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課題

調波ひずみ解析を内部で実行できると共に種々のモニタ機能を実行できる交流電力系統のためのディジタルモニタ解析器を提供する。

解決手段

交流電力系統(3)用のディジタルモニタ/解析器(1)が、電力系統波形の検出手段(7,9)と、検出手段により検出された波形を選択的に第1のサンプリングレート及びその整数倍である第2のサンプリングレートでディジタルサンプリングするアナログ−ディジタル変換器(13)と、第1のサンプリングレートで得られたサンプルから波形の第1のパラメータ値を求めると共に第2のサンプリングレートで得られたサンプルから波形の第2のパラメータ値を求めるディジタルプロセッサ(15)とを有する。ディジタルプロセッサは、第2のサンプリングレートで得られたサンプルから第1のサンプリングレートでサンプルを抽出して第1のパラメータ値が連続的に求められるようにする。

概要

背景

概要

調波ひずみ解析を内部で実行できると共に種々のモニタ機能を実行できる交流電力系統のためのディジタルモニタ解析器を提供する。

交流電力系統(3)用のディジタルモニタ/解析器(1)が、電力系統波形の検出手段(7,9)と、検出手段により検出された波形を選択的に第1のサンプリングレート及びその整数倍である第2のサンプリングレートでディジタルサンプリングするアナログ−ディジタル変換器(13)と、第1のサンプリングレートで得られたサンプルから波形の第1のパラメータ値を求めると共に第2のサンプリングレートで得られたサンプルから波形の第2のパラメータ値を求めるディジタルプロセッサ(15)とを有する。ディジタルプロセッサは、第2のサンプリングレートで得られたサンプルから第1のサンプリングレートでサンプルを抽出して第1のパラメータ値が連続的に求められるようにする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

交流電力系統用の電気装置であって、電力系統中の波形の検出手段と、検出手段により検出された波形を選択的に第1のサンプリングレート及びその整数倍である第2のサンプリングレートでディジタルサンプリングするサンプリング手段と、第1のサンプリングレートで得られたサンプルから波形の第1のパラメータ値を求めると共に第2のサンプリングレートで得られたサンプルから波形の第2のパラメータ値を求めるディジタル処理手段とを有し、ディジタル処理手段は、第2のサンプリングレートで得られたサンプルから第1のサンプリングレートのサンプルを抽出して第1のパラメータ値が連続的に求められるようにすることを特徴とする交流電力系統用の電気装置。

請求項2

ディジタル処理手段は、1つのサンプルセットを、次のサンプルセットが第1のサンプリングレートで得られる間に処理する手段と、第2のサンプリングレートで得られたサンプルから第1のサンプリングレートで抽出されたサンプルセット中の互いに異なる一連のサンプルを、別のサンプルセットを第1のサンプリングレートで抽出する前に次の複数の各サンプルが第2のサンプリングレートで得られる時に処理する手段とを含むことを特徴とする請求項2記載の電気装置。

請求項3

交流電力系統用の電気装置であって、電力系統中の波形の検出手段と、サンプリングフレーム中の波形をディジタルサンプリングするサンプリング手段とを有し、各サンプリングフレームは選択された数の交流波形周期とそれに続く交流波形周期の1少部分である遅れとの間サンプリングされる所定数のサンプリング繰返し部分から成り、サンプリング手段は、前記選択された数の周期を第1のサンプリングレート及びこれよりも高い第2のサンプリングレートで選択的にサンプリングするが、第2のサンプリングレートは前記選択された数の周期につきサンプリングフレーム中に一度だけ用いられ、ディジタル処理手段が、各サンプリングフレーム全体にわたり第1のサンプリングレートで得られたサンプルを用いて前記波形の第1のパラメータ値を求めると共に第2のサンプリングレートで得られたサンプルを用いて前記波形の第2パラメータ値を求めることを特徴とする交流電力系統用の電気装置。

請求項4

前記第2のパラメータ値は、調波成分パラメータを含むことを特徴とする請求項3記載の電気装置。

請求項5

交流波形周期の前記選択された数は2であることを特徴とする請求項4記載の電気装置。

請求項6

繰返し部分の前記所定数は4であることを特徴とする請求項5記載の電気装置。

請求項7

第2のサンプリングレートは、第1のサンプリングレートの整数倍であることを特徴とする請求項3記載の電気装置。

請求項8

ディジタル処理手段は、得られたサンプルセットを、次のサンプルセットが第1のサンプリングレートで得られる間に処理する手段と、第2のサンプリングレートで得られたサンプルから第1のサンプリングレートで抽出されたサンプルセット中の互いに異なる一連のサンプルを、別のサンプルセットを第1のサンプリングレートで抽出する前に次の複数の各サンプルが第2のサンプリングレートで得られる時に処理する手段とを含むことを特徴とする請求項3記載の電気装置。

請求項9

サンプリング手段は、指定数の一連のサンプリングフレームの各々につき一度だけ、特定のサンプリング繰返し部分の前記選択された数の周期の間、第2のサンプリングレートでサンプリングすることを特徴とする請求項3記載の電気装置。

請求項10

ディジタル処理手段は、先のサンプリングフレーム中に第1のサンプリングレートで得られたサンプルから波形の前記第1のパラメータ値を求めることを特徴とする請求項3記載の電気装置。

請求項11

ディジタル処理手段は、第1のサンプリングレートでサンプリングしながら、第2のサンプリングレートで先に得られたサンプルを用いて前記第2のパラメータ値を求めることを特徴とする請求項10記載の電気装置。

請求項12

交流電力系統用の電気装置であって、電力系統中の波形の検出手段と、反復割込み信号により定まるサンプリングレートで波形をディジタルサンプリングするサンプリング手段と、前記反復割込み信号を所定のレートで発生させ、奇数番目及び偶数番目の割込み信号のうちの一方に応答して、サンプリング手段で得られた波形サンプルから複数の選択された電気的パラメータ値を繰返し求め、前記奇数及び偶数番目の割込み信号のうちの他方に応答して、前記サンプルから調波成分パラメータ値を繰返し求めるディジタル処理手段とを含むことを特徴とする交流電力系統用の電気装置。

請求項13

ディジタル処理手段は、第1のサンプリングレート及びその整数倍の第2のサンプリングレートで割込み信号を選択的に発生させ、前記選択された複数の電気的パラメータ値は第1のサンプリングレートで得られたサンプルから求められ、前記調波成分パラメータ値は第2のサンプリングレートで得られたサンプルから求められることを特徴とする請求項12記載の電気装置。

請求項14

ディジタル処理手段は、前記選択された電気的パラメータ値を連続的に求める際に用いるために、前記第2のサンプリングレートで得られたサンプルから前記第1のサンプリングレートでサンプルを抽出することを特徴とする請求項13記載の電気装置。

請求項15

前記選択された電気的パラメータ値のうち互いに異なるパラメータ値は、奇数番目と偶数番目の割込み信号のうち一方の一連の割込み信号に応答して反復的な時系列で求められることを特徴とする請求項13記載の電気装置。

請求項16

反復的な時系列は、前記波形のうち2以上の周期にわたることを特徴とする請求項15記載の電気装置。

請求項17

3相交流電力系統用の電気装置であって、3相交流電力系統の電圧を1周期あたり4よりも多いサンプルが得られるレートで繰返しディジタルサンプリングしてディジタル電圧サンプルを発生させるサンプリング手段と、ディジタル電圧サンプルを処理して第1の相間電圧信号から90°位相ずれした第2の相間電圧信号を発生させ、第1と第2の相間電圧信号を乗算して第1の極性時第1の相回転を指示し、第2の極性時第1の相回転とは逆の相回転を指示する相回転信号を発生させるディジタル処理手段とを含むことを特徴とする電気装置。

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0001

本発明は、データ収集及び計測機能を実行すると共に電力系統中の波形高調波ひずみ分析を実行できるディジタル装置における当該データの処理に関する。

0002

交流電力系統のための最新モニタは、種々の電気的パラメータ、例えば、rms(二乗平均電流及び電圧ピーク電流及び電圧、電力エネルギ力率等を計算するためのマイクロコンピュータ装備している。典型的には、マイクロプロセッサへの入力のために電力系統のアナログ波形ディジタル化するサンプリングレート又はサンプル化率は、精度向上のために望ましい高サンプリングレートと、マイクロプロセッサが出力として望ましい種々の電気的パラメータを計算するのに必要な時間を計算する上での必要条件としての低サンプリングレートとの妥協の産物である。

0003

波形解析器は交流電力系統中の波形のオシログラフによる分析に用いられ、また、これを使用して波形の高調波成分を求めることができる。周知のナイキストの定理によれば、検出すべき最も高い振動数二倍の振動数で信号をサンプリングする必要がある。かくして、抽出すべき最も高い調波の振動数の二倍の振動数で波形をサンプリングしなければならない。たとえば、第50番目の調波を抽出するためには、少なくとも6KHzで60Hzの交流信号をサンプリングする必要がある。この高いサンプリングレートにより、マイクロコンピュータに負担がかかる。事実、一モニタ/解析器では、例えば、種々の電圧及び電流、電力等の計算のようなモニタ機能だけを、ディジタル装置のマイクロコンピュータで実行する。生のディジタル波形データを、高調波分析を実行するための計算速度が一層大きな遠隔コンピュータに送る。

0004

最新式の回路遮断器も又、引外しユニット内にマイクロコンピュータを利用している。かかるディジタル引外しユニットは、保護機能に加えてモニタ機能を実行できる。これら回路遮断器の中には、マイクロプロセッサに過大の負担をかけないで精度を向上させる等価なサンプリング技術として知られるものを採用する回路遮断器がある。等価なサンプリング技術では、交流波形のサンプリングを、一周期の一部(何分の一か)の遅れを伴って一サイクル当たり選択された回数実施し、その後に別のサンプル周期を同一のサンプリング速度で得る。かくして、サンプリング時点は、一周期の選択された一部だけ周期毎に「バンプ(bump)」される。次に、かる「バンプ」された周期の数にわたって収集されたデータを用いて種々のパラメータを計算する。たとえば、もし、使用するサンプリングレートが一周期につき16個のサンプルであれば、一周期についてサンプリングを行い、一周期の1/64の遅れをとり、次に一サイクル当たり16個のサンプルという速度で別の16個のサンプルを抽出することにより一サイクル当たり64個のサンプルという有効速度をグ実現できる。データの4つの周期が蓄積されるまでこれを繰り返し実施するが、このデータを生じさせるためには41/16周期が必要である。かくして、これは同調サンプリングではないが、モニタ機能及び保護機能を実行するためには同調サンプリングは不要である。

0005

しかしながら、高調波ひずみの計算に用いられるフーリエ解析の実行のためにサンプリングは同期方式でなければならない。同期サンプリングとは、一サイクルにつき整数個のサンプルを抽出することをいう。さらに、上述のように、高調波分析を行うのに必要なフルレンジ高調波情報を検出するには、高いサンプリングレートが必要である。同時に、そのデータのフーリエ解析は、相当長い計算時間を必要とする。その結果、特に多岐にわたるモニタリングをもディジタル装置で実行する場合、非常に大きな負担がマイクロコンピュータに加わることになる。

0006

したがって、高調波ひずみ解析を内部で実行できると共に種々のモニタ機能を実行できる交流電力系統のためのディジタルモニタ/解析器が要望されている。特に、全高調波ひずみ分析について必要なデータを得るのに充分に高い速度で交流波形をサンプリングでき、それと同時に、その分析を実施すると共に種々のモニタ計算を実行するのに充分な計算時間をもつ改良型ディジタルモニタ/解析器が要望されている。

課題を解決するための手段

0007

上記要望及び他の要望は、交流波形のサンプリングを、モニタ又は保護機能のためのデータを収集するために第1の低速のサンプリングレートで実施し、高調波ひずみ分析のために波形をディジタル化するよう第2の、それよりも高いサンプリングレートで実施する交流電力系統用の本発明の電気装置で満たされる。等価なサンプリングの形態を低速サンプリングのために用い、一方、同期サンプリングを高速サンプリング中に用いて波形の高調波成分のフーリエ解析のための要件を満たすようにする。通常はサンプリングを低速で実施するが、高速度での瞬時のサンプリングを、マニュアルコマンドで、或いは特定の時間に特定の事象の発生時に自動的に実行できる。

0008

2つのサンプリングレートを、サンプリングをサンプリングフレーム組織化することを通じて具体化し、サンプリングフレームは各々、一周期の一部の遅れを伴う選択された数の周期について所定数のサンプリング繰返し部分を含む。高速度におけるサンプリングを、サンプリングフレーム中に、選択された数の周期の二以上の繰返し部分で実施する。かくして、等価なサンプリングがサンプリングフレーム中に低速度でサンプリングを実施するために用いられ、高速サンプリングが、もしフレーム中に用いられた場合にはそれと同期して実施される。好ましくは、高速サンプリングを低速度の整数倍である速度で実施し、したがってモニタされた電気的パラメータの連続計算のために低速データ高速データから抽出できるようにする。

0009

本発明の例示の実施形態では、サンプリングフレームは、一サイクル当たり32個の標本で2つの周期について4つのサンプリング繰返し部分を含み、繰返し部分間において一周期の1/128というほんの少しの遅れを伴う。かくして、一フレームには81/32の周期が必要であり、一周期当たり128個のサンプルという等価なサンプリングレートが得られる。高速サンプリングを、低速サンプリングレートの4倍である一周期あたり128個のサンプルで実施し、これにより一周期あたり32個という速度でサンプルを高速データから抽出できる。

0010

上述したように、波形の高調波成分のフーリエ解析について相当長い計算時間が必要である。本発明の別の特徴によれば、マイクロコンピュータにより実行されるタスクは、高調波ひずみ分析のための計算時間が得られるようにすると共に依然として充分な計算時間をモニタ機能にあててパラメータのフルスペクトルを追跡できるようにするために割当てが行われる。また、サンプリングを開始する周期的な割込みは、マイクロコンピュータにより実行される計算の性能を調節する。サンプリングフレーム全体にわたり特定の割込みで実行されるよう特定のタスクが指定される。フーリエ解析による計算は、サンプリングフレーム中に奇数番目又は偶数番目の割込みのいずれか一方の各々について実行される一層小さなステップ細分化される。マイクロコンピュータにより実行される他の機能の全ては、奇数番目又は偶数番目の割込みのうち他方に割り当てられる。一サンプリングフレーム中に収集されるデータは、次のサンプリングフレーム中に処理される。一周期あたり32個のサンプルがあるので、高調波計算のために各周期中に利用できる割込みの数は16であり、他の機能、例えばモニタ及び/又は保護機能の実行のために利用できる割込みの数は16である。各サンプリングフレーム内で利用できる保証周期は6であり、そのサンプリングフレーム中にタスクを実行できる(高速サンプリングを2つの周期中に実行できる)。かくして、一周期あたりに実行されるタスク数が16の場合、96の互いに異なるタスクスロットを利用できる。本発明によれば、実行されるべきタスクは、サンプリングフレーム中に利用できるこれら96のタスクスロットに区分される。

発明を実施するための最良の形態

0011

図1に示すように、本発明のモニタ/解析器1は、交流電力系統3、例えば配電システム監視及び解析に用いられる。図示の配電システム3は、3つの相導体5A,5B,5C、中性導体5N、及び接地導体5Gを有する。変流器7A,7B,7C,7N,7Gが各導体中を流れる電流を検出し、計器用変圧器9A,9B,9Cが相−中性導体間電圧を検出し、計器用変圧器9Nによって中性接地導体間電圧が得られる。レンジング回路(ranging circuit)11が電流信号及び−10〜0ボルト電圧信号を+10ボルト信号に変換し、これをアナログ−ディジタル変換器13(以下、「A/D変換器」という)で変換してディジタルプロセッサ15に入力できるようにする。A/D変換器13は、ディジタルプロセッサ15により生じる割込み信号(以下単に「割込み」という場合がある)で決まるサンプリングレートでアナログ電圧及び電流をサンプリングする。これら割込み信号は、第1の低速サンプリングレート又は第2の高速サンプリングレートで選択的に発生する。例示の装置では、低速サンプリングレートは一周期当たり32個の標本であり、高速サンプリングレートは一周期当たり128個の標本である。低速サンプリング中、A/D変換器13は、全部で5つの電流及び全部で4つの電圧をサンプリングする。高速サンプリングに関しては、再度全ての電流をサンプリングするが、相電圧を3つだけディジタル化してディジタルプロセッサに入力する。これら電流及び電圧の各々を各割込み毎にサンプリングする。

0012

ディジタルプロセッサ15はこれらディジタル標本により得られたデータを利用して二組の電気的パラメータの値を生じさせる。第1の組のパラメータはモニタ機能と関連していて、計測されたパラメータ、例えば、rms電流、rms電圧、ピーク電流、ピーク電圧最小電流最小電圧、力率、ワット値バール値(Vars)、ボルトアンペア値、全高調波係数、Kファクター、CBMEAデレーティングファクター等を含む。ディジタルプロセッサ15により計算される第2の組のパラメータは、個々の調波係数である。本発明は、データ収集及び処理を組織化して最大数のパラメータを連続的に監視すると共に高調波成分を同時計算できるようにする。

0013

ディジタルプロセッサ15は入力/出力装置(I/O)17を有し、これによりフロントパネル19に接続されている。フロントパネル19は、ユーザーとのインタフェースとして役立つ。ユーザーがモニタ/解析器1の動作を制御して交流電力系統3を監視できるのはこのフロントパネルによる。入力/出力装置17は又、ディジタル入力を介してディジタルプロセッサ15を接点入力とインタフェースさせる。また、リレー出力及びアナログ出力が入力/出力装置17により得られる。ディジタルプロセッサ15は又、通信リンク21を介して遠隔プロセッサ連絡する。この通信リンク21を通じて、モニタ/解析器1は遠隔プロセッサ(図示せず)への情報を提供できると共に、或いはこの遠隔プロセッサにより制御可能となる。

0014

図2図1に示すモニタ/解析器1のデータ流れ図23である。検出されたアナログ電圧及び電流をディジタル信号に変換してデータ収集及び処理機能25に入力し、ここでデータをフロントパネル制御装置27からの設定値に従って処理する。かかる設定値をフロントパネル押しボタンにより制御装置27に入力する。また、これら押しボタンを用いると、データを要求でき、そしてデータを収集して利用時にはフロントパネル上に表示できるようになる。データ収集及び処理を、フロントパネルから設定できるリアルタイムクロック29により得られる時間データを用いて実施する。例えば接点閉成のような外部入力の処理も行われる。フロントパネル上での表示のための情報提供に加え、通信リンク、例えば、インコム(Incom:登録商標ネットワーク31又は他の任意適当な通信リンクを介して遠隔コンピュータとデータ交換できる。これにより、モニタ/解析器1は、フロントパネルとインタフェースするのと同一の方法で遠隔ユニットとインタフェースできる。フロントパネルへの出力の提供、及び通信リンクを介する遠隔ユニットへの出力の提供に加え、リレー出力も発生させることができる。

0015

図3は、本発明に従って利用されるサンプリング技術を示している。上述のように、2つのサンプリングレートが用いられている。さらに、精度向上のために等価サンプリングが低速サンプリングと共に採用されている。選択可能な高速サンプリングと共に低速等価サンプリングが、フレーム内サンプリングにより実行される。各サンプリングフレーム35は、遅れδ(これは一周期の一部である)を伴う選択された数の周期について371 〜374 のサンプリング繰返し部分から成る。例示のシステムでは、選択された周期の数は2であり、フレームは、遅れδを伴う2つの周期について371 〜374 サンプリングの4つの繰返し部分で構成される。かくして、例示のフレーム35は、8周期+4δに等しい。例示のシステムでは、低速サンプリングレートは一周期当たり32個の標本であり、δは一周期の1/128に等しくされ、従って、サンプリングフレーム35は基本波形33の81/32に等しい。これにより一周期当たり128個の標本の等価サンプリングレートが得られる。

0016

高速サンプリングを、サンプリングフレーム35中、繰返し部分371 〜374 のうち任意の一つ(ただし、一つだけ)で実施できる。かくして、例えば、例示の装置では、高速サンプリング(要求された場合)は、フレーム35中の第3の繰返し部分373 で実施される。フレーム35の任意の一つを高速サンプリングのために使用できるが、これは常に同一の繰返し部分である。高速サンプリングが一つだけの繰返し部分について行われるので、サンプリングは同期であるのが良く、これにより波形の高調波成分のフーリエ解析の要件を満たすことができる。同期という用語は、一周期毎に整数個の標本を抽出することを意味する。遅れδが繰返し部分の最後にきても、これが一つだけの繰返し部分の間に実施される同期サンプリングを妨害することはない。高速サンプリングは、低サンプリングレートの整数倍である速度で実施される。例示の実施例では、高速サンプリングレートは、一周期当たり128個の標本であり、これは低速サンプリングレートの4倍である。これにより、低速データを高速データから抽出でき、したがって、連続データを、低速サンプリングを用いて実施される計算に利用できるようになる。

0017

各繰返し部分37における選択された数の周期は例示の実施例では2であるが、他の周期数を使用しても良い。しかしながら、各繰返し部分について選択された周期数は、フレーム中に収集できる高速データの最大周期数を定める。2つの周期により或る程度の平均化が行われ、これはもし高速データの一つだけの周期を収集した場合には利用できない。他方、もし選択された数の周期が2つよりも大きい場合、フレームの長さを伸ばし、それにより、モニタ機能に適切な波形の振幅の変化に対する応答を減少させることができる。フレーム35中の異なる数の繰返し部分37を使用できるが、少ない繰返し部分数は等価サンプリングの分解能を減少させ、繰返し部分数の増大により振幅変化に対する計算応答時間が減少する。

0018

高速でのサンプリングを交流配電システム3における種々の条件、例えば、過電流条件、引外し条件、低電圧条件等に応答して自動的に実施できる。さらに、高速サンプリングをフロントパネルを介して、或いは通信リンクを介して遠隔的に命令することができる。また、高速サンプリングをタイマーにより開始することができる。いずれの場合においても、特に異常状態に対する自動的な応答の場合、高速サンプリングを、次々に並ぶ一連のサンプリングフレーム内で、例示のシステムでは最高7つの次々に並ぶフレーム内で実施できる。

0019

フーリエ解析の実行のために、マイクロプロセッサで利用可能な計算時間の半分をその機能の実行に割り当てる。これら計算(分析された波形についての基本振動百分率として個々の調波についての値を発生する)は、低速サンプリング中にのみ実施される。かくして、一つおきの割込み、例えば奇数番目の割り込みは、アナログディジタル変換を開始させ、またフーリエ解析についての計算動作トリガする。残りのタスクは、偶数番目の割込みに割り当てられ、かかる割込みもアナログ−ディジタル変換を開始させる。以下に示す表1は、偶数番目の割込みに対するタスクの例示の割り当てを示している。低速サンプリングレートは一周期あたり32個の標本なので、16個の偶数番目の割込みがあり、これにタスクを割り当てることができる。フレーム中には8つの周期があるので、これら周期の6つだけをタスク遂行に利用できるものとして保証する。というのは、他の2つの周期は高速サンプリングに利用可能でなければならないからである。したがって、フレーム中に常時使用できるタスクスロットの数は16×6=96個である。もしフレーム中に高速サンプリングが行われない場合、利用できるタスクスロットの数は16×2=32個である。重要度の低い、又は更新の必要頻度の少ないタスクを、上記の追加のタスクスロットに割り当てる。例示のシステムでは、高速サンプリングをフレーム中の第3番目の繰返し部分373 の間に実行するが、高速サンプリングフレームの間に除外されるのは、最後の繰返し部分374 に割り当てられているタスクスロットである。かくして、偶数番目の割込みに割り当てられているタスクの実行は、高速サンプリングにより遅れを生じ、その代わりに、通常は第3番目の繰返し部分373 の間に実行されるタスクが第4番目の繰返し部分374 の間に実行される。図4から注目されることは、実行されるタスクは、全高調波ひずみ(THD)の計算を含む。これら計算は偶数番目の割込みで実行する。というのは、低速サンプリングより得られるデータを必要とするに過ぎない単純な計算であり、任意のフレーム中に実行されるタスクは先のフレームから収集されたデータを利用するからである。

0020

ID=000003HE=225 WI=151 LX=0295 LY=0300
しかしながら、低速サンプリングのための割込み毎に実行される或る特定の処理がある。この処理は、rms値の計算のために電流及び電圧を自乗し、得られた値を合計することを含む。同様に、電力計算のためにその電圧と電流を互いに乗算して合計する。所与の割込みの際に収集されたデータセットを、このようにして次の割込みの際に処理する。次に、各フレーム中のこの前処理により得られた結果を累積したものを、次のフレーム中にかかるデータを必要とするタスクの実行の際使用するために保持する。かくして、例えば、偶数番目の割込みで実行されるタスクのうちの一つは、先のフレーム中に累計された二乗値の合計の平方根を得ることによりrms電流値を求めることにある。

0021

低速サンプリングを1周期当たりサンプル128個という等価サンプリングレートで実行している間、事実上、各周期に抽出されるサンプルは32個だけであり、その後、量δだけ遅れて次の周期のサンプルが抽出される。一方、高速サンプリング時には1周期当たり間違いなく128個のサンプルが抽出される。このサンプリングレートは低いサンプリングレートの整数倍なので、低速サンプリングデータを高速データから抽出する。高速割込み毎に、電流と電圧の生の値をサンプリングして記憶する。電流及び電圧の自乗及び総計だけを、高速サンプリング中に4番目のサンプルごとに抽出されたサンプルについて実行する。しかしながら、全ての処理を割込み毎に完了させる必要は無いので、二乗値の合計を求めるための電流及び電圧の処理を4つの割込みにわたって配分する。

0022

偶数番目の割込みで実行されるタスクのうち1つは、相回転を求めることである。これは、相−中性電圧から相間電圧のうちの2つを計算することにより達成される。これらの相間電圧のうちの1つは、90°位相がずれている。この位相ずれした相間電圧及び他の相間電圧を互いに乗算する。その結果得られたものの極性が相回転を決定する。

0023

同期サンプリングは調波成分の測定に用いられるフーリエ解析にとって必要なので、交流電力の周期を周期的に計算して、もし同期サンプリングの実行が必要な場合にはサンプリングインターバルを調節できるようにする。サンプリングインターバルのかかる調節は、その結果のゆがみを避けるために高速サンプリング中には行わない。

0024

図4は、ディジタルプロセッサ15により実行されるタイマー割込みルーチン39の流れ図である。このルーチンを呼び出すごとに、電流及び電圧のアナログ−ディジタル変換がブロック41で開始される。サンプリングが低速で実行されていることがブロック43で判定されると、次の低速割込みのための時間間隔がセットされ、低速データを記憶するためのポインタがブロック45でセットされる。次に、先のサンプルからの電流及び電圧が二乗され、先のサンプルからの電力計算がブロック47で実行される。次に、ブロック49で電力計算結果をエネルギ合計に加える。8つの周期の完了がブロック51で判定されると、このフレームに関する処理値がブロック53で保持される。次に、この割込み時にA/D変換器で生じた電流及び電圧のディジタル値をブロック55で保持する。これらは、電力及びrms値を計算するために次の低速割込み時にブロック47で使用されることになる値である。もしこれが偶数番目のサンプル(割込み)であることがブロック57で判定されると、表1のタスク表からの適当なタスクがブロック59で実行される。他方、もしこれが奇数番目の割込みであれば、調波データセットの計算がブロック61で実行される。いずれの場合においても、ブロック63でルーチンから出る。

0025

高速サンプリング中であることがブロック43で判定されると、次の高速割込みのための時間及び高速データを記憶するためのポインタがブロック65でセットされる。ブロック67でポインタを増分させてチェックし、4番目ごとの高速割込み時に低速データを保持する。高速割込み毎に、高速データを保持して当初の処理、例えば電流又は電圧の自乗を実行する。もし、高速データの2つの周期分が収集されたことがブロック69で判定されると、FASTDATフラッグがブロック71でリセットされ、タイマー割込みルーチン39が次に呼び出されると、低速サンプリングを再開される。

0026

本発明の特定の実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば開示内容に照らしてかかる細部の種々の設計変更及び改造を想到できるので、開示した特定の構成は、例示であって本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載の事項及びその均等範囲に基づいて定められる。

0027

図面の簡単な説明

0028

図1本発明によるモニタ/解析器のブロック線図である。
図2図1に示す装置に関するデータ流れ図である。
図3本発明に従って交流電力波形をサンプリングする方法を示す線図である。
図4図1に示す装置のマイクロコンピュータのためのタイマー割込みルーチンの流れ図である。

--

0029

3電力系統
5導体
7変流器
変圧器
11レンジング回路
13 A/D変換器
15ディジタルプロセッサ
17 入/出力装置
19フロントパネル
21 通信リンク

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    【課題】サービス従事者が蓄電池装置の保守点検を簡単、且つ安全に実施することができる蓄電システムおよび蓄電システムの制御方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る蓄電システムは、電力変換部と、第1開... 詳細

  • 大和ハウス工業株式会社の「 電力供給システム」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】停電時における専有部の住人の利便性を確保することが可能な電力供給システムを提供する。【解決手段】共用部K1及び専有部S1を有する建物の負荷へ電力を供給可能な蓄電池42を具備する電力供給システム... 詳細

  • 大和ハウス工業株式会社の「 電力供給システム」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】一般電気事業者からの電力の購入を極力回避することが可能な電力供給システムを提供する。【解決手段】所定の事業者の電力消費施設Aに設けられ、当該事業者の電力供給施設Bから再生可能エネルギーに由来す... 詳細

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