JPS61121514A - Input filter of protective relay for electric power system - Google Patents
Input filter of protective relay for electric power systemInfo
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- JPS61121514A JPS61121514A JP59241680A JP24168084A JPS61121514A JP S61121514 A JPS61121514 A JP S61121514A JP 59241680 A JP59241680 A JP 59241680A JP 24168084 A JP24168084 A JP 24168084A JP S61121514 A JPS61121514 A JP S61121514A
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- switched capacitor
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、電力用保護リレーに係り、特に、電力用保護
リレーの入力フィルタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a power protection relay, and more particularly to an input filter for a power protection relay.
従来の電力系統用保護リレーの入力フィルタは、ディス
クリート部品、すなわちオペアンプ、抵抗、キャパシタ
を用い九Ｒ，Ｃアクティブ回路により構成されているが
、部品数の削減、小型化、高信頼度化及び低コスト化が
求められている。このような保Ｎ リレーの入力フィル
タをＩＣ化する場合、ディスクリート部品で構成し九の
と同等の高精度（相対精度±１％以下）な抵抗をＩＣ内
く形成することは困難である。Conventional input filters for power system protection relays are composed of nine R and C active circuits using discrete components, namely operational amplifiers, resistors, and capacitors. Cost reduction is required. When implementing an input filter for such a N relay as an IC, it is difficult to construct a resistor with discrete components and with the same high precision (relative accuracy of ±1% or less) as the resistor in the IC.
一方、近年開発が進められているアナログスイッチとキ
ャパシタの組み合せによって等測的に高抵抗を実現する
スイッチト・キャパシタ回路の手法は、精度、温度特性
等に対して特性のよい回路を得る手法として注目されて
いる。しかし、実際にモノリシックＩＣ化し、夾用に供
し得る高精度かつ高集積化した電力系統用保護リレーの
入力フィルタを実現するためには、スイッチングにより
発生するノイズ及び波形歪み（リップル）、チップ面積
、薔生素子の影響などを充分考慮する必要がある。On the other hand, the switched capacitor circuit method, which has been developed in recent years and achieves high resistance isometrically by combining an analog switch and a capacitor, is a method to obtain a circuit with good characteristics in terms of accuracy, temperature characteristics, etc. Attention has been paid. However, in order to realize a highly accurate and highly integrated input filter for a power system protection relay that can actually be made into a monolithic IC and used as a monolithic IC, it is necessary to reduce the noise and waveform distortion (ripple) generated by switching, the chip area, It is necessary to fully consider the influence of the rose element.
また、標準化を考慮した場合の回路の構成、ＩＣ化実装
、実装する場合のピンネックの問題、適用する周波数系
（５０）ｉＺ系及び６０Ｈｚ系）への対応、スイッチン
グ周波数などの種々の問題を解決する必要がある。In addition, we have solved various problems such as circuit configuration when standardization is taken into consideration, IC implementation, pin neck problems when mounting, support for applicable frequency systems (50) iZ system and 60Hz system), switching frequency, etc. There is a need to.
本発明は、モノリシックＩＣ化するに好適なスイッチト
・キャパシタ技術を用いた電力系統用保護リレーの入力
フィルタを提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an input filter for a power system protection relay using switched capacitor technology suitable for monolithic IC implementation.
上記目的を達成するために、第１の発明は、電力系統で
発生する事故から電力系統を保護する保護リレーに設け
られ、前記電力系統からの検出信号に混在する高調波成
分を除去して電力系統周波数成分のみを抽出する入力フ
ィルタにおいて、アクティブローパスフィルタと、スイ
ツチト・キャパシタ・ローパスフィルタと、スイツチト
・キャパシタ・バンドパスフィルタとを前記検出信号の
入力側から順にカスケード接続したことを特徴とするも
のである。In order to achieve the above object, the first invention is provided in a protection relay that protects the power system from accidents occurring in the power system, and removes harmonic components mixed in a detection signal from the power system to generate power. An input filter for extracting only system frequency components, characterized in that an active low-pass filter, a switched capacitor low-pass filter, and a switched capacitor band-pass filter are connected in cascade from the input side of the detection signal. It is.
□ 第２の発明は、電力系統で発生する事故から電力系
統を保護する保護リレーに設けられ、前記電力系統から
の検出信号に混在する高調波成分を除去して電力系統周
波数成分のみを抽出するために、アクティブローパスフ
ィルタと、スイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタ
と、スイツチト・キャパシタ・バンドパスフィルタとが
前記検出信号の入力側からｊ−にカスケード接続されて
構成される入力フィルタにおいて、前記スイツチト・キ
ャパシタ・ローパスフィルタとスイツチト・キャパシタ
・バンドパスフィルタとを同一パッケージ内に実装して
集積回路化したことを特徴とするものである。この場合
、前記スイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタとス
イツチト・キャパシタ・バンドパスフィルタとはパッケ
ージ内で直列配線するか、前記スイツチト・キャパシタ
・ローパスフィルタとスイツチト・キャパシタ・バンド
パスフィルタとはそれぞれ独立して外部導出された入出
力端子を有するようにする。□ The second invention is provided in a protection relay that protects the power system from accidents that occur in the power system, and extracts only the power system frequency component by removing harmonic components mixed in the detection signal from the power system. In this input filter, an active low-pass filter, a switched-capacitor low-pass filter, and a switched-capacitor band-pass filter are cascade-connected from the input side of the detection signal to j-. - A low-pass filter and a switched capacitor band-pass filter are mounted in the same package to form an integrated circuit. In this case, the switched capacitor low-pass filter and the switched capacitor band-pass filter may be connected in series within the package, or the switched capacitor low-pass filter and the switched capacitor band-pass filter may be wired separately externally. It should have derived input/output terminals.
第３の発明は、電力系統で発生する事故から電力系統を
保護する保護リレーに設けられ、前記電力系統からの検
出信号に混在する高調波成分を除去して電力系統周波数
成分のみを抽出するためＫ。The third invention is provided in a protection relay that protects the power system from accidents that occur in the power system, and for removing harmonic components mixed in the detection signal from the power system and extracting only the power system frequency component. K.
アクティブローパスフィルタと、スイツチト・キャパシ
タ・ローパスフィルタと、スイツチト・キャパシタ・バ
ンドパスフィルタとが前記検出信号の入力側から順にカ
スケード接続されて構成される入力フィルタにおいて、
前記スイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタとスイ
ツチト・キャパシタ・バンドパスフィルタを複数個同一
パッケージ内に実装して集積回路化したことを特徴とす
るものである。An input filter configured by cascading an active low-pass filter, a switched capacitor low-pass filter, and a switched capacitor band-pass filter in order from the input side of the detection signal,
The present invention is characterized in that a plurality of the switched capacitor low-pass filters and switched capacitor band-pass filters are mounted in the same package to form an integrated circuit.
第４の発明は、電力系統で発生する事故から電力系統を
保護する保護リレーに設けられ、前記電力系統からの検
出信号に混在する高調波成分を除去して電力系統周波数
成分のみを抽出するために、アクティブローパスフィル
タと、スイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタと、
スイツチト・キャパシタ・バンドパスフィルタとが前記
検出信号の入力側から順にカスケード接続されて構成さ
れる入力フィルタにおいて、前記スイツチト・キャパシ
タ・ローパスフィルタを複数個同一パッケージ内に実装
し、これとは別に前記スイッチト・中ヤパシタ・バンド
パスフィルタを複数個同一パッケージ内に実装して集積
回路化したことを特徴とするものである。The fourth invention is provided in a protection relay that protects the power system from accidents that occur in the power system, and for removing harmonic components mixed in the detection signal from the power system and extracting only the power system frequency component. , an active low-pass filter, a switched capacitor low-pass filter,
In an input filter configured by cascading a switched capacitor band-pass filter in order from the input side of the detection signal, a plurality of the switched capacitor low-pass filters are mounted in the same package, and separately from the above-mentioned It is characterized in that a plurality of switched, medium yapacitor, and bandpass filters are mounted in the same package to form an integrated circuit.
次に、本発明の各実施例について説明するが、その前に
、スイッチト・キャパシタ等価抵抗について述べる。Next, each embodiment of the present invention will be described, but before that, the equivalent resistance of a switched capacitor will be described.
第７図は本発明の要素回路となる１３ｉｑｕａｄ形スイ
ツチト・キャパシタ・フィルタの回路構成を示す。第７
図において、Ｃｔ ＊ ａｘは積分用キャパシタ％ Ｃ
ｘ＋−Ｃａ４はスイッチト・キャノくシタ等価抵抗用キ
ャパシタ、ＯＰｌ及びＯＦ２は演算増幅器（オペアンプ
）ｔ−示す。また、第７図中のスイッチト・キャパシタ
等価抵抗用キャパシタＣｉｌ〜ＣＲ４にそれぞれ接続さ
れる各スイッチＳは、図中に示したクロックφ及びその
反転クロックφにより、それぞれスイッチングされるも
のである。第８図の（ａ）及び（ｂ）にクロックφ及び
φの例を示す。FIG. 7 shows the circuit configuration of a 13-quad type switched capacitor filter which is an element circuit of the present invention. 7th
In the figure, Ct * ax is the integrating capacitor % C
x+-Ca4 is a switched capacitor equivalent resistance capacitor, and OP1 and OF2 are operational amplifiers t-. Further, the switches S connected to the switched capacitor equivalent resistance capacitors Cil to CR4 in FIG. 7 are respectively switched by the clock φ and its inverted clock φ shown in the figure. Examples of clocks φ and φ are shown in FIGS. 8(a) and 8(b).
それぞれ′″１”レベル時にそれぞれのスイッチがオン
されるものである。第７図に示したそれぞれのスイッチ
ト・キャパシタ等価抵抗は、クロック周波数をｆｇ（Ｈ
ｚ）とすると、それぞれ次式で表わされる。Each switch is turned on when the level is ``1''. Each switched capacitor equivalent resistance shown in FIG.
z), each is expressed by the following formula.
０１１部の等価抵抗几ｌは、
Ｃ翼鵞部の等価抵抗Ｒ鵞は１
、 全く同様に、Ｃ１３及びＣｍ４部の等価抵抗Ｒ３
及び几４は次のように表わされる。The equivalent resistance R of the 011 part is 1, and the equivalent resistance R of the C wing part is 1. Similarly, the equivalent resistance R3 of the C13 and Cm4 parts is
and 几4 are expressed as follows.
また、図中の演算増幅器（ＯＰＩ）の出力は、次式によ
り表わされる。Further, the output of the operational amplifier (OPI) in the figure is expressed by the following equation.
（５）式において、 ωＧ ：角周波数 Ｑ“：選択度 Ｈ〃：利得係数 であり、それぞれ次式で表わされる。In equation (5), ωG: Angular frequency Q": Selectivity H: Gain coefficient and are respectively expressed by the following formulas.
すなわち、第７１図の演算増幅器ＯＰＩの出力Ｖ。That is, the output V of the operational amplifier OPI in FIG.
は、伝達関数が２次式で表わされるバンドパスフィルタ
の出力であることがわかる。It can be seen that is the output of a bandpass filter whose transfer function is expressed by a quadratic equation.
次に、演算増幅器ＯＰ２の出力は次式で表わされる。Next, the output of the operational amplifier OP2 is expressed by the following equation.
（９）式において、特性定数ωｏ／、Ｑ／及びＨ′は次
式で表わせる。In equation (9), the characteristic constants ωo/, Q/, and H' can be expressed by the following equations.
すなわち、演算増幅器ＯＰ２の出力ｖ０は、伝達数が２
次式で表わされるローパスフィルタとなるものである。That is, the output v0 of the operational amplifier OP2 has a transmission number of 2.
This is a low-pass filter expressed by the following equation.
特性定数においても、ω０とＱはバンドパスフィルタ及
びローパスフィルタ共に全く同一の式で表わされる。利
得係数のＨについて一第１実施例−
次に、第１図を用いて第１の発明の実施例を示す。Regarding the characteristic constants, ω0 and Q are expressed by the same formula for both the bandpass filter and the lowpass filter. Concerning Gain Coefficient H - First Embodiment Next, an embodiment of the first invention will be described with reference to FIG.
第１図は、本発明の電力系統用保護リレーの入力フィル
タの構成を示すものである。図において、人は伝達関数
が１次式で表わされるＲＣアクティブフィルタ（ローパ
スフィルタ）を示す。この回路の伝達関数Ｆ（ｓ）は、
ここで、
ωＧ ＝
几ｔ−ｃ
である。FIG. 1 shows the configuration of an input filter of a power system protection relay according to the present invention. In the figure, a person shows an RC active filter (low-pass filter) whose transfer function is expressed by a linear equation. The transfer function F(s) of this circuit is: where ωG = 几t−c.
また、Ｂは第７図に示したスイッチト・キャパシタ・フ
ィルタを伝達関数が２次式で表わされるローパスフィル
タとして使用したものである。したがって、出力は第７
図の演算増幅器ＯＰ２の出力を使用する。その伝達関数
は上記したように次のように表わされる。Further, B uses the switched capacitor filter shown in FIG. 7 as a low-pass filter whose transfer function is expressed by a quadratic equation. Therefore, the output is the seventh
The output of the operational amplifier OP2 shown in the figure is used. As mentioned above, the transfer function is expressed as follows.
さらに、Ｃは第７図に示したスイッチト・キャパシタ・
フィルタを伝達関数が２次式で表わされるバンドパスフ
ィルタとして使用したものである。Furthermore, C is the switched capacitor shown in FIG.
The filter is used as a bandpass filter whose transfer function is expressed by a quadratic equation.
したがって、その伝達関数は前記したように次のように
表わされる。Therefore, the transfer function is expressed as follows, as described above.
その結果、第１図に示した回路全体の伝達関数Ｙ （ｓ
）は次のようになる。As a result, the transfer function Y (s
) becomes as follows.
・・・・・・・・・Ｉ
すなわち、電力系統用保護リレーの入力フィルタの構成
を、まず初段にＲＣアクティブ回回路上接続し、次に、
ローパスフィルタＢを接続し、最終段にバンドパスフィ
ルタＣを接続するようにするものである。しかも、中間
のローパスフィルタＢと最終段のバンドパスフィルタＣ
は、スイッチト・キャパシタ回路により構成し、さらに
、回路構成は双方共Ｂ １ｑｕａｄ形回路を用いるよう
にする。......I In other words, the configuration of the input filter of the power system protection relay is as follows: First, connect the input filter to the first stage on the RC active circuit, and then:
A low-pass filter B is connected, and a band-pass filter C is connected at the final stage. Moreover, the intermediate low-pass filter B and the final stage band-pass filter C
are constructed from switched capacitor circuits, and both circuits use B1quad type circuits.
第１図の構成について、さらに説明を加える。The configuration shown in FIG. 1 will be further explained.
第１図において、人を几Ｃアクティブ回路で構成する理
由及び待機は、
（１） ｆｆｌ［されるスイッチト・キャパシタ・フ
ィルタの折返し誤差防止用フィルタとして用いる（２）
１次のローパスフィルタとして用いる（３）バッファ及
び電圧レベル変換用として用いるなどの機能を果すもの
でおる。In Figure 1, the reason and standby for configuring the circuit with an active circuit are as follows: (1) It is used as a filter to prevent folding errors in a switched capacitor filter that is ffl[(2)
(3) It is used as a first-order low-pass filter and serves as a buffer and voltage level converter.
次に、この１次のローパスフィルタ人の次には２次のス
イッチト・キャパシタ・フィルタＢを接続し、最終段に
２次のバンドパスフィルタＣを接続する理由は、１次及
び２次のローパスフィルタで発生するオフセット電圧を
最終段のバンドパスフィルタで除去できるようにするた
めである。したがって、第１図の構成によれば、オフセ
ット電圧については、最終段バンドパスフィルタＣで発
生するオフセットを圧を除去するのみでよい。Next, the reason why a second-order switched capacitor filter B is connected after this first-order low-pass filter, and a second-order band-pass filter C is connected to the final stage is because the first-order and second-order This is so that the offset voltage generated in the low-pass filter can be removed by the final stage band-pass filter. Therefore, according to the configuration shown in FIG. 1, it is only necessary to remove the offset voltage generated in the final stage band-pass filter C.
さらにもう一つの特徴は、２次のローパスフィルタ及び
２次のバンドパスフィルタを全く同−回路構成のＢｉｑ
ｕａｄ形回路で構成していることである。このことは、
これらの回路をモノリシックＩＣ化する場合、寄生容量
の影響が受けにくいこと、キャパシタの相対比が他の回
路に比べ小さくＩＣ化が容易であること、特性定数が独
立したキャパシタにより独立に変更可能である等、ＩＣ
化するのに好適だからである。Yet another feature is that the second-order low-pass filter and second-order band-pass filter have exactly the same circuit configuration.
It is composed of a UAD type circuit. This means that
When converting these circuits into a monolithic IC, it is difficult to be affected by parasitic capacitance, the relative ratio of capacitors is small compared to other circuits, making it easy to integrate into an IC, and the characteristic constants can be changed independently using independent capacitors. IC
This is because it is suitable for
第２図に第１図の構成とした場合の入力フィルタの全体
の減衰特性例を示す。総合的な特性は、第２図かられか
るようにバンドパスフィルタの特性となるが、低域側の
減衰率と高域減衰率とが異なシ、低域側の方が急峻では
ない。これは、初段ローパスフィルタ人、第２段ローパ
スフィルタＢ１及びバンドパスフィルタＣの高域側の減
衰特性が加算されて急峻となるのに対し、低域側に働く
のはバンドパスフィルタＣのみだからである。このよう
にするのは、低域側については直流オフセットを防止で
きればよいのに対し、高域側は高調波成分除去のために
急峻は特性が必要とされることによるものである。FIG. 2 shows an example of the overall attenuation characteristic of the input filter when the configuration shown in FIG. 1 is adopted. As can be seen from FIG. 2, the overall characteristics are those of a bandpass filter, but the attenuation rate on the low-frequency side and the high-frequency attenuation rate are different, and the low-frequency side is less steep. This is because the attenuation characteristics of the first-stage low-pass filter, second-stage low-pass filter B1, and band-pass filter C on the high-frequency side are added and become steep, whereas only the band-pass filter C acts on the low-frequency side. It is. The reason for doing this is that while it is sufficient to prevent DC offset on the low frequency side, a steep characteristic is required on the high frequency side in order to remove harmonic components.
さて、このように総合的な特性がバンドパスフィルタと
なるのであるが、かかる特性のバンドパスフィルタを構
成せずにあえて本発明の如く３つのフィルタを組み合せ
た理由は、前者のようにした場合に応答性が悪くなるこ
とに基づくものである。というのは、高域側においてか
なり急峻な減衰特性をもたせるためには高次のフィルタ
を作らなければならず、その場合に応答性を犠牲にしな
ければならない。しかし、本発明のようにすると、特性
の応答性とのバランスがよく、いずれにも偏らない状態
で最適なフィルタを構成することが可能となる。Now, the comprehensive characteristics as described above form a band-pass filter, but the reason why we purposely combined three filters as in the present invention instead of constructing a band-pass filter with such characteristics is that if we do the former, This is based on the fact that the responsiveness deteriorates. This is because in order to have a fairly steep attenuation characteristic on the high frequency side, a high-order filter must be created, and in this case, the response must be sacrificed. However, according to the present invention, it is possible to construct an optimal filter that has a good balance with the responsiveness of the characteristics and is not biased in either direction.
次に、本発明の保胤リレーの入力フィルタの適用例及び
その機能について第３図を用いて簡単に説明する。Next, an example of application of the input filter of the safety relay of the present invention and its function will be briefly explained using FIG. 3.
第３図において、Ｕ、Ｖ、ｗは電力系統の送電線を示す
。ＣＴｖ、ＣＴｖ 、ＣＴｗは電流変成器を示す。ＰＴ
ｏ 、ＰＴｖ 、ＰＴｗは補助変成器であり、電流−電
圧変換すると共に、所定の電圧レベルを得るものである
。ＦＵ、ＦＶ、ＦＷは、本発明の保護リレーの入力フィ
ルタであり、上記送電線よりの高調波成分を除去し、基
本波分を抽出するものである。Ｒは公知の保護リレー装
置であシ、系統よりの電圧、電流情報より、電圧、電流
の大きさを導出したシ、送電線のインピーダンス等を導
出して、送電線に発生した事故を検出するものである。In FIG. 3, U, V, and w indicate power transmission lines of the power system. CTv, CTv and CTw indicate current transformers. P.T.
o, PTv, and PTw are auxiliary transformers that perform current-voltage conversion and obtain a predetermined voltage level. FU, FV, and FW are input filters of the protection relay of the present invention, which remove harmonic components from the power transmission line and extract fundamental wave components. R is a well-known protective relay device that derives the magnitude of voltage and current from the voltage and current information from the grid, and derives the impedance of the power transmission line, etc., and detects accidents that occur on the power transmission line. It is something.
本発明の入力フィルタは、上記保護リレーの事故検出原
理が基本波をベースにした検出原理であるものが現在は
とんどであること二り送電線に重畳された高調波を除去
し、基本波分を抽出して正確な事故検出を行うために挿
入されるものである。The input filter of the present invention eliminates the harmonics superimposed on the power transmission line, since the accident detection principle of the protection relay is currently based on the fundamental wave. It is inserted to extract wave components and perform accurate accident detection.
以上述べた如く、第１の発明によれば、保護リレーの入
力フィルタのモノリシックＩＣ化が可能である。また、
ＩＣ化する場合、高性能化が達成できると共に、特性変
更が容易であり、経済性に富む。さらに、同一回路構成
により達成できるため設計が容易である。As described above, according to the first invention, it is possible to form the input filter of the protection relay into a monolithic IC. Also,
When integrated into an IC, high performance can be achieved, characteristics can be easily changed, and it is highly economical. Furthermore, since it can be achieved with the same circuit configuration, the design is easy.
一第２実施例−
以上の第１実施例では、保Ｍリレーに使用するに適した
スイッチト・キャパシタ・フィルタの構成例について述
べたが、第２実施例は、そのように構成されたフィルタ
を集積化する場合にどのように実装するかという観点に
ついて開示するものである。1.Second Embodiment- In the first embodiment described above, a configuration example of a switched capacitor filter suitable for use in a maintenance relay is described, but in a second embodiment, a filter configured in this manner is described. This article discloses the viewpoint of how to implement when integrating.
以下、第２実施例を図面に基づいて説明する。A second embodiment will be described below based on the drawings.
第４図は３相の電力系統に使用する場合の例を示したも
のである。なお、フィルタの構成要素については第１実
施例と同様なので、同一符号を使用してその詳細な説明
は省略する。FIG. 4 shows an example of use in a three-phase power system. Note that since the constituent elements of the filter are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals will be used and detailed explanation thereof will be omitted.
第４図において、ＡσＨＡｙ ＋ Ａｙは第１図に示し
た１次の１−１．Ｃアクティブフィルタ人に相当する。In FIG. 4, AσHAy + Ay is the first-order 1-1. shown in FIG. Corresponds to C active filter person.
Ｂσ、Ｂｙ、Ｂｙは第１図に示した２次のスイツチト・
キャパシタ・ローパスフィルタＢに相当する。また、Ｃ
σ、Ｃｖ 、Ｃｗは第１図に示し７’ｃ２次のスイツチ
ト・キャパシタ・バンドパスフィルタＣに相当する。す
なわち、第４図の実施例は、第４図に示した点線の範囲
のスイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタＢとバン
ドパスフィルタＣをカスケード接続した状態の１つの実
装単位として、１パツケージに実装するものである。Bσ, By, By are the quadratic switches shown in Figure 1.
Corresponds to capacitor low-pass filter B. Also, C
σ, Cv, and Cw correspond to the 7'c second-order switched capacitor bandpass filter C shown in FIG. That is, in the embodiment shown in FIG. 4, the switched capacitor low-pass filter B and the band-pass filter C in the range indicated by the dotted line shown in FIG. 4 are mounted in one package as one mounting unit in a cascade connection. It is.
したがって、Ａυ〜ＡＷのＲＣアクティブ回路は実装外
とする。３相分のフィルタが必要とする場合には、３個
の同−ＩＣを備えてフィルタ群を構成する。このように
、蝦小構成をパッケージ内に実装すると、チップ面積が
小さくてすみ、歩留りもよく経済的である。Therefore, the RC active circuits Aυ to AW are not mounted. If filters for three phases are required, three identical ICs are provided to form a filter group. In this way, when a small shrimp structure is mounted in a package, the chip area is small, and the yield is high and economical.
一第３実施例−
この実施例は、上述の第２実施例と同様に、第１実施例
の如く構成されたフィルタを集積する場合の１パッケー
ジ当りの実装単位について開示するものである。Third Embodiment - This embodiment, like the second embodiment described above, discloses the mounting unit per package when filters configured as in the first embodiment are integrated.
以下、第３実施例を図面に基づいて説明する。A third embodiment will be described below based on the drawings.
第５図は３相の電力系統に使用する場合の例を示したも
のである。なお、フィルタの構成については第１実施例
と同様なので、同一符号を使用してその詳細な説明は省
略する。FIG. 5 shows an example of use in a three-phase power system. Note that the configuration of the filter is the same as that in the first embodiment, so the same reference numerals are used and detailed explanation thereof will be omitted.
第５図に本実施例を示す。第５図において、各フィルタ
要素は第４図と全く同一のものである。FIG. 5 shows this embodiment. In FIG. 5, each filter element is exactly the same as in FIG.
本実施例は、スイツチト・キャパシタ・ローパスフィル
タＢとバンドパスフィルタＣのカスケード接続したフィ
ルタ構成を、図中に示すように、１パツケージ内に複数
個（第５図は３相分の例を示す）実装するものである。In this embodiment, a filter configuration in which a switched capacitor low-pass filter B and a band-pass filter C are connected in cascade is used, as shown in the figure, in one package (Fig. 5 shows an example for three phases). ) is to be implemented.
本実施例も１次のＲＣアクティブフィルタＡはＩＣの外
に実装する。このように実装しておくと、複数個のフィ
ルタを同時に使用する場合に、ＩＣ化のメリットが大き
い。In this embodiment as well, the first-order RC active filter A is mounted outside the IC. When implemented in this way, there is a great advantage of using an IC when a plurality of filters are used at the same time.
以上の実施例では、初段のＲＣアクティブフィルタを実
装外とする例について述べたが、この回路をＩＣ内に高
精度及び耐圧的にも問題なく実現できる場合には、この
回路をも含めてＩＣ化する方が、ＩＣ化のメリットがよ
り大きいことはいうまでもない。ただし、ＲＣアクティ
ブ回路、あるいはスイッチト・キャパ７タ回路化する場
合には、スイッチング周波数を高くして折返し誤差の影
響を極力小さくするようにすべきであることはいうまで
もない。In the above embodiment, an example was described in which the first-stage RC active filter is not mounted, but if this circuit can be implemented in an IC with high precision and withstand voltage without problems, the IC including this circuit can also be used. It goes without saying that the benefits of converting to IC are greater. However, when implementing an RC active circuit or a switched capacitor circuit, it goes without saying that the switching frequency should be increased to minimize the influence of aliasing errors.
さらに、本発明は、図示はしないが、第１図の構成に付
加回路を付加して、オフセット電圧の自動補償、波形の
リップル低減、ゲイン位相の自動補正等を行う場合には
、これらの回路をも含めて、相ごとにパッケージングし
てもよい。すなわち、信号の流れる単位に、１個あるい
は複数個のフィルタをＩＣ内に実装するものである。そ
して、複数個の組み合せによりシステムを構成するもの
である。Furthermore, although not shown in the drawings, the present invention allows for the addition of additional circuits to the configuration shown in FIG. 1 to perform automatic offset voltage compensation, waveform ripple reduction, automatic gain phase correction, etc. It may also be packaged separately for each phase. That is, one or more filters are mounted in the IC for each signal flow unit. A system is constructed by combining a plurality of them.
以上の構成によれば、一種類のフィルタをＩＣ化するめ
みてシステム対応が可能であり、非常に経済的である。According to the above configuration, it is possible to implement a system by converting one type of filter into an IC, which is very economical.
また、同一回路のＩＣ化により性能的にも高精度なフィ
ルタが実現できる。Furthermore, by incorporating the same circuit into an IC, a filter with high performance accuracy can be realized.
−第４実施例−
この第４実施例は、上述の第２．第３の実施例と同様に
、第１実施例の如く構成されたフィルタを集積する場合
の１パツケ一ジ当シ実装単位について開示するものであ
る。-Fourth Embodiment- This fourth embodiment is based on the second embodiment described above. Similar to the third embodiment, this embodiment discloses a mounting unit per package when filters configured as in the first embodiment are integrated.
以下、第４実施例を図面に基づいて説明する。A fourth embodiment will be described below based on the drawings.
第６図は３相の電力系統に便用する場合の例を示したも
のである。なお、フィルタの構成については第１実施例
と同様なので同一符号を使用してその詳細な説明は省略
する。FIG. 6 shows an example in which the system is conveniently used in a three-phase power system. Note that the configuration of the filter is the same as in the first embodiment, so the same reference numerals are used and detailed explanation thereof will be omitted.
第６図に、本実施例による電力系統用保護リレーの入力
フィルタのＩＣ内実装の一実施例を示す。FIG. 6 shows an example of mounting the input filter of the power system protection relay according to this embodiment in an IC.
図において、Ａａ−ＡＶは第１図に示し九Ｒ，Ｃアクテ
ィブフィルタ人に相当する。Ｂｏ〜Ｂｙは第１図に示し
た２次の３３１ｑｕａｄ形スイツチト・キャパシタ・ロ
ーパスフィルタＢに相当する。Ｃυ〜Ｃｗは第１図に示
した２次のＢｉｑｕａｄ形スイツチト・キャパシタ・バ
ンドパスフィルタＣに相当する。本発明は、第６図に示
した点線の単位、すなわちＲｅアクティブ回路群Ａ、
Ｂｉｑｕａｄ形スイツチト・キャパシタ・ローパスフィ
ルタ群Ｂ１及び１３１ｑｕａｄ 形スイツチト・キャパ
シタ・バンドパスフィルタ群Ｃごとに複数個それぞれ１
パツケージに独立に実装するものである。したがって、
例えば第６図に示したように、３種分のフィルタが必要
とする場合には、それぞれの回路を３個実装したＩＣを
１個ずつ、すなわち３個のＩＣの組み合せにより構成す
るものである。すなわち、本発明は、同一フィルタを複
数個１パツケージ内に実装し、それぞれのＩＣ′ｔ−組
み合せて、電力系統用保護リレーのフィルタを構成する
ものである。In the figure, Aa-AV corresponds to the nine R, C active filters shown in FIG. Bo to By correspond to the second-order 331-quad type switched capacitor low-pass filter B shown in FIG. Cυ to Cw correspond to the second-order Biquad type switched capacitor bandpass filter C shown in FIG. The present invention is based on the dotted line units shown in FIG. 6, that is, the Re active circuit group A,
1 each for Biquad type switched capacitor low pass filter group B1 and 131quad type switched capacitor band pass filter group C
It is implemented independently in the package. therefore,
For example, as shown in Figure 6, if three types of filters are required, each type of filter should be configured by one IC mounting three of each type of circuit, that is, by a combination of three ICs. . That is, in the present invention, a plurality of identical filters are mounted in one package, and the respective IC't-s are combined to form a filter for a power system protection relay.
このように、フィルタの形態すなわち几゛Ｃアクティブ
フィルタＡ１ ローパスフィルタＢ１及びバンドパス
フィルタＣごとにパッケージ内に実装すると、回路が標
準化され、汎用性に富む特性がある。ローパスフィルタ
が必要とする場合には、第６図のＢのみを使用すればよ
いことはいうまでもない。In this way, when the filter configurations, that is, the active filter A1, the low-pass filter B1, and the band-pass filter C are mounted in a package, the circuit is standardized and has the characteristic of being highly versatile. Needless to say, if a low-pass filter is required, only B in FIG. 6 may be used.
なお、これまでの説明において、第６図のローパスフィ
ルタＢ及びバンドパスフィルタｃ ハｍ立に１パツケー
ジに実装する例について述べたが、前記したように、こ
れらのローパスフィルタとバンドパスフィルタの回路構
成は全く同一回路であるので、回路定数をＩＣ内で切換
え、出力端子を変更するなどの容易な変更によって、特
性が例えばローパスフィルタかラハンドパスフィルタに
、あるいはバンドパスフィルタからローパスフィルタに
変更可能であるので、１種のＩＣ開発でよいものでおる
ことは容易に理解できる。In the explanation so far, we have described an example in which the low-pass filter B and the band-pass filter C shown in FIG. 6 are mounted in one package. Since the circuit configuration is exactly the same, the characteristics can be changed, for example, from a low-pass filter to a rough hand-pass filter, or from a band-pass filter to a low-pass filter, by easily changing the circuit constants within the IC and changing the output terminal. Since it is possible, it is easy to understand that it is sufficient to develop one type of IC.
すなわち、本発明は、２次のＢｉｑｕａｄ形スイツチト
・キャパシタ・フィルタを複数個１パツケージに実装し
、このＩＣをローパスフィルタ、バンドパスフィルタの
双方に利用できるように回路定数をＩＣ内に設けておき
、これらの切換え、あるいは変更によりフィルタの特性
を定め、これらの組合せにより、所望の′区力系統用保
ＭＩＪレーのフィルタを構成するようにしたものである
。That is, the present invention mounts a plurality of second-order Biquad type switched capacitor filters in one package, and provides circuit constants in the IC so that this IC can be used as both a low-pass filter and a band-pass filter. By switching or changing these, the characteristics of the filter are determined, and by combining these, a desired MIJ filter for power system protection can be constructed.
以上述べた如く、第１の発明によれば、成力系統用保ｄ
ＩＪレーの入力フィルタに用いるに適した特性、すなわ
ち減衰特性及び応答性の面において優れたスイッチト・
キャパシタ・フィルタを提供することができる。As described above, according to the first invention, the
A switched filter with excellent characteristics suitable for use in IJ Ray input filters, that is, excellent attenuation characteristics and response.
A capacitor filter can be provided.
第２乃至第３の発明によれば、上述の効果に加え、上記
入力フィルタをＩＣ化する場合の実装上の生産性、歩留
シ、使用する場合の汎用性、経済性に優れたスイッチト
・キャパシタ・フィルタを提供することができる。According to the second and third inventions, in addition to the above-mentioned effects, there is provided a switch which is excellent in mounting productivity, yield rate, versatility in use, and economic efficiency when the input filter is integrated into an IC. - A capacitor filter can be provided.
第１図は第１の発明による入力フィルタの実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図の入力フィルタの周波数特
性を示す特性図、第３図は電力系統への本フィルタの適
用例を示すブロック図、第４図は、第２０耘明の実施例
を示すブロック図、第５図は第３の発明の実施例を示す
ブロック図、第６図は第４の発明の実施例を示すブロッ
ク図、第７図はスイッチト・キャパシタ・フィルタの回
路図、第８図はその駆動パルス例を示す波形図である。
Ａ・・・アナログ・ローパスフィルタ、Ｂ・・・スイツ
チト・キャパシタ・ローパスフィルタ、Ｃ・・・スイツ
チト・キャパシタ・バンドパスフィルタ、几・・・保護
りｖ−１Ｓ・・・スイッチ素子、Ｃａｌ〜Ｃ冨４・・・
キャパシタ、ＣＩ、Ｃ！・・・キャパシタ、φ、φ・・
・駆動パルス。Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the input filter according to the first invention, Fig. 2 is a characteristic diagram showing the frequency characteristics of the input filter of Fig. 1, and Fig. 3 is an example of application of this filter to a power system. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the 20th invention, FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the third invention, and FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the fourth invention. FIG. 7 is a circuit diagram of the switched capacitor filter, and FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of its driving pulse. A...Analog low-pass filter, B...Switched capacitor low-pass filter, C...Switched capacitor band-pass filter, 几...Protection v-1S...Switch element, Cal~C Tomi 4...
Capacitor, CI, C! ...Capacitor, φ, φ...
・Drive pulse.
Claims (1)
護リレーに設けられ、前記電力系統からの検出信号に混
在する高調波成分を除去して電力系統周波数成分のみを
抽出する入力フィルタにおいて、アクティブローパスフ
ィルタと、スイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタ
と、スイツチト・キャパシタ・バンドパスフィルタとを
前記検出信号の入力側から順にカスケード接続したこと
を特徴とする電力系統用保護リレーの入力フィルタ。 ２、電力系統で発生する事故から電力系統を保護する保
護リレーに設けられ、前記電力系統からの検出信号に混
在する高調波成分を除去して電力系統周波数成分のみを
抽出するために、アクティブローパスフィルタと、スイ
ツチト・キャパシタ・ローパスフィルタと、スイツチト
・キャパシタ・バンドパスフィルタとが前記検出信号の
入力側から順にカスケード接続されて構成される入力フ
ィルタにおいて、前記スイツチト・キャパシタ・ローパ
スフィルタとスイツチト・キャパシタ・バンドパスフィ
ルタとを同一パッケージ内に実装して集積回路化したこ
とを特徴とする電力系統用保護リレーの入力フィルタ。 ３、特許請求の範囲第２項記載の入力フィルタにおいて
、前記スイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタとス
イツチト・キャパシタ・バンドパスフィルタとはパッケ
ージ内で直列配線されていることを特徴とする電力系統
用保護リレーの入力フィルタ。 ４、特許請求の範囲第２項記載の入力フィルタにおいて
、前記スイツチト・キャパシタ・ローパスフィルタとス
イツチト・キャパシタ・バンドパスフィルタとはそれぞ
れ独立して外部導出された入出力端子を有することを特
徴とする電力系統用保護リレーの入力フィルタ。 ５、電力系統で発生する事故から電力系統を保護する保
護リレーに設けられ、前記電力系統からの検出信号に混
在する高調波成分を除去して電力系統周波数成分のみを
抽出するために、アクティブローパスフィルタと、スイ
ツチト・キャパシタ・ローパスフィルタと、スイツチト
・キャパシタ・バンドパスフィルタとが前記検出信号の
入力側から順にカスケード接続されて構成される入力フ
ィルタにおいて、前記スイツチト・キャパシタ・ローパ
スフィルタとスイツチト・キャパシタ・バンドパスフィ
ルタを複数個同一パッケージ内に実装して集積回路化し
たことを特徴とする電力系統用保護リレーの入力フィル
タ。 ６、電力系統で発生する事故から電力系統を保護する保
護リレーに設けられ、前記電力系統からの検出信号に混
在する高調波成分を除去して電力系統周波数成分のみを
抽出するために、アクティブローパスフィルタと、スイ
ツチト・キャパシタ・ローパスフィルタと、スイツチト
・キャパシタ・バンドパスフィルタとが前記検出信号の
入力側から順にカスケード接続されて構成される入力フ
ィルタにおいて、前記スイツチト・キャパシタ・ローパ
スフィルタを複数個同一パッケージ内に実装し、これと
は別に前記スイツチト・キャパシタ・バンドパスフィル
タを複数個同一パッケージ内に実装して集積回路化した
ことを特徴とする電力系統用保護リレーの入力フィルタ
。[Claims] 1. Provided in a protection relay that protects the power system from accidents occurring in the power system, removes harmonic components mixed in the detection signal from the power system and extracts only power system frequency components. An input filter for a power system protection relay, characterized in that, in the input filter, an active low-pass filter, a switched capacitor low-pass filter, and a switched capacitor band-pass filter are connected in cascade in order from the input side of the detection signal. filter. 2. Active low-pass is installed in the protection relay that protects the power system from accidents that occur in the power system, and removes harmonic components mixed in the detection signal from the power system and extracts only the power system frequency component. In an input filter configured by cascading a filter, a switched capacitor low-pass filter, and a switched capacitor band-pass filter in order from the input side of the detection signal, the switched capacitor low-pass filter and the switched capacitor band-pass filter - An input filter for a power system protection relay, which is characterized by having a bandpass filter and a bandpass filter mounted in the same package to form an integrated circuit. 3. The input filter according to claim 2, wherein the switched capacitor low-pass filter and the switched capacitor band-pass filter are wired in series within a package. input filter. 4. The input filter according to claim 2, wherein the switched capacitor low-pass filter and the switched capacitor band-pass filter each have input/output terminals that are independently led to the outside. Input filter for power system protection relays. 5. Active low-pass is installed in the protection relay that protects the power system from accidents that occur in the power system, and is used to remove harmonic components mixed in the detection signal from the power system and extract only the power system frequency component. In an input filter configured by cascading a filter, a switched capacitor low-pass filter, and a switched capacitor band-pass filter in order from the input side of the detection signal, the switched capacitor low-pass filter and the switched capacitor band-pass filter - An input filter for a power system protection relay, which is characterized by having multiple bandpass filters mounted in the same package to form an integrated circuit. 6. An active low-pass filter is installed in a protection relay that protects the power system from accidents that occur in the power system, and is used to remove harmonic components mixed in the detection signal from the power system and extract only the power system frequency component. In an input filter configured by cascading a filter, a switched capacitor low-pass filter, and a switched capacitor band-pass filter in order from the input side of the detection signal, a plurality of the switched capacitor low-pass filters are the same. 1. An input filter for a protection relay for a power system, characterized in that it is mounted in a package, and separately, a plurality of the switched capacitor bandpass filters are mounted in the same package to form an integrated circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241680A JPS61121514A (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Input filter of protective relay for electric power system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241680A JPS61121514A (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Input filter of protective relay for electric power system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61121514A true JPS61121514A (en) | 1986-06-09 |
Family
ID=17077917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59241680A Pending JPS61121514A (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Input filter of protective relay for electric power system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61121514A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01243718A (en) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Fujitsu Denso Ltd | Filter device |
| CN109565098A (en) * | 2016-08-18 | 2019-04-02 | 华为技术有限公司 | A kind of filter |
| EP4064491A1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-09-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for determining a fault impedance |
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- 1984-11-16 JP JP59241680A patent/JPS61121514A/en active Pending
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