CN101494375B - Pcm电流差动保护中继器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种PCM电流差动保护中继器，其配备的机构即使由于中继器侧不能识别的切换而使进行双工传输线路切换的传输延迟时间急剧变化的情况下，也探测到此情况并控制成无误动。重新设定处理部(20)根据判断电流变化检测部(17)示出本端电流数据无变化且差额电流检测部(19)检测出超过调整值的差额电流且相位差检测部(18)判定当前时间点的本端电流数据至1周期前的本端电流数据存在取时间同步的本端电流数据的失步这3个条件成立，将动作指令供给同步处理部(14)和比率差分运算部(15)。同步处理部(14)接收动作指令，重新设定本端电流数据的时间同步，并且比率差分运算部(15)中止其运算处理，在取得准确同步的本端电流数据前的期间内，存储并输出紧接其前的运算结果。

Description

PCM电流差动保护中继器

技术领域

本发明涉及使用存在于两端的PCM(Pulse Code Modulation：脉码调制)信号传输线路来实施电力系统保护区的输电线保护的PCM电流差动保护中继器。

背景技术

电力系统的输电线保护中，在保护区的各端(变电站等电站)配置PCM电流差动保护中继器。各PCM电流差动保护中继器，按一定周期对本端输电线进行取样，并使用PCM信号传输线路，与对端之间相互传送得到的本端数据，取得对端的数据，执行使用本端和对端的各数据的比率差分运算，从而判断保护区内有没有故障。然后，各PCM电流差动保护中继器在检测出保护区内的输电线故障时，使本端侧的断路器跳闸，将该保护区的输电线从电力系统断开，从而保护保护区内的输电线。

可是，连接两端的PCM电流差动保护中继器的PCM信号传输线路中，由于不可避免产生传输差错，因此作为提高输电线防护可靠性的手段，例如专利文献1中提出的PCM信号传输线路切换方式，设置2个系统的PCM传输线路，在PCM电流差动保护中继器检测出接收信号的干扰并将传输线路切换到正常侧时，不仅切换检测出干扰的本端，而且对发送的对端送去切换指令，使对端也切换，从而两端选择同一路径的传输线路。

又，专利文献2提出设置2个系统的上述PCM信号传输线路进行切换的方式。此专利文献2中，考虑仅运用一路径的情况。具体而言，当作仅运用一路径的期间不可避免可靠性降低，使2个系统各自的传输线路包含主传输线路和副传输线路。同时，在接收侧设置电路进行校正调整，以免主传输线路和副传输线路中的传播延迟时间、时钟相位、帧相位产生差异，从而延迟时间、时钟相位不变地实现传输线路切换。

专利文献1：日本国特开平5-236635号公报，(段落0017、0019)

专利文献2：日本国特开平5-103415号公报，(图1，段落0012)

然而，已有的PCM信号传输线路切换方式中，构成PCM电流差动保护中继器内置传输线路切换电路，导致PCM电流差动保护中继器成本升高。

因此，为了谋求降低成本，考虑一种方法，其中通过传输线路切换电路将保护区各端的PCM电流差动保护中继器连接到配置在邻近处对电站间的一般通信也进行处理的2个通信多路复用器，以这种组成实现连接在两端PCM电流差动保护中继器之间的PCM信号传输线路的切换方式。再者，此组成中，2个通信多路复用器控制传输线路切换电路。

此组成的情况下，2条传输线路的一条切换到另一条的原因是PCM电流差动保护中继器用的通信通道发生传输异常时，PCM电流差动保护中继器能探测到该传输异常，因此可事先作预想传输线路切换造成的传输线路延迟时间的相应处理。然而，2条传输线路的一条切换到另一条的原因是PCM电流差动保护中继器用的通信通道以外的通信通道发生传输异常时，PCM电流差动保护中继器不能识别该传输异常，因此不可能事先应对传输线路切换。这就是说，PCM电流差动保护中继器存在有时因不能预测地突然发生的传输延迟时间变化而两端间的电流数据时间失步的问题。

PCM电流差动保护中继器中，通常以几个周期1次的频度重复进行两端间电流数据的时间同步判断，因此由于未识别所述电流数据的时间失步而在最坏为几十毫秒(ms)的期间连续作输电线保护。此情况下，根据负载电流大小和传输延迟时间急剧变化程度，存在比率差分运算结果错误示出保护区异常并进行非所需动作的可能性，输电线防护可靠性可能受损。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到一种PCM电流差动保护中继器，其中即使由于中继器侧不能识别的切换原因而进行双工传输线路切换的情况下，也探测到此情况，并控制成无误动。

发明内容

为了达到上述目的，本发明的PCM电流差动保护中继器，配备：配置在保护区的各端并按一定周期对本端的传输线电流进行取样，以产生本端电流数据的电流数据产生部；将所述本端电流数据加载到规定的传输帧，发送到双工传输线路的一方或另一方的发送处理部；使所述电流数据产生部产生的本端电流数据与从所述传输线路接收的对端电流数据以时间同步方式输出的同步处理部；以及使用所述对端电流数据和所述同步处理部进行时间同步处理后的本端电流数据，实施比率差分运算，并判断保护区内的传输线是否有故障的比率差分运算部，其中，配备控制信号产生部，该控制信号产生部探测所述双工传输线路进行切换时产生的传输延迟时间变化造成的时间失步，产生在所述同步处理部完成已同步切换传输线路上的时间同步处理前的期间控制所述同步处理部和所述比率差分运算部双方或所述比率差分运算部的信号。

根据本发明，其取得的效果是能实现一种PCM电流差动保护中继器，即使由于中继器侧不能识别的切换原因而进行双工传输线路切换的情况下，也探测到此情况，并控制成无误动，而且能在高可靠性下实施使用双工传输线路的保护区的输电线保护。

附图说明

图1是说明本发明采用的PCM电流差动保护中继器之间的传输线路组成的系统图。

图2是说明图1所示传输线路组成中在传输线路切换前收发的电流数据与传输延迟时间的关系的图。

图3是说明图1所示传输线路组成中在传输线路切换后收发的电流数据与传输延迟时间的关系的图。

图4是示出本发明实施方式1的配备控制信号产生部(其1)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。

图5是示出本发明实施方式2的配备控制信号产生部(其2)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。

图6是示出本发明实施方式3的配备控制信号产生部(其3)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。

图7是示出切换前后的对端电流与差额电流的关系的矢量图。

图8是说明图6所示有效值比运算部的动作的图。

图9是示出本发明实施方式4的配备传输线路切换时的控制机构(其4)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。

图10是示出本发明实施方式5的配备控制信号产生部(其5)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。

图11是示出本发明实施方式6的配备控制信号产生部(其6)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。

标号说明

1是保护区中一端的输电线，2是变流器(CT)，3a、3b、3c、3d、3e、3f是PCM电流差动保护中继器，5a、5b、5c、5d、5e是控制信号产生部，11是电流数据产生部，12是发送处理部，13是电流数据接收部，14、26是同步处理部，15是比率差分运算部，16是输出处理部，17是电流变化检测部，18是相位差检测部，19是差额电流检测部，20、22、25是重新设定处理部，21是有效值比运算部，22a是逻辑积电路，22b是零差电流选择部，24是有效值变化检测部，27是调整值存储器，30、35是PCM电流差动保护中继器(PCM中继器)，31、36是切换电路，32、37是形成一多路复用传输线路的通信多路复用器(MUX)，33、38是形成另一多路复用传输线路的通信多路复用器(MUX)，A、B是作为保护区的的两端的电站。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的PCM电流差动保护中继器的较佳实施方式。

首先，为了便于理解本发明，参照图1～图3说明本发明中采用的PCM电流差动保护中继器之间的传输线路组成、以及在保护区的两端之间收发的电流数据的时间同步处理。

图1是说明用于本发明的PCM电流差动保护中继器之间的传输线路组成的系统图。如图1所示，将电站A和电站B之间当作保护区的情况下，电站A中配置PCM电流差动保护中继器(PCM中继器)30，电站B中配置PCM电流差动保护中继器(PCM中继器)35。

然后，对配置在电站A的PCM中继器30，设置切换电路31。此切换电路31上连接配置在该电站A并用于与电站B之间的通信的2个通信多路复用器(MUX)32、33。MUX32、33进行切换电路31的控制。

同样，对配置在电站B的PCM中继器35，设置切换电路36。此切换电路36上连接配置在该电站B并用于与电站A之间的通信的2个通信多路复用器(MUX)37、38。MUX37、38进行切换电路36的控制。

即，配置在电站A的PCM中继器30与配置在电站B的PCM中继器35之间，用连接MUX32与MUX37的多路复用传输线路和连接MUX33与MUX38的多路复用传输线路加以双工化。

此组成中，由1条线路构成PCM中继器与切换电路之间的传输线路，但由双工传输线路构成MUX之间的传输线路。将PCM中继器与MUX配置在同一电站，所以其传输线路长度短，极少发生引起传输差错的干扰。反之，MUX之间的传输线路横跨电站之间，因此是例如大于等于几十公里(Km)的长距离传输线路，可以说发生引起传输差错的干扰的可能性大。

而且，MUX32、37之间和MUX33、38之间的各多路复用传输线路分别是另行独立的传输线路，各多路复用传输线路的传输延迟时间的情况几乎都不同。即，若MUX32、37之间的多路复用传输线路的传输延迟时间为t1，且MUX33、38之间的多路复用传输线的传输延迟时间为t2，则它们之间存在t1≠t2的关系。

因而，例如使用MUX32、37之间的多路复用传输线路进行运转时，探测到MUX32、37的一方或双方发生传输差错，并切换到MUX33、38之间的多路复用传输线路，则PCM中继器30、35中，传输延迟时间急剧变化。PCM中继器30、35存在不能事先探测到传输传输线路切换的情况，所以有时产生电流数据时间失步。参照图2和图3作具体说明。

图2是说明图1所示传输线路组成中在传输线路切换前收发的电流数据与传输延迟时间的关系的图。图3是说明图1所示传输线路组成中在传输线路切换后收发的电流数据与传输延迟时间的关系的图。

图2、图3中，左侧纵向排列的对端发送电流数据I1(t)～I1(t-11)，是配置在一电站的PCM中继器(后文记为“一PCM中继器”)中按一定间隔取样的电流，右侧纵向排列的对端发送电流数据I2(t)～I2(t-11)，是配置在另一电站的PCM中继器(后文记为“另一PCM中继器”)中按一定间隔取样的电流，分别在相同的时刻取样。

而且，图2、图3示出的状况为：另一PCM中继器取本端时间同步时，将作为对端的一PCM中继器发送的电流数据(对端发送电流数据)在经历传输延迟时间t1、t2后当作接收电流I1’(t)～I1’(t-8)接收，所以在另一PCM中继器从本端的电流数据中选择对从一PCM中继器取得的电流数据(接收电流数据)取时间同步的电流数据。

使用MUX32、37之间的多路复用传输线路进行运转且不产生传输线路切换时，如图2所示，另一PCM中继器中，将本端电流数据I2(t-3)选择为经历传输延迟时间t1后的与来自一PCM中继器的接收电流数据I1’(t)取时间同步的电流数据。

此状态下，将传输线路切换到MUX33、38之间的多路复用传输线路时，如图3所示，另一PCM中继器中，在经历MUX33、38之间的多路复用传输线路的传输延迟时间t2后，接收来自一PCM中继器的接收电流数据I1’(t)。因而，另一PCM中继器中，应选择为本端的时间同步数据的电流数据实际上是电流数据I2(t-6)。以上情况在一PCM中继器中进行与另一PCM中继器时间同步时也相同。

然而，PCM中继器30、35中，通常以补偿传输线路延迟时间的方式按大于等于几十毫秒的一定时间间隔，实施使本端电流数据与接收到的对端电流数据同步的处理，因此如上文所述，不能即使对端电流数据延迟时间急剧变化也立即跟踪该传输延迟时间的急剧变化。

因此，按上述例子而言，另一PCM中继器在完成时间同步处理前的大于等于几十毫秒的期间内，设定在切换前的电流数据I2(t-3)，因此处于切换前的错误时间同步状态。于是，进行基于此状态的比率差分运算，结果可能因产生出错的差额电流而误动。此情况下，即使切换传输线路，两端的PCM中继器30、35也由于取样定时不变，因切换而产生的时间失步的时间长度相当于传输帧的整数倍的时间宽度。再者，1传输帧的时间宽度是相当于1取样间隔或其整数倍(即1周期以内)的时间。

所以，本发明在图1所示的传输线路组成中，两端的PCM中继器30、35做成配备控制信号产生部，其中在通信多路复用器32、33、37、38由于中继器侧不能识别的原因而进行双工传输线路切换，从而传输延迟时间产生急剧变化的情况下，识别该情况，并产生信号，对该该传输延迟时间急剧变化进行控制，以免误动。此控制信号产生部能以各种方式构成，所以将其作为实施方式个别说明。

实施方式1

图4是示出本发明实施方式1的配备控制信号产生部(其1)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。

图4中，保护区的输电线1的相应端中装备取出输电线1的电流的变流器(CT)2和用于将输电线从系统断开的断流器(未图示)。

而且，分别配置在保护区两端的PCM充电电流保护中继器3a，配备电流数据产生部11、发送处理部12、电流数据接收处理部13、同步处理部14、比率差分运算部15、以及输出处理部16；此外，作为控制信号产生部5a，还配备电流变化检测部17、作为有无同步确认部的相位差检测部18、差额电流检测部19、以及重新设定处理部20。

电流产生部11在两端间同步化的取样间隔下，进行取样并产生本端电流数据。

发送处理部12将电流数据产生部11产生的1取样间隔中的电流数据或以该取样间隔的整数倍进行同步的电流数据变换成PCM信号，将其加载到1传输帧，往配置在本端的通信多路复用器发送。再者，为了便于理解，当作1取样间隔＝1传输帧的组成，即当作每取样间隔传送电流数据的组成，进行说明。

电流数据接收处理部13，将从配置在本端的通信多路复用器接收的对端中继器发送的PCM信号变换成适当的电流数据。

同步处理部14，在未从重新设定处理部20输入“动作指令”的情况下，测量电流数据接收处理部13作接收处理后的对端电流数据的延迟时间，使电流数据产生部11产生的本端电流数据的序列号(帧号)仅延迟该延迟时间份额，并设定用于时间同步的帧号(同步帧)，从而进行与对端电流数据时间同步的本端电流数据的处理，并将该时间同步处理后的本端电流数据和对端电流数据一起输出。

比率差分运算部15，在未从重新设定处理部20输入“动作指令”的情况下，使用从同步处理部14输入的对端电流数据和与该数据取时间同步的本端电流数据实施比率差分运算，进行输电线1的故障判断。将其判断结果从输出处理部16当作中继器输出供给输电线1装备的未图示的断流器。

然后，控制信号产生部5a进行如下的处理动作。电流变化检测部17检测出电流数据产生部11产生的本端电流数据有没有变化，将其检测结果输出到重新设定处理部20。

相位差检测部18，利用检测出同步处理部14取时间同步后的本端电流数据与对端电流数据之间的相位差，确认同步处理部14作时间同步处理后的本端电流数据的当前时间点至1周期前是否存在与对端电流数据时间同步的本端电流数据。然后，相位差检测部18在相位差相当于传输帧的整数倍时，即本端电流数据的当前时刻至1周期前存在与对端电流数据取时间同步的本端电流数据的情况下，判断为双工传输线路切换造成的传输线路延迟时间急剧变化的时间失步，并将该时间失步的判断信号输出到重新设定处理部20。

差额电流检测部19，从同步处理部14取时间同步的本端和对端的各电流数据运算差额电流，运算后得到的电流大于等于某调整值时，将检测信号输出到重新设定处理部20。检测信号的结束期是运算后得到的差额电流小于等于某调整值的时期。

重新设定处理部20，配备逻辑积电路以构成主体，在电流变化检测部17未检测出本端的电流变化，相位检测部18检测出传输帧的整数倍的相位差并且差额电流检测部19检测出超过调整值的差额电流这3个条件成立的情况下，作发生传输线路切换造成的时间失步的判断，对同步处理部14和比率差分运算部15输出所述“动作指令”。

重新设定处理部20供给同步处理部14的“动作指令”中，重要的是3条件成立的时期的启动期。因而，重新设定处理部20输出的“动作指令”是示出3条件成立时期的短脉冲宽度的启动指示用脉冲信号。

即，同步处理部14对来自重新设定处理部20的“动作指令”作出响应，也就是对3条件成立时的启动期作出响应，启动将先前取时间同步的本端电流数据的帧号移位并查找新取同步的帧号的时间同步处理，进行帧号的重新设定。再者，作为重新设定处理部20输出的短脉冲宽度启动指示用脉冲信号的脉冲宽度，取此帧号重新设定需要的时间宽度。

又，比率差分运算部15从重新设定处理部20接收“动作指令”时，也就是接收3条件成立时的启动期的通知时，中止差分运算处理，存储紧接其前的运算结果并加以输出，并且在来自重新设定处理部20的“动作指令”指示结束期前的期间内，继续进行此动作。

同步处理部14中的重新设定完成时，切换的传输线路中成为取时间同步的状态，所以对比率差分运算部15输入准确取时间同步的本端电流数据和对端电流数据。

然后，重新设定处理部20中，在所述3条件不成立时，对比率差分运算部15输出指示结束期的“动作指令”。比率差分运算部15在来自重新设定处理部20的“动作指令”指示结束期时，使用准确取同步的本端电流数据重新启动新的比率差分运算。

综上所述，此实施方式1中，在本端检测出的电流数据不产生变化的情况、发生超过调整值的差额电流的情况和其原因是进行双工传输线路的切换而产生的传输延迟时间急剧变化的情况下，着眼于仅对端电流数据产生相位急剧变化并且形成这时的本端电流数据与对端电流数据的相位差相当于传输帧的整数倍的大电角这两方面。即，因该3条件成立而识别进行传输线路切换，重新设定取本端电流数据时间同步的帧号，并在完成重新设定前的期间内中止比率差分运算处理，存储紧接其前的运算结果并加以输出，从而防止完成重新设定前的期间内的误动。而且，重新设定后，实施使用准确进行时间同步的本端电流数据的比率差分运算，继续作输电线防护。由此，能实现即使由于不能事先识别双工传输线路切换的原因而进行双工传输线路切换也不产生误动的高可靠性PCM电流差动保护中继器。

实施方式2

图5是示出本发明实施方式2的配备控制信号产生部(其2)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。再者，图5中，对与图4(实施方式1)所示组成单元相同或相当的组成单元标注相同的符号。这里，以涉及此实施方式2的部分为中心进行说明。

如图5所示，此实施方式2的PCM电流差动保护中继器3b在图4(实施方式1)所示组成中，设置控制信号产生部5b，以代替控制信号产生部5a。控制信号产生部5b中，将至相位差检测部18的本端电流数据从时间同步处理后的本端电流数据更改为时间同步前的本端电流数据。这是因为时间同步前和时间同步后，本端电流数据等同地具有相当于传输帧的整数倍的相位差。

即，尽管相位差检测部18检测出对端电流数据与同步前的本端电流数据的相位差是否相当于传输帧的整数倍的相位差，也得到与实施方式1相同的作用、效果。

实施方式3

图6是示出本发明实施方式3的配备控制信号产生部(其2)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。再者，图6中，对与图4(实施方式1)所示组成单元相同或相当的组成单元标注相同的符号。这里，以涉及此实施方式3的部分为中心进行说明。

如图6所示，此实施方式3的PCM电流差动保护中继器3c在图4(实施方式1)所示组成中，设置控制信号产生部5c，以代替控制信号产生部5a。控制信号产生部5c设置有效值比运算部21，以代替相位差检测部18。

有效值比运算部21分别运算差额电流检测部19检测出的超过调整值的差额电流的有效值和流出同步处理部14的对端电流数据的有效值，在两个有效值之比为相当于传输帧的整数倍的值时，判断为双工传输线路切换造成的传输线路延迟时间急剧变化所引起的时间失步，将该时间失步的判断信号输出到重新设定处理部20。

发生传输延迟时间急剧变化造成的差额电流的原因是由于接收的对端电流数据的相位急剧变化，因此通过判断发生差额电流前后的对端电流数据的相位差是否相当于传输帧的整数倍的相位差，也能判定双工传输线路切换造成的传输延迟时间急剧变化所引起的时间失步。这是与权利要求5对应的事项。

此情况下，图7是示出切换前后的对端电流与差额电流的关系的矢量图。如图7所示，发生超过调整值的差额电流c前(即传输线路切换前的对端电流a)和发生超过调整值的差额电流c后(即传输线路切换后的对端电流b)仅存在相位变化量θ，振幅相同，无变化。因而，能利用发生的差额电流c的有效值与对端电流a(b)的有效值之比测量相当于传输帧的整数倍的相位差θ。这是与权利要求6对应的事项。

即，若差额电流的有效值为Id，并且对端电流的有效值为I，则相位变化量θ小于等于180度时，能表为式(1)，所以能按式(2)算出相位变化率θ。若相当于1传输帧的电角为φ，则有效值比运算部21中的检测条件是：式(2)中求出的相位变化量θ为电角φ的整数倍。

Id/(2·I)＝sin(θ/2)……(1)

θ＝2·sin^-1{Id/(2·I)}……(2)

图8是说明图6所示有效值比运算部的动作的图。图8中，示出φ＝30度的情况，但有效值比运算部21中，如图8所示，将有效值比Id/I的各值用于式(2)，算出相位变化量θ，在该θ为电角φ的整数倍时，输出所述判断信号。

这样，实施方式3中，仅在判明双工传输线路之间的传输延迟时间差为电角上小于等于180度时，得到与实施方式1相同的作用、效果，但能将倍数θ/φ置换成有效值比Id/I的关系，所以可不直接作相位运算，具有处理简单的优点。

实施方式4

图9是示出本发明实施方式4的配备控制信号产生部(其4)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。再者，图9中，对与图4(实施方式1)所示组成单元相同或相当的组成单元标注相同的符号。这里，以涉及此实施方式4的部分为中心进行说明。

如图9所示，此实施方式4的PCM电流差动保护中继器3d在图4(实施方式1)所示组成中，设置控制信号产生部5d，以代替控制信号产生部5a。控制信号产生部5d中，设置重新设定处理部22，以代替相位差检测部18和重新设定检测部20。重新设定处理部22配备逻辑积电路22a和零差电流选择部22b。

逻辑积电路22a，在电流变化检测部17未检测出本端电流数据的变化时差额电流检测部19检测出超过调整值的差额电流的情况下，判定发生传输线路切换造成的时间失步的“与”条件成立，将条件成立信号供给零差电流选择部22b。条件成立信号的结束期是输出信号后同步处理部14中常规同步处理的帧号重新设定所需时间之后。

零差电流选择部22b，在从逻辑积电路22a输入条件成立信号时，对比率差分运算部15输出“动作指令”，且同时按例如下面所示的步骤(1)、(2)逐次判断是否可从同步处理部14在1周期间输出的本端电流数据中选择与对端电流数据的差额电流最小的本端电流数据；能选择时，将该能选择的本端电流数据的帧号设定在同步处理部14。

比率差分运算部15从零差电流选择部22输入“动作指令”时，中止运算处理，存储紧接其前的运算结果并加以输出。

同步处理部14用新设定的帧号启动时间同步处理。

比率差分运算部15重新启动使用同步处理部14输出的准确进行时间同步的本端电流数据的运算处理。

参照图2和图3具体说明零差电流选择部22b的处理。传输线路切换前，如图2所示，同步处理部14为将来自对端的接收电流数据I’(t)取与本端电流数据I(t-3)时间同步的状态。此情况下，设电流变化检测部17未检测出本端电流数据变化且差额电流检测部19检测出超过调整值的差额电流。同步处理部14与这些状态无关地继续进行从前的时间同步处理。

(1)判明因双工传输线路切换而传输延迟时间增加时，零差电流选择部22b一面按“I1’(t)+I2(t-3)＝δ0”→“I1’(t)+I2(t-4)＝δ1”→“I1’(t)+I2(t-5)＝δ2”→“I1’(t)+I2(t-6)＝δ3”→“I1’(t)+I2(t-7)＝δ4”将本端电流数据的帧号往过去的帧号侧移位、一面运算来自对端的接收电流数据与本端电流数据的差额电流δ。这样处理，则该差额电流δ逐渐减小，并找到反向增加的点，所以将该拐点的最小差额电流(图3中δ3为最小差额电流)的帧号当作应同步的帧号设定在同步处理部14。

(2)未判明因双工传输线路切换而传输延迟时间增加或减小时，零差电流选择部22b需要确认按“I1’(t)+I2(t-3)＝δ0”→“I1’(t)+I2(t-2)＝δ-1”→“I1’(t)+I2(t-1)＝δ-2”→“I1’(t)+I2(t)＝δ-3”→“I1’(t)+I2(t-4)＝δ1”→“I1’(t)+I2(t-5)＝δ2”→“I1’(t)+I2(t-6)＝δ3”→“I1’(t)+I2(t-7)＝δ4”等那样，从用于切换前的时间同步的帧号推进的帧号，但根据δ值的增加，可省略其后的确认。图3的例子中，在δ-1处进行增加，所以能省略“I1’(t)+I2(t-1)＝δ-2”、“I1’(t)+I2(t)＝δ-3”的处理。

这样，根据实施方式4，除取得与实施方式1相同的作用、效果外，还进行依次确认差额电流最小的本端电流数据的帧号的处理，所以存在处理量变大的缺点，但由于直接测量差额电流，能提高时间同步的精度。

实施方式5

图10是示出本发明实施方式5的配备控制信号产生部(其5)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。再者，图6中，对与图4(实施方式1)所示组成单元相同或相当的组成单元标注相同的符号。这里，以涉及此实施方式5的部分为中心进行说明。

如图10所示，此实施方式5的PCM电流差动保护中继器3e在图4(实施方式1)所示组成中，设置控制信号产生部5e，以代替控制信号产生部5a。控制信号产生部5e设置有效值变化检测部24和重新设定处理部25，以代替相位差检测部18和重新设定处理部20。

有效值变化检测部24检测出同步处理部14输出的对端电流数据的有效值是否存在变化，并将检测结果输出到重新设定处理部25。

重新设定处理部25配备逻辑积电路，在电流变化检测部17未检测出本端电流数据变化时，有效值变化检测部24未检测出对端电流数据有效值变化，但差额电流检测部19检测出超过调整值的差额电流这3条件成立的情况下，判定发生传输线路切换造成的时间失步，将“动作指令”输出到比率差分运算部15。不对同步处理部14输出“动作指令”，这是因为本例中不确认同步处理部14中已时间同步的本端电流数据的帧号，所以不能作实施方式1等中说明的时间同步重新设定。3条件不成立，在本例中为差额电流检测部19检测出小于等于调整值的差额电流的情况。

重新设定处理部25与重新设定处理部20相同，也将输出到比率差分运算部15的“动作指令”当作指示3条件成立的时期的短脉冲宽度的启动指示用脉冲信号输出。再者，将短脉冲宽度的启动指示用脉冲信号的脉冲宽度取为同步处理部14重新设定准确的帧号所需的时间宽度。

比率差分运算部15具有进行下列2种处理的任一种的组成。

(1)比率差分运算部15在以小于等于差额电流检测部19中设定的调整值的差额电流所对应的比率调整值进行运算处理的情况下，从重新设定处理部25输入“动作指令”时，即接收所述3条件成立的时期的启动期的通知时，中止运算处理，存储紧接其前的运算结果并加以输出，在指示来自重新设定处理部25的“动作指令”指示结束期前的期间内，继续继续进行此动作。输入指示结束期的“动作指令”时，同步处理部14进行准确的时间同步处理，所以比率差分运算部15能重新启动运算处理。

(2)比率差分运算部15在以小于等于差额电流检测部19中设定的调整值的差额电流所对应的第1比率调整值进行运算处理的情况下，设定值的大小为不对传输延迟时间不同造成的差额电流作出响应的程度的第2比率调整值，在从重新设定处理部25接收所述3条件成立的时期的启动期的通知时，使运算处理中止，将比率调整值从第1比率调整值改为第2比率调整值，在指示来自重新设定处理部25的“动作指令”指示结束期前的期间内，继续进行此动作。

输入指示结束期的“动作指令”时，又使比率调整值从第2比率调整值返回第1比率调整值，并重新启动运算处理。

这样，实施方式5中，仅在进行双工传输线路切换时，以无故障状态产生差额电流，这时着眼于对端电流数据有效值无变化这点，进行对端电流数据有效值变化检测，以代替对端电流数据与本端电流数据的相位差检测，并在本端电流数据无变化且对端电流数据有效值无变化的状态下，检测出差额电流，则判断为传输线路切换造成的时间失步。于是，不能判定时间同步的本端电流数据的帧号，所以不能重新设定时间同步，但进行的控制仅在该时间同步处理所需的时间，使比率差分运算中止并存储紧接其前的运算结果，或自动加大比率调整值，使传输延迟时间变化造成的差额电流下不进行动作。因而，能用简单的处理防止误动。

实施方式6

图11是示出本发明实施方式6的配备控制信号产生部(其6)的PCM电流差动保护中继器的组成的框图。再者，图11中，对与图4(实施方式1)所示组成单元相同或相当的组成单元标注相同的符号。这里，以涉及此实施方式6的部分为中心进行说明。

如图11所示，此实施方式6的PCM电流差动保护中继器3f在图4(实施方式1)所示组成中，改变符号的同步处理部26配备调整值存储器27。调整值存储器27中预先存储对下面那样计算后得到的时间同步偏移量的调整值。

预先判明运用中的传输延迟时间和切换后的传输延迟时间之差的情况下，设传输延迟时间差为Δt，并且1传输帧的时间为t1，则切换后的时间同步偏移量D如下，并且其后取相同的方式。

0＜Δt≤t1时，D＝0或1

t1＜Δt≤2·t1时，D＝1或2

2·t1＜Δt≤3·t1时，D＝2或3

3·t1＜Δt≤4·t1时，D＝3或4

而且，按传输延迟时间变短的方式进行变化的情况下，偏移量D如下，其后取相同的方式。

-t1＜Δt≤0时，D＝0或-1

-2·t1＜Δt≤-t1时，D＝-1或-2

-3·t1＜Δt≤-2·t1时，D＝2或3

这样，判明双工传输线路切换造成的传输延迟时间变化量时，从传输线路切换的对端电流数据的预测相位变化量，能预测本端电流数据中用于同步的帧号的变化，所以预先准备对其同步帧的偏移量的调整值，则同步处理部26在重新设定同步时，能确认与本端电流数据的帧号变化量一致或不一致，所以能进行精度较高的时间同步处理，可进一步提高输电线防护可靠性。

再者，此实施方式6中示出对实施方式1的应用例，但也能同样用于实施方式2～4。这是不言而喻的。

工业上的实用性

综上所述，本发明的PCM电流差动保护中继器，对高可靠性下实施使用往往由于中继器侧不能识别的切换原因而进行切换的双工传输线路的输电线保护有用。

Claims (9)

1.一种PCM电流差动保护中继器，配备：

配置在保护区的各端并按一定周期对本端的传输线电流进行取样，以产生本端电流数据的电流数据产生部；

将所述本端电流数据加载到规定的传输帧之后再发送到双工传输线路的一侧或另一侧的发送处理部；

使所述电流数据产生部产生的本端电流数据与从所述双工传输线路接收的对端电流数据以时间同步方式输出的同步处理部；以及

使用所述对端电流数据和由所述同步处理部进行时间同步处理后的本端电流数据，实施比率差分运算，并判断保护区内的传输线是否有故障的比率差分运算部，其特征在于，

还配备控制信号产生部，该控制信号产生部探测所述双工传输线路进行切换时产生的传输延迟时间变化造成的时间失步，产生在所述同步处理部完成已切换传输线路上的时间同步处理前的期间控制所述同步处理部和所述比率差分运算部双方或所述比率差分运算部的信号。

2.如权利要求1中所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述控制信号产生部配备：

检测出所述电流数据产生部产生的本端电流数据是否存在变化的电流变化检测部；

检测出所述对端电流数据与由所述同步处理部进行时间同步处理后的本端电流数据的差额电流是否超过调整值的差额电流检测部；

确认在所述同步处理部进行时间同步处理后的本端电流数据的当前时间点至1周期前是否存在进行过时间同步的本端电流数据的有无同步确认部；以及

重新设定处理部，该重新设定处理部在判定所述电流变化检测部检测出本端电流数据无变化且所述差额电流检测部检测出超过调整值的差额电流且所述有无同步确认部能确认存在进行过时间同步的本端电流数据而判断为时间失步时，对所述同步处理部和所述比率差分运算部输出重新设定的动作指令，

所述同步处理部接收所述动作指令，并再次执行所述时间同步处理，所述比率差分运算部接收所述动作指令，中止运算处理，存储紧接其前的运算结果并加以输出，且对该动作指令的结束期作出响应，重新启动所述运算处理。

3.如权利要求2中所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述有无同步确认部是相位差检测部，该相位差检测部利用检测出所述对端电流数据与所述同步处理部进行时间同步处理后的本端电流数据的相位差，进行存在与所述对端电流数据取时间同步的本端电流数据的确认，在检测出的相位差相当于所述传输帧的整数倍时，进行所述时间失步的判断。

4.如权利要求2中所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述有无同步确认部是相位差检测部，该相位差检测部利用检测出所述对端电流数据与由所述电流数据产生部产生的本端电流数据的相位差，进行存在与所述对端电流数据取时间同步的本端电流数据的确认，在检测出的相位差相当于所述传输帧的整数倍时，进行所述时间失步的判断。

5.如权利要求2中所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述有无同步确认部是相位差检测部，所述相位差检测部通过检测相位差来进行存在与所述对端电流数据取时间同步的本端电流数据的确认，所述相位差是指在所述差额电流检测部检测出超过所述调整值的差额电流前后所检测出的对端电流数据的相位差，在检测出的相位差相当于所述传输帧的整数倍时，进行所述时间失步的判断。

6.如权利要求5中所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述相位差检测部利用所述对端电流数据有效值与所述差额电流检测部检测出的差额电流有效值之比测量相位差，在上述相位差相当于所述传输帧的整数倍时，进行所述时间失步的判断。

7.如权利要求1中所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述控制信号产生部配备：

检测出所述电流数据产生部产生的本端电流数据是否存在变化的电流变化检测部；

检测出所述对端电流数据与由所述同步处理部进行时间同步处理后的本端电流数据的差额电流是否超过调整值的差额电流检测部；以及

重新设定处理部，该重新设定处理部在电流变化检测部输出本端电流数据无变化且所述差额电流检测部检测出超过调整值的差额电流时，对所述比率差分运算部输出重新设定动作指令，并将能从所述同步处理部在1周期间输出的本端电流数据中选择的所述对端电流数据的差额电流接近零的本端电流数据的帧号，作为用于时间同步的帧号设定到所述同步处理部，

所述同步处理部按照设定的所述帧号的本端电流数据执行所述时间同步处理，所述比率差分运算部接收所述动作指令，中止运算处理，存储紧接其前的运算结果并加以输出，且对该动作指令的结束期作出响应，重新启动所述运算处理。

8.如权利要求1中所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述控制信号产生部配备：

检测出所述电流数据产生部产生的本端电流数据是否存在变化的电流变化检测部；

检测出所述对端电流数据与由所述同步处理部进行时间同步处理后的本端电流数据的差额电流是否超过调整值的差额电流检测部；

检测出所述对端电流数据有效值是否变化的有效值变化检测部；以及

重新设定处理部，该重新设定处理部在电流变化检测部输出本端电流数据无变化且所述差额电流检测部检测出超过调整值的差额电流且所述有效值变化检测部检测出所述对端电流数据有效值变化时，对所述比率差分运算部输出重新设定动作指令，

所述比率差分运算部接收所述动作指令，中止运算处理，存储紧接其前的运算结果并加以输出，并对所述动作指令的结束期作出响应，重新启动运算处理，或者接收所述动作指令，将比率调整值从第1比率调整值改变为第2比率调整值，所述第1比率调整值在接收到所述动作指令之前使用过，所述第2比率调整值的大小为不对传输延迟时间不同造成的差额电流作出响应的程度，之后，对所述动作指令的结束期作出响应，并从所述第2比率调整值改回所述第1比率调整值，重新启动运算处理。

9.如权利要求2至7中任一项所述的PCM电流差动保护中继器，其特征在于，

所述同步处理部配备预先存放对应于因传输线路切换的传输延迟时间变化而产生的时间失步的调整值的调整值存储器。

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