KR100465944B1

KR100465944B1 - 디지털 보호계전장치

Info

Publication number: KR100465944B1
Application number: KR10-2001-0061469A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 스기우라; 이츠오 슈토; 하치다이 이토; 마사미치 사가
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2005-01-13
Also published as: US20020057544A1; JP2009284758A; CN101394077B; EP1195876B1; EP1195876A3; CN100514784C; US6678134B2; CN101394076B; KR20020027273A; CN101394076A; DE60127916D1; CN101394077A; EP1195876A2; CN1348243A; JP5254157B2; DE60127916T2

Abstract

본 발명은 샘플링 동기에 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스를 이용하고자 하는 것이다. GPS 수신기는 GPS 위성으로부터의 전파를 수신하여 일정 주기의 펄스를 출력한다. 한편, 클록 발진기는 각 클록신호를 출력하고, 이 클록신호에 기초하여 샘플링 펄스 발생수단은, 소정 주파수의 샘플링 펄스를 발생시킨다. 거기에서 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스와 샘플링 펄스 발생수단이 출력하는 샘플링 펄스와의 차를 측정하고, 그 타이밍차에 기초하여 상기 샘플링 펄스 발생수단이 출력하는 샘플링 펄스의 주파수를 보정하고, 그 보정된 샘플링 펄스에 따라서 전력계통의 각단 전기량을 얻는다.

Description

디지털 보호계전장치{DIGITAL PROTECTIVE RELAY}

본 발명은 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 샘플링 동기를 취하는 디지털 보호계전장치에 관한 것이다.

전력계통, 예컨대 송전선의 각 단자의 전류를 샘플링하고, 이것에 의해 얻어진 전기량 데이터를 서로 수수(授受)하여 보호를 위한 계산을 행하는 보호계전장치는 알려져 있다. 이와 같은 보호계전장치는 각 단자에서 동일 타이밍으로 샘플링을 행할 필요가 있다. 예컨대, 미국특허 4,612,594(일본국 특공평1-890호)나 미국특허 4,470,093(일본국 특공평1-24014호)에 샘플링 시각 동기 방법이 제안되어 있다. 이하에, 도면을 사용하여 종래 기술의 원리에 대하여 설명한다.

도 18(a)는, 일방의 단자(주단(主端))와 타방의 단자(종단(從端))에서, 함께 일정한 샘플링 주기(T)로 샘플링이 행하여지고 있지만, 주단과 종단에서는 △T의 동기 어긋남이 생기고 있는 상태를 나타낸다. 먼저, 종단은 전기량 데이터와 함께 동기신호(샘플링 동기 플래그)를 주단으로 송신한다(F0).

주단측에서는 자(自)장치의 샘플링 타이밍으로부터 샘플링 동기 플래그(flag)가 포함된 데이터의 수신 타이밍(Tm)을 측정하고, 샘플링 동기 플래그와 측정된 Tm을 전기량 데이터와 함께 종단으로 반송한다(F1). 다음에 종단에서는, 주단과 마찬가지로 자(自)장치의 샘플링 타이밍으로부터 샘플링 동기 플래그가 포함된 데이터의 수신 타이밍(Ts)을 측정하는 동시에, 주단에서 측정된 도착 타이밍(Tm)을 읽어 낸다.

여기서, 종단의 송신 데이터가 주단으로 도착하기까지의 상행 전송지연시간과 주단의 송신 데이터가 종단으로 도착하기까지의 하행 전송지연시간이 함께 Td로 동일한 경우에 대하여 이하 설명한다.

전송지연시간(Td)은, 주단 또는 종단에서 측정된 Tm 또는 Ts와 동기오차(△T) 및 샘플링 주기(T)를 사용하여, 각각 다음과 같이 표현될 수 있다.

Td = Tm + △T + iT ........................(1)

Td = Ts - △T + jT ........................(2)

2△T = Ts - Tm + (j-i)T ...................(3)

△T = (Ts-Tm)/2 ...........................(4)

단, i: 정수(도 19(a)의 경우는 i=1)

j: 정수(Ts < Tm 시: j = i+1, Ts ≥Tm 시: j = i)

(1)식과 (2)식으로부터 (3)식을 구한다.

또, Ts < Tm 시의 경우, Ts+T를 새로이 Ts로 하면, (3)식의 (i-j)T 항(즉, T의 배수)은 소거될 수 있다. 또, (3)식은 (4)식으로 나타낼 수 있다.

따라서, 종단에서, (4)식을 계산하고, △T가 대략 0이 되도록 종단의 샘플링 타이밍을 어긋나게 하는 것에 의해, 각각의 독립된 두 장치간의 샘플링 타이밍이 동일하게 된다.

도 18(a)는 주단과 종단의 샘플링 타이밍이 일치하고 있는 상태를 나타낸다. 종단의 보호계전장치는, 샘플링 동기 플래그를 송출하는 것으로부터 주단에 의해 반송되어 오기까지의 샘플링 주기 수 T0을 측정하고, 이 T0와 앞서 측정된 Ts 및 샘플링 주기 T로부터 전송지연시간 Td를 (5)식으로 산출한다.

Td = T0/2 - T + Ts .....................(5)

이에 의해, 대향 단의 보호계전장치로부터 보내져 오는 데이터가 자단의 보호계전장치의 샘플링 시각에 대하여 어느 정도 지연된 데이터인 것이 판명되기 때문에, 동일 시각에 샘플링된 데이터끼리를 사용한 연산이 가능해진다.

이상의 결과에 따라, 종래의 샘플링 동기 방법을 사용한 디지털 보호계전장치에 의하면, 전기량 데이터와 함께 샘플링 동기 플래그나 수신 타이밍 등의 동기 제어용 데이터를 서로 전송함으로써, 동일 타이밍에 의한 샘플링과 동일 시각의 샘플링 데이터끼리를 사용한 연산을 행할 수 있다.

종래의 샘플링 동기방법을 사용한 디지털 보호계전장치는, 상기한 원리에 기초하여 샘플링 동기 제어를 행하기 때문에, 전송 데이터 중에 동기 제어용 데이터를 부가할 필요가 있고, 동기제어를 확립시키기 위하여는 전송 데이터의 상행과 하행의 전송지연시간이 동일하지 않으면 안된다는 제 1 문제가 있다.

또, 상행과 하행의 전송지연시간이 동일한 경우에도, 전송지연시간이 변동하는 전송로나 전송방식의 경우, 샘플링 동기 어긋남이 그때마다 발생하기 때문에 보호계전장치의 가동율이 저하된다는 제 2 문제가 있다. 이 때문에, 종래의 샘플링 동기방법을 사용한 디지털 보호계전장치에서는, 전송지연시간 등의 제약을 만족하는 보호계전장치 전용의 전송로를 사용하고 있다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 샘플링 동기에 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스를 이용함으로써, 보호계전장치에서의 동기제어를 용이하게 하는 동시에 데이터 전송에서의 전송지연시간에 관련된 제약을 완화하고, 전송로나 전송방식에 대한 자유도를 높인 디지털 보호계전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태를 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명의 제1실시형태의 동일 시각연산의 원리도.

도 3은 본 발명의 제2실시형태를 나타내는 구성도.

도 4는 본 발명의 제3실시형태를 나타내는 구성도.

도 5는 본 발명의 제4실시형태를 나타내는 구성도.

도 6은 본 발명의 제5실시형태를 나타내는 구성도.

도 7은 본 발명의 제7실시형태를 나타내는 구성도.

도 8은 본 발명의 제8실시형태를 나타내는 구성도.

도 9는 본 발명의 제10실시형태를 나타내는 구성도.

도 10은 본 발명의 제11실시형태를 나타내는 구성도.

도 11은 본 발명의 제11실시형태에서의 전류차동릴레이의 동작특성도.

도 12는 본 발명의 제12실시형태를 나타내는 구성도.

도 13은 본 발명의 제13실시형태를 나타내는 구성도.

도 14는 본 발명의 제14실시형태를 나타내는 구성도.

도 15는 본 발명의 제15실시형태를 나타내는 구성도.

도 16은 본 발명의 제16실시형태를 나타내는 구성도.

도 17은 본 발명의 제17실시형태를 나타내는 구성도.

도 18은 종래의 기술을 설명하는 원리도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 송전선

2a, 2b: 변류기

3a, 3b: 차단기

4: GPS 위성

5a, 5b, 5c, 5d: GPS 수신기

6a, 6b: 클록 발진기

7a, 7b: 타이밍차 측정수단

8a, 8b: 보정수단

9a, 9b: 샘플링 펄스 발생수단

10a, 10b: 아날로그/디지털 변환수단

11a, 11b: 전송수단

12a, 12b: 연산수단

13a, 13b: 출력수단

14a, 14b: 보호계전장치

15a, 15b: 차전류 연산수단

16a, 16b: 위상차 연산수단

17a, 17b: 도착 타이밍 측정수단

18a, 18b: 전송지연시간 연산수단

19a, 19b: 설정치 입력수단

20a, 20b: 조건 판정수단

21a, 21b: 데이터 출력수단

22a, 22b: 일정주기펄스 검출수단

23a, 23b: 타이밍차 연산수단

24a, 24b: 타이밍차 급변 검출수단

25a, 25b: 정상(正相)전압 연산수단

26a, 26b: 설정 입력수단

27a, 27b: 충전전류 산출수단

28a, 28b: 충전전류 제거수단

29a, 29b: 전류 레벨 판정수단

30a, 30b: 위상차 연산 입력 전환 수단

31a, 31b: 변성기

32a, 32b: 해제입력수단

SS1: 제1단자

SS2: 제2단자

S0: 일정주기펄스

S1a, S1b: 클록신호

S2a, S2b: 샘플링 펄스

CNa, CNb: 카운터

△T: 샘플링 타이밍의 어긋남

T: 샘플링 주기

Tm: 주단(主端)에서 측정된 수신 타이밍

Ts: 종단(從端)에서 측정된 수신 타이밍

Td: 전송지연시간

F0: 종단 →주단 방향의 샘플링 동기 플래그

F1: 주단 →종단 방향의 샘플링 동기 플래그

T0: 샘플링 동기 플래그 왕복에 필요한 샘플링 간격

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, GPS 위성으로부터의 전파를 수신하여 일정주기의 펄스를 출력하는 GPS 수신기와, 전기량의 샘플링 타이밍의 기초가 되는 클록신호를 발생시키는 클록 발진기와, 상기 클록 발진기가 출력하는 클록신호를 기초로 소정 주파수의 샘플링 펄스를 발생시키는 샘플링 펄스 발생수단과, 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기 펄스와 상기 샘플링 펄스 발생수단이 출력하는 샘플링 펄스와의 타이밍차를 측정하는 타이밍차 측정수단과, 상기 타이밍차 측정수단에서 측정된 타이밍차에 기초하여 상기 샘플링 펄스 발생수단이 출력하는 샘플링 펄스의 주파수를 보정하는 보정수단과, 상기 샘플링 펄스 발생수단으로부터 얻어지는 샘플링 펄스에 따라서 전력계통의 전기량을 샘플링하여 전기량 데이터를 얻는 아날로그/디지털 변환수단과, 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어지는 전기량 데이터를 다른 보호계전장치와의 사이에서 송수신하는 전송수단과, 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어지는 전기량 데이터와 상기 전송수단으로부터 얻어지는 다른 보호계전장치로부터의 전기량 데이터를 사용하여 소정의 연산을 행하는 연산수단과, 상기 연산수단의 연산결과에 기초하여 소정의 출력을 행하는 출력수단을 구비하는 것이다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, GPS 위성이 발신하는 신호에 샘플링 펄스를 동기시키므로, 데이터 전송 시의 전송지연시간이나 상행과 하행의 시간차에 관계없이, 각각 독립된 복수의 보호계전장치간에서 샘플링 타이밍을 동일하게 할 수 있다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 상기 연산수단에 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어진 자(自)장치의 전류 데이터와, 상기 전송수단으로부터 얻어진 타(他)장치의 전류 데이터와의 벡터합, 즉 차전류를 계산하는 수단을 구비하고, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 출력되지 않는 때에, 이미 계산된 차전류가 대략 0이 되도록 또는 사전에 계산된 값과 근사한 값이 되도록 상기 클록 발진기가 발생하는 클록신호의 주파수 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 상기 연산수단에 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어진 자장치의 전류 데이터와 상기 전송수단으로부터 얻어진 타장치의 전류 데이터와의 위상차를 계산하는 수단을 구비하고, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 출력되지 않는 때에, 이미 계산된 위상차가 대략 0이 되도록 또는 사전에 계산된 값과 근사한 값이 되도록 상기 클록 발진기가 발생하는 클록신호의 주파수 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 대향하는 보호계전장치간의 전송신호의 수신 타이밍을 측정하는 수단과, 상기 측정된 수신 타이밍을 대향 단으로 전송하는 수단과 자(自)단 및 대향 단에서 측정된 전송신호의 수신 타이밍을 기초로 대향하는 장치간의 전송지연시간을 연산하는 수단을 구비하고, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 출력되지 않는 때에, 상기 연산된 전송지연시간을 기초로 각 장치간의 샘플링 타이밍의 어긋남을 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 대향하는 보호계전장치간의 전송신호의 수신 타이밍을 측정하는 수단과, 자단에서 측정된 전송신호의 수신 타이밍에 의해 대향하는 장치로부터의 전송지연시간을 연산하는 수단을 구비하고, GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 정상으로 출력되고 있는 기간에 전송지연시간을 연산·기록하고, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 출력되지 않는 때에, 이미 기록된 전송지연시간과 현재의 데이터 수신 타이밍에 의해 상기 샘플링 동기수단으로부터 출력되는 샘플링 펄스를 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치 중 어느 하나에 있어서, 외부로부터의 설정치 입력수단과, 설정치와 내부 데이터와의 조건판정수단을 구비하고, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 출력되지 않는 때에, 일정 시간의 경과나 일정 값 이상의 차전류나 위상차의 발생, 대향 단으로부터의 신호도착시각의 급변 시에 미리 설정되어 있는 조건이 성립된 경우는, 각 장치간의 샘플링 타이밍의 동시성이 실효되었다고 판단하는 동시에 상기 출력수단으로부터의 오출력을 방지하는 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 자단 또는 대향 단의 어느 한 단자 이상에서, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 수신되지 않는 때에, 전류차동 릴레이의 동작 감도를 자동적으로 저하시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 수신된 전송 프레임의 수신 타이밍을 측정하는 수신 타이밍 측정수단과, 측정된 수신 타이밍을 타장치로 송신하는 전송수단과, 자장치의 수신 타이밍 측정수단으로부터 얻어지는 수신 타이밍과 전송수단으로부터 얻어지는 대향 장치의 수신 타이밍으로부터 상행과 하행의 전송지연시간차가 0 또는 일정인 것을 전제로 하여 샘플링 타이밍차를 산출하는 타이밍차 측정수단에 의해 샘플링 동기를 실시하는 동시에, 자단이 대향 단의 어느 하나의 디지털 보호계전장치로부터 기동을 부여함으로써 상기 출력수단으로부터의 출력방지를 해제하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 타이밍차 측정수단으로부터 얻어지는 타이밍차가 소정의 범위내인 것과, 양단자의 차전류나 위상차가 소정의 범위내인 것을 조건으로, 자동적으로 상기 출력수단으로부터의 출력방지를 해제하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 디지털 보호계전장치는, 상기 디지털 보호계전장치에 있어서, 전송 데이터의 상행과 하행의 전송지연시간이 일시적으로 다른 전송경로로 되었을 때에, 샘플링 타이밍의 어긋남을 보정하는 제어를 중단하는 것을 특징으로 한다(본 발명은 전송로로서 회선교환망을 전제로 하고 있다. 상행·하행 각각의 지연시간이 어긋나지만, 곧 지연시간이 동일해지는 것을 전제로 하고 있는 것이다. 그 사이는 샘플링 펄스는 중단된 시점의 샘플링 펄스가 계속 출력되고 있다).

(제1실시형태)

도 1은 본 발명의 제1실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 1은 2개의 장치에서 전송선을 보호하는 경우의 구성을 나타내고 있다.

전송선(1)의 양단에 위치하는 제1단자(SS1) 및 제2단자(SS2)에 보호계전장치(14a, 14b)가 설치되어 있다.

각 단자에 설치되어 있는 변류기(2a, 2b)는 전송선(1)을 흐르는 전류를 보호계전장치(14a, 14b)에서의 처리에 적합한 크기로 변환하여 뽑아 낸다.

차단기(3a, 3b)는 보호계전장치(14a, 14b)에 응답하여 동작한다.

보호계전장치(14a, 14b)는 샘플링 펄스 발생수단(9a, 9b)으로부터 출력되는 샘플링 펄스(S2a, S2b)에 따라서, 아날로그/디지털 변환수단(10a, 10b)에서 전력계통의 전기량을 샘플링하여 전기량 데이터를 얻는다.

얻어진 전기량 데이터는, 전송수단(11a, 11b)에서 서로 전송하고, 연산수단(12a, 12b)에서 자(自)단의 전기량 데이터와 상대단의 전기량 데이터를 사용한 소정의 연산을 행한다.

그 연산결과에 기초하여 출력수단(13a, 13b)에서 소정의 출력을 행한다.

여기서, 보호계전장치(14a, 14b)에서 동일 시각의 전기량 데이터를 사용하여 연산을 행하기 위해서는, 각 장치 모두 동일한 타이밍에서 계통 전기량을 샘플링할 필요가 있다.

GPS 수신기(5a, 5b)는 GPS 위성(4)으로부터의 전파를 수신하여 동일 타이밍의 일정주기펄스(S0)를 출력한다.

GPS(Global Positioning System) 수신기(5a, 5b)는 GPS 위성(4)으로부터 수신된, 동일한 타이밍으로 일정주기펄스(S0)를 출력한다. 한편, 클록신호 발생수단(6a, 6b)은 클록신호(S1a와 S1b)를 각각 출력한다. 이 클록신호(S1a, S1b)는 비동기이다.

또한, GPS는 위성에 탑재된 (세슘이나 루비듐으로 구성된 초정밀 발진기를 포함하는) 원자시계에 의해 카운트된 시간을 시간 신호로 변환하고, 이 신호를 위성으로부터 지상의 수신기로 전송한다. 수신기에 의해 수신된 시간 신호로 표현되는 시간과 신호가 실제로 수신된 시간과의 사이의 차이에 기초하여, 신호가 전송되는 동안의 전송시간이 측정된다.

타이밍차 측정수단(7a)은 일정주기펄스(S0)와 샘플링 펄스(S2a)와의 타이밍차를 측정한다.

마찬가지로, 타이밍차 측정수단(7b)은 일정주기펄스(S0)와 샘플링 펄스(S2b)와의 타이밍차를 측정한다.

타이밍차 측정수단(7a, 7b)에 의해 측정되는 타이밍차가 0이 되도록 각 보정수단(8a, 8b)에서 샘플링 펄스(S2a, S2b)의 주파수를 보정한다.

이 결과, 서로 독립된 장치인 보호계전장치(14a, 14b)에서, 비동기였던 샘플링 펄스(S2a, S2b)가 일정주기펄스(S0)를 기준으로 한 동일 타이밍이 되기 때문에, 장치간의 동기가 확립된다.

다음에, 동일 시각에 샘플링한 전기량 데이터끼리에서 연산을 행하는 원리를 도 2를 사용하여 설명한다.

전술한 수단에 의해 장치간의 동기가 확립된 상태에서, 각 장치는 일정주기펄스(S0)의 입력시를 기점으로 하여 샘플링 펄스(S2a, S2b)마다 갱신하는 카운터(CNa, CNb)를 설치하면, 동일 시각의 샘플링 데이터에 대하여 동일 카운터값을 부여할 수 있다.

따라서, 전송측으로부터 전기량 데이터와 함께 이 카운터값을 전송하면, 수신측은 이 카운터값을 읽어내게 된다. 즉, 동일 카운터값의 전기량 데이터끼리를 연산에 사용할 수 있게 된다.

또, 대향 장치간의 전송지연시간이 샘플링 주기 미만이라면, 전술한 카운터를 반드시 설치할 필요는 없다.

본 실시형태에 의하면, GPS 위성이 발신하는 신호에 샘플링 펄스를 동기시키므로, 데이터 전송 시의 전송지연시간이나 상행과 하행의 시간차에 관계없이, 각각 독립된 복수의 보호계전장치간에 샘플링 타이밍을 동일하게 할 수 있다.

(제2실시형태)

도 3은 본 발명의 제2실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 3에서 도1과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 1과의 차이는 차전류 연산수단(15a, 15b)을 부가한 것이다.

제1실시형태에서는 GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않으면, 타이밍차 측정수단(7a, 7b), 보정수단(8a, 8b)가 기능하지 않는다.

그 때문에, 클록 발신기(6a, 6b)의 편차에 의해 장치간의 동기가 서서히 어긋나게 된다.

본 실시형태에서는, 전송선(1)에 사고가 없는 상태에서 장치간의 동기가 확립된 경우, 양단의 전류의 벡터합, 소위 차전류가 0이 되는 것을 이용하는 것이다.

보호계전장치(14a)를 주단(主端), 보호계전장치(14b)를 종단(從端)으로 하여 이하 설명한다.

일단 장치간의 동기가 확립된 후에, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되어, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않게 된 때, 차전류연산수단(15a, 15b)에서 구한 차전류가 대략 0이 되도록, 종단측의 보호계전장치(14b)의 보정수단(8b)을 통하여 클록신호(S1b)의 주파수 보정을 행한다.

이에 의해, 종단측의 보호계전장치(14b)의 샘플링 펄스(S2b)가 주단측의 보호계전장치(14a)의 샘플링 펄스(S2a)에 추종하게 되어, 장치간의 동기 확립 상태를 계속할 수 있다.

또, 예컨대 보호계전장치가 설치되어 있지 않은 분기 부하단자 등의 존재에 의해, 평상시 정도의 차전류가 발생하고 있는 경우는, 차전류 연산수단(15a, 15b)에서 구한 상시 차전류값을 기록한다.

그리고, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않을 때에, 차전류 연산수단은 S0가 출력되지 않게 된 이전의 기록된 차전류값과 현 차전류값과의 차에 따라서 샘플링 펄스폭을 제어하고, 현 차전류값이 기록되어 있는 차전류값에 근사하도록 종단측의 보호계전장치(14b)의 보정수단(8b)을 통하여 클록신호(S1b)의 주파수 보정을 행하도록 하여도 좋다.

본 실시형태에 의하면, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때, 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 출력되지 않는 때에도, 각 장치간에 동기가 취해진 샘플링 펄스를 계속하여 출력할 수 있다.

(제3실시형태)

도 4는 본 발명의 제3실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 4에서 도 1과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 1과의 차이는 위상차 연산수단(16a, 16b)을 부가한 것이다.

본 실시형태에서는, 송전선(1)에 사고가 없는 상태에서 장치간의 동기가 확립된 경우, 양단의 전류의 위상차가 0이 되는 것을 이용하는 것이다.

보호계전장치(14a)를 주단, 보호계전장치(14b)를 종단으로 하여 이하 설명한다.

일단 장치간의 동기가 확립된 후에, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되어, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않게 된 때, 위상차 연산수단(16a, 16b)에서 구한 전류의 위상차가 대략 0이 되도록, 종단측의 보호계전장치(14b)의 보정수단(8b)을 통하여 클록신호(S1b)의 주파수 보정을 행한다.

이에 의해, 보호계전장치(14b)의 샘플링 펄스(S2b)가 보호계전장치(14a)의 샘플링 펄스(S2a)에 추종하게 되어, 장치간의 동기 확립 상태를 계속할 수 있다.

또, 전술한 바와 같이, 계통의 상태에 의해 상시(常時)인 정도의 위상차가 발생하고 있는 경우는, 이미 위상차 연산수단(16a, 16b)에서 구한 상시의 위상차를 기록하여 둔다.

그리고, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않을 때에, 이미 기록된 위상차와 근사한 값이 되도록 종단측의 보호계전장치(14b)의 보정수단(8b)을 통하여 클록신호(S1b)의 주파수 보정을 행하도록 하여도 좋다.

또, 계통의 상태에 의해 조류(潮流)가 흐르지 않는 경우는, 전류의 위상차를 연산할 수 없다.

이 때문에 전류가 소정의 값 이하인 경우는 전류의 위상차에 의하지 않고 전압의 위상차에 의하여 보정을 행하도록 하여도 좋다.

또, 이 경우는 상시로부터 위상차가 발생하므로, 상시의 위상차와 근사한 값이 되도록 보정을 행한다.

(제4실시형태)

도 5는 본 발명의 제4실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 5에서 도 1과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 1과의 차이는 전송신호 수신 타이밍 측정수단(17a, 17b), 장치간의 전송지연시간 연산수단(18a, 18b)을 부가한 것이다.

본 실시형태에서는, 상행과 하행의 전송지연시간이 동일하다는 조건 하에서, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않는 때에, 예컨대 미국특허 4,612,594(일본국 특공평1-890호)에 개시되어 있는 샘플링 시각 동기기술을 적용하여 전송신호 수신 타이밍 측정수단(17a, 17b)에서 수신 타이밍(Tm, Ts)을 측정하고, 전송지연시간 연산수단(18a, 18b)에서 전송지연시간(Td)을 구한다.

즉, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고 GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않는 때에, 종래의 기술에 의한 샘플링 동기방법으로 전환하여, 장치간에 동기가 취해진 샘플링 펄스를 계속하여 출력할 수 있도록 한 것이다.

(제5실시형태)

도 6은 본 발명의 제5실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 6에서 도 1과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 정상적으로 출력되지 않는 기간에, 각 장치에서 자단에서 측정된 수신 타이밍으로부터 전송지연시간을 연산하여 기록하여 둔다.

그리고, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않을 때에, 기록된 전송지연시간과 현재의 데이터 수신 타이밍으로부터 종단측의 보호계전장치(14b)의 보정수단(8b)을 통하여 클록신호(S1b)의 주파수 보정을 행한다.

이에 의해, 종단측의 보호계전장치(14b)의 샘플링 펄스(S2b)가 주단측의 보호계전장치(14a)의 샘플링 펄스(S2a)에 추종하게 되어, 장치간의 동기확립상태를 계속할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때, 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스를 출력할 수 없을 때에도, 장치간에 동기가 취해진 샘플링 펄스를 계속하여 출력할 수 있다.

(제6실시형태)

이하에 본 발명의 제6실시형태를 설명한다.

상술한 실시형태(제2 내지 제5)에서는, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 출력되지 않는 때에, 각각이 구비한 샘플링 동기 계속(繼續)수단에서 장치간에 동기가 취해진 샘플링 펄스를 계속하여 출력하는 것이다.

각 실시형태에 나타낸 샘플링 동기계속수단 중 적어도 2개 이상을 겸비하여, 서로 보완하면서 보정을 행하도록 하여도 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.

예컨대, 제2, 제3 실시형태에서는 동기제어계속수단으로서 송전선을 흐르는 전류를 이용하고 있다.

즉, 전류가 흐르지 않을 때에는 차전류나 위상차를 연산할 수 없지만, 이러한 상태 시에는, 전류를 이용하지 않는 제4, 제5 실시형태에 따라 동기제어의 계속이 가능해진다.

또, 제4, 제5 실시형태에서는, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)를 출력할 수 없게 된 후에, 전송로 전환 등에 의해 상행과 하행의 전송지연시간에 새로운 차가 생긴 경우는, 그 변화를 검출할 수 없다.

따라서, 변화에 의해 차전류나 전류의 위상차가 발생하므로, 제2, 제3 실시형태에 따라 동기제어의 계속이 가능해진다.

이와 같이, 원리가 다른 복수의 동기제어 계속수단을 조합함으로써, 보다 유연하게 대응할 수 있는 시스템을 실현할 수 있다.

(제7실시형태)

도 7은 본 발명의 제7실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 7에서 도 1과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 1과의 차이는 설정치 입력수단(19a, 19b), 조건판정수단(20a, 20b)을 부가한 것이다.

본 실시형태에서는, 샘플링 동기 계속수단에 의한 제어상태가 장시간 계속되고, 각 장치의 펄스 발진기의 개체차에 따라 서서히 샘플링 타이밍에 어긋남이 생겨서, 보호 릴레이가 오동작에 이르게 된 경우를 고려하며, 설정치 입력수단(19a, 19b)에는 그 계속시간이나, 차전류나 위상차, 대향 단 장치로부터의 데이터 수신 타이밍의 변동 등의 요소에 걸리는 한계치 등이 미리 입력되어 있다.

그리고, 조건판정수단(20a, 20b)은, 상술한 요소가 한계치를 넘는 경우에는각 장치간의 샘플링 타이밍의 동시성이 실효되었다고 판단하여, 출력수단으로부터의 오출력을 방지한다.

본 실시형태에 의하면, 샘플링 펄스를 계속하여 출력하는 상태가 장시간 계속된 경우나, 계통에 사고가 발생하여 차전류나 위상차가 발생한 상태로 된 경우, 또 전송지연시간의 변동 등에 의해 수신 타이밍이 급변한 경우는, 각 장치간에 동기 어긋남이 생기는 것을 방지할 수 있다.

(제8실시형태)

상술한 각 실시형태의 보호계전장치에 다음과 같은 기능을 갖도록 하여도 좋다.

복수의 보호계전장치에서 취득한 전기량 데이터는 모두 동일 타이밍으로 샘플링된 것이다.

따라서, 이들 전기량 데이터를 수집하여 비교검토를 행하는 것이나 새로운 연산을 행하는 것은 유효하다.

또, 보호계전장치에서 실시된 연산결과를 수집하여 각 장치의 상태를 확인하는 것도 유효하다.

그리고, 도 8에 나타낸 바와 같이 보호계전장치로 전술한 데이터를 출력하는 데이터 출력수단(21a, 21b)을 설치함으로써, 별도의 장치에서의 데이터 2차 이용을 가능하게 할 수 있다.

또, 독립된 데이터 출력수단(21a, 21b)으로서 부가하지 않고, 전송수단(11a, 11b)을 통하여 데이터를 출력할 수 있게 하여도 좋다.

(제9실시형태)

한편, 전술한 각 실시형태는, 보호 대상으로서 2단자의 송전선을 보호하는 경우에 대하여 설명하였지만, 3단자 이상의 다단자 송전선을 보호하는 경우나, 변전소의 모선이나 변압기를 보호하는 경우, 또는 그들을 복합적으로 보호하는 경우에도 전술한 바와 마찬가지로 적용 실시할 수 있다.

(제10실시형태)

또, 도 9에 나타낸 바와 같이 GPS 수신기(5c)를 보호계전장치와는 별도로 설치한 장치로 하는 형태나 1대의 GPS 수신기(5d)로부터 복수의 보호계전장치로 일정주기펄스(S0)를 분배하는 형태로 하여도 상술한 바와 마찬가지로 적용 실시할 수 있는 것이다.

(제11실시형태)

도 10은 본 발명의 제11실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 10에서 도 1과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 1과의 차이는 연산수단(12a1, 12b2) 및 일정주기펄스 검출수단(22a, 22b)을 부가한 것이다.

본 실시형태에서는, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)의 출력 상태를 감시하고, 출력이 이상 또는 정지된 경우에, 연산수단(12a, 12b)보다 낮은 동작감도를 갖는 저감도 동작특성의 연산수단(12a1, 12b1)으로 전환한다.

도 11은 연산수단(12a, 12b 및 12a1, 12b1)의 동작특성을 나타내는 것이다. 샘플링 동기 오차(誤差)에 의한 전류차동연산의 오차는 전류가 큰 만큼 커지기 때문에, 비율특성을 저감도화한다. 도 11에서는 횡축을 유입전류(Ii), 종축을 유출전류(Io), Itap을 최소 감도 정정하고, 소전류영역 특성(DF1), 대전류영역 특성(DF2)은 예컨대 다음의 식으로 주어지고, 연산수단(12a, 12b)에서 행하는 것으로 한다.

DF1: Io ≤K1(Ii-Itap)

DF2: Io ≤Iksc

또, Iksc는 최대유출전류에서 CT 포화에 의한 오동작을 방지하기 위하여, 그 이상의 영역은 부(不)동작으로 하고 있다. 또한, 일반적으로 Itap은 최소사고전류로부터 결정된다. 또, K1은 비율특성계수이다. 일정주기펄스(S0)가 이상(異常) 또는 정지된 경우, 소전류영역 특성(DF1)을 연산수단(12a1, 12b1)에서 행하는 것으로 한다. 또, 최소감도정정(Itab)을 예컨대 Itap ×1.2 등으로 치환한다. 전술한 비율특성계수를 작게함으로써 최소감도를 낮추어도 좋다.

본 실시형태에 의하면, GPS 위성(4)으로부터의 전파가 두절되고, GPS 수신기(5a, 5b)로부터의 일정주기펄스(S0)가 출력되지 않는 상태에서의 장기간 운용에 의해, 동기오차의 축적에 의한 차전류의 연산오차의 증대에 의한 전류차동 릴레이의 오동작을 방지할 수 있다.

(제12실시형태)

도 12는 본 발명의 제12실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 12에서 도 8과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 8과의 차이는 해제입력수단(32a, 32b), 수신 타이밍 측정수단(17a, 17b) 및 타이밍차 연산수단(23a, 23b)을 부가한 것이다.

또, 차전류 연산수단(15a, 15b)은 위상차 연산수단(16a, 16b)으로 하여도 좋다.

제7실시형태에서는, 조건판정수단(20a, 20b)에서 각 장치간의 샘플링 타이밍의 동시성이 실효되었다고 판단된 경우에, 출력수단으로부터의 오출력을 방지한다.

이 때, GPS 신호가 회복되어 정(定)주기 펄스가 얻어지지 않는 한은 출력수단의 로크를 해제하지 않는 것이 오동작 방지의 관점에서는 안전한 제어이다.

본 실시형태에서는, GPS 신호가 회복되지 않는 경우를 전제로 하며, 상행 하행의 전송로가 건전하고 또 상행 하행의 전송지연시간차가 일정한 경우에는, 그 전송지연시간차를 고정적으로 보정함으로써 상행 하행의 전송지연시간이 등가인 경우와 마찬가지로 취급할 수 있다.

즉, 종래의 기술의 설명에 기재된 동기방식을 이용하여, 타이밍차 연산수단(23a, 23b)에서 양단자의 수신 타이밍의 차를 취함으로써 샘플링 동기를 취할 수 있다. 전류차동 릴레이를 운용할 수 있게 된다.

도 12의 형태에서는, 종래의 상기 동기방식을 이용하여 샘플링 동기를 행하는 전송로 상태의 경우, 해제입력수단(32a)으로 해제입력을 부여함으로써, 자장치의 조간판정수단(20a)으로는 출력수단(13a)의 로크를 해제시킬 수 있다.

또, 대향 장치의 조건판정수단(20b)으로는 전송수단(11a, 11b)을 통하여 출력수단(13b)의 로크를 해제시킬 수 있다.

본 실시형태에 의하면, GPS 신호가 장기간 실효된 경우에도 전송로의 상행 하행의 전송지연시간차가 일정하다면 전류차동 릴레이에 의한 보호를 행할 수 있어, 장치의 운용율을 향상시킬 수 있다.

(제13실시형태)

도 13은 본 발명의 제13실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 13에서 도 8과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 8과의 차이는 수신 타이밍 측정수단(17a, 17b), 타이밍차 연산수단(23a, 23b)을 부가한 것이다.

차전류 연산수단(15a, 15b)은 위상차 연산수단(16a, 16b)으로 하여도 좋다.

제12실시형태에서는, 일단 출력수단(13a, 13b)을 로크하면 해제하기 위해서는 외부로부터 해제입력수단(32a, 32b)으로 입력을 부여할 필요가 있다.

전송로의 전송지연시간의 변화가 제한 또는 보정되어 있는 경우는, 차전류 또는 위상차가 소정의 범위내인 것과, 타이밍차 측정수단(23a, 23b)으로부터 장치간 타이밍차가 소정의 범위내라는 결과가 얻어지면, 장치간의 샘플링 동기는 취해져 있다고 단정하는 것이 가능하다.

그 경우에는, 차전류 연산수단(15a, 15b) 및 타이밍차 측정수단(23a, 23b)의 결과를 받아서, 장치간의 샘플링 동기 상태를 판단하고, 자동적으로 출력수단(13a, 13b)의 로크를 해제한다.

본 실시형태에 의하면, 일단 출력수단(13a, 13b)을 로크한 상태로 장치가 천이하여도 전송로의 회복에 의해 자동적으로 운용을 재개할 수 있어서, 운전원의 노력의 절감 및 운용율의 향상이 도모된다.

(제14실시형태)

도 14는 본 발명의 제14실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 14에서 도 13과 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 13과의 차이는 타이밍차 급변 검출수단(24a, 24b)을 부가한 것이다.

GPS 신호가 실효된 상태에서, 장치간의 타이밍차 측정수단(23a, 23b)에 의해 종래의 상기 동기방식에 의한 샘플링 동기로 운용하고 있다고 상정한다.

이 때, 전송로의 전환 등에 의해 전송지연시간이 변화하여, 상행 하행의 전송지연시간이 등가로 된 경우, 장치간 타이밍차 측정수단(23a, 23b)에서 외관상 샘플링 동기오차(상행 하행 지연시간의 차의 반분)가 생기는 것같은 측정결과가 얻어진다.

그 측정결과대로, 샘플링 펄스의 보정을 행하게되면, 그 보정된 만큼이 그대로 장치간의 샘플링 동기오차로 되어 버린다.

이 상태가 장시간 계속하는 경우는, 출력수단(13a, 13b)을 로크할 필요가 있다.

단지, 상행 하행의 전송로가 독립적으로 전환되는 통신망 등에서는, 상행과 하행의 전송로 각각을 전환하는 시각의 시간차만큼 상행 하행의 전송지연시간이 등가가 된다는 형태도 있다.

예컨대, 상행 하행의 전송지연시간이 각각 1ms로 운용되고 있는 경우를 고려한다.

상행의 전송로가 전송지연시간 4ms의 루트로 대체되고, 그 2초후에 하행의 전송로도 전송지연시간 4ms의 루트로 대체되는 통신로의 경우이다.

그 경우는, 전송로 전환 중, 상행 4ms, 하행 1ms의 전송지연시간으로 된다.

즉, 장치간 타이밍차 측정수단(23a, 23b)의 처리에서는, 지연시간의 차 3ms의 반분인 1.5ms((4-1)/2)의 샘플링 동기오차가 발생하고 있는 것처럼 보인다.

이 1.5ms를 그대로 보정수단(8a, 8b)에서 샘플링 펄스를 보정하면 실제의 장치간 샘플링 동기오차 1.5ms가 생겨버린다.

이 때문에, 도 15에서는 타이밍차 급변 검출수단(24a, 24b)을 설치하고, 전송로의 변화에 의해 장치간 타이밍차가 급변하면, 일정시간만큼 샘플링 펄스의 보정을 중단한다.

이 「전송로의 변화」의 보충 설명으로서, 「오차(측정오차를 의미한다. △T를 측정하기 위한 각 단자의 17의 검출오차)」와 「샘플링의 슬립(slip)」에 마진을 가한 문턱값을 설정하여 두고, 타이밍차의 변화량이 그 값보다도 커지는 경우, 「전송로의 변화」라고 판단하고 있는 것이다.

이 급변상태가 계속하고 있는 기간은, 양 장치의 샘플링 펄스를 정규의 주파수로 고정하지만, 상기 주파수에 대하여 양 장치의 샘플링 펄스가 충분히 작은 오차인 경우는 특히 문제는 없다.

한편, 전술한 예에서 상행 루트가 상용으로부터 예비로 대체된 후, 하행 루트가 예비 루트로 대체되지 않고 상용 루트 그대로 되어 버린다.

이 경우, 상행 하행의 전송지연시간이 언밸런스로 된 그대로 되기 때문에, 장치간 타이밍차가 급변하므로 일정시간을 경과하여도 장치간 타이밍차의 측정치가 원래의 0부근으로 복귀하지 않는 경우는 출력수단(13a, 13b)을 로크한다.

본 실시형태에 의하면, GPS 신호를 실효하여 종래의 상기 동기방식에 의한 샘플링 동기로 운용을 행하고 있는 때에, 일시적으로 상행 하행의 전송지연시간이 등가가 되게 하여도 전류차동 릴레이를 로크하지 않고 운용을 계속할 수 있어서, 운용율의 향상이 도모된다.

(제15실시형태)

도 15는 본 발명의 제15실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 15에서 도 5와 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 5와의 차이는 정상(正相)전압 연산수단(25a, 25b)을 부가한 것이다.

정상전압 연산수단(25a, 25b)은 아날로그/디지털 변환수단(10a, 10b)으로부터 얻어지는 전압 데이터로부터 정상전압을 구한다.

구해진 정상전압은 전송수단(11a, 11b)을 통하여 양 장치간에 송수신된다.

그리고, 위상차 연산수단(16a, 16b)은 수신된 정상전압에 기초하여 위상차를 연산한다.

본 실시형태에 의하면, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 얻어지지 않는 경우에, 전력계통의 조류가 작아져서 전류 데이터로 위상차를 구하기가 곤란할 때에도, 전압 데이터에 의한 위상차를 얻을 수 있어서, 장치간에 동기가 취해진 샘플링 펄스를 계속하여 출력할 수 있다.

(제16실시형태)

도 16은 본 발명의 제16실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 16에서 도 5와 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태와 도 5와의 차이는 충전전류 설정수단(26a, 26b), 충전전류 산출수단(27a, 27b), 충전전류 제거수단(28a, 28b)을 부가한 것이다.

충전전류 설정수단(26a, 26b)은 정격전압(Vn) 시에 흐르는 충전전류량(Icn)을 외부로부터 부여하여 유지하는 것이다.

전력계통에 실제로 흐르는 충전전류(Ic)는 아날로그/디지털 변환수단(10a, 10b)으로부터 얻어지는 전압 데이터(V)를 사용하여, 하기의 식으로 구할 수 있다.

Ic = (V/Vn) ×Icn

충전전류 제거수단(28a, 28b)은, 입력되는 충전전류(Ic)에 기초하여 아날로그/디지털 변환수단(10a, 10b)으로부터 얻어지는 전류 데이터(I)로부터 충전전류성분을 제거한다.

다음에, 위상차 연산수단(16a, 16b)은 충전전류에 의한 오차를 배제한 위상차를 구할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 얻어지지 않는 경우, 충전전류가 큰 경우에도 충전전류에 영향받지 않고 전류 위상차를 구할 수 있어서, 장치간에 동기가 취해진 샘플링 펄스를 계속하여 출력할 수 있다.

(제17실시형태)

도 17은 본 발명의 제17실시형태를 나타내는 구성도이다.

도 17에서 도 15와 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 본 실시형태와 도 15의 차이는 전류레벨 판정수단(29a, 29b), 위상차 연산입력전환수단(30a, 30b)을 부가한 것이다.

위상차의 산출에 전압 데이터를 사용하는 경우는 흐르는 전류에 의한 위상 지연이 문제가 된다.

한편, 전류 데이터를 사용하는 경우는 조류(潮流)가 작아질 때에 충분한 유효숫자가 얻어지지 않는 것이 문제이다.

도 17에서는, 전류레벨 판정수단(29a, 29b)을 설치하고 있다.

즉, 전류의 진폭이 작을 때에는 전압 데이터를 사용하여 위상차 연산을 행하도록 위상차 연산입력전환수단(30a, 30b)을 제어한다.

또, 전류의 진폭이 클 때에는 전류 데이터를 사용하도록 위상차 연산입력전환수단(30a, 30b)을 제어한다.

또, 여기에서의 진폭 대소의 기준은, A/D 변환되는 아날로그 데이터의 절대치의 크기에 의해 정해지는 것이다.

본 실시형태에 의하면, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때, 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정주기펄스가 얻어지지 않는 경우, 조류의 대소에 관계없이 위상을 구할 수 있고, 장치간에 동기가 취해진 샘플링 펄스를 계속하여 출력할 수 있다.

또, 상술한 실시형태에서는, 타이밍차 측정수단에서, GPS 수신기로부터의 일정주기펄스와 샘플링 펄스 발생수단으로부터의 샘플링 펄스와의 타이밍차에 기초하여 상기 샘플링 펄스의 주파수를 보정하여 설명하고 있다.

그러나, 상세한 설명은 생략하지만, 샘플링 펄스 발생수단 대신에 클록 발진기의 클록신호(S1a, S1b)를 사용하여 타이밍차를 구하여 샘플링 펄스(S2a, S2b)의 주파수를 보정하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, GPS 위성이 발신하는 신호에 샘플링 펄스를 동기시키도록 구성하였으므로, 데이터 전송시의 전송 지연시간이나 상행과 하행의 시간차에 관계없이, 각각 독립된 복수의 보호계전장치 사이에서 샘플링 타이밍을 동일하게 하는 효과가 있다.

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전력계통의 보호ㆍ제어를 위하여 변전소 등에 복수대 설치되고, 전력계통의 전기량을 동일 타이밍으로 샘플링한 데이터를 사용하는 디지털 보호계전장치에 있어서,

GPS 위성으로부터의 전파를 수신하여 일정주기의 펄스를 출력하는 GPS 수신기와, 상기 전기량의 샘플링 타이밍의 기초가 되는 클록신호를 발생시키는 클록 발진기와, 상기 클록 발진기가 출력하는 클록신호를 기초로 소정 주파수의 샘플링 펄스를 발생시키는 샘플링 펄스 발생수단과,

상기 GPS 수신기로부터의 일정주기 펄스와 상기 샘플링 펄스 발생수단이 출력하는 샘플링 펄스와의 타이밍차를 측정하는 타이밍차 측정수단과,

상기 타이밍차 측정수단에서 측정된 타이밍차에 기초하여 상기 샘플링 펄스 발생수단이 출력하는 샘플링 펄스의 주파수를 보정하는 보정수단과,

GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스를 출력할 수 없을 때에 샘플링 동기를 유지 계속하는 수단과,

상기 샘플링 펄스 발생수단으로부터 얻어지는 샘플링 펄스에 따라서 전력계통의 전기량을 샘플링하여 전기량 데이터를 얻는 아날로그/디지털 변환수단과,

상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어지는 전기량 데이터를 다른 보호계전장치와의 사이에서 송수신하는 전송수단과,

상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어지는 전기량 데이터와 상기 전송수단으로부터 얻어지는 다른 보호계전장치로부터의 전기량 데이터를 사용하여 소정의 연산을 행하는 연산수단과,

상기 연산수단의 연산결과에 기초하여 소정의 출력을 행하는 출력수단을 구비한 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 11 항에 있어서,

상기 연산수단에서 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어지는 자(自)장치의 전류 데이터와, 상기 전송수단으로부터 얻어지는 타(他)장치의 전류 데이터와의 벡터합, 즉 차전류를 계산하는 수단을 구비하고,

상기 샘플링 동기를 유지 계속하는 수단은 GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스를 출력할 수 없을 때에, 이미 계산된 차전류가 대략 0이 되도록 또는 사전에 계산된 값과 근사한 값이 되도록 상기 클록 발진기가 발생하는 클록신호의 주파수 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 11 항에 있어서,

상기 연산수단에서 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 얻어지는 자장치의 전류 데이터와 상기 전송수단으로부터 얻어지는 타장치의 전류 데이터와의 위상차를 계산하는 수단을 구비하고,

상기 샘플링 동기를 유지 계속하는 수단은 GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스를 출력할 수 없을 때에, 이미 계산된 위상차가 대략 0이 되도록 또는 사전에 계산된 값과 근사한 값이 되도록 상기 클록 발진기가 발생하는 클록신호의 주파수 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 11 항에 있어서,

대향하는 보호계전장치간의 전송신호의 수신 타이밍을 측정하는 수단과, 상기 측정된 수신 타이밍을 대향 단으로 전송하는 수단과 자(自)단 및 대향 단에서 측정된 전송신호의 수신 타이밍을 기초로 대향하는 장치간의 전송지연시간을 연산하는 수단을 구비하고,

상기 샘플링 동기를 유지 계속하는 수단은 GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스를 출력할 수 없을 때에, 상기 연산된 전송지연시간을 기초로 각 장치간의 샘플링 타이밍의 어긋남을 보정하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 11 항에 있어서,

대향하는 보호계전장치간의 전송신호의 수신 타이밍을 측정하는 수단과, 자단에서 측정된 전송신호의 수신 타이밍에 의해 대향하는 장치로부터의 전송지연시간을 연산하는 수단을 구비하고,

상기 샘플링 동기를 유지 계속하는 수단은 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스가 정상으로 출력되고 있는 기간에 전송지연시간을 연산ㆍ기록하고, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스를 출력할 수 없을 때에, 이미 기록된 전송지연시간과 현재의 데이터 수신 타이밍에 의해 상기 샘플링 동기수단으로부터 출력되는 샘플링 펄스를 보정하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 11 항에 있어서,

GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스를 출력할 수 없을 때에, ① 각 단(端)에 설치된 차전류 연산 수단에서의 양단(兩端) 전류의 벡터합이 0이 되도록 보정 수단을 통해서 클록 신호의 보정을 행하는 샘플링 동기 계속 수단, ② 각 단에 설치된 위상 연산 수단에서의 양단 전류의 위상차가 0이 되도록 보정 수단을 통해서 클록 신호의 보정을 행하는 샘플링 동기 계속 수단, ③ 각 단에 설치된 전송 신호 수신 타이밍 측정 수단으로 수신 타이밍을 측정하여 전송 지연 시간을 구하고, 각 단의 샘플링 타이밍의 어긋남을 보정하는 샘플링 동기 계속 수단, 및 ④ GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스가 정상으로 출력되고 있는 기간에, 전송 지연 시간을 연산ㆍ기록해 두고, 상기 기록한 전송 지연 시간과 현재의 데이터 수신 타이밍으로부터 샘플링 펄스를 보정하는 샘플링 동기 계속 수단을 조합하여 동기의 보정을 유지하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

외부로부터의 설정치 입력수단과, 설정치와 내부 데이터와의 조건판정수단을 구비하고, GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스를 출력할 수 없을 때에, 일정 시간의 경과나 일정 값 이상의 차전류나 위상차의 발생, 대향 단으로부터의 신호도착시각의 급변 시에 미리 설정되어 있던 조건이 성립된 경우는, 각 장치간의 샘플링 타이밍의 동시성이 실효되었다고 판단하는 동시에 상기 출력수단으로부터의 오출력을 방지하는 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 11 항에 있어서,

자단 또는 대향 단의 어느 한 단자 이상에서, 상기 샘플링 동기를 유지 계속하는 수단은 GPS 위성으로부터의 전파가 두절된 때 또는 상기 GPS 수신기로부터의 일정 주기 펄스가 수신되지 않을 때에, 전류차동 릴레이의 동작 감도를 자동적으로 저하시키는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 17 항에 있어서,

수신된 전송 프레임의 수신 타이밍을 측정하는 수신 타이밍 측정수단과, 측정된 수신 타이밍을 타장치로 송신하는 전송수단과, 자장치의 수신 타이밍 측정수단으로부터 얻어지는 수신 타이밍과 전송수단으로부터 얻어지는 대향 장치의 수신 타이밍으로부터 상행과 하행의 전송지연시간차가 0 또는 일정인 것을 전제로 하여 샘플링 타이밍차를 산출하는 타이밍차 측정수단에 의해 샘플링 동기를 실시하는 동시에, 자단이나 대향 단 중 어느 하나의 디지털 보호계전장치로부터 기동을 부여함으로써 상기 출력수단으로부터의 출력방지를 해제하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 19 항에 있어서,

타이밍차 측정수단으로부터 얻어지는 타이밍차가 소정의 범위내인 것과, 양단자의 차전류나 위상차가 소정의 범위내인 것을 조건으로, 자동적으로 상기 출력수단으로부터의 출력방지를 해제하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 19 항에 있어서,

전송 데이터의 상행과 하행의 전송지연시간이 일시적으로 다른 전송경로로 되었을 때에, 샘플링 타이밍의 어긋남을 보정하는 제어를 중단하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 20 항에 있어서,

전송 데이터의 상행과 하행의 전송지연시간이 일시적으로 다른 전송경로로 되었을 때에, 샘플링 타이밍의 어긋남을 보정하는 제어를 중단하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 13 항에 있어서,

상기 연산 수단에서 상기 아날로그/디지털 변환 수단으로부터 얻어지는 자장치의 전압 데이터와, 상기 전송 수단으로부터 얻어지는 타장치의 전압 데이터로부터 위상차를 계산하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.
제 13 항에 있어서,

상기 아날로그/디지털 변환 수단으로부터 얻어지는 자장치의 전압 데이터로부터 충전 전류를 계산하는 수단과, 마찬가지로 상기 아날로그/디지털 변환 수단으로부터 얻어지는 자장치의 전류 데이터로부터 충전 전류를 제거하는 수단과, 충전 전류를 제거한 전류 데이터를 다른 보호계전장치와의 사이에서 송수신하는 전송 수단과, 상기 전송 수단으로부터 얻어지는 타장치의 충전 전류를 제거한 전류 데이터와의 위상차를 계산하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전장치.