JP2921039B2 - Malfunction monitoring device for harmonic suppression device - Google Patents
Malfunction monitoring device for harmonic suppression deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は高調波抑制装置の誤動作監視装置に関する。The present invention relates to a malfunction monitoring device for a harmonic suppression device.
B.発明の概要 本発明は、アクティブフィルタを適用する電源系統に
おいて、 負荷電流と、負荷電流に含まれる高調波電流を打消す
アクティブフィルタの出力電流を比較して、アクティブ
フィルタの動作を監視することにより、 高性能な高調波抑制装置の誤動作監視装置を得る。B. Summary of the Invention The present invention monitors the operation of an active filter by comparing a load current with an output current of an active filter that cancels a harmonic current included in the load current in a power supply system to which an active filter is applied. As a result, a malfunction monitoring device for a high-performance harmonic suppression device is obtained.
C.従来の技術 電源系統に整流器負荷や交流可変速モータ（VVVF）等
が負荷として存在すると、この負荷の出す高調波により
電源の電圧波形が歪み、同じ系統につながれた他の機器
に異常加熱や異常うなり音の発生等悪影響を与える。C. Conventional technology If a rectifier load or an AC variable speed motor (VVVF) is present in the power supply system as a load, the voltage waveform of the power supply is distorted due to the harmonics generated by this load, causing abnormal heating of other equipment connected to the same system. Or an abnormal beat sound.
これを防止するものとして、従来のLCフィルタの他
に、アクティブフィルタが実用化されている。To prevent this, an active filter has been put to practical use in addition to a conventional LC filter.
D.発明が解決しようとする課題 アクティブフィルタの原理は、負荷電流に含まれる高
調波分を検出し、パルス幅変調インバータ（PWMインバ
ータ）によりこの高調波電流と逆位相の高調波をこの系
統に流すことにより、負荷電流の高調波電流と大きさが
同じで位相が180°異なるものでないと、負荷電流の高
調波をうまく打消すことができなくなる。のみならず、
大きさ又は位相が大きくずれると高調波発生源になって
しまうことになる。D. Problems to be Solved by the Invention The principle of the active filter is to detect the harmonic components contained in the load current, and to apply a harmonic having the opposite phase to this harmonic current to this system by a pulse width modulation inverter (PWM inverter). By flowing the current, the harmonics of the load current cannot be canceled out well unless the magnitude and the phase are different from each other by 180 °. As well,
If the magnitude or phase deviates significantly, it becomes a harmonic generation source.
従来、アクティブフィルタの信頼性を高める事によ
り、高調波発生源となる事を防止してきたが、万一狂っ
ても気が付かない恐れがあった。Conventionally, by increasing the reliability of the active filter, it has been prevented that the active filter becomes a harmonic generation source.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、高調波抑制すべき負荷電流と、負荷電流に含ま
れる高調波電流を打消すアクティブフィルタの出力電流
を比較してアクティブフィルタの動作を監視することに
より、信頼性が高く、高性能な高調波抑制装置の誤動作
監視装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to compare an output current of an active filter that cancels out a harmonic current included in a load current with a load current to be suppressed. The object of the present invention is to provide a highly reliable and high-performance malfunction suppression device for a harmonic suppression device by monitoring the operation of the device.
E.課題を解決するための手段と作用 本発明は、上記目的を達成するために、アクティブフ
ィルタを適用する電源系統において、高調波抑制すべき
負荷電流と、負荷電流に含まれる高調波電流を打消すア
クティブフィルタの出力電流を比較して前記アクティブ
フィルタの動作を監視する。また監視回路として、マイ
コンを用いたディジタル処理によって、各波形のフーリ
エ級数展開を行い、各次数，各相毎に負荷電流とアクテ
ィブフィルタの出力電流の絶対値および位相角の演算を
実行し、絶対値の比と位相角の差が一定値以内ならばア
クティブフィルタは正常と判断する。E. Means and Action for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention provides a power supply system to which an active filter is applied, in which a load current to be suppressed by a harmonic and a harmonic current included in the load current are reduced. The operation of the active filter is monitored by comparing the output current of the active filter to be canceled. In addition, as a monitoring circuit, the Fourier series expansion of each waveform is performed by digital processing using a microcomputer, and the absolute value and phase angle of the load current and the output current of the active filter are calculated for each order and each phase, and the absolute value is calculated. If the difference between the value ratio and the phase angle is within a certain value, the active filter is determined to be normal.
F.実施例 以下に本発明の実施例を第１図〜第３図を参照しなが
ら説明する。F. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第２図は本発明の実施例による高調波抑制装置の誤動
作監視装置の概略構成を示すもので、10は交流電源、20
は整流器負荷や交流可変速モータ（VVVF）等の高調波を
発生する負荷、30は高調波抑制装置であるアクティブフ
ィルタ、40は監視装置、50は負荷電流を検出する第１の
変流器、60はアクティブフィルタ30の出力電流を検出す
る第２の変流器である。FIG. 2 shows a schematic configuration of a malfunction monitoring device for a harmonic suppression device according to an embodiment of the present invention.
Is a load that generates harmonics such as a rectifier load or an AC variable speed motor (VVVF), 30 is an active filter that is a harmonic suppression device, 40 is a monitoring device, 50 is a first current transformer that detects load current, Reference numeral 60 denotes a second current transformer for detecting the output current of the active filter 30.
負荷電流を検出する第１の変流器50の検出信号Iiはア
クティブフィルタ30の入力信号となるとともに、この第
１の変流器50の検出信号Iiと、アクティブフィルタ30内
に設けたアクティブフィルタ出力電流検出器である第２
の変流器60の検出信号Ioが監視装置40の入力信号とな
る。電流検出器の数は負荷電流検出用、アクティブフィ
ルタ検出用ともに２個（２相分）又は３個（３相分）で
あり、負荷電流検出用の電流検出器とアクティブフィル
タ出力電流検出用の電流検出器の挿入される相は同じで
なければならない。すなわち、監視装置40への入力信号
は、負荷側から２〜３チャンネル、アクティブフィルタ
側から２〜３チャンネル、合計４〜６チャンネルとな
る。The detection signal Ii of the first current transformer 50 for detecting the load current becomes an input signal of the active filter 30, and the detection signal Ii of the first current transformer 50 and the active filter provided in the active filter 30 The second output current detector
The detection signal Io of the current transformer 60 becomes an input signal of the monitoring device 40. The number of current detectors is two (for two phases) or three (for three phases) for both load current detection and active filter detection. The current detectors for load current detection and the active filter output current detection are used. The inserted phase of the current detector must be the same. That is, input signals to the monitoring device 40 are 2-3 channels from the load side and 2-3 channels from the active filter side, for a total of 4-6 channels.
第１図に監視装置40の構成を示す。第１図において41
はサンプル・ホールド回路、42はマルチプレクサ、43は
アナログ／ディジタル変換回路（A/D変換回路）、44は
演算処理部であるマイクロプロセッサユニット（MP
U）、45はランダムアクセスメモリ（RAM）、46はインタ
フェースである。FIG. 1 shows the configuration of the monitoring device 40. In FIG. 1, 41
Is a sample and hold circuit, 42 is a multiplexer, 43 is an analog / digital conversion circuit (A / D conversion circuit), and 44 is a microprocessor unit (MP
U) and 45 are random access memories (RAM), and 46 is an interface.
第１図の監視装置において、負荷電流検出信号Ii1，I
i2はそれぞれサンプル・ホールド回路41のシフトレジス
タS/H1,S/H2に入力されるとともに、シフトレジスタ出
力電流検出信号Io1，Io2はそれぞれシフトレジスタS/
H3,S/H4に入力される。サンプル・ホールド回路41は、
これらのアナログ入力値をマイクロプロセッサユニット
44からの指令に基づいて一定時間間隔毎に瞬時値を保持
する。マルチプレクサ42は、マイクロプロセッサユニッ
ト44からの指令に基づいて各シフトレジスタに保持され
たデータを順次切換えてA/D変換回路43に送る。A/D変換
回路43はマイクロプロセッサユニット44からの指令で動
作し、アナログデータをディジタルデータに変換してマ
イクロプロセッサユニット44に送る。RAM45はアクティ
ブフィルタの入力信号と出力電流のウエーブメモリとな
り、インタフェース回路46はマイクロプロセッサユニッ
ト44からの警報情報等を外部に出力する。In the monitoring device of FIG. 1, the load current detection signals Ii 1 , Ii 1
i 2 is input to the shift registers S / H 1 and S / H 2 of the sample and hold circuit 41, respectively, and the shift register output current detection signals Io 1 and Io 2 are input to the shift registers S / H
Input to H 3 and S / H 4 . The sample and hold circuit 41
These analog input values are transferred to the microprocessor unit
The instantaneous value is held at regular time intervals based on the command from 44. The multiplexer 42 sequentially switches the data held in each shift register based on a command from the microprocessor unit 44 and sends the data to the A / D conversion circuit 43. The A / D conversion circuit 43 operates according to a command from the microprocessor unit 44, converts analog data into digital data, and sends the digital data to the microprocessor unit 44. The RAM 45 serves as a wave memory for input signals and output currents of the active filter, and the interface circuit 46 outputs alarm information and the like from the microprocessor unit 44 to the outside.
RAM45は、入力信号から、負荷電流とアクティブフィ
ルタの出力電流の波形をディジタル量で記録する。これ
から、マイクロプロセッサユニット44によりフーリエ級
数に展開する。フーリエ展開した結果の負荷電流側とア
クティブフィルタ出力側の各次数毎の絶対値と位相角を
比較し、その差が一定範囲内であればアクティブフィル
タの動作は正常と判定する。The RAM 45 records the waveforms of the load current and the output current of the active filter in digital quantities from the input signal. From this, it is expanded into a Fourier series by the microprocessor unit 44. The absolute value and the phase angle of each order on the load current side and the active filter output side as a result of Fourier expansion are compared, and if the difference is within a certain range, the operation of the active filter is determined to be normal.
第３図に上述の監視のフローを示す。まず、ステップ
S1でアクティブフィルタ入出力電流波形の記録を行う。
負荷電流波形とアクティブフィルタ出力電流の波形の記
録のサンプリング間隔は0.1〜1m secで良く、汎用のマ
イコンで対応できる。ステップS2で、記録された波形か
らフーリエ級数展開を行う。FIG. 3 shows a flow of the above-mentioned monitoring. First, step
At S1, the active filter input / output current waveform is recorded.
The sampling interval for recording the load current waveform and the active filter output current waveform may be 0.1 to 1 msec, and can be handled by a general-purpose microcomputer. In step S2, Fourier series expansion is performed from the recorded waveform.
フーリエ級数に展開する計算時間は、汎用のマイコン
ではかなりかかるが、アクティブフィルタの常時監視が
目的であるから、不都合はない。The calculation time required to expand the Fourier series takes a considerable amount of time with a general-purpose microcomputer, but there is no inconvenience because the purpose is to constantly monitor the active filter.
ステップS3で、フーリエ展開結果から、各波形の各次
数毎の絶対値と位相角を求める。ステップS4でｎ＝２〜
13についての演算を繰り返し、ステップS5で負荷電流に
含まれるｎ次高調波電流ILnと負荷電流の基本電流IL1の
比較を行う。In step S3, an absolute value and a phase angle for each order of each waveform are obtained from the Fourier expansion result. In step S4, n = 2
The calculation for 13 is repeated, and in step S5, the n-th harmonic current ILn included in the load current is compared with the basic current IL1 of the load current.
次に、ステップS6において、負荷電流に含まれる各次
高調波のうち、一定値以上（負荷電流の基本波成分に対
する割合が10％以上、すなわちＫ≧0.1）の次数につい
てのみ、負荷電流とアクティブフィルタ出力電流の同じ
次数についてのみ、負荷電流に含まれるｎ次高調波電流
ILnとアクティブフィルタ出力電流のｎ次高調波電流IAn
の比較を行う。すなわち、負荷電流とアクティブフィル
タ出力電流の同じ相、同じ次数の高調波の絶対値の比較
を行い、α≦0.7〜0.8のときアクティブフィルタが正常
動作であると判定する。比較結果がα以下であれば、ス
テップS7に進み、ILnの位相角とIAnの位相角との差演算
を実行する。この場合、アクティブフィルタの正常動作
はβ＜30°が目安となる。Next, in step S6, of the respective higher harmonics included in the load current, only the order of a certain value or more (the ratio of the load current to the fundamental wave component is 10% or more, that is, K ≧ 0.1) is compared with the load current and the active current. Nth harmonic current included in the load current only for the same order of the filter output current
I Ln and the nth harmonic current I An of the active filter output current
Is compared. That is, the absolute values of the harmonics of the same phase and the same order of the load current and the output current of the active filter are compared, and when α ≦ 0.7 to 0.8, it is determined that the active filter is operating normally. If the comparison result is equal to or smaller than α, the process proceeds to step S7, and a difference operation between the phase angle of I Ln and the phase angle of I An is executed. In this case, the normal operation of the active filter is approximately β <30 °.
（ILnの位相角）−（IAnの位相角）＜βであれば、ス
テップS4〜S7の動作を繰り返す。β以下でなければステ
ップS8に進む。ステップS8において、負荷電流の高調波
がアクティブフィルタの補償能力（容量）以上になっ
て、アクティブフィルタに対し過負荷になった場合、ア
クティブフィルタは、自動的に出力が制限され定格以内
の補償をするように働くので、前記のαは正常動作でも
0.7以下になり得る。このため、αが一定値以上になっ
たら過負荷の判定を行い、ステップS9に進み過負荷表示
を行う。また、ステップS7において（ILnの位相角）−
（LAnの位相角）＜βでないとき、又はステップS8にお
いて過負荷でないときはステップS10に進み警報出力を
発する。以上の動作をサイクリックに行うことにより、
アクティブフィルタの常時監視が行われる。If (I Ln phase angle) − (I An phase angle) <β, the operations of steps S4 to S7 are repeated. If not less than β, the process proceeds to step S8. In step S8, if the harmonic of the load current exceeds the compensating capacity (capacity) of the active filter and the active filter is overloaded, the output of the active filter is automatically limited and compensation within the rating is performed. So that the above α is
Can be 0.7 or less. Therefore, when α becomes equal to or more than a certain value, an overload is determined, and the process proceeds to step S9 to display an overload. In step S7, (the phase angle of I Ln ) −
(The phase angle of the L An) <does not hold beta, or when it is not overloaded in step S8 raise an alarm output process proceeds to step S10. By performing the above operation cyclically,
The active filter is constantly monitored.
G.発明の効果 本発明は、上述の如くであって、高調波抑制すべき負
荷電流と、負荷電流に含まれる高調波電流を打消すアク
ティブフィルタの出力電流を比較して、アクティブフィ
ルタの動作を監視するようにしたから、市販のマイコン
を主体として構成でき、またソフトウェアにより負荷状
況を表示することもできるので安価にして応用性の広い
高調波抑制装置の誤動作監視装置を得ることができる。G. Effects of the Invention The present invention is as described above, and compares the output current of the active filter for canceling the harmonic current included in the load current to be suppressed with the harmonic current included in the load current. , A commercially available microcomputer can be mainly configured, and the load status can be displayed by software. Therefore, a malfunction monitoring device of a harmonic suppression device which is inexpensive and has a wide applicability can be obtained.
第１図は本発明の実施例による高調波抑制装置の誤動作
監視装置の監視回路のブロック図、第２図は本発明の実
施例による高調波抑制装置の誤動作監視装置の概略構成
を示すブロック図、第３図は第１図の監視回路の監視フ
ロー図である。 10……交流電源、20……負荷、30……アクティブフィル
タ、40……監視回路、41……サンプル・ホールド回路、
42……マルチプレクサ、43……A/D変換回路、44……マ
イクロプロセッサユニット、45……RAM、46……インタ
フェース、50……変流器、60……変流器。FIG. 1 is a block diagram of a monitoring circuit of a malfunction monitoring device of a harmonic suppression device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a malfunction monitoring device of the harmonic suppression device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a monitoring flowchart of the monitoring circuit of FIG. 10 AC power supply, 20 load, 30 active filter, 40 monitoring circuit, 41 sample-hold circuit,
42 Multiplexer, 43 A / D conversion circuit, 44 Microprocessor unit, 45 RAM, 46 Interface, 50 Current transformer, 60 Current transformer.
Claims (1)
まれる高調波を抑制する電源系統において、高調波を抑
制すべき負荷電流と、負荷電流に含まれる高調波を打消
すアクティブフィルタの出力電流を比較して前記アクテ
ィブフィルタの動作を監視する監視手段を有し、該監視
手段がディジタル処理によって前記負荷電流とアクティ
ブフィルタの出力電流波形のフーリエ級数展開を行い、
各次数，各相毎に前記負荷電流とアクティブフィルタの
出力電流の絶対値および位相角の演算を行う演算手段
と、前記絶対値の比と位相角差が所定値以内のとき前記
アクティブフィルタは正常と判断する判断手段からなる
ことを特徴とする高調波抑制装置の誤動作監視装置。In a power supply system for suppressing harmonics contained in a load current using an active filter, a load current for suppressing a harmonic and an output current of an active filter for canceling a harmonic contained in a load current are provided. Monitoring means for comparing and monitoring the operation of the active filter, the monitoring means performs a Fourier series expansion of the load current and the output current waveform of the active filter by digital processing,
Calculating means for calculating the absolute value and phase angle of the load current and the output current of the active filter for each order and each phase; and when the ratio of the absolute value and the phase angle difference are within a predetermined value, the active filter is normal. A malfunction monitoring device for a harmonic suppression device, characterized by comprising a judging means for judging.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2149351A JP2921039B2 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | Malfunction monitoring device for harmonic suppression device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0442067A JPH0442067A (en) | 1992-02-12 |
| JP2921039B2 true JP2921039B2 (en) | 1999-07-19 |
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ID=15473226
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2149351A Expired - Lifetime JP2921039B2 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | Malfunction monitoring device for harmonic suppression device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2921039B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190003130A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-09 | 한국전력공사 | Apparatus, system and computer readable recording medium for detecting error of HVDC AC filter |
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|---|---|---|---|---|
| CN107064679A (en) * | 2017-04-07 | 2017-08-18 | 湖南威胜信息技术有限公司 | New Electric Quality Monitoring and monitoring method |
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1990
- 1990-06-07 JP JP2149351A patent/JP2921039B2/en not_active Expired - Lifetime
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| KR20190003130A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-09 | 한국전력공사 | Apparatus, system and computer readable recording medium for detecting error of HVDC AC filter |
| KR102404595B1 (en) * | 2017-06-30 | 2022-06-07 | 한국전력공사 | Apparatus for detecting error of HVDC AC filter |
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|---|---|
| JPH0442067A (en) | 1992-02-12 |
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