JP2013251970A - Current differential protective relay - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current differential protective relay in which band consumption can be suppressed when transmitting each terminal data by using a variable length transmission data.SOLUTION: The current differential protective relay includes an A/D conversion unit 8 performing A/D conversion by sampling the quantity of electricity of its own terminal, a communication unit 11 for outputting the quantity of electricity data from the A/D conversion unit 8 and receiving the quantity of electricity data converted into digital data from each mating terminal via a transmission line 5, and an operation unit 9 performing protective operation from the quantity of electricity data of its own terminal and the quantity of electricity data of mating terminal. The operation unit 9 determines the range of sampling data which each mating terminal must transmit, on the basis of the difference between a maximum transmission delay time of a mating terminal having a largest transmission delay time when viewed from the terminal performing differential operation, and a transmission delay time of a mating terminal which exchanges data with the terminal performing differential operation. The communication unit 11 transmits the range information of the sampling data thus determined to each mating terminal.

Description

本発明の実施形態は、送電線の各端子間で対向伝送によりデータの授受を行う電流差動保護継電器に関する。   Embodiments described herein relate generally to a current differential protection relay that exchanges data between terminals of a power transmission line by opposing transmission.

送電線の保護を行う電流差動保護継電器は、保護区間である送電線の各端子に配置され、自端子および他端子のそれぞれで所定の周期でサンプリングした電流データを伝送路を介して相互に伝送し合うことで、自端子と受信した他端子との差動演算を行い、送電線の事故有無を判定する機器である。   The current differential protection relay that protects the transmission line is arranged at each terminal of the transmission line that is the protection section, and the current data sampled at a predetermined cycle at each of its own terminal and other terminals is mutually exchanged via the transmission line. By transmitting each other, it is a device that performs a differential operation between its own terminal and the received other terminal and determines whether or not there is an accident on the power transmission line.

差動演算は、各端子でサンプリングした電流データ(各端子データ)のベクトル和から差電流を求め、その差電流の大きさである振幅値を算出し、設定された判定値と比較して動作判定するものである。振幅値を算出するためには、最新サンプリングデータ以外に、過去複数回分のサンプリングデータが必要となる。   The differential operation calculates the difference current from the vector sum of the current data (each terminal data) sampled at each terminal, calculates the amplitude value that is the magnitude of the difference current, and compares it with the set judgment value. Judgment. In order to calculate the amplitude value, sampling data for a plurality of past times are required in addition to the latest sampling data.

例えば、代表的な振幅値演算として、電気角30°(系統周波数50Hzの場合は1.67ms間隔、系統周波数60Hzの場合は1.38ms間隔)のサンプリングデータの絶対値を6点加算することで振幅値を算出する手法がある。   For example, as a representative amplitude value calculation, by adding six absolute values of sampling data at an electrical angle of 30 ° (interval of 1.67 ms when the system frequency is 50 Hz and 1.38 ms interval when the system frequency is 60 Hz), There is a method for calculating an amplitude value.

この手法では、電流差動保護継電器が過去に受信した各端子データを複数回分メモリに保存し、差動演算に使用する。仮に、伝送にエラーが発生して演算に使用する各端子データが得られない場合は、差動演算を行うことができないため、保護機能のロックを行う。その後、伝送のエラーが回復しても必要な数の連続した各端子データが集まるまでの数伝送周期の間、差動演算に使用する過去の各端子データは欠損した状態となるため、保護機能のロックが継続する。   In this method, each terminal data received in the past by the current differential protection relay is stored in a memory a plurality of times and used for differential calculation. If an error occurs in transmission and each terminal data used for the calculation cannot be obtained, the differential function cannot be performed, so the protection function is locked. After that, even if the transmission error is recovered, the past terminal data used for differential calculation is lost for several transmission cycles until the necessary number of consecutive terminal data is collected. The lock continues.

また、伝送エラーの回復時に保護機能のロックが継続する時間を短縮するため、全相手端子が1伝送周期のうちに差動演算に必要な各端子データをすべて送信する手法がある。   Further, there is a method in which all counterpart terminals transmit all terminal data necessary for differential calculation within one transmission cycle in order to shorten the time during which the protection function is locked when a transmission error is recovered.

この手法では、端子が3つ以上の構成では、受信する2つ以上の相手端のうち、最も伝送遅延時間が大きい端子(最大伝送遅延端子)から伝送されたサンプリングデータと、それと同一時刻にサンプリングした自端子および他端子のサンプリングデータを差動演算に使用する。   In this method, in a configuration with three or more terminals, sampling data transmitted from a terminal having the longest transmission delay time (maximum transmission delay terminal) among two or more counterpart terminals to be received and sampling at the same time The sampling data of the self terminal and other terminals that have been used are used for differential calculation.

このため、従来のように伝送データに固定長データを使用する場合、伝送データに含めるサンプリングデータ数は固定となるため、各端子は、図11のように、差動演算で使用する各端子のデータ数Kに加えて、発生しうる最大伝送遅延時間mだけ過去のサンプリングデータを常時送信する必要があった。   For this reason, when fixed-length data is used for transmission data as in the prior art, the number of sampling data included in the transmission data is fixed, so that each terminal is the same as that of each terminal used in differential operation as shown in FIG. In addition to the number of data K, it is necessary to always transmit past sampling data for the maximum transmission delay time m that can occur.

しかしながら、伝送エラーが生じていない平常時には、使用しない過去の複数サンプリングデータを送信することになる。これらのサンプリングデータのうち、演算に使用する範囲より過去のサンプリングデータについては、データ受信後も演算に使用されず、帯域を消費するという課題があった。   However, in normal times when no transmission error occurs, a plurality of past sampling data that is not used is transmitted. Among these sampling data, the past sampling data from the range used for the calculation is not used for the calculation even after receiving the data, and there is a problem that the band is consumed.

一方、最近の技術進歩により、伝送路にイーサネット(登録商標)を用いて可変長のデータを送受信可能な電流差動保護継電器が提案されている。   On the other hand, due to recent technical progress, a current differential protection relay capable of transmitting and receiving variable-length data using Ethernet (registered trademark) in a transmission line has been proposed.

特開2009−165235号公報JP 2009-165235 A

本発明の実施形態は、可変長の伝送データを用いて、各端子データを送信する際の帯域消費を抑えることが可能な電流差動保護継電器を提供することを目的とする。   An object of an embodiment of the present invention is to provide a current differential protection relay capable of suppressing band consumption when transmitting each terminal data using variable-length transmission data.

上述の目的を達成するため、本発明の実施形態は、3端子以上で構成される電力系統の送電線の各端子に設置され、可変長のデータを送受信可能な伝送路を介して各端子より得られる情報から所定の出力を行う電流差動保護継電器において、自端子の電気量をサンプリングしてアナログ/ディジタル変換を行うA/D変換部と、前記A/D変換部より出力される電気量データを出力するとともに、対向する各相手端子より前記伝送路を介してディジタルデータに変換された電気量データを受信する通信部と、前記自端子の電気量データ及び対向する前記各相手端子の電気量データから保護演算を行う演算部と、を備え、前記演算部は、差動演算を行う端子からみて最も伝送遅延時間が大きい相手端子との最大伝送遅延時間(TDmax)と、差動演算を行う端子とデータをやりとりする相手端子との伝送遅延時間(TDself)との差分(TDmax−TDself)に基づいて、各相手端子が送信すべきサンプリングデータの範囲を決定する範囲決定部を有し、前記通信部が前記範囲決定部で決定された前記サンプリングデータの範囲情報を前記各相手端子に送信することを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the embodiment of the present invention is installed at each terminal of a power transmission line of a power system composed of three or more terminals, and from each terminal via a transmission path capable of transmitting and receiving variable length data. In a current differential protection relay that performs a predetermined output from the obtained information, an A / D converter that performs analog / digital conversion by sampling the amount of electricity at its own terminal, and an amount of electricity output from the A / D converter A communication unit that outputs data and receives electrical quantity data converted into digital data from the opposing counterpart terminals via the transmission line; and the electrical quantity data of the local terminal and the electrical power of the opposing counterpart terminals A calculation unit that performs a protection calculation from the amount data, and the calculation unit has a maximum transmission delay time (TDmax) with a counterpart terminal having the longest transmission delay time when viewed from a terminal that performs differential calculation, A range determination unit that determines a range of sampling data to be transmitted by each counterpart terminal based on a difference (TDmax−TDself) between a transmission delay time (TDself) between the terminal that performs dynamic calculation and the counterpart terminal that exchanges data; And the communication unit transmits range information of the sampling data determined by the range determination unit to each counterpart terminal.

本発明の第1の実施形態に係る電流差動保護継電器を電力系統に適用した全体構成を示す概略図。Schematic which shows the whole structure which applied the current differential protection relay which concerns on the 1st Embodiment of this invention to the electric power system. 第1の実施形態に係る電流差動保護継電器の演算部の詳細な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the detailed structure of the calculating part of the current differential protection relay which concerns on 1st Embodiment. 3端子によるサンプリングデータの送信タイミングを示す図。The figure which shows the transmission timing of the sampling data by 3 terminals. 第1の実施形態によるデータ伝送方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the data transmission method by 1st Embodiment. 第1の実施形態で用いる複数のサンプリングデータを含む伝送データの構造を示す図。The figure which shows the structure of the transmission data containing the some sampling data used by 1st Embodiment. 第2の実施形態によるデータ伝送方法の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart showing a procedure of a data transmission method according to the second embodiment. 第3の実施形態に係る電流差動保護継電器の演算部の詳細な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the detailed structure of the calculating part of the current differential protection relay which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態における各端子データの一括圧縮手法を示す図。The figure which shows the batch compression method of each terminal data in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における各端子データの個別圧縮手法を示す図。The figure which shows the individual compression method of each terminal data in 3rd Embodiment. 第4の実施形態によるデータ伝送方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the data transmission method by 4th Embodiment. 従来例の複数のサンプリングデータを含む伝送データの構造を示す図。The figure which shows the structure of the transmission data containing several sampling data of a prior art example.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
(全体構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電流差動保護継電器を電力系統に適用した全体構成を示す概略図である。
[First Embodiment]
(overall structure)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration in which a current differential protection relay according to a first embodiment of the present invention is applied to a power system.

図1において、保護対象となる送電線1には、端子毎に変流器2及び遮断器3が設置され、さらに、各変流器2及び各遮断器3には、送電線1を保護するための電流差動保護継電器4a,4b,4cがそれぞれ接続されている。   In FIG. 1, a current transformer 2 and a circuit breaker 3 are installed for each terminal on the transmission line 1 to be protected, and each current transformer 2 and each circuit breaker 3 protect the power transmission line 1. Current differential protection relays 4a, 4b and 4c are connected to each other.

電流差動保護継電器4a,4b,4cは、電力系統の電気量や状態量を入力してディジタル量に変換し、このディジタル量を用いて所定の保護制御演算を行う。電流差動保護継電器4a,4b,4cは、この演算結果に応じてそれぞれに接続されている遮断器3を制御することにより、送電線1の保護制御を行う。また、電流差動保護継電器4a,4b,4cには、相互間でデータの送受信を行うためのイーサネット(登録商標)による伝送路5が設けられている。   The current differential protection relays 4a, 4b, and 4c input an electric quantity and state quantity of the power system, convert them into digital quantities, and perform predetermined protection control calculations using the digital quantities. The current differential protection relays 4a, 4b, and 4c perform protection control of the power transmission line 1 by controlling the circuit breakers 3 connected thereto according to the calculation results. The current differential protection relays 4a, 4b, and 4c are provided with a transmission line 5 using Ethernet (registered trademark) for transmitting and receiving data between them.

また、差動演算を行う機器を電流差動保護継電器4a(端子A)とし、端子Aに各端データを送信する電流差動保護継電器4b(端子B)と電流差動保護継電器4c(端子C)を相手端子とする。また、端子Cを端子Aに対するデータ伝送に最も時間が掛かる最大伝送遅延端子とする。通常は、各端子に設置された電流差動保護継電器4a,4b,4cが相互に差動演算と各端子データの送信を行う。   Further, a device that performs differential operation is a current differential protection relay 4a (terminal A), a current differential protection relay 4b (terminal B) that transmits data at each end to the terminal A, and a current differential protection relay 4c (terminal C). ) Is the mating terminal. The terminal C is a maximum transmission delay terminal that takes the longest time for data transmission to the terminal A. Normally, the current differential protection relays 4a, 4b, and 4c installed at each terminal mutually perform differential calculation and transmission of each terminal data.

なお、通常、保護対象となる送電線1は三相交流であるが、図1では簡略化のため単相表現としている。   Normally, the power transmission line 1 to be protected is a three-phase alternating current, but in FIG.

(電流差動保護継電器4aの構成)
電流差動保護継電器4a,4b,4cは、いずれも同じ構成であるため、以下、電流差動保護継電器4aを例にして説明する。
(Configuration of current differential protection relay 4a)
Since the current differential protection relays 4a, 4b, and 4c all have the same configuration, the current differential protection relay 4a will be described below as an example.

電流差動保護継電器4aは、送電線1を流れる電流を所定の大きさの電圧信号に変換する入力変換部6、誤差となる高調波成分の除去を行うアナログフィルタ部7、アナログデータをディジタルデータへと変換するアナログ/ディジタル(A/D)変換部8、差動演算を行う演算部9、演算結果に基づいて所定の出力を行う出力部10、伝送路5を介してディジタルに変換された送電線1の電流データを伝送する通信部11、演算結果に基づいてサンプリングの同期を行うサンプリング同期制御部12から構成されている。   The current differential protection relay 4a includes an input conversion unit 6 that converts a current flowing through the transmission line 1 into a voltage signal of a predetermined magnitude, an analog filter unit 7 that removes harmonic components that cause errors, and analog data as digital data. An analog / digital (A / D) conversion unit 8 for converting to a digital signal, a calculation unit 9 for performing a differential calculation, an output unit 10 for performing a predetermined output based on the calculation result, and a digital signal via a transmission line 5 The communication unit 11 transmits current data of the power transmission line 1 and the sampling synchronization control unit 12 synchronizes sampling based on the calculation result.

(演算部9)
図2に、上記演算部9の詳細な構成を示す。演算部9は、差動演算を行うリレー演算部21、端子毎の伝送遅延時間を算出する伝送遅延時間算出部23、各端子が送信すべきサンプリングデータの範囲を決定する範囲決定部25を備えている。
(Calculation unit 9)
FIG. 2 shows a detailed configuration of the calculation unit 9. The calculation unit 9 includes a relay calculation unit 21 that performs differential calculation, a transmission delay time calculation unit 23 that calculates a transmission delay time for each terminal, and a range determination unit 25 that determines the range of sampling data to be transmitted by each terminal. ing.

(電流差動保護継電器4aによる差動演算方法)
上記のように構成された電流差動保護継電器4aによって差動演算を行い、遮断器3を制御する方法について説明する。
(Differential operation method with current differential protection relay 4a)
A method for controlling the circuit breaker 3 by performing a differential operation with the current differential protection relay 4a configured as described above will be described.

まず、端子Aに設置されている電流差動保護継電器4aが変流器2を介して送電線1を流れる電流を導入する。導入された電流は、入力変換部6によって所定の大きさの電圧信号に変換され、アナログフィルタ部7でサンプリングによる折り返し誤差となる高調波成分除去を行った後、所定の周期でサンプリングを行い、アナログ/ディジタル変換部8にてディジタルデータへと変換される。   First, the current differential protection relay 4 a installed at the terminal A introduces a current flowing through the power transmission line 1 via the current transformer 2. The introduced current is converted into a voltage signal of a predetermined magnitude by the input conversion unit 6, and after removing the harmonic component that becomes a folding error by sampling in the analog filter unit 7, sampling is performed at a predetermined cycle, The analog / digital converter 8 converts the digital data.

その後、通信部11から伝送路5を介して、ディジタルデータに変換された送電線1の電流データを電流差動保護継電器4b,4cへ伝送する。   Thereafter, the current data of the transmission line 1 converted into digital data is transmitted from the communication unit 11 to the current differential protection relays 4b and 4c via the transmission path 5.

次に、端子Bに設置されている電流差動保護継電器4bは、通信部11から伝送路5を介して、ディジタルデータに変換された送電線1の電流データを電流差動保護継電器4a,4cへ伝送する。   Next, the current differential protection relay 4b installed at the terminal B converts the current data of the transmission line 1 converted into digital data from the communication unit 11 via the transmission path 5 into the current differential protection relays 4a and 4c. Transmit to.

さらに、端子Cに設置されている電流差動保護継電器4cは、通信部11から伝送路5を介して、ディジタルデータに変換された送電線1の電流データを電流差動保護継電器4a,4bへ伝送する。   Furthermore, the current differential protection relay 4c installed at the terminal C passes the current data of the transmission line 1 converted into digital data from the communication unit 11 via the transmission line 5 to the current differential protection relays 4a and 4b. To transmit.

電流差動保護継電器4aにおいては、自端子Aにおける電流データ及び電流差動保護継電器4b(端子B)、電流差動保護継電器4c(端子C)から伝送された電流データについて、演算部9のリレー演算部21により差動演算を行い、その演算結果に基づいて所定の出力を出力部10から出力し、その出力に従って各端子の遮断器3を制御する。   In the current differential protection relay 4a, the relay of the arithmetic unit 9 is used for the current data at its own terminal A and the current data transmitted from the current differential protection relay 4b (terminal B) and the current differential protection relay 4c (terminal C). A differential calculation is performed by the calculation unit 21, a predetermined output is output from the output unit 10 based on the calculation result, and the circuit breaker 3 of each terminal is controlled according to the output.

このとき、データ伝送にエラーが発生すると、電流差動保護継電器4aは演算に使用する相手端子のデータが得られず差動演算を行うことができないため、保護機能のロックを行う。その後、伝送エラーが回復しても、必要な数の連続した各端子データが集まるまでの数伝送周期の間、差動演算に使用する過去の各端データは欠損した状態となるため、保護機能のロックが継続する。   At this time, if an error occurs in the data transmission, the current differential protection relay 4a cannot obtain the data of the counterpart terminal used for the calculation and cannot perform the differential calculation, so that the protection function is locked. After that, even if the transmission error is recovered, the past end data used for differential calculation is lost for several transmission cycles until the necessary number of consecutive terminal data is collected. The lock continues.

(3端子によるサンプリングデータの送信タイミング)
図3に、端子A、端子B、端子Cの3端子によるサンプリングデータの送信タイミング図を示す。
(Sampling data transmission timing by 3 terminals)
FIG. 3 shows a transmission timing diagram of sampling data by the three terminals A, B, and C.

同図において、端子Aから見て端子Cを最大伝送遅延端子とし、端子Aと端子B間の伝送遅延時間(サンプリング周期数)をTDab、端子Aと端子C間の伝送遅延時間(サンプリング周期数)をTDacとする。また、●は端子Aが演算を行う時点で利用可能なサンプリングデータを表し、○は端子Aが演算を行う時点でA端子に届いていないサンプリングデータを表している。   In the figure, the terminal C is the maximum transmission delay terminal as viewed from the terminal A, the transmission delay time (sampling period number) between the terminal A and the terminal B is TDab, and the transmission delay time (sampling period number) between the terminal A and the terminal C. ) TDac. In addition, ● represents sampling data that can be used when the terminal A performs computation, and ◯ represents sampling data that has not reached the A terminal when the terminal A performs computation.

差動演算では過去のサンプリングデータも使用するため、差動演算に必要とするサンプリングデータの範囲(図3のKで示す範囲)は、最大伝送遅延端子Cから受信した最新サンプリングデータのサンプリングタイミングから、演算に使用する各端データの数だけ過去分までの範囲(図3のXで示す範囲)となる。   Since the past sampling data is also used in the differential operation, the sampling data range (range indicated by K in FIG. 3) required for the differential operation is determined from the sampling timing of the latest sampling data received from the maximum transmission delay terminal C. The range is the range up to the past (the range indicated by X in FIG. 3) by the number of each end data used in the calculation.

伝送エラーの回復時に保護機能ロックが継続する時間を短縮するために、各端子が1伝送周期のうちに差動演算に必要なサンプリングデータをすべて送信する場合、演算に使用する各端データ数Kに加えて、最大伝送遅延端子Cとの伝送遅延時間差分だけ過去までのサンプリングデータを一度に送信する必要がある。   When each terminal transmits all the sampling data necessary for differential calculation within one transmission period in order to shorten the time for which the protection function lock is continued when the transmission error is recovered, the number of end data K used for the calculation In addition, it is necessary to transmit sampling data up to the past by the difference in transmission delay time from the maximum transmission delay terminal C at a time.

即ち、図3で端子Bが端子Aへサンプリングデータを送信する場合は、端子Aが差動演算に使用する端子Bのデータ数Kに加えて、端子Aと端子B間の伝送遅延時間(TDab)と、端子Aと最大伝送遅延端子C間の最大伝送遅延時間(TDac)との差分(TDac−TDab)だけ過去までのサンプリングデータ(図3Yで示す範囲)すべてを含む必要がある。   That is, when the terminal B transmits sampling data to the terminal A in FIG. 3, the transmission delay time (TDab) between the terminal A and the terminal B in addition to the data number K of the terminal B used for the differential calculation by the terminal A. ) And the maximum transmission delay time (TDac) between the terminal A and the maximum transmission delay terminal C, it is necessary to include all the sampling data (range shown in FIG. 3Y) up to the past by the difference (TDac−TDab).

(本実施形態によるデータ伝送方法)
このため、本実施形態では、伝送データを可変長とし、演算部9において伝送データに含むサンプリングデータ数を必要に応じて増減する。
(Data transmission method according to this embodiment)
For this reason, in this embodiment, transmission data is made into variable length, and the calculating part 9 increases / decreases the number of sampling data contained in transmission data as needed.

図4は、本実施形態によるデータ伝送方法の手順を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the data transmission method according to the present embodiment.

まず、演算部9の伝送遅延時間算出部23により、端子毎の伝送遅延時間を算出する(ステップS11)。例えば、図3に示す例において、端子Aと端子B間の伝送遅延時間(サンプリング周期数)はTDab、端子Aと端子C間の伝送遅延時間(サンプリング周期数)はTDacとなる。   First, the transmission delay time calculation unit 23 of the calculation unit 9 calculates the transmission delay time for each terminal (step S11). For example, in the example shown in FIG. 3, the transmission delay time (sampling period number) between the terminal A and the terminal B is TDab, and the transmission delay time (sampling period number) between the terminal A and the terminal C is TDac.

次に、伝送遅延時間算出部23が上記伝送遅延時間から、最大となる伝送遅延時間(最大伝送遅延時間)を算出する(ステップS12)。上記例では、端子Aから見て端子Cが最大伝送遅延端子となるため、最大伝送遅延時間はTDacとなる。   Next, the transmission delay time calculation unit 23 calculates the maximum transmission delay time (maximum transmission delay time) from the transmission delay time (step S12). In the above example, since the terminal C is the maximum transmission delay terminal when viewed from the terminal A, the maximum transmission delay time is TDac.

さらに、範囲決定部25により、データを送る伝送遅延時間と最大伝送遅延時間に基づいて、各端子が送信すべきサンプリングデータの範囲を決定する(ステップS13)。   Further, the range determination unit 25 determines the range of sampling data to be transmitted by each terminal based on the transmission delay time for sending data and the maximum transmission delay time (step S13).

上記例では、相手端子Bが送信すべきサンプリングデータの範囲は、差動演算に必要な端子あたりのサンプリングデータ数Kおよび、自端子Aと端子B間の伝送遅延時間(TDab)と、自端子Aと最大伝送遅延端子C間の最大伝送遅延時間(TDac)との差分(TDac−TDab)より、K+(TDac−TDab)となる。   In the above example, the range of sampling data to be transmitted by the counterpart terminal B includes the number K of sampling data per terminal necessary for differential calculation, the transmission delay time (TDab) between the terminal A and the terminal B, and the terminal From the difference (TDac−TDab) between A and the maximum transmission delay time (TDac) between the maximum transmission delay terminal C, K + (TDac−TDab).

また、最大伝送遅延端子Cが送信すべきサンプリングデータ数は、差動演算に必要な端子あたりのサンプリングデータ数Kおよび、自端子Aと端子C間の伝送遅延時間(TDac)と、自端子Aと最大伝送遅延端子C間の最大伝送遅延時間(TDac)との差分(TDac−TDac)より、Kとなる。   The number of sampling data to be transmitted by the maximum transmission delay terminal C is the number of sampling data K per terminal necessary for differential calculation, the transmission delay time (TDac) between the terminal A and the terminal C, and the terminal A And the maximum transmission delay time (TDac) between the maximum transmission delay terminal C and the difference (TDac−TDac).

本例では、相手端子との伝送遅延時間はすべて端子Aが把握しているため、電流差動保護継電器4aが各相手端子に送信すべきサンプリングデータの範囲を算出する。   In this example, since the terminal A knows all the transmission delay times with the counterpart terminals, the current differential protection relay 4a calculates the range of sampling data to be transmitted to each counterpart terminal.

続いて、各端子が送信すべきサンプリングデータの範囲情報は、通信部11に送られ、通信部11からデータ伝送により他の電流差動保護継電器4b、4cへと送信される(ステップS14)。   Subsequently, the range information of the sampling data to be transmitted by each terminal is transmitted to the communication unit 11, and is transmitted from the communication unit 11 to the other current differential protection relays 4b and 4c by data transmission (step S14).

次に、電流差動保護継電器4b、4cは、端子Aへ送信すべきサンプリングデータの範囲情報を受信する(ステップS15)。   Next, the current differential protection relays 4b and 4c receive the sampling data range information to be transmitted to the terminal A (step S15).

電流差動保護継電器4b、4cは、受信したサンプリングデータの範囲情報に基づき、指定されたサンプリングデータ範囲の伝送データを端子Aへ送信する(ステップS16)。   The current differential protection relays 4b and 4c transmit the transmission data in the designated sampling data range to the terminal A based on the received sampling data range information (step S16).

図5に、本実施形態で用いる複数のサンプリングデータを含む伝送データの構造を示す。この伝送データは可変長であり、固定部分(K)に可変部分(TDd)を合わせた構造としている。可変部分(TDd)は、最大伝送遅延端子の伝送遅延時間(TDmax)と伝送データを送信する端子自身の伝送遅延時間(TDself)の差分とされる。   FIG. 5 shows the structure of transmission data including a plurality of sampling data used in this embodiment. This transmission data has a variable length, and has a structure in which the fixed portion (K) is combined with the variable portion (TDd). The variable part (TDd) is the difference between the transmission delay time (TDmax) of the maximum transmission delay terminal and the transmission delay time (TDself) of the terminal itself that transmits the transmission data.

このように伝送データを可変長にすることにより、各相手端子は演算に使用しないサンプリングデータを省き、必要なだけのサンプリングデータのみを伝送することが可能となる。このため、伝送するサンプリングデータ数が少なくなり、伝送データサイズを縮小することができる。   By making the transmission data variable in this way, each counterpart terminal can omit the sampling data that is not used for the operation and transmit only the necessary sampling data. For this reason, the number of sampling data to be transmitted is reduced, and the transmission data size can be reduced.

(効果)
従来は、伝送データに含めるサンプリングデータ数は固定となるため、発生しうる最大遅延時間分だけ過去のサンプリングデータを常時送信しなければならなかった。
(effect)
Conventionally, since the number of sampling data included in the transmission data is fixed, the past sampling data must be constantly transmitted for the maximum delay time that can occur.

しかし、本実施形態によれば、伝送データを可変長として、差動演算に必要な端子あたりのサンプリングデータ数および、相手端子と最大伝送遅延端子の伝送遅延時間差から必要なサンプリングデータ数を算出し、各相手端子に送信することで、各相手端子が1伝送周期で必要となるサンプリングデータを送信する際に、伝送データに含む過去のサンプリングデータ数を削減することができる。   However, according to the present embodiment, the transmission data is variable length, and the number of sampling data per terminal necessary for differential calculation and the number of sampling data required are calculated from the transmission delay time difference between the counterpart terminal and the maximum transmission delay terminal. By transmitting to each counterpart terminal, the number of past sampling data included in the transmission data can be reduced when each counterpart terminal transmits sampling data required in one transmission cycle.

従って、データ伝送による帯域使用量を低減することができ、伝送エラーの回復時に保護機能ロックが継続する時間を短縮することができる。   Therefore, it is possible to reduce the amount of bandwidth used for data transmission, and it is possible to reduce the time for which the protection function lock continues when a transmission error is recovered.

[第2の実施形態]
第1の実施形態では、端子Aが各相手端子に送信すべきサンプリングデータの範囲を通知したが、端子Aが各相手端子に最大伝送遅延時間をデータ伝送により通知することでも良い。第2の実施形態では、この最大伝送遅延時間をデータ伝送により通知する例について説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the terminal A notifies the range of sampling data to be transmitted to each counterpart terminal. However, the terminal A may notify each counterpart terminal of the maximum transmission delay time by data transmission. In the second embodiment, an example in which the maximum transmission delay time is notified by data transmission will be described.

図6は、第2の実施形態によるデータ伝送方法の手順を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the data transmission method according to the second embodiment.

本実施形態では、演算部9の伝送遅延時間算出部23により、端子毎の伝送遅延時間を算出し(ステップS11)、次に、伝送遅延時間算出部23が上記伝送遅延時間から、最大となる伝送遅延時間(最大伝送遅延時間)を算出する(ステップS12)点は第1の実施形態と同様である。   In this embodiment, the transmission delay time calculation unit 23 of the calculation unit 9 calculates the transmission delay time for each terminal (step S11), and then the transmission delay time calculation unit 23 becomes the maximum from the transmission delay time. The point of calculating the transmission delay time (maximum transmission delay time) (step S12) is the same as in the first embodiment.

次に、本実施形態では、得られた最大伝送遅延時間が通信部11に送られ、通信部11からデータ伝送により他の電流差動保護継電器4b、4cへと送信される(ステップS17)。   Next, in the present embodiment, the obtained maximum transmission delay time is sent to the communication unit 11, and is transmitted from the communication unit 11 to the other current differential protection relays 4b and 4c by data transmission (step S17).

次に、電流差動保護継電器4b、4cは、最大伝送遅延時間を受信する(ステップS18)。電流差動保護継電器4b、4cは、この最大伝送遅延時間と自端子が把握している端子Aとの伝送遅延時間の差分から、差動演算を行う端子Aへ送信するサンプリングデータの範囲を算出し(ステップS19)、この範囲で端子Aへ伝送データを送信する(ステップS20)。   Next, the current differential protection relays 4b and 4c receive the maximum transmission delay time (step S18). The current differential protection relays 4b and 4c calculate the range of sampling data to be transmitted to the terminal A that performs the differential operation from the difference between the maximum transmission delay time and the transmission delay time between the terminal A and the terminal A that the terminal itself knows. Then, the transmission data is transmitted to the terminal A within this range (step S20).

本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、データ伝送による帯域使用量を低減することができ、伝送エラーの回復時に保護機能ロックが継続する時間を短縮することができる。   According to this embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to reduce the amount of bandwidth used by data transmission, and it is possible to shorten the time for which the protection function lock continues when a transmission error is recovered.

[第3の実施形態]
(データ圧縮を用いたデータ伝送方法)
送信するサンプリングデータが複数となることで伝送データ量が増加し、伝送により多くの帯域が必要となる。この場合、伝送データにデータ圧縮を行うことで、伝送データ量の増加を抑制することが可能である。しかし、従来例のように固定長フレームを使用する場合、送信するデータ量はフレーム長の倍数とする必要がある。このため、圧縮により1フレーム長に満たない端数のデータが生じた場合はパディングを行い、1フレーム分の長さとしたうえでデータ送信を行っている。
[Third Embodiment]
(Data transmission method using data compression)
When a plurality of sampling data is transmitted, the amount of transmission data increases, and a larger band is required for transmission. In this case, it is possible to suppress an increase in the amount of transmission data by performing data compression on the transmission data. However, when a fixed-length frame is used as in the conventional example, the amount of data to be transmitted needs to be a multiple of the frame length. For this reason, when data having a fraction less than one frame length is generated by compression, padding is performed, and data is transmitted after a length of one frame.

しかし、パディングにより付加されるデータは演算には使用されないため、パディングが発生するとデータ圧縮効率が低下してしまう。このため、本実施形態では、データ圧縮効率を低下させずにデータを伝送する方法について説明する。   However, since data added by padding is not used for calculation, data compression efficiency is reduced when padding occurs. For this reason, in the present embodiment, a method for transmitting data without reducing the data compression efficiency will be described.

(構成)
図7に、第3の実施形態に係る電流差動保護継電器の演算部の詳細な構成を示すブロック図を示す。
(Constitution)
FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of the calculation unit of the current differential protection relay according to the third embodiment.

本実施形態の電流差動保護継電器では、演算部9に代えて演算部9’を用いた以外は第1の実施形態と同一の構成とされる。また、演算部9’は、範囲決定部25の後段に、圧縮部27を設けた以外は、第1の実施形態の演算部9と同様に構成されている。なお、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。   The current differential protection relay according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that a calculation unit 9 ′ is used instead of the calculation unit 9. The calculation unit 9 ′ is configured in the same manner as the calculation unit 9 of the first embodiment except that the compression unit 27 is provided after the range determination unit 25. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

(本実施形態によるデータ圧縮方法)
圧縮部27によるデータ圧縮は、図8に示すように複数のサンプリングデータに一括で行っても良いし、図9に示すようにサンプリングデータ毎に行っても良い。図9のようにサンプリングデータ毎に圧縮を行う場合は、データの境界が分かるように圧縮データ毎にサイズ情報などの制御データを付加することが好ましい。
(Data compression method according to this embodiment)
Data compression by the compression unit 27 may be performed on a plurality of sampling data as shown in FIG. 8 or may be performed on a sampling data basis as shown in FIG. When compression is performed for each sampling data as shown in FIG. 9, it is preferable to add control data such as size information for each compressed data so that the boundary of the data can be understood.

また、データ圧縮方式としては、例えば、ZIP圧縮で使用されているDeflateアルゴリズムや、任意の演算周期での各端データに対する差分圧縮、もしくはそれらを組み合わせた方式を用いることができる。   As a data compression method, for example, a Deflate algorithm used in ZIP compression, differential compression for each end data in an arbitrary calculation cycle, or a method combining them can be used.

伝送エラーにより、サンプリングデータが取得できていない場合には、圧縮されたデータ全体、もしくは伝送エラーにより欠損したサンプリングデータのみデータ伸長を行い、復号化したデータを使用する。これらの操作により、1伝送周期で送信するサンプリングデータのみで差動演算を実施することができる。   If sampling data cannot be acquired due to a transmission error, only the entire compressed data or sampling data missing due to the transmission error is decompressed and the decoded data is used. By these operations, the differential calculation can be performed only with the sampling data transmitted in one transmission cycle.

(効果)
本実施形態によれば、1伝送周期で必要となる複数サンプリングデータを送信する際に、伝送データを可変長として伝送データに含まれる1つ以上のサンプリングデータにデータ圧縮を行うことで、伝送するデータ量を減らし、伝送に使用する帯域を減らすことができる。
(effect)
According to this embodiment, when transmitting a plurality of sampling data required in one transmission cycle, transmission is performed by compressing data to one or more sampling data included in the transmission data with the transmission data as a variable length. The amount of data can be reduced and the bandwidth used for transmission can be reduced.

このため、伝送エラーの回復時に保護機能ロックが継続する時間を短縮することができる。   For this reason, it is possible to reduce the time during which the protection function lock continues when the transmission error is recovered.

また、本実施形態によれば、例えば、イーサネット(登録商標)のような伝送データ長を可変とした伝送方式においては、パディングによるデータ付加が発生しないため、より効率のよい圧縮データの伝送が可能になる。   Further, according to the present embodiment, for example, in a transmission method with a variable transmission data length such as Ethernet (registered trademark), data addition due to padding does not occur, so that more efficient transmission of compressed data is possible. become.

[第4の実施形態]
(伝送方法の選択)
第1〜第3の実施形態では、各端子が常時、1伝送周期に送信するサンプリングデータを可変長で伝送したが、本実施形態では、伝送不良が生じた場合のみに限定して行う例について説明する。
[Fourth Embodiment]
(Selection of transmission method)
In the first to third embodiments, each terminal always transmits sampling data that is transmitted in one transmission cycle with a variable length. However, in this embodiment, the example is limited to a case where a transmission failure occurs. explain.

図10は、第4の実施形態によるデータ伝送方法の手順を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of a data transmission method according to the fourth embodiment.

まず、演算部9のリレー演算部21が伝送不良について判定を行い(ステップS21)、伝送不良を検出した場合(ステップS21のYes)は、第1〜第3の実施形態において説明したように、伝送遅延時間算出部23による伝送遅延時間を算出する動作以降を行い、各端子が1伝送周期に送信するサンプリングデータを可変長で伝送して差動演算を行う(ステップS22)。   First, when the relay calculation unit 21 of the calculation unit 9 determines a transmission failure (step S21) and detects a transmission failure (Yes in step S21), as described in the first to third embodiments, After the operation of calculating the transmission delay time by the transmission delay time calculation unit 23, the sampling data transmitted by each terminal in one transmission cycle is transmitted with a variable length to perform differential calculation (step S22).

一方、伝送不良を検出しない場合(ステップS21のNo)は、従来通り最新のサンプリングデータのみを使用して差動演算を行う(ステップS23)。   On the other hand, when a transmission failure is not detected (No in step S21), the differential calculation is performed using only the latest sampling data as usual (step S23).

なお、最新のサンプリングデータについてもデータ圧縮を行うことが可能である。この場合には、データ受信の度にデータ伸長を行い、復元したデータを使用することができる。   Data compression can also be performed on the latest sampling data. In this case, the decompressed data can be used every time data is received and the restored data can be used.

(効果)
本実施形態によれば、伝送不良を生じたときのみに、各端子が1伝送周期に送信するサンプリングデータを伝送することにより、全体として効率の良い伝送を行うことができる。
(effect)
According to the present embodiment, efficient transmission can be performed as a whole by transmitting sampling data transmitted by each terminal in one transmission cycle only when a transmission failure occurs.

[他の実施形態]
(1)上記の各実施形態では、差動演算を行う端子を端子Aとし、端子Cを最大伝送遅延端子としたが、この場合に限定されず、差動演算を行う端子を端子B又はCとし、最大伝送遅延端子を端子A又はBとすることもできる。
[Other embodiments]
(1) In each of the above embodiments, the terminal that performs the differential operation is the terminal A and the terminal C is the maximum transmission delay terminal. However, the present invention is not limited to this, and the terminal that performs the differential operation is the terminal B or C. The maximum transmission delay terminal can be the terminal A or B.

(2)上記の各実施形態では、端子A〜端子Cの3端子の例を示したが、3端子を超える数の端子を設けても良い。 (2) In each of the above-described embodiments, the example of the three terminals of the terminal A to the terminal C has been described. However, more terminals than the three terminals may be provided.

(3)上記の各実施形態では、差動演算に使用するサンプリングデータ数を6個としたが、6個以外の個数とすることもできる。 (3) In each of the above embodiments, the number of sampling data used for the differential calculation is six, but it may be other than six.

(4)以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 (4) Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…送電線
2…変流器
3…遮断器
4a,4b,4c…電流差動保護継電器
5…伝送路
6…入力変換部
7…アナログフィルタ部
8…アナログ/ディジタル(A/D)変換部
9,9’…演算部
10…出力部
11…通信部
12…サンプリング同期制御部
21…リレー演算部
23…伝送遅延時間算出部
25…範囲決定部
27…圧縮部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power transmission line 2 ... Current transformer 3 ... Circuit breakers 4a, 4b, 4c ... Current differential protection relay 5 ... Transmission path 6 ... Input conversion part 7 ... Analog filter part 8 ... Analog / digital (A / D) conversion part 9, 9 '... operation unit 10 ... output unit 11 ... communication unit 12 ... sampling synchronization control unit 21 ... relay operation unit 23 ... transmission delay time calculation unit 25 ... range determination unit 27 ... compression unit

Claims (6)

3端子以上で構成される電力系統の送電線の各端子に設置され、可変長のデータを送受信可能な伝送路を介して各端子より得られる情報から所定の出力を行う電流差動保護継電器において、
自端子の電気量をサンプリングしてアナログ/ディジタル変換を行うA/D変換部と、
前記A/D変換部より出力される電気量データを出力するとともに、対向する各相手端子より前記伝送路を介してディジタルデータに変換された電気量データを受信する通信部と、
前記自端子の電気量データ及び対向する前記各相手端子の電気量データから保護演算を行う演算部と、を備え、
前記演算部は、差動演算を行う端子からみて最も伝送遅延時間が大きい相手端子との最大伝送遅延時間(TDmax)と、差動演算を行う端子とデータをやりとりする相手端子との伝送遅延時間(TDself)との差分(TDmax−TDself)に基づいて、各相手端子が送信すべきサンプリングデータの範囲を決定する範囲決定部を有し、前記通信部が前記範囲決定部で決定された前記サンプリングデータの範囲情報を前記各相手端子に送信する電流差動保護継電器。
In a current differential protection relay that is installed at each terminal of a power transmission line of a power system composed of three or more terminals and performs a predetermined output from information obtained from each terminal via a transmission path capable of transmitting and receiving variable length data ,
An A / D converter that samples the amount of electricity at its own terminal and performs analog / digital conversion;
A communication unit that outputs the electrical quantity data output from the A / D conversion unit and receives electrical quantity data converted into digital data from each opposing terminal via the transmission line;
A calculation unit that performs a protection calculation from the electric quantity data of the own terminal and the electric quantity data of the opposing counterpart terminals,
The arithmetic unit has a maximum transmission delay time (TDmax) with a counterpart terminal having the longest transmission delay time when viewed from a terminal that performs differential computation, and a transmission delay time between a terminal that performs differential computation and a counterpart terminal that exchanges data. A sampling unit that determines a range of sampling data to be transmitted by each counterpart terminal based on a difference (TDmax−TDself) with respect to (TDself), and the communication unit determines the sampling determined by the range determination unit A current differential protection relay that transmits data range information to each counterpart terminal.
前記サンプリングデータの範囲情報を受信した場合に、当該範囲情報を送信した端子に対して、前記範囲情報で指定された範囲のサンプリングデータを可変長の伝送データにより1伝送周期で送信する請求項1記載の電流差動保護継電器。   2. When sampling range information of the sampling data is received, sampling data in a range specified by the range information is transmitted in one transmission cycle with variable-length transmission data to a terminal that has transmitted the range information. The current differential protection relay described. 前記通信部は、前記各相手端子が送信すべきサンプリングデータの範囲情報を送信する代わりに、自端子にデータ伝送を行う相手端子のうち最も伝送遅延時間が大きい最大伝送遅延端子の伝送遅延時間を送信する請求項1記載の電流差動保護継電器。   Instead of transmitting the range information of the sampling data to be transmitted by each counterpart terminal, the communication unit sets the transmission delay time of the maximum transmission delay terminal having the largest transmission delay time among the counterpart terminals performing data transmission to the own terminal. The current differential protection relay according to claim 1 for transmission. 前記最大伝送遅延端子の伝送遅延時間を受信した場合に、自身の伝送遅延時間との差分から送信すべきサンプリングデータの範囲を算出し、差動演算を行う端子に対して、算出した範囲のサンプリングデータを可変長の伝送データにより1伝送周期で送信する請求項3記載の電流差動保護継電器。   When the transmission delay time of the maximum transmission delay terminal is received, the range of sampling data to be transmitted is calculated from the difference from its own transmission delay time, and the sampling of the calculated range is performed for the terminal that performs the differential operation The current differential protection relay according to claim 3, wherein the data is transmitted in one transmission cycle by variable length transmission data. 前記演算部は、前記範囲決定部の後段に、可変長の伝送データの一部または全体に圧縮を行う圧縮部をさらに有する請求項1記載の電流差動保護継電器。   The current differential protection relay according to claim 1, wherein the calculation unit further includes a compression unit that compresses a part or the whole of the variable length transmission data after the range determination unit. 前記圧縮された可変長の伝送データを受信し、復号化することで1伝送周期の伝送データのみで差動演算を行う請求項5記載の電流差動保護継電器。   The current differential protection relay according to claim 5, wherein differential operation is performed only with transmission data of one transmission period by receiving and decoding the compressed variable-length transmission data.
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