JP2006320101A - Digital relay device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統のアナログデータをデジタルデータに変換した後、そのデジタルデータをメモリーに収納し、そのデータを使用して系統保護に必要な演算、判定処理を行う保護演算処理部を備えたデジタルリレー装置に関する。 The present invention includes a protection arithmetic processing unit that converts analog data of a power system into digital data, stores the digital data in a memory, and uses the data to perform calculation and determination processing necessary for system protection. The present invention relates to a digital relay device.
従来のデジタルリレー装置においては、電力系統における事故検出精度を向上するために種々の2重化保護処理が施されている。例えば特開2002−186162号公報(特許文献1)に示すように、電力系統の電気量をA/D変換部を介して保護演算処理部と制御処理部に取り込み、保護機能と制御処理部内の事故検出機能との論理積を取ることにより2重化保護を実現したものがある。これは単一のハードウエアからの出力信号でトリップ信号を出力する場合、そのハードウエア不良により誤出力の危険があるためである。 In the conventional digital relay device, various double protection processes are performed in order to improve the accident detection accuracy in the power system. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-186162 (Patent Document 1), the amount of electricity in the power system is taken into the protection arithmetic processing unit and the control processing unit via the A / D conversion unit, and the protection function and the control processing unit Some have realized double protection by taking the logical product with the accident detection function. This is because when a trip signal is output as an output signal from a single hardware, there is a risk of erroneous output due to hardware failure.
しかし、上記特許文献1のものは、保護演算処理部と制御処理部をそれぞれハードウエア的に分離した構成とするために、複数個のLSIチップによる装置の大型化、製作コストの上昇の原因となり、しかも演算処理部ハードウエアを二重化するのは、部品不良による誤動作確率を下げる考え方からすれば目的にかなっているが、ハードウエア2重化時の部品不良によって動作すべきときに動作しない確率、即ち誤不動作確率が増加したり、ハードウエア量そのものの増加によって故障率が増加するという問題があった。
However, since the protection arithmetic processing unit and the control processing unit are separated from each other in hardware, the above-mentioned
また、部品不良ではなくても、AD変換器出力デジタルデータの一時的なビット化けによる誤動作に対しては、従来AD変換器を含めてそれ以降を2重化する対策がされてきたが、同様にハードウエア量の増加とそれに伴う部品不良率の増加のデメリットを抱えている。更に、演算処理部の出力判定に用いる整定データなどの固定データが異常になった場合、その演算処理部出力は誤出力となる可能性があり、固定データは永久に使用されるのでこの誤出力は、連続して出力され続ける。通常この誤出力は、制御処理部の事故検出部との論理積でそのまま出力することは避けられるが、制御処理部の事故検出は通常系統の保護範囲外の外部事故でも動作できるように高感度に設定されているために、上記状態が継続中では外部故障時の制御処理部による事故検出時に論理積が成立してトリップ信号が誤出力される可能性があるという問題があった。 Moreover, even if the component is not defective, countermeasures have been taken to duplicate the subsequent operation including the AD converter for the malfunction caused by temporary garble of the AD converter output digital data. In addition, it has the disadvantages of increasing the amount of hardware and the resulting increase in the component defect rate. Furthermore, when fixed data such as settling data used for output judgment of the arithmetic processing unit becomes abnormal, the arithmetic processing unit output may be erroneous output, and this erroneous output is caused because the fixed data is used forever. Are continuously output. Normally, this erroneous output cannot be directly output as a logical product with the accident detection unit of the control processing unit, but the accident detection of the control processing unit is highly sensitive so that it can be operated even in an external accident outside the protection range of the normal system. Therefore, there is a problem that a logical product is established and a trip signal may be erroneously output when an accident is detected by the control processing unit in the event of an external failure while the above state continues.
一方、特開2004−336830号公報(特許文献2)には、上記保護演算処理部と制御処理部をワンチップ上に作り込み、一つのコンピュータで二重化保護処理機能を持たせた構成としたものが示されているが、上記保護演算処理部と制御処理部を別々にチップ上に作り込む必要があるためチップ面積が大きくなり、しかもワンチップコンピュータを構成するハードウエアまたはソフトウエアの故障による誤動作を防ぐため、保護出力をコード化したパターンデータをデジタル出力回路から出力して、このパターンデータを基準パターンと比較・判別するパターン判定回路を外付け設置する必要がある等の問題があった。 On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-336830 (Patent Document 2), the protection arithmetic processing unit and the control processing unit are built on one chip, and a single computer has a dual protection processing function. However, it is necessary to build the protection processing unit and control processing unit separately on the chip, which increases the chip area, and malfunctions due to hardware or software failure of the one-chip computer. In order to prevent this, there is a problem in that it is necessary to externally install a pattern determination circuit that outputs pattern data in which a protection output is encoded from a digital output circuit and compares / determines this pattern data with a reference pattern.
ところで、この発明の考慮する不良対象としては、
(1)AD変換器出力デジタルデータの一時的なビット化けによる誤動作防止、
(2)保護演算を実行しているCPU内演算用メモリーの部分不良による誤動作防止、
(3)保護演算処理部内の動作出力判定に用いる整定データなどの固定データを収納するメモリーの部分不良に起因する誤動作防止、である。
By the way, as a defective object to be considered by the present invention,
(1) Prevention of malfunction due to temporary bit corruption of digital data output from the AD converter.
(2) Prevention of malfunction due to a partial failure of the CPU memory for executing the protection operation,
(3) To prevent malfunction caused by a partial failure of a memory that stores fixed data such as settling data used for operation output determination in the protection arithmetic processing unit.
(1)項のAD変換器の一時的なビット化けを対象とする理由は、AD変換器の不具合検出として従来からサンプリング周期ごとに規定電圧を入力してそのデジタルデータをチェックする方式が一般的に採られており、AD変換器不良による恒常的な不具合に対しては速やかに検出可能であるが、規定電圧の周期的なサンプリング時以外の電圧のデジタルデータについては検出していないため、リレーに用いるデータについては監視されておらず、その一時的なビット化けについて無防備であったためである。 The reason for the temporary bit corruption of the AD converter in the item (1) is that, conventionally, a method of checking the digital data by inputting a specified voltage every sampling period as a fault detection of the AD converter. Although it is possible to detect a permanent failure due to a defective AD converter quickly, digital data of a voltage other than the periodic sampling of the specified voltage is not detected. This is because the data used for is not monitored and the temporary bit corruption was unprotected.
また、(2)項のCPU内演算用メモリーの部分不良を対象とする理由は、現状では
メモリー全領域に跨る不良についてはある特定のメモリー素子(領域)のみのサンプリングチェックである程度不良確認でき、比較的速やかに検出が可能であったが、今回対象とする演算用メモリーの部分領域の不良の検出には全領域チェックが必要となり、この全領域チェックにはCPU負担から数サンプリングに亘るチェックとなり、保護要素のように高速動作を要求されるものには不適切で誤動作防止には無防備であったためである。
In addition, the reason for targeting the partial failure of the CPU arithmetic memory in the item (2) can be confirmed to some extent by a sampling check of only a specific memory element (region) at present for the failure over the entire memory area, Although it was possible to detect relatively quickly, an entire area check is necessary to detect a defect in a partial area of the target memory for this time, and this entire area check requires a check from the CPU burden to several samplings. This is because the protection element is inappropriate for a device that requires high-speed operation and is unprotected to prevent malfunction.
更に、(3)項の整定データなどの固定データは、通常、不揮発性メモリーに保存されており、この不揮発性メモリー上で2重化され、また使用時には一致検出を介して演算用メモリーに保存されているため、不揮発性メモリーの異常に対しては誤動作を防ぐことが可能な構成とされている。しかし、演算用メモリー上も2重化すると使用の度に一致検出が必要となり、CPU処理上の負担となるので演算用メモリーの2重化のデメリットとなっていた。ここでは(2)項と同様に演算用メモリーの部分不良を対象とする。 Furthermore, fixed data such as setting data in (3) is usually stored in a non-volatile memory, duplicated on this non-volatile memory, and stored in the operation memory via coincidence detection when used. For this reason, it is possible to prevent a malfunction from occurring when the nonvolatile memory is abnormal. However, if the arithmetic memory is also duplicated, it is necessary to detect coincidence each time it is used, which is a burden on the CPU processing, which is a disadvantage of the duplication of the arithmetic memory. Here, as in the item (2), a partial failure of the arithmetic memory is targeted.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第1の目的は、保護演算処理ハードウエアを単一にし(主検出用と事故検出用に分離せず)、ハードウエア量の増加を最小限に抑えた単純な回路で誤動作に対する信頼性を確保することができるデジタルリレー装置を実現するものである。
また、第2の目的は、AD変換器出力の一時的なビット化けや演算用のメモリー素子チップの異常(部分不良)、整定データなどの固定データを収納したメモリー素子チップの異常(部分不良)による誤動作を防止することが可能となるデジタルリレー装置を得るものである。
更に、この発明の第3の目的は誤不動作確率と誤動作確率のバランスの取れたハードウエア構成をもつデジタルリレー装置を実現するものである。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A first object of the present invention is to provide a single protection arithmetic processing hardware (not separated for main detection and accident detection). It is an object of the present invention to realize a digital relay device capable of ensuring reliability against malfunctioning with a simple circuit in which an increase in amount is minimized.
The second purpose is that the AD converter output is temporarily garbled, the memory element chip for operation is abnormal (partial failure), or the memory element chip that contains fixed data such as settling data (partial failure) It is possible to obtain a digital relay device that can prevent malfunction due to the above.
Furthermore, a third object of the present invention is to realize a digital relay device having a hardware configuration in which a malfunction / probability probability and a malfunction probability are balanced.
この発明に係るデジタルリレーにおいては、系統電流を取り込むAD変換器と、AD変換データ読込み処理部、保護要素演算部および保護ロジック部からなる保護演算処理部とを備え、上記保護演算処理部を実行することにより系統の異常を検出してトリップ動作を行うデジタルリレー装置において、上記保護演算処理部で使用する演算用メモリー、固定データメモリーの少なくとも一つを単一メモリー素子中でメモリー領域を分離して2重化構成とし、各メモリー領域をそれぞれ上記AD変換器の変換サンプリング毎に交互に使用するようにしたものである。 The digital relay according to the present invention includes an AD converter that captures a system current, and a protection operation processing unit that includes an AD conversion data reading processing unit, a protection element operation unit, and a protection logic unit, and executes the protection operation processing unit. In a digital relay device that detects a system fault and performs a trip operation, the memory area is separated in a single memory element for at least one of the arithmetic memory and fixed data memory used in the protection arithmetic processing unit. In this configuration, each memory area is alternately used for each conversion sampling of the AD converter.
この発明は、ハードウエア量の増加を抑えた構成でデジタルデータを収納するメモリー素子の領域を分割、或いは、メモリー素子自体を2重化して、夫々交互に使用するのでAD変換器出力の一時的なビット化けや演算用のメモリー素子チップの異常(部分不良)、整定データなどの固定データを収納したメモリー素子チップの異常(部分不良)による誤出力を防止することが可能となる。 In the present invention, the area of the memory element that stores the digital data is divided in a configuration that suppresses the increase in the amount of hardware, or the memory element itself is duplicated and used alternately so that the AD converter output is temporarily It is possible to prevent erroneous output due to a bit error, an abnormality (partial failure) of a memory element chip for calculation, and an abnormality (partial failure) of a memory element chip storing fixed data such as settling data.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1におけるデジタルリレー装置の実施態様を示すブロック図である。図において、100は保護対象である系統を示しており、1は、上記系統電流を取り込むCT(本図では電圧を取り込むPTは省略している)、2はデジタルリレー装置、3は、上記系統入力をリレー内でデジタル変換するAD変換器、4は、CPU、メモリー素子などで構成される保護演算処理部である。上記保護演算処理部4は、AD変換器3のデジタルデータを制御信号(図示せず)により、ADサンプリング毎に交互に2ルートに出力する切替回路7、上記2つのルートを形成する第1の保護演算処理部10及び第2の保護演算処理部20から構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital relay device according to
第1の保護演算処理部10は上記切替回路7の一方の切替回路出力であるAD出力信号を入力とする第1の読込み処理部(R1)111、上記第1の読込み処理部111のデータを使用して保護要素演算を実行し要素動作出力判定する第1保護要素演算部(A1)121、上記第1保護要素演算部121の出力を入力とする第1保護ロジック部(L1)131から構成されている。一方、第2の保護演算処理部20もこれと同じく、第2の読込み処理部(R2)112、第2保護要素演算部(A2)122、第2保護ロジック部(L2)132から構成されている。
The first protection
更に、141は第1の保護演算処理部10で使用する第1演算用メモリーM1、151は第1の保護演算処理部10の演算に使用する整定データなどの第1固定データメモリーS1、142は第2の保護演算処理部20の演算に使用する第2演算用メモリーM2、151は第2の保護演算処理部20の演算に使用する整定データなどの第2固定データメモリーS2である。
Furthermore, 141 is a first calculation memory M1, 151 used in the first protection
第1の演算処理部10が使用する演算用メモリー141と、第2の演算処理部が使用する演算用メモリー142は、単一のメモリー素子中に明確に領域を分割して構成される。また、保護要素演算部121と保護ロジック部131が使用する固定データメモリー151と、保護要素演算部122と保護ロジック部132が使用する固定データメモリー152についても、同じく、単一のメモリー素子中に明確に領域を分割して構成される。
The
また、51は上記第1保護ロジック部131の出力を入力とするラッチ回路付補助リレードライバーで、上記131の出力を次のサンプリングでの出力まで信号をラッチして出力する。61は上記51によって駆動される補助リレー、52は上記第2保護ロジック部132の出力を入力とするラッチ回路付補助リレードライバー、62は上記52によって駆動される補助リレーであり、トリップ出力として61、62の接点x1、x2をシリーズに接続して論理積を構成して、上記接点x1、x2が同時に閉成したときにトリップ線路200を作動させる。
上記実施形態1の動作を図2の保護演算処理部10、20の演算フローチャートに基づいて説明する。初めに、切替回路7(図1)によって演算ルートが選択される。すなわち、保護演算処理部10、20のうちルート1(第1の保護演算処理部10を実行する)とルート2(第2の保護演算処理部20を実行する)が交互に実行されように切替えられる。まずルート1が選択された(ステップS1)とすると、111の第1の読込み処理部R1でADデータを読み込み、141のメモリーM1に収納する(ステップS2)。121の保護要素演算部A1では、前記M1データを使用して保護要素のリレー演算を実行する(ステップ3)。
The operation of the first embodiment will be described based on the calculation flowchart of the protection
151のメモリーS1から整定データを読み込んで(ステップS4)、そのデータを使って前記リレー演算結果と比較判定処理をし、あるいは必要に応じて前回判定結果と照合した後、その結果を保護要素出力として141のM1メモリーに保存する(ステップS5)。次に、保護ロジック部L1にてロジック演算のために使用する整定データを151のメモリーS1より読込み(ステップS6)、M1メモリー内の保護要素出力データと合わせてロジック演算を実行し(ステップS7)、その結果を141のメモリーM1に収納すると共にDO信号を出力する(ステップS8)。
The settling data is read from the memory S1 151 (step S4), and the data is used to perform comparison judgment processing with the relay calculation result, or after collating with the previous judgment result as necessary, the result is output as a protection element. Is stored in the M1 memory 141 (step S5). Next, the settling data used for the logic operation in the protection logic unit L1 is read from the memory S1 of 151 (step S6), and the logic operation is executed together with the protection element output data in the M1 memory (step S7). The result is stored in the
すなわち、上記判定結果が異常と検出したなら上記論理積を構成する一方の接点x1を働かせる信号を出力するものである。そして次のタイミングではルート2側を演算するためにルートを2にセットする(ステップS9)。以下同様にルート2側でもルート1と同じ処理(ステップS2´〜S9´)がなされる。この場合、使用するメモリーは142のメモリーM2となり、整定データは152のメモリーS2となる。また、処理の最後に、次のタイミングでルートを1にセットして終了する(ステップS9´)。
That is, if the determination result is detected as abnormal, a signal for operating one contact x1 constituting the logical product is output. At the next timing, the route is set to 2 in order to calculate the
図3は、図1に示すデジタルリレー装置の動作を説明するタイムチャート図である。
図中、(a)はAD変換器3のデジタルデータ変換タイミング、(b)は第1の保護演算処理部10の処理時間、(c)は第2の保護演算処理部20の処理時間を示しており、横軸は時間である。上記保護演算処理部10、20の夫々の処理時間をT1とT2とするとAD変換タイミングは、T1、T2、T1、T2-----が継続するように制御されている。即ち、T1時間で第1の保護演算処理部10の第1の読込み処理部(R1)111と保護要素演算(A1)121と保護ロジック部(L1)131を実行し、T2時間で第2の保護演算処理部20の第2の読込み処理部(R2)112と保護要素演算(A2)122と保護ロジック部(L2)132を実行する。そして、T(=T1+T2)時間で第1と第2の保護演算処理部10、20が実行され、これが従来リレーのサンプリング間隔に相当する。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the digital relay device shown in FIG.
In the figure, (a) shows the digital data conversion timing of the
このようにCPU素子自体は単一でも、使用するメモリー領域が第1保護演算処理部10、第2保護演算処理部20で分割されているため、AD変換器出力デジタルデータの一時的なビット化けが発生したとしても、ルート1で演算(第1の保護演算処理部)出力が誤動作となってもルート2側で取り込むADデータが正しいとすれば、ルート2(第1の保護演算処理部)の出力は正しいものとなり、最終的に誤動作は阻止される。また、保護演算を実行しているCPU内演算用メモリーの部分不良が発生したとしても、部分的なメモリー素子不良では例えばM1(第1の保護演算処理部用メモリー)内で部分不良が発生してもルート1では誤出力の可能性があるが、同様にルート2のメモリーが正常であれば、ルート2出力は正しく最終的に誤動作は阻止される。
In this way, even if the CPU element itself is single, the memory area to be used is divided by the first protection
更に、保護演算処理部内の動作出力判定に用いる整定データなどの固定データを収納するメモリーの部分不良が発生したとしても、上記と同様に最終的に誤動作が阻止される。
さらに通常のAD変換タイミング中に第1と第2の演算処理を実行し、出力を論理積とすることで、リレーの動作時間に影響を与えない構成とすることができる。
なお、上記説明では、メモリー素子は単一メモリー内の領域分割としたが、ハードウエア-構成が許せば、別個のメモリー素子とすることも可能である。
Furthermore, even if a partial failure occurs in the memory that stores fixed data such as settling data used for operation output determination in the protection arithmetic processing unit, the malfunction is finally prevented in the same manner as described above.
Further, the first and second arithmetic processes are executed during the normal AD conversion timing, and the output is logical product so that the operation time of the relay is not affected.
In the above description, the memory element is divided into areas in a single memory, but it may be a separate memory element if the hardware configuration permits.
実施の形態2.
実施の形態1では、第1と第2の保護演算処理部を擁し、AD変換後のデジタルデータを交互にメモリー素子上の異なる領域に収納して、そのデータを使って第1、第2の保護演算処理を異なる領域のメモリー領域を使用して交互に実行し、その出力の論理積を取りトリップ信号とするデジタルリレー装置であったが、実施の形態2では、AD変換後のデジタルデータを第1の保護要素演算部A1での演算用データR1と第2の保護要素演算部A2での演算用データR2を夫々分割されたメモリーM1、M2に収納し、AD変換タイミングにあわせて交互に処理するが、保護ロジック部は、前記AD変換タイミングで交互に処理されたデータを共通に処理する。また、保護ロジック部で使用する整定データなどの固定データは異なるメモリー領域S1、S2からAD変換に合わせて交互に取得することを特徴としている。
In the first embodiment, the first and second protection operation processing units are provided, and the digital data after AD conversion is alternately stored in different areas on the memory element, and the first and second data are used by using the data. In the second embodiment, the protection arithmetic processing is alternately executed by using different memory areas, and the logical product of the outputs is taken as a trip signal. In the second embodiment, the digital data after AD conversion is The calculation data R1 in the first protection element calculation unit A1 and the calculation data R2 in the second protection element calculation unit A2 are stored in the divided memories M1 and M2, respectively, and alternately according to the AD conversion timing. The protection logic unit commonly processes the data alternately processed at the AD conversion timing. Also, fixed data such as settling data used in the protection logic unit is obtained alternately from different memory areas S1 and S2 in accordance with AD conversion.
図4において、13は保護ロジック部Lであり、第1、第2の保護要素演算部121、122の出力を切替回路16を介してAD変換タイミングに合わせて交互に入力するものであり、14のメモリーMを使用して演算が行われる。17は上記保護ロジック部13の演算に使用する整定データなどの固定データを151、152の第1固定データメモリーS1、第2の固定データメモリーS2をAD変換タイミングに合わせて交互に入力するための切替回路である。5は、保護ロジック部13の出力を入力とするラッチ回路付出力ドライバー、6は上記出力ドライバー5の出力を入力とする補助リレーでこの出力によりトリップ信号を構成している。次に、図5の演算フローチャートにてその動作説明をする。
In FIG. 4,
図5において、保護演算処理部のまず初めにADデータの読込みを実行する(ステップ10)。このときに111の第1の読込み処理R1と112の第2の読み込み処理R2を行い、夫々領域を分けたメモリー141のM1、メモリー142のM2へ収納する。その後、ルート1(第1の保護要素演算処理部10を実行する)とルート2(第2の保護要素演算処理部20を実行する)が交互に実行されるように演算ルートの選択を行う(ステップ11)。まずルート1について説明する。121の保護要素演算部A1では、前記R1で読み込んだM1データを使用して保護要素のリレー演算を実行する(ステップ12)。
In FIG. 5, first, AD data reading is executed in the protection arithmetic processing section (step 10). At this time, the first
151のメモリーS1から整定データを読み込んで(ステップ13)、そのデータを使って前記リレー演算結果と比較判定処理をして(必要に応じて前回判定結果と照合後)保護要素出力として141のM1メモリーと共通の14メモリーMに保存する(ステップS14)。そして次のタイミングではルート2側を演算するためにルートを2にセットする(ステップS15)。次に、保護ロジック部Lにてロジック部で使用する整定データを151のメモリーS1より読込み(ステップS16)(ここで、Route1の時にはS2より、Route2の時にはS1よりデータを読み出すとしているのはA1、A2処理後次のサンプリングでルート切替ができるようにルートを変更しているためである)、M1メモリー内の保護要素出力データと合わせてロジック演算を実行し(ステップS17)、その結果を共通メモリー14のメモリーに収納すると共にDO信号を出力する(ステップS18)。
The settling data is read from the memory S1 of 151 (step 13), and the data is used to perform the comparison judgment processing with the relay calculation result (after checking with the previous judgment result if necessary) as M1 of 141 as a protection element output. The data is stored in the 14 memory M that is shared with the memory (step S14). At the next timing, the route is set to 2 in order to calculate the
図6はこの発明の実施の形態2の動作を説明するタイムチャート図であり、図中、(a)はAD変換器3のデジタルデータ変換タイミング、(b)は第1の保護要素演算部(A1)121の処理時間、(c)は第2の保護要素演算部(A2)122の処理時間、(d)は保護ロジック部13の動作タイミングを示しており、横軸は時間である。ADデータの取り込みは第1の読込み処理部(R1)111、第2の読込み処理部(R2)112ともに実行するが、保護要素演算121と122はサンプリングの交互の周期に実行させる。共通メモリー14に収納されたデータを使用してロジック演算Lが実行される。その時に使用される整定データについては、各サンプリングでメモリー領域を分けた収納メモリー(S1)151、(S2)152から取り込みをする。
FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, (a) is a digital data conversion timing of the
この実施形態においては、ADデータを交互に取り込むことで、AD変換器の一時的ビット化けに対して誤動作が阻止できる。さらに2重化された整定データを交互に使用するので整定データ収納メモリーの部分不良に対して誤動作の阻止が可能となる。なお、保護要素演算についても演算用メモリーを2重化して交互に使用するので保護要素演算メモリーの部分的異常に対して誤動作防止ができる。
なお、保護ロジック部(L)13のメモリー領域は分割せず、単一とする(共通に処理する)ことで、実施の形態1と比較してロジック演算に使用するメモリー異常による誤動作の可能性が生じるが、これに対しては、次のように対処することにより解決することができる。
In this embodiment, by alternately taking in AD data, it is possible to prevent malfunctions from temporary bit corruption of the AD converter. Furthermore, since the duplicated settling data is used alternately, it is possible to prevent malfunctions due to partial defects in the settling data storage memory. In addition, since the calculation memory is duplicated and alternately used for the protection element calculation, malfunction can be prevented against a partial abnormality of the protection element calculation memory.
Note that the memory area of the protection logic unit (L) 13 is not divided and is single (processed in common), so that there is a possibility of malfunction due to an abnormality in the memory used for logic operation compared to the first embodiment. However, this can be solved by taking the following measures.
すなわち、ロジック演算結果は、論理積、論理和などの演算を実行しているので、1(ON)、0(OFF)結果を示すことができ、1(ON)、0(OFF)をパターン化することでメモリー異常を検出することが可能である。つまり‘1’=1010-------10(例えば16ビットデータ)とすることで通常のメモリー異常とは区別が可能である。また、動作側出力をあるパターンデータ、不動作側出力をそのパターンではないデータとすることで、メモリー異常時に決められた動作側パターンデータになる確率は極めて低くなるため、メモリー領域を分離することなく誤動作が阻止できる。このようにロジック演算部についてはメモリー領域を分離しなくとも実施の形態1と同等の効果をもたらすことができ、実施の形態1に対して、メモリー領域の増加を抑えることができる。 That is, since the logic operation result is performing an operation such as logical product or logical sum, 1 (ON) and 0 (OFF) results can be indicated, and 1 (ON) and 0 (OFF) are patterned. By doing so, it is possible to detect memory abnormalities. In other words, it can be distinguished from a normal memory abnormality by setting ‘1’ = 1010 −−−−−− 10 (for example, 16-bit data). In addition, by setting the operating side output as certain pattern data and the non-operating side output as non-pattern data, the probability of becoming the operating side pattern data determined at the time of memory abnormality is extremely low, so the memory area should be separated. And malfunction can be prevented. As described above, the logic operation unit can achieve the same effect as that of the first embodiment without separating the memory area, and the increase of the memory area can be suppressed as compared with the first embodiment.
実施の形態3.
実施の形態1、2では、AD変換後からのデジタルデータを異なるメモリー領域に収納し、保護要素演算を個別に実施したが、実施の形態3では、保護演算処理部で使用する演算用メモリーを2重化せず、整定データなどの固定データを異なる領域に2重化しAD変換タイミングで交互に使用することを特徴としている。
AD変換器出力デジタルデータや保護演算用メモリーはAD変換データにより順次更新されるので、一時的な瞬時のデータ異常時でも保護要素演算部での複数回出力照合処理ができるので、トリップ時間の比較的長い保護リレーについてはトリップ出力が阻止できる。
In the first and second embodiments, the digital data after AD conversion is stored in different memory areas and the protection element calculation is performed individually. However, in the third embodiment, the calculation memory used in the protection calculation processing unit is stored. Instead of duplication, fixed data such as settling data is duplicated in different areas and used alternately at AD conversion timing.
AD converter output digital data and protection calculation memory are updated sequentially with AD conversion data, so even if there is a temporary instantaneous data abnormality, output verification processing can be performed multiple times in the protection element calculation unit, so comparison of trip times Trip output can be prevented for long protection relays.
一方、固定データについては瞬時のメモリー異常でも1度異常データに変更になれば、更新されることは無いために永久にその異常状態が継続する可能性があるので前記複数回照合処理で誤出力が解消できない可能性がある。そのため、メモリー素子領域が大きくない素子の場合には、整定データなどの固定データのみを2重化して交互使用する方式としてメモリーの増加を抑制している。
図7において、14はADデータ読込み処理部Rの11、保護要素演算部Aの12、保護ロジック部Lの13で使用する演算用メモリーM、17は、実施の形態2で説明したAD変換タイミングで151、152の第1、2の固定データメモリーS1、S2を切り替えて使用する切替回路である。
On the other hand, for fixed data, even if there is an instantaneous memory error, if it is changed to abnormal data once, it will not be updated and the abnormal state may continue forever. May not be resolved. For this reason, in the case of an element that does not have a large memory element area, an increase in memory is suppressed as a system in which only fixed data such as settling data is duplicated and used alternately.
In FIG. 7,
続いて、図8の演算フローチャートにてその動作説明をする。
図8で、保護演算処理部のまず初めにルート1(第1の固定データメモリーS1を使用する)とルート2(第2の固定データメモリーS2を使用する)が交互に実行されるように演算ルート選択を行い(ステップ20)、次回サンプリング時にルート切替が実行されるように次回ルートの設定を実施する。その後、11の読込み処理部RでADデータを読み込み、14のメモリーMに収納する(ステップS23)。12の保護要素演算部Aでは、前記Mデータを使用して保護要素のリレー演算を実行する(ステップ24)。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
In FIG. 8, at the beginning of the protection calculation processing unit, calculation is performed so that route 1 (using the first fixed data memory S1) and route 2 (using the second fixed data memory S2) are alternately executed. A route is selected (step 20), and the next route is set so that the route is switched at the next sampling. Thereafter, the AD data is read by the 11 reading processing unit R and stored in the memory M 14 (step S23). The protection element calculation unit A of 12 executes relay calculation of the protection element using the M data (step 24).
次に、13の保護ロジック部Lにてロジック演算で使用する整定データを151、152のメモリーS1、S2より読込み(ステップS27)(ここで、Route1の時にはS2より、Route2の時にはS1よりデータを読み出す)、Mメモリー内の保護要素出力データと合わせてロジック演算を実行し(ステップS28)、その結果を共通メモリー14のメモリーに収納すると共にDO信号を出力する(ステップS29)。
図9のタイムチャート図で分かるように、(a)のAD変換タイミングに合わせて、(b)の第1、第2の整定データなどの固定データが保護要素演算部とロジック部へ使用されるタイミングが示されている。保護要素演算(A)12、ロジック演算(L)13の毎周期の実行に際して、交互にS1、S2が使用されている。
Next, the settling data used in the logic operation in the protection logic unit L of 13 is read from the memories S1 and S2 of 151 and 152 (step S27) (here, the data is obtained from S2 for
As can be seen from the time chart of FIG. 9, in accordance with the AD conversion timing of (a), fixed data such as the first and second settling data of (b) is used for the protection element calculation unit and the logic unit. Timing is shown. When the protection element calculation (A) 12 and the logic calculation (L) 13 are executed every cycle, S1 and S2 are alternately used.
前述したように、リレー動作時間の比較的長い時限をもつリレーについては、サンプリング毎に更新されるので一過性の異常については時限回路によって誤動作が防止できるが、整定データなどの固定データについては一過性異常であってもそれが固定化される可能性があるが、この実施の形態によれば、固定データを対象に2重化し、これを交互に使用することによってこの種の誤動作を簡単・安価な構成で防止することができる。 As described above, relays with a relatively long relay operation time are updated at every sampling, so transient errors can be prevented by the time circuit for transient abnormalities, but for fixed data such as settling data, etc. Even if it is a transient abnormality, it may be fixed, but according to this embodiment, this type of malfunction is prevented by duplicating fixed data and using them alternately. This can be prevented with a simple and inexpensive configuration.
実施の形態4.
実施形態3では整定データなどの固定データを2重化して固定データの異常による誤出力を防止するように構成したが、実施の形態4では、AD変換データと固定データを2重化してその他の演算用メモリーについては単一メモリーデータから使用するように構成したことを特徴とする。AD変換データについては、実施の形態3では、その異常に対しては、保護要素演算出力の複数回照合処理で誤出力が可能と説明したが、阻止が可能な時間以上の複数回照合が必要となり、比較的動作時間の遅い保護要素でのみ有効となる。従って、短い動作時間を必要とする保護要素では誤出力を阻止できるだけの照合回数が確保できない危険があるため、ここでは、AD変換後のデータについて2重化して収納する構成とした。
In the third embodiment, fixed data such as settling data is duplicated to prevent erroneous output due to abnormality of the fixed data. However, in the fourth embodiment, AD conversion data and fixed data are duplicated and other data is output. The arithmetic memory is configured to be used from a single memory data. In the third embodiment, it has been described that the AD conversion data can be erroneously output by the multiple verification processing of the protection element calculation output for the abnormality. However, multiple verifications more than the time that can be prevented are necessary. Thus, it is effective only with a protection element having a relatively slow operation time. Therefore, a protection element that requires a short operation time has a risk that the number of comparisons that can prevent erroneous output cannot be secured. Therefore, the data after AD conversion is stored in duplicate.
以上のようにこの実施の形態ではAD変換器出力データの一時的な異常に対して誤動作阻止が可能となり、整定データなどの固定データに対する異常に対して誤動作が阻止できる。また、実施の形態3に比較してメモリー領域の増加を抑制し、小型メモリーで回路構成が実現できる。
図10において、111は第1のAD変換データ読込み処理部(R1)、112は第2のAD変換データ読み込み処理部(R2)であり、141はADデータ蓄積部(M1)、142はADデータ蓄積部(M2)、17、18は切替回路(SW3)(SW4)である。
As described above, in this embodiment, malfunction can be prevented with respect to a temporary abnormality of AD converter output data, and malfunction can be prevented with respect to an abnormality with respect to fixed data such as settling data. Further, an increase in the memory area can be suppressed as compared with the third embodiment, and a circuit configuration can be realized with a small memory.
In FIG. 10, 111 is a first AD conversion data read processing unit (R1), 112 is a second AD conversion data read processing unit (R2), 141 is an AD data storage unit (M1), and 142 is AD data. The storage units (M2), 17, and 18 are switching circuits (SW3) (SW4).
図11の演算フローチャートにてその動作説明をする。
図11で、保護演算処理部のまず初めにADデータの読込みを実行する(ステップS30)。 このときに111の第1の読込み処理R1と112の第2の読み込み処理R2を行い夫々領域を分けたメモリー(M1)141、(M2)142へ収納する。その後、ルート1(第1の固定データメモリーS1を使用する)とルート2(第2の固定データメモリーS1を使用する)が交互に実行されるように演算ルート選択を行い(ステップ31)、次回サンプリング時にルート切替が実行されるように次回ルートの設定を実施する。
The operation will be described with reference to the calculation flowchart of FIG.
In FIG. 11, first, AD data reading is executed by the protection arithmetic processing unit (step S30). At this time, the first
12の保護要素演算部Aでは、Route1のときはR1(M1)より、Route2のときはR2(M2)よりデータを使用して保護要素のリレー演算を実行する(ステップ34)。
次に、13の保護ロジック部Lにてロジック演算で使用する整定データを151、152のメモリーS1、S2より読込み(ステップS35)(ここで、Route1の時にはS2より、Route2の時にはS1よりデータを読み出す)、Mメモリー内の保護要素出力データと合わせてロジック演算を実行し(ステップS38)、その結果を共通メモリー14のメモリーに収納すると共にDO信号を出力する(ステップS39)。
In the protection element calculation unit A of 12, the relay operation of the protection element is executed using data from R1 (M1) in the case of
Next, the settling data used in the logic operation in the protection logic unit L of 13 is read from the memories S1 and S2 of 151 and 152 (step S35) (here, the data is obtained from S2 at the time of
図12はこの発明の実施の形態4の動作を説明するタイムチャート図である。図中、(a)はAD変換器3のデジタルデータ変換タイミング、(b)は第1のADデータ蓄積部141の処理時間、(c)は第2のADデータ蓄積部142の処理時間、(d)は保護演算処理部の保護要素演算部Aとロジック部Lとの処理タイミングを示している。AD変換タイミングに合わせて第1、第2の整定データなどの固定データが保護要素演算部(A)とロジック部(L)への使用を示すタイムチャートを示す。ADデータの取り込みは第1のAD変換データ読込み処理部(R1)、第2のAD変換データ読込み処理部(R2)ともに同一サンプリング周期内で実行し、そのデータをサンプリング毎に交互に使用するが、演算用メモリーとしては共通メモリー14に収納されたデータを使用して保護要素演算Aとロジック演算Lが実行される。その時に使用される整定データについては、選択回路(SW3)17により各サンプリングにてメモリー領域を分けた収納メモリー151(S1)、152(S2)から取り込みをする。
この実施形態においても、保護要素演算部、ロジック演算部についてはメモリー領域を分離しなくとも実施の形態1と同等の効果をもたらすことができ、実施の形態1に対して、メモリー領域の増加を抑えることができる。
FIG. 12 is a time chart illustrating the operation of the fourth embodiment of the present invention. In the figure, (a) is the digital data conversion timing of the
Even in this embodiment, the protection element calculation unit and the logic calculation unit can bring about the same effect as in the first embodiment without separating the memory area. Can be suppressed.
1 電力用CT、
2 デジタルリレー装置、
3 AD変換器、
4 保護演算処理部
5、51、52 補助リレードライバー、
6、61、62 補助リレー、
7、16、17、18 切替回路、
10 第1の保護演算処理部、
20 第2の保護演算処理部、
11 ADデータ読込み処理部、
111 第1の読み込み処理部、
112 第2の読み込み処理部、
12 保護要素演算部、
121 第1の保護要素演算部、
122 第2の保護要素演算部、
13 保護ロジック部、
131 第1の保護ロジック部、
132 第2の保護ロジック部、
14 演算用メモリー、
141 第1の演算用メモリー、
142 第2の演算用メモリー、
15 固定データメモリー、
151 第1の固定データメモリー、
152 第2の固定データメモリー。
1 CT for electric power,
2 Digital relay device,
3 AD converter,
4 Protection
6, 61, 62 Auxiliary relay,
7, 16, 17, 18 switching circuit,
10 1st protection arithmetic processing part,
20 second protection arithmetic processing unit,
11 AD data reading processing unit,
111 a first reading processing unit,
112 a second reading processing unit;
12 Protection element calculation part,
121 a first protection element calculation unit,
122 second protection element calculation unit,
13 Protection logic part,
131 a first protection logic unit;
132 second protection logic part;
14 arithmetic memory,
141 first calculation memory;
142 second arithmetic memory,
15 fixed data memory,
151 first fixed data memory;
152 Second fixed data memory.
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