JPH02155421A - サンプリング時刻同期方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は複数の端局間を伝送路で接続し、各端局におい
て同時サンプリングした情報を収集、処理するシステム
における、サンプリング同期方式に関するものであり、
特に電力系統の電流差動保護のための系統電気量収集シ
ステムに対して有効に利用できる。

（従来の技術） 第９図に電流差動リレーシステムを多端子の送電線の保
護に使用した場合の一構成例を示す。

第９図において、１は送電線、２．３，４．５はそれぞ
れ送電線の分岐端子に設けられ各端子における電流デー
タを収集する端局、１０１は各端局において各端子の電
流データを符号化する系統電気量人力手段、１２．１３
．１４は端局間を下り方向に接続する伝送路、２２．２
３．２４は端局間を上り方向に接続する伝送路、６は端
局５に接続され、端局２．３，４．５が収集し伝送され
た各端子の電流データを基に電流差動保護演算を行なう
リレー演算端局を示す。

以下第１０図に示す伝送路上のデータフォーマット例を
もとに本従来例の動作を説明する。

第１０図においてＴＸ２，３．４はそれぞれ端局２．３
．４が送信するデータを示し、ｔ１２．　ｔ１３゜ｔ１
４は各端局間の伝送遅延時間を示す。

また、１＾、　１Ｂ、　ＩＣ，１０はそれぞれ端局２．
３゜４．５でサンプリングされた電流データ、Ｆ　Ｈは
送受信処理の単位である伝送フレームの始まりを示すフ
レームヘッダ、ＳＦはサンプリング時刻の基準となるパ
ターン（以下サンプリング同期フラグと呼ぶ）を示す。

第９図の従来例において端局２は、同期親局として一定
９時間おきにサンプリング同期フラグＳＦを含む信号を
送出する。サンプリング同期フラグＳＦを含む伝送信号
ＴＸ２は伝送路１２を介して端局３に受信される。１局
３は受信データ内のサンプリング同期フラグＳＦを検出
し、自局のサンプリング時刻をそれにあわせて制御する
とともに、自局でサンプリングし符号化した電流データ
ＩＢを、受信信号ＴＸ２に付加して送信信号ＴＸ３とし
て送り出す。

端局３から送信された信号ＴＸ３は伝送路１３を通って
端局４に受信され、前述した端局３と同様に電流データ
ＩＣを付加されたのち端局５へ送出される９ｆｋ終的に
信号は端局２，３．４の収集した電流データを全て取り
込んだ形で端局５に入力される。

端局５は受信した信号に含まれる各端局の収集した電流
データ及び自端の電流データをリレー演算端局６に送る
。リレー演算端局６は上記電流データを基に電流差動演
算を行ない、系統に事故を検出した場合にはトリップ指
令を端局５に対して出力する。端局５はリレー演算端局
６から受は収ったトリップ指令を上り方向の伝送信号に
含ませ、伝送路２４を介して端局４に対して出力する。

ｆＩｆＡ局４は端局５から受信した信号内のトリップ信
号に従って自端の遮断動作をすると同時に、トリップ指
令を伝送路２３を介して端局３に送信する。以下同様に
端局３，２に端局５が送信したトリップ指令が到着し最
終的に系統全体のトリラグ動作が行なわれる。

以上の動作において、リレー演算端局６の電流差動演算
で使用される電流データは、全て同一時刻にサンプリン
グされたものである必要がある。

そのため各端局は前述したサンプリング同期フラグを基
準として自局のサンプリング時刻の調整を行なう。

サンプリング時刻の制御でもっとも簡単な方法は受信信
号内のサンブリング同期フラグＳＦ受信時刻と、自局の
サンプリング時刻が等しくなるように制御することであ
る。各端局はサンプリング同期フラグの検出手段及び自
局のサンプリング時刻を基準とした受信時刻の測定手段
を備え、受信時刻の測定値が常に０または予め定められ
た特定の値になるように自局のサンプリング時刻の制御
を行なう、これにより伝送遅延時間が小さい場合には、
サンプリング同期フラグの送信タイミング、即ち同期親
局のサンプリングタイミングと各子局のサンプリングタ
イミングを、比較的よく一致させることが可能である。

また他の方法として、電流差動システム設置時に各端局
及び伝送路の遅延時間を正確に測定して端局に対して補
正値として入力しておき、サンプリング時刻制御時にそ
の値を考慮して時刻補正を行なうものもある。この方法
は端局間の伝送遅延によるサンプリング同期誤差を小さ
くできる利点がある。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明した同期方式において、前者は設置時の調整が
不要である代りに各端局間の伝送路及び各端局内の遅延
時間が大きい場合には、各端局間のサンプリング時刻に
大きな誤差が生じ、差電流の増加することによるリレー
特性の悪化の虞れがあった。

また後者の方式は伝送遅延時間による誤差は生しない代
りに、リレー設置時に測定した伝送遅延時間を使用して
捕正を行なうため、 （１）伝送路の切り代えができない、 （２）設置時の調整に手間がかかる、 （３）端局増膜時には他の端局の時刻の再設定が必要に
なる、 など設置上、運用上の問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、単純な構
成でかつ無調整で各端局におけるサンプリング時刻を正
確に一致させることの可能なサンプリング時刻同期方式
を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は２つの伝送路を伝送される信号の時間関係を特
定の状態に設定することにより、信号の到着時刻の差を
利用して端局間の伝送遅延時間を算出し自動的にサンプ
リング同期制御を行なうものであり、第２図に本発明の
構成例を示す。第２図において端局５は、伝送路の端と
して、下り方向の自端の送信信号が、上り方向の伝送路
の受信信号になるように接続されている。これにより端
局２（以下同期親局と呼ぶ）を起点として下り方向に伝
送された信号は、伝送タイミング的には端局５で折り返
した形で同期親局２に帰ることになる。同期親局２以外
の各端局（以下子局と呼ぶ）は２つの伝送路に応じて２
つの信号受信時刻測定手段を持ち、伝送されてきた信号
のそれぞれの受信時刻を測定する。各端局は時刻制御が
可能なサンプリング信号発振器を内蔵し、上記受信時刻
より計算した値に応じた時刻にサンプリング時刻を制御
する。

（作　用） 本発明の原理を第１図に示す。第１図は同期親局２から
送信された信号が伝送路１２．１３．１４を介して端局
５に達し、折り返して同期親局２へ戻ってくるときの伝
送のようすを表したものである。

第１図において実線は端局を下り方向に伝送する信号の
遅延のようすを示し、点線は上り方向に伝送する信号の
遅延のようすを示す。説明のため、第１図においては端
局５は下り方向の伝送信号を受信すると同時に、上り方
向に送信を開始するものとして表す。

第１図において、同期親局２は時刻ＴＳに伝送路１２に
同期基準となる信号（サンプリング同期フラグと称す）
を送り出す、この信号は送信信号ＴＸ２に含まれる特定
ビットで表すもので良い、サンプリング同期フラグは全
端局を通過したのち端局５で折り返し、再び前端局を通
過して同期親局２へ帰ってくる。同期親局２は自局がサ
ンプリング同期フラグを送り出してからそれが折り返し
て戻ってくるまでの時間ｔＬＰを測定し、送信データに
伝送路を介して各子局に伝送する。

次に各子局は下り方向、上り方向の２つの伝送路から２
つのサンプリング同期フラグを受信している。同期親局
２の送信時刻ＴＳから子局が上り方向の伝送路でそれを
受信するまでの時間ｔ［は、上記伝送路の往復に要する
時間ｔＬＰから各端局から同期親局２への上り方向の伝
送遅延時間ｔＶを引いたものに等しい。同一区間の伝送
に要する伝送遅延時間は伝送方向によらず等しいと仮定
できるので、子局から親局へ向かう上り方向の伝送遅延
時間ｔＬＨは、同一区間の下り方向の伝送遅延時間ｔＲ
と等しい。

従って下り方向、上り方向の伝送遅延時間ｔＲ及びｔ［
の和は、１式に示すように伝送路の往復に要する時間ｔ
ＬＰに等しい。

ｔＬＰ＝ｔＬ　十ｔＬＨ＝ｔＬ　＋ｔＲ・・・（↑）各
子局で測定した前記２つのサンプリング同期フラグの受
信時間差はｔＬ−ｔＲで表わされるので、この関係を１
式に代入すると２式に示すように伝送遅延時間ｔＲ及び
ｔ［を計算できる。

ｔＬＰ−（ｔＬ　−ｔＲ）　＝２　ｔＲ・・・（２−１
）ｔＬＰ＋　（ｔＬ　−ｔＲ）　＝２ｔＬ　　　　・・
・（２−２）受信時間差ｔｔ−ｔｎは各子局において正
確に測定可能であり、伝送遅延時間ｔＬＰは前述したよ
うに同期親局から伝送されるので、伝送遅延時間ｔ［及
びｔＲは各子局で式２に従って容易に計算することがで
きる。各子局はサンプリング同期フラグの受信時刻ＴＲ
またはＴＬに対して、自端のサンプリング時刻を２式で
計算した伝送遅延時間分、前に制御することにより、同
期親局のサンプリング時刻と同時刻のサンプリングを行
なうことが可能となる。

以上の処理を各子局で行なうことにより、系全体のサン
プリング同期を行なうことが可能である。

（実施例） 第２図に本発明の一構成例を示す、第２図において、従
来例と同一の番号を付したものは従来例と同一の機能を
持つものであり説明は省略する。

次に第３図に、各子局の内部の一構成例を示す。

第３図において、１０１は系統の電流データを入力し、
送信のために符号化する系統電気量入力手段、１０２及
び２０２は伝送路よりデータを受信し、自局向けのデー
タを受は取ると同時に受信信号を送信手段に対して出力
する受信手段、１０３　、２０３は前記系統電気量入力
手段１０１の出力及び受信手段１０２　、２０２の出力
を入力とし、自局で収集した電流データを受信信号に付
加して送信する送信手段、１０４　、２０４は受信デー
タ内のサンプリング同期フラグを検出するフラグ検出手
段、１０５は前記サンプリング同期フラグ検出手段１０
４　、２０４の出力を入力とし、受信時刻差ｔＲＬ＝Ｔ
Ｌ−ＴＲを測定するフラグ到着時刻差測定手段、１０６
はサンプリング発振器１０８の出力及びフラグ検出手段
１０４の出力を入力とし、自局のサンプリング時刻を基
準にフラグの到着時刻を測定するフラグ到着時刻測定手
段、１０７は前記フラグ到着時刻差測定手段１０５の出
力及び受信手段１０２の出力を入力とし、同期親局と自
局との間の伝送遅延時間を演算する遅延時間演算手段、
１１０は遅延時間演算手段１０７及びフラグ到着時刻測
定手段１０６の出力を入力とし、同期親局との間のサン
プリング同期誤差を計算してその結果に応じて自局のサ
ンプリング時刻を制御するサンプリング時刻制御手段、
１０８はサンプリング時刻制御手段１１０により制御さ
れ、自局のサンプリング時刻をつくりだすサンプリング
発振器を示す。

なお、第３図ではフラグ到着時刻測定手段１０６の入力
は下り方向の伝送路のフラグ検出手段１０４の出力ＴＲ
としたが、これは上り方向の伝送路２０４の測定値Ｔ［
を基準入力にしても何ら問題はない。

伝送路の端に位置する端局５の構成も上記の端局と同じ
であるが、下り方向の送信信号は上り方向の受信入力に
接続し、信号の折り返し接続を行なう。また、リレー演
算手段６は、受信手段２０２の出力を入力して電流差動
演算を行ない、トリップ指令を送信手段１０３の入力と
して各端局に伝送するように構成されている。

次に同期親局の一構成例を第４図に示す。第４図におい
て、サンプリング発振器１０８は周期的に送信タイミン
グ基準信号を発生し、送信手段１０３に入力する。送信
手段１０３は自局の系統電気量入力手段１０１及びフラ
グ到着時刻差測定手段１０５の出力する往復伝送遅延時
間ｔＬＰを送信のためのデータ入力とし、サンプリング
発振器１０８からの送信タイミング基準信号に同期して
、サンプリング同期フラグＳＦを含む信号を下り方向伝
送路に送り出す。

またフラグ検出手段２０４は上り伝送路の受信信号を入
力とし、サンプリング同期フラグを受信したときにはサ
ンプリング同期フラグ検出信号をフラグ到着時刻差測定
手段１０５に出力する。フラグ到着時刻差測定手段１０
５は、送信タイミング基準信号及び曲記フラグ検出信号
を入力し、両者の時間差を測定することにより伝送路の
往復に要する時間ｔｃｐを測定し、測定結果を伝送デー
タに含ませて各子局に伝送する。

以下第５図に示す詳細タイミング図をもとに本発明の詳
細な説明する。第５図は、先に原理を説明した第１図を
さらに詳細に表したもので、各端局間のデータ伝送のよ
うすを時間を基準に記述したものである。第５図におい
て、斜めの矢印は第１図と同じく、伝送路上を伝送され
る信号の特定の部分、例としてサンプリング同期フラグ
ＳＦの各端局への到着時刻を示す。

下り方向の矢印は下り方向のデータの伝送のようすを示
し、上り方向の矢印は上り方向の伝送のようすを示す。

またｔ１２．　ｔ１３．　ｔ１４はそれぞれ端局２−３
間、３−４間、４−５間の伝送遅延時間を示す。

同期親局２のサンプリング発振器１０８は、１サンプリ
ングに１回、サンプリング時刻ＴＳと同時に送信手段１
０３に送信タイミング基準信号を与え、自局電流データ
１＾、往復伝送遅延時間ｔｃｐ及びサンプリング同期フ
ラグＳＦを含む信号を伝送路１２に送出する。同期親局
２から送信された下り方向の信号は伝送遅延時間ｔ１２
後に第２図に示す子局３に到着し端子３の電流データＩ
Ｂを付加されたのち、伝送路１３に送出される。送出さ
れた信号は伝送路１３を通って子局４に到着し、以下同
様の処理が行なわれて最終的に同期親局２へ戻る。この
とき各子局における信号の受信時刻’Ｉ”ｌｌＲは、同
期親局２のサンプリング時刻ＴＳを基準として１−１〜
１−４式で表される。

子局３　：　Ｔ　３Ｒ＝　ｔ　１２　　　　　　　　、
−（１−１）子局４　：　Ｔ４Ｒ＝　ｔ　１２＋　ｔ　
１３　　　　　　・・・（１−２）子局５　：　Ｔ５Ｒ
＝　ｔ　１２＋ｔ　１３＋　ｔ１４　　　・・・（１−
３）次に端局５に到着し、上り方向の伝送路に送り返さ
れた信号について検討する。この場合、同一の伝送路の
上り方向／下り方向の伝送遅延時間は等しいと考えられ
るので、各端局における信号の到着時刻は２式で表され
る。

子局４　　　：　Ｔ４Ｌ＝Ｔ５Ｒ＋　ｔ　１４　　　　
・・・（２−２）子局３　　　：　Ｔ３Ｌ＝Ｔ５Ｒ＋　
ｔ　１４＋　ｔ　１３・・・（２−３）同期親局２　：
　Ｔ２Ｌ＝Ｔ５Ｒ＋　ｔ　１４＋ｔ　１３＋　ｔ　１２
＝　ｔ　ｔｐ　　　　　　　・・・（２−４）例として
子局４の場合のタイミングを比較すると、下り方向デー
タの受信時刻Ｔ４Ｒと上り方向データの受信タイミング
Ｔ４Ｌの関係は下記３式で表される。

Ｔ旧−Ｔ４ｒｌ＝　（Ｔ５Ｒ＋　ｔ　１４）　−（ｔ　
１２＋　ｔ　１３）＝　２　ｘ　ｔ　１４＝　ｔ　４Ｒ
Ｌ　　　　　・・・（３）３−１式及び３−２式から下
記４式が得られる。

（ｔ　ＬＰ−ｔ　４ＲＬ　）　／　２　＝　ｔ　１２＋
　ｔ　１３＝　ｔ　４Ｒ・・・１４−１） （ｔ　ＬＰ＋　ｔ　４ＲＬ　）　／　２　＝　ｔ　１２
＋　ｔ　１３＋　２　ｔ　１４＝ｔ４［・・・（４−２
） ４式において、ｔ４Ｒは同期親局２から送られた信号が
下り方向の伝送路を介して端局４に到着するまでの時間
を示し、ｔ４Ｌは１配信号が端局５で折り返し、上り方
向の伝送路で端局４に到着するまでの時間を示す、４式
において、往復伝送遅延時間の値ｔＬＰは同期親局２て
測定し、各子局へ伝送データ内に含ませて送っているの
で子局４で既知である。またｔ　４ＲＬの値は、下り方
向信号の到着時刻と上り信号の到着時刻の差としてフラ
グ到着時刻差測定手段１０５により容易に測定できる。

４−１式により同期親局２と子局４の間の伝送遅延時間
（ｔ　１２＋ｔ　１３）が子局４で計算できる。

子局４は自局のサンプリング時刻が、下り方向の信号の
到着時刻Ｔ４Ｒに対して、（ｔ　１２＋　ｔ　１３）先
行するように制御を行なう。これにより同１ｔｌＪ親局
２と子局４の間の伝送遅延時間が自動的に補正され、子
局４は同期親局２と同一時期Ｔｓでサンプリングを行な
うことができる。

上記４−１式、４−２式は子局３についても同様の式が
なりたつ、すなわち、同期親局から伝送された往復伝送
遅延時間ｔＬＰと自局で測定したフラグ到着時刻差ｔＲ
Ｌの和は、どの子局でも同期親局−子局間の下り方向の
伝送遅延時間の２倍と等しくなる。下り方向の信号の到
着時刻をもとにして、前記伝送遅延時間で同期親局の送
信時刻（＝サンプリング時刻）を演算し、自局のサンプ
リング時刻を上記値に等しくすることにより、同期親局
及び子局含めた全体のサンプリング同期制御が可能であ
る。

上記説明は、４−１式を使用して下り方向の伝送遅延時
間を演算してサンプリング同期を補正する場合について
述べたが、４−２式を使用して上り方向の伝送遅延時間
を計算しサンプリング同期制御を行なうこともいうまで
もなく可能である。

また端局５に関しては、下り方向／上つ方向の伝送信号
の到着時刻が同一時刻と考えることができるので、ｔ５
ＲＬ＝ｏとして他の端局と同一の処理を行なえば良い。

次に実際の端局におけるサンプリング同期の制御につい
て、第３図及び第４図に示した構成例をもとに説明する
。

同期親局２の構成間第４図において、サンプリング発振
器１０８はサンプリング時刻′ｒＳに、系統電気量入力
手段１０１に対してサンプリング信号を入力すると同時
に送信手段１０３に対して送信タイミング基準信号を与
える。送イΔ手段１０３は伝送路１２に対して、サンプ
リング時刻ＴＳと同時にサンプリング同期フラグＳＦを
含む信号を送信する。

フラグ到着時刻差測定手段１０５はサンプリング発振器
１０８の出力する送信基準タイミング′ｒ　ｓでカウン
ト・を開始し、フラグ検出手段２０４の出力するフラグ
到着時刻Ｔ２Ｒでカウントを終了する。これによりフラ
グ到着時刻差測定手段１０５の出力として、伝送系の往
復に要する時間ｔＬＰが得られる。

フラグ到着時刻差測定手段１０５の出力する往復伝送遅
延時間ｔＬＰの値は送信手段１０３に入力され、送信信
号内に含ませて各子局に伝送する。

以上が同期親局の動作であるが、次に子局４を例として
子局に８ける制御の説明を行なう。

子局４の一構成例を示す第３図において、子局４に受信
された受信信号は検出手段１０４　、２０４に入力する
。検出手段１０４　、２０４は受信信号内のサンプリン
グ同期フラグＳＦのパターンを検出するとフラグ到着時
刻差測定手段１０５、フラグ到着時刻測定手段１０６に
対してサンプリング同期フラグ検出、信号を出力する。

フラグ到着時刻差測定手段１０５は下り方向の伝送路の
サンプリング同期フラグ検出信号でカウントを開始し、
上り方向のサンプリング同期フラグ検出信号でカウント
を終了する。これによりフラグ到着時刻差測定手段１０
５の出力として、２つの逆方向の伝送路によるサンプリ
ング同期フラグの到着時間の差ｔ４ＲＬ　＝　（Ｔ４Ｌ
−Ｔ０ｎ）が得られる。フラグ到着時刻差ｔ　４ＲＬの
測定結果は遅延時間演算手段１０７に入力する。

また、子局４は受信手段１０２で同期親局２から受取っ
たデータの中から前記往復伝送遅延時間ｔＬＰの値を取
出し、同じく遅延時間演算手段１０７に入力する。

遅延時間演算手段１０７は上記フラグ到着時間差ｔ　４
ＲＬ及び往復伝送遅延時間ｔＬＰの値をもとに、４−１
式に従って同期親局２と子局４の間の伝送遅延時間（ｔ
　１２＋　ｔ　１３）を演算し、サンプリング時刻制御
手段１１０に入力する。

次に、フラグ到着時刻測定手段１０６は自局のサンプリ
ング基準時刻’ｒ４ｓでカウントを開始し、下り方向の
伝送信号のサンプリング同期フラグの到着時刻７４Ｒで
カウントを停止する。これにより、自局のサンプリング
基準時刻に対するサンプリング同期フラグの受信時刻Ｔ
４Ｒ８が得られる。サンプリング同期フラグの自局到着
時刻Ｔ４Ｒ８はサンプリング時刻制御手段１１０へ入力
する。

サンプリング時刻制御手段１１０はサンプリング同期フ
ラグの自局到着時刻Ｔ４Ｒ３と、同期親局との間の伝送
遅延時間（ｔ　１２＋　ｔ　１３）の間の差をサンプリ
ング同期誤差ΔＴとして演算し、同期誤差が０になる゛
ように自局のサンプリング同期発振器１０８を制御する
。

制御の例として、サンプリング同期誤差ΔＴ＝（ＴＬＰ
−Ｔ４ＲＬ　）　／２−Ｔ４ｎＳ　＜Ｏの場合には自局
のサンプリング時刻が遅れているものと判定してサンプ
リング発振器１０８の発振周波数をわずかに上昇させ、
Δ’ｒ＝　（ＴＬＰ−７４Ｒ１）　／２−Ｔ４ｎ８＞０
の場合には発振周波数を下降させる。

これにより自局のサンプリング時刻Ｔ４Ｓは常に同期親
局のサンプリング同期フラグ送信時刻ＴＳと同一時刻に
保持されることになり、サンプリング時刻が親局と子局
の間で高い精度で一致する。

以上の説明は端局４を例として行なったが、他の子局３
．５に関してもまったく同様の制御を行なうことにより
、各子局と同期親局との間でサンプリング時刻を一致さ
せることができる。端局５の場合には、Ｔ５Ｒ１＝０と
して適用すれば良い。

以上の説明は、下り方向の伝送路の遅延時間を演算し、
その値をもとに各子局のサンプリング時刻を制御する場
合について行なったが、上り方向の伝送路で受信した時
刻Ｔ４Ｌを基にしてもまったく同じように計算できるの
で同様の制御が可能である。

以上述べたように第１図で述べた本発明の一実施例の制
御方法によれば、各端局間の伝送遅延時間に拘らず、各
子局のサンプリング時刻を自動的に一定に保つことが可
能であり、またシステム設置時や伝送系変更時のサンプ
リング同期制御に要する調整作業を大幅に削減可能であ
る。

上記第１図にて説明した一実施例では、各端局における
受信信号の再送信に要する時間をＯとして説明を行なっ
たが、本発明はこれに制限されるものではない、直前の
端局からの信号を受信してから自局のデータを付加して
送り出すまでに処理時間ｔｐがかかる場合でも、本発明
は容易に適用可能である。

端局通過時に遅延しｐが生じる場合の伝送遅延の制御を
説明するタイミング図を第６図に示す。

第６図において、下り方向の伝送路におけるサンプリン
グ同期フラグ受信時刻を式５−１〜５−４に示し、逆方
向に伝送される信号内のサンプリング同期フラグ送信時
刻を弐〇−１〜６−３に示す。

各子局において、往復伝送遅延時間ｔＬＰ及びフラグ到
着時間から同期親局との間の伝送遅延時間を計算する方
法を１−１〜７−２式に示す。

式７に示したように、端局通過時に遅延時間ｔｐが生じ
る場合には既知のｔｐの値で伝送遅延時間の計算結果を
補正することにより本発明の一実施例で説明したのと同
様のサンプリング同期制御を行なうことが可能である。

下り方向の伝送路によるサンプリング同期フラグ受信時
刻 子局３　　　：　Ｔ３１ｔ＝　ｔ　１２　　　　　　　
　・・・（５−１）子局４　　　：　Ｔ４Ｒ＝ｔ１２＋
ｔｐ　＋ｔ１３　　・・・（５−２）子局５　　　：Ｔ
５Ｒ＝ｔ１２＋ｔ（１＋ｔ１３＋ｔｌ）＋ｔ１４　　　
　　　・・・＋５−３）同期親局２　：　ＴＬＰ＝２Ｘ
　（ｔ１２＋ｔｌ）　＋ｔ１３＋ｔｌ）　＋ｔ１４）　
＋ｔｌ）・・・（５−４）上り方向の伝送路によるサン
プリング同期フラグ受信時刻 子局５　　　：　Ｔ５Ｌ＝ＴＳＲ＋ｔ　ｐ　　　　　・
・・（６−１）子局４　　　：　Ｔ４Ｌ＝Ｔ５１１＋ｔ
　ｐ　十ｔ　１４　　・・・（６−２）子局３　　　：
　Ｔ３Ｌ＝Ｔ５Ｒ−ｔ−ｔ　ｐ　十ｔ　１４ｆ　ｔ　ｐ
＋ｔ１３　　　　　　・・・（６−３）下り方向の伝送
路における同期親局との間の伝送遅延時間 子局３　　　：　ｔ３Ｒ＝　（ｔＬＰ−２ｘ　（ｔ１４
＋ｔ１３）−５ｘｔｐ　　）／２ ＝　　（ｔ　ＬＰ−（Ｔ３Ｌ−７３１１−１ｐ　　）　
　）／２　　　　・・・　７−１）子局４　　　：ｔ４
Ｒ＝（ｔＬＰ−（Ｔ４Ｌ−Ｔ０ｎ−ｔｐ　　）　　）／
２　　　　・・・　７−２）子局５　　　：ｔ５Ｒ＝（
ｔＬＰ−ｔｌ／２・・・７−３）上記第１図に示した実
施例では、伝送路の往復に要する時間は１サンプリング
の時間以下と仮定して説明を行なったが本発明はこれに
制限されるものではない、往復に要する時間がサンプリ
ング間隔を越える場合には、各端局がサンプリング同期
フラグを受信する間隔が１周に要する時間以上になるよ
う、サンプリング同期フラグを送信信号に含ませる時間
間隔を大きくすれば良い。

上記第１図の実施例では、同期親局を含む各端局のサン
プリング時刻を同期親局のサンプリング同期フラグ送信
時刻と同一タイミングとして説明を行なったが、本発明
はこれに限定されるものではない。同期親局のサンプリ
ング時刻は、サンプリング同期フラグ送信タイミングに
対して任意のタイミングに設定することが可能である。

その場合には、各子局でサンブリング時刻制御を行なう
際、同期親局のサンプリングタイミングとサンプリング
同期フラグ送信タイミングの差の時間を補正してやれば
良い。

第２図にて示した構成例では、上り方向／下り方向２つ
の伝送システムを構成する伝送装置は、各端局の同一の
ユニット内に収納されているものとして説明を行なった
が、本発明はこれに制限されるものではない、２つのル
ープの伝送システムがハード的に完全に分割されている
ときでも本発明は適用可能である。その場合にはそれぞ
れの端子に設けられた下り方向用／上つ方向用の２つの
伝送端局間に、サンプリング同期フラグの受信時刻及び
サンプリング時刻信号をやりとりするための伝達手段を
設ければ良い。

第１図では、サンプリング同期制御を常時２つの伝送系
を受信しながら行なっているものとして説明を行なった
が、本発明はこれに限定されるものではない、一般に伝
送路の伝送遅延時間は一旦敷設されると大幅な変化がな
いので、４式で計算した伝送遅延時間の値は伝送路が決
まれば一般に一定の値となる。従って、２つの伝送系の
両方が正常の時に伝送路の伝送遅延時間を測定、記憶し
ておき、片方の伝送系が不良になったときには正常な方
の伝送系の受信時刻ＴＮＲｔたはＴＮＬ（Ｎは端局の番
号）と前記予め測定しておいた伝送遅延時間を使用して
サンプリング同期制御を行なうことが可能である。

第１図では、サンプリング同期フラグの受信時刻の測定
を、フラグ到着時刻差測定手段とフラグ到着時刻測定手
段の２１ａ類の測定手段で測定しているものとして説明
を行なったが、本発明はこれに制限されるものではない
、下り方向／上つ方向伝送路のそれぞれにフラグ到着時
刻測定手段を設け、フラグ到着時刻差はそれぞれの測定
手段の測定値の差として演算しても、本発明はまったく
同様の制御が可能である。

第１図では、同期親局は伝送路で接続された端局の端に
配置されたものとして説明を行なったが、本発明はこれ
に制限されるものではない。同期親局は伝送路で接続さ
れた端局の中間に配置することも可能である。

第７図は同期親局を端局３に配置した場合の伝送制御の
接続を表す構成図、第８図は第７図の接続における伝送
タイミングを示すものである。以下第７図及び第８図を
使用して、同期親局が中間に配置された場合の動作を説
明する。

第７図において、同期親局３は一定の周期でサンプリン
グ同期フラグを下り伝送路に送出する。

同期親局３から送出されたサンプリング同期フラグは、
端局４を通過し端局５で折り返し同期親局３に上り伝送
路で戻る。同期親局３は上り伝送路で戻ってきた信号を
自局を通過させてそのまま子局２へ伝送するが、このと
き下り方向の往復伝送遅延時間ｔ　ｄＬＰを測定する。

同期親局３を通過し上り方向に伝送された信号は、端局
２でデータを収集したのち端局７で折り返し、下り伝送
路で同期親局３へ戻る。同期親局３は下り伝送路のサン
１リング同期フラグを受信した時刻を測定することによ
り、上り方向の往復伝送遅延時間ｔ　ｕＬＰを測定する
。

同期親局３は、時間データとして上り方向／下り方向の
それぞれの往復伝送π延時間ｔｄＬＰ。

ｔ　ｕＬＰの２つを、各子局に対して伝送する。

子局は同期親局に対する位置関係により、下記の方法で
伝送遅延時間を計算し、同期制御を？ｒなう。

■　下り伝送路のサンプリング同期フラグを、上り伝送
路のサンプリング同期フラグよりも先に受信した子局（
第７図における子局４．５）→ｔ　ｄＬＰの値をｔＬＰ
として使用し、式４の演算により伝送遅延時間を演算す
る。

■　上り゛伝送路のサンプリング同期フラグを、下り伝
送路のサンプリング同期フラグよりも先に受信した子局
（第７図における子局２，７）→ｔ　ＵＬＰの値をｔＬ
Ｐとして使用し、式４の演算により同期親局３を上り方
向に通過してからの伝送遅延時間を測定したのち、演算
結果に下り方向の往復伝送遅延時間ｔ　ｄＬＰを加算し
て、同期親局３が下り方向にサンプリング同期フラグを
受信してから子局に到着するまでのトータルの伝送遅延
時間ｔＵＲを算出する。

以上の制御を行なうことにより、同期親局は伝送路の端
に配置されなくとも同期制御を行なうことが可能である
０本変形例は、伝送路の一部に不良が発生し、ループバ
ック接続を行なっているときのサンプリング同期制御方
式として特に有効である。

第２図あるいは第７図では、リレー演算端局６は端局の
内の１つに接続され、他の端局はデータ収集と転送され
たトリップ信号によるしゃ断機の８＋１ｆｎ６！能のみ
持つものとして説明を行なったが、本発明はこれに制限
されるものではない。リレー演算端局６は任意の複数の
端子に配置することが可能である。その場合には、同期
親局は下り方向の受信データを一旦記憶し、その一部あ
るいは全部を、自端のサンプリング発振器の出力する送
信基準タイミングＴＳに下り方向に送り出すように構成
する。これにより各端局の収集して電流データは伝送路
上のいずれの端局でも利用可能となり、任意の端局での
電流差動演算が可能となる。

第２図では、各端局はデータ送信手段と受信手段を、上
り／下り伝送路用としてそれぞれ１組ずつ持つものとし
て説明したが、本発明はこれに制限されるものではない
。同期親局が受信データ内のトリップ指令を、変形例で
述べたような手段で中継することにより、トリップ指令
はいずれの端局でも下り伝送データとして受信可能とな
る。これにより、下り方向のみ送受信回路を設け、上り
方向はフラグの到着時刻を測定手段のみを設置する構成
が可能である。

第４図にて示した実施例では、同期親局は子局とは別の
ハード構成を取るものとして説明したが、本発明はこれ
に制限されるものではない。

同期親局の構成要素は子局の機能の一部を利用したもの
であり、子局の構成を持つ端局は、制御の変更で容易に
同期親局の機能を持たせることが可能である。これによ
り、全部の端局を同一のハード構成で製作し、必要に応
じて同期親局を決定できるよう構成することが可能であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、端局間の伝送遅延
時間に拘らず全端局のサンプリング時刻を正確に一致さ
せることができ、電流差動継電システムで問題となるサ
ンプリング時間差によるリレー精度の悪化をなくすこと
ができる。またサンプリング同期は伝送路の条件に合せ
て自動的に行なわれるため、従来性なわれてきた伝送遅
延時間の実機測定による補正方法と比較して、システム
設置時や伝送系統組替え時の調整及び確認作業を大幅に
省力化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を表すタイミング図、第２図は本
発明によるサンプリング時刻同期方式を説明する一実施
例の概要構成図、第３図は本発明装置の子局の内部構成
例を表す図、第４図は本発明装置の同期親局の内部構成
例を表す図、第５図は本発明の原理を表す詳細タイミン
グ図、第６図は端局通過時に遅延ｔｐを生ずる場合のタ
イミング図、第７図は本発明の１変形例を表す構成図、
第８図は本発明の１変形例の動作を表すタイミング図、
第９図は従来の電流差動継電装置構成図、第１０図は電
流差動継電装置の送信データの伝送フォーマット例を表
す図である。 １・・・送電線　　　　　　２，３，４．５・・・端局
６・・・リレー演算端局 １２、１３．１４．１５・・・伝送り（下り方向）２２
、２３．２４．２５・・・伝送路（上り方向）１０１・
・・系統電気量入力手段 １０２　、２０２・・・受信手段　１０３・・・送信手
段１０４　、２０４・・・フラグ検出手段１０５・・・
フラグ到着時刻差測定手段１０６・・・フラグ到着時刻
測定手段 １０７遅延時間演算手段 １０８・・・サンプリング発振器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各端局を互いに伝送方向が逆の複数の伝送路で接続した
   伝送システムにおいて、端局の内１つ（以下同期親局と
   呼ぶ）は複数の伝送路の内の１つに対して一定時間おき
   にタイミング基準信号を送り出し、前記同期親局は前記
   タイミング基準信号が自局に戻つてくるまでに要する時
   間ｔＬＰを測定し測定結果に応じた量を同期親局以外の
   端局（以下子局と呼ぶ）に伝送し、前記子局は他の端局
   からの信号を受信後一定時間後に自局の送信を開始し、
   前記子局は互いに伝送方向が逆の複数の伝送路より受信
   した複数の前記タイミング基準信号の受信時刻の差ｔＲ
   Ｌを測定し、前記子局は前記受信時刻差ｔＲＬ及び前記
   伝送路の往復に要する時間ｔＬＰに応じた量より前記同
   期親局と子局の間の伝送遅延時間に対応する量を計算す
   るとともに、前記子局は前記タイミング基準信号受信時
   刻を計算した前記伝送遅延時間で補正した時刻を基準に
   自局のサンプリング時刻を制御することを特徴とするサ
   ンプリング時刻同期方式。