(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電気量に関するアナログデータをディジタルデータに変換して電力系統の保護を行う保護リレーであって、
電力系統に配置され、外部からの同期信号が入力される度にリセットされ、かつ、前記同期信号をトリガーとして所定のサンプリング周期でサイクリックにカウントアップされるカウンタ値を生成すると共に、前記アナログデータを前記サンプリング周期にてＡＤ変換したデータと前記カウンタ値とを出力する第１のユニットと、
一端が前記第１のユニットに接続されたプロセスバスと、
前記プロセスバスの他端に接続され、前記第１のユニットにてＡＤ変換されたデータを前記プロセスバスを介して取り込み、通信路を介して他保護リレーとの間で前記データを送受信し合い電力系統事故を検出するリレー演算を行う第２のユニットと、
を備え、
前記第２のユニットは、前記他保護リレーに送信する前記データにインデックス番号を付けて管理すると共に、前記カウンタ値の最大値をこの最大値よりも小さな値に変換し、その変換後の値を最大値とするサイクリック値と同じ前記インデックス番号の送信フレームに、前記第１のユニットからの前記データをセットして前記他保護リレーに送信し、
一の保護リレーでは前記一の保護リレー固有のサンプリング周期で前記カウンタ値が１ずつインクリメントされ、他の保護リレーでは前記一の保護リレーのサンプリング周期の整数倍のサンプリング周期で前記カウンタ値が１ずつインクリメントされている場合、
前記他の保護リレーの前記第１のユニットは、前記他の保護リレーのサンプリング周期毎に、前記一の保護リレー固有のサンプリング周期で前記他の保護リレー固有のサンプリング周期を割った整数値から１差し引いた後の値を、前記他の保護リレーの前記カウンタ値に加算することを特徴とする保護リレー。
【請求項２】
前記第２のユニットは、前記第１のユニットからの前記カウンタ値を前記送信フレームの数で割った余りの値と同じ前記インデックス番号の送信フレームに、前記第１のユニットからの前記データをセットすることを特徴とする請求項１に記載の保護リレー。
【請求項３】
前記同期信号は、ＧＰＳ信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の保護リレー。
【請求項４】
一の保護リレーでは前記同期信号が入力されてからＡＤ変換が開始されるまでの間に遅延時間αを伴い、他の保護リレーでは前記遅延時間αよりも長い時間であって前記同期信号が入力されてからＡＤ変換が開始されるまでの間に遅延時間βを伴う場合、
前記他の保護リレーの前記第２のユニットは、前記他の保護リレーの前記第１のユニットからの前記データに対して（β−α）分の位相補正を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の保護リレー。
【請求項５】
前記第２のユニットは、前記第１のユニットからの前記カウンタ値の連続性が損なわれた場合、前記リレー演算をロックすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の保護リレー。
【請求項６】
複数の保護リレーにおけるＡＤ変換のサンプリング周期が各々異なり、それぞれ固有のサンプリング周期で前記カウンタ値を１ずつインクリメントしている場合、
前記複数の保護リレーの中でサンプリング周期が最も長い保護リレー以外の保護リレーの前記第２のユニットは、前記サンプリング周期が最も長い保護リレーのサンプリング周期毎に、自カウンタ値を、前記サンプリング周期が最も長い保護リレーのカウンタ値と同じ値に変換することを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の保護リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統からの系統電気量を取り込み、系統電気量に関するアナログデータをディジタルデータに変換して電力系統の保護を行う保護リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な保護リレー（以下「従来型保護リレー」と称する）は、送電線近傍に設置され、電力系統からの電流や電圧（以下「系統電気量」と称する）をリレーユニット内に取り込み、リレー内部の入力トランスで系統電気量をリレーが扱いやすい大きさに変換し、アナログデータをディジタルデータに変換（ＡＤ変換）し、そのＡＤ変換データをもとに事故検出などのリレー演算を行い外部接点へ出力する。このように従来型保護リレーは、これらの一連の処理を同一ユニット内で行っている。
【０００３】
これに対して、保護リレーの機能を、主に２つの機能に分割したものをプロセスバス対応保護リレーと称する。具体的には、プロセスバス対応保護リレーは、遮断器や計器用変成器（ＣＴ／ＶＴ）等の主回路の近傍に設置され系統電気量を取り込む統合ユニット（ＭＵ：merging unit）と、ＭＵから離れた場所（例えばコントロールルームなど）に設置されリレー演算を行うＩＥＤ（intelligent electric device）と呼ばれるユニットとから成る。ここで、計器用変成器（ＣＴ／ＶＴ）は、変流器（ＣＴ：Current Transformer）、計器用変圧器（ＶＴ：Voltage Transformer）の総称である。ＭＵとＩＥＤは、プロセスバス（ＬＡＮや専用シリアルバス）で接続されている。ＭＵは、入力トランスによって電力系統からのアナログデータをＡＤ変換し、変換されたデータ若しくはこれらのデータにゲイン調整・位相補正などの処理を行ったデータを、ＡＩ（Analog Input）データとして、プロセスバスにてＩＥＤに送信する。ＩＥＤは、ＭＵからのＡＩデータをもとに事故検出などのリレー演算を行う。ＡＩデータとは、ゲイン・位相補正などの処理後のデータであって、ＩＥＤに送信されるデータのことである。
【０００４】
他方、ＡＤ変換されたデータをＰＣＭ通信して授受し合う保護リレーは、いわゆるＰＣＭリレー（Pulse Code Modulation relay）と呼ばれ、このＰＣＭリレーは、２台以上の保護リレーがＡＩデータを互いに伝送して比較することで、送電線の事故を検出して保護を行うものである。ただし、ＰＣＭリレーは、他保護リレーとの同時性を確保するために、系統電気量を同一タイミングでサンプリングする必要がある。従って、ＰＣＭリレーにおいては、複数リレー間で、ＡＤ変換のタイミングを同期させる必要がある。ＡＤ変換のタイミング同期がとれない場合でも、位相補正などにより、複数リレー間で比較されるＡＩデータが略同一のタイミングとなるようにする必要がある。
【０００５】
例えば、下記特許文献１に示される従来型保護リレーは、電力系統からのアナログデータをＡＤ変換するユニットと、他保護リレーとＰＣＭ通信（保護リレー間でＡＤ変換データを送受信）を行うユニットとが一体的に構成されており、このＰＣＭ通信を行うユニットがＡＤ変換のタイミングを制御できるため、複数の保護リレー間でＡＤ変換の同期をとることは可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８６１６６号公報（段落００２９、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に示される従来型保護リレーに対し、プロセスバス対応保護リレーは、上述したように、ＡＤ変換を主たる機能とするＭＵとリレー演算を行うＩＥＤとが分離された構成である。このプロセスバス対応保護リレーがＰＣＭリレーである場合、他保護リレーとのＰＣＭ通信はＩＥＤにて行われる。すなわち、ＰＣＭ通信は、ＡＤ変換を行うユニット（ＭＵ）とは別のユニットで実行される。ＰＣＭリレーは、上述したように複数のリレー間でＡＤ変換のタイミングを同期させる必要があるところ、プロセスバス対応のＰＣＭリレーとした場合、ＭＵとＩＥＤが分離されているため、ＩＥＤがＡＤ変換のタイミングを制御することができず、複数のＰＣＭリレー間でＡＤ変換の同期をとることができない。
【０００８】
ＩＥＤからＭＵに対して同期信号を送信することでＭＵにおけるＡＤ変換のタイミングを制御する場合、以下のような問題がある。プロセスバスに対応したＰＣＭリレーの将来の用途、すなわち交換周期を考慮すると、ＭＵとＩＥＤとが異なるメーカ製のものになることもありうる。ＭＵとＩＥＤとが同じメーカ製であれば、そのメーカ独自の通信プロトコルでＭＵとＩＥＤとを相互接続することが可能である。ただし、ＭＵとＩＥＤの交換周期が異なることを考慮すると、ＩＥＤとＭＵが異なるメーカ製のものでも、通信プロトコルに制約されることなく相互接続できるようにする方が望ましい。ＩＥＤおよびＭＵが異なるメーカ製のものである場合におけるＩＥＤからＭＵへの同期信号が考慮されていない現状にあっては、この同期信号が異メーカ接続の妨げとなる可能性が高い。なお、ＭＵの交換周期は、電力系統のＣＴ／ＰＴや遮断器など主回路近傍に設置されることが多いため、例えば、主回路の交換周期と等しい約４０年が想定される。ＩＥＤに関しては、従来型保護リレーの交換周期（約１５年）が想定される。
【０００９】
さらに、プロセスバス対応保護リレーは、ＩＥＤとＭＵ間がＬＡＮや専用シリアルケーブルで接続されるため、ＭＵがデータを送信してからＩＥＤがこのデータを受信するまでの時間は、ＰＣＭリレー毎に一定でない可能性もある。すなわち、ＩＥＤがＭＵからのデータを受信したタイミングが各ＰＣＭリレー間で同一だとしても、そのデータがＭＵから送信されたときのタイミングが同一であるとは限らない。従って、ＭＵがデータを送信してからＩＥＤがこのデータを受信するまでの時間を考慮しなければ、精度よくリレー演算を行うことができないという課題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＩＥＤからＭＵへの同期信号が不要であり、かつ、ＩＥＤとＭＵ間のネットワークの遅延時間が一定でない場合においても他保護リレーとの間でＡＤ変換の同期をとり安定したＰＣＭリレー特性を実現可能な保護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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、系統電気量に関するアナログデータをディジタルデータに変換して電力系統の保護を行う保護リレーであって、電力系統に配置され、外部からの同期信号が入力される度にリセットされ、かつ、前記同期信号をトリガーとして所定のサンプリング周期でサイクリックにカウントアップされるカウンタ値を生成すると共に、前記アナログデータを前記サンプリング周期にてＡＤ変換したデータと前記カウンタ値とを出力する第１のユニットと、一端が前記第１のユニットに接続されたプロセスバスと、前記プロセスバスの他端に接続され、前記第１のユニットにてＡＤ変換されたデータを前記プロセスバスを介して取り込み、通信路を介して他保護リレーとの間で前記データを送受信し合い電力系統事故を検出するリレー演算を行う第２のユニットと、を備え、前記第２のユニットは、前記他保護リレーに送信する前記データにインデックス番号を付けて管理すると共に、前記カウンタ値の最大値をこの最大値よりも小さな値に変換し、その変換後の値を最大値とするサイクリック値と同じ前記インデックス番号の送信フレームに、前記第１のユニットからの前記データをセットして前記他保護リレーに送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、同期信号が入力される度にリセットされ、かつ、同期信号をトリガーとして所定のサンプリング周期でサイクリックにカウントアップされるカウンタ値を生成するＭＵと、カウンタ値を小さな値に変換しその変換後の値を最大値とするサイクリック値と同じインデックス番号の送信フレームに、ＭＵからのＡＩデータをセットして他保護リレーに送信するＩＥＤとを、プロセスバスで接続するようにしたので、ＩＥＤからＭＵへの同期信号が不要であり、かつ、ＩＥＤとＭＵ間のネットワークの遅延時間が一定でない場合においても他保護リレーとの間でＡＤ変換の同期をとり安定したＰＣＭリレー特性を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１から５にかかる保護リレーの構成図である。
【図２】図２は、図１に示されるプロセスバス対応の保護リレーをＰＣＭリレーとして構成した図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかるＭＵで付加されるカウンタ値を説明するための図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかるＰＣＭリレー間においてＡＩデータを同期させる方法を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２にかかる保護リレーによる位相補正を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３にかかる保護リレーによるカウンタ値のチェック動作を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態４にかかる保護リレーの動作を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態５にかかる保護リレーの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる保護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、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１から５にかかる保護リレーの構成図であり、この保護リレーは、プロセスバス対応の保護リレーである。図２は、図１に示されるプロセスバス対応の保護リレーをＰＣＭリレーとして構成した図である。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。以下、説明の順としては、まず本実施の形態にかかる保護リレーの構成を説明し、その後に本発明の特徴部分に関して説明する。
【００１６】
本実施の形態にかかる保護リレーは、ネットワーク回線７にて接続されたＭＵ１（第１のユニット）とＩＥＤ１１（第２のユニット）と成る。
【００１７】
ＭＵ１は、系統電気量に関するアナログデータをディジタルデータに変換して、ＡＤ変換されたデータ（ＡＩデータ）を高速にネットワーク回線７へ送出することを主たる機能としている。ネットワーク回線７は、シリアル伝送媒体であるプロセスバスであり、このネットワーク回線７には、ＰＣＭリレーや過電流リレーなどの複数のリレー（図示せず）が接続されている。図１では一例としてＰＣＭリレーであるＩＥＤ１１が示されている。ＭＵ１は、それらのリレーに対してＡＩデータを同時に送信できるように、送電線近傍に設置されている。
【００１８】
ＩＥＤ１１は、他保護リレーとのＰＣＭ通信を高速に行うことを主たる機能としており、オペレータがＰＣＭの設定を変更したり、ＰＣＭの状態を確認することができるように、コントロールルームやリレールームなどに設置されている。ＩＥＤ１１は、ＭＵ１からのＡＩデータをプロセスバス経由で取り込み、自保護リレーおよび他保護リレーにそれぞれ取り込まれたＡＩデータをＰＣＭ通信線（通信路）１７を介して相互に伝送し合い、自保護リレーおよび他保護リレーの各ＡＩデータを用いて電力系統事故を検出するリレー演算を行う。
【００１９】
このように、ＭＵ１とＩＥＤ１１は、ＭＵ１とＩＥＤ１１間のネットワーク接続が複雑なケース（一つのネットワークに複数のＭＵ１とＩＥＤ１１が接続されているようなケース）においても、安定したＰＣＭリレー特性を得ることができるように構成されている。以下、ＭＵ１とＩＥＤ１１の構成を具体的に説明する。
【００２０】
ＭＵ１は、主たる構成として、電力系統からの系統電気量を取り込む入力変換部２と、アナログ入力回路３と、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１０と、ＡＤ変換器４と、演算回路５と、データ送受信回路６と、時刻同期回路９とを有して構成されている。他方、ＩＥＤ１１は、主たる構成として、データ送受信回路１２と、演算回路１３と、出力回路１４と、ＰＣＭ送受信回路１６とを有してなる構成されている。
【００２１】
時刻同期回路９は、ＡＤ変換器４におけるＡＤ変換のタイミングを正確にあわせることを目的とするものであり、ＡＤ変換器４と演算回路５に接続されている。この時刻同期回路９は、外部から同期信号を取り込み、同一タイミングの一定周期パルスを出力する。以下の説明では、特に言及しない限り、一定周期パルスを同期信号と称する。なお、時刻同期回路９に取り込まれる同期信号は、特に限定されるものではなく、最も一般的な手段としてはＧＰＳ（Global Positioning System）による同期信号がある。
【００２２】
入力変換部２に取り込まれた系統電気量は、アナログ入力回路３のアナログフィルタ（Ａ／Ｆ）にてノイズ成分が除去され、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）にて標本化され、マルチプレクサ１０により交互に取り出されてＡＤ変換器４に入力される。
【００２３】
ＡＤ変換器４は、マルチプレクサ１０からのデータを、図示しないＨＷカウンタによる所定のタイミングでＡＤ変換して、ＡＤ変換されたデータを演算回路５に出力する。ＡＤ変換器４は、同期信号が入力されたタイミングでカウンタ値をリセットすると共に、リセットされた時を起点としてカウンタ値をインクリメントするように構成されている。上述したようにＡＤ変換は、同期信号が入力された時から遅れないタイミングで実行されることが重要である。時刻同期回路９からの同期信号が演算回路５を経由してＡＤ変換器４に取り込まれた場合、ＡＤ変換の開始タイミングが遅延することとなる。本実施の形態にかかるＡＤ変換器４は、時刻同期回路９からの同期信号を直接取り込むことで、同期信号が入力されたタイミングでＡＤ変換を開始するように構成されている。なお、カウンタ値と同期信号の詳細に関しては詳述する。
【００２４】
ＡＤ変換器４によってディジタル信号化されたデータは、演算回路５に入力される。演算回路５に入力されたデータは、必要に応じてゲイン調整や位相補正が行われ、データ送受信回路６に送出される。そして、データ送受信回路６に入力されたデータは、ネットワーク回線７を通じて別ユニット（ＩＥＤ１１）に送信される。なお、ネットワーク回線７は、一般的なＬＡＮなどのネットワーク線でもよいし、専用のシリアルバスでもよい。
【００２５】
ネットワーク回線７を介してＭＵ１から送信されたデータは、データ送受信回路１２に入力される。演算回路１３は、データ送受信回路１２からのデータに対して、ディジタルフィルタや実効値演算などの処理を行う。さらに、演算回路１３は、ディジタルフィルタの処理がなされたデータと、ＩＥＤ１１が管理している所定の整定値データとの比較を行い、電力系統に事故が発生しているか否かの判定を行う。
【００２６】
ＩＥＤ１１には点線で示される出力回路１４が搭載され、この出力回路１４は、演算回路１３が電力系統上に事故が発生していると判断された場合に、事故が発生していることを示す所定の信号（事故発生信号）を、外部に出力するものである。なお、ＭＵ１に出力回路８を搭載することも可能であり、この場合、ＩＥＤ１１は、ネットワーク回線７を介して、出力回路８を動作させるための信号をＭＵ１に送信して出力回路８を動作させる。なお、データ送受信回路６は、出力回路８を動作させるための信号をＩＥＤ１１から取り込む場合もあるためその機能に対応した名称としているが、出力回路８が不要な場合には「データ送信回路６」と読み替えるものとする。同様に、データ送受信回路１２は、出力回路８を動作させるための信号をＭＵ１に送信する場合もあるためその機能に対応した名称としているが、出力回路８が不要な場合には「データ受信回路１２」と読み替えるものとする。
【００２７】
図２において、ＰＣＭリレーの接続方式には、２台のＰＣＭリレーで保護を行う２端子方式や、３台のＰＣＭリレーで保護を行う３端子方式などがある。だたし、ＰＣＭリレーの構成自体は、２端子と３端子で相違はないため、ここでは２端子方式について記述する。
【００２８】
演算回路１３ａに接続されたＰＣＭ送受信回路１６ａと、演算回路１３ｂに接続されたＰＣＭ送受信回路１６ｂは、ＰＣＭ通信線１７で相互接続され、自保護リレーおよび他保護リレーにそれぞれ取り込まれたＡＩデータを相互に伝送し合う。
【００２９】
ここで、従来型保護リレーは、リレー自信がリレー間の伝送遅延時間を測定し、リレー間でＡＤ変換のタイミングが同一になるように制御を行い、他保護リレーに送信したＡＩデータと他保護リレーからのＡＩデータとで同じＡＤ変換タイミングのものを、同一タイミングのサンプリングデータとして扱えるように制御を行っている。
【００３０】
さらに、従来型保護リレーでは、上位ＳＷ（ＰＣＭリレーアプリソフト）がＰＣＭの送信フレームの最新アドレスにデータをセットすれば、複数のＰＣＭリレー間で同期をとることができた。より詳細には、ＩＥＤ同士が複数のＰＣＭリレー間の同期を行うと共に、毎周期ごとに最新のＡＩデータを送信フレームにセットすればＰＣＭ通信が可能であった。しかしながら、プロセスバス対応保護リレーでは、ＭＵとＩＥＤが一体的に設置されていないため、ＩＥＤがＭＵのＡＤ変換の制御をすることができない。
【００３１】
本実施の形態にかかる保護リレーは、ＩＥＤ１１がＭＵ１のＡＤ変換の制御をすることができなくとも、リレー間でＡＤ変換のタイミングが同一になるように構成されている。以下、本実施の形態にかかる保護リレーの処理内容を詳細に説明する。
【００３２】
図３は、ＭＵ１で付加されるカウンタ値を説明するための図であり、図３には、ＡＤ変換器４および演算回路５で行われる処理動作が示されている。本実施の形態にかかるＭＵ１は、同期信号が入力されたタイミングでカウンタ値をリセットし、カウンタ値をリセットした時を起点としてＡＤ変換を開始すると共に、ＡＤ変換する度にカウントアップするように構成されている。以下、同期信号とカウンタ値の関係を具体的に説明する。
【００３３】
まず、カウンタ値がリセットされるタイミングは、ＧＰＳ同期がとれたとき、例えば１秒に１回である。このＧＰＳ同期は、時刻同期回路９からの同期信号で行われる。なお、カウンタ値のリセットは、例えば演算回路５で行われ、ＡＤ変換器４は、演算回路５でリセットされたことを検知してＡＤ変換を開始するように構成されている。
【００３４】
次に、ＡＤ変換の間隔（サンプリング周期）は、ＭＵ１内部のＨＷカウンタ（図示せず）により指定され、例えば０．２５ｍｓ（電気角４．５°）である。ＡＤ変換器４は、マルチプレクサ１０を介して取り込んだＡＩデータを、この周期でサンプリングする。図３には、ＧＰＳ同期の間隔とサンプリング周期とが示されており、図３の例では、カウンタリセット（カウンタ値＝０）からカウンタ値＝１までの時間は０．２５ｍｓ、カウンタ値＝０からカウンタ値＝２までの時間は０．５ｍｓとなる。他方、１つめのＧＰＳ同期信号が入力されたとき（カウンタ値＝０となったとき）から、２つめのＧＰＳ同期信号が入力されるまでの時間は１秒である。５０Ｈｚの系統電力量を電気角４．５°でサンプリングした場合、カウンタ値は、１つめのＧＰＳ同期信号が入力されてから次のＧＰＳ同期信号が入力されるまでの間に３９９９回インクリメントされる。すなわち、ＡＤ変換器４は、１秒間に３９９９回のＡＤ変換を実行する。なお、本実施の形態にかかる保護リレーでは、一例としてサンプリング周期を０．２５ｍｓとしているが、これに限定されるものではない。
【００３５】
このように、ＭＵ１は、外部からの同期信号が入力される度にリセットされ、かつ、同期信号をトリガーとして所定のサンプリング周期（０．２５ｍｓ）でサイクリックにカウントアップされるカウンタ値を生成すると共に、アナログデータを前記サンプリング周期にてＡＤ変換したデータと、カウンタ値とを、ネットワーク回線７に送出する。
【００３６】
次に、ＩＥＤ１１における処理内容を説明する。
【００３７】
図４は、本実施の形態にかかるＰＣＭリレー間においてＡＩデータを同期させる方法を説明するための図であり、ＡＩデータの同期処理は、演算回路１３にて行われるものとする。図４には、説明の便宜上、図１および図２に示したＡＤ変換器４などの要素が示されていないが、図４に示されるＩＥＤ１１には、他保護リレーとの間でＡＩデータを送受信するためのＰＣＭリレー用送信フレームとＰＣＭリレー用受信フレームとが概念的に示されている。ＩＥＤ１１は、他保護リレーに送信するＡＩデータにインデックス番号を付けて管理すると共に、ＭＵ１からのカウンタ値の最大値をこの最大値よりも小さな値に変換し、その変換後の値を最大値とするサイクリック値と同じインデックス番号の送信フレームに、ＭＵ１からのＡＩデータをセットして他保護リレーに送信する。以下、詳細に説明する。
【００３８】
送信フレームは、他保護リレーに送信されるＡＩデータのフレームを示すものであり、受信フレームは、他保護リレーから受信したＡＩデータのフレームを示すものである。他保護リレーに送信されるＡＩデータと他保護リレーから受信したＡＩデータとは、図示しないメモリに一時的に格納される。図４では、一例として、各々１２個のフレームが用意されている。送信フレームおよび受信フレームの数を１２とした理由は後述する。
【００３９】
送信フレームには、０〜１１で示されるインデックス番号が与えられ、受信フレームにも同様のインデックス番号が与えられている。このインデックス番号は、カウンタ値を、送信フレーム（あるいは受信フレーム）の個数で割った余りの値に基づくものである。例えば、カウンタ値「３９９５」をフレームの数「５」で割ったときの余りは「１１」であり、カウンタ値「３９９６」をフレームの数「６」で割ったときの余りは「０」である。なお、カウンタ値は、上記例の場合、ＡＤ変換ごとに１ずつインクリメントされるサイクリックな値である。このカウンタ値をフレーム数で割ることで０〜１１のサイクリックな値が得られる。従って、各フレームに付与されるインデックス番号は、０から１１までの値で表すことができる。このように、カウンタ値をフレーム数で割ることで、１秒間に３９９９回生成されるＡＩデータを１２個の送信フレームで管理することが可能となる。
【００４０】
ここで、ＭＵ１の主たる機能は、同期信号をトリガーとして同期されたＡＤ変換データを高速でＩＥＤ１１に送出することであり、ＩＥＤ１１の主たる機能は、他保護リレーとのＰＣＭ通信を行うことである。このように主たる機能を分担することで精度のよいＰＣＭリレー特性を得ることが可能である。ただし、プロセスバス対応保護リレーは、ＭＵ１とＩＥＤ１１がプロセスバスで接続されているため、ＭＵ１がＩＥＤ１１へＡＩデータを伝送する際に、ネットワーク回線７における遅延がＰＣＭリレー特性に影響を与える可能性がある。また、同期信号の間隔で送信されるＡＩデータ数（上記例では、１秒間に３９９９個）と送信フレームの数とが１対１の関係になるようにしてＰＣＭ通信を実行することも可能ではあるが、その場合、ＩＥＤ１１のメモリの増大を招くだけでなく、ＰＣＭ通信の高速化の妨げにもなりうる。
【００４１】
本実施の形態にかかる保護リレーは、同期信号が入力される度にリセットされ、かつ、同期信号をトリガーとして所定のサンプリング周期でサイクリックにカウントアップされるカウンタ値を生成するＭＵ１と、カウンタ値をカウンタ値よりも小さいサイクリックな値に変換してこのサイクリックな値と同じインデックス番号の送信フレームにＡＩデータをセットするＩＥＤ１１とを有して構成されている。そのため、ネットワーク回線７上に伝送されるＡＩデータが遅延した場合でも、他保護リレーとの間でＡＤ変換の同期をとることが可能であり、かつ、ＩＥＤ１１のメモリを増大させることなく高速にＰＣＭ通信を行うことが可能である。
【００４２】
なお、送信フレームおよび受信フレームの数を１２とした理由は、ＩＥＤ１１内部のメモリが過剰になることを抑制すると共に、ネットワーク回線７におけるＡＩデータの伝送遅延が１２フレーム以上となることは希であると考えられるからである。ただし、フレームの数は、これに限定されるものではなく、サイクリックなインデックス番号の最大値がカウンタ値の最大値よりも小さな値となるようにすればよい。例えば数十〜数百の範囲でも同様の効果を得ることが可能である。
【００４３】
以下、全体の動作を説明する。
【００４４】
まず、ＩＥＤ１１ａからＩＥＤ１１ｂにＡＩデータを送信する場面について説明する。ＭＵ１ａは、ＡＩデータとカウンタ値をＩＥＤ１１ａに送信する。カウンタ値は例えば「３９９６」とし、このカウンタ値のタイミングにＡＤ変換されたデータは「ＸＸＸＸ」と仮定する。ネットワーク回線７ａにはデータ「ＸＸＸＸ」とカウンタ値「３９９６」が伝送され、ＩＥＤ１１ａは、カウンタ値「３９９６」を送信フレーム数「１２」で割った余りの値に対応するインデックス番号「０」の送信フレームに、データ「ＸＸＸＸ」をセットする。
【００４５】
ここで、ＩＥＤ１１ａとＩＥＤ１１ｂとの間におけるＰＣＭデータの送受信において、送信フレーム上の番号と受信フレーム上の番号とは一対一で対応する。例えば、ＩＥＤ１１ａにおけるｎ番目の送信フレームにてＩＥＤ１１ｂに送信されたデータは、ＩＥＤ１１ｂのｎ番目の受信フレームにセットされる。上記の例を用いて説明すれば、ＩＥＤ１１ａ内の「０」番目の送信フレームにてＩＥＤ１１ｂに送信されたデータ「ＸＸＸＸ」は、ＩＥＤ１１ｂ内の「０」番目の受信フレームにセットされる。ＡＤ変換毎にカウンタ値がインクリメントされるので、１２個の送信フレームを持つ場合、送信フレームは、１２回のＡＤ変換で一周することになる。
【００４６】
次にＩＥＤ１１ｂからＩＥＤ１１ａにＡＩデータを送信する場面について説明する。ＭＵ１ｂは、ＡＤ変換されたデータ（ＡＩデータ）にカウンタ値を付与してＩＥＤ１１ｂに送信する。カウンタ値は上述同様に「３９９６」とする。このカウンタ値のタイミングにＡＤ変換されたデータは、説明の便宜上「ＸＸＸＹ」と仮定する。ネットワーク回線７ｂにはデータ「ＸＸＸＹ」とカウンタ値「３９９６」が伝送され、ＩＥＤ１１ｂは、カウンタ値「３９９６」を送信フレーム数「１２」で割った余りの値に対応するインデックス番号「０」の送信フレームに、データ「ＸＸＸＹ」をセットする。その結果、ＩＥＤ１１ｂの受信フレームには、データ「ＸＸＸＸ」がインデックス番号「０」のデータとして格納され、ＩＥＤ１１ｂの送信フレームには、データ「ＸＸＸＹ」がインデックス番号「０」のデータとして格納された状態となる。
【００４７】
インデックス番号が同一のＡＩデータは、同一時刻にＡＤ変換されたデータであるので、ＩＥＤ１１ａおよびＩＥＤ１１ｂは、それらを同一タイミングにおけるＡＩデータとして扱い、ＰＣＭリレーとしての演算（事故検出などのリレー演算）を行う。
【００４８】
なお、自ＩＥＤ（例えばＩＥＤ１１ａ）で処理されたデータが、他ＩＥＤ（ＩＥＤ１１ｂ）までに伝わるまでの時間が、送信フレームの大きさ（上記説明では１２フレーム）を超えることも想定される。例えば、フレーム数がｍ個の場合、ＭＵ１ａでＡＤ変換されたデータがネットワーク回線７ａを介してＩＥＤ１１ａに受信されてから、このＩＥＤ１１ａで処理されたデータがＩＥＤ１１ｂに到達するまでの伝わる時間（ｔ１）が、「サンプリング周期×ｍ」よりも小さければ基本的に問題がない。上記説明の数値を用いた場合、「サンプリング周期」は０．２５ｍｓであり、フレーム数「ｍ」は１２であるので、時間ｔ１が３ｍｓ（０．２５ｍｓ＊１２）以下であれば問題がない。他の例としては、「サンプリング周期」が０．２５ｍｓ、フレーム数「ｍ」が２の場合には、時間ｔ１が０．５ｍｓ（０．２５ｍｓ＊２）以下であれば問題がない。
【００４９】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる保護リレーは、同期信号が入力される度にリセットされ、かつ、同期信号をトリガーとして所定のサンプリング周期でサイクリックにカウントアップされるカウンタ値を生成し、カウンタ値の最大値をこの最大値よりも小さな値に変換して、その変換後の値を最大値とするサイクリック値と同じインデックス番号の送信フレームにＭＵ１からのＡＩデータをセットして他保護リレーに送信するようにしたので、ネットワーク回線７ａ上に伝送されるＡＩデータが、ネットワーク回線７ｂ上に伝送されるＡＩデータよりも遅延した場合でも、ＩＥＤ１１ａとＩＥＤ１１ｂは、ＧＰＳ同期信号をトリガーとするカウンタ値に基づいて同一のインデックス番号を得ることが可能となる。従って、本実施の形態にかかる保護リレーは、ＩＥＤ１１からＭＵ１への同期信号が不要であり、かつ、ＩＥＤ１１とＭＵ１間のネットワークの遅延時間が一定でない場合においても他保護リレーとの間でＡＤ変換の同期をとり、安定したＰＣＭリレー特性を実現することが可能である。
【００５０】
実施の形態２．
プロセスバス対応保護リレーでは、ＩＥＤとＭＵとが異なるメーカ製になることが想定される。特に、プロセスバス対応ＰＣＭリレーの場合、例えば、一のＩＥＤに接続されるＭＵはＡ社製だが、他のＩＥＤに接続されるＭＵはＢ社製となることもある。ＩＥＤおよびＭＵが全て同一メーカの場合、ＡＤ変換指令が発せられたタイミングから実際にＡＤ変換されるタイミングまでの遅れ時間は、概略一定である。そのため、この場合には実施の形態１の方法でも、同一のタイミングでＡＤ変換されたデータを複数ＩＥＤ間で扱うことが可能である。しかしながら、異メーカのＭＵが使用されている場合、遅れ時間はメーカ毎に異なる場合がある。本実施の形態にかかるＩＥＤ１は、各ＭＵ１の遅れ時間が明確な場合、ＭＵ１からのＡＩデータに対して位相補正を行なうように構成されている。
【００５１】
図５は、本発明の実施の形態２にかかる保護リレーによる位相補正を説明するための図であり、メーカが異なる各ＭＵにおいて、ＡＤ変換されるタイミングの遅れ時間の差を示している。図５に示されるＭＵ１は、例えばＡ社製のＭＵであり、ＭＵ２はＢ社製のＭＵである。そして、ＭＵ１は、同期信号に対してαの遅れ時間があり、ＭＵ２は、同期信号に対してβの遅れ時間がある。この場合、両者のＡＤ変換のタイミングは、（β−α）の差があることになる。
【００５２】
本実施の形態にかかるＩＥＤ１は、各ＭＵ１の遅れ時間が明確な場合、（β−α）の差を解消するように、ＡＩデータの位相補正を行なうように構成されている。例えば、ＩＥＤ１１ａにＭＵ１（ＭＵ１ａ）が接続され、ＩＥＤ１１ｂにＭＵ２（ＭＵ１ｂ）が接続されている場合、上記のケースではＩＥＤ１１ｂがＭＵ１ｂからのＡＩデータに対して、（β−α）分の位相補正を行えばよい。このようにすれば、ＭＵ１ａからのＡＩデータとＭＵ１ｂからのＡＩデータとを、同一タイミングのＡＩデータとして扱うことができる。
【００５３】
この位相補正値は、各ＩＥＤ１１において設定できるようにし、位相補正式は一般的に使用されている複数のサンプリングデータを使うような式を用いる。また、この位相補正は、例えば演算回路１３にて行ってもよいし、新たな補正手段をＩＥＤ１１内に設けて実行する態様であってもよい。
【００５４】
以下、動作を説明する。ＭＵ１ａは、遅れ時間αのタイミングでＡＤ変換を開始し、ＩＥＤ１１ａは、ＭＵ１ａからのカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームにＡＩデータをセットする。ＭＵ１ｂは、遅れ時間βのタイミングでＡＤ変換を実行し、ＩＥＤ１１ｂは、ＡＩデータの（β−α）分の位相補正を行うと共に、ＭＵ１ｂからのカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、位相補正後のＡＩデータをセットする。
【００５５】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる保護リレーは、一の保護リレーでは同期信号が入力されてからＡＤ変換が開始されるまでの間に遅延時間αを伴い、他の保護リレーでは遅延時間αよりも長い時間であって同期信号が入力されてからＡＤ変換が開始されるまでの間に遅延時間βを伴う場合、他の保護リレーの第２のユニット（例えばＩＥＤ１１ｂ）は、他の保護リレーの第１のユニット（例えばＭＵ１ｂ）からのＡＩデータに対して（β−α）分の位相補正を行うようにしたので、ＡＤ変換のタイミングに（β−α）の差があるＡＩデータを、同一タイミングでＡＤ変換されたＡＩデータとして扱い、リレー演算を行うことが可能である。その結果、実施の形態１にかかる効果だけでなく、異メーカ間で接続した場合でも安定したＰＣＭリレー特性を得ることが可能である。
【００５６】
実施の形態３．
実施の形態１および２にかかるＩＥＤ１１は、相互にＡＩデータの同期をとるために、ＭＵ１からのカウンタ値を利用している。このため、カウンタ値が誤った値になるとリレー誤動作などの重大な結果を招く可能性がある。本実施の形態にかかるＩＥＤ１１は、ＭＵ１からのカウンタ値の連続性を常にチェックし、もし連続性が損なわれた場合にはリレーロックなどの処理を行うように構成されている。なお、リレーロックとはリレー演算をロックすることをいう。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態３にかかる保護リレーによるカウンタ値のチェック動作を説明するための図であり、図６には、ＭＵ１からＩＥＤ１１に送信されるカウンタ値の連続性が損なわれた状態が示されている。例えば、カウンタ値１００７は、ＩＥＤ１１が５つ前に受信したカウンタ値である。以下同様に、カウンタ値１００８は、ＩＥＤ１１が４つ前に受信したカウンタ値であり、カウンタ値１０１１は、ＩＥＤ１１が１つ前に受信したカウンタ値である。
【００５８】
このように、ＩＥＤ１１は、１ずつインクリメントされたカウンタ値を連続的に受信する。ただし、ＭＵ１からの伝送中のエラーなどにより、カウンタ値が誤った値になる場合もある。例えば、図６に示される「今回」のカウンタ値は、本来であれば１０１２となるべきところ、連続性が損なわれて１０１３となっている。なお、カウンタ値が１０１２の場合、インデックス番号は４（フレーム数が１２）となるが、カウンタ値が１０１３の場合、インデックス番号は５となる。
【００５９】
実施の形態１で説明したように、ＩＥＤ１１ａとＩＥＤ１１ｂとの間におけるＰＣＭデータの送受信において、送信フレーム上の番号と受信フレーム上の番号とは、一対一で対応する。しかしながら、例えばＭＵ１ａからのカウンタ値の連続性が損なわれた場合、ＩＥＤ１１ａでは、カウンタ値１０１１の次に受信したカウンタ値１０１３のＡＩデータがインデックス番号５の送信フレームに格納される。他方、ＭＵ１ｂからのカウンタ値の連続性が保たれている場合、ＩＥＤ１１ｂでは、カウンタ値１０１１の次に受信したカウンタ値１０１２のＡＩデータがインデックス番号４の送信フレームに格納されることとなる。その結果、遮断器が誤って遮断される虞がある。
【００６０】
本実施の形態にかかるＩＥＤ１１は、カウンタ値の連続性が損なわれた場合、リレーロックなどの処理を行うように構成されている。なお、連続性のチェックは、演算回路１３で行ってもよいし、ＩＥＤ１１内に新たな検知部を設けて実行する態様であってもよい。
【００６１】
以下、動作を説明する。ＭＵ１ａはＡＤ変換を実行し、ＩＥＤ１１ａはＭＵ１ａからのカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、ＡＩデータをセットする。他方、ＭＵ１ｂはＡＤ変換を実行し、ＩＥＤ１１ｂはＭＵ１ｂからのカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、ＡＩデータをセットする。ここで、ＩＥＤ１１ｂに到達したＡＩデータの連続性が損なわれている場合、ＩＥＤ１１ｂは、カウンタ値の連続性が損なわれたことを検知してリレーロックを行う。
【００６２】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる保護リレーは、ＩＥＤ１１（第２のユニット）は、ＭＵ１（第１のユニット）からのカウンタ値の連続性が損なわれた場合、リレー演算をロックするようにしたので、実施の形態１および２にかかる効果だけでなく、カウンタ値の連続性が損なわれた場合でも安定したＰＣＭリレー特性を得ることが可能である。
【００６３】
なお、本実施の形態にかかる保護リレーは、実施の形態２にかかるＩＥＤ１１による位相補正処理と組み合わせることも可能である。
【００６４】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、各ＭＵ１におけるサンプリング周期（実施の形態１では、０．２５ｍｓ）が相互に同じであることを前提として説明してきた。ただし、異なるメーカ製のＭＵ１がＩＥＤ１１に接続された場合、各ＭＵ１におけるサンプリング周期が異なる場合がある。ここで、サンプリング周期が所定のＭＵ１に対して、サンプリング周期がその整数（ｎ）倍である他方のＭＵ１を想定する。具体的には、一方のＭＵ１は、サンプリング周期が例えば１ｍｓであり、１ｍｓ毎にカウンタ値を１ずつインクリメントするのに対して、他のＭＵ１は、サンプリング周期が例えば５ｍｓであり、ｎ＝５で、５ｍｓ毎にカウンタ値を１ずつインクリメントする場合がある。この場合、各ＩＥＤ１１が受信するカウンタ値は相互に一致しないことになるため、ＰＣＭリレーとして扱いにくい。本実施の形態にかかる保護リレーは、各ＭＵ１がそれぞれ固有のサンプリング周期毎にカウンタ値を１ずつカウントアップした場合でも、ＩＥＤ１１から見たときのカウンタ値の進み方が一致するように構成されている。
【００６５】
図７は、本発明の実施の形態４にかかる保護リレーの動作を説明するための図である。図７の上側には、ＭＵ１ａにおけるサンプリング周期を１ｍｓとして、このサンプリング周期毎に１ずつインクリメントされるカウンタ値が示されている。図７の下側には、ＭＵ１ｂにおけるサンプリング周期をｎ＝５の５ｍｓとして、このサンプリング周期毎に５ずつインクリメントされるカウンタ値が示されている。この場合、ＭＵ１ａおよびＭＵ１ｂのカウンタ値は、５ｍｓで５つ増加していることがわかる。
【００６６】
例えば、カウンタ値が１０１０のときから５ｍｓ後のカウンタ値を考えた場合、ＭＵ１ａが１ｍｓ毎にカウンタ値を１ずつインクリメントし、ＭＵ１ｂが５ｍｓ毎にカウンタ値を１ずつインクリメントしたとき、５ｍｓ経過後におけるＭＵ１ａのカウンタ値は１０１５であるが、５ｍｓ経過後におけるＭＵ１ｂのカウンタ値は１０１１となる。すなわち、所定時間経過後におけるＭＵ１ａにおけるカウンタ値と、ＭＵ１ｂのカウンタ値と、が異なる値となる。本実施の形態にかかるＭＵ１は、ＡＤ変換毎のカウンタ値の進み方（増加量と言ってもよい）を設定可能に構成されている。
【００６７】
なお、このカウンタ値の調整は、演算回路５で実行する態様であってもよいし、ＭＵ１内にカウンタ値補正部（図示せず）を設けて、このカウンタ値補正部が演算回路５からのカウンタ値を調整してネットワーク回線７へ送出する態様であってもよい。
【００６８】
以下、動作を説明する。ＭＵ１ａは、１ｍｓ毎にＡＤ変換を実行すると共に、ＡＤ変換のタイミングでカウンタ値を１ずつインクリメントし、ＩＥＤ１１ａはＭＵ１ａからのカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、ＡＩデータをセットする。他方、ＭＵ１ｂは、５ｍｓ毎にＡＤ変換を実行すると共に、ＡＤ変換のタイミングでカウンタ値を１ずつインクリメントする。ここで、ＭＵ１ｂは、カウンタ値が１つインクリメントされたとき、ＭＵ１ｂのサンプリング周期（５ｍｓ）毎に、ＭＵ１ａ固有のサンプリング周期（１ｍｓ）でＭＵ１ｂのサンプリング周期（５ｍｓ）を割った値（ｎ＝５）から１差し引いた後の値（ｎ−１＝４）を他の保護リレーのカウンタ値に加算してＩＥＤ１１ｂへ出力する。そして、ＩＥＤ１１ｂは、ＭＵ１ｂからのカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、ＡＩデータをセットする。
【００６９】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる保護リレーは、一の保護リレーでは一の保護リレー固有のサンプリング周期でカウンタ値が１ずつインクリメントされ、他の保護リレーでは一の保護リレーのサンプリング周期より長いｎ倍のサンプリング周期でカウンタ値が１ずつインクリメントされている場合、他の保護リレーの第１のユニット（例えばＭＵ１ｂ）は、他の保護リレーのサンプリング周期毎に、一の保護リレー固有のサンプリング周期で他の保護リレー固有のサンプリング周期を割った値ｎ＝５から１差し引いた後の値ｎ−１＝４を他の保護リレーのカウンタ値に加算するようにしたので、実施の形態１〜３にかかる効果だけでなく、各ＭＵ１が異なるメーカ製のものであっても、安定したＰＣＭリレー特性を得ることが可能である。
【００７０】
なお、本実施の形態にかかる保護リレーは、実施の形態２にかかる位相補正処理と組み合わせることも可能であるし、実施の形態３にかかるリレーロック機能と組み合わせることも可能である。また、この考え方を拡張して、サンプリング周期がＫｍｓ、Ｌｍｓのユニットの同期を取るために、Ｋ、Ｌの最小公倍数Ｍによる周期Ｍｍｓ毎に同期するサンプル値を同一カウンタ値に割り当てて、同一インデックス番号の送信フレームに設定することも可能である。
【００７１】
実施の形態５．
実施の形態４で説明したように、ＭＵ１のＡＤ変換の間隔は異なる場合がある。実施の形態４では、ＭＵがカウンタ値の進み方を調整することでＩＥＤから見たときのカウンタ値の進み方が一致するようにした。実施の形態５にかかる保護リレーは、ＭＵで生成されるカウンタ値が、実施の形態１〜３と同じように１ずつカウントアップされる場合において、このカウントアップされたカウンタ値をＩＥＤ側で調整するように構成されている。換言すれば、実施の形態４にかかる保護リレーは、サンプリング周期が長い方のカウント値を調整する態様であり、実施の形態５にかかる保護リレーは、サンプリング周期が短い方のカウンタ値を調整する態様である。
【００７２】
図８は、本発明の実施の形態５にかかる保護リレーの動作を説明するための図である。本実施の形態にかかる保護リレーは、カウンタ値の進み方が最も遅いＭＵ（図８ではＭＵ３）にあわせてＩＥＤ１１がカウンタ値を変換するように構成されている。
【００７３】
例えば、ＭＵ１（ＭＵ１ａ）のサンプリング周期が１ｍｓ、のＭＵ２（ＭＵ１ｂ）のサンプリング周期が２ｍｓ、ＭＵ３のサンプリング周期が６ｍｓであると仮定する。この場合、ＭＵ１ａに接続されたＩＥＤ１１ａのカウンタ値は、ＭＵ３に接続されたＩＥＤ（図示せず）に比べて、６倍の速さでカウントアップされることになる。同様に、ＭＵ１ｂに接続されたＩＥＤ１１ｂのカウンタ値は、ＭＵ３に接続されたＩＥＤに比べて、３倍の速さでカウントアップされることになる。
【００７４】
本実施の形態にかかるＩＥＤ１１ａは、カウンタ値の進み方が最も遅いＭＵ３にあわせて、カウンタ値が１／６になるようにカウンタ値を変更する。同様に、ＩＥＤ１１ｂは、ＭＵ３にあわせて、カウンタ値が１／３になるようにカウンタ値を変更する。具体的には、ＭＵ１ａは、ＭＵ３のサンプリング周期（６ｍｓ）を自サンプリング周期（１ｍｓ）で割った値Ａ（６）を算出し、自カウンタ値（１８０６）をこの値Ａ（６）で割ることで新たなカウンタ値（３０１）を生成する。同様に、ＭＵ１ｂは、ＭＵ３のサンプリング周期（６ｍｓ）を自サンプリング周期（２ｍｓ）で割った値Ｂ（３）を算出し、自カウンタ値（９０３）をこの値Ｂ（３）で割ることで新たなカウンタ値（３０１）を生成する。このように、ＩＥＤ１１がカウンタ値の進み方の最も遅いＭＵ３にあわせてカウンタ値を変換することで、ＰＣＭリレーとしても扱いやすくなる。
【００７５】
上述したＭＵ１（ＭＵ１ａ）、ＭＵ２（ＭＵ１ｂ）、およびＭＵ３を用いて、本実施の形態にかかる保護リレーの動作を説明する。まず、ＭＵ３は、６ｍｓ毎にＡＤ変換を実行すると共に、ＡＤ変換のタイミングでカウンタ値を１ずつインクリメントし、ＭＵ３に接続されたＩＥＤは、ＭＵ３からのカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、ＡＩデータをセットする。
【００７６】
他方、ＭＵ１ａは、例えば１ｍｓ毎にＡＤ変換を実行すると共に、ＡＤ変換のタイミングでカウンタ値を１ずつインクリメントする。ここで、ＭＵ１ａは、ＭＵ３のサンプリング周期を自サンプリング周期で割った値Ａを算出し、自カウンタ値をＡで割ることで新たなカウンタ値を生成する。ＩＥＤ１１ａは、ＭＵ１ａからの新たなカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、ＡＩデータをセットする。
【００７７】
ＭＵ１ｂも同様に、ＭＵ３のサンプリング周期を自サンプリング周期で割った値Ｂを算出し、自カウンタ値をＢで割ることで新たなカウンタ値を生成する。ＩＥＤ１１ｂは、ＭＵ１ｂからの新たなカウンタ値に基づくインデックス番号の送信フレームに、ＡＩデータをセットする。
【００７８】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる保護リレーは、複数の保護リレーにおけるＡＤ変換のサンプリング周期が各々異なり、それぞれ固有のサンプリング周期でカウンタ値を１ずつインクリメントしている場合、複数の保護リレーの中でサンプリング周期が最も長い保護リレー以外の保護リレーの第２のユニット（例えば図８のＭＵ１、ＭＵ２）は、サンプリング周期が最も長い保護リレーのサンプリング周期（６ｍｓ）毎に、自カウンタ値を、サンプリング周期が最も長い保護リレーのカウンタ値（３０１）と同じ値に変換するようにしたので、例えば各ＭＵ１〜３が異メーカ製のために各カウンタ値の進み方が異なる場合でも、安定したＰＣＭリレー特性を得ることが可能である。
【００７９】
なお、本実施の形態にかかる保護リレーは、実施の形態２にかかる位相補正処理と組み合わせることも可能であるし、実施の形態３にかかるリレーロック機能と組み合わせることも可能である。
【００８０】
なお、実施の形態１〜５にかかる保護リレーは、プロセスバス対応のＰＣＭリレーに適用した場合の構成であるが、これに限定されるものではない。例えば、実施の形態１〜５で説明した演算回路５および演算回路１３における処理動作を、ＡＤ変換するユニットとＰＣＭ通信を行うユニットとが一体的に構成された保護リレーに適用することも可能である。
【００８１】
なお、実施の形態１〜５に示した保護リレーは、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明は、系統電気量に関するアナログデータをディジタルデータに変換して電力系統の保護を行う保護リレーに適用可能であり、特に、ＩＥＤからＭＵへの同期信号がなく、かつ、ＩＥＤからＭＵ間のネットワークの遅延時間が一定でないケースにおいても、他保護リレーとの間でＡＤ変換の同期をとり安定したＰＣＭリレー特性を得ることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１、１ａ、１ｂ  ＭＵ（第１のユニット）
２、２ａ、２ｂ  入力変換部
３、３ａ、３ｂ  アナログ入力回路
４、４ａ、４ｂ  ＡＤ変換器
５、５ａ、５ｂ  演算回路
６、６ａ、６ｂ  データ送受信回路
７、７ａ、７ｂ  ネットワーク回線（プロセスバス）
８、８ａ、８ｂ  出力回路
９、９ａ、９ｂ  時刻同期回路
１０、１０ａ、１０ｂ  マルチプレクサ
１１、１１ａ、１１ｂ  ＩＥＤ（第２のユニット）
１２、１２ａ、１２ｂ  データ送受信回路
１３、１３ａ、１３ｂ  演算回路
１４、１４ａ、１４ｂ  出力回路
１６、１６ａ、１６ｂ  ＰＣＭ送受信回路
１７  ＰＣＭ通信線（通信路）
【図１】
0005501909.tif 000002
【図２】
0005501909.tif 000003
【図３】
0005501909.tif 000004
【図４】
0005501909.tif 000005
【図５】
0005501909.tif 000006
【図６】
0005501909.tif 000007
【図７】
0005501909.tif 000008
【図８】
0005501909.tif 000009