JP5925533B2 - 保護継電装置 - Google Patents
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Description
図11において、第1の保護継電装置の特定タイミングから、第2の保護継電装置の特定タイミングのデータの受信までの時間をTMとし、第2の保護継電装置の特定タイミングから、第1の装置の特定タイミングのデータ受信までの時間をTFとする。また、第2の保護継電装置から第1の保護権電装置への伝送(以下、「上り伝送」と記す。)の伝送遅延時間をTd1、第1の保護権電装置から第2の保護継電装置への伝送(以下、「下り伝送」と記す。)の伝送遅延時間をTd2、サンプリング同期誤差をΔTとすると、TF、TMとΔTの関係は式(1)で表すことができる。
TM=Td1−ΔT
TF=ΔT+Td2
よって
ΔT=(TF−TM+Td1−Td2)/2・・・(1)
TF−TM=0・・・(2)
となるようにサンプリンタイミングを制御することにより、同一時刻でのサンプリング(サンプリング同期)が実現できる。
第2の装置のサンプリング後のデータ:I2=I・sin{ωt+φ}とおくと、
差動電流:Id=I1−I2
=I・[sin{ω(t+ΔT)+φ}−sin{ωt+φ}]
=I・2sin(ωΔT/2)・cos(ωt+φ+ωΔT/2)
誤差の大きさ:I・2sin(ωΔT/2)・・・(3)
一例としてΔT=200μsの場合の(3)式で示す誤差の大きさは、通過電流Iに対し約6%となる。この値は、電流差動継電装置の高感度化の妨げの要因となる。
(構成)
図1に、本発明の第1の実施形態の電流差動保護継電装置の構成を示す。
ΔT=TF−TM−TDD・・・(4)
同期制御手段8は、ΔT=0となるように、調整してサンプリング信号9をAD部2に受け渡す。
TF−TM=Td2−Td1・・・(5)
であり、
TDD=Td2−Td1・・・・・(6)
と設定することにより、(4)式の同期誤差ΔTを0にすることができることが分かる。
図3に、本実施形態の保護継電装置10によるサンプリングタイミングの同期制御方法の例を示す。
先ず、計測手段5は、TF及びTMを計測する(S11)。次に、同期誤差検出手段7は、設定手段6で設定する所定値をTDDとした場合に、(4)式に基づき、同期誤差ΔTを検出する(S12)。さらに、同期制御手段8は、ΔT=0となるように、サンプリング同期制御を実施する(S13)。
従来例では、(2)式に示すように、TF−TM=0となるように同期制御している。しかし、上りと下りの伝送遅延時間に差がある場合は、(1)式よりTF−TM=0と制御しても、
ΔT=(Td1−Td2)/2・・・・(7)
となり、ΔTが0にならない。
TF−TM=Td2−Td1・・・・(5)
とすべく、TDDをTd2−Td1に設定する。上りと下りの伝送遅延時間差Td2−Td1が分かっている場合は、その値をTDD値として設定することにより、(4)式のサンプリング同期誤差ΔTを0にできる。
(構成)
図4に、本発明の第2の実施形態の電流差動保護継電装置の構成を示す。なお、第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第1のチャンネルでサンプリングタイミング同期制御を実施し、第2のチャンネルでは、計測手段5−2および同期誤差検出手段7−2は実行するが、同期制御手段8−2は実行しないこととすることにより、第2のチャンネルでサンプリング同期の誤差を容易に監視できる。
(構成)
図5に、本発明の第3の実施形態の電流差動保護継電装置の構成を示す。なお、第2の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
TDD1=TDD1+k1・ΔT2・・・(8)
ここで、k1は定数(たとえば、0.3など1より小さい正数)である。
(8)式左辺のTDD1を、次の同期制御実施時のTDD1として用いる。以下、この(8)式を用いた同期制御方法について説明する。
図6に、本実施形態の保護継電装置30によるサンプリングタイミングの同期制御方法の例を示す。
ΔT1=TF1−TM1−TDD1・・・(9)
さらに、チャンネル1側の同期制御手段8−1は、ΔT=0となるように、サンプリング同期制御を実施する(S33)。
ΔT2=TF2−TM2−TDD2・・・(10)
TDD1=TDD1+k1・ΔT2・・・(11)
これにより、本実施形態では、伝送路を2チャンネル具備した構成において、同期誤差検出手段7−2により検出した同期誤差(ΔT2)を、設定手段6−1で設定する所定値(TDD1)にフィードバックしていくことになり、同期誤差を軽減していくことができる。
本実施形態では、第3の実施形態と同様に、図5に示す保護継電装置30を用いる。以下、保護継電装置30を用いた本実施形態のサンプリングタイミングの同期制御方法について説明する。
図7に、本実施形態によるサンプリングタイミングの同期制御方法の例を示す。なお、(m)は、m回目の演算のデータを示す添え字である。
先ず、チャンネル1側の計測手段5−1は、m回目の演算において、TF1(m)及びTM1(m)を計測する(S41)。
ΔT1(m)=TF1(m)−TM1(m)−TDD1(m−1)・・・(12)
ΔT2(m)=TF2(m)−TM2(m)−TDD2・・・(13)
TDD1(m)=TDD1(m−1)−k1・ΔT2(m)・・・(14)
TDD1(m)=TDD1(m−1)+k1・ΔT2(m)・・(15)
これにより、次の(m+1)回目の演算では、同期誤差を低減する方向に制御可能となる。
チャンネル1の上りと下りの伝送遅延時間差とチャンネル2の上りと下りの伝送遅延時間差が逆極性となっている場合は、補正が逆方向となって誤差を拡大させてしまう虞があるが、本実施形態によれば、このような場合に、補正値(k1・ΔT2(m))を減算することで同期誤差を軽減させることが可能になる。
本実施形態では、第3の実施形態と同様に、図5に示す保護継電装置30を用いる。以下、保護継電装置30を用いた本実施形態のサンプリングタイミングの同期制御方法について説明する。
図8に、本実施形態によるサンプリングタイミングの同期制御方法の例を示す。
TDD2=TDD2+k2・ΔT2・・・(16)
これにより、チャンネル2側の上り下りの伝送遅延時間差により生じる同期誤差を補正する。
本実施形態では、同期制御手段を実行しないチャンネル2側の上り下りの伝送遅延時間差により生じる過剰に検出された同期誤差を補正し、不要な同期誤差の検出を抑制することができる。
本実施形態では、第3の実施形態と同様に、図5に示す保護継電装置30を用いる。以下、保護継電装置30を用いた本実施形態のサンプリングタイミングの同期制御方法について説明する。
図9に、本実施形態によるサンプリングタイミングの同期制御方法の例を示す。
TDD2(m)=TDD2(m−1)+k2・ΔT2(m)・・・(17)
これにより、チャンネル2側の上り下りの伝送遅延時間差により生じる同期誤差を補正する。
本実施形態では、同期制御を実行しないチャンネル2側の所定値にも第2の補正値(k2・ΔT2(m))を加えることにより、チャンネル2側の上り下りの伝送遅延時間差により生じる過剰に検出された同期誤差を補正できる。これにより、不要な同期誤差の検出を抑制することが可能となる。
本実施形態では、第3の実施形態と同様に、図5に示す保護継電装置30を用いる。以下、保護継電装置30を用いた本実施形態のサンプリングタイミングの同期制御方法について説明する。
図10に、本実施形態によるサンプリングタイミングの同期制御方法の例を示す。
本実施形態では、ΔT2の絶対値がk3より小さい場合は、第5の実施形態のS56及びS57の工程を省略することにより、同期誤差が小さい場合に不要な所定値の補正を実施することがなく、安定したサンプリング同期制御が可能となる。
(1)上記の実施形態では保護継電装置として電流差動保護継電装置を例に示したが、対向でサンプリング同期をとる装置であれば良く、電流差動保護継電装置に限定されない。
2…アナログディジタル変換部(AD部)
3…演算処理部
4,4−1,4−2…伝送処理部
5,5−1,5−2…計測手段
6,6−1,6−2…設定手段
7,7−1,7−2…同期誤差検出手段
8,8−1,8−2…同期制御手段
9…サンプリング信号
10…保護継電装置
11,11−1,11−2…サンプリング同期制御部
12…切り替え部
13…同期誤差反映部
20…保護継電装置
30…保護継電装置
Claims (6)
- 対向する伝送路を用いて周期的なデータ送受信を行う複数の保護継電装置において、
前記伝送路は複数のチャンネルを具備し、チャンネル単位毎に、
第1の保護継電装置が行ったサンプリングの特定タイミングから第2の保護継電装置が行った特定タイミングのデータを前記第1の保護継電装置が受信するまでの時間(TM)と、前記第2の保護継電装置が行ったサンプリングの特定タイミングから前記第1の保護継電装置が行った特定タイミングのデータを前記第2の保護継電装置が受信するまでの時間(TF)との時間差を計測する計測手段と、
第2の保護継電装置から第1の保護継電装置への伝送路の伝送遅延時間(Td1)と、第1の保護継電装置から第2の保護継電装置への伝送路の伝送遅延時間(Td2)との伝送遅延時間差(Td2−Td1)に基づき所定値(TDD)を設定する設定手段と、
前記時間差(TF−TM)と前記所定値(TDD)の差を同期誤差(ΔT)として検出する同期誤差検出手段と、
前記同期誤差(ΔT)が0となるように前記第1の保護継電装置または前記第2の保護継電装置のサンプリングタイミングを制御する同期制御手段と、を具備し、
一方のチャンネルでサンプリング同期制御を実行し、他方のチャンネルでサンプリング同期制御を実行しないようにするチャンネル間の切り替え部と、
サンプリング同期制御を実行しないチャンネル側の同期誤差検出手段によって検出した同期誤差を、サンプリング同期制御を実行するチャンネル側の設定手段に反映する同期誤差反映部と、を備えることを特徴とする保護継電装置。 - 前記同期誤差反映部は、前記同期制御を実行していない側のチャンネルの同期誤差検出手段により検出した同期誤差に所定の係数を乗じて補正値を作成し、同期制御を実行する側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値に補正値を加算することを特徴とする請求項1記載の保護継電装置。
- 前記同期誤差反映部は、前記同期制御を実行していない側のチャンネルの同期誤差検出手段により検出した同期誤差に所定の係数を乗じて補正値を作成し、前記同期誤差が、前回演算時の同期誤差と比較して絶対値が増大している場合には、同期制御を実行する側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値から前記補正値を減算することを特徴とする請求項1記載の保護継電装置。
- 前記同期誤差反映部は、前記同期制御を実行していない側のチャンネルの同期誤差検出手段により検出した同期誤差にそれぞれ第1、第2の所定の係数を乗じて第1、第2の補正値を作成し、同期制御を実行する側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値に前記第1の補正値を加算するとともに、同期制御を実行しない側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値に前記第2の補正値を加算することを特徴とする請求項1記載の保護継電装置。
- 前記同期誤差反映部は、前記同期制御を実行していない側のチャンネルの同期誤差検出手段により検出した同期誤差にそれぞれ第1、第2の所定の係数を乗じて第1、第2の補正値を作成し、前記同期誤差が、前回演算時の同期誤差と比較して絶対値が増大している場合には、同期制御を実行する側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値から前記第1の補正値を減算するとともに、前回演算時の同期誤差との関係に拘らず、同期制御を実行しない側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値に前記第2の補正値を加算することを特徴とする請求項1記載の保護継電装置。
- 前記同期誤差反映部は、前記同期制御を実行していない側のチャンネルの同期誤差検出手段により検出した同期誤差が予め設定した値以上である場合のみに、同期制御を実行する側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値に前記第1の補正値を加算するとともに、同期制御を実行しない側のチャンネルの前記設定手段で設定した前記所定値に前記第2の補正値を加算することを特徴とする請求項4記載の保護継電装置。
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