JPH0251313A - ディジタル保護継電装置のサンプリング同期方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ループ状送電系統を保護するためのディジタ
ル保護継電装置のサンプリング同期方法に関する。

Ｂ、発明の概要 本発明は、ループ状送電系統に沿って配置され、二重ル
ープ回線で結合される中央継電装置及び各端末装置でサ
ンプリングデータを得るディジタル保護継電装置におい
て、 ！系と２系を通したサンプリングタイミング信号の受信
タイミングから各端末装置のサンプリングタイミングを
求めることにより、 中央継電装置及び各端末装置での同時刻サンプリングが
できるようにしたものである。

Ｃ０従来の技術 ループ状送電線の保護を司るループ状ディジタル保護継
電装置のシステム構成図を第３図に示す。

同図において変電所Ｕと４箇所の需要家Ｄ１〜Ｄ４の母
線３１は送電線３２によりループ状に結ばれ、各需要家
り、〜Ｄ４内には、送電線３２の端部に設けられた変流
器３４と、この変流器３４からのアナログデータを人力
し光信号に変換して相隣る需要家に信号を授受する端末
装置３５と、母線３１を系統から遮断する遮断器３６と
を有し、又、変電所Ｕ内には、端末装置３５と同様の機
能を有する中央通信装置３７と、光信号をディジタルデ
ータに変換する機能及びそのデータを解析処理し、さら
に、解析結果に異常がある場合には中央通信装置３７を
通して各需要家内の端末装置３５に対して遮断器３６の
遮断指令を出力するマイクロコンピュータ等からなる中
央継電装置３８と、この中央継電装置３８に直接アナロ
グ信号を人力する変流器３４とを有する。又、各端末装
置３５と中央通信装置３７および中央継電装置３８は光
フアイバーケーブル３９により連結され、この光フアイ
バーケーブル３９は各需要家内の端末装置３５で出力さ
れる光信号及び、中央継電装置３８から出力される遮断
指令としての光信号の経路となる。

このようなシステム構成をとるループ状ディジタル保護
継電装置においては、各需要家内の端末装置３５のアナ
ログデータ収集（以下、サンプリングと呼ぶ）と中央継
電装置３８へのデータ伝送は中央継電装置から出力され
るサンプリング信号によって行われる。このサンプリン
グ信号はシステム内のデータ伝送速度や中央継電装置内
のマイクロコンピュータのメモリ容量及び処理スピード
をそれぞれ考慮したある一定の周波数で出力される光信
号が用いられ、前述の光フアイバーケーブル３９を介し
て各需要家の端末装置へ伝達される。

しかしながら、このサンプリング信号が光フアイバーケ
ーブルや各端末装置３５内を伝送される間に伝送遅延が
生ずるため各端末装置３５と中央継電装置３８のサンプ
リングは同時刻に行われず、中央継電装置３８から遠い
端末装置（この場合は■〕４）程サンプリングの遅れが
大きくなる。さらに、光フアイバーケーブルが一部で欠
損し、光信号がループバック伝送される場合には光伝送
経路はさらに長くなりサンプリングの遅れも正常時に比
較し倍化する可能性がある。

したがって従来のループ状保護Ｕ７ｒｉ装置のサンプリ
ング同期方式は上述の伝送遅延を考慮した伝送遅延固定
補償方式を採っている。すなわち、第４図のタイムチャ
ートに示すように、中央継電装置３８は、この装置自身
のサンプリング時刻し。

を基準にして１時間前に中央通信装置３７ヘサンプリン
グ信号を伝送する。サンプリング信号はフラッグ（Ｆ）
とサンプリング同期指令（Ｓ）からなり、同期のための
タイミング指令ＰＳとして伝送される。中央通信装置３
７は伝送されたタイミング指令信号をその後の需要家り
、の端末装置へ、さらにり、はり、へと伝送遅れを生じ
ながら順次伝送され、各端末装置は、タイミング指令Ｆ
Ｓの到達によりそれぞれ時刻ｔ＋、ｊｓ、ｊ＋で順次サ
ンプリングを行う。このようにこの方式は中央継電装置
３８が各端末装置３５への伝送遅れを考慮してあらかじ
め１時間前にサンプリング信号を各端末装置に伝送する
ことにより中央継電装置のサンプリング時刻ｔ、を基準
にして、サンプリング許容限度時間Ｔ′内に全ての端末
装置がサンプリングを完了するよう設定することができ
る。尚、許容限度時間Ｔ′は保護継電装置の事故判定精
度より決定され、通常、交流電気角度で数度という値で
ある。

Ｄ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の伝送遅延固定補償方式においては
、各需要家の端末装置が所定の時間内にサンプリングを
完了するよう設定されているものの原理的に伝送遅延を
除去しているわけではないので、送電系統が正常であっ
ても得られるサンプリングデータには時間誤差がある上
、さらに送電系統が長い場合で光フアイバーケーブルの
欠損等によりサンプリング信号がループバック伝送され
るような条件では、伝送遅延が極端に大きくなることか
ら、このような場合は許容限度時間Ｔ′を大きくとらな
ければならず、このため保護継電装置全体では事故判定
精度が悪化するという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、中央継電装置及び各需要家端末装置に
おいてのデータサンプリングが同時刻に行われるように
し、ディジタル保護継電装置全体として事故判定精度の
高いサンプリング同期方法を提供しようとするものであ
る。

Ｅ１課題を解決するための手段と作用 本発明は、上記目的を達成するため、ループ状送電系統
に沿って二重ループ回線で各端末装置が結合され、中央
継電装置及び端末装置で送電系統のサンプリングデータ
を得て保護演算を行うディジタル保護継電装置において
、中央通信装置からの信号が１系と２系のループ回線を
一巡するに必要な時間Ｔ　１．　Ｔ　ｚを求めて該時間
に応じて調整したタイミングで該１系と２系のループ回
線から夫々サンプリングタイミング信号を送出し、各端
末装置は前記Ｉ系のループ回線を通して受信したサンプ
リングタイミング信号と２系の′ループ回線を通して受
信したサンプリングタイミング信号との受信タイミング
の中間時刻をサンプリングタイミングとすることにより
、中央ａ型装置に対する端末装置の受信遅れがその位置
によって変わってもｌ系と２系の逆方向のループを通し
たタイミング信号の受信タイミングの中間時刻によって
同期化を得るものである。

Ｆ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。中
央通信装置３７から端末装置３５１〜３５４にはｌ系（
右回り）のループ回線Ｒ１と２系（左回リ）のループ回
線Ｒ，による情報伝送路の結合がなされる。この二重ル
ープ伝送路による結合は、伝送路の一箇所断線等に折り
返し伝送によって通信不能を解消することができる。

この構成において、中央通信装置３７はデータ収集と通
信制御のための処理装置１と送受信手段を備えるほかに
、サンプリング同期化のために従属同期制御用タイミン
グ信号発生部２を有してループ回線Ｒ，を使って端末装
置３５１〜３５４に従属同期タイミング信号を周期的に
送信する。また、遅延計時用信号をループ回線Ｒ３を通
して端末装置３５．〜３５４を一巡させて受信するまで
の時間Ｔ、を計時するタイマ３と、逆にループ回線Ｒｔ
を通して端末装置３５．〜３５４を一巡させるときの時
間Ｔ、を計時するタイマ４とを備える。このタイマ３と
タイマ４の計時方法は伝送路Ｒ，，Ｒ。

が折り返し状態になったとき右回り、左回りのＴ　＋　
。

Ｔ、を計時できることを目的とするため、Ｒｏの送出タ
イミングでタイマ４の計時を開始し、Ｒ２からの受信で
計時の終了とするものである。タイマ３ら同様にＲ７の
送出タイミングでタイマ３の計時を開始し、Ｒ１からの
受信で計時を終了するものである。このため、折り返し
をしていない状態では送出タイミングが同時刻になるよ
うに制御するため、タイマ３とタイマ４の計時開始は同
時であり、等価的にタイマ３はＴＩをＲ１の伝送遅延。

タイマ４はＴ、をＲ１の伝送遅延として計時したもので
ある。

端末装置３５．〜３５４は、端末装置３５．に代表して
示すように、！系と２系の受信部１１．。

ＩＩ、からサンプリング同期タイミングを抽出し、タイ
マ１５で時間差を計時し、処理装置１２はソフト処理に
よりＴ３／２を求め、これを従属同期部！４にセットす
る。ここで、端末装置３５．〜３５４はサンプリング同
期化用に１４．１５を備える。従属同期部１４は、中央
通信装置３・７からのタイミング情報を受信部１１．又
は１１．の受信情報から起動され、処理装置１２にセッ
トされたＴ３／２　後に内部クロック信号の同期化を行
う。

タイマ１５は、受信部１１．と受信部１１．からのサン
プリングタイミングの時間差をどちらかのタイミングで
も計時できるようになっており、受信部ｌ１ｌ（又は１
ｉｔ）を通した中央通信装置３７からのサンプリングタ
イミング信号で従属同期したクロックの計時を開始し、
受信部１１．（又は＋！、）　　を通した中央通信装置
３７からのサンプリングタイミング信号で計時を終了し
、そのときの計時の１／２時間遅れでサンプリングタイ
ミング信号を得る。また、折り返し端末ではＴ３は計時
できないので受信部１１．．１１．から抽出したタイミ
ング点が求めるサンプリングタイミング信号である。

上述までの構成によるサンプリング同期化には、中央通
信装置３７は遅延計時用信号をループ回線Ｒ１，Ｒ１に
夫々送出してその一巡までの時間Ｔ　＋　。

Ｔ、をタイマ３．４に計時し、ループ回線Ｒ，，Ｒ。

での伝送遅延時間Ｔ　ｒ　、　Ｔ　＊を得る。この伝送
遅延時間Ｔ、、Ｔ、から、中央通信装置３７はループ回
線へのサンプリングタイミング信号の送信タイミングを
調整する。このタイミング信号を受信した端末装置３５
．〜３５４は夫々タイマ１５で両タイミング信号の受信
差時間のｌ／２（中間時刻）をサンプリングタイミング
とする。なお、中央通信装置３７のサンプリングタイミ
ングは送信タイミングから所定時間遅らせた時刻とする
。所定時間はＴｒ−Ｔｘのときは（ＴＩ＋’ｌ）／４で
あり、ＴｌＮＴ、であれば夫々の送信タイミングがＴ　
、／２　。

Ｔ２／２　となる関係を持つことになる。

こうしたサンプリング同期は、第２図に示すタイムチャ
ートになる。同図（Ａ）はループ回線が正常にある通常
時のサンプリング同期タイムチャートを示し、ループ回
線Ｒ，からの送信を端末装置３５１が時刻し、で受信し
、ループ回線Ｒ７からの受信が時刻ｔ、で行われるとき
に、端末装置３５、は時間Ｔ３の計時から１／２の時間
遅れに一致するサンプリングタイミング信号を得る。な
お、Ｔ、はサンプリング周期を示す。

このようなタイミングは端末装置の位置に拘わらず同じ
時刻でのサンプリングになる。

第２図（Ｂ）はループ回線に断線が発生し、折り返し通
信の場合を示す。例えば端末装置３５゜と３５４間のル
ープ回線Ｒ，，ｒ（、が断線したとき、中央通信装置３
７からループ回線ＲＩで端末装置３５、→３５．→３５
．まで送信し、端末装置３５゜で折り返してループ回線
Ｒ１を通して３５．→３５１−中央通信装置３７まで伝
送し、端末装置３５４には中央通信装置３７からループ
回線Ｒ７とＲＩによる直接の折り返しで送受信する。

この回線状態では、中央通信装置３７からの夫々のサン
プリングタイミング信号の送信タイミングを回線状態と
時間Ｔ、、Ｔ、から調整しておくことで、端末装置３５
．〜３５４は通常時と同様の同時サンプリングを得るこ
とができる。

なお、同時サンプリングはサンプリングタイミングで同
期を取らないで低い周期数で同期をとり、中央継電装置
と各端末装置で一旦同期をとった後、この同期を基準に
サンプリング周期数を得るサンプリング同期方法とする
ことができる。例えば５０Ｈｚをタイミング信号として
同期をとらせ、各端末ではこの５０Ｈｚを基準に６００
Ｈｚを作り、これをサンプリング周期数とする。

Ｇ１発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、二重ループ回線の１系
と２系を通したサンプリングタイミング信号の受信タイ
ミングのずれから各端末装置のサンプリングタイミング
を得る同期方法になるため、端末装置の位置に拘わらず
同時刻サンプリングができ、事故判定精度の高いデータ
収集ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
Ａ）は実施例における通常時のサンプリング同期タイム
チャート、第２図（Ｂ）は実施例における回線折り返し
時のタイムチャート、第３図はループ状送電系統におけ
る保護継電装置の構成図、第４図は従来のサンプリング
タイムチャートである。 ３５、．３５．・・・端末装置、３７・・・中央通信装
置、２・・・タイミング信号発生部、３，４・・・タイ
マ、１４・・・従属同期部、１５・・・タイマ。 第２図（Ａ＞ 通常時のサンプリング同期タイムチャート第２図（Ｂ） 回線折返し時のタイムチャート 第４図 従来のサンプリングタイムチャート （＋はサンプリング）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ループ状送電系統に沿って二重ループ回線で各端
   末装置が結合され、中央継電装置及び端末装置で送電系
   統のサンプリングデータを得て保護演算を行うディジタ
   ル保護継電装置において、中央通信装置からの信号が１
   系と２系のループ回線を一巡するに必要な時間Ｔ＿１、
   Ｔ＿２を求めて該時間に応じて調整したタイミングで該
   １系と２系のループ回線から夫々サンプリングタイミン
   グ信号を送出し、各端末装置は前記１系のループ回線を
   通して受信したサンプリングタイミング信号と２系のル
   ープ回線を通して受信したサンプリングタイミング信号
   との受信タイミングの中間時刻をサンプリングタイミン
   グとすることを特徴とするディジタル保護継電装置のサ
   ンプリング同期方法。
2. （２）前記サンプリングタイミング信号は低い周波数で
   同期をとって該同期を基準にしてサンプリング周波数を
   得ることを特徴とするディジタル保護継電装置のサンプ
   リング同期方法。