JPS646609B2 - - Google Patents
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- JPS646609B2 JPS646609B2 JP12355779A JP12355779A JPS646609B2 JP S646609 B2 JPS646609 B2 JP S646609B2 JP 12355779 A JP12355779 A JP 12355779A JP 12355779 A JP12355779 A JP 12355779A JP S646609 B2 JPS646609 B2 JP S646609B2
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- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
この発明はデジタル距離継電器に関する。
＜従来の技術＞
距離継電器をデジタル的に実現することは従来
から行なわれており、一例として継電器の主要部
を第３図ａのように構成したものがある。第１図
はこのような距離継電器の方向要素（モー要素と
もいう）の特性を示したものであり、図において
円の内側は動作域、Zsは整定インピーダンス値、
ＶおよびＩは保護すべき系統よりとり込まれた電
圧および電流の値を各々示す。方向要素は記憶電
圧をVmとして、 （ZsI−Ｖ）・Vm≧０ の条件を満足するとき動作する。
から行なわれており、一例として継電器の主要部
を第３図ａのように構成したものがある。第１図
はこのような距離継電器の方向要素（モー要素と
もいう）の特性を示したものであり、図において
円の内側は動作域、Zsは整定インピーダンス値、
ＶおよびＩは保護すべき系統よりとり込まれた電
圧および電流の値を各々示す。方向要素は記憶電
圧をVmとして、 （ZsI−Ｖ）・Vm≧０ の条件を満足するとき動作する。
第３図ａにおいて系統の電圧および電流は一定
の時間ごとにサンプリングされたのちアナログデ
ジタル変換器でデジタル値化された入力Ｖ，Ｉと
して与えられる。前置フイルタ２１は第１図の積
ZsIを得るために設けられている。そしてこの出
力と取り込んだ入力ＶとからZsI−Ｖの値を合成
部２３において算出し、この値と、内部至近端事
故時に正常に動作させるため数サイクル間電圧を
記憶している記憶部２４の出力Vmとを積計算部
２５で積計算する。この積出力は、入力情報が基
本波のみのときには直流分と第２調波成分となる
から、これを一定時間（たとえば半サイクル間）
積分して第２調波成分を除去するために後置フイ
ルタ２２が設けられている。したがつて後置フイ
ルタ２２の出力は、VM，IMをＶ，Ｉの振幅とし、
かつＺ＝VM／IMとし、さらにZsIとＩとの位相角
をφ、ＶとＩの位相角をθとしたとき １／２｛I2 MＺ・Zs cos（φ−θ）−I2 M・Z2｝ となる。それゆえ I2 MＺ・Zs cos（φ−θ）−I2 MZ2＞０ の判定式で事故判定するようにすれば Ｚ＜Zs cos（φ−θ） のような位相特性のデジタル距離継電器が得られ
る。また記憶部２４の具体的な構成例を第３図ｂ
に示す。この例によれば第１演算処理部２７と第
２演算処理部２８との間に適当なゲイン差と遅れ
時間差をもたせ、合成部２６で第２演算処理部２
８の出力と入力信号Ｖとを合成し、これを第１演
算処理部２７を通して積演算部２５のひとつの入
力としている。
の時間ごとにサンプリングされたのちアナログデ
ジタル変換器でデジタル値化された入力Ｖ，Ｉと
して与えられる。前置フイルタ２１は第１図の積
ZsIを得るために設けられている。そしてこの出
力と取り込んだ入力ＶとからZsI−Ｖの値を合成
部２３において算出し、この値と、内部至近端事
故時に正常に動作させるため数サイクル間電圧を
記憶している記憶部２４の出力Vmとを積計算部
２５で積計算する。この積出力は、入力情報が基
本波のみのときには直流分と第２調波成分となる
から、これを一定時間（たとえば半サイクル間）
積分して第２調波成分を除去するために後置フイ
ルタ２２が設けられている。したがつて後置フイ
ルタ２２の出力は、VM，IMをＶ，Ｉの振幅とし、
かつＺ＝VM／IMとし、さらにZsIとＩとの位相角
をφ、ＶとＩの位相角をθとしたとき １／２｛I2 MＺ・Zs cos（φ−θ）−I2 M・Z2｝ となる。それゆえ I2 MＺ・Zs cos（φ−θ）−I2 MZ2＞０ の判定式で事故判定するようにすれば Ｚ＜Zs cos（φ−θ） のような位相特性のデジタル距離継電器が得られ
る。また記憶部２４の具体的な構成例を第３図ｂ
に示す。この例によれば第１演算処理部２７と第
２演算処理部２８との間に適当なゲイン差と遅れ
時間差をもたせ、合成部２６で第２演算処理部２
８の出力と入力信号Ｖとを合成し、これを第１演
算処理部２７を通して積演算部２５のひとつの入
力としている。
＜発明が解決しようとする問題点＞
上記従来のデジタル距離継電器ではその主要部
に積計算部２５をもち、入力信号Ｖ，Ｉによつて
合成されるベクトル量の積計算を行なう方式であ
るので、積出力に含まれる第２高調波成分を除去
するための後置フイルタを必要とする。このため
継電器の構成が複雑になること、および入力信号
Ｖ，Ｉに歪を伴つていた場合は後置フイルタの選
択度（急峻度）が低い場合は継電器の誤差が大き
くなり、この誤差を取り除くためには置フイルタ
の選択度を高くしなければならずフイルタの調整
がやり難くかつ、応答が不安定になるといつた問
題点がある。
に積計算部２５をもち、入力信号Ｖ，Ｉによつて
合成されるベクトル量の積計算を行なう方式であ
るので、積出力に含まれる第２高調波成分を除去
するための後置フイルタを必要とする。このため
継電器の構成が複雑になること、および入力信号
Ｖ，Ｉに歪を伴つていた場合は後置フイルタの選
択度（急峻度）が低い場合は継電器の誤差が大き
くなり、この誤差を取り除くためには置フイルタ
の選択度を高くしなければならずフイルタの調整
がやり難くかつ、応答が不安定になるといつた問
題点がある。
また記憶部２４において第１および第２の各演
算処理部２７，２８のゲインおよび遅れ時間の値
如何によつては継電器の記憶動作に不合理な記憶
電圧を出力することがあるといつた問題点もあ
る。
算処理部２７，２８のゲインおよび遅れ時間の値
如何によつては継電器の記憶動作に不合理な記憶
電圧を出力することがあるといつた問題点もあ
る。
この発明は前述の問題点に鑑みてなされたもの
で、後置フイルタを必要とせず、かつ継電器の記
憶動作にきわめて合理的な記憶電圧を得るように
したデジタル距離継電器を提供することを目的と
する。
で、後置フイルタを必要とせず、かつ継電器の記
憶動作にきわめて合理的な記憶電圧を得るように
したデジタル距離継電器を提供することを目的と
する。
＜問題点を解決するための手段＞
この発明は次のような手段により上記の問題点
を解決するようにしている。すなわち系統の電
圧、電流をサンプリングしてデジタル化し、これ
らを記憶回路に、ｌサイクル（ｌは１以上の整
数）にわたつて記憶しておく。別に記憶電圧を算
出するための算出回路を設け、ここで現在時刻
（記憶回路の入力点）のデジタル電圧値にαを乗
じた値と、前記記憶回路中のデジタル電圧値のｌ
サイクル（ｌは１以上の整数）以前のデジタル電
圧にβ（α，β＞０，α＋β＝１）を乗じた値と
の和を、前記記憶回路に記憶させるようにする。
そして前記記憶回路の各値を、これらにフーリエ
積分をほどこすフイルタにより系統電圧、電流
Ｖ，Ｉ、系統事故発生後に系統電圧と同位相、同
周波数の記憶電圧Vmについてそれぞれ正げん成
分Vs，Is，Mms、と余げん成分Vc，Ic，Vmcを
得、これらを演算回路で処理し VmcVc＋VmsVs≦ｒ（VmcIc＋VmsIs） ＋ｘ（VmsIc−VmcIs） （たゞし、ｒ，ｘは整定インピーダンスZsに
ついてZs＝ｒ＋jxの関係を満足する整定値） の関係を満足したとき演算回路は出力回路がオン
信号を出力するよう指令を出すようにしている。
を解決するようにしている。すなわち系統の電
圧、電流をサンプリングしてデジタル化し、これ
らを記憶回路に、ｌサイクル（ｌは１以上の整
数）にわたつて記憶しておく。別に記憶電圧を算
出するための算出回路を設け、ここで現在時刻
（記憶回路の入力点）のデジタル電圧値にαを乗
じた値と、前記記憶回路中のデジタル電圧値のｌ
サイクル（ｌは１以上の整数）以前のデジタル電
圧にβ（α，β＞０，α＋β＝１）を乗じた値と
の和を、前記記憶回路に記憶させるようにする。
そして前記記憶回路の各値を、これらにフーリエ
積分をほどこすフイルタにより系統電圧、電流
Ｖ，Ｉ、系統事故発生後に系統電圧と同位相、同
周波数の記憶電圧Vmについてそれぞれ正げん成
分Vs，Is，Mms、と余げん成分Vc，Ic，Vmcを
得、これらを演算回路で処理し VmcVc＋VmsVs≦ｒ（VmcIc＋VmsIs） ＋ｘ（VmsIc−VmcIs） （たゞし、ｒ，ｘは整定インピーダンスZsに
ついてZs＝ｒ＋jxの関係を満足する整定値） の関係を満足したとき演算回路は出力回路がオン
信号を出力するよう指令を出すようにしている。
＜作用＞
上記のような構成のデジタル距離継電器では、
前記したように系統事故により電圧Ｖが零となつ
たのちの記憶電圧をVmとすると、ZsI−ＶとVm
とが作る角が90度以内にあるかどうかを判定する
ようにしており（第１図参照）、そのため ＜ZsI−Ｖ・Vm＞≧０ （たゞし＜・＞は内積を示す） の条件を満足するようにしている。
前記したように系統事故により電圧Ｖが零となつ
たのちの記憶電圧をVmとすると、ZsI−ＶとVm
とが作る角が90度以内にあるかどうかを判定する
ようにしており（第１図参照）、そのため ＜ZsI−Ｖ・Vm＞≧０ （たゞし＜・＞は内積を示す） の条件を満足するようにしている。
一般に複素量の内積については
＜X.Y＞＝Re（X.）
（ただしReは実数部、−は共役量を示す。）
が成立する。そこで
Zs＝ｒ＋jx
Ｉ＝Ic＋jJs
Ｖ＝Vc＋jVs
Vm＝Vmc＋jVms
とおいて（ただし、サフイツクスのｓは正げん成
分、ｃは余げん成分を示す。以下同じ。）、前式を
展開すれば、 VmcVc＋Vms≦ｒ（VmcIc＋VmsIs） ＋ｘ（VmsIc−VmcIs） (1) が得られる。上式によればＶ＝０となつた場合、
左辺は零となるが、右辺は零とならず、したがつ
て至近端事故発生時でも方向判定を誤るようなこ
とはなくなる。そこでこの(1)式の条件をフイルタ
と演算回路で判定させている。
分、ｃは余げん成分を示す。以下同じ。）、前式を
展開すれば、 VmcVc＋Vms≦ｒ（VmcIc＋VmsIs） ＋ｘ（VmsIc−VmcIs） (1) が得られる。上式によればＶ＝０となつた場合、
左辺は零となるが、右辺は零とならず、したがつ
て至近端事故発生時でも方向判定を誤るようなこ
とはなくなる。そこでこの(1)式の条件をフイルタ
と演算回路で判定させている。
記憶電圧Vm（すなわちVmc，Vms）は算出回
路によつて、系統の至近端事故のために系統電圧
Ｖ（すなわちVc，Vs）が零となつてもｌサイク
ル前の電圧値をβ倍した値と現時点の電圧値のα
倍の値との和で記憶電圧を算出しているため常に
ｌサイクル前のβ倍した電圧値のβ倍の電圧、す
なわち系統電圧と同位相、同周波で漸減電圧とな
る。
路によつて、系統の至近端事故のために系統電圧
Ｖ（すなわちVc，Vs）が零となつてもｌサイク
ル前の電圧値をβ倍した値と現時点の電圧値のα
倍の値との和で記憶電圧を算出しているため常に
ｌサイクル前のβ倍した電圧値のβ倍の電圧、す
なわち系統電圧と同位相、同周波で漸減電圧とな
る。
＜実施例＞
この発明の実施例を第２図によつて説明する。
系統１に変流器２、電圧変成器３を設置し、これ
らより系統１の電流、電圧を分圧回路４ａ，４ｂ
にとりこむ。ここで系統１からの絶縁を行なうと
同時に適当なレベルに変換する。各分圧回路４
ａ，４ｂからの出力はアナログフイルタ５ａ，５
ｂに入力される。これは折返し誤差を除くための
ローパスフイルタである。続いてこれらの出力は
サンプルホールド回路６ａ，６ｂに与えられ、制
御回路７からの一定時間間隔毎に送られてくるサ
ンプルホールド指令によつてサンプルホールドす
る。そしてその各サンプル値はマルチプレクサ８
に送られる。マルチプレクサ８は制御回路７から
の切替指令によつて電流及び電圧に関する情報を
交互に変換回路９に送られる。変換回路９は制御
回路７からのクロツクパルスによつて、与えられ
たアナログ量をデジタル量に変換する。変換され
た電圧、電流の各瞬時値のデジタル値は記憶回路
１０に送られるとともに、電圧量については別に
算出回路１１に送られる。算出回路１１には別に
記憶回路１０からｌサイクル（ｌは１以上の整
数）前の記憶電圧が入力され、ここで記憶電圧
Vmが算出される。この記憶電圧Vmの算出には、
前述したように変換回路９からのデジタル電圧値
にαを乗じ、又記憶回路１０からのｌサイクル前
のデジタル記憶電圧にβを乗じ、その両者を加算
する。この加算値は記憶回路１０にその時刻のデ
ジタル記憶電圧として記憶される。記憶回路１０
は、電圧、電流のデジタル値を１サイクル以上に
わたつて記憶する。この一連のデータはデジタル
フイルタ１２に送られ、ここで正げん成分、余げ
ん成分に分けるためのフーリエ積分がほどこされ
る。これによつて電圧、電流、記憶電圧につい
て、前記したIs，Ic，Vs，Vc，Vms，Vmcを出
力する。この出力値は演算回路１３に与えられ、
ここで前記した第(1)式に示す演算を実行する。そ
して第(1)式が成立するとき演算回路１３は、出力
回路１４がオン信号を出力するように指令を与え
る。すなわちこのことはインピーダンスZsによ
つて整定された距離内で事故が発生したことを意
味する。
系統１に変流器２、電圧変成器３を設置し、これ
らより系統１の電流、電圧を分圧回路４ａ，４ｂ
にとりこむ。ここで系統１からの絶縁を行なうと
同時に適当なレベルに変換する。各分圧回路４
ａ，４ｂからの出力はアナログフイルタ５ａ，５
ｂに入力される。これは折返し誤差を除くための
ローパスフイルタである。続いてこれらの出力は
サンプルホールド回路６ａ，６ｂに与えられ、制
御回路７からの一定時間間隔毎に送られてくるサ
ンプルホールド指令によつてサンプルホールドす
る。そしてその各サンプル値はマルチプレクサ８
に送られる。マルチプレクサ８は制御回路７から
の切替指令によつて電流及び電圧に関する情報を
交互に変換回路９に送られる。変換回路９は制御
回路７からのクロツクパルスによつて、与えられ
たアナログ量をデジタル量に変換する。変換され
た電圧、電流の各瞬時値のデジタル値は記憶回路
１０に送られるとともに、電圧量については別に
算出回路１１に送られる。算出回路１１には別に
記憶回路１０からｌサイクル（ｌは１以上の整
数）前の記憶電圧が入力され、ここで記憶電圧
Vmが算出される。この記憶電圧Vmの算出には、
前述したように変換回路９からのデジタル電圧値
にαを乗じ、又記憶回路１０からのｌサイクル前
のデジタル記憶電圧にβを乗じ、その両者を加算
する。この加算値は記憶回路１０にその時刻のデ
ジタル記憶電圧として記憶される。記憶回路１０
は、電圧、電流のデジタル値を１サイクル以上に
わたつて記憶する。この一連のデータはデジタル
フイルタ１２に送られ、ここで正げん成分、余げ
ん成分に分けるためのフーリエ積分がほどこされ
る。これによつて電圧、電流、記憶電圧につい
て、前記したIs，Ic，Vs，Vc，Vms，Vmcを出
力する。この出力値は演算回路１３に与えられ、
ここで前記した第(1)式に示す演算を実行する。そ
して第(1)式が成立するとき演算回路１３は、出力
回路１４がオン信号を出力するように指令を与え
る。すなわちこのことはインピーダンスZsによ
つて整定された距離内で事故が発生したことを意
味する。
算出回路１１によつて算出される記憶電圧は系
統事故発生したときから漸次減衰するので、記憶
電圧の波高値が一定レベル以下となつたときに出
力回路１４をロツクする必要がある。そのために
フイルタ１２から記憶電圧Vmc，Vmsを検出回
路１５に与え、ここで記憶電圧の波高値を検出す
る。その検出値が一定レベル以下になつたとき出
力を出して出力回路１４をロツクすればよい。
統事故発生したときから漸次減衰するので、記憶
電圧の波高値が一定レベル以下となつたときに出
力回路１４をロツクする必要がある。そのために
フイルタ１２から記憶電圧Vmc，Vmsを検出回
路１５に与え、ここで記憶電圧の波高値を検出す
る。その検出値が一定レベル以下になつたとき出
力を出して出力回路１４をロツクすればよい。
＜発明の効果＞
以上詳述したようにこの発明によればデジタル
距離継電器を得るにあたり、系統の電圧、電流お
よび系統事故後において事故前の電圧と同位相、
同周波数の記憶電圧を用い、それらの正げん成分
及び余げん成分によつて距離判定するようにして
いるので、従来ような後置フイルタを設ける必要
がなく、継電器の構成が簡単になり、フイルタの
応答不安定を心配する必要もない。
距離継電器を得るにあたり、系統の電圧、電流お
よび系統事故後において事故前の電圧と同位相、
同周波数の記憶電圧を用い、それらの正げん成分
及び余げん成分によつて距離判定するようにして
いるので、従来ような後置フイルタを設ける必要
がなく、継電器の構成が簡単になり、フイルタの
応答不安定を心配する必要もない。
また記憶電圧算出回路によつて現時点のデジタ
ル電圧値のα倍の値と、現時点よりｌサイテクル
前のデジタル記憶電圧のβの値との和をその時点
における記憶電圧として記憶回路に記憶させるよ
うにしたので、至近端事故によつて系統電圧が零
となつたときでも、正確に事故前の電圧と同位
相、同周波数の漸減する記憶電圧が得られ、これ
によつて方向誤判定を確実に回避することができ
る効果を奏する。
ル電圧値のα倍の値と、現時点よりｌサイテクル
前のデジタル記憶電圧のβの値との和をその時点
における記憶電圧として記憶回路に記憶させるよ
うにしたので、至近端事故によつて系統電圧が零
となつたときでも、正確に事故前の電圧と同位
相、同周波数の漸減する記憶電圧が得られ、これ
によつて方向誤判定を確実に回避することができ
る効果を奏する。
第１図はこの発明の動作原理を説明するための
特性図、第２図はこの発明の実施例を示すブロツ
ク図、第３図ａは従来のデジタル距離継電器の例
を示すブロツク図、同図ｂは従来例の記憶部の一
構成例を示すブロツク図である。 １…系統、９…変換回路、１０…記憶回路、１
１…算出回路、１２…フイルタ、１３…演算回
路、１４…出力回路。
特性図、第２図はこの発明の実施例を示すブロツ
ク図、第３図ａは従来のデジタル距離継電器の例
を示すブロツク図、同図ｂは従来例の記憶部の一
構成例を示すブロツク図である。 １…系統、９…変換回路、１０…記憶回路、１
１…算出回路、１２…フイルタ、１３…演算回
路、１４…出力回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 系統の電圧および電流を一定時間ごとにサン
プリングしてデジタル値化したデジタル電圧値お
よびデジタル電流値を一方の入力としてこれらを
記憶する記憶回路と、 前記デジタル電圧値を一方の入力とするととも
に前記記憶回路に記憶されたｌサイクル（ｌは１
以上の整数）以前のデジタル記憶電圧値を他方の
入力とし、前記デジタル電圧値にαを乗じた値
と、前記ｌサイクル以前のデジタル記憶電圧値に
β（α，β＞０，α＋β＝１）を乗じた値との和
をその時刻のデジタル記憶電圧として出力する算
出回路と、 前記算出回路の出力を前記記憶回路の他方の入
力として前記記憶回路に前記その時刻のデジタル
記憶電圧を記憶させるようにし、 前記記憶回路に記憶された各値にフーリエ積分
をほどこして、前記系統電圧の正げん成分Vs，
余げん成分Vc、前記系統電流の正げん成分IS，
余げん成分Icおよび系統の事故発生後前記系統電
圧と同位相、同周波数の記憶電圧の正げん成分
Vms，余げん成分Vmcの各デジタル値を算出す
るフイルタと、 前記フイルタで算出した前記各成分を入力とし
て VmcVc＋VmsVs≦ｒ（VmcIc＋VmsIs） ＋ｘ（VmsIc−VmcIs） （たゞし、ｒ，ｘは整定インピーダンスZsに
ついてZs＝ｒ＋jxの関係を満足する整定値） を演算し、これを満足したときに出力信号を得る
演算回路と、 前記演算回路の出力信号によつてオン信号を出
力する出力回路とで構成されたことを特徴とする
デジタル距離継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12355779A JPS5646623A (en) | 1979-09-26 | 1979-09-26 | Digital distance relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12355779A JPS5646623A (en) | 1979-09-26 | 1979-09-26 | Digital distance relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5646623A JPS5646623A (en) | 1981-04-27 |
| JPS646609B2 true JPS646609B2 (ja) | 1989-02-03 |
Family
ID=14863536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12355779A Granted JPS5646623A (en) | 1979-09-26 | 1979-09-26 | Digital distance relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5646623A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53104831A (en) * | 1977-02-25 | 1978-09-12 | Hitachi Ltd | Memory element for protective relay |
-
1979
- 1979-09-26 JP JP12355779A patent/JPS5646623A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5646623A (en) | 1981-04-27 |
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