JPH02179221A - ループ状ディジタル保護継電装置のサンプリング同期システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ループ送電系統を保護するためのディジタル
保護継電装置のデータサンプリング同期システムに関す
るものである。

Ｂ６発明の概要 本発明は、ループ状送電系統に配置されるディジタル保
護継電装置のデータサンプリング同期システムにおいて
、 中央継電装置より各端末装置に対して端末装置別にコー
ドを付した信号を送信し、各端末装置からは自己のコー
ドの信号を中央継電装置に折り返し、その折り返し信号
により各端末装置毎の伝送遅延時間を算出し、中央継電
装置より前記伝送遅延時間を見込んだ時刻にサンプリン
グ信号を出力することにより、 各装置は同時刻にサンプリングデータを得ることができ
、中央継電装置は、これらの時間誤差のないデータを演
算処理できるため、ディジタル保護継電装置全体として
は極めて事故判定精度の高いシステムとなる。

Ｃ１従来の技術 ループ状送電線の保護を司るループ状ディジタル保護継
電装置のシステム構成図を第５図に示す。

同図において変電所Ｕと４箇所の需要家Ｄ１〜Ｄ４の母
線３１は送電線３２によりループ状に結ばれ、各需要家
Ｄ１〜Ｄ４内には、送電線３２の端末に設けられた変流
器３４と、この変流器３４からのアナログデータを入力
し光信号に変換して相隣る需要家に信号を授受する端末
装置３５と、母線３１を系統から遮断する遮断器３６と
を有し、また変電所Ｕ内には、端末装置３５と同様の機
能を有する中央通信装置３７と、光信号をディジタルデ
ータに変換する機能及びそのデータを解析処理し、さら
に、解析結果に異常がある場合には中央通信装置３７を
通して各需要家内の端末装置３５に対して遮断器３６の
遮断指令を出力するマイクロコンピュータ等からなる中
央継電装置３８と、この中央継電装置３８に直接アナロ
グデータを入力する変流器３４とを有する。また各端末
装置３５と中央通信装置３７および中央継電装置３８は
光フアイバーケーブル３９により連結され、この光フア
イバーケーブル３９は各需要家内の端末装置３５で出力
される光信号及び、中央継電装置３８から出力される遮
断指令としての光信号の経路となる。

このようなシステム構成をとるループ状ディジタル保護
継電装置においては、各需要家内の端末装置３８のアナ
ログデータ収集（以下、サンプリングと呼ぶ）と中央継
電装置３８へのデータ伝送は中央継電装置から出力され
るサンプリング信号によって行われる。このサンプリン
グ信号はシステム内のデータ伝送速度や中央継電装置内
のマイクロコンピュータのメモリ容量及び処理スピード
をそれぞれ考慮したある一定の周波数で出力される光信
号が用いられ、前述の光フアイバーケーブル３９を介し
て各需要家の端末装置へ伝送される。

しかしながら、このサンプリング信号が光フアイバーケ
ーブルや各端末装置３５内を伝送される間に伝送遅延が
生ずるため各端末装置３５と中央継電装置３８のサンプ
リングは同時刻に行われず、中央継電装置３８から遠い
端末装置（この場合はＤ、）程サンプリングの遅れが大
きくなる。さらに、光フアイバーケーブルが一部で欠損
し、光信号がループバック伝送されるには光伝送経路は
さらに長くなりサンプリングの遅れも正常時に比較し倍
化する可能性がある。

したがって従来のループ状保護継電装置のサンプリング
同期方式は上述の伝送遅延を考慮した伝送遅延固定補償
方式を採っている。すなわち、第６図のタイムチャート
に示すように、中央継電装置３８は、この装置自身のサ
ンプリング時刻ｔ。

を基準にして１時間前に中央通信装置３７ヘサンプリン
グ信号を伝送する。サンプリング信号はフラッグ（Ｆ）
とサンプリング同期指令（Ｓ）からなり、フラッグ（Ｆ
）が伝送されてから一定時間経過後サンプリング同期指
令（Ｓ）が伝送される。

中央通信装置３７は伝送されたサンプリング信号をその
後の需要家ＤＩの端末装置へ、さらにり。

はり、へと伝送遅れを生じながら順次伝送され、各端末
装置は、フラッグ（Ｆ）の到達によりサンプリングの待
機をし、サンプリング同期指令ＣＳ’）の到達によりそ
れぞれ時刻ｔ１、ｔ５、ｔ４で順次サンプリングを行う
。このようにこの方式は中央継電装置３８が各端末装置
３５への伝送遅れを考慮してあらかじめ１時間前にサン
プリング信号を各端末装置に伝送することにより中央継
電装置のサンプリング時刻む、を基準にして、サンプリ
ング許容限度時間Ｔ′内に全ての端末装置がサンプリン
グを完了するように設定することができる。

尚、許容限度時間Ｔ′は保護継電装置の事故判定精度よ
り決定され、通常、交流電気角度で数度という値である
。

Ｄ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の伝送遅延固定補償方式においては
、各需要家の端末装置が所定の時間内にサンプリングを
完了するよう設定されているものの原理的に伝送遅延を
除去しているわけではないので、伝送系統が正常であっ
ても得られるサンプリングデータには時間誤差がある上
、さらに伝送系統が長い場合で光フアイバーケーブルの
欠損等によりサンプリング信号がループバック伝送され
るような条件では、伝送遅延が極端に大きくなることか
ら、このような場合は許容限度時間Ｔ′を大きくとらな
ければならず、このため保護継電装置全体では事故判定
精度が悪化するという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、中央継電装置及び各需要家端末装置に
おいてのデータサンプリングが同時刻に行われるように
し、ディジタル保護継電装置全体として事故判定精度の
高いサンプリング同期システムを提供しようとするもの
である。

Ｅ２課題を解決するための手段 本発明は、前記中央継電装置には、各端末装置に対応す
るコードを付したサンプリング信号を出力する出力部と
、このサンプリング信号が出力されてから各端末装置で
折り返されて戻ってくるまでの時間Ｔ′を前記コード別
に計測するタイマ部と、周期Ｔ０で基準パルスを発生す
る基準パルス発生部と、（’ｒ０−’ｒ’／２）＝’ｒ
　の演算を行う演算部と、前記基準パルスの発生時から
前記演算部で算出した時間Ｔ経過後に夫々対応するコー
ドを付したサンプリング信号を出力するように制御する
サンプリング信号制御部とを設け、前記端末装置には、
当該端末装置に対応する自コードの付されたサンプリン
グ信号を受信したときには当該サンプリング信号を折り
返す折り返し部を設け、前記端末回路は、自コードの付
されたサンプリング信号によりサンプリングを行うこと
を特徴とする。

Ｆ３作用 中央継電装置からはコードを付したサンプリング信号が
出力され、端末装置では自コードの付されたサンプリン
グ信号を折り返す。中央継電装置ではコード別にサンプ
リング信号の往復所要時間を計測してその半分である片
道所要時間を求め、この時間を考慮してサンプリング信
号を出力する。

これによりサンプリングのタイミングが中央継電装置及
び端末装置間で同時刻となる。

Ｇ、実施例 以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すループ状保護継電装置の
サンプリング同期システムの構成図である。

同図において、ｌは中央継電装置、８−１〜８３は各需
要家の端末装置を示す。中央継電装置ｌはディジタル情
報を演算処理するマイクロコンピュータからなる情報処
理装置２と、同期演算回路４−１，４−５と、この同期
演算回路４−１，４−５に基準サンプリング信号を出力
する基準パルス発生器３と電気−光変換器（以下Ｅ１０
）５−１．５−８と電気−光変換器（以下０／Ｅ）６−
１．６−８とを有している。また、各端末装置８−１〜
８−３は、アナログデータを収集しディジタル化する端
末回路７−１〜７−３と、折り返し回路４−２〜４−４
と、Ｅ１０５−２〜５−７．０／Ｅ　６−２〜６−７と
をそれぞれ各別に有する。

隣り合う各装置の対向するＥｌｏ、Ｏ／Ｅはそれぞれ光
フアイバーケーブル９、ＩＯにより同図に示すように連
結されている。

前記同期演算回路４−１，４−５は、各端末装置別の伝
送遅延時間を算出し、これにもとづいてサンプリング信
号の出力のタイミングを制御する機能を備えた回路を有
している。この回路を第２図に示すと、２２は各端末装
置へサンプリング信号を出力するための出力回路である
。ところで中央継電装置ｌ及び各端末装置８−１〜８−
３よりサンプリングされる情報や中央ｕｉ！！装置ｌか
らの各端末装置への指令情報はＣＭＩ　（Ｃｏｄａ　　
Ｍｉｒｋｅｄ　　Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）符号に変換され
光フアイバーケーブル９または１０により伝送される。

そこでサンプリング信号としては、前記ＣＭＩ符号に重
畳可能で且つ前記ＣＭＩ符号から分離可能なＣＲＶ（Ｃ
ｏｄｅ−ｒｚｒ　　Ｒｕ１ｅ　　Ｖｌｏｌａｔｌｏｎ）
機能を有したＣＲＶパルスを用い、このＣＲＶパルスを
各端末装置別にコニド化し、主データのＣＭＩ符号列に
抽入する。従って前記出力回路２２からは各端末装置に
対応するコードをもったサンプリング信号が出力される
ことになる。

ここで第２図に示す回路に関連して、各端末装置８−１
〜８−３に夫々設けられている折り返し回路４−２〜４
−４の機能について述べると、各折り返し回路は、送ら
れてきたサンプリング信号のうち、その折り返し回路を
含む端末装置に対応するコードをもったサンプリング信
号を中央継電装置Ｉに対して折り返すと共に、それ以外
のサンプリング信号については下位側の端末装置に送る
機能を有している。

第２図に示す回路に説明を戻すと、第２図中２３は、各
端末装置より折り返されたサンプリング信号を受信する
受信回路、Ａ、〜Ａ、はタイマ回路である。タイマ回路
Ａ　＋　−Ａ　ｓは夫々端末装置８−１〜８−３に対応
して設けられ、出力回路２２からのコード別のサンプリ
ング信号の出力時に起動される一方、受信回路２３から
のコード別のサンプリング信号の受信時にタイムアツプ
する。従つて各タイマ回路Ａ、〜Ａ、で計測された時間
Ｔ′は、夫々端末装置８−１〜８−３までの信号の往復
時間に相当する。Ｂ、〜Ｂ３は演算回路であり、基準パ
ルス発生器３よりの基準パルスの周期Ｔ０から各タイマ
回路Ａ、−ＡＩで求めた時間の１７２の値を差し引く演
算を行う。２４はサンプリング信号制御回路であり、演
算回路Ｂ　ｌ−Ｂ　ｓよりの演算結果’ｒ＝　（ＴＯ−
Ｔ′／２）と基準パルスとに基づいてサンプリング信号
の出力を制御する。

次に上述実施例の作用について第３図を参照しながら述
べる。第３図は、縦方向が時間の流れ、横方向が中央継
電装置からの信号路の長さを夫々表した、実施例の作用
を概念的に示す図である。

中央継電装置ｌ内の基準パルス発生器３はサンプリング
基準時間Ｔ０の時間間隔で基準パルスを発生し、このパ
ルスを同期演算回路４−１が受信すると、４−１は情報
処理装置２に対しサンプリング指令を出力して系統より
信号をサンプリングする。これと同時に同期演算回路４
−１の出力回路２２（第２図参照）から各端末装置毎に
コードを付したサンプリング信号を出力する。このサン
プリング信号は光フアイバーケーブル９を介して各端末
装置８−１〜８−３へ送られ、各端末装置８−１〜８−
３では、折り返し回路にて自コードの付されたサンプリ
ング信号のみを折り返し、光フアイバーケーブルｌＯを
通じて中央継電装置１に伝送する一方、それ以外のサン
プリング信号をそのまま下位側へ送る。こうしてサンプ
リング信号が各端末装置８−１〜８−３から折り返され
て中央継電装置ｌに戻されると、前記タイマ回路Ａ。

〜Ａ、にて夫々端末装置８−１〜８−３までの信号の往
復に要する時間Ｔ１〜Ｔ、が求められる。第３図の非同
期状態として示す部分は、こうした信号の折り返しの様
子を示している。次いで前記Ｔ、−’ｒｓを各々１／２
の大きさにして、各端末装置への片道の時間即ち伝送遅
延時間を求め、基準パルスの発生時点より伝送遅延時間
前の時点に各端末装置に対してサンプリング信号を出力
するようにする。この作用は、先ず演算回路Ｂ１〜Ｂ、
にて、基準パルスの周期をＴｏとして夫々（’ｒｏ−Ｔ
＋ｔｔ）、（Ｔｏ　　Ｔｔｔｔ＞　、（Ｔａ　　Ｔ’３
ｚｔ）の演算を実行し、制御回路２４にて基準パルスの
入力時から演算結果の時間だけ遅らせて夫々端末装置８
１〜８−３に対して出力回路２２よりサンプリング信号
を出力することにより達成される。例えば基準パルス発
生時から（Ｔａ　　Ｔ’＋ｚｔ）だけ遅れて端末装置Ｓ
−ｔにサンプリング信号が出力される。この結果第３図
の下側に示すように各端末装置８−１〜８−３にて同時
刻にサンプリング信号が受信されるため、中央継電装置
１では基準パルスに同期してサンプリングを行うことに
より、また各端末回路７−１〜７−３では自コードのサ
ンプリング信号に同期してサンプリングを行うことによ
り中央継電装置及び各端末装置間ではサンプリングの同
期がとられることになる。なお上述のようにサンプリン
グの指令が中央継電装置ｌ、端末装置８−１．８−２．
８−３と伝達されるため、中央継電装置■内の同期演算
回路４−５は全く機能させる必要がない。

次に、光フアイバーケーブルが何らかの原因で欠損しル
ープ状ディジタル継電装置がループバック機能をしてい
る場合についてのサンプリング同期システムの作用を第
４図に基づいて説明する。

同図は端末装置８−２と８−３の間の光フアイバーケー
ブルが欠損した場合を示しているが、この継電装置がル
ープバック機能を開始すると同時に中央継電装置ｌ内の
同期演算回路４−５を機能させるとともに端末装置８−
３内の同期演算回路４−４においては、ループバック操
作をしない時の入出力端子の機能を転換し、更に６−７
．６−８をＥ１０化し、５−７．５−８を０／Ｅ化する
。

その後同期演算回路４−５と折り返し回路４−４とによ
り同様にして伝送遅延時間を求め、サンプリングの同期
がとられる。

Ｈ８発明の詳細 な説明したように、本発明においては中央継電装置の内
部に同期演算回路を設け、該同期演算回路により各端末
装置への信号の往復所要時間を求めて各装置に対するサ
ンプリング信号の伝送遅延時間を算出し、各伝送遅延時
間を考慮して中央継電装置から端末装置に伝送するため
、中央継電装置及び各端末装置は常に同時刻のデータサ
ンプリングが可能となりさらにこの効果はループバック
伝送される場合でも全く同様であるため、時間誤差のな
いサンプリングデータを中央継電装置内の情報処理装置
は演算処理できる。このためループ状ディジタル保護継
電装置は全体として事故判定精度の極めて高いシステム
を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体を示す構成図、第２図は
同期演算回路の一部を示すブロック図、第３図は本発明
の作用を示す説明図、第４図はループバック伝送される
場合のシステムを示す構成図、第５図は従来のループ状
保護継電装置のシステムを示す構成図、第６図は従来の
サンプリング同期方法の作用を示すチャート図である。 ！・・・中央継電装置、２・・・情報処理装置、３・・
・基準パルス発生器、４−１，４−５・・・同期演算回
路、４−２〜４−４・・・折り返し回路、７−１〜７−
３・・・端末回路、８−１〜８−３・・・端末装置、９
．１０・・・光フアイバーケーブル。 外２名 第２図 同期濱′Ｘ回路の一部プロッグ図 Ｔ。 Ｂ＋〜Ｂｘ・−１１１ＪＩＩｕ回路 第３図 実施例の作用説明図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央継電装置と、信号収集を行うための端末回路
   を有する複数の端末装置とをケーブルを介してループ状
   に接続し、中央継電装置よりのサンプリング信号にもと
   ずいて中央継電装置及び端末装置にてサンプリングを行
   うものにおいて、前記中央継電装置には、各端末装置に
   対応するコードを付したサンプリング信号を出力する出
   力部と、このサンプリング信号が出力されてから各端末
   装置で折り返されて戻ってくるまでの時間Ｔ′を前記コ
   ード別に計測するタイマ部と、周期Ｔ＿０で基準パルス
   を発生する基準パルス発生部と、（Ｔ＿０−Ｔ′／２）
   ＝Ｔの演算を行う演算部と、前記基準パルスの発生時か
   ら前記演算部で算出した時間Ｔ経過後に夫々対応するコ
   ードを付したサンプリング信号を出力するように制御す
   るサンプリング信号制御部とを設け、 前記端末装置には、当該端末装置に対応する自コードの
   付されたサンプリング信号を受信したときには当該サン
   プリング信号を折り返す折り返し部を設け、前記端末回
   路は、自コードの付されたサンプリング信号によりサン
   プリングを行うことを特徴とするループ状ディジタル保
   護継電装置のサンプリング同期システム。