(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外乱抽出に基づく外乱推定システムで使用する装置であって、
（ｉ）電気回路網の外乱の前と後の両方の信号周波数を取得するが外乱過渡信号それ自体を除外する測定手段と、
（ｉｉ）前記外乱過渡信号によって影響が及ぼされない内在する周波数の傾向を反映するために外乱の期間に周波数を補間する補間手段と、
（ｉｉｉ）前記電気回路網から少なくとも一つのアナログ信号又はデジタル信号を受信する少なくとも一つの遅延手段と、
（ｉｖ）前記遅延手段の第１の部分の少なくとも一つの第１のアクセスポイントと、
（ｖ）前記遅延手段の第２の部分の少なくとも一つの第２のアクセスポイントと、
を備え、
（ｖｉ）前記測定手段は、
（ａ）前記第１のアクセスポイントからの１組のアクセスポイント出力を処理するとともに前記外乱の後の周波数の少なくとも一つの値を供給する第１の周波数導出手段と、
（ｂ）前記第２のアクセスポイント又は遅延出力手段からの１組のアクセスポイント出力を処理するとともに前記外乱の前の周波数の少なくとも一つの値を供給する第２の周波数導出手段と、
を備え、
（ｖｉｉ）前記補間手段は、前記外乱の後の周波数の値及び前記外乱の前の周波数の値を受信し、前記外乱の期間及び前記外乱の期間の両側を備える関心のある期間に亘る時間の関数としての周波数の値を供給する装置。
【請求項２】
前記アナログ信号は、電圧信号又は前記電圧信号のデジタル化されたバージョンである請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記遅延手段の第１の部分は、前記遅延手段の始端に近接しており、前記遅延手段の第２の部分は、前記遅延手段の終端に近接している請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のアクセスポイントは、物理的な遅延線の第１のタップ又は第１の組のタップであり、前記第２のアクセスポイントは、前記物理的な遅延線の第２のタップ又は第２の組のタップである請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のアクセスポイントは、記憶遅延手段の第１のアクセス位置又は第１の組のアクセス位置であり、前記第２のアクセスポイントは、前記記憶遅延手段の第２のアクセス位置又は第２の組のアクセス位置である請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路網からの外乱抽出に基づく外乱推定システムで使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外乱抽出に基づく外乱推定システムが知られている。外乱推定システムは、電気回路網の外乱を推定するために用いられている。外乱推定システムを、例えば、故障レベルモニタリング、インピーダンス計算及び並列変圧器動作の検出に用いることができる。故障レコーダの形態の既知の外乱推定システムは、故障電流が生じたときに故障電流を記録する。これらの故障レコーダは、見られる実際の故障電流を記録するように設計されている。これは、故障レベルではなく、したがって、故障レコーダは、故障レベルモニタではない。故障レベルモニタは、最悪の状況で流れることがある電流を予測するように設計されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
故障レベルモニタは、顧客に電力を供給する回路網における故障レベル電流を予測するために用いられる。故障レベルモニタは、時々故障レベルレコーダ又は他の名称として知られている。既知の故障レベルモニタにおいて非常に小さい回路網外乱から故障電流を予測しようと試みるときに問題が生じる。同一の問題は、種々の周波数でのアップストリームインピーダンス導出の根拠を提供するために外乱が用いられるインピーダンス計算システム、例えば、インピーダンスマッピングシステムで生じる。同一の問題は、回路網の動作に対する変圧器の挙動すなわち応答の間の比較の根拠を提供するために外乱が用いられる並列変換器動作の検出においても生じる。
【０００４】
故障レベルを取得することができる回路網インピーダンスの正確な計算を行うために重要であることは、利用される外乱の始まりの前から始まりの後までの電圧信号の正確な差及び利用される外乱の始まりの前から始まりの後までの電流信号の正確な差を抽出することである。そのような差情報を抽出するために、外乱の前から外乱の後までの電圧信号及び電流信号の挙動を推定する必要がある。これは、後に生じる電圧信号及び電流信号を推定と比較することができ、したがって、差情報が明らかになる。外乱の始まりの前から始まりの後までの電圧信号及び電流信号の挙動の良好な推定は、推定の段階を外乱の後の実際の電圧及び電流信号に対して正確に表すことができるようにするために信号の周波数の正確な評価に大いに依存する。外乱が小さい場合、関心のある期間の全体に亘る周波数評価の精度は、重大であり、正確な故障レベル結果を取得する際の限定要因である。正確な差情報の抽出は、種々の周波数でのインピーダンスマッピング及び並列変圧器動作の検出にも重要である。
【０００５】
本発明の目的は、周波数評価の精度を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、外乱抽出に基づく外乱推定システムで使用する装置であって、
（ｉ）電気回路網の外乱の前と後の両方の信号周波数を取得するが外乱過渡信号(disturbance transient)それ自体を除外する測定手段と、
（ｉｉ）外乱過渡信号によって影響が及ぼされない内在する(underlying)周波数の傾向を反映するために外乱の期間に周波数を補間する補間手段と、
（ｉｉｉ）電気回路網から少なくとも一つのアナログ信号又はデジタル信号を受信する少なくとも一つの遅延手段と、
（ｉｖ）遅延手段の第１の部分の少なくとも一つの第１のアクセスポイントと、
（ｖ）遅延手段の第２の部分の少なくとも一つの第２のアクセスポイントと、
を備え、
（ｖｉ）測定手段は、
（ａ）第１のアクセスポイントからの１組のアクセスポイント出力を処理するとともに外乱の後の周波数の少なくとも一つの値を供給する第１の周波数導出手段と、
（ｂ）第２のアクセスポイント又は遅延出力手段からの１組のアクセスポイント出力を処理するとともに外乱の前の周波数の少なくとも一つの値を供給する第２の周波数導出手段と、
を備え、
（ｖｉｉ）補間手段は、外乱の後の周波数の値及び外乱の前の周波数の値を受信し、外乱の期間及び外乱の期間の両側を備える関心のある期間に亘る時間の関数としての周波数の値を供給する装置を提供する。
【０００７】
本発明の装置は、顧客に電力を供給する回路網の目立たない低レベルの外乱からの結果の精度を改善する点で有利である。
【０００８】
本発明の装置によれば、遅延手段のコンテンツ、外乱の後の周波数の値及び外乱の前の周波数の値のスナップショットを得ることができる。この場合、補間手段及びその周波数出力を、外乱過渡信号それ自体によって影響が及ぼされる周波数データのない外乱差情報を取得するのを助ける正確な周波数データを与えるのに用いることができる。周波数データは、外乱過渡信号それ自体によって影響が及ぼされない。その理由は、外乱過渡信号それ自体は、遅延手段内で表されるとしても、外乱の後の導出した周波数及び外乱の前の導出した周波数のいずれにも寄与しないからである。この理由は、外乱データが最初の組のアクセスポイント出力の最後のアクセスポイントを既に通過しているが最後の組のアクセス出力の最初のアクセスポイントにまだ到達していないからである。
【０００９】
アナログ信号は、電圧信号又は電圧信号のデジタル化されたバージョンであってもよい。電圧信号は、通常、公称正弦波(nominally sinusoidal)である。
【００１０】
遅延手段の第１の部分は、通常、遅延手段の始端に近接しており、遅延手段の第２の部分は、通常、遅延手段の終端に近接している。
【００１１】
装置は、第１のアクセスポイントは、物理的な遅延線の第１のタップ又は第１の組のタップであり、第２のアクセスポイントは、物理的な遅延線の第２のタップ又は第２の組のタップであるものとしてもよい。代替的には、装置は、第１のアクセスポイントは、記憶遅延手段の第１のアクセス位置又は第１の組のアクセス位置であり、第２のアクセスポイントは、記憶遅延手段の第２のアクセス位置又は第２の組のアクセス位置であるものとしてもよい。記憶遅延手段は、連続するサンプルを受信してもよく、関連のアクセス位置は、適切な記憶位置にアクセスすることによって実現することができる。
【００１２】
発明の実施の形態を、例示として添付図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】時間に対する周波数のグラフである。
【図２】電気回路網からの外乱抽出に基づく外乱推定システムで使用する本発明の装置を示す。
【図３】図２に示す装置の動作を説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
外乱の始まりの前から始まりの後までの電圧信号及び電流信号の挙動の良好な推定は、信号の周波数の正確な評価に大いに依存する。この理由は、推定の段階を外乱の後の実際の電圧及び電流信号に対して正確に表す必要があるからである。外乱が小さい場合、関心のある期間の全体に亘る周波数評価の精度は、重大である。関心のある期間は、故障レベル結果が所望される期間の全体である。したがって、関心のある期間は、外乱の始まりで開始し、故障レベル結果が所望される最後の瞬時まで続く。これは、外乱の始まりから９０ｍｓ以上としてもよい。外乱それ自体は、突然である過渡的な変化からなり、その後に関心のある期間より短い時間に崩壊してなくなることもなくならないこともある。
【００１５】
既知の故障レベルモニタ及び（種々の周波数でのインピーダンスマッピングのための装置及び並列変圧器動作の検出のための装置のような）外乱推定に依存する他の装置において、周波数は、外乱を含むとともに関心のある期間が続く期間の一つ以上の信号から導出される。一つの既知の改善において、周波数導出期間は、外乱の始まる直前に終了し、周波数は、関心のある期間中は一定のままであると仮定される。
【００１６】
本発明において、内在する周波数の関心のある期間中の変化を受け入れる。しかしながら、周波数導出プロセスにおいて外乱過渡信号それ自体を含むと深刻なエラーが生じることがあることが観察されている。したがって、本発明は、外乱の始まりの前の信号及び外乱過渡信号が過ぎた後の時間の区分からの信号の両方から周波数を導出することを提案する。両方の結果を取得することによって、関心のある期間の全体を補間することができ、これによって、周波数導出手段に外乱過渡信号それ自体を含まない内在する周波数の変化に対応することができる。
【００１７】
図１は、時間に対する周波数のグラフである。グラフは、関心のある外乱期間の前から後に生じる周波数の変化を表す。（グラフの左の区分が最古となるとともにグラフの右の区分が最近となるように時間が右に進むことに留意されたい。この方向は、図２を参照して後に説明する装置の遅延線形成部では逆転する。）
【００１８】
図２は、外乱抽出に基づく外乱推定システムで使用する装置１を示す。更に詳しくは、装置１は、故障レベルモニタリング及び／又はインピーダンス計算及び／又は並列変圧器動作の検出に使用する。図示したように、装置１は、関心のある期間及びその両側の時間の関数としての周波数を取得する。電気回路網からの（交渉正弦波）電圧信号としてもよいアナログ入力信号６は、一つ以上の物理的なタップ遅延線２の形態の遅延手段に供給される。以下の説明は、単一の遅延線２に限定しているが、装置１は二つ以上の信号からの結果を取得するのに要求されるのと同数だけ重複(duplicated)できることがわかる。遅延手段をアナログ又はデジタルの他の形態、例えば、連続するサンプルを受信するとともに関連のアクセス位置が適切な記憶位置によって実現される記憶遅延手段又は一つの遅延手段が他の遅延手段に供給を行う結合多段手法(combination multi-tier approach)とすることができることがわかる。
【００１９】
遅延線２の一端から他端までの遅延はＴｍｓである。あらゆる瞬時において、遅延線２のコンテンツは、以前の（過去の）間隔Ｔｍｓの長さに亘る入力信号を表す。
【００２０】
タップは、遅延線２の両端から取り出される。更に詳しくは、遅延線２の始端の第１のアクセスポイントの密集したグループのタップＰは、第１の周波数導出手段３に供給される１組のアクセスポイント出力を供給する。グループＰのセットのタップ出力は、周波数７の値を生成するために第１の周波数導出手段３で処理される。周波数７は、新たな信号データ６が遅延線２に供給されるときに変化する。タップＰが遅延線２の始端に近接しているので、これらは、最近の信号データを表し、周波数７の値を、外乱後周波数と称する。
【００２１】
遅延線２の他端の第２のアクセスポイントの別の密集するグループのタップＱは、第２の周波数導出手段４に供給される１組のアクセスポイント出力を供給する。第２の周波数導出手段４は、他の周波数８の値を供給する。この周波数８も信号データが遅延線２に流れるときに変化する。しかしながら、信号は、信号が区分Ｐを通過した後及びタップが用いられていない遅延線２の中央区分に信号が伝達した後に遅延線のこの区分Ｑに到達する。これは、周波数８が必然的に無効になる又は周波数７より古くなることを意味する。このような周波数８の値を、外乱前周波数と称する。
【００２２】
周波数７及び周波数８の対は、グループＰからグループＱまで遅延線２を下る過渡的遅延ＴｔｒａｎｓｉｔＰＱだけ（時間的に）離間した二つの時間の信号の周波数を表す。これらの二つの周波数を、ＴｔｒａｎｓｉｔＰＱの全時間に亘る時間の関数としての周波数９の実効値を生成するために割合を変化させながら補間手段５で組み合わせることができる。
【００２３】
遅延線コンテンツ並びに導出した周波数７及び周波数８のスナップショットを、タップグループＱの始端Ｙに到達する信号の外乱が始まる直前に取り出す場合、補間手段５及びその周波数出力を、周波数データが外乱過渡信号それ自体によって影響が及ぼされることなく上述したような外乱差情報を取得するのを助ける正確な周波数データを与えるのに用いることができ、外乱過渡信号それ自体は、遅延線２内で表されるとしても、周波数７及び周波数８のいずれにも寄与しない。その理由は、外乱過渡信号がグループＰの最後のタップＢを既に通過しているがグループＱの最初のタップＹにまだ到達していないからである。
【００２４】
全時間遅延、グループＰ及びグループＱの遅延並びに過渡的時間遅延ＴｔｒａｎｓｉｔＰＱの全てを起こり得る外乱及び要求される周波数測定の品質並びに周波数変動の状態(dynamics of frequency excursion)に適合するように調整できることがわかる。
【００２５】
さらに、遅延線を、大きい外乱が実際には発電機(generator machinery)の回転の速度を低減するときのように更に複雑な周波数の軌跡を計算できるようにするために外乱の前及び後の複数の周波数評価を行うことができるように延長してもよい。
【００２６】
さらに、外乱前周波数を、単に、外乱後周波数の適切に遅延した形態とすることもでき、すなわち、明瞭のために示した第２の周波数導出手段４を、適切に計算した結果に置換してもよい。
【００２７】
図３は、タップＡの最近端で遅延線２に入力する信号６を示す。最古端はタップＺである。外乱過渡位置を、遅延線２の中央付近に示す。
【００２８】
添付図面を参照しながら上述した発明の実施の形態が例として示されるとともにその変更が可能であることがわかる。したがって、例えば、添付図面に示すとともに添付図面を参照しながら説明した実施の形態を、インピーダンス計算システム、例えば、インピーダンスマッピングシステム、及び／又は、並列変圧器動作の検出に用いることができる。遅延線２を、記憶遅延手段としてもよい。図面に示す個別の構成要素は、図面における使用を限定するものではなく、他の図面及び発明の全ての態様において用いることができる。
【図１】
0006538683.tif 000002
【図２】
0006538683.tif 000003
【図３】
0006538683.tif 000004