JPS63109695A - 遠方監視装置における伝送信号処理方法 - 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】 〔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っている。このシ
ステムの全体楕成例を第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
の一つになっている。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
Ｃｘ〜Ｃｒｌ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〜Ｃｎ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
時の保護リレー動作は複数の電気所にまたがり、事故は
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
Ｃｘ−Ｃｏ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
原因の究明といった点で重要である。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〜Ｃ９から伝送される絶対時刻を親ＪＰ
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）モデムのキャリア信号の立上り時刻、ｂ）通信装置
の処理時間、Ｃ）子Ｊ：４ｔ／１１４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・レビュー・９／１０１０−８４（
Ｂｒｏ　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っていた。

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、Ｒ局Ｐより１３時Ｏ分Ｏ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Ｏ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った。

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わぞれ具備することは設備費が膨大
な価格となる。加えて１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
く親局とチル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、本原第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０１〜Ｃ１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
ウンタのリセット命令信号ＴＭＳを所定周期で発信し、
このリセット命令信号による自己の時刻カウンタのリセ
ッ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、前記リセット命令信号の発信時刻Ｔｚから前
記応答信号の受信時刻’ｒｚまでの経過時間’ｒｚ−Ｔ
１を計測し、この経過時間の１７２の時間、すなわち（
Ｔｚ−Ｔｔ）／２が経過した時刻ＴＲをもって前記時刻
カウンタのリセット実行時刻と推定し、この推定リセッ
ト時刻ＴＲ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ット
命令信号を発信し、このリセット命令信号による自己の
時刻カウンタのリセット実行後に応答信号を当該子局か
ら親局に返信させ、前記リセッ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って前記
時刻カウンタのリセツ　−ト実行時刻と推定し、この推
定リセッ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１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ッ
トし、その時刻カウンタをリセットしてからの経過時間
（相対時間）を利用する。

また、ｉ１１局から子局に対し時刻カウンタをリセット
する命令（以下、リセット命令ＴＭＳと呼ぶ）に対して
、子局はそのリセット命令ＴＭＳを受信し、かつ、リセ
ット命令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）をリセット命令ＴＭ
Ｓと同じデータ長で送信する方式とする。

親局にてリセット命令ＴＭＳの発信時間（Ｔ　Ｘ　）を
記憶しておき、子局が応答信号Ｒ−ＴＭＳを受信した時
刻（Ｔｚ）に基づいて、子局における時刻カウンタをリ
セットした時刻を下記の計算式により推定する。

リセット時刻＝Ｔ１＋（Ｔｔ　−Ｔｌ）　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ッ
ト時刻を基亭としてソーティング（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ディスプレイに
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、親局がら子局に対
して時刻カウンタのリセット命令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
、このリセット命令ＴＭＳに応答してリセット命令実行
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。

以上のリセット命令ＴＭＳの発信時刻からリセット命令
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に親局にてリセット命令ＴＭＳを通信装置に送信
するに要する時間（１ｉＪ！局処理時間）、第２の通信
装置においてモデムのキャリア信号を立ち上げ、リセッ
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にリセット命令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
に子局がリセット命令ＴＭＳを受信し、時刻カウンタを
リセットするに要する時間（子局処理時間）である。

一方、子局にてリセット命令ＴＭＳの実行時刻から応答
信号Ｒ−ＴＭＳが親局に受信される受信時刻までの経過
時間（以下、返信時間という、）は、応答信号Ｒ−ＴＭ
Ｓがリセット命令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
のリセット命令実行時刻は送信時間と受信時間との和を
１７２とした時刻と推定することができる。すなわち、 ＴＩ＋　　（Ｔｌ　　Ｔｌ）／２ で表わされる。

かくして、推定されたリセット時刻を標準時刻として定
め、この推定リセッ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
ソーティングが可能となる。

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ップ方式）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ＦＡ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。ｐＡ月へは、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１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

監視装置の全　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Ｃｔ　ｔ　Ｃｘ　ｇ・・・、Ｃｎが
設置され、各子局Ｃ１，Ｃ１・・・、Ｃｎ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Ｃｘ、
　Ｃ’ｓ、・・・、Ｃ，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
ァイル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ィングできるよ
うになっている。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。

子局向時刻カウンタのリセッ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向時刻カウンタのリ
セッ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、リセット命令ＴＭＳを発行
する直前に自優先レベルを上げた後、絶対時刻Ｔｌ　を
取り込み記憶する、リセツト命令ＴＭＳは子局Ｃｘ、Ｃ
ｚ、・・・、Ｃ，ｌに送信され、子局Ｃ１。

Ｃｚ、・・・、Ｃｎは時刻カウンタをリセットした後、
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”　（Ｔｚ　　Ｔｘ）　１２ を計算する。

親局Ｐは、Ｔｚ＋ΔＴをカウンタリセット時刻とする。

子局Ｃｚ、Ｃｚ、・・・、Ｃ１１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，、・・・ｔ　Ｃｏより同時に報告さ九るカウンタ
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）ＸＲ十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１本実施例によれば、
子局Ｃｉｇ　Ｃ２１・・・ｔｃｎ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，Ｃｚ、・・・Ｃｎ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ットする際の送受
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Ｃ，１、Ｃｚ　、・・・、Ｃｎ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　ヒ　力１の　算　法 次に、上記方法により推定されたリセット時刻を基準と
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はリセット命令ＴＭＳの発生時刻
およびリセット命令ＴＭＳ返信受信時刻Ｔ２より子局内
の時刻カウンタのリセット時刻を上記の様に計算し記憶
する。子局はリセット命令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ットする０時刻カ
ウンタは本例によれば２ｍ５ｅｃ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Ｃｘ、Ｃｘ、・・・、Ｃｎ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ＭＰに対して状態変化発生を報告する；親局Ｐは子
局Ｃｘ、Ｃｘ、・・・、ｃｏに対し状態変化データの送
信を要求し、データ受信接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、２ｍ５ｅｅｘｎを
時刻カウンタのリセット時刻に加え、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ット命令ＴＭＳを発
信し、カウンタオーバーを未然に防ぐ。

子、からの゛　８時において口線異　に場への一里 次に、リセット命令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Ｃｘ、Ｃｚ、・・・Ｃｆｌへの
リセット命令ＴＭＳの伝送を完了し、子局Ｃ工。

Ｃｍ、・・・Ｃｎは時刻カウンタをリセットするものの
。

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。Ｍ屈Ｐは、リセット命
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Ｃ工ｒ　Ｃｘ
　＋・・・Ｃｎに対し最新に親局Ｐに送信した内容であ
る送信バッファ内のデータを再送する要求を発信する。

親局Ｐでは１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
を送信バッファ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Ｃ１１Ｃ２１・・・
。

Ｃｎはリセット命令ＴＭＳを処理し、時刻カウンタをリ
セットしたと判断できる。この場合は、前回のリセット
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、カウンタリセット時刻とする。前回のΔＴと今回計
算されるべきΔＴは、温度２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。

−からの゛　時における回　、常の　ムの処理 次に、親局からのリセッ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、送信バッファの内容がリセット命令ＴＭＳを返信
（すなわち、Ｒ−ＴＭＳ）でない時は、子局Ｃｓ、Ｃｚ
、・・・、Ｃ１１はリセット命令ＴＭＳを受信していな
いことになるから、親局Ｐはリセット命令ＴＭＳを再実
行し、このリセット命令７ＭＳ命令に対し、カウンタリ
セッ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Ｃｓ　、　Ｃｚ　
。

・・・、Ｃａより返信が伝送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、ＩＭ局Ｐは
子局または回線が永久故障となっ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ァイルに格納する。ひき続き取り
込まれる状態変化データは。

上記記録ファイルの中の時刻と比較され、記録ファイル
を時系列順にソーティングし、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
ァイルに格納される。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。

本記録は、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導、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、伝送速度１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っことなく、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、１７５００
程度の精度のクロックで充分である。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１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
すブロック図、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
刻カウンタリセット時刻の計算方法を示すタイムチャー
ト、第５図は状態変化時刻の計算方法を示すタイムチャ
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ャート、第７図は親局からの送信
時の回線異常の場合の処理方法を示すタイムチャートで
ある。 Ｐ・・・親局、Ｃ１〜Ｃｎ・・・子局、Ｔｉ・・・リセ
ット命令発信時刻、ＴＺ・・・応答信号受信時刻、　Ｔ
Ｒ・・・リセット時刻シΔＴ・・・経過時間、ＴＭＳ・
・・リセット命令、Ｒ−ＴＭＳ・・・応答信号。

Claims (1)

1. 【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
   子局から親局に反信させ、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。