JPS6240019A - デジタル距離継電方式 - Google Patents
デジタル距離継電方式Info
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- JPS6240019A JPS6240019A JP60179640A JP17964085A JPS6240019A JP S6240019 A JPS6240019 A JP S6240019A JP 60179640 A JP60179640 A JP 60179640A JP 17964085 A JP17964085 A JP 17964085A JP S6240019 A JPS6240019 A JP S6240019A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
- G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/088—Aspects of digital computing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/40—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は電力系統に適用するデジタル型の距離m開方
式に関するものである。
式に関するものである。
従来よりデジタル型の距離継電装置の動作原理として送
電線の電圧v1電流11抵抗R1インダクタンスLの間
の関係式 に基づき、相異なる2つの時刻について電圧、電流値を
与える事によってR,Lについての連立方程式を構成し
、それによりR,Lを導出する方式が知られている。
電線の電圧v1電流11抵抗R1インダクタンスLの間
の関係式 に基づき、相異なる2つの時刻について電圧、電流値を
与える事によってR,Lについての連立方程式を構成し
、それによりR,Lを導出する方式が知られている。
この方式には微分項を差分近似で求める方法と、(1)
式の両辺を一担積分し微分項を解消し、新らたに現られ
れる積分項を台形公式で近似して解く方法が提案されて
いる。ところで(1)式はjM−圧、電流の周波数にか
かわらず成立するが、デジタルリレーにおける演算処理
では上記のように微分もしくは積分を一定の時刻間隔で
サンプリングされた離散的な値を用いて近似的に求めて
いる為、この近似式が周波数特性を持ち、結果的にこう
して算出されたR、Lの値も周波数特性を持つ事になる
。
式の両辺を一担積分し微分項を解消し、新らたに現られ
れる積分項を台形公式で近似して解く方法が提案されて
いる。ところで(1)式はjM−圧、電流の周波数にか
かわらず成立するが、デジタルリレーにおける演算処理
では上記のように微分もしくは積分を一定の時刻間隔で
サンプリングされた離散的な値を用いて近似的に求めて
いる為、この近似式が周波数特性を持ち、結果的にこう
して算出されたR、Lの値も周波数特性を持つ事になる
。
こうした周波数特性を改善する手法として次の方法が提
案されている。
案されている。
(I)特開昭60−89812号公報「保護継電装置」
(II)昭和60年電気学会全国大会論文1282[新
形距離継電器のアルゴリズム」大浦他これらはいずれも
(1)式の微分項の数値近似手法に関するものであり、
(II)で述べられた手法は(1)で述べられた手法に
含まれ、その最も簡単な実用的な形式のものである。
(II)昭和60年電気学会全国大会論文1282[新
形距離継電器のアルゴリズム」大浦他これらはいずれも
(1)式の微分項の数値近似手法に関するものであり、
(II)で述べられた手法は(1)で述べられた手法に
含まれ、その最も簡単な実用的な形式のものである。
(II)式の方式は、一定の間隔で連続したサンプリン
グ時刻をt。−2,1,、,1・ltm+1・°゛とし
・各々の時刻でサンプリングした電流値をIn−2o
lm−1、’m・in+l・この式から明きらかなよう
に(I)又は(9)で述べられる従来方式では1時刻の
微分近似に最低4サンプルのデータを必要とし、従って
異なる時刻で(1)式を連立して1<、Lを求めるため
には最低Iサンプル時刻はずらす必要があるため結局一
つのR9Lを得るのに最低5サンプルのデータが必要と
なる。一方保護リレーは一刻でも早く正しい故障判別を
する必要があり、演算に要するデータのサンプル数は少
ない程好ましい。木刀式はこの点に鑑みてなされたもの
で、従来方式(1) 、 (II)より1サンプル少な
いデータで周波数特性の改善出きる距離継電装置を得る
事を目的とするものである。
グ時刻をt。−2,1,、,1・ltm+1・°゛とし
・各々の時刻でサンプリングした電流値をIn−2o
lm−1、’m・in+l・この式から明きらかなよう
に(I)又は(9)で述べられる従来方式では1時刻の
微分近似に最低4サンプルのデータを必要とし、従って
異なる時刻で(1)式を連立して1<、Lを求めるため
には最低Iサンプル時刻はずらす必要があるため結局一
つのR9Lを得るのに最低5サンプルのデータが必要と
なる。一方保護リレーは一刻でも早く正しい故障判別を
する必要があり、演算に要するデータのサンプル数は少
ない程好ましい。木刀式はこの点に鑑みてなされたもの
で、従来方式(1) 、 (II)より1サンプル少な
いデータで周波数特性の改善出きる距離継電装置を得る
事を目的とするものである。
本Si’ 朗は(1)式の両辺を時刻t。からt2及び
tlからt、まで積分して得る下記(2) (3)式を
R,Lに関する連立方程式として解く事により下記(4
) 、 (5)式のようにR,L値を求める時に、(4
) (5)式中の積分項を下記(6)式で示すような近
似式で求める事によって従来の単純な台形公式近似によ
るよりも広い範囲で周波数特性を改善した距/J継f比
方式を提供するものである。
tlからt、まで積分して得る下記(2) (3)式を
R,Lに関する連立方程式として解く事により下記(4
) 、 (5)式のようにR,L値を求める時に、(4
) (5)式中の積分項を下記(6)式で示すような近
似式で求める事によって従来の単純な台形公式近似によ
るよりも広い範囲で周波数特性を改善した距/J継f比
方式を提供するものである。
+ R2(/(t−+/(t、、+24) ) 〕
−・・・・・ (6)k!、 k2:定数 〔作用〕 本発明による上記近似式(6)によればに1. k2を
後述するような方法で決定する事により2つの周波数に
対して積分の近似誤差を零にする事が出来、この結果こ
の2つの周波数を包む範囲の帯域で積分の近似誤差が小
さくなるため結果的にR,Lの・演算誤差の周波数特性
が改善される。
−・・・・・ (6)k!、 k2:定数 〔作用〕 本発明による上記近似式(6)によればに1. k2を
後述するような方法で決定する事により2つの周波数に
対して積分の近似誤差を零にする事が出来、この結果こ
の2つの周波数を包む範囲の帯域で積分の近似誤差が小
さくなるため結果的にR,Lの・演算誤差の周波数特性
が改善される。
次に本発明の基本原理と、その原理に基づき電力系統の
基本周波数とその2倍調波周波数に対して演算誤差を零
にする実施例を説明する。第1図は原理説明囚で、任意
の単一周波数の正弦波をy=sinθ、任意のサンプリ
ング位相角を芦、サンプリング間隔に相当する位相差を
θTとすると、関数yの位相角グからメ+θ丁までの真
の積分値を1 (96,θT)、台形公式によるこの積
分近似値をt(0゜0丁)とすると各々次式(7) 、
(8)のように表らはされる。
基本周波数とその2倍調波周波数に対して演算誤差を零
にする実施例を説明する。第1図は原理説明囚で、任意
の単一周波数の正弦波をy=sinθ、任意のサンプリ
ング位相角を芦、サンプリング間隔に相当する位相差を
θTとすると、関数yの位相角グからメ+θ丁までの真
の積分値を1 (96,θT)、台形公式によるこの積
分近似値をt(0゜0丁)とすると各々次式(7) 、
(8)のように表らはされる。
(7) 、 (8)から近似積分の真の積分値に対する
比率をK(0,0丁)とすると (9)式からKはサンプリング位相グに無関係で、サン
プリング間隔0丁に対して一定となる。これから単一周
波数の正弦波に対する台形公式による積分近似では、K
(θア)の逆数を乗じる事で真値を得る事が出来るが、
周波数が変わればサンプリング間隔も変わってみえるた
め誤差が発生する事になる。
比率をK(0,0丁)とすると (9)式からKはサンプリング位相グに無関係で、サン
プリング間隔0丁に対して一定となる。これから単一周
波数の正弦波に対する台形公式による積分近似では、K
(θア)の逆数を乗じる事で真値を得る事が出来るが、
周波数が変わればサンプリング間隔も変わってみえるた
め誤差が発生する事になる。
次に本発明の原理によって2つの周波数に対し誤差なく
積分が求められる事を説明する、サンプリングは基本波
に対し30°相当の間隔とし、第2図に示すように基本
波に対する30°間隔の積分の真値をSl * !12
、その台形公式近似を”! 、”’2.60°一括の積
分の真値をS、その台形公式近似をS′、また2倍調波
に対する同じサンプリング間隔(従ってその波形に対し
ては60°間隔)の積分の真値をrl l r2、台形
公式近似を、/、 、 r/、、120°の積分の真値
をR1その台形公式近似をR′とすると、(9)式に示
した関係と第2図から明きらかに次式αO〜03が成立
つ。
積分が求められる事を説明する、サンプリングは基本波
に対し30°相当の間隔とし、第2図に示すように基本
波に対する30°間隔の積分の真値をSl * !12
、その台形公式近似を”! 、”’2.60°一括の積
分の真値をS、その台形公式近似をS′、また2倍調波
に対する同じサンプリング間隔(従ってその波形に対し
ては60°間隔)の積分の真値をrl l r2、台形
公式近似を、/、 、 r/、、120°の積分の真値
をR1その台形公式近似をR′とすると、(9)式に示
した関係と第2図から明きらかに次式αO〜03が成立
つ。
S’= K(60’)S = 0.9075
・・・・・・・−・ 01s’H+s’、=K(80
0)(sI+52)=0.977S −= Ql
)R’= K(1200)R=0.605R・・・・−
・°゛° (6)r’、+72=K(600>(r1
+r2)=0.907R・=−(13これからS及びR
をサンプリング区間毎の積分和(s’l+s’2及び?
1+r’2)とサンプリング2区間一括の積分S’、R
’の合成量として0409式のように求める事を考える
。
・・・・・・・−・ 01s’H+s’、=K(80
0)(sI+52)=0.977S −= Ql
)R’= K(1200)R=0.605R・・・・−
・°゛° (6)r’、+72=K(600>(r1
+r2)=0.907R・=−(13これからS及びR
をサンプリング区間毎の積分和(s’l+s’2及び?
1+r’2)とサンプリング2区間一括の積分S’、R
’の合成量として0409式のように求める事を考える
。
kl(s′l+s’2 ) 十R2S’ = S
−=”’ 04に2(f、十〆2) 十R2R
’ = R・・・−・・−・・ (至)040Q式に
00〜03式を代入すると結局0.977に1+0.9
07に2= 1 ・・・・・・・・・ α
10.907に、 +0.605に2= 1
・・−・・・−・・ αηとなり、OQ、αη式を
満たすようにkl m R2を決めてα→式のようにS
を求めれば、2倍調波に対しても(19式から真値Rが
求められる事になる。
−=”’ 04に2(f、十〆2) 十R2R
’ = R・・・−・・−・・ (至)040Q式に
00〜03式を代入すると結局0.977に1+0.9
07に2= 1 ・・・・・・・・・ α
10.907に、 +0.605に2= 1
・・−・・・−・・ αηとなり、OQ、αη式を
満たすようにkl m R2を決めてα→式のようにS
を求めれば、2倍調波に対しても(19式から真値Rが
求められる事になる。
積分の対象となる関数を/(1)、一連のサンプリング
時刻を”n e t1+ t2’−’として、¥ 、
s′2. s/を各々台形公式近似で表現すると本発明
による積分近似式(至)が得られる。
時刻を”n e t1+ t2’−’として、¥ 、
s′2. s/を各々台形公式近似で表現すると本発明
による積分近似式(至)が得られる。
十に2C−(/Tto) 十/(t2) ) )一=r
(k、(”M+t<t、>十’M)+R,tt<tn>
+t<t2)))・・・・・・・・・ (至) ところで積分近似式の真の積分に対する比率が(9)式
に示すようにサンプル位相にかかわらず一定値にで表ら
れされるとすると(4) (5)式で示めされるR、L
のこの近似積分による計算値R’、L’は式の形から明
きらかに となり結局単一周波数に対してはRは常に誤差なく算出
されLは積分の近似度にと同じ近似度で求められる。こ
れから積分の近似誤差が改善されれば、Lの近似誤差も
同様に改善される事になる。
(k、(”M+t<t、>十’M)+R,tt<tn>
+t<t2)))・・・・・・・・・ (至) ところで積分近似式の真の積分に対する比率が(9)式
に示すようにサンプル位相にかかわらず一定値にで表ら
れされるとすると(4) (5)式で示めされるR、L
のこの近似積分による計算値R’、L’は式の形から明
きらかに となり結局単一周波数に対してはRは常に誤差なく算出
されLは積分の近似度にと同じ近似度で求められる。こ
れから積分の近似誤差が改善されれば、Lの近似誤差も
同様に改善される事になる。
本実施例に基づく近似誤差の改善結果を第8図に示す。
このように本発明によれば従来の台形公式近似に比べ広
い範囲で周波数特性が改善される。
い範囲で周波数特性が改善される。
本発明によれば一つの積分近似の改善にt0〜t2の3
サンプルで済み、微分近似より少ないデータで特性改善
が可能である。
サンプルで済み、微分近似より少ないデータで特性改善
が可能である。
本発明の実施例のハードウェア構成としてはマイクロプ
ロセサーを用いた通常のデジタルリレーと同様であり構
成図は省略する。
ロセサーを用いた通常のデジタルリレーと同様であり構
成図は省略する。
上記実施例では基本周波数とその2倍周波数に対し誤差
を零にするように、 、 R2を決定するものを示した
が、その他の特定の周波数に対して同様の手順でに1e
R2が決定できる事は明きらかである。
を零にするように、 、 R2を決定するものを示した
が、その他の特定の周波数に対して同様の手順でに1e
R2が決定できる事は明きらかである。
また本発明は実用性に鑑み2つの周波数に対する積分近
似の改善を主題としているが、一般にn個の周波数に対
しサンプリングn区間の積分の台形公式の組み合せに本
手法の考え方を適用し近似の改善を計る事は容易に想定
されるものである。
似の改善を主題としているが、一般にn個の周波数に対
しサンプリングn区間の積分の台形公式の組み合せに本
手法の考え方を適用し近似の改善を計る事は容易に想定
されるものである。
なお以上の説明では電圧、電流について特にことわって
いないが通常の三相電力系統では短絡リレーの入力は線
間電流が用いられ、地絡リレーについては相電圧と零相
電流で補償した相電流が用いられており、これら従来の
リレーの入力としての電圧、電流に対し本発明の原理が
適用され得る事は周知の理論である。
いないが通常の三相電力系統では短絡リレーの入力は線
間電流が用いられ、地絡リレーについては相電圧と零相
電流で補償した相電流が用いられており、これら従来の
リレーの入力としての電圧、電流に対し本発明の原理が
適用され得る事は周知の理論である。
以上のように本発明によれば周波数の広い範囲で誤差が
従来の方式より著るしく小さくなり、また微分近似で同
様の効果を狙う場合より近似に必要なデータサンプル数
が少なく出来るためリレーとしての応答性を改善する事
が出来る。
従来の方式より著るしく小さくなり、また微分近似で同
様の効果を狙う場合より近似に必要なデータサンプル数
が少なく出来るためリレーとしての応答性を改善する事
が出来る。
第1図、第2図は本発明の詳細な説明する波形図。第8
図は本発明による積分近似の周波数特性の改善例を示す
線図であり、図中の01は従来の台形公式による近似、
勾は本発明の一適用例による近似誤差の周波数特性を示
している。
図は本発明による積分近似の周波数特性の改善例を示す
線図であり、図中の01は従来の台形公式による近似、
勾は本発明の一適用例による近似誤差の周波数特性を示
している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電力系統の電圧v及び電流iを等間隔でサンプリングし
、上記電圧v、電流iと送電線の抵抗R、インダクタン
スLとの間の関係式v=Ri+L(di/dt)から、
一連のサンプリング時刻をt_0、t_1、t_2、t
_3・・・として ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ の2式を得、式中の積分演算▲数式、化学式、表等があ
ります▼に対し、▲数式、化学式、表等があります▼ k_1、k_2:定数 で近似する事によつてこれらの関係式から上記抵抗R、
インダクタンスLを求める事を特徴とするデジタル距離
継電方式。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60179640A JPS6240019A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | デジタル距離継電方式 |
EP86111050A EP0214483B1 (en) | 1985-08-13 | 1986-08-09 | Method for measuring distance in digital distance relays |
DE8686111050T DE3671301D1 (de) | 1985-08-13 | 1986-08-09 | Methode zur entfernungsmessung in digitalen distanzrelais. |
US06/900,907 US4785249A (en) | 1985-08-13 | 1986-08-12 | Method for measuring distance in digital distance relays |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60179640A JPS6240019A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | デジタル距離継電方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6240019A true JPS6240019A (ja) | 1987-02-21 |
Family
ID=16069301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60179640A Pending JPS6240019A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | デジタル距離継電方式 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4785249A (ja) |
EP (1) | EP0214483B1 (ja) |
JP (1) | JPS6240019A (ja) |
DE (1) | DE3671301D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4985843A (en) * | 1987-03-03 | 1991-01-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Digital locator |
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GB8906885D0 (en) * | 1989-03-28 | 1989-05-10 | Raychem Ltd | Monitoring electric cables |
DE3911500A1 (de) * | 1989-04-08 | 1990-10-11 | Werner Jacob | Kugelumlaufbuechse fuer eine linearkugelfuehrung |
DE4018170A1 (de) * | 1990-06-01 | 1991-12-05 | Siemens Ag | Verfahren zur pruefung von anordnungen |
GB2286088B (en) * | 1994-01-26 | 1997-09-24 | Gec Alsthom Ltd | A method of locating the position of a fault on a power transmission line |
JP3456952B2 (ja) * | 2000-06-28 | 2003-10-14 | 株式会社東芝 | ディジタル形距離継電器 |
FR2815720B1 (fr) * | 2000-10-23 | 2002-12-06 | Alstom | Systeme de detection d'arrachement de cables dans les reseaux moyenne tension, et procede de modification d'un systeme existant |
US6476613B2 (en) * | 2000-12-20 | 2002-11-05 | Abb Ab | Method of fault location in parallel transmission lines with series compensation |
JP4020304B2 (ja) * | 2002-08-09 | 2007-12-12 | 株式会社東芝 | 地絡方向継電器および地絡方向継電装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS52100149A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Digital failure point evaluating unit |
JPS55127829A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-03 | Tokyo Shibaura Electric Co | Digital distance relay unit |
FR2527781A1 (fr) * | 1982-05-26 | 1983-12-02 | Enertec | Procede de mesure de distance d'un defaut sur une ligne avec prise en compte des capacites reparties |
JPS6039312A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-03-01 | 株式会社東芝 | 保護継電装置 |
-
1985
- 1985-08-13 JP JP60179640A patent/JPS6240019A/ja active Pending
-
1986
- 1986-08-09 EP EP86111050A patent/EP0214483B1/en not_active Expired
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4985843A (en) * | 1987-03-03 | 1991-01-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Digital locator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4785249A (en) | 1988-11-15 |
EP0214483A1 (en) | 1987-03-18 |
DE3671301D1 (de) | 1990-06-21 |
EP0214483B1 (en) | 1990-05-16 |
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