JPS6324497A - サンプリング信号同期方式 - 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〕 この発明は、例えば送電線の保護継電装置に適用するサ
ンプリング信号同期方式に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にデジタル送電線保護継電装置においては。

両端電流をＰ　ＣＭ　（Ｐｕｌｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）化して互いに比較するキャリヤリレー
が用いられるようになった。この比較式保１炙継電装置
は、送電線の両端局の電流の瞬時値を一定周期でサンプ
リングＡ／Ｄ変換した後、例えば、マイクロ回線を用い
て相互に相手局へ伝送し、各々自局のサンプリング値と
比鮫することにより送電線の系統故障を監視するように
している。

この場合、両端局でのサンプリングタイミングは共に同
一時刻でなければならず、また、データを送出してから
相手局が受信するまでの時間、すなわち伝送遅延時間は
、サンプリング周期より大きくその数倍となるのが普通
である。従って、サンプリングタイミングには、一連の
縁り返し番号を付して１両端局で同一時刻にサンプリン
グしたデータには、同じ番号を付して伝送し合わなけれ
ばならない。そしてこの様な信号同期方式の保護継電装
置では１、サンプリングタイミングとサンプリング番号
との同期手段が非常に重要な課題となっている。第３図
は例えば特開昭５０−４９６４５号公報に示された従来
のサンプリング信号同期方式を示す原理図で、図におい
てＳｌ、Ｓ、は特定のサンプリングナンバーのデータ（
以下、Ｓ、、Ｓ、と略称）、Ｔ、は主局におけるＳｌの
送信からＳ、の受信までの時間、Ｔ２は従局におけるＳ
８の送信からＳ、受信までの時間、また、ＴはＳ、、Ｓ
、の送信周期を示す。

次に動作について説明する。特定のサンプリング番号の
データ（Ｓ工は主局から従局へ送信するデータ、Ｓ２は
従局から送信する信号）の送受信に関する時間的な関係
を略記すると第３図の如く示される。まず、主局から出
たデータＳ、が従局に着くまでの時間と、従局から出た
データＳ、が主局に着くまでの時間とが事実上無視でき
る程度で互いに等しいものとし、これを伝送遅延時間Ｔ
ｄとする。

この様に上下方向の伝送遅延時間が等しい伝送路は、実
際に構成できる。また、データＳ４及びＳ２の送信周期
Ｔは、変動分を考慮した伝送遅延時間Ｔｄの最大値の少
なくとも２倍以上にするという前提条件がある。

そして主局におけるデータＳ１の送信からデータＳ２の
受信までの時間Ｔ２を主局にて計測し、従局におけるデ
ータＳ２の送信から、データＳユの受信までの時間Ｔ２
を従局にて計測する。そして、主局は、前記時間Ｔ、を
データ伝送フォーマット上に乗せ込み、従局へ送出し、
従局では、時間Ｔ、を受信する。また、逆に従局は、前
記時間Ｔ２を主局へ送出し、主局ではこれを受信する。

この時、第３図（ａ）および（ｂ）は、主局からのデー
タＳ１の伝送を示す下向きの斜線と、従局からのデータ
Ｓ、の伝送を示す上向きの斜線とが互いに交差する場合
で、時間Ｔ、＋Ｔ２＝２Ｔｄとなる関係が成立している
場合を示す。この第３図（ａ）は、従局からのデータＳ
２の送信が主局からデータＳ１の送信よりも時間的に遅
れている場合であり、従局送信部のクロックパルスの位
相（タイミング）を少し進めて、従局からの送信を全体
に図の矢印のように左方向へ移動させなければならない
事がわかる。すなわち、Ｔ、＞Ｔ、ならば従局からの送
信を進め、またＴ１＜Ｔオならば、従局からの送信を遅
らせる必要があると判定できる。

これは、主局、従局いずれかの片端局のみ、または、両
端局で、各々クロックパルスの位相制御を行ないＴ、　
＝　Ｔ、とする様に制御してもよい。

そして、Ｔ、＝Ｔ２となった場合は、特定のサンプリン
グ番号のデータＳ８とＳ、とがまったく同時刻に送信さ
れたことになり、従って、その他のサンプリング番号の
データを含めたすべての動作が主局と従局とで同一時刻
に行なわれる事になり、サンプリング信号の同期が完全
となる。

上記の方法にて、あらかじめ定められた特定の同一サン
プリング番号のデータＳ、、Ｓ２の送信タイミングを合
わせて、主局と従局のサンプリング・タイミングを一致
させる。この時、主局または従局のいずれかで、サンプ
リング・タイミングを合わせる為に、クロックパルスの
位相を進めるか。

遅らせるかして合わせていくが、この調整時間幅は、特
定のサンプリング番号のデータＳ、、　Ｓ、の送イコす
る周期Ｔの最大１／２の時間となる。このサンプリング
・タイミングがずれている時間すなわち調整時間幅を一
度にずらしてしまうと、デー夕伝送上送信するタイミン
グをいきなり変化させる事になり受信端側にて受信デー
タエラーとなる。

この為、実際上は受信データエラーを生じない範囲の極
めて短い時間だけサンプリング・タイミングをずらして
、これを複数回繰返して最終的な調整時間幅をずらして
いた。この為、同期をとるのに長時間を要していた。

また、サンプリング同期をとる為に計測する時間、すな
わち自局が、特定サンプリング番号のデータＳ、または
Ｓ２を送信してから、相手局の同一サンプリング番号の
データＳ２またはＳｌを受信するまでの時間は、特定サ
ンプリング番号のデータを送信する周期Ｔの時間を計測
できるものである事が必要である。時間計測精度にもよ
るが、比較的大きいビット数の時間計測カウンタが必要
である。

従って、相手局へ送信する時間データ（Ｔ１またはＴ２
）のビット数も多く、伝送フォーマット上に多くのビッ
ト数を占有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のサンプリング信号同期方式は、以上のように構成
されているので、サンプリングタイミングを一致させる
のに、特定データの送信周期Ｔの最大１／２の時間ずら
していく必要があり、同期をとるのに長時間を要してい
た。また、同期調整用の計測時間も上記送信周期Ｔの分
だけ必要で。

ビット数も多く、伝送フォーマット上も多くのデータ長
が必要で効率が良くない等の問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消する為になされ
たもので、主局および従局のサンプリングタイミングを
、瞬時で一致させるとともに１時間計測も短時間でよく
時間データのビット数を短くして伝送効率を高めたサン
プリング信号同期方式を得ることを目的とする、 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るサンプリング信号同期方式は、主局およ
び従局において各々サンプリング番号のデータ受信の直
前のサンプリングタイミングから特定サンプリング番号
のデータ受信までの時間を計測し、その計測時間を主局
と従局間で相互に伝送し合うとともに、主局および従局
において特定サンプリング番号のデータを受信したこと
を示すフラグ情報を、各々相互に伝送し合うようにする
。

そして各々の計測時間を比較し一致する様に瞬時にサン
プリングタイミングを制御し一回で一致させ、伝送し合
うフラグ情報からサンプリング番号を一致させるように
制御したものである。

〔作用〕

この発明におけるサンプリング信号同期方式は、特定サ
ンプリング番号のデータ受信の直前のサンプリングタイ
ミングから特定サンプリング番号のデータ受信までの時
間を計測し、主局および従局間で伝送し合った時間デー
タを比較し、等しい値となる様に伝送送信タイミングを
制御する。そして主局と従局の各サンプリングタイミン
グのみを一致させる。

次に、自局が特定サンプリング番号の送信データを送信
してから、相手局が、この特定のサンプリング番号のデ
ータ受信を表わすフラグ情報を返信してくるまでの自局
のサンプリングタイミングの数を計測することによって
、自局から相手局までの伝送路の伝送遅延時間Ｔｄを知
る。このことにより、自局と相手局とのサンプリング番
号の差を知ることができ、自局と相手局とのサンプリン
グ番号差を無くするように自局のサンプリング番号を変
更する。そして、サンプリングタイミングとサンプリン
グ番号の両方を一致させ１両局のサンプリング信号を同
期させる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図中
、第３図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
１図において、Ｔはサンプリング番号の周期を表わし、
ここでは電力系統の周波数（５０翫、または６０Ｈｚ）
における１サイクル（電気角３６０度相当）である。Ｔ
、は、サンプリングタイミングの周期で、電気角３０度
とし、特定サンプリング番号を「０」としている。

また、ＴＭは、主局において、相手局である従局から、
特定サンプリング番号のデータＳ、を受信した時、また
は、フラグ情報Ｆ１が乗せられたデータを受信した時の
、直前のサンプリングタイミングからの時間、Ｔｓは従
局において、主局から特定サンプリング番号のデータＳ
、を受信した時、またはフラグ情報Ｆ２が乗せられたデ
ータを受信した時の、直前のサンプリングタイミングか
らの時間である。

フラグ情報Ｆｌ、Ｆ２は、それぞれ主局および従局で、
相手局から特定サンプリング番号のデータＳ１．Ｓ、を
受信した事を示すフラグである。

そして、主局から出たデータＳ□が従局に着くまでの時
間と、従局から出たデータＳ２が主局に着くまでの時間
とが、事実上無視できる程度の差しかなく互いに等しい
ものとし、これを伝送遅延時間Ｔｄとする。

次に第２図にこの発明の一実施例として電流差１ｊＪ′
ｍ電装置に用いた場合のシステム構成図（１端子分の構
成）を示す。具体的な実施例ではデータの送信を行うに
必要な第２図の如き第１及び第２の装置が自局及び他局
の関係として位置づけられる。まず、電流差動継電装置
１はアナログフィルタ２、サンプルホールド３、Ａ／Ｄ
変換器４の系統電流入力部、自局データ送信部５、他局
データ受信部６、マイクロプロセッサを有する差動演算
手段部７及びサンプリング同期制御（手段）部８から構
成されている。電流差動継電装置１では送電線からＣＴ
大入力より両端局の電流の瞬時値を一定周期でサンプリ
ングしＡ／Ｄ変換した後、ＰＣＭ伝送方式で信端及び多
重変換装置９を経由して相互に相手局へ伝送しく例えば
、マイクロ回線や光ファイバー等により）各々自局の値
と比較することにより送電線の系統故障を監視する。こ
の場合サンプリング周期制御部８により自局のサンプリ
ング信号ＳＡＭと他局のサンプリング信号との同期をと
り、同期がとれている期間は差動演算を行う。同期がと
れていないと演算は行われず継電装置としてはロック状
態となる。

次に第１図の動作について説明する。まず、主局および
従局でのサンプリングタイミングは、電気角３０度間隔
としている。従って、サンプリング番号は、各サンプリ
ングタイミングに割付けられており、サンプリング番号
は０，１，２，３゜・・・・・・９，１０．１１と１２
個の数値で表現される。

主局及び従局におけるサンプリングタイミングの間隔Ｔ
。は互いに等しいものとします。

主局および従局からは、一定周期（Ｔ＝Ｔ、Ｘ１２）毎
に特定サンプリング番号のデータＳ４およびＳ２が送信
される。主局から送信されたデータＳ、は、伝送遅延時
間Ｔｄ後に、従局に受信する。この時、従局では、各サ
ンプリングタイミングのうちデータＳ、が受信する直前
のサンプリングタイミングからデータＳ１を受信するま
での計Ｈ１１１時間をＴｓとして計ｔ１１する。そして
従局では、主局からのデータＳ１を受信すると必ず次の
サンプリングタイミングの主局への送信データに「Ｓ１
受信」を表わすフラグ情報Ｆ１を乗せて、従局から主局
へデータを送信する。第１図の例では従局がサンプリン
グ番号Ｉｔ　Ｉ　１１の時に主局からのデータＳ、が受
信しており、従局ではサンプリング番号ＩＩ　２　＋＋
の送イａデータにフラグ情報Ｆ１を乗せて従局から主局
へ送信する。この時に従局でさきほど計測した計測時間
Ｔｓをあわせて主局へ伝送する。主局では各サンプリン
グタイミングのうちデータＳ２が受信する直前のサンプ
リングタイミングからデータＳ２を受信するまでの計測
時間をＴＭとして計８１ｇする。そして、主局では従局
からのデータＳ、を受信すると、必ず次のサンプリング
タイミングの従局への送信データに「Ｓ。

受信」を表わすフラグ情報Ｆ２を乗せる。

主局では、従局から伝送されてきた計ホク時間Ｔ５と自
局の計測時間ＴＭよりあるサンプリングタイミングでそ
のタイミングを’ｒ、＝’ｒ５となるように１回で制御
し、瞬時に主局と従局のサンプリングタイミングを一致
させる。計測時間ＴＭ＝Ｔ５の差によっては、−時的に
受信端側にて受信データエラーとなるが、サンプリング
タイミングが一致していないときのデータは使用できな
いので差しつかえない。

次に従局はからの「Ｓ、受信」を表わすフラグ情報Ｆ１
を主局で受信したときの主局のサンプリング番号と従局
から伝送されてきた計測時間Ｔｓ及び自局の計測時間Ｔ
Ｍにより、（１）式のように主局と従局の間の伝送遅延
時間Ｔｄが求まる。

Ｔｄ＝（（主局でフラグＦ２を受信したときのサンプリ
ング番号））ｘＴｏ＋ＴＭ＋Ｔｓ／２　　　　　　　　
　　　　　　　　　（１）このようにして主局で特定サ
ンプリング番号を受信したときの主局のサンプリング番
号と伝送遅延時間Ｔｄ及び計測時間ＴＭから、主局の従
局に対するサンプリング番号のずれＮが求まる。

Ｎ＝　（主局で特定サンプリング番号を受信したときの
主局のサンプリング番号）−（Ｔｄ−ＴＭ） （２）式のようにして主局のサンプリング番号をＮだけ
ずらすことにより、主局と従局のサンプリング番号は一
致できる。

なお、上記実施例では、計測する時間は特定サンプリン
グ番号のデータ受信の直前のサンプリングタイミングか
ら特定サンプリング番号のデータ受信までの時間と説明
したが、特定サンプリング番号のデータ受信からその直
後のサンプリングタイミングまでの時間であってもよい
。

また、上記実施例では、主局に於いてサンプリングタイ
ミング及びサンプリング番号を制御するようにしたが、
従局に於いて同様の演算・制御を実施することにより、
上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、保護ｍ型装置の場合について説
明したが、距離がある地点間で、同時刻性の必要な、例
えば地震計・標準時計等であってもよく上記実施例と同
様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、主局および従局にお
いて特定サンプリング番号のデータを受信時間を互いに
計測しサンプリングタイミングの１回の制御による一致
とサンプリング番号を一致させるように制御したので、
サンプリングタイミングを一致させることを瞬時に行な
うことができ、また時間計測を短時間で行え時間データ
のビット数も少なくてすむ等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるサンプリング信号同
期方式を示す原理図、第２図はこの発明の一実施例によ
る電流差動継電装はのシステム構成図、第３図は従来の
サンプリング信号同期方式を示すノボ理図である。 図において、Ｓｌ、Ｓ、は特定サンプリングナン特許出
願人　　三菱電機株式会社 ニー Ｔｄ　二ｌ、云送ｉ　ｇ　’ｒ　Ｆ＋ｍジ４ンっ 第３図（ｏ） 第３図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向する伝送路の両端にサンプリングデータを送受信す
   る第１及び第２の装置を設け、一定周期で繰返えすサン
   プリング番号を付加した同一サンプリングの伝送フォー
   マットデータを送受信するサンプリング信号同期方式に
   おいて、前記第１の装置におけるサンプリングタイミン
   グから特定サンプリング番号を受信するまでの計測時間
   、又は特定サンプリング番号の受信からサンプリングタ
   イミングまでの計測時間及び前記第２の装置におけるサ
   ンプリングタイミングから特定サンプリング番号を受信
   するまでの計測時間又は特定サンプリング番号の受信か
   らサンプリングタイミングまでの計測時間とを時間比較
   し、その比較した時間差を零にするように前記の装置ま
   たは第２の装置のサンプリングタイミングを一回の操作
   で瞬時に制御する差動演算手段を備え、前記第１の装置
   によって特定サンプリング番号を受信した時、伝送フォ
   ーマットにフラグを乗せて送信する一方、前記第２の装
   置によって特定サンプリング番号を受信した時、その伝
   送フォーマットにフラグを乗せて送信することにより前
   記第１または第２の装置で第１の装置と第２の装置のサ
   ンプリング番号を一致させるサンプリング同期制御手段
   とを備え、前記第１の装置と第２の装置のサンプリング
   動作を同一時刻に行わせるようにしたことを特徴とする
   サンプリング信号同期方式。