JP3710442B2 - 遮断器の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器の制御装置および制御方法、特に、高速遮断器の開閉極位相制御を行う制御装置および制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
[先行技術の構成]
図11は、特開2001−135205号公報に記載された先行技術を示すものである。
この電力開閉装置においては、開閉極指令後1/2サイクル以下の待ち時間で開閉極制御信号を出力し位相制御をする。
図11に示すように、この先行例では、開閉極指令の直前の極間電圧および主回路電流の零点の時刻を元に、開閉極の目標とする零点までの時間を予測して制御を行っている。
【0003】
[先行例の問題点]
この方式では、極間電圧や主回路電流に直流分などがある場合には零点が等時間間隔では訪れないことにより、予測を誤ることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的小さなデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置および制御方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る遮断器の制御装置では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集された最新データから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたものである。
【0006】
第2の発明に係る遮断器の制御装置では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換する変換手段と、前記データ収集手段により収集され前記変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の波形を予測し、予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたものである。
【0007】
第3の発明に係る遮断器の制御装置では、第1または第2の発明において、前記データ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するものである。
【0008】
第4の発明に係る遮断器の制御装置では、第1または第2の発明において、前記演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記演算処理手段を介し前記記憶手段に保持させる割り込み手段を設けたものである。
【0009】
第5の発明に係る遮断器の制御装置では、第1または第2の発明において、前記データを前記演算処理手段を介することなく前記記憶手段に保持させるようにしたものである。
【0010】
第6の発明に係る遮断器の制御方法では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集し現在時点から1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたものである。
【0011】
第7の発明に係る遮断器の制御方法では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形波形を予測し、予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたものである。
【0012】
第8の発明に係る遮断器の制御方法では、第6または第7の発明において、前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における電力量波形の振幅,位相および直流分を求めるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明による実施の形態1を図1ないし図8について説明する。図1は実施の形態1における構成を示すブロック図である。図2ないし図8は実施の形態1における動作過程を示すフローチャートである。
【0014】
[装置構成]
図1において、1は高速遮断器、2は高速遮断器1を開閉動作させるための開閉動作指令を発令する電力系統保護リレー等からなる上位リレー、3は上位リレー2からの開閉動作指令に応じて高速遮断器1を開閉動作する開閉動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置である。
制御装置3は、入出力器(I/O),アナログ/デジタル変換器(A/D),割り込み装置(INT),中央演算処理装置(CPU)およびメモリー(MEM)によって構成されている。
【0015】
[用語の定義]
ここで、以下に用いる、次の(1)〜(7)項に示す用語の定義をする。
(1)遮断可能時刻:この時刻以後に最初に到来する電流零点において遮断可能となる時刻。
(2)遮断可能時間:遮断器が開極信号を受けてから遮断可能時刻に至るまでの時間。
(3)閉極時刻:遮断器の接点間が導通状態に至った時刻。
(4)閉極時間:遮断器が投入信号を受けてから閉極時刻に至るまでの時間。
(5)電圧信号:電圧計測器から出力されるアナログ信号。検出した電圧値に対応している。
(6)電流信号:電流計測器から出力されるアナログ信号。検出した電流値に対応している。
(7)デジタルデータ:数値化された電圧信号または電流信号。
【0016】
[実施の形態の概要]
Tocとして示される遮断可能時間および閉極時間がToc=5msec程度の高速遮断器がある。
その高速遮断器のための開極信号および投入信号を生成する制御装置において、遮断可能時刻と同時かその近傍に電流零点になるように開極信号を送信し、また、閉極時刻と同時かその近傍に電圧または電流零点になるように投入信号を送信する位相制御装置に組み込まれた位相制御方式に係る実施形態である。
【0017】
[位相制御装置の動作形態]
図1に示すようなデジタルシグナルプロセッサ(DSP)の回路において、高速遮断器に内蔵または近傍に置かれた電圧計測器および電流計測器から得られる電力系統の電圧値および電流値にそれぞれ対応する電圧信号および電流信号をDSPの入出力器(I/O)から取り込み、ある一定の時間間隔でサンプリングする。サンプリングしたデータがアナログであればアナログ・デジタル変換器(A/D)で数値化する。
【0018】
数値化されたデジタルデータが準備された後の処理のために、図1のように中央演算装置(CPU)での定常時の処理にハード的に割り込みを掛けて別の処理を行う機能を有する割り込み装置(INT)が設けられる。
この処理については、図9に示す実施の形態2における構成のように中央演算処理装置(CPU)を介さずメモリー(MEM)に直接的に数値データを書き込む装置(DMA)を備えて処理を行う場合がある(後述)。
【0019】
また、電力系統保護継電器からなるリレー装置など上位の開閉指令機器からの指令信号を入出力器(I/O)にて取り込むようになっており、例えば電圧がHIGHになっているときに指令の実行を受けていると決め、LOWであるときに待機と決めておく。
LOWからHIGHになったときとHIGHからLOWになったときに上記と同様割り込み装置(INT)によって中央演算処理装置(CPU)に割り込みが行われ割り込み処理が実行される。
【0020】
さらに、高速遮断器の開閉極状態を通知する状態信号も入出力器(I/O)にて取り込むようになっており、例えば電圧がHIGHになっているときに開極状態であると決め、LOWのときに閉極状態であると決めておく。
LOWからHIGHになったときとHIGHからLOWになったときに上記と同様割り込み装置(INT)によって中央演算処理装置(CPU)に割り込みが行われ割り込み処理が実行される。
【0021】
中央演算処理装置(CPU)で行われる制御方法などを示したプログラムは予めメモリー(MEM)に蓄えられていて、プログラムの変更など特別な方法と理由によらなければ書き換えられたりはしない。
一方、取り込んだデータもメモリー(MEM)に蓄えておき、必要に応じて書き換える。プログラム用のメモリーとデータ用のメモリーは同一の場合もあるし、それぞれ別々の専用のものを使用する場合もある。
【0022】
[サンプリングで割り込みを掛ける場合の制御動作]
この実施の形態1における制御動作について説明する。
図2に示すように位相制御装置の制御が開始されると、中央演算処理装置(CPU)は、まずメモリー(MEM)上の零点検出有無記憶領域(Zero記憶領域),開閉指令有無記憶領域(Com記憶領域),遮断器状態記憶領域(State記憶領域)に確保された3つの変数Zero,Com,Stateに対して初期化を実行する。
メモリー(MEM)に設けられた零点検出有無記憶領域(Zero記憶領域)は、後述する零点予測処理により零点が検出されたときに変数Zeroとして1を設定し、その他の場合に変数Zeroを0とするものである。
同じく開閉指令有無記憶領域(Com記憶領域)は、上位リレー2による開閉動作指令が有る場合に変数Comとして1を設定し、その他の場合に変数Comを0とするものである。
同じく遮断器状態記憶領域(State記憶領域)は、遮断器1の開極または閉極状態に応じて変数Stateを設定するものである。
前記初期化動作の実行により、Zero,Comはそれぞれ初期値を0に設定する。Stateは遮断器の状態信号がHIGH(開極状態)であるときに0とし、LOW(閉極状態)であるときに1に設定する。
以下で示すデータ配列の要素や、前回の割り込み処理で得られた波形の予測値を記憶する予測値記憶領域(OldEst記憶領域)等に保持されたOldEstなどの変数も0に初期化する。
【0023】
初期化が終了すると、以下に説明する定常処理を始める。
中央処理装置(CPU)は変数Zeroの値をメモリー(MEM)から読み出しては調べ、値が0のときには何も実行せずに再度変数Zeroの値を読み出しに行く。変数Zeroが1になっているときには変数Comの値を調べる。
Comの値が0のときは何も実行せずに、変数Zeroの読み出し処理にもどる。Comの値が1のときには、さらに変数Stateの値を調べる。
Stateの値が0のときには、入出力器(I/O)に対して投入信号を出力するように命令を出し、Stateの値が1のときには、開極信号を出力するように命令を出す。
命令処理が終了すると変数Zeroの読み出し処理にもどる。
【0024】
次に、3つの割り込み処理について説明する。
まず、高速遮断器1の開閉極状態を通知する状態信号が変化して割り込み装置(INT)が割り込みをかけたときに中央処理装置(CPU)は図3に示すような次の処理を行う。
上記の変数Stateを状態信号がHIGH(開極状態)になったときに0とし、LOW(閉極状態)になったときに1に設定する。
この処理が終了すると定常処理にもどる。
【0025】
次に、上位からの開極または投入の指令信号を受けたことによって割り込み装置(INT)が割り込みをかけたときに中央処理装置(CPU)は図4に示すような次の処理を行う。
上記の変数Comを指令信号がHIGH(実行)になったときに1とし、LOW(待機)になったときに0に設定する。
この処理が終了すると定常処理にもどる。
【0026】
さて、3つ目の割り込み処理を説明する前に、データを蓄える配列について説明する。
メモリー(MEM)上に配列として確保された領域がある。この配列の名称をデータ配列とする。
Nを正の整数としたとき、データ配列はN+1個準備されている。即ち、対応するメモリー上にN+1個の領域が順序づけられて確保されている。
配列の要素は0番からN番までの配列番号によって参照できる。Nの値は、この実施の形態では64であるが、少なくとも32は必要である。配列の要素は初期状態ではすべて零という値に設定されている。
電力系統の基本周波数がf(fは50Hzまたは60Hz)、周期がT=1/fであるとき、サンプリング周期をTs=T/Nとするような一定の時間間隔で入出力器(I/O)においてサンプリングする。
高速遮断器1から入力された電流信号と電圧信号をサンプリングするが、変数Stateが0(開極状態)のときには電圧信号をサンプリングし、Stateが1(閉極状態)のときは電流信号をサンプリングして入力データとするような機能を入出力器(I/O)は持っている。
【0027】
サンプリングが行われたときに割り込み装置(INT)が中央処理装置(CPU)の定常時処理に割り込みを行う。それによって中央処理装置(CPU)は図5に示すような以下の割り込み処理を実行する。
データ配列のi番目の要素をi−1番目に転送する(iは1からNまで1ずつ増加)。N番目のデータ配列に新たに得られた入力データを転送する。
【0028】
その後、中央処理装置(CPU)はデータ配列に蓄えられている一連のデータから図6に示すような零点予測処理を実行する。
データ配列のデータを、電力系統の基本周波数fの波形を表すものと解釈し、その振幅と位相と直流分を計算によって求める。
この制御装置で必要なのは零点の時刻であるが、実際の波形が高調波成分を持っていたとしても、それらの高調波成分の零点の時刻は基本周波成分の零点の時刻と同一になるので高調波成分の零点を求める必要はない。
【0029】
基本周波数成分の振幅Aと位相角θと直流分Bを求める計算手法は、高速フーリエ変換(FFT)を使う場合もあるが、図7および図8に示す以下のような簡易な方法によって得る場合もある。
図7および図8は、基本周波数成分の振幅Aと位相角θと直流分Bを簡易的に求める計算手法を示すフローチャートであり、図7に示すフロー処理を行った後、図7において右側中央部に示すステップ出力▲1▼から、図8において最上部に示すステップ入力▲1▼に継続し、図8に示すフロー処理を行うものである。
【0030】
全てのデータ配列の要素の値を最大値maxと最小値minおよびそれぞれを与える配列番号imaxおよびiminを得る。最大値を与える配列要素が複数あるときには配列番号の最も大きいものをimaxとする。iminについても同様である。
【0031】
さて、振幅Aは(max+min)/2で求め、直流分Bについては(max−min)/2として求める。
位相については、まず、imaxとiminの大きい方を選びそれをidとする。ただし、imaxが0またはNでかつiminが0でもNでもないときにはid=iminとし、iminが0またはNでかつimaxが0でもNでもないときにはid=imaxとする。それらの条件をいずれも満たさない場合はid=0とする。id=imaxとしたときは位相角θをθ=(id−N)×2π/N+π/2とし、id=iminとしたときはθ=(id−N)×2π/N+3π/2とする。
【0032】
求められた振幅Aと位相角θと直流分Bから、図6に示すように、時間Toc(5msec)後の波形の予測値EstがEst=A×sin(2πf×Toc+θ)+Bと求められる。
Est=0または、前回の割り込み処理時に得られた波形の予測値OldEstと比較して符号が異なる場合に上記変数Zeroに1を代入し、そうでなければ0を代入する。
その後、OldEstにEstを代入して割り込み処理を終了し、定常時の処理にもどる。
【0033】
上記のサンプリング周期Tsに関係するNの値には上限を設定する必要がある。割り込み処理によってかかる時間TcがTsよりも大きな値になったときには処理が効率良くすすまなくなるので、Tc≦TsすなわちN≦T/Tcであるとよい。
【0034】
このように、遮断可能時間または開極時間Toc(5msec)後の波形の予測値Estに基づいて、遮断可能時間または開極時間Toc(5msec)後に波形が零点または零点近傍にあることが検知されると、メモリー(MEM)における零点検出有無記憶領域(Zero記憶領域)に記憶される変数Zeroが1に設定され、先に、図2について述べた通り、
【0035】
上記実施例では投入時と開極時で同一の位相制御装置を用いて処理を行っているが、別々の制御装置を用いてもよい。
零点予測をする時に、まず、高周波成分を除去するフィルター処理を行っても良い。
【0036】
この発明による実施の形態1によれば、動作指令に応じて高速遮断器1を動作させるための動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置3において、高速遮断器1が接続された交流電力系統の電圧または電流についての電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集する入出力器(I/O)からなるデータ収集手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換するアナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集され前記アナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するメモリー(MEM)からなる記憶手段とを備え、前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を設け、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するとともに、前記中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を介し前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持させる割り込み装置(INT)からなる割り込み手段を設けたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集して、データ収集を適切に行い、前記データを割り込み動作により前記記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0037】
また、この発明による実施の形態1によれば、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するとともに、前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における波形の振幅,位相および直流分を求めるようにしたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータを簡易的に処理して的確かつ迅速に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【0038】
実施の形態2.
この発明による実施の形態を図9および図10について説明する。図9は実施の形態2における構成を示すブロック図である。図10は実施の形態2における動作過程を示すフローチャートである。
この実施の形態2において、ここで説明する特有の構成および方法内容以外の構成および方法内容については、先に説明した実施の形態1における構成および方法と同様の構成および方法内容を有し、同様の作用を奏するものである。
【0039】
[装置構成]
図9において、1は高速遮断器、2は高速遮断器1を開閉動作させるための開閉動作指令を発令する電力系統保護リレー等からなる上位リレー、3は上位リレー2からの開閉動作指令に応じて高速遮断器1を開閉動作する開閉動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置である。
制御装置3は、入出力器(I/O),アナログ/デジタル変換器(A/D),メモリー転送装置(DMA),メモリー(MEM)および中央演算処理装置(CPU)によって構成されている。
【0040】
[メモリーに直接的に数値データを書き込む場合の制御動作]
この実施の形態2における制御動作について説明する。
図10に示すように、位相制御装置の制御が開始されると、中央処理装置(CPU)は、まずメモリー上に確保された3つの変数Zero,Com,Stateに対して初期化を実行する。
Zero,Comはそれぞれ初期値を0に設定する。Stateは遮断器の状態信号がHIGH(開極状態)であるときに0とし、LOW(閉極状態)であるときに1に設定する。データ配列の要素やOldEstなどの変数も0に初期化する。
【0041】
初期化が終了すると、以下に説明する定常処理を始める。
中央処理装置(CPU)は変数Zeroの値をメモリー(MEM)から読み出しては調べ、値が0のときには何も実行せずに再度変数Zeroの値を読み出しに行く。
変数Zeroが1になっているときには変数Comの値を調べる。Comの値が0のときは予測処理を実行し、変数Zeroの読み出し処理にもどる。
Comの値が1のときには、さらに変数Stateの値を調べる。Stateの値が0のときにはI/Oに対して投入信号を出力するように命令を出し、Stateの値が1のときには開極信号を出力するように命令を出す。
命令処理が終了すると予測処理を実行し、変数Zeroの読み出し処理にもどる。
【0042】
高速遮断器1の開閉極状態を通知する状態信号が変化したときにはメモリー転送装置(DMA)が次の処理を行う。
上記の変数Stateを状態信号がHIGH(開極状態)になったときに0とし、LOW(閉極状態)になったときに1に設定する。
【0043】
次に、上位からの開極または投入の指令信号を受けたことによってメモリー転送装置(DMA)は次の処理を行う。
上記の変数Comを指令信号がHIGH(実行)になったときに1とし、LOW(待機)になったときに0に設定する。
電流信号と電圧信号のサンプリングが行われ、入力データが得られたときにメモリー転送装置(DMA)は次の処理を行う。
データ配列の1番目からN番目までの要素を0番目からN−1番目に転送する(番号が一つ減る)。N番目のデータ配列に新たに得られた入力データを転送する。
【0044】
この発明による実施の形態2によれば、動作指令に応じて高速遮断器1を動作させるための動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ(DSP)からなる制御装置3において、高速遮断器1が接続された交流電力系統の電圧または電流についての電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集する入出力器(I/O)からなるデータ収集手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換するアナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段と、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段により収集され前記アナログ/デジタル変換器(A/D)からなる変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するメモリー(MEM)からなる記憶手段とを備え、前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を設け、前記入出力器(I/O)からなるデータ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するとともに、前記データを前記中央演算処理装置(CPU)からなる演算処理手段を介することなく前記メモリー(MEM)からなる記憶手段に保持させるようにしたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを演算処理手段を介することなく記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0045】
以上に述べた、この発明による実施の形態における目的は、要約すれば、次の通りである。
極間電圧や電流に直流分が含まれていても比較的正しく目標とする零点の時刻を予測して、高速遮断器の開閉極の位相を制御し、指令から1サイクル以内で開閉極を完了する。
【0046】
この発明による実施の形態における技術内容のポイントは次の通りである。
(1)電力系統の基本周波成分(50Hzまたは60Hz)の波形を予測した。
(2)零点予測波形を求めるのに、現在時刻から1サイクル前以内のサンプリングデータから振幅・位相・直流分を求めて波形を予測した。
(3)振幅・位相・直流分を求める簡易な方法を用いた。
(4)デジタルシグナルプロセッサを用いて毎時零点を予測計算しながら上位からの開極指令を待つようにした。
(5)サンプリング毎に零点予測をする場合と、毎計算周期に零点予測をする場合。
(6)サンプリング周期を、予測波形の計算時間と同じか、それより長い、とした。
(1)〜(3)によって予測精度はある程度犠牲にするが高速な計算が可能になる。事故発生後1サイクル以内での遮断が可能になる。
(2)で1サイクル以前のデータを利用したときは事故が発生したときに生じる直流分をならすような効果を生むので1サイクル以内で遮断するときにはむしろ誤りを生じる。
【0047】
この発明による実施の形態では、次に示すような構成内容を具備するものである。
高速遮断器のための開極信号および投入信号を生成する制御装置において、遮断可能時刻と同時かその近傍に電流零点になるように開極信号を送信し、また、閉極時刻と同時かその近傍に電圧または電流零点になるように投入信号を送信する位相制御装置および位相制御方式において、
(1)サンプリングデータを電力系統の基本周波成分の波形であると仮定して予測することを特徴とする位相制御方式。
(2)零点を予測するのに、現在時刻から1サイクル前以内のサンプリングデータから、振幅・位相・直流分を求めて波形を予測することを特徴する位相制御方式。
(3)サンプリングデータの最大値および最小値とそれぞれを与える時刻から振幅・位相・直流分を求める簡易な方法を用いたことを特徴とする位相制御方式。
【0048】
この発明による実施の形態における、このような構成によれば、次の効果を奏することができる。
(1)電流・電圧に直流分がある場合でも正しく予測できる。
(2)事故発生から1サイクル以内で開閉極の完了ができる。
(3)1サイクル以内のデータを持つだけでいいのでメモリーが少なくてすむ。
(4)基本周波数成分を予測するのでアルゴリズムが簡易になり高速計算ができる。
(5)簡易方法による予測計算では、FFTを使うよりも計算速度が向上し、計算時間が短くてすむ。
【0049】
【発明の効果】
第1の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置を得ることができる。
【0050】
第2の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置を得ることができる。
【0051】
第3の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集して、データ収集を適切に行える遮断器の制御装置を提供することができる。
【0052】
第4の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを割り込み動作により前記記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0053】
第5の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを演算処理手段を介することなく記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【0054】
第6の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータ処理により的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【0055】
第7の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータ処理により的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【0056】
第8の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータを簡易的に処理して的確かつ迅速に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による実施の形態1における構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明による実施の形態1における開閉信号出力動作過程を示すフローチャートである。
【図3】 この発明による実施の形態1における状態信号検出動作過程を示すフローチャートである。
【図4】 この発明による実施の形態1における指令信号検出動作過程を示すフローチャートである。
【図5】 この発明による実施の形態1における割り込み処理動作過程を示すフローチャートである。
【図6】 この発明による実施の形態1における零点予測処理動作過程を示すフローチャートである。
【図7】 この発明による実施の形態1における振幅A,直流分B,位相角θの計算処理動作過程を示すフローチャートの前半部分である。
【図8】 この発明による実施の形態1における振幅A,直流分B,位相角θの計算処理動作過程を示すフローチャートの後半部分である。
【図9】 この発明による実施の形態2における構成を示すブロック図である。
【図10】 この発明による実施の形態2における開閉信号出力動作過程を示すフローチャートである。
【図11】 従来技術における構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 高速遮断器、2 上位リレー、3 制御装置、I/O 入出力器、A/Dアナログ/デジタル変換器、INT 割り込み装置、DMA メモリー転送装置、CPU 中央演算処理装置、MEM メモリー。
Claims (8)
- 動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集された最新データから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたことを特徴とする遮断器の制御装置。
- 動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換する変換手段と、前記データ収集手段により収集され前記変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅,位相および直流分を求めて前記交流電力系統の波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたことを特徴とする遮断器の制御装置。
- 前記データ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遮断器の制御装置。
- 前記演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記演算処理手段を介し前記記憶手段に保持させる割り込み手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遮断器の制御装置。
- 前記データを前記演算処理手段を介することなく前記記憶手段に保持させるようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遮断器の制御装置。
- 動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集し現在時点から1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたことを特徴とする遮断器の制御方法。
- 動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから1サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅,位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたことを特徴とする遮断器の制御方法。
- 前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における電力量波形の振幅,位相および直流分を求めることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の遮断器の制御方法。
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