JPS5851315A - 交流電気量のデイジタル処理装置 - Google Patents
交流電気量のデイジタル処理装置Info
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- JPS5851315A JPS5851315A JP14991381A JP14991381A JPS5851315A JP S5851315 A JPS5851315 A JP S5851315A JP 14991381 A JP14991381 A JP 14991381A JP 14991381 A JP14991381 A JP 14991381A JP S5851315 A JPS5851315 A JP S5851315A
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- Japan
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- circuit
- digital
- value
- frequency
- electricity
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、交流電気量をディジタル的に導出するディ
ジタル処理装置の周波数特性の改良に関するものである
。
ジタル処理装置の周波数特性の改良に関するものである
。
従来この種の装置として第１図に示す方法があった。第
１図において、実線で示したのが１例えば系統電流であ
れば。
１図において、実線で示したのが１例えば系統電流であ
れば。
１＝Ｉｏｓｉｎωｔ
と表わされるもので、これを一定周期りでサンプリング
することにする。時刻ｔ０におけるサンプリング値は。
することにする。時刻ｔ０におけるサンプリング値は。
ｉ（ｔ０）＝Ｉｏｓｉｎωｔ０―（１）１／ｆプリング
前時刻（ｔ０−ｈ）のサンプリング値は ｉ（ｔ０−ｈ）＝Ｉｏｓｉｎω（ｔ０−ｈ）となり、ｈ
を、電気角９０′相当にすれば、時刻（ｔ０−ｈ）では ｉ（ｔ０−ｈ）＝Ｉｏｓｉｎ（ωｔ０）−９０°）＝−
Ｉｏｃｏｓωｔ０―（２） ＜１）、（２）式をそれぞれ２乗して加算するとｉ（ｔ
０）２＋ｉ（ｔ０−ｈ）＝Ｉｏ２ｓｉｎ２ωｔ０＋（−
Ｉｏ）２ｃｏｓ２ωｔ０
＝Ｉｏ２（ｓｉｎ２ωｔ０＋ｃｏｓ２ωｔ０）
＝Ｉｏ２―（３）となりこれは
、系統電流のピーク値の２乗となシ。
前時刻（ｔ０−ｈ）のサンプリング値は ｉ（ｔ０−ｈ）＝Ｉｏｓｉｎω（ｔ０−ｈ）となり、ｈ
を、電気角９０′相当にすれば、時刻（ｔ０−ｈ）では ｉ（ｔ０−ｈ）＝Ｉｏｓｉｎ（ωｔ０）−９０°）＝−
Ｉｏｃｏｓωｔ０―（２） ＜１）、（２）式をそれぞれ２乗して加算するとｉ（ｔ
０）２＋ｉ（ｔ０−ｈ）＝Ｉｏ２ｓｉｎ２ωｔ０＋（−
Ｉｏ）２ｃｏｓ２ωｔ０
＝Ｉｏ２（ｓｉｎ２ωｔ０＋ｃｏｓ２ωｔ０）
＝Ｉｏ２―（３）となりこれは
、系統電流のピーク値の２乗となシ。
これは、正弦波電流値の大きさに関係した値となる。従
来のディジタル処理装置は、サンプリング周期りを系統
電流の周波数で決まる９０°相当に選び、（３）式で示
された演算、すなわち、時刻ｔ、と、（ｔｏ−ｈ）のサ
ンプリング値をそれぞれ２乗して加算した値を求め、整
定値とを比較することによって過電流を検出するように
していた。
来のディジタル処理装置は、サンプリング周期りを系統
電流の周波数で決まる９０°相当に選び、（３）式で示
された演算、すなわち、時刻ｔ、と、（ｔｏ−ｈ）のサ
ンプリング値をそれぞれ２乗して加算した値を求め、整
定値とを比較することによって過電流を検出するように
していた。
従来のディジタμ処理装置は１周期ｈ（系統の基本周波
数における電気角９０°に相当する）の発振器を備え系
統周波数の９０°相当のサンプリングをしていたので第
２図に示す様に系統電流の周波数が基本周波数から変化
した場合にはサンプリング周期を変えなければ、どの様
な不具合が発生するかを検討する。今、系統電流の定格
周波数をｆＯとし。
数における電気角９０°に相当する）の発振器を備え系
統周波数の９０°相当のサンプリングをしていたので第
２図に示す様に系統電流の周波数が基本周波数から変化
した場合にはサンプリング周期を変えなければ、どの様
な不具合が発生するかを検討する。今、系統電流の定格
周波数をｆＯとし。
この周波数に対して９０＠毎のサンプリングをするよう
に、サンプリング周期を選んでおく、系統電流の周波数
をＩとしｆｏ／ｆ＝ｎなるｎを定義するＦｎ＝Ｉｏ２ｓ
ｉｎ２ω／ｎｔ０＋Ｉｏ２ｓｉｎ２（ωｔ０−９０°／
ｎ）＝１／２Ｉｏ２｛２−ｃｏｓ２／ｎωｔ０−ｃｏｓ
２／ｎ（ωｔ０−９０°）｝＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏ
ｓ２／ｎωｔ０−１／２ｃｏｓ２／ｎ（ωｔ０−９０°
）｝ｎを変化させたとき％１４）式がどのようになるか
を示す。
に、サンプリング周期を選んでおく、系統電流の周波数
をＩとしｆｏ／ｆ＝ｎなるｎを定義するＦｎ＝Ｉｏ２ｓ
ｉｎ２ω／ｎｔ０＋Ｉｏ２ｓｉｎ２（ωｔ０−９０°／
ｎ）＝１／２Ｉｏ２｛２−ｃｏｓ２／ｎωｔ０−ｃｏｓ
２／ｎ（ωｔ０−９０°）｝＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏ
ｓ２／ｎωｔ０−１／２ｃｏｓ２／ｎ（ωｔ０−９０°
）｝ｎを変化させたとき％１４）式がどのようになるか
を示す。
（ｉ）ｎ＝１のときｆ＝ｆｏ
Ｆ３＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓ２ωｔ０＋１／２ｃｏ
ｓ２ωｔ０｝＝Ｉｏ２―（５） これは（３）式と等しい。
ｓ２ωｔ０｝＝Ｉｏ２―（５） これは（３）式と等しい。
（ｉｉ）ｎ＝２のとき ｆ＝１／２ｆ。
Ｆ２＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓωｔ０−１／２ｃｏｓ
ωｔ０ｃｏｓ９０°−１／２ｓｉｎωｔ０ｓｉｎ９０°
｝＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓωｔ０−１／２ｓｉｎω
ｔ０｝―（６）（ｉｉｉ）ｎ＝３のときｆ＝１／３ｆｏ
Ｆ３＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓ２／３ωｔ０−１／２
ωｔ０ｃｏｓ６０°−１／２ｓｉｎ２／３ωｔ０ｓｉｎ
６０°｝＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓ２／３ωｔ０−１
／４ｃｏｓ２／３ωｔ０−■／４ｓｉｎ２／３ωｔ０｝
Ｉｏ２｛１−３／４ｃｏｓ２／３ωｔ０−■／４ｓｉｎ
２／３ωｔ０｝―（７）第３図から第５図は、この（５
）式から（７１式までをそれぞれ図示したもので、ｎ＝
１以外は、工がを中心として同期的に大きさが変化子る
ことになる。
ωｔ０ｃｏｓ９０°−１／２ｓｉｎωｔ０ｓｉｎ９０°
｝＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓωｔ０−１／２ｓｉｎω
ｔ０｝―（６）（ｉｉｉ）ｎ＝３のときｆ＝１／３ｆｏ
Ｆ３＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓ２／３ωｔ０−１／２
ωｔ０ｃｏｓ６０°−１／２ｓｉｎ２／３ωｔ０ｓｉｎ
６０°｝＝Ｉｏ２｛１−１／２ｃｏｓ２／３ωｔ０−１
／４ｃｏｓ２／３ωｔ０−■／４ｓｉｎ２／３ωｔ０｝
Ｉｏ２｛１−３／４ｃｏｓ２／３ωｔ０−■／４ｓｉｎ
２／３ωｔ０｝―（７）第３図から第５図は、この（５
）式から（７１式までをそれぞれ図示したもので、ｎ＝
１以外は、工がを中心として同期的に大きさが変化子る
ことになる。
従って、整定値を決めても、過電流を検出したシしなか
ったシすることになシネ具合である。
ったシすることになシネ具合である。
従って、発電機の様に１周波数Ｏ（停止中）から周波数
が定格の２倍（フンナラエイスピード）まで変化し得る
機器に対して、従来のディジタμ処理装置は誤差が増大
する欠点があった。
が定格の２倍（フンナラエイスピード）まで変化し得る
機器に対して、従来のディジタμ処理装置は誤差が増大
する欠点があった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、系統電気量の定格周波数に対す
る周期の１／４毎の時刻のサンプリング値を４個以上、
偶数個染めて、それぞれのサンプリング値の２乗をして
、それらの和の平均値を求めることにより、周波数が低
下しても誤差が少なくなるようにしたことを目的として
いる。
ためになされたもので、系統電気量の定格周波数に対す
る周期の１／４毎の時刻のサンプリング値を４個以上、
偶数個染めて、それぞれのサンプリング値の２乗をして
、それらの和の平均値を求めることにより、周波数が低
下しても誤差が少なくなるようにしたことを目的として
いる。
以下、この発明の一実施例を図について設問する。第６
図において１時刻ｔ、を基準にして、定格周波数のとき
の電気角９０°相当おきのサンプリング値は、それぞれ であるから、例えば、８個利用するとして、２乗の和を
求める。
図において１時刻ｔ、を基準にして、定格周波数のとき
の電気角９０°相当おきのサンプリング値は、それぞれ であるから、例えば、８個利用するとして、２乗の和を
求める。
（３）式より、２個のサンプリング値の２乗の和がＩｏ
■になることから、１９）式では、８個のサンプリング
値を使っているので、平均値を求めるために、４で割れ
ば１１０１式が得られる。
■になることから、１９）式では、８個のサンプリング
値を使っているので、平均値を求めるために、４で割れ
ば１１０１式が得られる。
この１１０１式のｎを変化させ、Ｆｎがどのようになる
かを（５）〜（７）式と同様に検討する。
かを（５）〜（７）式と同様に検討する。
（ｉ）ｎ＝１のときｆ＝ｆｏ
（ｉｉ）ｎ＝２のときｆ＝１／２ｆｏ
（ｉｉｉ）ｎ＝３のときｆ＝１／３ｆｏ１１、２１式は
、（３）式と全く同じになり（６）式がｆ＝１／２ｆ０
で、周波数変化の影響を受けているのに比較して。
、（３）式と全く同じになり（６）式がｆ＝１／２ｆ０
で、周波数変化の影響を受けているのに比較して。
影響が無くなっている。さらにＨ式を第５図と同じスケ
−μで、第７図に図示するが、これは明らかに第７図の
方がＦ３の変化量が少ない、従って、周波数が低下して
も、過電流の検出が安定していることかわかる。
−μで、第７図に図示するが、これは明らかに第７図の
方がＦ３の変化量が少ない、従って、周波数が低下して
も、過電流の検出が安定していることかわかる。
この発明では少くとも４（ｌ！のサンプリング値を必要
とするが、４個の場合について簡単に説明する。
とするが、４個の場合について簡単に説明する。
この場合は式叫に対応して次式が得られる。
この０９式のｎを変化させ、Ｆｎがどのようになるかを
検討する。
検討する。
ｎ＝１のときｆ＝ｆｏ
Ｆ１＝Ｉｏ２｛１−１／４（１＋ｃｏｓ１８０°＋ｃｏ
ｓ３６０°＋ｃｏｓ５４０°）ｃｏｓ２ωｔ０−１／４
（ｓｉｎ１８０°＋ｓｉｎ３６０°＋ｓｉｎ５４０°）
ｓｉｎ２ωｔ０）｝＝Ｉｏ２―（１５） ｎ＝２のときｆ＝１／２ｆｏ Ｆ２＝Ｉｏ２｛１−１／４（１＋ｃｏｓ９０°＋ｃｏｓ
１８０°＋ｃｏｓ２７０°）ｃｏｓωｔ０−１／４（ｓ
ｉｎ９０°＋ｓｉｎ１８０°＋ｓｉｎ２７０°）ｓｉｎ
ωｔ０）｝＝Ｉｏ２―（１６） Ｆ３＝Ｉｏ２｛１−１／４（１＋ｃｏｓ６０°＋ｃｏｓ
１２０°＋ｃｏｓ１８０°）ｃｏｓ２／３ωｔ０−１／
４（ｓｉｎ６０°＋ｓｉｎ１２０°＋ｓｉｎ１８０°）
ｓｉｎ２／３ωｔ０）｝＝Ｉｏ２（１−０．４３３ｓｉ
ｎ２ωｔ０／３）―（１７）この場合の波形は図示しな
いが、ｎ＝２の場合は周波数変化の影響は全くなく、ｎ
＝３の場合にも従来の場合を示す（７）式に比し周波数
変化による影響は軽微で済む。
ｓ３６０°＋ｃｏｓ５４０°）ｃｏｓ２ωｔ０−１／４
（ｓｉｎ１８０°＋ｓｉｎ３６０°＋ｓｉｎ５４０°）
ｓｉｎ２ωｔ０）｝＝Ｉｏ２―（１５） ｎ＝２のときｆ＝１／２ｆｏ Ｆ２＝Ｉｏ２｛１−１／４（１＋ｃｏｓ９０°＋ｃｏｓ
１８０°＋ｃｏｓ２７０°）ｃｏｓωｔ０−１／４（ｓ
ｉｎ９０°＋ｓｉｎ１８０°＋ｓｉｎ２７０°）ｓｉｎ
ωｔ０）｝＝Ｉｏ２―（１６） Ｆ３＝Ｉｏ２｛１−１／４（１＋ｃｏｓ６０°＋ｃｏｓ
１２０°＋ｃｏｓ１８０°）ｃｏｓ２／３ωｔ０−１／
４（ｓｉｎ６０°＋ｓｉｎ１２０°＋ｓｉｎ１８０°）
ｓｉｎ２／３ωｔ０）｝＝Ｉｏ２（１−０．４３３ｓｉ
ｎ２ωｔ０／３）―（１７）この場合の波形は図示しな
いが、ｎ＝２の場合は周波数変化の影響は全くなく、ｎ
＝３の場合にも従来の場合を示す（７）式に比し周波数
変化による影響は軽微で済む。
上記実施例では、サンプリングのサンプル数を４個また
は８個にした場合を説明したが、サンプル数を増やせば
、さらに安定度が増加することになる。
は８個にした場合を説明したが、サンプル数を増やせば
、さらに安定度が増加することになる。
この様に１周波数が変化する可能性のある系統に従来形
ディジタル処理袋Ｗｃを適用する場合に。
ディジタル処理袋Ｗｃを適用する場合に。
定格周波数における周期の１／４毎の時刻のサンプリン
グ値を４個以上、偶数個集めて、それぞれの２乗の和の
平均値を求めるようにすれば１周波数の変化に対して余
り影響を受けないものが実現できることになる。なお、
上記実施例では、ディジタル処理装置として電流を処理
する場合について述べたが、電圧であっても同様の効果
を奏する。
グ値を４個以上、偶数個集めて、それぞれの２乗の和の
平均値を求めるようにすれば１周波数の変化に対して余
り影響を受けないものが実現できることになる。なお、
上記実施例では、ディジタル処理装置として電流を処理
する場合について述べたが、電圧であっても同様の効果
を奏する。
また、保護継電器に適用することも可能で、過電流継電
器や、過電圧検出継電器や不足電圧検出継電器に適用で
き、さらに、電流の差をとる差動保護継電器や、電圧と
電流よりインピーダンスを演算する距離継電器にも適用
でき、同様の効果を奏する。
器や、過電圧検出継電器や不足電圧検出継電器に適用で
き、さらに、電流の差をとる差動保護継電器や、電圧と
電流よりインピーダンスを演算する距離継電器にも適用
でき、同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、電気量のサンプリン
グ値を、４個以上、偶数個集めて２乗和を求め、平均値
を利用するようにしたので、系統周波数の変化に余り影
響のないディジタル処理装置が得られる効果がある。
グ値を、４個以上、偶数個集めて２乗和を求め、平均値
を利用するようにしたので、系統周波数の変化に余り影
響のないディジタル処理装置が得られる効果がある。
次に本発明方法を実施するディジタμ保護継電、器の構
成について述べる。第８図はそのブロック構成図で、交
流入力量１を、折返し誤差対策用のアナログフィルター
（１）を通したあと、サンプルホールド回路（ａにおい
て所定の周期でサンプリングし、アナログ・ディジタル
変換器（３）でディジタμ値に変換後、コンピューター
の入力回路（４）に取シ込む。このディジタμ情訃を用
いて、演算処理回路（６１では、１１０１式または（１
４１式で示した演算を行ない。
成について述べる。第８図はそのブロック構成図で、交
流入力量１を、折返し誤差対策用のアナログフィルター
（１）を通したあと、サンプルホールド回路（ａにおい
て所定の周期でサンプリングし、アナログ・ディジタル
変換器（３）でディジタμ値に変換後、コンピューター
の入力回路（４）に取シ込む。このディジタμ情訃を用
いて、演算処理回路（６１では、１１０１式または（１
４１式で示した演算を行ない。
出力回路１１１１を経て、出力を出す。制御回路（７）
は。
は。
上記サンプルホールド回路（２）、アナログディジタμ
変換器（３）、入力回路（４）、演算処理回路（５）、
出力回路（６）を制御する回路である。
変換器（３）、入力回路（４）、演算処理回路（５）、
出力回路（６）を制御する回路である。
第１図は、系ｇ電流が定格周波数のときの波形と、サン
プリングの関係を示した図、第２図は。 サンプリングの関係を示した図、第３図〜第５図は系統
周波数が変化してもサンプリング周期を一超したときの
演算結果を示した図、第６図は、この発明のサンプリン
グの方法を・示した図、第７図は、この発明の詳細な説
明するための図、第８図は、この発明に係る交流電気量
のディジタｖＩｌ＆埋装置を用いたデイジタシ保護継電
器の構成図である。図において、（１）ｒ、ｔアナログ
フィルター、（匂はサンプルホールド回路、（３）はア
ナログ・ディジタμ変換回路、１４）は入力回路、（５
）は演算処理回路。 （６）は出力回路、（））は制御回路である。 代 理 人 葛 野 信 一 第１頁の続き ■出 願 人 三菱電機株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目２ 番３号
プリングの関係を示した図、第２図は。 サンプリングの関係を示した図、第３図〜第５図は系統
周波数が変化してもサンプリング周期を一超したときの
演算結果を示した図、第６図は、この発明のサンプリン
グの方法を・示した図、第７図は、この発明の詳細な説
明するための図、第８図は、この発明に係る交流電気量
のディジタｖＩｌ＆埋装置を用いたデイジタシ保護継電
器の構成図である。図において、（１）ｒ、ｔアナログ
フィルター、（匂はサンプルホールド回路、（３）はア
ナログ・ディジタμ変換回路、１４）は入力回路、（５
）は演算処理回路。 （６）は出力回路、（））は制御回路である。 代 理 人 葛 野 信 一 第１頁の続き ■出 願 人 三菱電機株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目２ 番３号
Claims (1)
- 交流電気量の定格周波数における周期の１／４周期毎に
前記交流電気量をサンプリングして保持するサンプルホ
ールド回路と、このサンプルホールド回路の出力を受は
ディジタμ値に変換するアナログディジタＶ変換回路と
、このアナログディジタμ変換回路の出力値を２乗した
ものを連続して４個以上、偶数個加算して総和を求め、
加算した個数の１７２で除算する演算処理回路とを備え
た交流電気量のディジタル処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14991381A JPS5851315A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 交流電気量のデイジタル処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14991381A JPS5851315A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 交流電気量のデイジタル処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5851315A true JPS5851315A (ja) | 1983-03-26 |
Family
ID=15485322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14991381A Pending JPS5851315A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 交流電気量のデイジタル処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851315A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885656A (en) * | 1987-12-28 | 1989-12-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Digital protective relay |
| EP0367563A2 (en) * | 1988-10-31 | 1990-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Detector of quantity of electricity |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP14991381A patent/JPS5851315A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885656A (en) * | 1987-12-28 | 1989-12-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Digital protective relay |
| EP0367563A2 (en) * | 1988-10-31 | 1990-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Detector of quantity of electricity |
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