JP2003066089A - 主後一体形保護継電装置 - Google Patents
主後一体形保護継電装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主後一体形保護継電装置の各子局の消失した
共通クロックＫA が復旧したときに、各子局のサンプリ
ングクロックＳＫを、クロックＫA と内部クロックＫB
のずれによる変動を少なくして、クロックＫBからクロ
ックＫA に戻す。 【解決手段】 各子局１２に、クロックＫAの周波数の
クロックＫBを形成する自走発振器１５と、クロックＫA
の消失時、クロックＳＫをクロックＫAからクロックＫB
に切換えて計測情報のサンプリングを継続する手段と、
クロックＫAの復旧時、クロックＫB の発生間隔を系統
事故の誤検出が生じない一定長だけ長方向又は短方向に
可変し、クロックＳＫを初期補正する手段と、クロック
ＳＫの初期補正後、クロックＫAとクロックＫBの発生タ
イミングのずれが所定範囲内になったときに、クロック
ＫBからクロックＫAに切換えて戻す手段とを備える。
共通クロックＫA が復旧したときに、各子局のサンプリ
ングクロックＳＫを、クロックＫA と内部クロックＫB
のずれによる変動を少なくして、クロックＫBからクロ
ックＫA に戻す。 【解決手段】 各子局１２に、クロックＫAの周波数の
クロックＫBを形成する自走発振器１５と、クロックＫA
の消失時、クロックＳＫをクロックＫAからクロックＫB
に切換えて計測情報のサンプリングを継続する手段と、
クロックＫAの復旧時、クロックＫB の発生間隔を系統
事故の誤検出が生じない一定長だけ長方向又は短方向に
可変し、クロックＳＫを初期補正する手段と、クロック
ＳＫの初期補正後、クロックＫAとクロックＫBの発生タ
イミングのずれが所定範囲内になったときに、クロック
ＫBからクロックＫAに切換えて戻す手段とを備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統で用いら
れるデジタル形の主後一体形保護継電装置に関し、詳し
くは親局で形成されるデータサンプリングの共通クロッ
クが消失，復旧したときの各子局でのサンプリングクロ
ックの処理に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の保護継電装置として、デ
ジタル形の主後一体形ＰＣＭ光電流差動保護継電装置
（以下電流差動保護継電装置という）がある。 【０００３】この電流差動保護継電装置は、図５に示す
ように、電力系統１の変電所等の各電気所に親局２及び
各子局３を設け、各局２，３を局間の往復伝送路４によ
り接続して形成される。 【０００４】なお、図５においては、子局３を＃１，＃
２，＃３の３台とし、＃３の子局３が端末の折返しの子
局を形成する。 【０００５】また、各往復伝送路４は、ＰＣＭ光通信の
下り伝送線４ａ，上り伝送線４ｂからなる。さらに、図
中の５は各局２，３の系統電流計測用の計器用変流器で
ある。 【０００６】ところで、電力系統１の事故（系統事故）
に対する主保護は、親局２の電流差動のデジタルリレー
演算で行われ、その際、親局２がサンプリングした系統
電流と各子局３がサンプリングした系統電流との差か
ら、親局２が系統事故を監視検出する。 【０００７】また、主保護のバックアップ用の後備保護
は、例えば各局２，３の方向距離継電器のデジタルリレ
ー演算により、各局２，３毎に個別に行われ、その際、
各局２，３はそれぞれの系統電流のサンプリングデータ
から系統事故を監視検出する。 【０００８】そして、主保護及び後備保護のデータサン
プリングを、例えば系統基本波の電気角３０°毎に行う
ため、親局２は、系統電源に同期した７２０Hz（系統基
本波周波数６０Hz），又は６００Hz（系統基本波周波数
５０Hz）の共通クロックを形成し、このクロックを、自
局の系統電流のデータサンプリングに用いるとともに、
ＰＣＭ光信号に変換し、下り伝送線４ｂを介して各子局
３に順に伝送する。 【０００９】このとき、親局２及び各子局３において
は、コストダウン等を図るため、通常、図６の子局３の
構成に示すように、主保護の処理と後備保護の処理とが
１つのＣＰＵ基板６で行われ、この場合、クロック線７
及びＡ／Ｄ変換回路８も１系統しか設けられない。 【００１０】なお、図６の９は光／電気の変換回路であ
り、下り伝送線４ａを介して入力された共通クロックの
ＰＣＭ光信号は、電気信号に変換されてクロック線７に
出力される。 【００１１】また、図６の１０，１１はＣＰＵ基板６の
主保護処理部，後備保護処理部であり、Ａ／Ｄ変換回路
８及び両処理部１０，１１は、実際には、ＣＰＵ基板６
のＣＰＵ（図示せず）の演算処理により、ソフトウェア
で形成される。 【００１２】そして、親局２は、自局で形成した共通ク
ロックをサンプリングクロックとし、このクロックに同
期したサンプリング信号により、自局の変流器５の系統
電流計測情報をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、各子局
３は、受信した共通クロック（受信クロック）をサンプ
リングクロックとし、このクロックに同期したサンプリ
ング信号により、それぞれの変流器５の系統電流計測情
報をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。 【００１３】さらに、各子局３は、主保護の処理に基づ
き、それぞれのサンプリングデータを、＃３の折返しの
子局３からの上り伝送線４ｂを介した順送りで親局２に
送る。 【００１４】そして、親局２は、前記の電流差動のデジ
タルリレー演算により、自局のサンプリングデータと、
各子局３のサンプリングデータとの差を演算し、その差
の大小から系統事故を監視検出する。 【００１５】また、親局２及び各子局３は、例えば前記
の方向距離継電器のデジタルリレー演算により、それぞ
れのサンプリングデータの変化から系統事故を個別に監
視検出する。 【００１６】なお、各局２，３は、実際には、前記のサ
ンプリング信号により、系統電圧の計測情報もサンプリ
ングし、そのデータを方向距離継電器のデジタルリレー
演算等に用いる。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】前記従来の電流差動保
護継電器の場合、例えば図５に破線×印で示すように往
復伝送路４の下り伝送線４ａが切れたり、外来ノイズの
影響を受けたりして、各子局３が共通クロックを受信し
なくなり、各子局３の共通クロックが消失すると、各子
局３のデータサンプリングが行えなくなる。 【００１８】なお、例えば図５の＃２の子局３等の途中
の子局３の外部クロックが消失したときは、それ以降の
各子局３も共通クロックを受信することができず、それ
らの子局３のデータサンプリングが全て行えなくなる。 【００１９】そして、系統電流の計測情報等のデータサ
ンプリングが行えなくなると、それらの子局３では、主
保護だけでなく、個別の後備保護も行えなくなり、主保
護が行えなくなったときのバックアップ保護が図られな
い事態が発生する問題点がある。 【００２０】そして、各局２，３間の信号伝送に、ＰＣ
Ｍ光通信の代わりに、電気信号通信を用いる電流差動保
護継電器についても、前記と同様の問題点がある。 【００２１】ところで、これらの問題点を解消するた
め、各子局３により、共通クロックの消失時、７２０Hz
又は６００Hzの内部クロックを発生してサンプリングク
ロックを内部クロックに切換え、系統電流等の計測情報
のサンプリングを内部クロックによって継続し、各子局
３の後備保護を確保することが考えられる。 【００２２】しかし、内部クロックは共通クロックに非
同期であるため、とくに、消失した共通クロックが復旧
したときに、サンプリングクロックを内部クロックから
共通クロックに切換えて戻すと、内部クロックと共通ク
ロックとのタイミングずれに基づき、各子局３のサンプ
リングのタイミング誤差が生じ、この誤差により、主保
護に切換わる前に、各子局３の後備保護の誤動作が発生
する。 【００２３】すなわち、図７の（ａ）に示す共通クロッ
ク（受信クロック）Ｋａが消失し、同図の（ｂ）のサン
プリングクロックＳｋが、同図の（ｃ）の内部クロック
Ｋｂに切換わった後、同図の時刻ｔ1に共通クロックＫ
ａが復旧し、時刻ｔ2にサンプリングクロックＳｋが共
通クロックＫａに切換えられて戻されたとする。 【００２４】このとき、クロックＫａ，Ｋｂが共に系統
基本波に同期した電気角３０°の周波数で発生していて
も、それらの位相のずれに基づき、図７の（ｂ）に示す
ように、時刻ｔ2 前後のサンプリングクロックＳｋの発
生間隔Ｔｘは、電気角０°〜６０°の範囲の適当な間隔
に変動し、６０°のときはサンプリングクロックＳｋが
欠落する。 【００２５】そして、サンプリングクロックＳｋの変動
に基づく系統電流計測情報のサンプリングのタイミング
ずれにより、主保護に切換わる前の後備保護のデジタル
リレー演算の結果が異常変化し、後備保護の誤動作が生
じる。 【００２６】この誤動作を回避するため、消失した共通
クロックＫａが復旧したときに、各子局３の後備保護
を、装置全体の主保護が復帰するまで禁止すると、共通
クロックＫａの復旧から装置全体の主保護が復帰するま
で、いわゆる無保護状態になる。 【００２７】本発明は、この種の主後一体形保護継電装
置において、子局の共通クロック（受信クロック）が消
失したときに、その子局の内部クロックによって計測情
報のサンプリングを継続して子局の後備保護を確保し、
かつ、共通クロックの復旧時、共通クロックと内部クロ
ックのずれの影響なく、サンプリングクロックを共通ク
ロックに戻せるようにして各子局の後備保護の誤動作を
防止し、装置全体の主保護が復帰するまで各子局が、誤
動作なく、後備保護を行えるようにすることを課題とす
る。 【００２８】 【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の主後一体形保護継電装置は、各子局に、
共通クロック（受信クロック）の周波数の内部クロック
を形成する自走発振器と共通クロックの消滅時、サンプ
リングクロックを共通クロックから内部クロックに切換
えて計測情報のサンプリングを継続する手段と、共通ク
ロックの復旧時、内部クロックの発生間隔を系統事故の
誤検出が生じない一定長だけ長方向又は短方向に可変
し、サンプリングクロックを初期補正する手段とサンプ
リングクロックの初期補正後、共通クロックと内部クロ
ックの発生タイミングのずれが所定範囲内になったとき
に、サンプリングクロックを内部クロックから共通クロ
ックに切り換えて戻す手段とを備える。 【００２９】したがって、各子局のサンプリングクロッ
クが、共通クロック（受信クロック）の消失により、そ
れぞれの自走発振器で形成した内部クロックに切換わっ
た後、共通クロックが復旧すると、内部クロックの発生
間隔が一定間隔だけ長方向又は短方向に変化し、サンプ
リングクロックが内部クロックの周波数から少しずれた
周波数に初期補正される。 【００３０】このとき、共通クロックと内部クロックの
周波数に差があると、その差に応じて、両クロックの発
生タイミングのずれの程度が、クロック発生毎に変化す
る。 【００３１】そして、サンプリングクロックの初期補正
後、何度目かの共通クロック，内部クロックが所定範囲
内のタイミングずれでほぼ同時に発生すると、サンプリ
ングクロックが内部クロックから共通クロックに戻され
る。 【００３２】そのため、サンプリングクロックが共通ク
ロックに戻されても、その前後のサンプリングクロック
の変動が少なく、従来のような各子局の後備保護の誤動
作は発生せず、装置全体の主保護が復帰するまで各子局
に誤動作なく後備保護を行わせることができる。 【００３３】 【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１〜図４を参照して説明する。この形態においては、図
５の従来装置と同様の主後一体形ＰＣＭ光電流差動保護
継電装置に適用する。 【００３４】この場合、図１に示すように、図５の各子
局３の代わりに、図２の構成の各子局１２を設けて保護
継電装置が形成される。 【００３５】そして、各子局１２は、そのＣＰＵ基板１
３に、Ａ／Ｄ変換回路８，主保護処理部１０，後備保護
処理部１１の他、クロック線７の途中に挿入されたクロ
ック切換部１４，自走発振器１５及びクロック制御部１
６を有し、これらは、実際には、ＣＰＵのソフトウェア
処理で形成される。 【００３６】また、図６の従来の変換回路９の代わり
に、この変換回路９に、共通クロック（受信クロック）
ＫA の有受信／無受信（消失）を検出する機能を付加し
た光／電気の変換回路１７が設けられる。 【００３７】なお、切換部１４及び制御部１６により、
共通クロックの消滅時、サンプリングクロックＳＫを共
通クロックＫAから発振器１５の内部クロックＫBに切換
えて計測情報のサンプリングを継続する手段が形成され
る。 【００３８】また、変換回路１７の前記検出機能及び制
御部１６により、共通クロックＫAの復旧時、内部クロ
ックＫB の発生間隔を系統事故の誤検出が生じない一定
間隔だけ長方向又は短方向に可変し、サンプリングクロ
ックＳＫを初期補正する手段が形成される。 【００３９】さらに、切換部１４，制御部１６により、
サンプリングクロックＳＫの初期補正後、共通クロック
ＫAと内部クロックＫBの発生タイミングのずれが所定範
囲内になったときに、サンプリングクロックＳＫを内部
クロックＫBから共通クロックＫAに切換えて戻す手段が
形成される。 【００４０】そして、親局２から下り伝送線４ａを介し
て変換回路１７に共通クロックＫAの光信号が送られ、
変換回路１７の有受信／無受信の信号Ｆが有受信レベル
になる通常時は、制御部１６が切換部１４を共通クロッ
クＫAの選択に制御する。 【００４１】このとき、変換回路１７の共通クロックＫ
A が、切換部１４を介して、サンプリングクロックＳＫ
としてＡ／Ｄ変換回路８に伝送され、この変換回路８が
系統電流を共通クロックＫA に同期したサンプリング信
号により、系統基本波の電気角３０°の間隔でサンプリ
ングしてＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換で形成されたサ
ンプリングデータが処理部１０，１１に共有される。 【００４２】つぎに、往復伝送路４の切断等の何らかの
伝送異常が発生し、各子局１２が共通クロックＫAを受
信しなくなり、各子局１２の共通クロックＫAが消失す
ると、変換回路１７の信号Ｆが無受信レベルに反転し、
このレベル反転に基づき、制御部１６が自走発振器１５
を起動する。 【００４３】この起動により、自走発振器１５は設定さ
れた例えば７２０Hz又は６００Hzで発振して直ちに外部
クロックＫAの周波数の内部クロックＫBを発生する。 【００４４】また、制御部１６が切換部１４に切換指令
ＳＷを出力し、切換部１４を内部クロックＫBの選択に
切換える。 【００４５】したがって、外部クロックＫA の消失時
は、サンプリングクロックＳＫが外部クロックＫAから
内部クロックＫBに切換わってＡ／Ｄ変換回路８のデー
タサンプリングが継続される。 【００４６】そして、サンプリングクロックＳＫが内部
クロックＫB に切換わった後、その子局１２が主保護か
ら後備保護に切換わる。 【００４７】つぎに、この後備保護の間に、子局１２が
共通クロックＫA を再び受信し、子局１２の共通クロッ
クＫA が復旧すると、変換回路１７の信号Ｆが有受信レ
ベルに反転し、制御部１６が図３のサンプリングクロッ
ク復旧処理を実行し、そのステップＳ1からステップＳ2
に移行する。 【００４８】そして、サンプリングクロックＳＫの発生
間隔を３°程度ずらしても後備保護の誤動作が生じない
ことから、この形態においては、共通クロックＫA の復
旧時、制御部１６が内部クロックＫB の発生間隔を約３
°長くして３０°から３３°に長方向に可変し、サンプ
リングクロックＳＫを初期補正する。 【００４９】すなわち、ステップＳ2 において、制御部
１６は発振器１５の発振周波数を、７２０Hz（電気角３
０°）から約６６０Hz（電気角３３°）に可変し、サン
プリングクロックＳＫの発生間隔を電気角３３°に初期
補正する。 【００５０】そして、ステップＳ3，Ｓ4のループによ
り、内部クロックＫA （サンプリングクロックＳＫ）の
発生タイミングと共通クロックＫA の発生タイミングと
のずれを検出し、検出したずれが３°未満の所定範囲内
になって内部クロックＫA と共通クロックＫBとがほぼ
同時に発生したか否かを監視する。 【００５１】このとき、共通クロックＫAが電気角３０
°であれば、共通クロックＫAと内部クロックＫB の発
生間隔に３°のずれがあり、このずれに基づき、共通ク
ロックＫAと内部クロックＫBの発生タイミングの差は、
クロックＫA，ＫBを１回発生する毎に３°ずつ長短変化
する。 【００５２】そして、クロックＫA，ＫBを何度か発生す
ると、両クロックＫA，ＫBが所定の誤差範囲内でほぼ同
時に発生するようになる。 【００５３】具体的に説明すると、図４の（ａ）の共通
クロックＫA が消失し、同図の（ｂ）のサンプリングク
ロックＳＫが同図の（ｃ）の内部クロックＫB に切換わ
った後、時刻ｔ１に共通クロックＫAが復旧すると、時
刻ｔ１’に内部クロックＫBの発生間隔が電気角３０°
から電気角３３°に長方向に可変される。 【００５４】そして、クロックＫA，ＫBの発生タイミン
グの差ΔＴは、＋３０°〜−３０°の範囲で、クロック
ＫA，ＫBの発生毎に漸増して漸減することをくり返し、
何度目かのクロックＫA，ＫBの発生時、差ΔＴが設定さ
れた所定範囲内（３°未満）に小さくなり、両クロック
ＫA，ＫBがほぼ同時に発生するようになる。 【００５５】このとき、制御部１６は図３のステップＳ
5 に移行して切換部１４に切換指令ＳＷを出力し、この
指令ＳＷに基づく図４の時刻ｔ２の切換えにより、サン
プリングクロックＳＫが共通クロックＫAに切換えられ
て戻される。 【００５６】そして、この切換えの前後において、図４
からも明らかなように、サンプリングクロックＳＫの変
動はほとんどなく、共通クロックＫA の復旧時、サンプ
リングクロックＳＫの変動に基づくＡ／Ｄ変換回路８で
系統電流計測情報のデータサンプリングのタイミングの
ずれが防止され、後備保護の誤動作が防止される。 【００５７】そのため、サンプリングクロックＳＫが共
通クロックＫA に戻っても、各子局１２の主保護のサン
プリングデータが親局２に収集されて装置全体が主保護
に戻るまでは、各子局１２が後備保護を継続する。 【００５８】したがって、消失した共通クロックＫA の
復旧時、各子局１２が無保護状態にならず、信頼性が極
めて高い電流差動保護継電装置を提供することができ
る。 【００５９】そして、前記形態においては、消失した共
通クロックＫA の復旧時、内部クロックＫB の発生間隔
を電気角で３°長方向にずらしてサンプリングクロック
ＳＫを電気角３０°から電気角３３°に可変したが、共
通クロックＫA の復旧時の内部クロックのＫB の発生間
隔は、後備保護の誤動作が生じない程度に長方向又は短
方向に可変してよく、具体的には、電気角０．１°から
数度の範囲の適当な間隔だけ長方向又は短方向に可変し
てよい。 【００６０】また、前記形態においては、局間でＰＣＭ
光通信を行う主後一体形の電流差動保護継電装置に適用
したが、局間で電気信号通信を行う主後一体形の電流差
動保護継電装置等にも、本発明を同様に適用することが
できる。 【００６１】さらに、主保護，後備保護のいずれか一方
又は両方が前記形態と異なる種々のデジタル形の主後一
体形保護継電装置にも、本発明を同様に適用することが
できるのは勿論である。 【００６２】 【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。各子局１２のサンプリングクロックＳＫが、共通ク
ロック（受信クロック）Ｋ Aの消失により、それぞれの
自走発振器１５で形成した内部クロックＫBに切換わっ
た後、共通クロックＫAが復旧すると、内部クロックＫB
の発生間隔が系統事故の誤検出が生じない一定長だけ長
方向又は短方向に変化し、サンプリングクロックＳＫを
初期設定することができる。 【００６３】このとき、共通クロックＫAと内部クロッ
クＫBの周波数に差があると、その差に応じて、両クロ
ックＫA，ＫBの発生タイミングのずれの程度が、クロッ
ク発生毎に変化する。 【００６４】そして、サンプリングクロックＳＫの初期
補正後、何度目かの共通クロックＫ A，内部クロックＫB
が所定範囲内のタイミングずれでほぼ同時に発生する
と、サンプリングクロックＳＫが内部クロックＫBから
共通クロックＫAに戻される。 【００６５】したがって、サンプリングクロックＳＫが
共通クロックＫA に戻されたときに、その前後のサンプ
リングクロックＳＫの変動が少なく、従来のような各子
局の後備保護の誤動作が発生せず、装置全体の主保護が
復帰するまで各子局１２により後備保護を行わせること
ができ、信頼性が極めて高い主後一体形保護継電装置を
提供することができる。
れるデジタル形の主後一体形保護継電装置に関し、詳し
くは親局で形成されるデータサンプリングの共通クロッ
クが消失，復旧したときの各子局でのサンプリングクロ
ックの処理に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の保護継電装置として、デ
ジタル形の主後一体形ＰＣＭ光電流差動保護継電装置
（以下電流差動保護継電装置という）がある。 【０００３】この電流差動保護継電装置は、図５に示す
ように、電力系統１の変電所等の各電気所に親局２及び
各子局３を設け、各局２，３を局間の往復伝送路４によ
り接続して形成される。 【０００４】なお、図５においては、子局３を＃１，＃
２，＃３の３台とし、＃３の子局３が端末の折返しの子
局を形成する。 【０００５】また、各往復伝送路４は、ＰＣＭ光通信の
下り伝送線４ａ，上り伝送線４ｂからなる。さらに、図
中の５は各局２，３の系統電流計測用の計器用変流器で
ある。 【０００６】ところで、電力系統１の事故（系統事故）
に対する主保護は、親局２の電流差動のデジタルリレー
演算で行われ、その際、親局２がサンプリングした系統
電流と各子局３がサンプリングした系統電流との差か
ら、親局２が系統事故を監視検出する。 【０００７】また、主保護のバックアップ用の後備保護
は、例えば各局２，３の方向距離継電器のデジタルリレ
ー演算により、各局２，３毎に個別に行われ、その際、
各局２，３はそれぞれの系統電流のサンプリングデータ
から系統事故を監視検出する。 【０００８】そして、主保護及び後備保護のデータサン
プリングを、例えば系統基本波の電気角３０°毎に行う
ため、親局２は、系統電源に同期した７２０Hz（系統基
本波周波数６０Hz），又は６００Hz（系統基本波周波数
５０Hz）の共通クロックを形成し、このクロックを、自
局の系統電流のデータサンプリングに用いるとともに、
ＰＣＭ光信号に変換し、下り伝送線４ｂを介して各子局
３に順に伝送する。 【０００９】このとき、親局２及び各子局３において
は、コストダウン等を図るため、通常、図６の子局３の
構成に示すように、主保護の処理と後備保護の処理とが
１つのＣＰＵ基板６で行われ、この場合、クロック線７
及びＡ／Ｄ変換回路８も１系統しか設けられない。 【００１０】なお、図６の９は光／電気の変換回路であ
り、下り伝送線４ａを介して入力された共通クロックの
ＰＣＭ光信号は、電気信号に変換されてクロック線７に
出力される。 【００１１】また、図６の１０，１１はＣＰＵ基板６の
主保護処理部，後備保護処理部であり、Ａ／Ｄ変換回路
８及び両処理部１０，１１は、実際には、ＣＰＵ基板６
のＣＰＵ（図示せず）の演算処理により、ソフトウェア
で形成される。 【００１２】そして、親局２は、自局で形成した共通ク
ロックをサンプリングクロックとし、このクロックに同
期したサンプリング信号により、自局の変流器５の系統
電流計測情報をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、各子局
３は、受信した共通クロック（受信クロック）をサンプ
リングクロックとし、このクロックに同期したサンプリ
ング信号により、それぞれの変流器５の系統電流計測情
報をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。 【００１３】さらに、各子局３は、主保護の処理に基づ
き、それぞれのサンプリングデータを、＃３の折返しの
子局３からの上り伝送線４ｂを介した順送りで親局２に
送る。 【００１４】そして、親局２は、前記の電流差動のデジ
タルリレー演算により、自局のサンプリングデータと、
各子局３のサンプリングデータとの差を演算し、その差
の大小から系統事故を監視検出する。 【００１５】また、親局２及び各子局３は、例えば前記
の方向距離継電器のデジタルリレー演算により、それぞ
れのサンプリングデータの変化から系統事故を個別に監
視検出する。 【００１６】なお、各局２，３は、実際には、前記のサ
ンプリング信号により、系統電圧の計測情報もサンプリ
ングし、そのデータを方向距離継電器のデジタルリレー
演算等に用いる。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】前記従来の電流差動保
護継電器の場合、例えば図５に破線×印で示すように往
復伝送路４の下り伝送線４ａが切れたり、外来ノイズの
影響を受けたりして、各子局３が共通クロックを受信し
なくなり、各子局３の共通クロックが消失すると、各子
局３のデータサンプリングが行えなくなる。 【００１８】なお、例えば図５の＃２の子局３等の途中
の子局３の外部クロックが消失したときは、それ以降の
各子局３も共通クロックを受信することができず、それ
らの子局３のデータサンプリングが全て行えなくなる。 【００１９】そして、系統電流の計測情報等のデータサ
ンプリングが行えなくなると、それらの子局３では、主
保護だけでなく、個別の後備保護も行えなくなり、主保
護が行えなくなったときのバックアップ保護が図られな
い事態が発生する問題点がある。 【００２０】そして、各局２，３間の信号伝送に、ＰＣ
Ｍ光通信の代わりに、電気信号通信を用いる電流差動保
護継電器についても、前記と同様の問題点がある。 【００２１】ところで、これらの問題点を解消するた
め、各子局３により、共通クロックの消失時、７２０Hz
又は６００Hzの内部クロックを発生してサンプリングク
ロックを内部クロックに切換え、系統電流等の計測情報
のサンプリングを内部クロックによって継続し、各子局
３の後備保護を確保することが考えられる。 【００２２】しかし、内部クロックは共通クロックに非
同期であるため、とくに、消失した共通クロックが復旧
したときに、サンプリングクロックを内部クロックから
共通クロックに切換えて戻すと、内部クロックと共通ク
ロックとのタイミングずれに基づき、各子局３のサンプ
リングのタイミング誤差が生じ、この誤差により、主保
護に切換わる前に、各子局３の後備保護の誤動作が発生
する。 【００２３】すなわち、図７の（ａ）に示す共通クロッ
ク（受信クロック）Ｋａが消失し、同図の（ｂ）のサン
プリングクロックＳｋが、同図の（ｃ）の内部クロック
Ｋｂに切換わった後、同図の時刻ｔ1に共通クロックＫ
ａが復旧し、時刻ｔ2にサンプリングクロックＳｋが共
通クロックＫａに切換えられて戻されたとする。 【００２４】このとき、クロックＫａ，Ｋｂが共に系統
基本波に同期した電気角３０°の周波数で発生していて
も、それらの位相のずれに基づき、図７の（ｂ）に示す
ように、時刻ｔ2 前後のサンプリングクロックＳｋの発
生間隔Ｔｘは、電気角０°〜６０°の範囲の適当な間隔
に変動し、６０°のときはサンプリングクロックＳｋが
欠落する。 【００２５】そして、サンプリングクロックＳｋの変動
に基づく系統電流計測情報のサンプリングのタイミング
ずれにより、主保護に切換わる前の後備保護のデジタル
リレー演算の結果が異常変化し、後備保護の誤動作が生
じる。 【００２６】この誤動作を回避するため、消失した共通
クロックＫａが復旧したときに、各子局３の後備保護
を、装置全体の主保護が復帰するまで禁止すると、共通
クロックＫａの復旧から装置全体の主保護が復帰するま
で、いわゆる無保護状態になる。 【００２７】本発明は、この種の主後一体形保護継電装
置において、子局の共通クロック（受信クロック）が消
失したときに、その子局の内部クロックによって計測情
報のサンプリングを継続して子局の後備保護を確保し、
かつ、共通クロックの復旧時、共通クロックと内部クロ
ックのずれの影響なく、サンプリングクロックを共通ク
ロックに戻せるようにして各子局の後備保護の誤動作を
防止し、装置全体の主保護が復帰するまで各子局が、誤
動作なく、後備保護を行えるようにすることを課題とす
る。 【００２８】 【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の主後一体形保護継電装置は、各子局に、
共通クロック（受信クロック）の周波数の内部クロック
を形成する自走発振器と共通クロックの消滅時、サンプ
リングクロックを共通クロックから内部クロックに切換
えて計測情報のサンプリングを継続する手段と、共通ク
ロックの復旧時、内部クロックの発生間隔を系統事故の
誤検出が生じない一定長だけ長方向又は短方向に可変
し、サンプリングクロックを初期補正する手段とサンプ
リングクロックの初期補正後、共通クロックと内部クロ
ックの発生タイミングのずれが所定範囲内になったとき
に、サンプリングクロックを内部クロックから共通クロ
ックに切り換えて戻す手段とを備える。 【００２９】したがって、各子局のサンプリングクロッ
クが、共通クロック（受信クロック）の消失により、そ
れぞれの自走発振器で形成した内部クロックに切換わっ
た後、共通クロックが復旧すると、内部クロックの発生
間隔が一定間隔だけ長方向又は短方向に変化し、サンプ
リングクロックが内部クロックの周波数から少しずれた
周波数に初期補正される。 【００３０】このとき、共通クロックと内部クロックの
周波数に差があると、その差に応じて、両クロックの発
生タイミングのずれの程度が、クロック発生毎に変化す
る。 【００３１】そして、サンプリングクロックの初期補正
後、何度目かの共通クロック，内部クロックが所定範囲
内のタイミングずれでほぼ同時に発生すると、サンプリ
ングクロックが内部クロックから共通クロックに戻され
る。 【００３２】そのため、サンプリングクロックが共通ク
ロックに戻されても、その前後のサンプリングクロック
の変動が少なく、従来のような各子局の後備保護の誤動
作は発生せず、装置全体の主保護が復帰するまで各子局
に誤動作なく後備保護を行わせることができる。 【００３３】 【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１〜図４を参照して説明する。この形態においては、図
５の従来装置と同様の主後一体形ＰＣＭ光電流差動保護
継電装置に適用する。 【００３４】この場合、図１に示すように、図５の各子
局３の代わりに、図２の構成の各子局１２を設けて保護
継電装置が形成される。 【００３５】そして、各子局１２は、そのＣＰＵ基板１
３に、Ａ／Ｄ変換回路８，主保護処理部１０，後備保護
処理部１１の他、クロック線７の途中に挿入されたクロ
ック切換部１４，自走発振器１５及びクロック制御部１
６を有し、これらは、実際には、ＣＰＵのソフトウェア
処理で形成される。 【００３６】また、図６の従来の変換回路９の代わり
に、この変換回路９に、共通クロック（受信クロック）
ＫA の有受信／無受信（消失）を検出する機能を付加し
た光／電気の変換回路１７が設けられる。 【００３７】なお、切換部１４及び制御部１６により、
共通クロックの消滅時、サンプリングクロックＳＫを共
通クロックＫAから発振器１５の内部クロックＫBに切換
えて計測情報のサンプリングを継続する手段が形成され
る。 【００３８】また、変換回路１７の前記検出機能及び制
御部１６により、共通クロックＫAの復旧時、内部クロ
ックＫB の発生間隔を系統事故の誤検出が生じない一定
間隔だけ長方向又は短方向に可変し、サンプリングクロ
ックＳＫを初期補正する手段が形成される。 【００３９】さらに、切換部１４，制御部１６により、
サンプリングクロックＳＫの初期補正後、共通クロック
ＫAと内部クロックＫBの発生タイミングのずれが所定範
囲内になったときに、サンプリングクロックＳＫを内部
クロックＫBから共通クロックＫAに切換えて戻す手段が
形成される。 【００４０】そして、親局２から下り伝送線４ａを介し
て変換回路１７に共通クロックＫAの光信号が送られ、
変換回路１７の有受信／無受信の信号Ｆが有受信レベル
になる通常時は、制御部１６が切換部１４を共通クロッ
クＫAの選択に制御する。 【００４１】このとき、変換回路１７の共通クロックＫ
A が、切換部１４を介して、サンプリングクロックＳＫ
としてＡ／Ｄ変換回路８に伝送され、この変換回路８が
系統電流を共通クロックＫA に同期したサンプリング信
号により、系統基本波の電気角３０°の間隔でサンプリ
ングしてＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換で形成されたサ
ンプリングデータが処理部１０，１１に共有される。 【００４２】つぎに、往復伝送路４の切断等の何らかの
伝送異常が発生し、各子局１２が共通クロックＫAを受
信しなくなり、各子局１２の共通クロックＫAが消失す
ると、変換回路１７の信号Ｆが無受信レベルに反転し、
このレベル反転に基づき、制御部１６が自走発振器１５
を起動する。 【００４３】この起動により、自走発振器１５は設定さ
れた例えば７２０Hz又は６００Hzで発振して直ちに外部
クロックＫAの周波数の内部クロックＫBを発生する。 【００４４】また、制御部１６が切換部１４に切換指令
ＳＷを出力し、切換部１４を内部クロックＫBの選択に
切換える。 【００４５】したがって、外部クロックＫA の消失時
は、サンプリングクロックＳＫが外部クロックＫAから
内部クロックＫBに切換わってＡ／Ｄ変換回路８のデー
タサンプリングが継続される。 【００４６】そして、サンプリングクロックＳＫが内部
クロックＫB に切換わった後、その子局１２が主保護か
ら後備保護に切換わる。 【００４７】つぎに、この後備保護の間に、子局１２が
共通クロックＫA を再び受信し、子局１２の共通クロッ
クＫA が復旧すると、変換回路１７の信号Ｆが有受信レ
ベルに反転し、制御部１６が図３のサンプリングクロッ
ク復旧処理を実行し、そのステップＳ1からステップＳ2
に移行する。 【００４８】そして、サンプリングクロックＳＫの発生
間隔を３°程度ずらしても後備保護の誤動作が生じない
ことから、この形態においては、共通クロックＫA の復
旧時、制御部１６が内部クロックＫB の発生間隔を約３
°長くして３０°から３３°に長方向に可変し、サンプ
リングクロックＳＫを初期補正する。 【００４９】すなわち、ステップＳ2 において、制御部
１６は発振器１５の発振周波数を、７２０Hz（電気角３
０°）から約６６０Hz（電気角３３°）に可変し、サン
プリングクロックＳＫの発生間隔を電気角３３°に初期
補正する。 【００５０】そして、ステップＳ3，Ｓ4のループによ
り、内部クロックＫA （サンプリングクロックＳＫ）の
発生タイミングと共通クロックＫA の発生タイミングと
のずれを検出し、検出したずれが３°未満の所定範囲内
になって内部クロックＫA と共通クロックＫBとがほぼ
同時に発生したか否かを監視する。 【００５１】このとき、共通クロックＫAが電気角３０
°であれば、共通クロックＫAと内部クロックＫB の発
生間隔に３°のずれがあり、このずれに基づき、共通ク
ロックＫAと内部クロックＫBの発生タイミングの差は、
クロックＫA，ＫBを１回発生する毎に３°ずつ長短変化
する。 【００５２】そして、クロックＫA，ＫBを何度か発生す
ると、両クロックＫA，ＫBが所定の誤差範囲内でほぼ同
時に発生するようになる。 【００５３】具体的に説明すると、図４の（ａ）の共通
クロックＫA が消失し、同図の（ｂ）のサンプリングク
ロックＳＫが同図の（ｃ）の内部クロックＫB に切換わ
った後、時刻ｔ１に共通クロックＫAが復旧すると、時
刻ｔ１’に内部クロックＫBの発生間隔が電気角３０°
から電気角３３°に長方向に可変される。 【００５４】そして、クロックＫA，ＫBの発生タイミン
グの差ΔＴは、＋３０°〜−３０°の範囲で、クロック
ＫA，ＫBの発生毎に漸増して漸減することをくり返し、
何度目かのクロックＫA，ＫBの発生時、差ΔＴが設定さ
れた所定範囲内（３°未満）に小さくなり、両クロック
ＫA，ＫBがほぼ同時に発生するようになる。 【００５５】このとき、制御部１６は図３のステップＳ
5 に移行して切換部１４に切換指令ＳＷを出力し、この
指令ＳＷに基づく図４の時刻ｔ２の切換えにより、サン
プリングクロックＳＫが共通クロックＫAに切換えられ
て戻される。 【００５６】そして、この切換えの前後において、図４
からも明らかなように、サンプリングクロックＳＫの変
動はほとんどなく、共通クロックＫA の復旧時、サンプ
リングクロックＳＫの変動に基づくＡ／Ｄ変換回路８で
系統電流計測情報のデータサンプリングのタイミングの
ずれが防止され、後備保護の誤動作が防止される。 【００５７】そのため、サンプリングクロックＳＫが共
通クロックＫA に戻っても、各子局１２の主保護のサン
プリングデータが親局２に収集されて装置全体が主保護
に戻るまでは、各子局１２が後備保護を継続する。 【００５８】したがって、消失した共通クロックＫA の
復旧時、各子局１２が無保護状態にならず、信頼性が極
めて高い電流差動保護継電装置を提供することができ
る。 【００５９】そして、前記形態においては、消失した共
通クロックＫA の復旧時、内部クロックＫB の発生間隔
を電気角で３°長方向にずらしてサンプリングクロック
ＳＫを電気角３０°から電気角３３°に可変したが、共
通クロックＫA の復旧時の内部クロックのＫB の発生間
隔は、後備保護の誤動作が生じない程度に長方向又は短
方向に可変してよく、具体的には、電気角０．１°から
数度の範囲の適当な間隔だけ長方向又は短方向に可変し
てよい。 【００６０】また、前記形態においては、局間でＰＣＭ
光通信を行う主後一体形の電流差動保護継電装置に適用
したが、局間で電気信号通信を行う主後一体形の電流差
動保護継電装置等にも、本発明を同様に適用することが
できる。 【００６１】さらに、主保護，後備保護のいずれか一方
又は両方が前記形態と異なる種々のデジタル形の主後一
体形保護継電装置にも、本発明を同様に適用することが
できるのは勿論である。 【００６２】 【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。各子局１２のサンプリングクロックＳＫが、共通ク
ロック（受信クロック）Ｋ Aの消失により、それぞれの
自走発振器１５で形成した内部クロックＫBに切換わっ
た後、共通クロックＫAが復旧すると、内部クロックＫB
の発生間隔が系統事故の誤検出が生じない一定長だけ長
方向又は短方向に変化し、サンプリングクロックＳＫを
初期設定することができる。 【００６３】このとき、共通クロックＫAと内部クロッ
クＫBの周波数に差があると、その差に応じて、両クロ
ックＫA，ＫBの発生タイミングのずれの程度が、クロッ
ク発生毎に変化する。 【００６４】そして、サンプリングクロックＳＫの初期
補正後、何度目かの共通クロックＫ A，内部クロックＫB
が所定範囲内のタイミングずれでほぼ同時に発生する
と、サンプリングクロックＳＫが内部クロックＫBから
共通クロックＫAに戻される。 【００６５】したがって、サンプリングクロックＳＫが
共通クロックＫA に戻されたときに、その前後のサンプ
リングクロックＳＫの変動が少なく、従来のような各子
局の後備保護の誤動作が発生せず、装置全体の主保護が
復帰するまで各子局１２により後備保護を行わせること
ができ、信頼性が極めて高い主後一体形保護継電装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態のブロック結線図であ
る。 【図２】図１の各子局の詳細なブロック結線図である。 【図３】図２の子局の共通クロック復旧時の動作説明用
のフローチャートである。 【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２の子局の共通
クロック復旧時の共通クロック，サンプリングクロッ
ク，内部クロックのタイミングチャートである。 【図５】従来例のブロック結線図である。 【図６】図５の各子局の詳細なブロック結線図である。 【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図６の子局の共通
クロック復旧時の共通クロック，サンプリングクロッ
ク，内部クロックのタイミングチャートである。 【符号の説明】 １ 電力系統 ２ 親局 ３，１２ 子局 ４ 往復伝送路 ８ Ａ／Ｄ変換回路 １４ クロック切換部 １５ 自走発振器 １６ 制御部 １７ 光／電気の変換回路 ＫA，Ｋａ 共通クロック ＫB，Ｋｂ 内部クロック ＳＫ，Ｓｋ サンプリングクロック
る。 【図２】図１の各子局の詳細なブロック結線図である。 【図３】図２の子局の共通クロック復旧時の動作説明用
のフローチャートである。 【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２の子局の共通
クロック復旧時の共通クロック，サンプリングクロッ
ク，内部クロックのタイミングチャートである。 【図５】従来例のブロック結線図である。 【図６】図５の各子局の詳細なブロック結線図である。 【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図６の子局の共通
クロック復旧時の共通クロック，サンプリングクロッ
ク，内部クロックのタイミングチャートである。 【符号の説明】 １ 電力系統 ２ 親局 ３，１２ 子局 ４ 往復伝送路 ８ Ａ／Ｄ変換回路 １４ クロック切換部 １５ 自走発振器 １６ 制御部 １７ 光／電気の変換回路 ＫA，Ｋａ 共通クロック ＫB，Ｋｂ 内部クロック ＳＫ，Ｓｋ サンプリングクロック
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 系統電源に同期して親局が形成したデー
タサンプリングの共通クロックを、局間の往復伝送路を
介して各子局に順に伝送し、 前記親局及び前記各子局それぞれが、主保護及びバック
アップ用の後備保護に共有される計測情報を前記共通ク
ロックに同期してサンプリングし、 前記主保護により、前記親局が、前記各子局のサンプリ
ングデータを収集し、自局及び前記各子局のサンプリン
グデータから系統事故を監視検出し、 前記後備保護により、前記親局及び前記各子局が、それ
ぞれのサンプリングデータにより個別に系統事故を監視
検出する主後一体形保護継電装置であって、 前記各子局に、 前記共通クロックの周波数の内部クロックを形成する自
走発振器と、 前記共通クロックの消失時、サンプリングクロックを共
通クロックから内部クロックに切換えて前記計測情報の
サンプリングを継続する手段と、 前記共通クロックの復旧時、前記内部クロックの発生間
隔を系統事故の誤検出が生じない一定長だけ長方向又は
短方向に可変し、前記サンプリングクロックを初期補正
する手段と、 前記サンプリングクロックの初期補正後、前記共通クロ
ックと前記内部クロックの発生タイミングのずれが所定
範囲内になったときに、サンプリングクロックを前内部
クロックから前記共通クロックに切換えて戻す手段とを
備えたことを特徴とする主後一体形保護継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257981A JP4069600B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 主後一体形保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257981A JP4069600B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 主後一体形保護継電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003066089A true JP2003066089A (ja) | 2003-03-05 |
| JP4069600B2 JP4069600B2 (ja) | 2008-04-02 |
Family
ID=19085570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001257981A Expired - Lifetime JP4069600B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 主後一体形保護継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4069600B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100342609C (zh) * | 2004-07-07 | 2007-10-10 | 江苏省电力公司苏州供电公司 | 22万伏高压“t”接线路三侧纵联保护装置 |
| CN110784176A (zh) * | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 慧荣科技股份有限公司 | 振荡器装置 |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257981A patent/JP4069600B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100342609C (zh) * | 2004-07-07 | 2007-10-10 | 江苏省电力公司苏州供电公司 | 22万伏高压“t”接线路三侧纵联保护装置 |
| CN110784176A (zh) * | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 慧荣科技股份有限公司 | 振荡器装置 |
| CN110784176B (zh) * | 2018-07-31 | 2023-03-28 | 慧荣科技股份有限公司 | 振荡器装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4069600B2 (ja) | 2008-04-02 |
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