JP2006311761A - Digital protection relay system - Google Patents

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保彦 寺尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve digital filter processing at an inexpensive cost by suppressing a burden increase of main CPU of an operation processing part and suppressing the increase in space. <P>SOLUTION: A digital protection relay system is provided with an analog input part 1, to which the measured electrical quantity information of a system is inputted, a digital input part 4 to which contact point information of a circuit breaker is inputted, the calculation processing part 8 performing relay calculation determination by output information from the analog input part 1, a digital output part 3 for controlling the circuit breaker, by including the result of relay operation determination and a man/machine I/F part 5 for setting and/or changing the set value for relay calculation determination. A digital filter function is loaded on a bus control part 81, which conducts the bus function of the calculation processing part 8 transmitting information with the respective parts. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、電力系統内に設置されるディジタル保護継電装置に関するものである。   The present invention relates to a digital protection relay device installed in a power system.

従来のディジタル保護継電装置では、内部のシステムバスを中心として、各機能部を枝状に分岐させて、個々の機能を分けて構成しており、この機能部間での情報転送はシステムバス経由とする構成をとっている(例えば、非特許文献1の第286頁、図14.14参照)。また、主な機能を果す主たるCPUでは、処理方式が固定で分岐処理もないディジタルフィルタ処理を実施している(例えば、非特許文献1の第113頁、図5.14及び第113頁の第5行〜第114頁の第3行参照)。   In the conventional digital protection relay device, each function unit is divided into branches with the internal system bus as the center, and each function is divided, and information transfer between these function units is performed by the system bus. A configuration is employed (see, for example, page 286 of Non-Patent Document 1, FIG. 14.14). In addition, the main CPU performing the main function performs digital filter processing with a fixed processing method and no branch processing (for example, page 113 of Non-Patent Document 1, page 5.14 and page 113 of page 113). Line 5 to page 114, line 3).

従来のディジタル保護継電装置の構成は、非特許文献1の第286頁図14.14のように構成され、またそのディジタルフィルタ処理は、非特許文献1の第113頁図5.14で示すように、主たるCPUの処理の一部として実施されている。図6は従来のディジタル保護継電装置を示す構成図で、非特許文献1の第286頁図14.14を補足した図である。図7は従来のディジタル保護継電装置の演算処理部の処理方法を説明する図で、主たるCPUの処理を説明するものである。また、図6では非特許文献1の第286頁図14.14中の各機能部がシステムバスと連携する部分に、当然具備するバスコントローラ(B−CNT)とバッファ(Buf)を補足している。   The configuration of the conventional digital protection relay device is configured as shown in FIG. 14.14 on page 286 of Non-Patent Document 1, and the digital filter processing is shown in FIG. 5.14 on page 113 of Non-Patent Document 1. Thus, it is implemented as part of the main CPU processing. FIG. 6 is a block diagram showing a conventional digital protective relay device, and is a diagram supplementing FIG. 14.14 on page 286 of Non-Patent Document 1. FIG. 7 is a diagram for explaining the processing method of the arithmetic processing unit of the conventional digital protection relay device, and explains the processing of the main CPU. In addition, in FIG. 6, the function controller in FIG. 14.14 on page 286 of Non-Patent Document 1 is supplemented with a bus controller (B-CNT) and a buffer (Buf) that are naturally included in the part that cooperates with the system bus. Yes.

従来のディジタル保護継電装置がその機能を果すには、アナログ入力部1において、(計測された電流値,電圧値等を所定比率で変換する)入力変換部からアナログ入力値を得て、演算処理部2において、個別のリレー動作演算判定(保護継電器の動作演算判定)を実施するが、そのリレー動作演算をするまでに、図7のように入力データを取り込み(S1)、その後にディジタルフィルタ演算(S2)を実施している。   In order for the conventional digital protective relay device to perform its function, the analog input unit 1 obtains an analog input value from the input conversion unit (which converts the measured current value, voltage value, etc. at a predetermined ratio), and calculates In the processing unit 2, individual relay operation calculation determination (protection relay operation calculation determination) is performed. Before the relay operation calculation is performed, input data is captured as shown in FIG. Calculation (S2) is performed.

ここまでの動作を図6と図8を用いて説明する。図8は自端のA/Dデータ生成からディジタルフィルタ後のデータの退避(セーブ)までの流れを説明する図である。まず、入力変換部よりのアナログ入力値がアナログフィルタ11によりノイズ等がカットされる。アナログ入力値からサンプルホールド機能12によりアナログ値をホールドし、マルチプレクサ13により順次A/D変換器14に印加し、ディジタルデータを得る(ここでは、以降A/Dデータと呼ぶ)(S11)。このA/Dデータをアナログ入力部1のバッファ16にセットしておくことにより(S12)、演算処理部2のメモリ部21(のRAM)に、アナログ入力部1と演算処理部2の両バスコントローラ15のバス機能によりシステムバス7を経由して転送される(S13)。以上は、ハードウェア機能により実施される(図8参照)。   The operation up to this point will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram for explaining the flow from self-end A / D data generation to data saving after digital filtering. First, the analog input value from the input conversion unit is cut by noise or the like by the analog filter 11. An analog value is held from the analog input value by the sample hold function 12, and is sequentially applied to the A / D converter 14 by the multiplexer 13 to obtain digital data (hereinafter referred to as A / D data) (S11). By setting the A / D data in the buffer 16 of the analog input unit 1 (S12), both buses of the analog input unit 1 and the arithmetic processing unit 2 are stored in the memory unit 21 (RAM) of the arithmetic processing unit 2. The data is transferred via the system bus 7 by the bus function of the controller 15 (S13). The above is implemented by a hardware function (see FIG. 8).

以降は、演算処理部2のCPU22の処理、即ちソフトウェアによる処理となる。なお、図6で、23は演算処理部2の内部バスである。A/Dデータの扱いを詳しく示すために、演算処理部2の詳細を図9に示す。上記の演算処理部2に転送されたA/Dデータは、演算処理部2のRAM25に存在する。演算処理部2のCPU22はROM24のプログラムに基づいて、RAM25のA/Dデータ(入力データ)より(S1)、ディジタルフィルタ処理を実施し(S2)(S14)、この結果を再度RAM25の別領域にディジタルフィルタ後のデータとして格納する(S15)。   Thereafter, the processing by the CPU 22 of the arithmetic processing unit 2, that is, processing by software is performed. In FIG. 6, reference numeral 23 denotes an internal bus of the arithmetic processing unit 2. In order to show the handling of A / D data in detail, details of the arithmetic processing unit 2 are shown in FIG. The A / D data transferred to the arithmetic processing unit 2 exists in the RAM 25 of the arithmetic processing unit 2. Based on the program stored in the ROM 24, the CPU 22 of the arithmetic processing unit 2 performs digital filter processing (S2) (S14) from the A / D data (input data) of the RAM 25, and the result is again stored in another area of the RAM 25. Is stored as data after the digital filter (S15).

このディジタルフィルタ後のデータを用いて、以降各個別のリレー要素の動作演算・判定をする(S3)。さらに、リレー要素の動作演算・判定結果に基づき、タイマ・ロジックシーケンス演算(例えば、時限要素,論理回路等のシーケンス演算)を実施して(S4)、結果を外部に出力する(S6)。合わせて自動監視演算(例えば、入力が正常に入力されているか、リレー動作が正常か等を定期的に監視する演算)が実施される(S5)。又、タイマ・ロジックシーケンス演算の出力は、その結果がデータセーブされ(S7)、RAM25のテンポラリ退避領域に退避され、さらに、そこから、データセーブ用メモリ26に、データセーブされたデータの正規退避領域に、過去の履歴(1現象目、2現象目、----、10現象目)として退避される。   Using the data after the digital filter, the operation calculation and determination of each individual relay element are performed thereafter (S3). Further, based on the operation calculation / determination result of the relay element, a timer / logic sequence calculation (for example, a sequence calculation of a time limit element, a logic circuit, etc.) is performed (S4), and the result is output to the outside (S6). At the same time, an automatic monitoring calculation (for example, a calculation for periodically monitoring whether the input is normally input or the relay operation is normal) is performed (S5). The output of the timer / logic sequence calculation is saved as a result (S7), saved in a temporary save area of the RAM 25, and further saved in the data save memory 26 from the data save memory 26 as a normal save. It is saved in the area as a past history (first phenomenon, second phenomenon, ----- tenth phenomenon).

図10は相手端のシリアルデータからディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する図である。図6と図10を用いて、相手端のシリアルデータからディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する。相手端からの光信号(optical signal)が電気信号(electrical signal)に変換されて入力される。シリアルーパラレル変換器64で相手端からのシリアルデータがパラレルデータに変換され、バスコントローラ(B1−CNT)65から伝送部6の内部バス66を経由して伝送部6内のメモリ部61に転送される(S21)。ここまではハードウェアによる処理である。   FIG. 10 is a diagram for explaining a flow from serial data at the other end to saving of data after digital filtering. The flow from serial data at the other end to saving of the data after the digital filter will be described with reference to FIGS. An optical signal from the other end is converted into an electrical signal and input. Serial data from the other end is converted into parallel data by the serial-parallel converter 64 and transferred from the bus controller (B1-CNT) 65 to the memory unit 61 in the transmission unit 6 via the internal bus 66 of the transmission unit 6. (S21). Up to this point, the processing is performed by hardware.

次に伝送部6のメモリ部61内のデータから相手端A/Dデータを抽出して、伝送部6内のバッファ16に退避させる(S22)。ここまでは、伝送部6内のCPU62のソフトウェアによる処理である。バッファ16に退避させておくことにより、演算処理部2のメモリ部21のRAM25に、伝送部6と演算処理部2の両バスコントローラ15のバス機能によりA/Dデータとして転送される。以上は、ハードウェア機能により実施される。   Next, the counterpart A / D data is extracted from the data in the memory unit 61 of the transmission unit 6 and saved in the buffer 16 in the transmission unit 6 (S22). Up to this point, the processing is performed by software of the CPU 62 in the transmission unit 6. By saving in the buffer 16, the data is transferred to the RAM 25 of the memory unit 21 of the arithmetic processing unit 2 as A / D data by the bus functions of both the bus controllers 15 of the transmission unit 6 and the arithmetic processing unit 2. The above is implemented by hardware functions.

以降は、演算処理部2のCPU22の処理、即ちソフトウェアによる処理となる。上記の演算処理部2に転送されたA/Dデータは、演算処理部2のRAM25(図9)に存在する。演算処理部2のCPU22はROM24のプログラムに基づいて、RAM25のA/Dデータより、ディジタルフィルタ処理を実施し(S24)、この結果を再度RAM25の別領域にディジタルフィルタ後のデータとして格納する(S25)。このディジタルフィルタ後の相手端データと上述のディジタルフィルタ後の自端A/Dデータを用いて、各個別のリレー要素の動作演算・判定をする。   Thereafter, the processing by the CPU 22 of the arithmetic processing unit 2, that is, processing by software is performed. The A / D data transferred to the arithmetic processing unit 2 exists in the RAM 25 (FIG. 9) of the arithmetic processing unit 2. The CPU 22 of the arithmetic processing unit 2 performs digital filter processing from the A / D data in the RAM 25 based on the program in the ROM 24 (S24), and stores the result again as data after the digital filter in another area of the RAM 25 ( S25). The operation calculation / determination of each individual relay element is performed using the counterpart data after the digital filter and the self-end A / D data after the digital filter.

さらに、リレー要素の動作演算・判定結果に基づき、タイマ・ロジックシーケンス演算を実施して、結果を外部に出力する。タイマ・ロジックシーケンス演算の出力は、その結果がデータセーブされ、RAM25のテンポラリ退避領域に退避され、さらに、そこから、データセーブ用メモリ26に、データセーブされたデータの正規退避領域に、過去の履歴(1現象目、2現象目、----、10現象目)として退避される。なお、図6の伝送部6において、63は伝送部6のパラレルーシリアル変換器63で、そこより、自端の信号を、相手端に伝送する。尚、図6で説明のない各機能部については後述する。   Further, based on the operation calculation / determination result of the relay element, the timer / logic sequence calculation is performed and the result is output to the outside. The output of the timer / logic sequence calculation is the result of data saving, saving to a temporary saving area of the RAM 25, and further storing the data in the data saving memory 26 to the normal saving area of the data saved in the past. It is saved as a history (first phenomenon, second phenomenon, ----, tenth phenomenon). In addition, in the transmission part 6 of FIG. 6, 63 is the parallel-serial converter 63 of the transmission part 6, and transmits the signal of an end to the other end from there. Each functional unit not described in FIG. 6 will be described later.

大浦好文 監修、保護リレーシステム工学、電気学会発行、2002年3月15日発行Supervised by Yoshifumi Oura, protection relay system engineering, published by the Institute of Electrical Engineers, published on March 15, 2002

以上のように、演算処理部2のCPU22では、リレー要素の動作演算・判定をするまでに、必ずディジタルフィルタ処理を実施するため、入力変換部からの入力数が多い場合は、そのディジタルフィルタ処理時間が多くかかり、別途、演算処理部2を設け、スペースの増加やコストの増加を伴って、ディジタルフィルタ処理を実現しているという問題点があった。
この発明は、上述のような問題点を解消するためになされたもので、入力変換部からの入力数が多い場合にも、演算処理部の主たるCPUの負担増を抑制し、スペースの増加を抑制し、安価なコストでディジタルフィルタ処理を実現することを第1の目的とするものである。
As described above, since the CPU 22 of the arithmetic processing unit 2 always performs the digital filter process before the operation calculation / determination of the relay element, when the number of inputs from the input conversion unit is large, the digital filter process is performed. It takes a lot of time, and there is a problem that a separate processing unit 2 is provided and digital filter processing is realized with an increase in space and cost.
The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the number of inputs from the input conversion unit is large, an increase in the load on the main CPU of the arithmetic processing unit is suppressed, and the space is increased. The first object is to realize digital filter processing at a low cost.

また、自端の情報と相手端の情報により保護継電機能を果すディジタル保護継電装置では、図6に示すとおり、伝送部に係わる部分のハードウェアが多く、小型化の阻害要因となっていた。
この発明は、上述のような問題点を解消するためになされたもので、第1の目的を達成すると共に、伝送部を含めたディジタル保護継電装置を小型化することを第2の目的とするものである。
In addition, in the digital protection relay device that performs the protection relay function based on the information on the local end and the information on the other end, as shown in FIG. 6, there are many hardware parts related to the transmission unit, which is an obstacle to downsizing. It was.
The present invention has been made to solve the above-described problems. The second object is to achieve the first object and to reduce the size of the digital protective relay device including the transmission unit. To do.

この発明に係わるディジタル保護継電装置は、系統の計測された電気量情報が入力されるアナログ入力部、遮断器の接点情報が入力されるディジタル入力部、上記アナログ入力部からの出力情報によりリレー動作演算判定する演算処理部、リレー動作演算判定の結果を含めて遮断器を制御するディジタル出力部、リレー動作演算判定のための整定値を設定及び又は変更するマンマシンI/F部を有するディジタル保護継電装置において、上記各部と情報伝送を行う上記演算処理部のバス機能を受け持つバスコントロール部にディジタルフィルタ機能を搭載したものである。   The digital protective relay device according to the present invention includes an analog input unit to which measured electrical quantity information of a system is input, a digital input unit to which contact point information of a circuit breaker is input, and a relay based on output information from the analog input unit. Operation processing unit for determining operation calculation, digital output unit for controlling the circuit breaker including the result of relay operation operation determination, digital having man-machine I / F unit for setting and / or changing settling value for relay operation operation determination In the protective relay device, a digital filter function is mounted on a bus control unit that handles the bus function of the arithmetic processing unit that performs information transmission with each of the above units.

また、この発明に係わるディジタル保護継電装置は、系統の計測された電気量情報が入力されるアナログ入力部、遮断器の接点情報が入力されるディジタル入力部、上記アナログ入力部からの出力情報によりリレー動作演算判定する演算処理部、リレー動作演算判定の結果を含めて遮断器を制御するディジタル出力部、リレー動作演算判定のための整定値を設定及び又は変更するマンマシンI/F部を有するディジタル保護継電装置において、上記各部と情報伝送を行う上記演算処理部のバス機能を受け持つバスコントロール部にディジタルフィルタ機能を搭載すると共に、上記演算処理部のバスコントロール部に相手端と自端の情報伝送機能と情報編集機能を搭載したものである。   The digital protective relay device according to the present invention includes an analog input unit to which measured electrical quantity information of a system is input, a digital input unit to which contact point information of a circuit breaker is input, and output information from the analog input unit. A processing unit for determining the relay operation calculation by a digital output unit for controlling the circuit breaker including the result of the relay operation calculation determination, and a man-machine I / F unit for setting and / or changing a set value for the relay operation calculation determination The digital protection relay device includes a digital filter function in the bus control unit that handles the bus function of the arithmetic processing unit that performs information transmission with each of the units, and the other end and the own terminal in the bus control unit of the arithmetic processing unit. It is equipped with an information transmission function and an information editing function.

この発明のディジタル保護継電装置によれば、演算処理部のバス機能を受け持つバスコントロール部にディジタルフィルタ機能を搭載したので、演算処理部の主たるCPUの負担増を抑制し、スペースの増加を抑制し、安価なコストでディジタルフィルタ処理を実現することができる。   According to the digital protection relay device of the present invention, since the digital filter function is mounted on the bus control unit responsible for the bus function of the arithmetic processing unit, an increase in the burden on the main CPU of the arithmetic processing unit is suppressed, and an increase in space is suppressed. In addition, digital filter processing can be realized at low cost.

また、この発明のディジタル保護継電装置によれば、演算処理部のバス機能を受け持つバスコントロール部にディジタルフィルタ機能を搭載すると共に、上記演算処理部のバスコントロール部に相手端と自端の情報伝送機能と情報編集機能を搭載したので、演算処理部の主たるCPUの負担増を抑制し、スペースの増加を抑制し、安価なコストでディジタルフィルタ処理を実現すると共に、システムバスを通すことなく、伝送部を含めたディジタル保護継電装置を小型化することができる。   Further, according to the digital protection relay device of the present invention, the digital filter function is mounted on the bus control unit responsible for the bus function of the arithmetic processing unit, and information on the other end and the own end is provided in the bus control unit of the arithmetic processing unit. Since the transmission function and the information editing function are installed, the burden on the main CPU of the arithmetic processing unit is suppressed, the increase in space is suppressed, and digital filter processing is realized at low cost, without passing through the system bus. The digital protective relay including the transmission unit can be reduced in size.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1であるディジタル保護継電装置を示す構成図である。図2は図1の演算処理部の構成と動作を説明する図である。図3は演算処理部の主たるCPUの処理方法を説明する図である。なお、図中、従来例と同一符号は、同一又は相当部分を示し、重複する説明を省略することがある。図1において、アナログ入力部1は系統の電気量が計測され、計器用変流器の電流出力あるいは計器用変圧器の電圧出力が入力変換部で変換されて入力され、アナログフィルタ(AF)11、サンプルホールド機能(S/H)12、マルチプレクサ(MPX)13、A/D変換器14、バッファ(Buf)16、バスコントローラ(B−CNT)15を有し、システムバス7に接続される。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a digital protection relay apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration and operation of the arithmetic processing unit in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the processing method of the main CPU of the arithmetic processing unit. In the drawings, the same reference numerals as those in the conventional example indicate the same or corresponding parts, and redundant description may be omitted. In FIG. 1, the analog input unit 1 measures the amount of electricity in the system, and the current output of the instrument current transformer or the voltage output of the instrument transformer is converted and input by the input conversion unit, and an analog filter (AF) 11 A sample hold function (S / H) 12, a multiplexer (MPX) 13, an A / D converter 14, a buffer (Buf) 16, and a bus controller (B-CNT) 15, which are connected to the system bus 7.

ディジタル入力部4は遮断器(CB)等の接点のON・OFF情報が入力され、ディジタルインプット(D/I)41、バッファ(Buf)16、バスコントローラ(B−CNT)15を有し、システムバス7に接続される。演算処理部8は、システムバス7に接続され、バスコントロール部(B2−CNT)81、CPU22、メモリ部21を有する。バスコントロール部(B2−CNT)81は、図2に示すように、ディジタルフィルタ(DF)84と、相手端との情報伝送機能と情報編集機能を有する伝送部68を備えている。伝送部68は、相手端から伝送された電気信号がシリアルーパラレル変換器(S/P)64でシリアルデータからパラレルデータに変換編集され、相手端A/Dデータ82として取り込まれ、自端A/Dデータ83がパラレルーシリアル変換器(P/S)63でパラレルデータからシリアルデータに変換編集されて電気信号から光信号となって相手端に伝送される。   The digital input unit 4 receives ON / OFF information of contacts such as a circuit breaker (CB) and has a digital input (D / I) 41, a buffer (Buf) 16, and a bus controller (B-CNT) 15. Connected to bus 7. The arithmetic processing unit 8 is connected to the system bus 7 and includes a bus control unit (B2-CNT) 81, a CPU 22, and a memory unit 21. As shown in FIG. 2, the bus control unit (B2-CNT) 81 includes a digital filter (DF) 84 and a transmission unit 68 having an information transmission function and an information editing function with the counterpart end. In the transmission unit 68, the electrical signal transmitted from the other end is converted and edited from serial data to parallel data by the serial-parallel converter (S / P) 64, and is taken in as the other end A / D data 82. The / D data 83 is converted and edited from parallel data to serial data by a parallel-serial converter (P / S) 63, and is converted from an electrical signal to an optical signal and transmitted to the other end.

ディジタル出力部3は、システムバス7に接続され、バスコントローラ(B−CNT)15、バッファ(Buf)16、ディジタルアウトプット(D/O)31を有し、演算処理部8のリレー動作演算判定の結果を反映するタイマ・ロジックシーケンス演算の結果でトリップ回路(遮断器)に制御する。マンマシンI/F部5は、タッチパネル等からなる入出力画面(ディスプレイ)を有し、システムバス7に接続され、バスコントローラ(B−CNT)15、バッファ(Buf)16、マンマシンI/F51を有し、リレー動作演算判定のための整定値や変更値が入力される。   The digital output unit 3 is connected to the system bus 7 and has a bus controller (B-CNT) 15, a buffer (Buf) 16, and a digital output (D / O) 31. The trip circuit (breaker) is controlled by the result of the timer / logic sequence operation that reflects the result. The man machine I / F unit 5 has an input / output screen (display) made up of a touch panel or the like, and is connected to the system bus 7, and includes a bus controller (B-CNT) 15, a buffer (Buf) 16, and a man machine I / F 51. And a settling value and a change value for relay operation calculation determination are input.

自端の入力変換器から入力された電気量が、演算処理部8内のRAM25にディジタルフィルタ後のデータとして退避(セーブ)されるまでを、図1、図2、図3と図4を用いて説明する。図4は自端のA/Dデータ生成からディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する図である。自端の入力変換器から入力された情報は、従来と同様に、A/Dデータ(アナログ入力部1の出力情報)(S41)としてアナログ入力部1内のバッファ16に退避される(S42)。図2を参照して、次にアナログ入力部1のバッファ16の内容が、アナログ入力部1のバスコントローラ15と演算処理部8内のバスコントロール部81によって、バスコントロール部81内の自端A/Dデータとして、バスコントロール部81内に取り込まれる(S43)。   1, 2, 3, and 4 until the amount of electricity input from the own input converter is saved in the RAM 25 in the arithmetic processing unit 8 as data after digital filtering. I will explain. FIG. 4 is a diagram for explaining the flow from self-end A / D data generation to data saving after digital filtering. The information input from the input converter at its own end is saved in the buffer 16 in the analog input unit 1 as A / D data (output information of the analog input unit 1) (S41) as in the prior art (S42). . Referring to FIG. 2, the contents of the buffer 16 of the analog input unit 1 are then transferred from the bus controller 15 of the analog input unit 1 and the bus control unit 81 in the arithmetic processing unit 8 to the local end A in the bus control unit 81. / D data is taken into the bus control unit 81 (S43).

次に、演算処理部1内のバスコントローラル部81で、ディジタルフィルタ84の処理を実施して(S44)、この結果をRAM25に退避する(S45)。ここまでのS41〜S45はハードウェアによる処理である。演算処理部1内のバスコントロール部81は、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の詳細機能を変更できるLSIで実現している。FPGAはディジタル信号を高速でロジック処理ができ、整定変更の可能なハードウェアである。   Next, the bus control section 81 in the arithmetic processing section 1 performs processing of the digital filter 84 (S44), and the result is saved in the RAM 25 (S45). S41 to S45 so far are processing by hardware. The bus control unit 81 in the arithmetic processing unit 1 is realized by an LSI that can change detailed functions such as an FPGA (Field Programmable Gate Array). The FPGA is hardware that can process a digital signal at high speed and can be set and changed.

従来の演算処理部内のCPU処理は、図7のS1〜S7に示すように、演算処理部のCPUでディジタルフィルタ処理を実施しなければならないが、図1,図2に示すように構成されたディジタル保護継電装置は、ディジタルフィルタ処理を演算処理部のバスコントロール部81のディジタルフィルタ84でハードウェアで実現していることとなり、その演算処理部のCPUのソフトウェア処理はディジタルフィルタ処理の要らない図3の個別リレー要素の動作演算・判定(S3)、タイマ・ロジックシーケンス(S4)、自動監視(S5),出力(S6),データセーブ(S7)ようになる。このように、入力数が多い場合にも、演算処理部のCPUの負担増を抑制することが可能となる。従来のように、演算処理部2を、別途さらに設けて実現するものに比較して、スペースの増加を抑制でき、コストの増加を抑制することができる。   As shown in S1 to S7 of FIG. 7, the CPU processing in the conventional arithmetic processing unit must be digitally filtered by the CPU of the arithmetic processing unit, but is configured as shown in FIGS. In the digital protection relay device, digital filter processing is realized by hardware with the digital filter 84 of the bus control unit 81 of the arithmetic processing unit, and the software processing of the CPU of the arithmetic processing unit does not require digital filter processing. Operational operation / determination (S3), timer / logic sequence (S4), automatic monitoring (S5), output (S6), and data saving (S7) of the individual relay elements in FIG. Thus, even when the number of inputs is large, it is possible to suppress an increase in the burden on the CPU of the arithmetic processing unit. Compared with what implements the arithmetic processing part 2 separately provided like before, the increase in a space can be suppressed and the increase in cost can be suppressed.

実施の形態2.
実施の形態1では自端のA/Dデータのディジタルフィルタ処理について説明した。実施の形態2では、さらに、相手端のA/Dデータと自端のA/Dデータによって保護機能を果すものについて、図2と図5を用いて説明する。図5は相手端のシリアルデータからディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する図である。相手端からの電気信号のシリアルデータを演算処理部8内のバスコントロール部81に入力する。さらに、このシリアルデータは、シリアル-パラレル変換部64に直接入力され、パラレルデータに変換編集される。従来のディジタル保護継電装置の機能では、パラレルデータ変換後にさらに編集処理等があるが、その機能をこのバスコントロール部81で実施する。相手端A/Dデータを抽出した後は(S51)、自端A/Dデータの場合と同様で、バスコントロール部81内のバス機能によりディジタルフィルタ部41の処理を実施して(S52)、RAM25内のディジタルフィルタ後のデータ領域に転送する(S53)。これらのS51〜S53はバスコントロール部81のハードウェアの処理である。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the digital filter processing of the own A / D data has been described. In the second embodiment, further, what performs the protection function by using the A / D data at the other end and the A / D data at the other end will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram for explaining the flow from serial data at the other end to saving of data after digital filtering. The serial data of the electrical signal from the other end is input to the bus control unit 81 in the arithmetic processing unit 8. Further, the serial data is directly input to the serial-parallel converter 64, and converted to parallel data and edited. In the function of the conventional digital protection relay device, there is further editing processing after parallel data conversion, and this function is implemented by the bus control unit 81. After extracting the counterpart A / D data (S51), the processing of the digital filter unit 41 is performed by the bus function in the bus control unit 81 (S52), as in the case of the own end A / D data (S52). The data is transferred to the data area after the digital filter in the RAM 25 (S53). These S51 to S53 are hardware processes of the bus control unit 81.

自端と相手端のディジタルフィルタ後のデータがRAM内に準備できたため、以降はCPU22によりリレー動作演算判定(S3)、タイマ・ロジックシーケンス(S4)、自動監視(S5)、出力(S6)、データセーブ(S7)が実施される。一方、自端のA/Dデータは相手端に伝送する必要があるが、実施の形態1ですでに示したように、自端のA/Dデータはバスコントロール部81にあるため、これをバスコントロール部81内のパラレル-シリアル変換部63を通してシリアルデータに変換編集し、相手端に電気信号から光信号に変換して伝送する。ここでパラレル-シリアル変換する際には、シリアル-パラレル変換する際と同様に、さらに編集処理等があるが、その機能をこのバスコントロール部で実施する。   Since the data after the digital filter of the own end and the other end has been prepared in the RAM, the CPU 22 thereafter performs relay operation calculation determination (S3), timer logic sequence (S4), automatic monitoring (S5), output (S6), Data saving (S7) is performed. On the other hand, the own end A / D data needs to be transmitted to the other end, but as already described in the first embodiment, the end end A / D data is in the bus control unit 81. Serial data is converted and edited through a parallel-serial conversion unit 63 in the bus control unit 81, and an electrical signal is converted to an optical signal and transmitted to the other end. Here, when parallel-serial conversion is performed, as in the case of serial-parallel conversion, there is further editing processing and the like, and the function is performed by this bus control unit.

以上のシリアル-パラレル変換、パラレル-シリアル変換、これに伴う編集・抽出処理はディジタルフィルタを実施している実施の形態1と同じFPGA(FieldProgrammable Gate Array)等で実施する。以上により、従来の伝送部機能を演算処理部内のバスコントロール部で実施することにより、相手端との情報伝送機能が必要なディジタル保護継電装置の場合にも、別途ハードウェアを付加することなく、システムバスを通すことなく、伝送部を含めたディジタル保護継電装置を小型化することができる。   The above-described serial-parallel conversion, parallel-serial conversion, and the editing / extraction processing associated therewith are performed by the same FPGA (Field Programmable Gate Array) as in the first embodiment in which a digital filter is implemented. As described above, the conventional transmission unit function is implemented in the bus control unit in the arithmetic processing unit, so that even in the case of a digital protection relay device that requires an information transmission function with the other end, no additional hardware is added. The digital protective relay device including the transmission unit can be reduced in size without passing through the system bus.

実施の形態3.
実施の形態1、実施の形態2では、演算処理部1内のバスコントロール部81を、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の詳細機能を変更できるLSIで実現したため、これに内蔵されるデータのディジタルフィルタ処理や、伝送処理機能を変更でき、自端のみのA/Dデータで充分はディジタル保護継電装置や、相手端の情報を必要とするディジタル保護継電装置を当該の機能に書き換えて実現できることになる。また、伝送機能の詳細仕様が異なる場合も当該仕様に変更することにより実現が可能となる。そのため、ディジタル保護継電装置の種類によらず統一したハードウェアで構成し、量産化を図ることができる。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the bus control unit 81 in the arithmetic processing unit 1 is realized by an LSI that can change detailed functions such as an FPGA (Field Programmable Gate Array). Filter processing and transmission processing functions can be changed, and A / D data only at its own end can be used by rewriting digital protection relay devices that require information on the other end or digital protection relay devices with corresponding functions. It will be possible. Further, even when the detailed specification of the transmission function is different, it can be realized by changing to the specification. Therefore, it can be configured by unified hardware regardless of the type of digital protection relay device, and mass production can be achieved.

この発明の実施の形態1であるディジタル保護継電装置を示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the digital protection relay apparatus which is Embodiment 1 of this invention. 図1の演算処理部の構成と動作を説明する図である。It is a figure explaining the structure and operation | movement of an arithmetic processing part of FIG. 図1の演算処理部の主たるCPUの処理方法を説明する図である。It is a figure explaining the processing method of main CPU of the arithmetic processing part of FIG. 実施の形態1における自端のA/Dデータ生成からディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する図である。6 is a diagram illustrating a flow from self-end A / D data generation to saving of data after digital filtering according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2における相手端のシリアルデータからディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a flow from serial data at the other end to saving of data after digital filtering in the second embodiment. 従来のディジタル保護継電装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional digital protection relay apparatus. 従来のディジタル保護継電装置の演算処理部の処理方法を説明する図である。It is a figure explaining the processing method of the arithmetic processing part of the conventional digital protection relay apparatus. 従来における自端のA/Dデータ生成からディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow from the conventional A / D data generation in the past to the save of the data after a digital filter. 従来の演算処理部の構成と動作を説明する図である。It is a figure explaining the structure and operation | movement of the conventional arithmetic processing part. 従来における相手端のシリアルデータからディジタルフィルタ後のデータの退避までの流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow from the serial data of the other party in the past to the save of the data after a digital filter.

符号の説明Explanation of symbols

1 アナログ入力部 2 演算処理部
3 ディジタル出力部 4 ディジタル入力部
5 マンマシンI/F部 6 伝送部
7 システムバス 8 演算処理部
11 アナログフィルタ 12 サンプルホールド機能
13 マルチプレクサ 14 A/D変換器
15 バスコントローラ 16 バッファ
21 メモリ部 22 CPU
23 内部バス 24 ROM
25 RAM 26 データセーブ用メモリ
31 ディジタルアウトプット 41 ディジタルインプット
51 マンマシンI/F 61 メモリ部
62 CPU 63 パラレル-シリアル変換器
64 シリアルーパラレル変換器 65 バスコントローラ
66 内部バス 68 伝送部
81 バスコントロール部 82 相手端A/Dデータ
83 自端A/Dデータ 84 ディジタルフィルタ
1 Analog Input Unit 2 Arithmetic Processing Unit 3 Digital Output Unit 4 Digital Input Unit 5 Man-Machine I / F Unit 6 Transmission Unit 7 System Bus 8 Arithmetic Processing Unit 11 Analog Filter 12 Sample Hold Function 13 Multiplexer 14 A / D Converter 15 Bus Controller 16 Buffer 21 Memory unit 22 CPU
23 Internal bus 24 ROM
25 RAM 26 Data Save Memory 31 Digital Output 41 Digital Input 51 Man-Machine I / F 61 Memory Unit 62 CPU 63 Parallel-Serial Converter 64 Serial-Parallel Converter 65 Bus Controller 66 Internal Bus 68 Transmission Unit 81 Bus Control Unit 82 Counter end A / D data 83 Own end A / D data 84 Digital filter

Claims (3)

系統の計測された電気量情報が入力されるアナログ入力部、遮断器の接点情報が入力されるディジタル入力部、上記アナログ入力部からの出力情報によりリレー動作演算判定する演算処理部、リレー動作演算判定の結果を含めて遮断器を制御するディジタル出力部、リレー動作演算判定のための整定値を設定及び又は変更するマンマシンI/F部を有するディジタル保護継電装置において、上記各部と情報伝送を行う上記演算処理部のバス機能を受け持つバスコントロール部にディジタルフィルタ機能を搭載したことを特徴とするディジタル保護継電装置。   An analog input unit to which the measured electrical quantity information of the system is input, a digital input unit to which the contact information of the circuit breaker is input, an arithmetic processing unit for determining a relay operation calculation based on output information from the analog input unit, a relay operation calculation In a digital protective relay device having a digital output unit for controlling a circuit breaker including a determination result and a man-machine I / F unit for setting and / or changing a set value for relay operation calculation determination, information transmission with each of the above units A digital protection relay device characterized in that a digital filter function is mounted on a bus control unit responsible for the bus function of the arithmetic processing unit. 系統の計測された電気量情報が入力されるアナログ入力部、遮断器の接点情報が入力されるディジタル入力部、上記アナログ入力部からの出力情報によりリレー動作演算判定する演算処理部、リレー動作演算判定の結果を含めて遮断器を制御するディジタル出力部、リレー動作演算判定のための整定値を設定及び又は変更するマンマシンI/F部を有するディジタル保護継電装置において、上記各部と情報伝送を行う上記演算処理部のバス機能を受け持つバスコントロール部にディジタルフィルタ機能を搭載すると共に、上記演算処理部のバスコントロール部に相手端と自端の情報伝送機能と情報編集機能を搭載したことを特徴とするディジタル保護継電装置。   An analog input unit to which the measured electrical quantity information of the system is input, a digital input unit to which the contact information of the circuit breaker is input, an arithmetic processing unit for determining a relay operation calculation based on output information from the analog input unit, a relay operation calculation In a digital protective relay device having a digital output unit for controlling a circuit breaker including a determination result and a man-machine I / F unit for setting and / or changing a set value for relay operation calculation determination, information transmission with each of the above units The bus control unit responsible for the bus function of the arithmetic processing unit is equipped with a digital filter function, and the bus control unit of the arithmetic processing unit is equipped with an information transmission function and an information editing function between the other end and the other end. A digital protective relay device. 上記演算処理部のバスコントロール部を、機能変更が可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)のLSIで構成することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のディジタル保護継電装置。   3. The digital protection relay device according to claim 1, wherein the bus control unit of the arithmetic processing unit is configured by an LSI of an FPGA (Field Programmable Gate Array) capable of changing functions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009201252A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Toshiba Corp Digital protection and control device
JP2009268162A (en) * 2008-04-22 2009-11-12 Hitachi Ltd Protective relay
JP2012228102A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Hitachi Ltd Digital protection control device

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