による電圧低下検出方法及び装置 |
| CN103293356A (zh) * | 2012-02-29 | 2013-09-11 | 欧姆龙株式会社 | 电压监视装置及电压监视方法 |
| CN103472295A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 中国检验检疫科学研究院 | 一种剩余电压信号采集和处理方法和系统 |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP23096497A patent/JPH1164399A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006242739A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Meidensha Corp | 波形比較による電圧低下検出方法及び装置 |
| CN103293356A (zh) * | 2012-02-29 | 2013-09-11 | 欧姆龙株式会社 | 电压监视装置及电压监视方法 |
| CN103472295A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 中国检验检疫科学研究院 | 一种剩余电压信号采集和处理方法和系统 |
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