JPH0398418A - Monitor for digital protective relay - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ディジタル保護継電器のアナログ入力部の
不良検出を行うための監視装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a monitoring device for detecting a failure in an analog input section of a digital protective relay.
従来ディジクル保護継電器のアナログ入力部の不良検出
装置として、例えば特開昭５３−６８５５号公報に記載
されるものがある。As a conventional defect detection device for an analog input section of a digital protection relay, there is one described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 53-6855.
第１図、および第２図に従来の２つの方式の構成を示す
。まず、第１図において、送電！ｌｌ路｛１｝に設けら
れたＣ Ｔ （２）およびＰ Ｔ １３）は入力切替装
置（８）の入力接点Ｓ．，Ｓ，′にそれぞれ接続されて
いる。FIGS. 1 and 2 show the configurations of two conventional systems. First, in Figure 1, power transmission! C T (2) and P T 13) provided in path {1} are input contacts S. of the input switching device (8). , S,', respectively.
（４）は点検のために設けた模擬送電線で、点検用の電
源（５１ Ｃ Ｔ （７） 、およびリアクトル（６］
で構成されている。このＣ Ｔ ［７１およびリアク１
・ル（６）は切替装置（８）の入力接点ＳｔｐＳ２′に
それぞれ接続されている。そして、切替装置（８）の切
替接点ｓ，ｓ’はそれぞれＡ／Ｄ変換Ｍ（Ｉｌ）， （
１２）を通じて、ディジタル演算処理部（９）に導びか
れている。(4) is a simulated power transmission line set up for inspection, including a power supply for inspection (51 CT (7)) and a reactor (6).
It consists of This C T [71 and React 1
- The loops (6) are respectively connected to the input contacts StpS2' of the switching device (8). The switching contacts s and s' of the switching device (8) are A/D conversion M(Il), (
12), it is led to a digital arithmetic processing section (9).
即ち、点検を行う際には、切替装置｛８｝の切替接点ｓ
，ｓ’を送電線（１）のＣ Ｔ （２１、Ｐ Ｔ （３
］に接続された入力接点ｓ１，ｓ，’側から模擬送電線
｛４｝のＣＴ Ｔ７） 、リアクトル（６）に接続され
た入力接点 Ｓ！，Ｓ！ 側に切替えろ。模擬送電線（
４）の点検用の電流，電圧は点検用の電源（５）によっ
て供給されていて、Ａ／Ｄ変換器（１１）， （１２）
の入力となる電流，電ＥＥ．ｌ）大きさはそれぞれＣ
Ｔ （７１およびリアクトル（６）のタップを選択する
ことにより調整でき、所定の点検用信号を得るようにな
っていろ。That is, when performing inspection, the switching contact s of the switching device {8}
, s' of transmission line (1) C T (21, P T (3
] from the input contacts s1, s, ' of the simulated power transmission line {4} CT T7) connected to the reactor (6), and the input contact S! connected to the reactor (6). ,S! Switch to the side. Simulated power transmission line (
The current and voltage for inspection in 4) are supplied by the inspection power supply (5), and the A/D converters (11), (12)
The input current, electric EE. l) Each size is C
It can be adjusted by selecting the taps of T (71) and the reactor (6) to obtain a predetermined inspection signal.
切替装置（８）を介した電流，電圧は、それぞれＡＩＤ
変換器（１１）， （１２）によりディジタル量に変換
されて、ディジタル処理部（９）に導びかれる。通常時
、ディジタル処理部（９）の出力は、トリップ回路へ導
びかれ、しゃ断器によって送電線（１）がしゃ断される
。点検時においては、ディジタル処理部（９）は、Ａ／
Ｄ変換！（１１）， （１２）ノ出力（点検入力時Ａ／
Ｄ変換値）と、あらかじめ用意された基準とを、比較し
、これらが一致しない場合には警報回路へ出力を出す。The current and voltage through the switching device (8) are respectively AID
It is converted into a digital quantity by converters (11) and (12) and guided to a digital processing section (9). Normally, the output of the digital processing section (9) is led to a trip circuit, and the power transmission line (1) is cut off by a breaker. During inspection, the digital processing section (9)
D conversion! (11), (12) output (A/during inspection input)
D conversion value) and a standard prepared in advance, and if they do not match, an output is sent to an alarm circuit.
一方、特開昭５３−６８５５号公報に示された別の従来
方式を第２図により説明する。第１図と同一部分は同一
符号で示す。第２図において、（１３）， （１４）は
点検入力のディジタルデータを格納したメモリ回路であ
る。Ａ／Ｄ変換器（１１）， （１２）は、送電線（１
）に設けられたＣ Ｔ （２）と切替装置（８）の一方
の入力接点Ｓ，との間、およびＰ Ｔ （３）と切替装
１！ Ｔ８１の他方の入力接点Ｓ， との間にそれぞれ
設けられている。また、切替装置（８）の入力接点Ｓ！
＊３２′にはそれぞれメモリ回路（１３）， （１４１
が接続されている。入力接点Ｓ１ｐＳｌ 、及び Ｓ
ｉｐＳ２ を切替える切替接点ｓ，ｓ’の出力側は、直
接、ディジタル処理部｛９｝に接続されている。On the other hand, another conventional method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-6855 will be explained with reference to FIG. The same parts as in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals. In FIG. 2, (13) and (14) are memory circuits that store digital data of inspection input. The A/D converters (11) and (12) are connected to the power transmission line (1
) between C T (2) and one input contact S, of the switching device (8), and between P T (3) and the switching device 1! They are respectively provided between the other input contacts S and T81. In addition, the input contact S of the switching device (8)!
*32' has memory circuits (13) and (141), respectively.
is connected. Input contacts S1pSl and S
The output sides of the switching contacts s and s' for switching ipS2 are directly connected to the digital processing section {9}.
この装置において、点検を行う際には、切替装置（８）
の切替接点ｓ，ｓ’を接点Ｓ１ｐＳＩ′側から接点Ｓ
ｉｔ Ｓ ｔ′側に切替ることにより、上記メモリ回路
（１３）， （１４）が切替装置（８）を介して、ディ
ジタル処理部｛９｝に接続され、点検用の電流，電圧値
がディジタル量で、上記メモリ回路（１３）， （１４
）より、ディジタル処理部（９）に導びかれろ。When inspecting this device, use the switching device (8).
switching contacts s, s' from contact S1pSI' side to contact S
By switching to the it S t' side, the memory circuits (13) and (14) are connected to the digital processing unit {9} via the switching device (8), and the current and voltage values for inspection are converted into digital data. In terms of the amount, the above memory circuits (13), (14
) leads to the digital processing section (9).
従来の方式は以上のように構成されているのて以下の問
題点があった。Since the conventional system is configured as described above, it has the following problems.
第１図に示した従来方式では、模擬送電線を設ける必要
があるため、電源、リアク１・ル、ＣＴ等が必要であり
、点検のための装置が大掛りとなる。In the conventional method shown in FIG. 1, it is necessary to provide a simulated power transmission line, which requires a power source, a reactor, a CT, etc., and the inspection equipment becomes large-scale.
次に、第２図に示した従来方式では、点検入力をＡ／Ｄ
変換器などの後に入れろため、Ａ／Ｄ変換部より以前の
部位の不良検出ができな！１。Next, in the conventional method shown in Figure 2, the inspection input is sent to the A/D.
Because it is inserted after the converter, it is not possible to detect defects in parts before the A/D converter! 1.
この発明に係るディジタル保護継電器の監視装置は、系
統入力と異なる周波数の監視用信号と系統入力とを重畳
する回路と、Ａ／Ｄ変換器を介して上記回路から出力さ
れる信号から監視用信号に関連するデータのみを抽出す
るディジタルフィルタと、このディジタルフィルタの抽
出出力により監視を行う監視部とからなる。A monitoring device for a digital protective relay according to the present invention includes a circuit that superimposes a monitoring signal of a frequency different from that of the system input and the system input, and a system that generates a monitoring signal from a signal output from the circuit via an A/D converter. It consists of a digital filter that extracts only data related to the data, and a monitoring section that performs monitoring based on the extracted output of this digital filter.
この発明においては、ディジタルフィルタの抽出出力に
より保護継電器のアナログ入力回路の不良を監視する乙
とができる。In this invention, it is possible to monitor failures in the analog input circuit of the protective relay using the extracted output of the digital filter.
系統の電圧入力は常時、一定値以上の入力があって、そ
の値を監視することにより、アナログ入力回路の不良検
出する方法が種々実施されているが、電流入力など常時
、一定値以上の入力が期待できない入力回路は、強制的
になんらかの入力を印加して、不良検出する必要があり
、本発明は、この入力印加方式と、その入力を監視して
、不良検出する処理について、新規方式を提案するもの
である。The voltage input to the grid always exceeds a certain value, and various methods have been implemented to detect faults in analog input circuits by monitoring this value. For input circuits that cannot be expected to perform well, it is necessary to forcibly apply some kind of input to detect defects.The present invention proposes a new method for this input application method and a process for monitoring the input and detecting defects. This is a proposal.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第３
図において、監視用信号回路（２３）の出力信号（Ｅｒ
ｅｆ）は、入力トランス（２２）によって絶縁およびレ
ベル変換された系統からのＰＴ，ＣＴ入力（２１） （
以下略してＰＣＴ入力と呼称する）とともに、フィルタ
ー（２４）に接続されている。ここで、ＰＴ，ＣＴ入力
（２１）は第１図，第２図にて説明した送電線のＰ Ｔ
（３１ Ｃ Ｔ １２１から入力される系統入力信号
の乙とであり、略してＰＣＴ入力（２１） Ｉ Ｓとし
て説明する。フィルター（２４）はＰＣＴ入力（２１）
に監視用信号（Ｅｒｅｆ）を重畳させＰＣＴ入力（２１
） ＩＳと監視用入力（Ｅｒｅｆ．）が各々加算された
値が、出力側の｛Ｍ号として得られろ様に動作する。入
力１・ランス（２２）の出力は、出力側に設けられた抵
抗器により、電流信号から電圧信号に変換された後、フ
ィルタ（２４）を通ってサンプルホールド（２５）によ
り、あらかじめ定められた任意の一定周期で、定時間保
持される。そして、マルチブレクサ（２６）でこのサン
プルホールド（２５）で保持した電圧信号を順次切換え
て、Ａ／Ｄ変換器（１２）に導びかれる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Third
In the figure, the output signal (Er
ef) is the PT, CT input (21) (
(hereinafter abbreviated as PCT input) and is connected to a filter (24). Here, the PT and CT inputs (21) are the PT of the power transmission line explained in Figures 1 and 2.
(31 This is the system input signal input from CT 121, and will be abbreviated as PCT input (21) IS.The filter (24) is connected to the PCT input (21).
A monitoring signal (Eref) is superimposed on the PCT input (21
) It operates so that the value obtained by adding the IS and the monitoring input (Eref.) is obtained as the {M number on the output side. The output of input 1/lance (22) is converted from a current signal to a voltage signal by a resistor installed on the output side, and then passes through a filter (24) and is sampled and held (25) to a predetermined value. It is held for a fixed period of time at an arbitrary fixed period. Then, the voltage signal held in the sample hold (25) is sequentially switched by the multiplexer (26) and guided to the A/D converter (12).
Ａ／Ｄ変換器（１２）により、ディジタル量に変換され
たデータは、ディジタル処理部（９）により、演算処理
される。（３１）は不良検出したことを知らせる警報出
力である。The data converted into digital quantities by the A/D converter (12) is subjected to arithmetic processing by the digital processing section (9). (31) is an alarm output notifying that a defect has been detected.
ここで、サンプルホールド（２５）は略して“Ｓ Ｈ
”と、マルチプレクサ（２６）は略して“ＭＰＸ″と以
下の説明では呼称する。Here, the sample hold (25) is abbreviated as “S H
”, and the multiplexer (26) will be abbreviated as “MPX” in the following description.
第４図は、監視用信号回路（２３）の１例を示したもの
でメモリ（４２）内に記憶している信号波形のデータを
、任意の周期でＤ／Ａ変換器（４３）に出力し、監視用
の交流出力信号を得るもので、発振器（４１）の周波数
を変化させることにより任意の周波数の交流信号をＤ／
Ａ変換器（４３）から得ることができる回路である。以
下その動作について説明する。FIG. 4 shows an example of the monitoring signal circuit (23), which outputs signal waveform data stored in the memory (42) to the D/A converter (43) at an arbitrary cycle. This device obtains an AC output signal for monitoring, and converts an AC signal of any frequency into a D/D by changing the frequency of the oscillator (41).
This is a circuit that can be obtained from the A converter (43). The operation will be explained below.
カウンタ（４０）は発振器（４１）のクロックで１ずつ
カウントアップする。例えば、その出力が８本の場合、
２進級表現で“ｏｏｏｏｏｏｏｏ”から″１１ １ １
１ １ １ １ ”まで、１０進級表現で、″０′〜
” ２ ５ ５ ”までカウントする。実際の出力本数
はメモリ（４２）のアドレス本数に合わせる。メモリ（
４２）はカウンタ（４０）の出力をアドレスとして、そ
のアドレスに対応し、予め書込まれたディジタルデータ
を、Ｄ／Ａ変換器（４３）に出力する。Ｄ／Ａ変換器（
４３）はメモリ（４２）からのディジタルデータを一定
の規則に従ってアナログデータに変換し、これが監視用
信号となる。ここで監視用信号は、メモリ（４２）に書
き込むディジタルデータにより、任意の波形とすること
ができ、また、発振器（４１）の周波数により、任意の
信号周波数とすることができる。監視用信号の波形、周
波数は以上のように、メモリ（４２）に書き込まれたデ
ィジタルデータと発振器（４ｌ）の周波数で決まるが、
メモ！Ｊ （４２）の書込みデータは変動することはな
く、発振器も水晶発振器等、発振周波数変化がほとんど
ないものを使用することにより、波形、周波数の変動の
ない高精度の監視信号を得ることができる。The counter (40) counts up by one using the clock of the oscillator (41). For example, if the output is 8,
Binary expression from “oooooooo” to “11 1 1
From ``0'' to 1 1 1 1'' in decimal notation
Count up to "2 5 5". The actual number of outputs matches the number of addresses in the memory (42). memory(
42) uses the output of the counter (40) as an address and outputs digital data written in advance corresponding to the address to the D/A converter (43). D/A converter (
43) converts the digital data from the memory (42) into analog data according to certain rules, and this becomes a monitoring signal. Here, the monitoring signal can have any waveform depending on the digital data written in the memory (42), and can have any signal frequency depending on the frequency of the oscillator (41). As mentioned above, the waveform and frequency of the monitoring signal are determined by the digital data written in the memory (42) and the frequency of the oscillator (4l).
Memo! The data written in J (42) does not fluctuate, and by using an oscillator with almost no oscillation frequency changes, such as a crystal oscillator, it is possible to obtain a highly accurate monitoring signal with no fluctuations in waveform or frequency. .
第４図の構成部品コストについて、発振器（４１）は実
際には、第３図に示すところのディジタル処理部（９）
の中にある水晶発振器と共用できるため、専用に設ける
必要はない。なお、ディジタル処理部（９）はマイクロ
プロセッサを中心として構成しており、その動作用に水
晶発振器を備えている。メモＩＪ（４２）は、比較的小
容量のものでよいことと、最近の半導体技術の進歩から
、安価に入手できるようになっている。Ｄ／Ａ変換器（
４３）も、８ビット前後で低速のものでよく、その結果
第４図に示す構成は第１図に示した模擬送電線（４）な
どに比べ、非常に安価に構成できる。Regarding the component cost shown in Figure 4, the oscillator (41) is actually the digital processing unit (9) shown in Figure 3.
Since it can be shared with the crystal oscillator inside, there is no need to provide a dedicated one. The digital processing section (9) is mainly composed of a microprocessor, and is equipped with a crystal oscillator for its operation. The memo IJ (42) can be obtained at a low cost because of its relatively small capacity and recent advances in semiconductor technology. D/A converter (
43) may also be of a low speed of around 8 bits, and as a result, the configuration shown in FIG. 4 can be constructed at a much lower cost than the simulated power transmission line (4) shown in FIG. 1.
第５図は第３図のフィルター（２４）のＰＣＴ入力（２
１）と監視用信号（Ｅｒｅｆ）の加算部分を示したもの
である。ＰＣＴ入力（２１）と監視用信号（Ｅｒｅｆ）
はそれぞれ入力抵抗Ｒ ｓ （５１）， Ｒ ｒ （５
２）を通ってオペアンプ（５３）に接続されていろ。オ
ペアンプ（５３）の出力は帰環抵抗Ｒ ｆ （５４）に
より入力側にフィードバックされている。Figure 5 shows the PCT input (2) of the filter (24) in Figure 3.
1) and the monitoring signal (Eref). PCT input (21) and monitoring signal (Eref)
are the input resistances R s (51) and R r (5
2) and be connected to the operational amplifier (53). The output of the operational amplifier (53) is fed back to the input side by a feedback resistor R f (54).
この回路は一般にオペアンプによる負帰環形の加算回路
と呼ばれるもので、その出力（Ｅｎｄ）は１式で表すこ
とができろ。This circuit is generally called a negative feedback loop adder circuit using an operational amplifier, and its output (End) can be expressed by one equation.
Ｅａｄ＝ Ｒｆ Ｘ （ Ｅｓ ／ Ｒｓ十Ｅｒｅｌ
／ Ｒｒ） １式但し、ＥＳはＰＣＴ入
力（２１）の電圧値である。Ead= Rf
/Rr) 1 set However, ES is the voltage value of the PCT input (21).
以上のように、オペアンプによる２つの信号の加算は少
ない部品と簡単な回路により、極めて安価に実現できる
。As described above, addition of two signals using an operational amplifier can be realized at extremely low cost using a small number of components and a simple circuit.
次に、第３図において本発明の動作説明に入る前に、デ
ィジタル保護継電器の系統事故を検出するための基本的
な入力信号処理について説明する。Next, before entering into an explanation of the operation of the present invention in FIG. 3, basic input signal processing for detecting a system fault in a digital protective relay will be explained.
まず、電力系統の故障を検出するため、ＰＴ・ＣＴから
電圧電流信号ＰＣＴ入力（２１） Ｉ ｓを取り込み、
ディジタル処理部（９）で処理可能な形態にまで、信号
変換処理を行う。First, in order to detect a failure in the power system, take in the voltage and current signal PCT input (21) Is from the PT/CT,
Signal conversion processing is performed to a format that can be processed by the digital processing unit (9).
入力トランス（２２）は、電力系統の電圧，電流値が最
大となる時、それらの信号をＡ／Ｄ変換器（１２）のフ
ルスケ゛−ルに適した値にレベル変換するためのもので
ある。The input transformer (22) is for converting the levels of these signals into values suitable for the full scale of the A/D converter (12) when the voltage and current values of the power system are at their maximum.
この人力１・ランス（２２１ ２次の電圧レベルがアナ
ログフィルタ（２０に入力される。This human power lance (221) and the secondary voltage level are input to the analog filter (20).
デ，イジタル保護継電器では種々のリレー特性から要求
される総合的フィルタ特性をディジタル処理とアナログ
処理の組合せで実現する。アナログフィルタ（２４）は
折り返し周波数以上の高調波成分の除去を主目的として
いる。Digital protective relays achieve the comprehensive filter characteristics required by various relay characteristics through a combination of digital and analog processing. The main purpose of the analog filter (24) is to remove harmonic components higher than the aliasing frequency.
ディジタル保護継電器では、リレー特性上必要な周波数
帯域を考慮して、フィルタ（２４）では、折り返し周波
数より高い周波数成分は完全に無視できる程度まで減衰
させる。このようなフィルタ（２４）を通過させた後の
入力信号をＳ Ｈ （２５）でサンプリングし、ディジ
タル値に変換する様に処理する。サンプリング周波数は
、サンプリング定理等をふまえ、かつＣＰＵの演算処理
能力およびリレー演算アルゴリズムでのデータ処理の簡
便さから、通常系統周波数の電気角３０°、すなわち、
６００Ｈｚ （５ ０Ｈｚ系）、または７２０Ｈｚ
（６０Ｈｚ系）に選ばれている。In the digital protection relay, the filter (24) attenuates frequency components higher than the aliasing frequency to the extent that they can be completely ignored, taking into consideration the frequency band necessary for relay characteristics. The input signal after passing through such a filter (24) is sampled by S H (25) and processed to be converted into a digital value. Based on the sampling theorem, the sampling frequency is usually 30 degrees electrical angle of the system frequency, or the
600Hz (50Hz system) or 720Hz
(60Hz system).
サンプルホールド（２５）は、リレー演算アルゴリズム
上から同時刻のサンプリングデータが必要であるため第
３図にも示すように全入力チャンネルにサンプリングホ
ールド（２５）が設けられており、時々刻々変化する入
力信号をＡ／Ｄ変換が終了するまで保持するものである
。The sample hold (25) is provided for all input channels as shown in Figure 3, because sampling data at the same time is required for the relay calculation algorithm. The signal is held until the A/D conversion is completed.
この様にして電力系統の入力信号を処理し、ディジタル
処理部（９）でリレー演算を行う。In this way, the input signal of the power system is processed, and the digital processing section (9) performs relay calculation.
以上のような構成と入力信号処理を基に本発明による自
動監視方式の動作を以下に説明する。監視用信号（Ｅｒ
ｅｆ）は第４図にその詳細を示した監視用信号回路（２
３）で・発生し、フィルター（２４）により、ＰＣＴ入
力（２１）に重畳される形で、常時印加されている。こ
こで監視用信号（Ｅｒｅｆ）の大きさは、ＰＣＴ入力（
２１）のフルスケール、例えばＣＴ入力の場合は最大事
故電流に対して充分に低いレベルとする。これは仮に監
視用信号（２３）のレベルを、ＰＣＴ入力（２１）の最
大値と同じとした場合、フィルター（２４）以後の回路
の最大入力はＰＣＴ入力（２１）と監視用信号（Ｅｒｅ
ｆ）が加算されるためＰＣＴ入力（２１）の最大値の２
倍となり、系統からの小入力から大入力に対して正しく
回路動作させる為の、入力範囲設計（ダイナミックレン
ジ設計）上、制約となる為である。The operation of the automatic monitoring system according to the present invention will be described below based on the above configuration and input signal processing. Monitoring signal (Er
ef) is the monitoring signal circuit (2) whose details are shown in Figure 4.
3), and is constantly applied to the PCT input (21) by the filter (24) in a superimposed manner. Here, the magnitude of the monitoring signal (Eref) is the PCT input (
21) full scale, for example, in the case of CT input, the level should be sufficiently low with respect to the maximum fault current. This means that if the level of the monitoring signal (23) is the same as the maximum value of the PCT input (21), the maximum input of the circuit after the filter (24) will be between the PCT input (21) and the monitoring signal (Ere
f) is added, so the maximum value of PCT input (21) is 2
This is because it becomes a constraint on input range design (dynamic range design) in order to operate the circuit correctly from small to large inputs from the system.
一方、監視用信号（Ｅｒｅｆ）の大きさをあまり小さく
すると、フィルター（２４）のゲイン変化などを検出し
にくくなる。On the other hand, if the magnitude of the monitoring signal (Eref) is too small, it becomes difficult to detect changes in the gain of the filter (24).
このように重畳された監視用信号（Ｅｒｅｆｌはフィル
タ（２４）、Ｓ Ｈ （２５）、Ｍ Ｐ Ｘ （２６）
を通り、Ａ／Ｄ変換器（１２）により、ディジタル値に
変換される。The superimposed monitoring signal (Erefl is the filter (24), S H (25), M P X (26)
and is converted into a digital value by an A/D converter (12).
Ａ／Ｄ変換Ｎ（１２）によるディジタルデータは、前述
のリレーアルゴリズム上、都合のよい周期、一般的には
系統周波数の電気角３０°間隔毎に、サンプリングされ
、Ａ／Ｄ変換されたものである。The digital data obtained by A/D conversion N (12) is sampled and A/D converted at a convenient period according to the relay algorithm described above, generally every 30 degrees of electrical angle of the grid frequency. be.
これらのディジタルデー夕はディジタル処理部（９）に
より以下の処理を施し、フィルター（２４）からＡＩＤ
変換器（ｌ２）までの回路不良を検出する。These digital data are subjected to the following processing by the digital processing section (9), and then sent to the AID from the filter (24).
Detects circuit defects up to converter (l2).
〔Ａ 監視用信号（Ｅｒｅｆ）成分を抽出する。[A] Extract the monitoring signal (Eref) component.
Ａ／Ｄ変換！ （１２）のディジタルデータ出力にはＰ
ＣＴ入力（２ｌ）と監視用信号（Ｅｒｅｆ）が重畳され
たもので、ＰＣＴ入力（２１）の影響を受けずに入力回
路の監視を行う為には、監視用信号（Ｅｒｅｆ）成分の
みを抽出する必要がある。監視用信号（Ｅｒｅｆ）の周
波数を一例として系統周波数の４倍とした場合の抽出方
法について説明する。系統周波数の電気角１８０°分位
相がずれたデータを加算するディジタルフィルターの周
波数特性は２式で表わせる。A/D conversion! The digital data output of (12) is P.
The CT input (2l) and the monitoring signal (Eref) are superimposed, and in order to monitor the input circuit without being affected by the PCT input (21), only the monitoring signal (Eref) component must be extracted. There is a need to. An extraction method in the case where the frequency of the monitoring signal (Eref) is set to four times the grid frequency will be described as an example. The frequency characteristics of a digital filter that adds data whose phase is shifted by 180 degrees of electrical angle from the system frequency can be expressed by the following two equations.
２式に系統周波数（ｎ＝１）、監視用信号周波数（ ｎ
＝ ４ ）を適用した結果は
となり、系統周波数の信号は除去され、監視用｛ｇ号周
波数の信号は２倍となって抽出されている。The system frequency (n=1) and the monitoring signal frequency (n
= 4), the result is as follows, the signal of the system frequency is removed, and the signal of the monitoring {g frequency is doubled and extracted.
第６図は２式をグラフ表現したものである。第６図でも
解る通り、監視用信号周波数を系統周波数の２倍とした
場合でも同一処理で抽出可能であり、更に処理方法をか
えれば他の周波数とすることも可能である。FIG. 6 is a graphical representation of the two equations. As can be seen from FIG. 6, even if the monitoring signal frequency is twice the grid frequency, it can be extracted using the same processing, and by changing the processing method, it is also possible to use other frequencies.
（Ｂ） 監視用信号の大きさから不良検出する。(B) Detecting defects based on the magnitude of the monitoring signal.
（Ａ）の処理により抽出した監視用信号（Ｅｒｅｆ）周
波数は、本例では、系統周波数の４倍としている。一方
、サンプリング周期すなわち、Ａ／Ｄ変換する周期は系
統周波数の電気角３０°であるから、サ′ンプリング周
波数は系統周波数の１２倍、また監視用信号（Ｅｒｅｆ
）周波数の３倍となっており、サンプリング定理により
、監視用信号の大きさを、サンプリングデータから算出
可能である。算出した監視用信号の大きさから、フィル
ター（２４）からＡ／Ｄ変換器（１２）の不良検出を行
う方法として、予め処理部（９）の中に用意した規定値
と比較する方法と、複数の入力から抽出した監視用信号
間で比較する方法があり、どちらも有効である。In this example, the monitoring signal (Eref) frequency extracted by the process (A) is four times the system frequency. On the other hand, since the sampling period, that is, the A/D conversion period is 30 electrical degrees of the grid frequency, the sampling frequency is 12 times the grid frequency, and the monitoring signal (Eref
) is three times the frequency, and according to the sampling theorem, the magnitude of the monitoring signal can be calculated from the sampling data. A method for detecting a defect in the A/D converter (12) from the filter (24) based on the magnitude of the calculated monitoring signal is to compare it with a specified value prepared in advance in the processing unit (9); There are methods for comparing monitoring signals extracted from multiple inputs, and both are effective.
以上の処理により、入力回路の不良検出が可能であるが
リレー演算に使用するデータにとっては、監視用信号（
Ｅｒｅｆ）を除去し、系統周波数成分、すなわちＰＣＴ
入力（２１）を抽出する必要あり、以下の処理を施こし
た、データをリレー演算に使用する。ここでは一例とし
て、前述の例と同じく、監視用信号（Ｅｒｅｆ）周波数
を系統周波数の４倍としたケースについて説明する。Through the above processing, it is possible to detect a defect in the input circuit, but the monitoring signal (
Eref) and remove the systematic frequency component, i.e. PCT
It is necessary to extract the input (21), and the data, which has been processed as follows, is used for the relay calculation. Here, as an example, a case will be described in which the monitoring signal (Eref) frequency is set to four times the system frequency, as in the above-mentioned example.
（ｃ） ＰＣＴ入力 分を抽出する
監視用信号周波数成分（系統周波数の４倍）を除去し、
ＰＣＴ入力成分を抽出するため、３式で表わされるディ
ジタルフィルター処理を施こす。(c) Remove the monitoring signal frequency component (4 times the grid frequency) from which the PCT input is extracted,
In order to extract the PCT input component, digital filter processing expressed by equation 3 is performed.
３式に系統周波数（ｎ＝１）、監視用信号周波数（ ｎ
＝ ４ ）を適用した結果は４π
監視用信号周波数（ｎ＝４）−Ｇ＝２３ＩＮ ｌ＝０
４
となり、監視用信号（Ｅｒｅｆ）を除去し、系統周波数
成分、すなわちＰＣＴ入力（２ｌ）はｆ２倍となって抽
出されている。第７図は３式をグラフ表現したものであ
るが、同じような原理を用いて種々の監視用信号周波数
に適用したり、数式が異なるディジタルフィルターも考
えられる。Equation 3 contains the system frequency (n = 1) and the monitoring signal frequency (n
= 4), the result is 4π Monitoring signal frequency (n=4) - G=23IN l=0
4, the monitoring signal (Eref) is removed, and the system frequency component, that is, the PCT input (2l) is extracted as f2 times. Although FIG. 7 is a graphical representation of the three equations, it is also possible to use a similar principle and apply it to various monitoring signal frequencies, or to use a digital filter with a different mathematical equation.
以上（Ａ），［Ｂ］および〔Ｃ〕の処理を施すことで監
視用信号（Ｅｒｅｆ）によるフィルター（２４）からＡ
／Ｄ変換器（１２）に至るアナログ入力回路の不良検出
を行い、かつ、監視用信号（Ｅｒｅｆ）を重畳したこと
による影響なしで、リレー演算を行うことができる。By performing the processing in (A), [B] and [C] above, A
It is possible to detect a failure in the analog input circuit leading to the /D converter (12) and perform relay calculations without being affected by superimposing the monitoring signal (Eref).
第８図にディジタル処理部（９）の機能ブロックを示す
。第８図において、（１２）はＡ／Ｄ変換器、（８ｌ）
〜（８４）がディジタル処理部（９）であり、（８１）
は上記〔Ａ〕の処理を行うディジタルフィルタ、（８２
）は上記ＣＢ）の処理を行う監視部、（８３）は上記〔
Ｃ〕の処理を行うディジタルフィルタ、（８４）はディ
ジタルフィルタ（８３）の抽出出力から系統を保護する
通常のリレー演算を行うリレー演算部である。リレー演
算部（８４）の出力は、送電線のしゃ断器等をトリップ
するトリップ回路（図示せず．）へ供給され、監視部（
８２）の出力は、アナログ入力部の不良を警報する警報
回路（図示せず。）へ供給されることは言うまでもない
。FIG. 8 shows the functional blocks of the digital processing section (9). In FIG. 8, (12) is an A/D converter, (8l)
~(84) is the digital processing unit (9), and (81)
is a digital filter that performs the processing in [A] above, (82
) is the monitoring unit that processes the above CB), and (83) is the above [
A digital filter (84) that performs the processing of C] is a relay calculation unit that performs a normal relay calculation to protect the system from the extracted output of the digital filter (83). The output of the relay calculation unit (84) is supplied to a trip circuit (not shown) that trips a power transmission line breaker, etc.
Needless to say, the output of 82) is supplied to an alarm circuit (not shown) that warns of a defect in the analog input section.
なお、監視用信号周波数は系統周波数の４倍に限られな
いことは先に述べた通りであるが、系統周波数と同一と
することはできない。すなわち、系統周波数成分と監視
用信号周波数成分の除去ならびに抽出ができないからで
ある。As described above, the monitoring signal frequency is not limited to four times the grid frequency, but cannot be the same as the grid frequency. That is, it is impossible to remove or extract the system frequency component and the monitoring signal frequency component.
また、以上の実施例では、監視用信号発生回路（２３）
として、メモリ（４２）とＤ／Ａ変換器（４３）を組合
せた例を示したが、予め任意に定められた出力レベルと
周波数をもった信号出力が得られろものであれば、どの
ようなものでもよい。例えばウィーンブリッジ発振器、
あるいは矩形波とローパスフィルターを組み合せた回路
等が考えられる。Further, in the above embodiment, the monitoring signal generation circuit (23)
Although we have shown an example in which the memory (42) and the D/A converter (43) are combined, if it is possible to obtain a signal output with a predetermined output level and frequency, what can be done? It can be anything. For example, a Wien bridge oscillator,
Alternatively, a circuit that combines a rectangular wave and a low-pass filter can be considered.
この発明による効果として
■ フィルターからＡ／Ｄ変換器までの全入力回路の不
良検出が可能である。As an effect of this invention, (1) It is possible to detect defects in all input circuits from the filter to the A/D converter.
■ ＣＴ入力など常時、入力が期待できない場合でも、
監視用信号を重畳させたことで、監視が可能である。■ Even when input cannot be expected at all times, such as CT input,
Monitoring is possible by superimposing a monitoring signal.
■ 常時監視方式だけでなく、従来の点検方式の電検入
力印加方法としても適用可能である。■ It can be applied not only as a constant monitoring method, but also as a method for applying electrical inspection input in the conventional inspection method.
■ 模擬送電線のような大掛りなものが不要で安価とな
る。■ Large-scale items such as simulated power lines are not required, making it cheaper.
等のメリットがある。There are other benefits.
第１図および第２図は従来の点検装置構成図、第３図は
、この発明の一実施例を示すブロック図、第４図はその
監視用信号発生回路の一例を示すブロック図、第５図は
ＰＣＴ入力と監視用信号の加算回路を示す回路図、第６
図及び第７図は処理部におけるディジタルフィルターの
周波数特性を説明するための特性図、第８図は、本発明
におけるディジタル処理部の機能ブロックを示す図であ
る。
（２１）・・ＰＣＴ入力、（２２）・・・入力トランス
、（２３）・・監視用信号発生回路、（２４）・・・フ
ィルター （２５）・サンプルホールド、（２６）・・
・マルチプレクサ、（１２）・・Ａ／Ｄ変換器、（９）
・・ディジタル処理部。1 and 2 are configuration diagrams of a conventional inspection device, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing an example of the monitoring signal generation circuit, and FIG. The figure is a circuit diagram showing an addition circuit for PCT input and monitoring signals.
7 and 7 are characteristic diagrams for explaining the frequency characteristics of the digital filter in the processing section, and FIG. 8 is a diagram showing functional blocks of the digital processing section in the present invention. (21)...PCT input, (22)...Input transformer, (23)...Monitoring signal generation circuit, (24)...Filter (25)...Sample hold, (26)...
・Multiplexer, (12)...A/D converter, (9)
...Digital processing section.
Claims (1)
する回路、この回路の出力するアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、このＡ／Ｄ変換器の出
力から監視用信号に関連するデータのみを抽出するのデ
ィジタルフィルタ、このディジタルフィルタの出力の大
きさを監視する監視部を備えたことを特徴とするディジ
タル保護継電器の監視装置。A circuit that superimposes a monitoring signal with a frequency different from that of the system input on the system input, an A/D converter that converts the analog signal output from this circuit into a digital signal, and a system related to the monitoring signal from the output of this A/D converter. 1. A monitoring device for a digital protective relay, comprising: a digital filter that extracts only the data to be processed; and a monitoring section that monitors the magnitude of the output of the digital filter.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086687A JPS60229619A (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Monitoring system of digital protective relay |
| JP2092491A JPH0398418A (en) | 1984-04-26 | 1990-04-05 | Monitor for digital protective relay |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP59086687A JPS60229619A (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Monitoring system of digital protective relay |
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ID=61716320
Family Applications (2)
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| JP59086687A Granted JPS60229619A (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Monitoring system of digital protective relay |
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1984
- 1984-04-26 JP JP59086687A patent/JPS60229619A/en active Granted
-
1990
- 1990-04-05 JP JP2092491A patent/JPH0398418A/en active Pending
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| JP2016059157A (en) * | 2014-09-09 | 2016-04-21 | 三菱電機株式会社 | Digital protection relay device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0379931B2 (en) | 1991-12-20 |
| JPS60229619A (en) | 1985-11-15 |
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