(57)【要約】【課題】保護継電システムでは、各保護継電器でのサンプリングが同期していないと誤動作するため同期ずれ時間を常時監視する必要がある。【解決手段】ディジタル形保護継電器のサンプリング周期生成回路に第１〜第３の判定手段を設ける。第１の判定手段は、電力系統周波数の１Ｈｚ中における前記電気角３０゜割り込み信号と３６０゜信号を監視する。第２の判定手段は、前記１秒の基準信号中における３６０゜信号数を監視する。第３の判定手段は、前記１秒の基準信号中における前記電気角３０゜割り込み信号数を監視する。第１〜第３の判定手段のうち、何れか１つ以上の判定手段から不良信号が出力されたとき、同期不良信号として出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のディジタル形保護継電器間でアナログデータを送受信するための伝送処理部をそれぞれ有し、伝送処理部にそれぞれ外部機器から得られる１秒の基準信号と、それをもとに電気角３０゜割り込み信号と３６０゜信号を生成するサンプリング周期生成回路を備え、各ディジタル形保護継電器間で同期した一定間隔でＡ／Ｄ変換したデータを基に保護演算する保護継電システムにおいて、
前記各ディジタル形保護継電器のサンプリング周期生成回路に、第１〜第３の判定手段を設け、
前記第１の判定手段は、電力系統周波数の１Ｈｚ中における前記電気角３０゜割り込み信号と３６０゜信号を監視し、
前記第２の判定手段は、前記１秒の基準信号中における３６０゜信号数を監視し、
前記第３の判定手段は、前記１秒の基準信号中における前記電気角３０゜割り込み信号数を監視し、
前記、第１〜第３の判定手段のうち、何れか１つ以上の判定手段から不良信号が出力されたとき、同期不良信号として出力することを特徴としたサンプリング同期監視装置。
【請求項２】
前記第１の判定手段は、前記電気角３０゜割り込み信号数でカウンタ歩進を開始して前記３６０゜信号でクリアするカウンタＡと、３６０゜信号でカウントアップするカウンタＢと、カウンタＡのカウント数が３６０゜信号のカウントアップ中にカウンタＡのカウント数が１２になったか否かを判断し、カウント数１２のときに良好と判定する判定機能を備え、
前記第２の判定手段は、前記カウンタＢは前記１秒の基準信号中にカウント数５０（または６０）になったか否かを判断し、カウント数５０（または６０）のときに良好と判定する判定機能を備え、
前記第３の判定手段は、前記電気角３０゜割り込み信号数でカウンタ歩進を開始するカウンタＣと、前記１秒の基準信号中にカウント数６００（または７２０）になったか否かを判断し、カウント数６００（または７２０）のときに良好と判定する判定機能を備え、
たことを特徴とした請求項１記載のサンプリング同期監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル形保護継電器の常時監視に係わり、特に単純にサンプリング同期を監視することを可能にしたサンプリング同期監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
保護継電システムにおけるサンプリング同期は、ＰＣＭ電流差動リレーなどに用いられている。サンプリング同期方式としては、各装置を通過する同期フレームの通過タイミングを高精度で計測し、その中間点をサンプリング同期点とする方式である。保護継電システムでのサンプリング同期方式として、例えば特許文献１では、イーサネット（登録商標）で利用可能な時刻同期プロトコルであるIEEE1588を採用し、スレーブユニットとマスタユニット間の遅延時間を０に近づけるように制御することで、スレーブユニットはマスタユニットに対してサンプリング時刻が同一となるように制御している。そのために、保護継電器内に同期機能を備え、遅延時間を常時監視している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２００１００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
保護継電システムには、図４で示すように複数の保護継電器間（図４では隣接する保護継電器１と保護継電器２間）において、サンプリング番号や各電気所で検出された電気量のアナログデータなどの情報が伝送処理部１１，２１を介して授受される。３，４は互いに同期した基準信号を発生する外部発振器で、例えばIEEE1588の機能を持たせたＰＴＰ（Precision Time Protocol）による時刻同期機能や水晶発信器などが使用され、外部発振器３，４から各別に伝送処理部１１，２１に１秒毎の基準信号を送信する。なお、１２，２２は保護演算部である。
【０００５】
保護継電器１と保護継電器２は、設置された電気所での電気量をそれぞれのアナログ入力部においてマルチプレクサなどを介して取り込み、Ａ／Ｄ変換器においてディジタル信号に変換される。自局のアナログデータと他局のアナログデータを用いて保護演算するシステムでは、サンプリングが同期していないと保護継電器が誤動作する。誤動作を防止するためには、同期ずれ時間を常時監視する必要があるが、その手段としてのソフトウェアが複雑となっている。
【０００６】
本発明が目的とするところは、簡易な手段でサンプリング同期監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数のディジタル形保護継電器間でアナログデータを送受信するための伝送処理部をそれぞれ有し、伝送処理部にそれぞれ外部機器から得られる１秒の基準信号と、それをもとに電気角３０゜割り込み信号と３６０゜信号を生成するサンプリング周期生成回路を備え、各ディジタル形保護継電器間で同期した一定間隔でＡ／Ｄ変換したデータを基に保護演算する保護継電システムにおいて、
前記各ディジタル形保護継電器のサンプリング周期生成回路に、第１〜第３の判定手段を設け、
前記第１の判定手段は、電力系統周波数の１Ｈｚ中における前記電気角３０゜割り込み信号と３６０゜信号を監視し、
前記第２の判定手段は、前記１秒の基準信号中における３６０゜信号数を監視し、
前記第３の判定手段は、前記１秒の基準信号中における前記電気角３０゜割り込み信号数を監視し、
前記、第１〜第３の判定手段のうち、何れか１つ以上の判定手段から不良信号が出力されたとき、同期不良信号として出力するものである。
【０００８】
また、本発明における第１の判定手段は、前記電気角３０゜割り込み信号数でカウンタ歩進を開始して前記３６０゜信号でクリアするカウンタＡと、３６０゜信号でカウントアップするカウンタＢと、カウンタＡのカウント数が３６０゜信号のカウントアップ中にカウンタＡのカウント数が１２になったか否かを判断し、カウント数１２のときに良好と判定する判定機能を備え、
前記第２の判定手段は、前記カウンタＢは前記１秒の基準信号中にカウント数５０（または６０）になったか否かを判断し、カウント数５０（または６０）のときに良好と判定する判定機能を備え、
前記第３の判定手段は、前記電気角３０゜割り込み信号数でカウンタ歩進を開始するカウンタＣと、前記１秒の基準信号中にカウント数６００（または７２０）になったか否かを判断し、カウント数６００（または７２０）のときに良好と判定する判定機能を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のとおり、本発明によれば、３種類のカウンタによる同期監視であることから、最も単純にサンプリング同期の監視が可能となるものであり、ソフトウェアの処理能力に与える影響も少なくできるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示す第１の判定手段によるフローチャート。
【図２】本発明の実施形態を示す第２の判定手段によるフローチャート。
【図３】本発明の実施形態を示す第３の判定手段によるフローチャート。
【図４】保護継電システムの概略の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
電気所に設置されるＰＣＭ電流差動リレーなどの保護継電器は、一般に、系統のアナログ信号を電気角３０゜間隔でサンプリングされた値に基づいて保護演算されることから、伝送処理部１１，２１のサンプリング周期生成回路には、生成された電気角３０゜割り込み信号（以下単に割り込み信号という）と周波数１Ｈｚの３６０゜信号、及び外部発振器３，４が発振した１秒の基準信号を備えている。本発明は、以下で示す第１の判定から第３の判定結果による何れかの組み合わせで同期監視するものである。
【００１２】
（１）第１の判定について
図１は、サンプリング同期監視手段としてカウンタＡ，Ｂの２個を用い、２個のカウンタＡ，Ｂで割り込み信号と３６０゜信号で同期監視するものである。カウンタＡは割り込み信号でカウントアップしてカウンタ歩進を開始し、３６０゜信号（または、３６０゜に相当する時間）でクリアする。カウンタＢは、３６０゜信号でカウントアップし、１秒基準信号（または基準信号に相当する時間）でクリアする。
【００１３】
図１において、ステップＳ１でカウンタＡは割り込み信号によりカウンタを歩進し、ステップＳ２では３６０゜信号の有無が判断される。３６０゜信号が無い場合にはステップＳ３でカウンタＡのカウント値が１２になったか否かが判断される。ステップＳ３でカウント値が１２であった場合でも、ステップＳ２で１Ｈｚの３６０゜信号が無いことからステップＳ４に移り、判定１＝ＮＧと判定してカウンタＡのカウント値を０にする。ステップＳ３でカウント値が１２に達していない場合にはカウンタＡの歩進はそのまま継続される。
【００１４】
ステップＳ２で３６０゜信号有りの場合には、ステップＳ５でカウンタＢがカウントアップし、この３６０゜信号でカウンタＢの歩進を開始し、ステップＳ６でカウンタＡのカウント値は１２であるか否かが判定される。カウント値が１２である場合には、ステップＳ７で判定１＝ＯＫと判定されカウンタＡのカウント値を０にする。これにより、１Ｈｚの３６０゜中に割り込み信号が１２回発生して同期が取れているかが判断される。ステップＳ６で、カウンタＡのカウント値が１２でない場合、すなわち同期が取れていない場合にはステップＳ４に移り、判定手段により同期不良と判定されて判定１＝ＮＧが出力される。
【００１５】
第１の判定結果によれば、カウンタＡ，Ｂにより１Ｈｚ中でのサンプリング信号と３６０゜信号の２信号を監視することで、簡易な手段によりサンプリング同期の監視が可能となるものである。
（２）第２の判定について
図２の判定は、判定１に用いたカウンタＢを用いて１秒基準信号を監視するものである。すなわち、３６０゜信号でカウントアップし、１秒基準信号（または基準信号に相当する時間）でクリアするカウンタＢは、ステップＳ１１で１秒基準信号の有無を監視し、１秒基準信号が無しの場合にはステップＳ１２でカウンタＢのカウント値を判断する。
【００１６】
ステップＳ１２では、電力系統周波数が５０Ｈｚ系ではカウント値＝５０（６０Ｈｚ系では６０で、以下は５０Ｈｚ系の５０で説明する）であるか否かが判断され、カウント値が５０未満の場合にはカウンタＢはそのまま歩進を継続する。ステップＳ１２でカウント値＝５０の場合、ステップＳ１３ではステップＳ１１で１秒基準信号が無いことから同期不良と判定されて判定２＝ＮＧを出力すると共に、カウンタＢのカウント値を０にする。
【００１７】
ステップＳ１１で、１秒基準信号が有りの場合にはステップＳ１４でカウント値＝５０であるか否かが判断され、カウント値＝５０の場合にはステップＳ１５での判定手段により同期良好として判定２＝ＯＫ信号を出力すると共に、カウンタＢのカウント値を０にする。また、ステップＳ１４において、カウント値が５０でない場合にはステップＳ１３で同期不良と判定されて判定２＝ＮＧを出力すると共に、カウンタＢのカウント値を０にする。
【００１８】
第２の判定によれば、３６０゜信号でカウントアップし、１秒基準信号でクリアするカウンタを用い、１秒間での３６０゜信号数を監視する簡易な手段によりサンプリング同期の監視が可能となるものである。
【００１９】
（３）第３の判定について
図３で示す第３の判定例では、割り込み信号でカウントアップしてカウンタ歩進を開始し、１秒基準信号でクリアするカウンタＣが使用される。ステップＳ２１でカウンタＣは割り込み信号で歩進を開始し、ステップＳ２２で１秒基準信号の有無を判断する。保護継電器による保護演算では同時刻に取得した電気量の割り込み信号としては、５０Ｈｚ／６０Ｈｚの系統周波数の１２倍が使用されていることから、ステップＳ２２で１秒基準信号がない場合にはステップＳ２３でカウント値＝６００（６０Ｈｚ系では７２０）か否かが判断される。６００でない場合には歩進は継続されるが、６００に達していた場合でもステップＳ２４での判断で１秒基準信号がないことら同期不良と判定され、判定３＝ＮＧを出力すると共に、カウンタＣのカウント値を０にする。
【００２０】
ステップＳ２２で１秒基準信号有りと判断された場合には、ステップＳ２５でカウント値＝６００の有無が判断され、カウント値＝６００の場合には同期が得られているとして判定３＝ＯＫ信号を出力すると共に、カウンタＣのカウント値を０にする。また、カウント値が６００でなかった場合には、ステップＳ２４で同期不良と判定されて判定３＝ＮＧを出力すると共に、カウンタＣのカウント値を０にする。
【００２１】
第３の判定例によれば、割り込み信号でカウントアップしてカウンタ歩進を開始し、１秒基準信号でクリアするカウンタを使用することで割り込み信号を監視する簡易な手段によりサンプリング同期の監視が可能となるものである。
【００２２】
本発明でのサンプリング同期監視では、図１〜図３による判定１〜判定３のうち、何れか１つ以上の判定手段からＮＧ信号が出力したとき直ちに異常と判定してリレーロック信号を出力する。これにより、最も単純にサンプリング同期の監視が可能となるものであり、ソフトウェアの処理能力に与える影響も少なくできるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１，２…  保護継電器
３，４…  外部発信器
１１，２１…  伝送処理部
１２，２２…  保護演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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