JPS6361857B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、多端子電力系統の各端子に設けら
れた保護継電装置の動特性試験機能を有する保護
継電システムに関する。

従来、電力系統を保護する保護継電システムに
は、第１図に示すような構成のものがある。第１
図に示すように、電気所Ａ，Ｂ間をしや断器１
Ａ，１Ｂを介して接続している被保護区間送電線
２の両端の電流は、両電気所Ａ，Ｂの変流器３
Ａ，３Ｂにより保護継電装置４Ａ，４Ｂ内に取り
入れられ、それぞれアナログ・デイジタル変換器
（Ａ／Ｄ変換器）５Ａ，５Ｂによりデイジタル信
号に変換された後、伝送装置６Ａ，６Ｂに与えら
れる。このデイジタル信号は、伝送装置６Ａ，６
Ｂにより第２図に示すような伝送フオーマツトの
信号に変換され、伝送装置６Ａ，６Ｂ相互間でサ
イクリツク伝送され、それぞれ判定装置７Ａ，７
Ｂに送られる。

上記伝送信号の伝送フオーマツトは、第２図に
示すようにフレームの先頭を示すためのフレーム
同期ワード８ａと、電気所で取入れられた伝送線
２のＲ相データワード８ｂ、Ｓ相データワード８
ｃ、Ｔ相データワード８ｄと、しや断器の開閉状
態などを示す機器情報や各種制御のための制御情
報などを含んだオンオフデータワード８ｅと、１
フレーム中のデータ誤り制御のためのCRC
（Cyclic Redundancy Check）ワード８ｆとがビ
ツトシリアルの状態となるようにフレーム構成さ
れている。

前記判定装置７ＡはＡ／Ｄ変換器５Ａおよび伝
送装置６Ａの出力を入力し、また判定装置７Ｂは
Ａ／Ｄ変換器５Ｂおよび伝送装置６Ｂの出力を入
力し、Ａ電気所電流データI〓_AとＢ電気所電流デー
タI〓_Bとを用いて、被保護区間送電線２に流入する
事故電流の有無を判定する。判定結果は前述のし
や断器１Ａ，１Ｂへのトリツプ指令として出力さ
れる。この判定は上記電流データI〓_A，I〓_Bを用い
て、例えば下式により行なわれる。

｜I〓_A＋I〓_B｜K₁（｜I〓_A｜＋｜I〓_B｜）＋K₀……
(1) （K₁、K₀は定数） このような保護継電システムにおいて、Ａ、Ｂ
両電気所間の対向試験を行う場合、従来は次のよ
うにして実施している。

すなわち、第１図の保護継電装置４Ａ，４Ｂを
変流器３Ａ，３Ｂから切り離し、第３図に示すよ
うに虚負荷試験器９Ａ，９Ｂを保護継電装置４
Ａ，４Ｂの試験入力端子ａ，ｂに接続し、両電気
所Ａ，Ｂ間で同期をとり、同時刻に虚負荷試験器
９Ａ，９ＢからＡ／Ｄ変換器５Ａ，５Ｂに試験信
号を印加することにより、保護継電システムの応
動を動的に試験している。

この場合、両端同時タイミングとなる信号を両
電気所間でやりとりするために、裸線やケーブル
を用いた２本の電話線を直接使用する表示線パイ
ロツトや、低電圧・高周波（20〜40dBm、100〜
400kHz程度）の信号を送電線に重畳して、対向
端の受信器に伝送する搬送パイロツトなどがよく
用いられる。この両端同時タイミングとなる信号
を保護継電装置４Ａ，４Ｂへの試験信号印加タイ
ミングとする試験装置は、第４図に示すように構
成されている。その動作を説明するためのタイミ
ングチヤートを５図に示す。

ここでは、Ａ電気所を投入指令を発する主局と
して説明する。Ａ電気所に設置された試験通話装
置（PSB）１０Ａに対して投入指令スイツチ１
１より投入指令を与える。このＡ端指令信号Ａ−
SENは上述したパイロツト１２に乗せられ、Ｂ
電気所に伝送される。Ｂ電気所の試験通話装置
（PSB）１０Ｂは、Ａ電気所からの指令信号を受
けてＢ端受信信号Ｂ−RECを作成し、直ちにＡ
電気所へ打返し信号を発する。同時にこのＢ端受
信信号Ｂ−RECはＢ端の投入接点１３Ｂへの投
入指令となり、虚負荷試験器９Ｂから試験信号が
保護継電装置４Ｂに与えられる。

Ａ電気所ではＢ電気所からの打返し信号を受け
て、Ａ端受信信号Ａ−RECを得る。また、前記
Ａ端送信信号Ａ−SENは遅延回路１４により時
間T₁だけ遅延され、それ出力Ａ−STRTにより
Ａ端投入接点１３Ａがオンされ、虚負荷試験器９
Ａによる試験信号が保護継電装置４Ａに与えられ
る。上記遅延時間T₁は、試験入力印加指令Ａ−
STRTからＡ端受信信号Ａ−RECが出るまでの
時間T₂と等しくなるように、遅延回路１４の遅
延時間を調整して得られる。

以上の設定によつて時刻ｔ＝t₁において、Ａ、
Ｂ両電気所間で同一タイミング虚負荷試験器９
Ａ，９Ｂの試験信号印加指令が発せられ、保護継
電装置４Ａ，４Ｂに同時事故模擬入力が印加さ
れ、保護継電装置４Ａ，４Ｂの動的試験が可能と
なる。

しかしこのような方法を採る限り、下記のよう
な問題点が残留し、両端の同時性に誤差が生じ
る。

(1) 遅延回路１４の時間合せが煩雑であり、試行
錯誤しなければならない。

(2) 投入指令スイツチ１１の接点ばらつきによ
り、誤差が生じる。

(3) 伝送遅延時間の変動による影響をうけやす
い。

(4) 前述の説明では２端子系統により説明した
が、３端子以上の系統になると、上記(1)の設定
が加速度的に困難となる。

上記のような問題点により、保護継電装置への
試験信号の印加タイミングのずれが発生し、被保
護区間外部事故模擬時に前述の(1)式が成立する状
態が現れ、内部事故と判定してしまい、保護継電
装置の誤動作が観測されてしまう。

最近の電力系統は急激な需要増加により拡大の
一途をたどり、設備構成の簡素化、投資節減のた
め多端子系統の増設と、それに伴う多端子系統用
保護継電装置の開発が内外で活発化している。そ
の動特性試験を行う際、前述のような試験通路装
置（PSB）を用いることは、試験時間の増大や
高精度な試験信号印加の困難さなどの問題が横を
わり、試験方法にゆきづまりの感さえある。

この発明は上記のような事情に基づいてなされ
たもので、多端子電力系統の各端子に設けられた
保護継電装置の動特性試験を行なう際、各端同時
事故発生タイミングを容易に同期させることがで
き、スムースに試験を行なうことができる保護継
電システムを提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。

第６図はこの実施例の構成を示した概略図であ
る。第６図において、１５Ａ，１５Ｂは電気所
Ａ，Ｂに設けられた保護継電装置である。上記保
護継電装置１５Ａは、Ａ／Ｄ変換器１６Ａ、送信
装置１７Ａ、伝送装置１８Ａ、判定装置１９Ａを
備えている。また保護継電装置１５Ｂは、上記保
護継電装置１５Ａと同一構成で、Ａ／Ｄ変換器１
６Ｂ、送信装置１７Ｂ、伝送装置１８Ｂ、判定装
置１９Ｂを備えている。

前記Ａ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂは、系統電流
を入力し、アナログ・デイジタル変換すると共
に、内蔵されたサンプルホールド回路により、入
力電気量のサンプリングを同一時刻で行なうもの
である。このサンプリングタイミングは、伝送装
置１８Ａ，１８Ｂ間で、第２図の伝送フオーマツ
トに示されるデータとは別チヤンネルで伝送され
るサンプリング同期信号により決定される。この
サンプリング同期信号は、伝送データ中に例えば
サブコミ（Sub−Commutationの略）方式で挿
入された同期調整データを用いて、Ａ、Ｂ両電気
所における伝送装置１８Ａ，１８Ｂにより自動位
相調整される。送信装置１７Ａ，１７Ｂは、それ
ぞれＡ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂの出力と同時事
故投入指令信号を与える接点２０Ａ，２０Ｂの接
点情報を入力し、第７図に示すような伝送フオー
マツトを作成するものである。

第７図の１〜12を繰返す数字は、サンプリング
アドレス（SA）に相当するフレームナンバーを
表わし、各フレームは第２図に示した如くフレー
ム同期ワード(F)８ａ、Ｒ相データワード（Ｒ）８
ｂ、Ｓ相データワード（Ｓ）８ｃ、Ｔ相データフ
レーム（Ｔ）８ｄ、オンオフデータワード（ON
OFF）８ｅ、データ誤り制御用のCRC８ｆから
構成されている。つまり、No.１〜12は入力信号の
１サイクル分のサンプリングデータ（１サイクル
12サンプルとなるサンプリング周波数をもつシス
テムにて説明）を示し、例えばフレームNo.１のＲ
相データワード８ｂに着目すると、ここから12フ
レーム離れたフレームNo.１のＲ相データワード８
ｂは前者より１サイクル後にサンプリングされた
データであることを示す。

なお、前記接点２０Ａ，２０Ｂの接点情報は、
第２図のオンオフデータワード８ｅに挿入され
る。このオンオフデータワード８ｅには、上記接
点情報のほかに、自電気所のしや断器の開閉状態
などを示す機器情報、保護継電装置１５Ａ，１５
Ｂの点検起動信号などの制御情報、各種フラグな
どが各ビツト毎に割り当てられている。

伝送装置１８Ａ，１８Ｂは、送信装置１７Ａ，
１７Ｂからの信号を伝送装置１８Ａ，１８Ｂ相互
間にてサイクリツク伝送するものである。

判定装置１９Ａ，１９Ｂは、マイクロコンピユ
ータを内蔵しており、送信装置１７Ａ，１７Ｂお
よび伝送装置１８Ａ，１８Ｂの出力をそれぞれ入
力し、オンオフデータワード８ｅ中の同時事故投
入指令である接点情報を読み取り、これを投入接
点２１Ａ，２１Ｂに与え、虚負荷試験装置２２
Ａ，２２Ｂの試験信号をＡ／Ｄ変換器１６Ａ，１
６Ｂに印加させるものである。この判定装置１９
Ａ，１９Ｂは、指令タイミングがＡ、Ｂ両電気所
とも同一時点となるようにそれぞれそのタイミン
グを判定し、このサンプリング同期信号により同
期合せを行なつた後、投入接点２１Ａ，２１Ｂを
閉路するようになつている。また、判定装置１９
Ａ，１９Ｂはサンプリング同期信号よりこれに同
期したSA信号を作成するようになつている。こ
れはＡ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂにおけるサンプ
リング時点を判定装置１９Ａ，１９Ｂに識別させ
るための入力データのアドレス（サンプルアドレ
スと称す）に相当するものである。

次に、上記のような構成において、保護継電装
置１５Ａ，１５Ｂの動特性試験を行なう場合につ
いて説明する。

まず、保護継電装置１５Ａ，１５Ｂを変流器３
Ａ，３Ｂから切り離し、第６図に示すように虚負
荷試験器２２Ａ，２２Ｂを投入接点２１Ａ，２１
Ｂをそれぞれ介して保護継電装置１５Ａ，１５Ｂ
の試験入力端子に接続し、虚負荷試験器２２Ａ，
２２ＢからＡ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂに試験信
号を印加可能な状態にする。

このような状態において、例えば接点２０Ａを
閉路すると同時事故投入指令信号が送信装置１７
Ａに与えられ、接点情報として第８図のフレーム
No.１のオンオフデータワード８ｅに挿入される。
第８図のｔ＝t_1Aがこのタイミングを示す。そし
てこの送信装置１７Ａの出力は、判定装置１９Ａ
に送出されると共に伝送装置１８Ａに送られ、相
手電気所Ｂにサイクリツク伝送される。

判定装置１９Ａは、第９図に示すようにステツ
プ１でフレームNo.１の接点情報の読み取りを行な
う。ステツプ２ではこれがオフであれば再び次の
フレームを読み取り、オンであれば次のステツプ
３に進む。このステツプは判定装置の標準化を考
え挿入したステツプであり、Ａ、Ｂ両電気所でそ
れぞれ別の判定装置をもてば不要のステツプであ
る。判定装置が主局（投入指令を発する指令局）
−ここではＡ電気所−であればステツプ４に進
み、オンオフデータワードの接点オンを確認した
時のSA信号に対するアドレスを基準に１サイク
ル後の特定フレーム（ここではフレームNo.１）の
特定SA発生タイミングで試験信号印加指令を出
力する。これにより第６図の投入接点２１Ａが閉
路し、虚負荷試験器２２ＡからＡ／Ｄ変換器１６
Ａに試験信号が与えられる。

また、Ａ電気所からサイクリツクに伝送された
信号は、Ａ、Ｂ両電気所間の伝送遅延時間を経
て、Ｂ電気所の伝送装置１８Ｂに受信される。第
８図のｔ＝t_1Bがこのタイミングを示す。上記受
信信号は判定装置１９Ｂに与えられる。この判定
装置１９Ｂは、第９図に示すようにステツプ１で
フレームNo.１の接点情報の読み取りを行なう。ス
テツプ２ではこれがオフであれば再び次のフレー
ムを読み取り、オンであれば次のステツプ３に進
む。ステツプ３にて従局（ここではＢ電気所）で
あればステツプ５に進み、オンオフデータワード
の接点オンを確認したとき、その時のSA信号の
後の特定フレーム（ここではフレームNo.１）の送
信タイミング（特定SA発生タイミング）にて、
試験信号印加指令を出力する。このタイミングは
第８図のｔ＝t₂に相当し、オンオフデータワード
長に相当するジツタ以内の精度で、Ａ電気所の投
入接点２１Ａと同時に投入接点２１Ｂが閉路し、
虚負荷試験器２２ＢからＡ／Ｄ変換器１６Ｂに試
験信号が与えられる。同時事故投入指令端である
Ａ電気所では、接点情報を付加した次のサイクル
のフレームNo.１の送信タイミングｔ＝t₂にて、投
入接点２１Ａが投入され、虚負荷試験器２２Ａか
らＡ／Ｄ変換器１６Ａに試験信号が印加される。

上記のようにこの実施例によれば、両電気所間
で同期のとられたサンプリング同期信号をベース
としたSA信号を用いているため、Ａ電気所にて
フレームNo.１も送信する時点とＢ電気所にてフレ
ームNo.１を送信する時点とが同時刻となり、両電
気所の試験信号投入タイミングを容易に同期させ
ることができ、動特性試験を簡単に行なうことが
できる。したがつて、保護継電装置１５Ａ，１５
Ｂの動特性試験を高精度に行なうことができ、試
験時間の大幅な削減をはかることができる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではない。今までの説明では２端子系統で説明し
たが、３端子以上の多端子系統に対してもこの発
明は同様に適用可能であり、むしろ多端子になる
ほどこの発明の効果は大きい。

第１０図はＡ電気所を同時事故発生指令端とす
る３端子系統の場合を説明するタイミングブロツ
ク図である。前述の如く全電気所間はサンプリン
グ同期信号により同期がとられている。Ａ電気所
にて投入接点オンの情報をフレームNo.１のオンオ
フデータワード内の特定ビツトに挿入して送信し
たデータは、Ｂ、Ｃ両電気所にてそれぞれの伝送
遅延時間を持つて受信され、各電気所でのフレー
ムNo.１の送信タイミングにて、各電気所の判定装
置から投入指令が発せられる。Ａ電気所では１サ
イクル後のフレームNo.１の送信タイミングにて判
定装置１９Ａより投入指令を発する。このタイミ
ングは全電気所共同一時点となる。

また同時事故発生指令端（ここではＡ電気所）
での投入指令タイミングは、判定装置にて投入接
点情報オンを確認してから１サイクル後のフレー
ムNo.１の送信タイミングとして説明したが、これ
は相手電気所への伝送遅延時間が約半サイクル以
内としたための想定であり、伝送遅延時間が更に
大きくなる系統に対しては、更に次サイクルのフ
レームNo.１の送信タイミングにて投入指令タイミ
ングを発するようにすべきである。これを行なわ
ないと各電気所での投入タイミングに１サイクル
のいずれが生じてしまう。

今までの説明はフレームNo.１に接点情報を挿入
することで行なつたが、他のフレームによつても
同様であることは言うまでもないが、更に１サイ
クル内の複数フレーム、例えば第１０図において
投入接点がオンした後の全フレームのオンオフデ
ータ内に接点情報を挿入し、フレームの区別を判
定装置のソフトウエアで識別するようにしてもよ
い。

更にサブコミを用いても適用可能である。第１
１図は上述の接点情報を挿入（第１１図では「Ｏ
印」で示す）し、フレームNo.の識別のためビツト
S₂もサブコミとして挿入したものである。ビツト
S₂は１サイクル内でA₁〜A₁₂まで符号変化（１〜
12の字が識別できるようなパターンとしておく）
するため、判定装置では接点情報の入つているフ
レームが識別可能である。

今までの説明はすべて判定装置のソフトウエア
により処理されるとしたが、同一機能を判定装置
内のハードウエアにより構成させ実現することも
できる。

その他、この発明の要旨を変更しない範囲で
種々変形可能なことは勿論である。

以上説明したようにこの発明によれば、送信端
では送信データの伝送フオーマツト上に試験信号
投入情報を挿入し、所定時間経過後にサンプリン
グ同期信号に同期した特定タイミングにて送信端
試験信号投入指令を出力し、受信端では受信デー
タより前記伝送フオーマツト上に挿入された試験
信号投入情報を判別し、前記サンプリング同期信
号に同期した特定タイミングにて受信端試験信号
投入指令を出力し、前記送信端試験信号投入指令
または前記受信端試験信号投入指令により、前記
各端子に設けられた保護継電装置に試験信号を印
加するようにしたので、多端子電力系統の各端子
に設けられた保護継電装置の動特性試験を行なう
際、各端同時事故発生タイミングを容易に同期さ
せることができ、スムースに試験を行なうことが
できる保護継電システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の保護継電システムの概略図、第
２図は伝送フオーマツトを示した図、第３図は保
護継電装置の試験時の接続図、第４図は保護継電
装置の従来の動特性試験装置の回路図、第５図は
第４図の動作を説明するためのタイミングチヤー
ト、第６図はこの発明の一実施例を示す概略図、
第７図および第８図は第６図の動作を説明するた
めの図、第９図は第６図の判定装置の動作を示す
フローチヤート、第１０図および第１１図はこの
発明の変形例を説明するための図である。 Ａ，Ｂ……電気所、１５Ａ，１５Ｂ……保護継
電装置、１６Ａ，１６Ｂ……Ａ／Ｄ変換器、１７
Ａ，１７Ｂ……送信装置、１８Ａ，１８Ｂ……伝
送装置、１９Ａ，１９Ｂ……判定装置、２０Ａ，
２０Ｂ……接点、２１Ａ，２１Ｂ……投入接点、
２２Ａ，２２Ｂ……虚負荷試験装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サンプリング同期信号に基づき、多端子電力
   系統の各端子の電気量を同時サンプリングした
   後、アナログ・デイジタル変換したデータを各端
   子間において互いに送受し合い、このデータに基
   づいて前記電力系統を保護する保護継電システム
   において、送信端では前記データの伝送フオーマ
   ツト上に試験信号投入情報を挿入し、所定時間経
   過後に前記サンプリング同期信号に同期した特定
   タイミングにて送信端試験信号投入指令を出力
   し、受信端では受信データより前記伝送フオーマ
   ツト上に挿入された試験信号投入情報を判別し、
   前記サンプリング同期信号に同期した特定タイミ
   ングにて受信端試験信号投入指令を出力し、前記
   送信端試験信号投入指令または前記受信端試験信
   号投入指令により、前記各端子に設けられた保護
   継電装置に試験信号を印加するようにしたことを
   特徴とする保護継電システム。