KR100378125B1

KR100378125B1 - Calculation method of digital relay to reduce the outside intervention to the minimum by using of reconstruction for compounding sampling data

Info

Publication number: KR100378125B1
Application number: KR10-2001-0034751A
Authority: KR
Inventors: 신영재; 강동구
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2003-03-29
Also published as: KR20020096350A

Abstract

본 발명은 샘플링 데이터 조합의 재구성에 의한 외부 영향을 최소화하는 디지털 계전기의 연산 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 디지털 계전기에 있어서 연산에 사용되는 디지털 샘플링 데이터를 연산시에 그 조합을 변화시켜 외부 노이즈 또는 기타 요인에 의해 데이터가 잘못 입력되더라도 그 영향을 배제함으로써 계전기의 오동작을 방지함은 물론 계전기의 순시 동작 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of calculating a digital relay that minimizes external influences caused by a reconstruction of a combination of sampling data. More particularly, the present invention relates to an external noise by changing a combination of digital sampling data used for calculation in a digital relay. Alternatively, the present invention relates to a method for preventing malfunction of a relay as well as shortening the instantaneous operation time of the relay by excluding the effect even if data is incorrectly input by other factors.

디지털 계전기에 있어서 취득된 데이터를 이용한 연산에 있어서, 연산 방법에 사용되는 데이터들의 추출 위치를 고정시키지 않고 매 연산마다 변화시킴에 의해 외부 노이즈 또는 기타 요인에 의해 잘못된 데이터가 들어오는 경우 그 영향을 제거함으로서 추출된 데이터에 의한 연산을 수행할 수 있도록 구성되어진 것을 특징으로 하는 샘플링 데이터 조합의 재구성에 의한 외부 영향을 최소화하는 디지털 계전기의 연산 방법이다.In the operation using the data acquired in the digital relay, by changing each operation without fixing the extraction position of the data used in the calculation method, by removing the influence of the wrong data due to external noise or other factors It is a calculation method of a digital relay that minimizes the external influence by the reconstruction of the sampling data combination, characterized in that configured to perform the operation by the extracted data.

Description

CALCULATION METHOD OF DIGITAL RELAY TO REDUCE THE OUTSIDE INTERVENTION TO THE MINIMUM BY USING OF RECONSTRUCTION FOR COMPOUNDING SAMPLING DATA}

일반적인 계전기는 기계식 또는 트랜지스터의 원리를 응용한 스태틱 타입이 주류를 이루어왔지만 디지털 기술의 발달과 더불어 전력 분야에서도 컴퓨터에 의한 데이터의 취합이나 제어의 필요성이 대두되어 이러한 처리가 가능한 디지털 계전기가 개발되어 사용되는 추세이다.The general type of relay has been the main type of static type that applies the principle of mechanical or transistor. However, with the development of digital technology, the need for computer data collection and control has emerged in the field of power. It is a trend.

종래에는 도 1,2,3에 도시한 바와 같이 디지털 계전기는 중앙처리 장치(10), 아나로그 입력부(40), 디지털 출력부(50), 조작스위치(60) 및 표시 장치(70)로 구성되어져 있다.Conventionally, as illustrated in FIGS. 1,2 and 3, the digital relay includes a central processing unit 10, an analog input unit 40, a digital output unit 50, an operation switch 60, and a display device 70. It is done.

상기와 같이 구성된 계전기는 외부의 전압, 전류값은 아나로그 입력부(4)를 통해 중앙 처리 장치(10)로 입력되며 이 값은 다시 메모리(30)에 저장되어 CPU(20)에서의 연산 자료로 이용되어진다.In the relay configured as described above, external voltage and current values are input to the central processing unit 10 through the analog input unit 4, and these values are stored in the memory 30 again to be used as operational data in the CPU 20. Is used.

상기 연산된 값과 조작 스위치(60)를 통해 입력된 설정값을 CPU(20)에서 비교하여 출력 조건이 되면 CPU(20)는 디지털 출력부(50)로 출력을 발생시켜 계통을 보호하는 것이다.When the calculated value is compared with the set value input through the operation switch 60 in the CPU 20 and the output condition is reached, the CPU 20 generates an output to the digital output unit 50 to protect the system.

상기 표시 장치(70)는 조작 스위치(60)에 의해 입력되는 설정값을 표시하며 또한 아나로그 입력부(40)를 통해 입력되는 전압, 전류값 등을 표시해주며 출력이 발생되는 경우 출력 상태를 표시해 주는 기능을 갖고 있다.The display device 70 displays a set value input by the operation switch 60, and also displays a voltage, a current value, etc. input through the analog input unit 40, and displays an output state when an output is generated. It has a function.

그러나 이러한 구조 및 방법을 갖는 디지털 계전기는 상대적으로 약한 전압(5V 또는 0V)에 의해 동작되기 때문에 전기적인 노이즈에 취약한 단점을 가지고 있어 각 계전기 메이커마다 이에 대한 대책을 강구하여 제품화를 하고 있는 것이 현 실정이다.However, the digital relay having such a structure and method has a disadvantage of being vulnerable to electrical noise because it is operated by a relatively weak voltage (5V or 0V). to be.

또한, 종래의 디지털 계전기는 보호하고자 하는 부하를 1Cycle(국내에서는 1초에 60 cycle)당 N회 샘플링하여 그 샘플링된 값을 이용하여 현재의 부하 전류 또는 전압값을 연산을 통하여 그 크기를 추출하고 추출된 값과 미리 설정한 계전기의 동작값을 비교하여 계전기의 동작 여부를 결정하고 있다.In addition, in the conventional digital relay, the load to be protected is sampled N times per 1 cycle (60 cycles per second in Korea), and the current load current or voltage value is calculated using the sampled value to extract the magnitude of the load. The operation value of the relay is determined by comparing the extracted value with the preset operation value of the relay.

상기의 전류와 전압을 추출하는 방법으로는 초기에 프로세서의 성능이 뛰어나지 않았을 때는 1Cycle에 1번 연산하는 방법을 주로 사용하였으나 계전기 성능의 개선 요구 및 고 성능 프로세서의 등장에 의해 1Cycle에 복수번의 연산이 가능해졌다.As a method of extracting the current and voltage from the beginning, when the performance of the processor was not excellent at the beginning, a method of calculating one time per 1 cycle was mainly used. It became possible.

또한 1Cycle당 샘플링회수를 증가시키면 보다 정확한 계전기의 동작이 가능하지만 일반적으로 도 6에 도시한 바와 같이 1Cycle당 12회의 샘플링 정도면 충분한 정도의 계전기의 동작이 보장된다.In addition, when the number of sampling cycles per cycle is increased, more accurate relay operation is possible. However, as shown in FIG.

다만, 요즘의 디지털 계전기에서는 계측 기능도 보유하고 있기 때문에 계측값 중 고조파 성분의 표시를 위해 12샘플링 이상을 요구하고 있으며 일반적인 경우 도 5에 돗힌 바와 같이 1Cycle당 36회의 샘플링을 하여 계측치를 연산하기 위한 데이터로 사용하며 그 중 12개의 샘플링 데이터만을 이용하여 부하 전류와 전압의 크기 연산에 사용하는 경우가 일반적이다.However, modern digital relays also have a measurement function, which requires more than 12 samplings for the display of harmonic components.In general, as shown in FIG. 5, 36 samples per cycle are used to calculate measured values. It is generally used as data and only 12 sampling data is used to calculate load current and voltage.

또한 계전기의 동작시간 성능을 향상시키기 위해 1Cycle당 약 4회의 연산을 수행하는 방법을 사용한다.Also, to improve the operation time performance of the relay, a method of performing about four operations per cycle is used.

즉, 도 6의 S7, S16, S25, S34, S43, S52, S61, S70시점에서 연산이 이루어진다고 하면 S34시점에서는 S1, S4, S7, S10, S13, S16, S19, S22, S25, S28, S31, S34의 12개 샘플링 데이터에 의해 연산을 수행하고, S43시점에서는 S10, S13, S16, S19, S22, S25, S28, S31, S34, S37, S40, S43의 12개 샘플링 데이터, S52시점에서는 S19, S22, S25, S28, S31, S34, S37, S40, S43, S46, S49, S52의 12개 샘플링 데이터, S61시점에서는 S28, S31, S34, S37, S40, S43, S46, S49, S52, S55, S58, S61의 12개 샘플링 데이터, S70시점에서는 S37, S40, S43, S46, S49, S52, S55, S58, S61, S64, S67, S70의 12개 샘플링 데이터에 의해 계전기 동작을 위한 연산을 수행한다.That is, if calculation is performed at S7, S16, S25, S34, S43, S52, S61, and S70 of FIG. 6, at S34, S1, S4, S7, S10, S13, S16, S19, S22, S25, S28, 12 sampling data of S31, S34 are performed, and at the time of S43, 12 sampling data of S10, S13, S16, S19, S22, S25, S28, S31, S34, S37, S40, S43, and S52 12 sampling data of S19, S22, S25, S28, S31, S34, S37, S40, S43, S46, S49, S52, S28, S31, S34, S37, S40, S43, S46, S49, S52, 12 sampling data of S55, S58, S61, and S70, S37, S40, S43, S46, S49, S52, S55, S58, S61, S64, S67, S70 operation for relay operation Perform.

이와 같은 방법에 의한 연산 주기를 도 1에 나타내었으며 도 1에서 매회 연산을 수행함에 따라 연산용 샘플링 데이터가 가장 오래된 3개가 삭제되고 새로운 3개가 추가되어 새로운 연산이 수행되며, 각각의 샘플링 데이터는 최소 4번의 연산에서 사용되고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 1, the calculation cycle by the method described above is illustrated in FIG. 1. As the calculation operation is performed each time in FIG. 1, the three oldest sampling data are deleted and three new ones are added to perform a new calculation. It can be seen that it is used in four operations.

만일 도 8의 S34와 같이 노이즈에 의해 데이터가 잘못 입력되는 경우 이 잘못된 값은 위와 같은 연산 방법에서는 도 1의 검게 표신된 부분과 같이 최소 4번의 연산에 반영이 되고 이로 인해 계측값 연산과정에 있어서 4회에 걸쳐 실제 값보다 큰 연산 결과가 나올 수 있다.If data is incorrectly input due to noise as shown in S34 of FIG. 8, this incorrect value is reflected in at least four operations as shown in black in FIG. 1 in the above calculation method, and thus, in the measurement value calculation process. The result of a calculation that is larger than the actual value may be output four times.

이러한 잘못된 데이터에 의한 연산 결과에 의해 계전기의 동작을 판단하는 경우, 계전기는 오동작을 할 수밖에 없으며 만일 이러한 노이즈에 의한 계전기의 오동작을 방지하기 위해서는 위와 같은 기존의 연산 방법으로는 최소 5회 이상 계전기 동작값보다 연산결과가 큰 경우에만 출력을 내보내는 방법을 사용해야 하며 이 경우 최소 5회의 연산 후에 계전기의 출력 여부가 결정됨으로서 계전기의 순시 동작시간에 영향을 미치게 된다.When judging the operation of the relay based on the calculation result based on the wrong data, the relay has no choice but to operate the relay. The output method should be used only when the operation result is larger than the value. In this case, the output of the relay is determined after at least five operations, which affects the instantaneous operation time of the relay.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 디지털 계전기에 있어서 연산에 사용되는 디지털 샘플링 데이터를 연산시에 그 조합을 변화시켜 외부 노이즈 또는 기타 요인에 의해 데이터가 잘못 입력되더라도 그 영향을 배제함으로써 계전기의 오동작을 방지함은 물론 계전기의 순시 동작 시간을 단축시킬 수 있도록 함은 물론 고정된 위치의 데이터에 의한 연산 방법을 개선하여 고 주파성분의 노이즈에 의해 만들어진 잘못된 데이터로 인한 오 계산의 영향을 최소화시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the combination of the digital sampling data used for the calculation in the digital relay is changed at the time of calculation, so that the influence of the data even if the data is incorrectly input by external noise or other factors is affected. This eliminates the malfunction of the relay, reduces the instantaneous operation time of the relay, and improves the calculation method based on the fixed position data. The goal is to help minimize the impact.

상기 목적을 달성하기 위해 디지털 계전기에 있어서, 취득된 데이터를 이용한 연산에 있어서 연산에 사용되는 데이터들의 추출 위치를 고정시키지 않고 매 연산마다 변화시킴에 의해 외부 노이즈 또는 기타 요인에 의해 잘못된 데이터가 들어오는 경우 그 영향을 제거함으로서 추출된 데이터에 의한 연산을 수행하고 그 연산 결과에 의해 동작되는 디지털 계전기의 오동작을 최소화할 수 있는 것을 제공함에 있는 것이다.In the digital relay, in order to achieve the above object, when the wrong data comes in due to external noise or other factors by changing every operation without fixing the extraction position of the data used for the calculation in the operation using the acquired data. By eliminating the influence, it is possible to perform an operation by the extracted data and to minimize the malfunction of the digital relay operated by the operation result.

도 1은 종래의 연산을 위한 데이터 취득 순서표1 is a data acquisition order table for a conventional operation

도 2는 종래 계측값 연산 프로그램의 플로우 차트2 is a flow chart of a conventional measurement value calculation program

도 3은 일반적인 디지털 릴레이의 전체 구성도3 is a general configuration diagram of a general digital relay

도 4는 본 발명 연산을 위한 데이터 취득 방법의 개선된 순서표4 is an improved sequence table of the data acquisition method for the inventive operation.

도 5는 정상적인 상태의 디지털 계전기에서의 샘플링 데이터5 is sampling data in a digital relay in a normal state.

도 6은 도 5의 샘플링 데이터 중 연산용 데이터FIG. 6 is data for calculation among sampling data of FIG. 5;

도 7은 노이즈에 의해 영향을 받은 디지털 계전기의 샘플링 데이터7 shows sampling data of a digital relay affected by noise.

도 8은 도 7의 샘플링 데이터 중 연산용 데이터FIG. 8 is data for calculation among sampling data of FIG. 7; FIG.

도 9는 디지털 계전기의 전체 플로우 차트9 is a complete flow chart of the digital relay

도 10은 본 발명에 의한 계측값 연산 프로그램의 플로우 차트10 is a flowchart of a measurement value calculation program according to the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 4는 본 발명 연산을 위한 데이터 취득 방법의 개선된 순서표,4 is an improved flow chart of the data acquisition method for the inventive operation;

도 10은 본 발명에 의한 계측값 연산 프로그램의 플로우 차트이다.10 is a flowchart of a measurement value calculation program according to the present invention.

디지털 계전기에 있어서 취득된 데이터를 이용한 연산에 있어서, 연산에 사용되는 데이터들의 추출 위치를 고정시키지 않고 매 연산마다 변화시킴에 의해 외부 노이즈 또는 기타 요인에 의해 잘못된 데이터가 들어오는 경우 그 영향을 제거함으로서 추출된 데이터에 의한 연산을 수행할 수 있도록 구성되어진 것이다.In the calculation using the data acquired in the digital relay, the extraction is performed by removing the influence of wrong data caused by external noise or other factors by changing each operation without fixing the extraction position of the data used in the calculation. It is configured to perform the operation based on the data.

본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention is as follows.

도 7의 S34와 같이 노이즈에 의해 잘못 입력된 샘플링 데이터를 도 8와 같이 고정된 위치의 데이터에 의해 연산할 경우 상기에 서술한 바와 같은 계전기의 오동작 또는 순시 시간의 증가를 야기시키게 되는 것이다.When the sampling data incorrectly inputted by the noise as shown in S34 of FIG. 7 is calculated by the data at the fixed position as shown in FIG. 8, the malfunction or instantaneous time of the relay as described above is caused.

본 발명에서는 도 8의 고정된 위치의 데이터를 이용하지 않고 도 7의 모든샘플링 데이터를 이용하여 아래의 도 4에 도시된 표와 같이 매회 연산과정에 있어서 사용하는 데이터를 바꾸는 방법을 사용한다.In the present invention, instead of using the data of the fixed position of FIG. 8, all the sampling data of FIG. 7 is used, and a method of changing the data used in each calculation process as shown in the table of FIG. 4 below is used.

도 4의 표를 통해 알수 있듯이 노이즈의 영향을 받은 S34 데이터는 처음과 4번째의 연산에서만 사용됨을 알 수 있다.As can be seen from the table of FIG. 4, the S34 data affected by the noise is used only in the first and fourth operations.

따라서 연산 결과, 처음과 4번째의 연산 결과는 계전기의 동작값을 초과 할 수 있으나 연속해서 초과하는 경우가 발생하지 않으므로 연산 결과가 동작값을 2회 이상 초과하는 경우가 연속해서 발생하면 이 연산 결과는 노이즈에 의한 잘못된 결과가 아니고 과전류 또는 과전압에 의한 결과라고 간주하고 이에 따른 출력을 발생시켜 빠른 계전기의 동작이 구현 가능하다.Therefore, the operation result, the first and the fourth operation result may exceed the operation value of the relay, but it does not occur continuously. Therefore, if the operation result exceeds the operation value more than two times continuously, this operation result Is considered to be a result of overcurrent or overvoltage, not a false result of noise, and generates an output according to this, so that a rapid relay operation can be realized.

즉, 노이즈에 의한 계전기의 오동작 및 계전기의 빠른 출력을 가능케 하는 방법으로 기존의 방법에서 설정치를 초과하는 연산 결과가 5회 이상 연속될 때 계전기를 동작시키는 것에 비해 개선된 방법에서는 2회 연속 초과하는 경우 계전기의 출력을 발생시킴으로서 약 3/4Cycle 정도의 속도 향상을 가져오도록 함은 물론 또한 수10KHz 이상의 노이즈가 계전기의 아나로그 신호선에 유입되게 하여 상기의 방법과 같은 연산 과정을 거침으로 노이즈에 의한 영향을 제거할 수 있는 것이다.That is, the malfunction of the relay due to noise and the rapid output of the relay are possible in the conventional method. In this case, by generating the output of the relay, not only does it improve the speed of about 3/4 cycle, but also the noise by several 10KHz or more flows into the analog signal line of the relay. Can be removed.

도 10에 도시한 플로우 챠트로 본 발명의 연산 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the calculation method of the present invention with the flow chart shown in FIG.

필요한 각종 내부 변수를 초기화 하는 단계와,Initializing the various internal variables required;

상기 초기화 단계로부터 새로운 샘플링 데이터를 받아들이는 단계와,Accepting new sampling data from the initialization step;

상기의 새로운 샘플링 데이터를 추가시키고 가장 오래된 데이터를 삭제하여항상 36개의 새로운 샘플링 데이터에 의한 내부 데이터 베이스를 만드는 단계와,Adding the new sampling data and deleting the oldest data to always create an internal database with 36 new sampling data,

3번의 샘플링마다 연산 처리를 위한 루틴으로 이동하는 단계와,Moving to a routine for processing every three samplings,

상기 루틴으로 이동해서 샘플링 데이터 X1,X4,X7,X10....X34에 의한 연산을 처리하는 단계와,Moving to the routine to process an operation based on sampling data X1, X4, X7, X10 .... X34,

상기 샘플링 위치와 1 샘플링이 벗어난 위치인 셈플링 데이터 X2,X5,X8, V11......X35에 의한 연산을 처리하는 단계와,Processing the calculation by the sampling data X2, X5, X8, V11 ... X35 which are positions outside the sampling position and one sampling;

상기 샘플링 위치와 1 샘플링 어긋난 위치의 샘플링 데이터 X3,X6,X9, X12...X36에 의한 연산을 처리하는 단계로 사용 데이터의 위치를 가변시킴으로 데이터 샘플링이 연속적으로 사용되는 경우를 배제함으로써 빠른 릴레이의 동작이 가능하도록 함은 물론 잘못된 데이터 값이 생성되더라도 잘못된 데이터로 인한 오계산의 영향을 최소화 할 수 있는 것이다.Fast relay by eliminating the case where data sampling is used continuously by varying the position of the use data in the step of processing the calculation by sampling data X3, X6, X9, X12 ... X36 at the position where the sampling position is one sampling shifted It is possible to minimize the influence of miscalculation caused by wrong data even if the wrong data value is generated.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

그러므로 본 발명은 2회 연속 초과하는 경우 계전기의 출력을 발생시킴으로서 약 3/4Cycle 정도의 속도 향상을 가져옴은 물론 수10KHz 이상의 노이즈가 계전기의 아나로그 신호선에 유입되게 하여 상기의 방법과 같은 연산 과정을 거침으로 노이즈에 의한 영향을 제거할 수 있는 효과가 있는 것이다.Therefore, the present invention generates a relay output when it exceeds two times in a row, resulting in a speed improvement of about 3/4 cycle, and allowing a noise of several 10 KHz or more to flow into the analog signal line of the relay to perform the same operation process as the above method. Rough, the effect of the noise can be removed.

Claims

In the operation using the data acquired in the digital relay, by changing each operation without fixing the extraction position of the data used in the calculation method, by removing the influence of the wrong data due to external noise or other factors A method of computing a digital relay to minimize external influences caused by the reconstruction of a combination of sampling data, characterized in that it is configured to perform operations on the extracted data.

The method of claim 1 wherein the calculation method is

Initializing the various internal variables required;

Accepting new sampling data from the initialization step;

Adding the new sampling data and deleting the oldest data to always create an internal database of 36 new sampling data,

Moving to a routine for processing every three samplings,

Moving to the routine to process an operation based on sampling data X1, X4, X7, X10 .... X34,

Processing the calculation by the sampling data X2, X5, X8, V11 ... X35 which are positions outside the sampling position and one sampling;

Comprising the operation of the sampling data X3, X6, X9, X12 ... X36 at a position that is one sampling shifted from the sampling position, and excluding the case where data sampling is used continuously by varying the position of the used data. A method of computing a digital relay that minimizes external influences caused by the reconstruction of a combination of sampling data.