JPS619116A - 保護継電システム - 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】 〔発明の利用分野〕 この発明は、情報伝送に光を用いた保護リレーシステム
に関する２ものである。

〔発明の背景〕

第２図は、二重母線口ブスタイの母線構成をもつ超高圧
変電所の単線結線図の一例を示す。この変電所に関連す
る系統及び設備を保護対象とする多数の保護継電装置は
従来、所定の分割単位に従って図中に示す四つのユニッ
ト室ＵＲＩ〜４のうち、夫々に該当するユニット室へ収
容設置されてきた。例えば、ユニット室ＵＲＩには、母
線Ｂｌｌ及び母線Ｂ２１に接続される送電線Ｌｌｌ、Ｌ
１２゜Ｌｉ２、変圧器ＴＩ、Ｔ２を対象とした保護リレ
ーならびに、母線関連の多数の保護継電装置が収容され
ておシ、このうち、送電線Ｌ１１、母線Ｂｌｌ及びトラ
ンスＴ１に関して設置される保護継電装置と、それらに
系統情報（ＦＤ、ＣＴの二次出力）を導入するためのケ
ーブル類の接続だけに限ってみても第３図に示すように
、非常に膨大な数となっている。このほかにも、図示は
してないが、保護継電装置からトリップ指令を該当する
しゃ断器に導くためのケーブル群ならびに該当装置の動
作情報をユニット室の監視盤等へ導くためのケーブル群
などが多数設置されろため、ユニット室へ保護継電装置
を設置する上述の現行方式を踏しゆうしてゆく場合には
、次のような問題点がある。

（１）　　ケーブル配線、亘長が共に増加する。ため、
配線に要する費用が増大の一途をたどル、保守の困難さ
も増大する。

（２）ユニット室の限定された空間では、多数の保護継
電装置が列盤配置のように隣接設置され、かつ、上述の
各種ケーブルの配線ダクトの共用が多いため、本来装置
間で必要な独立性をおびやかす装置間の混触や、信号の
廻殴込みの発生する危険性が増大する。

（８）また、系統拡大に伴う保護継電装置増設時の設置
スペースを確保することが次第に困賂になってきている
。

本発明の主たる特徴は次の二点にある。

（１）系統の電圧、電流等の保護リレーにとって必要な
情報源データを光に変換した後、スター力ｑ　　　　　
　　　　　プラにより分散、集約する。

（ウ　スターカプラの各ポートに接続された保護リレー
装置は、所定ポートからのマスタークロックによシ全系
同期がとれる。

本発明がこのような構成上２の特徴を有する新しい形の
保護継電システムを提案する理由は、デジタル技術（ハ
ード、ン７ト処理両面）、光素子。

ＬＳ　Ｉ、諸材料を含むＬＳＩ技術などを保護リレーシ
ステムの分野に採シ入れ、前述したこの分野の問題点を
克服することにある。

光伝送路を用いた情報伝送の例として第４図に示すルー
プ系のものがある。この例は、特開昭５８−１５４１９
号に示されている。本図において、ＦＢＩは、各母線保
護継電装置と、第４図では図示していない本Ｊの伝送装
置の送、受信部との間を結ぶ光フアイバ伝送路、２１１
−１，２２１−１，２３１−１，２４１−１，１０２−
１゜２０４−１，２５１−１，２６１−１，２７１−１
．２８１−１は光分岐器、２１２−１，２２２−１，２
３２−１，２４２−１，２０３−１゜２０５−１・２５
２−１・２６２−１・２７２−ｆｌ、２８２−１は光挿
入器を示している。

図示の例では、各母線保護リレー装置２１゜２２．２３
，２４，２０１，２０２，２５，２６゜２７．２８は、
夫々自己のトリップ対象である系統の該当のしゃ断器、
及び系統情報センサであるＣＴ、ＰＤ近傍の現場ヤード
内に設置される。

ＰＤＩ、ＰＤ４．ＰＤＬＩＩ〜ＰＤＬ１４は電圧変成器
を示す。

まだ、図中２１は母線保護リレーのうちトリップ指令を
しゃ断器ＣＢ１１へのみ与えるため、その近傍に設置す
る母線保護リレーを示す。

２２．２３，２４，２５．２６は同様に、夫々送電線Ｌ
１２．Ｌｉ２．Ｌｉ２．ＬＳ１．ＬＳ２の当該しゃ断器
ＣＢ１２．ＣＢ１３．ＣＢ１４゜ＣＢ２１．ＣＢ２２ヘ
トリツプ指令を与えるためにこれら夫々のしゃ断器の近
傍に設置される母線保護継電装置である。

この第４図に於ける２１　〜２８を、例えばマイクロコ
ンピュータを用いたディジタル保護リレーで構成する場
合には、該当のリレー機能に応じマイクロコンピュータ
内メモリ回路のプログラムを適宜用意することで共通の
標準ハード構成とすることができる。その具体例を第５
図に示す。

この図では図面の繁雑さを避けるため、保護リレー装置
は２１　　及び２８のみを明示してあ夛、即ち、１１は
、本能１に設置された伝送装置のうち送信部を示す。こ
の送信部１１は、第６図に示す伝送信号フォーマットの
うち同期信号ワードＳＹＣと系統情報ワード及びｌＬ８
情報のワードスロットを光フアイバ伝送路ＦＢＩに送出
する機能を果す。このようにして送信部１１よυ送られ
た伝送信号フォーマットは、光フアイバ伝送路ＦＢＩを
通シ、各保護リレー装置２１　〜２８に向けて伝送され
るが、光ファイバ伝送路ＦＢＩＯ各リレー装置の所には
、光分岐器２１１−１〜２８１が具備されているため、
その受信部２１３〜２８３にこれが導かれる。この受信
部２１３〜２１８は、導かれた光信号を電気信号に復元
するための、例えば、ＰＩＮ形ホトダイオードＤ１と電
気信号のレベル整形を行なうレベル変換器ＬＣＩ及び同
期信号ワード検出部ＳＹＣ及び直並列変換回路ＳＰから
構成する。

保護リレー装置２１内のリレーユニット２１５には、こ
の直並列変換回路ＳＰの情報の入力線及び、該当ＯＣＴ
よ勺電流情報を取込む信号線２１６゜ＰＤよシミ圧情報
を取込む信号線２１７が備えられ、これらの情報によシ
、該当母線に事故があったことを検出したとき該当のし
ゃ断器へは信号線２１８によってトリップ指令が発せら
れる。

リレーユニット２１５から、送信部２１４に対しては、
自端の゛成流、電圧をサンプリングしたＡＤ変換情報及
び関連ＬＳ情報が信号線２１９を介して与えられている
。この送信部２１４は、受信部２１３の同期信号ワード
検出部ＳＹＣが親装置１の送信部１１よシ送られる伝送
信号フォーマットの同期信号ワードを検出したとき信号
線ＳＹＤを介してこの旨を報知されるので、この時刻を
タイムベースとして、自己の内部に備えた並直変換部Ｐ
Ｓで、伝送信号フレーム中（第６図）の自己に与えられ
たワードスロットの対応ビット位置へ挿入して送出する
ように構成する（図示の実施例では、リレー装置は最大
１１個のリレー装置から成る場合を示し、例えば、母線
保護リレー装置２１のところの系統情報及び関連するＬ
Ｓ情報等はステーション番号Ｓす１の対応ワード位置Ｗ
す１〜Ｗす７に図中のようにｌａ、ｓｂ、ｔ、。

シ制御用の冗長ビットである、例えば、ＣＲＣ検定ワー
ドを挿入する）。

この送信部２１４の並直変換部ＰＳの出力は送信用レベ
ル整形回路ＬＣ２を経た後、電光変換用の例えば光ダイ
オードＤ２によって光信号に変換された後、ライトガイ
ドＦＢ２１２を通）光挿入器２１２−１を介して光フア
イバ伝送路ＦＢＩへ送出され、各ステーションを介し、
他の母線保護リレー装置で受信できるように構成される
。

所が、ループ系では、分岐器のロスを充なうために、自
端の情報を重畳後に増幅して次の端局の伝送する必要が
あシ、アクティブな回路をもつととになるため、信頼性
が低下することになる。ｔ　　　　　　　　プた、増幅
回路の付加等を考えるとコストアップの要因にもなる。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、余端の情報路をスターカプラに分散接
続したものである。

〔発明の実施例〕

本発明の適用例を第１図に示す。

図中、第４図との違いは、各母線保護結電装置２１．２
２，２３，２４，２０１，２０２，２５゜２６．２７．
２８と本能側の伝送装置とを結ぶ光フアイバ伝送路ＦＢ
Ｉの接続は第４図がループ系であるのに対し本発明は、
スターカプラを用い放射状に接続している点である。ま
た、スターカプラの任意の一端子にマスタークロックｆ
、を設置し、全母線保護装置２２，２３，２４，２０１
゜２０２．２５，２６，２７．２８の同期が同時に行な
えるようにした。スターカプラの詳細を第７図に示す。

スターカプラは、入力側と出力側は任意の数の光分器に
分割されてお夛、信号伝送の流れは、例えば、入力信号
ＦＢＩは破線のようにスターカプラ内を光反射して出力
信号ＦＢ９を出力する。同様に反射等を利用し、入力信
号ＦＢ９は、出力信号ＦＢ２〜ＦＢ８を出力する。スタ
ーカプラによる光分器は、光の反射を利用するため、光
のパワー損失が少なく、光増幅器等アクティブ回路が不
用なため、信頼性が高い。

次に、同期のとシ方について、第８図によシ説明する。

図中に示すＰＬＬ１路について、第９図を使って簡単に
説明する。

第９図は、ＰＬＬ回路の基本的なブロック図である。Ｐ
ＬＬ回路構成は、入力信号に対して、位相比較器、低域
フィルタ、′−電圧制御発振器三つの回路から構成され
、周波数安定制御を行ない出力信号クロックを得る。位
相比較器、は、入力信号と電圧制御発振器の信号間の位
相差を常に比較する。そして、その位相差によって生じ
る位相比較器の電圧は低域フィルタで平滑化され、電圧
制御発振器の制御電圧として働き、電圧制御発振器の周
波数を正確に入力信号の平均周波数に一致させる作用、
すなわち、自動周波数制御の役目を果たす。この主な特
長は、 （１）微弱、かつ、雑音の多い信号からきわめて安定し
た周波数、同一位相の信号を比較的簡単に作ることがで
きる。

（２）基準となる安定な信号から整数倍、または、整数
分の一つの信号を数多く作ることができる。

等があり、特に、光伝送のような微弱信号を取扱う場合
等に適している。

このよりなＰＬＬ　（同期連系回路）を使い、本発明の
例を第８図に示す。

第８図は、図面の繁雑さをさけるため、第１図のうち、
母線保ｍリレー装置２１のみについて明示してある。

ＦＢ２は、本能と、情報伝送の接続を行なう光７７（バ
ー伝送路、ｆｌｌはスターカプラの任意の端子に接続さ
れた、全系同期クロックとなるマスタークロック、０／
Ｅは、光−電気変換器、Ｅｌｏは電気−光変換器、ＰＬ
Ｌは自端クロックｆ１４　　　　　　　　　とマスター
クロックｆＢの同期を行なうクロック同期連系回路Ｐ／
５Ｊ−１：並列−直列伝送回路である。

本回路の動作は、スターカプラの任意の端子に接続して
あるマスタークロックｆｌはスターカプラを介し、他の
全ての端子へ一斉に送られ、この場合、光フアイバ伝送
路ＦＢ２を介し、保護リレー装置２１に導入される。保
護リレー装置２１にいて、マスタークロックｆｍは、光
−電気変換器０／Ｅによシ一旦電気に変換後、保護リレ
ー装置２１の自端基準クロックであるｆ、がマスターク
ロックｆｍと同期するよう同期連系回路ＰＬＬに導入さ
れ、リレーユニット（Ｒｙ　ＵＮＩＴ）に同期信号が送
出さ、マスタークロックｆＭに連系することが可能とな
る。リレーユニット（ＲｙＵＮＩＴ）では、同期した状
態で系統の電流情報（ＣＴ）２１６及び、電圧情報（Ｐ
Ｄ）２１７を取シ込み、系統状態を判断し、’ｌ’ｒｉ
ｐ指令等を出力する。

この実施例で述べたように、本発明による母線保護リレ
ーシステムによれば、保護単位の独立性を維持しつつ、
当初ねらいとした目的を達成し、：Ｏｊ　！５　ｆＸ＊
Ｍｋ（Ｄ＠＊”１６１６・　　　　　　　・ｊ（１）母
線に事故が発生した時、しゃ断すべき全てのし中断器め
一つ一つに母線保護リレー装置を設けた分散形の母線保
護リレーシステムを可能にし、各母線保護リレー装置は
該当のしゃ断器に対しトリップ指令を与えればよいので
（２）保護継電装置の信頼性を損うことなく、配線数を
減らすことができる。

（８）各母線保護リレー装置は、標準化が可能（４）　
　ユニット室が不要となる。

（５）情報伝送としてループ系のような、分岐器のロス
を補償する増幅器等が不用とｌ）部品数の削減による信
頼性の向とが期待できる。

（６）スターカプラからのマスタークロック信号のみで
、全系同期が行なえるため、高精度化が可能。

（７）　　システムの大幅なコスト低減、システム管理
。

及び保守の簡便性が向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す図、第２図は、超高圧
変電所の単線結線図の一例を示す図、第３図は、第２図
におけるケーブル類の接続を示す図、第４図は、従来の
光伝送路を用いた情報伝送の例吻示す図、第５図は、光
伝送システムを示す図、第６図は、伝送情報のフレーム
構成を示す図、第７図は、スターカプラの詳細を示す図
、第８図は、本発明における同期のと９方を示す図、第
９図は、第８図のＰＬＬ回路を示す図である。 ＠　１囚 姉２幻 め５囚 茅　　乙　　　因 第７　図 入カイ刻　　　　　　　　　　　　　　　　よりイ舅゛
Ｊ茅８　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｎ端子の情報源に対し共通のクロック源から発せら
   れるクロックパルスをＮポートのスターカプラを介して
   Ｎ端子の情報源に与えて同期サンプリングし、そのデー
   タを用いることを特徴とする保護継電システム。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記スターカプラ
   に接続してある前記Ｎポートの端子の前記クロックに対
   し所定ポートに接続されたマスタークロックにより同期
   信号を受信し、自己のクロックを修正することを特徴と
   する保護継電システム。