JP2016082458A - Sampling synchronization monitoring device for protective relay system, and sampling synchronization monitoring method - Google Patents

Sampling synchronization monitoring device for protective relay system, and sampling synchronization monitoring method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To monitor and guarantee a synchronization performance of a sampling signal in a protective relay system.SOLUTION: A master device CL and slave devices SM1-SM4 which are provided in a plurality of terminals of a power system and temporally synchronized based on the IEEE1588 standard are connected over a LAN. The CL generates a sampling signal that is synchronized to a 1PPS signal of GPS and transmits a synchronization confirmation command to the SMs in timing of e.g., NO. 50 of the signal. Each of the SM1-SM4 generates a sampling signal in the same frequency as the master device side by an IEEE1588 temporal synchronization function, measures a difference between a signal change point time of the sampling signal of the present station that is first detected after the synchronization confirmation command is received, and a rise time of the 1PPS signal of GPS, and transmits the time difference information. A monitoring part of the CL that acquires the time difference information monitors the synchronization performance of the sampling signal on the basis of e.g., an appearance distribution situation of an oscillation width of the time difference from a minimum value to a maximum value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、保護リレーシステムにおけるサンプリング同期を監視する技術に関する。   The present invention relates to a technique for monitoring sampling synchronization in a protection relay system.

近年、イーサネット(登録商標)で利用可能な時刻同期プロトコルであるIEEE1588が、システムに実運用され始めている。IEEE1588は、各ノード間の伝搬遅延時間測定データを元に、これまで不可能であったイーサネットでのマイクロ秒精度の時刻同期を実現できる。これにより、基盤技術として広く普及しているイーサネットで、複数装置間の同期処理が可能となる。   In recent years, IEEE 1588, which is a time synchronization protocol that can be used in Ethernet (registered trademark), has begun to be practically used in a system. IEEE 1588 can realize time synchronization with microsecond accuracy in Ethernet, which has been impossible until now, based on propagation delay time measurement data between nodes. As a result, it is possible to perform synchronization processing between a plurality of devices using Ethernet, which is widely used as a basic technology.

PCM電流差動リレーや系統安定化装置のように、系統の広範囲に渡って電気量を監視し、保護を行う保護継電装置、系統安定化装置において、異なる地点に存在する電気所に配置された装置間で、高精度に同期したタイミングで電気量(電流情報、電圧情報)を取得することは、重要である。   In PCM current differential relays and system stabilization devices, in a protective relay device and system stabilization device that monitors and protects the amount of electricity over a wide area of the system, it is placed at different electrical locations. It is important to acquire the amount of electricity (current information, voltage information) at a timing synchronized between the devices with high accuracy.

今後、複雑化した電力系統の保護を行うために広く普及してきたイーサネットにおいて、前記同期したタイミングを得る技術は基本的機能である。   In the future, in Ethernet, which has been widely used to protect complicated power systems, the technology for obtaining the synchronized timing is a basic function.

リレー演算では、同時刻に取得した電気量(電流情報、電圧情報)のサンプリングデータを用いる必要があるため、サンプリングするタイミングの精度が重要な要素となる。   In the relay calculation, it is necessary to use sampling data of the amount of electricity (current information, voltage information) acquired at the same time, so the accuracy of sampling timing is an important factor.

サンプリングタイミング信号は、系統周波数の50Hz/60Hz、12倍の600Hz/720Hz、96倍の4.8kHz/5.76kHzが主に使用される。これらのタイミングを誤差20マイクロ秒程度で管理することが必要である。   As the sampling timing signal, 50 Hz / 60 Hz, 12 times 600 Hz / 720 Hz, and 96 times 4.8 kHz / 5.76 kHz are mainly used. It is necessary to manage these timings with an error of about 20 microseconds.

図11は、IEEE1588の時刻同期機能を使用した、ディジタルリレーシステムの一例を示している。図11において、IEEE1588規格により時刻同期された、マスター装置CL(コントローラ=IEEE1588同期のマスター装置)と複数の(本例では4つの)スレーブ装置SM1〜SM4(スマートメータ端末=IEEE1588同期のスレーブ装置)はLAN(又はWAN)を介して互いに接続されている。   FIG. 11 shows an example of a digital relay system using the time synchronization function of IEEE 1588. In FIG. 11, master device CL (controller = IEEE 1588 synchronous master device) and a plurality of (four in this example) slave devices SM1 to SM4 (smart meter terminal = IEEE 1588 synchronous slave device) time-synchronized according to the IEEE 1588 standard. Are connected to each other via a LAN (or WAN).

前記マスター装置CL、スレーブ装置SM1〜SM4は電力系統の各端子に各々配置されている。スレーブ装置SM1〜SM4はIEEE1588同期により自局で生成したサンプリング信号によって、各端子におけるアナログ入力(電流、電圧等の電気量情報)をサンプリングして取り込み、ディジタル変換してLANを介してマスター装置CLへ送信する。マスター装置CLは、スレーブ装置SM1〜SM4から送信された電力系統の電気量情報に基づいて電力系統の事故を検出するためのリレー演算等を行う。   The master device CL and the slave devices SM1 to SM4 are arranged at the respective terminals of the power system. The slave devices SM1 to SM4 sample and capture analog inputs (electrical quantity information such as current and voltage) at each terminal by sampling signals generated by the local station in accordance with IEEE 1588 synchronization, digitally convert them, and master devices CL via the LAN. Send to. The master device CL performs a relay operation for detecting an accident in the power system based on the electrical quantity information of the power system transmitted from the slave devices SM1 to SM4.

尚、保護リレーシステムにIEEE1588技術を適用し精度の高いサンプリング同期を実現した装置としては、例えば特許文献1に記載のものが提案されている。   For example, a device described in Patent Document 1 has been proposed as a device that realizes highly accurate sampling synchronization by applying the IEEE 1588 technology to the protection relay system.

この特許文献1に記載の保護リレーシステムは、IEEE1588により同期したサンプリング周期内の電気角内を時間分割によりパケット送出タイミングを管理する方式であり、この複数のパケットにより情報を系統電流情報のパケットと、IEEE1588の時間管理用パケットと分割している。   The protection relay system described in Patent Document 1 is a method for managing packet transmission timing by time division within an electrical angle within a sampling period synchronized by IEEE 1588, and information is divided into a system current information packet by the plurality of packets. , And IEEE 1588 time management packet.

IEEE1588時刻同期によるサンプリング同期方式は、新しい概念であり、現状では、広域に運用する場合(例えば、200km離れた複数の電気所に置かれた装置間で同期システムを構築する場合)において、保護リレーに適用する性能を保証するための監視方式は確立されていない。   The sampling synchronization method based on IEEE 1588 time synchronization is a new concept and is currently a protection relay when operating in a wide area (for example, when a synchronization system is constructed between devices located at a plurality of electric stations 200 km apart). No monitoring method has been established to guarantee the performance applied to the system.

特開2011−200100号公報JP 2011-200100 A

IEEE1588時刻同期は、LANやWAN等を介したPTPプロトコル(Precision Time Protocol)による時刻同期機能である。これは、1マイクロ秒の精度で時刻同期が可能であるが、未知数通信網において適用する場合には、ネットワークの遅延の影響を検証することが必要である。また、同期性能を保証する監視が必要である。   IEEE 1588 time synchronization is a time synchronization function based on a PTP protocol (Precision Time Protocol) via a LAN, a WAN, or the like. This allows time synchronization with an accuracy of 1 microsecond, but when applied to an unknown number communication network, it is necessary to verify the influence of network delay. Also, monitoring that guarantees synchronization performance is necessary.

IEEE1588時刻同期は、時刻の同期は保証するが、時刻同期機能から生成した信号、例えばサンプリング同期信号の同期は保証していない。   IEEE 1588 time synchronization guarantees time synchronization but does not guarantee synchronization of a signal generated from the time synchronization function, for example, a sampling synchronization signal.

例えば図11のマスター装置CLおよび4つのスレーブ装置SM1〜SM4を備えた保護リレーシステムにおいては、図12に示すように各スレーブ装置SM1〜SM4でIEEE1588同期により生成されたサンプリング信号に同期誤差が生じる。   For example, in the protection relay system including the master device CL and the four slave devices SM1 to SM4 in FIG. 11, a synchronization error occurs in the sampling signal generated by the IEEE1588 synchronization in each of the slave devices SM1 to SM4 as shown in FIG. .

各スレーブ装置SM1〜SM4によって保護リレーを構成する場合、各サンプリング信号の位相は±20μs程度の精度で合わせる必要がある。このため図12のようにスレーブ装置SM2のサンプリング信号とスレーブ装置SM3のサンプリング信号との差異が最大である場合は、この最大誤差が40マイクロ秒(±20μs)で管理されていることが必要である。   When a protection relay is configured by each of the slave devices SM1 to SM4, the phase of each sampling signal needs to be matched with an accuracy of about ± 20 μs. For this reason, when the difference between the sampling signal of the slave device SM2 and the sampling signal of the slave device SM3 is the maximum as shown in FIG. 12, this maximum error needs to be managed in 40 microseconds (± 20 μs). is there.

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、各サンプリング信号の同期性能を監視し保証することができる保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置および方法を提供することにある。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sampling synchronization monitoring apparatus and method for a protection relay system that can monitor and guarantee the synchronization performance of each sampling signal.

上記課題を解決するための請求項1に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置は、電力系統の複数の端子に設けられ、IEEE1588規格により時刻同期されたマスター装置および複数のスレーブ装置がネットワークを介して接続され、前記各装置によって各端子における系統の電気量情報をサンプリングしてリレー演算を行う保護リレーシステムにおいて、前記マスター装置は、GPS受信機から取得した1PPS信号に同期した所定周波数のマスター装置側サンプリング信号を生成する手段と、前記マスター装置側サンプリング信号における設定したタイミングで同期確認指令を前記ネットワークを介して複数のスレーブ装置へ送信する手段とを備え、前記各スレーブ装置は、IEEE1588時刻同期機能により前記マスター装置側サンプリング信号と同一周波数のスレーブ装置側サンプリング信号を生成する手段と、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、所定周期で基準信号を発する基準信号源の基準信号発生時刻との差を同期信号の時間差として計測する時間差計測手段と、前記計測された同期信号の時間差情報を前記ネットワークへ送信する手段とを備え、前記マスター装置、複数のスレーブ装置およびネットワーク上に設けた監視用端末装置のうち少なくともいずれか1つの装置に設けられ、前記各スレーブ装置からネットワークを介して送信された同期信号の時間差情報を取得し、該時間差情報に基づいて、前記マスター装置側サンプリング信号およびスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視する監視手段を備えたことを特徴としている。   A sampling synchronization monitoring device of a protection relay system according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is provided at a plurality of terminals of an electric power system, and a master device and a plurality of slave devices time-synchronized according to the IEEE 1588 standard are connected to a network. In the protection relay system that performs relay calculation by sampling the electrical quantity information of the system at each terminal by each device, the master device is a master having a predetermined frequency synchronized with the 1PPS signal acquired from the GPS receiver. Means for generating a device-side sampling signal, and means for transmitting a synchronization confirmation command to a plurality of slave devices via the network at a timing set in the master device-side sampling signal, wherein each slave device has an IEEE 1588 time The synchronization function A means for generating a slave device side sampling signal having the same frequency as the star device side sampling signal, a signal change point time of the slave device side sampling signal detected after receiving the synchronization confirmation command from the master device, and a reference at a predetermined cycle A time difference measuring unit that measures a difference from a reference signal generation time of a reference signal source that emits a signal as a time difference of a synchronization signal; and a unit that transmits time difference information of the measured synchronization signal to the network. , Provided in at least one of a plurality of slave devices and a monitoring terminal device provided on the network, acquiring time difference information of a synchronization signal transmitted from each of the slave devices via the network, and acquiring the time difference Based on the information, the master device side sampling signal and the slave device It is characterized in that a monitoring means for monitoring the synchronization performance of the sampling signal.

また、請求項8に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法は、電力系統の複数の端子に設けられ、IEEE1588規格により時刻同期されたマスター装置および複数のスレーブ装置がネットワークを介して接続され、前記各装置によって各端子における系統の電気量情報をサンプリングしてリレー演算を行う保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法であって、前記マスター装置が、GPS受信機から取得した1PPS信号に同期した所定周波数のマスター装置側サンプリング信号を生成するステップと、前記マスター装置が、前記マスター装置側サンプリング信号における設定したタイミングで同期確認指令を前記ネットワークを介して複数のスレーブ装置へ送信するステップと、前記各スレーブ装置が、IEEE1588時刻同期機能により前記マスター装置側サンプリング信号と同一周波数のスレーブ装置側サンプリング信号を生成するステップと、前記各スレーブ装置の時間差計測手段が、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、所定周期で基準信号を発する基準信号源の基準信号発生時刻との差を同期信号の時間差として計測する時間差計測ステップと、前記各スレーブ装置が、前記計測された同期信号の時間差情報を前記ネットワークへ送信するステップと、前記マスター装置、複数のスレーブ装置およびネットワーク上に設けた監視用端末装置のうち少なくともいずれか1つの装置に設けられた監視手段が、前記各スレーブ装置からネットワークを介して送信された同期信号の時間差情報を取得し、該時間差情報に基づいて、前記マスター装置側サンプリング信号およびスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視する監視ステップと、を備えたことを特徴としている。   The sampling synchronization monitoring method of the protection relay system according to claim 8 is provided at a plurality of terminals of the power system, and a master device and a plurality of slave devices time-synchronized according to the IEEE 1588 standard are connected via a network, A sampling synchronization monitoring method for a protection relay system that performs relay calculation by sampling electrical quantity information of a system at each terminal by each device, wherein the master device synchronizes with a 1 PPS signal acquired from a GPS receiver. Generating a master device side sampling signal, a step in which the master device transmits a synchronization confirmation command to a plurality of slave devices via the network at a timing set in the master device side sampling signal, and each slave The device is IEEE A step of generating a slave device side sampling signal having the same frequency as the master device side sampling signal by the 588 time synchronization function, and a time difference measuring means of each slave device detects after receiving a synchronization confirmation command from the master device; A time difference measuring step of measuring a difference between a signal change point time of a sampling signal on a slave device side and a reference signal generation time of a reference signal source that emits a reference signal at a predetermined period as a time difference of a synchronization signal; and each of the slave devices, Monitoring means provided in at least one of the step of transmitting the time difference information of the measured synchronization signal to the network, and the master device, the plurality of slave devices, and the monitoring terminal device provided on the network; Sent from each slave device via a network. Acquires time difference information of the synchronization signals, based on said time difference information, it is characterized by comprising a monitoring step of monitoring the synchronization performance of the master device side sampling signal and the slave device side sampling signal.

上記構成によれば、マスター装置側サンプリング信号とスレーブ装置側サンプリング信号の時間差を基準信号発生時刻を基に計測しているので、計測された時間差情報によって、マスター装置側サンプリング信号とスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視することができる。   According to the above configuration, since the time difference between the master device side sampling signal and the slave device side sampling signal is measured based on the reference signal generation time, the master device side sampling signal and the slave device side sampling are determined based on the measured time difference information. Signal synchronization performance can be monitored.

これによって、例えば前記時間差が閾値以内であることを確認することにより、同期性能を保証、すなわちリレーの同期信号として妥当であることを保証することができる。   Thus, for example, by confirming that the time difference is within a threshold value, it is possible to guarantee the synchronization performance, that is, the validity of the relay synchronization signal.

また、請求項2に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置は、請求項1において、前記各スレーブ装置は、前記計測した同期信号の時間差情報を、前記ネットワークに接続されたすべての装置との間で送信、受信する機能を有していることを特徴としている。   Further, the sampling synchronization monitoring device of the protection relay system according to claim 2 is the sampling synchronization monitoring device according to claim 1, wherein each of the slave devices transmits time difference information of the measured synchronization signal to all devices connected to the network. It has a feature of transmitting and receiving between.

また、請求項9に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法は、請求項8において、前記各スレーブ装置が、前記計測した同期信号の時間差情報を、前記ネットワークに接続されたすべての装置との間で送信、受信するステップを有していることを特徴としている。   Further, the sampling synchronization monitoring method of the protection relay system according to claim 9 is the monitoring synchronization monitoring method according to claim 8, wherein each of the slave devices transmits the time difference information of the measured synchronization signal to all the devices connected to the network. It is characterized by having a step of transmitting and receiving between.

上記構成によれば、複数のスレーブ装置各々の同期信号の時間差情報を相互に情報交換して、同一ネットワーク上で同期がどのような状態になっているかを把握することができる。このため例えば、前記時間差が閾値以上である場合、すなわちサンプリング誤差が閾値以上である場合、そのサンプリング誤差を小さくするようにスレーブ装置側サンプリング信号の出力を制御して、リレー性能を向上させることができる。   According to the above configuration, it is possible to grasp the state of synchronization on the same network by exchanging information on the time difference of the synchronization signals of each of the plurality of slave devices. For this reason, for example, when the time difference is equal to or greater than the threshold, that is, when the sampling error is equal to or greater than the threshold, the output of the slave device side sampling signal is controlled to reduce the sampling error, thereby improving the relay performance. it can.

また、請求項3に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置は、請求項1又は2において、前記所定周期で発せられる基準信号はGPS受信機から取得した1PPS信号であり、前記時間差計測手段は、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、前記1PPS信号発生時刻との時間差を計測することを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the sampling synchronization monitoring device for a protection relay system according to the first or second aspect, wherein the reference signal generated at the predetermined period is a 1PPS signal acquired from a GPS receiver, and the time difference measuring means is The time difference between the signal change point time of the slave device side sampling signal detected after receiving the synchronization confirmation command from the master device and the 1PPS signal generation time is measured.

また、請求項10に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法は、請求項8又は9において、前記時間差計測ステップは、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、GPS受信機から取得した1PPS信号発生時刻との時間差を計測することを特徴としている。   Further, the sampling synchronization monitoring method for the protection relay system according to claim 10 is the slave device side sampling signal according to claim 8 or 9, wherein the time difference measurement step is detected after receiving a synchronization confirmation command from the master device. The time difference between the signal change point time and the 1PPS signal generation time acquired from the GPS receiver is measured.

上記構成によれば、マスター装置側サンプリング信号とスレーブ装置側サンプリング信号の時間差を、絶対時間であるGPSの1PPS信号(1秒間隔のパルス信号)を基に計測しているので、時間差情報の精度が高く、同期性能監視の信頼性が向上する。   According to the above configuration, the time difference between the sampling signal on the master device side and the sampling signal on the slave device side is measured based on the GPS 1PPS signal (pulse signal at 1-second intervals) that is the absolute time. The synchronization performance monitoring reliability is improved.

また、請求項4に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置は、請求項1又は2において、前記所定周期で発せられる基準信号は電力系統周波数を検出した信号であり、前記時間差計測手段は、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、前記検出された電力系統周波数信号のゼロクロス点との時間差を計測することを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the sampling synchronization monitoring device for the protection relay system according to the first or second aspect, wherein the reference signal generated at the predetermined period is a signal detecting a power system frequency, and the time difference measuring means is A time difference between a signal change point time of a slave device side sampling signal detected after receiving a synchronization confirmation command from the master device and a zero cross point of the detected power system frequency signal is measured.

また、請求項11に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法は、請求項8又は9において、前記時間差計測ステップは、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、電力系統周波数を検出した信号のゼロクロス点との時間差を計測することを特徴としている。   Further, the sampling synchronization monitoring method of the protection relay system according to claim 11 is the slave device side sampling signal according to claim 8 or 9, wherein the time difference measurement step is detected after receiving a synchronization confirmation command from the master device. The time difference between the signal change point time and the zero cross point of the signal from which the power system frequency is detected is measured.

上記構成によれば、GPS受信機を用いないので、GPS受信機およびGPSアンテナの工事が不要となる。   According to the above configuration, since the GPS receiver is not used, construction of the GPS receiver and the GPS antenna becomes unnecessary.

また、請求項5に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置は、請求項1ないし4のいずれか1項において、前記監視手段は、前記同期信号の時間差情報が示す計測時間差の最小値から最大値までの幅を揺らぎ幅として求める処理を、監視対象時間内に取得した複数の同期信号の時間差情報に対して実行し、その結果求められた複数の揺らぎ幅の出現分布状況に基づいて前記同期性能を監視することを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the sampling synchronization monitoring device for a protection relay system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the monitoring means is configured to measure from a minimum value of a measurement time difference indicated by time difference information of the synchronization signal to a maximum value. The processing for obtaining the width up to the value as the fluctuation width is executed for the time difference information of the plurality of synchronization signals acquired within the monitoring target time, and the synchronization is performed based on the appearance distribution status of the plurality of fluctuation widths obtained as a result. It is characterized by monitoring performance.

また、請求項12に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法は、請求項8ないし11のいずれか1項において、前記監視ステップは、前記同期信号の時間差情報が示す計測時間差の最小値から最大値までの幅を揺らぎ幅として求める処理を、監視対象時間内に取得した複数の同期信号の時間差情報に対して実行し、その結果求められた複数の揺らぎ幅の出現分布状況に基づいて前記同期性能を監視することを特徴としている。   According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the sampling synchronization monitoring method for the protection relay system according to any one of the eighth to eleventh aspects, wherein the monitoring step is performed from the minimum value of the measurement time difference indicated by the time difference information of the synchronization signal to the maximum value. The processing for obtaining the width up to the value as the fluctuation width is executed for the time difference information of the plurality of synchronization signals acquired within the monitoring target time, and the synchronization is performed based on the appearance distribution status of the plurality of fluctuation widths obtained as a result. It is characterized by monitoring performance.

スレーブ装置はマスター装置の従属同期となることから同期信号の時間差は揺らぎ特性を持つが、前記請求項5、12の構成によれば、前記揺らぎ特性に応じた同期性能の監視を行うことができる。   Since the slave device is dependently synchronized with the master device, the time difference of the synchronization signal has fluctuation characteristics. According to the configurations of the fifth and twelfth aspects, the synchronization performance can be monitored according to the fluctuation characteristics. .

また、請求項6に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置は、請求項5において、前記監視手段は、前記求められた揺らぎ幅を、段階的に設定した複数の出現率毎に分類することで、前記同期性能を監視することを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the sampling synchronous monitoring device for a protection relay system according to the fifth aspect, wherein the monitoring means classifies the obtained fluctuation width into a plurality of appearance rates set in stages. Thus, the synchronization performance is monitored.

また、請求項13に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法は、請求項12において、前記監視ステップは、前記求められた揺らぎ幅を、段階的に設定した複数の出現率毎に分類することで、前記同期性能を監視することを特徴としている。   Moreover, the sampling synchronous monitoring method of the protection relay system according to claim 13, according to claim 12, wherein the monitoring step classifies the obtained fluctuation width into a plurality of appearance rates set in stages. Thus, the synchronization performance is monitored.

上記構成によれば、同期信号の時間差の揺らぎについて段階的な揺らぎの状況を評価することができる。   According to the above configuration, it is possible to evaluate a stepwise fluctuation situation with respect to the fluctuation of the time difference of the synchronization signal.

また、請求項7に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置は、請求項1ないし6のいずれか1項において、前記監視手段は、前記同期性能を監視するための情報を表示する手段を備えていることを特徴としている。   Further, a sampling synchronization monitoring device for a protection relay system according to claim 7 is the sampling synchronization monitoring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the monitoring means includes means for displaying information for monitoring the synchronization performance. It is characterized by having.

また、請求項14に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法は、請求項8ないし13のいずれか1項において、前記監視ステップは、表示手段が前記同期性能を監視するための情報を表示するステップを備えていることを特徴としている。   Further, according to a sampling synchronization monitoring method for a protection relay system according to claim 14, in any one of claims 8 to 13, the monitoring step displays information for the display means to monitor the synchronization performance. It is characterized by having steps.

上記構成によれば、同期性能を監視するための情報、例えばマスター装置側サンプリング信号とスレーブ装置側サンプリング信号の時間差情報、前記時間差の揺らぎ幅情報、揺らぎ幅の出現分布状況の情報および揺らぎ幅を段階的に設定した複数の出現率毎に分類した情報等を表示することができる。このように同期性能を監視するための情報が視覚化されるため、ネットワークの安定性、品質のレベル評価が可能となる。   According to the above configuration, the information for monitoring the synchronization performance, for example, the time difference information between the master device side sampling signal and the slave device side sampling signal, the time difference fluctuation width information, the fluctuation width appearance distribution status information, and the fluctuation width. Information classified for each of a plurality of appearance rates set in stages can be displayed. Since the information for monitoring the synchronization performance is visualized in this way, it is possible to evaluate the level of network stability and quality.

(1)請求項1〜14に記載の発明によれば、マスター装置側サンプリング信号とスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視することができる。これによって、この監視結果に基づいてサンプリング同期信号の同期性能を保証することができる。
(2)請求項2、9に記載の発明によれば、複数のスレーブ装置各々の同期信号の時間差情報を互いに共有することができ、同一ネットワーク上の同期状況を把握することができる。
(3)請求項3、10に記載の発明によれば、計測した同期信号の時間差情報の精度が高く、同期性能監視の信頼性が向上する。
(4)請求項4、11に記載の発明によれば、GPS受信機を用いないので、安価な装置構成となる。
(5)請求項5、12に記載の発明によれば、同期信号の時間差の揺らぎ特性に応じた同期性能の監視を行うことができる。
(6)請求項6、13に記載の発明によれば、同期信号の時間差の揺らぎについて段階的な揺らぎの状況を評価することができる。
(7)請求項7、14に記載の発明によれば、同期性能を監視するための情報を表示し、視覚化することができ、これによってネットワークの安定性、品質のレベル評価が可能となる。
(1) According to the invention described in claims 1 to 14, it is possible to monitor the synchronization performance of the master device side sampling signal and the slave device side sampling signal. As a result, the synchronization performance of the sampling synchronization signal can be guaranteed based on the monitoring result.
(2) According to the second and ninth aspects of the invention, the time difference information of the synchronization signals of the plurality of slave devices can be shared with each other, and the synchronization status on the same network can be grasped.
(3) According to the invention described in claims 3 and 10, the accuracy of the time difference information of the measured synchronization signal is high, and the reliability of the synchronization performance monitoring is improved.
(4) According to the inventions described in claims 4 and 11, since a GPS receiver is not used, an inexpensive apparatus configuration is obtained.
(5) According to the inventions described in claims 5 and 12, the synchronization performance can be monitored according to the fluctuation characteristics of the time difference of the synchronization signal.
(6) According to the inventions described in claims 6 and 13, it is possible to evaluate the state of the stepwise fluctuation with respect to the fluctuation of the time difference of the synchronization signal.
(7) According to the inventions described in claims 7 and 14, information for monitoring the synchronization performance can be displayed and visualized, thereby enabling evaluation of network stability and quality level. .

本発明の実施例1による同期監視システムの構成図。The block diagram of the synchronous monitoring system by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における同期信号の時間差計測のようすを示す説明図。Explanatory drawing which shows the time difference measurement of the synchronizing signal in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2による同期監視システムの構成図。The block diagram of the synchronous monitoring system by Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における同期信号の時間差計測のようすを示す説明図。Explanatory drawing which shows the state of the time difference measurement of the synchronizing signal in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における同期信号の時間差計測例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of a time difference measurement of the synchronizing signal in Example 2 of this invention. 本発明で用いる同期信号の時間差の揺らぎ幅Δtnの分布を示す特性図。The characteristic view which shows distribution of fluctuation width (DELTA) tn of the time difference of the synchronizing signal used by this invention. 本発明の実施例3による同期監視システムの構成図。The block diagram of the synchronous monitoring system by Example 3 of this invention. 本発明の実施例3における、ネットワーク上のサンプリング誤差モニタリング画面例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of a sampling error monitoring screen on the network in Example 3 of this invention. 本発明の実施例4における、ネットワーク上のサンプリング誤差モニタリング画面の揺らぎ分布表示例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of fluctuation distribution display of the sampling error monitoring screen on the network in Example 4 of this invention. 本発明の実施例4で用いる同期信号の時間差の揺らぎ幅Δtnの分布を示す特性図。The characteristic view which shows distribution of fluctuation width (DELTA) tn of the time difference of the synchronizing signal used in Example 4 of this invention. IEEE1588の時刻同期機能を使用した従来のディジタルリレーシステムの一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the conventional digital relay system which uses the time synchronous function of IEEE1588. 図11のシステムにおける各スレーブ装置のサンプリング信号の同期誤差を示す説明図。Explanatory drawing which shows the synchronization error of the sampling signal of each slave apparatus in the system of FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。本実施形態例の保護リレーシステムの基本構成は例えば図1(実施例1)のように構成される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. The basic configuration of the protection relay system of this embodiment is configured as shown in FIG. 1 (Example 1), for example.

図1において、IEEE1588規格により時刻同期された、マスター装置CL(コントローラ=IEEE1588同期のマスター装置)と複数の(本例では4つの)スレーブ装置SM1〜SM4(スマートメータ端末=IEEE1588同期のスレーブ装置)はLAN(又はWAN)(本発明のネットワーク)を介して互いに接続されている。   In FIG. 1, master device CL (controller = IEEE 1588-synchronized master device) and a plurality of (four in this example) slave devices SM1 to SM4 (smart meter terminal = IEEE 1588-synchronized slave device), time-synchronized according to the IEEE 1588 standard. Are connected to each other via a LAN (or WAN) (the network of the present invention).

前記マスター装置CL、スレーブ装置SM1〜SM4は電力系統の各端子に各々配置されている。スレーブ装置SM1〜SM4はIEEE1588同期により自局で生成したサンプリング信号によって、各端子におけるアナログ入力(電流、電圧等の電気量情報)をサンプリングして取り込み、ディジタル変換してLANを介してマスター装置CLへ送信する。マスター装置CLは、スレーブ装置SM1〜SM4から送信された電力系統の電気量情報に基づいて電力系統の事故を検出するためのリレー演算等を行う。   The master device CL and the slave devices SM1 to SM4 are arranged at the respective terminals of the power system. The slave devices SM1 to SM4 sample and capture analog inputs (electrical quantity information such as current and voltage) at each terminal by sampling signals generated by the local station in accordance with IEEE 1588 synchronization, digitally convert them, and master devices CL via the LAN. Send to. The master device CL performs a relay operation for detecting an accident in the power system based on the electrical quantity information of the power system transmitted from the slave devices SM1 to SM4.

例えばスレーブ装置SM1〜SM4は、系統の各端子に設けられた変流器CTにより各端子における電流を検出し、各端子に設けられた遮断器の接点情報を取り込み、それら検出電流情報、接点情報をLANを介してマスター装置CLに送信する。
マスター装置CLは、前記検出電流情報、接点情報等を用いてリレー演算を実施し、その結果に基づいて前記各端子の遮断器に対して引き外し指令を与える。マスター装置CLは、GPS受信機から取得した1PPS信号に同期した所定周波数のマスター装置側サンプリング信号を生成するサンプリング信号生成部、前記マスター装置側サンプリング信号における設定したタイミングで同期確認指令を前記LANを介して複数のスレーブ装置SM1〜SM4へ送信する送信部、A/D変換部、各種情報を受信する受信部、各種情報を表示する表示部、各種演算処理を行うCPU等を備えている。
前記各スレーブ装置SM1〜SM4は、IEEE1588時刻同期機能により前記マスター装置側サンプリング信号と同一周波数のスレーブ装置側サンプリング信号を生成するサンプリング信号生成部、前記マスター装置CLからの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、所定周期で基準信号を発する基準信号源、例えばGPS受信機から取得した1PPS信号発生時刻との差を同期信号の時間差として計測する時間差計測部、前記計測された同期信号の時間差情報を前記LANへ送信する送信部、A/D変換部、各種情報を受信する受信部、各種情報を表示する表示部、各種演算処理を行うCPU等を備えている。
For example, the slave devices SM1 to SM4 detect the current at each terminal by the current transformer CT provided at each terminal of the system, take in the contact information of the circuit breaker provided at each terminal, and detect the detected current information and contact information. Is transmitted to the master device CL via the LAN.
The master device CL performs a relay operation using the detected current information, contact information, and the like, and gives a trip command to the breaker of each terminal based on the result. The master device CL is a sampling signal generator for generating a master device side sampling signal having a predetermined frequency synchronized with the 1PPS signal acquired from the GPS receiver, and sends a synchronization confirmation command to the LAN at a timing set in the master device side sampling signal. A transmission unit that transmits data to a plurality of slave devices SM1 to SM4, an A / D conversion unit, a reception unit that receives various types of information, a display unit that displays various types of information, a CPU that performs various arithmetic processes, and the like.
Each of the slave devices SM1 to SM4 receives a synchronization confirmation command from the master device CL, a sampling signal generation unit that generates a slave device side sampling signal having the same frequency as the master device side sampling signal by the IEEE 1588 time synchronization function. Time difference measuring unit that measures the difference between the signal change point time of the detected sampling signal on the slave device side and the reference signal source that emits the reference signal at a predetermined period, for example, the 1PPS signal generation time acquired from the GPS receiver, as the time difference of the synchronization signal A transmission unit that transmits time difference information of the measured synchronization signal to the LAN, an A / D conversion unit, a reception unit that receives various information, a display unit that displays various information, a CPU that performs various arithmetic processes, and the like ing.

さらに、前記マスター装置CL、複数のスレーブ装置SM1〜SM4およびLAN上に設けた監視用端末装置(図示省略)のうち少なくともいずれか1つの装置には、前記各スレーブ装置SM1〜SM4からLANを介して送信された同期信号の時間差情報を取得し、該時間差情報に基づいて、前記マスター装置側サンプリング信号およびスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視する監視部が設けられている。
尚、本実施形態例での説明では、50Hzを代表して50Hz信号をsync4と定義し、その12倍の逓倍である600Hz信号をsync1と定義して説明する。
Furthermore, at least one of the master device CL, the plurality of slave devices SM1 to SM4 and the monitoring terminal device (not shown) provided on the LAN is connected to the slave devices SM1 to SM4 via the LAN. A monitoring unit is provided for acquiring time difference information of the transmitted synchronization signals and monitoring the synchronization performance of the master device side sampling signal and the slave device side sampling signal based on the time difference information.
In the description of this embodiment, the 50 Hz signal is defined as sync4 on behalf of 50 Hz, and the 600 Hz signal, which is a multiplication of 12 times, is defined as sync1.

60Hz系の場合は、60Hz信号をsync4と定義し、その12倍の逓倍である720Hz信号をsync1と定義することとなる。実際のサンプリング周波数としては、96倍の4.8KHz、又は5.76KHzとなる。   In the case of the 60 Hz system, a 60 Hz signal is defined as sync4, and a 720 Hz signal, which is a multiplication of 12 times, is defined as sync1. The actual sampling frequency is 96 times 4.8 KHz or 5.76 KHz.

本実施例1では、図1において、GPS受信機からの1PPS信号と、サンプリング同期信号との時間差を計測し、時間差の出現率を監視して、同期性能を保証するように構成した。すなわち図2に示すように、GPS受信機から受け取る1PPS信号(1秒間隔のパルス信号)をマスター装置CLに取り込み、そのタイミングでサンプリング同期信号の変化点との時間差を計測する。   In the first embodiment, the time difference between the 1PPS signal from the GPS receiver and the sampling synchronization signal is measured in FIG. 1, and the appearance rate of the time difference is monitored to ensure the synchronization performance. That is, as shown in FIG. 2, the 1PPS signal (pulse signal at 1 second intervals) received from the GPS receiver is taken into the master device CL, and the time difference from the change point of the sampling synchronization signal is measured at that timing.

サンプリング信号には50Hz信号(sync4)と600Hz信号(sync1)があるが、他装置との同期確立を判定するには、50Hz信号(sync4)を使用する。   The sampling signal includes a 50 Hz signal (sync4) and a 600 Hz signal (sync1), but the 50 Hz signal (sync4) is used to determine the establishment of synchronization with other devices.

(1)マスター装置CLのサンプリング信号生成部は、GPS受信機からの1PPS信号に同期してサンプリング同期信号(マスター装置側サンプリング信号)を生成する(図1の(1))。   (1) The sampling signal generator of the master device CL generates a sampling synchronization signal (master device-side sampling signal) in synchronization with the 1PPS signal from the GPS receiver ((1) in FIG. 1).

(2)1PPS信号は、1秒時間であることから、次の1PPS信号の期間には50個の変化点を持つサンプリング信号sync4(50Hz)が存在し、それぞれの変化点の区間時間をNO.1からNO.50とする(図1の(2))。   (2) Since the 1PPS signal is 1 second time, there is a sampling signal sync4 (50 Hz) having 50 changing points in the period of the next 1PPS signal, and the interval time of each changing point is set to NO. 1 to NO. 50 ((2) in FIG. 1).

(3)区間NO.1のサンプリング信号sync4の変化点は1PPS信号の立ち上がり変化点とし、サンプリング信号sync4の立ち下がり点として同時刻点として説明する(図1の(3))。   (3) Section NO. The change point of one sampling signal sync4 will be described as the rising change point of the 1PPS signal, and the falling point of the sampling signal sync4 will be described as the same time point ((3) in FIG. 1).

IEEE1588のPTPプロトコルによりマスター装置CLと複数のネットワーク(LAN)に接続されたスレーブ装置SM間は、CL→SM□の伝送遅延、SM□→CLの伝送遅延が同じであることから、同期が取られる前提となっている(□はスレーブ装置の番号)。同期は、CLをマスターとし、各SM□がスレーブとして同期合わせを行うものである。   Since the master device CL and the slave devices SM connected to a plurality of networks (LANs) by the IEEE 1588 PTP protocol have the same CL → SM □ transmission delay and SM □ → CL transmission delay, synchronization is established. (□ is the slave device number). The synchronization is performed by using CL as a master and each SM □ as a slave.

(4)マスター装置CLからは、スレーブ装置SM□に対して、例えばサンプリング信号(図示(2))の毎回NO.50の立ち下がりタイミングで、同期確認用のPTPプロトコルパケット(同期確認指令)を伝送する(図1の(4))。   (4) From the master device CL to the slave device SM □, NO. At the fall timing of 50, a PTP protocol packet for synchronization confirmation (synchronization confirmation command) is transmitted ((4) in FIG. 1).

(5)スレーブ装置SM□は、IEEE1588時刻同期機能(PTP)によりマスター装置CLとの間で時刻同期が確立されている。各スレーブ装置SM□は時刻同期機能から、それぞれサンプリング同期信号sync4(スレーブ装置側サンプリング信号;図1の(5))を生成している(sync4を逓倍したsync1も生成される)。   (5) The slave device SM □ has time synchronization established with the master device CL by the IEEE 1588 time synchronization function (PTP). Each slave device SM □ generates a sampling synchronization signal sync4 (slave device-side sampling signal; (5) in FIG. 1) from the time synchronization function (a sync1 obtained by multiplying the sync4 is also generated).

(6)スレーブ装置SM1〜SM4にも、GPS受信機からの1PPS信号を取り込んでおく(図1の(6))。   (6) The 1PPS signal from the GPS receiver is also captured in the slave devices SM1 to SM4 ((6) in FIG. 1).

(7)スレーブ装置SM□の時間差計測部は、同期確認用のデータ(NO.50のsync4のタイミング)を認識したら、認識したタイミングから、最初に検出する自局のサンプリング信号(sync4)の信号変化点(NO.1のsync4の先頭)と、1PPS信号との時間差を計測する(図2の(7);時間差t1〜t4)。   (7) When the time difference measuring unit of the slave device SM □ recognizes the synchronization confirmation data (the timing of sync4 of NO. 50), the signal of the sampling signal (sync4) of the own station that is detected first from the recognized timing The time difference between the change point (the beginning of sync No. 1) and the 1PPS signal is measured ((7) in FIG. 2; time differences t1 to t4).

そして、スレーブ装置SM1〜SM4は自局で計測した各時間差t1〜t4(同期信号の時間差情報)をLANを介して送信する。   Then, the slave devices SM1 to SM4 transmit the time differences t1 to t4 (synchronous signal time difference information) measured by the local station via the LAN.

図2において、
SM1のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、GPSの1PPS信号+t1、
SM2のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、GPSの1PPS信号+t2、
SM3のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、GPSの1PPS信号+t3、
SM4のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、GPSの1PPS信号+t4となる。
In FIG.
SM1 sampling signal sync4 NO. 1 falling point time is GPS 1PPS signal + t1,
SM2 sampling signal sync4 NO. 1 falling point time is GPS 1PPS signal + t2,
SM3 sampling signal sync4 NO. 1 falling point time is GPS 1PPS signal + t3,
SM4 sampling signal sync4 NO. The time at the falling point of 1 is the GPS 1PPS signal + t4.

図2では省略しているが、マスター装置CLについても同様である。マスター装置CLのサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がりの時間は、GPSの1PPS信号+t0となる。   Although omitted in FIG. 2, the same applies to the master device CL. Sampling signal sync4 NO. The falling time of 1 is GPS 1PPS signal + t0.

従って、n時点(NO.1〜NO.50のうちのn番目)のサンプリング信号sync4の変化幅の最大値は、ミニマム(t1、t2、t3、t4)をtn(min)、マックス(t1、t2、t3、t4)をtn(max)とする。管理すべきは揺らぎ幅Δtn=tn(max)−tn(min)≦40μsとなる。スレーブ装置SM側の同期タイミング回路はディジタルPLL方式などを利用した従属同期となるために、時間差(t1、t2、t3、t4)は揺らぐものである。   Accordingly, the maximum value of the change width of the sampling signal sync4 at the time point n (NO. 1 to NO. 50) is the minimum (t1, t2, t3, t4) tn (min), and the maximum (t1, t4). Let t2, t3, t4) be tn (max). The fluctuation width to be managed is Δtn = tn (max) −tn (min) ≦ 40 μs. Since the synchronization timing circuit on the slave device SM side is dependently synchronized using a digital PLL system or the like, the time difference (t1, t2, t3, t4) fluctuates.

本発明では、この揺らぎ幅Δtnを監視で管理することに特徴がある。本実施例1および実施例2では、一例としてマスター装置CL側に監視部が設けられており、監視部は、スレーブ装置SM1〜SM4から送信された時間差情報(t1〜t4)を取得し、監視対象時間内に取得した複数の時間差情報から前記揺らぎ幅Δtnを求め、その複数の揺らぎ幅Δtnの出現分布状況に基づいてマスター装置側サンプリング信号およびスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視する。   The present invention is characterized in that the fluctuation width Δtn is managed by monitoring. In the first embodiment and the second embodiment, as an example, a monitoring unit is provided on the master device CL side, and the monitoring unit acquires and monitors time difference information (t1 to t4) transmitted from the slave devices SM1 to SM4. The fluctuation width Δtn is obtained from a plurality of time difference information acquired within the target time, and the synchronization performance of the master device side sampling signal and the slave device side sampling signal is monitored based on the appearance distribution state of the plurality of fluctuation widths Δtn.

前記Δtnは、1秒間で50個の評価データを用意することができる。例えばその50個で、Δtnの発生頻度を評価する。データのサンプル個数は、例えば10秒分を対象とするなら、50個×10秒=500個の統計データとなる。Δtnの揺らぎの分布状況は、図6のように正規分布に分散することになる。監視としては、統計対象時間tm(例えば10秒)と中心値Mと3σを求める。この3σが管理点±20μs以下であること、などのように監視をするものである。   The Δtn can prepare 50 evaluation data in one second. For example, the occurrence frequency of Δtn is evaluated with 50 of them. For example, if the number of data samples is 10 seconds, 50 × 10 seconds = 500 pieces of statistical data. The distribution state of fluctuation of Δtn is distributed in a normal distribution as shown in FIG. As monitoring, the statistical target time tm (for example, 10 seconds), the center value M, and 3σ are obtained. This 3σ is monitored such that the control point is ± 20 μs or less.

(8)以上のようにして、計測した時間差が一定であることで、マスター装置CLとスレーブ装置SM1〜SM4との間で、サンプリング同期信号の同期が確立されていることを保証できる。   (8) As described above, since the measured time difference is constant, it can be ensured that the synchronization of the sampling synchronization signal is established between the master device CL and the slave devices SM1 to SM4.

すなわち、GPSの1PPS信号を基準とし、各スレーブ装置SM1〜SM4側で生成されたサンプリング信号との時間差を計測し、監視部にてその時間差が一定であるか否かによって同期を確認することができ、さらに時間差が±20μs以内であることでリレーの同期信号として妥当であることを保証することができる。   That is, it is possible to measure the time difference from the sampling signal generated on each slave device SM1 to SM4 using the GPS 1PPS signal as a reference, and check the synchronization by checking whether the time difference is constant or not. Furthermore, when the time difference is within ± 20 μs, it can be ensured that the relay synchronization signal is valid.

本実施例2では図3の構成において、基準として電力系統周波数を利用し、サンプリング同期信号との時間差を計測し、時間差の出現率を監視して同期性能を保証するように構成した。   In the configuration of FIG. 3, the power system frequency is used as a reference in the configuration of FIG. 3, the time difference with the sampling synchronization signal is measured, and the appearance rate of the time difference is monitored to ensure the synchronization performance.

すなわち図4に示すように、電力系統周波数(例えば電流位相)を検出した信号のゼロクロス点を装置に取り込み、そのタイミングで、サンプリング同期信号の変化点との時間差を計測する。   That is, as shown in FIG. 4, the zero cross point of the signal whose power system frequency (for example, current phase) is detected is taken into the apparatus, and the time difference from the change point of the sampling synchronization signal is measured at that timing.

サンプリング信号には50Hz信号(sync4)と600Hz信号(sync1)があるが、他装置との同期確立を判定するには、50Hz信号(sync4)を使用する。   The sampling signal includes a 50 Hz signal (sync4) and a 600 Hz signal (sync1), but the 50 Hz signal (sync4) is used to determine the establishment of synchronization with other devices.

図3において図1と同一部分は同一符号をもって示しており、図1と異なる点は、各スレーブ装置SM1〜SM4の時間差計測部が、電力系統アナログ入力(電力系統周波数を検出した信号)のゼロクロス点と、マスター装置CLからの同期確認指令を受信した後に最初に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻との時間差を計測することにあり、その他の部分は図1と同一に構成されている。   3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The difference from FIG. 1 is that the time difference measuring unit of each of the slave devices SM1 to SM4 performs zero crossing of the power system analog input (a signal that detects the power system frequency). Point and measuring the time difference between the signal change point time of the slave device side sampling signal detected first after receiving the synchronization confirmation command from the master device CL, and other parts are the same as in FIG. ing.

(1)マスター装置CLのサンプリング信号生成部は、GPS受信機からの1PPS信号に同期してサンプリング同期信号(マスター装置側サンプリング信号)を生成する(図3の(1))。   (1) The sampling signal generator of the master device CL generates a sampling synchronization signal (master device side sampling signal) in synchronization with the 1PPS signal from the GPS receiver ((1) in FIG. 3).

(2)1PPS信号は、1秒時間であることから、次の1PPS信号の期間には50個の変化点を持つサンプリング信号sync4(50Hz)が存在し、それぞれの変化点の区間時間をNO.1からNO.50とする(図3の(2))。   (2) Since the 1PPS signal is 1 second time, there is a sampling signal sync4 (50 Hz) having 50 changing points in the period of the next 1PPS signal, and the interval time of each changing point is set to NO. 1 to NO. 50 ((2) in FIG. 3).

(3)区間NO.1のサンプリング信号sync4の変化点は1PPS信号の立ち上がり変化点とし、サンプリング信号sync4の立ち下がり点として同時刻点として説明する(図3の(3))。   (3) Section NO. The change point of one sampling signal sync4 will be described as the rising change point of the 1PPS signal, and will be described as the same time point as the falling point of the sampling signal sync4 ((3) in FIG. 3).

(4)マスター装置CLからは、スレーブ装置SM□に対して、例えばサンプリング信号(図示(2))の毎回NO.50の立ち下がりタイミングで、同期確認用のPTPプロトコルパケット(同期確認指令)を伝送する(図3の(4))。   (4) From the master device CL to the slave device SM □, NO. At the fall timing of 50, a PTP protocol packet for synchronization confirmation (synchronization confirmation command) is transmitted ((4) in FIG. 3).

(5)スレーブ装置SM□は、IEEE1588時刻同期機能(PTP)によりマスター装置CLとの間で時刻同期が確立されている。各スレーブ装置SM□は時刻同期機能から、それぞれサンプリング同期信号sync4(スレーブ装置側サンプリング信号;図3の(5))を生成している(sync4を逓倍したsync1も生成される)。   (5) The slave device SM □ has time synchronization established with the master device CL by the IEEE 1588 time synchronization function (PTP). Each slave device SM □ generates a sampling synchronization signal sync4 (slave device side sampling signal; (5) in FIG. 3) from the time synchronization function (a sync1 obtained by multiplying the sync4 is also generated).

(6)スレーブ装置SM1〜SM4には、アナログ入力信号(図3の(6))から、電力系統周波数のゼロクロス点を検出する回路を備えておく。   (6) The slave devices SM1 to SM4 are provided with a circuit for detecting a zero cross point of the power system frequency from the analog input signal ((6) in FIG. 3).

(7)スレーブ装置SM□の時間差計測部は、同期確認用のデータ(NO.50のsync4のタイミング)を認識したら、認識したタイミングから、最初に検出する自局のサンプリング信号(sync4)の信号変化点(NO.1のsync4の先頭)と、電力系統周波数のゼロクロス点との時間差を計測する(図4の(7);時間差t1〜t4)。   (7) When the time difference measuring unit of the slave device SM □ recognizes the synchronization confirmation data (the timing of sync4 of NO. 50), the signal of the sampling signal (sync4) of the own station that is detected first from the recognized timing The time difference between the change point (the head of sync No. 1) and the zero cross point of the power system frequency is measured ((7) in FIG. 4; time differences t1 to t4).

そして、スレーブ装置SM1〜SM4は自局で計測した各時間差t1〜t4(同期信号の時間差情報)をLANを介して送信する。   Then, the slave devices SM1 to SM4 transmit the time differences t1 to t4 (synchronous signal time difference information) measured by the local station via the LAN.

前記時間差(t1〜t4)は、スレーブ装置SMの各自局のサンプリング信号のNO.1の立ち下がり時点から電力系統のゼロクロス点までの時間T□を各スレーブ装置SM□毎に算出するものであり、時間差t□は図4に示すように、電力系統アナログ入力の1周期から前記時間T□を減算することで求められる。すなわち、
SM1のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、t1=1周期T:20ms−T1、
SM2のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、t2=1周期T:20ms−T2、
SM3のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、t3=1周期T:20ms−T3、
SM4のサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がり点の時間は、t4=1周期T:20ms−T4、となる。
The time difference (t1 to t4) is the NO. Of the sampling signal of each station of the slave device SM. The time T □ from the time point 1 falls to the zero cross point of the power system is calculated for each slave device SM □, and the time difference t □ is calculated from one cycle of the power system analog input as shown in FIG. It is obtained by subtracting the time T □. That is,
SM1 sampling signal sync4 NO. The time of the falling point of 1 is t1 = 1 period T: 20 ms-T1,
SM2 sampling signal sync4 NO. The time of the falling point of 1 is t2 = 1 period T: 20 ms-T2,
SM3 sampling signal sync4 NO. The time of the falling point of 1 is t3 = 1 period T: 20 ms-T3,
SM4 sampling signal sync4 NO. The time of the falling point of 1 is t4 = 1 period T: 20 ms−T4.

図4では省略しているが、マスター装置CLについても同様である。マスター装置CLのサンプリング信号sync4 NO.1の立ち下がりの時間は、GPSの1PPS信号+t0となる。   Although omitted in FIG. 4, the same applies to the master device CL. Sampling signal sync4 NO. The falling time of 1 is GPS 1PPS signal + t0.

従って、n時点のサンプリング信号sync4の変化幅の最大値は、ミニマム(t1、t2、t3、t4)をtn(min)、マックス(t1、t2、t3、t4)をtn(max)とする。管理すべきは揺らぎ幅Δtn=tn(max)−tn(min)≦40μsとなる。スレーブ装置SM側の同期タイミング回路はディジタルPLL方式などを利用した従属同期となるために、時間差(t1、t2、t3、t4)は揺らぐものである。   Therefore, the maximum value of the change width of the sampling signal sync4 at time n is tn (min) for the minimum (t1, t2, t3, t4) and tn (max) for the maximum (t1, t2, t3, t4). The fluctuation width to be managed is Δtn = tn (max) −tn (min) ≦ 40 μs. Since the synchronization timing circuit on the slave device SM side is dependently synchronized using a digital PLL system or the like, the time difference (t1, t2, t3, t4) fluctuates.

本実施例2では、マスター装置CL側に設けた監視部が、スレーブ装置SM1〜SM4から送信された時間差情報(t1〜t4)を取得し、監視対象時間内に取得した複数の時間差情報から前記揺らぎ幅Δtnを求め、その複数の揺らぎ幅Δtnの出現分布状況に基づいてマスター装置側サンプリング信号およびスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視する。   In the second embodiment, the monitoring unit provided on the master device CL side acquires the time difference information (t1 to t4) transmitted from the slave devices SM1 to SM4, and the plurality of time difference information acquired within the monitoring target time. The fluctuation width Δtn is obtained, and the synchronization performance of the sampling signal on the master device side and the sampling signal on the slave device side is monitored based on the appearance distribution state of the plurality of fluctuation widths Δtn.

例えば1秒間でΔtnは、50個の評価データを用意することができ(図5の時間差計測例に示すように電力系統アナログ入力が50Hzであるため)、その50個で、揺らぎ幅Δtnの発生頻度を評価する。データのサンプル個数は、例えば10秒分を対象とするなら、50個×10秒=500個の統計データとなる。Δtnの揺らぎの分布状況は、図6のように正規分布に分散することになる。監視としては、統計対象時間tm(例えば10秒)と中心値Mと3σを求める。この3σが管理点±20μs以下であること、などのように監視をするものである。   For example, 50 evaluation data can be prepared for Δtn per second (because the power system analog input is 50 Hz as shown in the time difference measurement example of FIG. 5), and the fluctuation width Δtn is generated with 50 of them. Assess frequency. For example, if the number of data samples is 10 seconds, 50 × 10 seconds = 500 pieces of statistical data. The distribution state of fluctuation of Δtn is distributed in a normal distribution as shown in FIG. As monitoring, the statistical target time tm (for example, 10 seconds), the center value M, and 3σ are obtained. This 3σ is monitored such that the control point is ± 20 μs or less.

(8)以上のようにして、計測した時間差が一定であることで、マスター装置CLとスレーブ装置SM1〜SM4との間で、サンプリング同期信号の同期が確立されていることを保証できる。   (8) As described above, since the measured time difference is constant, it can be ensured that the synchronization of the sampling synchronization signal is established between the master device CL and the slave devices SM1 to SM4.

すなわち、電力系統周波数(例えば電流位相)を検出した信号を基準とし、各スレーブ装置SM1〜SM4側で生成されたサンプリング信号との時間差を計測し、監視部にてその時間差が一定であるか否かによって同期を確認することができ、さらに時間差が±20μs以内であることでリレーの同期信号として妥当であることを保証することができる。   That is, the time difference from the sampling signal generated on each slave device SM1 to SM4 side is measured with reference to the signal that detects the power system frequency (for example, current phase), and whether or not the time difference is constant in the monitoring unit. Thus, the synchronization can be confirmed, and the time difference is within ± 20 μs, so that it can be ensured that the signal is valid as a relay synchronization signal.

本実施例3では、図7において、サンプリング時刻同期情報(時間差情報)を、全ての装置で共有し、自装置のサンプリングタイミングとの誤差を管理(サンプリング同期精度管理)するように構成した。   In the third embodiment, in FIG. 7, the sampling time synchronization information (time difference information) is shared by all the devices, and an error from the sampling timing of the own device is managed (sampling synchronization accuracy management).

すなわち、実施例1、実施例2で計測した時間差情報(基準信号であるGPSからの1PPS信号、又は系統電流位相のゼロクロス点と、自局のサンプリング同期信号との時間差情報)を、全ての装置(CL,SM)がLAN経由で共有する。これによって、離れた場所にあるIEEE1588機能を搭載した装置間で、定周期信号がどのような時間で管理されているのかを把握できることとなる。   That is, the time difference information measured in the first and second embodiments (1PPS signal from the GPS that is the reference signal, or the time difference information between the zero cross point of the system current phase and the sampling synchronization signal of the own station) is used for all devices. (CL, SM) are shared via the LAN. As a result, it is possible to grasp at what time the fixed-cycle signal is managed between devices that are equipped with the IEEE 1588 function at a remote location.

図7の同期監視システムは、図1、図3と同様に構成されており、図1、図3と異なる点は、各スレーブ装置SM1〜SM4が、自局で計測した同期信号の時間差情報を、LAN上の全ての装置との間で送信、受信する機能を有していることである。   The synchronization monitoring system in FIG. 7 is configured in the same manner as in FIGS. 1 and 3. The difference from FIGS. 1 and 3 is that each slave device SM1 to SM4 uses the time difference information of the synchronization signal measured at its own station. And having a function of transmitting and receiving data to and from all devices on the LAN.

尚、図7において、本発明の監視手段(監視部)は、マスター装置CL、スレーブ装置SM1〜SM4およびLAN上に設けた同期監視システム用の監視装置(パソコン)(図示省略)のうちのいずれか1つ以上に設けられている。   In FIG. 7, the monitoring means (monitoring unit) of the present invention is any of the master device CL, the slave devices SM1 to SM4, and the monitoring device (personal computer) (not shown) for the synchronous monitoring system provided on the LAN. Or more than one.

図7のシステムでは、5端子(CL,SM1〜SM4)間の情報を集約すれば、全ての装置のサンプリング同期状況が監視可能である。ネットワーク上にある同期監視システム用の監視装置(パソコン)、または情報を共有している各端末において、定周期タイミングであるサンプリング信号の変化点を絶対時刻情報で管理しているので、それを集約して、監視部の表示部において、視覚的表示することが可能である。一例として、同期監視システム用の監視装置(パソコン)でのサンプリング誤差モニタリング画面例を図8に示す。   In the system of FIG. 7, if the information between the five terminals (CL, SM1 to SM4) is collected, the sampling synchronization status of all devices can be monitored. Monitoring points (synchronous monitoring systems) on the network (personal computers) or information sharing terminals manage the changing points of sampling signals, which are fixed timings, using absolute time information. Thus, visual display is possible on the display unit of the monitoring unit. As an example, FIG. 8 shows an example of a sampling error monitoring screen on the monitoring device (personal computer) for the synchronous monitoring system.

同期監視システム用の監視装置(パソコン)に、例えばGPSを備えた絶対時間を管理するものがあれば、それを基準とした時間差異(揺らぎ幅 min〜max)を図8のように表示管理可能である。連続的な監視により、例えば10秒間500データ(50Hz周期で計測した場合)を用いた、揺らぎ幅○〜○のように表現する。更新周期は、例えば1秒毎に更新とする。   If there is a monitoring device (personal computer) for the synchronous monitoring system that manages absolute time with GPS, for example, the time difference (fluctuation width min-max) based on it can be displayed and managed as shown in FIG. It is. By continuous monitoring, for example, it is expressed as fluctuation widths O to O using 500 data for 10 seconds (when measured at a cycle of 50 Hz). The update cycle is, for example, updated every second.

尚、図8の計測値に示した値は一例である。リレーとしては、±20μsec以内の同期精度が必須のため、最低1μsecの分解能表示とする。揺らぎ表示としては、IEEE1588ではnsecレベルの時刻表示が可能なため、0.1μsecの分解能表示とした。   In addition, the value shown in the measured value of FIG. 8 is an example. As a relay, the synchronization accuracy within ± 20 μsec is essential, so the resolution is displayed at least 1 μsec. As the fluctuation display, IEEE 1588 can display the time on the nsec level, so the resolution display is 0.1 μsec.

このようにLAN上の全ての装置全体の同期性能を監視することが可能となる。また、異常判定は、IEEE1588の仕組みから、通信障害時に時間補正ができなくても、すぐには同期外れを起こさない仕組みであるので、自走してずれていくことを監視するものとする。そのために、例えば管理点±20ms逸脱し、継続10秒で警報発報する仕組みとする。   In this way, it is possible to monitor the synchronization performance of all the devices on the LAN. In addition, the abnormality determination is a mechanism that does not cause a loss of synchronization immediately even if time correction cannot be performed at the time of communication failure based on the mechanism of IEEE 1588. For that purpose, for example, a control point ± 20 ms is deviated and a warning is issued in 10 seconds.

また、測定されたサンプリングが差を小さくするように自装置(スレーブ装置SM1〜SM4のいずれかの装置)のサンプリング信号の出力を制御することにより、リレー性能を向上させることができる。   Further, the relay performance can be improved by controlling the output of the sampling signal of the own device (any one of the slave devices SM1 to SM4) so that the measured sampling decreases the difference.

前記実施例3で実現したサンプリング同期精度管理では、揺らぎ(min〜max)を評価するが、実施例4は、揺らぎの状況をより視覚化することで、ネットワークの安定性、品質のレベル評価が可能な仕組みを構築した。   In the sampling synchronization accuracy management realized in the third embodiment, fluctuations (min to max) are evaluated, but in the fourth embodiment, the level of network stability and quality can be evaluated by more visualizing the fluctuation state. A possible mechanism was built.

本実施例4においては、実施例3の図7の構成のように、同期信号の時間差情報を全ての装置(CL、各SM)で共有し、監視部が、全ての時間差情報を集約し時間差の揺らぎ幅(min〜max)を求めることは同一であるが、さらに、前記揺らぎ幅を、段階的に設定した複数の出現率毎に分類して表示管理を行う。   In the fourth embodiment, as in the configuration of FIG. 7 of the third embodiment, the time difference information of the synchronization signal is shared by all the devices (CL, each SM), and the monitoring unit aggregates all the time difference information and collects the time difference. The fluctuation width (min to max) is the same, but the fluctuation width is further classified into a plurality of appearance rates set in stages to perform display management.

例えば連続的な監視により、10秒間500データ(50Hz周期で計測した場合)を用いた揺らぎ幅○〜○を図9のように出現率毎に表現する。更新周期は、例えば1秒毎に更新とする。揺らぎ幅Δtnの分布は図10のとおりである。   For example, by continuous monitoring, fluctuation widths O to O using 500 data for 10 seconds (when measured at a cycle of 50 Hz) are expressed for each appearance rate as shown in FIG. The update cycle is, for example, updated every second. The distribution of the fluctuation width Δtn is as shown in FIG.

図9は監視部の表示部により表示されるサンプリング誤差モニタリング画面の一例を示している。図9では、±30%の出現率となるΔtnの時間ばらつき、±σ(69%)の出現率となるΔtnの時間ばらつき、±3σ(99.6%)の出現率となるΔtnの時間ばらつきを、黒塗り、斜線、白抜きの各バンドで表現しており、±30%を黒塗り表示、±σ(69%)を斜線表示、±3σ(99.6%)を白抜き表示としている。   FIG. 9 shows an example of a sampling error monitoring screen displayed by the display unit of the monitoring unit. In FIG. 9, time variation of Δtn with an appearance rate of ± 30%, time variation of Δtn with an appearance rate of ± σ (69%), and time variation of Δtn with an appearance rate of ± 3σ (99.6%) Are represented by black, hatched, and white bands, ± 30% is black, ± σ (69%) is shaded, and ± 3σ (99.6%) is white. .

尚、図9の計測値に示した値は一例である。リレーとしては、±20μsec以内の同期精度が必須のため、最低1μsecの分解能表示とする。揺らぎ表示としては、IEEE1588ではnsecレベルの時刻表示が可能なため、0.1μsecの分解能表示とした。   In addition, the value shown in the measured value of FIG. 9 is an example. As a relay, the synchronization accuracy within ± 20 μsec is essential, so the resolution is displayed at least 1 μsec. As the fluctuation display, IEEE 1588 can display the time on the nsec level, so the resolution display is 0.1 μsec.

本実施例4によれば、時間差情報の揺らぎ幅を、段階的に設定した複数の出現率毎に分類し、揺らぎの状況を視覚化することで段階的な揺らぎ性能を評価することができ、ネットワークの安定性、品質のレベル評価が可能となる。   According to the fourth embodiment, the fluctuation width of the time difference information is classified for each of a plurality of appearance rates set in stages, and the fluctuation performance in stages can be evaluated by visualizing the fluctuation situation. Network stability and quality level can be evaluated.

CL…マスター装置
SM1〜SM4…スレーブ装置
GPS…GPS受信機
CL ... Master device SM1-SM4 ... Slave device GPS ... GPS receiver

Claims (14)

電力系統の複数の端子に設けられ、IEEE1588規格により時刻同期されたマスター装置および複数のスレーブ装置がネットワークを介して接続され、前記各装置によって各端子における系統の電気量情報をサンプリングしてリレー演算を行う保護リレーシステムにおいて、
前記マスター装置は、GPS受信機から取得した1PPS信号に同期した所定周波数のマスター装置側サンプリング信号を生成する手段と、前記マスター装置側サンプリング信号における設定したタイミングで同期確認指令を前記ネットワークを介して複数のスレーブ装置へ送信する手段とを備え、
前記各スレーブ装置は、IEEE1588時刻同期機能により前記マスター装置側サンプリング信号と同一周波数のスレーブ装置側サンプリング信号を生成する手段と、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、所定周期で基準信号を発する基準信号源の基準信号発生時刻との差を同期信号の時間差として計測する時間差計測手段と、前記計測された同期信号の時間差情報を前記ネットワークへ送信する手段とを備え、
前記マスター装置、複数のスレーブ装置およびネットワーク上に設けた監視用端末装置のうち少なくともいずれか1つの装置に設けられ、前記各スレーブ装置からネットワークを介して送信された同期信号の時間差情報を取得し、該時間差情報に基づいて、前記マスター装置側サンプリング信号およびスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視する監視手段を備えたことを特徴とする保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置。
A master device and a plurality of slave devices, which are provided at a plurality of terminals of the power system and are time-synchronized according to the IEEE 1588 standard, are connected via a network. In the protection relay system that performs
The master device generates a master device side sampling signal having a predetermined frequency synchronized with the 1PPS signal acquired from the GPS receiver, and a synchronization confirmation command at a set timing in the master device side sampling signal via the network. Means for transmitting to a plurality of slave devices,
Each slave unit generates means for generating a slave unit side sampling signal having the same frequency as the master unit side sampling signal by the IEEE 1588 time synchronization function, and slave unit side sampling detected after receiving a synchronization confirmation command from the master unit A time difference measuring means for measuring a difference between a signal change point time of a signal and a reference signal generation time of a reference signal source that emits a reference signal at a predetermined cycle as a time difference of the synchronization signal; and time difference information of the measured synchronization signal Means for transmitting to the network,
Provided in at least one of the master device, a plurality of slave devices, and a monitoring terminal device provided on a network, and acquires time difference information of a synchronization signal transmitted from each slave device via a network. A sampling synchronization monitoring device for a protection relay system, comprising monitoring means for monitoring the synchronization performance of the master device side sampling signal and the slave device side sampling signal based on the time difference information.
前記各スレーブ装置は、前記計測した同期信号の時間差情報を、前記ネットワークに接続されたすべての装置との間で送信、受信する機能を有していることを特徴とする請求項1に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置。   The said each slave apparatus has a function which transmits and receives the time difference information of the measured synchronous signal between all the apparatuses connected to the said network. Sampling synchronous monitoring device for protection relay system. 前記所定周期で発せられる基準信号はGPS受信機から取得した1PPS信号であり、
前記時間差計測手段は、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、前記1PPS信号発生時刻との時間差を計測することを特徴とする請求項1又は2に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置。
The reference signal emitted at the predetermined cycle is a 1PPS signal acquired from a GPS receiver,
The time difference measuring means measures a time difference between a signal change point time of a slave device side sampling signal detected after receiving a synchronization confirmation command from the master device and the 1PPS signal generation time. The sampling synchronous monitoring apparatus of the protection relay system of 1 or 2.
前記所定周期で発せられる基準信号は電力系統周波数を検出した信号であり、
前記時間差計測手段は、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、前記検出された電力系統周波数信号のゼロクロス点との時間差を計測することを特徴とする請求項1又は2に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置。
The reference signal generated in the predetermined cycle is a signal that detects the power system frequency,
The time difference measuring means measures a time difference between a signal change point time of a sampling signal on the slave device side detected after receiving a synchronization confirmation command from the master device and a zero cross point of the detected power system frequency signal. The sampling synchronous monitoring apparatus of the protection relay system according to claim 1 or 2.
前記監視手段は、前記同期信号の時間差情報が示す計測時間差の最小値から最大値までの幅を揺らぎ幅として求める処理を、監視対象時間内に取得した複数の同期信号の時間差情報に対して実行し、その結果求められた複数の揺らぎ幅の出現分布状況に基づいて前記同期性能を監視することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置。   The monitoring means executes processing for obtaining a width from a minimum value to a maximum value of a measurement time difference indicated by the time difference information of the synchronization signal as a fluctuation width with respect to time difference information of a plurality of synchronization signals acquired within the monitoring target time. The sampling synchronization monitoring device for a protection relay system according to any one of claims 1 to 4, wherein the synchronization performance is monitored based on an appearance distribution state of a plurality of fluctuation widths obtained as a result thereof. . 前記監視手段は、前記求められた揺らぎ幅を、段階的に設定した複数の出現率毎に分類することで、前記同期性能を監視することを特徴とする請求項5に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置。   6. The protection relay system according to claim 5, wherein the monitoring unit monitors the synchronization performance by classifying the obtained fluctuation width into a plurality of appearance rates set in stages. Sampling synchronization monitoring device. 前記監視手段は、前記同期性能を監視するための情報を表示する手段を備えていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視装置。   The sampling synchronization monitoring apparatus for a protection relay system according to any one of claims 1 to 6, wherein the monitoring means includes means for displaying information for monitoring the synchronization performance. 電力系統の複数の端子に設けられ、IEEE1588規格により時刻同期されたマスター装置および複数のスレーブ装置がネットワークを介して接続され、前記各装置によって各端子における系統の電気量情報をサンプリングしてリレー演算を行う保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法であって、
前記マスター装置が、GPS受信機から取得した1PPS信号に同期した所定周波数のマスター装置側サンプリング信号を生成するステップと、
前記マスター装置が、前記マスター装置側サンプリング信号における設定したタイミングで同期確認指令を前記ネットワークを介して複数のスレーブ装置へ送信するステップと、
前記各スレーブ装置が、IEEE1588時刻同期機能により前記マスター装置側サンプリング信号と同一周波数のスレーブ装置側サンプリング信号を生成するステップと、
前記各スレーブ装置の時間差計測手段が、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、所定周期で基準信号を発する基準信号源の基準信号発生時刻との差を同期信号の時間差として計測する時間差計測ステップと、
前記各スレーブ装置が、前記計測された同期信号の時間差情報を前記ネットワークへ送信するステップと、
前記マスター装置、複数のスレーブ装置およびネットワーク上に設けた監視用端末装置のうち少なくともいずれか1つの装置に設けられた監視手段が、前記各スレーブ装置からネットワークを介して送信された同期信号の時間差情報を取得し、該時間差情報に基づいて、前記マスター装置側サンプリング信号およびスレーブ装置側サンプリング信号の同期性能を監視する監視ステップと、
を備えたことを特徴とする保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法。
A master device and a plurality of slave devices, which are provided at a plurality of terminals of the power system and are time-synchronized according to the IEEE 1588 standard, are connected via a network. A sampling synchronous monitoring method for a protection relay system that performs
The master device generating a master device side sampling signal having a predetermined frequency synchronized with the 1PPS signal acquired from the GPS receiver;
The master device transmits a synchronization confirmation command to the plurality of slave devices via the network at a set timing in the master device-side sampling signal;
Each of the slave devices generates a slave device side sampling signal having the same frequency as the master device side sampling signal by the IEEE 1588 time synchronization function;
The time difference measuring means of each slave device detects the signal change point time of the slave device side sampling signal detected after receiving the synchronization confirmation command from the master device, and the reference signal generation of the reference signal source that emits the reference signal at a predetermined cycle A time difference measuring step for measuring a difference from the time as a time difference of the synchronization signal;
Each slave device transmits the time difference information of the measured synchronization signal to the network;
The time difference between the synchronization signals transmitted from each slave device via the network by the monitoring means provided in at least one of the master device, the plurality of slave devices, and the monitoring terminal device provided on the network. Monitoring step of acquiring information and monitoring the synchronization performance of the sampling signal on the master device side and the sampling signal on the slave device side based on the time difference information;
A sampling synchronization monitoring method for a protection relay system, comprising:
前記各スレーブ装置が、前記計測した同期信号の時間差情報を、前記ネットワークに接続されたすべての装置との間で送信、受信するステップを有していることを特徴とする請求項8に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法。   9. The method according to claim 8, wherein each of the slave devices has a step of transmitting and receiving the time difference information of the measured synchronization signal to and from all devices connected to the network. Sampling synchronous monitoring method for protection relay system. 前記時間差計測ステップは、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、GPS受信機から取得した1PPS信号発生時刻との時間差を計測することを特徴とする請求項8又は9に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法。   The time difference measuring step measures the time difference between the signal change point time of the slave device side sampling signal detected after receiving the synchronization confirmation command from the master device and the 1PPS signal generation time acquired from the GPS receiver. 10. The sampling synchronization monitoring method for a protection relay system according to claim 8 or 9, characterized in that: 前記時間差計測ステップは、前記マスター装置からの同期確認指令を受信した後に検出するスレーブ装置側サンプリング信号の信号変化点時刻と、電力系統周波数を検出した信号のゼロクロス点との時間差を計測することを特徴とする請求項8又は9に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法。   The time difference measuring step measures the time difference between the signal change point time of the sampling signal on the slave device side detected after receiving the synchronization confirmation command from the master device and the zero cross point of the signal detecting the power system frequency. 10. The sampling synchronization monitoring method for a protection relay system according to claim 8 or 9, characterized in that: 前記監視ステップは、前記同期信号の時間差情報が示す計測時間差の最小値から最大値までの幅を揺らぎ幅として求める処理を、監視対象時間内に取得した複数の同期信号の時間差情報に対して実行し、その結果求められた複数の揺らぎ幅の出現分布状況に基づいて前記同期性能を監視することを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1項に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法。   The monitoring step executes a process for obtaining a width from a minimum value to a maximum value of a measurement time difference indicated by the time difference information of the synchronization signal as a fluctuation width with respect to time difference information of a plurality of synchronization signals acquired within the monitoring target time. The sampling synchronization monitoring method for a protection relay system according to any one of claims 8 to 11, wherein the synchronization performance is monitored based on an appearance distribution situation of a plurality of fluctuation widths obtained as a result. . 前記監視ステップは、前記求められた揺らぎ幅を、段階的に設定した複数の出現率毎に分類することで、前記同期性能を監視することを特徴とする請求項12に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法。   13. The protection relay system according to claim 12, wherein the monitoring step monitors the synchronization performance by classifying the obtained fluctuation width into a plurality of appearance rates set in stages. Sampling synchronous monitoring method. 前記監視ステップは、表示手段が前記同期性能を監視するための情報を表示するステップを備えていることを特徴とする請求項8ないし13のいずれか1項に記載の保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法。   The sampling synchronization monitoring of the protection relay system according to any one of claims 8 to 13, wherein the monitoring step comprises a step of displaying information for the display means to monitor the synchronization performance. Method.
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