JPH0568927B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、保護継電装置に関し、更に詳細に
は、通信チヤネルを介して受信される保護継電信
号の雑音レベルに応じてトリツプ回路の感度を自
動的に修正する保護継電装置に関する。

送電線を保護する保護継電装置は、高い信頼性
を持ち、必要とされる時に正確に動作し、不必要
な動作をしないものである必要がある。保護継電
装置の判断機能が通信チヤンネルから保護継電信
号を受信する場合、その信号の品質が信頼性と安
全性を画する所望の境界が維持されるようなレベ
ルにあることが非常に重要である。

一般的には、通信チヤンネルの問題は以下のよ
うに分類される。

(1) デツドチヤンネル； (2) チヤンネル機器の故障あるいは不適切な較正
による通常の限界外の信号強度 (3) 故障機器、信号のミツクスアツプ、EMI等
による雑音の多いチヤンネル； (4) 無通告で行なわれるチヤネル機器の保守作
業、試験及び較正による有効でない信号等があ
る。

本発明の主要目的は、通信チヤンネルの雑音レ
ベルに応じてトリツプ回路の感度を自動的に修正
する保護継電装置を提供することにある。

本発明によると、少なくとも第１及び第２の端
末を有する交流送電線区間を保護する保護継電装
置であつて、第１及び第２の端末にそれぞれ設置
した第１及び第２の遮断器手段と、第１及び第２
の端末にそれぞれ設置して第１及び第２の保護継
電信号を発生させる手段と、第１の保護継電信号
を第１の端末から第２の端末へ送信するための、
第１の送信機手段、第１の通信チヤンネル、第１
の受信機手段、及び第２の保護継電信号を第２の
端末から第１の端末へ送信するための、第２の送
信機手段、第２の通信チヤンネル、第２の受信機
手段よりなる通信手段と、第１の端末に設置され
て第１と第２の保護継電信号を比較し、その比較
結果に応答する比較信号を発生する手段と、第１
の端末に設置されて基準信号を発生する手段と、
前記比較信号と基準信号とを比較するトリツプ手
段と、第１の端末に設置されて第２の保護継電信
号の雑音レベルに応答する雑音信号を発生する手
段と、前記トリツプ手段により比較される信号の
うちの一方を前記雑音信号を用いて修正する修正
手段とよりなり、前記トリツプ手段は比較信号と
基準信号とを比較した結果保護送電線区間に故障
があることが判明すると第１の遮断器手段へトリ
ツプ信号を送るように作動し、前記第１の受信機
手段は第２の保護継電信号の品質をモニタしてそ
の信号の品質が所定の基準以下であるとデイスエ
ーブル信号を発生する手段、及び前記デイスエー
ブル信号が発生するとそれに応答して前記修正手
段による雑音信号を用いた前記１つの信号の修正
を阻止する手段を有することを特徴とする保護継
電装置が提供される。

手短かに言えば、本明細書は、保護継電装置に
用いられ、受信機の自動利得制御段からの交流及
び直流信号を用いて通信信号の全ての重要なパラ
メータを体系的にモニタする改良型の信号品質モ
ニタ装置を開示する。使用する交流信号は、自動
利得制御増幅器段の出力に現われる信号であり、
直流信号は自動利得制御増幅器の利得を制御する
ために取り出される利得制御電圧である。その交
流信号は、チヤンネル雑音を示す雑音信号を発生
するように処理され、その波形はまた信号周波数
が適当な範囲内にあるかどうかチエツクするため
に処理される。その直流信号は、その大きさが適
当な範囲内にあるかどうかチエツクするよう処理
され、また信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が所定の値
を確実に越えるように雑音信号と比較される。モ
ニタされる全てのパラメータが必要な基準を満足
する場合、信号品質モニタはイネーブル信号を発
生し、この信号は関連する保護継電装置を普通に
機能させる。もしモニタされるパラメータの任意
のものが基準以下である場合、信号品質モニタは
デイスエーブル信号を発生し、関連する保護継電
装置の少なくともモニタされる通信信号を利用す
る機能をデイスエーブルする。

Ｓ／Ｎ機能のために発生された雑音信号は更
に、モニタされる保護継電機能に関連する遮断器
のトリツプ回路においてモニタされる通信信号を
用いるトリツプ判断機能を修正するよう用いら
る。通信チヤンネルの雑音と保護継電機能におい
て用いられる復調信号の雑音の間には直接関係が
ある。復調雑音は、最終的には保護継電トリツプ
回路に送られる電圧信号に現われ基準電圧と比較
される。本発明の実施によれば、その雑音信号は
基準電圧に実質的に加えられる。この較正により
トリツプ回路の精度が維持され、通信チヤンネル
の雑音のレベルに直接応答してトリツプ回路機能
の感度が自動的に適応制御または修正される。

本実施例では、信号品質モニタは、米国特許第
4275429号の保護継電装置に用いられる。この米
国特許の継電装置は、比較を行う複数の箇所間を
連続する金属導体で接続することなしに電気機械
式パイロツト線継電器の機能を遂行する。一つの
端末から他の端末へ保護継電信号を送つてその近
傍端の保護継電信号と比較するための通信リンク
としては、例えば光学的リンク、マイクロウエー
ブ、電力線搬送あるいは電話線チヤンネルのよう
な種々の型式のものがある。本実施例では、ベル
電話システムの専用3002チヤンネルを、通信リン
クとして用いると仮定する。添付図面に示す或る
特定の機能の詳細については、本出願人所有の上
述の特許出願を参照されたい。例えば、1982年１
月13日出願の米国特許出願第339031号は、米国特
許第4275429号に開示したものの代りに用いるこ
とができる評価機能のもう一つの実施例を示す。
同様に、1981年３月３日出願の米国特許出願第
239917号は、保護継電装置の送信機に用いること
のできるパルス変調器を開示する。1982年７月13
日出願の米国特許出願第397944号は、保護継電装
置の受信機に用いることのできるパルス復調器を
開示する。1982年７月13日出願の米国特許出願第
397758号は、米国特許第4275429号の保護継電装
置に用いることができる直接転送引き外し機能を
開示する。

ここでは、本発明の理解に必要な保護継電装置
の部分だけについて説明する。それらの部分の参
照番号は、第１図においてそのまま用いた。上記
特許及び特許出願の部分で本願第１図において変
形を加えたものについては、それらの参照数字に
プライム符号を付したものを用いて表示する。

第１図は、送電線区間１２へパイロツト線保護
を与える改良型の保護継電装置１０′を示す。保
護区間１２は、２または３端子線であり、ここで
は一例として二端子線を示す。送電線区間１２
は、近傍端子１４を有し、そこに遮断器１６を含
む。遮断器１６は、送電線区間１２の一端を導体
ａ，ｂ及びｃより成る高電圧三相交流電力系統に
接続する。送電線区間１２は更に、遮断器２０を
有する第１の遠隔端子１８を含む。遮断器２０
は、送電線区間１２の他端を導体a′，b′及びc′に
より成る高電圧三相交流電力系統に接続にする。

端子１４及び１８は更に、それぞれ保護継電装
置２２及び２４を有する。各端子における保護継
電装置２２及び２４は同一構成を持つので、近傍
端１４の保護継電装置についてのみ詳細に説明す
る。

保護継電装置２２は、導体ａ，ｂ及びｃを流れ
る三相電流と、3I₀または大地電流とに応答する、
電流から取り出した単相複合シーケンス電圧信号
VNのような保護継電信号を取り出すための手段
２６を有する。手段２６は、変流器２８，３０、
及び３２と、三相の正相、逆相及び（または）零
相シーケンス電流を所定のパーセンテージで混合
して電力周波数、例えば60ヘルツの単相複合シー
ケンス電圧を得るための複合シーケンスフイルタ
３４より成る。その単相複合シーケンス電圧は、
位相が電力の流れ方向に応答し、その大きさが三
相の電流の高きさに応答する。従来技術の電気機
械式パイロツト線継電器に現在用いられているの
と同じ複合シーケンスフイルタを用いることがで
き、その一例が米国特許第2183646号に記載され
ている。また、複合シーケンスフイルタを演算増
幅器を用いてソリツドステートで構成してもよ
い。

電流より取り出した複合シーケンス信号、即ち
電圧VNは、送信機３８へ加れられる。送信機３
８は、変調器３８′と、使用する通信リンクの形
式に応じた通信インタフエイス３８″を含む。電
圧信号VNの波形は、送信機３８とともに通信方
式に応じて選択した変調器３８′において変調信
号として用いる。例えば、送信機３８は、大きさ
零の変調信号に応答して所定の公称レートでパル
スを発生し、そのパルスレートは信号VNが零か
ら外れると変化するようにする。パルス周期変調
は、本発明の実施例において好ましい通信方式で
あり、以下この変調方式について本発明を詳細に
説明する。中心あるいは公称周波数は、使用する
特定の型の通信リンク４０に応じて選ぶ。使用す
る特定の通信チヤンネルでは減衰及び変調波の包
絡線が通信チヤンネルのある点から第２の点に到
達するのに要する時間である包絡線遅れの周波数
特性が知られているので、公称パルスレートは減
衰及び包絡線遅れの両方を最少にするよう選ぶ必
要がある。例えば、ベルテレフオンシステムの専
用3002チヤンネルでは、ほぼ1.7キロヘルツの中
心周波数の周りのほぼ±300ヘルツの狭い帯域で
は最少の減衰及び包絡線遅れが得られる。以下に
述べるように、本発明を通信リンク４０としてこ
の3002チヤンネルを用いるものとして説明する。

保護継電装置２２はまた、通信リンク４０に接
続した受信機４２を有し、この受信機は使用する
特定の通信リンク４０のインターフエイス４２′
と復調器４２″より成る。復調器４２″としては、
上述の特許出願のパルス周期変調復調器を用いて
もよい。受信機４２は、遠隔端子１８から電力周
波数の電流から取り出した単相複合シーケンス電
圧信号VFに応じて変化する通信信号を受信する。
受信機４２はその通信信号を復調して、チヤンネ
ルの遅延時間だけ遅れている点を除き信号VFと
同じ信号V′Fを取り出す。

シーケンスフイルタ３４からの信号VNはま
た、遅延等化器３５に加えられ、その遅延等化器
はチヤンネル遅れにより遅れている点を除き信号
VNと同じ信号V′Nを発生する。信号V′NとV′F
は直接に比較するめに適した形であり、この目的
のために評価回路３６′へ加えられる。

保護送電線区間１２に通常の貫流電流が流れて
いる時、即ち故障のない場合、第１図に示すよう
なct接続が用いられているとすると、信号V′Nは
理想的には信号V′Fと180°位相が異なる。保護送
電線区間１２に故障が発生すると、ctの極性を表
示した端子内へ電流が流れ込み、信号V′NとV′F
が理想的には同位相になる。

評価回路３６″及び保護継電装置２４のその対
応部分は、電流より取り出した信号V′NとV′Fの
単相電圧波形を比較して、もし保護送電線区間１
２内で故障が検知されると、関連する遮断器１６
及び１８にトリツプ信号を加えて送電線区
間１２を引き外す。

遮断器２０をトリツプさせる直接転送引き外し
要求信号は、近傍端子１４においては、変電所の
バツテリのような電圧源４５と接点４６と直接転
送引き外し（DTT）要求機能４７とより成る手
段４４により始動される。接点４６は、手動によ
り作動させるか、適当な保護継電回路により自動
制御するようにしてもよい。

手段４４と同様なDTT要求手段は、遠隔端子
１８にも設ける。この要求手段が遮断器１６のト
リツプを命ずべくDTT要求信号を発生すると、
その要求はDTT認知機能４８により認知される。
その認知機能４８がDTT要求信号を検知すると、
その機能は評価回路３６′の動作を変更する信号
DT及びDTQを発生する。前述の手段４４が
DTT要求信号を始動すると、遠隔端末１８に設
置され上述の手段４８と同様なDDT認知手段は
その要求を処理する。第１図においてブロツクで
示したDDT機能については、前述の米国特許出
願第397758号明細書に詳細な説明がある。

本発明の一実施例による信号品質モニタ機能４
９は、他方の端子からの入来通信信号をモニタし
て、信号の品質が近傍−遠隔端子間の比較機能及
びDDT機能をイネーブルするほど充分に良好な
ものであるかをチエツクする。

第１図では信号品質モニタ４９は独立のブロツ
クで示したが、そのモニタは通信あるいは受信機
インターフエイス４２′で発生した信号を用い、
従つてこれらの信号の発生について第２図で詳細
に説明する。

第２図は、第１図に示した通信インターフエイ
ス４２′に用いることのできる回路の概略図であ
る。前述したように、通信チヤンネル４０として
電話線チヤンネルを用いるものとする。入力及び
出力インピーダンスは普通600オームに整合され、
600オーム両端の１ミリワツトのパワーレベルに
相当する0dBmの基準を音声パワーに関して用い
る。

更に詳細には、60ヘルツの保護継電信号VFで
変調する場合1.7キロヘルツ±200ヘルツの周波数
を、また400ヘルツのDTTコマンド変調信号で変
調する場合は1.7キロヘルツ±220ヘルツの周波数
を有する通信チヤンネル４０から受信した信号
は、交流結合キヤパシタ５４及び５６を介して
１：１の電話インタフエイス・トランス５２へ加
えられる。トランス５２は、一次及び二次巻線６
０及び６２を有し、一次巻線６０の両端にバリス
タ５８を接続して電圧スパイクから保護する。二
次巻線６２の出力の信号は、コモンモードの除去
を行うよう接続した演算増幅器６４に加えて、通
信信号を更に調整する。

調整済の信号は、可変抵抗器またはポテンシヨ
メータ６６、スイツチ６７、及び増幅器として接
続した演算増幅器６８より成るスケーリング段へ
加えられる。調整済の信号をスイツチ６７を介し
て演算増幅器６８の反転入力に加えると、26デジ
ベルまでの増幅が得られるが、その信号を非反転
入力へ加えると26デジベルまでの減衰が得られ
る。調整及びスケーリングを施した信号は、１〜
2.5キロヘルツのバンドパスフイルタ６９へ加え
られる。このフイルタは、ローパスフイルタとし
て接続された演算増幅器７０を有し2.5キロヘル
ツの限界を与える第１段と、ハイパスフイルタと
て接続される演算増幅器７２を有し１キロヘルツ
の限界を与える第２段とより成る。

Vinで表わすバンドパスフイルタを通過した信
号は、自動利得制御（AGC）手段７３へ加えら
れる。AGC手段７３は、電流制御型可変利得増
幅器を有するAGC増幅器より成る。例えば、そ
の増幅器としては、RCAの3080のようなトラン
スコンダクタンス演算増幅器７４にその出力を増
幅するために演算増幅器７６を接続したものを用
いることができる。

トランスコンダクタンス演算増幅器７４は、そ
の増幅器の利得を制御する利得制御入力（端子
５）を有する。その利得制御電圧が０ボルトの場
合最大の利得が得られ、制御電圧が負で大きさが
増加するにしたがつて利得が減少する。

AGCで表わされる交流信号である利得制御信
号は、演算増幅器７６の出力で得られる。単方向
電圧である利得制御電圧は、GCVで表わされる。
GCVは、整流器７８とローパスフイルタとして
接続した演算増幅器８０とより成る絶対値回路を
介して信号AGCから取り出される。演算増幅器
７６の出力に信号が存在しない場合、制御電圧
GCVは０である。信号AGCが増加すると、制御
電圧GCVの負の値が大きくなり、増幅器７４の
利得が減少する。第５図は、利得制御電圧GCV
の変化を示すグラフである。AGC出力電圧対
AGC入力電圧の曲線は、問題の範囲に旦り実質
的に線形的に増加するよう意図的に設計され、こ
のため得られる制御電圧は増幅器を利得を制御す
るに適当な変化をする。かくして、AGC増幅器
の出力は、一定というよりも実質的に一定である
と言える。後述するように、交流信号AGCと単
方向制御電圧GCVは信号品質モニタ４９により
特異な態様で利用される。

第３及び４図は、第１図でブロツクで示したモ
ニタ４９として用いることのできる信号品質モニ
タを示す。第３図は種々の機能を明確に識別する
ための一部ブロツク図である。第４図は、第３図
においてブロツクで示した種々の回路部分の回路
図である。

更に詳細には、信号の強度を直接単方向の電圧
で指示する制御電圧GCVは、その信号の大きさ
が所望の制限内に確実におさまるように監視され
る。上限及び下限監視手段８２，８４は、電圧
GCVを適当な基準値と比較してこの信号の大き
さを監視する機能を果す。

信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）モニタ８６は、所望の
信号にチヤンネルの雑音を加えたものを表わす制
御電圧GCVを、信号AGCから取り出した信号
VXと比較する。チヤンネル雑音は、第６図に示
すようにバンドパスフイルタを通過した信号の周
波数範囲全体に旦り実質的に一定である。従つ
て、その信号の周波数範囲、即ち1.7キロヘルツ
±220ヘルツ内の雑音に比例する信号は、バンド
パスフイルタを通過した信号の周波数範囲におけ
るチヤンネルの雑音の出力に比例する信号を発生
することにより得られる。バンドパスフイルタを
通過した信号の周波数帯域としては、通信信号帯
域の外側であつて利用できる大きさの信号を取り
出せるものであればいかなる帯域を選択してもよ
い。第３図に示すように、信号AGCは、それぞ
れ８９，９０及び９２で示されるように1.5キロ
ヘルツ、1.9キロヘルツ及び1.7キロヘルツの除波
器を順次通過せしめられる。その信号の直流レベ
ルはキヤパシタ９４で除去され、その結果得られ
る信号は第６図に示すように約１〜1.5キロヘル
ツと約２〜2.5キロヘルツの周波数帯域を有し、
通信チヤンネル４０から受信した信号の雑音成分
を表わす大きさの単方向信号VXを発生すべく手
段９６で処理される。

信号AGCの波形は、手段１２０で方形波に変
換され、その信号の高及び低周波数監視手段１２
２，１２４により信号周波数が適当な範囲にある
かどうかチエツクするために用いられる。もしそ
の信号の全ての監視されるパラメータ、即ちその
信号の大きさ、信号対雑音比及び周波数が合格範
囲内にあると、手段４９は低レベル即ち論理０レ
ベルの信号のを発生し、その信号はこのレベ
ルでイネーブル信号となる。監視されるパラメー
タの任意の一つがその予め定めた合格範囲あるい
は合格限界内にない場合、信号は高レベル即
し論理１になり、この信号はこのレベルで後述す
るようにデイスエーブル信号である。１２５で示
すような適当な警報及び（または）表示装置を組
み込んでラツチを行い、どのパラメータでこの信
号品質モニタがトリガーされたかを表示するよう
にしてもよい。

第４図に示した信号品質モニタ４９の詳細回路
図を参照して、上限モニタは、比較器として接続
した演算増幅器１２６により構成してもよく、そ
の場合制御電圧GCVはその増幅器の非反転入力
へ、その反転入力には適当な比較的高い負の基準
電圧を接続する。もし電圧GCVが基準値よりも
更に負である場合、その信号が上限を越えたこと
になり、この反転入力が非反転入力よりも更に正
になる結果演算増幅器１２６の出力は論理１から
論理０へ変化する。

同様に、下限モニタ８４は、比較器として接続
した演算増幅器１２８により構成することがで
き、その場合負の制御電圧GCVはその反転入力
へ、適当な比較的小さな負の基準電圧がその非反
転入力へ接続される。電圧GCVが基準値よいも
小さい負の値になると、それは通信信号の大きさ
がその下限よりも低くなつたことを示し、演算増
幅器１２８の出力はその反転入力が非反転入力よ
り正の値になる結果論理１から論理０へ変化す
る。

通信チヤンネルの雑音に比例する信号VXは、
三つの除波器８８，９０及び９２よりなる信号電
圧ストリツプ回路より得られる。これら三つの除
波器は同一構成を有するので、除波器９２のみ詳
細に示す。除波器９２は、1.7キロヘルツの周波
数を持つ信号とそれにすぐ隣接する周波数の信号
をブロツクするが、この狭い周波数帯域の上下の
信号は通過させるよう能動ツインＴ帯域除去フイ
ルタとして接続した演算増幅器１２９よりなる。
三つの除波器を直列に接続すると、第６図に示し
たような信号が演算増幅器１２９にの出力に得ら
れる。

雑音処理手段９６は、演算増幅器１３１及び１
３４よりなり、１３１は精密型整流器として、１
３４は加算増幅器として接続される。演算増幅器
１３１及び１３４はそれに加えられる信号の全波
整流を行い、演算増幅器１３４の出力信号VXは
負である。

チヤンネル雑音の大きさを表わす信号VXと、
利用可能な信号プラス信号チヤンネル雑音を表わ
す電圧GCVは、信号対雑音比モニタ８６へ加え
られる。信号対雑音比モニタ８６は、比較器とし
て接続した演算増幅器１３６を含み、その抵抗性
及び容量性基準値設定要素は約20デジベルの基
準、即ち雑音信号VXが電圧GCVで表わされる信
号プラス雑音の1/10以下であるかぎり演算増幅器
１３６の出力が高レベルであるように選ばれる。
雑音信号VXが全体の信号の10％より大きい割合
になると、反転入力が非反転入力より大きい正の
値になり、演算増幅器１３６の出力は論理０にな
る。

信号対雑音比モニタ８６の有効性は、以下の関
係式を検討すると容易に理解できる。

Vin＝AGC手段に加えられる交流電圧； ｆ（Vin）＝AGC手段の伝達特性； GCV＝AGC制御電圧（直流）； AGC＝AGC手段からの交流出力電圧； ｜Vin｜＝電圧Vinの絶対値； K1＝定数（単位なし）； K2＝定数（１／ボルトの単位）； K3＝信号対雑音比モニタの基準値； AGC手段は、次式の関係を電気的に構成する。

AGC＝ｆ（Vin）Vin (1) 伝達関数ｆ（Vin）は、 ｆ（Vin）＝K1／１＋K2｜Vin｜ (2) かくして、上式(1)は、 AGC＝K1Vin／１＋K2｜Vin｜ (3) 入力信号Vinは、信号電圧Vsiと広帯域雑音電
圧Vniとより成り、かくしてVinは、 Vin＝Vsi＋Vni (4) かくして、上式(3)は、 AGC＝K1（Vsi＋Vni）／１＋K2｜Vsi＋Vni｜ (5) 制御電圧GCVは、 GCV＝K1｜Vsi＋Vni｜／１＋K2｜Vsi＋Vni｜ (6) 信号ストリツピングの後、得られる雑音電圧
Vxは、 Vx＝K1｜Vni｜／１＋K2｜Vsi＋Vni｜(7) 信号対雑音比較器１３６は、次の関係を求め
る： K3｜GCV｜＝Vx (8) 式(6)及び(7)を式(8)へ代入すると、 ｜Vsi＋Vni｜／｜Vni｜＝K1／K3 (9) VsiはVniの何倍も大きいので、 ｜Vsi＋Vni｜／｜Vni｜＝｜Vsi｜／｜Vni｜＝K1
／K3(10) 上式(10)は、信号対雑音比の監視が所望のＳ／Ｎ
比に対して基準値K3を選択することにより容易
に実現できることを示す。また、Ｓ／Ｎ機能は相
対的なものであり、即ちそれはVinのいかなる特
定の値にも固定されるものでないことが明らかで
ある。

周波数モニタ機能は、全ての搬送周波数サイク
ルをチエツクして搬送周波数の検証を行う。もし
入来信号が許容周波数偏差の外側にある場合は、
高／低信号及びＳ／Ｎ検出に似た表示がなされて
保護継電回路に適当な動作をするよう信号が与え
られる。高／低及びＳ／Ｎのような他の二つの検
出とは違つて、この検出はレスポンス速度が速
い。正確な値でない周波数サイクルが検出される
や否や、適当な論理信号が直ちに送り出される。
高／低信号及びＳ／Ｎの検出については、絶対値
信号処理による機器に固有な遅延がある。これら
３つの検出は、最終的には一つの論理出力となつ
て保護継電回路へ送られる。しかしながら、チヤ
ネルの不具合の種類を識別するために別々の警報
表示を行う。

更に詳細には、交番信号AGCは、演算増幅器
１３７がスレツシヨルド方形波発生手段として接
続された方形波発生手段１２０で方形波に変換さ
れ、その出力は高周波数モニタ手段１２２に加え
られる。高周波数の監視は、マルチバイブレート
１３９により行われる。例えば、マルチバイブレ
ータ１３９としては、モトローラ社のデユアルパ
ツケージMC14538Bの再トリガ可能な単安定マル
チバイブレータの一つを用いてもよい。キヤパシ
タ１４２と抵抗１４４は、マルチバイブレータ１
４０の出力が高周波数限界に到達するまでパル
ス列を発生し、その高周波数限界に到達すると
出力が連続的に低い値、即ち論理０になるよう選
ばれる。

低周波数の監視は、マルチバイブレータ１４５
によつて行うことができる。このマルチバイブレ
ータは上述のデユアルパツケージのもう一つのマ
ルチバイブレータを用いてもよく、そのマルチバ
イブレータ１４５はマルチバイブレータ１３９の
Ｑ出力に応答するよう接続される。キヤパスタ１
４６と抵抗１４７は、マルチバイブレータ１３９
の出力が信号AGCが下限より上の周波数を有
することを示す繰り返し率を有するパルス列を発
生していれば、マルチバイブレータ１４５の出
力は連続的に低い値であり、真または低い値のイ
ネーブル信号ENが得られる。パルスレート、従
つて信号周波数がその下限より低い値になると、
マルチバイブレータ１４５の出力は連続的に高
い値の信号と同様な態様でデイスエーブル信号と
して作用するパルス列を発生する。

通信信号が機能１２２により実施される高周波
数テストをパスできない場合、マルチバイブレー
タ１３９の出力はパルス列の代りに低い値とな
り、マルチバイブレータ１４５の出力は高い値
となつてデイスエーブル信号として作用する。

適当な論理機能には、大きさ及びＳ／Ｎ比のテ
ストが実施される。例えば、それらは、ダイオー
ド１５０，１５２，１５４及び１５６、抵抗１５
８，１６０及び１６１、並びに正の単方向電圧に
よりOR接続される。このOR機能の出力は、マ
ルチバイブレータ１４５のリセツト入力Ｒへ加え
られる。OR接続される機能の任意のものが１４
５低い値になり、そのパラメータが限界を越えた
ことがわかると、マルチバイブレータの出力が
高い値となり、これは信号にとつてはデイス
エーブルのレベルである。

第７図は、いかにして評価回路３６″がイネー
ブル／デイスエーブル信号に応答するように
なされるか、また、いかにしてトリツプ回路が雑
音信号VXにより適応せしめられるかを示す概略
図である。第７図に示す構成要素のあるものは、
DTT機能に関する上述の米国特許出願第397758
号において最初に紹介されており、このDTT機
能と信号品質モニタ機能が共に評価回路３６″に
容易に付加される態様を示すためにそのままにさ
れている。

信号は、インバータゲート１６２及び１６
４を介してNORゲート１０４の入力へ接続され
る。信号が高い値になると、NORゲート１０
４の出力は低い値となり、双方向スイツチ１０２
は開いて評価回路から遠隔保護継電信号V′Fを切
り離す。SPDTスイツチ１６６は、信号ENが高
い値の時その信号が全てのトリツプあるいは比較
トリツプだけをブロツクするかどうかを手動で選
択できるように設けられている。信号は、ス
イツチ１６６の“ブロツク端子”に接続され、そ
の“アンブロツク”（unblock）端子はその回路
に接続されない。スイツチ１６６のスイツチアク
チユエータは、ダイオード１６８を介してNOR
ゲート１０６の入力に接続される。スイツチ１６
６が第７図に示すように“アンブロツク”位置に
ある場合、継電装置の近傍／遠隔箇所の比較機能
だけが高い値の信号により影響を受ける。ス
イツチ１６６が“ブロツク”端子へ切り換わる
と、高い値のデイスエーブル信号がトリツプ
信号を与えようとしている機能に拘らず真のトリ
ツプ信号を始動すべくNORゲート１０６が高い
値になるのを阻止する。

信号はまた、インバータゲート１６２，１
６４及びNORゲート１４４を介して、マルチバ
イブレータ１３９または１４５と同じ型のマルチ
バイブレータ１１６に接続される。信号が高
い値の場合、マルチバイブレータ１１６のＱ出力
は所定の持続時間、例えば20ミリ秒の論理１のパ
ルスを発生し、このパルスはこの時間周期の間い
かなるトリツプをも阻止するようにNORゲート
１０６の入力に加えられる。別のマルチバイブレ
ータ１７０を、インバータゲート１６２び１６４
を介して信号に応答すべく設けることができ
る。マルチバイブレータ１７０は、信号が論
理１から論理０へ変化すると20ミリ秒のような所
定の持続時間のトリツプ阻止パルスをNORゲー
ト１０６の入力へ加えて、通信チヤンネルが通常
状態に復帰する時システムの過渡信号を無視す
る。

ヨーロツパ特許公報第821117843号に説明され
るように、評価回路３６″からの出力信号V′N−
V′F／Ｇは、基準手段１３０により与えられる予
めセツトしたピツクアツプまたはバイアス電圧と
比較される。信号V′N−V′F／Ｇが基準値１３０
より小さい場合、信号は高い値となり、送電線
の保護区間には故障がないことを示す。信号V′N
−V′F／Ｇが基準値を越えると、信号は低い値
となり、保護送電線区間に故障があることを表示
する。Vxに比例する通信チヤンネルの復調され
た雑音は、信号V′N−V′F／Ｇへ付加されるもの
として現われる。雑音が大きくなればなるほど、
信号V′N−V′F／Ｇも大きくなる。トリツプの基
準値がチヤンネルの雑音と共に比例的に漸増せし
められると、トリツプ回路の精度を維持できる。
所望であれば、更に大きい比率のVxを用いて基
準値を修正し感度を減少させてもよい。かくし
て、雑音信号Vxは加算抵抗１７２と双方向スイ
ツチ１７４を介して演算増幅器１３８の非反転入
力のような入力に加えてもよい。信号はイン
バータゲート１６２を介してスイツチ１７４の制
御入力に接続させる。かくして、通信信号の信号
品質が良好である場合、は低い値であり、ス
イツチ１７４は閉じて雑音信号Vxをトリツプ比
較器回路１３２に接続される。負の値である雑音
信号Vxは、実質的に信号V′N−V′F／Ｇから差
し引かれる。チヤンネル雑音が大きくなればなる
ほど、信号V′N−V′F／Ｇの雑音の成分が大きく
なる。かくして、適当な大きさのVxをトリツプ
基準値１３０に加えることにより、トリツプの精
度を維持することができる。この特徴は全く適応
性のあるものであり、他の方法では得ることが難
しい非常に好ましい機能である。信号の品質が悪
く信号が高い値である場合、スイツチ１７４
は開いて雑音信号Vxをトリツプ比較器１３２か
ら切り離す、かくして、過電流のトリツプがなさ
れ、雑音信号による修正に起因する感度の減少は
起らない。もし所望であれば、マルチバイブレー
タ１１６のＱ出力をスイツチ１７４の制御入力へ
接続してスイツチ１７４を閉じた状態に維持し、
ブロツキングパルスの周期の間低感度モードを維
持して、この変移周期時システムのいかなる過渡
信号も無視させる。

要約すれば、以上説明した保護継電装置は、か
かる継電装置に用いる通信信号をモニタするに適
当な信号品質モニタを有する。信号品質モニタ
は、受信機のAGC段からの交流及び直流信号の
両方を用いて信号の周波数、大きさ及びＳ／Ｎ比
をチエツクし、いかなるパラメータもその所定の
最低限の条件を満足できない場合はモニタの出力
にデイスエーブル信号を発生する。そのデイスエ
ーブル信号は保護継電装置においてその条件に合
わない通信信号に依存する保護継電機能を切り離
すために用いる。更に、Ｓ／Ｎ比モニタ機能のた
めに取り出されたチヤンネルの雑音を表わす信号
は、トリツプ回路において信号V′N−V′F／Ｇの
中の雑音成分を割り引くために用いる。換言すれ
ば、所定の基準レベルに到達すると関連する遮断
器のトリツプを始動する比較信号は、信号V′N−
V′F／Ｇに含まれる雑音の量だけ減少せしめられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による保護継電装
置の概略図；第２図は、本発明の一実施例による
受信機の概略図；第３図は、本発明の一実施例に
よる信号品質モニタの一部をブロツクで示す概略
図；第４図は、第３図の信号品質モニタの詳細回
路図；第５図は、AGC伝達特性を含み、AGC増
幅器のAGC信号と利得制御電圧との間の所定の
関係を示すグラフ；第６図は、第３及び４図にお
いて雑音信号を得るステツプを示す図；第７図
は、第１図の評価機能を示す概略図であつて、保
護継電装置が信号品質モニタ信号を利用する態様
を示す図である。 ８２……高信号振幅モニタ；８４……低信号振
幅モニタ；８６……Ｓ／Ｎ比モニタ；８８……
1.5キロヘルツ除波器；９０……1.9キロヘルツ除
波器；９２……1.7キロヘルツ除波器；１２０…
…方形波変換器；１２２……高周波数限界モニ
タ；１２４……低周波数限界モニタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも第１及び第２の端末を有する交流
   送電線区間を保護する保護継電装置であつて、第
   １及び第２の端末にそれぞれ設置した第１及び第
   ２の遮断器手段と、第１及び第２の端末にそれぞ
   れ設置して第１及び第２の保護継電信号を発生さ
   せる手段と、第１の保護継電信号を第１の端末か
   ら第２の端末へ送信するための、第１の送信機手
   段、第１の通信チヤンネル、第１の受信機手段、
   及び第２の保護継電信号を第２の端末から第１の
   端末へ送信するための、第２の送信機手段、第２
   の通信チヤンネル、第２の受信機手段よりなる通
   信手段と、第１の端末に設置されて第１と第２の
   保護継電信号を比較し、その比較結果に応答する
   比較信号を発生する手段と、第１の端末に設置さ
   れて基準信号を発生する手段と、前記比較信号と
   基準信号とを比較するトリツプ手段と、第１の端
   末に設置されて第２の保護継電信号の雑音レベル
   に応答する雑音信号を発生する手段と、前記トリ
   ツプ手段により比較される信号のうちの一方の信
   号を前記雑音信号が大きくなると前記一方の信号
   が小さくなるように雑音信号により修正する修正
   手段とよりなり、前記トリツプ手段は比較信号と
   基準信号とを比較した結果保護送電線区間に故障
   があることが判明すると第１の遮断器手段へトリ
   ツプ信号を送るように作動し、前記第１の受信機
   手段は第２の保護継電信号の品質をモニタしてそ
   の信号の品質が所定の基準以下であるとデイスエ
   ーブル信号を発生する手段、及び前記デイスエー
   ブル信号が発生するとそれに応答して前記修正手
   段による雑音信号を用いた前記一方の信号の修正
   を阻止する手段を有することを特徴とする保護継
   電装置。 ２ 雑音信号は、前記トリツプ手段により比較さ
   れる前記一方の信号から差し引かれることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。