JP2508175B2 - ディジタルリレ―の動作判定方法 - Google Patents
ディジタルリレ―の動作判定方法Info
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- JP2508175B2 JP2508175B2 JP63031199A JP3119988A JP2508175B2 JP 2508175 B2 JP2508175 B2 JP 2508175B2 JP 63031199 A JP63031199 A JP 63031199A JP 3119988 A JP3119988 A JP 3119988A JP 2508175 B2 JP2508175 B2 JP 2508175B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力系統を保護するために使用されるディジ
タルリレーの動作判定方法に関する。
タルリレーの動作判定方法に関する。
電力系統には通常、異常発生の際に通電を遮断して系
統を保護する目的で保護継電器、即ちリレーが介装され
る。
統を保護する目的で保護継電器、即ちリレーが介装され
る。
このようなリレーの従来技術の一例として、社団法人
電気協同研究会発行の電気協同研究第41巻第４号（昭和
61年１月21日発行）の第47,48頁に掲載されたディジタ
ル式積形距離リレーについて説明する。
電気協同研究会発行の電気協同研究第41巻第４号（昭和
61年１月21日発行）の第47,48頁に掲載されたディジタ
ル式積形距離リレーについて説明する。
第１図はディジタル式リレーの基本的な構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
図中１は保護対象の電力系統の電圧・電流入力をA/D
変換してディジタルデータをサンプリングするためのA/
D変換器、２は演算プログラム及び種々のデータを格納
するためのメモリ、３は制御中枢としてのCPU、４及び
５は外部との間のオン／オフ信号を授受するためのイン
ターフェイス、６はそれぞれを接続する信号バスであ
る。
変換してディジタルデータをサンプリングするためのA/
D変換器、２は演算プログラム及び種々のデータを格納
するためのメモリ、３は制御中枢としてのCPU、４及び
５は外部との間のオン／オフ信号を授受するためのイン
ターフェイス、６はそれぞれを接続する信号バスであ
る。
第３図はリレーのモー特性を示すベクトル図であり、
図中αはモー特性の最大感度角、１は電流ベクトル、
は電圧ベクトル、１は整定ベクトルである。
図中αはモー特性の最大感度角、１は電流ベクトル、
は電圧ベクトル、１は整定ベクトルである。
第２図は電流Ｉと電圧Ｖとのサンプリング周期が30゜
の場合の電力系統の基準周波数に対するサンプリングタ
イミングを示す模式図である。ここではリレーの保護対
象は交流の電力系統であるから、電圧，電流共に正弦波
であり、また１周期は電気角で360゜である。
の場合の電力系統の基準周波数に対するサンプリングタ
イミングを示す模式図である。ここではリレーの保護対
象は交流の電力系統であるから、電圧，電流共に正弦波
であり、また１周期は電気角で360゜である。
また第４図はディジタル式の積形距離リレーの従来の
演算手順のフローチャートを示している。
演算手順のフローチャートを示している。
いまたとえば第３図に示す如く、任意の電圧ベクトル
を考えた場合、リレーは電圧ベクトルが第３図に示
されている円内にあれば動作、即ち系統遮断等を行い、
逆に電圧ベクトルが円外にあれば不動作となる。
を考えた場合、リレーは電圧ベクトルが第３図に示
されている円内にあれば動作、即ち系統遮断等を行い、
逆に電圧ベクトルが円外にあれば不動作となる。
即ち、 ＝１・− ＝ 但し、１は整定ベクトル にて表される二つの合成ベクトルととの位相差θ
が、 （１） θ＜90度、即ちcosθ＞０で動作 （２） θ＞90度、即ちcosθ＜０で動作 として判定される。
が、 （１） θ＜90度、即ちcosθ＞０で動作 （２） θ＞90度、即ちcosθ＜０で動作 として判定される。
具体的には、ベクトルＡとＢとの任意のサンプリング
タイミングｍでの瞬時値をそれぞれam、bmとし、電圧，
電流の30゜周期のサンプリング値として表すと下記
（１）及び（２）式となる。
タイミングｍでの瞬時値をそれぞれam、bmとし、電圧，
電流の30゜周期のサンプリング値として表すと下記
（１）及び（２）式となる。
am＝Z1・im+2−vm ……（１） bm＝vm ……（２） ここで、im+2はimを60゜進めたサンプリング値であ
り、第４図のフローチャートの移相演算（ステップS1）
に対応する。この移相演算は、第２図に示すサンプリン
グ値imより更に２サンプリング周期、即ち60゜先のサン
プリング値im+2をサンプリングすることにより得られ
る。
り、第４図のフローチャートの移相演算（ステップS1）
に対応する。この移相演算は、第２図に示すサンプリン
グ値imより更に２サンプリング周期、即ち60゜先のサン
プリング値im+2をサンプリングすることにより得られ
る。
この60゜という角度がこの従来のリレーの最大感度角
であり、第３図のαに相当している。
であり、第３図のαに相当している。
そして、上記（１）及び（２）式の演算が第４図のフ
ローチャートのベクトル合成演算（ステップS2）に対応
している。
ローチャートのベクトル合成演算（ステップS2）に対応
している。
次に第４図の位相差演算（ステップS3）は、下記
（３）式の演算であり、その結果の正負判定がモー特性
の動作判定式となる。
（３）式の演算であり、その結果の正負判定がモー特性
の動作判定式となる。
｜｜・｜|cosθ＝am・bm＋am-3・bm-3 ……（３） ここで、am-3,bm-3はそれぞれ第２図に示す如く、am,
bmより３サンプリング周期（90゜）前のサンプリング値
である。
bmより３サンプリング周期（90゜）前のサンプリング値
である。
そして、上記（１），（２）及び（３）式からモー特
性の基本的な動作判定式は下記（４）式として表され
る。
性の基本的な動作判定式は下記（４）式として表され
る。
（Z1・im+2-vm）・vm＋（Z1・im-1−vm-3）vm-3＞０ …
…（４） この後、ステップS4にて上記（４）式の正負判定が実
行され、この結果、ステップS5またはS6にてリレーが実
際に動作し、あるいは動作しないことを表す信号が出力
される。一方、これとは別に任意のベクトル量をある既
知の時間間隔においてサンプリングして得られる瞬時値
から、任意の再度移相したベクトルの瞬時値を得ること
により任意の最大感度角を得る複入力継電装置が特開昭
52−110446号公報に示されている。
…（４） この後、ステップS4にて上記（４）式の正負判定が実
行され、この結果、ステップS5またはS6にてリレーが実
際に動作し、あるいは動作しないことを表す信号が出力
される。一方、これとは別に任意のベクトル量をある既
知の時間間隔においてサンプリングして得られる瞬時値
から、任意の再度移相したベクトルの瞬時値を得ること
により任意の最大感度角を得る複入力継電装置が特開昭
52−110446号公報に示されている。
上述の如く従来のリレーでは、移相演算手法を採用し
ているため、たとえばim+2というようなサンプリング周
期に依存した、具体的にはサンプリング周期の角度の整
数倍のデータしか扱うことが出来ない。従って、たとえ
ば最大感度角が64゜等のサンプリング周期に依存しない
場合には対応することが出来ない。このため、リレーが
保護対象としている電力系統の特性に見合ったきめ細か
な最大感度角にて動作させるというような要求は満たさ
れないという難点がある。
ているため、たとえばim+2というようなサンプリング周
期に依存した、具体的にはサンプリング周期の角度の整
数倍のデータしか扱うことが出来ない。従って、たとえ
ば最大感度角が64゜等のサンプリング周期に依存しない
場合には対応することが出来ない。このため、リレーが
保護対象としている電力系統の特性に見合ったきめ細か
な最大感度角にて動作させるというような要求は満たさ
れないという難点がある。
また、特開昭52−110446号公報に示されている複入力
継電装置はサンプリング時点のデータと、１サンプリン
グ周期後のデータとを使用しているので、応答が遅くな
るという問題がある。
継電装置はサンプリング時点のデータと、１サンプリン
グ周期後のデータとを使用しているので、応答が遅くな
るという問題がある。
本発明はこのような課題の解決を目的としてなされた
ものであり、サンプリング周期には依存しない任意の移
相角にて動作可能であり、応答時間が速いディジタルリ
レーの動作判定方法の提供を目的とする。
ものであり、サンプリング周期には依存しない任意の移
相角にて動作可能であり、応答時間が速いディジタルリ
レーの動作判定方法の提供を目的とする。
本発明のディジタルリレーの動作判定方法は、任意の
サンプリング周期の１サンプリング周期前の系統電流の
瞬時値と、現在の瞬時値とをデータとして任意の移相角
についての演算を行う。
サンプリング周期の１サンプリング周期前の系統電流の
瞬時値と、現在の瞬時値とをデータとして任意の移相角
についての演算を行う。
本発明のディジタルリレーの動作判定方法では、任意
の移相角についての演算を行うので、任意の最大感度角
を有するモー特性が得られる。
の移相角についての演算を行うので、任意の最大感度角
を有するモー特性が得られる。
以下、本発明の実施例について詳述する。なお、本発
明方法は前述の第１図に示した如き構成のディジタルリ
レーにて第４図に示した如き演算手順にて実行される
が、ステップS1の移相演算に特徴を有している。
明方法は前述の第１図に示した如き構成のディジタルリ
レーにて第４図に示した如き演算手順にて実行される
が、ステップS1の移相演算に特徴を有している。
いま、電流ベクトルの任意のサンプリングタイミン
グでの瞬時値imを im＝Im・sinωｔ ……（５） 但し、Imはimの最大値 とし、このimから任意の角度αだけ移相された電流をｉ
ｍ＋αとすると、 ｉｍ＋α＝Im sin（ωｔ＋α） ……（６） となる。ここで、任意のサンプリング周期による１サン
プリング角をβとすると、 Im・sin（ωｔ＋α） ＝Im・｛K1・sinωｔ−K2・sin（ωｔ−β）｝ ……（７） と表される。
グでの瞬時値imを im＝Im・sinωｔ ……（５） 但し、Imはimの最大値 とし、このimから任意の角度αだけ移相された電流をｉ
ｍ＋αとすると、 ｉｍ＋α＝Im sin（ωｔ＋α） ……（６） となる。ここで、任意のサンプリング周期による１サン
プリング角をβとすると、 Im・sin（ωｔ＋α） ＝Im・｛K1・sinωｔ−K2・sin（ωｔ−β）｝ ……（７） と表される。
この（７）式をディジタルリレーにより処理可能な瞬
時値にて表現すると、（１），（２）及び（３）式から ｉｍ＋α＝K1・im−K2・ｉｍ−β ……（８） となる。但し、βはサンプリング周期にて決定される角
度であり、ｉｍ−βはimの１サンプリング周期前のサン
プリング値であるからim-1と表される。
時値にて表現すると、（１），（２）及び（３）式から ｉｍ＋α＝K1・im−K2・ｉｍ−β ……（８） となる。但し、βはサンプリング周期にて決定される角
度であり、ｉｍ−βはimの１サンプリング周期前のサン
プリング値であるからim-1と表される。
従って、 ｉｍ＋α＝K1・im−K2・im-1 ……（９） となり、（１）式に含まれる60゜移相式im+2を（９）式
に置換すると、 am＝Z1・（K1・im−K2・im-1）−vm ……（10） となる。
に置換すると、 am＝Z1・（K1・im−K2・im-1）−vm ……（10） となる。
たとえば、60゜移相した電流値を得るには、αに60
を、βには任意のサンプリグ周期（角度）をそれぞれ代
入してK1とK2とを決定し、これらにそれぞれ現在電流デ
ータimと１サンプリング周期前のデータ、即ちβ゜前の
データであるim-1を乗ずることにより実現される。
を、βには任意のサンプリグ周期（角度）をそれぞれ代
入してK1とK2とを決定し、これらにそれぞれ現在電流デ
ータimと１サンプリング周期前のデータ、即ちβ゜前の
データであるim-1を乗ずることにより実現される。
更にたとえば、62゜移相の場合であれば、αに62を代
入してK1とK2とを求め、上述同様の演算を行えばよい。
入してK1とK2とを求め、上述同様の演算を行えばよい。
このような移相演算により得られた値を前述の（４）
式に代入することにより、任意の最大感度角を有するモ
ー特性を得ることが出来る。
式に代入することにより、任意の最大感度角を有するモ
ー特性を得ることが出来る。
なお、上記実施例ではモー特性により動作するリレー
について説明したが、第５図に示す如きリアクタンス特
性に対しても本発明は適用可能である。
について説明したが、第５図に示す如きリアクタンス特
性に対しても本発明は適用可能である。
以上のように、本発明のディジタルリレーの動作判定
方法によれば任意のサンプリング周期において任意の電
流移相が可能になるので、どのような最大感度角が要求
される場合にも的確に対応可能であり、しかもサンプリ
ング時点のデータと、１サンプリング周期前のデータと
を用いるから応答が速い。したがって時々刻々変化する
電力系統の現時点までの電気量により、正確な保護動作
が実現される。
方法によれば任意のサンプリング周期において任意の電
流移相が可能になるので、どのような最大感度角が要求
される場合にも的確に対応可能であり、しかもサンプリ
ング時点のデータと、１サンプリング周期前のデータと
を用いるから応答が速い。したがって時々刻々変化する
電力系統の現時点までの電気量により、正確な保護動作
が実現される。
第１図はディジタルリレーの基本構成を示すブロック
図、第２図はディジタルリレーによる交流基本波形に対
するサンプリングタイミングを示す模式図、第３図はモ
ー特性の説明のためのベクトル図、第４図はモー特性に
よる演算の手順を示すフローチャート、第５図はリアク
タンス特性の説明のためのベクトル図である。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
図、第２図はディジタルリレーによる交流基本波形に対
するサンプリングタイミングを示す模式図、第３図はモ
ー特性の説明のためのベクトル図、第４図はモー特性に
よる演算の手順を示すフローチャート、第５図はリアク
タンス特性の説明のためのベクトル図である。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】保護対象の電力系統の交流量を所定のサン
プリング周期角においてサンプリングした電流ベクトル
の瞬時値をim,電圧ベクトルの瞬時値をvm,整定ベクトル
をZ1,最大感度角をサンプリング周期のｎ倍の位相角と
した場合に、式 am・vm＋am-3・vm-3 但し、am＝Z1＋im+n−vm の値の正負を判定して所定の動作を実行するディジタル
リレーの動作判定方法において、 任意のサンプリング周期角をβ，任意の移相角をαとし
た場合に、前記amを式 Z1・（K1・im−K2・im-1）−vm に置換することにより、任意の最大感度角αにて判定を
行うことを特徴とするディジタルリレーの動作判定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031199A JP2508175B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | ディジタルリレ―の動作判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031199A JP2508175B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | ディジタルリレ―の動作判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206819A JPH01206819A (ja) | 1989-08-21 |
| JP2508175B2 true JP2508175B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=12324751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63031199A Expired - Fee Related JP2508175B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | ディジタルリレ―の動作判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508175B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7791793B2 (en) | 2007-02-22 | 2010-09-07 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical amplifier gate switch drive circuit, semiconductor optical amplifier gate switching device, and optical cross connect |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52110446A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-16 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Multi-input relaying equipment |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP63031199A patent/JP2508175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52110446A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-16 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Multi-input relaying equipment |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7791793B2 (en) | 2007-02-22 | 2010-09-07 | Fujitsu Limited | Semiconductor optical amplifier gate switch drive circuit, semiconductor optical amplifier gate switching device, and optical cross connect |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01206819A (ja) | 1989-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |