JP5663267B2 - Protection relay system and protection relay device - Google Patents
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Description
本発明は、伝送を用いた保護リレーシステム及び保護リレー装置に関する。 The present invention relates to a protection relay system and a protection relay device using transmission.
電力系統に発生する故障、いわゆる短絡,地絡故障等に対しては、電力系統を形成する送電線,変圧器,母線,発電機といった要素ごとに設置された保護リレー装置が、その守備範囲内に発生した故障に対して動作し、当該の故障点を含む区間を遮断器の引き外しにより、残りの健全な電力系統から切り離しすることで、故障の除去が行われている。このような電力系統の保護リレー装置の技術分野では、複数地点の同じ時刻の電気量情報を参照する必要性があるため、各地点の電気量のサンプリング時刻を同期化する必要がある。 For faults that occur in the power system, so-called short-circuits, ground faults, etc., protective relay devices installed for each element such as transmission lines, transformers, buses, and generators that form the power system are within the defensive range. The fault is removed by disconnecting the section including the fault point from the remaining healthy power system by tripping the circuit breaker. In the technical field of such a power system protection relay device, it is necessary to refer to information on the amount of electricity at the same time at a plurality of points, so it is necessary to synchronize the sampling time of the amount of electricity at each point.
この同期化の方法として、例えば特許文献1に記載の方法がある。この特許文献1では、電気量情報に送信時刻が含まれる伝送フレームを保護リレー装置間で送受信し、該フレームの送信時刻および受信時刻からずれを算出し同期を行う方法が開示されている。
As a synchronization method, for example, there is a method described in
一方、伝送を介して基準時間源と時刻情報を交換し各ローカルクロックを同期化する方法として、非特許文献1に規定された時刻同期化プロトコルが知られている。非特許文献1で知られたIEEE1588は、ナノ秒単位の時刻を扱い、ナノ秒単位の同期が可能な技術である。IEEE1588では、時刻情報を交換することで、ローカルクロックと基準時間源の間の伝送遅延と、相対的な時間差を示す時刻ずれを求めることができる。
On the other hand, a time synchronization protocol defined in Non-Patent
IEEE1588の規格では、下記に示す事項等が定められている。
(a)基準時間源をマスタ、マスタに時刻を合わせる側をスレーブと呼ぶ。
(b)マスタからスレーブへSync、マスタからスレーブへFollow Up、スレーブからマスタへDelay Req、マスタからスレーブへDelay Respの4種類の同期化フレームをやりとりする。
(c)Syncの送信時刻t1,Syncの受信時刻t2,Delay Reqの送信時刻t3,Delay Reqの受信時刻t4を採取する。
(d)t1〜t4を用いると、以下の数式(1)で伝送遅延t、数式(2)でスレーブから見たマスタの時刻ずれdを計算できる。
〔数1〕
t={(t4−t3)+(t2−t1)}/2 (1)
〔数2〕
d={(t4−t3)−(t2−t1)}/2 (2)
(e)送信時刻,受信時刻は、プリアンブル終了とデータ開始を示すSFD(スタートフレームデリミタ)の時点とする。
In the IEEE 1588 standard, the following items are defined.
(A) The reference time source is called the master, and the side that sets the time to the master is called the slave.
(B) Four types of synchronization frames are exchanged: Sync from master to slave, Follow Up from master to slave, Delay Req from slave to master, and Delay Resp from master to slave.
(C) Sync transmission time t1, Sync reception time t2, Delay Req transmission time t3, Delay Req reception time t4.
(D) When t1 to t4 are used, the transmission delay t can be calculated by the following formula (1), and the master time difference d seen from the slave can be calculated by the formula (2).
[Equation 1]
t = {(t4-t3) + (t2-t1)} / 2 (1)
[Equation 2]
d = {(t4-t3)-(t2-t1)} / 2 (2)
(E) The transmission time and reception time are the time points of SFD (start frame delimiter) indicating the end of the preamble and the start of data.
ここで、IEEE1588の通信技術を、実用的な形で保護リレー装置に適用することを検討すると幾つかの解決すべき課題がある。例えば特許文献1に記載の方法に適用した場合、保護リレー装置としての機能を果たすため伝送情報、例えば電気量情報に同期信号を付して伝送しているため、IEEE1588のように同期に複数の信号が必要な場合には同期が遅延したり、同期のタイミングが煩雑となってしまう。また、これら複数の伝送情報のパケットの衝突といった事態を生じてしまう可能性がある。
Here, when it is considered to apply the communication technology of IEEE 1588 to the protection relay device in a practical form, there are some problems to be solved. For example, when applied to the method described in
上記のような課題を解決するために本発明においては、IEEE1588技術と保護リレー技術の両者を結び付けに活用する際に、同期のタイミングを制御し、パケットの衝突といった障害なく精度の高いサンプリング同期を実現する保護リレーシステム及び保護リレー装置を提供することを目的とする。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, when using both IEEE 1588 technology and protection relay technology in combination, the timing of synchronization is controlled, and high-precision sampling synchronization is achieved without any trouble such as packet collision. It aims at providing the protection relay system and protection relay apparatus which implement | achieve.
上記課題は、電力系統から所定の電気角毎に系統電流情報をサンプリングするユニットが電力系統の各端子に備えられ、各ユニット間で伝送された前記系統電流情報から電力系統の事故を検出するリレー演算を行う保護リレーシステムにおいて、複数の前記ユニットは、前記所定の電気角の期間を伝送の対象となるデータごとに複数のスロットに分割し、該複数のスロットには少なくとも、前記系統電流情報を前記複数のユニット間で伝送される第1のスロットと、前記サンプリング時刻の同期信号が伝送される第2のスロットと、が含まれることを特徴とする保護リレーシステムによって解決される。 The above-mentioned problem is that a relay that detects a power system fault from the system current information transmitted between the units, each unit of the power system having a unit that samples system current information for each predetermined electrical angle from the power system. In the protection relay system that performs computation, the plurality of units divide the predetermined electrical angle period into a plurality of slots for each data to be transmitted, and at least the system current information is stored in the plurality of slots. The protection relay system includes a first slot transmitted between the plurality of units and a second slot in which a synchronization signal at the sampling time is transmitted.
本発明によれば、IEEE1588技術を用いて保護リレー技術の両者を結び付けに活用するに際し、同期のタイミングを制御し、パケットの衝突といった障害なく精度の高いサンプリング同期を実現することができる。 According to the present invention, when both of the protection relay technologies are used for connection using the IEEE 1588 technology, the synchronization timing can be controlled, and high-precision sampling synchronization can be realized without any trouble such as packet collision.
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の保護リレー装置は、伝送を利用して保護対象である機器あるいは送電系統を保護するものに適用できるが、具体的には差動原理により保護を行うディジタル差動保護リレー装置に適用するのが良い。特に、電気量計測点が距離的に遠方にあり、かつ装置数が多い場合に、本発明の効果がより大きいと考えられることから、ここでは図1の多端子送電系統に本発明装置を適用する場合について説明する。 The protection relay device of the present invention can be applied to a device or a power transmission system that protects a device to be protected by using transmission. Specifically, the protection relay device is applied to a digital differential protection relay device that performs protection based on a differential principle. Is good. In particular, the present invention is applied to the multi-terminal power transmission system of FIG. 1 because the effect of the present invention is considered to be greater when the electrical quantity measurement point is far away and the number of devices is large. The case where it does is demonstrated.
図1は、4端子送電系統に本発明装置を適用した場合の全体構成を示している。この送電系統は、4つの端子A,B,C,D間に設けられた3つの送電線L1,L2,L3からなる。各端子A,B,C,Dには、遮断器CBと変流器CTが設けられている。そして、変流器CTにより、各端子での電流が検出され、遮断器CBに対して投入あるいは引きはずし指令信号が与えられる。 FIG. 1 shows an overall configuration when the device of the present invention is applied to a four-terminal power transmission system. This power transmission system includes three power transmission lines L1, L2, and L3 provided between four terminals A, B, C, and D. Each terminal A, B, C, D is provided with a circuit breaker CB and a current transformer CT. Then, the current transformer CT detects the current at each terminal, and gives an on / off command signal to the circuit breaker CB.
端子Aには、マスタユニットMが設置され、端子B,C,DにはスレーブユニットSが設置される。マスタユニットMと、スレーブユニットSB,SC,SDの間には、伝送路161,162,163が設けられている。この伝送路は、高価な専用の伝送回線ではなく、イーサネット(登録商標)等の安価な高速汎用伝送を用い、かつリアルタイムOSによるパケット送信制御とする。
A master unit M is installed at the terminal A, and a slave unit S is installed at the terminals B, C, and
各端子のユニットでは、その端子での電流Iと遮断器CBの接点情報Xを取り込み、さらにスレーブユニットSB,SC,SDでは、これらの情報を、伝送路161,162,163を介してマスタユニットMに送信する。マスタユニットMでは、各端子からの電流情報Iを用いて差動演算を実施し、最終的に各ユニットから各端子の遮断器に対して引きはずし指令Xを与える。なお、図1では表記の都合上、接点情報も引きはずし指令も記号Xで表している。
Each terminal unit takes in the current I at that terminal and the contact point information X of the circuit breaker CB. Further, in the slave units SB, SC, SD, these information are transferred to the master unit via the
このように、マスタ/スレーブユニットを送電線の各端子に対応させて配置し、その間を上記伝送路で接続することで送電線保護用の電流差動保護リレー装置を構成することが可能となる。 Thus, it becomes possible to configure a current differential protection relay device for power transmission line protection by arranging the master / slave unit corresponding to each terminal of the power transmission line and connecting between them by the transmission line. .
ここで、端子Aのユニットをマスタと呼び、他の端子のユニットをスレーブと呼称するのには2つの意味がある。ひとつの意味は、IEEE1588の規格に合わせて時刻信号を送出する側(マスタ)と、これを受信して時刻修正する側(スレーブ)を表しているということである。 Here, there are two meanings when the unit of terminal A is called a master and the unit of other terminals is called a slave. One meaning is that it represents a side (master) that transmits a time signal in conformity with the IEEE 1588 standard and a side (slave) that receives the time signal and corrects the time (slave).
もう1つの理由は、後で図4を用いてスロット処理について説明するが、この説明を簡便に行うためには、端子Aのみが保護リレー演算を行い、他の端子はその判断に従い転送遮断を行う実施例とするのがもっとも適していたことによる。このときの各端子の関係がマスタ/スレーブと呼ぶに相応しいものであった。従って、全ての端子で相互に電流情報を交換し合い、それぞれで事故判定するように構成することも本発明では可能であり、この場合に、この理由だけであれば、マスタ/スレーブと呼ぶのは適切ではない。 Another reason is that slot processing will be described later with reference to FIG. 4, but in order to simplify this description, only the terminal A performs a protection relay operation, and the other terminals perform transfer blocking according to the determination. This is because it is most suitable to carry out the embodiment. The relationship between the terminals at this time was suitable for calling the master / slave. Accordingly, it is possible in the present invention to exchange current information with each other and to determine an accident in each terminal. In this case, for this reason, it is called a master / slave. Is not appropriate.
なお、スレーブユニットSBには、表示部150が備えられており、ここへ表示情報151を出力し、表示部150はその表示情報151に基づき、様々な情報を人間が認識できる形で表示させる。表示部150は、液晶ディスプレイ(LCD)等を用いた基板で実現してもよいし、表示情報151をHTMLのファイルとし、表示部150はパソコンとして、汎用のwebブラウザで表示させるような形でも可能である。これらの表示部150は、適宜他のユニットにも設けることができる。
The slave unit SB is provided with a
次に、図6を用いて、パケット通信にて送受信する場合のサンプリング同期方式について説明する。図6は、マスタユニットMとスレーブユニットSの2端子の構成のサンプリング同期について記載しているものである。この図は、下向きに時間が経過していくタイムチャートとなっている。この同期方式は、IEEE1588にて規定されている手法であり、動作の説明については概要を述べるに留める。 Next, a sampling synchronization method when transmitting and receiving by packet communication will be described with reference to FIG. FIG. 6 describes the sampling synchronization of the two-terminal configuration of the master unit M and the slave unit S. This figure is a time chart in which time passes downward. This synchronization method is a method defined in IEEE 1588, and only an outline of the operation will be described.
まず、マスタユニットMはスレーブユニットSに対して同期制御するための送信パケット61(通常、Syncと称する)を送信する。引き続き、マスタユニットMはスレーブユニットSに対して上記信号61(Sync)を送出した時刻データt2t1を、次の送信パケット62(通常、Follow Upと称する)に含めて送信する。一方、スレーブユニットSは、最初の送信パケット61(Sync)を受信した時刻t1t2を確認し、次の送信パケット4d62(Follow Up)内の送信時刻データt2t1を取り出す。 First, the master unit M transmits a transmission packet 61 (usually referred to as Sync) for synchronous control to the slave unit S. Subsequently, the master unit M transmits the time data t2t1 at which the signal 61 (Sync) is transmitted to the slave unit S in the next transmission packet 62 (usually referred to as Follow Up). On the other hand, the slave unit S confirms the time t1t2 when the first transmission packet 61 (Sync) is received, and extracts the transmission time data t2t1 in the next transmission packet 4d62 (Follow Up).
次に、スレーブユニットSはマスタユニットMに対して同期制御するために、送信パケット63(通常Delay Requestと称する)を送信する。この際に、スレーブユニットSは送信した時刻t3を取得する。次に、マスタユニットMは、送信パケット63(Dlay Request)を受信した時刻t4を、次の送信パケット64(通常Delay Responseと称する)に乗せてスレーブユニットSへ送信する。 Next, the slave unit S transmits a transmission packet 63 (usually referred to as “Delay Request”) for synchronous control with respect to the master unit M. At this time, the slave unit S acquires the transmitted time t3. Next, the master unit M transmits the time t4 at which the transmission packet 63 (Dlay Request) is received to the slave unit S on the next transmission packet 64 (usually referred to as Delay Response).
これらの一連の動作により、スレーブユニットSは、t1〜t4の時刻データを取得することができ、この時刻データから、先に説明した数式(1),数式(2)に示す演算により、マスタユニットMとスレーブユニットS間のサンプリングタイミングのずれを補正するためのデータである、遅延時間tとオフセット時間とdとを得ることができる。 Through these series of operations, the slave unit S can acquire the time data of t1 to t4, and the master unit can be obtained from the time data by the calculations shown in the equations (1) and (2) described above. A delay time t, an offset time, and d, which are data for correcting a sampling timing shift between M and the slave unit S, can be obtained.
上記数式(1),数式(2)より、遅延時間tを0に近づけるように制御することで、スレーブユニットSはマスタユニットMに対してサンプリング時刻が同一となるように制御できる。このように、定期的に通信の遅延時間を計測するパケットを送受することで可能である。なお、当然ながら、サンプリング同期制御の状態については、上記遅延時間tを常時監視する必要があり、例えば、このオフセットが1μs以下であることを監視することで電流差動演算に及ぼす影響を把握し、必要であれば装置ロックさせる。 From the above formulas (1) and (2), the slave unit S can be controlled so that the sampling time is the same as that of the master unit M by controlling the delay time t to be close to zero. In this way, it is possible to send and receive packets that periodically measure communication delay times. Of course, it is necessary to constantly monitor the delay time t regarding the state of the sampling synchronization control. For example, by monitoring that the offset is 1 μs or less, the influence on the current differential calculation is grasped. If necessary, lock the device.
図2は、マスタユニットMの構成例を示す。マスタユニットMは、CPU210,接点制御部220,A/D変換部230,プロトコル制御部240,受信部251,252,253,送信部260,物理層271,272,273,時刻同期部280,周期生成部290からなる。
FIG. 2 shows a configuration example of the master unit M. The master unit M includes a
A/D変換部230は、端子Aの変流器CTから得た端子電流IAを入力し、これをサンプリングしてディジタル電気量データに変換する。また、接点制御部220は、端子Aの遮断器CBの接点状態情報Xを入力する。これらディジタル電気量データ,接点状態情報は、CPUバス211を通じてCPU210とやりとりされ、さらにプロトコル制御部240に渡される。
The A /
プロトコル制御部240は、各種フレームのデータ構造を作成し、送信部260に送信プロトコルデータ241を出力し、また受信部251,252,253から受信プロトコルデータ254,255,256を入力する。なお、受信部251,252,253は、それぞれスレーブユニットSB,SC,SDからの信号の受信部である。
The
送信部260は、物理層271,272,273を介して、スレーブユニットSB,SC,SDへ送信データ261を出力し、受信部251,252,253はスレーブユニットSB,SC,SDからの受信データ274,275,276を入力する。物理層271,272,273は、伝送可能な電気信号へ変換等を行い、伝送路161,162,163を通じて伝送を行う。
The
時刻同期部280は、具体的な回路構成についてはあとで図9を用いて説明するが、マスタユニットMの時刻同期部280は、自己発振して信号281を与えればよく、一般には電力系統の交流電気量の周波数の倍数で定まる自己発振を行うものとされることが多い。
The
周期生成部290は、時刻同期部280からの信号281を用いて周期開始信号291を生成し、A/D変換部230のサンプリングのタイミングを決める。
The
図3は、図2のスレーブユニットSBの構成例を示す。スレーブユニットSBには、図1のマスタユニットMと比較して、時刻同期部280と、CPUバス211から表示情報151を出力するパスが追加されている点が異なっているが、それ以外は同じである。図2のスレーブユニットSC,SDもスレーブユニットSBと同様の構成となる。
FIG. 3 shows a configuration example of the slave unit SB of FIG. The slave unit SB is different from the master unit M of FIG. 1 in that a
図3のスレーブユニットSBにおいて、時刻同期部280は、受信部251から受信タイミング259,送信部260から送信タイミング262を入力し、プロトコル制御部240からプロトコル情報242を入力する。それらに基づいてIEEE1588で定義された同期パケットの受信時刻,送信時刻を作成/保持し、そこからIEEE1588で定義された数式(1),数式(2)の計算に従って、伝送遅延tとマスタユニットとスレーブユニットの時刻ずれdを計算する。伝送遅延t,時刻ずれdは、CPUバス211に接続され、CPU210で読み出すことが可能となる。
In the slave unit SB of FIG. 3, the
また時刻同期部280は、現在時刻281を作成し、周期生成部290に与える。このように、図2に示すマスタユニットの周期生成部290は自己内で決定した周期での発振を行ってサンプリングタイミングを決定し、図3に示すスレーブユニットの周期生成部290は時刻同期部280の与える現在時刻281に従って、サンプリングタイミングを決定する。さらに、時刻同期部280は伝送遅延tとマスタユニットとスレーブユニットの時刻ずれdを反映した現在時刻281を作成しているので、結果的にはサンプリングタイミングの同期化が実現される。
Further, the
なお、受信タイミング259,送信タイミング262は,IEEE1588で定義されたプリアンブル終了とデータ開始を示すSFD(スタートフレームデリミタ)のタイミングを示すものである。
The
このように、本発明の適用される保護対象と各端子が備える装置の一例を図1に、またマスタユニットMの構成例を図2に、スレーブユニットSBの構成例を図3に示している。これら装置を使用して、本発明では計測した電気量などを伝送し、保護リレー演算を実行し、遮断器の引き外しを指令するわけであるが、この間の時系列的な処理について図4を用いて説明する。 As described above, FIG. 1 shows an example of the protection target to which the present invention is applied and the devices included in each terminal, FIG. 2 shows a configuration example of the master unit M, and FIG. 3 shows a configuration example of the slave unit SB. . Using these devices, in the present invention, the measured amount of electricity is transmitted, the protection relay calculation is executed, and the circuit breaker is instructed to be tripped. It explains using.
図4は、本発明装置の全体の動作を示すタイムチャートである。このタイムチャートでは、横軸に電力系統の交流電気量の電気角60度を、16スロットに分割した時間期間を記載している。なお、これらのスロットを、それぞれスロット0からスロット15と呼ぶことにする。なお、電気角60度は、50Hz系では3.333ミリ秒、60Hz系では2.777ミリ秒なので、単位のスロット長はその16分の1という長さである。50Hz系では200.8208.3マイクロ秒、60Hz系173.6マイクロ秒になる。
FIG. 4 is a time chart showing the overall operation of the apparatus of the present invention. In this time chart, the horizontal axis indicates a time period obtained by dividing the electrical angle of 60 degrees of the AC electricity quantity of the power system into 16 slots. These slots are referred to as
同図縦軸には、マスタユニットM内の各部,伝送路161,スレーブユニットSB内の各部を示しており、この結果図4によれば、各スロットのときに通信システム全体として、どこがどういう働きをしているのかが理解できる。なお、この図では、スレーブユニットを代表してスレーブユニットSBの動作のみを示しているが、他のスレーブユニットSC,SDが、スレーブユニットSBと同じ時刻に同じように動作していることはいうまでもない。
The vertical axis of the figure shows each part in the master unit M, each part in the
図4の各スロットでの動作説明を行うにあたり、ここには保護リレー装置としての保護リレー機能部分と、保護リレー装置で必要とする電流情報などが伝送により収集される情報収集機能部分と、伝送によりサンプリング同期化を図る同期化機能部分とがあり、図4に表記されているので、以下この機能の順序に従い、説明する。 In explaining the operation in each slot of FIG. 4, the protection relay function part as the protection relay apparatus, the information collection function part for collecting the current information necessary for the protection relay apparatus, and the like, and the transmission Since there is a synchronization function portion that performs sampling synchronization, and is shown in FIG. 4, it will be described below in the order of this function.
まず、保護リレー機能部分についてみると、この図によれば、マスタユニットMと、スレーブユニットSBのA/D変換部230では、スロット1からスロット7の期間、およびスロット9からスロット15の期間で、A/D変換を実施する。また、この図には記載していないがこの期間の先頭で、電力系統の電流のサンプリングが実施されている。
First, regarding the protection relay function part, according to this figure, in the A /
マスタユニットMと、スレーブユニットSBのCPU210は、スロット1からスロット7の期間で変換したディジタル電気量値はスロット8で、またスロット9からスロット15の期間で変換したディジタル電気量値は、次の周期のスロット0で、A/D変換部230からCPU210への読み出し処理を行う。
The
このディジタル電気量値を用いて、それぞれのCPU210では、続く3スロット(スロット1−3、またはスロット9−11)でフィルタ演算を実施する。ここまでの双方のCPU210の動きは同じであるが、更に続く3スロット(スロット4−6またはスロット12−14)で、マスタユニットMのCPU210が保護リレー演算を行うのに対し、スレーブユニットSBのCPU210はこの保護リレー演算を実施しない。以降、双方のCPU210は、8スロットごとに、この繰り返し処理を実行する。
Using this digital electric quantity value, each
以上が、図4において説明を行いたい機能部分のうち保護リレー機能部分のものである。この状態では保護リレー装置が差動原理演算を行う上で必要とする他端子電流などの情報が、マスタユニットMに供給されていない。あくまでも、自端子での検出電流がそのユニット内に得られたことを説明したのみである。 The above is the protection relay function part among the function parts to be described in FIG. In this state, information such as the other terminal current required for the protection relay device to perform the differential principle calculation is not supplied to the master unit M. It is only explained that the detected current at the terminal is obtained in the unit.
このため、次に、保護リレー装置で必要とする電流情報などが伝送により収集される情報収集機能部分について説明する。この場合に、必要な情報は、各端子での検出電流Iと、各端子遮断器CBの接点情報Xであるが、異なるタイムスロットで処理されるので、以下この順番に従い順次説明する。 For this reason, the information collection function part for collecting current information and the like necessary for the protection relay device by transmission will be described next. In this case, the necessary information is the detected current I at each terminal and the contact information X of each terminal breaker CB, but since they are processed in different time slots, they will be described sequentially in this order.
なお、以下の説明で明らかになることであるが、スレーブユニットSでは電流情報収集と、フィルタ演算後のマスタユニットMへのデータ提供を行い、マスタユニットMでの保護リレー演算の結果を受け入れて遮断器操作を行う。 As will be apparent from the following description, the slave unit S collects current information and provides data to the master unit M after the filter calculation, and accepts the result of the protection relay calculation in the master unit M. Perform breaker operation.
以下、情報収集機能部分のうち、電流情報の流れについて説明を行う。図4では、電流情報の流れをパスP1として示している。この段階では電流情報は、フィルタ演算された値として保持されており、まずスレーブユニットSBのCPU210は、スロット1−3のフィルタ演算期間後のスロット5で、プロトコル制御部240に、フィルタ演算結果を渡す。
Hereinafter, the flow of current information in the information collection function part will be described. In FIG. 4, the flow of current information is shown as a path P1. At this stage, the current information is held as a filter-calculated value. First, the
スレーブユニットSBのプロトコル制御部240にシフトされたフィルタ演算結果は、スロット9と10でスレーブユニットSBの送信部260を経て、伝送路161でアナログ値伝送される。マスタユニットMの受信部251では、このタイミングのスロット9と10でスレーブユニットSBからのフィルタ演算結果を受信する。マスタユニットMの受信部251に受信されたアナログ値伝送は、そのプロトコル制御部240を経て、次の周期のスロット0でマスタユニットMのCPU210に読み出され、保護リレー演算に利用される。
The filter calculation result shifted to the
以上、電流伝送パスP1について説明したが、再度整理して説明すると、図4の電気角60度のスロット0において、マスタユニットMのCPU210に読み出され、保護リレー演算に利用されるスレーブユニットSBからの電流は、その前の電気角60度のスロット5を始点とする電流パスP1の流れで得られるものであるが、更にその先を辿ると、さらにその前の電気角60度のスロット9−15でスレーブユニットSBにおいてA/D変換されたものである。このように、実際にサンプリングされた時点からは90度以上経過して初めて保護リレー演算に利用される。
Although the current transmission path P1 has been described above, again, the slave unit SB read out by the
なお、ここでは電流伝送パスP1として示した。これはA/D変換されたデータを、CPUなどの各部を経由して最終的にマスタユニットのCPUに届けるまでのルートとして示したものであるが、別の言い方をすると、これはこの間の一連の複数の作業手順を幾つかに分割し、適宜分割した手順ごとに各スロットでの作業に割り振ったものということができる。例えばスロット5の処理内容はCPUからプロトコル制御部にデータを転送する作業手順、スロット9と10はスレーブユニットからマスタユニットへの電流情報移転のための作業手順といった具合である。
Here, the current transmission path P1 is shown. This is shown as a route for the A / D converted data to finally reach the CPU of the master unit via each part such as a CPU. In other words, this is a series of data in the meantime. It can be said that the plurality of work procedures are divided into several parts and assigned to work in each slot for each divided procedure. For example, the processing content of slot 5 is a work procedure for transferring data from the CPU to the protocol control unit, and
この一連の複数の作業手順を幾つかに分割し、適宜分割した手順ごとに各スロットに割り振るという考えは、以下に説明するほかのパス、あるいは同期化機能の処理においても同じ考えを踏襲している。 The idea of dividing this series of work procedures into several parts and allocating them to each slot as appropriate is based on the same idea in the processing of other paths or synchronization functions described below. Yes.
また、図4の電気角60度の時間範囲内には、もう1つの図示していない電流伝送パスP1がある。これは、フィルタ演算を行うスロット9−11後のスロット12を始点とし、次に続く電気角60度のタイムスロットのスロット8でマスタユニットMのCPU210に読み出されるまでのパスである。
Further, there is another current transmission path P1 (not shown) within the time range of 60 electrical angles in FIG. This is a path from the slot 12 after the slot 9-11 where the filter operation is performed to the start point to the time when the
具体的には、スレーブユニットSBのCPU210がスロット8で読みこんだ電気量値は、フィルタ演算されスロット13でプロトコル制御部240へ渡され、次の周期のスロット1と2でスレーブユニットSBの送信部260を経て伝送161でアナログ値伝送される。さらに次の周期のスロット1と2でマスタユニットMの受信部251で受信したアナログ値伝送は、プロトコル制御部240を経て、スロット8でマスタユニットMのCPU210に読み出される。
Specifically, the electric quantity value read in the
このことから電流の取り込みが30度間隔で実行され、A/D変換とフィルタ処理並びに伝送処理に90度程度の時間を経過して初めて、保護リレー演算に提供されていることが理解できる。このようにして、マスタユニットMとスレーブユニットSが取得したディジタル電気量を、マスタユニットMのCPU210へ集約することができる。
From this, it can be understood that the current is taken in at intervals of 30 degrees, and is only provided for the protection relay calculation after a time of about 90 degrees has passed for the A / D conversion, the filtering process, and the transmission process. In this way, the digital electricity quantity acquired by the master unit M and the slave unit S can be collected in the
次に、情報収集機能部分のうち、接点情報の流れについて説明を行う。図4では、接点情報の流れをパスP2とパスP3として示している。パスP2は、スレーブユニットSからマスタユニットMへ接点情報を伝達するときであり、パスP3は、その逆にマスタユニットMからスレーブユニットSへ接点情報を伝達するときである。 Next, the flow of contact information in the information collection function part will be described. In FIG. 4, the flow of contact information is shown as a path P2 and a path P3. The path P2 is when the contact information is transmitted from the slave unit S to the master unit M, and the path P3 is the time when the contact information is transmitted from the master unit M to the slave unit S.
まず、スレーブユニットSからマスタユニットMへのパスP2は、スレーブユニットSのスロット0で接点制御部220に取り込んだ接点情報を、スロット4において、スレーブユニットSBの接点制御部220,スレーブユニットSBの送信部260,伝送161,マスタユニットMの受信部251,マスタユニットMの接点制御部220と転送し、スロット8でマスタユニットMのCPU210に読み出される。なお、このパスは、スロット8から、次の周期のスロット0の間にも存在するが、ここでは説明を省略する。
First, in the path P2 from the slave unit S to the master unit M, the contact information fetched into the
その逆に、マスタユニットMからスレーブユニットSへ接点情報を伝達するパスP3は、スロット12において、マスタユニットMの接点制御部220,マスタユニットMの送信部260,伝送161,スレーブユニットSBの受信部251,スレーブユニットSBの接点制御部220と転送し、次の周期のスロット0でスレーブユニットSBのCPU210で読み出される。なお、このパスは、スロット0から、スロット8の間にも存在するが、ここでは説明を省略する。
On the contrary, the path P3 for transmitting contact information from the master unit M to the slave unit S is, in the slot 12, the
このようにして、マスタユニットMとスレーブユニットSの接点情報を交換しあう。特に、マスタユニットMからスレーブユニットSへ接点情報を伝達するパスP3においては、スレーブユニットS側の遮断器CBに対するトリップ信号を含むことがあるが、これはスロット4−6におけるCPU210の保護リレー演算の結果を、スロット8で接点制御部220に移し、先に説明したパスP3でスレーブユニットS側に送り、次の周期のスロット0でCPU210が認知することで実現される。なお、マスタユニットM側における遮断操作は、スレーブユニットS側の遮断操作に先行してスロット8で行ってもよいし、スレーブユニットS側の遮断操作に合わせて次の周期のスロット0で行うようにしてもよい。以上、図4を用いて、パスP1とP2とP3により、保護リレー装置で必要とする電流情報などが伝送により収集される情報収集機能部分について説明を行った。
In this way, contact information between the master unit M and the slave unit S is exchanged. In particular, the path P3 for transmitting contact information from the master unit M to the slave unit S may include a trip signal for the circuit breaker CB on the slave unit S side, which is a protection relay calculation of the
最後に、伝送によりサンプリング同期化を図る同期化機能部分について説明する。この処理は、図4のスロット6と14を用いて実施される。スロット6においては、マスタユニットMのプロトコル制御部240から、マスタユニットMの送信部260,伝送161,スレーブユニットSBの受信部251,スレーブユニットSBのプロトコル制御部240のルートで、まずIEEE1588で定義されるSYNCパケットを伝送し、次いでFollow Upパケットを伝送する。なお、この場合のマスタユニットMからスレーブユニットSB,SC,SDに対する伝送は、全員に対していわゆる同報通信の形で実施される。
Finally, a synchronization function part that performs sampling synchronization by transmission will be described. This process is performed using
また、スロット14においてスレーブユニットSBのプロトコル制御部240,スレーブユニットSBの送信部260,伝送161,マスタユニットMの受信部251,マスタユニットMのプロトコル制御部240のルートで、IEEE1588で定義されるDelay Reqパケットを伝送する。この場合のスレーブユニットからの伝送は、各スレーブユニットからマスタユニットMに向けて個別に実施される。従って、スロット14の期間内で3つのスレーブユニットからの個別伝送が実施されることになる。
Further, in the
さらに引き続き、スロット14においてその応答Delay Respパケットを、マスタユニットMのプロトコル制御部240から、マスタユニットMの送信部260,伝送161,スレーブユニットSBの受信部251,スレーブユニットSBのプロトコル制御部240のルートで伝送する。この場合のマスタユニットMからスレーブユニットSB,SC,SDに対する伝送は、スレーブユニット毎に異なる内容の伝送を実施することになる。従って、スロット14の期間内では、Delay Reqパケットも含めると合計6つの個別伝送が実施されることになる。マスタユニットMからDelay Respパケットを受信したスレーブユニットSB,SC,SDでは、サンプリングタイミングのずれを計算し、ずれを無くすようにサンプリング時刻を補正する。
Subsequently, the response Delay Resp packet in the
このように、本発明においてはスロット0−7までの前半期間で、IEEE1588のSYNCとFollow Upパケットを伝送、スロット8−15までの後半期間で、IEEE1588のDelay ReqとDelay Respパケットを伝送するように機能分散させることで、保護リレー装置としての機能と、同期化の機能とを効率よく使い分けて実施することができる。 Thus, in the present invention, the IEEE 1588 SYNC and Follow Up packets are transmitted in the first half period up to the slot 0-7, and the IEEE 1588 Delay Req and Delay Resp packets are transmitted in the second half period up to the slot 8-15. By distributing the functions to each other, the function as a protection relay device and the function of synchronization can be efficiently used separately.
以上、主に図4を用いて、この期間内に保護リレー装置としての保護リレー機能部分と、保護リレー装置で必要とする電流情報,接点情報などが伝送により収集される情報収集機能部分と、伝送によりサンプリング同期化を図る同期化機能部分とを実行することを説明した。本発明によれば、このように、電気量データ,接点情報,同期パケットなどの伝送を行うに当り、あらかじめ伝送するスロットを割り当てておくことで、周期的な伝送を、異なる情報の間での衝突を発生することなく伝送させることが可能となる。 As described above, mainly using FIG. 4, a protection relay function part as a protection relay apparatus within this period, an information collection function part for collecting current information, contact information, etc. required by the protection relay apparatus by transmission, It has been described that the synchronization function portion that performs sampling synchronization by transmission is executed. According to the present invention, when transmission of electrical quantity data, contact information, synchronization packets, and the like is performed in this way, periodic transmission is performed between different pieces of information by assigning slots to be transmitted in advance. It is possible to transmit without causing a collision.
また、図4では簡便な説明を目的として、転送遮断方式の場合のタイムチャートを示しているが、これは各端子で相互に電流を送信しあい、端子ごとに事故判断するように装置構成することも可能である。この場合には、図4のスロットをより細かく分割し(スロット数を多くし)、各端子相互間、さらには端子内の各装置間の信号授受の流れを漏れなく、各スロットに割り振ればよい。逆な言い方をすると、各機能の複数の手順の数に応じて、所定の電気角の期間を分割するスロット数を決定すればよい。 In addition, FIG. 4 shows a time chart in the case of the transfer cut-off method for the purpose of simple explanation, but this is to configure the device so that each terminal transmits current to each other and makes an accident judgment for each terminal. Is also possible. In this case, if the slots shown in FIG. 4 are divided more finely (the number of slots is increased), and the flow of signal exchange between terminals and between devices in the terminals is assigned to each slot without omission. Good. In other words, the number of slots into which a predetermined electrical angle period is divided may be determined according to the number of procedures of each function.
図8は、本発明において、図6の理論に基づいて時刻同期を図る時刻同期部280の構成例として、スレーブユニットSBに設置される時刻同期部280を示している。時刻同期部280は、加算器50,現在時刻レジスタ51,受信時刻レジスタ54,送信時刻レジスタ55,伝送遅延/時刻ずれ計算回路56,伝送遅延レジスタ57,時刻ずれレジスタ58からなる。
FIG. 8 shows a
加算器50は通常時、現在時刻レジスタ51の出力である現在時刻281に、動作周波数の時間(例えば25MHzであれば40nsであり、16進数で表わせば0x28)を、被加算値592を介して毎サイクル加算し、現在時刻レジスタ51を更新する。
During the normal time, the
一方、受信時刻レジスタ54と、送信時刻レジスタ55は、2種類の信号を入力している。その1つは受信部251,送信部260から来る受信タイミング259,送信タイミング262の信号であり、このタイミング信号の受付時刻に従ってもう1つの入力信号である現在時刻を入力保持し、それぞれ受信時刻541,送信時刻551として記憶保持する。
On the other hand, the
伝送遅延/時刻ずれ計算回路56は、受信時刻レジスタ54,送信時刻レジスタ55の出力である受信時刻541,送信時刻551を入力し、プロトコル制御部24からプロトコル情報242を入力し、それに基づいてIEEE1588で定義された数式(1),数式(2)に基づき、伝送遅延t,時刻ずれdを計算し、伝送遅延レジスタ57,時刻ずれレジスタ58へ出力する。伝送遅延レジスタ57,時刻ずれレジスタ58は、伝送遅延t,時刻ずれdを保持/出力する。また、時刻補正信号563を作成し、時刻ずれdを、被加算値592を介し加算器50で足し込むことで現在時刻の補正を行う。
The transmission delay / time
なお、図8は、スレーブユニットSBの時刻同期部280の回路構成を示しているが、他のスレーブユニットSの時刻同期部280の回路構成では、自己ユニット内の受信部,送信部260からの信号を入力して同様に回路構成すればよい。
FIG. 8 shows the circuit configuration of the
また、マスタユニットMの時刻同期部280については、自己発振していればよいことを先に説明したが、具体的な回路構成としては、図8の回路において加算器50,現在時刻レジスタ51のみを使用し、被加算値592として動作周波数の時間「0x28」を用いればよい。マスタユニットMの時刻同期部280では、他の回路を必要としない。
In addition, the
図9は、スレーブユニットSBの周期生成部290の構成例を示す。周期生成部290は、加算器61,周期終了時刻レジスタ62,比較器63からなる。ここでは、周期終了時刻レジスタ62の出力である周期終了時刻621と、図6で定めた現在時刻281を比較し、現在時刻281が周期終了時刻621を超えていたら、周期開始信号291がアサートされ、このとき周期終了時刻621と周期時間601が加算され、次の周期終了時刻が周期終了時刻レジスタ62に格納される。
FIG. 9 shows a configuration example of the
周期時間61は、例えば電気角60度の値であれば、50Hz系の場合33333333nsであり、16進数に直すと0x32DCD5という数になる。60Hz系の場合2777778nsであり、16進数に直すと0x2A62B2という数になる。
For example, if the electrical time is a value of 60 degrees, the
図10は、本発明の周期生成部290の動作を示すタイムチャートである。現在時刻281は、毎サイクル40ns(0x28)ずつ加算されていく。現在時刻281が周期終了時刻62の0x32DCD5という値を超える0x32DCF0という値になった時、周期開始信号291が1となり、次のサイクルで周期終了時刻620は0x32DCD5が加算され、0x65B9AAという値となり、現在時刻281がこの値となるまで、次の周期の時間が過ぎていくことになる。
FIG. 10 is a time chart showing the operation of the
このように、非常に簡単な回路で周期を開始するタイミングを生成することが可能であり、これに基づいてA/D変換のタイミングを決めれば、精度の高いサンプリング同期を実現することができる。 In this way, it is possible to generate the timing for starting the cycle with a very simple circuit, and by determining the A / D conversion timing based on this, it is possible to realize highly accurate sampling synchronization.
以上のように本実施例では、伝送に用いる各スロットを保護リレー装置としての機能と、同期化の機能とに機能分散させ効率よく使い分けて実施することができる。また、本実施例では、今まで高価な専用の伝送を用いて構成していた保護リレー装置に対し、イーサネット(登録商標)等の安価な汎用の伝送を用いて保護リレー装置を構成することができ、大幅なコストダウンが可能となる。また、サンプリング同期の精度についても、専用の伝送路を用いた場合にはマイクロ秒レベルだったものをナノ秒レベルに向上させることが可能となる。さらには、これら同期処理をハードウェアで実現することで同期の精度が向上し、また、CPU210の処理に干渉することなく同期が可能となる。
As described above, in this embodiment, each slot used for transmission can be divided into the function as a protection relay device and the function of synchronization and can be implemented by using them efficiently. Further, in this embodiment, the protection relay device can be configured by using inexpensive general-purpose transmission such as Ethernet (registered trademark) in contrast to the protection relay device that has been configured by using expensive dedicated transmission until now. It is possible to greatly reduce the cost. Also, the accuracy of sampling synchronization can be improved from the microsecond level to the nanosecond level when a dedicated transmission line is used. Furthermore, by realizing these synchronization processes by hardware, synchronization accuracy is improved, and synchronization is possible without interfering with the processing of the
IEEE1588の同期合せにおいて、大きな同期ずれが生じた場合の対応を検討する必要がある。なぜなら、大きな同期ずれが生じると、取得した電気量情報が異なる時刻に取得したものとなり不正な値となるが、不正な値を用いた保護リレー演算は演算結果も不正となり遮断器が誤動作し、停電など社会的に大きな影響を及ぼすことにつながるからである。しかしながら、IEEE1588では、同期ずれの処置は各スレーブでそれぞれ行う仕様となっており、大きな同期ずれが起きた情報を大域的に集めて対処するような機能がない。そこで、本実施例では同期ずれが発生した際の対応について記す。 In the synchronization of IEEE 1588, it is necessary to consider how to deal with a large synchronization shift. Because, when a large synchronization shift occurs, the acquired electrical quantity information is acquired at a different time and becomes an incorrect value, but the protection relay calculation using an incorrect value also results in an incorrect result and the circuit breaker malfunctions. This is because it leads to a great social impact such as a power outage. However, IEEE 1588 has a specification in which each slave is treated as a synchronization error, and there is no function for collecting and dealing with information on a large synchronization error globally. Therefore, in this embodiment, a description will be given of a response when a synchronization shift occurs.
図5は、大きな同期ずれが発生した際の、マスタユニットM,スレーブユニットSB,伝送路間の動作を説明するタイムチャートを示す図である。図4がスロット0からスロット15までのタイムチャートとなっているのに対し、図5はスロット8からスロット15までは共通で、さらに後続のスロット16からスロット23までを追加したタイムチャートとなっている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a time chart for explaining operations among the master unit M, the slave unit SB, and the transmission path when a large synchronization shift occurs. 4 is a time chart from
図4におけるスロット6にて大きな同期ずれが発生した場合、スレーブからマスタへ大きなずれが発生した情報を伝える必要がある。このとき、大きなずれ発生情報を載せた新たなパケットを送出する例も考えられるが、新たなパケットには新たなスロットを割り当てる必要があるため、すでにスロットを割り当てている既存のパケットに大きなずれ発生情報を載せるのがよく、大きなずれ発生によりデータが無意味になる電気量を転送するアナログ値パケットに載せるのが最も良いと考えられる。 When a large synchronization shift occurs in the slot 6 in FIG. 4, it is necessary to transmit information indicating the large shift from the slave to the master. At this time, an example of sending a new packet with large deviation occurrence information may be considered, but a new slot needs to be allocated to the new packet, so a large deviation occurs in an existing packet that has already been assigned a slot. It is best to place information on it, and it is best to place it in an analog value packet that transfers the amount of electricity that makes the data meaningless when a large shift occurs.
P1のパスにおいては、スロット9とスロット10で電気量を包含したアナログ値が転送されるので、そのアナログ値パケットの中に同期ずれ発生の情報を載せて転送するのがよい。大きな同期ずれの発生は、計算されたオフセット時間dの値が所定の値を超えたか否か等の判断により、検知することができる。その後、P1のパスはスロット16においてマスタのCPU210に取り込まれる。その点においてパケットの内容が精査され、同期ずれ発生の情報が包含されている場合には、スロット20からスロット22までのリレー演算を中止し、リレー演算の結果により遮断操作を行う際に、接点情報を伝達するP3で遮断器の状態を変えない(リレー出力をロックする)ような情報を送り、保護リレーの誤出力を防ぐ処置を行う。
In the P1 path, an analog value including an electric quantity is transferred in the
また、リレー演算を中止した際、空いた時間に代わりに自己診断処理など別の処理を行うことが可能である。大きな同期ずれの発生の要因として、マスタのCPUまわりの故障が原因である可能性も高いため、自己診断処理により故障を早期に発見ができる見込みがある。このようにして、同期ずれのデータを使ってリレー誤動作してしまう事態を回避でき、保護リレー装置の信頼性を向上させることができる。 In addition, when the relay calculation is stopped, another process such as a self-diagnosis process can be performed instead of the free time. Since there is a high possibility that a failure around the CPU of the master is a cause of the occurrence of a large synchronization shift, there is a possibility that the failure can be detected early by self-diagnosis processing. In this way, it is possible to avoid a situation in which the relay malfunctions using the data out of synchronization, and the reliability of the protective relay device can be improved.
図7は、大きな同期ずれ発生情報を包含するアナログ値パケットの構成例を示す。汎用のイーサネット(登録商標)の伝送を用いる場合、パケットは宛先MACアドレス710,送信元MACアドレス720から始まり、FCS750で終わる形になる。この間にヘッダ部730,データ部741,742,・・・,749と送るべきアナログ値が並ぶ形となる。データの数は、イーサネット(登録商標)の最大サイズに入る限りにおいて、いくつでもかまわない。この時、ヘッダ部730の1ビットを同期ビット735として割当て、同期している場合1、同期していない場合0とするようにすれば、パケットに同期しているか否かの情報を載せることができ、各スレーブからマスタへ、それぞれのスレーブがマスタに同期しているか否かを伝送することが可能となる。
FIG. 7 shows an example of the configuration of an analog value packet including large synchronization error occurrence information. When general-purpose Ethernet (registered trademark) transmission is used, a packet starts with a
このように本実施例では、同期がはずれた時にリレーをロックするなど適切な処理を行うことによって、イーサネット(登録商標)等の安価な汎用の伝送と、その上でのサンプリング同期を実現することが可能となり、大幅なコストダウンとサンプリング同期精度の向上を図ることが可能となる。 In this way, in this embodiment, by performing appropriate processing such as locking the relay when synchronization is lost, low-cost general-purpose transmission such as Ethernet (registered trademark) and sampling synchronization on it are realized. Therefore, it is possible to greatly reduce the cost and improve the sampling synchronization accuracy.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、上記の各構成,機能,処理部,処理手段等は、それらの一部又は全部を、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム,テーブル,ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク,SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード,SDカード,DVD等の記録媒体に置くことができる。 In addition, each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by software by causing a processor to interpret and execute a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
本発明による保護リレー装置は、安価な汎用高速伝送路を利用しつつ、高精度なサンプリングを実現できるので、専用回線伝送路を利用した既存システムに代わり、広く適用される可能性が高い。 Since the protection relay device according to the present invention can realize high-precision sampling while using an inexpensive general-purpose high-speed transmission line, it is highly likely to be widely applied in place of an existing system using a dedicated line transmission line.
50,61 加算器
51 現在時刻レジスタ
54 受信時刻レジスタ
55 送信時刻レジスタ
56 伝送遅延/時刻ずれ計算回路
57 伝送遅延レジスタ
58 時刻ずれレジスタ
62 周期終了時刻レジスタ
63 比較器
150 表示部
151 表示情報
161,162,163 伝送路
210 CPU
220 接点制御部
230 A/D変換部
240 プロトコル制御部
251,252,253 受信部
260 送信部
271,272,273 物理層
280 時刻同期部
290 周期生成部
CB 遮断器
CT 変流器
I 端子電流
L 送電線
M マスタユニット
SB,SC,SD スレーブユニット
X 遮断器接点又は遮断器操作指令
50, 61
220 Contact Controller 230 A /
Claims (5)
各端子に備え、各ユニット間で伝送された前記系統電流情報から電力系統の事故を検出す
るリレー演算を行う保護リレーシステムにおいて、
複数の前記ユニットは、前記所定の電気角の期間を伝送の対象となるデータごとに複数
のスロットに分割し、該複数のスロットには少なくとも、
前記系統電流情報を前記複数のユニット間で伝送される第1のスロットと、
前記サンプリング時刻の同期信号が伝送される第2のスロットと、が含まれ、
前記複数のユニットのうち前記サンプリングの基準時刻となるマスタユニットは、前記
同期信号の送信後に該同期信号の送信時刻を付した追跡信号を他のユニットへ送信し、
前記他のユニットは、前記追跡信号の受信時刻を付した遅延要求信号を前記マスタユニ
ットへ返信し、
前記マスタユニットは前記遅延要求信号の受信時刻を表した遅延応答信号を前記他のユ
ニットへ送信し、
前記遅延応答信号を受信した前記他のユニットは、前記同期信号の送信時刻,前記同期
信号の受信時刻,前記遅延要求信号の送信時刻、及び前記遅延応答信号の受信時刻から前
記マスタユニットとの前記サンプリング時刻の誤差を算出し、前記マスタユニットの前記
サンプリングの時刻に同期し、
前記他のユニットは、算出したサンプリング時刻の誤差を示す情報を前記系統電流情報
に付して前記マスタユニットへ送信し、
前記マスタユニットは、該誤差が所定の範囲内であることを条件に、該誤差を示す情報
が付された前記系統電流情報をリレー演算に用い、
前記誤差が所定の範囲外であった場合には、前記マスタユニットは自己のユニットの健
全性を診断することを特徴とする保護リレーシステム。 A protection relay that performs a relay operation for detecting an accident in the power system from the system current information transmitted between the units provided with a unit that samples the system current information for each predetermined electrical angle from the power system at each terminal of the power system In the system,
The plurality of units divide the predetermined electrical angle period into a plurality of slots for each data to be transmitted, and the plurality of slots include at least:
A first slot for transmitting the grid current information between the plurality of units;
A second slot in which a synchronization signal of the sampling time is transmitted ,
Of the plurality of units, the master unit serving as the reference time for sampling is the
Send the tracking signal with the transmission time of the synchronization signal to the other unit after the transmission of the synchronization signal,
The other unit transmits a delay request signal with the tracking signal reception time to the master unit.
Reply to
The master unit transmits a delay response signal indicating the reception time of the delay request signal to the other user.
Send to the knit,
The other unit that has received the delay response signal transmits the synchronization signal transmission time, the synchronization
From the reception time of the signal, the transmission time of the delay request signal, and the reception time of the delay response signal
An error of the sampling time with the master unit is calculated, and the master unit
Synchronize with the sampling time,
The other unit displays information indicating an error in the calculated sampling time as the grid current information.
Sent to the master unit,
The master unit provides information indicating the error on condition that the error is within a predetermined range.
Using the grid current information marked with for relay calculation,
If the error is out of the predetermined range, the master unit is in good health of its own unit.
Protection relay system characterized by diagnosing integrity .
レー機能を備えた保護リレー装置を電力系統の各端子に備え、各端子間で信号伝送を行い
、電力系統の遮断器を操作する保護リレーシステムにおいて、
前記保護リレー機能が、保護リレー演算を実行するために必要な情報を収集する複数の
手順からなる情報収集機能と、前記サンプリングの同期化のための複数の手順からなる同
期化機能とを備え、
前記電力系統の電気量の所定の電気角の期間を複数のスロットに分割し、前記保護リレ
ー機能はこの期間内で電力系統の交流電気量をサンプリングして得た情報から電力系統の
事故を検出する処理を実施し、この期間内で行う前記情報収集機能と前記同期化機能の複
数の手順を前記スロットごとに定めたことを特徴とする保護リレーシステム。 A protection relay device equipped with a protection relay function that detects an accident in the power system from information obtained by sampling the AC current of the power system is provided at each terminal of the power system, and signals are transmitted between the terminals. In the protective relay system that operates the circuit breaker,
The protection relay function comprises an information collection function consisting of a plurality of procedures for collecting information necessary for executing a protection relay operation, and a synchronization function consisting of a plurality of procedures for synchronizing the sampling,
A predetermined electrical angle period of the electricity amount of the power system is divided into a plurality of slots, and the protection relay function detects an accident of the power system from information obtained by sampling the AC electricity amount of the power system within this period. A protection relay system, wherein a plurality of procedures of the information collection function and the synchronization function performed within this period are determined for each slot.
前記情報収集機能の複数の手順には、電力系統の各端子で検出した交流電気量を信号伝
送し前記保護リレー機能の演算に供するための手順と、
電力系統各端子の遮断器の接点情報を信号伝送し前記保護リレー機能の演算に供するた
めの手順と、を含み、これらの複数の手順が異なる前記のスロットにて実行されるように
制御されることを特徴とする保護リレーシステム。 In claim 2 ,
In the plurality of procedures of the information collecting function, a procedure for signal transmission of the AC electricity quantity detected at each terminal of the power system and for the calculation of the protection relay function,
And a procedure for transmitting the contact point information of the circuit breaker of each terminal of the power system to be used for the calculation of the protection relay function, and the plurality of procedures are controlled to be executed in the different slots. Protection relay system characterized by that.
前記保護リレー機能と前記情報収集機能は、一連の複数スロット内での処理を単位とし
て以降繰り返し実行され、前記同期化機能は一連の複数スロット内の特定位置スロットを
用いて、電力系統の特定の端子から他の端子に向けて信号を2回送信し、次に続く一連の
複数スロット内の特定位置スロットを用いて、他の端子から前記特定の端子に向けて第1
の信号を送信し、これを受けて前記特定の端子から前記他の端子に向けて信号を返信する
とともに、他の端子の前記同期化機能は、連続する2組の一連の複数スロット内での前記
同期化機能間での信号授受から、信号伝送遅延時間と時刻ズレを算出して、前記サンプリ
ングタイミングを修正することを特徴とする保護リレーシステム。 In claim 2 or claim 3 ,
The protection relay function and the information collection function are repeatedly executed thereafter in units of processing in a series of slots, and the synchronization function uses a specific position slot in the series of slots to specify a specific power system. The signal is transmitted twice from the terminal to the other terminal, and the first position from the other terminal to the specific terminal is used by using the specific position slot in the series of subsequent slots.
In response to this, the signal is sent back from the specific terminal to the other terminal, and the synchronization function of the other terminal is used in a series of two sets of a plurality of slots. A protection relay system that corrects the sampling timing by calculating a signal transmission delay time and a time lag from a signal exchange between the synchronization functions.
リレー機能を備えた保護リレー装置を電力系統の各端子に備え、各端子間で信号伝送を行
い、電力系統の遮断器を操作する保護リレーシステムにおいて、
前記保護リレー機能が、保護リレー演算を実行するために必要な情報を収集する複数の
手順からなる情報収集機能と、前記サンプリングの同期化のための複数の手順からなる同
期化機能とを備え、前記電力系統の電気量の所定の電気角の期間を複数のスロットに分割
し、当該電気角の期間の半分の期間内で前記保護リレー機能は電力系統の交流電気量をサ
ンプリングして得た情報から電力系統の事故を検出する処理を実施し、この電気角の期間
の半分の期間内で前記情報収集機能は、前記保護リレー機能の演算に必要な情報を供する
処理を実施し、電気角の期間の半分の期間を単位として繰り返し実行され、前記同期化機
能は電気角の期間の半分の期間内の一連の複数スロット内の特定位置スロットを用いて、
電力系統の特定の端子から他の端子に向けて信号を2回送信し、次に続く電気角の期間の
半分の期間内の一連の複数スロット内の特定位置スロットを用いて、他の端子から前記特
定の端子に向けて第1の信号を送信し、これを受けて前記特定の端子から前記他の端子に
向けて信号を返信するとともに、他の端子の前記同期化機能は、連続する2組の一連の複
数スロット内での前記同期化機能間での信号授受から、信号伝送遅延時間と時刻ズレを算
出して、前記サンプリングタイミングを修正することを特徴とする保護リレーシステム。 A protection relay device equipped with a protection relay function that detects an accident in the power system from information obtained by sampling the AC electricity amount of the power system is provided at each terminal of the power system, and signals are transmitted between the terminals. In the protective relay system that operates the circuit breaker of
The protection relay function comprises an information collection function consisting of a plurality of procedures for collecting information necessary for executing a protection relay operation, and a synchronization function consisting of a plurality of procedures for synchronizing the sampling, Information obtained by dividing a predetermined electrical angle period of the electricity amount of the power system into a plurality of slots and sampling the AC electricity amount of the power system within the half of the electrical angle period. In the period of half of the electrical angle period, the information collecting function performs a process for providing information necessary for the calculation of the protection relay function, Repetitively executed in units of half a period, and the synchronization function uses specific position slots in a series of slots in a half period of an electrical angle,
Send a signal twice from one terminal of the power system to the other terminal, and use the specific position slot in a series of multiple slots in the half of the following electrical angle period, from the other terminal The first signal is transmitted toward the specific terminal, and the signal is returned from the specific terminal toward the other terminal. The synchronization function of the other terminal is continuously 2 A protection relay system that corrects the sampling timing by calculating a signal transmission delay time and a time lag from a signal exchange between the synchronization functions in a series of a plurality of slots.
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