JP2004072905A - ディジタル形保護制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機器内でのデータ送受を効率よく行うことで、保護制御性能を向上させるディジタル形保護制御装置を提供する。
【解決手段】ディジタル形保護制御装置を構成する、センサーユニットと通信手段で結合されたディジタルデータ統合手段、保護制御手段、機器制御装置と通信手段で結合された機器制御装置用通信手段、プロセスバス通信手段の少なくとも一部をパラレル伝送媒体で結合し、かつデータ送受の少なくとも一部をマルチマスター方式により行う。
マルチマスター方式の伝送とすることで、各手段が独立してデータ送受でき、通信の負荷のアンバランスを低減できる。この結果、特定の手段にデータバス処理が偏り、ディジタル形保護制御装置全体としての動作の時間応答性が劣化するおそれを低減できる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変電機器本体の交流電気量を検出し、ディジタル値で出力を行うディジタル形センサユニットと変電機器本体を操作する機器制御装置とを通信手段で結合したディジタル形保護制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の変電所内保護制御システムを図２５に示す。近年の通信およびディジタル技術の発展に伴い、変電所における保護制御システムにおいても、ディジタル演算プロセッサおよび通信手段を適用した装置が、一部に適用されている。
図２５において、一点鎖線の枠で示すＺ１は変電所の制御本館であり、遠方制御所との情報の中継を行う遠方監視制御装置Ｚ２、変電所全体の監視制御を行う集中監視制御装置Ｚ３および送電線等の回線単位に設置される回線制御装置Ｚ５−１〜Ｚ５−ｎがステーションバスＺ７（ＬＡＮ等のシリアル伝送バス）で結合されており、更に各回線制御装置Ｚ５−１〜Ｚ５−ｎには、後述する各変電機器本体Ｚ８−１〜Ｚ８−ｎの保護を行うための保護装置Ｚ６−１〜Ｚ６−ｎが接続される構成となっている。なお、便宜上、遠方監視制御装置２および集中監視制御装置Ｚ３を合わせて単に監視制御装置Ｚ４と呼ぶことにする。
【０００３】
変電機器本体Ｚ８−１〜Ｚ８−ｎと回線制御装置Ｚ５−１〜Ｚ５−ｎおよび保護装置Ｚ６−１〜Ｚ６−ｎとは現場制御装置Ｚ９−１〜Ｚ９−ｎを介して接続される。変電機器本体Ｚ８−１は送電線設備の例であり、電流変成器Ｚ１０、電圧変成器Ｚ１１、遮断器、断路器等の開閉器Ｚ１２、母線Ｚ１３および送電線Ｚ１４から構成されている。
電流変成器Ｚ１０、電圧変成器Ｚ１１、開閉器Ｚ１２および現場制御装置Ｚ９−１は、アナログ技術を適用した装置であり、変電機器本体Ｚ８−１と現場制御装置Ｚ９−１間の接続および現場制御装置Ｚ９−１と回線制御装置Ｚ５−１あるいは保護装置Ｚ６−１間の接続は、情報量に応じた電気ケーブルＺ１５、Ｚ１６が使用されている。
遠方監視制御装置Ｚ２、集中監視制御装置Ｚ３、回線制御装置Ｚ５−１〜Ｚ５−ｎおよび保護装置Ｚ６−１〜Ｚ６−ｎには、ディジタル演算プロセッサを適用したディジタル形装置が適用されており、各装置間の情報伝送には通信手段を適用したステーションバスＺ７を使用しているが、回線制御装置Ｚ５−１と保護装置Ｚ６−１間の接続は、接点によるインターフェース方式が多く、接続媒体としては情報量に応じた電気ケーブルＺ１７が使用される場合が多い。
【０００４】
従来の回線制御装置Ｚ５−１〜Ｚ５−ｎのハードウェアは、電流または電圧の交流電気量を取り込み、アナログ入力のフィルタ処理およびＡ／Ｄ変換する電子回路で直接扱えるレベルの電圧値および電流値へ変成する入力変換器ユニット、接点入力回路を実装する入力ユニット、接点出力を実装する出力ユニット、交流電気量のディジタル変換等の処理を行うアナログ入力ユニット、制御機能の処理を行う演算ユニット、伝送処理を行う通信ユニッおよび各ユニットへ電源を供給する電源ユニットから構成されている。
保護装置Ｚ６−１〜Ｚ６−ｎについても同様にして電流または電圧の交流電気量を取り込み、電子回路で直接扱えるレベルの電圧値および電流値へ変成する入力変換器ユニット、接点入力回路を実装する入力ユニット、接点出力を実装する出力ユニット、交流電気量のディジタル変換等の処理を行うアナログ入力ユニット、保護機能の処理を行う演算ユニット、伝送処理を行う通信ユニットおよび各ユニットへ電源を供給する電源ユニットから構成されている。
また、前記の入力ユニットおよび出力ユニットは必要点数に応じて複数ユニットを実装する方式としている。従って、入出力にかかわるユニットが大半を占める構成となっている。
【０００５】
以上、述べたように、従来の保護制御システムでは、変電機器本体およびこれを保護・制御する保護制御装置間の情報伝送に電気ケーブルを使用したアナログ情報を適用することから、比較的大きな電圧、電流を扱う接点入力回路、接点出力回路が必要となっていた。また、多量の電気ケーブルを処理するスペースが必要であり、専用の独立した筐体へ保護および制御ユニットを収納する必要があるため、装置の設置スペース増大の要因となっていた。
【０００６】
従来システムにおける上記課題を解決するため、図２６に示すシステム構成及びその構成ユニットを変電機器本体に組み込むか又は近傍へ設置する構成を案出した（特許出願：特許願２００１年第０３３８３３号）。
同図において、Ｚ１は変電所等の制御本館を示し、その内部には遠方制御所との情報の中継を行う遠方監視制御装置Ｚ２と変電所全体の監視制御を行う集中監視制御装置Ｚ３から構成される監視制御装置Ｚ４を設置している。
そして、これら遠方監視制御装置Ｚ２および集中監視制御装置Ｚ３はステーションバスＺ７により結合されると共に、後述する変電機器保護制御システムＺ２０−１〜Ｚ２０−ｎ内の保護制御ユニットＺ２３−１と結合するように構成されている。保護制御ユニットＺ２３−１は回線制御ユニットＺ２１−１と保護ユニットＺ２２−１から構成され、より詳細には、回線制御ユニットＺ２１−１と保護ユニットＺ２２−１がそれぞれステーションバスＺ７に接続している。
【０００７】
変電機器保護制御システムＺ２０−１〜Ｚ２０−ｎはそれぞれ変電所内で送電線の回線単位もしくは図示していない母線連絡回線、母線区分回線、もしくは図示していない変圧器回線の１次、２次、３次側などに設置されており、以下述べるような変電機器本体（主回路機器とも言う）、電気量検出器としての計器用変成器およびその他各種要素から構成されている。
【０００８】
変電機器本体の例として、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）の送電線回線を例示している。なお、変電機器保護制御システムの構成は各回線とも類似の構成なので、変電機器保護制御システムＺ２０−１を用いて当該構成を説明し、他のユニットの説明を省略する。
変電機器本体は、母線Ｚ２４、遮断器、断路器、接地開閉器等の開閉器Ｚ２５および送電線Ｚ２６から構成されている。この各変電機器本体に流れる交流電流および印加されている交流電圧は所定の部位に設置された計器用変成器（または電気量検出器と呼ぶ）Ｚ２７により抽出され、この抽出されたアナログ電気量はセンサーユニット（ＳＵ）Ｚ２８に入力されてアナログ／ディジタル変換された後、ディジタルデータとして出力される。
【０００９】
通常、センサーユニットＺ２８は複数台あり、これらから出力された複数のディジタルデータはディジタルデータ統合ユニット（ＭＵ）Ｚ３１で統合され、必要に応じて補正処理等を行い、プロセスバス（ＬＡＮ等のシリアル伝送バス）Ｚ２９に送信され、更に前記回線制御ユニットＺ２１−１および保護ユニットＺ２２−１に取り込まれ、ここで変電機器本体の監視、制御および保護の演算に用いられる。
これら回線制御ユニットＺ２１−１および保護ユニットＺ２２−１あるいは制御本館の集中監視装置Ｚ３から変電機器本体に対する制御指令（いわゆる下り情報）はそれぞれプロセスバスＺ２９を経由して機器制御装置（ＣＭＵ）Ｚ３０で受信され、機器制御装置Ｚ３０によって変電機器本体の監視、制御および開閉器Ｚ２５に対する遮断指令等が出される。
【００１０】
このシステム構成では、従来技術における現場制御装置（図２５の符号Ｚ９−１〜Ｚ９−ｎ）を廃止したので、それに伴い現場制御装置に実装されていた機能を、回線制御ユニットＺ２１−１、センサーユニットＺ２８および統合ユニットＺ２９、さらに機器制御装置Ｚ３０等へ分散させている。
以上のシステムでは、変電機器本体の駆動回路および電流、電圧変成器回路を含め、システムを構成するほとんど全ての回路、装置をディジタル化でき、アナログ技術の場合よりも電気ケーブルを大幅削減した通信手段で結合できる。また、ディジタル化及び通信手段のみで結合できるシステムを小さくでき、変電機器本体に直接組み込むか又は近傍設置することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、保護制御性能の確保を容易にするために、図２６の符号ＺＺで示す部分において前記通信手段２９の一部又は全部をパラレルバス化して、ディジタルデータ統合ユニットＺ３１（或いはセンサユニットＺ２８）、保護制御ユニットＺ２３−１、及び機器制御装置Ｚ３０の通信手段と結合することができる。
変電所内保護制御システムに対し、保護制御性能をさらに向上させていくために、具体的な種々の機能及び処理構成が必要である。
上記に鑑み、本発明は、機器内でのデータ送受を効率よく行うことで、保護制御性能を向上させるディジタル形保護制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するため、本発明に係るディジタル形保護制御装置は、変電機器本体の主回路交流電気量を検知する単一または複数のセンサーユニットからの出力を通信手段により入力しデジタルデータとして統合するディジタルデータ統合手段と、前記ディジタルデータ統合手段から出力されるディジタルデータに基づいて、前記変電機器本体の保護および制御を行う制御信号を出力する保護制御手段と、前記変電機器本体を制御する単一または複数の機器制御装置から出力された機器監視データを前記保護制御手段へ、前記保護制御手段から出力された制御信号を前記機器制御装置へと通信手段により送信する機器制御装置用通信手段と、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記ディジタルデータ統合手段の少なくとも一部と装置外部のプロセスバスとの間でデータを中継するプロセスバス通信手段と、前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間の少なくとも一部を結合するパラレル伝送媒体と、を具備し、前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間の少なくとも一部でのデータ送受をマルチマスター方式により行うことを特徴とする。
【００１３】
ディジタルデータ統合手段、保護制御手段、機器制御装置用通信手段、プロセスバス通信手段の内で特定の手段にデータバス処理（マスター処理）を偏らせると、バス処理負荷が大きくなり、全体機能の時間性能及び時間強調が保てなくなる場合がある。また、この特定の手段の不良で、装置内のデータ送受が損なわれる危険性もある。
マルチマスター方式の伝送とすることで、各手段が独立してデータ送受でき、通信の負荷のアンバランスを低減できる。
マルチマスター方式とは、データバスに接続した２つ以上の手段がある場合、両手段ともバス制御権を獲得でき、バス制御権を獲得した方が通信のマスター（親局）となり、バス制御権を獲得していない通信相手がスレーブ（子局）となる。マスター側はスレーブ側にデータ送受（データのライトアクセス及びリードアクセス）することができるが、スレーブ側からマスター側へはデータ送受（データのライトアクセス及びリードアクセス）することを制限又は禁止する方式である。
なお、保護及び制御のリアルタイム性能が要求されるデータ送受部分（例えば変電機器本体の主回路交流電気量の瞬時値データ送受部分や保護リレーによる事故検出時の開閉器への開閉指令の伝送ライン等）にパラレルバスを適用することで、時間性能を確保できる。ここで、装置内の全手段間をパラレルバスで接続してもよいことは言うまでもない。
【００１４】
（２）ここで、前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間のデータ送受の少なくとも一部を前記マルチマスター方式に換えて、シングルマスター方式で行ってもよい。
シングルマスター方式はバス制御権を固定化する。すなわち、マスターとスレーブの関係が固定化されている伝送方式である。例えば、プロセスバス通信手段、ディジタルデータ統合手段、機器制御装置用通信手段のいずれか１つがマスターとなり、他はすべてスレーブとする。
上記手段間の各データ送受は、マスタが制御し、スレーブ間のデータ送受も一旦、マスターで取り込み、スレーブに送受する通信形態となる。
【００１５】
シングルマスター方式は、バス処理負荷がマスターとなる手段の処理能力上、問題ない限り適用できる。シングルマスター方式を適用することで、時間協調が安定する。また、バス制御を１箇所で行うため、バス調停機能が不要となり、ハードウエアを簡素化できる。さらに、バスの不良モードも単純になるため、バス監視も容易になる。
なお、保護及び制御におけるリアルタイム性能が必要なデータ送受部分（例えば変電機器本体の主回路交流電気量の瞬時値データ送受部分や保護リレーによる事故検出時の開閉器への開閉指令の伝送ライン等）にパラレルバスを適用することで、保護制御の時間性能を確保できる。ディジタルデータ統合手段、保護制御手段、機器制御装置用通信手段、プロセスバス通信手段の全てをパラレルバスで接続してもよいことは言うまでもない。
【００１６】
（３）前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間及び該プロセスバス通信手段内の伝送バスを共通伝送方式のバスとし、該バスにブリッジを備えてもよい。
プロセスバス通信手段内のプロセスデータ送受信バスを共通バス方式とすることで、伝送タイミング等を変換する特殊な回路が不要となりバスブリッジの規模を小さくできる。
【００１７】
ここで、プロセスデータは変電機器本体の主回路交流電気量、制御信号、監視情報等であり、ディジタル形保護制御装置に必要なデータは、この装置の保護区間及び制御・監視区間のプロセスデータのみである。よって、例えば、プロセスバス通信手段内にブリッジを設けると、不要なデータが保護制御手段、ディジタルデータ統合手段及び機器制御装置用通信手段間の伝送バスに流れることを防止でき、装置内のバストラフィック悪化を防止できる。
また、外部のルータ等でプロセスバス上のデータ伝送をブリッジし、ディジタル形保護制御装置に必要な保護区間及び制御・監視区間のプロセスデータ（プロセスバス上を流れるデータ）のみ取りこむ形態と比べて、前述のルータ等の外部機器が不要となり、システム構築のトータルコストの削減につながる。
【００１８】
（４）前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段の少なくとも一部の手段が、データを記憶する記憶部であって、該少なくとも一部の手段間のバス記憶空間に割り付けられた記憶部を備え、かつ該少なくとも一部の手段間のデータ送受を該割り付けに従い該記憶部渡しで行われてもよい。
記憶部を備えた手段間のアプリケーションプログラムソフトは、前記手段間を接続する伝送バスの存在を意識せずに、記憶空間（いわゆるメモリマップ）上でのデータ渡しが可能になる。よって、データ送受に関するアプリケーションプログラムソフトを簡素化できる。
【００１９】
（５）前記センサーユニットに交流電気量のサンプリング検出をさせるためのサンプリング信号の略整数倍の周期の保護リレー演算用基準信号に基づき、前記保護制御手段が保護リレー演算を行ってもよい。
保護制御手段、ディジタルデータ統合手段、機器制御装置等を個別にシリアル伝送媒体であるプロセスバスで結合させた場合、通常、プロセスバスはＬＡＮ形態となり各装置及び各手段の動作は互いに非同期となる。そのため、各装置及び各手段間の協調が難しく、保護及び制御の時間性能を確保（保護リレーや変電機器の状態値への時刻付け及び上位系への情報伝送に関する時間性能等）することに支障を生じる場合もある。
保護制御手段、ディジタルデータ統合手段、プロセスバス通信手段及び機器制御装置用通信手段間の少なくとも一部をパラレルバスで接続している。そのため、パラレルバスで接続した手段間で、データ取り込みと演算タイミングの協調を図ることができる。また、保護演算時間を管理するために必要な基準信号（センサユニットでのサンプリングに同期し、整数倍させた基準信号）を容易に配信し、共用化することが可能である。
【００２０】
ここで、ディジタル形保護制御装置が、前記サンプリング信号を生成するための基準信号に同期する時刻同期用基準信号および保護リレー演算用基準信号を生成する手段をさらに具備し、前記変電機器本体の制御の少なくとも一部は該時刻同期用基準信号に、前記変電機器本体の保護の少なくとも一部は前記保護リレー演算用基準信号にそれぞれ同期して行われてもよい。
同期タイミングの異なる保護機能及び制御機能を適切に動作させることが可能となる。即ち、保護機能に必要な同期用の基準信号及び制御機能に必要な同期用の基準信号を１装置内で配信、共用することが可能となり、保護の時間性能、制御の時間性能を確保して独立して動作できる。このため、例えば、保護機能が万一、不良で機能維持できない場合でも、独立して動作する制御機能を喪失しない。この逆も同様である。
【００２１】
（６）前記保護制御手段が所定の周期で前記制御信号を送信し、前記機器制御装置が前記制御信号を受信したタイミングに基づき前記変電機器本体の監視を行ってもよい。
ディジタル形保護制御装置と機器制御装置が分離している場合でも両者間で同期をとることができる。また、ディジタル形保護制御装置と機器制御装置間で同期信号だけを配信する専用ケーブルを設ける必要がなくなる。
【００２２】
ここで、前記保護制御手段が前記所定の周期で送信される前記制御信号に周期的に識別データを付加し、前記機器制御装置は受信した前記制御信号への識別データの付加の有無に対応してタイミングを生成し、前記タイミングにより前記変電機器本体の制御が行われてもよい。
具体的には、ディジタル形保護制御装置は前記時刻同期に必要な周期よりもオーバサンプリングで前記制御信号を巡回式に伝送し、前記時刻同期に必要な周期毎に前記制御信号に識別データを付加し、前記機器制御装置は前記制御信号の受信タイミングで前記識別データを判別し、変電機器状態イベントの時刻同期をとることができる。
時刻同期よりもオーバサンプリングで巡回式に制御指令を機器制御装置に送信するため、事故検出時、開閉器への高速開閉指令を可能にしつつ、合わせて、機器制御装置に時刻同期をとらせることも可能となる。
【００２３】
（７）前記機器制御装置への制御信号を可動形又は静止形リレー部でＯＮ／ＯＦＦ出力し、前記機器制御装置からのデータ入力を絶縁形入力部でＯＮ／ＯＦＦ入力してもよい。
変電機器の保護制御システムにおいて、前記機器制御装置のインターフェースがディジタル化対応していない場合（従来の機器制御装置）でも、ディジタル形保護制御装置とメタルワイヤ等で接続することで、情報伝送（制御指令含む）することが可能である。
変電所（又は電気所）構内伝送がすべてディジタル化するためには移行期間があり、変電機器の増設やリプレース等でディジタル伝送による通信に置き換わっていく。ディジタル形保護制御装置を従来機器制御装置と接続可能であるため、このような移行時期での適用に有効である。
【００２４】
（８）前記機器制御装置への制御指令を可動形又は静止形リレー部でＯＮ／ＯＦＦ出力し、前記機器制御装置からのデータ入力を絶縁形入力部でＯＮ／ＯＦＦ入力する外部の入出力装置と通信手段で結合し、前記入出力装置を中継して前記機器制御装置とデータ送受してもよい。
従来形機器制御装置とディジタル形保護制御装置の伝送接続を外部入出力装置で中継して接続できる。ディジタル化への移行の過渡期において、機器制御装置が従来形の場合は、本入出力装置で中継接続するシステム構成とし、ディジタル化への移行が完了した時点には、入出力装置を取外すことで、再接続できる。
ここで、ＯＮ／ＯＦＦ入出力はＤＣ１１０Ｖクラスの強電部であるため、サージ耐圧等の関係上、大型にならざるを得ない。入出力装置をディジタル形保護制御装置と分離できるようにしておくことで、ディジタル形保護制御装置の大きさには実質的な影響を与えないようにすることができる。即ち、入出力装置が大型化しても分離しているため、スペースを確保できる場所に設置するという自由度を有する。
【００２５】
（９）ディジタル形保護制御装置の少なくとも一部を光伝送部で構成して、前記光伝送部に送風を行い、所定の条件により送風を制御する送風手段を備え、前記光伝送部への通風路を確保させてもよい。
これにより、電気及び電子部品と比較し、故障率が高い光伝送部品の故障率低減が可能になる。
特に、ディジタル形保護制御装置を変電機器本体又は近傍に装備する場合及び屋外ハイム等に備える場合、又は変電機器から離れた屋内制御室等に設置する場合でも室内温度を調整する空調設備を有していない場合、特に有効である。但し、前述の空調のある室内に設置した場合でも効果があることは言うまでもない。設置環境による相対的な効果の差異があるだけである。
また、例えば、設置環境の周囲温度に応じて、送風を制御するようにすると、送風手段の常時連続運転を避け、送風手段の磨耗劣化を遅らせることができる。さらに、光伝送部に送風による強制空冷が効率的になされるように、送風通風路を確保するため、送風効果を阻害しない。
【００２６】
（１０）前記ディジタル形保護制御装置から前記機器制御装置への制御信号を複数ビットで構成される所定のルールに基づくコマンドとし、前記コマンドを受信した前記機器制御装置にて、前記コマンドのエラーを検出し、制御出力の誤動作又は誤不動作を防止してもよい。
ディジタル形保護制御装置と機器制御装置間を１対１のメタルワイヤで接続した場合、制御指令は複数のＯＮ／ＯＦＦ接点で電気渡しするため、制御指令の数だけ、ＯＮ／ＯＦＦ部及びメタルワイヤが必要となることが考えられる。
これに対して、複数ビットですべての制御指令をコマンドとして表現することで、送信通信路１本で機器制御装置に情報伝送が行える。
ここで、多くの情報を伝送する場合に通信品質を保つことが重要になる。通信媒体の品質に関してはノイズに強いマンチェスタ符号伝送やエラーチェック符号又はシーケンスを設ける等の対策で対処可能である。しかし、エラーチェック符号を生成する前段階で信号品質の不良が発生した場合は、不良信号がそのまま機器制御装置に伝送され、受信側で信号の不良をチェックできず、制御出力の誤動作、誤不動作につながる恐れがある。
これを防止するため、ディジタル形保護制御装置からの制御指令は所定のルールに基づくコマンドとし、末端の受信側である機器制御装置で前記ルールに基づくコマンドであることを確認し、コマンドにエラーがないかを判定する。この一連の処理により、制御指令伝送のデータ品質を保つことができる。
【００２７】
（１１）ディジタル形保護制御装置から機器制御装置への制御信号をプロセスバスを経由して伝送される複数ビットで構成される所定のルールに基づくコマンドとし、前記機器制御装置で前記ディジタル形保護制御装置又はプロセスバス上の通信手段の不良により発生したコマンドのエラーを検出し、制御信号の誤りに起因する誤動作又は誤不動作を防止してもよい。
ディジタル形保護制御装置から機器制御装置への制御指令はプロセスバスを介して伝送され、その間にはルータやＨＵＢ等の通信中継機器も存在できる。
このため、機器制御装置でコマンドのエラーを検出することで、制御指令の送信元から最終末端の受信元（機器制御装置）までの一環した制御指令のデータ品質を保つことが可能となる。
【００２８】
（１２）前記保護制御手段を保護単独の手段又は制御単独の手段として、保護機能と制御機能を装置分離してもよい。
機能を分離することで、保護と制御の独立性が完全に保たれる。この場合、保護装置及び制御装置各々に必要に応じて、プロセスバス通信手段、機器制御装置用通信手段、ディジタルデータ統合手段との伝送を可能とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態の構成）
図１は、本発明に係わるディジタル形保護制御システムの第１の実施形態を示す構成図である。
図１に示すディジタル形保護制御装置１は、ディジタルデータ統合手段１３、保護制御手段１２、機器制御装置用通信手段１４、プロセスバス通信手段１１から構成され、かつディジタルデータ統合手段１３、保護制御手段１２、機器制御装置用通信手段１４、プロセスバス通信手段１１の各手段間の全部をパラレル伝送媒体Ｐ−ＢＵＳで結合し、ディジタルデータ統合手段１３、保護制御手段１２、機器制御装置用通信手段１４、プロセスバス通信手段１１間のディジタルデータ送受、のうちの全部又は一部をマルチマスター方式としている。
【００３０】
ディジタルデータ統合手段１３は、電気所に設置された母線Ｘ１１を有する変電機器本体Ｘ１の主回路交流電気量（ａ１、ａ２：本来、符号ａ１〜ａｎまであるが、図１では説明上、符号ａ１，ａ２の矢印のみ図示。符号ａ１は送電線Ｘ１３設置の電流変成器Ｘ１３ａで抽出した電気量。また、符号ａ２は送電線Ｘ１２設置の電流変成器Ｘ１３ｂで抽出した電気量を例示）を入力してディジタルデータに変換し、出力するセンサーユニット２−１〜−２−ｎに対し、これらのセンサユニットのディジタルデータ出力を１対１伝送路ＳＣ（例えば、１本の通信路でシリアル送受信を行う半２重通信路又は送信及び受信で各々１本の専用線を割り当てる全２重通信路）により入力し、前記ディジタルデータを統合する。
【００３１】
保護制御手段１２は、ディジタルデータ統合手段１３から出力されるディジタルデータを入力して変電機器本体Ｘ１の監視、制御及び保護を行うとともに、上位系の監視制御装置とステーションバスＳ−ＮＥＴを介して通信する。
機器制御装置用通信手段１４は、変電機器本体Ｘ１の制御を行う機器制御装置３−１〜３−ｎから１対１伝送路ＣＣ（例えば、１本の通信路でシリアル送受信を行う半２重通信路又は送信及び受信で各々１本の専用線を割り当てる全２重通信路）により機器監視のディジタルデータｂ１（本来、遮断器Ｘ１４、断路器及び接地開閉器等が複数台あるため、符号ｂ１〜ｂｎまであるが、図１では説明上、符号ｂ１のみ図示）を入力して保護制御手段１２に送信すると共に、保護制御手段１２からの制御信号を中継して機器制御装置３−１〜３−ｎへ１対１伝送路ＣＣにより送信する。
プロセスバス通信手段１１は、保護制御手段１２、機器制御装置用通信手段１４、ディジタルデータ統合手段１３、のうちの全部又は一部と前記電気所構内に敷設したプロセスバスＰ−ＮＥＴとの間で送受するディジタルデータを中継する。
【００３２】
尚、電流変成器Ｘ１３ａ、Ｘ１３ｂは、例えば、電子回路を有するセンサユニットにおいて、扱いやすい弱電信号（アナログ信号）又は光信号として、電気量を変換するために、ロゴスキコイルや光電流変成器を適用する方がセンサユニットの小型化、簡素化に都合がよい。しかし、本実施例がこれらの電流変成器は限定されるものではない。また、例示では電流変成器であるが、電圧変成器であってもよいことは言うまでもない。
【００３３】
次に、ディジタル形保護制御装置１の設置例を示す。
図２は、ＧＩＳの各変電機器本体のレイアウト（配置関係）の一例を示す図である。同図において、ＧＩＳに対するセンサーユニット２−１、２−２、機器制御装置３−１〜３−４、ディジタル形保護制御装置１の配置と、それらとＬＡＮ（イーサネット（登録商標））等のシリアル伝送であるプロセスバスＰ−ＮＥＴ及びステーションバスＳ−ＮＥＴとの接続関係を例示している。
【００３４】
図２において、遮断器（ＣＢ）、断路器（ＤＳ）、接地開閉器（ＥＳ）、母線（ＢＵＳ）等の主回路機器を絶縁ガスと共に収納した金属容器（以下、タンクと称する）ＴＡを、ベースＢ上に設置し、そして前記各タンクＴＡ内の主回路機器の電気量検出部として計器用変成器を設け、アナログ出力信号を信号取り出し部近傍に設けたセンサーユニット２−１，２−２（図２中のＶＴ，ＣＴ部分）より、ディジタルデータに変換するようにしている。
同様に、遮断器（ＣＢ）、断路器（ＤＳ）、接地開閉器（ＥＳ）等開閉器の開閉情報（ＯＮ、ＯＦＦ情報）やガス密度、油圧等も別の機器制御装置３−１〜３−４により、ディジタル処理し易い信号に変換するようにしている。
【００３５】
そして、これらのセンサーユニット２−１，２−２の出力端子は、ディジタル形保護制御装置１内のディジタルデータ統合手段１３に接続されている。このディジタル形保護制御装置１はプロセス制御箱７内に収納されてる。更にディジタル形保護制御装置１は制御本館から延在するステーションバスＳ−ＮＥＴと結合するように構成されている。
【００３６】
ここで、図２では前記プロセス制御箱７を、前記ＧＩＳのタンクＴＡを載置するベースＢ上に一体的に設けているが、前記タンクＴＡ外周部に直接取り付けるようにしてもよい。このように、ＧＩＳのベースＢやタンクＴＡにプロセス制御箱７を設置する形態を示している。
また、プロセス制御箱７を前記ＧＩＳのベースＢから離れた場所、すなわち、従来の制御本館よりも変電機器に近い場所に設置する形態でも良い。いずれにしても従来の制御本館に設置しないため、制御本館を極めて小さくできる。但し、制御本館にディジタル形保護制御装置を設置しても良いことは言うまでもない。
尚、変電機器本体の例としてＧＩＳを挙げたが、後述するように、タップ付き変圧器、その他電力機器であっても構わない。
【００３７】
ここで、図１に記載の各手段について補足説明する。
・　プロセスバス通信手段１１の補足説明
プロセスバス通信手段１１は、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４とプロセスバスＰ−ＮＥＴとの間のインターフェ−スである。変電所内構内伝送が国際的に標準化する方向にあるが、これが標準化された場合、本実施形態のディジタル形保護制御装置１の各手段とプロセスバスＰ−ＮＥＴ上との通信のため、標準化された伝送とディジタル形保護制御装置１内部の伝送を中継するため、伝送のプロトコル変換やフォーマット変換を行う。これにより、標準化されたプロセスバス上に本実施形態のディジタル形保護制御装置１を接続しても異メーカ間伝送のマルチベンダ化に対応できる。尚、マルチベンダ化を行はない場合はオリジナル伝送を中継する。また、本手段はプロセスバスがＬＡＮ等のシリアルバスである場合、ディジタル形保護制御装置１内にパラレルバスとして導入するため、シリアルデータをパラレルデータに変換する機能を備えることは言うまでもない。
プロセスバスＰ−ＮＥＴを使ったデータ送受は主に、母線保護や変圧器保護のために必要な他ベイ（変電機器本体（送電線含む））から抽出した交流電気量のディジタルデータや母線保護、変圧器保護での他ベイへのトリップ信号である。
【００３８】
・保護制御手段１２の補足説明
保護制御手段１２は変電機器本体の主回路交流電気量の時系列ディジタルデータから保護リレー演算により、保護区間の事故判別を行い、事故を検出した場合、該当遮断器等にトリップ指令（制御指令）を出力する。尚、時系列ディジタルデータはディジタルデータ統合手段１３から取り込む。
また、上位系からの機器選択及び制御を中継処理し、遮断器や断路器に選択及び制御指令を出力する。この制御指令は機器制御装置用通信手段１４を介して、機器制御装置３−１〜３−ｎの中の該当する装置へ通信路で伝送する形態となる。
さらに、機器制御装置３−１〜３−ｎの機器状態イベント（又は機器状変とも言いい、変電機器の油圧、ガス圧、遮断器等の開閉等の事象）を機器監視データとして機器制御装置用通信手段１４経由で取り込み、必要に応じて上位系に伝送する。機器監視データには必要に応じて状変時刻を付加する。上位系との伝送にはプロセスバスＰ−ＮＥＴとは、通常、データ伝送分割されたステーションバスＳ−ＮＥＴを使用する。
【００３９】
・　ディジタルデータ統合手段１３の補足説明
交流電気量のディジタルデータをセンサユニット２−１〜２−ｎから通信手段（例えば１対１のシリアル伝送路で全２重通信又は半２重通信。センサユニットを変電機器本体に近接置する場合は光通信が良い。電気ケーブル等の場合はマンチェスタ伝送等を適用し、耐ノイズ性向上を図る必要がある。）で取り込む。
この電気量は電流及び電圧のディジタル信号であり、保護制御単位にデータをまとめて、保護制御手段１２に送信する。具体的には、センサーユニット内に例えば、保護用及び制御用にアナログフィルタ回路を有する場合、サンプリング毎に受信した電気量のディジタルデータの中から、制御に使う電気量データ（センサユニットの制御用フィルタを通した電気量）と保護リレー演算に使用する電気量データ（センサユニットの保護用フィルタを通した電気量）を取り出し、保護用電気量と制御用電気量にまとめる。
【００４０】
後述するように保護制御手段１２を保護手段１２１と制御手段１２２に分ける場合は、保護手段１２１に保護用にまとめたデータを送信し、制御手段１２２に制御用にまとめたデータを送信する。また、複数のセンサユニットからの電気量データを必要に応じて、保護制御単位にまとめる。保護制御単位間にまたがってデータをまとめる場合もある。
さらに、電流及び電圧のディジタル信号に対し、感度補正や位相補正処理を行い、保護制御手段１２のための前処理を実施する。尚、本手段において、必要に応じて、電気量に時刻付けする場合もある。
【００４１】
・　機器制御装置用通信手段１４の補足説明
機器制御装置３−１〜３−ｎと保護制御手段１２及びプロセスバスＰ−ＮＥＴ上の機器との伝送において、そのデータ送受を中継する手段である。尚、プロセスバスＰ−ＮＥＴとはプロセスバス通信手段１１を介す。このデータ送受において、保護制御手段１２から機器制御装置３−１〜３−ｎへは制御指令（事故検出及び選択制御による開閉器の開閉指令等）やプロセスバスＰ−ＮＥＴを経由した親局からのトリップ信号等であり、逆は、機器制御装置３−１〜３−ｎの機器監視データである。機器の同期開閉やインターロック等を本手段で実施しても良い。
また、機器状変への時刻付けを必要に応じて本手段で実施する。
尚、機器制御装置３−１〜３−ｎと機器制御装置用通信手段１４は通信手段（例えば１対１のシリアル伝送路で全２重通信又は半２重通信。センサユニットを変電機器本体に近接置する場合は光通信が良い。電気ケーブル等の場合はマンチェスタ伝送等を適用し、耐ノイズ性向上を図る必要がある。）で接続する。
【００４２】
・　センサユニットの補足説明
センサユニットは電流検出手段や電圧検出手段と近接して設置する方が耐ノイズ性能上良い。これは２次出力が微小な電流検出手段や電圧検出手段と接続する場合とくに有効である。
電流検出手段としては、例えば、ロゴスキーコイルや鉄心型コアの変成器、ファラデー効果による光変換型電流センサーを使用する。また、電圧検出手段としては、容量分圧形や巻線形の計器用変圧器、ポッケルス効果による光変換型電界センサーなどを使用する。
センサユニットは電流検出手段や電圧検出手段からアナログ入力した変電機器本体の主回路交流電気量を所定のアナログフィルターで高調波除去（保護及び制御に不要な周波数成分の除去及びＡ／Ｄ変換データの折り返し誤差の除去）し、Ａ／Ｄ変換して、所定の周期でディジタルデータ統合手段１３へ通信手段により送信する。
【００４３】
・機器制御装置の補足説明
機器制御装置は開閉器などのパレット接点（遮断器では、開閉ステータスや油圧スイッチ、ガス密度スイッチなどの接点情報）や監視センサのアナログ出力を取り込む。これらを機器監視データとして、機器制御装置用通信手段１４に送信する。
また、機器制御装置用通信手段１４経由で通信手段を介して受信する制御信号をデコードし、開閉機器の駆動部に制御出力する。例えば、制御出力とは、遮断器を例にとると、遮断コイル、投入コイルへの駆動信号、油圧ポンプのモータへの駆動信号の出力である。
【００４４】
・　パラレルバスの補足説明
図２６に示したように、変電所内伝送システムはＬＡＮ主体のシリアル伝送が有力である。これは、イーサネットＬＡＮ等が業界標準であり、国際的にも伝送の標準化に適しているため、マルチベンダ化しやすいこと、また、汎用ＬＡＮはハードウエア及びアプリケーションともに標準化が確立されており、システム構築のコスト及び追加、変更の自由度も高いことが主な理由である。
【００４５】
しかし、不必要にすべてをＬＡＮ等のシリアル媒体で結合することは伝送のリアルタイム性を損なうだけではなく、伝送品質のオーバスペックともなりシステムのコストアップとなる場合がある。特に、ＬＡＮに適用されるプロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ）はオーバヘッドが大きい。すなわち、伝送フレームにプロトコル上の階層の取り決めがカプセル化されてフラグとして構成されているため、制御データ量が多く、またびアプリケーション負荷も重い。
また、ＬＡＮ等ではある一定以上の伝送距離を想定して、差動信号等やマンチェスタ伝送など耐ノイズに強い伝送方式となっており、入出力はパルストランスで絶縁するなど、耐ノイズ対策も必要である。本来、隣接する装置や一つの装置内にすべての機能が収納できる場合に、わざわざＬＡＮを適用すことは、プロトコルによるオーバヘッドや耐ノイズ対策等で装置が大型化し、コストアップの要因になる。
そこで、本実施形態では、以上のようにＬＡＮ等のシリアル媒体にする必要ない手段間にはパラレルバスを適用し、特殊なプロトコル無しに伝送することで、データ伝送の高速化をはかり、保護及び制御に必要なリアルタイム性能を向上させている。
【００４６】
（第１の実施形態での作用）
第１の実施形態では、パラレスバスＰ−ＢＵＳ上で各手段間のうちの全部又は一部の間でバス伝送をマルチマスター方式で制御する。
マルチマスター方式で伝送する概念図（例）を図３、図４に示す。
図３、４に示す伝送（Ａ１〜Ａ４、Ｂ１，Ｂ２）はマスターとスレーブの関係を図示している。図３，４は以下の通りである。
【００４７】
・　マスター側：ディジタルデータ統合手段１３、スレーブ側：保護制御手段１２、伝送方向Ａ１
ディジタルデータ統合手段１３は、センサユニットから入力したディジタルデータ（変電機器本体の主回路交流電気量をディジタル化したデータ）を必要に応じて補正処理（センシングユニット側のＡ／Ｄサンプリング時のマルチプレクサによる切替え時間ずれ補正及び電流変成器を含めた温度変動分の補正等）及び時刻付けし、補正後の電気量瞬時値データを保護制御手段１２に送信する。
瞬時値データはリアルタイム性を有することから、保護制御手段１２の動作状態によらず、優先して受信させる必要がある。よって、本例の瞬時値データ伝送では、ディジタルデータ統合手段１３がマスターとなり、保護制御手段１２がスレーブとすることが適している。
【００４８】
・　マスター側：ディジタルデータ統合手段１３、スレーブ側：機器制御装置用通信手段１４、伝送方向Ａ２
機器制御装置用通信手段１４で変電機器側の同期開閉制御を行わせる。この場合、主回路交流電気量が必要となるため、これもリアルタイム性を確保させるため、ディジタルデータ統合手段１３から優先して機器制御装置用通信手段１４に受信処理させる。よって、本例の瞬時値データ伝送は、ディジタルデータ統合手段１３がマスターとなり、機器制御装置用通信手段１４をスレーブとすることが適している。
【００４９】
・マスター側：ディジタルデータ統合手段１３、スレーブ側：プロセスバス通信手段１１、伝送方向Ａ４
母線保護の場合、図１の例では、送電線Ｘ１３、Ｘ１４の電気量ディジタルデータを変電所内の母線保護装置にプロセスバスＰ−ＮＥＴ経由で送信する必要がある。この場合もリアルタイム性重視から、ディジタルデータ統合手段１３から優先してプロセスバス通信手段１１に受信処理させる。よって、本例のデータ伝送は、ディジタルデータ統合手段１３がマスターとなり、プロセスバス通信手段１１をスレーブとすることが適している。
【００５０】
・　マスター側：プロセスバス通信手段１１、スレーブ側：保護制御手段１２、伝送方向Ａ３
変圧器保護の場合、変圧器１次、２次側の交流電気量を差動演算して事故判定する。この場合、変圧器１次側に設置のディジタル形保護制御装置が変圧器２次側の電気量をプセスバスＰ−ＮＥＴ経由で取りこむ。これは、図３において、リアルタイム性確保の観点から、プロセスバス通信手段１１で受信した電気量ディジタルデータを保護制御手段１２に優先して受信処理させる。よって、本例のデータ伝送は、プロセスバス通信手段１１がマスターとなり、保護制御手段１２をレーブとすることが適している。
【００５１】
・　マスター側：保護制御手段１２、スレーブ側：機器制御装置用通信手段１４、伝送方向Ｂ１
保護制御手段１２では、保護リレー演算を行い、変電機器本体（母線、送電線含む）の事故を判定する。また、制御機能としては、上位系の監視制御装置からの制御指令に基づき、開閉器の開閉指令（制御信号）を中継する。保護及び制御ともに、開閉器の開閉指令（制御信号）を機器制御装置用通信手段１４を経由して、機器制御装置３−１〜３−ｎに送信する。この制御信号は事故保護、制御の観点から、最優先指令であり、優先して機器制御装置用通信手段１４に受信処理させる。よって、本例の制御信号（指令）の伝送は保護制御手段１２をマスターとし、機器制御装置用通信手段１４をスレーブとすることが適している。
【００５２】
・　マスター側：保護制御手段１２、スレーブ側：プロセスバス通信手段１１、伝送方向Ｂ２
母線保護（親局）では、各回線の機器制御装置にトリップ指令を伝えるため、プロセスバスＰ−ＮＥＴ経由でトリップ信号を伝送する。トリップ信号は保護の観点から再優先であり、保護制御手段１２からプロセスバス通信手段１１に優先的に受信させ、プロセスバスＰ−ＮＥＴ上へ伝送する必要がある。よって、本例のトリップ信号の伝送は、保護制御手段１２をマスターとし、プロセスバス通信手段１１をスレーブとする。
【００５３】
以上の例で述べたように、マスターとなる手段は固定でなく、伝送データにより、最適なマスターとなる手段が変わる。リアルタイム性は保護リレー及び制御性能（特に遠方制御時の伝送時間性能）上、重要であり、マルチマスター方式が最も優れている。
このマルチマスター方式では、同一バスに接続された複数の手段において、同時点で２つのマスターが存在することを通常は許されない。これは、２つのマスタが同一バスにアクセスした際にデータ衝突が発生するためである。
この場合は、バス調停機能が必要であり、同一バスに接続された代表の手段にバス調停機能を備えさせる。コスト的に許せば、バス調停のみ行う手段を同一バスに接続しても良い。
【００５４】
同一バス上のある手段がマスターになる場合に、まずバス制御権をバス調停機能を有する手段に要求し、バス制御権を得て、初めてマスターとしてバスアクセスできる。この要求と許可は通常、同一バス上の専用信号ラインを使って、やり取りする。但し、バスにシリアルバスを採用した場合は、バス衝突を利用し、衝突検出時に一定の待ち時間を置き、再送するという方式で、バス制御権の要求、許可というバス調停機能によらずマルチマスターを実現する方法もある。
【００５５】
尚、本実施例のパラレスバスＰ−ＢＵＳはシリアル通信ではなく、パラレルバス方式であるため、一度に多ビットデータを伝送できる。よって、高速伝送が可能であり、リアルタイム性の確保には大きな効果をもたらす。上記マスター、スレーブの関係において、データ伝送を共通のパラレスバスＰ−ＢＵＳで伝送することで説明しているが、パラレルバスを複数に分割して、例えば、２つの手段間の専用バス、３つの手段間の共通バスという組合せとしてもよい。また、高速性を要しないデータ（例えば、機器制御装置の低周期監視データ等）はディジタル形保護制御装置１内でもシリアル媒体により送受信させても良い。
【００５６】
ここで、保護制御手段１２について、補足する。保護制御手段１２内の構成例を図５に示す。
図５では、保護手段（ＰＵ）１２１と制御手段（ＣＵ）１２２から構成されている。尚、電源等は記載上、省略している。保護手段１２１と制御手段１２２は互いに独立した構成になっており、ディジタル形保護制御装置１内で、各々、パラレルバスＰ−ＢＵＳとステーションバスＳ−ＮＥＴに接続している。
これは、機能分離を意味し、各々が独立したディジタル演算プロセッサ、プログラム記憶部、入出力インターフェース部等を有している。これは信頼性を高める形態である。仮に、これらを共通とすると、共通部に万が一の不良が発生した場合、保護機能及び制御機能が共倒れする危険性がある。本形態では、これを回避できる。
【００５７】
尚、この場合、保護手段１２１と制御手段１２１はハードウエアとしてプリント基板レベルで基板分離する形態（この場合、保護手段１２１内で機能別に複数基板で構成してもよい。制御手段１２２においても同様）、同一プリント基板上で、回路分離する形態、又は、保護手段１２１と制御手段１２２を収納ラックレベルで分離し、ラック間をパラレスバスＰ−ＢＵＳ又はシリアル伝送バスで接続する形態もある。
【００５８】
以上、保護手段１２１と制御手段１２２を互いに独立させると、信頼性は向上するが、反面、コストアップとなることから、適用する電圧階級や規模に応じて、信頼性とコストのバランスをとる必要がある。コスト重視であれば、共通部を多くすることで、対応できる。
【００５９】
図１のディジタル形保護制御装置１内の接続例に対し、他の実施例を図６及び図７に示す。
図６では、図１のディジタル形保護制御装置１内と比較し、機器制御装置用通信手段１４を共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳではなく、保護制御手段１２と専用のパラレルバスＰ−ＢＵＳ１又は専用のシリアルバスＳ―ＢＵＳで接続している。
【００６０】
ここでは、ディジタルデータ統合手段１３から保護制御手段１２への主回路交流電気量データをパラレルバスＰ−ＢＵＳで伝送し、機器制御装置３−１〜３−ｎへの制御指令（事故検出及び選択制御による開閉器の開閉指令等）を専用バスＰ−ＢＵＳ１で伝送する。これにより、電気量データの伝送でバスが占有され、制御指令の伝送に待ち状態が入ることがないため、時間性能（保護リレーの事故応動及び選択制御の時間性能等）を向上させることができる。
【００６１】
また、図７では、図６の構成に対し、保護と制御の独立性を向上させるため、保護手段１２１と制御手段１２２に分離し、保護手段１２１に専用パラレルバスＰ−ＢＵＳ１１又は専用シリアルバスＳ−ＢＵＳ１を設け保護専用の機器制御装置用通信手段１４ａと接続し、制御手段１２２に専用パラレルバスＰ−ＢＵＳ１２又は専用シリアルバスＳ−ＢＵＳ２を設け、制御専用の機器制御装置用通信手段１４ｂと接続する構成である。これは、保護手段と制御手段の制御出力経路まで分離できるので、共通部の不良等で、保護及び制御が出力不能になることを防止できる。
【００６２】
尚、図１と比較し、信頼性は高くなるが、図６は２つのバスが必要になるため、構造及びアプリケーションはやや複雑になる。また、図７は信頼性が極めて高くなるが、バスが３つ必要であること、機器制御装置用通信手段が保護と制御で個別に必要になること、さらに機器制御装置側に保護用及び制御用の通信路を設けることが必要になるため、ケーブル本数も増え、ハード規模も大きくなる。よって図１よりコストアップになる。
【００６３】
図１、図６及び図７の構成は、適用する変電機器の電圧階級（高圧の基幹系になるほどコストより信頼性を通常重視する）やユーザ要求により選択することになる。
【００６４】
次に、ディジタル形保護制御装置の装置構成例を図８及び図９示す。
図８は１台の収納ラック１Ｃにすべての手段を収納したものである。プロセスバス通信手段１１の機能を有するプリント基板、保護制御手段１２の機能を有するプリント基板、ディジタルデータ統合手段１３の機能を有するプリント基板、機器制御装置用通信手段１４の機能を有するプリント基板及びこれらをバス接続するバッグボードとして構成したパラレルバスＰ−ＢＵＳを収納ラック１Ｃに収納している。尚、電源は図示上、省略している。
【００６５】
但し、図８は、収納ラック１Ｃに収納するプリント基板枚数を指定するものではなく、この手段が複数枚のプリント基板で構成してもよい。また、同一機能を有する手段を複数枚収納し、たとえば、距離リレー用保護制御手段、ＰＣＭ用保護制御手段というように用途別に複数枚収納してもよいことは言うまでもない。また、各手段を各々基板分離する必要もなく、例えば、１枚のプリント基板上に各手段の機能を有する回路を収納してもよく、この場合、同一基板上の回路内で、パラレルバスＰ−ＢＵＳを備える構成になる。いすれにしても。図１に記載のディジタル形保護制御装置１内の構成は機能構成であり、物理的な構成や個数を限定するものではない。
【００６６】
一つのカスタムモジュール又はＬＳＩに各手段の全部又は一部を収納し、このカスタムモジュール又はＬＳＩ内部でパラレルバスをＬＳＩ内配線パターン等で構成しても差し支えない。
現在の電子回路、高密度実装技術では、一つの小型の収納ラックにディジタル形保護制御機能を収納することが可能であり、図２に示す変電機器本体のプロセス制御箱７に収納できる。
【００６７】
また、変電機器本体への組込み形ではなく、近傍のハイムや別館の制御室等に盤として設置することも可能である。図８では、デイジィタル形保護制御盤ＤＸ−Ａが相当し、ディジタル形保護制御装置１ａ〜１ｆ（台数に制約はない）を収納した例である。変電機器本体に組み込まない場合は、複数ある他ベイの変電機器本体を保護制御する各々のディジタル形保護制御装置を１つの盤に集中収納させることができる。
この場合、ディジタル形保護制御盤ＤＸ−Ａと各ベイの変電機器本体に設置した機器制御装置３−１〜３−ｎ及びセンサユニット２−１〜２−ｎと接続する伝送媒体（例えば、ケーブル本数を削減するためにシリアル伝送媒体を適用。尚媒体は、光又は電気ケーブルであるが、耐ノイズ環境から光ケーブルが適している。耐ノイズ環境上、許容できれば電気ケーブルでもよい。）を敷設する形態となる。
【００６８】
この形態の利点は、変電機器本体から離れたどのような場所にも設置できるため、耐環境性能（温度、湿度、ノイズ等）上、厳しくないクリーンな場所に設置することもでき、ディジタル装置であるディジタル形保護制御装置１ａ〜１ｆの品質、耐寿命の観点から優れている。
尚、このことは、図２に示す変電機器本体のプロセス制御箱７に直接収納することを否定するものではなく、耐環境性能上、許容できる場合は当然、本体組み込み形態とすべきである。別盤を建てる手間、コストおよび現地据付試験等が省けるため、トータルコスト上は本体組み込みが最も低コスト形態となる。
【００６９】
上記盤構成例の変形を図９に示す。ディジタル形保護制御装置１内の各手段を独立した収納ケースに収めた形態が同図の符号ＣＡＳＥ―Ａ部分である。この場合も、各ラック間のうち、全部又は一部を盤内パラレルバスＰ−ＢＵＳで接続することになる。
ここで、保護制御手段１２を独立したラックに収納した符号ＣＡＳＥ−Ｂ１部分のような形態もある。
また、同図のＣＡＳＥ−Ｂ２はディジタルデータ統合手段１３と機器制御装置用通信手段１４及びプロセスバス通信手段１１とこれらを接続するパラレスバスＰ−ＢＵＳを収納した形態である。ここで、ＣＡＳＥ−Ｂ１部分とＣＡＳＥ−Ｂ２部分は、ラック外部の盤内パラレルバス又はシリアルバス（このシリアルバスは変電所構内プロセスバスＰ−ＮＥＴと共用してもよいが、分離又は異なる専用シリアルバスで構成する方がバストラフィック負荷上、有利である）で接続する構成となる。
【００７０】
また、図示していないが、プロセスバス通信手段１１とディジタルデータ統合手段１３のみを同一ラックに収納し、別ラックにプロセスバス通信手段１１と保護制御手段１２と機器制御装置用通信手段１４を収納し、両収納ラック間を盤内シリアルバス又は盤内パラレルバスで接続する形態もある。この場合、両ラックにプロセスバス通信手段１１を備えることになるが、第一の実施形態では、各手段の物理的台数を限定するものではないため、このような形態も本実施形態に含まれる。
【００７１】
（第１の実施形態の特徴）
保護及び制御におけるリアルタイム性能が必要なデータ送受部分（例えば変電機器本体の主回路交流電気量の瞬時値データ送受部分や保護リレーによる事故検出時の遮断器開閉指令等の伝送ライン等）にパラレルバスを適用することで、時間性能を確保できる。
ここで、特定の手段にデータバス処理（マスター処理）を偏らせると、バス処理負荷が大きくなり、全体機能の時間性能及び時間強調が保てなくなる場合があり、また同手段が故障した場合に装置内全体のデータ送受が損なわれる危険性がある。この場合には、マルチマスター方式とすることで、各手段が独立してデータ送受でき、前述の問題が回避できる。
さらに、本実施形態の機能構成を実現する物理的形態は多様であり、大きくは盤構成から小さくはカスタムモジュール等の実現方法まである。これらについては具体例を前述ている。
【００７２】
（第１の実施形態の変形）
図９に示す符号ＣＡＳＥ−Ｄ及びＣＡＳＥ−Ｃ部分に第１の実施形態の変形を示す。
ＣＡＳＥ−Ｄ及びＣＡＳＥ−Ｃは、保護機能と制御機能を完全分離し、各々、ディジタル形保護装置及びディジタル形制御装置としたものである。
ここで、図の記号は次のように対応している。
ＰＣＵ：保護制御手段１２、ＰＢＣＵ：プロセスバス通信手段１１、ＣＭＣＵ：機器制御装置用通信手段１４、ＣＵ：制御手段１２２、ＭＵ：ディジタルデータ統合手段１３、ＰＵ：保護手段１２１
この場合、ディジタル形保護装置は、プロセスバス通信手段１１と保護手段１２１とディジタルデータ統合手段１３と機器制御装置用通信手段１４及びこれらのうち、全部又は一部をパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続した保護専用構成である。また、ディジタル形制御装置はプロセスバス通信手段１１と制御手段１２２とディジタルデータ統合手段１３と機器制御装置用通信手段１４及びこれらのうち、全部又は一部をパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続した制御専用構成である。
この構成を基本として、第１の実施形態の特徴であるマルチマスター方式も当然適用できることは言うまでもない。さらに、以降で説明する他のすべての実施形態においても、本構成を適用できることも明言しておく。
【００７３】
本変形例の特徴は、保護と制御の完全独立にあり、両者間で通信する場合はプロセスバスＰ−ＮＥＴ経由となる。装置分離形態であるため、電源含めて容易に電源分離（分割）でき、信頼性としては最高のものとなる。超高圧系の変電システムではコスト以上に信頼性を重視するため、本形態が適する。
さらに、本実施形態では保護と制御を装置分離したが、保護機能を主検出リレーと事故検出リレー（フェ−ルセーフリレー）から構成させる場合は、さらに信頼性を高めるため、主検出リレー保護装置、事故検出リレー保護装置に分離してもよい。この場合も各々の装置内の機能構成はＣＡＳＥ−Ｄと同様である。
【００７４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を図１０及び図１１で説明する。ディジタル形保護制御装置１のみ図示し、機器制御装置３−１〜３−ｎやセンサユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。
第２の実施形態の特徴は、プロセスバス通信手段１１、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４の各手段間のデータ伝送をシングルマスター方式とすることが発明の特徴である。
【００７５】
シングルマスター方式はマスターとなる手段を固定するため、各手段間のデータバス制御が簡素であり、バス調停を必要としない。また、データ伝送管理をマスターとなる手段が一手に引き受けるため、データ送受部分のアプリケーシヨンは簡素になる。簡素化は装置の品質向上に有効である。この方式に問題点があるとすれば、マスター手段の不良で、健全な手段間のデータ送受まで不可となり、不良時の影響が大きいことがあげられる。また、スレーブ間のデータ送受に一旦、マスターとなる手段を介す為、その分、データ渡しのリアルタイム性に影響がでる。
【００７６】
しかし、リアルタイム性の要求は、パラレルバスＰ‐ＢＵＳの高速化等で補えられる。
また、保護及び制御動作の継続でなく、リレー動作や制御動作の誤動作防止のリスクを優先すべきとするならば、マスターとなる手段の不良は装置の不良として扱う安全サイドでの考えもある。この考えに立てば、第２の実施形態におけるマスター固定の考えはなんら問題ない。これに対し、一つの手段の不良でも、他の健全な手段で保護又は制御の機能（動作可能な場合）を継続さるという、変電機器本体の設備保護に重きをおく考えもある。これらは、電力会社や一般産業のユーザサイドの考えにより、どちらが最良とは言いがたい。尚、第１の実施形態では、どちらの考えにも対応可能である。
【００７７】
次に、シングルマスター方式の具体例を図１０及び図１１で説明する。
図１０及び図１１はマスターとスレーブの関係を図示している。図１０では、マスターをプロセスバス通信手段１１とし、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４はすべてスレーブである。
【００７８】
プロセスバスＰ−ＮＥＴとディジタル形保護制御装置１のパラレルバスＰ−ＢＵＳを中継する手段がプロセスバス通信手段１１であり、プロセスバスＰ−ＮＥＴとの送受信データ及びパラレルバスＰ−ＢＵＳ内での保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４間でのバスデータが混在することで、ディジタル形保護制御装置１内のバストラフィックが悪化しないようにデータ中継制御する必要がある。このようにプロセスバス通信手段１１はディジタル形保護制御装置１内において、バス制御の要であり、シングルマスター方式ではマスターとして固定することが効果的である。
【００７９】
例えば、母線保護の親局をディジタル形保護制御装置１とすると、各回線に分散するディジタル形保護制御装置から変電機器本体の主回路交流電気量（ディジタルデータ）を入力し、母線保護リレーを実現できる。この場合、プロセスバスＰ−ＮＥＴ経由での主回路交流電気量（ディジタルデータ）の取り込みが主となるので、プロセスバス通信手段１１がディジタル形保護制御装置１内において、外部、内部のバス制御を行う方が制御しやすい。
また、変圧器保護用ディジタル形保護継電器において、変圧器１次側及び２次側等の間の電気量を差動演算して事故を判別させる場合も、プロセスバスＰ−ＮＥＴ経由で２次側電気量を１次側設置のディジタル形保護制御装置１に送信する。
【００８０】
よって、保護制御手段１２は２次側データとディジタルデータ統合手段１３にある１次側データを必要となる。２次側データ及び１次側データはプロセスバス通信手段１１がマスターとなり、優先してスレーブの保護制御手段１２に受信処理させる。
図１０に示す伝送方向Ｃ１は１次側データをディジタルデータ統合手段１３から取り出し、保護制御手段１２に送信する様子を示している。
図１１では、プロセスバス通信手段１１、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４以外の第２の手段として、バスマスター手段１６を同じパラレルバスＰ−ＢＵＳ上に結合している。
【００８１】
図１０のようにバスマスターとなるプロセスバス通信手段１１はバス処理負荷が大きく、本来プロセスバス通信手段で処理するプロトコル変換等の演算処理負荷に影響を与える場合も想定される。この問題はプロセスバス通信手段１１に高速ディジタル演算プロセッサを採用することで解決できる。しかし、高速化を実施しない場合は、第２の手段として、バスマスター手段１６を設けることが望ましい。これは、ディジタル形保護制御装置１内の処理負荷を均等化する考えである。
【００８２】
図１１に示す伝送方向Ｃ２はディジタルデータ統合手段１３から変電機器本体の主回路交流電気量（ディジタルデータ）をバスマスター手段１６が取り込み、スレーブである保護制御手段１２に送信する様子を示している。
【００８３】
以上、具体例を図１０、図１１で述べた。マスターとなる手段を決めるポイントは、ディジタル形保護制御装置１の保護リレー方式（母線保護、変圧器保護、送電線保護［距離リレー、ＰＣＭリレー等］）及び回線単位の制御とするか、複数回線をまとめて集中制御するなどのシステム構成上におけるデータ送受の関係や、装置内のデータ送受の関係、適用する各手段のハードウエア性能、装置内不良監視の作り込みの容易性等から判断すべきである。
尚、図１０及び図１１のシングルマスター形態のみに本実施形態が制約されるものではない。
【００８４】
（第２の実施形態の特徴）
ディジタル形保護制御装置内のバス処理負荷がマスターとなる手段の処理能力上、問題ない限り適用できる。この場合は時間性能及び時間強調も安定している。また、バス制御を１箇所で行うため、バス調停機能が不要となり、ハードウエアを簡素化できる。さらに、バスの不良モードも単純になるため、バス監視も容易になる。
【００８５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態を図１２で説明する。尚、ディジタル形保護制御装置１のみ図示し、機器制御装置３−１〜３−ｎやセンサユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。
同図は、第１及び第２の実施形態において、プロセスバス通信手段１１、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４を共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳ１で接続した実施例である。
【００８６】
第３の実施形態の特徴はプロセスバス通信手段１１内の伝送データを処理する機能構成にある。同図では、説明上、必要な機能のみ図示している。プロセスバス通信手段１１内の伝送データを処理する機能は主に、通信制御手段１１１とパラレルバスＰ−ＢＵＳ２で接続したブリッジ１１２からなり、このブリッジ１１２はディジタル形保護制御装置１内のパラレルバスＰ−ＢＵＳとも接続している。
パラレルバスＰ−ＢＵＳとパラレルバスＰ−ＢＵＳ２は同一伝送方式のバスである。これは、例えば、パラレルバスＰ−ＢＵＳにＰＣＩバスを適用した場合、パラレルバスＰ−ＢＵＳ２にもＰＣＩバスを適用することを意味している。同一バス方式であるため、ブリッジ１１２のブリッジ制御は容易であり、複雑な伝送アクセスの調停等を必要としない。よって、ハードウエアは簡素になる。
【００８７】
基本的には送受データを中継して垂れ流すだけでよいが、中継するデータを選別する機能を有する。この機能はパラレルバスＰ−ＢＵＳとパラレルバスＰ−ＢＵＳ２上のデータが必要としない一方に伝送され、トラフィックが悪化することを回避することに役立つ。尚、このパラレルバスＰ−ＢＵＳ２はプロセスデータが送受されるバスである。
【００８８】
本実施形態を適用しない場合、図２６で説明した構成では、プロセスバスＰ−ＮＥＴ（図２６では符号Ｚ２９で示す）は変電所内の他回線間にまたがるため、バストラフィックを調整する機器（例えばルータやＨＵＢ等）が外部に必要になる。ルータ等を設けるのは、プロセスバスＰ−ＮＥＴのトラフィックを分離し、バス伝送のリアルタイム性を確保させるためである。ルータ等がない場合、伝送のリアルタイム性が損なわれる場合がある。
【００８９】
これについて説明する。変電機器本体（送電線含む）の保護方式として母線保護や変圧器保護では他ベイ（又は他回線）の変電機器本体の主回路交流電気量が必要である。しかし、他ベイの電気量は不要で、自端部分の保護のみでよい送電線保護の距離リレーや過電流保護、地絡保護等では、自端の送電線を流れる交流電気量のみ保護リレー演算上、必要となる。このように、複数回線からなる変電所システムにおいて、その保護方式により、他ベイとの間で電気量のプロセスバス伝送を必要とする場合と、必要としない場合がある。他ベイの電気量を必要としない場合に、変圧器保護や母線保護に使用する膨大な電気量データが自ベイ内のプロセスバスＰ−ＮＥＴに流れてくることは不要にトラフィックを悪化させ、伝送のリアルタイム性を損なう。
【００９０】
以上の理由から外部にルータ等を設ける場合が生じるが、本実施形態では、簡易的にブリッジ機能を有するため、外部にルータ等が必要ないのである。但し、外部のルータ等を設けるか、設けないかは、本実施形態を制約するものではない。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【００９１】
（第３の実施形態の特徴）
プロセスバス通信手段１１内のプロセスデータ送受信バス（パラレルバスＰ−ＢＵＳ２）がディジタル形保護制御装置１内のパラレルバスＰ−ＢＵＳと共通方式のバスとなるため、ブリッジ機能のハードウエアを簡素に実現できる。また、外部のルータ等でプロセスバス上のデータ伝送をブリッジするシステム構成と比較し、システム構築のトータルコストの削減につながる。
【００９２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態を図１３で説明する。尚、ディジタル形保護制御装置１のみ図示し、機器制御装置３−１〜３−ｎやセンサユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。
同図は、第１の実施形態及び第２の実施形態において、ディジタルデータ統合手段１３、保護制御手段１２、機器制御装置用通信手段１３、プロセスバス通信手段１１は共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳに接続した場合の構成であり、第１の実施形態のマルチマスター方式及び第２の実施形態のおけるシングルマスター方式のどちらでも適用できるものである。パラレルバスＰ−ＢＵＳ上で送受するデータを記憶する記憶部を各々装備する。プロセスバス通信手段１１には記憶部１１０、保護制御手段１２では記憶部１２０、ディジタルデータ統合手段１３では記憶部１３０、機器制御装置用通信手段１４では記憶部１４０である。
同図は、これら記憶部をパラレルバスＰ−ＢＵＳの記憶空間上に予め割り付け、この割り付けに従い、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４間のデータ送受を記憶部渡しで制御するディジタル形保護制御装置１である。
【００９３】
（第４の実施形態での作用）
本実施形態での記憶部とは、半導体メモリであり、メモリの種類を限定しない。適用するメモリにより、メモリ制御回路が異なるだけである。但し、異なるバス間のデータ渡しに有効なデュアルポートメモリなどを採用した場合、パラレルバスＰ−ＢＵＳと各手段内の回路のメインバスとを分離できるため、特殊なデータ送受回路や調停回路が不要となり、機能の品質確保が容易である。
【００９４】
本実施形態の特徴は、ディジタル形保護制御装置１内の各手段間のデータ送受をパラレルバスＰ−ＢＵＳの記憶空間上に予め割り付けることに特徴がある。パラレルバス上のアドレスバスにより、バス上に割り当てられるアドレス空間が決まる。このアドレス空間に各手段の記憶部１１０、１２０、１３０、１４０のアドレス範囲をハードウエアのデコード回路で割り付ける。
【００９５】
このデコード回路は各記憶部の制御回路内に備えられ、記憶部へのアクセスが指定アドレス範囲であるかを判断して、記憶部へのアクセスを制御する。尚、アドレス範囲の割り付けを異なる記憶部で重複させた場合は、他の制御信号（メモリを選択する信号等）で自メモリへのアクセスを制御することになる。アプリケーションソフトからみると、ディジタル形保護制御装置１内のプロセスバス通信手段１１、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４のデータ渡しは、アドレス空間に割り付けられた記憶部に対してであり、送受データの種類により格納メモリエリアを取り決めるだけである。送受データはメモリエリアから取り出し、書き込みするアプリケーションをプログラミングすればよい。
【００９６】
例えば図２６の形態等において、通常、シリアルバスであるプロセスバスで各手段間が結合されているため、独特のプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ等）を有するイーサネットＬＡＮ技術が適用される場合が多い。
この場合、各手段間のデータ送受は端にＩＰアドレスで管理され、送信側はデータフレームを所定の規約にしたがい組み立て、受信側は逆に分解して、自身で管理するメモリ等に格納する方法となる。また、フレーム構造の生成等、専用のＬＡＮ制御回路も必要になる。
【００９７】
尚、本実施形態では、プロセスバス通信手段１１、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御用通信手段１４をすべて共通のパラレルバスＰ−ＮＥＴで結合しているが、特定の手段間だけをパラレルバスで結合した場合及び、各手段間で複数のパラレルバスを存在させても、その間でも記憶部渡しでデータ送受でき、これも本実施形態の変形例である。
パラレルバスＰ−ＢＵＳではなく、シリアルバスで接続した場合でも、適用できることは言うまでもない。すなわち、本実施形態は各手段間を独特のプロトコルを有するＬＡＮにより接続を行わないため、極めて有効に適用できる。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【００９８】
（第４の実施形態の特徴）
ディジタル形保護制御装置１内の各手段のアプリケーションプログラムソフトは、各手段間を接続する伝送バスの存在を意識せずに、記憶空間（いわゆるメモリマップ）上でのデータ渡しが可能になり、各手段間のデータ送受に関するアプリケーションプログラムソフトを簡素化でき、ソフトウエア品質も向上する。
【００９９】
（第５の実施形態）
第５の実施形態を図１４で説明する。尚、ディジタル形保護制御装置１のみ図示し、機器制御装置３−１〜３−ｎやセンサユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。また、本実施形態を説明する上で、必要な手段のみ図示し、他は記載を省略している。
【０１００】
図１４では、複数のディジタル形保護制御装置で共用する外部のサンプリングマスター手段４から基準信号を取り込み、ディジタルデータ統合手段１３内の同期信号生成手段１３１にて、センサーユニット２−１〜２−ｎで必要なサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰを同時配信し、さらにこのサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰをＮ分周（Ｎ：整数）し、Ｎ分周した信号ＳＳＰを保護制御手段１２に配信する分周手段１３２を備えたディジタルデータ統合手段１３からなるディジタル形保護制御装置１を示している。
また、同図は、第１の実施形態及び第２の実施形態におけるディジタル形保護制御装置１において、プロセスバス通信手段１１、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４が共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続した具体例を示している。
【０１０１】
尚、サンプリングマスター手段４は、複数のディジタル保護制御装置に同一の基準信号を配信するものである。
例えば、サンプリングマスター手段１１内のクロック発信器をベースに生成したパルス信号を信号用ドライバ回路を通して、分配する。
または、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星を利用する方法もある。ＧＰＳ受信電波から１秒パルス信号を生成し、この１秒パルス信号を基準信号ＳＳとして分配する。いわゆるＧＰＳ受信ユニットをサンプリングマスター手段４とする方法である。この場合、場所に依存しない精度の高い１秒パルス信号を生成できるため、変電所内外のディジタル形保護制御装置の間でサンプリング同期をとることが可能になる。特に送電線のＰＣＭリレー等では、対向端でサンプリング同期が可能である。また、時刻付けが必要な場合も、ＧＰＳ受信信号から時刻データが得られるため、サンプリングマスタ手段４から配信を受けることができる。
【０１０２】
（第５の実施形態での作用）
基準信号ＳＳからサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰを生成するタイミング波形を図１５に示す。但し、図１５は４分周して生成する例を図示している。同図の例では基準信号ＳＳの立下りエッジＥ１１とサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰの立下りＥ１２ずれ量ＥＷを所定の周期カウンタで計測し、このずれ量分ＥＷを補正することで、ずれを理論的には“０”（実際はハードウエア制御のやりやすさから、所定の範囲以内とする方が良い）とする。これは、基準信号ＳＳの周期毎に逐次、ずれ量の検出及び補正を行い、両信号の同期を保つ。
【０１０３】
センサーユニット２−１は受信したサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰのパルス信号に従い、パルス信号の立ち上がり又は立下りエッジを検出し、この検出に同期し、変電機器本体の複数量ある電気量のＡ／Ｄ変換処理（すなわち、マルチプレクサによるスイッチング、Ａ／Ｄ変換の一連の処理）を行う。すなわち、サンプリング信号ＳＣ１−ＳＰの周期で主回路交流電気量をサンプリングすることになる。このＡ／Ｄ変換データＳＣ１−ＤＴは逐次、ディジタルデータ統合手段１３に送信される。尚、次のサンプリング開始（次のエッジ検出まで）までに、サンプリングしたＡ／Ｄ変換データＳＣ１−ＤＴをすべてディジタルデータ統合手段１３に送信を終える。
【０１０４】
以上の処理がすべてのディジタル形保護制御装置とセンサーユニットとの組み合わせでなされ、且つ、これらの処理は共通のサンプリングマスター手段４の基準信号に同期させていることから、変電所内において、電気量のサンプリング同期による保護制御が実現する。特に、母線保護や変圧器保護において、プロセスバスのような通信手段で他端の電気量を取り込む必要のある保護リレー演算方式では、回線間での電気量取り込みを同期（サンプリング同期）させることは保護性能の精度確保上、必須であり、これが容易に実現できる。
また、ディジタル形保護制御装置１内では、サンプリング信号ＳＣ１−ＳＰに同期させたＮ分周信号を保護制御手段１２の保護リレー演算の基準信号ＳＳＰとして使う。
【０１０５】
保護リレー演算は、電気量のサンプリングデータ（通常、時系列のデータ）を基に実施するが、必ずしも保護リレー演算周期と上記サンプリング周期は同じではない。例えば、サンプリング周期は電気角７．５°で演算周期は電気角３０°とする。サンプリングは演算周期に対してオーバサンプリングとすることで、リレー性能を向上させている。この場合、本実施形態では、サンプリング周期に対し演算周期を同期したＮ倍（Ｎ：整数）周期とする。先述の例では、電気角７．５°に対し、演算周期を電気角３０°とするので、サンプリング信号を４分周するれば、リレー演算周期信号ＳＳＰが得られる。
リレー演算周期信号ＳＳＰとサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰが非同期であると、センサーユニットからディジタルデータ統合手段１３を介して、保護制御手段１２へ送信する電気量データのタイミングと、保護制御手段１２の保護リレー演算のタイミングがずれ、必要とする時系列の電気量の取り込み遅れや取り込み損ないが生じ、保護リレー性能が安定にくい。
また、リレー演算周期をサンプリング周期の整数倍でない場合は、リレー演算にあたり、補間処理等が発生するため、演算負担も大きく扱い難い。
以上から、保護リレー演算周期はサンプリング周期と同期し、且つ、サンプリング周期の整数倍とすることで、保護リレーの性能確保が図れる。
【０１０６】
尚、本実施形態のディジタル形保護制御装置１では、１台の収納ラック又は盤で構成できるため、基準信号ＳＳＰの配信長は短い。よって、特殊なノイズ対策を必要とせず、容易に配信できる。図８に示したディジタル形保護制御装置１Ｃのように構成した場合は、バッグボード上のパラレルバスＰ―ＢＵＳを利用してパターン配線で配信でき、極めて安全である。但し、同一ラック内であれば、装置内を専用線で配線しても良い。また、図９に示す盤構成の場合でも盤内配線は長くても１ｍ以内であり、端にシールド付きケーブル等で十分である。
本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【０１０７】
（第５の実施形態の特徴）
保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置３−１〜３−ｎを個別にプロセスバスで結合させた場合、通常、プロセスバスはＬＡＮ形態となり各装置及び各手段の動作は互いに非同期となる。よって、各装置及び各手段間の協調が難しく、変電機器システムとしての保護及び制御の時間性能確保（保護リレーや変電機器の状態値への時刻付け及び上位系への情報伝送に関する時間性能等）に支障が生じる場合もある。
【０１０８】
本実施形態のディジタル形保護制御装置は１装置内に保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、プロセスバス通信手段１１及び機器制御装置用通信手段１４を収納しており、且つ、必要な手段間をパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続している。そのため、装置内の手段間において、データ取り込み及び演算タイミングの協調が図りやすい。また、保護演算時間を管理するために必要な保護リレー演算周期信号（センサーユニットのサンプリングに同期し、周期を整数倍させた基準信号）を容易に配信することが可能である。
【０１０９】
（第６の実施形態）
第６の実施形態を図１６で説明する。尚、ディジタル形保護制御装置１のみ図示し、機器制御装置３−１〜３−ｎやセンサーユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。また、本実施形態を説明する上で、必要な手段のみ図示し、他は記載を省略している。
【０１１０】
図１６の例では、外部のサンプリングマスター手段４から基準信号ＳＳを取むだディジタルデータ統合手段１３にて、センサーユニット２−１〜２−ｎに必要なサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰを同時配信し、さらにこのサンプリング信号ＳＣ１−ＳＰをＮ分周（Ｎ：整数）し、Ｎ分周した信号ＳＳＰを保護制御手段１２内の保護手段１２１に配信し、機器制御装置用通信手段１４にて、同期信号生成手段１４１はサンプリングマスター手段４から基準信号ＳＳを取り込み、この基準信号ＳＳに同期して、時刻同期用基準信号ＰＰＳを生成し、機器制御装置３−１〜３−ｎ及び保護制御手段１２内の制御手段１２２に同時配信する構成を示している。
また、同図は、第１の実施形態及び第２の実施形態におけるディジタル形保護制御装置１において、プロセスバス通信手段１１、保護制御手段１２、ディジタルデータ統合手段１３、機器制御装置用通信手段１４が共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続した具体例を示している。
【０１１１】
（第６の実施形態での作用）
保護機能のリレー演算周期となる信号ＳＳＰの処理は第５の実施形態と同様であるので説明を省略する。制御手段１２２側のみ説明する。
制御手段１２２は時刻同期用基準信号ＰＰＳを入力する。図１６では、この信号ＰＰＳは装置内のパラレルバスＰ−ＢＵＳ経由で送信しているが、装置内で専用線又はプリント基板上の配線パターンを使用しても良い。基準信号ＳＳから時刻同期用基準信号ＰＰＳを生成する方法は図１５の例と原理は同様でよい。
制御に必要な時刻同期は変電機器本体側の状態イベントのサンプリング同期と時刻付けである。通常、時刻同期精度は１ｍｓｅｃの分解能で状態イベントをサンプリングし時刻付けが要求される。
【０１１２】
よって、この制御スペックを満足させるために、時刻同期用基準信号は少なくとも１ｍｍ秒パルス信号とする。この１ｍｍ秒パルス信号ＣＣ１−ＤＴを機器制御装置３−１〜３−ｎ、制御手段１２２が共用することになる。制御手段１２２では、この信号の周期で、検出した状態イベントに時刻付けするため、１ｍｍ秒精度が確保できる。また、機器制御装置３−１〜３−ｎにおいても、１ｍｍ秒精度で、機器状態（油圧、ガス圧、遮断器開閉等）をサンプリングでき、且つ時刻付け可能である。尚、機器制御装置３−１〜３−ｎで時刻付けする場合は、時刻データを機器制御装置に配信する必要がある。
【０１１３】
図１６の変形例としては、機器制御装置３−１〜３−ｎでのサンプリングを１ｍｍ秒以上のオーバサンプリングとし、このオーバサンプリングデータＣＣ１−ＤＴを取り込んだ機器制御装置用通信手段１４で時刻付けする方法でも良い。この場合は、機器制御装置３−１〜３−ｎでは、時刻同期用基準信号ＰＰＳを必要としない。機器制御装置用通信手段１４は受信したオーバサンプリングデータを間引いて、受信時刻で時刻付けする。尚、時刻付けは自手段内のリアルタイムクロックを利用するか、高精度で、且つ、時刻合わせが不要なＧＰＳ受信データを利用してもよい。
【０１１４】
図１６では、保護制御手段１２を保護手段１２１、制御手段１２２に分ける例で説明したが、ハードウエアを完全に共用した場合（すなわち、同一の演算処理部で保護と制御の両演算を実施する場合）でも本実施形態を適用できる。この場合、２つの演算周期信号（保護リレー演算、状変への時刻付けの演算）を同一演算部が共用し、各々が異なる周期のプログラムタスクとして動作させることで実現できる。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【０１１５】
（第６の実施形態の特徴）
同期タイミングの異なる保護機能及び制御機能ともに、１装置で時刻同期が可能となる。また、保護機能に必要な同期用の基準信号及び制御機能に必要な同期用の基準信号を１装置内で配信、共用するため、保護の時間性能、制御の時間性能を確保して独立して動作できる。
このため、例えば、保護機能が万一、不良で機能維持できない場合でも、独立して動作する制御機能は喪失しない。この逆も然りである。
【０１１６】
（第７の実施形態）
第７の実施形態を図１７で説明する。尚、ディジタル形保護制御装置１のみ図示し、機器制御装置３−２〜３−ｎやセンサーユニット２−２〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。また、本実施形態を説明する上で、必要な手段のみ図示し、他は記載を省略している。
図１７では、第１の実施形態及び第２の実施形態において、プロセスバス通信手段１１と保護制御手段１２とディジタルデータ統合手段１３と機器制御装置用通信手段１４を共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続している場合を示している。
また、同図において、機器制御装置用通信手段１４から制御指令を意味する信号ＣＣ１−ＤＴを機器制御装置３−１に出力する模式（１対１伝送）も図示している。尚、同様に機器制御装置３−２〜３−ｎにも同じように１対１伝送するが、省略図示し、代表として機器制御装置３−１との伝送で説明する。
【０１１７】
（第７の実施形態での作用）
機器制御装置用通信手段１４は、例えば、時刻同期の周期で巡回式に制御指令を意味する制御信号ＣＣ１−ＤＴを機器制御装置３−１に伝送する。機器制御装置３−１では、制御信号ＣＣ１−ＤＴの受信タイミングにより変電機器の状態イベント（油圧、ガス圧、遮断器開閉等の事象）の時刻同期をとる。
【０１１８】
機器制御装置３−１〜３−ｎでは、時刻同期のタイミング（状変イベントへの時刻付け精度は１ｍｍ秒が必要とされている場合が多く、たとえば、１ｍｍ秒のタイミング）が必要である。本来、機器制御装置３−１〜３−ｎは、ディジタル形保護制御装置１から、このタイミング信号（すなわち時刻同期用基準信号）と制御指令（事故検出や選択制御による遮断器開閉指等）をＣＣ１−ＤＴを入力する。これは下り信号が２種類あることを意味している。上り信号は機器監視データとなる。
【０１１９】
この場合、下り信号に２本、上り信号に１本の伝送ケーブルが必要となり、また、１台のディジタル形保護制御装置が変電所内で多数設置され、さらに１台のディジタル形保護制御装置に多数の機器制御装置が接続されることを考えると、変電所全体でみると前記伝送ケーブル多くなる。また、機器制御装置側も２本の受信ケーブルと結合することは、その分、ハードウエアが大きくなる。
【０１２０】
本実施形態では、下り伝送を１本のケーブルとすることで、ケーブル本数を削減し、且つ、機器制御装置の受信ポートを削減する。
すなわち、１本のケーブルで対抗の機器制御装置３−１に時刻同期用タイミングと制御指令を送信する。この様子を図１７の太線枠ＴＳＳで示している。
【０１２１】
制御指令を意味する制御信号（複数ビットで構成）は、最小限の構成として、データ開始を示すスタートビットＳＴ（又はスタートフラグシーケンス）と制御指令ＤＡＴＡからなり、これを時刻同期タイミング（たとえば１ｍｍ秒周期）で巡回式に送信する。この時刻同期タイミングは必要とする以上の精度とし、高速タイミングとしてもよい。この場合は、必要に応じて、機器制御装置は高速タイミングを分周して、必要な時刻同期タイミングに復元すればよい。
また、制御指令は、指令の有り無しに関わらず、上記周期で送信する。指令がない場合、指令無しを意味する信号を付加しても、前置保持の制御指令を送信してもよい。
【０１２２】
図示ＴＳＳ部分は機器制御装置３−１内の受信処理であり、制御信号ＣＣ１−ＤＴの各スタートビットＳＴの開始タイミング（ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３）で周期信号ＴＳＳ−Ａを生成している。また、スタートビットＳＴの開始タイミングではなく、スタートビットＳＴが正常なスタートビット（又はスタートフラグシーケンス）であることを認識した時点でタイミング（ＴＢ１、ＴＢ２，ＴＢ３）をとり、周期信号ＴＳＳ−Ｂを生成する方法もある。後者の方がスタートビットの健全性を確認するため、より信頼性が高いと言える。
【０１２３】
尚、スタートビットＳＴは１ビットで表す２進数“０”、“１”であるが、スタートフラグシーケンスは複数ビットで、たとえば“０００１０１０１０１”のような２進数列で信号の開始を意味する。さらに信号を、“０”から“１”、“１”から“０”への切り替え方向で、“１”、“０”をあらためて意味させるマンチェスタ伝送等を用いるとさらに伝送品質は向上する。尚、伝送は電気ケーブル、光ケーブルでもよい。
【０１２４】
以上に述べたように、１本の１対１ケーブル上にて、制御信号ＣＣ１−ＤＴを時刻同期タイミングで巡回式に送信し、この制御信号ＣＣ１−ＤＴの受信タイミングで時刻同期タイミングを機器制御装置３−１へ渡すことができる。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【０１２５】
（第７の実施形態の特徴）
ディジタル形保護制御装置と機器制御装置が分離している場合でも両者間で同期をとることができる。また、ディジタル形保護制御装置と機器制御装置間で同期信号だけを配信する専用ケーブルを設ける必要もない。
【０１２６】
（第８の実施形態）
第８の実施形態を図１８で説明する。尚、第７の実施形態とディジタル形保護制御装置１、機器制御装置３−２〜３−ｎやセンサーユニット２−２〜２−ｎは同様であるので、省略し、異なる部分である、制御信号ＣＣ１−ＤＴＸと機器制御装置３−１の受信処理の模式のみ示す。
同図では、機器制御装置用通信手段１４から外部に送信される制御指令（事故検出や選択制御による遮断器開閉指令等）を意味する制御信号を時刻同期のタイミング（たとえば１ｍｍ秒周期）よりオーバーサンプリング周期で巡回式に送信する方式ＣＣ１−ＤＴＸを示している。
【０１２７】
機器制御装置３−１はこの高周期受信のタイミングから時刻同期タイミングを復元する。
復元方法の具体例を述べる。同図は、制御信号をスタート符号ＳＴ−１（ビットでもフラグシーケンスでもよい）と時刻同期フラグＦ１及び制御指令データＤＡＴＡ１と、次のタイミングで再び、スタート符号ＳＴ−２と時刻同期フラグＦ２及び制御指令データＤＡＲＡ２を示す。
【０１２８】
本来の時刻同期タイミングよりオーバサンプリングで制御信号を送信しているため、時刻同期タイミングの場合、時刻同期フラグＦ１及びＦ２に、たとえばビット“１”をたて、そうではない場合はビット“０”とする。また、これは複数ビットで構成してもよい。機器制御装置３−１は受信した制御信号の時刻同期フラグＦ１（＝“１”）及びＦ２（＝“０”）を検出及び確認して、時刻同期タイミング（前述の例では、ビット“１”）に限り、そのタイミングＴＣ１で、同期信号のパルスを変化させする。これにより同期信号ＴＳＳ−Ｃを生成する。
【０１２９】
この方式では、時刻同期のタイミング（開始点）が時刻同期フラグで識別できるため、オーバーサンプリングによる制御信号の伝送と時刻同期のタイミング渡しが可能である。また、オーバーサンプリングによる制御信号の伝送は、すなわち、制御指令の高速伝送を意味する。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【０１３０】
（第８の実施形態の特徴）
ディジタル形保護制御装置１で時刻同期の周期よりもオーバサンプリングで制御信号ＣＣ１−ＤＴを巡回式に伝送し、時刻同期の周期毎にサンプリング送信する制御信号ＣＣ１−ＤＴに識別データを付加し、機器制御装置３−１で制御信号ＣＣ１−ＤＴの受信タイミングで識別データを判別し、変電機器状態イベントの時刻同期をとることを特徴とするものである。
これにより、第７の実施形態と同様の特徴を有するばかりでなく、時刻同期よりもオーバサンプリングで巡回式に制御指令を機器制御装置３−１に送信するため、制御指令を高速に伝送できる。そのため、事故検出時、開閉器等の高速開閉指令を可能にしつつ、合わせて、機器制御装置３−１に時刻同期をとらせることもできる。
【０１３１】
（第９の実施形態）
第９の実施形態を図１９で説明する。尚、センサーユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。また、本実施形態を説明する上で、必要な手段のみ図示し、他は記載を省略している。
図１９では、第１の実施形態及び第２の実施形態において、機器制御装置用通信手段１４を入出力手段１７に置き換え、プロセスバス通信手段１１と保護制御手段１２、及びディジタルデータ統合手段１３と共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続した場合を示している。
入出力手段１７は機器制御装置３Ａへの制御指令を可動形又は静止形リレー部でＯＮ／ＯＦＦ出力し、機器制御装置３Ａからのデータ入力を絶縁形入力部でＯＮ／ＯＦＦ入力する。この場合の機器制御装置３Ａは従来形の現場制御装置（図２５の符号Ｚ９−１）に相当する。
【０１３２】
（第９の実施形態での作用）
入出力手段１７の作用を図１９の破線枠内に図示した機能図（説明上必要な入出力部のみ図示）を例に説明する。
出力部ＤＯは装置内部の直流電源Ｐ５とドライバＤＲの“０”出力で可動形継電器ＲＹ１のコイルを励磁し、接点を閉として継電器ＲＹ１を駆動する。接点が閉となると、装置外から引き込んでいる変電所内直流電源Ｐ１１０を機器制御装置３ＡへメタルワイヤＭを通して継電する。この継電器ＲＹ１にミニチュアリレーを適用し、リレー開容量の大きいパワーリレーＲＹ２で一旦受け、継電する方法もある。このパワーリレー（スイッチングリレーとも言う）ＲＹ２は電子回路と比較すると大容量電流（数アンペアから数十アンペア）を扱うため、ディジタル形保護制御装置１の外部に装備させて、弱電部であるディジタルユニットとは分離する場合もある。
【０１３３】
ここで、可動形継電器を使わずに、パワー電解効果トランジスタ（パワーＦＥＴとも言う）やサイリスタ素子により静止形として継電させる場合もある。
また、入力部ＤＩでは、通常、耐ノイズ対策として、外部入力との絶縁を図るためにフォトカプラＰＨ等を使い、外部情報を電圧（Ｐ１１０とＮ間電圧）で入力する。フォトカプラＰＨはその入力感度を抵抗Ｒによる分圧で決める場合が多い。フォトカプラＰＨは入力電圧を感度でＯＮ／ＯＦＦし、ディジタル形保護制御装置１内の電源Ｐ５のプルアップ及びＧＮＤにより、電子回路で扱いやすい電圧で、２値状態“０”、“１”を取り込む。
電圧入力の場合、外部メタルワイヤの引き回しで耐ノイズや電圧降下の問題が生じる場合、一旦、メタルワイヤＭからの信号を継電器で受けて、この継電器の接点の開閉で電圧入力させてもよい。
以上の構成により、入出力手段１７は保護制御手段１２からパラレルバスＰ―ＢＵＳ経由に受信した制御指令を機器制御装置３Ａに出力できる。また、機器制御装置３Ａの機器情報を入力できる。
【０１３４】
尚、図１９では、入出力手段１７を共通のパラレルバスＰ−ＢＵＳに接続しているが、保護制御手段１２との専用のパラレルバスＰ―ＢＵＳ３又はシリアルバスＳ―ＢＵＳ３で接続し、共通パラレルバスＰ―ＢＵＳと分離してもよい。これを図２０に示す。
図２０に示す構成の利点は、制御指令の伝送ラインＰ―ＢＵＳ３とパラレルバスＰ−ＢＵＳとを分離することで、制御指令の伝送がパラレルバスＰ―ＢＵＳ上の伝送（たとえば、ディジタルデータ統合手段１３から保護制御手段１２への交流電気量データの伝送等）に邪魔されないここである。このため、制御指令の時間性能（たとえば、選択制御の伝送時間や事故応動時間の性能）を向上させることができる。
尚、本実施形態は、機器制御装置用通信手段１４を入出力手段１７と置き換えるだけで、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【０１３５】
（第９の実施形態の特徴）
機器制御装置のインターフェースが通信手段によるディジタル化対応していない場合（従来の機器制御装置）でも、本発明のディジタル形保護制御装置とメタルワイヤ等で接続することで、情報伝送（制御指令含む）することが可能である。尚、このＯＮ／ＯＦＦ入出力は所内直流電源であるＤＣ１１０Ｖ渡しが標準である。但し、非標準の電圧渡しもある。
【０１３６】
第１又は第２の実施形態のディジタル形保護制御装置は本来、通信手段で結合したディジタルシステム（変電機器システム）に適用できるが、実際に、変電所（又は電気所）構内伝送がすべて通信手段で結合したディジタル通信となるには移行期間があり、変電機器の増設やリプレース等でディジタル伝送対応に置き換わっていくことが想定される。この場合、本実施形態は従来機器制御装置と接続可能であるため、移行時に有効に適用できる。
【０１３７】
（第１０の実施形態）
第１０の実施形態を図２１で説明する。尚、センサーユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。また、本実施形態を説明する上で、必要な手段のみ図示し、他は記載を省略している。
図２１では、第１の実施形態及び第２の実施形態において、機器制御装置用通信手段１４とプロセスバス通信手段１１と保護制御手段１２、及びディジタルデータ統合手段１３とを共通のパラレルバスＰ―ＢＵＳで接続した場合を示している。
さらに、本実施形態の機器制御装置用通信手段１４は通信手段ＣＣ１（たとえば１対１の下り専用シリアル伝送路）で外部の入出力手段１７Ａと接続する。この入出力手段１７Ａはさらに、機器制御装置３ＡとメタルワイヤＭで接続する。機器制御装置３Ａは従来形の現場制御装置（図２５の符号Ｚ９−１）相当である。また、入出力手段１７Ａと機器制御装置３Ａ間の入出力構造及び作用は第９の実施形態と同様であるので説明を省略する。
尚、入出力手段１７Ａの出力部ＤＯ及び入力部ＤＩの構成は図１９と同様である。
【０１３８】
（第１０の実施形態での作用）
第９の実施形態との相違は、ディジタル形保護制御装置１内に機器制御装置用通信手段１４を備え、外部の入出力手段１７Ａを中継手段として使用し、従来形の機器制御装置３Ａとのインターフェースを実現することにある。すなわち、ディジタル形保護制御装置１から機器制御装置３Ａへの制御指令（事故検出及び選択制御における開閉器への開閉指令等）は通信手段を利用するディジタル信号であるため、入出力手段１７Ａ内の通信制御部で受信し、制御指令の種別等をデコードする。そして、該当する出力部のメタルワイヤＭの１つをＯＮ／ＯＦＦで継電して、機器制御装置３Ａに指令を伝達する。
また、機器制御装置３Ａの上り情報（機器状変等）もメタルワイヤＭの該当線で伝達され、入出力手段１７ＡにＯＮ／ＯＦＦで絶縁入力され、通信制御部を介し、機器監視ディジタルデータとして通信手段ＣＣ１（たとえば１対１の上り専用シリアル伝送路等）よりディジタル形保護制御装置１に送信される。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【０１３９】
（第１０の実施形態の特徴）
従来形の機器制御装置３Ａとディジタル形保護制御装置１の伝送接続を外部入出力手段１７Ａで中継して接続できる。ディジタル化への移行の過渡期において、機器制御装置が従来形であることが多い。この場合、入出力手段１７Ａで中継接続するシステム構成とし、ディジタル化への移行が完了した時点には、本入出力手段１７Ａを取外すことのみで、再接続すればよい。
ＯＮ／ＯＦＦ入出力はＤＣ１１０Ｖクラスの強電部であるため、サージ耐圧等の関係上、大型にならざるを得ない。本発明のように、ディジタル形保護制御装置１と分離した外部入出力手段１７Ａとしているため、ディジタル形保護制御装置１の大きさに影響を与えない。また、入出力手段１７Ａは大型化しても、ディジタル形保護制御装置１とは分離されているため、スペース確保できる場所に設置するという自由度を有する。
【０１４０】
（第１１の実施形態）
第１０の実施形態を図２２で説明する。尚、センサーユニット２−１〜２−ｎ、機器制御装置３−１〜３−ｎとの接続形態及びディジタル形保護制御装置１内の手段は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。また、本実施形態を説明する上で、必要な構造のみ図示している。
同図は、上面の通風孔ＵＨ及び底面の通風孔ＬＨを備えたディジタル形保護制御装置の収納ラック１Ｆと送風手段６と、送風手段６に接続した温度センサＨＥから構成する。
【０１４１】
原理的には、従来の送風機で冷却する産業機器と同じであり、送風手段６として、モータで羽部を回転させ、送風し、底面の通風孔ＬＨから空気を吸い込み、強制的に上面通風孔ＵＨから排出させる。この強制空冷方式を利用し、本実施形態では、ラック１Ｆ内に装備した光部品への通風路を確保させ、温度に対する光部品の劣化を抑制し、寿命を延命させることにある。
また、送風手段６も通常、ベアリング式によるファンであるため、磨耗劣化を生じる。この劣化を抑制するために、ラック１Ｆの周囲温度を温度センサＨＥなどで監視し、所定温度の場合に限り、送風することで、送風手段６の総稼動時間を節約する。また、温度センサによらず、時間基準で送風と停止を計画運転させてもよい。昼間だけ送風し、夜間は送風しない等である。
【０１４２】
ディジタル形保護制御装置１は通常、数十年以上、連続使用させることから、装置の故障率低下を避ける必要がある。光部品は他の電子部品と比較し、故障率が一桁悪い（おおよそ数１００Ｆｉｔ）。光部品は発光部の電流で消耗すること、及び電流が温度依存するため、高温状態では、消費電流も増加し、発光部の消耗を促進していく。
システムをディジタル化し、通信手段で結合していく変電所内保護制御システムでは、通信の品質確保のため、電気ケーブルよりも光ケーブルが多用されてくる。このため、光伝送部に使用する光部品が多数あり、装置の故障率を悪くする傾向にある。
このような光通信を多用する保護制御システムでは、光部品の劣化がシステムの劣化となり、システムのＭＴＢＦ（平均故障間隔）のボトルネックとなる。よって、光部品の劣化を抑制し、装置の故障率を改善することは必須と言える。その解決手段としては、光部品を強制空冷で温度を下げることが効果が良い。
【０１４３】
（第１１の実施形態での作用）
図２２の引き出し図示部ＸＥ１は収納ラック１Ｆ内のハードウエアの一部を示している。プリント基板Ｂ１に光部品Ｐ１、プリント基板Ｂ２に部品Ｙ１Ｘ、Ｙ２Ｘを実装した例であるが、この場合、底面からの送風Ｗ２は部品Ｙ１Ｘ、Ｙ２Ｘが障壁となり、光部品Ｐ１への送風を妨げている。
これに対し、図示部ＸＥ２では、プリント基板Ｂ２への部品実装位置をＹ１Ｏ、Ｙ２Ｏとすることで、光部品Ｐ１への通風路が確保され、送風Ｗ３は底面から上面に抵抗なく流れる。
さらに、引き出し図示部ＸＥ３に示すように、送風部ＦＡＮ１の送風Ｗ４がプリント基板Ｂ１及びプリント基板Ｂ２の間に効率的に流れるように、送風の偏向板ＳＨ１を所定角αで設ける。以上により、光部品Ｐ１への通風路が確保され、送風手段６を搭載したことによるディジタル形保護制御装置１の故障率が飛躍的に改善される。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態で適用できることは言うまでもない。
【０１４４】
（第１１の実施形態の特徴）
電気及び電子部品と比較し、故障率が高い光伝送部品の故障率低減が可能になる。特に、ディジタル形保護制御装置１を変電機器本体又は近傍に装備する場合及び屋外ハイム等に備える場合、又は変電機器から離れた屋内制御室等に設置するが空調設備を有していない場合に、著しい効果を発揮する。ここで、前述の空調のある室内に設置した場合でも効果があることは言うまでもない。設置環境による相対的な効果の差異があるだけである。
また、設置環境の周囲温度に応じて、送風を制御するため、送風手段６の常時連続運転を避け、送風手段６の可動部に対する劣化進行を抑制することができる。さらに、光伝送部に強制空冷が効率的になされるように、通風路を確保するため、送風効果を阻害しない。
本実施形態を適用することで、光通信システムとして構成した変電所内保護制御システム全体のＭＴＢＦが飛躍的に改善する。
【０１４５】
（第１２の実施形態）
第１２の実施形態を図２３で説明する。尚、ディジタル形保護制御装置１内のプロセスバス通信手段１１とディジタルデータ統合手段１３、及び機器制御装置３−２〜３−ｎやセンサユニット２−１〜２−ｎとの接続形態は第１の実施形態と同じであるため、図示上は省略してある。また、本実施形態を説明する上で、必要な手段のみ図示し、他は記載を省略している。
【０１４６】
図２３は、変電機器に対する制御指令（事故検出及び選択制御による開閉器への開閉指令等）の伝送経路を示したものである。ディジタル形保護制御装置１の保護制御手段１２では、ディジタルデータ統合手段１３経由で取り込んだ変電機器本体の主回路交流電気量より保護リレー演算を行い、事故検出時は開閉器への開閉指令（再閉路含む）を出力する。また、上位系からの機器選択制御をステーションバスＳ―ＢＵＳ経由で受信し、変電機器の選択及び制御指令を出力する。
【０１４７】
これらは保護制御手段１２の演算部１２４（保護と制御で図５に示すように分けてもよい）で処理し、パラレスバスＰ−ＢＵＳの伝送制御部１２５から機器制御装置用通信手段１４に出力する。この制御指令を表す制御信号はバス伝送手段１４３で受信処理し、演算部１４４で中継処理し、内部バス１４６を通してシリアル伝送手段１４５から１対１のシリアル伝送路ＣＣ１をへて、機器制御装置３−１のシリアル伝送部３１１で受信処理される。
【０１４８】
尚、伝送する制御信号は、例えば、複数ビットの２進数列で構成されるコマンドである。このコマンドはシリアル伝送部３１１でパラレルデータに変換され、内部バスＰＤ経由で駆動制御手段３１２に渡される。駆動制御手段３１２では、このコマンドに対し、エラーチェックを行う。エラーがない場合は駆動信号ＳＤをドライバ３１３に出力し、パワー継電手段３１４（同図では、機器制御装置内の電源Ｐ５とドライバ３１３によりコイルを励磁して接点閉とし、電源Ｐ１１０で継電する可動形パワー継電器を図示しているが、静止形のサイリスタやパワーＦＥＴ等でもよい）により最終段の制御出力Ｙとなる。
この制御出力Ｙにより、遮断器、断路器等が開閉制御されることになる。
【０１４９】
（第１２の実施形態での作用）
以上の処理の流れをまとめると、制御指令の発信元から最終の受信元までは以下の経路となる。
・演算部１２４〜バス伝送手段１２５：図２３の矢印ＴＲ１
・バス伝送手段１２５からバス伝送手段１４３：図２３の矢印ＴＲ２
・バス伝送手段１４３から演算部１４４：図２３の矢印ＴＲ３
・演算部１４４からシリアル伝送手段１４５：図２３の矢印ＴＲ４
・シリアル伝送手段１４５からシリアル伝送手段３１１：図２３の矢印ＴＲ５
・シリアル伝送手段３１１から駆動制御手段３１２：図２３の矢印ＴＲ６
【０１５０】
以上、ＴＲ１〜ＴＲ６において、いくつかの手段と伝送路を経由するため、制御指令を複数ビットで表現したコマンドのデータ品質はきわめて重要である。発信元から最終受信元までに、いくつかの手段と伝送路ある場合、それらの手段や伝送路の一部不良（一過性不良含む）により、コマンドにビットエラーが発生する割合が増し、エラービットを含んだコマンドにより、最終段の誤った制御出力Ｙになる割合も増す。
【０１５１】
これを回避するために、ディジタル形保護制御装置１内で所定のルールによりコマンドを構成し、最終段の駆動制御手段３１２で前記ルールに基づきエラーチェックする方法が効果的である。
所定のルールとは、たとえば、制御指令を８ビットの２進数で構成した場合、１ビットを付加してパリティビットとしてエラー検出する方法や誤り訂正符号（ＥＣＣ符号）を制御指令に付加してエラー検出する方法でよい。また、コマンドに所定のフラグシーケンスを付加して、駆動制御手段３１２でこのフラグシーケンスが破壊されていないことを確認し、正常と判断するなどの方法もある。さらに、制御指令のビット列に反転ビット列を付加して、駆動制御手段３１２で制御指令と反転ビット列の並びになっているかをチックする方法もある。尚、以上のエラーチック方法だけに本実施例が限定されるものではない。
【０１５２】
伝送路上の伝送エラーによる誤りは、従来より種々の伝送エラー検出技術があるが、本実施形態の特徴は、制御指令の発信元（又はディジタル形保護制御装置１内の所定の手段）にて、所定ルールでコマンド化しておけば、手段や伝送路のどこに不良が発生するかに依存せず、最終段の駆動制御手段３１２でコマンドのエラーを検出できる。
【０１５３】
尚、駆動制御手段３１２はエラーを検出した場合、そのコマンドを破棄し、コマンドを実行しない。そして、このエラー検出を１対１シリアル伝送路ＣＣ１経由でディジタル形保護制御装置１にアンサーバックする。このアンサーバックを受けることで、ディジタル形保護制御装置１はコマンドの再送やエラー通知の頻度監視により、該当機器制御装置３−１への制御指令送信をロックし、不良をステーションバスＳ−ＮＥＴの監視サーバ（図２４のＺ４）に通知する。
尚、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態で例示したすべての形態に適用できることは言うまでもない。
【０１５４】
（第１２の実施形態の特徴）
従来の通信手段によらない形態（図２５）では、ディジタル形保護制御装置と機器制御装置間は第１０の実施形態及び第１１の実施形態に記載したＯＮ／ＯＦＦ電圧渡し等の１対１のメタルワイヤによる。この場合、制御指令は複数のＯＮ／ＯＦＦ接点で電気渡しするため、制御指令の数だけ、ＯＮ／ＯＦＦ部及びメタルワイヤが必要であった。しかし、本実施形態では、通信手段を適用するため、複数ビットですべての制御指令をコマンドとして表現し、送信通信路１本で機器制御装置に情報伝送できる。
ここで、１対１メタルワイヤによる電圧渡しから通信による情報伝送に置き換えるため、多量の情報を伝送できるが、その反面、通信品質を保つことが重要になる。通信媒体の品質に関してはノイズに強いマンチェスタ符号伝送やエラーチェック符号又はシーケンスを設ける等の対策で対処可能である。
しかし、エラーチェック符号を生成する前段階で信号品質の不良が発生した場合は、不良信号がそのまま機器制御装置に伝送され、受信側で信号の不良をチェックできず、制御出力の誤動作、誤不動作につながる恐れがある。
【０１５５】
これを防止するため、ディジタル形保護制御装置からの制御指令は所定のルールに基づくコマンドとし、末端の受信側である機器制御装置で前期ルールに基づくコマンドであることを確認し、コマンドにエラーがないかを判定する。この一連の処理により、制御指令伝送のデータ品質を保つことができる。
【０１５６】
（第１３の実施形態）
第１３の実施形態を図２４で説明する。尚、センサーユニット、ディジタルデータ統合装置は省略している。
同図では、複数のディジタルデータ統合装置、複数の機器制御装置及び複数の保護制御装置がプロセスバスＰ−ＮＥＴ１された変電機器システムにおいて、プロセスバスＰ−ＮＥＴ１に接続されたディジタル形保護制御装置１Ｅから機器制御装置３−１−Ｐへの制御信号を伝送する経路を示している。
【０１５７】
ディジタル形保護制御装置１Ｅは保護制御手段１２とプロセスバス通信手段１１がパラレルバスＰ−ＢＵＳで接続した構成であり、機器制御装置用通信手段及１４びディジタルデータ統合手段１３は備えていない。このようなディジタル形保護制御装置１Ｅの場合、プロセスバスＰ−ＮＥＴ１経由で機器制御装置３−１−Ｐと接続することになる。これは、図２６に示した形態の場合と同様である。
【０１５８】
ここで、プロセスバスＰ−ＮＥＴ１はバスを結合するＨＵＢ（ＨＲ）や宛先アドレスにより、伝送方向を制御するルータ等（ＨＲ）と伝送ケーブルから構成される。
また、機器制御装置３−１−Ｐはプロセスバス通信手段３１５と駆動制御手段３１２が内部バスＰＤで接続されている。駆動制御手段３１２から制御出力Ｙまでの構成と作用は第１２の実施形態と同じである。
このプロセスバス通信手段３１５はディジタル形保護制御装置１Ｅのプロセスバス通信手段１１と略同様である。
【０１５９】
（第１３の実施形態での作用）
図２４の場合、図２３と異なり、制御指令（事故検出及び選択制御による遮断器開閉指令等）の伝達経路はプロセスバスＰ−ＮＥＴを経由する。経路をまとめると以下の通りとなる。
・　保護制御手段１２〜プロセスバス通信手段１１：図２４の矢印ＴＲ１１
・　プロセスバス通信手段１１からプロセスバスＰ−ＮＥＴ１：図２４の矢印ＴＲ１２
・　プロセスバスＰ−ＮＥＴ１内：図２２矢印ＴＲ１３
・　プロセスバス通信手段３１５〜駆動制御手段３１２：図２２矢印１４
【０１６０】
以上、ＴＲ１１〜ＴＲ１４において、いくつかの手段と伝送路を経由するため、制御指令を複数ビットで表現したコマンドのデータ品質はきわめて重要である。発信元から最終受信元までに、いくつかの手段と伝送路ある場合、それらの手段や伝送路の一部不良（一過性不良含む）により、コマンドにビットエラーが発生する割合が増し、エラービットを含んだコマンドにより、最終段の誤った制御出力Ｙになる割合も増す。
【０１６１】
これを回避するために、ディジタル形保護制御装置１Ｅ内の例えば保護制御手段１２で所定のルールによりコマンドを構成し、最終段の駆動制御手段３１２で前記ルールに基づきエラーチェックする。エラーチェックと処理方法は第１２の実施形態と同様である。尚、本実施形態では、プロセスバスＰ−ＮＥＴ１経由でコマンドのエラーをディジタル形保護制御装置１Ｅに通知する形態となる。
【０１６２】
（第１３の実施形態の特徴）
第１２の実施形態と同様の特徴を有するが、特に、保護又は制御装置から機器制御装置への制御指令はプロセスバスＰ―ＮＥＴを介す。その間にはルータやＨＵＢ等の通信中継機器も存在する。よって、本実施形態により、制御指令の送信元から最終末端の受信元（機器制御装置）までの一環した制御指令のデータ品質を保つことが可能である。
【０１６３】
（第１〜第１３の実施形態の特徴のまとめ）
上記実施形態によれば、従来、保護制御装置に実装していた変電機器本体間とのアナログ入出力回路が削除でき、且つ、入出力が全て通信手段経由となり、大電圧、大電流を扱う回路が存在しなくなるため、ハードウェア構成としては、保護制御機能を処理するためのディジタル演算処理部と通信処理を行う通信部のみで構成することができ、大幅にハードウェアの削減が可能となり、装置の小形化および電気ケーブルの大幅削減が可能となる。
【０１６４】
また、装置の小型化により、変電機器本体への組込みも可能となる。更に、各ユニットにディジタル演算プロセッサを備えてディジタル化を図ったので、各ユニットおよび変電機器本体の自己診断が可能となる。また、各ユニットを通信手段で結合したことにより様々な情報の有効活用も可能となり、保守運用性および経済性を大きく向上させることが可能となる。
【０１６５】
さらに、保護制御手段と、ディジタルデータ統合手段、機器制御装置用通信手段およびプロセスバス通信手段との一部又は全部を共通又は個別のパラレル伝送媒体で結合したので、ディジタル形保護制御装置内の伝送高速化が可能になり、変電機器本体の保護および監視制御のリアルタイム性を確保することができる。
【０１６６】
また、保護制御手段と、ディジタルデータ統合手段、機器制御装置用通信手段およびプロセスバス通信手段を備えたディジタル形保護制御装置の個別発明を提案し、これによれば、保護制御の時間性能や事故応動など装置として必要な性能スペックを向上させることが可能になる。
【０１６７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、機器内でのデータ送受を効率よく行うことで、保護制御性能を向上させるディジタル形保護制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の機能構成及びシステム構成例
【図２】変電機器と設置形態の一例
【図３】マルチマスタ伝送方式の具体例（その１）
【図４】マルチマスタ伝送方式の具体例（その２）
【図５】保護制御手段の機能分割例
【図６】第１の実施形態の機能構成（変形例その１）
【図７】第１の実施形態の機能構成（変形例その２）
【図８】ディジタル形保護制御装置の構成形態（その１）
【図９】ディジタル形保護制御装置の構成形態（その２）
【図１０】第２の実施形態におけるシングルマスタ伝送方式の具体例（その１）
【図１１】第２の実施形態におけるシングルマスタ伝送方式の具体例（その２）
【図１２】第３の実施形態の機能構成例
【図１３】第４の実施形態の機能構成例
【図１４】第５の実施形態の機能構成例
【図１５】第５の実施形態における同期信号の生成例
【図１６】第６の実施形態の機能構成例
【図１７】第７の実施形態の方法模式図
【図１８】第８の実施形態の方法模式図
【図１９】第９の実施形態の機能構成例（その１）
【図２０】第９の実施形態の機能構成例（その２）
【図２１】第１０の実施形態の機能構成例
【図２２】第１１の実施形態の構成及び方法説明図
【図２３】第１２の実施形態における制御指令の伝送経路の説明図
【図２４】第１３の実施形態における制御指令の伝送経路の説明図
【図２５】従来の変電所内の変電機器保護制御システム構成例
【図２６】通信手段で結合した変電機器保護制御システム構成
【符号の説明】
１：ディジタル形保護制御装置、　１１：プロセスバス通信手段、　１２：保護制御手段、　１３：ディジタルデータ統合手段、　１４：機器制御装置用通信手段、　１６：バスマスター手段、　２−１〜２−ｎ：センサーユニット、　３−１〜３−ｎ：機器制御装置、　Ｐ−ＢＵＳ：パラレルバス、　Ｐ−ＮＥＴ：プロセスバス、　Ｓ−ＮＥＴ：ステーションバス、　ＳＣ：ディジタルデータ統合手段１３とセンサーニット２−１〜２−ｎ間の１対１通信路（ｎ本）、　ＣＣ：機器制御装置用通信手段１４と機器制御装置３−１〜３−ｎ間の１対１通信路（ｎ本）、　Ｘ１：変電機器本体、　Ｘ１１：母線、　Ｘ１２：送電線、　Ｘ１４：遮断器、　Ｘ１３ａ：母線側送電線に設置の電流変成器、　Ｘ１３ｂ：送電線側に設置の電流変成器、　ａ１：電流変成器Ｘ１３ａから取り込むアナログ電流量、　ａ２：電流変成器Ｘ１３ｂら取り込むアナログ電流量、　ｂ１：遮断器Ｘ１４を制御する制御出力（下り信号）と機器状態値（上り信号）、　７：プロセス制御箱、　ＤＳ：断路器、　ＥＳ：接地開閉器、　ＣＴ：電流変成器、　ＶＴ：電圧変成器、　ＴＡ：タンク、　ＣＢ：遮断器、　Ｂ：ベース、　Ａ１〜Ａ４：マルチマスター伝送時のマスターとスーブ間の伝送方向例（その１）、　Ｂ１〜Ｂ２：マルチマスター伝送時のマスターとスーブ間の伝送方向例（その２）、１２１：保護手段、　１２２：制御手段、　Ｐ−ＢＵＳ１：保護制御手段１２と機器制御装置用通信手段１４間の専用パラレルバス、　Ｓ−ＢＵＳ：保護制御手段１２と機器制御装置用通信手段１４間の専用シリアルバス、　Ｐ−ＢＵＳ１１：保護手段１２１と機器制御装置用通信手段１４ａ間の専用パラレルバス、　Ｐ−ＢＳＵ１２：制御手段１２２と機器制御装置用通信手段１４ｂ間の専用パラレルバス、　Ｓ−ＢＵＳ１：保護手段１２１と機器制御装置用通信手段１４ａ間の専用シリアルバス、　Ｓ−ＢＵＳ２：制御手段１２２と機器制御装置用通信手段１４ｂ間の専用シリアルバス、　１４ａ：保護用の機器制御装置用通信手段、１４ｂ：制御用の機器制御装置用通信手段、　１ａ〜１ｆ：各ベイを保護するディジタル形保護制御装置、　ＤＸ−Ａ：ディジタル形保護制御盤、　１Ｃ：ディジタル形保護制御装置の収納ラック、　ＣＡＳＥ−Ａ、ＣＡＳＥ−Ｂ１、ＣＡＳＥ−Ｂ２、ＣＡＳＥ−Ｃ、ＣＡＳＥ−Ｄ：ディジタル形保護制御装置のラック構成例、　Ｃ１、Ｃ２：シングルマスタ伝送方式における伝送方向例、　１１１：通信制御手段、　１１２：ブリッジ、　Ｐ−ＢＵＳ２：ブリッジ１１２と通信制御手段１１１間の伝送バス、　１１０：プロセスバス通信手段１１の記憶部、１２０：保護制御手段１２の記憶部、　１３０：ディジタルデータ統合手段１３の記憶部、　１４０：機器制御装置用通信手段１４の記憶部、　４：サンプリングマスター手段、　ＳＳ：サンプリングマスター手段４からの基準信号、　１３１：同期信号生成手段、　１３２：分周手段１３２、　ＳＳＰ：保護リレー演算用周期信号、　ＳＣ１−ＤＴ：センサユニット２−１からの変電機器本体の主回路交流電気量のディジタルデータ、　ＳＣ１―ＳＰ：センサユニット２−１へのサンプリング信号、　Ｅ１１：基準信号ＳＳの立下りエッジ、　Ｅ１２：信号ＳＣ１−ＳＰの立下りエッジ、　ＥＷ：基準信号ＳＳと信号ＳＣ１−ＳＰの同期すれ量、　１４１：同期信号生成手段、　ＰＰＳ：時刻同期用基準信号、　ＣＣ１−ＤＴ：機器制御装置３−１への制御指令を意味する制御信号、　ＳＴ：スタートビット又はスタートフラグシーケンス、　ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ３：制御指令（複数ビットの２進で構成）、　ＴＳＳ：時刻同期用信号の生成例、　ＴＡ１〜ＴＡ３：スタートビットＳＴ開始を起点とする時刻同期タイミング、　ＴＳＳ−Ａ：タイミングＴＡ１〜ＴＡ３で生成した時刻同期信号、　ＴＢ１〜ＴＢ３：スタートビットＳＴ認識完了時点を起点とする時刻同期タイミング、　ＴＳＳ−Ｂ：タイミングＴＢ１〜ＴＢ３で生成した時刻同期信号、　ＳＴ−１：信号ＣＣ１−ＤＴＸの制御指令ＤＡＴＡ１のスタートフラグシーケンス、　ＳＴ−２：信号ＣＣ１−ＤＴＸの制御指令ＤＡＴＡ２のスタートフラグシーケンス、　ＣＣ１−ＤＴＸ：オーバサンプリング送信による機器制御装置３−１への制御指令を意味する制御信号の巡回式送信信号、　ＴＳＳ−Ｃ：時刻同期フラグＦ１認識時点で同期をとる同期信号、　ＴＣ１：時刻同期フラグＦ１の認識時点、　ＴＣ２：時刻同期フラグＦ２の認識時点、　Ｆ１：制御指令ＤＡＴＡ１に付加した時刻同期フラグ、　Ｆ２：制御指令ＤＡＴＡ２に付加した時刻同期フラグ、　１７：入出力手段、　Ｍ：メタルワイヤ群、　３Ａ：従来形機器制御装置、　ＤＯ：出力部、　ＤＩ：入力部、　ＤＲ：リレー駆動ドライバ、　Ｐ５：ディジタル形保護制御装置内の電源（＋）、　ＧＮＤ：ディジタル形保護制御装置内の電源（−）、　Ｐ１１０：変電所内の制御電源（＋）、　Ｎ：変電所内の制御電源（―）、ＲＹ１：ミニチュア継電器、　ＲＹ２：パワー継電器（又はスイッチング継電器）、　ＰＨ：フォットカプラ、　Ｒ：感度調整用分圧抵抗、　Ｐ−ＢＵＳ３：保護制御手段１２と入出力手段１７間の専用パラレルバス、　Ｓ−ＢＵＳ３：保護制御手段１２と入出力手段１７間の専用シリアルバス、　１７ａ：外部の入出力手段、　１Ｆ：ディジタル形保護制御装置の収納ラック、　ＨＥ：温度センサ、　ＵＨ：収納ラック１Ｆ上面の通風孔、　ＬＨ：収納ラック１Ｆ底面の通風孔、　Ｗ１〜Ｗ４：送風の流れ摸式図、　Ｂ１、Ｂ２：プリント基板、　Ｐ１：光部品、　Ｙ１Ｘ、Ｙ２Ｘ、Ｙ１Ｏ、Ｙ２Ｏ：プリント基板Ｂ２上の実装部品、　ＸＥ１：送風が阻害される例、　ＸＥ２：送風の通風路を確保した例、　ＸＥ３：送風を効率的に実施する例、　ＦＡＮ１：送風部、　ＳＨ１：偏向板、　α：偏向角度、　６：送風手段、　１２４：保護制御手段１２の演算部、　１２５：保護制御手段１２のバス伝送手段、　１４３：機器制御装置用通信手段１４のバス伝送手段、　１４４：機器制御装置用通信手段１４の演算部、　１４６：機器制御装置用通信手段１４内の伝送バス、　１４５：機器制御装置用通信手段１４のシリアル伝送手段、　ＣＣ１：機器制御装置用通信手段１４と機器制御装置３−１間の１対１通信路、　３１１：機器制御装置３−１のシリアル伝送手段、　３１２：機器制御装置３−１の駆動制御手段、　３１３：機器制御装置３−１のドライバ、　ＰＤ：シリアル伝送手段３１１と駆動制御手段３１２間の伝送バス、　ＳＤ：駆動信号、　３１４：パワー継電器、　Ｙ：制御出力、　ＴＲ１〜ＴＲ６：第１２の実施形態における制御指令の伝送経路、　ＴＲ１１〜ＴＲ１４：第１３の実施形態における制御指令の伝送経路、　ＨＲ：ＨＵＢ又はルータ、　Ｚ１：従来システムにおける制御本館、　Ｚ２：従来システムにおける遠方制御装置、　Ｚ３：従来システムにおける集中監視装置、　Ｚ４：従来システムの監視制御装置、　Ｚ５−１〜Ｚ５−ｎ：従来システムの回線制御装置、　Ｚ６−１〜Ｚ６−ｎ：従来システムの保護装置、　Ｚ７：従来システムのステーションバス、　Ｚ８−１〜Ｚ８−ｎ：変電機器本体、　Ｚ９−１〜Ｚ９−ｎ：現場制御装置、　Ｚ１０：電流変成器、　Ｚ１１：電圧変成器、　Ｚ１２：開閉器、　Ｚ１３：母線、　Ｚ１４：送電線、　Ｚ１５〜Ｚ１７：電気ケーブル（メタルワイヤ）、　Ｚ２０−１〜Ｚ２０―ｎ：変電機器保護制御システム、　Ｚ２１−１：回線制御ユニット、　Ｚ２２−１：保護制御ユニット、　Ｚ２３−１：保護制御ユニット、　Ｚ２４：母線、　Ｚ２５：開閉器、　Ｚ２６：送電線、　Ｚ２７：電流変成器、　Ｚ２８：センサユニット、　Ｚ２９：プロセスバス、　Ｚ３０：機器制御装置、　Ｚ３１：ディジタルデータ統合ユニット、　ＺＺ：ディジタル形保護制御装置に収納される範囲

Claims (14)

1. 変電機器本体の主回路交流電気量を検知する単一または複数のセンサーユニットからの出力を通信手段により入力しデジタルデータとして統合するディジタルデータ統合手段と、
   前記ディジタルデータ統合手段から出力されるディジタルデータに基づいて、前記変電機器本体の保護および制御を行う制御信号を出力する保護制御手段と、
   前記変電機器本体を制御する単一または複数の機器制御装置から出力された機器監視データを前記保護制御手段へ、前記保護制御手段から出力された制御信号を前記機器制御装置へと通信手段により送信する機器制御装置用通信手段と、
   前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記ディジタルデータ統合手段の少なくとも一部と装置外部のプロセスバスとの間でデータを中継するプロセスバス通信手段と、
   前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間の少なくとも一部を結合するパラレル伝送媒体と、を具備し、
   前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間の少なくとも一部でのデータ送受をマルチマスター方式により行うことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
2. 請求項１に記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間のデータ送受の少なくとも一部を前記マルチマスター方式に換えて、シングルマスター方式で行うことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段間及び該プロセスバス通信手段内の伝送バスを共通伝送方式のバスとし、該バスにブリッジを備えたことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
4. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記ディジタルデータ統合手段、前記保護制御手段、前記機器制御装置用通信手段、前記プロセスバス通信手段の少なくとも一部の手段が、データを記憶する記憶部であって、前記少なくとも一部の手段間のバス記憶空間に割り付けられた記憶部を備え、かつ該少なくとも一部の手段間のデータ送受を該割り付けに従い該記憶部渡しで行われることを特徴とするディジタル形保護制御装置。
5. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記センサーユニットに交流電気量のサンプリング検出をさせるためのサンプリング信号の略整数倍の周期の保護リレー演算用基準信号に基づき、前記保護制御手段が保護リレー演算を行うことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
6. 請求項５に記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記サンプリング信号を生成するための基準信号に同期する時刻同期用基準信号および保護リレー演算用基準信号を生成する手段をさらに具備し、前記変電機器本体の制御の少なくとも一部は該時刻同期用基準信号に、前記変電機器本体の保護の少なくとも一部は前記保護リレー演算用基準信号にそれぞれ同期して行われることを特徴とするディジタル形保護制御装置。
7. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記保護制御手段が所定の周期で前記制御信号を送信し、前記機器制御装置が前記制御信号を受信したタイミングに基づき前記変電機器本体の監視を行うことを特徴とするディジタル形保護制御装置。
8. 請求項７記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記保護制御手段が前記所定の周期で送信される前記制御信号に周期的に識別データを付加し、前記機器制御装置は受信した前記制御信号への識別データの付加の有無に対応してタイミングを生成し、前記タイミングにより前記変電機器本体の制御が行われることを特徴とするディジタル形保護制御装置。
9. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
   前記機器制御装置への制御信号を可動形又は静止形リレー部でＯＮ／ＯＦＦ出力し、前記機器制御装置からのデータ入力を絶縁形入力部でＯＮ／ＯＦＦ入力することを特徴とするディジタル形保護制御装置。
10. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
    前記機器制御装置への制御指令を可動形又は静止形リレー部でＯＮ／ＯＦＦ出力し、前記機器制御装置からのデータ入力を絶縁形入力部でＯＮ／ＯＦＦ入力する外部の入出力装置と通信手段で結合し、前記入出力装置を中継して前記機器制御装置とデータ送受することを特徴とするディジタル形保護制御装置。
11. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
    ディジタル形保護制御装置の少なくとも一部を光伝送部で構成して、前記光伝送部に送風を行い、所定の条件により送風を制御する送風手段を備え、前記光伝送部への通風路を確保させることを特徴とするディジタル形保護制御装置。
12. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
    前記ディジタル形保護制御装置から前記機器制御装置への制御信号を複数ビットで構成される所定のルールに基づくコマンドとし、前記コマンドを受信した前記機器制御装置にて、前記コマンドのエラーを検出し、制御出力の誤動作又は誤不動作を防止することを特徴とするディジタル形保護制御装置。
13. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
    ディジタル形保護制御装置から機器制御装置への制御信号をプロセスバスを経由して伝送される複数ビットで構成される所定のルールに基づくコマンドとし、前記機器制御装置で前記ディジタル形保護制御装置又はプロセスバス上の通信手段の不良により発生したコマンドのエラーを検出し、制御信号の誤りに起因する誤動作又は誤不動作を防止してもよい。
14. 請求項１または２のいずれか１項に記載のディジタル形保護制御装置において、
    前記保護制御手段を保護単独の手段又は制御単独の手段として、保護機能と制御機能を装置分離することを特徴とするディジタル形保護制御装置。

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