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KR102611859B1 - overcurrent relay - Google Patents

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KR102611859B1
KR102611859B1 KR1020217006703A KR20217006703A KR102611859B1 KR 102611859 B1 KR102611859 B1 KR 102611859B1 KR 1020217006703 A KR1020217006703 A KR 1020217006703A KR 20217006703 A KR20217006703 A KR 20217006703A KR 102611859 B1 KR102611859 B1 KR 102611859B1
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overcurrent
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current
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KR1020217006703A
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Korean (ko)
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KR20210039458A (en
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가즈마 무라타
시게토 오다
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

과전류 계전기(30)는 전력 계통으로부터 입력된 입력 전류의 실효값과 설정값을 비교함으로써 과전류를 검출하는 과전류 검출부(100)와, 실효값의 저하를 검출하는 저하 검출부(110)와, 과전류 검출부(100)의 검출 결과와, 저하 검출부(110)의 검출 결과와, 입력 전류의 전류 파형에 관한 미리 정해진 조건에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성하는 출력 제어부(130)를 구비한다. 출력 제어부(130)는 실효값의 저하가 검출되었을 경우이고, 또한 미리 정해진 조건이 성립했을 경우에는, 과전류 검출부(100)에 의한 검출 결과에 상관없이 복귀 출력을 생성한다. The overcurrent relay 30 includes an overcurrent detection unit 100 that detects overcurrent by comparing the effective value of the input current input from the power system and the set value, a drop detection unit 110 that detects a decrease in the effective value, and an overcurrent detection unit ( It is provided with an output control unit 130 that generates an operation output and a return output based on the detection result of 100), the detection result of the degradation detection unit 110, and predetermined conditions regarding the current waveform of the input current. The output control unit 130 generates a return output regardless of the detection result by the overcurrent detection unit 100 when a decrease in the effective value is detected and when a predetermined condition is established.

Figure R1020217006703
Figure R1020217006703

Description

과전류 계전기overcurrent relay

본 개시는 과전류 계전기에 관한 것이다. This disclosure relates to an overcurrent relay.

과전류 계전기는 전력 계통에 마련된 전류 변성기(CT:Current Transformer)로부터의 2차 전류가 설정값보다 클 때, 계통 사고를 검출하여 동작 출력한다. 이것에 의해, 전력 계통에 마련된 차단기(CB:Circuit Breaker)를 개방하여 계통 사고가 제거된다. 또, 과전류 계전기는 2차 전류가 설정값보다 작아졌을 때 복귀 출력(즉, 동작 출력을 OFF로)하도록 구성되어 있다. The overcurrent relay detects a system fault and outputs an operation when the secondary current from the current transformer (CT) provided in the power system is greater than the set value. As a result, a circuit breaker (CB) provided in the power system is opened and a system accident is eliminated. Additionally, the overcurrent relay is configured to provide a return output (i.e., turn the operation output OFF) when the secondary current becomes less than the set value.

예를 들면, 일본 특허공개공보 2011-250518호 공보(특허 문헌 1)는, 제1 과전류 판정부 및 제2 과전류 판정부를 포함한 과전류 계전기를 개시하고 있다. 제1 과전류 판정부는 미리 정해진 기간의 전류 데이터를 이용하여 계산한 실효값과 제1 설정값을 비교하여 복귀 판정을 행한다. 제2 과전류 판정부는 미리 정해진 기간보다도 짧은 기간의 전류 데이터를 이용하여 계산한 실효값과, 제1 설정값보다도 낮은 제2 설정값을 비교함으로써 복귀 판정을 행한다. 과전류 계전기는 제1 과전류 판정부 및 제2 과전류 판정부의 각각의 복귀 판정 결과 중 빠른 쪽의 타이밍에서 복귀 출력을 생성한다. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2011-250518 (Patent Document 1) discloses an overcurrent relay including a first overcurrent determination unit and a second overcurrent determination unit. The first overcurrent determination unit makes a return determination by comparing the effective value calculated using current data of a predetermined period with the first set value. The second overcurrent determination unit makes a return determination by comparing the effective value calculated using current data for a period shorter than the predetermined period and the second set value lower than the first set value. The overcurrent relay generates a return output at the earlier timing among the return determination results of each of the first overcurrent determination unit and the second overcurrent determination unit.

특허 문헌 1 : 일본 특허공개 2011-250518호Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 2011-250518

특허 문헌 1에 따른 과전류 계전기에서는, 동작 출력의 출력 타이밍에 동기하여, 제2 설정값을 제1 설정값보다도 낮은 값으로 변경하고, 복귀 출력의 출력 타이밍에 동기하여, 제2 설정값을 제1 설정값보다도 높은 값으로 변경하고 있다. 이것에 의해, 제2 과전류 판정부에 의한 실효값 연산 결과의 오차가 동작 판정 및 복귀 판정의 정밀도에 영향을 주는 것을 억제하면서, 동작 시간 및 복귀 시간의 고속화를 도모하고 있다. In the overcurrent relay according to Patent Document 1, the second set value is changed to a value lower than the first set value in synchronization with the output timing of the operation output, and the second set value is changed to a value lower than the first set value in synchronization with the output timing of the return output. The value is being changed to a higher value than the set value. As a result, the error in the effective value calculation result by the second overcurrent determination unit is suppressed from influencing the precision of the operation determination and recovery determination, while speeding up the operation time and recovery time is attempted.

그렇지만, 예를 들면, 고장 전류에 고조파 성분, 및 왜곡파 성분이 많이 포함되어 있는 경우에는, 제2 과전류 판정부에 의한 실효값 연산 결과의 오차가 복귀 판정의 정밀도에 크게 영향을 준다. 이 영향을 억제하기 위해서는, 동작 출력의 출력 타이밍에 동기하여, 제2 설정값을 제1 설정값보다도 상당히 낮은 값으로 변경할 필요가 있지만, 그렇게 하면 복귀 시간이 길어져 버려, 결과적으로 복귀 시간의 고속화를 실현할 수 없다고 하는 문제가 있었다. However, for example, when the fault current contains many harmonic components and distortion wave components, the error in the effective value calculation result by the second overcurrent determination unit greatly affects the accuracy of the recovery determination. In order to suppress this effect, it is necessary to change the second set value to a value significantly lower than the first set value in synchronization with the output timing of the operation output. However, if this is done, the return time becomes longer, and as a result, the return time is not accelerated. There was a problem that it couldn't be realized.

본 개시의 어느 국면에 있어서의 목적은, 적절한 복귀와 복귀 시간의 고속화를 양립시키는 것이 가능한 과전류 계전기를 제공하는 것이다. The object of a certain aspect of the present disclosure is to provide an overcurrent relay capable of achieving both appropriate recovery and speeding up the recovery time.

어느 실시 형태에 따르는 과전류 계전기는, 전력 계통으로부터 입력된 입력 전류의 실효값과 설정값9setting value)을 비교함으로써 과전류를 검출하는 과전류 검출부와, 실효값의 저하를 검출하는 저하 검출부와, 과전류 검출부의 검출 결과와, 저하 검출부의 검출 결과와, 입력 전류의 전류 파형에 관한 미리 정해진 조건에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성하는 출력 제어부를 구비한다. 출력 제어부는 실효값의 저하가 검출되었을 경우이고, 또한 미리 정해진 조건이 성립했을 경우에는, 과전류 검출부에 의한 검출 결과에 상관없이 복귀 출력을 생성한다. An overcurrent relay according to an embodiment includes an overcurrent detection unit that detects overcurrent by comparing the effective value of the input current input from the power system and a setting value, a drop detection unit that detects a decrease in the effective value, and an overcurrent detection unit. and an output control unit that generates an operation output and a return output based on the detection result, the detection result of the degradation detection unit, and predetermined conditions regarding the current waveform of the input current. The output control unit generates a return output when a decrease in the effective value is detected and when a predetermined condition is established, regardless of the detection result by the overcurrent detection unit.

다른 실시 형태에 따르는 과전류 계전기는, 전력 계통으로부터 입력된 입력 전류의 정격 주파수 성분을 추출한 제1 전류 데이터를 생성하는 제1 디지털 필터를 포함하는 제1 과전류 검출부와, 제1 디지털 필터보다도 고속의 필터 특성을 갖고, 입력 전류의 정격 주파수 성분을 추출한 제2 전류 데이터를 생성하는 제2 디지털 필터를 포함하는 제2 과전류 검출부를 구비한다. 제1 과전류 검출부는 제1 기간의 제1 전류 데이터를 이용하여 연산된 제1 실효값과 제1 설정값을 비교함으로써 과전류의 제1 검출 결과를 출력한다. 제2 과전류 검출부는 제1 기간보다도 짧은 제2 기간의 제2 전류 데이터를 이용하여 연산된 제2 실효값과 제1 설정값보다도 큰 제2 설정값을 비교함으로써 과전류의 제2 검출 결과를 출력하고, 제2 실효값과 제1 설정값보다도 작은 제3 설정값을 비교함으로써 과전류의 제3 검출 결과를 출력한다. 과전류 계전기는 제1 실효값이 저하된 것을 검출하는 저하 검출부와, 제1~ 제3 검출 결과와, 저하 검출부의 검출 결과에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성하는 출력 제어부를 더 구비한다. 출력 제어부는 제1 실효값의 저하가 검출되었을 경우에는, 과전류가 미검출인 것을 나타내는 제1 검출 결과, 및 과전류가 미검출인 것을 나타내는 제3 검출 결과 중, 어느 빠른 쪽의 출력 타이밍에서 복귀 출력을 생성한다. An overcurrent relay according to another embodiment includes a first overcurrent detection unit including a first digital filter that generates first current data that extracts the rated frequency component of the input current input from the power system, and a filter that is faster than the first digital filter. and a second overcurrent detector including a second digital filter that generates second current data that extracts the rated frequency component of the input current. The first overcurrent detection unit outputs a first detection result of the overcurrent by comparing the first effective value calculated using the first current data of the first period and the first set value. The second overcurrent detection unit outputs a second detection result of the overcurrent by comparing a second effective value calculated using second current data of a second period shorter than the first period and a second set value larger than the first set value. , a third detection result of overcurrent is output by comparing the second effective value and a third set value smaller than the first set value. The overcurrent relay further includes a drop detection unit that detects that the first effective value has decreased, and an output control unit that generates an operation output and a return output based on the first to third detection results and the detection result of the drop detection unit. When a decrease in the first effective value is detected, the output control unit returns a return output at whichever of the first detection results indicate that the overcurrent is not detected and the third detection result that indicates that the overcurrent is not detected, whichever is earlier. creates .

본 개시에 의하면, 적절한 복귀와 복귀 시간의 고속화를 양립시키는 것이 가능한 과전류 계전기를 제공하는 것이다. According to the present disclosure, an overcurrent relay capable of achieving both appropriate recovery and faster recovery time is provided.

도 1은 보호 계전 시스템이 설치된 전력 계통의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 과전류 계전기의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 과전류 계전기의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 4는 고장 발생에서부터 차단기가 개방될 때까지의 입력 전류 및 실효값을 나타내는 모식도이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 실효값의 저하 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 따른 제로 크로스 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시 형태 1에 따른 과전류 계전기에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 DC(Direct Current) 감쇠파의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태 2에 따른 과전류 계전기의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 10은 실시 형태 2에 따른 직류 판정부의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 11은 실시 형태 2에 따른 과전류 계전기에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태 3에 따른 과전류 계전기의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 13은 실시 형태 3에 따른 과전류 계전기에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
Figure 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a power system in which a protection relay system is installed.
Figure 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of an overcurrent relay.
Figure 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the overcurrent relay according to Embodiment 1.
Figure 4 is a schematic diagram showing the input current and effective value from the occurrence of a fault until the circuit breaker is opened.
Figure 5 is a diagram for explaining a method for detecting a decrease in effective value according to Embodiment 1.
Figure 6 is a diagram for explaining the zero cross detection method according to Embodiment 1.
FIG. 7 is a diagram showing an example of operation in the overcurrent relay according to Embodiment 1.
Figure 8 is a diagram showing an example of a DC (Direct Current) attenuation wave.
Figure 9 is a block diagram showing an example of the functional configuration of an overcurrent relay according to Embodiment 2.
Figure 10 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the direct current determination unit according to Embodiment 2.
FIG. 11 is a diagram showing an example of operation in the overcurrent relay according to Embodiment 2.
Figure 12 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the overcurrent relay according to Embodiment 3.
FIG. 13 is a diagram showing an example of operation in the overcurrent relay according to Embodiment 3.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일한 부품에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 그것들의 명칭 및 기능도 같다. 따라서, 그것들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention will be described with reference to the drawings. In the following description, like parts are given the same symbols. Their names and functions are also the same. Therefore, their detailed description will not be repeated.

실시 형태 1.Embodiment 1.

<전력 계통의 구성><Configuration of power system>

도 1은 보호 계전 시스템이 설치된 전력 계통의 전체 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 전력 계통에서는, 전선(1)이 모선(2, 3)에 접속되어 있다. 추가로, 전선(1)에는 차단기(4, 5, 6) 및 전류 변성기(7)가 마련되어 있다. 도 1의 전력 계통이 삼상 교류용인 경우에는, 차단기(4, 5, 6) 및 전류 변성기(7)는 각 상의 전선에 마련된다. 1 is a diagram schematically showing an example of the overall configuration of a power system in which a protection relay system is installed. In the power system shown in FIG. 1, electric wires 1 are connected to bus bars 2 and 3. Additionally, the wire 1 is provided with circuit breakers 4, 5, and 6 and a current transformer 7. When the power system in FIG. 1 is for three-phase alternating current, circuit breakers 4, 5, and 6 and current transformers 7 are provided on the wires of each phase.

보호 계전 시스템(10)은 보호 계전기(20)와, 과전류 계전기(30)를 포함한다. 본 실시 형태에서는, 보호 계전기(20)는 전력 계통의 사고를 검출하는 보호 릴레이로서 기능하고, 과전류 계전기(30)는 차단기 부동작(CBF:Circuit Breaker Failure)의 대책을 위한 CBF 릴레이로서 기능하는 것으로 한다. 덧붙여, 보호 계전기(20)는 주보호 릴레이와, 주보호 릴레이의 릴레이 불량에 대한 백업 보호 릴레이를 포함하고 있다. The protection relay system 10 includes a protection relay 20 and an overcurrent relay 30. In this embodiment, the protection relay 20 functions as a protection relay for detecting accidents in the power system, and the overcurrent relay 30 functions as a CBF relay for countermeasures against Circuit Breaker Failure (CBF). do. In addition, the protection relay 20 includes a main protection relay and a backup protection relay for relay failure of the main protection relay.

덧붙여, CBF 릴레이는 차단기 부동작에 의해서 사고 전류가 차단되지 않았던 것을 검출하기 위한 과전류 릴레이 요소를 포함한다. CBF 릴레이는 전력 계통의 사고를 검출하는 보호 릴레이로부터의 트립 신호를 수신하고, 또한 과전류 릴레이 요소에 의한 전류 검출이 일정 이상 계속 되었을 경우에, 인접하는 차단기를 개방하기 위한 트립 신호를 출력한다. Additionally, the CBF relay includes an overcurrent relay element to detect that the fault current has not been interrupted due to a circuit breaker tripping. The CBF relay receives a trip signal from a protection relay that detects an accident in the power system, and when current detection by the overcurrent relay element continues for a certain period of time, it outputs a trip signal to open an adjacent circuit breaker.

보호 계전기(20)는 전선(1)에 마련된 전류 변성기(7)로부터의 입력 전류에 기초하여 전력 계통에서의 사고 발생을 검출하고, 차단기(4)에 개방 지령인 트립 신호 TR1를 출력함과 아울러 과전류 계전기(30)에 트립 신호 TR2를 출력한다. 덧붙여, 공통의 디지털 출력 회로로부터 출력된 트립 신호가 분기되고, 분기 후의 신호가 차단기(4)와 과전류 계전기(30)에 각각 입력되어도 된다. The protection relay 20 detects the occurrence of an accident in the power system based on the input current from the current transformer 7 provided on the wire 1, and outputs a trip signal TR1, which is an opening command, to the circuit breaker 4. A trip signal TR2 is output to the overcurrent relay 30. Additionally, the trip signal output from the common digital output circuit may be branched, and the branched signal may be input to the circuit breaker 4 and the overcurrent relay 30, respectively.

보호 계전기(20)에 의한 사고 판정 방식은 특별히 한정되지 않는다. 보호 계전기(20)는, 예를 들면, 전류 차동 릴레이 요소를 포함해도 되고, 거리 릴레이 요소를 포함해도 된다. 전류 차동 릴레이 요소의 경우에는, 전선(1)에 마련된 다른 전류 변성기에서 검출된 전류도 보호 계전기(20)에 입력된다. 거리 릴레이 요소의 경우는, 모선(2)에 마련된 전압 변성기에서 검출된 전압도 보호 계전기(20)에 입력된다. The accident determination method by the protection relay 20 is not particularly limited. The protection relay 20 may include, for example, a current differential relay element or a distance relay element. In the case of a current differential relay element, the current detected by another current transformer provided on the wire 1 is also input to the protection relay 20. In the case of a distance relay element, the voltage detected by the voltage transformer provided in the bus bar 2 is also input to the protection relay 20.

과전류 계전기(30)는 전류 변성기(7)로부터의 입력 전류에 기초하여 사고 전류의 유무를 판정한다. 과전류 계전기(30)는 보호 계전기(20)로부터 트립 신호 TR2를 받은 후에 차단기(4)의 개방에 필요로 하는 시간이 경과해도 사고 전류가 검출되고 있는 경우에, 차단기(4)의 부동작으로 판정하여, 주변의 차단기(5, 6)에 트립 신호 TR3을 출력한다. 트립 신호 TR3은 분기되어, 차단기(5, 6)에 각각 입력된다. 덧붙여, 상이한 디지털 출력 회로로부터 출력된 트립 신호가 차단기(5, 6)에 각각 입력되어도 된다. The overcurrent relay 30 determines the presence or absence of a fault current based on the input current from the current transformer 7. The overcurrent relay 30 determines that the circuit breaker 4 is inoperable when a fault current is detected even after the time required to open the circuit breaker 4 has elapsed after receiving the trip signal TR2 from the protection relay 20. Thus, a trip signal TR3 is output to the surrounding circuit breakers (5, 6). The trip signal TR3 is branched and input to the circuit breakers 5 and 6, respectively. Additionally, trip signals output from different digital output circuits may be input to the circuit breakers 5 and 6, respectively.

<하드웨어 구성><Hardware configuration>

도 2는 과전류 계전기(30)의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하여, 과전류 계전기(30)는 보조 변성기(51)와 AD(Analog to Digital) 변환부(52)와, 연산 처리부(70)를 포함한다. 과전류 계전기(30)는 디지털 보호 계전 장치로서 구성되어 있다. 덧붙여, 보호 계전기(20)의 하드웨어 구성은, 도 2에 나타내는 하드웨어 구성과 같다. FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the overcurrent relay 30. Referring to FIG. 2, the overcurrent relay 30 includes an auxiliary transformer 51, an analog to digital (AD) converter 52, and an operation processing unit 70. The overcurrent relay 30 is configured as a digital protection relay device. In addition, the hardware configuration of the protection relay 20 is the same as the hardware configuration shown in FIG. 2.

보조 변성기(51)는 전류 변성기(7)로부터의 입력 전류를 수신하여, 릴레이 내부 회로에서의 신호 처리에 적합한 전압 신호로 변환하여 출력한다. AD 변환부(52)는 보조 변성기(51)로부터 출력되는 전압 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환한다. 구체적으로는, AD 변환부(52)는 아날로그 필터와, 샘플 홀드 회로와, 멀티플렉서와, AD 변환기를 포함한다. The auxiliary transformer 51 receives the input current from the current transformer 7, converts it into a voltage signal suitable for signal processing in the relay internal circuit, and outputs it. The AD converter 52 receives the voltage signal output from the auxiliary transformer 51 and converts it into digital data. Specifically, the AD converter 52 includes an analog filter, a sample hold circuit, a multiplexer, and an AD converter.

아날로그 필터는 보조 변성기(51)로부터 출력되는 신호로부터 고주파의 노이즈 성분을 제거한다. 샘플 홀드 회로는 아날로그 필터로부터 출력되는 신호를 미리 정해진 샘플링 주기로 샘플링한다. 멀티플렉서는 연산 처리부(70)로부터 입력되는 타이밍 신호에 기초하여, 샘플 홀드 회로로부터 입력되는 파형 신호를 시계열로 차례로 전환하여 AD 변환기에 입력한다. The analog filter removes high-frequency noise components from the signal output from the auxiliary transformer 51. The sample hold circuit samples the signal output from the analog filter at a predetermined sampling period. Based on the timing signal input from the calculation processing unit 70, the multiplexer sequentially converts the waveform signal input from the sample and hold circuit into time series and inputs it to the AD converter.

AD 변환기는 멀티플렉서로부터 입력되는 신호를 아날로그 데이터로부터 디지털 데이터로 변환한다. AD 변환기는 디지털 변환한 신호(즉, 디지털 데이터)를 연산 처리부(70)로 출력한다. AD 변환기에서는, 예를 들면, 정격 주파수의 전기각의 1사이클(즉, 360°) 중에 있어서, 12회의 샘플링 주기로 아날로그 디지털 변환을 행한다. 이 경우, 1 샘플링 간격은 정격 주파수에 있어서 전기각 30°에 상당하는 시간 간격이 된다.The AD converter converts the signal input from the multiplexer from analog data to digital data. The AD converter outputs a digitally converted signal (i.e., digital data) to the operation processing unit 70. In the AD converter, for example, analog-to-digital conversion is performed at 12 sampling cycles during one cycle (i.e., 360°) of the electrical angle at the rated frequency. In this case, one sampling interval is a time interval corresponding to an electrical angle of 30° at the rated frequency.

연산 처리부(70)는 CPU(Central Processing Unit)(72)와, ROM(73)과, RAM(74)과, DI(digital input) 회로(75)와, DO(digital output) 회로(76)와, 입력 인터페이스(I/F)(77)를 포함한다. 이것들은 버스(71)로 결합되어 있다. The operation processing unit 70 includes a CPU (Central Processing Unit) 72, ROM 73, RAM 74, DI (digital input) circuit 75, DO (digital output) circuit 76, and , includes an input interface (I/F) 77. These are combined into a bus 71.

CPU(72)는 미리 ROM(73)에 격납된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써, 과전류 계전기(30)의 동작을 제어한다. 덧붙여, ROM(73)에는, CPU(72)에 의해서 이용되는 각종 정보가 격납되어 있다. CPU(72)는, 예를 들어, 마이크로 프로세서이다. 덧붙여, 해당 하드웨어는 CPU 이외의 FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 및 그 외의 연산 기능을 가지는 회로 등이어도 된다. The CPU 72 controls the operation of the overcurrent relay 30 by reading and executing a program previously stored in the ROM 73. Additionally, the ROM 73 stores various information used by the CPU 72. CPU 72 is, for example, a microprocessor. Additionally, the hardware may be a FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a circuit with other computational functions other than the CPU.

CPU(72)는 버스(71)를 통해서, AD 변환부(52)로부터 디지털 데이터를 수신한다. CPU(72)는 ROM(73)에 격납되어 있는 프로그램에 따라서, 수신한 디지털 데이터를 이용하여 제어 연산을 실행한다. The CPU 72 receives digital data from the AD converter 52 through the bus 71. The CPU 72 performs control operations using the received digital data according to the program stored in the ROM 73.

DO 회로(76)는 차단기를 개방하기 위한 트립 신호를 출력한다. 예를 들면, 과전류 계전기(30)의 DI 회로(75)에는, 보호 계전기(20)의 DO 회로(76)로부터 출력된 트립 신호 TR2가 입력된다. 입력 인터페이스(77)는 전형적으로는, 각종 버튼 등이고, 계통 운용자로부터의 각종 설정 조작을 접수한다. The DO circuit 76 outputs a trip signal to open the circuit breaker. For example, the trip signal TR2 output from the DO circuit 76 of the protection relay 20 is input to the DI circuit 75 of the overcurrent relay 30. The input interface 77 typically includes various buttons and accepts various setting operations from the system operator.

<기능 구성><Function configuration>

도 3은 실시 형태 1에 따른 과전류 계전기(30)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하여, 과전류 계전기(30)는 주된 기능 구성으로서, 과전류 검출부(100)와, 저하 검출부(110)와, 제로 크로스 판정부(120)와, 출력 제어부(130)를 포함한다. 전형적으로는, 이것들의 각 기능은 CPU(72)가 ROM(73)에 격납된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 덧붙여, 이것들의 기능의 일부 또는 전부는 전용 회로를 이용함으로써 실현되도록 구성되어 있어도 된다. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the overcurrent relay 30 according to Embodiment 1. Referring to FIG. 3, the overcurrent relay 30 includes an overcurrent detection unit 100, a drop detection unit 110, a zero cross determination unit 120, and an output control unit 130 as its main functional structure. Typically, each of these functions is realized by the CPU 72 executing a program stored in the ROM 73. Additionally, some or all of these functions may be configured to be realized by using a dedicated circuit.

과전류 검출부(100)는 전력 계통으로부터 입력된 입력 전류의 실효값과 설정값을 비교함으로써 과전류를 검출한다. 구체적으로는, 과전류 검출부(100)는 디지털 필터(101)와, 실효값 연산부(102)와, 과전류 판정부(103)를 포함한다. The overcurrent detection unit 100 detects overcurrent by comparing the effective value of the input current input from the power system and the set value. Specifically, the overcurrent detection unit 100 includes a digital filter 101, an effective value calculation unit 102, and an overcurrent determination unit 103.

디지털 필터(101)는 입력 전류의 정격 주파수 성분(즉, 기본파 성분)을 추출한 전류 데이터를 생성한다. 구체적으로는, 디지털 필터(101)는 AD 변환부(52)에 의해서 디지털 데이터로 변환된 입력 전류의 고조파 성분, 직류 성분, 및 왜곡파 성분을 제거하여 정격 주파수 성분을 추출한 전류 데이터를 생성한다. The digital filter 101 generates current data by extracting the rated frequency component (i.e., fundamental wave component) of the input current. Specifically, the digital filter 101 removes the harmonic component, direct current component, and distortion component of the input current converted to digital data by the AD converter 52 and generates current data from which the rated frequency component is extracted.

디지털 필터(101)는, 예를 들면, 정격 주파수의 전기각의 1/2 사이클(즉, 180°)분의 기간 T1의 데이터를 이용한다. 이것은, 예를 들면, AD 변환부(52)의 샘플링 횟수가 1사이클 중에서 12회인 경우에는, 6 샘플링 길이분의 데이터에 대응한다. The digital filter 101 uses, for example, data from a period T1 of 1/2 cycle (i.e., 180°) of the electrical angle of the rated frequency. This corresponds to data for 6 sampling lengths, for example, when the sampling number of the AD converter 52 is 12 times in 1 cycle.

실효값 연산부(102)는 정격 주파수 성분이 추출된 입력 전류의 실효값 연산을 실행한다. 구체적으로는, 실효값 연산부(102)는 디지털 필터(101)로부터 입력된 전류 데이터를 이용하여 실효값을 연산한다. 실효값 연산부(102)는, 예를 들면, 이하의 식 (1)을 이용하여 실효값을 연산한다. The effective value calculation unit 102 performs calculation of the effective value of the input current from which the rated frequency component is extracted. Specifically, the effective value calculation unit 102 calculates the effective value using the current data input from the digital filter 101. The effective value calculation unit 102 calculates the effective value using, for example, the following equation (1).

Ir(t) =sqrt(|I(t-90)2-I(t)*I(t-180)|)···(1)Ir(t) =sqrt(|I(t-90) 2 -I(t)*I(t-180)|)···(1)

여기서, Ir(t)는 시각 t에 있어서의 실효값을 나타내고 있다. 또, I(t)는 시각 t에 있어서의, 정격 주파수 성분이 추출된 입력 전류의 전류 순간값을 나타내고, I(t-90)는 시각 t보다 전기각 90°전의 전류 순간값을 나타내고 있고, I(t-180)은 시각 t보다 전기각 180°전의 전류 순간값을 나타내고 있다. 덧붙여, 식 (1)에서는, 실효값 연산에 이용하는 데이터를 얻기 위해서 필요한 시간은 전기각의 1/2 사이클분의 시간이다. Here, Ir(t) represents the effective value at time t. In addition, I(t) represents the instantaneous current value of the input current from which the rated frequency component is extracted at time t, and I(t-90) represents the instantaneous current value 90° before the electrical angle at time t, I(t-180) represents the instantaneous current value 180 degrees electrical angle before time t. Additionally, in equation (1), the time required to obtain data used for calculating the effective value is the time equivalent to 1/2 cycle of the electrical angle.

과전류 판정부(103)는 실효값 연산부(102)에 의해 연산된 실효값 Ir과, 미리 정해진 설정값 Is를 비교하여, 과전류의 유무를 판정한다. The overcurrent determination unit 103 determines the presence or absence of overcurrent by comparing the effective value Ir calculated by the effective value calculation unit 102 with the predetermined set value Is.

도 4는 고장 발생에서부터 차단기가 개방될 때까지의 입력 전류 및 실효값을 나타내는 모식도이다. 도 4를 참조하여, 고장 발생 후의 시각 tx에 있어서, 실효값 Ir이 설정값 Is 이상이 된다. 그 때문에, 과전류 판정부(103)는 시각 tx에 있어서, 동작 판정(즉, 과전류 검출이라고 판정)을 행하고, 출력값 "1"을 출력한다. Figure 4 is a schematic diagram showing the input current and effective value from the occurrence of a fault until the circuit breaker is opened. Referring to FIG. 4, at time tx after the failure occurs, the effective value Ir becomes more than the set value Is. Therefore, the overcurrent determination unit 103 performs an operation determination (i.e., determination of overcurrent detection) at time tx and outputs an output value of "1".

또, 차단기(4)의 개방 후의 시각 ty에 있어서, 실효값 Ir이 설정값 Is미만이 된다. 과전류 판정부(103)는, 시각 ty에 있어서, 부동작 또는 복귀 판정(즉, 과전류 미검출이라고 판정)을 행하고, 출력값 "0"을 출력한다. 과전류 판정부(103)의 출력값은 과전류 검출부(100)의 출력값이 된다. 해당 출력값은 과전류 검출부(100)의 검출 결과 Dx에 대응한다. Moreover, at time ty after the circuit breaker 4 is opened, the effective value Ir becomes less than the set value Is. The overcurrent determination unit 103 makes a non-operation or recovery determination (i.e., determination that the overcurrent is not detected) at time ty and outputs an output value of “0”. The output value of the overcurrent determination unit 103 becomes the output value of the overcurrent detection unit 100. The corresponding output value corresponds to the detection result Dx of the overcurrent detection unit 100.

덧붙여, 과전류 검출부(100)는 비교적 긴 기간의 데이터를 이용하여 입력 전류의 정격 주파수 성분을 추출한 전류 데이터를 생성하고, 해당 전류 데이터를 이용하여 실효값 Ir을 연산하고, 해당 실효값 Ir과 설정값 Is를 이용하여 과전류 검출을 실행한다. 그 때문에, 과전류 검출부(100)는 고조파 및 왜곡파에 대한 영향을 받기 어렵고, 고장 전류가 발생하고 있을 때 복귀하는 일이 없어 안정성이 높다. In addition, the overcurrent detection unit 100 generates current data by extracting the rated frequency component of the input current using data of a relatively long period, calculates the effective value Ir using the corresponding current data, and calculates the effective value Ir and the set value. Execute overcurrent detection using Is. Therefore, the overcurrent detection unit 100 is difficult to be influenced by harmonics and distortion waves, and does not return when a fault current occurs, so it has high stability.

다시, 도 3을 참조하여, 저하 검출부(110)는 실효값 Ir의 저하를 검출한다. 구체적으로는, 저하 검출부(110)는 실효값 Ir의 저하율이 기준 저하율 이상인 경우에, 실효값 Ir의 저하를 검출한다. Again, referring to FIG. 3, the drop detection unit 110 detects a drop in the effective value Ir. Specifically, the decrease detection unit 110 detects a decrease in the effective value Ir when the decrease rate of the effective value Ir is greater than or equal to the reference decrease rate.

도 5는 실시 형태 1에 따른 실효값의 저하 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하여, 저하 검출부(110)는 이하의 식 (2) 및 식 (3)을 이용하여 실효값 Ir의 저하 검출을 실행한다. Figure 5 is a diagram for explaining a method for detecting a decrease in effective value according to Embodiment 1. Referring to FIG. 5, the drop detection unit 110 detects a drop in the effective value Ir using the following equations (2) and (3).

Ir(t)<Ir(t-180)···(2)Ir(t)<Ir(t-180)···(2)

|Ir(t) -Ir(t-180)|≥Th1*Ir(t-180)···(3)|Ir(t) -Ir(t-180)|≥Th1*Ir(t-180)···(3)

여기서, Ir(t)는 시각 t에 있어서의 실효값을 나타내고 있다. 또, Ir(t-180)은 시각 t보다 전기각 180°전의 실효값을 나타내고 있다. Here, Ir(t) represents the effective value at time t. Additionally, Ir(t-180) represents the effective value 180° electrical angle before time t.

저하 검출부(110)는 상기의 식 (2) 및 (3)이 성립하는 경우에, 실효값 Ir의 저하를 검출한다. 즉, 현재의 실효값 Ir(t)가 전기각 180°전의 실효값 Ir(t-180) 보다도 작다는 조건, 및 실효값 Ir(t-180)에 대한, 실효값 Ir(t)와 실효값 Ir(t-180)의 차분의 절대값의 비율(즉, 저하율)이 임계값 Th1(예를 들면, Th1=0.15~0.5) 이상이라는 조건이 성립하는 경우에, 저하 검출부(110)는 실효값 Ir의 저하를 검출한다. 저하 검출부(110)는 실효값 Ir의 저하를 검출했을 경우에는 출력값 "1"을 출력하고, 실효값 Ir의 저하를 검출하고 있지 않은 경우에는 출력값 "0"을 출력한다. 해당 출력값은 저하 검출부(110)의 검출 결과에 대응한다. The decrease detection unit 110 detects a decrease in the effective value Ir when the above equations (2) and (3) hold true. In other words, the condition that the current rms value Ir(t) is smaller than the rms value Ir(t-180) 180° ago, and the rms value Ir(t) and the rms value for the rms value Ir(t-180) When the condition that the ratio of the absolute value of the difference (i.e., degradation rate) of Ir(t-180) is equal to or greater than the threshold Th1 (e.g., Th1=0.15 to 0.5) is met, the degradation detection unit 110 determines the effective value. Detect the decrease in Ir. When the decline detection unit 110 detects a decline in the effective value Ir, it outputs an output value of "1", and when it does not detect a decline in the effective value Ir, it outputs an output value of "0". The corresponding output value corresponds to the detection result of the degradation detection unit 110.

다시, 도 3을 참조하여, 제로 크로스 판정부(120)는 AD 변환부(52)에 의해서 디지털 데이터로 변환된 입력 전류의 전류 파형의 제로 크로스점이 검출되었는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제로 크로스 판정부(120)는 제로 크로스 검출부(121)와 복귀 타이머(122)를 포함한다. Again, referring to FIG. 3, the zero cross determination unit 120 determines whether a zero cross point of the current waveform of the input current converted to digital data by the AD converter 52 has been detected. Specifically, the zero cross determination unit 120 includes a zero cross detection unit 121 and a return timer 122.

도 6은 실시 형태 1에 따른 제로 크로스 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하여, 제로 크로스 검출부(121)는, 예를 들면, 히스테리시스를 갖는 콤퍼레이터로 구성되어 있고, 그라운드 레벨 부근으로 설정된 임계값 H, L을 비교함으로써, 입력 전류의 제로 크로스점을 검출한다. 이와 같이, 콤퍼레이터의 임계값에 히스테리시스 특성을 갖게 함으로써, 디지털 변환 후의 노이즈에 의한 제로 크로스점의 오검출을 방지한다. 전형적으로는, 반주기마다 제로 크로스점이 검출된다. Figure 6 is a diagram for explaining the zero cross detection method according to Embodiment 1. Referring to FIG. 6, the zero cross detection unit 121 is composed of, for example, a comparator with hysteresis, and detects the zero cross point of the input current by comparing threshold values H and L set near the ground level. . In this way, by providing a hysteresis characteristic to the threshold value of the comparator, false detection of the zero cross point due to noise after digital conversion is prevented. Typically, a zero cross point is detected every half cycle.

다시, 도 3을 참조하여, 복귀 타이머(122)는 제로 크로스 검출부(121)가 출력값 "1"을 출력했을 경우, 그 값을 복귀 시간 Tre 동안 유지한다. 복귀 시간 Tre는, 예를 들면, 2/3사이클(즉, 전기각 240°)에 상당하는 시간이다. 복귀 타이머(122)의 출력은 제로 크로스 판정부(120)의 출력이 된다. 제로 크로스 판정부(120)는 제로 크로스점이 검출되었다고 판정했을 경우에는 출력값 "1"을 출력하고, 제로 크로스점이 검출되어 있지 않다고 판정했을 경우에는 출력 "0"을 출력한다. 이 출력값은 제로 크로스 판정부(120)의 판정 결과에 대응한다. Again, referring to FIG. 3, when the zero cross detector 121 outputs an output value of “1”, the recovery timer 122 maintains that value for the recovery time Tre. The recovery time Tre is, for example, a time equivalent to 2/3 cycle (i.e., an electrical angle of 240°). The output of the return timer 122 becomes the output of the zero cross determination unit 120. When the zero cross determination unit 120 determines that a zero cross point has been detected, it outputs an output value of "1", and when it determines that a zero cross point has not been detected, it outputs an output value of "0". This output value corresponds to the decision result of the zero cross determination unit 120.

출력 제어부(130)는 과전류 검출부(100)의 검출 결과와, 저하 검출부(110)의 검출 결과와, 제로 크로스 판정부(120)의 판정 결과에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성한다. 구체적으로는, 출력 제어부(130)는 NOT 게이트(131)와, AND 게이트(132, 134)와, OR 게이트(133)를 포함한다. 출력 제어부(130)는 이들 논리 게이트를 이용함으로써, 과전류 계전기(30)의 동작 출력(즉, 출력값 "1") 및 복귀 출력(즉, 출력값 "0")을 생성한다. The output control unit 130 generates an operation output and a return output based on the detection result of the overcurrent detection unit 100, the detection result of the degradation detection unit 110, and the determination result of the zero cross determination unit 120. Specifically, the output control unit 130 includes a NOT gate 131, AND gates 132 and 134, and OR gate 133. The output control unit 130 generates an operation output (i.e., output value “1”) and a return output (i.e., output value “0”) of the overcurrent relay 30 by using these logic gates.

NOT 게이트(131)는 저하 검출부(110)의 출력값의 NOT 연산을 행한다. AND 게이트(132)는 저하 검출부(110)의 출력값과, 제로 크로스 판정부(120)의 출력값의 AND 연산을 행한다. OR 게이트(133)는 NOT 게이트(131)의 출력값과, AND 게이트(132)의 출력값의 OR 연산을 행한다. AND 게이트(134)는 과전류 검출부(100)의 출력값과, OR 게이트(133)의 출력값의 AND 연산을 행한다. AND 게이트(134)의 출력값은, 출력 제어부(130)의 출력값이 된다. The NOT gate 131 performs NOT operation on the output value of the degradation detection unit 110. The AND gate 132 performs an AND operation of the output value of the degradation detection unit 110 and the output value of the zero cross determination unit 120. The OR gate 133 performs an OR operation of the output value of the NOT gate 131 and the output value of the AND gate 132. The AND gate 134 performs an AND operation of the output value of the overcurrent detection unit 100 and the output value of the OR gate 133. The output value of the AND gate 134 becomes the output value of the output control unit 130.

<동작예><Example of operation>

도 7은 실시 형태 1에 따른 과전류 계전기(30)에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 덧붙여, 도 7에 나타내는 예에서는, 시각 t1에 있어서 고장 등이 발생함으로써 입력 전류가 급증하고, 시각 t4에 있어서, 차단기(4)가 개방됨으로써 입력 전류가 감소한 예를 나타내고 있다. 도 7에는, 입력 전류의 전류 파형과, 과전류 검출부(100)의 출력값과, 제로 크로스 판정부(120)의 출력값과, 저하 검출부(110)의 출력값과, 출력 제어부(130)의 출력값이 나타내져 있다. FIG. 7 is a diagram showing an example of operation in the overcurrent relay 30 according to Embodiment 1. Additionally, the example shown in FIG. 7 shows an example in which the input current rapidly increases due to a fault or the like occurring at time t1, and the input current decreases due to the circuit breaker 4 being opened at time t4. In Figure 7, the current waveform of the input current, the output value of the overcurrent detection unit 100, the output value of the zero cross determination unit 120, the output value of the degradation detection unit 110, and the output value of the output control unit 130 are shown. there is.

시각 t2에 있어서, 제로 크로스 판정부(120)는 입력 전류의 제로 크로스점을 검출하여 출력값 "1"을 출력한다. 시각 t3에 있어서, 과전류 검출부(100)가 출력값 "1"을 출력한다. 이 때, 제로 크로스 판정부(120)의 출력값은 "1"이지만, 저하 검출부(110)의 출력값은 "0"이기 때문에, 출력 제어부(130)는 출력값 "1"을 출력한다. 구체적으로는, 출력 제어부(130)는 저하 검출부(110)에 의해 실효값의 저하가 검출되고 있지 않은 경우이고, 또한 과전류 검출부(100)에 의해 과전류가 검출되었을 경우에는, 동작 출력을 생성한다. 즉, 과전류 계전기(30)는 동작 출력한다. 동작 시간은 시각 t1부터 시각 t3까지의 시간에 대응한다. At time t2, the zero cross determination unit 120 detects the zero cross point of the input current and outputs an output value of “1”. At time t3, the overcurrent detection unit 100 outputs an output value of “1”. At this time, the output value of the zero cross determination unit 120 is “1”, but the output value of the degradation detection unit 110 is “0”, so the output control unit 130 outputs an output value of “1”. Specifically, the output control section 130 generates an operation output when a decline in the effective value is not detected by the decline detection section 110 and when an overcurrent is detected by the overcurrent detection section 100. That is, the overcurrent relay 30 operates and outputs. The operation time corresponds to the time from time t1 to time t3.

시각 t4에 있어서 차단기(4)가 개방되면, 입력 전류가 급감한다. 저하 검출부(110)는 시각 t5에 있어서, 이 입력 전류의 급감을 검출하여 출력값 "1"을 출력한다. 또, 입력 전류가 급감하면, 교류 파형 특유의 제로 크로스점이 검출되지 않게 된다. 그 때문에, 제로 크로스 판정부(120)는 시각 t6에 있어서, 제로 크로스점이 검출되지 않게 되었다고 판정하여, 출력값 "0"을 출력한다. 시각 t6에 있어서, 저하 검출부(110)의 출력값 "1" 및 제로 크로스 판정부(120)의 출력값 "0"이 성립함에 따라, 출력 제어부(130)는 출력값 "0"을 출력한다. 즉, 과전류 계전기(30)는 복귀 출력한다. 복귀 시간은 시각 t4부터 시각 t6까지의 시간에 대응한다. When the circuit breaker 4 is opened at time t4, the input current rapidly decreases. The decrease detection unit 110 detects a sudden decrease in this input current at time t5 and outputs an output value of “1”. Additionally, if the input current suddenly decreases, the zero cross point unique to the alternating current waveform cannot be detected. Therefore, the zero cross determination unit 120 determines that the zero cross point has not been detected at time t6, and outputs an output value of “0”. At time t6, as the output value "1" of the degradation detection unit 110 and the output value "0" of the zero-cross determination unit 120 are established, the output control unit 130 outputs the output value "0". That is, the overcurrent relay 30 provides a return output. The return time corresponds to the time from time t4 to time t6.

시각 t6의 시점에서는 과전류 검출부(100)의 출력값은 "1"이고, 시각 t7이 되면, 해당 출력값은 "0"이 된다. 이것으로부터, 과전류 검출부(100)의 출력값이 "0"으로 된 것에 기초하여 복귀 출력이 행해지는 경우보다도, 도 7에 도시되는 것처럼, 저하 검출부(110)의 출력값 "1" 및 제로 크로스 판정부(120)의 출력값 "0"의 성립에 기초하여 복귀 출력이 행해지는 쪽이, 복귀 시간이 단축되어 있는 것을 알 수 있다. 이하, 이 이유에 대해 구체적으로 설명한다. At time t6, the output value of the overcurrent detection unit 100 is “1”, and at time t7, the output value is “0”. From this, as shown in FIG. 7, the output value of the degradation detection unit 110 is "1" and the zero cross determination unit ( It can be seen that the restoration time is shortened when the restoration output is performed based on the establishment of the output value "0" in 120). Below, this reason will be explained in detail.

우선, 과전류 검출부(100)에서는 정밀도 좋게 과전류 판정을 행하기 위해, 디지털 필터(101)에 의해 고조파 성분, 왜곡파 성분 등이 제거된 정격 주파수 성분이 추출된 전류 데이터가 이용된다. 이 때문에, 정격 주파수 성분에 대한 위상 어긋남이 발생한다. 또, 실효값 연산부(102)에 의한 실효값 연산에서는, 식 (1)에 나타나는 것처럼, 현재의 전류 순간값과 과거의 전류 순간값에 기초하여 실효값이 연산되기 때문에, 차단기(4)의 개방 후에 있어서 실효값은 순간적으로 저하되는 것이 아니라 과도적으로 저하되어 간다. 따라서, 실효값 Ir이 설정값 Is 미만으로 판정되는 타이밍이 지연되어, 차단기(4)가 개방되어도 과전류 검출부(100)의 출력값이"1"로부터 "0"이 되기까지 시간이 걸린다. First, in order to accurately determine the overcurrent, the overcurrent detection unit 100 uses current data from which the rated frequency component from which harmonic components, distortion wave components, etc. have been removed by the digital filter 101 is extracted. For this reason, phase shift with respect to the rated frequency component occurs. In addition, in the RMS calculation by the RMS value calculation unit 102, the RMS value is calculated based on the current instantaneous current value and the past current instantaneous value, as shown in equation (1), so the circuit breaker 4 is opened. Later, the effective value does not decrease instantaneously but rather decreases transiently. Therefore, the timing at which the effective value Ir is determined to be less than the set value Is is delayed, and even when the circuit breaker 4 is opened, it takes time for the output value of the overcurrent detection unit 100 to change from "1" to "0".

또, 저하 검출부(110)에서도 현재의 전류 순간값과 과거의 전류 순간값에 기초하는 실효값이 이용되지만, 과전류 판정과는 달리 실효값의 저하를 검출할 수 있으면 된다. 그 때문에, 저하 검출부(110)는 차단기(4)의 개방 후 빠른 단계(예를 들면, 시각 t5)에서 실효값의 저하를 검출하여, 출력값 "1"을 출력한다. In addition, the drop detection unit 110 also uses an effective value based on the current instantaneous current value and the past instantaneous current value, but unlike the overcurrent determination, it is sufficient to detect a decrease in the effective value. Therefore, the drop detection unit 110 detects a drop in the effective value at an early stage (for example, time t5) after the circuit breaker 4 is opened, and outputs an output value of “1”.

여기서, 제로 크로스 판정부(120)에서는, 상술한 것처럼, 디지털 필터(101)에 의해 고조파 성분, 왜곡파 성분 등이 제거되어 있지 않은 입력 전류의 전류 데이터에 기초하여, 제로 크로스 판정이 행해진다. 그 때문에, 디지털 필터(101)에 의한 처리 지연이 없다. 또, 과거의 전류 순간값을 이용하는 실효값이 아니라, 전류 순간값에 의해 제로 크로스 판정이 행해지기 때문에, 판정 타이밍에서 지연이 생기는 일도 없다. Here, in the zero cross determination unit 120, a zero cross determination is made based on current data of the input current from which harmonic components, distortion wave components, etc. have not been removed by the digital filter 101, as described above. Therefore, there is no processing delay due to the digital filter 101. Additionally, since the zero cross determination is made based on the current instantaneous value rather than the effective value using the past instantaneous current value, there is no delay in the judgment timing.

덧붙여, 제로 크로스 판정에서는, 고조파 성분 등이 제거되어 있지 않은 입력 전류의 전류 데이터가 이용되기 때문에, 차단기(4)가 개방될 때까지의 입력 전류가 큰 기간에 있어서는, 고조파 등의 영향을 받아, 제로 크로스점이 검출되고 나서 복귀 시간 Tre 이상 전류가 제로점과 교차하지 않는 것에 의해 일시적으로 출력값이 "0"이 되는 기간 Ta가 발생하는 경우가 있다. In addition, in the zero cross judgment, current data of the input current from which harmonic components, etc. have not been removed, is used, so in the period when the input current is large until the circuit breaker 4 is opened, it is affected by harmonics, etc. After the zero crossing point is detected, a period Ta during which the output value temporarily becomes "0" may occur due to the current not crossing the zero point beyond the return time Tre.

한편, 차단기(4)의 개방 후의 입력 전류가 작아져, 교류 파형 특유의 제로 크로스점이 검출되지 않게 되는 기간에 있어서는, 고조파 등의 영향을 거의 받는 일이 없기 때문에, 제로 크로스 판정을 고정밀도로 실행할 수 있다. 따라서, 이 기간에 있어서, 제로 크로스 판정부(120)가 잘못하여, 교류 파형 특유의 제로 크로스점을 검출해 버릴 일은 없다. On the other hand, during the period when the input current after opening the circuit breaker 4 is small and the zero cross point characteristic of the AC waveform is not detected, there is almost no influence from harmonics, etc., so zero cross judgment can be performed with high accuracy. there is. Therefore, during this period, the zero cross determination unit 120 will not mistakenly detect a zero cross point unique to the alternating current waveform.

이에, 실시 형태 1에서는, 저하 검출부(110)의 검출 결과와, 제로 크로스 판정부(120)의 판정 결과를 조합하여, 복귀 출력을 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 출력 제어부(130)는 저하 검출부(110)에 의해 실효값 Ir의 저하가 검출되었을 경우이고, 또한 제로 크로스 판정부(120)에 의해 제로 크로스점이 검출되지 않았다고 판정되었을 경우에, 과전류 검출부(100)의 검출 결과에 상관없이 복귀 출력을 생성한다. 즉, 실효값 Ir이 저하된, 제로 크로스 판정 정밀도가 높은 기간에 있어서, 제로 크로스점이 검출되지 않는다는 판정이 이루어졌을 경우에, 복귀 출력이 생성된다. 덧붙여, 실효값 Ir의 저하가 검출되고 있지 않은 기간 Ta에 있어서 제로 크로스점을 미검출하여도 복귀 출력은 생성되지 않는다. Accordingly, in Embodiment 1, the detection result of the degradation detection unit 110 and the determination result of the zero-cross determination unit 120 are combined to produce a return output. Specifically, the output control section 130 generates overcurrent when a decrease in the effective value Ir is detected by the decrease detection section 110 and when the zero cross determination section 120 determines that the zero cross point has not been detected. A return output is generated regardless of the detection result of the detection unit 100. That is, in a period when the effective value Ir is lowered and the zero cross determination accuracy is high, when a determination is made that the zero cross point is not detected, a return output is generated. In addition, even if the zero cross point is not detected during the period Ta in which a decrease in the effective value Ir is not detected, no recovery output is generated.

이것에 의해, 입력 전류에 고조파 성분이 많이 포함되어 있는 경우여도, 차단기(4)가 개방된 것을 정밀도 좋게 고속으로 검출할 수 있다. 그 때문에, 과전류 계전기(30)의 적절한 복귀와, 그 복귀 시간을 고속화하는 것이 가능해진다. As a result, even when the input current contains many harmonic components, it is possible to detect that the circuit breaker 4 is open at high speed with high accuracy. Therefore, it becomes possible to properly restore the overcurrent relay 30 and speed up its restoration time.

덧붙여, 차단기(4)가 개방되어, 과전류 계전기(30)가 접속되어 있는 전류 변성기(7)의 일차측에서 전류가 급감했을 때, 전류 변성기(7)의 여자 회로의 인덕턴스에 축적한 에너지가 전류 변성기(7)의 2차 측으로 방전됨으로써 직류 성분의 감쇠 전류가 일정 시간 흐르는 경우가 있다. 이러한 경우여도, 실시 형태 1에 따른 과전류 계전기(30)에서는, 복귀 시간을 고속화할 수 있다. In addition, when the breaker (4) is opened and the current suddenly decreases on the primary side of the current transformer (7) to which the overcurrent relay (30) is connected, the energy accumulated in the inductance of the excitation circuit of the current transformer (7) changes the current. As a result of discharge to the secondary side of the transformer 7, an attenuation current of a direct current component may flow for a certain period of time. Even in this case, the overcurrent relay 30 according to Embodiment 1 can speed up the recovery time.

도 8은 DC(Direct Current) 감쇠파의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하여, 차단기(4)의 개방 후에 있어서도 DC 감쇠파가 발생하고 있는 것을 알 수 있다. DC 감쇠파는 저하 검출부(110)에 의해 실효값 Ir의 저하가 검출되었을 때의 제로 크로스 판정부(120)의 판정 정밀도에는 영향을 미치지 않는다. 구체적으로는, 제로 크로스 판정부(120)는 실효값 Ir의 저하시에 있어서의 제로 크로스점의 미검출을 적절히 판정할 수 있다. 그 때문에, DC 감쇠파가 생기고 있는 경우여도, 저하 검출부(110)의 검출 결과와 제로 크로스 판정부(120)의 판정 결과를 조합하여, 복귀 출력을 행함으로써 복귀 시간을 고속화할 수 있다. Figure 8 is a diagram showing an example of a DC (Direct Current) attenuation wave. Referring to FIG. 8, it can be seen that a DC attenuation wave is generated even after the circuit breaker 4 is opened. The DC attenuation wave does not affect the judgment accuracy of the zero cross determination unit 120 when a decrease in the effective value Ir is detected by the decrease detection unit 110. Specifically, the zero cross determination unit 120 can appropriately determine non-detection of the zero cross point when the effective value Ir decreases. Therefore, even when a DC attenuation wave is generated, the recovery time can be speeded up by combining the detection result of the degradation detection unit 110 and the judgment result of the zero cross determination unit 120 and performing a recovery output.

덧붙여, 일반적으로는, DC 감쇠파의 영향을 제거하기 위해서는, 현시점의 전류 데이터로부터 일정 시간 전의 전류 데이터를 빼는 차분 필터 등의 연산이 필요하지만, 실시 형태 1에 의하면, 해당 연산의 필요도 없어진다. In addition, generally, in order to remove the influence of DC attenuation waves, calculations such as differential filters that subtract current data from a certain period of time ago from current current data are necessary, but according to Embodiment 1, the need for such calculations is eliminated.

<이점><Advantage>

실시 형태 1에 의하면, 실효값 Ir의 저하 검출 결과와 제로 크로스 판정 결과를 조합함으로써, 고장 전류에 고조파 성분, 왜곡 성분 등이 중첩되어 있는 경우 및 DC 감쇠파가 발생하고 있는 경우여도, 과전류 계전기(30)의 적절한 복귀를 실현할 수 있음과 아울러, 그 복귀 시간을 고속화할 수 있다. According to Embodiment 1, by combining the detection result of a decrease in the effective value Ir and the zero-cross determination result, even when harmonic components, distortion components, etc. are superimposed on the fault current and when DC attenuation waves are generated, the overcurrent relay ( 30), proper recovery can be realized, and the recovery time can be accelerated.

실시 형태 2.Embodiment 2.

실시 형태 1에서는, 실효값 Ir의 저하가 검출되었을 경우에, 입력 전류의 전류 파형의 제로 크로스점이 검출되지 않는다는 조건이 성립했을 경우에, 복귀 출력을 생성하는 구성에 대해 설명했다. 실시 형태 2에서는, 실효값 Ir의 저하가 검출되었을 경우에, 입력 전류의 전류 파형의 직류 성분이 교류 성분보다도 지배적이라는 조건이 성립했을 경우에, 복귀 출력을 생성하는 구성에 대해 설명한다. 덧붙여, 실시 형태 2에 있어서의 전력 계통의 구성과, 보호 계전기(20) 및 과전류 계전기(30)의 하드웨어 구성은, 실시 형태 1의 해당 구성과 같다. In Embodiment 1, a configuration was described that generates a return output when a decrease in the effective value Ir is detected and the condition that the zero cross point of the current waveform of the input current is not detected is met. In Embodiment 2, a configuration for generating a return output will be described when a decrease in the effective value Ir is detected and when the condition that the direct current component of the current waveform of the input current is more dominant than the alternating current component is met. In addition, the configuration of the power system in Embodiment 2 and the hardware configuration of the protection relay 20 and the overcurrent relay 30 are the same as the corresponding configurations in Embodiment 1.

<기능 구성><Function configuration>

도 9는 실시 형태 2에 따른 과전류 계전기(30A)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 과전류 계전기(30A)는 도 1에 나타내는 과전류 계전기(30)에 대응하지만, 다른 실시 형태와의 구별을 위해서, 편의상 「A」와 같은 추가 부호를 부여하고 있다. 이것은, 이하의 실시 형태 3에서도 마찬가지이다. FIG. 9 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the overcurrent relay 30A according to Embodiment 2. The overcurrent relay 30A corresponds to the overcurrent relay 30 shown in FIG. 1, but in order to distinguish it from other embodiments, an additional symbol such as “A” is given for convenience. This also applies to Embodiment 3 below.

도 9를 참조하여, 과전류 계전기(30A)는 주된 기능 구성으로서, 과전류 검출부(100)와, 저하 검출부(110)와, 직류 판정부(150)와, 출력 제어부(170)를 포함한다. 전형적으로는, 이것들의 각 기능은, CPU(72)가 ROM(73)에 격납된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 덧붙여, 이것들의 기능의 일부 또는 전부는 전용 회로를 이용함으로써 실현되도록 구성되어 있어도 된다. 과전류 검출부(100) 및 저하 검출부(110)의 구성은, 실시 형태 1과 같기 때문에, 그 상세한 설명은 반복하지 않는다. Referring to FIG. 9, the overcurrent relay 30A includes an overcurrent detection unit 100, a drop detection unit 110, a direct current determination unit 150, and an output control unit 170 as its main functional structure. Typically, each of these functions is realized by the CPU 72 executing a program stored in the ROM 73. Additionally, some or all of these functions may be configured to be realized by using a dedicated circuit. Since the configurations of the overcurrent detection unit 100 and the degradation detection unit 110 are the same as in Embodiment 1, their detailed description will not be repeated.

직류 판정부(150)는 AD 변환부(52)에 의해서 디지털 데이터로 변환된 입력 전류의 전류 파형의 직류 성분이 해당 전류 파형의 교류 성분보다도 지배적인지 여부를 판정한다. The direct current determination unit 150 determines whether the direct current component of the current waveform of the input current converted to digital data by the AD converter 52 is dominant over the alternating current component of the corresponding current waveform.

도 10은 실시 형태 2에 따른 직류 판정부(150)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 10을 참조하여, 직류 판정부(150)는 기본파 검출 필터(151)와, 교류 실효값 연산부(152)와, DC 검출 필터(153)와, 비교부(154)를 포함한다. FIG. 10 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the DC determination unit 150 according to Embodiment 2. Referring to FIG. 10, the DC determination unit 150 includes a fundamental wave detection filter 151, an AC effective value calculation unit 152, a DC detection filter 153, and a comparison unit 154.

기본파 검출 필터(151)는 입력 전류의 정격 주파수 성분(즉, 기본파 성분)을 추출한 전류 데이터를 생성한다. 기본파 검출 필터(151)는, 예를 들면, 정격 주파수의 전기각의 1/2사이클(즉, 180°)분의 데이터를 이용한다. 전형적으로는, 기본파 검출 필터(151)는 디지털 필터(101)와 같은 기능을 가진다. The fundamental wave detection filter 151 generates current data by extracting the rated frequency component (i.e., fundamental wave component) of the input current. The fundamental wave detection filter 151 uses, for example, data for 1/2 cycle (i.e., 180°) of the electrical angle of the rated frequency. Typically, the fundamental wave detection filter 151 has the same function as the digital filter 101.

교류 실효값 연산부(152)는 정격 주파수 성분이 추출된 입력 전류의 교류 실효값 연산을 실행한다. 구체적으로는, 교류 실효값 연산부(152)는 기본파 검출 필터(151)로부터 입력된 전류 데이터를 이용하여 교류 성분의 실효값(이하, 「교류 실효값」이라고도 칭함.)을 연산한다. 교류 실효값 연산부(152)는, 예를 들면, 이하의 식 (4)을 이용하여 교류 실효값을 연산한다. The AC effective value calculation unit 152 calculates the AC effective value of the input current from which the rated frequency component is extracted. Specifically, the AC rms value calculation unit 152 uses the current data input from the fundamental wave detection filter 151 to calculate the rms value of the alternating current component (hereinafter also referred to as the “alternating current rms value”). The AC effective value calculation unit 152 calculates the AC effective value using, for example, the following equation (4).

Ira(t)=sqrt(|Ia(t-90)2-Ia(t)*Ia(t-180)|)···(4)Ira(t)=sqrt(|Ia(t-90) 2 -Ia(t)*Ia(t-180)|)···(4)

여기서, Ira(t)는 시각 t에 있어서의 실효값을 나타내고 있다. 또, Ia(t)는 시각 t에 있어서의, 입력 전류의 교류 성분의 전류 순간값을 나타내고, Ia(t-90)은 시각 t보다 전기각 90°전의 전류 순간값을 나타내고 있고, Ia(t-180)은 시각 t보다 전기각 180°전의 전류 순간값을 나타내고 있다. 전형적으로는, 교류 실효값 연산부(152)는 실효값 연산부(102)와 같은 기능을 가진다. Here, Ira(t) represents the effective value at time t. In addition, Ia(t) represents the current instantaneous value of the alternating current component of the input current at time t, Ia(t-90) represents the current instantaneous value 90° before the electric angle at time t, and Ia(t -180) represents the instantaneous current value 180° before the time t. Typically, the AC effective value calculation unit 152 has the same function as the effective value calculation unit 102.

DC 검출 필터(153)는 입력 전류의 직류 성분을 추출한 전류 데이터를 생성한다. DC 검출 필터(153)는 예를 들면, 정격 주파수의 전기각의 1/2사이클(즉, 180°)분의 데이터를 이용한다. 여기서, 시각 t에 있어서의, 추출된 입력 전류의 직류 성분을 Idc(t)라고 정의한다. The DC detection filter 153 generates current data by extracting the direct current component of the input current. The DC detection filter 153 uses, for example, data for 1/2 cycle (i.e., 180°) of the electrical angle of the rated frequency. Here, the direct current component of the extracted input current at time t is defined as Idc(t).

비교부(154)는 교류 실효값 Ira(t)와 직류 성분 Idc(t)를 비교하여, 직류 성분 Idc(t) 쪽이 교류 실효값 Ira(t)보다도 상당히 크게 지배적인 경우에 출력값 "1"을 출력한다. 예를 들면, 직류 성분 Idc(t)가 교류 실효값 Ira(t)보다도 크고, 또한 교류 실효값 Ira(t)에 대한 직류 성분 Idc(t)의 비율이 임계값 Th2(예를 들면, Th2=5) 이상인 경우(즉, Idc(t)>5*Ira(t)가 성립하는 경우)에, 비교부(154)는 직류 성분 Idc(t)의 쪽이 교류 실효값 Ira(t)보다도 지배적이라고 판정한다. The comparison unit 154 compares the AC effective value Ira(t) and the direct current component Idc(t), and when the direct current component Idc(t) is significantly larger and dominates the AC effective value Ira(t), the output value is "1". Outputs . For example, the direct current component Idc(t) is greater than the alternating current rms value Ira(t), and the ratio of the direct current component Idc(t) to the alternating current effective value Ira(t) is the threshold Th2 (for example, Th2= 5) In the case above (i.e., when Idc(t) > 5*Ira(t) holds true), the comparison unit 154 determines that the direct current component Idc(t) is more dominant than the alternating current effective value Ira(t). Judge.

한편, 비교부(154)는 Idc(t)≤Th2*Ira가 성립하는 경우에는 출력값 "0"을 출력한다. 비교부(154)의 출력은 직류 판정부(150)의 출력이 된다. 즉, 직류 판정부(150)는 직류 성분이 교류 성분보다도 지배적이라고 판정했을 경우에는 출력값 "1"을 출력하고, 그렇지 않다고 판정했을 경우에는 출력값 "0"을 출력한다. 이 출력값은 직류 판정부(150)의 판정 결과에 대응한다. Meanwhile, the comparison unit 154 outputs an output value of “0” when Idc(t)≤Th2*Ira holds true. The output of the comparison unit 154 becomes the output of the DC determination unit 150. That is, the DC determination unit 150 outputs an output value of “1” when it determines that the DC component is dominant over the AC component, and outputs an output value of “0” when it determines that this is not the case. This output value corresponds to the decision result of the DC determination unit 150.

다시, 도 9를 참조하여, 출력 제어부(170)는 과전류 검출부(100)의 검출 결과와, 저하 검출부(110)의 검출 결과와, 직류 판정부(150)의 판정 결과에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성한다. 구체적으로는, 출력 제어부(170)는 AND 게이트(171, 172)를 포함한다. Again, referring to FIG. 9, the output control unit 170 generates an operation output and Generates return output. Specifically, the output control unit 170 includes AND gates 171 and 172.

AND 게이트(171)는 저하 검출부(110)의 출력값과, 직류 판정부(150)의 출력값의 AND 연산을 행한다. AND 게이트(172)는 과전류 검출부(100)의 출력값과, AND 게이트(171)의 출력값을 반전한 값의 AND 연산을 행한다. AND 게이트(172)의 출력값은, 출력 제어부(170)의 출력값이 된다. The AND gate 171 performs an AND operation of the output value of the degradation detection unit 110 and the output value of the DC determination unit 150. The AND gate 172 performs an AND operation on the output value of the overcurrent detection unit 100 and the inverted output value of the AND gate 171. The output value of the AND gate 172 becomes the output value of the output control unit 170.

<동작예><Example of operation>

도 11은 실시 형태 2에 따른 과전류 계전기(30A)에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 덧붙여, 도 11에 나타내는 예에서는, 시각 t1a에 있어서 고장 등이 발생함으로써 입력 전류가 급증하고, 시각 t3a에 있어서, 차단기(4)가 개방됨으로써 입력 전류가 감소한 예를 나타내고 있다. 도 11에는, 입력 전류의 전류 파형과, 과전류 검출부(100)의 출력값과, 직류 판정부(150)의 출력값과, 저하 검출부(110)의 출력값과, 출력 제어부(170)의 출력값이 도시되어 있다. FIG. 11 is a diagram showing an example of operation in the overcurrent relay 30A according to Embodiment 2. In addition, the example shown in FIG. 11 shows an example in which the input current rapidly increases due to a fault or the like occurring at time t1a, and the input current decreases due to the circuit breaker 4 being opened at time t3a. In Figure 11, the current waveform of the input current, the output value of the overcurrent detection unit 100, the output value of the DC determination unit 150, the output value of the degradation detection unit 110, and the output value of the output control unit 170 are shown. .

시각 t2a에 있어서, 저하 검출부(110)의 출력값은 "0"이기 때문에, 과전류 검출부(100)가 출력값 "1"을 출력함에 따라, 출력 제어부(170)는 출력값 "1"을 출력한다. 즉, 과전류 계전기(30A)는 동작 출력한다. 동작 시간은 시각 t1a부터 시각 t2a까지의 시간에 대응한다. At time t2a, the output value of the degradation detection unit 110 is “0”, so as the overcurrent detection unit 100 outputs the output value “1”, the output control unit 170 outputs the output value “1”. That is, the overcurrent relay 30A operates and outputs. The operation time corresponds to the time from time t1a to time t2a.

시각 t3a에 있어서 차단기(4)가 개방되면 입력 전류가 급감한다. 입력 전류가 급감하면, 교류 성분보다도 직류 성분의 쪽이 지배적으로 된다. 전형적으로는, 상술한 DC 감쇠파가 발생한다. 그 때문에, 직류 판정부(150)는 시각 t4a에 있어서, 직류 성분이 교류 성분보다도 지배적으로 되었다고 판정하여, 출력값 "1"을 출력한다. 또, 저하 검출부(110)는 시각 t5a에 있어서, 이 입력 전류의 급감을 검출하여 출력값 "1"을 출력한다. When the breaker 4 is opened at time t3a, the input current rapidly decreases. When the input current suddenly decreases, the direct current component becomes more dominant than the alternating current component. Typically, the DC attenuation wave described above is generated. Therefore, the direct current determination unit 150 determines that the direct current component has become dominant over the alternating current component at time t4a, and outputs an output value of “1”. Additionally, the drop detection unit 110 detects a sudden drop in this input current at time t5a and outputs an output value of “1”.

시각 t5a에 있어서, 저하 검출부(110)의 출력값 "1" 및 직류 판정부(150)의 출력값 "1"이 성립함에 따라, 출력 제어부(170)는 출력값 "0"을 출력한다. 즉, 과전류 계전기(30A)는 복귀 출력한다. 복귀 시간은 시각 t4a부터 시각 t5a까지의 시간에 대응한다. At time t5a, as the output value "1" of the degradation detection unit 110 and the output value "1" of the DC determination unit 150 are established, the output control unit 170 outputs the output value "0". That is, the overcurrent relay 30A provides a return output. The return time corresponds to the time from time t4a to time t5a.

시각 t5a의 시점에서는 과전류 검출부(100)의 출력값은 "1"이고, 시각 t6a가 되면, 해당 출력값은 "0"이 된다. 이것으로부터, 과전류 검출부(100)의 출력값이 "0"이 된 것에 기초하여 복귀 출력이 행해지는 경우보다도, 도 11에 도시되는 것처럼, 저하 검출부(110)의 출력값 "1" 및 직류 판정부(150)의 출력값 "1"의 성립에 기초하여 복귀 출력이 행해지는 쪽이, 복귀 시간이 단축되어 있는 것을 알 수 있다. At time t5a, the output value of the overcurrent detector 100 is “1”, and at time t6a, the output value is “0”. From this, as shown in FIG. 11, the output value "1" of the undercurrent detection section 110 and the direct current determination section 150 are lower than in the case where a return output is made based on the output value of the overcurrent detection section 100 becoming "0". ), it can be seen that the return time is shortened when the return output is performed based on the establishment of the output value "1".

덧붙여, 직류 판정부(150)에서도, 과전류 검출부(100)와 마찬가지로, 필터 처리 및 실효값 연산 처리를 실행하고 있다. 그렇지만, 직류 판정부(150)에서는, 과전류 판정과는 달리 직류 성분이 지배적으로 된 것을 판정할 수 있으면 된다. 그 때문에, 직류 판정부(150)는 차단기(4)의 개방 후 빠른 단계(예를 들면, 시각 t4a)에서 직류 성분이 지배적으로 되었다고 판정하여, 출력값 "1"을 출력한다. 또, 상술한 것처럼, 저하 검출부(110)에서도, 차단기(4)의 개방 후 빠른 단계(예를 들면, 시각 t5a)에서 실효값의 저하를 검출하여, 출력값 "1"을 출력한다. In addition, the DC determination unit 150 also performs filter processing and effective value calculation processing, similar to the overcurrent detection unit 100. However, the direct current determination unit 150 just needs to be able to determine that the direct current component has become dominant, unlike the overcurrent determination. Therefore, the direct current determination unit 150 determines that the direct current component has become dominant at an early stage (for example, time t4a) after the circuit breaker 4 is opened, and outputs an output value of “1”. In addition, as described above, the drop detection unit 110 also detects a drop in the effective value at an early stage (for example, time t5a) after the circuit breaker 4 is opened, and outputs an output value of "1".

여기서, 차단기(4)의 개방 후의 입력 전류가 작아져, 직류 성분보다도 교류 성분이 상대적으로 작아지는 기간에 있어서는, 고조파 및 왜곡파 등의 영향을 거의 받는 일이 없기 때문에, 직류 판정부(150)는 정밀도가 높게 상기 판정을 실행할 수 있다. Here, in the period when the input current after opening the circuit breaker 4 becomes small and the alternating current component becomes relatively smaller than the direct current component, it is hardly affected by harmonic waves and distortion waves, so the direct current determination unit 150 can perform the above judgment with high precision.

이에, 실시 형태 2에서는, 저하 검출부(110)의 검출 결과와 직류 판정부(150)의 판정 결과를 조합하여, 복귀 출력을 행하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 출력 제어부(170)는 저하 검출부(110)에 의해 실효값 Ir의 저하가 검출되었을 경우이고, 또한 직류 판정부(150)에 의해 직류 성분이 교류 성분보다도 지배적이라고 판정되었을 경우에, 과전류 검출부(100)의 검출 결과에 상관없이 복귀 출력을 생성한다. Accordingly, in Embodiment 2, the detection result of the degradation detection unit 110 and the determination result of the DC determination unit 150 are combined to produce a return output. Specifically, when the output control unit 170 detects a decrease in the effective value Ir by the decrease detection unit 110 and when the DC determination unit 150 determines that the direct current component is more dominant than the alternating current component, A return output is generated regardless of the detection result of the overcurrent detection unit 100.

실시 형태 2에서도, 입력 전류에 고조파 성분이 많이 포함되어 있는 경우여도, 차단기(4)가 개방된 것을 정밀도 좋게 고속으로 검출할 수 있다. 그 때문에, 과전류 계전기(30A)의 적절한 복귀와, 그 복귀 시간을 고속화하는 것이 가능해진다.In Embodiment 2 as well, even when the input current contains many harmonic components, it is possible to detect that the circuit breaker 4 is open at high speed with high accuracy. Therefore, it becomes possible to properly restore the overcurrent relay 30A and speed up its restoration time.

또, 도 8에 나타내는 DC 감쇠파는, 교류 성분이 거의 포함되지 않은 감쇠파이다. 그 때문에, 차단기(4)의 개방 후에 DC 감쇠파가 발생했을 경우여도, 직류 판정부(150)에 의해 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 따라서, 이 경우여도, 저하 검출부(110)의 검출 결과와 직류 판정부(150)의 판정 결과를 조합하여, 복귀 출력을 행함으로써 복귀 시간을 고속화할 수 있다. Additionally, the DC attenuated wave shown in FIG. 8 is an attenuated wave that contains almost no alternating current component. Therefore, even if a DC attenuation wave is generated after opening the circuit breaker 4, it can be detected with high precision by the DC determination unit 150. Therefore, even in this case, the recovery time can be sped up by combining the detection result of the degradation detection unit 110 and the determination result of the DC determination unit 150 and performing a recovery output.

<이점><Advantage>

실시 형태 2에 의하면, 실시 형태 1과 같은 이점을 가진다. According to Embodiment 2, it has the same advantages as Embodiment 1.

실시 형태 3.Embodiment 3.

상술한 실시 형태 1, 2에서는, 1개의 과전류 검출부(100)를 이용하는 구성에 대해 설명했지만, 실시 형태 3에서는 2개의 과전류 검출부를 이용하는 구성에 대해 설명한다. 덧붙여, 실시 형태 3에 있어서의 전력 계통의 구성과 보호 계전기(20) 및 과전류 계전기(30)의 하드웨어 구성이란, 실시 형태 1의 해당 구성과 같다. In the above-mentioned Embodiments 1 and 2, a configuration using one overcurrent detection unit 100 was explained, but in Embodiment 3, a configuration using two overcurrent detection units is explained. In addition, the configuration of the power system and the hardware configuration of the protection relay 20 and the overcurrent relay 30 in Embodiment 3 are the same as the corresponding configurations in Embodiment 1.

<기능 구성><Function configuration>

도 12는 실시 형태 3에 따른 과전류 계전기(30B)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 12를 참조하여, 과전류 계전기(30B)는 주된 기능 구성으로서, 과전류 검출부(100)와, 저하 검출부(110)와, 과전류 검출부(200)와, 출력 제어부(210)를 포함한다. 전형적으로는, 이것들의 각 기능은, CPU(72)가 ROM(73)에 격납된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 덧붙여, 이것들의 기능의 일부 또는 전부는 전용 회로를 이용함으로써 실현되도록 구성되어 있어도 된다. 과전류 검출부(100) 및 저하 검출부(110)의 구성은, 실시 형태 1과 같기 때문에, 그 상세한 설명은 반복하지 않는다. FIG. 12 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the overcurrent relay 30B according to Embodiment 3. Referring to FIG. 12, the overcurrent relay 30B includes an overcurrent detection unit 100, a degradation detection unit 110, an overcurrent detection unit 200, and an output control unit 210 as its main functional configuration. Typically, each of these functions is realized by the CPU 72 executing a program stored in the ROM 73. Additionally, some or all of these functions may be configured to be realized by using a dedicated circuit. Since the configurations of the overcurrent detection unit 100 and the degradation detection unit 110 are the same as in Embodiment 1, their detailed description will not be repeated.

과전류 검출부(200)는 디지털 필터(201)와, 실효값 연산부(202)와, 과전류 판정부(203)와, 과전류 판정부(204)를 포함한다. The overcurrent detection unit 200 includes a digital filter 201, an effective value calculation unit 202, an overcurrent determination unit 203, and an overcurrent determination unit 204.

디지털 필터(201)는 입력 전류의 정격 주파수 성분을 추출한 전류 데이터를 생성한다. 구체적으로는, 디지털 필터(201)는 디지털 필터(101)보다도 샘플링 데이터길이가 짧은 고속의 필터 특성을 가진다. 여기에서는, 예를 들면 정격 주파수의 전기각의 1/4사이클(즉, 90°)분의 기간 T2의 데이터를 이용한다. 이것은, 예를 들면, AD 변환부(52)의 샘플링 횟수가 1사이클 중에 12회인 경우에는, 3 샘플링 길이분의 데이터에 대응한다. 즉, 기간 T2는 디지털 필터(101)에 의해서 이용되는 데이터의 기간 T1보다도 짧다.The digital filter 201 generates current data by extracting the rated frequency component of the input current. Specifically, the digital filter 201 has high-speed filter characteristics with a shorter sampling data length than the digital filter 101. Here, for example, data of a period T2 of 1/4 cycle (i.e., 90°) of the electrical angle of the rated frequency are used. This corresponds to data for 3 sampling lengths, for example, when the sampling number of the AD converter 52 is 12 times in one cycle. That is, the period T2 is shorter than the period T1 of the data used by the digital filter 101.

실효값 연산부(202)는 정격 주파수 성분이 추출된 입력 전류의 실효값 연산을 실행한다. 구체적으로는, 실효값 연산부(202)는 디지털 필터(201)로부터 입력된 전류 데이터를 이용하여 실효값을 연산한다. 실효값 연산부(202)는 실효값 연산부(102)에서 이용되는 식 (1) 보다도 입력 전류의 변화에 대해서 신속하게 추종하는 과도 특성을 가지는 실효값 연산식을 이용한다. 예를 들면, 실효값 연산부(202)는, 예를 들면, 이하의 식 (5)을 이용하여 실효값을 연산한다.The effective value calculation unit 202 performs calculation of the effective value of the input current from which the rated frequency component is extracted. Specifically, the effective value calculation unit 202 calculates the effective value using the current data input from the digital filter 201. The effective value calculation unit 202 uses an effective value calculation equation that has transient characteristics that follow changes in input current more quickly than equation (1) used in the effective value calculation unit 102. For example, the effective value calculation unit 202 calculates the effective value using, for example, the following equation (5).

Irb(t)=sqrt(|Ib(t-30)*Ib(t-60)-Ib(t)*Ib(t-90)|)···(5)Irb(t)=sqrt(|Ib(t-30)*Ib(t-60)-Ib(t)*Ib(t-90)|)···(5)

여기서, Irb(t)는 시각 t에 있어서의 실효값을 나타내고 있다. 또, Ib(t)는 시각 t에 있어서의, 정격 주파수 성분이 추출된 입력 전류의 전류 순간값을 나타내고, Ib(t-30)은 시각 t보다 전기각 30°전의 전류 순간값을 나타내고, Ib(t-60)은 시각 t보다 전기각 60°전의 전류 순간값을 나타내고, Ib(t-90)은 시각 t보다 전기각 90°전의 전류 순간값을 나타내고 있다. Here, Irb(t) represents the effective value at time t. In addition, Ib(t) represents the current instantaneous value of the input current from which the rated frequency component is extracted at time t, Ib(t-30) represents the current instantaneous value 30° before the electrical angle at time t, and Ib (t-60) represents the instantaneous current value 60° before the electric angle at time t, and Ib(t-90) represents the instantaneous current value at 90° before the electrical angle at time t.

덧붙여, 식 (5)에서는, 실효값 연산에 이용하는 데이터를 얻기 위해서 필요한 시간은 전기각의 1/4사이클분의 시간이다. 그 때문에, 동적인 응답성이 높고, 실효값 연산부(102)에서 이용되는 식 (1)과 비교하고, 전기각의 1/4사이클분의 시간만큼 고속화할 수 있다. Additionally, in equation (5), the time required to obtain data used for calculating the effective value is the time equivalent to 1/4 cycle of the electric angle. Therefore, dynamic responsiveness is high, and compared to equation (1) used in the effective value calculation unit 102, the speed can be increased by a time equivalent to 1/4 cycle of the electric angle.

과전류 판정부(203)는 실효값 연산부(202)에 의해 연산된 실효값 Irb와 설정값 Is1을 비교하여, 과전류의 유무를 판정한다. 설정값 Is1은 설정값 Is 보다도 큰 값(예를 들면, Is1=1.05*Is)으로 설정된다. 과전류 판정부(203)는 실효값 Irb가 설정값 Is1 이상인 경우에 출력값 "1"을 출력하고, 실효값 Irb가 설정값 Is1 미만인 경우에 출력값 "0"을 출력한다. 과전류 판정부(203)의 출력값은, 과전류 검출부(200)에 의해 출력되는 과전류의 검출 결과 Dy에 대응한다. The overcurrent determination unit 203 compares the effective value Irb calculated by the effective value calculation unit 202 and the set value Is1 to determine the presence or absence of overcurrent. The set value Is1 is set to a value larger than the set value Is (for example, Is1=1.05*Is). The overcurrent determination unit 203 outputs an output value of "1" when the effective value Irb is greater than or equal to the set value Is1, and outputs an output value of "0" when the effective value Irb is less than the set value Is1. The output value of the overcurrent determination unit 203 corresponds to the overcurrent detection result Dy output by the overcurrent detection unit 200.

과전류 판정부(204)는 실효값 연산부(202)에 의해 연산된 실효값 Irb와 설정값 Is2를 비교하여, 과전류의 유무를 판정한다. 설정값 Is2는 설정값 Is 보다도 작은 값(예를 들면, Is2=0.95*Is)으로 설정된다. 과전류 판정부(204)는 실효값 Irb가 설정값 Is2 이상의 경우에 출력값 "1"을 출력하고, 실효값 Irb가 설정값 Is2 미만인 경우에 출력값 "0"을 출력한다. 과전류 판정부(204)의 출력값은, 과전류 검출부(200)에 의해 출력되는 과전류의 검출 결과 Dz에 대응한다. The overcurrent determination unit 204 compares the effective value Irb calculated by the effective value calculation unit 202 and the set value Is2 to determine the presence or absence of overcurrent. The set value Is2 is set to a value smaller than the set value Is (for example, Is2=0.95*Is). The overcurrent determination unit 204 outputs an output value of "1" when the effective value Irb is greater than or equal to the set value Is2, and outputs an output value of "0" when the effective value Irb is less than the set value Is2. The output value of the overcurrent determination unit 204 corresponds to the overcurrent detection result Dz output by the overcurrent detection unit 200.

이와 같이, 과전류 검출부(200)는 기간 T1보다도 짧은 기간 T2의 전류 데이터를 이용하여 연산된 실효값 Irb와, 설정값 Is보다도 큰 설정값 Is1을 비교함으로써 과전류의 검출 결과 Dy를 출력한다. 과전류 검출부(200)는 실효값 Irb와, 설정값 Is보다도 작은 설정값 Is2를 비교함으로써 과전류의 검출 결과 Dz를 출력한다. In this way, the overcurrent detection unit 200 compares the effective value Irb calculated using the current data of the period T2, which is shorter than the period T1, with the set value Is1, which is larger than the set value Is, and outputs the overcurrent detection result Dy. The overcurrent detection unit 200 compares the effective value Irb with the set value Is2, which is smaller than the set value Is, and outputs the overcurrent detection result Dz.

덧붙여, 과전류 검출부(200)는 비교적 짧은 기간의 데이터를 이용하기 때문에, 과전류 검출부(100)와 비교하여 고속의 연산을 실행할 수 있다. 한편, 과전류 검출부(100)의 실효값 연산 결과보다도, 과전류 검출부(200)의 실효값 연산 결과의 쪽이 오차가 커진다. 그 때문에, 출력 제어부(210)는 이 실효값 연산 결과의 오차가 과전류 계전기(30B)의 동작 및 복귀의 정밀도에 영향을 주는 것을 억제하도록 구성된다. In addition, because the overcurrent detection unit 200 uses data of a relatively short period of time, it can perform calculations at a higher speed compared to the overcurrent detection unit 100. On the other hand, the error in the effective value calculation result of the overcurrent detection unit 200 is larger than that of the effective value calculation result of the overcurrent detection unit 100. Therefore, the output control unit 210 is configured to suppress the error in the effective value calculation result from affecting the operation and recovery precision of the overcurrent relay 30B.

출력 제어부(210)는 과전류 검출부(100)로부터 출력되는 검출 결과 Dx와, 과전류 검출부(200)로부터 출력되는 검출 결과 Dy, Dz과, 저하 검출부(110)의 검출 결과에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성한다. 구체적으로는, 출력 제어부(210)는 OR 게이트(211, 215)와, AND 게이트(212, 213, 214)를 포함한다. The output control unit 210 provides operation output and recovery based on the detection result Dx output from the overcurrent detection unit 100, the detection results Dy and Dz output from the overcurrent detection unit 200, and the detection result of the degradation detection unit 110. Generates output. Specifically, the output control unit 210 includes OR gates 211 and 215 and AND gates 212, 213, and 214.

OR 게이트(211)는 과전류 판정부(103)의 출력값(즉, 검출 결과 Dx)과, 과전류 판정부(203)의 출력값(즉, 검출 결과 Dy)의 OR 연산을 행한다. AND 게이트(212)는 과전류 판정부(103)의 출력값(즉, 검출 결과 Dx)과, 과전류 판정부(204)의 출력값(즉, 검출 결과 Dz)의 AND 연산을 행한다. The OR gate 211 performs an OR operation on the output value of the overcurrent determination unit 103 (i.e., detection result Dx) and the output value of the overcurrent determination unit 203 (i.e., detection result Dy). The AND gate 212 performs an AND operation of the output value of the overcurrent determination unit 103 (i.e., detection result Dx) and the output value of the overcurrent determination unit 204 (i.e., detection result Dz).

AND 게이트(213)는 OR 게이트(211)의 출력값과, 저하 검출부(110)의 출력값을 반전한 값의 AND 연산을 행한다. AND 게이트(214)는 AND 게이트(212)의 출력값과, 저하 검출부(110)의 출력값의 AND 연산을 행한다. OR 게이트(215)는 AND 게이트(213)의 출력값과, AND 게이트(214)의 출력값의 OR 연산을 행한다. OR 게이트(215)의 출력값은 출력 제어부(210)의 출력값이 된다. The AND gate 213 performs an AND operation on the output value of the OR gate 211 and the inverted output value of the degradation detection unit 110. The AND gate 214 performs an AND operation of the output value of the AND gate 212 and the output value of the degradation detection unit 110. The OR gate 215 performs an OR operation of the output value of the AND gate 213 and the output value of the AND gate 214. The output value of the OR gate 215 becomes the output value of the output control unit 210.

상기에 의하면, 저하 검출부(110)에 의해 실효값 Ir의 저하가 검출되고 있지 않은 경우에는, 과전류 판정부(103)의 출력값(즉, 검출 결과 Dx)과 과전류 판정부(203)의 출력값(즉, 검출 결과 Dy)의 OR 연산이 출력 제어부(210)의 출력값이 된다. 구체적으로는, 출력 제어부(210)는 과전류가 검출된 것을 나타내는 검출 결과 Dx 및 과전류가 검출된 것을 나타내는 검출 결과 Dy 중, 어느 빠른 쪽의 출력 타이밍에서 동작 출력을 생성한다. According to the above, when a decrease in the effective value Ir is not detected by the decrease detection unit 110, the output value of the overcurrent determination unit 103 (i.e., detection result Dx) and the output value of the overcurrent determination unit 203 (i.e. , the OR operation of the detection result Dy) becomes the output value of the output control unit 210. Specifically, the output control unit 210 generates an operation output at whichever of the detection results Dx indicating that the overcurrent was detected and the detection result Dy indicating that the overcurrent was detected, whichever is earlier.

한편, 저하 검출부(110)에 의해 실효값 Ir의 저하가 검출되고 있는 경우에는, 과전류 판정부(103)의 출력값(즉, 검출 결과 Dx)과 과전류 판정부(204)의 출력값(즉, 검출 결과 Dz)의 AND 연산이 출력 제어부(210)의 출력값이 된다. 구체적으로는, 출력 제어부(210)는 과전류가 미검출인 것을 나타내는 검출 결과 Dx 및 과전류가 미검출인 것을 나타내는 검출 결과 Dz 중, 어느 빠른 쪽의 출력 타이밍에서 복귀 출력을 생성한다. On the other hand, when a decrease in the effective value Ir is detected by the decrease detection unit 110, the output value of the overcurrent determination unit 103 (i.e., detection result Dx) and the output value of the overcurrent determination unit 204 (i.e., detection result The AND operation of Dz) becomes the output value of the output control unit 210. Specifically, the output control unit 210 generates a return output at whichever of the detection results Dx indicating that the overcurrent is not detected and the detection result Dz indicating that the overcurrent is not detected, whichever is earlier.

이것에 의해, 과전류 검출부(200)에 의한 실효값 연산 결과의 오차가 과전류 계전기(30B)의 동작 및 복귀의 정밀도에 영향을 주는 것을 억제하면서, 동작 시간 및 복귀 시간을 함께 고속화할 수 있다. As a result, it is possible to suppress the error in the effective value calculation result by the overcurrent detection unit 200 from affecting the operation and recovery precision of the overcurrent relay 30B, while simultaneously speeding up the operation time and recovery time.

추가로, 차단기(4)의 개방 후의 입력 전류가 작아져, 고조파 및 왜곡파 등의 영향을 거의 받는 일이 없는 기간에 있어서, 과전류 판정부(103)의 출력값과 과전류 판정부(204)의 출력값의 AND 연산에 의해, 복귀 출력이 생성된다. 따라서, 고장 전류에 고조파 성분, 및 왜곡파 성분이 많이 포함되어 있는 경우여도, 과전류 판정부(204)에서 이용되는 설정값 Is2를 설정값 Is보다도 큰폭으로 낮은 값으로 변경할 필요가 없기 때문에, 복귀 시간의 고속화를 실현할 수 있다. Additionally, in a period when the input current after opening the circuit breaker 4 is small and is hardly affected by harmonics, distortion waves, etc., the output value of the overcurrent determination unit 103 and the output value of the overcurrent determination unit 204 By the AND operation of , a return output is generated. Therefore, even if the fault current contains many harmonic components and distortion wave components, there is no need to change the set value Is2 used in the overcurrent determination unit 204 to a value significantly lower than the set value Is, so the recovery time High speed can be realized.

<동작예><Example of operation>

도 13은 실시 형태 3에 따른 과전류 계전기(30B)에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 덧붙여, 도 13에 나타내는 예에서는, 시각 t1b에 있어서 고장 등이 발생함으로써 입력 전류가 급증하고, 시각 t5b에 있어서, 차단기(4)가 개방됨으로써 입력 전류가 감소한 예를 나타내고 있다. 도 13에는 입력 전류의 전류 파형과, 과전류 검출부(100)의 출력값(즉, 검출 결과 Dx)과, 과전류 판정부(203)의 출력값(즉, 검출 결과 Dy)과, 과전류 판정부(204)의 출력값(즉, 검출 결과 Dz)과, 저하 검출부(110)의 출력값과, 출력 제어부(210)의 출력값이 도시되어 있다. FIG. 13 is a diagram showing an example of operation in the overcurrent relay 30B according to Embodiment 3. In addition, the example shown in FIG. 13 shows an example in which the input current rapidly increases due to a fault or the like occurring at time t1b, and the input current decreases due to the circuit breaker 4 being opened at time t5b. 13 shows the current waveform of the input current, the output value of the overcurrent detection unit 100 (i.e., detection result Dx), the output value of the overcurrent determination unit 203 (i.e., detection result Dy), and the overcurrent determination unit 204. The output value (i.e., detection result Dz), the output value of the degradation detection unit 110, and the output value of the output control unit 210 are shown.

시각 t2b에 있어서, 과전류 판정부(204)는 실효값 Irb≥Is2의 성립에 따라 출력값 "1"을 출력한다. 이 시점에서는, 출력 제어부(210)에 의해 동작 출력은 생성되지 않는다. 이어서, 시각 t3b에 있어서, 과전류 판정부(203)는 실효값 Irb≥Is1의 성립에 따라 출력값 "1"을 출력한다. 이 때, 출력 제어부(210)는 출력값 "1"을 출력한다. 즉, 과전류 계전기(30B)는 동작 출력한다. 동작 시간은 시각 t1b부터 시각 t3b까지의 시간에 대응한다. At time t2b, the overcurrent determination unit 204 outputs an output value of “1” according to the establishment of the effective value Irb≧Is2. At this point, no operational output is generated by the output control unit 210. Next, at time t3b, the overcurrent determination unit 203 outputs an output value of "1" according to the establishment of the effective value Irb≥Is1. At this time, the output control unit 210 outputs an output value of “1”. That is, the overcurrent relay 30B operates and outputs. The operation time corresponds to the time from time t1b to time t3b.

시각 t3b의 시점에서는 과전류 검출부(100)의 출력값은 "0"이고, 시각 t4b가 되면, 해당 출력값은 "1"이 된다. 이것으로부터, 과전류 검출부(100)의 출력값이"1"이 된 것에 기초하여 동작 출력이 행해지는 경우보다도, 도 13에 도시되는 것처럼, 저하 검출부(110)의 출력값 "0" 및 과전류 판정부(203)의 출력값 "1"의 성립에 기초하여 동작 출력이 행해지는 쪽이, 동작 시간이 단축된다.At time t3b, the output value of the overcurrent detector 100 is “0”, and at time t4b, the output value becomes “1”. From this, as shown in Fig. 13, the output value of the degradation detection unit 110 and the overcurrent determination unit 203 are lower than the case where the operation output is made based on the output value of the overcurrent detection unit 100 being “1”. ), the operation time is shortened when the operation output is performed based on the establishment of the output value "1".

다음에, 시각 t5b에 있어서 차단기(4)가 개방되면, 입력 전류가 급감한다. 시각 t6b에 있어서, 저하 검출부(110)는 이 입력 전류의 급감을 검출하여 출력값 "1"을 출력한다. 시각 t7b에 있어서, 과전류 판정부(203)는 실효값 Irb<Is1의 성립에 따라 출력값 "0"을 출력한다. 이 시점에서는, 출력 제어부(210)에 의해 복귀 출력은 생성되지 않는다. 이어서, 시각 t8b에 있어서, 과전류 판정부(204)는 실효값 Irb<Is2의 성립에 따라 출력값 "0"을 출력한다. 이 때, 출력 제어부(210)는 출력값 "0"을 출력한다. 즉, 과전류 계전기(30B)는 복귀 출력한다. 복귀 시간은 시각 t5b부터 시각 t8b까지의 시간에 대응한다. Next, when the circuit breaker 4 is opened at time t5b, the input current rapidly decreases. At time t6b, the drop detection unit 110 detects a sudden drop in this input current and outputs an output value of “1”. At time t7b, the overcurrent determination unit 203 outputs an output value of “0” according to the establishment of the effective value Irb < Is1. At this point, no return output is generated by the output control unit 210. Next, at time t8b, the overcurrent determination unit 204 outputs an output value of “0” according to the establishment of the effective value Irb < Is2. At this time, the output control unit 210 outputs an output value of “0”. That is, the overcurrent relay (30B) provides a recovery output. The return time corresponds to the time from time t5b to time t8b.

시각 t8b의 시점에서는 과전류 검출부(100)의 출력값은 "1"이고, 시각 t9b가 되면, 해당 출력값은 "0"이 된다. 이것으로부터, 과전류 검출부(100)의 출력값이 "0"이 된 것에 기초하여 복귀 출력이 행해지는 경우보다도, 도 13에 도시되는 것처럼, 저하 검출부(110)의 출력값 "1" 및 과전류 판정부(204)의 출력값 "0"의 성립에 기초하여 복귀 출력이 행해지는 쪽이, 복귀 시간이 단축되어 있는 것을 알 수 있다. At time t8b, the output value of the overcurrent detector 100 is “1”, and at time t9b, the output value is “0”. From this, as shown in FIG. 13 , the output value of the degradation detection unit 110 and the overcurrent determination unit 204 are higher than in the case where the return output is made based on the output value of the overcurrent detection unit 100 becoming “0”. ), it can be seen that the return time is shortened when the return output is performed based on the establishment of the output value "0".

이와 같이, 과전류 계전기(30B)는 고장 등에 의해서 입력 전류가 급증했을 경우에는, 과전류 판정부(203)에 의해서 출력값 "1"이 출력된 타이밍에서 동작 출력하고, 입력 전류가 급감했을 경우에는, 과전류 판정부(204)에 의해서 출력값 "0"이 출력된 타이밍에서 복귀 출력한다. 그 때문에, 과전류 검출부(200)에 의한 고속의 실효값 연산식인 식 (5)에 의해 얻어지는 실효값 연산 결과에 기초하여, 고속으로 동작 및 복귀할 수 있다. In this way, when the input current rapidly increases due to a fault, etc., the overcurrent relay 30B operates at the timing when the output value "1" is output by the overcurrent determination unit 203, and when the input current suddenly decreases, the overcurrent relay 30B operates. Return output is performed at the timing when the output value "0" is output by the determination unit 204. Therefore, it is possible to operate and restore at high speed based on the effective value calculation result obtained by Equation (5), which is the high-speed effective value calculation equation by the overcurrent detection unit 200.

<이점><Advantage>

실시 형태 3에 의하면, 비교적 짧은 데이터 길이를 이용하는 과전류 검출부(200)에 의한 실효값 연산 결과의 오차가 과전류 계전기(30B)의 동작 및 복귀의 정밀도에 영향을 주는 것을 억제하면서, 동작 시간 및 복귀 시간을 함께 고속화할 수 있다. 또, 고장 전류에 고조파 성분, 및 왜곡파 성분이 많이 포함되어 있는 경우여도, 복귀 시간의 고속화를 실현할 수 있다. According to Embodiment 3, while suppressing the error in the effective value calculation result by the overcurrent detection unit 200 using a relatively short data length from affecting the operation and recovery precision of the overcurrent relay 30B, the operation time and recovery time can be accelerated together. Moreover, even in the case where the fault current contains many harmonic components and distortion wave components, a faster recovery time can be realized.

그 외의 실시 형태.Other embodiments.

상술한 실시 형태에서는, 과전류 계전기가 CBF 릴레이로서 기능하는 구성에 대해 설명했지만, 해당 구성으로 한정되지 않는다. 과전류 계전기는 전력 계통(예를 들면, 송전선)에 흐르는 사고 전류를 검출하여 차단기로 트립 신호를 출력하는 보호 계전기로서 이용하는 구성이어도 된다. In the above-described embodiment, a configuration in which the overcurrent relay functions as a CBF relay has been described, but the configuration is not limited to that configuration. The overcurrent relay may be used as a protection relay that detects fault current flowing in a power system (for example, a transmission line) and outputs a trip signal to a circuit breaker.

상술의 실시 형태로서 예시한 구성은, 본 발명의 구성의 일례이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 일부를 생략하는 등, 변경하여 구성하는 것도 가능하다. The configuration illustrated as the above-described embodiment is an example of the configuration of the present invention, and can also be combined with other known techniques, and can be configured by modifying the configuration, such as omitting some parts, as long as it does not deviate from the gist of the present invention. It is also possible.

또, 상술한 실시 형태에 있어서, 그 외의 실시 형태에서 설명한 처리나 구성을 적당하게 채용하여 실시하는 경우여도 된다. In addition, in the above-described embodiment, the processing and configuration described in other embodiments may be appropriately adopted and implemented.

이번 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각할 수 있어야 하는 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라, 청구의 범위에 의해서 나타내지고, 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. The embodiment disclosed this time should be considered as an example in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and is intended to include all changes within the meaning and scope equivalent to the claims.

1: 전선 2, 3: 모선
4, 5, 6: 차단기 7: 전류 변성기
10: 보호 계전 시스템 20: 보호 계전기
30, 30A, 30B: 과전류 계전기 51: 보조 변성기
52: AD 변환부 70: 연산 처리부
71: 버스 72: CPU
73: ROM 74: RAM
75: DI 회로 76: DO 회로
77: 입력 인터페이스 100, 200: 과전류 검출부
101, 201: 디지털 필터 102, 202: 실효값 연산부
103, 203, 204: 과전류 판정부 110: 저하 검출부
120: 제로 크로스 판정부 121: 제로 크로스 검출부
122: 복귀 타이머 130, 170, 210: 출력 제어부
131: NOT 게이트
132, 134, 171, 172, 212, 213, 214: AND 게이트
133, 211, 215: OR 게이트 150: 직류 판정부
151: 기본파 검출 필터 152: 교류 실효값 연산부
153: DC 검출 필터 154: 비교부
1: Frontline 2, 3: Mothership
4, 5, 6: breaker 7: current transformer
10: protection relay system 20: protection relay
30, 30A, 30B: Overcurrent relay 51: Auxiliary transformer
52: AD conversion unit 70: Operation processing unit
71: Bus 72: CPU
73: ROM 74: RAM
75: DI circuit 76: DO circuit
77: Input interface 100, 200: Overcurrent detection unit
101, 201: digital filter 102, 202: effective value calculation unit
103, 203, 204: overcurrent determination unit 110: degradation detection unit
120: Zero cross determination unit 121: Zero cross detection unit
122: Return timer 130, 170, 210: Output control unit
131: NOT gate
132, 134, 171, 172, 212, 213, 214: AND gate
133, 211, 215: OR gate 150: DC decision unit
151: Fundamental wave detection filter 152: AC effective value calculation unit
153: DC detection filter 154: comparison unit

Claims (9)

전력 계통으로부터 입력된 입력 전류의 실효값과 설정값을 비교함으로써 과전류를 검출하는 과전류 검출부와,
상기 실효값의 저하를 검출하는 저하 검출부와,
상기 과전류 검출부의 검출 결과와, 상기 저하 검출부의 검출 결과와, 상기 입력 전류의 전류 파형에 관한 미리 정해진 조건에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성하는 출력 제어부와,
상기 입력 전류의 전류 파형의 제로 크로스점이 검출되었는지 여부를 판정하는 제로 크로스 판정부를 구비하고,
상기 출력 제어부는 상기 실효값의 저하가 검출되었을 경우이고, 또한 상기 제로 크로스점이 검출되지 않는 경우에, 상기 과전류 검출부에 의한 검출 결과에 상관없이 상기 복귀 출력을 생성하는, 과전류 계전기.
an overcurrent detection unit that detects overcurrent by comparing the effective value and set value of the input current input from the power system;
a decline detection unit that detects a decline in the effective value;
An output control unit that generates an operation output and a recovery output based on the detection result of the overcurrent detection unit, the detection result of the degradation detection unit, and predetermined conditions regarding the current waveform of the input current;
A zero cross determination unit is provided to determine whether a zero cross point of the current waveform of the input current has been detected,
The output control unit generates the return output regardless of the detection result by the overcurrent detection unit when a decrease in the effective value is detected and when the zero cross point is not detected.
전력 계통으로부터 입력된 입력 전류의 실효값과 설정값을 비교함으로써 과전류를 검출하는 과전류 검출부와,
상기 실효값의 저하를 검출하는 저하 검출부와,
상기 과전류 검출부의 검출 결과와, 상기 저하 검출부의 검출 결과와, 상기 입력 전류의 전류 파형에 관한 미리 정해진 조건에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성하는 출력 제어부와,
상기 입력 전류의 전류 파형의 직류 성분이 상기 전류 파형의 교류 성분보다도 지배적인지 여부를 판정하는 판정부를 구비하고- 상기 판정부는 상기 전류 파형의 직류 성분이 상기 전류 파형의 교류 성분의 실효값보다도 크고, 또한 상기 교류 성분의 실효값에 대한 상기 직류 성분의 비율이 제2 임계값 이상인 경우에, 상기 직류 성분이 상기 교류 성분보다도 지배적이라고 판정함-,
상기 출력 제어부는 상기 실효값의 저하가 검출되었을 경우이고, 또한 상기 직류 성분이 상기 교류 성분보다도 지배적인 경우에, 상기 과전류 검출부에 의한 검출 결과에 상관없이 상기 복귀 출력을 생성하는, 과전류 계전기.
an overcurrent detection unit that detects overcurrent by comparing the effective value and set value of the input current input from the power system;
a decline detection unit that detects a decline in the effective value;
An output control unit that generates an operation output and a recovery output based on the detection result of the overcurrent detection unit, the detection result of the degradation detection unit, and predetermined conditions regarding the current waveform of the input current;
a determination unit that determines whether a direct current component of the current waveform of the input current is dominant over an alternating current component of the current waveform, wherein the determination unit determines that the direct current component of the current waveform is greater than an effective value of the alternating current component of the current waveform; In addition, when the ratio of the direct current component to the effective value of the alternating current component is greater than or equal to a second threshold, it is determined that the direct current component is more dominant than the alternating current component -
The output control unit generates the return output regardless of the detection result by the overcurrent detection unit when a decrease in the effective value is detected and when the direct current component is dominant over the alternating current component.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 출력 제어부는 상기 실효값의 저하가 검출되고 있지 않은 경우이고, 또한 상기 과전류 검출부에 의해 과전류가 검출되었을 경우에, 상기 동작 출력을 생성하는, 과전류 계전기.
In claim 1 or claim 2,
An overcurrent relay, wherein the output control unit generates the operation output when a decrease in the effective value is not detected and when an overcurrent is detected by the overcurrent detection unit.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 저하 검출부는 상기 실효값의 저하율이 제1 임계값 이상인 경우에, 상기 실효값의 저하를 검출하는, 과전류 계전기.
In claim 1 or claim 2,
An overcurrent relay, wherein the drop detection unit detects a decrease in the effective value when the rate of decrease in the effective value is greater than or equal to a first threshold.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 과전류 검출부는
상기 입력 전류의 정격 주파수 성분을 추출한 전류 데이터를 생성하는 디지털 필터와,
상기 전류 데이터를 이용하여 상기 실효값을 연산하는 실효값 연산부를 포함하는, 과전류 계전기.
In claim 1 or claim 2,
The overcurrent detection unit is
A digital filter that generates current data by extracting the rated frequency component of the input current,
An overcurrent relay comprising an effective value calculation unit that calculates the effective value using the current data.
전력 계통으로부터 입력된 입력 전류의 정격 주파수 성분을 추출한 제1 전류 데이터를 생성하는 제1 디지털 필터를 포함하는 제1 과전류 검출부와,
상기 제1 디지털 필터보다도 고속의 필터 특성을 갖고, 상기 입력 전류의 정격 주파수 성분을 추출한 제2 전류 데이터를 생성하는 제2 디지털 필터를 포함하는 제2 과전류 검출부를 구비하고,
상기 제1 과전류 검출부는 제1 기간의 상기 제1 전류 데이터를 이용하여 연산된 제1 실효값과 제1 설정값을 비교함으로써 과전류의 제1 검출 결과를 출력하고,
상기 제2 과전류 검출부는 상기 제1 기간보다도 짧은 제2 기간의 상기 제2 전류 데이터를 이용하여 연산된 제2 실효값과, 상기 제1 설정값보다도 큰 제2 설정값을 비교함으로써 과전류의 제2 검출 결과를 출력하고, 상기 제2 실효값과 상기 제1 설정값보다도 작은 제3 설정값을 비교함으로써 과전류의 제3 검출 결과를 출력하고,
상기 제1 실효값이 저하된 것을 검출하는 저하 검출부와,
상기 제1 ~ 제3 검출 결과와, 상기 저하 검출부의 검출 결과에 기초하여, 동작 출력 및 복귀 출력을 생성하는 출력 제어부를 더 구비하고,
상기 출력 제어부는 상기 제1 실효값의 저하가 검출되었을 경우에는, 과전류가 미검출인 것을 나타내는 상기 제1 검출 결과, 및 과전류가 미검출인 것을 나타내는 상기 제3 검출 결과 중, 어느 빠른 쪽의 출력 타이밍에서 상기 복귀 출력을 생성하는, 과전류 계전기.
A first overcurrent detection unit including a first digital filter that generates first current data by extracting the rated frequency component of the input current input from the power system;
a second overcurrent detection unit including a second digital filter that has faster filter characteristics than the first digital filter and generates second current data that extracts a rated frequency component of the input current;
The first overcurrent detection unit outputs a first detection result of the overcurrent by comparing a first effective value calculated using the first current data of the first period and a first set value,
The second overcurrent detector compares a second effective value calculated using the second current data of a second period shorter than the first period and a second set value larger than the first set value, thereby detecting the second overcurrent. Outputting a detection result, outputting a third detection result of overcurrent by comparing the second effective value with a third set value smaller than the first set value,
a decrease detection unit that detects that the first effective value has decreased;
Further comprising an output control unit that generates an operation output and a return output based on the first to third detection results and the detection result of the degradation detection unit,
When a decrease in the first effective value is detected, the output control unit outputs whichever is earlier among the first detection result indicating that the overcurrent is not detected and the third detection result indicating that the overcurrent is not detected. An overcurrent relay that generates the return output in timing.
청구항 6에 있어서,
상기 출력 제어부는 상기 제1 실효값의 저하가 검출되고 있지 않은 경우에는, 과전류가 검출된 것을 나타내는 상기 제1 검출 결과, 및 과전류가 검출된 것을 나타내는 상기 제2 검출 결과 중, 어느 빠른 쪽의 출력 타이밍에서 상기 동작 출력을 생성하는, 과전류 계전기.
In claim 6,
When a decrease in the first effective value is not detected, the output control unit outputs whichever is earlier among the first detection result indicating that the overcurrent was detected and the second detection result indicating that the overcurrent was detected. An overcurrent relay that generates the operating output in timing.
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