(57)【要約】【課題】本発明の実施形態は、装置間の高精度な時刻同期を実現可能な保護継電システム、保護継電装置および時刻同期方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の実施形態は、電力系統の電気量データに基づいて電力系統の保護を行う保護継電装置を複数備え、前記保護継電装置間はネットワーク用いて通信を行う保護継電システムに関する。前記保護継電装置は、電力系統の電気量をサンプリングするタイミングを定期的に刻むクロック部と、サンプリングされた前記電気量データと、および前記ネットワーク受信した電気量データと、に基づいてリレー演算を行うリレー演算部と、乱数を作成する乱数作成部と、前記乱数作成部により作成された乱数に基づいて、同期フレームを前記ネットワークを介して他の保護継電装置に送信するタイミングを決定する同期フレーム処理部と、を備える。【選択図】図２
2014138454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の電気量データに基づいて電力系統の保護を行う保護継電装置を複数備え、前記保護継電装置間はネットワーク用いて通信を行う保護継電システムにおいて、
前記保護継電装置は、
電力系統の電気量をサンプリングするタイミングを定期的に刻むクロック部と、
前記クロック部が刻むタイミングに合わせてサンプリングされた前記電気量データと、および前記ネットワークを介して他の保護継電装置から受信した電気量フレームに格納された電気量データと、に基づいてリレー演算を行うリレー演算部と、
乱数を作成する乱数作成部と、
前記乱数作成部により作成された乱数に基づいて、同期フレームを前記ネットワークを介して他の保護継電装置に送信するタイミングを決定する同期フレーム処理部と、
を備える保護継電システム。
【請求項２】
前記同期フレーム処理部は、前記乱数作成部から同一の乱数を連続で取得した場合には、再度取得した乱数に基づいて前記タイミングを決定する
請求項１に記載の保護継電システム。
【請求項３】
前記同期フレーム処理部は、サンプリングされた前記電気量データを格納する電気量フレームを送信するタイミングから事前に設定された一定時間後に、前記同期フレームを送信するタイミングを決定する
請求項１又は２に記載の保護継電システム。
【請求項４】
前記同期フレーム処理部は、事前に設定された変動許容時間内に、前記同期フレームを送信するタイミングを決定する
請求項１乃至３の何れか１項に記載の保護継電システム。
【請求項５】
電力系統の電気量データに基づいて電力系統の保護を行う保護継電装置を複数備え、前記保護継電装置間はネットワーク用いて通信を行う保護継電システムにおいて、
前記保護継電装置は、
電力系統の電気量をサンプリングするタイミングを定期的に刻むクロック部と、
前記クロック部が刻むタイミングに合わせてサンプリングされた前記電気量データと、および前記ネットワークを介して他の保護継電装置から受信した電気量フレームに格納された電気量データと、に基づいてリレー演算を行うリレー演算部と、
前記保護継電装置間の伝送遅延時間が最小となる同期フレームの送信タイミングを検索し、検索した前記送信タイミングに基づいて前記同期フレームを送信するタイミングを決定する同期フレーム処理部と、
を備える保護継電システム。
【請求項６】
電力系統の電気量データに基づいて電力系統の保護を行う保護継電装置を複数備え、前記保護継電装置間はネットワーク用いて通信を行う保護継電システムにおいて、
前記保護継電装置は、
電力系統の電気量をサンプリングするタイミングを定期的に刻むクロック部と、
前記クロック部が刻むタイミングに合わせてサンプリングされた前記電気量データを電気量フレームとしてネットワークを介して他の保護継電装置に送信し、かつ他の保護継電装置から前記ネットワークを介して電気量フレームを受信する電気量フレーム処理部と、
前記クロック部が刻むタイミングに合わせてサンプリングされた前記電気量データおよび受信した前記電気量フレームに格納された電気量データと、に基づいてリレー演算を行うリレー演算部と、を備え、
前記電気量フレーム処理部は、前記電気量フレームを受信する際に受信時刻を保持し、前記電気量フレームの受信間隔が事前に設定された閾値以上である場合に、前記電気量フレームを破棄する
保護継電システム。
【請求項７】
電力系統の電気量データに基づいて電力系統の保護を行い、ネットワークを用いて他の装置と通信を行う保護継電装置において、
電力系統の電気量をサンプリングするタイミングを定期的に刻むクロック部と、
前記クロック部が刻むタイミングに合わせてサンプリングされた前記電気量データと、および前記ネットワークを介して他の保護継電装置から受信した電気量フレームに格納された電気量データと、に基づいてリレー演算を行うリレー演算部と、
乱数を作成する乱数作成部と、
前記乱数作成部により作成された乱数に基づいて、同期フレームを前記ネットワークを介して他の保護継電装置に送信するタイミングを決定する同期フレーム処理部と、
を備える保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、保護継電システムおよび保護継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統を構成する送電線、母線、および変圧器等の電力系統設備において発生した事故を、検出・除去することで電力系統設備を保護する保護継電システムが用いられている。例えば、送電線を保護する保護継電システムでは電力系統の区間端に保護継電装置を備え、それぞれの保護継電装置間を伝送路にて接続し、各端子での電気量情報に基づいて事故を検出する技術がある。
【０００３】
保護継電装置の中でも、送電線の保護を行う電流差動継電装置は自端子にて電流値情報を取得し、伝送路を介して相手端子に電流値情報を送信する。そして、電流値情報を受信した相手端子の保護継電装置は、自端子で取得した電流値情報と伝送路を介して受信した電流値情報との差分に応じて、送電線の事故を検出する。各端子での電流差動継電装置の時刻（サンプリングタイミング）は高精度に同期している必要がある。
【０００４】
従来の保護継電システムにおける保護継電装置間の伝送は、従来54Kbps〜1.5Mbps程度のマイクロ波や光回線を適用し、同期フレームを伝送し合うことによって高精度な同期を実現していた。また近年、マイクロ波や光回線に代えてより高速でメンテナンス面、コスト面で有利なイーサネット（登録商標）等の汎用ネットワークを適用することが検討されている。汎用ネットワークを用いた保護継電システムでは、複数の保護継電装置間を中継装置を介して通信するため、その中継装置において同期フレームの処理タイミングが他のフレームの処理タイミングと重なり、同期フレームの転送時間が遅延することがある。
【０００５】
同期フレームの転送時間が遅延すると、保護継電装置間での往路の伝送時間と復路の電装置間に差異が生じ、同期精度が低下する。同期精度が低下すると、電流差動継電装置では異なるサンプリングタイミングにて差動演算を実行するため、誤動作する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５６９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、装置間の高精度な時刻同期を実現可能な保護継電システムおよび保護継電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、電力系統の電気量データに基づいて電力系統の保護を行う保護継電装置を複数備え、前記保護継電装置間はネットワーク用いて通信を行う保護継電システムに関する。前記保護継電装置は、電力系統の電気量をサンプリングするタイミングを定期的に刻むクロック部と、サンプリングされた前記電気量データと、および前記ネットワーク受信した電気量データと、に基づいてリレー演算を行うリレー演算部と、乱数を作成する乱数作成部と、前記乱数作成部により作成された乱数に基づいて、同期フレームを前記ネットワークを介して他の保護継電装置に送信するタイミングを決定する同期フレーム処理部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の保護継電システムの構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態の保護継電装置の内部構成を示す機能ブロック図。
【図３】第１の実施形態のクロック部１１３を同期する際の動作を示す図。
【図４】第１の実施形態の同期フレームを送信するタイミングを記す図。
【図５】第２の実施形態の保護継電装置の内部構成を示す機能ブロック図。
【図６】第２の実施形態の同期フレームを送信するタイミングを示す図。
【図７】第３の実施形態の保護継電システムの構成を示すブロック図。
【図８】第３の実施形態の保護継電装置の内部構成を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係る保護継電システムおよび保護継電装置について図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る保護継電システムの構成について図１を用いて説明する。図１は、３端子の送電線を保護する保護継電システムを示すブロック図である。
【００１２】
保護継電システム１は、保護継電装置１１−１〜１１−３、中継機器１２−１〜１２−２およびネットワーク１３−１〜１３−４を備える。
【００１３】
保護継電装置１１−１〜１１−３はそれぞれ、端子２−１〜２−３近傍に設置された変流器３−１〜３−３に接続し、電気量データを取得する。また、保護継電装置１１−１〜１１−３はそれぞれ、ネットワーク１３−１〜１３−４および中継機器１２−１〜１２−２を介して通信を行い、データフレームの送受信を行う。ここで保護継電装置１１−１〜１１−３間で送受信するデータフレームは、変流器３−１〜３−３にて取得した電気量データを含む電気量フレームや、夫々の保護継電装置１１−１〜１１−３間での時刻同期を行うための同期フレームである。
【００１４】
保護継電装置１１−１の内部構成について図２を用いて説明する。図２は、保護継電装置１１−１の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００１５】
保護継電装置１１−１は、入力変換部１１１、アナログディジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部）１１２、クロック部１１３、電気量フレーム処理部１１４、通信部１１５、リレー演算部１１６、同期フレーム処理部１１７、および乱数作成部１１８を備える。端子２−２、２−３に設置される保護継電装置１１−２、１１−３は何れも保護継電装置１１−１と同様の構成を備えるため、以下の説明は省略する。
【００１６】
入力変換部１１１は、変流器３−１にて取得した電気量データをアナログデータとして入力される。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換部１１２は、入力変換部１１１に入力されたアナログデータの電気量データをクロック部１１３が定期的に刻むサンプリングタイミングに合わせてサンプリングし、ディジタルデータに変換する。
【００１８】
電気量フレーム処理部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってディジタルデータに変換された電気量データを通信部１１５、ネットワーク１３−１、その他中継機器を介して電気量フレームとして保護継電装置１１−２、１１−３に送信する。また、電気量フレーム処理部１１４は、保護継電装置１１−２、１１−３から送信されたディジタルデータの電気量フレームを、ネットワーク１３−１、通信部１１５を介して受信する。ここで受信する電気量フレームには、端子２−２、２−３の変流器３−２、３−３によって取得した電気量データを格納する。
【００１９】
リレー演算部１１６は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってディジタル変換した端子２−１の電気量データと、電気量フレーム処理部１１４によって受信した電気量フレームに格納された端子２−２、２−３の電気量データとに基づいて電流差動演算を行う。
【００２０】
同期フレーム処理部１１７は、通信部１１５、ネットワーク１３−１を介して保護継電装置１１−２、１１−３に対して同期フレームを送信する。ここで同期フレームを送信するタイミング（Ｔ０）は、サンプリングタイミングから一定時間（Ｔ１）後の変動許容時間（Ｔ２）内であり、乱数作成部１１８によって作成された乱数に基づいて決定さる。また、同期フレーム処理部１１７は、保護継電装置１１−２、１１−３からネットワーク１３−１、通信部１１５を介して同期フレームを受信し、クロック部１１３を補正する。
【００２１】
ここでクロック部１１３を補正する際の保護継電装置１１−１、１１−２の動作について図３を用いて説明する。図３は、保護継電装置１１−１を従端、保護継電装置１１−２を主端とし、主端の図示しないクロック部に従端のクロック部１１３を同期する際の動作を記す。保護継電装置１１−１、１１−２が送受信し合う同期フレームは、ポーリング（Ｐｏｌｌ）フレーム、同期要求（Ｒｅｑ）フレーム、同期応答（Ｒｅｓｐ）フレーム、および送信時刻通知（ＦｏｌｌｏｗＵＰ）フレームの４種別に分けられる。
【００２２】
Ｐｏｌｌフレームは、主端から従端に発信され、従端に同期通信の許可を与える信号である。Ｒｅｑフレームは、従端から主端に発信され、同期通信の開始を示す信号である。Ｒｅｓｐフレームは、主端から従端に発信され、Ｒｅｑフレームに対して応答を示す応答返送信号である。ＦｏｌｌｏｗＵｐフレームは、主端から従端に発信され、Ｒｅｓｐフレームの送信時刻を従端に通知する信号である。
【００２３】
上記４種のフレームを送受信し合い、下記（１）式にて片道の伝送遅延時間Ｔｄを算出する。ここでは、上りの伝送遅延時間と下りの伝送遅延時間が等しいと仮定して算出している。
【００２４】
Ｔｄ＝｛（Ｔ２−Ｔ１）＋（Ｔ４−Ｔ３）｝／２      ・・・（１）式
算出した伝送遅延時間（Ｔｄ）から下記（２）式にて保護継電装置１１−１、１１−２夫々のクロック部間の同期誤差（ΔＴ）を算出する。
【００２５】
ΔＴ＝（Ｔ２−Ｔ１）−Ｔｄ      ・・・（２）式
ここで算出した同期誤差（ΔＴ）をクロック部１１３に加算または減算することで補正が完了する。
【００２６】
次に、通信部１１５からネットワーク１３−１に対して送信する電気量フレームおよび同期フレームの送信タイミングを図４に記す。電気量フレームは電気量データを取得次第送信するのに対し、同期フレームはサンプリングタイミングから一定時間（Ｔａ）後の変動許容時間（Ｔｂ）内に送信される。この変動許容時間（Ｔｂ）は、保護継電装置１１−１〜１１−３の同期制御の許容精度から算出でき、装置の水晶発振器精度と装置間で必要な同期精度から同期制御間隔が決定し、送信する同期フレームの通信時間のｎ倍時間を変動許容時間（Ｔｂ）とする。つまり、同期フレームを送信するタイミング（Ｔｃ）は下記（３）式にて表せる。ここでのＫは、乱数作成部１１８により作成された乱数であり、０≦Ｋ≦１を満たす。
【００２７】
Ｔｃ＝Ｔａ＋（Ｔｂ×Ｋ）      ・・・（３）式
本実施形態によれば、同期フレームを送信するタイミングを各保護継電装置によって決定される乱数に基づいて決定することによって、保護継電システム１の中継機器１２−１、１２−２等において、同期フレームの中継処理が重複することによって生じる伝送遅延時間の発生を抑制できる。すなわち、各保護継電装置間のクロック部の同期精度が向上することによって、保護継電装置の誤動作を抑制することが可能である。
【００２８】
また、本実施形態ではサンプリングタイミングから一定時間（Ｔａ）後に、変動許容時間（Ｔｂ）を設定している。この一定時間（Ｔａ）は、送信側の保護継電装置１１−１が電気量フレームを送信処理に必要な時間以上に設定することによって、電気量フレームの送信処理が同期フレームの送信処理に与える影響を少なくすることが可能である。
【００２９】
また、変動許容時間（Ｔｂ）を定周期で送信される同期フレームの通信時間のｎ倍時間に設定することによって、他装置から送信した同期フレームが中継機器で衝突する確率は約１／ｎとすることが可能である。
【００３０】
また、同期フレーム処理部１１７は、乱数作成部１１８が作成した乱数を保持しておき、同一の乱数を連続で取得した場合には、再度乱数を取得する構成とすることによって、さらに保護継電装置１１−１〜１１−３の同期精度を向上させることが可能となる。
【００３１】
また、同期フレーム処理部１１７は、（１）式にて算出した伝送遅延時間（Ｔｄ）を図示しない記憶部に随時記憶させ、過去の伝送遅延時間のうち最小となる最小遅延時間と算出した伝送遅延時間（Ｔｄ）を比較しても良い。最小遅延時間と算出した伝送遅延時間（Ｔｄ）との差が事前に設定された閾値以上である場合は、この伝送遅延時間（Ｔｄ）を用いてクロック部１１３を補正しない。このような構成とすることによって、伝送異常が発生した場合など、伝送遅延時間（Ｔｄ）が正常時よりも大きくなった場合のデータを用いずにクロック部を同期制御することが可能となり、さらに精度の向上が図れる。
【００３２】
ただし上述したようにＴｄを記憶して最小遅延時間と比較する構成とする場合には、ネットワークや中継機器の不良により通信経路が変化し、経路が変化した後で同期制御する必要があることから、上記で補正に用いないＴｄもサンプルとして記憶部に記憶させる。記憶部は一定過去分を記憶するが、サンプルが少ないと中継遅延変動が含まれたＴｄを採用する機会が増え同期精度が不安定となり、サンプル数が多いと経路変更による伝送遅延時間の変化に追従するまでの所要時間が増加する。記憶するサンプル数は前記同様の考え方で、必要な装置間同期精度と同期制御間隔から経路変更に追従しなければならない時間が決定するので、その期間を同期通信周期で割ることで適切なサンプル数が求められる。
【００３３】
なお本実施形態では、簡略化のために電気量フレームと同期フレームを別のデータフレームとして記したが、電気量フレームと同期フレームが同一のフレームであっても良く、その場合は、同期フラグが付加されたフレームを同期フレームとして扱い、乱数に基づいて送信タイミングが決定される。
【００３４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の保護継電装置について図５を用いて説明する。第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。第１の実施形態と異なる点は、乱数作成部１１８に代えて記憶部１１９を備え、同期フレーム処理部１１７に代えて同期フレーム処理部１１７−１を備える点である。
【００３５】
同期フレーム処理部１１７−１は、通信部１１５、ネットワーク１３−１を介して保護継電装置１１−２、１１−３に対して同期フレームを送信する。ここで同期フレームを送信するタイミング（Ｔｃ）は、サンプリングタイミングから一定時間（Ｔａ）後の変動許容時間（Ｔｂ）内である。
【００３６】
その変動許容時間（Ｔｂ）内で、前回の同期フレームの送信タイミングから加算時間（Δｔ）加算したタイミングで送信する。つまり、初回の送信タイミング（Ｔｃ１）をサンプリングタイミングから「一定時間（Ｔａ）後」であるとすると、２回目の送信タイミング（Ｔｃ２）はサンプリングタイミングから「一定時間（Ｔａ）＋加算時間（Δｔ）」後に送信する。
【００３７】
そしてｎ回目（ここでは変動許容時間（Ｔｂ）を加算時間（Δｔ）で除算した値がｎとなる）で、送信タイミング（Ｔｃｎ）が「一定時間（Ｔａ）＋加算時間（Δｔ）×（ｎ−１）」となる。
【００３８】
上述した送信タイミングを図６に示す。電気量フレームは電気量データを取得次第送信するのに対し、同期フレームはサンプリングタイミングから一定時間（Ｔａ）後の変動許容時間（Ｔｂ）内に送信され、毎回加算時間（Δｔ）だけ送信タイミングが遅延する。
【００３９】
そして、それぞれの送信タイミング（Ｔｃ）で同期フレームを送信し、第１の実施形態に示す（１）式にて伝送遅延時間Ｔｄを算出する。
【００４０】
記憶部１１９は、同期フレーム処理部１１７が過去に算出した伝送遅延時間のうち最小の値を最小遅延時間として記憶している。つまり、同期フレーム処理部１１７は、算出した伝送遅延時間（Ｔｄ）と、記憶部１１９に記憶されている最小遅延時間とを比較し、伝送遅延時間（Ｔｄ）の方が小さければその値を最小遅延時間として上書きする。このとき、同期フレームの送信タイミング（Ｔｃ）を併せて記憶しておく。つまり、伝送遅延時間（Ｔｄ）が最小である最小遅延時間となる同期フレームの送信タイミングを検索する。
【００４１】
そして、同期フレーム処理部１１７における、（ｎ＋１）回目以降の同期フレームのタイミングは、記憶部１１９に記憶されている最小遅延時間となる送信タイミングを固定して用いる。
【００４２】
本実施形態によれば、同期フレーム処理部１１７が同期フレームを送信するタイミングを毎回、加算時間変化させることにより、伝送遅延時間（Ｔｄ）が最小となるタイミングが決定できる。決定した後は、最小となる送信タイミングを用いることによって、保護継電システム１の中継機器１２−１、１２−２等において、同期フレームの中継処理が重複することによって生じる伝送遅延時間の発生を抑制できる。すなわち、各保護継電装置間のクロック部の同期精度が向上することによって、保護継電装置の誤動作を抑制することが可能である。
【００４３】
なお、本実施形態では伝送遅延時間（Ｔｄ）は、算出時点のネットワーク構成、通信負荷のものであり、端子数の増減やデータフレーム数／フレーム長／通信周期／通信形態（ユニキャスト、マルチキャスト）等を変更すると、伝送遅延時間（Ｔｄ）も変化する。したがって、これらの通信に関する変更が有った場合には、記憶部１１９に記憶された最小遅延時間を消去し、上述した１〜ｎ回目の動作を再度行うことによって変更後も高精度な同期を実現できる。
【００４４】
また、前述した同期方法は主端が主導となり、Pollフレームにより同期通信を行うので同期フレームと衝突するのは電気量フレーム等の定常送出しているフレームに限られるので、各端末が送出する同期フレームは衝突しない（端末間の協調は不要）。但し、時刻同期方式によっては従端主導のケースもある。この場合は、各従端が任意タイミングで同期フレームを送信しあうことから同期フレーム同士が衝突する可能性がでる。従端主導の利点はPollフレームが不要なので通信負荷が削減できること、従端主導なので個々の従端が必要とする同期精度及び個々の従端のクロック精度に応じて同期通信周期を設定できること（ある端末はクロック精度が低いので100ms周期の同期通信＋同期補正、別な端末はクロック精度が高いので10秒周期でOKなど）、があげられる。
【００４５】
本実施形態では電気量フレームなど常に通信／通過する期間以外を求めるが、同期通信は常に実施するケースは少なく（端末のクロック精度と必要な同期精度に応じて通信周期を決定するため）、従端主導の方式では前記実施形態のように最小遅延時間を求めても他端末が送出した同期フレームと衝突する可能性がある。
【００４６】
他端末から送出された同期フレームと衝突すると、算出する伝送遅延時間（Ｔｄ）が変化し最小遅延時間と不一致になるので再度１〜ｎ回目のように再検索すればよい。但し、同期フレーム同士の衝突では複数端末でＴｄ変化を検出するので、それぞれが同時に再検索すると送信タイミングに加算時間分だけ加算しても同期通信周期が同じ場合には毎回フレーム衝突することになる。
【００４７】
この回避としては、最小遅延時間との不一致がｍ回継続したら再検索開始すればよい。ｍ回の設定は各端末が持つ端末番号やＩＰアドレスのホストアドレスの一部を流用するなど重複しにくい数値とすればよく、同一システム内であればあらかじめ優先番号を設定するのもよい。別の方法として、上述した１〜ｎ回目の動作で最小遅延時間を検索する際の送信遅延に加算する単位や同期通信周期を各端末で重複しないように前記端末番号やホストアドレスの一部から流用することでもフレーム衝突の継続を回避できる。
【００４８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る保護継電システムの構成について図７を用いて説明する。図７は、３端子の送電線を保護する保護継電システムを示すブロック図である。
【００４９】
保護継電システム１は、保護継電装置１１−１〜１１−３、中継機器１２−１〜１２−２およびネットワーク１３−１〜１３−４を備える。
【００５０】
保護継電装置１１−１〜１１−３はそれぞれ、端子２−１〜２−３近傍に設置された変流器３−１〜３−３に接続し、電気量データを取得する。また、保護継電装置１１−１〜１１−３はそれぞれ、ネットワーク１３−１〜１３−４および中継機器１２−１〜１２−２を介して通信を行い、データフレームの送受信を行う。ここで保護継電装置１１−１〜１１−３間で送受信するデータフレームは、変流器３−１〜３−３にて取得した電気量データを含む電気量フレームや、夫々の保護継電装置１１−１〜１１−３間での時刻同期を行うための同期フレームである。
【００５１】
保護継電装置１１−１の内部構成について図８を用いて説明する。図８は、保護継電装置１１−１の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００５２】
保護継電装置１１−１は、入力変換部１１１、アナログディジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部）１１２、クロック部１１３、電気量フレーム処理部１１４、通信部１１５、およびリレー演算部１１６を備える。端子２−２、２−３に設置される保護継電装置１１−２、１１−３は何れも保護継電装置１１−１と同様の構成を備えるため、以下の説明は省略する。
【００５３】
入力変換部１１１は、変流器３−１にて取得した電気量データをアナログデータとして入力される。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換部１１２は、入力変換部１１１に入力されたアナログデータの電気量データをクロック部１１３が刻むサンプリングタイミングに合わせてサンプリングし、ディジタルデータに変換する。
【００５５】
電気量フレーム処理部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってディジタルデータに変換された電気量データを通信部１１５、ネットワーク１３−１、その他中継機器を介して電気量フレームとして保護継電装置１１−２、１１−３に送信する。また、電気量フレーム処理部１１４は、保護継電装置１１−２、１１−３から送信されたディジタルデータの電気量フレームを、ネットワーク１３−１、通信部１１５を介して受信する。ここで受信する電気量フレームには、端子２−２、２−３の変流器３−２、３−３によって取得した電気量データを格納する。
【００５６】
この時、電気量フレームを受信する度に受信時刻を保持しており、同じ送信元から前回受信した電気量フレームの受信時刻と今回の受信時刻との時間差が、事前に設定された閾値（Ｋ１）以上である場合に、今回受信した電気量フレームを破棄する。つまり、同じ送信元の保護継電装置から定期的に電気量フレームを受信しているが、受信時刻の間隔が閾値（Ｋ１）以上である場合に、装置間のネットワークに異常が発生したと判断し、異常な電気量フレームを破棄する。ここでの閾値Ｋ１は例えば、Ｋ１＝（送信元保護継電装置の送信周期）＋α  として表される。
【００５７】
リレー演算部１１６は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってディジタル変換した端子２−１の電気量データと、電気量フレーム処理部１１４によって受信した電気量フレームに格納された端子２−２、２−３の電気量データと、に基づいて電流差動演算を行う。
【００５８】
本実施形態によれば、電気量フレームの受信時刻の間隔が閾値以上である場合に、電気量フレームを破棄することによって、ネットワーク内でのフレーム衝突等のネットワーク異常が発生した可能性がある電気量フレームを用いずにリレー演算が可能となる。したがって、保護継電装置１１−１の誤動作を抑制することが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態では電気量フレームの受信間隔が閾値以上である場合に、フレームを破棄していたが、破棄する対象とするフレームは電気量フレームに限らず、同期フレームであっても良く、この場合も同様に受信間隔が閾値以上である場合に、同期フレームを破棄する。
【００６０】
さらに、第１の実施形態に示す様に同期フレームの送信タイミングを乱数に基づいて決定する場合にも本実施形態は適用可能であり、その場合の閾値（Ｋ２）は、Ｋ２＝（送信元保護継電装置の送信周期）＋（変動許容時間（Ｔ２））＋α  と表される。
【００６１】
本発明に係る実施形態によれば、装置間の高精度な時刻同期を実現可能な保護継電システム、保護継電装置および時刻同期方法を提供することを目的とする。
【００６２】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１…保護継電システム
２−１〜２−３…端子
３−１〜３−３…変流器
４…送電線
１１−１〜１１−３…保護継電装置
１２−１〜１２−２…中継機器
１３−１〜１３−４…ネットワーク
１１１…入力変換部
１１２…Ａ／Ｄ変換部
１１３…クロック部
１１４…電気量フレーム処理部
１１５…通信部
１１６…リレー演算部
１１７…同期フレーム処理部
１１８…乱数作成部
【図１】
2014138454.tif 000003
【図２】
2014138454.tif 000004
【図３】
2014138454.tif 000005
【図４】
2014138454.tif 000006
【図５】
2014138454.tif 000007
【図６】
2014138454.tif 000008
【図７】
2014138454.tif 000009
【図８】
2014138454.tif 000010