JP2006254594A - 保護継電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保護継電装置において、電気量のサンプリングを同期させるための回路を不要とし、かつ、系統事故から系統保護までの動作遅延を少なくする。
【解決手段】従端の保護継電装置は、自端でサンプリングした電気量のデータをもとに、多項式近似を用いることで、主端のサンプリングタイミングと同一時刻の従端の電気量のデータを補間データとして生成し、この補間データと、該補間データの時刻と同一時刻の主端の電気量のデータをもとに、送電線の事故が発生したと判別した場合には、しゃ断器を開路する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力系統の送電線からサンプリングした電気量に基づいて電力系統の保護動作を行なう保護継電装置に関する。

従来、電力系統の送電線の電気量をディジタルデ−タとしてサンプリングし、このディジタルデ−タを複数の端子間で互いに送受信することで電力系統の保護動作を行なう保護継電装置では、各端子の電気量を同時にサンプリングしている。この代表例としては、ディジタル形電流差動保護継電装置が挙げられる。この装置の原理については“電気学会発行「保護リレ−システム工学」”Ｐ−１５７以降に開示されている。

また、各端子の電気量を同時にサンプリングし、この同時性を持ったサンプリングデ−タを複数の端子間で互いに伝送する手法については、前述の文献にも若干記載があり、さらに詳細には、例えば特許文献１に開示された手法がある。

この手法では、各端子に接続された保護継電装置に、基準となるクロック信号発生回路をそれぞれ設け、一方の端子に接続された保護継電装置から他方の端子に接続された保護継電装置へディジタルデータを伝送する際に、それぞれの保護継電装置では、クロック信号発生回路によるクロック信号に応じた送信同期信号と時間デ−タとを伝送フォ−マット中に含めて相手端の保護継電装置に送信する。一方、送信先の保護継電装置では、受信側のクロック信号を基準とした時間になおして伝送フォ−マット中の送信同期信号として送信元の保護継電装置に返送することで、各端子の保護継電装置では各装置におけるクロック信号の発生タイミングの時間差を０とするように構成している。

このような装置では、電気量のディジタルデータのサンプリングの同期をとるための制御回路が必要であり、この制御回路を不要とした装置が、例えば特許文献２や特許文献３に開示されている。これらの装置では、ディジタルデータのサンプリングタイミングの同期をとる代わりに、フーリエ展開を用いて、一定周期でサンプリングされた電気量のディジタルデータの任意の時刻における電気量を計算する構成となっており、この任意の時刻を他の端子の保護継電装置によるディジタルデータのサンプリング時刻と同一とすることで、複数の端子における同一時刻の電気量のデータを得る。
特許１５４０３２５号公報 特公平６−８７６２７号公報 特公平７−１１４５３４号公報

しかしながら、保護継電装置の多くは系統の商用周波数域での応答を前提としている。前述したフ−リエ展開を用いた場合は、商用周波数成分を抽出するために１サイクル程度にわたる積分演算を行なう必要があるので、系統事故の発生時に該系統の保護動作を迅速に行なうことは困難であった。

そこで、本発明の目的は、電気量のサンプリングタイミングを複数の端子間で同期させることなく、かつ、系統事故から系統保護までの動作遅延を少なくすることが可能になる保護継電装置を提供することにある。

すなわち、本発明に係わる保護継電装置は、電力系統の送電線の第１の端子と接続される保護継電装置であって、前記第１の端子の電気量を予め定められた周期でサンプリングするサンプリング手段と、前記送電線の第２の端子と接続される他の保護継電装置の前記サンプリング手段により予め定められた周期でサンプリングした前記第２の端子の電気量を取得する電気量取得手段と、この電気量取得手段により取得した前記第２の端子の電気量のサンプリングタイミングを基準として、前記サンプリングした前記第１の端子の電気量のサンプリングタイミングとのずれ時間を前記第１の端子にて計算するずれ時間計算手段と、このずれ時間計算手段により計算したずれ時間と、前記サンプリングした第１の端子の電気量にもとづいて、多項式近似により、前記取得した第２の端子の電気量のサンプリングタイミングと同一時刻における前記第１の端子の電気量を計算する電気量計算手段と、同一時刻の電気量である、前記取得した第２の端子の電気量と、前記電気量計算手段により計算した第１の端子の電気量とに差分があるか否かを判別し、この判別の結果、差分がある場合に前記電力系統の保護動作を行なう保護動作手段とを具備したことを特徴とする。

本発明に係わるディジタル形保護継電装置では、電力系統の第１の端子の電気量のサンプリングタイミングと第２の端子の電気量のサンプリングタイミングとのずれ時間と、第１の端子の複数の時刻における電気量のサンプリングデ−タにもとづいて、多項式近似により、第２の端子の電気量のサンプリングタイミングと同一時刻における第１の端子の電気量を計算するので、電気量の差分の判別のためのデータ補間に要する処理時間を短くすることができる。よって、系統事故の発生から短時間で該系統を保護することができる。

以下図面により本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態にしたがった保護継電装置の構成例を示すブロック図である。
図１に示したように、Ａ変電所とＢ変電所を結ぶ送電線１に対して、Ａ変電所側のしゃ断器２を介して保護継電装置３が接続される。保護継電装置３は、送電線１の保護動作機能、つまり、しゃ断器２を必要に応じて開路する機能を有し、マイクロプロセッサ５、Ａ／Ｄ変換部６、光電気変換部７、Ｉ／Ｏ部８およびメモリ１０を備える。

保護継電装置３は、光ファイバケーブル９を介して、送受信装置１１と接続される。送受信装置１１は、光電気変換部１２、情報伝送部１３、変復調部１４を備える。変復調部１４は、搬送端局装置１５、無線装置１６、全２重回線１７およびＢ変電所側の送受信部２０を介して、Ｂ変電所側の保護継電装置２１と接続される。送受信部２０は、Ａ変電所側の送受信装置１１、搬送端局装置１５および無線装置１６と同様の装置を備えている。保護継電装置２１は、しゃ断器２２を介して送電線１と接続され、Ａ変電所側の保護継電装置３内と同様の構成をもつ装置である。

このような構成の保護継電装置３，２１の動作について説明する。Ａ変電所側の保護継電装置３のＡ／Ｄ変換部６は、送電線１の電気量である電流値をサンプルホールドした上で、これをディジタルデータに変換してマイクロプロセッサ５に入力する。Ａ／Ｄ変換部６から出力されたディジタルデータは、一定周期により、光電気変換部７、光ファイバケーブル９、送受信装置１１、搬送端局装置１５、無線装置１６、全２重回線１７、Ｂ変電所側の送受信部２０を経由してＢ変電所側の保護継電装置２１に送信されるようになっている。

一方、Ｂ変電所側の保護継電装置２１によりサンプリングされた電気量のディジタルデータは、Ａ変電所側でサンプリングされたデータと同様に、送受信部２０、全２重回線１７を経由してＡ変電所側に送信される。これを受けてＡ変電所側では、全２重回線１７からのディジタルデータを無線装置１６、搬送端局装置１５、送受信装置１１、光ファイバケーブル９および光電気変換部７を経由してマイクロプロセッサ５に入力する。

送電線１に事故がない状態では、Ａ変電所側の端子とＢ変電所側の端子以外には流出電流がなく、Ａ変電所での電気量とＢ変電所での電気量の差分が無い。この点に基づき、マイクロプロセッサ５では、Ａ変電所側でサンプリングされた電気量とＢ変電所側でサンプリングされた電気量の差分が０であるか否かを判別する演算を行ない、この演算の結果、双方の電気量に差分がある場合には、トリップ指令を出力する。このトリップ指令がＩ／Ｏ部８を経由してしゃ断器２に出力されることで、しゃ断器２が開路する。またＢ変電所側の保護継電装置２１でも同様の演算を行ない、電気量の差分がある場合には、しゃ断器２２を開路するためのトリップ指令を出力する。

次に、図１に示した送電線１の各端子に接続された保護継電装置による保護演算処理の手順について図２に示すフローチャートを参照して説明する。
以下説明する保護演算処理とは、Ｂ変電所側の保護継電装置２１と、Ａ変電所側の保護継電装置３が、それぞれ、Ｂ変電所側でサンプリングしたディジタルデータと、このサンプリングしたデータと同一時刻におけるＡ変電所側のディジタルデータをもとに、前述した電気量の差分の有無の演算を行なう処理である。この処理はマイクロプロセッサ５の内部に記憶されたシステムプログラムを実行することにより為される。以下、必要に応じてＢ変電所側を主端と称し、Ａ変電所側を従端と称する。

まず、主端の保護継電装置２１のＡ／Ｄ変換部６は、基準クロック発生回路（図示せず）からのクロック信号に基づいて、所定の時間間隔（ここでは１２分の１サイクル）で、送電線１の電気量である電流値をサンプルホールドしてディジタルデータに変換し、このディジタルデータをマイクロプロセッサ５が取得する（ステップＳ１）。主端の保護継電装置２１のマイクロプロセッサ５は、ステップＳ１の処理で取得したサンプリングデータに、該サンプリングデータの取得タイミングの識別番号であるサンプリングアドレス（ＳＡ）を付加して、これを、送受信部２０、無線装置１６、搬送端局装置１５、およびＡ変電所側の送受信装置１１を介して、相手端であるＡ変電所側の保護継電装置３に送信する（ステップＳ２）。

具体的には、サンプリングデータに付加されるＳＡの値は、“０”を初期値として、該サンプリングデータの取得ごとに１増やして更新され、１サイクルが経過すると、サンプリングデータに付加するＳＡを“０”とする。つまり、ディジタルデータのサンプリング間隔が前述のように１２分の１サイクルである場合には、ＳＡは“０”〜“１１”の間となる。

一方、従端の保護継電装置３のＡ／Ｄ変換部６は、基準クロック発生回路（図示せず）からのクロック信号に基づいて、主端の保護継電装置２１と同様の時間間隔で送電線１の電気量をディジタルデータとして取得する（ステップＡ１）。

従端の保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、ステップＡ１の処理で取得したディジタルデータのサンプリングタイミングと、主端の保護継電装置２１がステップＳ１の処理で取得したディジタルデータのサンプリングタイミングとの時間差（ずれ時間）△Ｔおよび伝送遅延時間ｔｄを求める（ステップＡ２）。伝送遅延時間ｔｄは、主端と従端間のデータの送信に要する時間である。

図３は、ずれ時間△Ｔと伝送遅延時間ｔｄを求める原理を示す図である。まず従端の装置は、自端でのディジタルデータのサンプリングタイミングと同時に、主端の装置に対してＳＰフラグを送出する。ＳＰフラグの送信先である主端の装置は、自端のディジタルデータのサンプリングタイミングから、従端からのＳＰフラグの受信時刻までの時間ｔｍを測定し、この時間ｔｍのデータをＳＰフラグと共に従端の装置に送出する。

従端の装置は、自端のサンプリングタイミングと、主端からのＳＰフラグの受信時刻までの時間ｔｓを測定する。そして従端の装置は、時間ｔｓと、主端の装置からの信号に含まれる時間ｔｍの情報をもとに、以下の式（１）〜式（３）にしたがって、主端のサンプリングタイミングと従端のサンプリングタイミングとのずれ時間△Ｔを計算する。以下の式（３）は、式（１）および式（２）から導かれる式である。

ｔｄ＝ｔｍ＋△Ｔ …式（１）
ｔｄ＋△Ｔ＝ｔｓ …式（２）
△Ｔ＝（ｔｓ−ｔｍ）／２ …式（３）
また伝送遅延時間ｔｄは、式（３）を用いて△Ｔの値を求めた後で、この△Ｔの値と、主端からの時間ｔｍの値を式（１）に代入することにより求める。
Ａ変電所側（従端）とＢ変電所側（主端）での保護演算処理の説明に戻る。従端の保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、ステップＡ１の処理で取得した自端の複数時刻におけるサンプリングデータと、ステップＡ２の処理で求めたずれ時間△Ｔの値をもとに、主端の保護継電装置２１が逐次取得したディジタルデータのうちいずれかのディジタルデータのサンプリングタイミングと同一時刻におけるディジタルデータ（補間データ）を生成する処理である補正処理を行なう（ステップＡ３）。

この補正処理による補間デ−タの生成処理について図４を参照して説明する。補間データとは、図４に示したように、主端における電気量のディジタルデータの複数のサンプリングタイミング（ｔ_１１，ｔ_１２，ｔ_１３，ｔ_１４，…）のうち任意に選択した時刻とのずれ時間△Ｔが０となる時刻における従端の電気量のデータである。図４に示した例では、従端におけるサンプリングタイミングｔ_２３より△Ｔだけ早い時刻、つまり主端のサンプリングタイミングｔ_１３と同一の時刻における従端の電気量のディジタルデータを補間データとしている。

従端の保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、この補間データを多項式近似による補間処理により生成する。多項式近似としては、例えば、ラグランジェ補間多項式のうち２次近似を用いた補間演算式を用いた近似が挙げられる。この演算式を以下の式（４）に示す。

ｙ＝［{（ｘ_２−ｘ_１−△Ｔ）（−△Ｔ）}／（ｘ_０−ｘ_１）（ｘ_０−ｘ_２）］・ｙ_０
＋［｛（ｘ_２−ｘ_０−△Ｔ）（−△Ｔ）｝／（ｘ_１−ｘ_０）（ｘ_１−ｘ_２）］・ｙ_１
＋［｛（ｘ_２−ｘ_０−△Ｔ）（ｘ_２−ｘ_１−△Ｔ）｝／（ｘ_２−ｘ_０）（ｘ_２−ｘ_１）］・ｙ_２
…式（４）
この式（４）中のｙは補間データの電気量の値であり、ｙ_０は従端の保護継電装置３が時刻ｔ_２１でサンプリングした電気量の値である。また、ｙ_１は従端の保護継電装置３が時刻ｔ_２２でサンプリングした電気量の値で、ｙ_２は従端の保護継電装置３が時刻ｔ_２３でサンプリングした電気量の値である。ｘ_０，ｘ_１およびｘ_２の値は時刻ｔ_２１，ｔ_２２，ｔ_２３の値にそれぞれ対応する。

なお、多項式の次数は２次である必要はないが、あまり次数を高くすると多くのデ−タを必要とするので、系統事故発生から補間データ生成までの応答性が悪くなる。従って、実用的には２次ないし３次式程度が望ましい。このような演算を行なうことで、従端において、主端のサンプリングタイミングと同一時刻における電気量のデ−タを補間することができる。

次に、従端の保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、ステップＡ３の処理で生成した補間データにＳＡを付加して、このデータを、伝送遅延時間ｔｄを加味した上で主端の保護継電装置２１に送信する（ステップＡ４）。

主端の保護継電装置２１は、ステップＡ４の処理により従端から送信された補間データを無線装置１６、搬送端局装置１５および送受信装置１１を介して受信する（ステップＳ３）。主端の保護継電装置２１がステップＳ１の処理によりサンプリングしたデータに付されるＳＡの値と、ステップＳ３の処理で従端から受け取った補間データに付されるＳＡの値は同じである。

主端の保護継電装置２１は、同一のＳＡが付されている２つのデータ、つまり、ステップＳ１の処理でサンプリングしたデータとステップＳ３の処理で従端から受け取った補間データでそれぞれ示される電気量の差分の有無を判別する演算である保護演算処理を行なう（ステップＳ４）。保護継電装置２１は、双方の電気量の差分の計算の結果、差分がある場合には、前述したように、しゃ断器２２を開路するためのトリップ信号を出力する。

また、従端の保護継電装置３では、ステップＳ２の処理により主端から送信されたデータを受信する（ステップＡ５）。そして、保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、同一のＳＡが付されている２つのデータ、つまり、ステップＡ３の処理で生成した補間データとステップＡ５の処理で主端から受け取ったデータにもとづいた保護演算処理を行なう（ステップＡ６）。保護継電装置３は、この計算の結果、双方の電気量に差分がある場合には、しゃ断器２を開路するためのトリップ信号を出力する。

以上説明したように、送電線１の主端と従端にそれぞれ設けられた保護継電装置では、電気量のディジタルデータのサンプリングタイミングを互いに同期化させることなく、自端と相手端における同一時刻の電気量のディジタルデータを得ることができるので、これらのデータで示される電気量をもとに、送電線に事故が発生したと判別した場合にしゃ断器を開路することで電力系統を保護することできる。加えて、従端の保護継電装置３では、多項式近似による演算を経て補間データを生成するようにしたので、元来用いられていたフーリエ展開を経たデータ補間と比較して、補間データの生成にかかる演算時間を大幅に短縮することができる。

例えば、サンプリング間隔が前述のように１２分の１サイクルである場合で、かつ、多項式近似によるデータ補間を行なった場合、フーリエ演算によるデータ補間に１サイクル要していたのに対し、図４に示した例では３点のサンプリングデータ、つまり、４分の１サイクルにわたったサンプリングデータを用いて補間データの演算を行なうことができる。これにより、送電線の事故発生からしゃ断器の開路までに要する時間を大幅に短縮することができるので、電力系統を運用する上での安全性を向上させることができる。

以上説明した第１の実施形態では、従端の保護継電装置３は多項式近似による演算を行なってデータ補間を行なっていたが、この多項式近似によるデ−タ補間に代えて、２点のサンプリングデ−タをもとに、直線補間により主端のサンプリングデータのサンプリングタイミングと同一時刻の補間データを生成するようにしてもよい。この直線補間の演算式を以下の式（５）に示す。

ｙ＝｛（ｙ_１−ｙ_０）／（ｘ_１−ｘ_０）｝・（−△Ｔ）＋ｙ_２・・・式（５）
この式（５）を用いた演算は、前述した式（４）を用いた演算と比較して演算量が少なく、かつ、連続した２点のサンプリングタイミングで得たデータのみに基づいて演算を行なえるので、演算にかかる処理負担が軽く、系統事故発生から短時間でしゃ断器の開路を行なえるという利点がある。しかしながら、サンプリングデ−タの間隔が粗いと、生成した補間データが示す電気量の値と実際の電気量の値との間に原理的な誤差が生じることから、デ−タ間隔はできるだけ短い方が良い。正弦波入力における原理的な補間誤差は、サンプリング間隔が電気角３０度の場合で３．４１％、電気角１５度で０．８６％の誤差であるため、実用的には電気角１５度程度のサンプリング間隔が望ましい。

また、従端の保護継電装置３によるデ−タ補間の方法として、多項式近似や直線補間に代えて、スプライン補間を用いて、主端のサンプリングデータのサンプリングタイミングと同一時刻の補間データを生成するようにしてもよい。このスプライン補間は、複数のサンプリングデ−タのプロット間をなめらかな曲線で結ぶ方法であり、サンプリング間隔が長い場合でもあっても、少ないデ−タ数で演算を行なうことができ、かつ補間データが示す電気量の値と実際の電気量の値との誤差を少なくできるという利点がある。スプライン補間については、例えば、“岩波書店発行 高橋大輔著「理工学の基礎数学８ 数値計算」”Ｐ４３以降に詳述されている。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る保護継電送値の構成は、図１に示したものと基本的にほぼ同様であるので、同一部分の説明は省略する。

前述した第１の実施形態にしたがった保護継電装置を用いることで、主端と従端の各装置のサンプリングタイミングを同期させることなく保護演算処理を行なうことができるが、各装置の基準クロックが同一でない場合、つまり主端のサンプリング間隔と従端の補間データの送信タイミングが同一でない場合には、以下に示すような問題を生じる可能性がある。

例えば、主端のサンプリング間隔に対し、従端からの補間データの送信タイミングが長い場合には、従端から主端へ送信する補間デ−タが１サンプリング分抜けることがある。この場合、主端では、自端のサンプリングデータに付されたＳＡと同じＳＡが付された補正データ、つまり、自端でサンプリングした電気量のサンプリング時刻と同一時刻における従端の電気量を示すデータを取得できないので、前述した保護演算を正常に行なうことができない。また、従端の補間データの送信間隔が主端のサンプリング間隔に対して短い場合は、逆に主端で補正デ−タが重複することがあり、正常な保護演算ができない。図５は、従端から主端へ送信すべき補正データが欠落する例を示す図である。

図５に示した例では、従端の装置は、主端の装置のサンプリングタイミング（○印）と従端の装置のサンプリングタイミング（黒丸印）の差からずれ時間△Ｔを求め、この△Ｔを用いて補間データを生成し、この補間データの時刻と同一時刻における主端の電気量を示すサンプリングデータに付されたＳＡと同じＳＡを補間データに付加する。従端の装置は、この補間データを、該補間データの送信タイミング（△印）のうち、ＳＡ付加後の最初の送信タイミングで主端に送信する。なお、ずれ時間△Ｔは主端の装置のサンプリング間隔をＴとした場合の±Ｔ／２の範囲内で求める。

すると、ずれ時間△Ｔの値が正から０を経て負へと変わる際（図５中のＳＡが“０”から“１”に変化する場合）に、従端の装置で生成した、ＳＡ＝０が付された補間データの送信タイミングと、ＳＡ＝１が付された補間データの送信タイミングが重複し、この場合ＳＡ＝０が付された補間データが破棄され、ＳＡ＝１が付された補間データのみが主端に送信される。主端の装置では、ＳＡ＝０が付された電気量のサンプリング後に、ＳＡ＝０が付された補間データを取得できないので、保護演算を主端と従端とで同じタイミングで行なうことができない。よって、この間に系統事故が発生した場合には、しゃ断器を開路することができない。

この例では、ずれ時間△Ｔの絶対値がＴ／２の近傍にある場合にＳＡ＝０の補間デ−タが喪失する。この時、従端の装置は、ＳＡの同期不良を検出し、リレ−を不動作側に強制的に制御するリレ−ロック状態に移行する。よって装置稼動率が低下する可能性がある。

本来、ＳＡ同期不良は、主端および従端の機器の故障や、主端と従端間の伝送路の不良に起因するものであるが、前述したように、それ以外の要因で装置稼働率が低下してしまうことになる。第２の実施形態にしたがった保護継電装置は、ＳＡ同期不良による装置の稼働率の低下を抑制することを目的としたものである。

図６は、本発明の第２の実施形態にしたがった保護継電装置による保護演算処理の手順を示すフローチャートである。
従端の保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、図２に示したステップＡ１〜Ａ５と同様の処理を行なった後（ステップＣ１〜Ｃ５）、ＳＡが同期不良の状態にあるか、つまり、主端の保護継電装置２１が自端でサンプリングした電気量のデータと、このデータと同一時刻における補間データにもとづいた保護演算を正常に行なえているか否かを判別する（ステップＣ６）。具体的には、例えば、主端から受け取ったデータに付されたＳＡと同一のＳＡが付された補間データが主端に送信されたか否かに基づいて、同期不良が発生しているか否かを判別する。

ステップＣ６の処理の結果、ＳＡの同期不良が発生していると判別した場合（ステップＣ６のＮＯ）には、このＳＡの同期不良が、前述した機器の故障や伝送路の不良に起因する現象であるか否かを判別する（ステップＣ７）。具体的には、例えば、従端から主端に対してテストデータの送信を行ない、主端から受信確認を示すデータが返信されたか否かに基づいて、機器の故障や伝送路の不良があるか否かを判別する。

ステップＣ７の処理の結果、ＳＡの同期不良が機器の故障や伝送路の不良に起因するものでないと判別した場合（ステップＣ７のＹＥＳ）には、従端の保護継電装置３は、ステップＣ３の処理で生成した補間データ（瞬時データ）で示される電気量の値を０にリセットするとともに、主端に対し、ステップＣ４の処理で送信した補間データで示される電気量の値の０へのリセットを指示するための検出フラグを送信する（ステップＣ８）。そして、従端の保護継電装置３は、ステップＣ８の処理後に主端の保護演算装置２１でサンプリングされたデータと、このサンプリングデータのサンプリングタイミングと同一時刻の補間データにもとづいた保護演算処理を行なう（ステップＣ９）。これによりＳＡの同期不良が起こった場合でも保護演算処理を継続できる。ステップＣ７の処理で「ＮＯ」と判別された場合には、リレーロック状態となる。

主端の保護継電装置２１では、前述したステップＳ１〜Ｓ３と同様の処理を行なった後（ステップＢ１〜Ｂ３）、ステップＣ８の処理により従端から送信された検出フラグを受信すると（ステップＢ４のＹＥＳ）、ステップＢ３の処理で従端から受信した補間データで示される電気量の値を０にリセットする（ステップＢ５）。そして、主端の保護継電装置２１は、ステップＢ５の処理後に従端の保護演算装置３が生成した補間データと、この受信データのサンプリングタイミングと同一時刻の自端データにもとづいた保護演算処理を行なう（ステップＢ６）。これにより、主端側では異なるタイミングの電気量の差分を演算することがなくなるので、この差分の検出に伴う不要動作を抑制して装置稼働率を上昇させることができる。

この第２の実施形態の第１の変形例について図７に示したフローチャートを参照して説明する。
この第１の変形例では、ＳＡの同期不良が機器の故障や伝送路の不良に起因するものでない場合に、前述のように補正データの電気量の値を０にリセットする代わりに、ＳＡ同期不良検出の前に保持しておいた補正デ−タを用いて保護演算を継続する。

具体的には、従端の保護継電装置３は、前述したステップＣ１〜Ｃ７と同様の処理を行なう（ステップＥ１〜Ｅ７）。このとき、保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、ステップＥ１の処理の実行前に行なった保護演算、つまり、ＳＡの同期不良が検出される前に生成した補正データ、および、この補正データに付加されたＳＡと同じＳＡが付加されて主端から送信されたサンプリングデータをメモリ１０に保持しておく。

そして、ステップＥ７による判別の結果、ＳＡの同期不良が機器の故障や伝送路の不良に起因するものでない場合（ステップＥ７のＹＥＳ）には、保護継電装置３のマイクロプロセッサ５は、前述のように保持しておいた補正データおよび主端からのサンプリングデータを読み出して、これらのデータをもとに保護演算処理を行なう（ステップＥ８，Ｅ９）。主端では、前述したステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理を行なう（ステップＤ１〜Ｄ４）。これにより、ＳＡの同期不良が発生した場合でも、保護演算を継続することができる。

次に、本発明の第２の実施形態の第２の変形例について説明する。
この第２の変形例では、前述した図６に示したフローチャートにしたがった処理を行なっていて、ＳＡの同期不良が発生したと判別した場合に、次ステップの処理として、前述したように、ＳＡの同期不良が機器の故障や伝送路の不良に起因するものであるか否かを判別する処理を行なう代わりに、以下の式（６）の条件式を満たしているか否かを判別する。

｜△Ｔ｜＜ε …式（６）
式（６）中のεは微少な時間とする。

具体的には、従端の保護継電装置３は、ステップＣ６の処理で「ＮＯ」と判別した場合に、ステップＣ２の処理で求めたずれ時間△Ｔの値をもとに、式（６）の条件を満たしているか否かを判別する処理をステップＣ７の処理として行ない、この判別の結果、式（６）の条件を満たしている場合には、前述したステップＣ８以降の処理を行なう。このような処理を行なうことで、ＳＡの同期不良が発生した場合に、前述したような機器の故障や伝送路の不良の有無の判別を行なわずとも、保護演算を継続することができる。

また、前述した図６に示したフローチャートにしたがった処理を行なっている場合に限らず、前述した図７に示したフローチャートにしたがった処理を行なっており、従端の保護継電装置３がステップＥ６の処理で「ＮＯ」と判別した場合に、ステップＥ７のシィ理として、式（６）の条件を満たしているか否かを判別し、この判別の結果、式（６）の条件を満たしている場合に、前述したステップＥ８以降の処理を行なうようにしてもよい。

なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１の実施形態にしたがった保護継電装置の構成例を示すブロック図。 本発明の第１の実施形態にしたがった保護継電装置による保護演算処理の手順を示すフローチャート。 サンプリングタイミングのずれ時間と主端と従端の間の伝送遅延時間を求める原理を示す図。 本発明の第１の実施形態にしたがった保護継電装置により生成する補間データについて説明する図。 従端から主端への補正データが欠落する例を示す図。 本発明の第２の実施形態にしたがった保護継電装置による保護演算処理の手順を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態の変形例にしたがった保護継電装置による保護演算処理の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…送電線、２，２２…しゃ断器、３，２１…保護継電装置、５…マイクロプロセッサ、６…Ａ／Ｄ変換部、７，１２…光電気変換部、８…Ｉ／Ｏ部、９…光ファイバケーブル、１０…メモリ、１１…送受信装置、１３…情報伝送部、１４…変復調部、１５…搬送端局装置、１６…無線装置、１７…全２重回線、２０…送受信部。

Claims (7)

1. 電力系統の送電線の第１の端子と接続される保護継電装置であって、
   前記第１の端子の電気量を予め定められた周期でサンプリングするサンプリング手段と、
   前記送電線の第２の端子と接続される他の保護継電装置の前記サンプリング手段により予め定められた周期でサンプリングした前記第２の端子の電気量を取得する電気量取得手段と、
   この電気量取得手段により取得した前記第２の端子の電気量のサンプリングタイミングを基準として、前記サンプリングした前記第１の端子の電気量のサンプリングタイミングとのずれ時間を前記第１の端子にて計算するずれ時間計算手段と、
   このずれ時間計算手段により計算したずれ時間と、前記サンプリングした第１の端子の電気量にもとづいて、多項式近似により、前記取得した第２の端子の電気量のサンプリングタイミングと同一時刻における前記第１の端子の電気量を計算する電気量計算手段と、
   同一時刻の電気量である、前記取得した第２の端子の電気量と、前記電気量計算手段により計算した第１の端子の電気量とに差分があるか否かを判別し、この判別の結果、差分がある場合に前記電力系統の保護動作を行なう保護動作手段と
   を具備したことを特徴とする保護継電装置。
2. 前記電気量計算手段は、
   前記ずれ時間計算手段により計算したずれ時間と、前記サンプリングした第１の端子の電気量にもとづいて、直線補間により、前記第２の端子の電気量のサンプリングタイミングと同一時刻における前記第１の端子の電気量を計算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の保護継電装置。
3. 前記電気量計算手段は、
   前記ずれ時間計算手段により計算したずれ時間と、前記サンプリングした第１の端子の電気量にもとづいて、スプライン補間により、前記第２の端子の電気量のサンプリングタイミングと同一時刻における前記第１の端子の電気量を計算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の保護継電装置。
4. 前記電気量計算手段により計算した第１の端子の電気量のデータを補間データとして前記他の保護継電装置に出力する出力手段と、
   装置本体の故障や装置間の伝送路の不良がない状態で、前記出力手段により出力した補間データで示される電気量と、この補間データと同一時刻における前記第２の端子の電気量との差分の有無の判別が、前記他の保護継電装置の保護動作手段によりなされている否かを判別する判別手段と、
   この判別手段による判別の結果、前記差分の有無の判別がなされていない場合に、前記電気量計算手段により計算した電気量の値を０にした上で、前記他の保護継電装置に出力した補間データで示される電気量の値が０になるように制御する手段と
   をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保護継電装置。
5. 前記電気量計算手段により計算した第１の端子の電気量のデータを補間データとして前記他の保護継電装置に出力する出力手段と、
   前記ずれ時間計算手段により計算したずれ時間が予め定められた範囲内にある状態で、前記出力手段により出力した補間データで示される電気量と、この補間データと同一時刻における前記第２の端子の電気量との差分の有無の判別が、前記他の保護継電装置の保護動作手段によりなされている否かを判別する判別手段と、
   この判別手段による判別の結果、前記差分の有無の判別がなされていない場合に、前記電気量計算手段により計算した電気量の値を０にした上で、前記他の保護継電装置に出力した補間データで示される電気量の値が０になるように制御する手段と
   をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保護継電装置。
6. 前記電気量取得手段により取得した前記第２の端子の電気量を示すデータと、このデータのサンプリングタイミングと同一時刻の前記補間データとを保持する保持手段と、
   装置本体の故障や装置間の伝送路の不良がない状態で、前記出力手段により出力した補間データで示される電気量と、この補間データと同一時刻における前記第２の端子の電気量との差分の有無の判別が、前記他の保護継電装置の保護動作手段によりなされている否かを判別する判別手段と
   をさらに具備し、
   前記保護動作手段は、
   前記判別手段による判別の結果、前記差分の有無の判別がなされていない場合に、前記保持手段により保持したデータで示される電気量同士の差分の有無を判別し、この判別の結果、差分がある場合に前記電力系統の保護動作を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保護継電装置。
7. 前記電気量取得手段により取得した前記第２の端子の電気量を示すデータと、このデータのサンプリングタイミングと同一時刻の前記補間データとを保持する保持手段と、
   前記ずれ時間計算手段により計算したずれ時間が予め定められた範囲内にある状態で、前記出力手段により出力した補間データで示される電気量と、この補間データと同一時刻における前記第２の端子の電気量との差分の有無の判別が、前記他の保護継電装置の保護動作手段によりなされている否かを判別する判別手段と
   をさらに具備し、
   前記保護動作手段は、
   前記判別手段による判別の結果、前記差分の有無の判別がなされていない場合に、前記保持手段により保持したデータで示される電気量同士の差分の有無を判別し、この判別の結果、差分がある場合に前記電力系統の保護動作を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保護継電装置。

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