(57)【要約】【課題】ＧＰＳ時刻同期信号を用いたサンプリングタイミングの同期を簡素な処理で実現する。【解決手段】クロック発生器８は、送電線Ｌからの電流量をＡＤ変換部２でサンプリングするためのサンプリングパルスＳ2の基準となるクロックＳ1を生成する。ＧＰＳ受信部１２は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して時刻同期信号を取り出し、同期部１３に供給する。同期部１３は、クロック発生器８で発生されたクロックＳ1とＧＰＳ受信部１２から供給された時刻同期信号とに基づき、クロックＳ1を補正するための補正信号を生成する。周波数補正部９は、同期部１３で生成された補正信号を用いて、クロック発生器８で生成されるクロックＳ1を補正する。【選択図】図２
2010279235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護対象の送電線の自端側での電流量を所定のタイミングでサンプリングして得られた電流量データと、相手端側装置から送信された電流量データとに基づきトリップ電流を出力する出力部と、
前記所定のタイミングの基準となるクロックを生成するクロック生成部と、
ＧＰＳ信号を受信して、受信された該ＧＰＳ信号から時刻同期信号を取り出す受信部と、
前記クロック生成部で生成された前記クロックと、前記受信部で前記ＧＰＳ信号から取り出された前記時刻同期信号とに基づき、該クロックを該時刻同期信号に同期させるための補正信号を生成する補正信号生成部と、
前記クロック生成部で生成される前記クロックを、前記補正信号生成部で生成された前記補正信号を用いて補正する補正部と
を有する
ことを特徴とする電流差動リレー。
【請求項２】
前記補正信号生成部で生成される前記補正信号を保持する保持部をさらに有し、
前記補正部は、
前記受信部が前記ＧＰＳ信号を正常に受信できない場合に、前記クロック生成部で生成される前記クロックを、前記保持部に保持される前記補正信号を用いて補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の電流差動リレー。
【請求項３】
前記補正信号生成部は、
前記クロックと前記時刻同期信号とに基づき前記補正信号をディジタル信号として出力する補正信号出力部と、
前記補正信号出力部から出力された前記補正信号をアナログ信号に変換する変換部と
を備え、
前記補正部は、
前記クロック生成部で生成される前記クロックを、前記変換部で前記アナログ信号に変換された前記補正信号を用いて補正する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電流差動リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端間に存在する信号伝送路を使用して、電力系統の保護区間における送電線保護を実施する電流差動リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の送電線保護では、保護区間の各端（変電所などの電気所）にＰＣＭ(Pulse Code Modulation)電流差動リレーが配置される。各ＰＣＭ電流差動リレーは、自端における送電線電流を一定周期でサンプリングし、得られた自端のデータを相手端との間でＰＣＭ信号伝送路を使用して互いに伝送する。そして、相手端のデータを取得して自端および相手端の各データを用いた比率差動演算を実行して差電流を求め、保護区間内での送電線故障有無を判定する。判定の結果、各ＰＣＭ電流差動リレーは、保護区間内での送電線故障を検出した場合に、自端側の遮断器をトリップして当該保護区間の送電線を電力系統から切り離すことで、保護区間内の送電線を保護するようにしている。
【０００３】
この場合、送電線電流をサンプリングするタイミングは、自端側の装置と相手端側の装置とで同一である必要がある。そのため、従来から、このサンプリングタイミングを自端側の装置と相手端側の装置とで同期させる方法が様々に提案されている。
【０００４】
特許文献１には、自端側装置および相手端側装置それぞれにおける信号の送信および受信タイミングに基づきサンプリングタイミングの同期を取るようにした技術が記載されている。すなわち、特許文献１によれば、自端側装置からサンプリングタイミングに同期した一定周期毎に信号を相手端側装置に対して送信する。相手端側装置は、当該信号の受信時点と、当該受信時点直前のサンプリングタイミングとの時間差を求めて自端側装置に送信する。自端側装置では、この時間差情報と、自端側装置における当該時間差情報の受信タイミングとに基づきサンプリングタイミングの同期を取る。
【０００５】
この特許文献１の技術によれば、自端側装置から相手端側装置への信号の伝送遅延時間と、相手端側装置から自端側装置への伝送遅延時間とが同じであるという前提で同期を確立させる。
【０００６】
しかしながら、一般的なＰＣＭ伝送装置ではＰＣＭ信号を多重化して伝送しており、多重化のタイミングで伝送遅延時間が決まる。また、多重化タイミングは、ＰＣＭ伝送装置の伝送開始により決まるため、ＰＣＭ伝送装置の電源瞬断や回線切り替えなどが発生すると、伝送遅延時間も変化する。
【０００７】
そのため、特許文献１のような方法でサンプリングタイミングの同期を取るためには、伝送遅延時間が一定で、自端側装置と相手端側装置との間での相互の伝送遅延時間が等しくなるように特別に構成されたＰＣＭ伝送装置を用意する必要がある。このようなＰＣＭ伝送装置は、高価であり、このＰＣＭ伝送装置を電流差動リレー用に適用することで、システムのコストが嵩んでしまう。
【０００８】
これを解決するために、従来から、ＧＰＳ(Global Positioning System)の時刻同期信号を利用して、電流差動リレーにおけるサンプリングタイミングの同期を取る技術が提案されている。
【０００９】
例えば、特許文献２には、ＧＰＳ受信機により受信された一定周期のパルス（以下、ＧＰＳ時刻同期信号）と、サンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスとの差を測定し、そのタイミング差に基づいてサンプリングパルス発生手段が出力するサンプリングパルスを補正することでサンプリングの同期を取るようにした技術が記載されている。特許文献２によれば、ＧＰＳ衛星から送信された信号に対してサンプリングパルスを同期させるため、データ伝送の際の伝送遅延などの影響を受けることなく、各電流差動リレー間でのサンプリングタイミングを同期させることができる。
【００１０】
この特許文献２では、さらに、ＧＰＳ時刻同期信号が途絶えた場合などの対策として、差電流を略零またはＧＰＳ時刻同期信号が途絶える前の差電流に近付ける、予め計測しておいた伝送遅延時間と現在のデータ受信タイミングとからサンプリング同期処理を行う、などの方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特公平５−４２２０９号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−１８６１６６号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、ＧＰＳ時刻同期信号を用いてサンプリングタイミングの同期を取る場合、例えば、受信不良などの影響で正しくＧＰＳ信号を受信できなくなるなどしてＧＰＳ時刻同期信号が異常になった場合に、サンプリングタイミングの同期を確保する方法を用意する必要がある。
【００１３】
特許文献２によれば、このような場合にサンプリングタイミングの同期を確保するために、上述のように両端電流の差電流を略零にする、両端電流の位相差を略零にする、ＧＰＳ時刻同期信号が正常であった期間に測定した伝送遅延時間を元に補正するなどの、ＧＰＳ時刻同期信号が正常に受信されている場合と大幅に異なる処理を行う必要があった。このように、特許文献２では、ＧＰＳ時刻同期信号が正常の場合と異常の場合で同期処理が大幅に異なるため、処理が複雑になってしまうという問題点があった。
【００１４】
しかも、差電流や電流位相差などの電流情報は、送電線内部故障発生時には大きく変化するので、サンプリング周波数が当該変化によって影響を受けないように、故障発生前の状態の電流情報に固定しておく必要がある。そのため、別の故障検出手段などで系統に故障が発生していない条件を確認する必要があるなど、処理が煩雑になり信頼性に欠けるという問題点があった。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＧＰＳ時刻同期信号を用いたサンプリングタイミングの同期を簡素な処理で実現可能な電流差動リレーを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、保護対象の送電線の自端側での電流量を所定のタイミングでサンプリングして得られた電流量データと、相手端側装置から送信された電流量データとに基づきトリップ電流を出力する出力部と、所定のタイミングの基準となるクロックを生成するクロック生成部と、ＧＰＳ信号を受信して、受信されたＧＰＳ信号から時刻同期信号を取り出す受信部と、クロック生成部で生成されたクロックと、受信部でＧＰＳ信号から取り出された時刻同期信号とに基づき、クロックを時刻同期信号に同期させるための補正信号を生成する補正信号生成部と、クロック生成部で生成されるクロックを、補正信号生成部で生成された補正信号を用いて補正する補正部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、保護対象の送電線の自端側での電流量をサンプリングする所定のタイミングの基準となるクロックを、当該クロックとＧＰＳ信号から取り出された時刻同期信号とに基づき補正するようにしているため、ＧＰＳ時刻同期信号を用いたサンプリングタイミングの同期を簡素な処理で実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明に係る電流差動リレーを適用可能なシステムの一例の構成を示す略線図である。
【図２】図２は、本発明に係る実施の形態１によるＰＣＭ電流差動リレーの一例の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、クロックＳ0に基づきクロックＳ1を補正する一例の方法を説明するためのブロック図である。
【図４】図４は、本発明に係る実施の形態２によるＰＣＭ電流差動リレーの一例の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、ＧＰＳ信号の受信が正常から異常になり、さらに正常に戻った場合の例を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、本発明に係る実施の形態３による同期部の一例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る電流差動リレーの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
先ず、理解を容易とするために、本発明の実施の形態の説明に先立って、電流差動リレーを用いたシステムについて、概略的に説明する。図１は、本発明の各実施の形態に係る電流差動リレーを適用可能なシステムの一例の構成を示す。図１において、送電線Ｌの保護区間の両端には、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａおよび１００ｂがそれぞれ設置され、送電線Ｌに接続されている。
【００２１】
送電線Ｌの一端側に設置されるＰＣＭ電流差動リレー１００ａから出力されるトリップ信号５ａは、図示されない接点を介して、送電線Ｌに設置されている遮断機１１１ａに接続される。さらに、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａは、送電線Ｌに設けられた電流トランス１１０ａを介して送電線Ｌに接続される。送電線Ｌの他端側に設置されるＰＣＭ電流差動リレー１００ｂも、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａと同様の接続とされる。すなわち、ＰＣＭ電流差動リレー１００ｂは、トリップ信号５ｂが図示されない接点を介して送電線Ｌに設置される遮断機１１１ｂに接続されると共に、電流トランス１１０ｂを介して送電線Ｌに接続される。
【００２２】
ＰＣＭ電流差動リレー１００ａおよび１００ｂは、ＧＰＳ(Global Positioning System)衛星からの電波を受信するためのアンテナ１０１ａおよび１０１ｂと、図示されないＧＰＳ受信部とをそれぞれ有する。例えばＰＣＭ電流差動リレー１００ａは、電流トランス１１０ａの出力信号１ａをサンプリングするサンプリングタイミングを、アンテナ１０１ａで受信されたＧＰＳ衛星からの電波に含まれるＧＰＳ時刻同期信号に基づき補正する。そして、補正されたサンプリングタイミングに従い電流トランス１１０ａの出力信号１ａをサンプリングして得られた電流データを、伝送経路７を介して送電線Ｌの他端側のＰＣＭ電流差動リレー１００ｂに送信する。
【００２３】
ＰＣＭ電流差動リレー１００ｂでも、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａと同様の処理を行い、電流データを伝送経路７を介してＰＣＭ電流差動リレー１００ａに送信する。
【００２４】
例えばＰＣＭ電流差動リレー１００ａは、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａで得られた電流データと、ＰＣＭ電流差動リレー１００ｂから送信された電流データとを比較し、差分が所定値を超えている場合に事故と判定して、トリップ信号５ａを遮断機１１０ａに送信する。遮断機１１０ａは、このトリップ信号５ａを受けて、送電線Ｌに流れる電流を遮断する。ＰＣＭ電流差動リレー１００ｂでも、同様の処理がなされる。
【００２５】
＜実施の形態１＞
次に、本発明に係るＰＣＭ電流差動リレーの実施の形態２について、図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本実施の形態１によるＰＣＭ電流差動リレー１００ａの一例の構成を示す。なお、ＰＣＭ電流差動リレー１００ｂは、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａと同様の構成で実現できるため、ここでの説明を省略する。
【００２６】
自端側の電流トランス１１０ａからのアナログ信号による出力信号１ａは、ＡＤ変換部２で、サンプリングパルス発生部１０から出力されるサンプリングパルスＳ2のタイミングでサンプリングされ、ディジタル信号による電気量データに変換される。この電気量データは、演算部３および伝送部６にそれぞれ供給される。
【００２７】
伝送部６は、供給された電気量データを、例えばＰＣＭ(Pulse Code Modulation)信号に変調して、伝送経路７を介して相手端側のＰＣＭ電流差動リレー１００ｂに送信する。また、伝送部６は、相手端側のＰＣＭ電流差動リレー１００ｂにおいて、電流トランス１１０ｂの出力信号１ｂに基づく電気量データが変調され伝送経路７を介して送信されてきたＰＣＭ信号を受信する。受信されたＰＣＭ信号は、電気量データに復調されて演算部３に供給される。
【００２８】
演算部３は、ＡＤ変換部２から供給された自端側の電流トランス１１０ａの出力信号１ａに基づく電気量データと、相手端側のＰＣＭ電流差動リレー１００ｂから送信された、相手端側の電流トランス１１０ｂの出力信号１ｂに基づく電気量データとを用いて所定の演算を行い、演算結果を出力部４に供給する。出力部４は、供給された演算結果に基づきトリップ信号５ａの出力を行う。
【００２９】
一方、図示されないＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号がアンテナ１０１ａで受信され、ＧＰＳ受信部１２に供給される。ＧＰＳ受信部１２は、供給されたＧＰＳ信号からＧＰＳの時刻同期信号を取り出す。ＧＰＳ時刻同期信号は、ＰＰＳ(Pulse Per Second)信号と呼ばれ、１μｓｅｃの精度を有する１秒毎のパルスである。ＧＰＳ受信部１２は、このＧＰＳ時刻同期信号に同期したパルスＳ0（以下、ＧＰＳパルスＳ0と呼ぶ）を出力する。このＧＰＳパルスＳ0は、同期部１３に供給される。
【００３０】
同期部１３は、後述するクロック発生器８から出力されるクロックＳ1とＧＰＳパルスＳ0とを比較して、比較結果に基づきクロックＳ1をＧＰＳパルスＳ0に同期させるための補正信号を発生する。この補正信号は、周波数補正部９に供給される。
【００３１】
一方、クロック発生器８は、サンプリングパルス発生部１０でサンプリングパルスＳ2を生成する際の基準となるクロックＳ1を生成する。このとき、周波数補正部９は、同期部１３から供給される補正信号に基づき、クロック発生器８で生成されるクロックＳ1を、ＧＰＳ時刻同期信号と同期するように補正する。補正信号に基づき補正されたクロックＳ1は、サンプリングパルス発生部１０に供給される。サンプリングパルス発生部１０は、クロック発生器８から供給されたクロックＳ1に基づきＧＰＳ時刻同期信号と同期したタイミングのサンプリングパルスＳ2を生成し、ＡＤ変換部２に供給する。
【００３２】
クロックＳ0に基づきクロックＳ1を補正する一例の方法を、図３を用いて説明する。図３は、クロック発生器８として電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Controlled Crystal Oscillator）１９を用い、同期部１３と共にＰＬＬ(Phase Locked Loop)を構成してクロックＳ1を生成する場合の例である。ＶＣＸＯ１９は、クロック発生器８で生成されるクロックの周波数を、周波数補正部９に入力される信号の電圧に応じて制御できるようになっている。
【００３３】
クロック発生器８により生成されたクロックＳ1は、分周器１５に入力されてＧＰＳパルスＳ0と同じ周波数になるように分周され、位相比較器１６の一方の入力端に入力される。位相比較器１６の他方の入力端には、ＧＰＳ受信部１２から供給されたＧＰＳパルスＳ0が入力される。
【００３４】
位相比較器１６は、一方の入力端に入力された分周器１５の出力信号の位相と、他方の入力端に入力されたＧＰＳパルスＳ0の位相とを比較し、位相の差信号を出力する。位相比較器１６から出力された差信号は、チャージポンプ１７に供給される。チャージポンプ１７は、供給された差信号に応じたパルスを出力し、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１８に供給する。
【００３５】
ＬＰＦ１８は、供給されたパルスからＤＣ成分を取り出してＶＣＸＯ１９の周波数補正部９に供給する。クロック発生器８で生成されるクロックＳ1のクロック周波数が、このＬＰＦ１８から供給されたＤＣ成分に基づき周波数補正部９により制御される。この結果、クロックＳ1は、ＧＰＳパルスＳ0を基準としたタイミングに収束し、クロックＳ1とＧＰＳパルスＳ0との同期が確立する。
【００３６】
サンプリングパルス発生部１０において、このクロックＳ1に同期してサンプリングパルスＳ2を生成することで、サンプリングパルスＳ2をＧＰＳ時刻同期信号に同期したものとすることができる。
【００３７】
このように、上述したＰＣＭ電流差動リレー１００ａにおいては、電流トランス１１０ａの出力信号１ａをサンプリングするサンプリングパルスＳ2の基準となるクロックＳ1を生成するクロック発生器８に、周波数補正部９を設けている。そして、周波数補正部９により、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ時刻同期信号にサンプリングパルスＳ2が同期するように、クロックＳ1の周波数を補正している。
【００３８】
これにより、簡素な処理でＧＰＳ時刻同期信号を使用したサンプリング同期を実現できる。また、処理が簡素であるため、信頼性も高い。さらに、同期部１３をＰＬＬを用いて構成した場合、同期処理をハードウェア的に構成できるので、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａにおける同期処理の演算負荷を軽減することができる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
次に、本発明に係るＰＣＭ電流差動リレーの実施の形態２について、図面に基づいて詳細に説明する。図４は、本実施の形態２によるＰＣＭ電流差動リレー１００ａの一例の構成を示す。なお、図４において、上述した図２と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、ＰＣＭ電流差動リレー１００ｂは、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａと同様の構成で実現できるため、ここでの説明を省略する。
【００４０】
上述した実施の形態１では、ＧＰＳ受信部１２によるＧＰＳ信号の受信が何らかの理由で異常になった場合に、サンプリングパルスＳ2を、ＧＰＳ時刻同期信号に対して同期させることができなくなってしまう。すなわち、ＧＰＳ信号の受信が異常になり、同期部１３において位相比較器１６の他方の入力端に入力されるべきＧＰＳパルスＳ0が喪失すると、クロックＳ1とＧＰＳパルスＳ0とを同期させることができなくなる。この場合、クロックＳ1に基づき生成されるサンプリングパルスＳ2のＧＰＳパルスＳ0に対する同期も外れていってしまうことになる。
【００４１】
本実施の形態２では、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａに対して、図４に例示されるように、補正信号を保持するための補正信号保持部２０を追加して設け、ＧＰＳ信号の受信が異常となった場合に対処する。
【００４２】
以下、本実施の形態２によるＰＣＭ電流差動リレー１００ａの動作について、上述した基本構成における動作と異なる部分を中心として説明する。補正信号保持部２０は、同期部１３がクロックＳ1を補正するための補正信号を、出力しつつ保持する。補正信号保持部２０は、新たな補正信号が出力される度に、保持している補正信号を当該新たな補正信号によって更新する。例えば、補正信号保持部２０は、図３に示すＬＰＦ１８の出力電圧を、キャパシタなどを用いて保持することが考えられる。これに限らず、位相比較器１６の出力を保持してもよい。
【００４３】
同期部１３は、ＧＰＳ信号の受信に異常が発生した場合に、補正信号保持部２０に保持されている補正信号を周波数補正部９に供給する。周波数補正部９は、この補正信号保持部２０から供給された補正信号を用いて、クロック発生器８で生成されるクロックＳ1を補正する。
【００４４】
一例として、同期部１３は、位相比較器１６から出力される差分値が閾値以上の場合、補正信号保持部２０に保持される補正信号を新たな補正信号で更新する動作を行わないように、補正信号保持部２０を制御する。そして、同期部１３は、ＧＰＳ信号の受信が異常の間、ＧＰＳ信号の受信に異常が発生する直前に補正信号保持部２０に保持された補正信号を出力する。
【００４５】
これにより、ＧＰＳ信号の受信に異常が発生した場合でも、周波数補正部９は、クロックＳ1の補正を当該異常の発生の直前に補正信号保持部２０に保持された補正信号を用いて行うことができる。そのため、ＧＰＳ信号の受信に異常が発生しても、クロックＳ1のＧＰＳパルスＳ0に対する同期が保たれ、サンプリングパルスＳ2のＧＰＳパルスＳ0に対する同期が外れていってしまうことが防がれる。
【００４６】
ＧＰＳ信号の受信が異常な状態から正常な状態に復帰すると、位相比較器１６に対するＧＰＳパルスＳ0の供給が再開される。クロック発生器８で生成されるクロックＳ1は、ＧＰＳ信号の受信が異常な期間でも、補正信号保持部２０に保持された補正信号を用いた補正により、ＧＰＳパルスＳ0との同期が保たれている。そのため、ＧＰＳ信号の受信が正常な状態に復帰した際に、クロックＳ1をＧＰＳパルスＳ0に対して再同期させる必要が無い。すなわち、再同期処理を行うことなく、迅速にＧＰＳ時刻同期信号とサンプリングパルスＳ2とを同期させることができる。
【００４７】
上述した位相比較器１６から出力される差分値に基づく制御の例では、ＧＰＳ信号の受信が正常な状態に復帰し、位相比較器１６に対するＧＰＳパルスＳ0の供給が再開されると、位相比較器１６から出力される差分値が閾値未満となる。これにより、補正信号保持部２０により保持される補正信号の更新が再開され、補正信号が保持されつつ出力される。
【００４８】
なお、上述では、補正信号保持部２０において保持された補正信号の出力を行うか否かを位相比較器１６から出力される差分値に基づき制御しているが、これはこの例に限定されない。例えば、同期部１３がＧＰＳ受信部１２からのＧＰＳパルスＳ0の供給を監視し、ＧＰＳパルスＳ0の供給が途絶えたときに、補正信号保持部２０に保持された補正信号を出力するようにしてもよい。さらに、ＧＰＳ受信部１２がＧＰＳ信号の受信に異常を検出したら、その旨を同期部１３に対して通知するようにしてもよい。
【００４９】
図５は、ＧＰＳ信号の受信が正常から異常になり、さらに正常に戻った場合の例を示すタイミングチャートである。図５において、ＧＰＳ信号の受信が正常の場合には、補正信号保持部２０は、同期部１３で生成された補正信号を周波数補正部９に出力すると共に、補正信号の生成の度に、保持する補正信号の更新を行っている。クロック発振器８から出力されるクロックＳ1は、ＧＰＳパルスＳ0と同期しているため、ＧＰＳパルスＳ0を基準として、間隔Ｔ1で出力される。
【００５０】
ＧＰＳ信号の受信が異常になると、補正信号保持部２０は、補正信号の更新を停止し、保持していた補正信号を周波数補正部９に対して出力する。このため、クロック発振器８から出力されるクロックＳ1のタイミングは、ＧＰＳ信号の受信正常時におけるタイミングと略等しくなる。したがって、ＧＰＳ信号の受信が異常の場合でも、クロックＳ1の出力タイミングは、ＧＰＳパルスＳ0が出力されるべきタイミングに対して同期することができる。
【００５１】
その後、ＧＰＳ信号の受信が正常に戻ったときには、補正信号保持部２０は、同期部１３で生成された補正信号を周波数補正部９に対して出力する。上述したように、ＧＰＳ信号の受信異常時にも、クロックＳ1のＧＰＳパルスＳ0に対する同期が保たれている。そのため、ＧＰＳ信号の受信が異常な状態から正常な状態に復帰した場合でも、クロックＳ1のＧＰＳパルスＳ0に対する同期が外れることが防がれる。
【００５２】
このように、本実施の形態２では、ＧＰＳ信号の受信が正常なときにクロックＳ1の周波数を補正するための補正信号を保持し、ＧＰＳ信号の受信が異常なときに、保持していた補正信号を出力する補正信号保持部２０を設けるようにしている。これにより、ＧＰＳ信号の受信が異常となっても、ＧＰＳ時刻同期信号と、サンプリングパルスＳ2との同期を保つことができる。
【００５３】
また、本実施の形態２によれば、ＧＰＳ信号の正常時と異常時とで処理内容を大きく変更することなくＧＰＳ時刻同期信号とサンプリングパルスＳ2との同期を取ることが可能なＰＣＭ電流差動リレーを構築できる。そのため、ＰＣＭ電流差動リレーにおける同期処理の演算負荷を軽減することができる。
【００５４】
さらに、本実施の形態２によれば、ＧＰＳ信号の受信が異常状態から正常状態に戻った際に、迅速にＧＰＳ時刻同期信号とサンプリングパルスＳ2とを同期させることができる。
【００５５】
＜実施の形態３＞
次に、本発明に係るＰＣＭ電流差動リレーの実施の形態３について、図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態３は、上述した実施の形態１および２と、同期部１３の構成が異なる。図６は、本実施の形態３による同期部１３’の一例の構成を示す。なお、本実施の形態３において、ＰＣＭ電流差動リレー１００ａおよび１００ｂの他の構成は、図２または図４を用いて説明した構成と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態３では、同期部１３’において、位相比較器１６’を、位相の差分値をディジタル信号で出力するように構成すると共に、当該差分値を記憶するメモリ２２を設ける。このメモリ２２は、上述した補正信号保持部２０に対応するものである。そして、図６に例示されるように、チャージポンプ１７およびＬＰＦ１８を用いる代わりにＤＡ変換部２１を用いる。
【００５７】
すなわち、位相比較器１６’は、クロックＳ1が分周器１５でＧＰＳパルスＳ0と同じ周波数になるように分周された信号と、ＧＰＳパルスＳ0との位相差を求め、この位相差をディジタル信号により出力する。この位相差を示すディジタル信号は、メモリ２２に記憶されると共に、位相比較器１６’から出力される。メモリ２２に記憶されるディジタル値は、位相差が求められる毎に更新される。
【００５８】
位相比較器１６’から出力された位相差を示すディジタル値は、ＤＡ変換部２１によりアナログ信号による電圧に変換され、ＶＣＸＯ１９の周波数補正部９に供給される。周波数補正部９は、このＤＡ変換部２１から供給された電圧に基づき、クロック発生器８で生成されるクロックＳ1のクロック周波数を制御する。この結果、クロックＳ1は、ＧＰＳパルスＳ0を基準としたタイミングに収束し、クロックＳ1とＧＰＳパルスＳ0との同期が確立する。
【００５９】
同期部１３’は、ＧＰＳ信号の受信に異常が発生した場合に、メモリ２２に記憶されているディジタル値をＤＡ変換部２１で電圧に変換して、周波数補正部９に供給する。周波数補正部９は、このＤＡ変換部２１から供給された電圧を補正信号として用いて、クロック発生器８で生成されるクロックＳ1を補正する。
【００６０】
一例として、同期部１３’は、位相比較器１６’から出力されるディジタル値が閾値以上の場合、当該ディジタル値によるメモリ２２の記憶内容の更新を行わないようにする。そして、同期部１３’において、ＧＰＳ信号の受信に異常が発生する直前にメモリ２２に記憶されたディジタル値が読み出され、ＤＡ変換部２１に供給される。
【００６１】
これにより、周波数補正部９は、ＧＰＳ信号の受信に異常が発生した場合でも、当該異常の発生の直前にメモリ２２に記憶されたディジタル値を用いて、クロック発生器８で生成されるクロックＳ1を補正することができる。そのため、クロックＳ1のＧＰＳパルスＳ0に対する同期が保たれ、サンプリングパルスＳ2のＧＰＳパルスＳ0に対する同期が外れてしまうことが防がれる。
【００６２】
ＧＰＳ信号の受信が正常な状態に復帰すると、位相比較器１６’に対するＧＰＳパルスＳ0の供給が再開される。クロック発生器８で生成されるクロックＳ1は、ＧＰＳ信号の受信が異常な期間でも、メモリ２２に記憶されているディジタル値を用いた補正により、ＧＰＳパルスＳ0との同期が保たれている。そのため、ＧＰＳ信号の受信が正常な状態に復帰した際に、クロックＳ1をＧＰＳパルスＳ0に対して再同期させる必要が無い。すなわち、再同期処理を行うことなく、迅速にＧＰＳ時刻同期信号とサンプリングパルスＳ2とが同期される。
【００６３】
上述した位相比較器１６’から出力されるディジタル値に基づく制御の例では、ＧＰＳ信号の受信が正常な状態に復帰し、位相比較器１６’に対するＧＰＳパルスＳ0の供給が再開されると、位相比較器１６から出力されるディジタル値が閾値未満となる。これにより、位相比較器１６’からディジタル値が出力されると共に、メモリ２２に記憶されるディジタル値が更新される。
【００６４】
このように、同期部１３’において、位相比較器１６’をディジタル出力として周波数補正信号の出力部としてＤＡ変換部２１を用いると共に、位相比較器１６’の出力信号を記憶するメモリ２２を設けることにより、同期部１３’をより簡易な構成で実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、電力系統内に設置されるＰＣＭ電流差動リレーに利用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ，１ｂ  出力信号
２  ＡＤ変換部
３  演算部
４  出力部
５ａ，５ｂ  トリップ信号
６  伝送部
７  伝送経路
８  クロック発生器
９  周波数補正部
１０  サンプリングパルス発生部
１２  ＧＰＳ受信部
１３，１３’  同期部
１５  分周器
１６，１６’  位相比較器
１７  チャージポンプ
１８  ＬＰＦ
１９  ＶＣＸＯ
２０  補正信号保持部
２１  ＤＡ変換部
２２  メモリ
１００ａ，１００ｂ  ＰＣＭ電流差動リレー
Ｓ0  ＧＰＳパルス
Ｓ1  クロック
Ｓ2  サンプリングパルス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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