JPH04506745A - 交流送電線監視用の方法ならびに装置 - 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】 交流送電線監視用の方法ならびに装置 ｌ豆立玉」 この発明は、送電線の監視と管理に関し、一般に送電線保護リレー処理として知 られている分野に関する。

１旦Ｊと１１ 交流送電線は、その送電線を破損から防護し、かつ送電線の故障部分を全送電シ ステムのその他の部分から分離する回路遮断器をトリップするために故障の発生 で作動する保護リレーシステムによって、防護されることが多い。

代表的には、保護されるべき送電線の区間は、遠隔端局と局所端局に呼ばれる端 局間に延びており、両端局には実質的に同じ保護サブシステムが配置されている 送電線上の（またはその個別の相上の）電流は、局所及び遠隔の両端局で感知さ れ、その電流に関する情報が通信線を介して遠隔端局から局所端局へ、またはそ の逆方向に、伝送される。各サブシステムは、局所端局の電流の読と遠隔端局の 電流の読とを比較する手段と、その比較の関数としてトリップ制御信号を発生す る手段を含んでいる。このトリップ制御信号は、特定の条件下で、サブシステム が内部故障、即ち、送電線の防護区間内の故障、を示している条件を検出した時 に作動してそれぞれの位置で回路遮断器をトリップする。このサブシステムは、 送電線の保護区間外の故障を示す条件を検出した場合にはドリッピング信号の発 生を避ける様に設計される。通信線は、電話線または同等のもの、あるいは、局 所端局と遠隔端局間の情報を伝送するための専用線であっても差支えない。

監視されている送電線内の故障に対する迅速な防護応答を保証するために、情報 はサンプルされて充分高レートで送られる。このことは、局所端局と遠隔端局間 の通信チャネル用のバンド幅要求を増加する。更。

に、遠隔端局から受信された情報と、局所端局で得られる対応測定との相関を取 るために、遠隔端局情報発生ならびに局所端局への通信で生じた遅延を評価する 必要がある。これらの遅延は実質的に変化する可能性があるので、信号処理手法 上、この評価遅延誤差を無視することは問題である。

監視管理機能の厳格性を保持しつつ、送電線監視管理用に発生され、通信線を介 して伝送される必要のある情報の量ならびにレートを削減することがこの発明の 目的に含まれる。通信チャネル遅延評価の確度への依存性を削減することを、こ の発明のもう一つの目的とする。更に、既存の保護リレー手法の複雑性ならびに 非効率を削減することを、この特許のもう一つの目的としている。

１旦」と４至 二の発明は、第１と第２（または局所と遠隔）位置間に接続されている交流送電 線の状態を監視する方法ならびに装置の改良を目指している。この発明の方法の 実施例に従えば、第１信号パラメータ値が、第】位置に対して、第１位置で測定 される交流信号パラメータの０交叉間を時間積分することによって発生される。

説明される実施例においては、交流信号パラメータは電流で、信号パラメータ値 は電流と時間との積を表す。第１信号パラメータ値は、第１信号パラメータ値に 立上るそれぞれの時間に伴われてメモリされる。

第２信号パラメータ値は、第２位置に関して、第２位置で計測される交流信号パ ラメータのＯ交叉の間の時間積分で発生される。第２信号パラメータ値が第１位 置へ送られる。メモリされた第１信号パラメータ値は、第２パラメータ値が第１ 位置で受信された時間より所定時間だけ前の時間を伴っている値で読出される。

次いで、第１位置で受信された第２信号パラメータ値と、読出された第１信号パ ラメータの関数として送電線状況表示が発生される。この状況表示は、例えば、 第１位置における回路遮断器のドリッピングを制御する制御信号として用いられ る。

説明されている実施例においては、上記の方法（及び装置）は、第２位置におい ても実行される。特に、第２信号パラメータ値が、第２位置で、第２信号パラメ ータ値に立上るそれぞれの時間周期を伴ってメモリされる。第１信号パラメータ 値は第２位置へ送られ、第２信号パラメータ値が第２位置で読出され、この続出 値は、第１信号パラメータ値が第２位置で受信された時間より所定時間前の時間 を伴っているものとする。送電線の状況表示は、第２位置においては、第２位置 で受信された第１信号パラメータ値と、読出された第２儒号パラメータ値との関 数として発生される。

発明の利点の一つは、監視及び管理機能用として通信される必要のある情報量な らびにレートを実質的に削減することである。従って、必要に応じて、比較的に 狭い帯域幅の通信チャネルを用いるか、あるいは、他の通信目的に使用できる帯 域幅を増加することが可能となる。もう一つの利点は、通信遅延補償に要求され る確度の程度を実質的に削減することである。

発明の開示実施例において、送電線は３相送電線で構成され、上記のステップは 、三つの相のそれぞれを伝送するそれぞれのライン、ならびに前記相のアース帰 線に対して実行される。この実施例の形式においては、３相のそれぞれの相に関 して送信される第２信号パラメータ値は、一方向０交叉（例えば、正方向０交叉 ）で始まる相次ぐ０交叉の間の時間周期の間に送信され、アース基準帰線に関す る第２信号パラメータ値は、上記の一方向とは反対の方向（例えば、負方向０交 叉）で始まる相次ぐＯ交叉の間の時間周期の間にのみ送信される。以下に述べら れる様に、この手法は、ドリッピング応答時間を実質的に害することなく、さら に帯域幅を節約することができる。

この発明の特徴及び利点は付図を参照して行われる以下の詳細説明によって容易 に明らかにされる。

１に１ｊ 図１はこの発明の方法ならびに装置の実施例に従って監視防護される交流送電線 の、部分的省略を含むブロック図である。

図２はこの発明の実施例に沿った制御サブシステムのブロック図である。

図３この発明の実施例に沿って、クロックカウントから得られるアドレスブロッ クにおけるデータ値の貯蔵を説明している。

図４〜７は、この発明の実施例に従う制御サブシステムに用いられている制御プ ロセッサに関するルーチンのフローチャートである。

図８〜１９は、種々な条件下における故障の例に対する、遠隔ならびに局所端局 における波形の説明。

図２０は、図２の実施例の制卸信号発生器ロジックの実施例のブロック図である 。

図２１はこの発明のもう一つの実施例に従う方法ならびに装置の作動を説明して いるブロック図である。

１１五二１ｊ 図１を参照して、ここでは、回路網のそれぞれの相Ａ、Ｂ、Ｃ，を通す導体１０ １，１０２、及び１０３を有する３相電気回路である交流送電線区分ｌｏｏの図 面が示されている。この実施例は、左側に示されている「局所」　（または「第 １」）端局と右側に示されている「遠隔」　（または「第２」）端局を有してい る。局所端局と遠隔端局との間の送電線区間は、局所端局用として、１１１，１ １２及びエエ３と記されている回路遮断器と、遠隔端局用として１２１，１２２ ゜１２３と記されている回路遮断器を使用しているシステムで保護されている。

回路遮断器は、適当な任意の構造のもので差支えなく、技術上衆知である。主電 流変圧器１３１，１３２、及び１３３は、導体１ｏ１゜１０２、及び１０３のそ れぞれの近接端局で電流を感知し、主電流変圧器１４１，１４２、及び１４３は 遠隔端局において導体１０１，１０２、及び１０３のそれぞれの電流を感知する ために備えられている。この実施例では、補助電流変圧器、１３１Ａ、１３２Ａ 、及び１３３Ａが、局所端局に備えられており、図示の様に、それぞれに、主電 流変圧器１３１，１３２．及び１３３と結合し、それぞれに、負荷抵抗１３１Ｒ 。

１３２Ｒ１及び１３３Ｒを横切って発生する低レベル電圧を発生する。同様に、 補助電流変圧器、　１４１Ａ　。

１４２Ａ、及び１４３Ａは、遠隔端局に備えられ、それぞれに図に示されている 様に、主電流変圧器１４１゜１４２及び１４３と結合して、それぞれに負荷抵抗 １４１Ｒ，１４２Ｒ１及び１４３Ｒの両端に発生する低レベル電圧を発生する。

主電流変圧器１３１，１３２、及び１３３と局所端局のそれぞれの補助変圧器１ ３１Ａ。

１３２Ａ、及び１３３Ａとの共通帰路は、負荷抵抗１３４Ｒを有する共通（アー ス電流）補助変圧器１３４Ａを介して流れ、局所端局における全アース電流３工 。

を示す低レベル電圧信号を提供する。同様に、遠隔端局における主電流変圧器１ ４１，１４２，１４３、及び補助変圧器１４１Ａ、１４２Ａ、１４３Ａの共通帰 路は、抵抗１４４Ｒで負荷されている共通（アース電流）補助変圧器１４４Ａを 通じて流れて、遠隔端局における全アース電流３工。を表す低レベル電圧信号を 提供する。

局所補助変圧器出力における電圧信号はそれぞれＶ（ＩＡ　）Ｌ、Ｖ　Ｈａ　） ｃ　、Ｖ　（Ｉｅ）Ｌ、Ｖ１３ＩＯ）Ｌと名付けられ、局所端局送信機／受信機 サブシステム１６０に結合されている局所端局制御サブシステム１５０に対して 利用可能である。同様に、遠隔補助変圧器のａカにおける電圧信号は、それぞれ ｖ（ｒ、）Ｒ。

Ｖ（Ｉ−）−、Ｖ（Ｉｅ）−、Ｖ（３１ｏ）＊と名付けられ、遠隔端局送信機／ 受信機サブシステム１８０と結合している遠隔端局制御サブシステム１７０に対 して使用可能である。

この場合の発明部分は局所端局と遠隔端局の情報を運ぶために用いられる送信ま たは受信システムの特定の性質に１向されているのではない、技術上、適当な通 信システムが良く知られており、ここで述べられている発明と共用され得る。従 って、局所制御サブシステムまたは遠隔制御サブシステムの何れかにおける情− 報は、局所端局送信機／受信機サブシステムと遠隔端局送信機／受信機サブシス テムの間で、必要に応じて適当に送信ないし受信され、その機能が実行されるも のと想定されている。

この実施例の説明において、送電線区間１００を監視し、必要に応じて、回路遮 断器の起動等の作用を行うために１個以上の信号パラメータが測定される。また 、ここで使用される信号パラメータは、特定の電流または数種類の電流（または 、電流の代表としての電圧）となっているが、任意の所望信号パラメータが使用 可能であることも了承されるであろう。

図２は、補助変圧器１３１Ａの出力で電圧Ｖ　（１，）Ｌで表されている一つの 位相の電流工えで作動する局所端局制御サブシステム１５０のユニット１５０Ａ の実施例を説明している。変圧器１３１Ａのこの出力は、Ｏ交叉検出器２１０と 積分器２１５の両方に結合される。０交叉検出器２１０は、受けた信号の正方向 または負方向の何れかの方向でＯ交叉を横切った時に出力を発生する。０交叉検 出器２１０の出力は、積分器２１５の読み出し及びリセット制御に結合され、こ の積分器の出力はラッチ２２５に結合され、また、送信機／受信機ｌ５Ｏ（図１ ）の送信機１６０Ｔに結合され、さらにラッチ２２５の書込解除端子にも接続さ れる。この実施例では、ラッチ２２５に貯えられる値は、例えば、８ビツト値で ある。ラッチされた値は、以下にさらに述べられる様に、アドレス・バッファ２ ４２内のアドレス保持ブロック毎にメモリされる。

アドレス・バッファ２４２は、クロック２２０からのカウントシーケンスに対応 するアドレス・ブロックを保持するアドレスレジスタ２４１からアドレスを受け る。Ｏ交叉検出器の出力は、更に、アドレスレジスタ２４１とアドレス・バッフ ァ２４２をも制御する。この実施例では、クロック２２０は１ｏｋＨｚレートで 作動する。説明の便宜上、次の様に１　／　１０　ｍ　ｓでカウントするものと する：　０００．０．０００．１．０００．２．　・・・。

９９９．９　、次いでｏｏｏ、　ｏに戻る。

今迄に述べて来た回路の作動において、積分器２１５は相次ぐＯ交叉の開度圧器 出力を積分し、その合計値を、上記の相次ぐＯ交叉間の時間周期の間に生じたク ロック・カウントに対応するアドレスブロックにメモリする。この事は、単純化 された形で図３で説明されている。図３に示されている信号パラメータ半サイク ルの間、正方向Ｏ交叉後の最初のクロックカウントが３１５、２で、負方向Ｏ交 叉前の最終クロックカウントが３２３．４であったと仮定する。更に、この半サ イクルの間積分された結果（即ちカーブの下の面積）はデータ値Ｄ　ＬＭである と仮定する。図２の実施例では、このことは、図３で信号波形の下に示されてい る様に、メそり内のアドレスブロック３１５．２，３１５．３．・・・、　３２ ３．４内にメモリされているＤ　ＬＭの値であることになる。このことは次の様 にして起る。正方向Ｏ交叉が生ずると、０交又検出器２１０の出力は、積分器２ １５を始動させることになり、更に、アドレスレジスタ２４１をも始動させ、ク ロック２２０からのカウント（アドレス）のメモリをスタートさせる。次のＯ交 叉、この例では、図３の負方向のＯ交叉、が次のイベントを引き起すことになる ：積分器出力値（この例ではＤＬ、）は、ラッチ２２５への出力となり、その中 にラッチされることになり、アドレスレジスタ２４１内のアドレス（即ち、この 例では、カウント３１５．２，３１５．３．・・・。

３２３、４）がアドレスバッファ２４２へ転移されることになる。次いで、ラッ チ２２５内の値（即ち、Ｄ　Ｌ、）が、アドレス・バッファ内のそれぞれのアド レスで、メモリ２４０内にメそりされる。このプロセスは以下に、図２の実施例 のエレメントと結合されるマイクロプロセッサ２００による作動制御を説明して いるフローチャート図４〜７と関連してさらに説明される。

図２の実施例の説明を続けると、遠隔端局からの信号パラメータ値（データ値り 、）が送信機／受信機１６０の受信機１６０Ｒで受信される。この実施例では遠 隔端局は、局所端局と実質的に同じ回路を備え、受信機１６０Ｒで受信されたデ ータは、一般に、局所端局における送信機１６０Ｔに加えられるのと同じタイプ のもの、即ち遠隔端局でフェーズＡの最後の半サイクルの間の積分器出力値（例 えば、アンペア−秒で）、であることになる。受信機１６０Ｒの出力は、制御信 号発生ロジック２７０、及びクロック２２０からのクロック信号を受けるリーチ ・パックタイマー２８０に結合される。遠隔端局から受信された信号パラメータ （データ値ＤＲ）は、発生、送信、及び受信（送信時間その他伝ばん遅延を含み ）を取っているので、リーチパック・タイマ２８０は、局所端局における概略対 応する事象時間を計算する様に作動する。この実施例では、そのデータが遠隔端 局から受信される半サイクルに対応する局所端局半サイクルの中心にリーチパッ クタイムランドをセットするのが目的である。このことは、局所端局と遠隔端局 における相互に対応する半サイクルからのデータがこの実施例の監視制御機能に 用いられることになることを保証するたすけとなる。リーチパック・タイマーは 、メモリ２４０からメモリされている信号パラメータ（ＤＬと記されている）の 読出しを生じさせ、このデータは制御信号発生ロジック２７０へ出力され、この ロジックは更に、受信機１６０Ｒを介して遠隔端局がらのデータ（ＤＩｌ）をも 受けることが想起されるであろう。

説明されている実施例では、局所データと遠隔データとの関数としてのトリップ ／非・トリップ用の制御信号は在来型の基準に基づいている。但し適当な基準で あればどんなものでも良いことが了解されている。特に、技術上で知られている 様に、いわゆる「作動」値は１局所電流値と遠隔電流値の和（符号を含む）とし て得られ、いわゆる「禁止」値は、局所電流データ値と遠隔電流データ値の絶対 値の和として得られる。ついで重み付常数（例えば３）が作動値に適用され、こ の重み付けされた作動値の大きさと「禁止」値とが比較される。重み付けされた 作動値の大きさが禁止値の大きさよりも大きい場合にトリップが表示される。こ の実施例では、積分電流値はアンペア秒で表され、それぞれのデータ値が生ずる 半サイクルの極性に依存して正または負の値となる。

図２０は、制御信号発生器ロジック２７０の実施例を説明している。データ値り 、とＤＩｌｌは、加算器２０１１と同時に絶対値加算器２０１２でも受け取られ 、後者は入力信号の絶対値の和に等しい出力信号を発生する。データ値Ｄ１１は 、受信機１６０Ｒ（図２）を介してデータ値が受信される毎にそれぞれの新デー タ値Ｄ＋１をその出力値として受信保持することを可能にするラッチ１２２０に よってラッチされる。加算器２゜１１の出力は乗算器２０３０の一方の入力に結 合され、その今一方の入力は、作動値用として用いられるべき重み付き係数、こ の実施例では重み付は係数３が用いられている、を表す電圧を受ける。乗算器２ ０３０と絶対値加算器２０１２の出力は、振幅比較器２０５０に結合される。振 幅比較器は、メモリ２４０（図２）が出力信号ＤＬを生じた時に発生される解放 パルスの存在している開作動が可能となり出力を発生し、この解放信号は、遅延 ２０５５を介して比較器２０５０に結合される。遅延２０５５は、短遅延（例え ば５０マイクロセカンド）を生じて、大きさ比較器２０５０が、その入力に新Ｄ Ｌが作用した後に、解放される様になっている。運用時には、データ値Ｄ５がメ モリ２４０から読み出されると（上に述べた様に、遠隔端局からのデータ値り、 ｌの受信に応じて生ずることになる）何時でも重み付け「作動」値が、加算器２ ｏ１１と乗算器２０３０の作動によって発生し、「禁止」値は絶対値加算器２０ １２によって発生されることになる。上に述べた様に、遅延２０５５の出力によ って出力を発生することを許される振幅比較器は、重み付は作動値が禁止値より も大きな振幅を有する場合にトリップ信号を発生することになる。必要に応じて 、振幅比較器は、更に、重み付は作動値が禁止値よりも小さい振幅を持っている 場合に非トリップ儒号を発することもできる。図１、及び２の実施例では、比較 器出力（フェースＡを運んでいる伝送導体に関するもの）は、回路遮断器１１１ ．１１２及び１１３に結合される。他のフェーズ及びアース帰線に付属している 比較器出力に関して類似の回路が設けられることができる。これは、在来型の、 いわゆる回路遮断器の「３極ドリツピング」を提供する。代替え手法として単極 ドリッピングを採用することができる。

図２の実施例の種々な機能は、デジタルマイクロプロセッサ等、汎用プロセッサ 、特別目的のハードウェア、または両者の複合で制御される。説明されている実 施例では、Ｚｉｌｏｇ　Ｚ−８０等のデジタルマイクロプロセッサ２００が、付 属メモリ、クロッキング、及び入／出力（図２には示されていない）装置と共用 されて、上記の機能を制御するために用いられている。プロセッサ２００はバス ２００Ｂによって作動コンポーネントと結合されている。ここで述べられている 説明では、アドレスレジスタ２４１．アドレスバッファ２４２、及びメモリ２４ ０の機能は、プロセッサ２００に付属しているランダムアクセスメモリによって 実行され、リーチパックタイマー２８０の機能及び、種々な上記機能はソフトウ ェアでプロセッサによって実行される。プロセッサのプログラミングに関するル ーチンについては次に述べることにする。

図４は、この実施例における図５．６、及び７に関するルーチンの優先順位を説 明しているフローチャートである。ブロック４５０ば、図５に説明されている様 に、新データＤ、ｌが遠隔位置から受信されると直ちに、トリップ／非・トリッ プ判定が行える様に、遠隔データ比較するための局所データを検索するのにり一 チパックを使用するルーチンを表している。この機能は、トリップ／非・トリッ プ決定が他のルーチンで遅らせられない様に最高の優先度で考えられている。ブ ロック４６０は、次の優先順位で、Ｏ交叉が生じた後局所データＤＬを貯λるた めの図６のルーチンを表している。ブロック４７０は、示されているシーケンス 中の最低優先順位で、Ｏ交叉間のクロックカウント（アドレスとして用いられる ために）をメモリされるために図７で説明されているルーチンを表している。

図４に示されている水平矢印は、ブロック４５０と４６０のルーチンへ入らせる インタラブドを示している。ブロック４６０と４７０のルーチンは、また、直ぐ 上の優先順位のルーチンの完了によって入ることが許され得る。

図５を参照して、ここでは、トリップ／非・トリップ判定が行われ得る様に５丁 度受信されたデータ（ＤＲ）との比較用としてメモリされている局所データ（Ｄ Ｌ）を得るためのルーチンの実施例のブロック図が示されている。受信機１６０ Ｒ（図２）で新データ、ＤＲが受信されると、プロセッサへ送られるべき表示、 及びブロック５１０へのエントリを生ずることになるインクラブドの発生を引き 起すことになる。このブロックは、新データが受信された時間、ｔ８．のメモリ を示している。対応する局所データの時間（この実施例では、同時に、アドレス でもある）ｔｏが、ブロック５３０で表されている様に、次の式で計算される＝ ｔｏ＝１＋１−１□　（１） この実施例では、リーチ・ブロックタイム＋　ｔ＊ｓ’　：＝７ｍｓ、が用いら れている。次いでブロック５４０が入力され、このブロックは、局所データＤＬ の、アドレスｔ０からの、引き出し、及びＤＬの制御信号発生器ロジック２７０ （図２）への出力を表している。上に述べられている様に、制御信号ロジック発 生器の比較器に対する解放パルス発生用としてタイマーもセットされる（ブロッ ク５５０）。次いで、図６の次下位優先ルーチンが入力される。

図６を参照して１局所Ｏ交叉に応答して局所データＤ　Ｌｍをメモリするための ルーチンの実施例のフローチャートが示されている。ダイヤモンド６１０は、０ 交叉が丁度起ったかどうかに関する問い合せを表している。ダイヤモンド６１０ はブロック５５０（図５のルーチンの最終ブロック）の出力がら入力され、また は、Ｏ交叉の生起によって生ずるインタラブドを介して入力される。図５の高優 先ルーチンの作動中に０交叉が生ずると、生起時間がバッファされて、図５のル ーチンが完了した時に、ダイヤモンド６１０の問い合せが積極的に答えられ、ダ イヤモンド６１０はその本来のシーケンスに入れられる。ダイヤモンド６１０の 問い合せに対する答が“ｎｏ″　（ダイヤモンド６１０がブロック５５０から入 力されていて、図５のルーチンの作動中に０交叉が生じなかった場合と同様に） である場合には、図６の残余のルーチンはスキップされて図７のブロック７ＩＯ が入力される。ダイヤモンド６１０の問い合せに対する答が肯定的である場合に は（０交叉が、低次優先ルーチンのインタラブドを起した直後、または、図５の 高次優先ルーチルの実行中にＯ交叉が生じた場合と同様に）ブロック６２０が入 力される。このブロック６２０は最終の０交叉の生起時間のメモリならびに、正 方向交叉であるか負方向交叉の表示であるかを表している。〔０交叉の極性はこ の実施例では用いらｔていないが、次の実施例では用いられることができる〕。

次いでブロック６３０が入力され、このブロックは、アドレスレジスタの内容を アドレスバッファへ転移させてアドレスレジスタをクリアする。アドレスレジス タは、Ｏ交叉の生起後クロック・カウントで負荷され始め（下の図７のルーチン をも参照）るので、アドレスレジスタは、最終の二つのＯ交叉間に生じたクロッ クカウントを含むことになることが想起されるであろう。次いでブロック６４０ が入力され、このブロックは、０交叉の生起に基づいてラッチ２２５（図２）に ラッチされたばかりの積分器出力の読み出しを表している。この積分器値、ＤＬ ａ＋は、正方向半サイクルであるか、負方向半サイクルであったかに応じて、正 の値または負の値の何れかになり得る。次いで、ブロック６５０は、アドレスバ ッファ内のアドレスに対応する主メモリ内のそれぞれのアドレスへのＤＬ、のメ モリを表している。前述の様に、クロックカウンタは、ｏｏｏ、　ｏ〜９９９． ９ｎ＋ｓを計数してリサイクルするので、メインメモリは】口、０００個のアド レス位置を有する。この様にして、メインメモリは、最終１秒間に伴われている 積分値をメモリすることができる。アドレスレジスタは、相次ぐ０交叉の間に生 起すると期待されるクロックカウント（アドレス）の最大数をホルトするのに充 分なサイズを提供できれば良い。通常の８．３３ｍ５半サイクル（６０Ｈｚに対 し）に対しては、この値は、半サイクル当り約８３０．１ｍｓクロックカウント （またはアドレス）となる。従って、例えば、アドレスレジスタが２００クロツ クカウント（アドレス）をホルトする様に適合されると、継続時間２ＯＩＩｌｓ 迄の半サイクルを調定することになる。必要に応じて、前の半サイクルに属する データＤＬａがアドレスの前のブロックに負荷されている時間の間、新クロック カウント（アドレス）のローディングを始めるためにアドレスレジスタを自由に しておく必要がある場合には、アドレスバッファが備えられる。但し、プロセッ サが十分に高速で作動し、メモリがフレキシブルである場合にはバッファは必要 ではないことは了解されるであろう。

図７を参照して、アドレスをアドレスレジスタにメモリするためのルーチンのフ ローチャートが示されている。前述の様に、このルーチンは、この実施例では最 低の優先順位であり、クロックカウント（アドレス）は、１０ｋ）Ｉｚレートで 発生されているだけである。プロセッサは、通常遥かに高速で作動するので、他 の機能は、アドレス・レジスタのローディング遅れる危険なしに実行され得る。

最終のクロックカウントが生起した時に、他のルーチンがプロセス中であること が生ずる場合には、アドレスの損失を避けるために、最終アドレスはバッファさ れることができる。ダイヤモンド７１０は、新クロックカウントが生起直後か何 らかに関する問い合せを示している。これは、再循環ループ７１５中または、高 次優先ルーチンが実行されている間に新クロックカウントが生起した場合を含ん でいる。新クロックカウントが丁度生起した所でなければ、ループ７１５が続け られ、クロックカウントが待たされる。但し、この問い合せに対する答が肯定で あればブロック７２０が入力され、このブロックは、最終クロックカウント（ア ドレス）のアドレスレジスタへのローディングを示している。次いでダイヤモン ド７１０は、再入力される。言う迄もなく、図７のルーチンは、ルーチンからの 離脱がインタラブドを起す迄、この様にして継続される。

図８〜１９の各々の上の方のグラフは信号パラメータ（この場合、遠隔端局にお ける１時間に対する特定電流）を表し、下方のグラフは、局所端局における時間 に対する同じ信号パラメータを示している。それぞれの図におけるこの二つのグ ラフは共通の時間尺度で画かれている。

図解と説明を容易にするために、公称システム周波数を６２．５Ｈｚ　（通常の ６０Ｈｚの代りに）と仮定して、公称半サイクル周期が８ｍ５（通常の８．３３ ｍ５の代りに）になる様にする。例は、適当な範囲内では、他の周波数に対して も等しい力で適用される。また、伝送チャネル内の公称遅延時間（処理時間を含 め）４ｍｓであるものと仮定する。

図８の例において、外部故障は、表示された故障発端時間に生起したものと仮定 されており、発端後最初の半サイクル周期は８ＩＩｌｓのままであると仮定され ている。チャネル遅延時間は公称４ｍｓであるものと仮定されている。この例で は、外部故障は、局所端局及び遠隔端局の両方で感知される電流において予期さ れている増加を生ずるものと考えられている。ａ、ｂ、及びＣと記されている矢 印は、それぞれに、故障発端（矢印ａ）以後の次のＯ交叉迄の時間を表し、最終 の半サイクルに対する積分電流が局所端局（矢印ｂ）で受信された時間、及び、 遠隔端局から通信チャネルを介して送られて来る積分電流値（即ち、データ値り 、）と比較するためのメモリされている積分電流値（即ち、データＤ１．）を得 るために、局所端局制御システムが「リーチパック」　（矢印Ｃ）するメモリ内 の有効時間を表している。上記の方程式（１）では、矢印すは時間ｔＲ１矢印Ｃ は時間ｔ０で表されている。この実施例では、リーチパック時間、ｔ□、は７ｍ ｓでこの時間は必要に応じて選択、校正され得るものと了解されている。図８の 例においては、積分遠隔電流即ちり、（−格上のグラフ中のハツチを施された部 分）は実質的に積分局所電流ＤＬ、と同じであるが、外部故障の場合によく起る 様に、極性が反転している。上に述べられている様に局所データＤいは、Ｄ　Ｌ ＆に対して上昇を与える半サイクルの各タイムスロットに対してメモリされるこ とになる。リーチパックは、この半サイクルのほぼ中心に乗っているのが見られ る。これは、実質的には−Ｄ、ｌに等しいＤＬ値を得ていることの結果であろう 。〔実際に測定された局所データはＤＬ＆’ｌメモリから検索された局所データ はＤＬと記されている］「作動」値は、従ってＯに近くなり（「禁止」値より遥 かに小さい）、非トリップ判決に導かれる。この例、及び次の例では、説明を簡 単にするために、故障の発端はＯ交叉の時点（負荷電流がＯに等しい）としてい るが、通常はこの様にはならない。通常は、対応する局所半サイクルのほぼ中央 に位置するリーチパックは、次の例で分る様に、信号挙動ならびに伝送遅延の不 確定性に関してかなりな自在幅を提供する。

図９は、チャネル遅延時間が公称値（４ｍｓ）に対して＋２ｍｓ増加し、従って 実際のチャネル遅延時間が６ＩＩＳとなっている事以外は、図８゛と同じ条件の 例を説明している。この場合には、７ｍｓのリーチパックは依然として、対応す る局所半サイクル内に位置し、その結果として、−Ｄ、、に等しい、ＤＬ、を捕 捉し、適当な非トリップ判定を行っていることが判る。チャネル遅延時間が２１ １１ｓの図１０の例でも同様になっている。

図１１の例では、故障の発端１１ｍ初の半サイクルの継続が６ｍｓであると仮定 されている事以外は、図８と同じ条件となっている。図１２及び１３の例では、 伝送遅延時間をそれぞれ６ｍｓと２ｍｓとした以外では、図１１の例と同じ条件 である。ここでも非トリップ判定の結果は明らかである。

図１４．１５、及び１６の例は、同様に外部故障に対する場合で、何れも故障の 発端に続く半サイクル継続時間が１０ｍ５で、伝送遅延がそれぞれ４　ｌ！ｌｓ 、　６　ｍｓ。

及び２ｍｓの場合である。それぞれの場合においてリーチングパックならびにデ ータ捕捉作動は、適当な局所半サイクルに伴われてデータＤＬを得ており、その 結果として、何れの場合にも非トリップの判定が行われている。

図１７は、はぼ同様な挿入条件の場合の内部故障の例である。チャネル遅延は４ ｃａｓであると想定されている。対応する局所半サイクルの時間フレームに対す るリーチパックは、Ｄ、ｌにほぼ等しい局所データＤＬを捕えることになる。こ のことは、「抑止」値よりも実質的に高い、重み付け「作動」値（ＤＬとＤ□が 同じ極性なので、和の値は、絶対値の和の値とほぼ同じ大きさになる。従って重 み付は合計値は、絶対値の重み付けなしの和よりも大きくなる）を生ずることに なり、その結果として所望のトリップ判定が生ずることになる。

図１８と１９は、局所端局と遠隔端局からの挿入条件が実質的に異っており、チ ャネル遅延が４ｍｓの場合の波形を説明している。図１８と１９の両方において 、遠隔端局における故障発端後の半サイクルに対するデータはＤ＊＝＋４、局所 端局における故障発端後の半サイクルに対するデータ値は、ＤＬ＝＋１．　と想 定されている。図１８の例では、局所信号と遠隔信号とは実質的に同相（「理想 」的な場合）であり、結果として、図１７の場合に対して述べられたのと同じ理 由により、トリップ信号となる。図１９の例では、信号の大きさは図１８の場合 と同じであるが、局所信号と遠隔信号との間に１８０°の位相偏差（最悪の場合 ）が存在しており、その結果として、「誤」半サイクルから、ＤＬ、を得ること となる；従ってＤ１１＝＋４、ＤＬ＝−１となる。但し、振幅における差は、依 然として、望ましいトリップ判定を下している、その理由は、重み付け「作動Ｊ 値は、（４−１）Ｘ３＝９となり、「抑止」値は、４＋１＝５、となるからであ る。

今迄に述べられて来た実施例においては、積分されたパラメータ値信号が、信号 パラメータの半サイクル毎に発生され、伝送される。例えば、半サイクルにわた って積分された電流を表すデータ値、ＤＬ−、が相次ぐＯ交叉の間で発生され、 これは正の半サイクル（即ち、正方向０交叉とこれに次ぐ負方向０交叉の間）及 び負の半サイクル（即ち、負方向Ｏ交叉とこれに次ぐ正方向の０交叉の半サイク ル）の両方に対して行われる。図２１で説明されている実施例では、３相送電線 の各相Ａ、Ｂ、Ｃ１及びアース帰線３工。と、それぞれに結合されている制御サ ブシステムユニット、　１５０Ａ。

１５０Ｂ、１５０Ｃ１及び１５０Ｇは、それぞれに別の半サイクル毎にその間の データ信号を送信する様に作動する。ここで説明されている実施例では、相Ａ。

Ｂ、Ｃ５に対する制御サブシステムユニット、１５０Ａ、１５０Ｂ、及び１５０ Ｃによって発生されたデータ信号は、夫々に、正方向半サイクルに伴われている データ信号を送信し、アース帰路電流３１．用の制御サブシステムユニット１５ ０Ｇは、負方向半サイクルに伴われているデータ信号を送信する［言う迄もなく 、士の方向は全部逆にされても差支えはない〕。この特徴は、０交叉検出器２１ ０　（図２）の出力から生ずる解放信号で、送信されるべきデータ信号をゲーテ ィングする、よって、それぞれの制御サブシステムにおいて実行される。このこ とは図２１に説明されており、フリップフロップ２１３０が、負方向０交叉が生 じた時に、継続解放出力を発生し、正方向Ｏ交叉が生じた時に、継続禁止出力を 発生することが示されている。このフリップフロップの出力は、制御サブシステ ムユニット１５０ＡのＤ　Ｌ＆比出力受けているゲート２１４０の解放端子に結 合される。正方向半サイクルは、負方向Ｏ交叉で終ることになるので（これによ って、その半サイクル間のデータ値、ＤＬａ＋が制御サブシステム１５０Ａによ って出力されることになる）、送信は、正方向半サイクルの後でのみ許容される ことになる。制御サブシステムユニット１５０Ｂ、及び１５０Ｃに関しても送信 を許容するために同じ極性の解放が用いられ、３工。に結合されている制御サブ システム１５０Ｇに対しては、送信を許容するために反対極性の解放が用いられ ている。

図２１の実施例の利点は、さらに送信データの全体量を前駆して、帯域幅の節減 を計ることである。最初に、図２１の低頻度データ伝送は、それぞれの相に対し てデータ信号が僅か半分の頻度で送信されることになるので、前の実施例のトリ ップ応答時間よりも実質的に緩慢となる。但し、特定の相とアースとの間の故障 に関しては、（故障が発生した場合には）個別の相に関してデータが発生される 半サイクルと相補関係にある半サイクルで３１゜アース帰路に対してデータ信号 が送信されることになる。別の言い方をすれば、ドリッピング応答時間は、個々 の相に対する制御サブシステムによっては、航程は早く応答しなくなるアースに 対する故障では実質的に劣化しない（送信データ信号が正方向半サイクルだけで 送信されるために）、個別の相に対する制御サブシステムは、恐らく、問題の相 が負方向半サイクルの故障発端に対しては、３Ｉ。

と結合している制御サブシステムによってドリッピングされる結果となる。

相対相の故障の場合においてもドリッピング応答の実質的な劣化は存在しない。

特に、相対相故障の場合、関係している二つの相の間では１８００の位相差があ る。従って故障発端が一方の相で不都合であれば他の相では好都合であることに なる。

３相故障の状態に対してもドリッピング応答の本質的な劣化は生じない。特に、 ３相故陣に関連する任意の二つの相の間には１２０９の位相差がある。このこと は、故障に関連している相の中の一つの負方向半サイクルの間の故障発端は、故 障に関連している他の二つの一方または両方の正方向半サイクルの間にあること になる。上記の一つの相の次の正方向半サイクルは、故障に関連している他の相 の一つ正方向半サイクルが終了してから僅か１／６サイクルで次の相の正方向半 サイクルが始まることになる。従ってドリッピングは実質的な遅延なしに生ずる ことになる。

発明は、特定の実施例に関して述べられて来たが。

この発明の精神と範囲内における変形は、この技術分野の専門家に取っては当然 のことであろう。例えば、この発明は、３個以上の端局及び任意数の導体を有す る交流送電線に使用し得ることが了解されるであろう。また、−個以上の制御サ ブシステムユニットの存在する所では、プロセッサ、その他のコンポーネントが ユニット間で共用されることも有り得る。データ値の上昇を与えるそれぞれの時 間周期に関連してデータ値をメモリするために、代替え手法が使用可能であるこ とも了解されるであろう。例えば、対象とする周期の間のタイムスロット毎にデ ータ値を貯蔵する代りに、データ値と周期の終点をメモリし、次いで、これらの 終点内に落ちる任意の七〇に対するＤＬを押えることもできる。最後に、０交叉 の間の時間積分に対する基準は、変換を利用する機能等、時間積分もしくは、実 質的に同じ結果を与える機能を含むことが意図されていることが了解されるであ ろう。

３＋５．２　３１５．３　３１５．４　３２３．２　３２３．３　３２３．４国 際調査報告

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. １．第１位置と第２位置を結ぶ交流送電線において、第１位置で測られる交流信 号パラメータの０交叉周期の間、第１信号パラメータ値を時間積分することによ って、第１位置に関する第１信号を発生し；上記の第１信号パラメータ値を、上 記の第１信号パラメータに上昇を与えるそれぞれの時間周期に伴って、第１信号 パラメータ値をメモリし；第２位置に対して、第２位置で測られる交流信号パラ メータの０交叉の間、時間積分を行うことによって第２信号パラメータ値を発生 し； 上記の第２信号パラメータ値を、上記の第１位置へ送信し、上記の第１位置でこ の第２信号パラメータ値を受信し； 上記の第１位置で第２信号パラメータ値が受信された時間より、所定の時間前の 時間に伴われているメモリ第１信号パラメータ値を読み出し； 上記の第１位置で受信された第２信号パラメータ値と上記の読出し第１信号パラ メータ値との関数として送電線の状況表示を行う；ステップで構成されることを 特徴とする交流送電線状況表示法。
2. ２．次のステップで構成されることを特徴とする特許請求項１の方法； 上記の第２信号パラメータ値に上昇を与えるそれぞれの時間周期と関連して上記 の第２信号パラメータ値をメモリし； 上記の第１信号パラメータ値を上記の第２位置へ送信し、上記の第１信号パラメ ータ値を上記の第２位置で受信し； 上記の第２位置で第１信号パラメータ値が受信された時点より所定時間前の時間 に伴われているメモリされている第２信号の読出し； 第２位置で受信された第１信号パラメータ値と上記の読出し第２信号パラメータ 値との関数としての上記送電線の状況表示を発生する。
3. ３．上記の交流信号が電流であることを特徴とする請求項１の方法。
4. ４．上記の交流信号パラメータが電流であることを特徴とする請求項２の方法。
5. ５．上記の交流信号パラメータが電流を代表する電圧であることを特徴とする請 求項１の方法。
6. ６．上記の交流信号パラメータが電流を代表する電圧であることを特徴とする請 求項２の方法。
7. ７．上記の交流信号パラメータが電流で上記の第１及び第２信号パラメータ値が 電流と時間の積で表されることを特徴とする請求項３の方法。
8. ８．上記の交流信号パラメータが電流であり、上記の第１及び第２信号パラメー タ値が電流と時間の積で表されることを特徴とする請求項４の方法。
9. ９．発生された状況表示が送電線の故障を示した場合に上記の送電線を遮断する ステップを追加した請求項１の方法。
10. １０．発生された状況表示が送電線の故障を示した場合に送信を遮断するステッ プを追加した請求項２の方法。
11. １１．発生された状況表示が送電線故障を示した場合に送電線を遮断するステッ プを追加した請求項４の方法。
12. １２．上記の送電線が、交流電力の個別の相を送る複数個の導体で構成され、前 述のステップが、異る相を送っている上記導体の２個以上の各々に対して行われ る請求項１の方法。
13. １３．上記送電線が、交流電力の個別の相を運ぶ導体の複数個で構成され、前述 のステップが異っている相を運んでいる上記導体の２個以上の各々に対して行わ れる請求項２の方法。
14. １４．上記送電線が交流電力の個別の相を運ぶ導体の複数個で構成され、前述の ステップが異る相を運んでいる上記導体の２個以上の各々に対して行われる請求 項４の方法。
15. １５．上記の送電線が３相送電線から成り、前述のステップが、各三相を運ぶそ れぞれの導体に対して実行される請求項１の方法。
16. １６．上記の送電線が３相送電線から成り、前述のステップが、各三相を運ぶそ れぞれの導体に対して実行される請求項２の方法。
17. １７．上記の送電線が３相送電線で構成され、前述のステップが３相の各相を運 ぶそれぞれの導体に対して行われる請求項４の方法。
18. １８．上述のステップが上記の相のアース帰路に対しても実行される請求項１５ の方法。
19. １９．上述のステップが上記の相のアース帰路に対しても実行される請求項１６ の方法。
20. ２０．上述のステップが上記の相のアース帰路に対しても実行される請求項１７ の方法。
21. ２１．送信される第２信号パラメータ値が、特定センスの０交叉で始まる相次ぐ ０交叉間の時間周期に対してのみ送信される請求項１５の方法。
22. ２２．送信される第１及び第２信号パラメータ値が特定センスの０交叉で始まる 相次ぐ０交叉間の周期の間だけ送信される請求項１６の方法。
23. ２３．送信される第１及び第２信号パラメータ値が特定センスの０交叉で始まる 相次ぐ０交叉間の時間周期にだけ送信される請求項１７の方法。
24. ２４．上記３相の各相に関して送信される第２信号パラメータ値が、１方向の０ 交叉で始まる相次ぐ０交叉間の時間周期の間だけ送信され、上記のアース基準帰 路に関する第２信号パラメータ値が、上記の１方向と逆方向の０交叉で始まる相 次ぐ０交叉間の時間周期の間にだけ送信される請求項１８の方法。
25. ２５．上記３相の各相に関して送信される第１及び第２信号パラメータ値が１方 向の０交叉で始まる相次ぐ０交叉の間の時間周期の間だけ送られ、上記のアース 基準帰路に関する第１及び第２信号パラメータ値は、上記の１方向と逆方向の０ 交叉で始まる相次ぐ０交叉間の時間周期の間にだけ送られる請求項１９の方法。
26. ２６．上記３相の各相に関して送信される第１及び第２信号パラメータ値が、１ 方向の０交叉で始る相次ぐ０交叉間の時間周期の間だけ送信され、上記のアース 基準帰路に関する第１及び第２信号パラメータ値は、上記の１方向と逆の方向の ０交叉で始まる相次ぐ０交叉間の時間周期の間にのみ送信される請求項２０の方 法。
27. ２７．次の手段で構成されることを特徴とする第１及び第２位置を結ぶ交流送電 線の状況表示作成する装置： 上記の第１位置で測られる交流信号パラメータの０交叉の間第１信号パラメータ 値を時間積分することによって、上記の第１位置に対して、第１信号パラメータ 値を発生させる手段； 上記の第１信号パラメータ値の高上りを与えるそれぞれの時間周期と関連して上 記の第１信号パラメータをメモリする手段； 上記の第２位置において測られる上記交流信号パラメータの０交叉の間、第２信 号パラメータ値を時間積分することによって、上記の第２位置用の第２信号パラ メータ値を発生させる手段； 上記の第２信号パラメータ値を上記の第１位置へ送信する手段； 上記の第１位置で上記の第２信号パラメータ値を受信する手段； 上記の第１位置で第２信号パラメータ値が受信された時点から所定時間さかのぼ った時間に伴われてメモリされている第１信号パラメータ値を読出す手段；及び 、上記の第１位置で受信された第２信号パラメータ値と上記の読出された第１信 号パラメータ値との関数として上記送電線の状況の表示を作成する手段。
28. ２８．更に次の手段を含む請求項２７の装置：上記の第２信号パラメータ値に立 上りを与える時間周期に関連して上記の第２信号パラメータ値をメモリする手段 ； 上記の第１信号パラメータ値を上記の第２位置へ送る手段； 上記の第１信号パラメータ値を上記の第２位置で受信する手段； 上記の第２位置で第１信号パラメータ値が受信された時点から所定の時間さかの ぼった時間と関連してメモリされている第２信号パラメータ値を読出す手段；及 び、第２位置で受信された第１信号パラメータ値と、上記の読出された第２信号 パラメータ値との関数として、上記送電線の状況の表示を作る手段。
29. ２９．更に、作成された状況表示が送電線上の故障を示した時に送電線を遮断す る手段を含む請求項２７の装置。
30. ３０．上記の送電線が、それぞれに交流電力の個別の相を伝送する複数個の導体 を含み、上述の手段が個別相を受持っている上記導体の２個以上の各々に対して 設けられている請求項２７の装置。
31. ３１．上記の送電線が、交流電力の個別の相を運ぶ複数個の導体を含み、上述の 手段が、個別相を運ぶ上記導体の２個以上の各々に対して備えられている請求項 ２９の装置。
32. ３２．上記の送電線が３相送電線で構成され、上述の手段がその各三相を運ぶそ れぞれの導体に対して設けられている請求項３０の装置。
33. ３３．上記送電線が３棺送電線を構成し、上述の手段が、３相の各相を運ぶそれ ぞれの導体に関して設けられる請求項３１の装置。
34. ３４．上記のステップが、上記の相のアース帰路に対しても実施される請求項３ ２の装置。
35. ３５．上記３相の各々に関して送信される第２信号パラメータ値が、１方向の０ 交叉で始まる相次ぐ０交叉の間の時間周期の間だけ送信され、上記のアース基準 帰路に関する第２信号パラメータ値は上記の１方向とは逆方向の０交叉で始まる 相次ぐ０交叉の間の時間周期の間だけ送信される請求項１８の装置。