JPH0560805A

JPH0560805A - Digital data computing system

Info

Publication number: JPH0560805A
Application number: JP3219794A
Authority: JP
Inventors: Hachidai Itou; 八大伊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-12

Abstract

PURPOSE:To obtain a digital data computing system which is less in number of multiplying times and used for a protective relay and by which computed results can be obtained in a short time. CONSTITUTION:The cosine amount V.Icostheta and sine amount V.Isintheta of two different AC amounts V(t) and I(t) obtained from a power system are found from equations, V.Icostheta=A.(vm-K.vm-1+vm-2).(im-K.im-1+im-2)+B.(vm- vm-2).(im-im-2) and V.Isintheta=C.{(vm-K.vm-1+ vm-2).(im-im-2)-(vm-vm-2).(im-K.im-1+im-2)}, by using instantaneous values (vm, im) at time tm obtained by converting the AC amounts V(t) and I(t), instantaneous values (vm-L, im-L) at time tm-1 which is different in phase against a frequency by T, and instantaneous values (vm-2, im-2) at time tm-2 which is different in phase.

Description

Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電力系統からの電流量
及び電圧量を入力して電力系統の保護演算に適した電気
量を得るディジタルデ―タの演算方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital data arithmetic system for inputting a current amount and a voltage amount from a power system to obtain a quantity of electricity suitable for protection calculation of the power system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図３はディジタル形保護継電器の構成図
であり、これによって従来のディジタルデ―タの演算方
式について説明する。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram of a digital type protective relay, and a conventional digital data arithmetic system will be described below.

【０００３】図３において、電力系統からの交流量Ｖ
(t) ，Ｉ(t)はアナログ／ディジタル変換回路１（以下
Ａ／Ｄ変換回路と称す）を介してサンプリングされ、デ
ィジタル量に変換、これがディジタル形保護継電器２の
メモリ21へ格納される。デ―タメモリ21へは各時刻
ｔ_m，ｔ_m-1，ｔ_m-2，ｔ_m-3…のデ―タが格納され
る。ここに格納された瞬時値デ―タはプログラムメモリ
23に記憶されているプログラムに従って、演算処理部22
にて処理される。演算結果は、入出力装置（Ｉ／Ｏ）24
によって外部へ出力される。２つの異なる交流量の瞬時
値を用いて、演算処理部22において交流量の位相差の余
弦量、及び正弦量を求めるものは、以下に示す通り、種
々の方式が提案されている。（１）連続２サンプリング法In FIG. 3, the AC amount V from the power system
(t) and I (t) are sampled through an analog / digital conversion circuit 1 (hereinafter referred to as an A / D conversion circuit) and converted into a digital quantity, which is stored in the memory 21 of the digital protective relay 2. The data memory 21 stores data at respective times t _m , t _m-1 , t _m-2 , t _m-3 .... Instantaneous value data stored here is program memory
According to the program stored in 23, the arithmetic processing unit 22
Will be processed. Calculation results are input / output device (I / O) 24
Is output to the outside by. Various methods have been proposed for obtaining the cosine amount and the sine amount of the phase difference of the AC amount in the arithmetic processing unit 22 using the instantaneous values of the two different AC amounts, as shown below. (1) Continuous 2-sampling method

【０００４】交流量Ｖ(t) ，Ｉ(t) をディジタル量に変
換して得られる時刻ｔ_mの瞬時値（ｖ_m，ｉ_m）と、所
定の周波数に対して位相がωＴ異なる時刻ｔ_m-1の瞬時
値（ｖ_m-1，ｉ_m-1）を用いて、次の方法で演算値を求
める。Ｖ・Ｉ・cos θ＝｛ｖ_m・ｉ_m＋ｖ_m-1・ｉ_m-1 −（ｖ_m・ｉ_m-1＋ｖ_m-1・ｉ_m）・cos ωＴ｝／sin ² ωＴＶ・Ｉ・sin θ＝（ｖ_m-1・ｉ_m−ｖ_m・ｉ_m-1）／sin ωＴ（２）連続３サンプリング法The AC quantities V (t) and I (t) are converted into digital quantities.
Time t obtained by replacing_mInstantaneous value of (v_m, I_m) And place
Time t at which the phase is ωT different from the constant frequency_m-1Instant of
Value (v_m-1, I_m-1) To obtain the calculated value by the following method.
Meru. V · I · cos θ = {v_m・ I_m+ V_m-1・ I_m-1 -(V_m・ I_m-1+ V_m-1・ I_m) ・ Cos ωT} / sin² ωT V · I · sin θ = (v_m-1・ I_m-V_m・ I_m-1) / Sin ωT (2) Continuous 3-sampling method

【０００５】時刻ｔ_m，ｔ_m-1，ｔ_m-2の瞬時値
（ｖ_m，ｉ_m），（ｖ_m-1，ｉ_m-1），（ｖ_m-2，ｉ
_m-2）を用いて、次の演算値を求める。ｋ・Ｖ・Ｉ・cos θ＝ｖ_m・ｉ_m−Ｋ・ｖ_m-1・ｉ_m-1 ＋ｖ_m-2・ｉ_m-2 但し、サンプリング間隔30°のときｋ＝1/2 ，Ｋ＝１
（３）直角２サンプリング法Time t_m, T_m-1, T_m-2Instantaneous value of
(V_m, I_m), (V_m-1, I_m-1), (V_m-2, I
_m-2) Is used to obtain the next calculated value. k · V · I · cos θ = v_m・ I_m-Kv_m-1・ I_m-1 + V_m-2・ I_m-2 However, when the sampling interval is 30 °, k = 1/2 and K = 1
(3) Right angle 2 sampling method

【０００６】所定の周波数に対して、位相が90°異なる
時刻ｔ_m，ｔ_m-3の瞬時値（ｖ_m，ｉ_m），（ｖ_m-3，
ｉ_m-3）を用いて、次の演算値を求める。Ｖ・Ｉ・cos θ＝ｖ_m・ｉ_m＋ｖ_m-3・ｉ_m-3 Ｖ・Ｉ・sin θ＝ｖ_m-3・ｉ_m−ｖ_m・ｉ_ｍ−３ Instantaneous values (v _m , i _m ), (v _m-3 , at times t _m , t _m-3 , whose phases differ by 90 ° from a predetermined frequency,
i _m−3 ) to obtain the next calculated value. V · I · cos θ = v m · i m + v m-3 · i m-3 V · I · sin θ = v m-3 · i m -v m · i m-3

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来方式にお
いて、（１），（２）によって余弦量を求める場合に
は、乗算回数が３回以上必要となって演算処理に時間が
かかり、又、（３）によって余弦量又は正弦量を求める
場合には、電気角で９０°離れたデ―タが必要となり、
結果が得られるまでに、例えば系統周波数が50Hzの場合
であれば５msなる時間がかかってしまう。In the above-mentioned conventional method, when the cosine amount is obtained by (1) and (2), the number of multiplications needs to be three or more, which requires a long calculation process. To obtain the cosine amount or the sine amount by (3), data with an electrical angle of 90 ° are required.
For example, if the system frequency is 50 Hz, it takes 5 ms to obtain the result.

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、乗算回数が少なく、かつ結果が得られ
るまでの時間を短かくすることの可能なディジタルデ―
タの演算方式を提供することを目的としている。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is a digital data which has a small number of multiplications and a short time until a result is obtained.
It is intended to provide a calculation method of data.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、電力系統から
得られる相異なる交流量Ｖ(t) ，Ｉ(t) をディジタル量
に変換して得られた時刻ｔ_mの瞬時値（ｖ_m，ｉ_m）と
周波数に対して位相がωＴ異なる時刻ｔ_m-1の瞬時値
（ｖ_m-1，ｉ_m-1）、及び位相が２ωＴ異なる時刻ｔ
_m-2の瞬時値（ｖ_m-2，ｉ_m-2）とから、前記２つの交
流量の余弦量Ｖ・Ｉcos θ、及び正弦量Ｖ・Ｉsin θを
求める原理式として、下式を用いるものである。Ｖ・Ｉ・cos θ＝Ａ・（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＋Ｂ・（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）Ｖ・Ｉ・sin θ＝Ｃ・｛（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）−（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）｝According to the present invention, the instantaneous value (v _m ) at time t _m obtained by converting different alternating current amounts V (t) and I (t) obtained from a power system into digital amounts. , I _m ) and the instantaneous value (v _m-1 , i _m-1 ) at time t _m-1 where the phase differs by ωT with respect to the frequency, and the time t when the phase differs by 2ωT.
_The following equation is used as a principle equation for obtaining the cosine amount V · Icos θ and the sine amount V · Isin θ of the two AC amounts from the instantaneous value (v _m-2 , i _m-2 ) of _m-2. It is a thing. V · I · cos θ = A · (v m -K · v m-1 + v m-2) · (i m -K · i m-1 + i m-2) + B · (v m -v m-2 _{_{) · (i m -i m-}} 2) V · I · sin θ = C · {(v m -K · v m-1 + v m-2) · (i m -i m-2) - (v m _{-v m-2) · (i} m -K · i m-1 + i m-2)}

【００１０】[0010]

【作用】先ず、余弦量についての作用説明をする。交流
量Ｖ(t) ，Ｉ(t) は、次式のように表わすことができ
る。Ｖ(t) ＝Ｖ・sin ωｔＩ(t) ＝Ｉ・sin （ωｔ−θ）First, the operation of the cosine amount will be described. The alternating current amounts V (t) and I (t) can be expressed by the following equations. V (t) = V · sin ωt I (t) = I · sin (ωt−θ)

【００１１】ここで、Ｖ，Ｉは交流量Ｖ(t) ，Ｉ(t) の
振幅値であり、θは交流量Ｉ(t) のＶ(t) に対する位相
の遅れであり、ωは基本角周波数である。この交流量を
Ｔ間隔でサンプリングしたときのサンプル値は、
（１），（２），（３），（４），（５），（６）式で
表される。ｖ_m ＝Ｖ・sin ωｔ …（１）ｖ_m-1＝Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ） …（２）ｖ_m-2＝Ｖ・sin （ωｔ−２ωＴ） …（３）ｉ_m ＝Ｉ・sin （ωｔ−θ） …（４）ｉ_m-1＝Ｉ・sin （ωｔ−θ−ωＴ） …（５）ｉ_m-2＝Ｉ・sin （ωｔ−θ−２ωＴ） …（６）これら２交流量の連続３サンプル値から、演算値Ｙ₁を
次式により求める。Ｙ₁＝Ａ・（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＋Ｂ・（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2） …（７）（１），（２），（３），（４），（５），（６）式よりｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2＝Ｖ・sin ωｔ−Ｋ・Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ）＋Ｖ・sin （ωｔ−２ωＴ）＝２・Ｖ・cos ωＴ・sin （ωｔ−ωＴ） −Ｋ・Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ）＝（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ） …（８）ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2＝Ｉ・sin （ωｔ−θ） −Ｋ・Ｉ・sin （ωｔ−θ−ωＴ）＋Ｉ・sin （ωｔ−θ−２ωＴ）＝２・Ｉ・cos ωＴ・sin （ωｔ−θ−ωＴ） −Ｋ・Ｉ・sin （ωｔ−θ−ωＴ）＝（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｉ・sin （ωｔ−θ−ωＴ） …（９）ｖ_m−ｖ_m-2＝Ｖ・sin ωｔ−Ｖ・sin （ωｔ−２ωＴ）＝２・Ｖ・sin ωＴ・cos （ωｔ−ωＴ） …（10）ｉ_m−ｉ_m-2＝Ｉ・sin （ωｔ−θ）−Ｉ・sin （ωｔ−θ−２ωＴ）＝２・Ｉ・sin ωＴ・cos （ωｔ−θ−ωＴ） …（11）であるから、Ａ＝（２・cos ωＴ−Ｋ）^-2，Ｂ＝（４・
sin ² ωＴ）^-1として（７）式に代入すると、Ｙ₁＝Ａ・（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＋Ｂ・（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）＝（２・cos ωＴ−Ｋ）^-2 ×｛（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ）｝ ×｛（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｉ・sin （ωｔ−θ−ωＴ）｝＋（４・sin ² ωＴ）^-1×｛２・Ｖ・cos （ωｔ−ωＴ）｝ ×｛２・Ｖ・cos （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・｛sin （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）＋cos （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・cos θ となり、前記演算値Ｙ₁として余弦量Ｖ・Ｉ・cos θが
求められる。次に正弦量についての作用説明をする。前
述の連続３サンプリング値から、演算値Ｙ₂を次式によ
り求める。Ｙ₂＝Ｃ・｛（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2） −（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）｝…（12）又、（８），（９），（10），（11）式より（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）＝（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ）・２・Ｉ・sin ωＴ・cos （ωｔ−θ−ωＴ）＝２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ） …（13）（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＝２・Ｖ・sin ωＴ・cos （ωｔ−ωＴ）・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｉ・sin （ωｔ−θ−ωＴ）＝２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ） …（14）であるから、Ｃ＝｛２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−
Ｋ）｝^-1とし、（12）式に代入するとＹ₂＝Ｃ・｛（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2） −（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）｝＝｛２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）｝^-1 ×｛２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ） −２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・cos （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・｛sin （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ） −cos （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・sin θ となり、前記演算値Ｙ₂として正弦量Ｖ・Ｉ・sin θが
求められる。以上のことからＡ・（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＋Ｂ（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）なる演算式にて余弦量Ｖ・Ｉ・cos θが求まり、Ｃ・｛（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2） −（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）｝なる演算式にて正弦量Ｖ・Ｉ・sin θが求まる。これら
の余弦量、あるいは正弦量を用いて継電器の動作判定を
行なう。Here, V and I are AC amounts V (t) and I (t), respectively.
Amplitude value, θ is the phase of AC amount I (t) with respect to V (t)
Is the delay, and ω is the fundamental angular frequency. This exchange amount
The sample values when sampling at T intervals are
In equations (1), (2), (3), (4), (5), and (6)
expressed. v_m = V · sin ωt (1) v_m-1= V · sin (ωt−ωT) (2) v_m-2= Vsin (ωt-2ωT) (3) i_m = I · sin (ωt−θ) (4) i_m-1= I · sin (ωt−θ−ωT) (5) i_m-2= I · sin (ωt−θ−2ωT) (6) From these three consecutive sampled values of the two AC amounts, the calculated value Y₁To
Calculate by the following formula. Y₁= A ・ (v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2) + B ・ (v_m-V_m-2) ・ (I_m-I_m-2) (7) From the expressions (1), (2), (3), (4), (5), and (6), v_m-Kv_m-1+ V_m-2= V · sin ωt−K · V · sin (ωt−ωT) + V · sin (ωt−2ωT) = 2 · V · cos ωT · sin (ωt−ωT) −K · V · sin (ωt−ωT) = (2 · cos ωT−K) · V · sin (ωt−ωT) (8) i_m-Ki_m-1+ I_m-2= I · sin (ωt−θ) −K · I · sin (ωt−θ−ωT) + I · sin (ωt−θ−2ωT) = 2 · I · cos ωT · sin (ωt−θ−ωT) −K * I * sin ((omega) t- (theta)-(omega) T) = (2 * cos (omega) T-K) * I * sin ((omega) t- (theta)-(omega) T) ... (9) v_m-V_m-2= V · sin ωt−V · sin (ωt−2ωT) = 2 · V · sin ωT · cos (ωt−ωT) (10) i_m-I_m-2= I · sin (ωt−θ) −I · sin (ωt−θ−2ωT) = 2 · I · sin ωT · cos (ωt−θ−ωT) (11) Therefore, A = (2 · cos ωT-K)^-2, B = (4
sin² ωT)^-1Substituting into equation (7) as₁= A ・ (v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2) + B ・ (v_m-V_m-2) ・ (I_m-I_m-2) = (2 · cos ωT−K)^-2 × {(2 · cos ωT−K) · V · sin (ωt−ωT)} × {(2 · cos ωT−K) · I · sin (ωt−θ−ωT)} + (4 · sin² ωT)^-1× {2 · V · cos (ωt−ωT)} × {2 · V · cos (ωt−θ−ωT)} = V · I · {sin (ωt−ωT) · sin (ωt−θ−ωT) + cos (Ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT)} = V · I · cos θ, and the calculated value Y₁And the cosine amount V ・ I ・ cos θ is
Desired. Next, the operation of the sine amount will be described. Previous
Calculated value Y from the consecutive 3 sampling values₂By
Ask for. Y₂= C · {(v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-I_m-2)-(V_m-V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2)} (12) From equations (8), (9), (10), and (11), (v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-I_m-2) = (2 · cos ωT−K) · V · sin (ωt−ωT) · 2 · I · sin ωT · cos (ωt−θ−ωT) = 2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K) V · I · sin (ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT) (13) (v_m-V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2) = 2 · V · sin ωT · cos (ωt−ωT) · (2 · cos ωT−K) · I · sin (ωt−θ−ωT) = 2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K) Since V · I · sin (ωt−ωT) · sin (ωt−θ−ωT) (14), C = {2 · sin ωT · (2 · cos ωT−
K)}^-1And substituting it in equation (12) yields Y₂= C · {(v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-I_m-2)-(V_m-V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2)} = {2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K)}^-1 × {2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K) · V · I · sin (ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT) −2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K) V · I · cos (ωt−ωT) · sin (ωt−θ−ωT)} = V · I · {sin (ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT) −cos (ωt−ωT) · sin (Ωt−θ−ωT)} = V · I · sin θ, and the calculated value Y₂And the sine quantity V ・ I ・ sin θ is
Desired. From the above, A ・ (v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2) + B (v_m-V_m-2) ・ (I_m-I_m-2), The cosine amount V · I · cos θ is obtained, and C · {(v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-I_m-2)-(V_m-V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2)} The sine amount V · I · sin θ can be calculated by the following equation. these
Determine the operation of the relay by using the cosine amount or sine amount of
To do.

【００１２】[0012]

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図１
は本発明によるディジタルデ―タの演算方式のうちで、
余弦量を演算処理するための一実施例のフロ―チャ―ト
である。Embodiments will be described below with reference to the drawings. Figure 1
Among the digital data arithmetic methods according to the present invention,
3 is a flowchart of an embodiment for calculating a cosine amount.

【００１３】図１において、ステップ１−１では、交流
量Ｖ(t) ，Ｉ(t) の時刻ｔ_m，ｔ_m-1，ｔ_m-2における
瞬時値のディジタルデ―タｖ_m，ｉ_m，ｖ_m-1，
ｉ_m-1，ｖ_m-2，ｉ_m-2を取り込み、所定のメモリに格
納する。ステップ１−２では取り込まれたデ―タｖ_m，
ｖ_m-1，ｖ_m-2と定数Ｋからｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2
を求め所定のメモリに格納する。ステップ１−３では取
り込まれたデ―タｉ_m，ｉ_m-1，ｉ_m-2と定数Ｋからｉ
_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2を求め所定のメモリに格納す
る。ステップ１−４では取り込まれたデ―タｖ_m，ｖ
_m-2の差をとり所定のメモリに格納する。ステップ１−
５では取り込まれたデ―タｉ_m，ｉ_m-2の差をとり所定
のメモリに格納する。ステップ１−６ではステップ１−
２とステップ１−３にて得られた演算結果の乗算を実行
し、さらに定数Ａを乗算して所定のメモリに格納する。
ステップ１−７ではステップ１−４とステップ１−５に
て得られた演算結果の乗算を実行し、さらに定数Ｂを乗
算して所定のメモリに格納する。ステップ１−８ではス
テップ１−６で得られた演算結果に、ステップ１−７で
得られた演算結果を加算する。ステップ１−９ではこの
ステップ１−８の演算結果に対して、動作判定を行な
う。実施例の作用を説明する。ステップ１−１では各サンプリングデ―タｖ_m，
ｖ_m-1，ｖ_m-2，ｉ_m，ｉ_m-1，ｉ_m-2を取り込む。ステップ１−２ではｖ_m、（８）式に示される通りの、ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2＝（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ）を得る。ステップ１−３ではｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2を演算
し、（９）式に示される通りの、ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2＝（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）を得る。ステップ１−４ではｖ_mとｖ_m-2との差をとり、（10）
式に示される通りのｖ_m−ｖ_m-2＝２・Ｖ・sin ωＴ・
cos （ωｔ−ωＴ）を得る。ステップ１−５ではｉ_mとｉ_m-2との差をとり、（11）
式に示される通りのｉ_m−ｉ_m-2＝２・Ｉ・sin ωＴ・
cos （ωｔ−θ−ωＴ）を得る。ステップ１−６では、ステップ１−２，ステップ１−３
の演算結果と、Ａ＝（２・cos ωＴ−Ｋ）^-2の乗算を行
なう。したがってＡ・（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＝（２・cos ωＴ−Ｋ）^-2 ×｛（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・sin （ωｔ−ωＴ）｝・｛（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｉ・sin （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）が求まる。ステップ１−７では、ステップ１−４，ステップ１−５
の演算結果と、Ｂ＝（４・sin ² ωＴ）^-1の乗算を行な
う。したがってＢ・（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）＝（４・sin ² ωＴ）^-1・｛２・Ｖ・sin ωＴ・cos （ωｔ−ωＴ）｝ ×｛２・Ｉ・sin ωＴ・cos （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・cos （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ）が求まる。ステップ１−８では、ステップ１−６，ステップ１−７
の演算結果の加算を行なう。即ち、Ａ・（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＋Ｂ・（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）＝Ｖ・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）＋Ｖ・Ｉ・cos （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ）＝Ｖ・Ｉ・cos θ これにより、前述のとおりＶ・Ｉ・cos θが求まる。ス
テップ１−９では演算結果Ｖ・Ｉ・cos θ用いて、公知
の方法により動作判定を行なう。In FIG. 1, in step 1-1, alternating current
Time t of quantity V (t), I (t)_m, T_m-1, T_m-2In
Instantaneous value digital data v_m, I_m, V_m-1，
i_m-1, V_m-2, I_m-2Captured in the specified memory
Pay. Data v fetched in step 1-2_m，
v_m-1, V_m-2And constant K to v_m-Kv_m-1+ V_m-2
Is stored in a predetermined memory. In steps 1-3
Data i_m, I_m-1, I_m-2And constant K to i
_m-Ki_m-1+ I_m-2And store it in the specified memory
It In step 1-4, the captured data v_m, V
_m-2Then, the difference is stored in a predetermined memory. Step 1-
Data i acquired in 5_m, I_m-2Predetermined difference
Stored in memory. In Step 1-6, Step 1-
2 and multiplication of the operation result obtained in step 1-3
Then, it is multiplied by a constant A and stored in a predetermined memory.
In Step 1-7, go to Step 1-4 and Step 1-5.
Multiply the calculation result obtained by
Calculated and stored in a predetermined memory. In step 1-8
In Step 1-7, add the calculation result obtained in Step 1-6.
The obtained calculation results are added. In step 1-9
A motion judgment is performed for the calculation result of step 1-8.
U The operation of the embodiment will be described. In step 1-1, each sampling data v_m，
v_m-1, V_m-2, I_m, I_m-1, I_m-2Take in. In step 1-2, v_m, As shown in equation (8), v_m-Kv_m-1+ V_m-2= (2 · cos ωT−K) · V · sin (ωt−ωT) is obtained. In step 1-3, i_m-Ki_m-1+ I_m-2Calculate
Then, as shown in the equation (9), i_m-Ki_m-1+ I_m-2= (2 · cos ωT−K) · I · sin (ωt−ωT) is obtained. In step 1-4, v_mAnd v_m-2Take the difference with (10)
V as shown in the formula_m-V_m-2= 2 ・ V ・ sin ωT ・
Obtain cos (ωt−ωT). In step 1-5, i_mAnd i_m-2Take the difference with (11)
I as shown in the formula_m-I_m-2= 2 ・ I ・ sin ωT ・
Obtain cos (ωt−θ−ωT). In step 1-6, step 1-2 and step 1-3
And the calculation result of A = (2 · cos ωT−K)^-2Row of multiplication
Nau. Therefore, A · (v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2) = (2 · cos ωT−K)^-2 × {(2 · cos ωT−K) · V · sin (ωt−ωT)} · {(2 · cos ωT−K) · I · sin (ωt−θ−ωT)} = V · I · sin (ωt −ωT) · sin (ωt−θ−ωT) is obtained. In step 1-7, step 1-4 and step 1-5
And the calculation result of B = (4 · sin² ωT)^-1Multiply
U Therefore, B · (v_m-V_m-2) ・ (I_m-I_m-2) = (4 · sin² ωT)^-1・ {2 ・ V ・ sin ωT ・ cos (ωt-ωT)} × {2 ・ I ・ sin ωT ・ cos (ωt-θ-ωT)} = V ・ I ・ cos (ωt-ωT) ・ cos (ωt- θ−ωT) is obtained. In step 1-8, step 1-6, step 1-7
The addition of the calculation result of is performed. That is, A · (v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2) + B ・ (v_m-V_m-2) ・ (I_m-I_m-2) = V · I · sin (ωt−ωT) · sin (ωt−θ−ωT) + V · I · cos (ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT) = V · I · cos θ As described above, V · I · cos θ can be obtained. Su
In Step 1-9, the calculation result V · I · cos θ is used to make it known.
The operation is determined by the method.

【００１４】定数Ａ，Ｂ，Ｋの掛算は乗算を用いなくて
も、シフト演算と加減算を用いて公知の方法により実現
が可能であることから、本実施例によれば、連続３サン
プリングデ―タのみを用いて、２回乗算だけで余弦量Ｖ
・Ｉ・cos θが求められる。したがって、連続２サンプ
リング法、連続３サンプリング法よりも乗算回数が少な
く、直角２サンプリング法よりも、短時間で余弦量Ｖ・
Ｉ・cos θを得ることができる。図２は本発明の他の実
施例の処理内容を示すフロ―チャ―トであり、本実施例
は正弦量を演算するものである。Since multiplication of the constants A, B and K can be realized by a known method using shift operation and addition / subtraction without using multiplication, according to the present embodiment, continuous 3-sampling data is used. Cosine amount V only by multiplying twice by using
・ I · cos θ is required. Therefore, the number of multiplications is smaller than the continuous 2-sampling method and the continuous 3-sampling method, and the cosine amount V ·
It is possible to obtain I · cos θ. FIG. 2 is a flow chart showing the processing contents of another embodiment of the present invention, and this embodiment calculates the sine amount.

【００１５】図２において、ステップ２−１では、交流
量Ｖ(t) ，Ｉ(t) の時刻ｔ_m，ｔ_m-1，ｔ_m-2における
瞬時値のディジタルデ―タｖ_m，ｉ_m，ｖ_m-1，
ｉ_m-1，ｖ_m-2，ｉ_m-2を取り込み、所定のメモリに格
納する。ステップ２−２では取り込まれたデ―タｖ_m，
ｖ_m-1，ｖ_m-2と定数Ｋからｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2
を求め所定のメモリに格納する。ステップ２−３では取
り込まれたデ―タｉ_m，ｉ_m-1，ｉ_m-2と定数Ｋからｉ
_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2を求め所定のメモリに格納す
る。ステップ２−４では取り込まれたデ―タｖ_m，ｖ
_m-2の差をとり所定のメモリに格納する。ステップ２−
５では取り込まれたデ―タｉ_m，ｉ_m-2の差をとり所定
のメモリに格納する。ステップ２−６ではステップ２−
２とステップ２−５にて得られた演算結果の乗算を実行
し、所定のメモリに格納する。ステップ２−７ではステ
ップ２−３とステップ２−４にて得られた演算結果の乗
算を実行し、所定のメモリに格納する。ステップ２−８
ではステップ２−６とステップ２−７で得られた演算結
果の差をとり、さらに定数Ｃを乗算する。ステップ２−
９ではステップ２−８の演算結果に対して動作判定を行
なう。次に作用説明をする。In FIG. 2, in step 2-1, digital data v _m , i of instantaneous values of alternating current amounts V (t), I (t) at times t _m , t _m-1 , t _m-2 . _m , v _m-1 ,
i _m-1 , v _m-2 , and i _m-2 are fetched and stored in a predetermined memory. In step 2-2, the data v _m acquired is
From v _m-1 , v _m-2 and the constant K, v _m −K · v _m-1 + v _m-2
Is stored in a predetermined memory. In step 2-3, the data i _m , i _m-1 , i _m-2 and the constant K taken in are taken into account i.
_m −K · i _m−1 + i _m−2 is calculated and stored in a predetermined memory. In step 2-4, the data v _m , v taken in
The difference of _m-2 is calculated and stored in a predetermined memory. Step 2-
In step 5, the difference between the fetched data i _m and i _m-2 is calculated and stored in a predetermined memory. In Step 2-6, Step 2-
2 and the calculation result obtained in step 2-5 are multiplied and stored in a predetermined memory. In step 2-7, the multiplication of the calculation results obtained in step 2-3 and step 2-4 is executed and the result is stored in a predetermined memory. Step 2-8
Then, the difference between the calculation results obtained in step 2-6 and step 2-7 is calculated and further multiplied by the constant C. Step 2-
At 9, the operation is judged based on the calculation result of step 2-8. Next, the operation will be described.

【００１６】ステップ２−１，２−２，２−３，２−
４，２−５では、前述のステップ１−１，１−２，１−
３，１−４，１−５と同様な作用を行なう。ステップ２
−６では、ステップ２−２とステップ２−５の演算結果
との乗算を行なって（13）式に示されるとおりの、（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2）＝２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ）を得る。ステップ２−７では、ステップ２−３とステップ２−４
の演算結果との乗算を行なって（14）式に示されるとお
りの（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）＝２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・cos （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）を得る。Steps 2-1, 2-2, 2-3, 2-
In steps 4 and 2-5, the above-mentioned steps 1-1, 1-2, 1-
The same operation as 3, 1-4, 1-5 is performed. Step two
At -6, the calculation results of Steps 2-2 and 2-5 are multiplied to obtain (v _m −K · v _m−1 + v _m−2 ) · (i _m− i _m−2 ) = 2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K) · V · I · sin (ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT). In Step 2-7, Step 2-3 and Step 2-4
Operation result and multiplying conducted (14) of the as shown in the formula of _{_{(v m -v m-2)}} · (i m -K · i m-1 + i m-2) = 2 · sin ωT · ( 2 · cos ωT−K) · V · I · cos (ωt−ωT) · sin (ωt−θ−ωT) is obtained.

【００１７】ステップ２−８では、ステップ２−６とス
テップ２−７の演算結果の差をとり、さらに定数Ｃ＝
｛２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）｝^-1を乗算す
る。即ちＣ・｛（ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2）・（ｉ_m−ｉ_m-2） −（ｖ_m−ｖ_m-2）・（ｉ_m−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2）｝＝｛２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）｝^-1 ×｛２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・sin （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ） −２・sin ωＴ・（２・cos ωＴ−Ｋ）・Ｖ・Ｉ・cos （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・｛sin （ωｔ−ωＴ）・cos （ωｔ−θ−ωＴ） −cos （ωｔ−ωＴ）・sin （ωｔ−θ−ωＴ）｝＝Ｖ・Ｉ・sin θ これにより、前述のとおり正弦量Ｖ・Ｉ・sin θが求ま
る。ステップ２−９では演算結果Ｖ・Ｉ・sin θを用い
て、公知の方法により動作判定を行なう。In step 2-8, steps 2-6 and
Take the difference between the calculation results of Steps 2-7, and then add the constant C =
{2 ・ sin ωT ・ (2 ・ cos ωT−K)}^-1Multiply by
It That is, C · {(v_m-Kv_m-1+ V_m-2) ・ (I_m-I_m-2)-(V_m-V_m-2) ・ (I_m-Ki_m-1+ I_m-2)} = {2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K)}^-1 × {2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K) · V · I · sin (ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT) −2 · sin ωT · (2 · cos ωT−K) V · I · cos (ωt−ωT) · sin (ωt−θ−ωT)} = V · I · {sin (ωt−ωT) · cos (ωt−θ−ωT) −cos (ωt−ωT) · sin (Ωt−θ−ωT)} = V · I · sin θ As described above, the sine amount V · I · sin θ is obtained.
It In step 2-9, the calculation result V · I · sin θ is used.
Then, the operation is determined by a known method.

【００１８】定数Ｃ，Ｋの掛算は乗算を用いなくても、
シフト演算と加減算を用いて公知の方法により実現が可
能であることから、本実施例によれば、連続３サンプリ
ングのデ―タのみを用いて２回の乗算だけで正弦量Ｖ・
Ｉ・sin θが求められるため、直角２サンプリング法よ
りも短時間で正弦量Ｖ・Ｉ・sin θを得ることができ
る。The multiplication of constants C and K does not require multiplication,
Since this can be realized by a known method using shift calculation and addition / subtraction, according to this embodiment, the sine amount V ·
Since I · sin θ is obtained, the sine amount V · I · sin θ can be obtained in a shorter time than the orthogonal two-sampling method.

【００１９】上記実施例においては、入力交流の周波数
及びサンプリング周波数を限定することなく説明した
が、いかなる周波数の交流入力をいかなるサンプリング
周波数でサンプリングした場合であっても２・cos ωＴ
−Ｋが零でなくかつsin ωＴが零でないのであれば、ω
Ｔの値に応じて定数Ａ，Ｂ及びＣを変えることにより本
発明を適用できることは明らかである。In the above embodiment, the frequency of the input AC and the sampling frequency are not limited, but 2 · cos ωT regardless of the sampling frequency of the AC input having any frequency.
If −K is not zero and sin ωT is not zero, then ω
It is obvious that the present invention can be applied by changing the constants A, B and C according to the value of T.

【００２０】また、定数Ｋの値についても上記実施例で
は特に限定することなく説明したが、いかなる値のＫで
あっても２・cos ωＴ−Ｋが零でないのであれば本発明
を適用できることも明らかである。Further, although the value of the constant K has been described in the above embodiment without any particular limitation, the present invention can be applied to any value of K as long as 2 · cos ωT−K is not zero. it is obvious.

【００２１】特に、Ｋ＝２とした場合には、入力交流に
含まれる直流成分が、ｖ_m−Ｋ・ｖ_m-1＋ｖ_m-2，ｉ_m
−Ｋ・ｉ_m-1＋ｉ_m-2，ｖ_m−ｖ_m-2，ｉ_m−ｉ_m-2の
それぞれの演算で打ち消されてしまうため、直流成分を
除去するディジタルフィルタ―効果を有する。Ｋ＝２と
した場合、各ωＴの値に対するＡ，Ｂ及びＣの値は以下
の例に示すような値とすればよい。とすればよい。[0021] In particular, K = a when is 2, the direct current component included in the input alternating _{_{current, v m -K · v m-}} 1 + v m-2, i m
Since thus canceled by each operation of _{-K · i m-1 + i} m-2, v m -v m-2, i m -i m-2, the digital filter removes the DC component - has an effect. When K = 2, the values of A, B, and C with respect to each value of ωT may be values as shown in the following example. And it is sufficient.

【００２２】また、これらの定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｋは、こ
れらの値に限らず演算誤差を許容するならば、乗算を容
易にするために、多少異なる値を用いても本発明の主旨
にはかわりがない。さらに、前記の（１），（２）式の
ｖ_m，ｉ_mを下記のｖ_m′，ｉ_m′と置き換えてもよ
い。ｖ_m′＝ｋ（ｖ_m＋ｖ_m-n）ｉ_m′＝ｋ（ｉ_m＋ｉ_m-n）Further, the constants A, B, C and K are not limited to these values, and if a calculation error is allowed, even if slightly different values are used to facilitate multiplication, the gist of the present invention is achieved. There is no substitute. Moreover, the above (1), may be replaced with (2) a v _m, i _m the following v _{_m} ', i _m'. _{_{v m '= k (v m}} + v mn) i m' = k (i m + i mn)

【００２３】例えば、これは周知のディジタルフィルタ
―処理であり、例えばωＴ＝π／６、ｎ＝３のとき、２
倍調波成分などの除去ができるフィルタ―である。本実
施例では、上記各実施例の効果に加えて、ディジタルフ
ィルタ―によって高調波成分が除去される効果がある。
また、ｖ_m′＝ｋ（ｖ_m＋ｖ_m-n），ｉ_m′＝ｋ（ｉ_m＋ｉ_m-n），ｖ_m′＝ｖ_m＋ｐｖ_m-1＋ｖ_m-2，ｉ_m′＝ｉ_m＋ｐｉ_m-1＋ｉ_m-2 など、いかなるディジタルフィルタ―の式を用いても同
様である。For example, this is a well-known digital filter
-Processing, for example, when ωT = π / 6 and n = 3, 2
It is a filter that can remove harmonic components. Real
In addition to the effects of each of the above-described embodiments, the digital embodiment
The filter has the effect of removing harmonic components.
Also, v_m′ = K (v_m+ V_mn), I_m′ = K (i_m+ I_mn), V_m′ = V_m+ Pv_m-1+ V_m-2, I_m′ ＝ i_m+ Pi_m-1+ I_m-2 Even if any digital filter equation is used,
It is like.

【００２４】また、同一入力を加えることにより振幅の
２乗を求めるようにしてもよいことはいうまでもない。
さらに、本発明で示した演算式に限らず、これらと等価
な演算式であればよいことももちろんである。Needless to say, the square of the amplitude may be obtained by adding the same input.
Furthermore, it is needless to say that the arithmetic expressions equivalent to these are not limited to the arithmetic expressions shown in the present invention.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば２つ
の異なる交流量のサンプル値のうち、サンプリング位相
の異なる３つのサンプリング値から入力交流量の余弦
量、又は正弦量を算出するように構成したので、次の効
果が得られる。（イ）連続３サンプリングのデ―タにより演算可能で
あるからωＴ＜45°であれば、直角２サンプリング法に
より短時間で結果が得られる。As described above, according to the present invention, the cosine amount or the sine amount of the input alternating current amount is calculated from the three sampled values of the different alternating current amounts having different sampling phases. Since it is configured, the following effects can be obtained. (B) Since ωT <45 ° can be calculated by the data of continuous 3 sampling, the result can be obtained in a short time by the orthogonal 2 sampling method.

【００２６】（ロ）定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｋの乗算を除く
と、乗算が２回ですむ。また、ωＴ及びＫを適当に選ぶ
ことにより、定数Ａ又はＢの乗算はなくなるか、あるい
はシフトと加減算のみですむようになる。したがって、
連続２サンプリング法、連続３サンプリング法より、少
ない乗算回数で結果が得られる。(B) Excluding the multiplication of the constants A, B, C and K, the multiplication only needs to be performed twice. Further, by appropriately selecting ωT and K, multiplication of the constant A or B is eliminated or only shift and addition / subtraction are required. Therefore,
Results can be obtained with a smaller number of multiplications than the continuous 2-sampling method and the continuous 3-sampling method.

[Brief description of drawings]

【図１】本発明によるディジタルデ―タの演算方式の余
弦量の演算処理内容を示すフロ―チャ―トFIG. 1 is a flow chart showing the contents of calculation processing of a cosine amount in a calculation method of digital data according to the present invention.

【図２】他の実施例で正弦量の演算処理内容を示すフロ
―チャ―トFIG. 2 is a flowchart showing the contents of sine amount calculation processing in another embodiment.

【図３】従来のディジタル形保護継電器の構成図FIG. 3 is a block diagram of a conventional digital protective relay.

[Explanation of symbols]

１…Ａ／Ｄ変換器２…ディジタル形保護継電
器 21…メモリ 22…演算処理部 23…プログラムメモリ 24…Ｉ／Ｏ1 ... A / D converter 2 ... Digital protective relay 21 ... Memory 22 ... Arithmetic processing unit 23 ... Program memory 24 ... I / O

Claims

[Claims]

1. Different AC amounts X obtained from a power system
(t), is sampled Y a (t) at predetermined time intervals, the instantaneous value of the time t _m which is obtained by converting the sampled values into digital quantity (a _{_m,} b _m) and, 1L before sampling instant It is characterized in that the operation value Y is determined based on the value (a _mL , b _mL ) and the instantaneous value (a _m-2L , b _m-2L ) before 2L sampling based on an operation equivalent to the following equation. Digital data calculation method. _{Y = A · (a m -K} · a mL + a m-2L) · (b m -K · b mL + b m-2L) + B · (a m -a m-2L) · (b m -b m- _2L )

2. The operation method of digital data according to claim 1, wherein the operation value Y is determined based on an operation equivalent to the following expression. _{Y = C · {(a m} -K · a mL + a m-2L) · (b m -b m-2L) - (a m -a m-2L) · (b m -K · b mL + b m- _2L )}