JP6177029B2

JP6177029B2 - ディジタルリレー

Info

Publication number: JP6177029B2
Application number: JP2013139516A
Authority: JP
Inventors: 裕紀多田羅
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: JP2015015786A

Description

本発明は、電力系統の電力や電流、電圧を監視するための計測機能及び計測値の異常を検知した場合の保護機能を有するディジタルリレーに関するものである。

ディジタルリレー（組み込み機器）は、電力系統の電力や電流、電圧を監視するための計測機能及び計測値の異常を検知した場合の保護機能（遮断器などの開閉器へ制御信号を出力）を有するものである。一般的に、ディジタルリレーに使用されるデータ処理用のプロセッサの処理能力の制約から全ての計測項目、保護項目に対する機能を搭載することは困難であり、また、適用される電力系統において必要とされる計測項目、保護項目の組み合わせが異なるため、電力系統毎に必要な計測項目、保護項目の機能に応じて複数の型式のディジタルリレーが用意されている。

図１に示すように、ディジタルリレーで構築された伝送システムでは、ディジタルリレーが保有する計測情報と設定値情報は表示制御装置へ、表示制御装置からの制御指令はディジタルリレーへと伝送親局の内部メモリを介して情報が伝達されている（例えば、特許文献１を参照。）。しかし、伝送親局に格納できるデータ数、容量が限られており、１台でも多くのディジタルリレーを接続できるようにするため、型式毎に保有されたデータを伝送親局の最小限のメモリを使用して格納している。このため、伝送親局の内部メモリに格納されるデータの順序、構成は一様に統一されておらず、型式毎に異なっている。また、近年、データ処理用のプロセッサの処理能力の向上により、１つの型式でより多くの計測項目、保護項目を保有することが可能となったため、最新のディジタルリレーでは旧式のディジタルリレーの型式の統廃合も実施されている。

特開２００２−３１５０８２号公報

しかしながら、従来の伝送システムでは、型式の統廃合により、伝送システムが旧式のディジタルリレーで構築されている場合には、伝送親局の内部メモリに格納される計測値情報、設定値情報の情報数、データ構成、各情報の格納メモリ番号が最新のディジタルリレーと異なっている。このため、伝送親局側のアプリケーションプログラムに高い汎用性を保持させ、使用されるディジタルリレーの型式に応じたアプリケーションプログラムの変更作業を最小限に抑えるようにしているが、更新作業に負担と時間が掛かるという課題があった。また、アプリケーションプログラムの変更誤りにより、データの送受信に問題が発生してしまい、設備の稼動に支障をきたす可能性もあり、更新作業を簡単かつスムーズに実施できることが求められている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ディジタルリレーを更新する際に、伝送親局側のアプリケーションプログラムの変更作業を必要とせず、また、設備の稼働に支障を与えることがないディジタルリレーを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るディジタルリレーは、複数のディジタルリレーが伝送線を介して伝送親局に接続された伝送システムに用いられるディジタルリレーであって、前記複数のディジタルリレーの型式毎に決められた複数の型式の伝送フォーマットの設定データが収容されている伝送フォーマットデータベースと、機器から取得された計測値を処理するためのデータ処理用プロセッサ部と、前記機器の設定値情報及び前記計測値が処理された計測値情報が格納される外部メモリと、前記外部メモリから読み出された前記設定値情報及び前記計測値情報を所定の型式の伝送フォーマットにて、伝送親局に伝送する伝送処理用プロセッサ部と、を備え、前記伝送処理用プロセッサ部は、データ変換処理部を持ち、前記伝送フォーマットデータベースから前記所定の型式の伝送フォーマットを選択して、その設定データに基づき前記設定値情報及び前記計測値情報を前記所定の型式の伝送フォーマットに変換し、前記伝送親局に伝送することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に係るディジタルリレーは、複数のディジタルリレーが伝送線を介して伝送親局に接続された伝送システムに用いられるディジタルリレーであって、前記複数のディジタルリレーの型式毎に決められた複数の型式の伝送フォーマットの設定データが収容されている伝送フォーマットデータベースと、機器から取得された計測値を処理するためのデータ処理用プロセッサ部と、前記機器の設定値情報及び前記計測値が処理された計測値情報が格納される外部メモリと、前記外部メモリから読み出された前記設定値情報及び前記計測値情報を所定の型式の伝送フォーマットにて、伝送親局に伝送する伝送処理用プロセッサ部と、を備え、前記データ処理用プロセッサ部は、データ変換処理部を持ち、前記伝送フォーマットデータベースから前記所定の型式の伝送フォーマットを選択して、その設定データに基づき前記設定値情報及び前記計測値情報を前記所定の型式の伝送フォーマットに変換し、前記外部メモリに格納することを特徴とするものである。

本発明のディジタルリレーによれば、伝送処理用プロセッサに設定値情報及び計測値情報を所定の型式の設定データに基づいた伝送フォーマットに変換するデータ変換処理機能を追加したので、ディジタルリレーを更新する際に、型式の相異に拘らず伝送親局側のアプリケーションプログラムの変更作業を必要とせず、また、設備の稼働に支障を与えることがないという効果を奏する。

実施の形態１に係るディジタルリレーが適用される伝送システムの全体構成を示す図である。実施の形態１に係るディジタルリレーの内部構成を示す図である。実施の形態１において作成される型式対応伝送フォーマットの構成を示す図である。実施の形態１におけるデータ変換処理プロセスの処理手順を示す図である。実施の形態２に係るディジタルリレーの内部構成を示す図である。従来のディジタルリレーの内部構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るディジタルリレーが適用される伝送システムの全体構成を示す図であり、図２は、実施の形態１に係るディジタルリレーの内部構成を示す図である。図３は、作成される型式対応伝送フォーマットの構成を示す図であり、図４は、データ変換処理プロセスの処理手順を示す図である。

図１に示すように、伝送システム１００は、表示制御装置１と、表示制御装置１と伝送線１０を介して信号を送受する伝送親局（ＰＬＣ）２と、伝送親局２と伝送線２０を介して相互にデータを送受するディジタルリレー３（３Ａ，３Ｂ，・・・，３Ｎ）と、で構成されている。表示制御装置１は、データ処理部１ａ、アプリケーションプログラム１ｂ、データ記憶部１ｃ、データ表示部１ｄから成り、伝送親局２は、アプリケーションプログラム２ａ、内部メモリ２ｂを有している。表示制御装置１は、伝送親局２を介して、ディジタルリレー３を監視し、ディジタルリレー３から伝送されてきたデータ情報をアプリケーションプログラム１ｂに基づいて、データ処理部１ａにより処理加工し、データ記憶部１ｃにデータを格納するとともに、データ表示部１ｄに表示する。また、ディジタルリレー３に制御指令を出す。

各種受配電機器に設置されたディジタルリレー３（３Ａ，３Ｂ，・・・，３Ｎ）は、機器毎に保有している計測値情報、設定値情報をディジタルリレーの型式毎（型式Ａ、型式Ｂ、・・・、型式Ｎ）に決められた伝送データ構成、伝送データ項目、データ送信順序の手順に従って伝送線２０を介して、伝送親局２に伝送される。伝送親局２は、アプリケーションプログラム２ａに従ってディジタルリレー３から伝送された計測値情報、設定値情報のデータは内部メモリ２ｂに格納される。表示制御装置１は、伝送線１０を介して伝送親局２の内部メモリ２ｂに格納されたディジタルリレー３の計測値情報、設定値情報を収集する。また、表示制御装置１は、制御指令を発して伝送親局２を通してディジタルリレー３に情報を伝達する。

ここで、伝送システム１００を構築する際に、ディジタルリレー３の型式毎の種類、数量によって表示制御装置１の処理能力、伝送線２０の伝送容量、伝送親局２の内部メモリ２ｂの容量等が決められている。ディジタルリレー３の更新、追加、型式の変更を行う場合には、伝送親局２の内部メモリ２ｂに格納する計測値情報及び設定値情報の情報数、データ構成、各情報の格納メモリ番号を変更する必要がある。このため、伝送親局２のアプリケーションプログラム２ａの変更を行って、対応している。ディジタルリレーの能力向上に伴い本願発明のディジタルリレー４（図６に示す従来の型式が固定された一般的なディジタルリレー３と区別するため符号を４と表記する。）では、複数の型式に対応できるよう伝送フォーマットの設定データが格納された伝送フォーマットデータベース４ｃ３を保有しており、更新の際に、更新前のディジタルリレー３の型式に応じた伝送フォーマットを操作ボタン等で選択できるようになっている。

図２は、本実施の形態に係るディジタルリレー４の内部構成を示すものであり、ディジタルリレー４が設置された機器（例えば、受配電機器、図示せず。）から取得した取得データ（計測値）４０を処理するためのデータ処理用プロセッサ部４ａと、機器の設定値情報と処理された計測値情報とを格納する外部メモリ４ｂと、型式毎の伝送フォーマットの設定データが収容されている伝送フォーマットデータベース４ｃ３と、伝送フォーマットデータベースから所定の型式の伝送フォーマットを選択し、当該型式の設定データに基づいて伝送フォーマットを変換して、設定値情報及び計測値情報を伝送親局２に伝送する伝送処理用プロセッサ部４ｃと、を備えている。

データ処理用プロセッサ部４ａは、データ演算部４ａ１とデータ記憶部４ａ２とで構成されている。データ記憶部４ａ２には、データ演算部４ａ１にて、取得データ（計測値）４０が加工された計測値情報が格納されるとともに、受配電機器の設定値情報が格納されている。さらに、計測値情報及び設定値情報は、データ処理用プロセッサ部４ａにより外部メモリ４ｂに書き込まれる。

伝送用処理用プロセッサ部４ｃは、伝送システム１００に合わせた伝送フォーマットに変換するデータ変換処理部４ｃ１と変換されたデータを送出する伝送処理部４ｃ２とで構成されている。伝送用処理用プロセッサ部４ｃは、型式毎の伝送フォーマットの設定データが収容されている伝送フォーマットデータベース４ｃ３を保有しており、型式データ４ｃＡ，４ｃＢ，・・・，４ｃＮ（それぞれ、型式Ａ、型式Ｂ、・・・、型式Ｎに相当）に対応した伝送型式選択項目である伝送データ構成、伝送データ項目及びデータ送信順序の情報が書き込まれている。さらに、伝送用処理用プロセッサ部４ｃのデータ変換処理部４ｃ１は、外部メモリ４ｂに書き込まれている型式設定情報を読み込み、型式毎の伝送型式選択項目の伝送データ構成、伝送データ項目及びデータ送信順序、伝送親局２へのデータ格納メモリ番号の情報を保有する伝送フォーマットデータベース４ｃ３から該当するデータベース情報を読み出す。そして、データベース情報に従い、該当する伝送データ項目を外部メモリ４ｂから読み出し、伝送データ構成、データ送信順序、データ格納メモリ番号の情報に基づき、型式に対応した変換伝送フォーマット４ｄを作成する。伝送処理部４ｃ２は、作成された変換伝送フォーマット４ｄを伝送親局２の内部メモリ２ｂへデータを送信する。

図３に、データ変換処理部４ｃ１における型式に応じた伝送フォーマットの変換の例を示す。データ変換処理部４ｃ１では、ディジタルリレー４が保有する拡張されたディジタルリレー伝送フォーマット５の計測値情報５ａ（（１），（２），・・・，（１０））及び設定値情報５ｂ（（１），（２），・・・，（１０））から要求される型式に対応した型式対応伝送フォーマット６に変換する。変換された型式対応伝送フォーマット６では、必要とされる計測値情報６ａ（（１），（２），（４），（５），（３），（８））及び設定値情報６ｂ（（１），（３），（４），（８），（６），（１０））となっている。ここで注目すべきは、情報の数だけではなく、順序も変更されている点である。これにより、更新前のディジタルリレー３からディジタルリレー４に更新されても伝送型式選択項目の情報が維持されており、伝送親局２にとっては、更新前と何ら変わらず、従来通りの処理を行えばよい。

次に、本実施の形態１に係るディジタルリレーにおける伝送フォーマットの変換作業について、図４に示すデータ変換処理プロセスの処理手順を用いて説明する。
まず、ステップＳ０１では、データ処理用プロセッサ部４ａにより、外部メモリ４ｂにシリーズコード、機種設定コードが書き込まれる。続いて、ステップＳ０２では、伝送処理用プロセッサ部４ｃにおいて、外部メモリ４ｂから設定データの読み出しが行われる。

ステップＳ０３では、ステップＳ０２で読み出されたデータの良否の判定が行われる。外部メモリ４ｂから３回の読み出し、読み出したデータが全て一致するかどうかが判定される（ノイズ等の影響でデータが書き換わっていないかを確認する。）。良と判定された場合には、ステップＳ０４に移行され、不良と判定された場合には、ステップＳ１７に移行されて、伝送機能が停止され、さらに、ステップＳ１９において、外部メモリ４ｂにエラーコードの書き込みが行われる。

ステップＳ０４では、シリーズコードの正誤判定が行われる。シリーズコードの数値が予め想定される範囲内であるとされた場合には、正と判定され、ステップＳ０５に移行され、範囲外であるとされた場合には、誤と判定され、ステップＳ１４に移行される。

ステップＳ０５では、機種コードの正誤判定が行われる。機種コードの数値が予め想定される範囲内であるとされた場合には、正と判定され、ステップＳ０６に移行され、範囲外であるとされた場合には、誤と判定され、ステップＳ１４に移行される。

ステップＳ０６では、機種コードがシリーズコードに対応しているかどうかの正誤判定が行われる。機種コードの数値が予め想定されるシリーズコードに対応する範囲内であるとされた場合には、正と判定され、ステップＳ０７に移行され、範囲外であるとされた場合には、誤と判定され、ステップＳ１４に移行される。

ステップＳ０７では、伝送フォーマットデータベース４ｃ３の型式に対応したデータベース情報の読み出し位置が決定される。データベース情報に格納されているデータは、外部メモリ４ｂのアドレス番号であり、シリーズコード、機種コードの情報からデータベース情報の読み出しアドレスの先頭とデータの読み出し個数が決まる。

ステップＳ０８では、読み出されたデータベース情報は、所定の配列にデータが格納される。

ステップＳ０９では、データベースの各アドレス情報に対して、データの読み出しが行われる。

ステップＳ１０では、ステップＳ０９で読み出されたデータの良否の判定が行われる。外部メモリ４ｂから３回の読み出しが行われ、読み出されたデータが全て一致するかどうかが判定される（ノイズ等の影響でデータが書き換わっていないかが確認される。）。良と判定された場合には、ステップＳ１１に移行され、不良と判定された場合には、ステップＳ１７に移行され、伝送機能が停止され、さらに、ステップＳ１９において、外部メモリ４ｂにエラーコードの書き込みが行われる。

ステップＳ１１では、ステップＳ０９で読み出されたデータのスケール変換が行われる。同じデータ内容であっても、機種毎にデータの範囲が異なる項目も存在するため、データ処理用プロセッサ部４ａ側は、外部メモリ４ｂに書き込まれるデータが選択されたシリーズと機種に応じてデータのスケールが可変にされ、外部メモリ４ｂに格納される。読み出されたデータは、外部メモリ４ｂ上では１６ビットであるのに対して、伝送親局２に伝送する伝送データは１２ビットであるので、データのスケールが変換される。

ステップＳ１２では、伝送親局２にデータを送信するため、型式対応伝送フォーマット６のデータに加工された伝送文が作成される。ステップＳ１３では、伝送親局２にデータが送信される。

ステップＳ０４、Ｓ０５，Ｓ０６で、誤と判定された場合には、ステップＳ１４に移行され、シリーズコード、機種コードの異常コードが外部メモリ４ｂに書き込まれ、ステップＳ１５に移行される。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４で書き込まれたデータの良否の判定が行われる。外部メモリ４ｂから３回の読み出しを行い、読み出されたデータが全て一致するかどうかが判定される（ノイズ等の影響でデータが書き換わっていないかが確認される。）。良と判定された場合には、ステップＳ１６に移行され、伝送機能が停止され、続いて、ステップＳ１８において、外部メモリ４ｂにエラーコードの書き込みが行われる。不良と判定された場合には、ステップＳ１７に移行され、伝送機能が停止され、さらに、ステップＳ１９において、外部メモリ４ｂにエラーコードの書き込みが行われる。

ステップＳ１８及びＳ１９で、エラーコードの書き込まれた後、ステップＳ２０では、データ処理用プロセッサ部４ａによりエラーコードが読み出され、ステップＳ２１では、エラー内容（番号）がディジタルリレー４の表示画面に表示され、一連の作業が終了となる。

したがって、本願ディジタルリレー４は、複数の型式の伝送フォーマットを収容した伝送フォーマットデータベース４ｃ３を有し、要求に応じて型式を選択することによって汎用性を持たせているため、既設のディジタルリレー３を、本願ディジタルリレー４に更新する際にも、既設の伝送システム１の伝送親局２の内部メモリ２ｂの容量や伝送能力の制約に捉われず、また、表示制御装置１、伝送親局２や伝送線２０等に変更を加える必要がない。

以上のように、本願発明に係わるディジタルリレー４においては、従来のディジタルリレー３を更新する際に、ディジタルリレー３の型式名を設定するだけでよく、伝送親局２のアプリケーションプログラム２ａの変更を行う必要はない。このため、更新に伴う作業時間を必要とせず、また、アプリケーションプログラム２ａの変更誤りも発生しないため、設備の稼働に支障をきたすことがない。

このように、実施の形態１に係るディジタルリレーでは、複数の伝送フォーマットのデータベースが組み込まれており、必要とされる型式を選択して、当該型式の伝送フォーマットに変換した上で、伝送親局に計測値情報、設定値情報を送信するようにしているので、ディジタルリレーの更新時に、伝送親局のアプリケーションプログラムの変更を行う必要もなく、内部メモリの容量や伝送能力の制約に捉われず、設備の稼働に支障をきたすことがないという顕著な効果がある。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係るディジタルリレーの内部構成を示す図である。本実施の形態２におけるディジタルリレーの構成が、図２の実施の形態１における構成と異なる点は、実施の形態１では、データ変換処理部４ｃ１及び伝送フォーマットデータベース４ｃ３が、伝送用処理用プロセッサ部４ｃに設けられているのに対して、実施の形態２では、データ変換処理部４ａ３及び伝送フォーマットデータベース４ａ４が、データ処理用プロセッサ部４ａに設けられている点である。他の構成要素は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

実施の形態２では、データ処理用プロセッサ部４ａのデータ変換処理部４ａ３は、選択された型式に基づき伝送フォーマットデータベース４ａ４から対応する伝送型式選択項目の設定値に応じて、外部メモリ４ｂに格納する際に、型式対応伝送フォーマット６に合わせて計測値情報、設定値情報を格納するデータ位置を換えて格納する。したがって、伝送処理用プロセッサ部４ｃの伝送処理部４ｃ２では、外部メモリ４ｂの所定アドレスから計測値情報、設定値情報を読み出して、伝送親局２に送信するだけよい。その他の構成の動作については、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。

このように、実施の形態２に係るディジタルリレーでは、伝送フォーマットデータベースがデータ処理用プロセッサ部に設けられているか伝送処理用プロセッサ部に設けられているかの違いだけで、実施の形態１と同様、複数の伝送フォーマットのデータベースが組み込まれており、必要とされる型式を選択して、当該型式の伝送フォーマットに変換した上で、伝送親局に計測値情報、設定値情報を送信するようにしているので、ディジタルリレーの更新時に、伝送親局のアプリケーションプログラムの変更を行う必要もなく、内部メモリの容量や伝送能力の制約に捉われず、設備の稼働に支障をきたすことがないという顕著な効果がある。

なお、上記実施の形態では、伝送フォーマットデータベースに登録されていない型式に対応できるように、ユーザにおいて任意に伝送フォーマットを作成、変更し、登録できる機能を設けておけばよく、伝送フォーマットデータベースを拡張することが可能になる。これにより、型式に対応した変換された伝送フォーマットを自由に構築することが可能となり、伝送親局の内部メモリに格納されるデータの選択、データの格納メモリ番号、データ表示ビット数を任意に設定することが可能となる。データ表示ビット数を小さくすることにより、伝送親局の内部メモリを占有するメモリ量を小さくして、より多くのディジタルリレーを接続することができる。

また、上記実施の形態の説明では、データ処理用プロセッサ部と伝送処理用プロセッサ部を別個のものとして説明したが、両方の機能を併せ持った１つのプロセッサ部であってもよい。

また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

また、図において、同一符号は、同一または相当部分を示す。

１表示制御装置、２伝送親局、２ｂ内部メモリ、３（３Ａ，３Ｂ，・・・，３Ｎ）ディジタルリレー、４ディジタルリレー、３ａ，４ａデータ処理用プロセッサ部、３ａ１，４ａ１データ演算部、３ａ２，４ａ２データ記憶部、３ｂ，４ｂ外部メモリ、３ｃ，４ｃ伝送処理用プロセッサ部、３ｃ２，４ｃ２伝送処理部、４ｃ１，４ａ３データ変換処理部、４ｃ３，４ａ４伝送フォーマットデータベース、５ディジタルリレー伝送フォーマット、５ａ，６ａ計測値情報、５ｂ，６ｂ設定値情報、６
型式対応伝送フォーマット、１０，２０伝送線、１００伝送システム、４０取得データ（計算値）。

Claims

複数のディジタルリレーが伝送線を介して伝送親局に接続された伝送システムに用いられるディジタルリレーであって、
前記複数のディジタルリレーの型式毎に決められた複数の型式の伝送フォーマットの設定データが収容されている伝送フォーマットデータベースと、
機器から取得された計測値を処理するためのデータ処理用プロセッサ部と、
前記機器の設定値情報及び前記計測値が処理された計測値情報が格納される外部メモリと、
前記外部メモリから読み出された前記設定値情報及び前記計測値情報を所定の型式の伝送フォーマットにて、前記伝送親局に伝送する伝送処理用プロセッサ部と、を備え、
前記伝送処理用プロセッサ部は、データ変換処理部を持ち、前記伝送フォーマットデータベースから前記所定の型式の伝送フォーマットを選択して、その設定データに基づき前記設定値情報及び前記計測値情報を前記所定の型式の伝送フォーマットに変換し、前記伝送親局に伝送することを特徴とするディジタルリレー。
複数のディジタルリレーが伝送線を介して伝送親局に接続された伝送システムに用いられるディジタルリレーであって、
前記複数のディジタルリレーの型式毎に決められた複数の型式の伝送フォーマットの設定データが収容されている伝送フォーマットデータベースと、
機器から取得された計測値を処理するためのデータ処理用プロセッサ部と、
前記機器の設定値情報及び前記計測値が処理された計測値情報が格納される外部メモリと、
前記外部メモリから読み出された前記設定値情報及び前記計測値情報を所定の型式の伝送フォーマットにて、前記伝送親局に伝送する伝送処理用プロセッサ部と、を備え、
前記データ処理用プロセッサ部は、データ変換処理部を持ち、前記伝送フォーマットデータベースから前記所定の型式の伝送フォーマットを選択して、その設定データに基づき前記設定値情報及び前記計測値情報を前記所定の型式の伝送フォーマットに変換し、前記外部メモリに格納することを特徴とするディジタルリレー。
前記伝送フォーマットデータベースは、新たな型式の伝送フォーマットの設定データの追加及び任意の伝送フォーマットの設定データの作成が可能な機能を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディジタルリレー。