專利名稱：數(shù)字式方向繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用逆相變化分量或者零相變化分量等的不平衡成分電量的變化分量判定故障的方向的數(shù)字式方向繼電器。
背景技術(shù)：
利用使用了逆相分量電量或者零相分量電量的方向繼電器判定電力系統(tǒng)的故障方向，已通過電氣協(xié)同研究第37卷1號54頁的記載等而廣為人知。
在實現(xiàn)數(shù)字式逆相方向繼電器時，假設(shè)按一定的取樣間隔獲得的電力系統(tǒng)的電壓、電流的樣值分別為Vm、Im。這樣，電壓、電流的逆相成分可以用下式(1)(2)求出。
3V2m＝Vam+Vb(m·8)+Vc(m·4)(1)3I2m＝Iam+Ib(m·8)+Ic(m·4)(2)m為取樣時刻，下標(biāo)2表示逆相成分，并且a、b、c分別表示各相A、B、C的電量。并且，m·α表示從m到α取樣前的電量(取樣間隔30°電氣角)。
在電力系統(tǒng)3相平衡時，由于不存在逆相成分，因此(1)(2)式的各項都為0。當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生不平衡故障時，從系統(tǒng)保護繼電器看去的逆相阻抗Z2滿足V2m＝Z2·I2m。在該式中，由于Z2一般情況下差不多都是電抗成分，因此V2m與I2m的相位大概相差90°。此時，電壓和電流中哪個相位在前由故障是發(fā)生在前方(保護方向)還是后方?jīng)Q定。
由于逆相電路中沒有電源，因此與正相電路處于相反的相位關(guān)系。故障發(fā)生在前方時，電流超前于電壓；故障發(fā)生在后方時，電流滯后于電壓。因此，例如將電流向前移相90°、然后與電壓內(nèi)積，其結(jié)果如果為正則可以判定為后方故障，如果為負(fù)則可以判定為前方故障。實際的判定計算式如下式(3)。
V2m×J2m+V2(m·3)×J2(m·3)＜0 (3)式中，J2m為將I2m移相90°的值。實際上使之具有若干個非感應(yīng)帶，如果將其假設(shè)為K，則逆相方向繼電器的動作區(qū)域可以表示為如圖18。
該原理對于接地故障與對零相電路完全相同，用于接地故障的判定的電量中只用零相成分。
但是，在同一鐵塔中共同架設(shè)有多根線路、線路間流過零相循環(huán)電流時，或者在單相重合閘無電壓時間中3相中暫時缺1相時，盡管實際上電力系統(tǒng)中沒有發(fā)生故障，但存在逆相成分或者零相成分等的不平衡成分。在這樣的情況下，在用不平衡成分的電量進行故障判定的計算時，存在方向繼電器的靈敏度變低或者誤動作的可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種即使在電力系統(tǒng)在正常狀態(tài)下存在逆相分量或者零相分量等的不平衡成分，也能在發(fā)生不平衡故障時正確地判定故障方向的數(shù)字式方向繼電器。
本發(fā)明附加的目標(biāo)和特點將在后面的敘述中闡述，并且有些部分從敘述中顯而易見，或者通過本發(fā)明的實施能夠認(rèn)識到。本發(fā)明的目的和特征能夠依靠下文中特別指出的手段及其組合認(rèn)識到和獲得。
本發(fā)明的數(shù)字式方向繼電器周期性地取樣電力系統(tǒng)的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，利用該變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)進行故障方向的判定計算。并且，該數(shù)字式方向繼電器利用作為基點的時刻的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)分別計算不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量。輸入該不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量求出其相位關(guān)系，判定是前方故障還是后方故障。


所述附圖與詳細(xì)敘述合并并為詳細(xì)敘述的一部分，具體化圖解本發(fā)明，與前面的概述和后面的具體的詳細(xì)敘述一起，用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1所有實施例共同的硬件構(gòu)成2實現(xiàn)第1實施例的計算電路的方框3第1實施例的判定動作范圍的示意4第1實施例的變型例1的判定動作范圍的示意5第1實施例的變型例2的判定動作范圍的示意6實現(xiàn)第2實施例的計算電路的方框7第2實施例的判定動作范圍的示意8實現(xiàn)第3實施例的計算電路的方框9第3實施例的判定動作范圍的示意10第3實施例的判定動作范圍的設(shè)定例的示意11實現(xiàn)第4實施例的計算電路的方框12第4實施例的判定動作范圍的示意13實現(xiàn)第5實施例的計算電路的方框14第5實施例的判定動作范圍的示意15實現(xiàn)第6實施例的計算電路的方框16第6實施例的判定動作范圍的示意17第6實施例的判定動作范圍的設(shè)定例的示意18根據(jù)以前的逆相繼電器計算的判定動作范圍的示意圖
具體實施例方式
下面參照

實施例。
圖1為數(shù)字式方向繼電器的所有實施例共同的硬件構(gòu)成圖。圖1中，101為保護對象的輸電線，102為用于從該輸電線101獲取電壓的變壓器(PT)電路，103為用于從輸電線101獲取電流的變流器(CT)電路。
并且，104-1變壓器和104-2變流器為輸入變換器。該輸入變換器104-1、104-2分別將電力電路的變流器電路103及變壓器電路102與電子電路電氣地分離，并且用后述的計算電路109處理獲取的電流值、電壓值，變換其大小。
105-1、105-2為斷開返回的頻率的模擬濾波器，106-1、106-2為以規(guī)定的間隔取樣模擬濾波器的輸出、保持該樣值的取樣保持器。
107為按時序重新排列、輸出多個取樣保持值的多路轉(zhuǎn)換器，108為將多路轉(zhuǎn)換器107的輸出變換為數(shù)值輸出的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，109為微型計算機等的數(shù)字計算電路。
第1實施例圖2為第1實施例的方框圖，該實施例用多個計算單元的形式表示上述計算電路109的功能。在圖2中，110為數(shù)字濾波器。該數(shù)字濾波器110濾波輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)V、I后，分別將v、I輸出后述的計算單元111、112。
111為電壓逆相分量計算單元。該電壓逆相分量計算單元111用例如以下的式(4)求出電壓的逆相分量。
3V2m＝VAm+VB(m·8)+VC(m·4)(4)式中m為現(xiàn)在時刻的樣值，以下每30°取一值，因此，m·4的意思為120°前的數(shù)值。
112為電流逆相分量計算單元。該電流逆相分量計算單元112用例如以下的式(5)求出電流的逆相分量。
3I2m＝IAm+IB(m·8)+IC(m·4)(5)113為數(shù)據(jù)存儲器。該數(shù)據(jù)存儲器113保存作為電壓逆相分量計算單元111及電流逆相分量計算單元112的計算結(jié)果的電壓值及電流值。
114為電壓逆相變化分量計算單元。該電壓逆相變化分量計算單元114用以下的式(6)求出例如1個周期前的逆相電壓值與現(xiàn)在時刻的逆相電壓值的不平衡成分電壓的變化分量。
ΔV2m＝V2m-V2(m·12)(6)115為電流逆相變化分量計算單元。該電流逆相變化分量計算單元115用以下的式(7)求出例如1個周期前的逆相電流值與現(xiàn)在時刻的逆相電流值的不平衡成分電流的變化分量。
ΔI2m＝I2m-I2(m·12)(7)在本實施例中先求出逆相分量，再求出變化分量，但先求出變化分量，再求出逆相分量也完全一樣。
116為前方故障判定單元。該前方故障判定單元116根據(jù)逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的相位關(guān)系判定前方故障。如果考慮到逆相的阻抗差不多為順方向的電抗這一點，在前方故障時，ΔI2m相對于-ΔV2m滯后約90°。因此，通過將ΔI2m移相90°，再與-ΔV2m內(nèi)積，能夠看到逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的相位關(guān)系。如果用式子表示這種關(guān)系，則如例如以下的(8)式這樣。
ΔI2m∠90°*(-ΔV2m)≥k1|ΔV2m| (8)如果根據(jù)該式(8)，將ΔI2m前移90°的量乘以-ΔV2m所得的值大于k1時，成為判定動作。用圖表示該判定動作區(qū)域為圖3。內(nèi)積計算[ΔI2m∠90°*(-ΔV2m)]用下式(9)求出。
-ΔV2m*ΔI2m∠90°＝-ΔV2m·ΔJ2m-ΔV2(m·3)·ΔJ2(m·3)(9)式中ΔJ2m為ΔI2m前移90°的值，通過例如下式(10)求出。ΔJ2m=(ΔI2m-2ΔI2(m·2))/3---(10)]]>絕對值|ΔV2m|通過例如下式(11)求出。|ΔV2m|=(ΔV2m)2+(ΔV2(m·3))2---(11)]]>在逆相阻抗中包含較多的電阻成分R的情況下，改變電流的移相、變更到判定靈敏度最好的角度，使用戶的調(diào)整成為可能。
變更到判定靈敏度最好的角度，使用戶的調(diào)整成為可能。
117為后方故障判定單元。該后方故障判定單元117與上述前方故障判定單元116一樣，根據(jù)逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的相位關(guān)系判定后方故障。但是，由于是與前方故障相反的方向的判定，因此用下式(12)判定。
ΔI2m∠90°*(-ΔV2m)＜k2|ΔV2m| (12)具體的計算方法的說明由于與前方故障的判定時完全相同，因此省略。
圖3表示故障判定的動作區(qū)域。故障判定式(8)、(12)中的k1、k2為決定判定靈敏度的要素，根據(jù)電力系統(tǒng)的條件決定。
如果采用上述實施例的數(shù)字式方向繼電器，通過使用所謂逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的不平衡成分電量的變化量，因此能夠不容易受到總是存在的逆相分量的電量的影響。并且能夠提高故障方向的判定精度。
當(dāng)然，不將電流移相而將電壓移相來判定故障時也完全相同。并且，為了求出逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的相位關(guān)系，也可以將任何一個電量移相90°進行內(nèi)積計算或者進行外積計算。
變型例1作為第1實施例的變型例，列舉單純根據(jù)相位差來判定故障的例子。
如已敘述的那樣，由于前方故障時-ΔV2m與ΔJ2m差不多處于相同的相位，因此假設(shè)其相位差為φ，則能夠用下式(13)判定。
-ΔV2m*ΔJ2m＝|-ΔV2m||ΔJ2m|cosφ≥|-ΔV2m||ΔJ2m|X(13)此時，如果假設(shè)X＝0，則判定動作范圍為-π/2≤φ≤π/2如果假設(shè) 則π/4≤φ≤π/4如果用圖表示該判定動作范圍，則如圖4。
變型例2該變型例2將故障判定動作的區(qū)域偏移。如果將-(ΔV2m-αΔV2m)代入例如圖4所示的判定動作區(qū)域的-ΔV2m，則獲得如圖5所示的偏移αΔV2m的特性。并且，α為例如常數(shù)。
雖然這里在電壓的方向取得了判定動作區(qū)域的偏移，但如果系統(tǒng)偏移的計算相對于電流進行，則也可以沿電流的方向偏移。
如此，第1實施例的數(shù)字式方向繼電器能夠進行各種簡單的變更或者追加功能。第1實施例與變型例1、變型例2在基本上著眼于逆相電流的變化分量與逆相電壓的變化分量的相位差上這一點是共同的。
第2實施例圖6為第2實施例的方框圖，該實施例用多個計算單元的形式表示上述計算電路109的功能。
該第2實施例的數(shù)字式方向繼電器根據(jù)逆相變化分量電流與逆相變化分量電壓求出逆相不平衡阻抗，根據(jù)該逆相不平衡阻抗的值判定故障的方向。并且，數(shù)字濾波器110～電流逆相變化分量計算單元115的各種功能與圖2的第1實施例時相同，省略其說明。
逆相不平衡阻抗中的阻抗可以用Im(ΔV2/ΔI2)求出。正常狀態(tài)下電力系統(tǒng)中存在的逆相不平衡成分通過采用根據(jù)逆相變化分量電流和逆相變化分量電壓求出的逆相不平衡阻抗，可以予以取消，能夠提高判定精度。
逆相電路平時沒有電源。前方故障時產(chǎn)生的電壓由自身背后的阻抗決定，電流的相位超前于電壓的相位。電流相位超前于電壓相位的大小，與故障在前方時故障的地點無關(guān)，等于背后的阻抗。
相反，在后方產(chǎn)生故障時，由前方的阻抗決定產(chǎn)生故障時產(chǎn)生的電壓，電流的相位處于滯后于電壓的相位的方向。如果取該電流相位滯后的方向為正向，則在后方故障中，在前方的電力系統(tǒng)最大的情況下其阻抗變得最小。因此，如果前方的電力系統(tǒng)為最大的情況下的最小阻抗以下時，包括該阻抗為負(fù)時的情況下，能判定前方故障。判定式表示為下式(14)。
Im(ΔV2/ΔI2)＜K1(14)式中的K1只要在根據(jù)電力系統(tǒng)的構(gòu)成等考慮的最小的阻抗以下就可以。
如果用積的形式表示該式(14)，則為下式(15)。如果下式(15)成立則為前方故障，如果不成立則為后方故障。
ΔV2*ΔI2∠90°＜K1ΔI22(15)為了計算上式(15)，只要求出逆相變化電流的大小，以及逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的內(nèi)積就可以。
圖6中，120為絕對值計算單元。絕對值計算單元120求出逆相變化分量電流大小的2次方。該絕對值計算單元120的計算式表示為例如下式(16)。
|ΔI2|2＝(ΔI2m)2+(ΔI2(m·3))2(16)121為內(nèi)積計算單元。該內(nèi)積計算單元121求出使逆相變化分量電流的相位為90°時的值與逆相變化分量電壓的內(nèi)積。該內(nèi)積的計算方法已經(jīng)在例如式(9)中表示。
122為前方故障判定單元。前方故障判定單元122根據(jù)絕對值計算單元120及內(nèi)積計算單元121的計算結(jié)果根據(jù)已經(jīng)敘述的判定式(15)的成立判定前方故障。123為后方故障判定單元。后方故障判定單元123根據(jù)絕對值計算單元120及內(nèi)積計算單元121的計算結(jié)果根據(jù)已經(jīng)敘述的判定式(15)的不成立判定后方故障。
如上所述，如果采用該第2實施例，由于使用逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的不平衡成分電量的變化量來求出逆相阻抗，因此不容易受總是存在的逆相分量電量的影響。并且能夠提高故障方向的判定精度。此時的判定動作區(qū)域的例子表示為圖7。
在由于電力系統(tǒng)的狀況容易產(chǎn)生誤差的場合，還可以在判定動作區(qū)域中設(shè)置不敏感帶。下式(17)表示本實施例的判定式的變型例。
K1ΔI22-ΔV2*ΔI2∠90°＞K2(17)
在上式(17)中通過將右邊設(shè)定為非0常數(shù)，可以調(diào)整判定的靈敏度，能夠適應(yīng)誤差。在該第2實施例中，由于其他的計算方法與第1實施例完全相同，故省略。
第3實施例圖8為第3實施例的方框圖，該實施例用多個計算單元的形式表示上述計算電路109的功能。
在該第3實施例中，數(shù)字濾波器110～電流逆相變化分量計算單元115與圖2所示的第1實施例相同。并且絕對值計算單元120及內(nèi)積計算單元121與圖6所示的第2實施例相同，所示省略其說明。
前方故障判定單元131根據(jù)絕對值計算單元120及內(nèi)積計算單元121的計算結(jié)果、根據(jù)后述的判定式(19)的成立判定前方故障。后方故障判定單元132根據(jù)絕對值計算單元120及內(nèi)積計算單元121的計算結(jié)果、根據(jù)后述的判定式(19)的成立判定后方故障。
第3實施例通過下式(18)進行前方故障的判定。
K1ΔI2-ΔV2cos(φ-ψ)≥K2(18)式中ψ只要設(shè)定為希望使判定靈敏度最高的角度就可以。如已經(jīng)敘述的那樣，由于逆相電路的阻抗一般情況下差不多都是電抗成分，因此電流與電壓的相位隔開約90°。因此，只要將ψ發(fā)定在90°附近就可以。
下面說明將ψ設(shè)定為90°時的情況。
如果在上式(18)兩邊同時乘以ΔI2變更為抽樣表達式，則為下式(19)。
K1|ΔI2m|2-ΔV2m*ΔI2m∠90°≥K2ΔI2m(19)130為平方根計算單元130。平方根計算單元130求出逆相變化分量電流的平方根。
前方故障判定單元131、后方故障判定單元132根據(jù)各計算單元120、121、130的計算結(jié)果計算判定式(19)，判定前方故障、后方故障。與該判定式(19)相對應(yīng)的判定動作區(qū)域表示為圖9。
如果這樣采用第3實施例的數(shù)字式方向繼電器，通過使用逆相變化分量電壓與逆相變化分量電流的不平衡成分電量的變化分量，能夠不容易受到總是存在的逆相分量電量的影響。特別是實施例3的判定方法，如從圖9的特性能夠明白的那樣，由于能夠?qū)Ζ2、ΔI2分別設(shè)定判定靈敏度，因此具有對付誤差能力強的特性。例如，在能夠假定誤差的最大值為ΔV2E、ΔI2E時，如圖10所示，如果設(shè)定判定動作區(qū)域，則能夠防止誤差產(chǎn)生的誤動作。
第4實施例圖11為表示數(shù)字式方向繼電器的第4實施例的各計算單元的方框圖。
該第4實施例如果與圖2的第1實施例比較，除不使用逆相分量電量而使用零相分量電量以外，其他完全相同。
140為電壓零相分量計算單元，141為電流零相分量計算單元。電壓零相分量計算單元140、電流零相分量計算單元141根據(jù)例如下式(20)和(21)計算。
3V0m＝Vam+Vbm+Vcm(20)3I0m＝Iam+Ibm+Icm(21)142為電壓零相變化分量計算單元、143為電流零相分量變化計算單元。電壓零相變化分量計算單元142、電流零相分量變化計算單元143根據(jù)下式(22)和(23)求出不平衡成分電壓及不平衡成分電流的與例如1個周期前的變化量。
ΔI0m＝I0m-I0(m·12)(22)ΔV0m＝V0m-V0(m·12)(23)對于該第4實施例的其他構(gòu)成，由于除不使用逆相分量電量而使用零相分量電量以外，其他與圖2的第1實施例完全相同，所以省略其說明。該第4實施例的判定動作范圍表示為圖12。
如果采用該第4實施例的數(shù)字式方向繼電器，由于使用零相變化分量的電量，因此能夠不容易受到總是存在的零相分量電量的影響。與單獨使用零相分量相比，能夠提高故障方向的判定精度。并且用該第4實施例表示的、使用零相的變化分量的數(shù)字式方向繼電器適合與逆相相比，故障的影響容易表現(xiàn)在零相的電力系統(tǒng)。作為其他的優(yōu)點，零相的計算不耽誤時間。因此不容易受頻率變動的影響。
第5實施例圖13為表示數(shù)字式方向繼電器的第5實施例的各計算單元的方框圖。
第5實施例如果與圖6的第2實施例相比較，除不使用逆相分量電量而使用零相分量電量以外，其他完全相同，省略其說明。
并且，電壓零相分量計算單元140、電流零相分量計算單元141、電壓零相變化分量計算單元142和電流零相變化分量計算單元143與第4實施例相同。
圖14為第5實施例的數(shù)字式方向繼電器的判定動作范圍的示意圖。
如果采用該第5實施例，由于使用零相變化分量的不平衡成分電量，因此能夠不容易受到總是存在的零相分量電量的影響，能夠提高故障方向的判定精度。用該第5實施例表示的、使用零相的變化分量的數(shù)字式方向繼電器適合與逆相相比，故障的影響容易表現(xiàn)在零相的電力系統(tǒng)。作為其他的優(yōu)點，零相的計算不耽誤時間，因此不容易受頻率變動的影響。
第6實施例圖15為表示數(shù)字式方向繼電器的第6實施例的各計算單元的方框圖。
第6實施例如果與圖8的第3實施例相比較，除不使用逆相分量電量而使用零相分量電量以外，其他完全相同，省略其說明。
并且，電壓零相分量計算單元140、電流零相分量計算單元141、電壓零相變化分量計算單元142和電流零相變化分量計算單元143與第4實施例相同。
圖16為第6實施例的數(shù)字式方向繼電器的判定動作范圍的示意圖。
如果采用該第6實施例，由于使用零相變化分量的不平衡成分電量，因此能夠不容易受到總是存在的零相分量電量的影響。特別是第6實施例的判定方法，如從圖16的特性能夠明白的那樣，由于能夠?qū)Ζ0、ΔI0分別設(shè)定判定靈敏度，因此具有對付誤差能力強的特性。例如，在能夠假定誤差的最大值為ΔV0E、ΔI0E時，如圖17所示，如果設(shè)定判定動作區(qū)域，則能夠防止誤差產(chǎn)生的誤動作。用該第6實施例表示的、使用零相的變化分量的數(shù)字式方向繼電器適合與逆相相比，故障的影響容易表現(xiàn)在零相的電力系統(tǒng)。作為其他的優(yōu)點，零相的計算不耽誤時間，因此不容易受頻率變動的影響。
對于那些精通技術(shù)的人來說，很容易發(fā)現(xiàn)本發(fā)明附加的優(yōu)點和改進。因此，更寬形態(tài)的發(fā)明不局限于上述詳細(xì)的描述和這里展示和描述的典型體現(xiàn)。因此，只要不違反附加的權(quán)利要求及其相等的限制的本發(fā)明一般概念的實質(zhì)和范圍，可以作各種改進。
本申請依據(jù)并要求有利于先前已申報的日本專利No.2002-017848[日期(例如2002年1月28日)]優(yōu)先權(quán)，其整個內(nèi)容在這里已按引用合并。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式方向繼電器，周期性地取樣電力系統(tǒng)的電壓值及電流數(shù)據(jù)變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，利用該變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的電壓值及電流數(shù)據(jù)，進行故障方向的判定計算，其特征在于，包括利用作為基點的時刻的電壓數(shù)據(jù)和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電壓數(shù)據(jù)，計算不平衡成分電壓的變化分量的電壓變化分量計算單元(114)(142)；利用作為基點的時刻的電流數(shù)據(jù)和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電流數(shù)據(jù)計算不平衡成分電流的變化分量的電流變化分量計算單元(115)(143)；根據(jù)上述電壓變化分量計算單元(114)(142)計算出的不平衡成分電壓的變化分量與上述電流變化分量計算單元(115)(143)計算出的不平衡成分電流的變化分量的相位關(guān)系，判定是前方故障還是后方故障的故障判定單元(116，117)(122，123)(131，132)。
2.一種數(shù)字式方向繼電器，周期性地取樣電力系統(tǒng)的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，利用該變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)進行故障方向的判定計算，包括利用作為基點的時刻的電壓數(shù)據(jù)和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電壓數(shù)據(jù)計算不平衡成分電壓的變化分量的電壓變化分量計算單元(114)(142)；利用作為基點的時刻的電流數(shù)據(jù)和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電流數(shù)據(jù)，計算不平衡成分電流的變化分量的電流變化分量計算單元(115)(143)；根據(jù)上述電壓變化分量計算單元(114)(142)計算出的不平衡成分電壓的變化分量與上述電流變化分量計算單元(115)(143)計算出的不平衡成分電流的變化分量，計算不平衡阻抗值的計算單元(120～123)；將這些計算單元(120～123)計算出的不平衡阻抗值與基準(zhǔn)值相比較、判定是前方故障還是后方故障的故障判定單元(122，123)。
3.一種數(shù)字式方向繼電器，周期性地取樣電力系統(tǒng)的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，利用該變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的電壓數(shù)據(jù)及電流數(shù)據(jù)進行故障方向的判定計算，包括利用作為基點的時刻的電壓數(shù)據(jù)和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電壓數(shù)據(jù)，計算不平衡成分電壓的變化分量ΔVu的電壓變化分量計算單元(114)(142)；利用作為基點的時刻的電流數(shù)據(jù)和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電流數(shù)據(jù)計算不平衡成分電流的變化分量ΔIu的電流變化分量計算單元(115)(143)；在設(shè)定任意常數(shù)K1、K2、電流對電壓的相位差為ψ時，當(dāng)K1ΔIu-ΔVucos(φ-ψ)≥K2成立時，判定為前方故障的前方故障判定單元(131)；當(dāng)K1ΔIu-ΔVucos(φ-ψ)＜K2成立時，判定為后方故障的后方故障判定單元(132)。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式方向繼電器，上述不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量分別使用逆相變化分量的電量。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式方向繼電器，上述不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量分別使用零相變化分量的電量。
6.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字式方向繼電器，上述不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量分別使用逆相變化分量的電量。
7.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字式方向繼電器，上述不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量分別使用零相變化分量的電量。
8.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字式方向繼電器，上述不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量分別使用逆相變化分量的電量。
9.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字式方向繼電器，上述不平衡成分電壓的變化分量及不平衡成分電流的變化分量分別使用零相變化分量的電量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字式方向繼電器，周期性地取樣電力系統(tǒng)的電壓值及電流值變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，利用該變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的電壓值及電流值進行故障方向的判定計算。該數(shù)字式方向繼電器利用作為基點的時刻的電壓值及電流值和從其作為基點的時刻開始隔開規(guī)定的取樣間隔的時刻的電壓值及電流值分別計算不平衡成分電壓的變化分量(114)(142)和不平衡成分電流的變化分量(115)(143)。輸入該不平衡成分電壓的變化分量和不平衡成分電流的變化分量求出其相位關(guān)系，判定是前方故障還是后方故障(116，117)。
文檔編號H02H3/38GK1435929SQ0310340
公開日2003年8月13日 申請日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者加瀨高弘, 天羽秀也, 園部泰孝 申請人:株式會社東芝