JPH0469008A - ディジタル形保護制御計測装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はディジタル形保護制御計測装置、特に装置内の
任意のディジタルデータを、記録用メモリーを有効に利
用して記録することが可能なディジタル形保護制御計測
装置に関する。

（従来の技術） 電力系統のための保護、制御、計測装置にマイクロコン
ピュータを適用する技術は良く知られている。

今日、電力系統規模の拡大に従って、系統の保護制御計
測設備の増大が問題となっており、この問題に対処する
１つの解決法として、多数の保護。

制御、計測対象に関する保護、制御、計測が可能で、か
つ装置を小型になしうるディジタル形保護制御計測装置
がある。具体的には、系統事故判定を行なうディジタル
リレー、系統事故を標定するフォールトロケータ、系統
の安定化を行なう系統安定化装置、及び系統に発生する
高調波を観測するディジタルオシロなどがあるっ 以上説明したディジタル形保護制御計測装置は、現在、
電力系統の運用に広く適用されているが、この種のディ
ジタル形保護制御計測装置の応動が、従来のアナログ形
装置（メカニカルリレー、トランジスタ形リレーなどを
使用した装置）の応動に比べ、わかりにくいという問題
がある。このような問題の解決策として、出願人は既に
、装置内の任意のディジタルデータを収集記録し、かつ
データの持つ意味に即した形態の表現方法として表示す
るように構成した記録表示機能を提案している（特顆平
１−１０６５９７号）。既提案した機能によれば、装置
内の応動を容易に把握することが可能となり、また装置
に入力された系統電気量の記録表示もてきることから、
従来のオシログラフの代替ともなりうる。

以下ディジタルリレーを例にとり、従来技術について説
明していく。

第７図は上記特許願で示したディジタルリレーの構成を
示す。図に示されるディジタルリレーは、アナログ・デ
ィジタル変換部１と、テイジタル演算処理部２と、整定
部３と、外部との入出力インターフェイス４と、バス５
という基本的な構成に加えて、データ収集表現部１０と
から構成されている。なお、１から４及び１０の各部は
バス５を介して相互に接続されている。

アナログ・ディジタル変換部１はアナログフィルタ１−
１１から１−１ｎ、サンプリングホールド部１−２１か
ら１−２ｎ、マルチプレクサ１−３．アナログ・ディジ
タル変換器１−４からなっており、保護対象となるｎ個
（ｎ≧１）のアナログ情報＾−１から八−〇を所定のサ
ンプリング間隔でホールドしたのち、ディジタル量に変
換する。

方、ディジタル演算処理部２は、ＣＰＵ２２−１ＲＡ　
２−２　、　ＲＯＭ　２−３により構成され、前述のデ
ィジタル変換された電気量データは順次ＲＡＭ　２−２
へ転送されて、このデータ及びＲＯＭ　２−３からのプ
ログラムによりＣＰＵ　２−１は、リレーの判定演算等
の種々の処理を行なう。整定部３は、リレーの感度ある
いはタイマーなどの外部より整定された値を、所定のデ
ィジタルデータに変換し、ディジタル演算処理部へ渡す
インターフェイスとして作用する。

入出力インターフェイス４は、ＣＢ情報等の外部制御機
器状態の取り込み、リレー動作、復帰出力。

トリップ指令等の外部機器への出力を行なうためのイン
ターフェイスである。

以上が基本的なディジタルリレーの構成であるが、これ
に加えてデータ収集表現部１０があり、これはインター
フェイス１０−５を介してバスラと接続されており、’
ＣＰ’Ｕ　１０−１．　ＲＡＭ　１０−２．　ＲＯＭ　
１０−３゜１７０１０−４及びこれらを相互に接続する
バス１０−６から構成される。また、キーボードＥ１及
びＣＲＴ装置Ｆ２が１１０１０−４を介してデータ収集
表現部１０に接続されている。データ収集表現部１０に
より、装置内の任意のデータの記録と表示が可能となる
。以下にデータ収集表現部の働きについて述べる。

ます、キーボード［１によって、装置内から収集記録対
象となるデータが存在するＲＡＭ　２−２　、又は■１
０４の番地（アドレス）と記録時間情報を設定する。記
録時間情報としては、データ収集開始タイミング、デー
タ収集終了タイミング、データ収集間隔などである。設
定された番地と記録時間情報により、記録対象となるデ
ータ数が決定されることになる。

次に上記設定内容に従って、装置内のデータ記録が行な
われることになり、収集されたデータはＲＡＭ　１０−
２へ記録され、必要に応じてＣＲＴ装置Ｅ２により外部
に対して適切な表現で表示される。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したディジタルリレーに付加した記録機能で最
も重要なことは、記録可能回数である。

特に系統事故発生などを起動信号として入力電気量、リ
レー動作などを記録するオシログラフ機能として使用す
る場合、事故が短時間で多発することなどを考慮すると
、記録てきる回数が多いほど、使い易いといえる。

ところが一般に、記録入用メモリーの物理的な容量は限
られており、１回の記録で記録するデータ量か大きい場
合は、当然記録てきる回数は少なくなる。同一のハード
ウェアを用いる場合、記録すべきデータ量が固定であれ
は、記録できる回数も固定となるが、ディジタルリレー
などのように入出力が多様で、保護対象毎に収納リレー
要素が異なる場合は、記録すべきデータ量は同一にはな
らない。例えば、母線保護装置などでは入力電気量が多
いが、距離リレー装置ては少ない。あるいは、限時トリ
ップする装置と瞬時トリップする装置とでは、事故発生
後トリップするまでに記録する量が異なる。従って、機
種毎に記録可能回数は異なることになる。又、これによ
り記録用メモリーの使用領域の割付けも異なってくる。

従って、従来は記録機能を付加する場合、以下の２点の
いずれかを考慮した設計、設定をしなければならなかっ
た。

■　機種毎にメモリー容量と、記録データ数よりその都
度記録可能回数とメモリーを有効に使用できうる割付け
を行なう。

■　最も記録データ数の多い機種に合わせて、記録可能
回数とメモリーの割付けを固定する。

しかし、■の場合は機種毎にその都度設計か必要となっ
て労力を要し、倍額性が低下するっ■の場合は記録デー
タ数の少ない機種ては、メモリー容量を有効に活用して
いるとは言えない。

この様子を第８図に示す。第８図ては、記録可能回数を
３回に固定しているために、記録データ数が少ない場合
はメモリーに空きの領域が多くなり、メモリーを有効に
活用しているとは言えない。この場合、前記０項のよう
に機種毎に最適な記録可能回数とメモリー割付けを設計
、設定すればよいがこれには多大な労力を要する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたちのてあり、記録用
メモリー容量を有効に活用し、かつ装置機種毎にその都
度記録用メモリーの割付けを設計する労力を必要としな
いディジタル形保護制御計測装置を提供することを目的
としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 上記目的を達成するための構成を第１図によって説明す
ると、本発明は記録対象となるデータ数と記録用メモリ
ー容量とから算出する記録可能回数算出手段と、記録用
メモリーの使用領域の割付けを決める記録用メモリー割
付手段とから構成した。

従って記録対象となるデータ数と記録用メモリー容量と
から記録可能回数が算出できるのて、この算出結果を用
いて記録用メモリーの使用領域の割付けができる。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。

本発明による一ディジタルリレーのハードウェア構成図
は、第７図と同様であるため説明は省略する。

本発明の特徴は、ＲＯＭ　１０−３に収納されたプログ
ラムによって実現され、その作用を以下説明していく。

ますキーボード［１より記録対象となるデータの格納さ
れているアドレス及び記録時間情報をデータ収集表現部
１０へ入力する。これより、１回の記録起動で記録すべ
きデータ数が決定される。具体的手段としては、上記ア
ドレス数と記録時間情報に含まれる１つのアドレスに対
応する記録点数を乗算することて、１回の記録に必要な
記録対象データ数が求められる。この記録対象データ数
と記録用メモリー容量より、以下の計算で記録可能回数
が求められる。

［コは少数点以下を切り捨てる演算を意味しており、例
えば記録用メモリー容量６４キロバイト７記録対象デー
タ数１４００個、１個のデータの記録には２バイトが必
要とすると、 記録可能回数−［蜂娘Ｌ±’］　−［２３，４］　−２
３・・・・・・（２） となり２３回の記録が可能であることが判明する。

以上の処理が第１図の記録可能回数算出手段１１に相当
する。

次に、上記記録可能回数を利用して、記録用メモリーを
効率よく割付ける手段について述べる。

まず、１回目の記録用メモリーの領域は以下の計算で算
出される。即ち、記録対象データの数が１４００個で１
個のデータを記録するのに２バイト必要とすることから
、第１回目の記録に必要とするバイト数は（３）式によ
って求められる。

１４００個×２バイトー２８００バイト　　　・・・・
・・（３）これより第２図に示す記録用メモリーのＯ番
地から２７９９番地まての領域が、１回目の記録用メモ
リーとして確保される。次に２回目の記録用メモリーの
領域は（４）式て算出される。

（１４００Ｘ　２　）　Ｘ　２　＝　５６００バイト　
　　・・・・・・（４）上記結果により、記録用メモリ
ーの２８００番地から５５９９番地まての領域が、２回
目の記録用メモリーとして確保される。以下同様にして
３回目以降の記録領域も確保されていき、２３回目の記
録用メモリーの領域は、（５）式の計算で算出される。

（１４００ｘ　２　）　ｘ　２３＝　６４４００バイト
　　・・・・・・（５）以上の処理が第１図の記録用メ
モリー割付手段１２が行なう処理である。

以上説明したように、本実施例によれは、記録対象とな
るデータ数より記録可能回数が自動的に算出され、また
これに従って記録用メモリーの使用領域の割付けが自動
的に効率よく、かつメモリー容量を無駄なく使用して行
なえる。

上記実施例では、算出した記録可能回数を記録用メモリ
ーの割付けにのみ利用していたが、これに限定されるも
のではなく、上記手段により算出された記録可能回数を
装置外部に表示してもよい。

外部への表示手段としては、ＣＲＴ　Ｅ２を使用するこ
となどで実現できる。

従って、設定した記録対象データ数て何回記録てきるか
が明らかになり、必要な記録回数より、表示された記録
可能回数が少ない場合は、記録対象データの中より、優
先度の低いものを外すなとして記録対象データ数を減ら
して設定することも可能となる。これにより必要な記録
可能回数を得ることがてき、効率よく記録対象データの
設定が可能となる。

第３図は他の実施例の構成図である。

本実施例では、データ収集表現部１０をデータ収集記録
部２０とデータ設定表示部３０とに分離したちのである
。その理由はデータ収集記録処理が他の処理に対して、
よりＣＰＵ能力の高速性を必要とするからである。この
ように役割分担を行なうことにより、より高速なデータ
収集１衷示が可能となる。ここで、前記実施例で述べた
記録可能回数算出手段はデータ設定表示部３０で、記録
用メモリー割付手段はデータ収集記録部２０で処理され
る。データ設定表示部に必要とされる処理速度は高速で
はなく、汎用のポータプルコンピュータなどでもよい。

本実施例の効−果は前記実施例と同等である。

第４図は本発明の更に他の実施例の概念図である。

本実施例によればアナログ波形などの基本的表示機能を
損なうことなく、かつ記録用メモリー容量を有効に利用
して記録可能回数を最大限とるようにしたものであり、
図に示されるように記録サンプリング間隔、連続記録サ
ンプリング期間、記録開始タイミング、記録終了タイミ
ングを記録対象ディジタルデータＤ１からＤ％１３−に
設定する記録内容設定手段４２−１〜４２−ｎと、前記
各内容設定手段に従って該当記録対象ディジタルデータ
を記録するデータ収集記録手段４１とから構成しな。

記録内容設定手段Ｓ１からＳ。にて設定された記録サン
プリング間隔ｔ、１・・・ｔｂｏ、連続記録サンプリン
グ期間ｔ　・・・ｔ　、記録開始タイミングａ１　　　
ａｎ ｔｓｌ・・・ｔ、。、記録終了タイミングｔｅｌ・・・
ｔｅｎに従って、記録対象ディジタルデータＤ１からり
。を記録する。

第５図はアナログ情報として装置へ入力される系統電気
量を記録する様子を示しており、１サイクルを１２サン
プリングでサンプリングしている場合である。

ここて、記録開始タイミングｔｓは起動信号発生時点Ｔ
　のｔ、前より記録を開始することを意「 昧しており、記録終了タイミングは起動信号発生時点Ｔ
　のｔ８後まで記録することを意味していｒ る。また、連続記録サンプリング期間ｔａは記録開始タ
イミングから記録終了タイミングの期間中に毎サンプリ
ング連続して記録する期間を意味している。また記録サ
ンプリング間隔ｔｂは各連続記録サンプリング期間の間
隔を意味している。本発明では以上の記録時間情報を記
録対象ディジタルデータ毎に設定できるようにしており
、記録対象ディジタルデータの持つ意味に応じて、多様
な時間情報の設定が可能となる。

第６図は電流作動リレー装置がトリップ指令を出力する
際に、記録対象となる装置内の情報を示している。＾１
１．＾１２．ＡＩ３は各相電流、ＡＶｌ　、　ＡＶ２　
。

ＡＶ３ハ各相電圧、ＲＹＩ　、　ＲＹ２、−ＲＹ２０は
リレー動作出力、　０１１　、０１２・・・Ｄ１１５０
は機器情報である。

記録起動信号はトリップ指令であり、トリップ指令前１
０サイクル（１２０サンプリング）からトリップ指令後
１０サイクル（１２０サンプリング）までの期間が記録
範囲となる。記録目的はトリップ指令発生前後の事故様
相、関連入出力情報を知ることであり、従って、少なく
とも各相電流情報＾１１゜＾１１２．　Ａ１３は毎サン
プリングの情報を記録しないと事故波形の再現は困難と
なり、正確な事故様相の把握は不可能である。前述した
ように、従来技術ては、各相電流情報以外の情報、即ち
、毎サンプリング記録の必要性がない情報も、この場合
、毎サンプリング記録することになる。

従来技術で必要な記録容量は以下て算出される。

２０サイクル×１２サンプリング×７６種類×２バイト
＝　３６４８０バイト　　　　　　　　　　　・・・・
・・（６）記録用メモリー容量が６５５３６バイトとす
ると、６５５３６÷３６４８０　＝１．７９・・・　　
　　　　・・・・・・（７）従って、記録可能な回数は
１回である。

一方、本発明によれば、各記録対象情報毎に記録内容を
表示するうえで必要十分な記録時間情報の設定ができる
。

まず、電流情報＾１１　、　Ａｌ１　、　Ａｌ１に対し
ては、記録サンプリング間隔ｔｂ　−Ｑ、記録開始タイ
ミングｊ、＝−１２０サンプリング、記録終了タイミン
グｔ８＝１２０サンズリングと設定される。これは毎サ
ンプリング記録と等価であり、従来技術と結果として同
じになる。

次に、リレー情報ＲＹＩ・・・ＲＹ２０に対しては、記
録サンプリング間隔ｔｂ　＝３サンプリングで、ｔａ１
サンプリング、ｔ、−−１２０、ｔｏ＝１２０サンプリ
ングと設定されて、３サンプリング間隔て、離散的にリ
レー情報を記録することになる。３サンプリング間隔の
記録としても、リレー演算自体が３サンプリング程度で
あり、記録内容を表示する際には十分てあり、結果的に
は毎サンプリング記録と同様になる。

次に、電圧情報＾ν１．ＡＶ２　、　ＡＶ３に対しては
、記録サンプリング間隔ｔｂ＝２４サンプリング、ｔａ
−６サンプリング、ｔ、−−１２０，ｔｏ＝１２０サン
プリングと一設定されて、２４サンプリング間隔て、６
サンプリング連続して記録する形となる。

この例では、電流差動リレーに関する事故様相の把握が
目的であるから、リレー人力量ではない電圧情報は、毎
サンプリング記録する必要はなく、数サイクル間隔ての
実効値と各相の位相関係が把握できれば十分であり、こ
れは連続して６サンプリングのディジタルデータか取得
されれば、ディジタルリレー内部て行なわれている保護
演算と類似の方法て実現可能である。

最後に機器情報０１１・・・０１１５０に対しては、記
録開始タイミングｔ　と記録終了タイミングｔ。を同一
タイミングとし、１サンプリング時点でのみ機器情報を
記録するうようになる。機器情報として必要なのは、ト
リップ指令が発生した時点での状態であり、毎サンプリ
ング記録する必要性はない。

以上の設定で、必要な記録容量を求める。

ます、電流情報については、 ２０サイクル×１２サンプリング×３種類×２バイト＝
　１４４０バイト　　　　　　　　　　　　　　・・・
・・・（８）リレー情報については、 ２０サイクル×１２サンプリング÷３サンプリング×２
０種類×２バイト−３２００バイト　　　　・・・・・
・（９）電圧情報については２０サイクル中に２４サン
プリング間隔で６サンプリング連続して記録できる回数
は８回であることから、 ６サンプリングＸ８Ｘ３Ｍ類×２バイト２８８バイト　
　　　　　　　　　　・・・・・・（１０）機器情報に
ついては、 １サンプリング×５０種類×２バイト＝１００バイト・
・・・・・（１１） 以上４式の合計は５０２８バイトとなり記録容量を６５
５３６バイトとすると、 ６５５３６÷５０２８＝　１３．０３　　　　　　　　
　・・・・・・（１２）従って１３回の記録が可能とな
る。

以上述べたように、本発明では記録時間情報を各記録対
象の目的に合わせて必要十分な形態で設定するようにし
たので、必要最小限な記録メモリー容量で、毎サンプリ
ング記録していた場合と同様な目的が達せられ、かつ記
録可能回数は従来に比べて大幅に増加することが可能と
なる。

上記実施例ては、データ収集表現部を１個所で実施して
いたが、他の実施例の構成図としては、前記同様第３図
で示す構成がある。

本実施例では、データ収集表現部１０をデータ収集記録
部２０とデータ設定表示部３０に分離したものである。

その理由はデータ収集記録処理が他の処理に対して、よ
りＣＰＵ能力の高速性を必要とするからである。このよ
うに役割分担を行なうことにより、より高速なデータ収
集１衷示か可能となる。

ここで、前記実施例て述べた記録内容設定手段はデータ
設定表示部３０て、データ収集記録割付手段はデータ収
集記録部２０で処理される。データ設定表示部に必要と
される処理速度は高速てはなく、汎用のポータプルコン
ピュータなどてもよい。

本実施例の効果は前記実施例と同等である。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば記録対象となるデ
ータ数と、記録用メモリー容量とから記録可能回数を算
出し、記録用メモリーの使用領域の割付けを行なうよう
にしたのて、記録内容設定業務が効率よくなり、と同時
に記録内容の表示精度を保ちつつ記録用メモリーの有効
利用が可能となり、経済性、信頼性に優れたディジタル
形保護制御計測装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタル形保護制御計測装置の
基本概念を示す機能ブロック図、第２図は実施例の作用
を示す図、第３図は他の実施例の構成側図、第４図は他
の実施例の概要図、第５図は第４図の作用を説明する図
、第６図は電流差動リレー装置がトリップ指令を出力す
る際に記録対象となる装置内の情報を示す図、第７図は
従来装置を示す図、第８図は従来の記録用メモリー割付
を示す図である。 １１・・・記録可能回数算出手段 １２・・・記録用メモリー割付手段 記録用メモリー 第１図 特許出願人　　株式会社　東　芝 代理人弁理士　　石　井　　　紀　男 第２図 ｔｓ ■「 第６図 第４図 ｔｓ ■「 第５図 ｔθ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統の電気量を入力し、ディジタルデータに
   変換し電力系統の保護制御計測を行ない、かつ装置内の
   任意のディジタルデータを記録するディジタル形保護制
   御計測装置において、記録対象となるデータ数と記録用
   メモリー容量とから記録可能回数を算出し、記録用メモ
   リーの使用領域の割付けを決めることを特徴とするディ
   ジタル形保護制御計測装置。
2. （２）電力系統の電気量を所定のタイミングでサンプリ
   ングして保持し、この保持されたアナログ量をディジタ
   ル量に変換して得られたディジタルデータを用いて、電
   力系統の保護制御計測を行ない、かつ装置内の任意のデ
   ィジタルデータを記録するディジタル形保護制御計測装
   置において、記録サンプリング間隔、連続記録サンプリ
   ング期間、記録起動信号発生時点を基準とした記録開始
   タイミング、記録起動信号発生時点を基準とした記録終
   了タイミングを、記録対象ディジタルデータ毎に設定し
   、前記設定内容に従つて記録を行なうことを特徴とする
   ディジタル形保護制御計測装置。