JP2004120964A - 時刻同期機能付きディジタル保護継電器 - Google Patents
時刻同期機能付きディジタル保護継電器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004120964A JP2004120964A JP2002284318A JP2002284318A JP2004120964A JP 2004120964 A JP2004120964 A JP 2004120964A JP 2002284318 A JP2002284318 A JP 2002284318A JP 2002284318 A JP2002284318 A JP 2002284318A JP 2004120964 A JP2004120964 A JP 2004120964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- circuit
- code
- timing
- sampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0092—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the data processing means, e.g. expert systems, neural networks
Abstract
【課題】電気量データのサンプリングタイミングの誤りをなくして、電力系統の事故発生の有無を正しく認識することにある。
【解決手段】時刻信号発生器４から時刻同期手段２に伝達される基準タイミングをもとに特定されたサンプリングタイミングの電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を判定する時刻同期機能付きディジタル保護継電器において、時刻同期手段２は、時刻信号発生器４から通信媒体Ｌを経由して送られる識別用符号と時刻データを受信する受信回路２１、受信した識別用符号が所望の符号に一致していることを条件に基準タイミングを識別する符号識別回路２５、この識別された基準タイミング及び時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路２３、この算出されたサンプリングタイミングからディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路２４から構成される。
【選択図】 図１
【解決手段】時刻信号発生器４から時刻同期手段２に伝達される基準タイミングをもとに特定されたサンプリングタイミングの電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を判定する時刻同期機能付きディジタル保護継電器において、時刻同期手段２は、時刻信号発生器４から通信媒体Ｌを経由して送られる識別用符号と時刻データを受信する受信回路２１、受信した識別用符号が所望の符号に一致していることを条件に基準タイミングを識別する符号識別回路２５、この識別された基準タイミング及び時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路２３、この算出されたサンプリングタイミングからディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路２４から構成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻同期機能を内蔵したディジタル保護継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種ディジタル保護継電器としては、図１４に示すような回路構成のものがある。
【０００３】
図１４において、ディジタル保護継電器ＲＹは、電力系統ＰＳより入力される電気量１ａを所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段１、このアナログ入力手段１より得られるディジタル電気量１ｂが入力される時刻同期手段２、この時刻同期手段２より出力されるディジタル電気量２ｍを判定値と比較して電力系統の事故の有無を識別する判定手段３を備えている。
【０００４】
上記時刻同期手段２は、詳細を後述する基準時刻信号発生器４から通信媒体Ｌを経由して送信されてくる基準タイミングとなるパルス信号ｔｐ３及び時刻データｓｄ３を受信する受信回路２１、この受信回路２１より出力されるパルス信号ｔｐ４を検出して基準タイミングｔ´を発生するパルス検出回路２２、受信回路２１より出力される時刻データ信号ｓｄ４とパルス検出回路２２より出力される基準タイミングｔ´に基づいてサンプリングタイミング２ｈを算出する時刻算出回路２３、この時刻算出回路２３で求められたサンプリングタイミング２ｈからアナログ入力手段１より入力されるディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路２４とを備えている。
【０００５】
一方、上記基準時刻信号発生器４は、測位システム５から受信した受信信号５ａを入力して、１秒毎の基準タイミングｔを発生する基準タイミング発生回路４１、この基準タイミング発生回路４１で発生する基準タイミングｔを基準タイミングパルス信号ｔｐ１に変換するパルス発生回路４２、測位システム５から受信した受信信号５ａから年月日時分秒などの時刻データｓｄ１を発生する時刻発生回路４３及びこの時刻発生回路４３で発生した時刻データｓｄ１とパルス発生回路４２で発生した基準タイミングパルス信号ｔｐ１を通信媒体Ｌを経由して保護継電器ＲＹに送信する送信回路４４とを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のディジタル保護継電器においては、測位システム５からの受信信号により得られる基準タイミングを保護継電器内の時刻同期手段２に送信する際、一例として図１５に示すように基準タイミング時点で信号の大きさが変化するパルス信号に変換して送信している。
【０００７】
しかしながら、通信過程において受けるノイズ、あるいは送受信素子やケーブルなど通信媒体Ｌの劣化により、受信回路２１に入力されるパルス信号が劣化した場合に、図１５のように基準タイミングからΔＴだけ時間が異なるタイミングにおいて、信号の大きさが判定しきい値を超えて変化してしまい、誤って基準タイミングを認識してしまう問題があった。
【０００８】
その結果、電気量データのサンプリングタイミングが誤ったものとなり、特に前記のように電力系統の別の地点で同一時刻にサンプリングされた電気量データと比較して電力系統内の事故発生の有無を判定する場合に、事故がないにも関わらず誤って認識したり、反対に事故のあることを認識できないという問題が発生する。
【０００９】
本発明は上記のような問題を解消し、時刻信号発生器から保護継電器内の時刻同期手段へ基準タイミングの伝達を行なう際にノイズ発生時および信号の劣化時においても正確に基準タイミングを伝達し、電気量データのサンプリングタイミングの誤りをなくして、電力系統の事故発生の有無を正しく認識することができる時刻同期機能付きディジタル保護継電器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により時刻同期機能付きディジタル保護継電装置を構成する。
【００１１】
請求項１に対応する発明は、電力系統より入力される電気量を所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段と、測位システムからの受信信号をもとに発生させた基準タイミングを所定の形式の識別用符号に変換すると共に、時刻信号を発生させる時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される識別用符号と時刻データとを受信して、前記ディジタル量のサンプリングタイミングを特定する時刻同期手段と、サンプリングタイミングが特定された電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を識別する判定手段とを備え、前記時刻同期手段は、前記時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される識別用符号と時刻データとを受信する受信回路と、この受信回路で受信した識別用符号が所望の符号に一致していることを条件に基準タイミングを識別する符号識別回路と、この符号識別回路で識別された基準タイミングおよび時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路と、この時刻算出回路により算出されたサンプリングタイミングに基づいて前記ディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路とから構成される。
【００１２】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の時刻同期機能付きディジタル保護継電器において、前記時刻同期手段は、受信した時刻データ及び識別用符号の状態から、前記時刻信号発生器の送信回路及び通信媒体の健全性を監視する通信状態監視手段を有する。
【００１３】
請求項３に対応する発明は、電力系統より入力される電気量を所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段と、測位システムからの受信信号をもとに発生させた基準タイミングを識別用符号に変換すると共に、時刻信号を発生させて前記識別用符号に時刻データを重畳する時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される重畳信号を受信して、前記ディジタル量のサンプリングタイミングを特定する時刻同期手段と、サンプリングタイミングが特定された電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を識別する判定手段とを備え、前記時刻同期手段は、前記時刻信号発生器より送信される前記重畳信号を受信する受信回路と、この受信回路で受信された重畳信号が入力され、その信号について前記識別用符号のパルス周期よりも短い周期で論理値を照合して所定の照合条件が成立するか否かを確認し、所定の照合回数連続して成立したことを条件に照合出力を所定の出力条件で変化させて出力する照合回路と、この照合回路より入力される照合出力より時刻データと識別用符号とに分離し、識別用符号の発生と同時に基準タイミングを発生する符号分離回路と、この符号分離回路より出力される基準タイミングおよび時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路と、この時刻算出回路により算出されたサンプリングタイミングに基づいて前記ディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路とから構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明による同期機能付きディジタル保護継電器の第１の実施形態を示すブロック回路図で、図１４と同一部分には同一符号を付して示す。
【００１６】
図１において、ＲＹはディジタル保護継電器で、このディジタル保護継電器ＲＹは、電力系統ＰＳより入力される電気量１ａを所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段１、このアナログ入力手段１より得られるディジタル電気量１ｂが入力される時刻同期手段２、この時刻同期手段２より出力されるディジタル電気量２ｍを判定値と比較して電力系統の事故の有無を識別する判定手段３を備えている。
【００１７】
上記時刻同期手段２は、詳細を後述する基準時刻信号発生器４から通信媒体Ｌを経由して送信されてくる識別用符号送信信号ｔｃ３と時刻データ送信信号ｓｄ３を受信する受信回路２１、この受信回路２１より出力されるディジタル符号ｔｃ４が所望の符号に一致していることを条件に基準タイミングｔ´を発生する符号識別回路２５、受信回路２１より出力される時刻データ信号ｓｄ４と符合識別回路２５より出力される基準タイミングｔ´から時刻を算出してサンプリングタイミング２ｈを算出する時刻算出回路２３、この時刻算出回路２３で求められたサンプリングタイミング２ｈからアナログ入力手段１より入力されるディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路２４とを備えている。
【００１８】
一方、上記基準時刻信号発生器４は、測位システム５から受信した受信信号５ａを入力して、１秒毎の基準タイミングｔを発生する基準タイミング発生回路４１、この基準タイミング発生回路４１の基準タイミングｔの発生と同時に、所定の形式の識別用符合ｔｃ１を発生する符合発生回路４５、測位システム５から受信した受信信号５ａから年月日時分秒などの時刻データｓｄ１を発生する時刻発生回路４３及びこの時刻発生回路４３で発生した時刻データｓｄ１と符号発生回路４５で発生した識別用符号ｔｃ１を時刻データｓｄ２と識別用符号ｔｃ２として出力し、通信媒体Ｌを経由して保護継電器ＲＹに送信する送信回路４４とを備えている。
【００１９】
ここで、通信媒体Ｌとしては、例えば電気ケーブル、光ファイバー、電波など種々のものが使用可能である。
【００２０】
また、測位システムとしては、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの衛星測位システム、標準電波時計システムなど、種々のシステムを使用することが可能である。
【００２１】
次に上記のように構成された時刻同期機能付きディジタル保護継電器の作用を説明する。
【００２２】
まず、時刻信号発生器４の符号発生回路４５より発生する符合ｔｃ１について説明する。
【００２３】
符号ｃの波形としては種々考えられるが、ここではその一例を図２に示す。
【００２４】
図２の、Ｗ１，Ｗ２の波形において、図示上下方向が波形の大きさであり、例えば電圧の大きさ、光の強さなどに対応し、図示横方向は時間軸である。
【００２５】
図２において、中央部の点線が測位システム５からの受信信号に基づいて識別された正確な基準タイミング時点を示している。
【００２６】
まず、波形Ｗ１は基準タイミングと同時に波形を所定の周期にて最大値と最小値で繰り返し変動させたものである。
【００２７】
波形Ｗ２は、波形Ｗ１について波形の繰り返し周期を、できるだけ不規則にし、つまり広範囲の周波数の符号成分を含ませたものである。
【００２８】
ここで、上記波形Ｗ１の場合は、一定周波数のノイズなどが符号識別回路２５に入力すると、この符号識別回路２５より一定周期で繰返し変動する波形が発生して、識別用符号として誤認識する可能性があるため、上記波形Ｗ２のように改善したものである。
【００２９】
また、この形式の符号では符号長を長くして冗長性を持たせることにより、ノイズによる符号の劣化が発生した場合でも、なお基準タイミングの識別を継続させることが可能である。
【００３０】
次に時刻同期手段２における符号識別回路ＤＣの作用の一例を図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３１】
ステップＳ１にて受信回路２１で受信した信号について、識別用符号の開始信号の有無を確認し、開始信号があることが確認されるとステップＳ２に処理を移し、開始信号がなければステップＳ１の処理を続ける。
【００３２】
ステップＳ２では、以降の符号取得が開始信号を起点として所定のタイミングにて行なわれるようにタイミングの調整を行い、ステップＳ３へ進む。
【００３３】
ステップＳ３では、次の符号の確認を行なう。ステップＳ４では識別用符号と一致しているか否かを判定し、一致していればステップＳ５へ処理を移し、一致していなければ、以降の処理を中止してステップＳ１の処理へ戻る。
【００３４】
ステップＳ５では、識別用データの全ビットの確認を終了したか否かを判定し、完了していなければステップＳ３へ処理を移し、次の識別用符号の確認を行い、完了していればステップＳ６へ処理を移し、基準タイミング信号の発生を行い、ステップＳ１へ処理を戻して一連の動作を完了する。
【００３５】
なお、符号の発生時間が長い場合は、受信側で基準タイミングを認識する時間に遅れが発生するが、その遅れが一定であれば補正することが可能であり、特に問題となることはない。
【００３６】
次に本実施形態において、時刻信号発生器４の送信回路４４から送信された信号が通信の過程においてノイズの影響で変化した場合の作用を説明する。
【００３７】
図４は本実施形態により時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャートであり、図５は従来の時刻同期手段において、時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャートである。
【００３８】
従来の時刻同期手段では、図５に示すように受信回路が受信する受信パルス信号ｔｐ３が、ノイズにより点線のしきい値レベルを超えて変化した場合、受信回路のディジタル出力ｔｐ４は一時的に変化し、パルス検出回路の動作により基準タイミングｔ´に誤検出パルスが発生する。
【００３９】
これに対して、本実施形態では図４に示すようにノイズにより、識別用符号受信信号ｔｃ３が点線のしきい値レベルを超えて変化した場合、時刻同期手段２の受信回路２１のディジタル出力ｔｃ４は一時的に変化するが、識別用符号と一致しないため、符号識別回路２５の動作により受信した基準タイミングｔ´に誤検出パルスが発生することはない。
【００４０】
次に本実施形態において、時刻信号発生器４の送信回路４４から送信された信号が通信の過程において信号の強度が減衰した場合の作用を述べる。
【００４１】
図６は本実施形態において、符号識別信号に改善した場合のそれぞれ基準タイミング時点とその前後における各部の波形を示した図であり、図７は従来の時刻同期手段２の時刻信号が減衰により劣化した場合の作用を説明するための波形図である。
【００４２】
従来の時刻同期手段では、図７に示すように通信の過程で信号の減衰により、受信パルス信号ｔｐ３がノイズにより点線のしきい値レベルを超えて減衰した場合、受信回路のディジタル出力ｔｐ４が一時的に変化し、パルス検出回路の動作により基準タイミングｔ´に誤検出パルスが発生する。
【００４３】
これに対して、本実施形態の場合には、識別用符号の前後には信号が存在しないため、通信の過程で信号の減衰により識別用符号の受信信号ｔｃ３がしきい値レベルを超えて減衰した場合でも、受信回路２１のディジタル出力Ｔｃ４は基準タイミング以外の時間に信号がないため、符号識別回路が誤って検出パルスを発生することはない。
【００４４】
この場合、識別符号自体が減衰して変化し、検出不可能になって本来の基準タイミングが検出できない場合もあり得るが、正常受信時の基準タイミングを用いて時刻の推定を行なうことも可能なため、支障はない。
【００４５】
このように本実施形態によれば、時刻信号発生器４から保護継電器ＲＹの時刻同期手段２への時刻信号の通信過程において、信号の劣化を発生して本来の基準タイミングと異なるタイミングにて信号の変化が発生した場合にも、符号発生回路４５が符号化する識別用符号が発生しなければ、符合識別回路が基準タイミングを識別しないことから、サンプリングタイミングが誤ったものとなることがなく、電力系統の事故発生の有無を正しく認識することができる。
【００４６】
図８は本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第２の実施形態を示すブロック回路図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００４７】
第２の実施形態において、図１と異なる点は時刻信号発生器４に符号発生回路４５より出力される識別用符号ｔｃ１と時刻発生回路４３より出力される時刻データｓｄ１を重畳する重畳回路４６を設け、また保護継電器ＲＹの時刻同期手段２に符号識別回路に代えて、受信回路２より出力される重畳信号の受信信号ｍｘ４が入力される照合回路２６、この照合回路２６の出力信号ｍｘ４ｆが入力される符号分離回路２７を設けるものである。
【００４８】
上記重畳回路４６は、識別用符号ｔｃ１と時刻データｓｄ１を重畳して重畳信号ｍｘ１に変換し、通信回路４４は、この重畳信号ｍｘ１を送信信号ｍｘ２として送信する。
【００４９】
一方、保護継電器Ｒｙにおいて、受信回路２１は、通信媒体Ｌを経由して送られてくる重畳信号の送信信号ｍｘ３を受信してディジタルの重畳信号ｍｘ４を出力する。
【００５０】
照合回路２６は、ディジタルの重畳信号ｍｘ４について、識別用符号の最短のパルス周期（符号が変化せず同一の値を取り続ける最短の時間）よりも短い周期（照合周期）にて、重畳信号ｍｘ４の値を所定の回数照合処理を行なう。
【００５１】
そして、この照合回路２６は、照合条件が成立するか否かを確認し、所定の照合回数連続して成立したことを条件に、照合出力ｍｘ４ｆを所定の条件で変化させて符号分離回路２７に与える。
【００５２】
ここで、照合回路２６の照合処理例について図９（ａ）〜（ｃ）により説明する。
【００５３】
図９（ａ）〜（ｃ）の各図の波形は、横方向を時間軸として表し、天地方向を重畳信号ｍｘ４の取る論理値により、１の場合を上側、０の場合を下側として表したものである。
【００５４】
図９（ａ）においては、重畳信号ｍｘ４の値が所定の照合回数連続して０または１のいずれか一方の論理値となる条件が成立するか否かを確認し、成立した場合は照合出力ｍｘ４ｆをその論理値に変化させて出力する。
【００５５】
なお、図９（ａ）では照合回数が４回の例を示しているが、別の照合回数とすることも可能である。
【００５６】
図９（ｂ）においては、重畳信号ｍｘ４の値が所定の照合回数連続して論理値１になる条件が成立するか否かを確認し、成立した場合は照合出力ｍｘ４ｆを論理値１に変化させて出力する。成立しない場合は論理値０を出力する。
【００５７】
なお、図９（ｂ）では照合回数が４回の例を示しているが、別の照合回数とすることも可能である。
【００５８】
図９（ｃ）においては、重畳信号ｍｘ４の値が所定の照合回数連続して論理値０になる条件が成立するか否かを確認し、成立した場合は照合出力ｍｘ４ｆを論理値０に変化させて出力する。成立しない場合は論理値１を出力する。
【００５９】
なお、図９（ｃ）では照合回数が４回の例を示しているが、別の照合回数とすることも可能である。
【００６０】
符号分離回路２７は、重畳信号の照合出力から時刻データｓｄ４に重畳されている識別用符号を識別し、識別用符号が識別されると同時に時刻データＳｄ４と基準タイミングｔ´を発生し、時刻算出回路２３に与える。
【００６１】
ここで、重畳される時刻データ信号としては、例えば基準タイミングの時刻に対応する年月日時分秒の時刻に関するデータなどが上げられ、所定のボーレートのビット列として重畳される場合などがある。
【００６２】
次にこのように構成された時刻同期機能付きディジタル保護継電器の作用を述べる。
【００６３】
図１０は、照合回路を使用しない場合の各部の出力状態を示すタイムチャートである。
【００６４】
まず、図８において、照合回路２６がなく、受信回路２１のディジタル出力ｍｘ４がそのまま符号分離回路２７に入力される場合は、図１０に示すように重畳信号の受信信号ｍｘ３で時刻データ部分の波形が信号高低判定レベルのしきい値付近まで減衰した場合、受信回路のディジタル出力ｍｘ４が不規則に高低を繰返す信号となり、その結果、丸印で囲まれた部分のようにディジタル出力が偶然識別用符号と同一結果となり、符号分離回路２７により、誤って識別用符号として識別される可能性がある。
【００６５】
図１１は、照合回路を使用した場合の各部の出力状態を示すタイムチャートである。
【００６６】
照合回路２６の動作としては、一例として、入力される重畳信号の受信信号ｍｘ４の値を所定の照合周期で照合を行ない、複数回連続して同一の値になった場合に、その値に照合出力ｍｘ４ｆを変化させ、同一の値でなければ、前回出力していた値を継続して出力するものとする。
【００６７】
図１１では、重畳信号の受信信号ｍｘ４で時刻データ部分の波形が信号高低判定レベルのしきい値付近まで減衰した場合、受信回路２１のディジタル出力ｍｘ４の波形は不規則に高低を繰返すが、照合回路２６は入力値が複数回連続して一致することが少ないため、結果的に同じ値を継続して出力することが多くなり、従って照合回路２６の出力は識別用符号と同一結果となる可能性が低い。
【００６８】
なお、不規則な変化の周期が照合回路２６の確認周期に比べて長く、照合回路２６の入力値が現時点から複数周期前までの重畳信号の値と同一となり得る場合は、照合回路２６の確認回数をさらに大きくすれば、照合回路の出力が完全に識別用符号と一致する可能性を少なくできる。
【００６９】
図１２は、照合回路２６に識別用符号が入力された場合の各部の出力状態を示すタイムチャートであり、一例として照合回数が４回の照合回路により基準タイミング時の重畳出力に含まれる識別用符号を照合する場合を示している。
【００７０】
このタイムチャートから分かるように照合の結果出力される識別用符号に遅延を発生しているが、符号の波形自体変化せず、符号識別回路２７では符号の認識が可能である。
【００７１】
なお、照合回路を使用せずに、符号識別回路が符号を識別するためのディジタルデータの確認回数を多くするだけでも効果がある。
【００７２】
このように本実施形態によれば、基準タイミング及び時刻データを同一の通信媒体で送信でき、且つ送信回路より基準タイミング及び時刻データを送信し、通信媒体を経由して受信回路が受信する過程で信号が劣化した場合でも、時刻同期手段で基準タイミングを誤認識してしまうことがなくなる。
【００７３】
図１３は、本発明による時刻同期機能付き保護継電器の第３の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【００７４】
本実施形態では、図１に示す時刻同期手段２において、受信回路２１で受信した時刻信号及び識別用符号の状態から、時刻信号発生器４の送信回路４４及び通信媒体Ｌの健全性を監視する通信状態監視手段を備えた構成とするものである。
【００７５】
次に通信状態監視手段の作用を図１３により述べる。
【００７６】
まず、ステップＳ１１で受信回路２１から出力される現時点からＮ回前までのディジタル値を確認する。ステップＳ１２にて、現時点からＮ回前までのディジタル値の中に０→１→０、または１→０→１の変化があるか否かを判定し、変化があればステップＳ１３に処理を移し、そうでなければステップＳ１１へ戻る。
【００７７】
ステップＳ１３では、不良カウンタの値を増加してステップＳ１４に進み、このステップＳ１４では不良カウンタが規定値をオーバしているか否かを判定し、オーバしていなければステップＳ１７へ処理を移す。
【００７８】
このステップＳ１７では不良カウンタのリセット条件が成立しているか否かを判定し、成立していればステップＳ１８にて不良カウンタのリセットを行なってから、また成立していなければステップＳ１１へ処理を戻す。
【００７９】
送信回路４４または通信媒体Ｌが劣化している場合には、受信回路２１のディジタル出力に不規則的な変動が継続して発生するため、ステップＳ１２が継続的に成立となり、ステップＳ１３で不良カウンタの値が増加される。
【００８０】
そして、ステップＳ１４にて規定値をオーバしていると判定されると、ステップＳ１５にて警報を発生し、ステップＳ１６にて符合識別処理を中止する。
【００８１】
このような通信状態監視手段を備えることにより、送信回路又は通信媒体が劣化したことを検出できると共に、劣化した信号を長時間受信することで誤ったタイミングを認識することを防止できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、時刻信号発生器から保護継電器内の時刻同期手段へ基準タイミングの伝達を行なう際にノイズ発生時および信号の劣化時においても正確に基準タイミングを伝達でき、電気量データのサンプリングタイミングの誤りをなくして、電力系統の事故発生の有無を正しく認識することができる時刻同期機能付きディジタル保護継電器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第１の実施形態を示すブロック回路図。
【図２】同実施形態における符号発生回路より発生する符合の一例を示す波形図。
【図３】同実施形態における符号発生回路の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】同実施形態において、時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図５】従来の時刻同期機能付きディジタル保護継電器における時刻同期手段の時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図６】同実施形態において、時刻信号が減衰により劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図７】従来の時刻同期機能付きディジタル保護継電器における時刻同期手段の時刻信号が減衰により劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図８】本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第２の実施形態を示すブロック回路図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は同実施形態における照合回路の照合処理例をそれぞれ示すタイムチャート。
【図１０】同実施形態における照合回路を使用しない場合、重畳信号が減衰により劣化したときの各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図１１】同実施形態における照合回路を使用した場合、重畳信号が減衰により劣化したときの各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図１２】同実施形態における照合回路が識別用符号を入力した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図１３】本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第３の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図１４】従来の時刻同期機能付きディジタル保護継電器の一例を示すブロック回路図。
【図１５】同時刻同期機能付きディジタル保護継電器において、時刻信号が劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１…アナログ入力手段
２…時刻同期手段
３…判定手段
４…時刻信号発生部
５…測位システム
２１…受信回路
２３…時刻算出回路
２４…サンプリング回路
２５…符号識別回路
２６…照合回路
２７…符号分離回路
４１…基準タイミング発生回路
４３…時刻発生回路
４４…送信回路
４５…符号発生回路
４６…重畳回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻同期機能を内蔵したディジタル保護継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種ディジタル保護継電器としては、図１４に示すような回路構成のものがある。
【０００３】
図１４において、ディジタル保護継電器ＲＹは、電力系統ＰＳより入力される電気量１ａを所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段１、このアナログ入力手段１より得られるディジタル電気量１ｂが入力される時刻同期手段２、この時刻同期手段２より出力されるディジタル電気量２ｍを判定値と比較して電力系統の事故の有無を識別する判定手段３を備えている。
【０００４】
上記時刻同期手段２は、詳細を後述する基準時刻信号発生器４から通信媒体Ｌを経由して送信されてくる基準タイミングとなるパルス信号ｔｐ３及び時刻データｓｄ３を受信する受信回路２１、この受信回路２１より出力されるパルス信号ｔｐ４を検出して基準タイミングｔ´を発生するパルス検出回路２２、受信回路２１より出力される時刻データ信号ｓｄ４とパルス検出回路２２より出力される基準タイミングｔ´に基づいてサンプリングタイミング２ｈを算出する時刻算出回路２３、この時刻算出回路２３で求められたサンプリングタイミング２ｈからアナログ入力手段１より入力されるディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路２４とを備えている。
【０００５】
一方、上記基準時刻信号発生器４は、測位システム５から受信した受信信号５ａを入力して、１秒毎の基準タイミングｔを発生する基準タイミング発生回路４１、この基準タイミング発生回路４１で発生する基準タイミングｔを基準タイミングパルス信号ｔｐ１に変換するパルス発生回路４２、測位システム５から受信した受信信号５ａから年月日時分秒などの時刻データｓｄ１を発生する時刻発生回路４３及びこの時刻発生回路４３で発生した時刻データｓｄ１とパルス発生回路４２で発生した基準タイミングパルス信号ｔｐ１を通信媒体Ｌを経由して保護継電器ＲＹに送信する送信回路４４とを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のディジタル保護継電器においては、測位システム５からの受信信号により得られる基準タイミングを保護継電器内の時刻同期手段２に送信する際、一例として図１５に示すように基準タイミング時点で信号の大きさが変化するパルス信号に変換して送信している。
【０００７】
しかしながら、通信過程において受けるノイズ、あるいは送受信素子やケーブルなど通信媒体Ｌの劣化により、受信回路２１に入力されるパルス信号が劣化した場合に、図１５のように基準タイミングからΔＴだけ時間が異なるタイミングにおいて、信号の大きさが判定しきい値を超えて変化してしまい、誤って基準タイミングを認識してしまう問題があった。
【０００８】
その結果、電気量データのサンプリングタイミングが誤ったものとなり、特に前記のように電力系統の別の地点で同一時刻にサンプリングされた電気量データと比較して電力系統内の事故発生の有無を判定する場合に、事故がないにも関わらず誤って認識したり、反対に事故のあることを認識できないという問題が発生する。
【０００９】
本発明は上記のような問題を解消し、時刻信号発生器から保護継電器内の時刻同期手段へ基準タイミングの伝達を行なう際にノイズ発生時および信号の劣化時においても正確に基準タイミングを伝達し、電気量データのサンプリングタイミングの誤りをなくして、電力系統の事故発生の有無を正しく認識することができる時刻同期機能付きディジタル保護継電器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により時刻同期機能付きディジタル保護継電装置を構成する。
【００１１】
請求項１に対応する発明は、電力系統より入力される電気量を所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段と、測位システムからの受信信号をもとに発生させた基準タイミングを所定の形式の識別用符号に変換すると共に、時刻信号を発生させる時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される識別用符号と時刻データとを受信して、前記ディジタル量のサンプリングタイミングを特定する時刻同期手段と、サンプリングタイミングが特定された電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を識別する判定手段とを備え、前記時刻同期手段は、前記時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される識別用符号と時刻データとを受信する受信回路と、この受信回路で受信した識別用符号が所望の符号に一致していることを条件に基準タイミングを識別する符号識別回路と、この符号識別回路で識別された基準タイミングおよび時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路と、この時刻算出回路により算出されたサンプリングタイミングに基づいて前記ディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路とから構成される。
【００１２】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の時刻同期機能付きディジタル保護継電器において、前記時刻同期手段は、受信した時刻データ及び識別用符号の状態から、前記時刻信号発生器の送信回路及び通信媒体の健全性を監視する通信状態監視手段を有する。
【００１３】
請求項３に対応する発明は、電力系統より入力される電気量を所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段と、測位システムからの受信信号をもとに発生させた基準タイミングを識別用符号に変換すると共に、時刻信号を発生させて前記識別用符号に時刻データを重畳する時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される重畳信号を受信して、前記ディジタル量のサンプリングタイミングを特定する時刻同期手段と、サンプリングタイミングが特定された電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を識別する判定手段とを備え、前記時刻同期手段は、前記時刻信号発生器より送信される前記重畳信号を受信する受信回路と、この受信回路で受信された重畳信号が入力され、その信号について前記識別用符号のパルス周期よりも短い周期で論理値を照合して所定の照合条件が成立するか否かを確認し、所定の照合回数連続して成立したことを条件に照合出力を所定の出力条件で変化させて出力する照合回路と、この照合回路より入力される照合出力より時刻データと識別用符号とに分離し、識別用符号の発生と同時に基準タイミングを発生する符号分離回路と、この符号分離回路より出力される基準タイミングおよび時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路と、この時刻算出回路により算出されたサンプリングタイミングに基づいて前記ディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路とから構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明による同期機能付きディジタル保護継電器の第１の実施形態を示すブロック回路図で、図１４と同一部分には同一符号を付して示す。
【００１６】
図１において、ＲＹはディジタル保護継電器で、このディジタル保護継電器ＲＹは、電力系統ＰＳより入力される電気量１ａを所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段１、このアナログ入力手段１より得られるディジタル電気量１ｂが入力される時刻同期手段２、この時刻同期手段２より出力されるディジタル電気量２ｍを判定値と比較して電力系統の事故の有無を識別する判定手段３を備えている。
【００１７】
上記時刻同期手段２は、詳細を後述する基準時刻信号発生器４から通信媒体Ｌを経由して送信されてくる識別用符号送信信号ｔｃ３と時刻データ送信信号ｓｄ３を受信する受信回路２１、この受信回路２１より出力されるディジタル符号ｔｃ４が所望の符号に一致していることを条件に基準タイミングｔ´を発生する符号識別回路２５、受信回路２１より出力される時刻データ信号ｓｄ４と符合識別回路２５より出力される基準タイミングｔ´から時刻を算出してサンプリングタイミング２ｈを算出する時刻算出回路２３、この時刻算出回路２３で求められたサンプリングタイミング２ｈからアナログ入力手段１より入力されるディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路２４とを備えている。
【００１８】
一方、上記基準時刻信号発生器４は、測位システム５から受信した受信信号５ａを入力して、１秒毎の基準タイミングｔを発生する基準タイミング発生回路４１、この基準タイミング発生回路４１の基準タイミングｔの発生と同時に、所定の形式の識別用符合ｔｃ１を発生する符合発生回路４５、測位システム５から受信した受信信号５ａから年月日時分秒などの時刻データｓｄ１を発生する時刻発生回路４３及びこの時刻発生回路４３で発生した時刻データｓｄ１と符号発生回路４５で発生した識別用符号ｔｃ１を時刻データｓｄ２と識別用符号ｔｃ２として出力し、通信媒体Ｌを経由して保護継電器ＲＹに送信する送信回路４４とを備えている。
【００１９】
ここで、通信媒体Ｌとしては、例えば電気ケーブル、光ファイバー、電波など種々のものが使用可能である。
【００２０】
また、測位システムとしては、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの衛星測位システム、標準電波時計システムなど、種々のシステムを使用することが可能である。
【００２１】
次に上記のように構成された時刻同期機能付きディジタル保護継電器の作用を説明する。
【００２２】
まず、時刻信号発生器４の符号発生回路４５より発生する符合ｔｃ１について説明する。
【００２３】
符号ｃの波形としては種々考えられるが、ここではその一例を図２に示す。
【００２４】
図２の、Ｗ１，Ｗ２の波形において、図示上下方向が波形の大きさであり、例えば電圧の大きさ、光の強さなどに対応し、図示横方向は時間軸である。
【００２５】
図２において、中央部の点線が測位システム５からの受信信号に基づいて識別された正確な基準タイミング時点を示している。
【００２６】
まず、波形Ｗ１は基準タイミングと同時に波形を所定の周期にて最大値と最小値で繰り返し変動させたものである。
【００２７】
波形Ｗ２は、波形Ｗ１について波形の繰り返し周期を、できるだけ不規則にし、つまり広範囲の周波数の符号成分を含ませたものである。
【００２８】
ここで、上記波形Ｗ１の場合は、一定周波数のノイズなどが符号識別回路２５に入力すると、この符号識別回路２５より一定周期で繰返し変動する波形が発生して、識別用符号として誤認識する可能性があるため、上記波形Ｗ２のように改善したものである。
【００２９】
また、この形式の符号では符号長を長くして冗長性を持たせることにより、ノイズによる符号の劣化が発生した場合でも、なお基準タイミングの識別を継続させることが可能である。
【００３０】
次に時刻同期手段２における符号識別回路ＤＣの作用の一例を図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３１】
ステップＳ１にて受信回路２１で受信した信号について、識別用符号の開始信号の有無を確認し、開始信号があることが確認されるとステップＳ２に処理を移し、開始信号がなければステップＳ１の処理を続ける。
【００３２】
ステップＳ２では、以降の符号取得が開始信号を起点として所定のタイミングにて行なわれるようにタイミングの調整を行い、ステップＳ３へ進む。
【００３３】
ステップＳ３では、次の符号の確認を行なう。ステップＳ４では識別用符号と一致しているか否かを判定し、一致していればステップＳ５へ処理を移し、一致していなければ、以降の処理を中止してステップＳ１の処理へ戻る。
【００３４】
ステップＳ５では、識別用データの全ビットの確認を終了したか否かを判定し、完了していなければステップＳ３へ処理を移し、次の識別用符号の確認を行い、完了していればステップＳ６へ処理を移し、基準タイミング信号の発生を行い、ステップＳ１へ処理を戻して一連の動作を完了する。
【００３５】
なお、符号の発生時間が長い場合は、受信側で基準タイミングを認識する時間に遅れが発生するが、その遅れが一定であれば補正することが可能であり、特に問題となることはない。
【００３６】
次に本実施形態において、時刻信号発生器４の送信回路４４から送信された信号が通信の過程においてノイズの影響で変化した場合の作用を説明する。
【００３７】
図４は本実施形態により時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャートであり、図５は従来の時刻同期手段において、時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャートである。
【００３８】
従来の時刻同期手段では、図５に示すように受信回路が受信する受信パルス信号ｔｐ３が、ノイズにより点線のしきい値レベルを超えて変化した場合、受信回路のディジタル出力ｔｐ４は一時的に変化し、パルス検出回路の動作により基準タイミングｔ´に誤検出パルスが発生する。
【００３９】
これに対して、本実施形態では図４に示すようにノイズにより、識別用符号受信信号ｔｃ３が点線のしきい値レベルを超えて変化した場合、時刻同期手段２の受信回路２１のディジタル出力ｔｃ４は一時的に変化するが、識別用符号と一致しないため、符号識別回路２５の動作により受信した基準タイミングｔ´に誤検出パルスが発生することはない。
【００４０】
次に本実施形態において、時刻信号発生器４の送信回路４４から送信された信号が通信の過程において信号の強度が減衰した場合の作用を述べる。
【００４１】
図６は本実施形態において、符号識別信号に改善した場合のそれぞれ基準タイミング時点とその前後における各部の波形を示した図であり、図７は従来の時刻同期手段２の時刻信号が減衰により劣化した場合の作用を説明するための波形図である。
【００４２】
従来の時刻同期手段では、図７に示すように通信の過程で信号の減衰により、受信パルス信号ｔｐ３がノイズにより点線のしきい値レベルを超えて減衰した場合、受信回路のディジタル出力ｔｐ４が一時的に変化し、パルス検出回路の動作により基準タイミングｔ´に誤検出パルスが発生する。
【００４３】
これに対して、本実施形態の場合には、識別用符号の前後には信号が存在しないため、通信の過程で信号の減衰により識別用符号の受信信号ｔｃ３がしきい値レベルを超えて減衰した場合でも、受信回路２１のディジタル出力Ｔｃ４は基準タイミング以外の時間に信号がないため、符号識別回路が誤って検出パルスを発生することはない。
【００４４】
この場合、識別符号自体が減衰して変化し、検出不可能になって本来の基準タイミングが検出できない場合もあり得るが、正常受信時の基準タイミングを用いて時刻の推定を行なうことも可能なため、支障はない。
【００４５】
このように本実施形態によれば、時刻信号発生器４から保護継電器ＲＹの時刻同期手段２への時刻信号の通信過程において、信号の劣化を発生して本来の基準タイミングと異なるタイミングにて信号の変化が発生した場合にも、符号発生回路４５が符号化する識別用符号が発生しなければ、符合識別回路が基準タイミングを識別しないことから、サンプリングタイミングが誤ったものとなることがなく、電力系統の事故発生の有無を正しく認識することができる。
【００４６】
図８は本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第２の実施形態を示すブロック回路図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について述べる。
【００４７】
第２の実施形態において、図１と異なる点は時刻信号発生器４に符号発生回路４５より出力される識別用符号ｔｃ１と時刻発生回路４３より出力される時刻データｓｄ１を重畳する重畳回路４６を設け、また保護継電器ＲＹの時刻同期手段２に符号識別回路に代えて、受信回路２より出力される重畳信号の受信信号ｍｘ４が入力される照合回路２６、この照合回路２６の出力信号ｍｘ４ｆが入力される符号分離回路２７を設けるものである。
【００４８】
上記重畳回路４６は、識別用符号ｔｃ１と時刻データｓｄ１を重畳して重畳信号ｍｘ１に変換し、通信回路４４は、この重畳信号ｍｘ１を送信信号ｍｘ２として送信する。
【００４９】
一方、保護継電器Ｒｙにおいて、受信回路２１は、通信媒体Ｌを経由して送られてくる重畳信号の送信信号ｍｘ３を受信してディジタルの重畳信号ｍｘ４を出力する。
【００５０】
照合回路２６は、ディジタルの重畳信号ｍｘ４について、識別用符号の最短のパルス周期（符号が変化せず同一の値を取り続ける最短の時間）よりも短い周期（照合周期）にて、重畳信号ｍｘ４の値を所定の回数照合処理を行なう。
【００５１】
そして、この照合回路２６は、照合条件が成立するか否かを確認し、所定の照合回数連続して成立したことを条件に、照合出力ｍｘ４ｆを所定の条件で変化させて符号分離回路２７に与える。
【００５２】
ここで、照合回路２６の照合処理例について図９（ａ）〜（ｃ）により説明する。
【００５３】
図９（ａ）〜（ｃ）の各図の波形は、横方向を時間軸として表し、天地方向を重畳信号ｍｘ４の取る論理値により、１の場合を上側、０の場合を下側として表したものである。
【００５４】
図９（ａ）においては、重畳信号ｍｘ４の値が所定の照合回数連続して０または１のいずれか一方の論理値となる条件が成立するか否かを確認し、成立した場合は照合出力ｍｘ４ｆをその論理値に変化させて出力する。
【００５５】
なお、図９（ａ）では照合回数が４回の例を示しているが、別の照合回数とすることも可能である。
【００５６】
図９（ｂ）においては、重畳信号ｍｘ４の値が所定の照合回数連続して論理値１になる条件が成立するか否かを確認し、成立した場合は照合出力ｍｘ４ｆを論理値１に変化させて出力する。成立しない場合は論理値０を出力する。
【００５７】
なお、図９（ｂ）では照合回数が４回の例を示しているが、別の照合回数とすることも可能である。
【００５８】
図９（ｃ）においては、重畳信号ｍｘ４の値が所定の照合回数連続して論理値０になる条件が成立するか否かを確認し、成立した場合は照合出力ｍｘ４ｆを論理値０に変化させて出力する。成立しない場合は論理値１を出力する。
【００５９】
なお、図９（ｃ）では照合回数が４回の例を示しているが、別の照合回数とすることも可能である。
【００６０】
符号分離回路２７は、重畳信号の照合出力から時刻データｓｄ４に重畳されている識別用符号を識別し、識別用符号が識別されると同時に時刻データＳｄ４と基準タイミングｔ´を発生し、時刻算出回路２３に与える。
【００６１】
ここで、重畳される時刻データ信号としては、例えば基準タイミングの時刻に対応する年月日時分秒の時刻に関するデータなどが上げられ、所定のボーレートのビット列として重畳される場合などがある。
【００６２】
次にこのように構成された時刻同期機能付きディジタル保護継電器の作用を述べる。
【００６３】
図１０は、照合回路を使用しない場合の各部の出力状態を示すタイムチャートである。
【００６４】
まず、図８において、照合回路２６がなく、受信回路２１のディジタル出力ｍｘ４がそのまま符号分離回路２７に入力される場合は、図１０に示すように重畳信号の受信信号ｍｘ３で時刻データ部分の波形が信号高低判定レベルのしきい値付近まで減衰した場合、受信回路のディジタル出力ｍｘ４が不規則に高低を繰返す信号となり、その結果、丸印で囲まれた部分のようにディジタル出力が偶然識別用符号と同一結果となり、符号分離回路２７により、誤って識別用符号として識別される可能性がある。
【００６５】
図１１は、照合回路を使用した場合の各部の出力状態を示すタイムチャートである。
【００６６】
照合回路２６の動作としては、一例として、入力される重畳信号の受信信号ｍｘ４の値を所定の照合周期で照合を行ない、複数回連続して同一の値になった場合に、その値に照合出力ｍｘ４ｆを変化させ、同一の値でなければ、前回出力していた値を継続して出力するものとする。
【００６７】
図１１では、重畳信号の受信信号ｍｘ４で時刻データ部分の波形が信号高低判定レベルのしきい値付近まで減衰した場合、受信回路２１のディジタル出力ｍｘ４の波形は不規則に高低を繰返すが、照合回路２６は入力値が複数回連続して一致することが少ないため、結果的に同じ値を継続して出力することが多くなり、従って照合回路２６の出力は識別用符号と同一結果となる可能性が低い。
【００６８】
なお、不規則な変化の周期が照合回路２６の確認周期に比べて長く、照合回路２６の入力値が現時点から複数周期前までの重畳信号の値と同一となり得る場合は、照合回路２６の確認回数をさらに大きくすれば、照合回路の出力が完全に識別用符号と一致する可能性を少なくできる。
【００６９】
図１２は、照合回路２６に識別用符号が入力された場合の各部の出力状態を示すタイムチャートであり、一例として照合回数が４回の照合回路により基準タイミング時の重畳出力に含まれる識別用符号を照合する場合を示している。
【００７０】
このタイムチャートから分かるように照合の結果出力される識別用符号に遅延を発生しているが、符号の波形自体変化せず、符号識別回路２７では符号の認識が可能である。
【００７１】
なお、照合回路を使用せずに、符号識別回路が符号を識別するためのディジタルデータの確認回数を多くするだけでも効果がある。
【００７２】
このように本実施形態によれば、基準タイミング及び時刻データを同一の通信媒体で送信でき、且つ送信回路より基準タイミング及び時刻データを送信し、通信媒体を経由して受信回路が受信する過程で信号が劣化した場合でも、時刻同期手段で基準タイミングを誤認識してしまうことがなくなる。
【００７３】
図１３は、本発明による時刻同期機能付き保護継電器の第３の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【００７４】
本実施形態では、図１に示す時刻同期手段２において、受信回路２１で受信した時刻信号及び識別用符号の状態から、時刻信号発生器４の送信回路４４及び通信媒体Ｌの健全性を監視する通信状態監視手段を備えた構成とするものである。
【００７５】
次に通信状態監視手段の作用を図１３により述べる。
【００７６】
まず、ステップＳ１１で受信回路２１から出力される現時点からＮ回前までのディジタル値を確認する。ステップＳ１２にて、現時点からＮ回前までのディジタル値の中に０→１→０、または１→０→１の変化があるか否かを判定し、変化があればステップＳ１３に処理を移し、そうでなければステップＳ１１へ戻る。
【００７７】
ステップＳ１３では、不良カウンタの値を増加してステップＳ１４に進み、このステップＳ１４では不良カウンタが規定値をオーバしているか否かを判定し、オーバしていなければステップＳ１７へ処理を移す。
【００７８】
このステップＳ１７では不良カウンタのリセット条件が成立しているか否かを判定し、成立していればステップＳ１８にて不良カウンタのリセットを行なってから、また成立していなければステップＳ１１へ処理を戻す。
【００７９】
送信回路４４または通信媒体Ｌが劣化している場合には、受信回路２１のディジタル出力に不規則的な変動が継続して発生するため、ステップＳ１２が継続的に成立となり、ステップＳ１３で不良カウンタの値が増加される。
【００８０】
そして、ステップＳ１４にて規定値をオーバしていると判定されると、ステップＳ１５にて警報を発生し、ステップＳ１６にて符合識別処理を中止する。
【００８１】
このような通信状態監視手段を備えることにより、送信回路又は通信媒体が劣化したことを検出できると共に、劣化した信号を長時間受信することで誤ったタイミングを認識することを防止できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、時刻信号発生器から保護継電器内の時刻同期手段へ基準タイミングの伝達を行なう際にノイズ発生時および信号の劣化時においても正確に基準タイミングを伝達でき、電気量データのサンプリングタイミングの誤りをなくして、電力系統の事故発生の有無を正しく認識することができる時刻同期機能付きディジタル保護継電器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第１の実施形態を示すブロック回路図。
【図２】同実施形態における符号発生回路より発生する符合の一例を示す波形図。
【図３】同実施形態における符号発生回路の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】同実施形態において、時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図５】従来の時刻同期機能付きディジタル保護継電器における時刻同期手段の時刻信号がノイズにより劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図６】同実施形態において、時刻信号が減衰により劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図７】従来の時刻同期機能付きディジタル保護継電器における時刻同期手段の時刻信号が減衰により劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図８】本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第２の実施形態を示すブロック回路図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は同実施形態における照合回路の照合処理例をそれぞれ示すタイムチャート。
【図１０】同実施形態における照合回路を使用しない場合、重畳信号が減衰により劣化したときの各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図１１】同実施形態における照合回路を使用した場合、重畳信号が減衰により劣化したときの各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図１２】同実施形態における照合回路が識別用符号を入力した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【図１３】本発明による時刻同期機能付きディジタル保護継電器の第３の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図１４】従来の時刻同期機能付きディジタル保護継電器の一例を示すブロック回路図。
【図１５】同時刻同期機能付きディジタル保護継電器において、時刻信号が劣化した場合の各部の出力状態を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１…アナログ入力手段
２…時刻同期手段
３…判定手段
４…時刻信号発生部
５…測位システム
２１…受信回路
２３…時刻算出回路
２４…サンプリング回路
２５…符号識別回路
２６…照合回路
２７…符号分離回路
４１…基準タイミング発生回路
４３…時刻発生回路
４４…送信回路
４５…符号発生回路
４６…重畳回路
Claims (3)
- 電力系統より入力される電気量を所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段と、測位システムからの受信信号をもとに発生させた基準タイミングを所定の形式の識別用符号に変換すると共に、時刻信号を発生させる時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される識別用符号と時刻データとを受信して、前記ディジタル量のサンプリングタイミングを特定する時刻同期手段と、サンプリングタイミングが特定された電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を識別する判定手段とを備え、
前記時刻同期手段は、前記時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される識別用符号と時刻データとを受信する受信回路と、この受信回路で受信した識別用符号が所望の符号に一致していることを条件に基準タイミングを識別する符号識別回路と、この符号識別回路で識別された基準タイミングおよび時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路と、この時刻算出回路により算出されたサンプリングタイミングに基づいて前記ディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路とから構成されたことを特徴とする時刻同期機能付きディジタル保護継電器。 - 請求項１記載の時刻同期付きディジタル保護継電器において、前記時刻同期手段は、受信した時刻データ及び識別用符号の状態から、前記時刻信号発生器の送信回路及び通信媒体の健全性を監視する通信状態監視手段を有することを特徴とする時刻同期付きディジタル保護継電器。
- 電力系統より入力される電気量を所定周期でサンプリングしてアナログ量をディジタル量に変換するアナログ入力手段と、測位システムからの受信信号をもとに発生させた基準タイミングを識別用符号に変換すると共に、時刻信号を発生させて前記識別用符号に時刻データを重畳する時刻信号発生器から通信媒体を経由して送信される重畳信号を受信して、前記ディジタル量のサンプリングタイミングを特定する時刻同期手段と、サンプリングタイミングが特定された電気量を判定値と比較して電力系統内の事故発生の有無を識別する判定手段とを備え、
前記時刻同期手段は、前記時刻信号発生器より送信される前記重畳信号を受信する受信回路と、この受信回路で受信された重畳信号が入力され、その信号について前記識別用符号のパルス周期よりも短い周期で論理値を照合して所定の照合条件が成立するか否かを確認し、所定の照合回数連続して成立したことを条件に照合出力を所定の出力条件で変化させて出力する照合回路と、この照合回路より入力される照合出力より時刻データと識別用符号とに分離し、識別用符号の発生と同時に基準タイミングを発生する符号分離回路と、この符号分離回路より出力される基準タイミングおよび時刻データからサンプリングタイミングを算出する時刻算出回路と、この時刻算出回路により算出されたサンプリングタイミングに基づいて前記ディジタル電気量のサンプリングタイミングを特定するサンプリング同期回路とから構成されたことを特徴とする時刻同期機能付きディジタル保護継電器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002284318A JP3923879B2 (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 時刻同期機能付きディジタル保護継電器 |
| EP03021504A EP1403997B1 (en) | 2002-09-27 | 2003-09-23 | Digital protection relay with time sync function |
| DE60335976T DE60335976D1 (de) | 2002-09-27 | 2003-09-23 | Digitales Schutzrelais mit Zeitsynchronisierungsfunktion |
| US10/669,704 US7199989B2 (en) | 2002-09-27 | 2003-09-25 | Digital protection relay with time sync function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002284318A JP3923879B2 (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 時刻同期機能付きディジタル保護継電器 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004120964A true JP2004120964A (ja) | 2004-04-15 |
| JP2004120964A5 JP2004120964A5 (ja) | 2005-09-22 |
| JP3923879B2 JP3923879B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=31973370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002284318A Expired - Fee Related JP3923879B2 (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 時刻同期機能付きディジタル保護継電器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7199989B2 (ja) |
| EP (1) | EP1403997B1 (ja) |
| JP (1) | JP3923879B2 (ja) |
| DE (1) | DE60335976D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009105775A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 時刻同期装置および保護継電システム |
| KR101376659B1 (ko) | 2013-01-25 | 2014-03-20 | 엘에스산전 주식회사 | 디지털 보호 계전기 및 이의 시리얼 통신 방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7864551B2 (en) * | 2008-06-20 | 2011-01-04 | Zippy Technology Corp. | Power supply device with system switch circuit |
| CN102707104A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-10-03 | 江西八达电子有限公司 | 时标标准功率源 |
| CN111045032A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-21 | 中国科学院国家授时中心 | 一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法及应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63302633A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 信号判別回路 |
| JPH09318776A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 時刻装置 |
| JP2001045646A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-16 | Toshiba Corp | ディジタル保護継電器 |
| JP2001221874A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-17 | Toshiba Corp | 時刻同期方式 |
| JP2002118952A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Toshiba Corp | ディジタル保護継電器 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113615A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-20 | 株式会社東芝 | デイジタル形保護継電装置 |
| JP2677722B2 (ja) * | 1991-07-05 | 1997-11-17 | 株式会社東芝 | ディジタル保護継電器 |
| US5576625A (en) * | 1994-02-07 | 1996-11-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Test method and apparatus for testing a protective relay system |
| JP3718977B2 (ja) * | 1997-12-25 | 2005-11-24 | 株式会社明電舎 | サンプリング同期方式 |
| JP3352411B2 (ja) | 1998-03-05 | 2002-12-03 | 株式会社東芝 | 制御システム、電力系統保護制御システムおよびプログラムを記憶した記憶媒体 |
| TW475991B (en) * | 1998-12-28 | 2002-02-11 | Nippon Kouatsu Electric Co Ltd | Fault point location system |
| JP2001109781A (ja) * | 1999-10-13 | 2001-04-20 | Toshiba Corp | データ収集システム |
| JP3536752B2 (ja) | 1999-12-01 | 2004-06-14 | 住友金属工業株式会社 | 耐水素誘起割れ性に優れた薄肉鋼板およびその製造方法 |
| US6819880B2 (en) * | 2000-10-26 | 2004-11-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Loss of signal detection circuit for light receiver |
-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002284318A patent/JP3923879B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-09-23 DE DE60335976T patent/DE60335976D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-09-23 EP EP03021504A patent/EP1403997B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-09-25 US US10/669,704 patent/US7199989B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63302633A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 信号判別回路 |
| JPH09318776A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 時刻装置 |
| JP2001045646A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-16 | Toshiba Corp | ディジタル保護継電器 |
| JP2001221874A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-17 | Toshiba Corp | 時刻同期方式 |
| JP2002118952A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Toshiba Corp | ディジタル保護継電器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009105775A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 時刻同期装置および保護継電システム |
| KR101376659B1 (ko) | 2013-01-25 | 2014-03-20 | 엘에스산전 주식회사 | 디지털 보호 계전기 및 이의 시리얼 통신 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1403997B1 (en) | 2011-02-09 |
| JP3923879B2 (ja) | 2007-06-06 |
| US7199989B2 (en) | 2007-04-03 |
| EP1403997A3 (en) | 2007-01-10 |
| EP1403997A2 (en) | 2004-03-31 |
| DE60335976D1 (de) | 2011-03-24 |
| US20040070909A1 (en) | 2004-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108599896B (zh) | 一种基于冗余编码系统的crc校验系统及方法 | |
| US7990880B2 (en) | Detector and method for detecting abnormality in time synchronization | |
| JP2004120964A (ja) | 時刻同期機能付きディジタル保護継電器 | |
| WO2008001419A1 (fr) | Dispositif de communication | |
| US5600679A (en) | Burst signal receiving apparatus with different holding times of threshold signal | |
| EP1441460B1 (en) | Impulse noise suppression device | |
| US10462268B2 (en) | Data transmitting/receiving apparatus and data transmitting/receiving method | |
| NO309250B1 (no) | Overföringssystem for kodede talesignaler og/eller data i talefrekvensbåndet | |
| US7802173B2 (en) | Method to decode a data string | |
| CN101324660B (zh) | 绝对时刻信息的生成方法与装置及发送方法与装置 | |
| US6788248B2 (en) | Apparatus and method for controlling receiving rate of GPS signal | |
| JP4402251B2 (ja) | 光空間伝送装置 | |
| US20120214407A1 (en) | Radio communication system, transmitting apparatus, receiving apparatus, receiving method and transmitting method | |
| KR101501530B1 (ko) | 송수신 동기화 모듈의 오류 검출 시스템 및 그 방법 | |
| JPS6178239A (ja) | フレ−ム同期回路 | |
| AU2003200303A1 (en) | Reception of digitally coded protection signals in a remote tripping device | |
| JP2895002B2 (ja) | 誤り訂正装置 | |
| JP2566939B2 (ja) | 伝送装置 | |
| JP2801171B2 (ja) | クロック信号同期回路 | |
| KR100315006B1 (ko) | 디지털 신호 전송 시스템 | |
| JPH0239644A (ja) | 相関ピーク検出回路 | |
| JP2005340870A (ja) | 光伝送装置 | |
| JP2689955B2 (ja) | 回線切替装置 | |
| US20140298147A1 (en) | Data transferring systems, data receivers and methods of transferring data using the same | |
| JPH0960367A (ja) | キーレスエントリーシステム装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040805 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050412 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050412 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050729 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060721 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060725 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060925 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061107 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070220 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070222 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120302 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140302 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |