JPH0450798B2

JPH0450798B2 -

Info

Publication number: JPH0450798B2
Application number: JP25550986A
Authority: JP
Inventors: Juji Nakada; Kenichi Morita
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1992-08-17
Also published as: JPS63109695A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば電力系統等の監視対象を監視
する遠方監視装置に係り、特に状態変化時刻を正
確に認識して状態変化順序を把握するに好適な伝
送信号処理方法に関する。

〔従来の技術〕

地域的に散在する電力系統の設備の状態や電力
量などの数値情報を収集し監視する計算機システ
ムにおいては、近年、高機能を有した子局を変電
所等の電気所に配置し、この子局からの中央の計
算機システムに情報を送信し、また、中央計算機
からの指令により子局を通じて開閉器の開閉等を
行なうシステム構成となつている。このシステム
の全体構成例を第２図に示す。

電力系統内に事故が発生した場合、可及的に事
故の状況を把握して早期に回復させ、また、事故
規模を最少にするための保護システムにおいて
は、事故時の保護リレー等の動作およびその動作
順序を正確に把握することが重要な課題であり、
電力系統監視システムにもこの種のレポート作成
が欠かせない重要な機能の一つになつている。こ
の目的のために、監視システムは子局にて保護リ
レー等の動作時刻を状態情報（動作データ）に付
加して中央の計算機Ｐに送る形態とし、子局C₁
〜C_oから中央計算機（以下親局と呼ぶ）Ｐへの
データの伝送時間等により動作時刻の誤認識を回
避している。そのために各子局C₁〜C_oは時計を
有するが、送電線で密に接続されている電力系統
においては、事故等の保護リレー動作は複数の電
気所にまたがり、事故の複数の子局から親局Ｐに
報告される。この様な状況の中で、リレー等の動
作順序を正確に知るためには全子局のC₁〜C_oの
時刻を一致化させる必要がある。この動作順序を
正確に知る必要性は、事故発生場所の特定や事故
原因の究明といつた点で重要である。従来、この
点に関し次の二つの対策が考えられ実行されてい
た。

(1) 子局C₁〜C_oから伝送される絶対時刻を親局
Ｐにおいて補正する方法。この方法は、親局Ｐ
にてデータ伝送遅れを定数バイアス値で補正す
るものである。この補正値は通信回線のデータ
伝送速度とデータ長より計算されるが、正確を
期するためには、さらに下記ａ）〜ｃ）を考慮
しなければならない。

ａ）モデムのキヤリア信号の立上り時刻、
ｂ）通信装置の処理時間、ｃ）子局／親局の処
理時間 (2) 子局の絶対時刻そのものを正確にして装置全
体で一致化させる方法。この方法の例として
は、ブラウン・ボベリー・レビユー・９／10−
84（Brown Boveri Rev.9／10−84）に記載さ
れたものが知られている。この方法は、子局Ｃ
に高精度の標準時刻装置を備えるか、または、
第３図に示すように分信号パルス発生装置など
を備えることにより親局Ｐから送信される時刻
を子局Ｃにて補正するものである。この方法で
は子局Ｃの数だけ時刻装置が必要でありシステ
ム全体が高価なものとなつていた。第３図を詳
細に説明すると、子局Ｃにて時刻の分パルス信
号を準備し、親局Ｐから送信される絶対時刻に
対し、伝送時間などを分パルス信号で補正する
もので、子局Ｃは一時的に親局Ｐの絶対時刻を
仮エリアに記憶し、次の分パルス信号により子
局Ｃ内部時計を合わせるものである。たとえ
ば、親局Ｐより13時０分０秒なるデータが送信
されると、子局Ｃでは受信直後の分パルス入力
時に13時１分０秒と内部時計を合わせるもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記(1)の方法においては、ａ），ｂ）の点につ
き、各装置間で一様ではなく、そのばらつき具合
を最前に知ることは不可能である。また、それら
の時間は気温等の環境条件により変動するもので
あるため、正確な補正時を決定することができな
いという問題があつた。

一方、上記(2)の方法においては、高精度な時刻
装置を全子局についてそれぞれ具備することは設
備費が膨大な価格となる。加えて、時刻の把握の
正確さは、いかに正確な分パルス信号発生装置を
全子局に備えるかに依存することになるから、こ
の正確な分パルス信号発生を必要とする等の実質
的に解決が困難な問題が残る。

そこで、本発明は、全子局に精密な時刻装置を
設けることなく、また、通信設備の違いや環境条
件の変動に影響されることなく、正確に状態変化
順序を把握することが可能な伝送信号処理方法を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、親局
および子局においては標準的に用いられる時間を
絶対時刻ではなく親局と子局相互間の通信時間を
考慮した相対時間（経過時間）を用い、親局にお
いて計算することにより基準時刻を求めて処理す
る点に特徴を有する。

すなわち、本願第１の発明は親局Ｐと、各監視
対象に対応して設置されそれぞれ時刻カウンタを
有して前記親局に伝送回線を介して接続された複
数の子局C₁〜C_oとを備え、前記監視対象の状態
情報を各子局から親局に送信することにより監視
対象の状態を監視する遠方監視装置において、前
記親局から前記子局に対してその時刻カウンタの
リセツト命令信号TMSを所定周期で発信し、こ
のリセツト命令信号による自己の時刻カウンタの
リセツト実行後に応答信号Ｒ−TMSを当該子局
から親局に返信させ、前記リセツト命令信号の発
信時刻T₁から前記応答信号の受信時刻T₂までの
経過時間T₂−T₁を計測し、この経過時間の1/2の
時間、すなわち（T₂−T₁）／２が経過した時刻
T_Rをもつて前記時刻カウンタのリセツト実行時
刻と推定し、この推定リセツト時刻T_Rを基準と
して監視対象の状態変化時刻を認識することを特
徴とするものである。

また、本願第２の発明は、親局と、監視対象に
対応して設置されそれぞれ時刻カウンタを有して
前記親局に伝送回線を介して接続された複数の子
局とを備え、前記監視対象の状態情報を各子局か
ら親局に送信することにより監視対象の状態を監
視する遠方監視装置において、前記親局から前記
子局に対してその時刻カウンタのリセツト命令信
号を発信し、このリセツト命令信号による自己の
時刻カウンタのリセツト実行後に応答信号を当該
子局から親局に返信させ、前記リセツト命令信号
の発信時刻から前記応答信号の受信時刻までの経
過時間を計測し、この経過時間の1/2の時間が経
過した時刻をもつて前記時刻カウンタのリセツト
実行時刻と推定し、この推定リセツト時刻を基準
として監視対象の状態変化時刻を認識し、前記認
識された状態変化時刻を親局内で絶対時刻に補正
し、補正された絶対時刻順に前記プロセスの状態
変化情報集計して出力することを特徴とするもの
である。

以上を要約すると、本発明においては、子局に
従来から設けられている時刻カウンタを高周期で
親局よりリセツトし、その時刻カウンタをリセツ
トしてからの経過時間（相対時間）を利用する。
また、親局から子局に対し時刻カウンタをリセツ
トする命令（以下、リセツト命令TMSと呼ぶ）
に対して、子局はそのリセツト命令TMSを受信
し、かつ、リセツト命令TMS実行した後、親局
に対し実行終了の返信（以下応答信号Ｒ−TMS
と呼ぶ）をリセツト命令TMSと同じデータ長で
送信する方式とする。

親局にてリセツト命令TMSの発信時間T₁を記
憶しておき、子局が応答信号Ｒ−TMSを受信し
た時刻T₂に基づいて、子局における時刻カウン
タをリセツトした時刻を下記の計算式により推定
する。

リセツト時刻＝T₁＋（T₂−T₁）12 そして、親局は各子局から送信された状態変化
情報を上記リセツト時刻を基準としてソーテイン
グ（分類または並び替え）することにより状態変
化情報を状態変化の発生した順序で出力する。出
力形状としてはCRTデイスプレイによる画面表
示やプリンタ等へのハードコピー等を用いる。

〔作用〕

以上の構成からなる本発明によれば、親局から
子局に対して時刻カウンタのリセツト命令TMS
が監視装置のシステム構成で決まる経過時間を経
て送信される。次いで、このリセツト命令TMS
に応答してリセツト命令実行後に逆に子局側から
親局に向けて応答信号Ｒ−TMSが上記とほぼ同
様の経過時間を経て反信される。

以上のリセツト命令TMSの発信時刻からリセ
ツト命令実行時刻まで経過時間（以下、送信時間
という。）の内訳けは、一般的に次の時間の積算
値となる。すなわち、第１に親局にてリセツト命
令TMSを通信装置に送信するに要する時間（親
局処理時間）、第２の通信装置においてモデムの
キヤリア信号を立ち上げ、リセツト命令TMSを
送信するに要する時間（通信装置処理時間）、第
３にリセツト命令TMSが通信回線を経由して伝
送されるに要する時間（データ伝送時間）および
第４に子局がリセツト命令TMSを受信し、時刻
カウンタをリセツトするに要する時間（子局処理
時間）である。

一方、子局にてリセツト命令TMSの実行時間
から応答信号Ｒ−TMSが親局に受信される受信
時間までの経過時間（以下、返信時間という。）
は、応答信号Ｒ−TMSがリセツト命令TMSと同
一のデータ長を用いるならば、実質的に上記送信
時間と同じであるとすることができる。なぜな
ら、送信経路と受信経路の構成は伝送方向の違い
こそあれ同一だからであり、第１，第２，第４の
通信処理等に要する時間の違いは無視できる程度
であるからである。

以上のことから、送信時間と受信時間とが実質
的に同じであるとすれば、その中間時点に位置す
る時刻カウンタのリセツト命令実行時刻は送信時
間と受信時間との和を1/2とした時刻と推定する
ことができる。すなわち、 T₁＋（T₂−T₁）／２で表わされる。

かくして、推定されたリセツト時刻を標準時刻
として定め、この推定リセツト時刻を基準に状態
変化情報の発生順序（先後関係）を認識すること
により、親局と子局間に共通の絶対時刻を用いる
ことなく、正確な状態情報のソーテイングが可能
となる。

本発明の処理方法によれば、親局と子局の送受
信方法（ポイントツーポイントやマルチドロ
ツプ方式）に関わりなく、また通信装置、モデム
等の型式や性能のばらつきや違い、伝送速度の違
い、季節ごとの温度変化による所要時間の変化に
依存することなく、子局の時刻を適正に定めるこ
とができる。これにより、各子局間で短時間内に
発生する状態変化の時刻を精度よく求めることが
でき、電力系統の全体の状態変化を親局にて発生
順序を正確に把握することが可能となる。親局へ
は、被数子局から同時に状態変化データを送信さ
れるため、データの受信順序は状態変化の発生順
序とはならない。親局は、各状態変化データを発
生時刻順序に並びかえる事によりユーザに正確な
リレー動作リレー動作順序結果を提供することが
できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

遠方監視装置の全体構成第１図に本発明に係る遠方監視装置の全体構成
を示す。電力系統の開閉器等の監視すべき対象
（図示せず）のそれぞれに対して子局C₁，C₂，…
…，C_oが設置され、各子局C₁，C₂，……，C_oは
それぞれ時刻カウンタ（図示せず）を具備してい
る。各子局C₁，C₂，……，C_oは適当な方式の伝
送回線を介して親局Ｐに接続されている。親局Ｐ
は状態変化記録フアイルＦを有しており、各状態
変化情報を時刻データとともにその発生順序に時
系列的にソーテイングできるようになつている。
その記録情報はCRTあるいはプリンタPRNT等
に出力表示される。

子局内時刻カウンタのリセツト実行時刻の推定第４図に本発明の信号処理方法における子局内
時刻カウンタのリセツト実行時刻の推定計算方法
を示す。

親局Ｐの通信プログラムは、リセツト命令
TMSを発行する直前に自優先レベルを上げた後、
絶対時刻T₁を取り込み記憶する。リセツト命令
TMSは子局C₁，C₂，……，C_oに送信され、子局
C₁，C₂，……，C_oは時刻カウンタをリセツトし
た後、応答信号Ｒ−TMSを親局Ｐに送る。親局
Ｐは、応答信号Ｒ−TMSを受信した時点で時刻
T₂を再び取込み、 ΔT＝（T₂−T₁）12 を計算する。

親局Ｐは、T₁＋ΔTをカウンタリセツト時刻と
する。子局C₁，C₂，……，C_oより、開閉器等の
状態変化が報告された時、親局Ｐは、子局C₁，
C₂，……，C_oより同時に報告されるカウンタ値
から状態変化時刻を下記の如く決定する。

変化時刻＝（カウンタ値）×Ｒ＋T₁ ここに、Ｒはカウンタ値１に対する時間であ
る。

上記処理は、時刻カウンタがオーバーフローす
る時刻の半分以下の周期で毎回実施される。本実
施例によれば、子局C₁，C₂，……，C_o内にて発
生した状態変化時刻を正確に知ることができるだ
けでなく、上記処理が各子局C₁，C₂，……，C_o
に対して個別的に実行されるため、複数子局間で
発生する状態変化の時刻についても精度良く計算
することが可能である。また、短周期で時刻カウ
ンタのカウント値をリセツトする際の送受信の相
対時間である経過時間を用いて標準時刻を定める
ため、子局C₁，C₂，……，C_o内の内部時計の誤
差を積算してしまうことがなく、また格別精度の
高い内部時計を具備する必要がないという利点が
ある。

状態変化時刻の計算方法次に、上記方法により推定されたリセツト時刻
を基準として、監視対象に状態変化が生じた場合
の当誤状態変化時刻の計算方法例に基づいて説明
する。

第５図に状態変化時刻の計算方法の例を示す。
本例によれば、親局Ｐはリセツト命令TMSの発
生時刻およびリセツト命令TMS返信受信時刻T₂
より子局内の時刻カウンタのリセツト時刻を上記
の様に計算し記憶する。子局はリセツト命令
TMSの受信後直ちに、自局内の時刻カウンタの
カウント値をリセツトする。時刻カウンタは本例
によれば2msec毎にカウント値を更新（＋１）
し、カウント値がオーバーすると最大カウント値
を保持する機構としている。実プラントより状態
変化が報告されると、子局C₁，C₂，……，C_oは
状態変化データを取り込むと同時にカウント値(n)
を付加し親局Ｐに対して状態変化発生を報告す
る。親局Ｐは子局C₁，C₂，……，C_oに対し状態
変化データの送信を要求し、データ受信後状態変
化点を認識すると同時に付加されたカウント値(n)
より、2msec×ｎを時刻カウンタのリセツト時刻
に加え、状態変化時刻を計算する。

親局Ｐはカウント値がオーバーしない様に、カ
ウンタオーバー時間の約半分の周期にてリセツト
命令TMSを発信し、カウンタオーバーを未然に
防ぐ。

子局からの返信時において回線異常に場合の処理次に、リセツト命令TMSの発信時の回線上に
エラーが発生した場合について説明する。

第６図は親局Ｐから子局C₁，C₂，……，C_oへ
のリセツト命令TMSの伝送を完了し、子局C₁，
C₂，……，C_oは時刻カウンタをリセツトするも
のの、その応答信号Ｒ−TMSが回線異常のため
に親局Ｐ側において受信できない場合である。親
局Ｐは、リセツト命令TMSの返信データである
応答信号Ｒ−TMSが受信されないためにタイム
アウトを検出し子局C₁，C₂，……，C_oに対し最
新に親局Ｐに送信した内容である送信バツフア内
のデータを再送する要求を発信する。親局Ｐで
は、回線異常が親局から子局の間（TMS）また
は子局から親局の間（Ｒ−TMS）で発生したか
否かを送信バツフアのデータで判断する。もし応
答信号Ｒ−TMS送信中の異常であれば、子局C₁，
C₂，……，C_oはリセツト命令TMSを処理し、時
刻カウンタをリセツトしたと判断できる。この場
合は、前回のリセツト命令TMSの発信時に計算
した補正値ΔTを用い（TMS送信時刻）＋ΔT を、カウンタリセツト時刻とする。前回のΔTと
今回計算されるべきΔTは、温度、機器の変化は
考えられないため、違いがないと考えられる。

親局からの送信時における回線異常の場合の処理次に、親局からのリセツト命令の送信時におけ
る回線異常の場合の処理方法について第７図によ
り説明する。

もし、送信バツフアの内容がリセツト命令
TMSを返信（すなわち、Ｒ−TMS）でない時
は、子局C₁，C₂，……，C_oはリセツト命令TMS
を受信していないことになるから、親局Ｐはリセ
ツト命令TMSを再実行し、このリセツト命令
TMS命令に対し、カウンタリセツト時刻の計算
を行う。

回線異常時の再送要求の実行は、子局C₁，C₂，
……，C_oより返信されるまで一定回数行なわれ、
もし規定回数内で返信されない場合は、親局Ｐは
子局または回線が永久故障となつたと判断し通信
を中止する。

このように状態変化データに対し親局は正確な
発生時刻を計算し、状態変化点の名称等詳細デー
タと伴に時刻を付加し状態変化記録フアイルに格
納する。ひき続き取り込まれる状態変化データ
は、上記記録フアイルの中の時刻と比較され、記
録フアイルを時系列順にソーテイングし、格納さ
れる。このように状態変化データは連続的に処理
され、記録フアイルに格納される。一つの電力系
統の事故に対する状態変化はある一定時間内に終
了するので、たとえば、最後に発生した状態変化
時刻より１分後に新たな状態変化がなければ、事
故にともなう状態変化は終了したものと見なし、
帳票や画面にてユーザに状態変化記録を印字また
は表示する。

本記憶は、電力系統の保護システム担当者に渡
され、リレーの動作設定の再調整等、保護システ
ムの設計に利用される。

以上のように、子局内の時間を、伝送連度、機
器のばらつき、環境条件に左右されることなく正
確に制御できるので、下記の効果がある。

(1) 子局に標準時計設備をもつことなく、５ｍ秒
程度の精度で、状態変化時刻を知る事ができ、
また子局間の同時状態変化についても±５ｍ秒
程度の精度で検出できる。

(2) １分周期毎にカウンタ更新するので、1/500
程度の精度のクロツクで充分である。また、本
装置により出力される状変記録は、電力系統保
護システムの確認および再設計に顕著な効果が
ある。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、全子局
に精密な時計装置を設けることなく、通信設備の
違いや環境条件の変動に影響されることなく、監
視対象の状態変化順序を正確に把握することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遠方監視システムの全体
構成を示すブロツク図、第２図は一般的な監視シ
ステムの従来例を示す説明図、第３図は従来の時
刻設定方式を示す説明図、第４図は本発明に係る
伝送信号処理方法における時刻カウンタリセツト
時刻の計算方法を示すタイムチヤート、第５図は
状態変化時刻の計算方法を示すタイムチヤート、
第６図は子局からの応答時の回線異常の場合の処
理方法を示すタイムチヤート、第７図は親局から
送信時の回線異常の場合の処理方法を示すタイム
チヤートである。Ｐ……親局、C₁〜C_o……子局、T₁……リセツ
ト命令発信時刻、T₂……応答信号受信時刻、T_R
……リセツト時刻、ΔT……経過時間、TMS…
…リセツト命令、Ｒ−TMS……応答信号。

Claims

【特許請求の範囲】１親局と、各監視対象に対応して設置されそれ
ぞれ時刻カウンタを有して前記親局に伝送回線を
介して接続された複数の子局とを備え、前記監視
対象の状態情報を各子局から親局に送信すること
により監視対象の状態を監視する遠方監視装置に
おける伝送信号処理方法において、前記親局から前記子局に対してその時刻カウン
タのリセツト命令信号を発信し、このリセツト命
令信号による自己の時刻カウンタのリセツト実行
後に応答信号を当該子局から親局に返信させ、前
記リセツト命令信号の発信時刻から前記応答信号
の受信時刻までの経過時間を計測し、この経過時
間の1/2の時間が経過した時刻をもつて前記時刻
カウンタのリセツト実行時刻と推定し、この推定
リセツト時刻を基準として監視対象状態変化時刻
を認識することを特徴とするプロセス監視装置に
おける伝送信号処理方法。２特許請求の範囲第１項記載の方法において、
リセツト命令信号を親局と子局相互間の状態変化
情報の送受信実行周期よりも短い周期で発信する
ことを特徴とする遠方監視装置における伝送信号
処理方法。３親局と、監視対象に対応して設置されそれぞ
れ時刻カウンタを有して前記親局に伝送回線を介
して接続された複数の子局とを備え、前記監視対
象の状態情報を各子局から親局に送信することに
より監視対象の状態を監視する遠方監視装置にお
ける伝送信号処理方法において、前記親局から前記子局に対してその時刻カウン
タのリセツト命令信号を発信し、このリセツト命
令信号による自己の時刻カウンタのリセツト実行
後に応答信号を当該子局から親局の返信させ、前
記リセツト命令信号の発信時刻から前記応答信号
の受信時刻までの経過時間を計測し、この経過時
間の1/2の時間が経過した時刻をもつて前記時刻
カウンタのリセツト実行時刻と推定し、この推定
リセツト時刻を基準として監視対象の状態変化時
刻を認識し、前記、認識された状態変化時刻を親局内で絶対
時刻に補正し、補正された絶対時刻順に前記プロ
セスの状態変化情報集計して出力することを特徴
とする遠方監視装置における伝送信号処理方法。４特許請求の範囲第２項記載の方法において、
リセツト命令信号は親局と子局相互間の状態変化
情報の送受信実行周期よりも短い周期で周期的に
発信することを特徴とする遠方監視装置における
伝送信号処理方法。