JP2015089182A - プロセスバス適用保護システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロセスバス適用保護システムにおいて、MU(100)は、アナログ信号を一定のサンプリング周期ごとにサンプリングしてディジタルデータに変換し、ディジタルデータに変換する度に、変換されたディジタルデータをプロセスバスに出力するように構成される。IED(150)は、MU(100)とプロセスバスを介して接続され、MU(100)からディジタルデータを受信する度に、受信したディジタルデータに対して処理を行うように構成される。さらに、IED(150)は、ディジタルデータを受信するタイミングと処理を開始するタイミングとの時間差を検出し、検出した時間差が基準時間差に近付くように処理を開始するタイミングを調整するように構成されている。
【選択図】図2
Description
図1は、送電線保護用電流差動リレーの構成を示すブロック図である。
図2は、図1に示す各MU100および各IED150の詳細な構成を示すブロック図である。
次に、IED150からMU100に正常に同期信号が送られている場合において、MU100のサンプリング動作について説明する。
次に、MU100が同期信号を正常に受信している状態から消失状態に切り替わった場合において、IED150が行なうタイミング調整機能、すなわち、SVデータを読み込むタイミングのズレを補償するための調整機能について説明する。以下の説明においても簡単のために、同期信号を消失していない正常状態では、MU100はIED150から同期信号を1秒毎に受信し、MU100とIED150は共に、0.25ms周期(系統周波数fは50Hz)で上記の定周期処理の起動がかかるものと仮定する。
図7は、IED150のデータ送受信回路152および演算回路158で実行される処理の手順を示すフローチャートである。
(1−1)「同期中」が継続している場合(ステップS105でNO)
制御回路154は、経過時間T1の理論的な最大値および最小値に基づいて、SVデータの受信時刻が一定の時間範囲内に入るようにIED150の定周期処理を起動するタイミングを決定する。制御回路154は、SVデータの受信時刻が何らかの異常によって一定の時間範囲外になると、異常と判断する(以下、「SVデータ受信タイミング監視」と称する)。制御回路154によってSVデータ受信タイミング監視が正常と判断された場合(ステップS115でYES)、演算回路158は、通常のリレー演算(電流差動リレーとしての動作)を行う(ステップS120)。一方、制御回路154によってSVデータ受信タイミング監視が異常と判断された場合(ステップS115でNO)、制御回路154はリレー演算を停止、異常検出を報知する(ステップS125)。
IED150からMU100に送信される同期信号が消失状態から受信再開となった場合は、MU100からIED150へ送信される同期フラグが「同期ロス」から「同期中」に切り替わる。この場合、制御回路154は、MU100から受信する同期フラグが「同期ロス」から「同期中」に切り替わったことを検出し(ステップS105でYES)、処理を同期信号消失以前の状態に戻す。この結果、IED−MU間の同期と、送電線の自端側と相手端側とでのサンプリング同期とを確保することができ、演算回路158は、電流差動リレー要素による電力系統保護を実施する再開できる(ステップS110)。
(2−1)同期信号が正常受信状態から消失状態に切り替わった場合(ステップS130でYES)
MU100がIED150から受信する同期信号を消失した場合、MU100は、送電線の自端側と相手端側とでのサンプリング同期を保証できないので、IED150に送信する同期フラグを「同期中」から「同期ロス」へ切り替える。この場合、IED150の制御回路154は、MU100から受信する同期フラグの「同期ロス」を検出することによって(ステップS130でYES)、電流差動リレー要素を停止させる(ステップS140)。この場合、上述した受信タイミング偏差補正処理によってIED−MU間の同期は確保されているので、制御回路154は、後備保護である自端リレー要素による送電線保護を開始する(ステップS135)。
制御回路154は、前回計測した経過時間T2とメモリに記憶されている経過時間T1とのズレβと今回計測したズレβとの差(以下「Δβ」と称する)が“IEDとMUのクロック周波数の偏差による誤差”と“ネットワーク上考えられる通信上の最大遅延差(以下、γと称する)”との和より大きい場合は、異常と判定する(以下、「Δβ監視」と称する)(ステップS145)。上記のγはIED−MU間が同期状態時における経過時間T1の最大値と最小値の差によって計測できる。
上記の実施の形態によれば、MU100は、IED150からの同期信号が受信できなくなると自走状態になるのは従来と同等である。この場合、送電線10の自端MU100と相手端MU100とでサンプリング同期がとれないので電流差動リレー要素は停止することになる。しかしながら、上記の実施の形態によれば、IED150はMU100から受信するSVデータの受信タイミングを監視することによって、IED−MU間を同期状態に保つことができる。これによって、自端側のみで行う保護リレー要素(過電流リレー、距離リレーなど)を継続して実施することができ、従来よりも信頼性の高いシステムを提供できる。
実施の形態1にかかるプロセスバス適用保護システムは、電流差動リレー要素に上述した受信タイミング偏差補正を適用したものであるが、受信タイミング偏差補正の適用対象は電流差動リレー要素に限定されるものでない。例えば、自端リレー要素のみ実装したIEDについても、IEDの定周期処理の起動からMUからSVデータを受信するまでの経過時間の計測し、その計測値が一定範囲内に入るようIEDの定周期処理の起動タイミングを補正することによって、MUからのデータを確実に読み取ることができるというメリットがある。
Claims (5)
- アナログ信号を一定のサンプリング周期ごとにサンプリングしてディジタルデータに変換し、前記ディジタルデータに変換する度に、変換された前記ディジタルデータをプロセスバスに出力するように構成されるMU(Merging Unit)と、
前記MUと前記プロセスバスを介して接続され、前記MUから前記ディジタルデータを受信する度に、受信した前記ディジタルデータに対して処理を行うように構成されるIED(Intelligent Electric Device)とを備え、
前記IEDは、さらに、前記ディジタルデータを受信するタイミングと前記処理を開始するタイミングとの時間差を検出し、検出した時間差が基準時間差に近付くように前記処理を開始するタイミングを調整するように構成される、プロセスバス適用保護システム。 - 前記IEDは、同期信号を生成して前記MUに送信するように構成され、
前記MUは、前記同期信号を受信している正常時には、前記同期信号に基づいて前記サンプリング周期を調整するように構成され、
前記IEDは、
前記正常時に、前記ディジタルデータを受信するタイミングと前記処理を開始するタイミングとの時間差を検出し、検出した時間差を前記基準時間差としてメモリに記憶し、
前記MUが前記同期信号を受信していない異常時に、前記メモリに記憶した前記基準時間差に基づいて前記処理を開始するタイミングを調整するように構成される、請求項1に記載のプロセスバス適用保護システム。 - 前記IEDは、前記異常時において、前記ディジタルデータを前回受信したときに検出された時間差と前記ディジタルデータを今回受信したときに検出された時間差との変動幅を算出し、算出した変動幅が第1の許容範囲内にない場合に異常を報知するように構成される、請求項2に記載のプロセスバス適用保護システム。
- 前記IEDは、前記検出した時間差が第2の許容範囲内にない場合に異常を報知するように構成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセスバス適用保護システム。
- 前記処理を開始するタイミングの調整幅は一定値に固定される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロセスバス適用保護システム。
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