JPH08251802A - ディジタルリレーのサンプリング同期方法 - Google Patents

ディジタルリレーのサンプリング同期方法

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JPH08251802A
JPH08251802A JP7047998A JP4799895A JPH08251802A JP H08251802 A JPH08251802 A JP H08251802A JP 7047998 A JP7047998 A JP 7047998A JP 4799895 A JP4799895 A JP 4799895A JP H08251802 A JPH08251802 A JP H08251802A
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JP
Japan
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JP7047998A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Okitsu
俊幸 興津
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ないバード構成で高信頼性のサンプリング
同期が可能なディジタルリレーのサンプリング同期方法
を提供する。 【構成】 直/並変換器1a(1b)からの情報データ
を入力とするレジスタ群2a(2b),3a(3b)
と、並/直変換器4a(4b)と、分離タイミング設定
回路5a(5b)と、多重タイミング設定回路6a(6
b)と、ロジック回路7a(7b)と、位相比較部1
0,11備え、多端子系統の電流差動保護継電システム
を構築するリレー機能の一部として、通信設備に依存し
ないサンプリング同期をとる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタルリレーのサン
プリング同期方法に係り、特に複数のディジタル保護継
電装置などの同時サンプリングを行うための方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】系統保護を高信頼度にするために、電流
差動リレーが多く用いられてきた。電流差動リレーを行
うためには、離れた装置間でサンプリング同期をとる必
要がある。従来次のような方法で装置間でサンプリング
同期をとっていた(サンプリングマスター局をM局、そ
れに追従すべく局をS局とする)。
【0003】(1)対向装置にて、それぞれが送受信す
る伝送回路をもち、それぞれの双方向の伝送遅延が同じ
である場合の同期確保(従属同期)、すなわち、M局か
らS局に計測時間Tを伝達できる構成において、S局は
自局で計測したtがt=TとなるようにS局のサンプリ
ング同期時刻を調整する方式で同期を確保する方式。
【0004】(2)ループに接続した伝送装置間で右回
り、左回りの伝達遅延が同じである場合の同期確保(従
属同期)、すなわち、M局は右回りの伝送遅延T1と左
回りの伝送遅延T2を計測できる構成とし、M局のサン
プリング同期時刻を基準にT1/2、T2/2となるよう
に送信タイミングを制御することにより、ループ内に存
在する任意の位置のS局は右回りと左回りの時間差Tを
元にT/2にすることでサンプリング同期時刻を確認す
る方式。
【0005】(3)装置間のM局とそれに追従すべくS
局間でM局からS局への伝送遅延が一定であり、算出可
能である場合の同期確保(固定同期、補正機能付き固定
同期)、すなわち、(1),(2)より平易な方法であ
る。M局はサンプリング同期時刻の前に(伝送遅延以上
の時間で)サンプリング同期を合わせるための信号を伝
送し、S局は予め実測した伝送遅延時間分を補正しサン
プリング同期時刻を確保する方式。保護性能上伝送遅延
時間は無視できるような場合はS局で厳密な補正は不要
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記(1)方式では複
数の局に付いて考慮されていない。多端子系統の保護に
ついては、M局と複数のS局との間に複数回線の同期確
保のための情報経路が必要となる。接続形態が1対Nと
なりM局のハードは膨らむ。
【0007】前項(2)方式ではループバック制御など
の回線制御機能が必要であり、そのためのハードが大き
い。一般に通信機能として必要になってくる。
【0008】前項(3)方式では(1)項同様に、多端
子系統の保護については、M局と複数のS局との間に複
数回線の同期確保のための情報経路が必要となる。接続
形態が1対NとなりM局のハードは膨らむとともに、同
期誤差を管理できない。
【0009】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は少ないバード構成で高信頼性のサンプ
リング同期が可能なディジタルリレーのサンプリング同
期方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段と作用】上記目的を達成す
るために、本発明のディジタルリレーのサンプリング同
期方法は、ループ回線で各端末装置が接続され、中央継
電装置及び端末装置でサンプリングデータを得て保護演
算を行うディジタルリレーにおいて、各ノードのバスに
接続した直/並変換器と、この直/並変換器の出力段に
接続した情報レジスタ群と、この情報レジスタ群の出力
段に接続した並/直変換器と、分離タイミング設定回路
と、多重タイミング設定回路と、少なくとも前記並/直
変換器の出力信号と多重タイミング設定回路の出力信号
を入力条件とするロジック回路と、ソフトウェア処理さ
れたデータの位相を比較する位相比較回路からなり、ソ
フトウェアにより各情報レジスタを参照、更新し、ハー
ドウェアロジックにより実時間で情報データを直/並変
換,並/直変換し、予め更新された送信用の情報レジス
タの内容が該当フレーム内の情報エリアを更新しながら
多重化し、フレーム通過時間をハードウェアロジックで
計測し、下りデータで伝達された伝送遅延時間と下りデ
ータの受信タイミングからサンプリング同期をとること
を特徴とする。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を図1から図6を参照
しながら説明する。
【0012】図1は本発明の実施例によるディジタル、
リレーのサンプリング同期方法を実施するためのハード
ウェアブロック図であって、Mは主局、Sは従局であ
る。1aは主局Mの直/並(S/P)変換器、2aはR
×1Rnレジスタ群、3aはT×1Rnレジスタ群、4
aは並/直(P/S)変換器、5aは分離タイミング設
定回路、6aは多重タイミング設定回路、7aは論理回
路、8はtn−tw計測回路、9はソフトウェア処理回
路、10は位相比較回路、11はディジタル位相ロック
ループ(DPLL)回路である。
【0013】また図1において、1bは従局Sの直/並
(S/P)変換器、2bはR×2Rnレジスタ群、3b
はT×2Rnレジスタ群、4bは並/直(P/S)変換
器、5bは分離タイミング設定回路、6bは多重タイミ
ング設定回路、7bは論理回路である。
【0014】図2は可変長フレーム構成例を示すもの
で、伝送速度と伝送データから、伝送フレームを定め
る。伝送フレームの発生周期はサンプリング同期周期と
し、可変長フレームとすれば、例えば次のようになる。
【0015】サンプリング周期は、1.389mS(7
20Hz)又は1.666mS(600Hz) 伝送速度は1.544MHz(ハイアラキーの第1群) 可変長フレーム長は2144又は2145bit データ数は960bit ここで、8端子(2回線(12bitデータ×4相+状
態情報12bit))、各データは瞬時データをサンプ
リング周期で更新するものとする。また、このフレーム
内に伝送遅延時間trtを記録する。
【0016】伝送遅延時間trtはMステーションでフ
レームの送出からMと再遠側で折り返したフレームの受
付までの時間である。図1のハードウェアロック図は、
MもSも共通のハードウェアで構成され、MとSの切り
換えで機能を変更可能である。
【0017】Mモードの場合、フレームの生成端である
ので、下りデータの左側S/P1aからレジスタ群2
a,3aおよびP/S4aは不使用状態である。また、
多重タイミング設定で生成されたフレーム生成時のタイ
ミング信号(例えばフレームの先頭を表すフレーム同
期)でtu−tw計測カウンタ8をスタートさせ、上り
データとして戻ってきたタイミング信号でtu−tw計
測カウンタ8をストップさせればtrtが求まる。
【0018】図1の方法において、各ノード(各端子の
リレー処理部)のバスに直結したS/P、P/S回路と
SP同期回路は、図3と図4に示すソフトウェアにより
各情報レジスタを参照して、更新できる構成にする。図
3と図4は主局Mの場合のソフト処理のフローであっ
て、図3のステップS1〜S7の処理を実行するととも
に、図4に示すようにステップS8で720Hz同期処
理を行い、ステップS9でA/D変換し、ステップS1
0に進み、Ir,Is,It,STAT,SPデータ
(trt)を各T×1R1〜6レジスタに書き込む。次
にステップS11で上りデータは1サンプル前のデータ
がR×2R1〜6のレジスタにも格納済みであるので読
み出し1サンプル前のデータとして使用する。
【0019】図1の各情報レジスタはフレーム内の任意
の位置に多重分離できる設定部(タイミング設定回路)
をもち、ハードウェアロジックにより実時間でS/P,
P/Sされる。
【0020】受信側となるS/P回路は、受信データを
受信フレーム同期によって得られたタイミングで分離
し、受信データをそれぞれの情報レジスタを更新する。
各局でフレーム内の必要な情報を分離できるだけの情報
レジスタは用意する必要がある。
【0021】送信側となるP/S回路は受信データによ
るタイミングでそのまま送信データとなるわけである
が、あらかじめ更新された送信用の情報レジスタの内容
が該当フレーム内の情報エリアを更新しながら多重され
る。
【0022】各ノードは図1のように上りと下りの伝送
路をもつもので2つの送受信回路が必要である。下りと
上りのフレーム通過時間(tu−tw)をハードウェア
ロジックで計測する。更に下りデータで伝達されたM局
での伝送遅延時間trtと下りデータの受信タイミング
からサンプリング同期時刻を求める。(Tc:サンプリ
ング周期)
【0023】
【数1】 次期サンプリング時刻=下りデータ到着時刻+(Tc−tdm) =下りデータ到着時間 +Tc−(trt−(tu−tw)/2 計測に基づくクロックはSP同期の管理すべき精度によ
って決定するものである。このタイミングでえられたサ
ンプリング時刻と自分の発振器によって得るサンプリン
グ同期信号とを位相比較し、デシダルPLL方式により
最終サンプリング点を決定する。
【0024】図1と図2およびサンプリング同期回路の
関連として、720Hz(又は600Hz)1周期に1
フレーム発生する回路(図2のフレーム)で多重分離を
行う(図1)。各フレーム内の多重分離は、図5と図6
に示すハードウェアで実現する。1周期の同時性管理
は、M局のtu−tw回路で計測したtrtをこのフレ
ーム内のSPタイムスロットにデシダル情報として伝達
させ、各S局の受信端まで下りデシダル到着時間から次
期サンプリング同時刻点(Tc−tdm)を予測可能で
あり、ソフトウェア処理と下りタイミングから得た同時
サンプリングタイムに位相比較DPLLを行えば高精度
なサンプリング同期が得られる。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上の如くであって、以下のよ
うな効果が得られる。
【0026】(1)多端子対応を共通の多重分離回路で
構成可能である。フレーム内のデータ領域は選択設定で
対応可能である。必要なデータは分離回路を増やせば良
い。
【0027】(2)通信装置などを用意せずにサンプリ
ング同期が得られる。
【0028】(3)ハードウェアロッジクで構成するの
でリアルタイム性がある。 (4)サンプリング同期はソフトウェア演算で行うので
回路がシンプルである。ディジタルPLL構成であるの
で、過度的は変動に対して影響度が小さく高安定性であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるディジタルリレーのサン
プリング同期方法を実施するためのバードウェアブロッ
ク図。
【図2】可変調フレーム構成例を示す図。
【図3】ソフトウェア処理のフロー図。
【図4】ソフトウェア処理のフロー図。
【図5】各レジスタの多重分離方式を示すブロック図。
【図6】各レジスタの多重分離方式を示すブロック図。
【符号の説明】
1a,1b…直/並変換器 2a,2b,3a,3b…レジスタ群 4a,4b…並/直変換器 5a,5b…分離タイミング設定回路 6a,6b…多重タイミング設定回路 7a,7b…ロジック回路 10…位相比較器 11…ディジタル位相ループロック(DPLL)回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ループ回線で各端末装置が接続され、中
    央継電装置及び端末装置でサンプリングデータを得て保
    護演算を行うディジタルリレーにおいて、各ノードのバ
    スに接続した直/並変換器と、この直/並変換器の出力
    段に接続した情報レジスタ群と、この情報レジスタ群の
    出力段に接続した並/直変換器と、分離タイミング設定
    回路と、多重タイミング設定回路と、少なくとも前記並
    /直変換器の出力信号と多重タイミング設定回路の出力
    信号を入力条件とするロジック回路と、ソフトウェア処
    理されたデータの位相を比較する位相比較回路からな
    り、ソフトウェアにより各情報レジスタを参照、更新
    し、ハードウェアロジックにより実時間で情報データを
    直/並変換,並/直変換し、予め更新された送信用の情
    報レジスタの内容が該当フレーム内の情報エリアを更新
    しながら多重化し、フレーム通過時間をハードウェアロ
    ジックで計測し、下りデータで伝達された伝送遅延時間
    と下りデータの受信タイミングからサンプリング同期を
    とることを特徴とするディジタルリレーのサンプリング
    同期方法。
JP7047998A 1995-03-08 1995-03-08 ディジタルリレーのサンプリング同期方法 Pending JPH08251802A (ja)

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JP (1) JPH08251802A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11191919A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Meidensha Corp サンプリング同期方式
WO2013091277A1 (zh) * 2011-12-22 2013-06-27 山东电力研究院 基于iec61850的数字式继电保护装置同步性能测试方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11191919A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Meidensha Corp サンプリング同期方式
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