JPS6356123A - デイジタル形保護継電装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力系統の故障点までのインピーダンスを回
路方程式を解く手法により求め、故障の有無及び故障点
の位置を検知する保護継電装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電力系統の電圧Ｖ、電流ｉ、抵抗Ｒ２及びインダ
クタンスＬの関係式 に基づき、Ｒ及びＬを時刻ｔｈのサンプリング値Ｖｈ、
ｉｂ及びその合成量ｊｋより、異なる時点ｔ、、ｔｎの
サンプル値から（１）武勇２項の近似式 を利用して求める手法については、特開昭６０−３９３
１２に述べられている。この公知例では、Ｌは次式によ
り求められる。

・・・（３） また、角周波数ωの正弦波入力に対するＬの誤差Ｅは、
次式で与えられる。

ωＴ サンプリング間隔Ｔを基本波角周波数ωｌに対してωｔ
Ｔ：３０“　となるようにとると、第３図に示すように
定数Ｋｍ　を選ぶことにより、ω／ω１＝２（第２次）
又はω／ω１＝３（第３次）でＬの誤差を零にできる。

しかし、第３次より高周波の入力に対する誤差は急増し
、第５次では５０〜１００％程度、第６次では無限大に
なり、故障判定が困難になるという問題がある。

系統事故時に発生する高調波の周波数Ｉｎは。

はぼ事故点から見た系統のインダクタンスＬとキャパシ
タンスＣにより決まり、次式で与えられる。

ｆｎの値は、全系統の大半を占める架空系統の場合、第
３次より低周波になることは少ない、たとえば、２００
　（ｋｍ）の５００　（ｋＶ）の場合。

Ｌ＝１６３　（ｍＨ）、Ｃ＝２．８２　（μＦ）　　程
度であり、ｆｎ＝２３４（Ｈｚ）となり、５０（Ｈｚ）
の基本波に対して５倍程度の高調波が発生する。

したがって、このような発生頻度の高い周波数成分を含
む入力に対して、上記公知例の場合測距誤差が大きくな
るため、故障判定が困難になるという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、発生頻度が高い第３次より高周波の成
分を含む電圧・電流入力に対して測距誤差が大きくなる
従来技術を改善し、低次から高次まで広い範囲の高調波
を含む入力から求めたＲ９Ｌの精度を向上し、高信頼度
な故障判定ができるディジタル形保護継電装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第２図に示すディジタル形保護継電装置の
演算回路において、（１）式の両辺の積分値をサンプル
値と各サンプル値の中間値を補間した値から求め、故障
点までのインピーダンスをにより求めることにより達成
される。

〔作用〕

以下に本発明の主要部である演算回路におけるＲ、Ｌの
演算手法について述べる。

本発明では、異なる二つの時点ｔ、とｔｎにおける（１
）式の回路方程式を積分した次式から。

Ｒ，Ｌを求める。

５ｖ（ｔＩＩ）＝Ｒ−８ｔ（ｔ−）＋Ｌ−Ｄｉ（ｔ−）
　　　−（８）Ｓｖ（ｔｎ）＝Ｒ−Ｓｔ（ｔｎ）＋Ｌ−
Ｄｉ（ｔｎ）　　　・−・（９）但し、’Ｓｖ　、Ｓｉ
は電圧・電流積分値、Ｄｌは電流差分値であり、各々次
式で与えられる。

ｓ＝ｍ−２ ・・・　（１０） ｓ＝ｍ−２ ・・・　（１１） Ｄ　ｉ　（ｔｌＩ）＝　ｌ　ｍ　　１ｍ−１＝　Ｄ　ｔ
　ｍ　　　　　・・・　（１２）但し、Ｖｍ　＊　１ｍ
は第４図に示すように相隣り合うサンプル値の中間値を
４サンプルの値から求めた近似値であり１次式で与えら
れる。

ｍ−２ ｍ−２ｓ＝ 但し、ｋｓ　、に、’　　は定数である。

（８）、（９）式より、Ｒ，Ｌは次式のように求まる。

ＤＳｉｌＩ−Ｄ□−８ｉ、１−ＤＩＩＩＤＳｌｌｌ−Ｄ
ｌｌｌ−８１ｎ−Ｄｔ。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。本
発明によるディジタル形継電装置のハードウェア構成は
第２図と同様なので、省略する。

第１図において、入力変換部１では第２図のＡＤ変換部
から入力したデータに零相補償などの変換を施す、電圧
量メモリ部２及び電流量メモリ部３では、積分及び差分
に必要なサンプル数のＶ。

ｉデータを記憶する。ｆｌ電圧積分演算部及び電流積分
演算部５では、第４図及び（１０）式、　　（１１）式
に示した積分近似値Ｓ　ｗａｇ　Ｓｖｎ、Ｓｔｓ及びＳ
２．。

の演算を行う、ｆｌｌｌｌ公差分演算部６、（１２）式
に示した１サンプル前のデータとの差分値Ｄ　ｔ　＋ａ
　ｇＤ　ｉ　ｎを求める０分子値演算部７及び８では、
（１６）式及び（１７）式の分子の値ＮＲ、ＮＬを求め
る。

分母値演算部９では、両式の分母の値りを求める。

Ｒ値演算部１０及びＬ値演算部１１では、（１６）式及
び（１７）式の演算を実行し、Ｒ及びＬの値を求める。

動作判定部１２では、Ｒ，Ｌの値が別途室める整定値の
一定範囲にあるかどうかにより、事故の有無を判定する
。

〔発明の効果〕

第５図に本発明の実施例による測距誤差の周波数特性を
示す。低次高調波領域、たとえば第２高調波入力時の測
距誤差は＋１（％）より小さく、非常に高精度である。

一方、高次高調波領域、たとえば第５次入力時の誤差は
−２８（％）であり、第３図の−４４（％）にくらべ約
２／３に少なくできるという効果がある。

更に、第６図に本発明の実施例と従来技術の測距誤差高
調波特性を示す、第２高調波成分と基本波成分の量が等
しく、含有率１００（％）のとき、本発明の実施例の特
性（実線）は測距誤差が０．３５（％°）と従来例（点
線）の１．５（％）より小さい。更に、高調波の含有率
が大きくなり３００（％）の場合には、実施例の０．０
５（％）　に対し、従来例の０．１５（％）　より大き
いという効果がある。

このように、本発明の実施例によれば従来例より高調波
含有時の測距誤差を小さくできるため、その全高調波成
分を除去するためのフィルタの減衰度を少なくでき、フ
ィルタでの遅れの減少による保護継電装置の動作を高速
化できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタル形保護継電器の一実施
例を説明する機能ブロック図、第２図は一般的なディジ
タル形保護継電器のブロック構成図、第３図は従来例の
測距誤差の周波数特性図、第４図は本発明の距離演算近
似法を説明する波形図、第５図は本発明の実施例の測距
誤差周波数特性図、第６図は同実施例の測距誤差高調波
特性図である。 １・・・入力変換部、２・・・電圧量メモリ部、３・・
・電流量メモリ部、４・・・電圧積分演算部、５・・・
電流積分演算部、６・・・電流差分演算部、７・・・分
子値演算部、８・・・分子値演算部、９・・・分子値演
算部、１０・・・Ｒ値演算部、１１・・・Ｌ値演算部、
１２・・・動作判定部。 第２区 躬４区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電力系統の電圧・電流から得た電気量を一定の周波
   数でサンプリングし、サンプリング値から系統インピー
   ダンス相当量をディジタル演算により求め、系統故障の
   有無及び故障点の位置を判定する保護継電装置において
   、電圧量ｖと電流量ｉを得て各々の相隣り合うサンプル
   値の中間値を求め、その積分値と差分値を求め、その結
   果から回路方程式に基づく故障点までの抵抗分とインダ
   クタンス分を求め、その値から事故の有無を判定するこ
   とを特徴とするディジタル形保護継電装置。