JPS619119A - デイジタル保護継電装置 - Google Patents

デイジタル保護継電装置

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JPS619119A
JPS619119A JP59127479A JP12747984A JPS619119A JP S619119 A JPS619119 A JP S619119A JP 59127479 A JP59127479 A JP 59127479A JP 12747984 A JP12747984 A JP 12747984A JP S619119 A JPS619119 A JP S619119A
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JP59127479A
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青木 泰雄
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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〕 本発明は、複数交流信号を一定時間間隔でサンプリング
しアナログディジタル変換したディジタル量により保護
演算するディジタル保護リレーにおいて、複数交流信号
間のサンプリング時点が異った非同期サンプリング方式
により、保護演算するに好適なディジタル保護リレーに
関する。
〔発明の背景〕
一定時間間隔でサンプリングされた複数のディジタル情
報をもとに保護リレー演算、例えば電流差動リレー等を
実現する場合のディジタル情報間には、同時性が要求さ
れる。
今このことを電流差動保護リレーを例にとり図を用いて
説明する。第5図は、電流差動保護リレーシステムを示
す図であシ、図で1は保護リレー装置、2は信号伝送装
置、4は、マイクロ波無線装置等を用いた伝送路、3は
、保護対象とする送電線である。この場合保護リレー1
は、距離的に離れた場所に設置されている。電流差動保
護リレー1は、送電線3の電流情報、I o (t) 
及びI n (t)をそれぞれ変流器CTを介して保護
リレー装置1に、A端電流iム(t) + B端電流I
 n (t)として取シ込み、サンプリングされたあと
、互いにそのデイジタル情報を例えばPCM(パルスコ
ード変調)伝送等により互いに伝送しあい、保護リレー
演算は、 i A(t) + i ++(t)  ≧Id    
 ・・・・・・・・・・・・(1)なる演算をマイクロ
コンピュータ等により実施することで実現される。すな
わち、保護対象送電線3に故障がない場合には、第5図
に示した方向を電流の正方向とすれば、iム(t)= 
−i *<t>  であるため(1)式の左辺は、零で
あるが、第1図Fで示す内部故障が発生した場合は、零
とはならずこの値がIaよ)犬となった場合にリレー動
作出力を発する。
第2図は、保護リレー装置1及び信号伝送装置2をよシ
詳細に示したブロック図である。図では、1端子分を示
しているが、両端共同構成となっている。図中、5は、
変流器CTを介してリレー1に導入される電流iム(1
)  を電圧に変換する電流電圧変換器である。6は、
サンプリング時に発生する標本化誤差の発生を防止する
ためのフィルターでありその特性は、公知の如くサンプ
リング周波数の1/2以上の入力情報を阻止するローパ
ス又はバンドパスフィルター等が用いられる。7は、サ
ンプルホルダーであり、入力情報をアナログディジタル
変換器8によりデイジタル量に変換するため、ある時点
の入力情報を標本化しその値を保持する。この場合のサ
ンプリング間隔は、通常一定時間間隔で周期的に実施さ
れる。12は、ディジタル量化された情報を相手端へ伝
送するだめの送信部であシ、通常並直変換回路及び信号
伝送装置2とのインタフェース回路等で構成される。こ
こて、ディジタル化された電流情報はPCM伝送情報化
され時系列的に多重化される。−15は信号伝送装置2
側の送信信号インタフェース部である。
18は、信号伝送装置の変復調及びタイミング制御回路
部であシマイクロ波無線装置(搬送端局装置を含む)に
接続され、相手端との情報の送受信が行なわれる。17
及び16は受信信号R,EC及び同期信号5yso伝送
装置2’m′I′f71y”−′・一部、14及び13
は、保護リレー1側の受信信号REC及び同期信号SY
Sのインタフェース部であシ、相手端よシ送信された、
電流情報が受信される。11は、相手端よシ受信し九P
CM伝送情報を直列−並列変換し保護リレーの相手端電
流情報i”(ta )  としてマイクロコンピュータ
等で構成される演算処理部9へ与える置皿変換部である
この図で5ENDは送信信号、R,ECは壺信信号、S
YSは同期信号を表わす。10は、サンプリング同期信
号検出回路であり、この出力がサンプルホールド信号S
/Hとしてサンプルホルダー7、アナログディジタル変
換器8に与えられ、電流信号のサンプル時点及びアナロ
グ/ディジタル変換の制御信号となる。
このサンプルホールド信号8/Hは、後述するように相
手端と同期していることが必要であり、それは次の様に
なされる。つまり、システムのいずれかの細分に基準信
号発振器(本説明では信号伝送装置2に置く場合につい
ての例で示している。)を設けこれにより両端のサンプ
ルホールド信号の同時性を確保するように動作させる。
19で示す発振器の出力がこの基準信号であわ、この信
号は、変復調及びタイミング信号回路部18により、相
手端と同期制御され、インタフェース回路16及び13
を介してサンプリング同期信号検出回路10によりサン
プルホールド信号S/Hが成牛される。
第3図は、以上説明したシステム構成の、送信信号5E
ND及び受信信号几ECの伝送フォーマット例を示す図
であシ、伝送単位である1フレームは、同期ワード及び
情報ワード(情報符号及びチェック符号で構成)で構成
される時分割多重伝送方式が一般的に採用されている。
第4図は、各端の電流信号をサンプリングする様子を示
した図であり、A端、及びB端の電流信号iム(t)+
  tl(t)がそれぞれto 、tl・・・・・・t
jOなる同時点でサンプリングされることを表わしてい
る。
この図では、送電線には故障がない通常の状態を示して
いる。電流差動リレーでは、前記した(1)式による演
算が成される。従って演算結果は図に示す通シ零であり
、リレー動作はない。
しかし、この場合両端のサンプリング時点が異った場合
には、当然のことながら(1)式による演算結果は、零
とならず、この値が(1)式右辺のIaを越えた時には
、リレー動作出力が発せられ、誤動作となる。このため
、両端のサンプリング時点の同時性は、以上説明し要電
流差動リレーでは、必須条件である。サンプリングの際
に同期化すべきことは特開昭51−113136号等で
知られている。
このため、サンプリング時点の同時性を得るため、先に
説明したように、信号伝送装置及び保護リレー装置で複
雑な、制御回路を設ける必要があった。又このことは、
装置が複雑化するため、信頼性等の低下に対する配慮も
必要であり、装置ノ1−ドを含め伝送路で発生するフェ
ージング等の障害等に対しても、その処理が複雑化する
等の問題点があった。
〔発明の目的〕
、         以上のことから、本発明では、両
端のサンプリング時点に同時性がなくとも、正しく作動
し得る保護リレーを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
系統から入力された電流情報をサンプリングし、アナロ
グディジタル変換するまでの時間及び、ディジタル値に
変換され、相手端に送信し、相手端で受信するまでの時
間は、伝送路及び装置が定まれば、一定値である。この
ことに着目し、本発明では自端のサンプリング信号から
、相手端よりの受信信号が受信完了するまでの時間を測
定する回路を設け、その測定値により、自端信号から相
手端と同時点の信号をディジタル演算により求めること
を特徴としている。
〔発明の実施例〕
以下本発明の具体的実施例について、図により説明する
第1図が本発明の具体的実施例を示す図であり、図で第
2図と同番号のものについては、同じものであることを
示す。図で従来方式を示す第2図と異る点は、以下の点
である。                番。
まず第1に第2図に示した、両端同時サンプリングを実
施するため、サンプリング同期信号検出回路10、イン
タフェース回路13,16、及び基準信号発振器19を
不要としている。第2に、保護リレ一部1には、サンプ
リング信号8/Hと、受信信号との時間差を測定する計
測回路22、及び基準信号発振器20とサンプルホール
ド信号タイミング制御回路21を新たに設けた。
次に動作を説明する。基準信号発振器20及びサンプル
ホールド信号タイミング制御回路21では、系統側より
入力された電流情報を一定時間間隔でサンプリングし、
アナログディジタル変換するためのサンプルホールド信
号8/Hを作成する。
計測回路22では、上記サンプルホールド信号S/Hが
与えられた時刻から、相手端よシ送信されて来た、電流
信号の受信完了時刻までの時間が測定される。
第1図に示す実施例の動作詳細を示す図が第6図であり
、次にこの図によυ、その動作詳細を説明する。図中B
端を示した部分は、第5図と同様な構成を持つもう一方
の端子の動作を示すものであυ第1図の動作詳細はA端
と示す部分で説明する。まずB端で示す部分は、相手端
分を示し、そのサンプルホールド信号は、8H/Bで示
すように一定時間間隔θ8ム毎にi++tで示される電
流情報をt0点で’lo%j1点でil!・・・・・・
となるようにサンプリングされホールドされる。次に、
アナログディジタル変換部人D/B (第1図8と同じ
)にてTADにて示す時間を要してディジタル値に変換
され、送信信号8ENDで示すようにして時分割し送信
される。
A端では、B端より送信された電流情報を受信信号R,
ECで示されるタイミングで受信完了し、復号化する。
この受信までには、TAD+TD(TAfl・・・・・
・A/D変換時間、To・・・・・・伝送遅延時間)だ
けの時間が必要である。この時間は、伝送路(中継数・
使用通信装置)が定まれば一定値となる。
一方、A端では、系統情報iAtがサンプルホールド信
号(8/H−A)により、時刻”−1’ + tO’1
11′・・・・・・でサンプルホールドされ、人/D 
−Aで示す時刻にディジタル−値に弯換される。この時
、両端のサンプリング時点は、同時ではなく、θ1(電
気角)だけずれているものとする。
第1図9で示すマイクロコンピュータ等を用いた演算処
理部の演算は、相手端よりの受信完了時点(第6図iム
、のT”で示す時点)で一連の演算を開始するようにし
、まず最初に、自端電流情報である図に示すIA−1s
 iAO11AI・・・・・・よシ相手端と同時点の電
流情報であるi、。′を演算により求める。
次にこのi、o’  を求める方法を説明する。第7図
は、第6図で説明した各電流情報をベクトル表現した図
であり、図中の同記号は、第6図の各信号と対応する。
以と第6図T時点で開始される演算処理5について説明
する。T時点で受信される相手端電流情報は、11Gで
ありこれと同時点のA端電流値はiAo′ である。こ
れを演算により求めるのにいわゆる移相演算によれば求
められる。
すなわち、TD (電気角でθD)、及びA/D変換時
間(電気角でθムD)が一定値であることから、自端で
得られた電流情報t、−11’AO+ ’11 +’A
2+iム3等によ郵、第1図22の計測回路で測定した
情報θ3 (電気角表現)を基に、次式で示す移相演算
により求められる。
■ iA3基準の場合 移相角=(θ0+θAD)−θ3 ・・・・・・・・・
(2)■ iAz基準の場合 移相角=(θD+θAD)−θ3−θB ・・・(3)
■ j11基準の場合 移相角=(θD+θAD)−θ3−2θ8・・・(4)
■ iAo基準の場合 移相角=(θD+θAD)−θ3−3θB・・・(5)
ただし、 移相角は全て遅れ表現 θSはサンプリング間隔の位相角 である。
以上(2)〜(5)式が演算により求める式を示してい
るが具体的には、以下に示す(3)式による方法が専門 易である。すなわち(3)式の移相角は(6)式であり
、[jlで容易に求めることができる。iio’  を
(7)式に示す。
θ=(θD+θAD )−θ3−θB  ・・・・・・
・・・(6)i□。’ =: i 、2 cosθ+i
ム−1sii+θ   ・・・・・・・・・・・・(7
)(7)式は、次に示す三角関数の関係式によっている
正弦波関数のθだけ遅れた関数は、 sin (ωを一θ)=sinω1cO3θ−5inθ
cosωt・・・・・・(8)ココで−cos ωt 
= sin (G) t −−)  であり、(8)式
は5iLl(al t−θ)==cosθsinωt+
5inasia (ωt −)・・・・・・・・・・・
・(9) で示され、sinωt = iAz 、 5in(ωt
  2 ) =’ A −tとおけば(7)式が得られ
る。
以上で相手端と同時点のデータが求まったので電流差動
リレーとしての演算は先に説明した(y)式により実施
すれば、同期方式と同様のリレー特性が得られることは
言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上が本発明の一実施例の動作であυ、本実施例によれ
ば、複雑な両端同時サンプリング機能を持たなくとも、
電流差動保護演算ができる効果があシ1、装置のシンプ
ル化、高信頼度化、低価格化に対する効果は大きい。ま
た変電所全体及び複数電気所間にわたる多量の情報を取
扱う総合的な保護方式の実現では、全情報の同時サンプ
リング等には非常に大きな同期のための設備が必要であ
シその様な場合には本発明の効果は多大なものとなる。
以上詳細に述べた本発明によれば、非同期サンプリング
方式で複数交流量を必要とする保護リレーが実現できる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例図、第2図は従来装置を示す
図、第3図は信号フォーマット図、第4図は同期サンプ
リングを示す図、第5図は送電線保護の概略を説明する
図、第6図と第7図は第1図回路の動作説明図である。 箔 1 口 第 2 口 何 30 第4回′ ;O 括5 目 第6 霧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、電力系統の各端子において交流入力信号を所定時間
    間隔で夫々サンプリングし、アナログディジタル変換し
    て得られるディジタル量を用いて保護動作を行うディジ
    タル保護継電装置において、いずれか1つの交流入力信
    号のサンプリング信号から、その他の交流入力信号が別
    のサンプリング信号によりサンプリングし、アナログデ
    ィジタル変換後ディジタル信号として入力されるまでの
    時間を計測し、その計測情報と、いずれか1つの交流入
    力信号のディジタル情報とを用い、演算処理により、入
    力情報間のサンプリング時点を同一のディジタル信号と
    なるように補正することを特徴とするディジタル保護継
    電装置。
JP59127479A 1984-06-22 1984-06-22 デイジタル保護継電装置 Pending JPS619119A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01128994U (ja) * 1988-02-23 1989-09-01
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JPH04271224A (ja) * 1991-02-25 1992-09-28 Hitachi Ltd デジタル電流差動リレー
JP2021027785A (ja) * 2019-08-09 2021-02-22 三菱電機株式会社 保護制御システム

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