JPS6259526B2 - - Google Patents
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- JPS6259526B2 JPS6259526B2 JP54155352A JP15535279A JPS6259526B2 JP S6259526 B2 JPS6259526 B2 JP S6259526B2 JP 54155352 A JP54155352 A JP 54155352A JP 15535279 A JP15535279 A JP 15535279A JP S6259526 B2 JPS6259526 B2 JP S6259526B2
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- Japan
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- power system
- predetermined value
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- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電力系統の異常検出装置に係り、特に
高速で電力系統の異常を検出するのに好適な構成
の異常検出装置に関するものである。
高速で電力系統の異常を検出するのに好適な構成
の異常検出装置に関するものである。
計算機を電力系統の保護、制御に用いようとす
る動きは近年著しく、各メーカで研究されてお
り、これまでに、第１図に示すように、電力系統
の各相の電圧（または電流）を一定時間間隔でサ
ンプリングし、それの瞬時値をＡ／Ｄ変換器１で
デイジタル信号に変換し、絶対値回路２でそれの
絶対値を得て、それに加算回路３で所定値を加算
して最大値に比例する量を算出し、比較回路４で
一定値と比較して事故の検出を行うようにした方
式が提案されている。この方式では、事故を検出
するための要素として、電圧一定値以下で動作す
る不足電圧検出要素または電流一定値以上で動作
する過電流検出要素を用いるが、各相毎に検出し
なければならず、３相で構成されている一般の電
力系統に採用するためには、第１図の回路が３相
分必要となる。また、絶対値に一定数を加算する
加算回路３で時間の遅れを生じ、事故検出までの
時間が長くなる。また、総合的に判断する方式が
検討されておらず、各相情報を取り込んで、計算
機により電力系統の保護のためのリレーを動作さ
せるようにする装置には不向きであつた。
る動きは近年著しく、各メーカで研究されてお
り、これまでに、第１図に示すように、電力系統
の各相の電圧（または電流）を一定時間間隔でサ
ンプリングし、それの瞬時値をＡ／Ｄ変換器１で
デイジタル信号に変換し、絶対値回路２でそれの
絶対値を得て、それに加算回路３で所定値を加算
して最大値に比例する量を算出し、比較回路４で
一定値と比較して事故の検出を行うようにした方
式が提案されている。この方式では、事故を検出
するための要素として、電圧一定値以下で動作す
る不足電圧検出要素または電流一定値以上で動作
する過電流検出要素を用いるが、各相毎に検出し
なければならず、３相で構成されている一般の電
力系統に採用するためには、第１図の回路が３相
分必要となる。また、絶対値に一定数を加算する
加算回路３で時間の遅れを生じ、事故検出までの
時間が長くなる。また、総合的に判断する方式が
検討されておらず、各相情報を取り込んで、計算
機により電力系統の保護のためのリレーを動作さ
せるようにする装置には不向きであつた。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、電力系統の異常を高速で検出
することができる電力系統の異常検出装置を提供
することにある。
的とするところは、電力系統の異常を高速で検出
することができる電力系統の異常検出装置を提供
することにある。
本発明の特徴は、電力系統の同一時点の３相の
電圧をそれぞれ一定の時間間隔でサンプリングす
る装置と、このサンプリング装置によりサンプリ
ングされた任意の同一時点の３相の電圧をもとに
第１の相の電圧の２乗を求める第１の手段と、上
記第１の相より120度位相の進んでいる第２の相
及び上記第１の相より120度位相の遅れている第
３の相の電圧の積を求める第２の手段と、上記第
１の手段の出力より上記第２の手段の出力を減ず
る第３の手段と、この第３の手段の出力をsin120
゜の２乗で除する第４の手段と、この第４の手段
の出力が第１の所定値以下またはこの第１の所定
値より大きい第２の所定値以上のとき上記電力系
統が異常であると判定する判定手段とよりなる構
成とした点にある。
電圧をそれぞれ一定の時間間隔でサンプリングす
る装置と、このサンプリング装置によりサンプリ
ングされた任意の同一時点の３相の電圧をもとに
第１の相の電圧の２乗を求める第１の手段と、上
記第１の相より120度位相の進んでいる第２の相
及び上記第１の相より120度位相の遅れている第
３の相の電圧の積を求める第２の手段と、上記第
１の手段の出力より上記第２の手段の出力を減ず
る第３の手段と、この第３の手段の出力をsin120
゜の２乗で除する第４の手段と、この第４の手段
の出力が第１の所定値以下またはこの第１の所定
値より大きい第２の所定値以上のとき上記電力系
統が異常であると判定する判定手段とよりなる構
成とした点にある。
以下本発明を第２図ないし第６図を用いて詳細
を説明する。
を説明する。
第２図は電力系統の各相電圧の波形図で、図示
のように、通常は３相が平衡しており、時刻ｔに
おける各相の電圧ｖa，ｖb，ｖcは次式で表わさ
れる。
のように、通常は３相が平衡しており、時刻ｔに
おける各相の電圧ｖa，ｖb，ｖcは次式で表わさ
れる。
ａ相； ｖa＝ＶMsinωｔ …(1)
ｂ相； ｖb＝ＶMsin（ωｔ＋120゜） …(2)
ｃ相； ｖc＝ＶMsin（ωｔ＋240゜） …(3)
ここに、ＶM；最大振幅
ω ；ω＝２π，；周波数
ところで、(2)式より、
ｖb＝ＶMsinωtcos120゜
＋ＶMcosωtsin120゜ …(4)
(1)式を代入して、
ｖb＝ｖacos120゜＋ＶMcosωtsin120゜ …(5)
(5)式より、
cosωｔ＝ｖｂ−ｖａｃｏｓ１２０゜／ＶＭｓｉｎ
１２０゜…(6) (1)式と(6)式より、 （ｖａ／ＶＭ）２＋（ｖｂ−ｖａｃｏｓ１２０゜）２
／ＶＭ ２ｓｉｎ２１２０゜＝１…(7) (7)式より、 ＶM 2sin2120゜＝ｖa 2sin2120゜ ＋ｖb ２＋ｖa 2cos2120゜ −2vavbcos120゜ …(8) ＝ｖa ２＋ｖb ２−2vavbcos120゜ …(9) 一方(3)式より、 ｖc＝ＶMsin（ωｔ＋120゜）cos120° ＋ＶMcos（ωｔ＋120゜）sin120゜ ＝ｖbcos120゜ ＋ＶMcos（ωｔ＋120゜）sin120゜ …(10) (10)式より、 cos（ωｔ＋120゜）＝ｖｃ−ｖｂｃｏｓ１２０゜／ＶＭ
ｓｉｎ１２０゜…(11) (2)式と(11)式より、 （ｖｂ／ＶＭ）２＋（ｖｃ−ｖｂｃｏｓ１２０゜／ＶＭ
ｓｉｎ１２０゜）２＝１…(12) (12)式より、 ＶM 2sin120゜＝ｖb ２＋ｖc ２ −2vbvccos120゜ …（13） (9)式と（13）式より、 ｖａ ２＋ｖｂ ２−ＶＭ ２ｓｉｎ１２０゜／２ｖａｖｂ ＝ｖｂ ２＋ｖｃ ２−ＶＭ ２ｓｉｎ１２０゜／２ｖｂ
ｖｃ…（14） （14）式より、 2vbvc（ｖa ２＋ｖb ２） −ＶM ２・2vbvcsin2120゜ ＝2vavb（ｖb ２＋ｖc ２） −ＶM ２・2vavbsin2120゜ …（15） （15）式を変形すれば、 ＶM 2vbsin2120゜（ｖa−ｖc） ＝ｖb（−ｖa 2vc−ｖb 2vc ＋ｖaｖb ２＋ｖaｖc ２） これより、 ＶM ２＝ｖｂ ２（ｖａ−ｖｃ）−ｖａｖｃ（ｖａ−ｖｃ
）／（ｖａ−ｖｃ）ｓｉｎ２１２０゜ ＝ｖｂ ２−ｖａｖｃ／ｓｉｎ２１２０゜ …（16） が求まる。すなわち、同時刻の３相の電圧の瞬時
値を用いて、最大値ＶMの２乗の値を求めること
ができる。
１２０゜…(6) (1)式と(6)式より、 （ｖａ／ＶＭ）２＋（ｖｂ−ｖａｃｏｓ１２０゜）２
／ＶＭ ２ｓｉｎ２１２０゜＝１…(7) (7)式より、 ＶM 2sin2120゜＝ｖa 2sin2120゜ ＋ｖb ２＋ｖa 2cos2120゜ −2vavbcos120゜ …(8) ＝ｖa ２＋ｖb ２−2vavbcos120゜ …(9) 一方(3)式より、 ｖc＝ＶMsin（ωｔ＋120゜）cos120° ＋ＶMcos（ωｔ＋120゜）sin120゜ ＝ｖbcos120゜ ＋ＶMcos（ωｔ＋120゜）sin120゜ …(10) (10)式より、 cos（ωｔ＋120゜）＝ｖｃ−ｖｂｃｏｓ１２０゜／ＶＭ
ｓｉｎ１２０゜…(11) (2)式と(11)式より、 （ｖｂ／ＶＭ）２＋（ｖｃ−ｖｂｃｏｓ１２０゜／ＶＭ
ｓｉｎ１２０゜）２＝１…(12) (12)式より、 ＶM 2sin120゜＝ｖb ２＋ｖc ２ −2vbvccos120゜ …（13） (9)式と（13）式より、 ｖａ ２＋ｖｂ ２−ＶＭ ２ｓｉｎ１２０゜／２ｖａｖｂ ＝ｖｂ ２＋ｖｃ ２−ＶＭ ２ｓｉｎ１２０゜／２ｖｂ
ｖｃ…（14） （14）式より、 2vbvc（ｖa ２＋ｖb ２） −ＶM ２・2vbvcsin2120゜ ＝2vavb（ｖb ２＋ｖc ２） −ＶM ２・2vavbsin2120゜ …（15） （15）式を変形すれば、 ＶM 2vbsin2120゜（ｖa−ｖc） ＝ｖb（−ｖa 2vc−ｖb 2vc ＋ｖaｖb ２＋ｖaｖc ２） これより、 ＶM ２＝ｖｂ ２（ｖａ−ｖｃ）−ｖａｖｃ（ｖａ−ｖｃ
）／（ｖａ−ｖｃ）ｓｉｎ２１２０゜ ＝ｖｂ ２−ｖａｖｃ／ｓｉｎ２１２０゜ …（16） が求まる。すなわち、同時刻の３相の電圧の瞬時
値を用いて、最大値ＶMの２乗の値を求めること
ができる。
電力系統異常時は、（16）式において、Ｖa＝０
の場合を考えると、算出値ＶM′は次のようにな
る。すなわち、 ＶM′２＝ｖｂ ２／ｓｉｎ２１２０゜ ＝ＶＭ ２ｓｉｎ２（ωｔ＋１２０゜）／ｓｉｎ２１
２０゜ ＝ＶＭ ２／０．７５｛１−cos（ωｔ＋120゜）｝ ＝ＶＭ ２／０．７５ 〔１−１／２｛１＋cos2（２ωｔ＋240゜）｝〕 ＝２ＶＭ ２／３｛１−cos（２ωｔ＋240゜）｝ … （17） となり、入力周波数の２倍の周期で変化する値と
なる。
の場合を考えると、算出値ＶM′は次のようにな
る。すなわち、 ＶM′２＝ｖｂ ２／ｓｉｎ２１２０゜ ＝ＶＭ ２ｓｉｎ２（ωｔ＋１２０゜）／ｓｉｎ２１
２０゜ ＝ＶＭ ２／０．７５｛１−cos（ωｔ＋120゜）｝ ＝ＶＭ ２／０．７５ 〔１−１／２｛１＋cos2（２ωｔ＋240゜）｝〕 ＝２ＶＭ ２／３｛１−cos（２ωｔ＋240゜）｝ … （17） となり、入力周波数の２倍の周期で変化する値と
なる。
そこで、本発明においては、電力系統の同時刻
の３相の電圧の瞬時値をサンプリングし、それら
を用いてＶMの２乗を演算によつて求め、この値
と第１の所定値およびこれより大きい第２の所定
値と比較し、第１の所定値より小さいとき、また
は、第２の所定値より大きいときは、電力系統の
異常として検出し、その後、距離継電方式では、
各相毎の電圧、電流により、保護区間内外の判定
を行うようにした。
の３相の電圧の瞬時値をサンプリングし、それら
を用いてＶMの２乗を演算によつて求め、この値
と第１の所定値およびこれより大きい第２の所定
値と比較し、第１の所定値より小さいとき、また
は、第２の所定値より大きいときは、電力系統の
異常として検出し、その後、距離継電方式では、
各相毎の電圧、電流により、保護区間内外の判定
を行うようにした。
第３図は事故発生時の電力系統の３相の電圧の
変化ａと演算によつて求めたＶMの変化ｂを示し
た説明図で、時刻ｔでａ相に事故が発生した場合
を示してある。
変化ａと演算によつて求めたＶMの変化ｂを示し
た説明図で、時刻ｔでａ相に事故が発生した場合
を示してある。
第４図は本発明の装置の一実施例を示すブロツ
ク図である。第４図において、１１〜１３は電力
系統線路、２１〜２３は、それぞれ線路１１〜１
３の電圧を検出し、それを適当な電圧に変換する
電圧変成器、３１〜３３はサンプルホールド回
路、４０はマルチプレクサ、５０はＡ／Ｄ変換器
である。電圧変成器２１〜２３の出力のうち、同
一時間のサンプリング値をサンプリング時間を指
令する発振器６０の出力によりそれぞれサンプル
ホールド回路３１〜３３でホールドし、マルチプ
レクサ４０で切り換えて、サンプルホールド回路
３１〜３３にホールドされた値を順次Ａ／Ｄ変換
器５０でデイジタル信号に変換する。このデイジ
タル信号は演算装置、例えば、デイジタル電子計
算機７０に取り込み、演算装置７０では後述する
演算を行う。そして、その結果と他の保護要素の
出力信号Ｓ１との論理積を信号合成装置８０でと
り、内部事故が検出されたときは、各線路１１〜
１３に対応するしや断器９１〜９３にしや断指令
を発し、事故点を切り離すようにする。
ク図である。第４図において、１１〜１３は電力
系統線路、２１〜２３は、それぞれ線路１１〜１
３の電圧を検出し、それを適当な電圧に変換する
電圧変成器、３１〜３３はサンプルホールド回
路、４０はマルチプレクサ、５０はＡ／Ｄ変換器
である。電圧変成器２１〜２３の出力のうち、同
一時間のサンプリング値をサンプリング時間を指
令する発振器６０の出力によりそれぞれサンプル
ホールド回路３１〜３３でホールドし、マルチプ
レクサ４０で切り換えて、サンプルホールド回路
３１〜３３にホールドされた値を順次Ａ／Ｄ変換
器５０でデイジタル信号に変換する。このデイジ
タル信号は演算装置、例えば、デイジタル電子計
算機７０に取り込み、演算装置７０では後述する
演算を行う。そして、その結果と他の保護要素の
出力信号Ｓ１との論理積を信号合成装置８０でと
り、内部事故が検出されたときは、各線路１１〜
１３に対応するしや断器９１〜９３にしや断指令
を発し、事故点を切り離すようにする。
第５図は第４図の演算装置のＶM ２を演算する
部分の一実施例を示すブロツク図である。第５図
においては、ブロツク１００で、電圧のサンプリ
ング値ｖa，ｖb，ｖcのうちｖbを用いてｖb ２を演
算によつて求め、また、ブロツク１０１で上記の
ｖaとｖcを用いて、ｖaとｖcの積ｖa・ｖcを求
め、ブロツク１０２でブロツク１００の出力より
ブロツク１０１の出力を減じて（ｖb ２−ｖa・ｖ
c）を演算し、ブロツク１０３でその結果に係数
（１／sin2120゜）を乗ずることによりＶM ２を求
めるようにしてある。
部分の一実施例を示すブロツク図である。第５図
においては、ブロツク１００で、電圧のサンプリ
ング値ｖa，ｖb，ｖcのうちｖbを用いてｖb ２を演
算によつて求め、また、ブロツク１０１で上記の
ｖaとｖcを用いて、ｖaとｖcの積ｖa・ｖcを求
め、ブロツク１０２でブロツク１００の出力より
ブロツク１０１の出力を減じて（ｖb ２−ｖa・ｖ
c）を演算し、ブロツク１０３でその結果に係数
（１／sin2120゜）を乗ずることによりＶM ２を求
めるようにしてある。
第６図は第４図の演算装置による処理の一実施
例を示すフローチヤートで、不足電圧検出要素の
処理例について示してある。ブロツク２００でｖ
a，ｖb，ｖcを取り込み、ブロツク２０１で、ｖ
a・ｖcを算出し、ブロツク２０２でｖb ２を算出
し、ブロツク２０３では、ブロツク２０１，２０
２における結果をもとに、ＶM ２を算出し（（16）
式参照）、ブロツク２０４で、ブロツク２０３の
結果を第１の所定値と比較し、第１の所定値より
大きいときはブロツク２０５へ進み、第１の所定
値より小さいときは異常であるのでブロツク２０
６へ進み、上記した各相毎の保護区間内外の異常
を判定するなどの異常検出の処理に移る。ブロツ
ク２０５では第１の所定値より大きい第２の所定
値と比較し、第２の所定値より小さいときは、健
全状態であるので、ブロツク２０７へ進み、次の
割り込みまで待ち、第２の所定値より大きいとき
は異常であるのでブロツク２０６へ進み、上記と
同様の処理に移る。
例を示すフローチヤートで、不足電圧検出要素の
処理例について示してある。ブロツク２００でｖ
a，ｖb，ｖcを取り込み、ブロツク２０１で、ｖ
a・ｖcを算出し、ブロツク２０２でｖb ２を算出
し、ブロツク２０３では、ブロツク２０１，２０
２における結果をもとに、ＶM ２を算出し（（16）
式参照）、ブロツク２０４で、ブロツク２０３の
結果を第１の所定値と比較し、第１の所定値より
大きいときはブロツク２０５へ進み、第１の所定
値より小さいときは異常であるのでブロツク２０
６へ進み、上記した各相毎の保護区間内外の異常
を判定するなどの異常検出の処理に移る。ブロツ
ク２０５では第１の所定値より大きい第２の所定
値と比較し、第２の所定値より小さいときは、健
全状態であるので、ブロツク２０７へ進み、次の
割り込みまで待ち、第２の所定値より大きいとき
は異常であるのでブロツク２０６へ進み、上記と
同様の処理に移る。
上記した本発明の実施例によれば、電力系統の
同一時点の３相の電圧の瞬時値ｖa，ｖb，ｖcを
サンプリングし、これらの電圧ｖa，ｖb，ｖcを
用いて電圧の２乗ＶM ２を演算し、これと第１の
所定値およびこれより大きい第２の所定値と比較
し、第１の所定値以下のときまたは第２の所定値
以上のときは電力系統に異常ありと判定するよう
にしたので、高速な事故検出が可能であり、系統
安定度に及ぼす効果は極めて大きい。また、各相
情報より等価的な電圧の２乗を演算によつて求め
るようにしているので、従来のものにくらべて処
理時間を短縮でき、デイジタル電子計算機の有効
括用をはかることができる。
同一時点の３相の電圧の瞬時値ｖa，ｖb，ｖcを
サンプリングし、これらの電圧ｖa，ｖb，ｖcを
用いて電圧の２乗ＶM ２を演算し、これと第１の
所定値およびこれより大きい第２の所定値と比較
し、第１の所定値以下のときまたは第２の所定値
以上のときは電力系統に異常ありと判定するよう
にしたので、高速な事故検出が可能であり、系統
安定度に及ぼす効果は極めて大きい。また、各相
情報より等価的な電圧の２乗を演算によつて求め
るようにしているので、従来のものにくらべて処
理時間を短縮でき、デイジタル電子計算機の有効
括用をはかることができる。
なお、実施例では、電圧を用いているが、電流
を用いるようにしてもよく、効果は同一である。
を用いるようにしてもよく、効果は同一である。
以上説明したように、本発明によれば、電力系
統の異常を高速で検出できるという効果がある。
統の異常を高速で検出できるという効果がある。
第１図は従来の電力系統の異常検出装置を説明
するための要部ブロツク図、第２図は電力系統の
各相電圧の波形図、第３図は事故発生時の電力系
統の３相の電圧の変化と演算によつて求めたＶM
の変化を示した説明図、第４図は本発明の電力系
統の異常検出装置の一実施例を示すブロツク図、
第５図は第４図の演算装置のＶM ２を演算する部
分の一実施例を示すブロツク図、第６図は第４図
の演算装置での処理の一実施例を示すフローチヤ
ートである。 １１〜１３……電力系統線路、２１〜２３……
電圧変換器、３１〜３３……サンプルホールド回
路、４０……マルチプレクサ、５０……Ａ／Ｄ変
換器、６０……発振器、７０……演算装置。
するための要部ブロツク図、第２図は電力系統の
各相電圧の波形図、第３図は事故発生時の電力系
統の３相の電圧の変化と演算によつて求めたＶM
の変化を示した説明図、第４図は本発明の電力系
統の異常検出装置の一実施例を示すブロツク図、
第５図は第４図の演算装置のＶM ２を演算する部
分の一実施例を示すブロツク図、第６図は第４図
の演算装置での処理の一実施例を示すフローチヤ
ートである。 １１〜１３……電力系統線路、２１〜２３……
電圧変換器、３１〜３３……サンプルホールド回
路、４０……マルチプレクサ、５０……Ａ／Ｄ変
換器、６０……発振器、７０……演算装置。
Claims (1)
- １ 電力系統の同一時点の３相の電圧をそれぞれ
一定の時間間隔でサンプリングするサンプリング
装置と、該サンプリング装置によりサンプリング
された任意の同一時点の３相の電圧をもとに第１
の相の電圧の２乗を求める第１の手段と、前記第
１の相より120度位相の進んでいる第２の相及び
前記第１の相より120度位相の遅れている第３の
相の電圧の積を求める第２の手段と、前記第１の
手段の出力より前記第２の手段の出力を減ずる第
３の手段と、該第３の手段の出力をsin120゜の２
乗で除する第４の手段と、該第４の手段の出力が
第１の所定値以下または該第１の所定値より大き
い第２の所定値以上のとき前記電力系統が異常で
あると判定する判定手段とよりなることを特徴と
する電力系統の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15535279A JPS5678322A (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Malfunction detector for power system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15535279A JPS5678322A (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Malfunction detector for power system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5678322A JPS5678322A (en) | 1981-06-27 |
| JPS6259526B2 true JPS6259526B2 (ja) | 1987-12-11 |
Family
ID=15604013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15535279A Granted JPS5678322A (en) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | Malfunction detector for power system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5678322A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07110100B2 (ja) * | 1986-01-27 | 1995-11-22 | 三菱電機株式会社 | 回路しや断器の制御装置 |
-
1979
- 1979-11-29 JP JP15535279A patent/JPS5678322A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5678322A (en) | 1981-06-27 |
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