(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電線の第１端子に設けられた電流差動リレーであって、
前記送電線の前記第１端子の電流および電圧をサンプリングして電流データおよび電圧データを生成するアナログ／デジタル変換部と、
前記送電線の第２端子に設けられた第２の電流差動リレーから前記第２端子の電流データおよび電圧データを受信する受信機と、
前記第１端子の電流データおよび電圧データに基づいて、前記送電線の前記第１端子と前記第２端子との間の特定点における電圧を第１特定点電圧として計算し、前記第２端子の電流データおよび電圧データに基づいて、前記特定点における電圧を第２特定点電圧として計算する電圧演算部と、
前記第１特定点電圧と前記第２特定点電圧との位相差を計算する位相差演算部と、
前記位相差に対応する時間に基づいて前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整する同期処理部とを備え、
前記電圧演算部は、前記第１端子と前記特定点とを接続する第１線路および前記第２端子と前記特定点とを接続する第２線路の各々を、前記送電線全体を単一のπ形回路としたときの当該π形回路の一部であるＬ形回路として、または単一のＴ形回路として、または直列接続された複数のＴ形回路として模擬することによって、前記第１特定点電圧および前記第２特定点電圧を計算する、電流差動リレー。
【請求項２】
前記第１線路および前記第２線路の各々は、前記送電線全体を単一のπ形回路としたときの当該π形回路の一部であるＬ形回路として模擬され、
前記電圧演算部は、前記第１端子の電圧に基づいて前記第１線路の充電電流を算出し、前記第１端子の電流から前記第１線路の充電電流を減じることによって得られる電流から前記第１線路の電圧降下分を算出し、前記第１端子の電圧から前記第１線路の電圧降下分を減じることによって前記第１特定点電圧を算出し、
前記電圧演算部は、前記第２端子の電圧に基づいて前記第２線路の充電電流を算出し、前記第２端子の電流から前記第２線路の充電電流を減じることによって得られる電流から前記第２線路の電圧降下分を算出し、前記第２端子の電圧から前記第２線路の電圧降下分を減じることによって前記第２特定点電圧を算出する、請求項１に記載の電流差動リレー。
【請求項３】
前記第１線路は単一の第１のＴ形回路として模擬され、前記第２線路は単一の第２のＴ形回路として模擬され、
前記電圧演算部は、前記第１端子から前記第１のＴ形回路のコンデンサ点までの電圧降下分を前記第１端子の電圧から減じることによって前記第１のＴ形回路のコンデンサ点における電圧を算出し、前記第１のＴ形回路のコンデンサ点における電圧に基づいて前記第１線路の充電電流を算出し、前記第１端子の電流から前記第１線路の充電電流を減じることによって得られる電流と前記第１のＴ形回路のコンデンサ点における電圧とに基づいて前記第１特定点電圧を算出し、
前記電圧演算部は、前記第２端子から前記第２のＴ形回路のコンデンサ点までの電圧降下分を前記第２端子の電圧から減じることによって前記第２のＴ形回路のコンデンサ点における電圧を算出し、前記第２のＴ形回路のコンデンサ点における電圧に基づいて前記第２線路の充電電流を算出し、前記第２端子の電流から前記第２線路の充電電流を減じることによって得られる電流と前記第２のＴ形回路のコンデンサ点における電圧とに基づいて前記第２特定点電圧を算出する、請求項１に記載の電流差動リレー。
【請求項４】
送電線の第１端子に設けられた電流差動リレーであって、
前記送電線の前記第１端子の電流および電圧をサンプリングして電流データおよび電圧データを生成するアナログ／デジタル変換部と、
前記送電線の第２端子に設けられた第２の電流差動リレーから前記第２端子の電流データおよび電圧データを受信する受信機と、
前記第１端子と前記第２端子とを接続する線路を単一のＴ形回路または直列接続された複数のＴ形回路として模擬することによって、前記第１端子の電流データおよび電圧データから前記第２端子の電圧を計算する電圧演算部と、
前記電圧演算部によって計算された前記第２端子の電圧と実際の前記第２端子の電圧との位相差を計算する位相差演算部と、
前記位相差に対応する時間に基づいて前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整する同期処理部とを備える、電流差動リレー。
【請求項５】
前記第１端子と前記第２端子とを接続する前記線路は、単一のＴ形回路として模擬され、
前記電圧演算部は、前記第１端子から前記Ｔ形回路のコンデンサ点までの電圧降下分を前記第１端子の電圧から減じることによって前記Ｔ形回路のコンデンサ点における電圧を算出し、前記Ｔ形回路のコンデンサ点における電圧に基づいて前記線路の充電電流を算出し、前記第１端子の電流から前記線路の充電電流を減じることによって得られる電流と前記Ｔ形回路のコンデンサ点における電圧とに基づいて前記第２端子の電圧を算出する、請求項４に記載の電流差動リレー。
【請求項６】
送電線の第１端子に設けられた電流差動リレーであって、
前記送電線の前記第１端子の電流および電圧をサンプリングして電流データおよび電圧データを生成するアナログ／デジタル変換部と、
前記送電線の第２端子に設けられた第２の電流差動リレーから前記第２端子の電流データおよび電圧データを受信する受信機と、
前記第１端子と前記第２端子とを接続する線路を単一のＴ形回路または直列接続された複数のＴ形回路として模擬することによって、前記第２端子の電流データおよび電圧データから前記第１端子の電圧を計算する電圧演算部と、
前記電圧演算部によって計算された前記第１端子の電圧と実際の前記第１端子の電圧との位相差を計算する位相差演算部と、
前記位相差に対応する時間に基づいて前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整する同期処理部とを備える、電流差動リレー。
【請求項７】
前記電流差動リレーは、前記第１端子の電流データおよび電圧データとともに第１のタイミング信号を前記第２の電流差動リレーに送信する送信機をさらに備え、
前記受信機は、前記第２端子の電流データおよび電圧データとともに第２のタイミング信号を前記第２の電流差動リレーから受信し、
前記同期処理部は、
前記送信機が前記第１のタイミング信号を送信してから前記受信機が前記第２のタイミング信号を受信するまでの第１の時間間隔と、前記第２の電流差動リレーが前記第２のタイミング信号を送信してから前記第１のタイミング信号を受信するまでの第２の時間間隔とが等しくなるように、前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を制御する第１ステップと、
前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔とが等しいときに前記位相差演算部によって計算された位相差に対応する時間を、第３の時間間隔として記憶する第２ステップと、
前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔とが前記第３の時間間隔の２倍だけ異なるように、前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を制御する第３ステップとを実行するように構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電流差動リレー。
【請求項８】
前記同期処理部は、前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔とが前記第３の時間間隔の２倍だけ異なっているときに前記位相差演算部によって計算された位相差に対応する時間を用いて、前記第３の時間間隔を補正する第４ステップをさらに実行するように構成され、
前記第３ステップでは、前記第４ステップによって補正された前記第３の時間間隔が用いられる、請求項７に記載の電流差動リレー。
【請求項９】
前記同期処理部は、前記送電線の正常時には、前記第４ステップを繰り返し実行することによって前記第３の時間間隔を継続的に補正するように構成され、
前記同期処理部は、前記送電線の故障時には、前記第４ステップを実行せず、前記送電線の故障発生の直前に補正された前記第３の時間間隔を用いて前記第３ステップを実行するように構成される、請求項８に記載の電流差動リレー。
【請求項１０】
前記同期処理部は、前記送電線の正常時に、前記第１ステップおよび前記第２ステップを実行した後、前記位相差演算部によって計算された位相差に対応する時間が０となるように、前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を制御する第５ステップを実行するように構成され、
前記同期処理部は、前記送電線の故障時に、前記第５ステップに代えて前記第３ステップを実行するように構成される、請求項７に記載の電流差動リレー。
【請求項１１】
送電線の第１端子の電流および電圧をサンプリングして電流データおよび電圧データを生成するステップと、
前記送電線の第２端子の電流および電圧をサンプリングして電流データおよび電圧データを生成するステップと、
前記第１端子の電流データおよび電圧データから、前記送電線の前記第１端子と前記第２端子との間の特定点における電圧を第１特定点電圧として計算するステップと、
前記第２端子の電流データおよび電圧データから、前記特定点の電圧を第２特定点電圧として計算するステップとを備え、
前記第１特定点電圧および前記第２特定点電圧を計算するステップでは、前記第１端子と前記特定点とを接続する第１線路および前記第２端子と前記特定点とを接続する第２線路の各々は、前記送電線全体を単一のπ形回路としたときの当該π形回路の一部であるＬ形回路として、または単一のＴ形回路として、または直列接続された複数のＴ形回路として模擬され、
さらに、前記第１特定点電圧と前記第２特定点電圧との位相差を第１の位相差として計算するステップと、
前記第１の位相差に対応する時間に基づいて前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整するステップと備える、サンプリング同期方法。
【請求項１２】
前記送電線は、前記特定点と第３線路を介して接続された第３端子をさらに含み、
前記サンプリング同期方法は、さらに、
前記第３端子の電流および電圧をサンプリングして電流データおよび電圧データを生成するステップと、
前記第３線路をπ形回路の一部である単一のＬ形回路としてまたは単一のＴ形回路としてまたは直列接続された複数のＴ形回路として模擬することによって、前記第３端子の電流データおよび電圧データから、前記特定点の電圧を第３特定点電圧として計算するステップと、
前記第２特定点電圧と前記第３特定点電圧との位相差を第２の位相差として計算するステップと、
前記第２の位相差に対応する時間に基づいて前記第３端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整するステップと備える、請求項１１に記載のサンプリング同期方法。
【請求項１３】
前記サンプリング同期方法は、
前記第１端子に設けられた第１の送受信機から前記第２端子に設けられた第２の送受信機に前記第１端子の電流データおよび電圧データとともに第１のタイミング信号を送信するステップと、
前記第２の送受信機から前記第１の送受信機に前記第２端子の電流データおよび電圧データとともに第２のタイミング信号を送信するステップとをさらに備え、
前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整するステップは、
前記第１の送受信機が前記第１のタイミング信号を送信してから前記第２のタイミング信号を受信するまでの第１の時間間隔と、前記第２の送受信機が前記第２のタイミング信号を送信してから前記第１のタイミング信号を受信するまでの第２の時間間隔とが等しくなるように、前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を制御する第１ステップと、
前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔とが等しいときに前記第１の位相差に対応する時間を、第３の時間間隔として記憶する第２ステップと、
前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔とが前記第３の時間間隔の２倍だけ異なるように、前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を制御する第３ステップとを含む、請求項１１または１２に記載のサンプリング同期方法。
【請求項１４】
前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整するステップは、さらに、
前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔とが前記第３の時間間隔の２倍だけ異なっているときに計算された前記第１の位相差に対応する時間を用いて、前記第３の時間間隔を補正する第４ステップを含み、
前記第３ステップでは、前記第４ステップによって補正された前記第３の時間間隔が用いられる、請求項１３に記載のサンプリング同期方法。
【請求項１５】
前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整するステップでは、
前記送電線の正常時には、前記第４ステップが繰り返し実行されることによって前記第３の時間間隔が継続的に補正され、
前記送電線の故障時には、前記第４ステップは実行されず、前記送電線の故障発生の直前に補正された前記第３の時間間隔を用いて前記第３ステップが実行される、請求項１４に記載のサンプリング同期方法。
【請求項１６】
前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整するステップでは、
前記送電線の正常時に、前記第１ステップおよび前記第２ステップが実行された後に、前記第１の位相差に対応する時間が０となるように、前記第１端子の電流および電圧のサンプリング時刻を制御する第５ステップが実行され、
前記送電線の異常時に、前記第５ステップに代えて前記第３ステップが実行される、請求項１３に記載のサンプリング同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、送電線を保護するための電流差動リレー、ならびに、この電流差動リレーなどによって送電線の両端の電流値および電圧値を検出する際のサンプリング同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線を保護する電流差動リレーは、送電線の保護区間の両端に設けられる。各電流差動リレーは、自端に設置された電流変成器から電流値を取り込み、取り込んだ電流値を互いに伝送路を経由して伝送し合う。そして、各電流差動リレーは、送電線の両端の電流値の差分に基づいて送電線内の故障を検出する。その際、正確な故障判定のためには送電線の両端での電流のサンプリングタイミングの同期が必要となる。【０００３】
従来から用いられていて主流となっているサンプリング同期方法は、たとえば、特開昭６２−２６２６１５号公報（特許文献１）に開示されている。この方法では、各電流差動リレーは、自端の電流データを相手端に伝送する際に、送信データに送信タイミング情報を組み込む。そして、各電流差動リレーは、送信タイミング情報を相手端に送信してから、相手端の送信タイミング情報を受信するまでの時間を計測する。各電流差動リレーは、計測した時間を互いに送信し合い、この時間が互いに等しくなるようにサンプリングタイミングを調整する。【０００４】
この方法によって正確にサンプリング同期を行うには、自端から相手端への伝送時間と相手端から自端への伝送時間とが等しいという条件が必須である。しかし、汎用の通信機器を用いて伝送すると、これら両方向の伝送時間には数１００μｓの差のある場合がある。このため、サンプリング同期に誤差が生じ、この同期誤差が電流差動リレー演算の誤差要因になっていた。【０００５】
そこで、保護区間となる送電線内の故障点を標定する故障点標定装置のように、特に精度が必要な場合には、たとえば、特開平４−１７５０９号公報（特許文献２）に記載されているようなサンプリング同期方法が提案されている。具体的にこの方法による故障点標定装置は、送電線の両端での電圧および電流の検出値を取得する。そして、故障点標定装置は、送電線の一方端の端子電圧から、その一方端の端子電流による送電線の電圧降下を減じることによって他方端の端子電圧を計算する。故障点標定装置は、計算した他方端の端子電圧と実際に取得した他方端の端子電圧との位相差に基づいて、送電線の両端でのサンプリング同期を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２６２６１５号公報
【特許文献２】特開平４−１７５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願の発明者は、上記の特許文献２などに開示されたサンプリング同期方法の誤差要因を検討した。この結果、この文献によるサンプリング同期方法では、送電線の対地静電容量に基づく、送電線から大地への充電電流の影響が考慮されていない点が問題であることを見出した。特に、充電電流は、送電線路が地中ケーブルで構成されている場合や、架空線で線路長が長い場合に無視できなくなるので、充電電流を無視したサンプリング同期では、誤差が大きくなる。このような問題は、これまで一般には検討されてこなかった。【０００８】
この開示は、上記の問題点を考慮したものであり、その目的は、送電線の両端でのサンプリング同期を精度良く実現するサンプリング同期処理方法およびこのサンプリング同期処理方法を実装した電流差動リレーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態による電流差動リレーは、送電線の第１端子に設けられる。電流差動リレーは、アナログ／デジタル変換部と、受信機と、電圧演算部と、位相差演算部と、同期処理部とを備える。アナログ／デジタル変換部は、送電線の第１端子の電流および電圧をサンプリングして電流データおよび電圧データを生成する。受信機は、送電線の第２端子に設けられた第２の電流差動リレーから前記第２端子の電流データおよび電圧データを受信する。電圧演算部は、第１端子の電流データおよび電圧データに基づいて、送電線の第１端子と第２端子との間の特定点における電圧を第１特定点電圧として計算し、第２端子の電流データおよび電圧データに基づいて、この特定点における電圧を第２特定点電圧として計算する。位相差演算部は、第１特定点電圧と第２特定点電圧との位相差を計算する。同期処理部は、この位相差に対応する時間に基づいて第１の端子の電流および電圧のサンプリング時刻を調整する。ここで、電圧演算部は、第１端子と特定点とを接続する第１線路および第２端子と特定点とを接続する第２線路の各々を、送電線全体を単一のπ形回路としたときの当該π形回路の一部であるＬ形回路として、または単一のＴ形回路として、または直列接続された複数のＴ形回路として模擬することによって、第１特定点電圧および第２特定点電圧を計算する。
【発明の効果】
【００１０】
上記の実施形態によれば、第１線路および第２線路の各々が、送電線全体を単一のπ形回路としたときの当該π形回路の一部であるＬ形回路として、または単一のＴ形回路として、または直列接続された複数のＴ形回路として模擬されることによって、送電線の対地容量の影響が計算に取り込まれるので、送電線の両端でのサンプリング同期を精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】両端に背後電源を有する送電線の系統図である。
【図２】図１の各電流差動リレーのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１の送電系統において故障のない場合の正相回路による等価回路図である。
【図４】図３の正相回路における充電電流を説明するための図である。
【図５】Ａ端電圧Ｖ１とＢ端電圧Ｖｓ１との位相差の一例を示すベクトル図である。
【図６】サンプリング同期方法を説明するための図である。
【図７】π型回路で模擬した送電系統の正相回路による等価回路図である。
【図８】図７の正相回路における充電電流を説明するための図である。
【図９】実施の形態１の電流差動リレーの機能的構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態１によるサンプリング同期処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】中間点電圧ＶｆとＶｆｓとの位相差の一例を示すベクトル図である。
【図１２】他のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１２のステップＳ７１１の手順をより詳しく説明するための図である。
【図１４】さらに他のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態１の変形例によるサンプリング同期処理が適用される送電系統の正相回路による等価回路図である。
【図１６】実施の形態２によるサンプリング同期処理が適用される送電系統の正相回路による等価回路図である。
【図１７】実施の形態２によるサンプリング同期処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】２段のＴ形回路で送電線を模擬した場合の送電系統の正相回路による等価回路図である。
【図１９】図１８の等価回路で模擬された送電系統のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。
【図２０】実施の形態３のサンプリング同期処理が適用される送電系統の正相回路による等価回路図である。
【図２１】図２０の等価回路で模擬された送電系統のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。
【図２２】各端子から中間点までを２段のＴ形回路で模擬した場合における送電系統の正相回路による等価回路図である。
【図２３】図２２の等価回路で模擬された送電系統のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。
【図２４】各端子に背後電源を有する３端子の送電線の系統図である。
【図２５】図２４の送電系統の正相回路による等価回路図である。
【図２６】Ａ端子のサンプルタイミングをＢ端子のサンプルタイミングに同期させる手順を示すフローチャートである。
【図２７】Ｃ端子のサンプルタイミングをＢ端子のサンプルタイミングに同期させる手順を示すフローチャートである。
【図２８】各端子に背後電源を有する４端子の送電線の系統図である。
【図２９】図２８の送電系統においてサンプリング同期処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００１３】
実施の形態１．
＜共通構成および前提事項＞
まず、各実施の形態で共通する構成および前提となる事項について説明し、その後に実施の形態１の特徴について説明する。
【００１４】
［両端に背後電源を有する送電線の系統図］
図１は、両端に背後電源を有する送電線の系統図である。図１を参照して、送電線５０のＡ端（第１端とも称する）には背後電源５２Ａが設けられ、送電線５０のＢ端（第２端とも称する）には背後電源５２Ｂが設けられる。なお、送電線５０は三相送電線であるが図１では図解を容易にするために１本の線で示している。
【００１５】
送電線５０のＡ端には電流変成器（ＣＴ：Current  Transformer）ＣＴ１が設けられるとともに、Ａ端の母線５１Ａには電圧変成器（ＶＴ：Voltage  Transformer）ＶＴ１が設けられる。同様に、送電線５０のＢ端には電流変成器ＣＴ２が設けられるとともに、Ｂ端の母線５１Ｂには電圧変成器ＶＴ２が設けられる。さらに、Ａ端とＢ端の間の送電線５０上には、Ａ端に近接して遮断器（ＣＢ：Circuit  Breaker）６８Ａが設けられ、Ｂ端に近接して遮断器６８Ｂが設けられる。
【００１６】
この明細書では、電流変成器ＣＴ１，ＣＴ２について総称する場合または不特定のものを示す場合に電流変成器ＣＴと記載する。電圧変成器ＶＴ１，ＶＴ２について総称する場合または不特定のものを示す場合に電圧変成器ＶＴと記載する。また、電流および電圧を総称して電気量と称する場合がある。
【００１７】
送電線５０のＡ端およびＢ端には、さらに、電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂがそれぞれ設けられる。なお、この明細書では、いずれかの端子に設けられた電流差動リレーを示す場合に電流差動リレー５３と記載する。また、送電線５０の各端子に設けられた電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂをまとめて電流差動リレーシステムと称する場合がある。
【００１８】
電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂの各々は、送電線５０の自端を流れる三相交流電流を表す信号を自端の電流変成器ＣＴから取得するとともに、送電線５０の自端の三相交流電圧を表す信号を自端の電圧変成器ＶＴから取得する。電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂの各々は、取得した自端の電流および電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換することによって電流データおよび電圧データを生成する。各電流差動リレーは、自端の電流データおよび電圧データを、通信路５４を介して相手端の電流差動リレーに送信する。この場合、通信路５４は有線であって無線であってもよい。電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、取得した自端と相手端の電流データから送電線５０の両端の差電流を計算し、計算した差電流に基づいて電流変成器ＣＴ１，ＣＴ２よりも内側である保護区間内で送電線５０に故障が生じているか否かを判定する。
【００１９】
上記において送電線５０の両端の差電流を正確に計算するためには、送電線５０の両端の電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂが電流変成器ＣＴ１，ＣＴ２からそれぞれ電流値をサンプリングするタイミングを同期させる必要がある。このため、電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂでは同期処理を実行している。最も基本的な同期処理は次のとおりである。
【００２０】
具体的に、各電流差動リレー５３は、自端の電流および電圧のサンプリングデータを一定間隔（たとえば、交流電気量の電気角の３０°周期）で相手端に送信する際に、電流および電圧の送信データにタイミング信号を組み込む。各電流差動リレー５３は、相手端へのタイミング信号の送信時刻と相手端からのタイミング信号の受信時刻との時間間隔を計測する。そして、各電流差動リレー５３は、この計測した時間間隔を互いに相手端に送信する。各電流差動リレー５３は、自端で計測したタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ１と相手端から受信した時間間隔Ｔ２とが等しくなるように、電気量のサンプリングタイミングおよびタイミング信号を送信するタイミングを調整する。
【００２１】
実際上、上記のタイミング調整は、送電線５０の両端の電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂのいずれか一方のみで行えばよい。たとえば、電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂのうち予め定めた一方（スレーブ）が他方（マスター）から受信した上記の時間間隔を表す情報に基づいてタイミング調整を行う。
【００２２】
上記の基本的な同期処理を正確に行うには、送電線５０のＡ端からＢ端への通信路５４を介した伝送時間とＢ端からＡ端への通信路５４を介した伝送時間とが互いに等しいという前提条件が必要である。もし、これらの伝送時間が異なる場合、サンプリング同期の誤差は、それぞれの伝送時間の差の１／２となる。汎用の通信装置を用いる場合には、Ａ端からＢ端への通信路の長さとＢ端からＡ端への通信路の長さが等しいとしても、伝送時間の差は最大で数１００μｓ程度になる場合がある。
【００２３】
そこで、本開示の電流差動リレー５３は、送電線５０の両端の電圧データおよび電流データを用いてサンプリング同期処理を行う。具体的には、電流差動リレー５３は、Ａ端の電圧データおよび電流データを用いて送電線５０上の特定点の電圧を計算し、Ｂ端の電圧データおよび電流データを用いてこの特定点の電圧を計算する。電流差動リレー５３は、計算した両電圧の位相差に基づいて送電線５０の両端のサンプリング同期を行う。上記の特定点はＢ端でもよく、この場合には、電流差動リレー５３は、Ａ端の電圧データおよび電流データを用いてＢ端の電圧を計算し、計算したＢ端の電圧と実際に検出したＢ端の電圧との位相差に基づいて送電線５０の両端のサンプリング同期を行う。
【００２４】
以下では、このサンプリング同期方法を電圧位相差に基づくサンプリング同期方法と称する。電圧位相差に基づくサンプリング同期処理は、前述のタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔に基づく同期処理を補完するように用いてもよいし、前述の同期処理の代わりに用いてもよい。この電圧位相差に基づくサンプリング同期処理の基本的な考え方については、図３〜図７を参照して後述する。
【００２５】
［電流差動リレーのハードウェア構成の一例］
図２は、図１の各電流差動リレーのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２の電流差動リレー５３は、いわゆるデジタルリレー装置と同様の構成を有している。具体的に図２を参照して、電流差動リレー５３は、入力変換部１００と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１１０と、演算処理部１２０と、Ｉ／Ｏ（Input  and  Output）部１３０とを備える。
【００２６】
入力変換部１００は、入力チャンネルごとに補助変成器１０１＿１，１０１＿２，…を備える。入力変換部１００は、図１の電流変成器ＣＴからの電流信号と電圧変成器ＶＴからの電圧信号とが入力される。各補助変成器１０１は、電流変成器ＣＴからの電流信号および電圧変成器ＶＴからの電圧信号をＡ／Ｄ変換部１１０および演算処理部１２０での信号処理に適した電圧レベルの信号に変換する。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換部１１０は、アナログフィルタ（ＡＦ：Analog  Filter）１１１＿１，１１１＿２，…と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ：Sample  Hold  Circuit）１１２＿１，１１２＿２，…と、マルチプレクサ（ＭＰＸ：Multiplexer）１１３と、Ａ／Ｄ変換器１１４とを含む。アナログフィルタ１１１およびサンプルホールド回路１１２は、入力信号のチャンネルごとに設けられる。
【００２８】
各アナログフィルタ１１１は、Ａ／Ｄ変換の際の折返し誤差を除去するために設けられたローパスフィルタである。各サンプルホールド回路１１２は、対応のアナログフィルタ１１１を通過した信号を規定のサンプリング周波数でサンプリングして保持する。サンプリング周波数は、たとえば、４８００Ｈｚである。マルチプレクサ１１３は、サンプルホールド回路１１２＿１，１１２＿２，…に保持された電圧信号を順次選択する。Ａ／Ｄ変換器１１４は、マルチプレクサ１１３によって選択された信号をデジタル値に変換する。
【００２９】
演算処理部１２０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１２１と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１２２と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１２３と、これらを接続するバス１２４とを含む。ＣＰＵ１２１は、電流差動リレー５３の全体の動作を制御する。ＲＡＭ１２２およびＲＯＭ１２３は、ＣＰＵ１２１の主記憶として用いられる。ＲＯＭ１２３は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリを用いることにより、プログラムおよび信号処理用の設定値などを収納することができる。
【００３０】
なお、演算処理部１２０は、何らかの回路によって構成されていればよく、図２の例には限定されない。たとえば、演算処理部１２０は、複数のＣＰＵを備えていてもよい。また、演算処理部１２０は、ＣＰＵなどのプロセッサに代えて、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）によって構成されていてもよいし、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）によって構成されていてもよい。もしくは、演算処理部１２０は、プロセッサ、ＡＳＩＣ、およびＦＰＧＡのうちのいずれかの組み合わせによって構成されていてもよい。
【００３１】
Ｉ／Ｏ部１３０は、送受信機（ＴＸ／ＲＸ）１３１と、デジタル入力（Ｄ／Ｉ：Digital  Input）回路１３２と、デジタル出力（Ｄ／Ｏ：Digital  Output）回路１３３とを含む。送受信機１３１は、送信機１３１＿１と受信機１３１＿２とを含み、図１の通信路５４を介して相手端の電流差動リレー５３に設けられた送受信機１３１と通信を行う。デジタル入力回路１３２およびデジタル出力回路１３３は、ＣＰＵ１２１と外部装置との間で通信を行う際のインターフェース回路である。たとえば、デジタル出力回路１３３は、図１に示す自端側の遮断器６８Ａまたは６８Ｂにトリップ信号を出力する。
【００３２】
［電圧位相差に基づくサンプリング同期方法］
（正相回路による等価回路）
送電線５０に故障が無い状態で、電圧位相差に基づくサンプリング同期処理を行う場合には、３相のうちのいずれかの相の電圧データおよび電流データを用いて同期処理を行っても構わない。本開示では、電流および電圧の検出誤差を考慮し、それらの検出誤差を平準化する目的で対称座標法の正相電流および正相電圧を用いてサンプリング同期処理を行う。
【００３３】
図３は、図１の送電系統において故障のない場合の正相回路による等価回路図である。図３を参照して、Ａ端の正相電圧をＶ１とし、Ａ端の正相電流をＩ１とする。同様に、Ｂ端の正相電圧をＶｓ１とし、Ｂ端の正相電流をＩｓ１とする。
【００３４】
周知のとおり、正相電圧Ｖ１はＡ端の三相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを用いて、
Ｖ１＝（Ｖａ＋α・Ｖｂ＋α2・Ｖｃ）／３    …(1)
と表される。正相電流Ｉ１はＡ端の三相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを用いて、
Ｉ１＝（Ｉａ＋α・Ｉｂ＋α2・Ｉｃ）／３    …(2)
と表される。ただし、虚数単位をｊとして、
α＝（−１＋ｊ・√３）／２    …(3)
が成り立つ。Ｂ端についても同様である。なお、この明細書では、掛け算記号を「・」または「＊」または「×」で表す。
【００３５】
送電線５０の正相インピーダンスをＺ１とし、送電線５０の対地静電容量をＣとする（単に対地容量Ｃと記載する場合がある）。充電電流Ｉｃは、対地容量Ｃを流れる電流に相当する。なお、送電線５０の抵抗、リアクタンス、および容量は分布定数で表されるが、ここでは簡単のために集中定数的に表現している。以下では、正相電圧、正相電流、正相インピーダンスなどについて、簡単のために単に電圧、電流、インピーダンスと記載する場合がある。
【００３６】
（送電線の充電電流）
図４は、図３の正相回路における充電電流を説明するための図である。図４では、Ａ端の位置をｘ＝０で表し、Ｂ端の位置をｘ＝１で表している。すなわち、送電線５０の長さを１で規格化している。
【００３７】
図４（Ａ）は、自端電圧Ｖ１と相手端電圧Ｖｓ１とで電圧差がある場合の送電線上での電圧変化を示すものである。本来は、電圧Ｖ１，Ｖｓ１をベクトル（すなわち、電圧振幅と位相）で示すべきであるが、グラフ６０のように、簡易的にスカラ（すなわち、電圧振幅のみ）に差があるように示している。実際は、電圧Ｖ１とＶｓ１とで、振幅に差がなく位相差がある場合の方が多い。
【００３８】
図４（Ｂ）のグラフ６１は、送電線上での負荷電流の変化を示すものである。上記のように送電線５０の両端での電圧ベクトルの差によって負荷電流が流れる。Ａ端での負荷電流をＩ１とし、Ｂ端での負荷電流をＩｓ１としている。なお、負荷電流Ｉｓ１は、Ｂ端からＡ端の方向を正としている。
【００３９】
送電線上の点ｘでの充電電流Ｉｃ（ｘ）は、点ｘにおける送電線の電圧Ｖ（ｘ）に依存する。その関係は、送電線の単位長さあたりの静電容量をＣとして、
Ｉｃ（ｘ）＝ｊωＣ・Ｖ（ｘ）    …(4)
で表される。Ａ端、すなわち、ｘ＝０では、
Ｉｃ（０）＝ｊωＣ・Ｖ１    …(5)
が成り立ち、Ｂ端、すなわち、ｘ＝１では、
Ｉｃ（１）＝ｊωＣ・Ｖｓ    …(6)
が成り立つ。したがって、送電線５０の充電電流Ｉｃの総量は、次式（７）で表される。ここで、ｘは送電線上での位置を表し、送電線５０のＡ端をｘ＝０とし、送電線５０のＢ端をｘ＝１とする。
【００４０】
【数１】
0006271114.tif 000002
【００４１】
（負荷電流が無い場合の電圧位相差に基づくサンプリング同期）
負荷電流が無い場合は、Ａ端電圧Ｖ１とＢ端電圧Ｖｓ１とは等しくなる（図４（Ａ）のグラフ６２参照）。この場合、Ａ端電圧Ｖ１とＢ端電圧Ｖｓ１との位相差は無視できるレベルになるはずであるが、実際には送電線５０の両端でのサンプリングのタイミングにずれが生じているために、Ａ端電圧Ｖ１とＢ端電圧Ｖｓ１とに位相差φが生じる。
【００４２】
図５は、Ａ端電圧Ｖ１とＢ端電圧Ｖｓ１との位相差の一例を示すベクトル図である。図５のベクトル図では、Ｂ端電圧Ｖｓ１はＡ端電圧Ｖ１よりも位相差φだけ進んでいる様子を示している。したがって、サンプリング同期のためには、Ｂ端のサンプリング時刻を位相差φに相当する時間ｔだけ早める、もしくは、Ａ端のサンプリング時刻を位相差φに相当する時間ｔだけ遅らせる必要がある。その時間ｔは、位相差φの単位を度とすると、
ｔ＝（φ／３６０°）＊１サイクルの時間    …(8)
で表される。交流周波数をｆとすると、１サイクルの時間は１／ｆ［ｓｅｃ］である。
【００４３】
［２つのサンプリング同期方法の組み合わせ］
次に、上記の電圧位相差に基づくサンプリング同期方法を、前述のタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔に基づくサンプリング同期方法と組み合わせる方法について説明する。
【００４４】
図６は、サンプリング同期方法を説明するためのタイミング図である。図５と同様に、Ｂ端電圧Ｖｓ１はＡ端電圧Ｖ１よりも位相差φだけ進んでいるとする。位相差φに相当する時間をｔとする。
【００４５】
図６（Ａ）を参照して、時刻ｔ１にＡ端から送信されたタイミング信号は時刻ｔ４にＢ端で受信され、時刻ｔ２にＢ端から送信されたタイミング信号は時刻ｔ３にＡ端で受信されたとする。この場合に、Ａ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ１（すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで）は、Ｂ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ２（すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ４まで）に等しいとする。ただし、Ｂ端のサンプリングのタイミングは、Ａ端のサンプリングのタイミングよりも時間ｔだけ遅れている。
【００４６】
上記の場合、Ｂ端からＡ端への信号伝送時間はＴ１−ｔとなり、Ａ端からＢ端への信号伝送時間はＴ１＋ｔとなる。したがって、Ｂ端でのサンプリングのタイミングを上式（８）の時間ｔだけ早めるように補正することによってサンプリング同期がとれるということは、図１の通信路５４を介したＢ端からＡ端への伝送時間がＡ端からＢ端への伝送時間よりも２×ｔだけ短いことを意味している。
【００４７】
図６（Ｂ）を参照して、Ａ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔をＴ３とし、Ｂ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔をＴ４とする。この場合に、時間間隔Ｔ３が時間間隔Ｔ４よりも２×ｔだけ長くなるように、Ａ端およびＢ端のいずれか一方（たとえば、スレーブ側）の電流差動リレー５３は、電気量のサンプリングタイミングおよびタイミング信号を送信するタイミングを調整する。これによって、Ａ端とＢ端とでのサンプリング同期が実現できる。
【００４８】
具体的に、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１１にＡ端とＢ端とからタイミング信号が相手端に送信されたとする。そうすると、Ｂ端から送信されたタイミング信号がＡ端で受信された時刻ｔ１２よりも２×ｔの時間が経過した時刻ｔ１３において、Ａ端から送信されたタイミング信号がＢ端で受信される。
【００４９】
以上により、通信路５４の伝送時間に上り下り（すなわち、自端から相手端および相手端から自端）で差があっても、電圧位相差に基づくサンプリング同期処理によってより正しいタイミングで電気量のサンプリングが可能になる。この結果、電流差動リレーによる送電線の保護特性が改善する。
【００５０】
図４（Ａ）のグラフ６０で示すように、負荷電流の影響を受けると、Ａ端電圧Ｖ１とＢ端電圧Ｖｓ１には電圧差が生じる。この場合にも適用可能なサンプリング同期方法について、以下、実施の形態１として図７〜図１４を参照して説明する。
【００５１】
なお、送電線に系統故障がなく、かつ、送電線に流れる負荷電流が無視できるほどに小さい場合は、Ａ端およびＢ端に設けられた電流変成器ＣＴ１，ＣＴ２には充電電流だけが流れる。そこで、電流差動リレー５３における電流検出の閾値をこの充電電流を検出しないように（すなわち、充電電流の大きさよりも少し大きめに）予め設定しておく。そして、負荷電流が検出できない（すなわち、閾値以下）場合には、送電線５０の両端の電圧から位相差を計算し、その位相差に相当する時間（前述の式（８））を用いることによって、ほぼ正確に通信路５４の伝送時間の上り下りの差を検出することが可能である。したがって、送電線５０の両端での電流値がともに閾値を超えていない場合には、上記の方法で予め計測した位相差に対応する時間ｔを用いて送電線５０の上り下りの伝送時間に２×ｔの差があるとして、タイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔に基づくタイミング同期処理を実行することができる。
【００５２】
＜実施の形態１のサンプリング同期方法＞
実施の形態１では、送電線５０をπ形回路で模擬することによって、それぞれ端子で充電電流が半分ずつ流れるものとし、充電電流を補償した端子電流を用いて、送電線５０の中間点での電圧を計算する方法について説明する。中間点は、より一般的には特定点と称する。実施の形態１の場合、Ａ端の電流および電圧を用いて計算した中間点の電圧（第１特定点電圧とも称する）とＢ端の電流および電圧を用いて計算した中間点の電圧（第２特定点電圧とも称する）との位相差を求め、位相差に相当する時間からサンプリングタイミングが補正される。
【００５３】
このように、充電電流を計算に取り込むことによって、負荷電流の影響がある場合でもサンプリング同期誤差をより少なくすることができる。以下、図面を参照して具体的に説明する。
【００５４】
［送電線の等価回路］
図７は、π型回路で模擬した送電系統の正相回路による等価回路図である。なお、送電線全体をπ形回路として模擬することは、Ａ端から中間点５７までの第１線路をＬ形回路で模擬し、Ｂ端から中間点５７までの第２線路を別のＬ形回路で模擬したと考えることもできる。
【００５５】
図７を参照して、Ａ端の正相電圧をＶ１とし、Ａ端の正相電流をＩ１とする。同様に、Ｂ端の正相電圧をＶｓ１とし、Ｂ端の正相電流をＩｓ１とする。
【００５６】
送電線５０全体での対地容量の総量をＣとする。π形回路では、Ａ端に対地容量Ｃの１／２の大きさのコンデンサが接続され、Ｂ端に対地容量Ｃの１／２の大きさのコンデンサが接続される。これによってＡ端に充電電流Ｉｃが流れ、Ｂ端に充電電流Ｉｃｓが流れる。
【００５７】
送電線５０全体の正相インピーダンスをＺ１とする。そうすると、送電線５０のＡ端から中間点５７までの線路インピーダンスはＺ１／２で表され、送電線５０のＢ端から中間点５７までの線路インピーダンスはＺ１／２で表される。
【００５８】
Ａ端の電流Ｉ１および電圧Ｖ１から計算した中間点５７の電圧をＶｆとし、Ｂ端の電流Ｉｓ１および電圧Ｖｓ１から計算した中間点５７の電圧をＶｓｆとする。なお、Ａ端の位置をｘ＝０とし、Ｂ端の位置をｘ＝１とし、中間点の位置をｘ＝１／２とする。
【００５９】
［充電電流について］
図８は、図７の正相回路における充電電流を説明するための図である。図８（Ａ）は、自端電圧Ｖ１と相手端電圧Ｖｓ１とで電圧差がある場合の送電線上での電圧変化を示すものである。グラフ６４は、電圧Ｖ１，Ｖｓ１をベクトル（すなわち、電圧振幅と位相で示し）で表し、振幅よりも位相差がある場合を模式的に示したものである。グラフ６３は、簡易的にスカラ（すなわち、電圧振幅のみ）に差があるように示したものである。
【００６０】
図８（Ｂ）のグラフ６５は、送電線上での負荷電流の変化を示すものである。Ａ端では端子電流Ｉ１から充電電流Ｉｃを減算した負荷電流が流れ、Ｂ端では端子電流Ｉｓ１から充電電流Ｉｃｓを減算した負荷電流が流れる。
【００６１】
［電流差動リレーの機能的構成例］
図９は、実施の形態１の電流差動リレーの機能的構成を示すブロック図である。図９ではＡ端の電流差動リレー５３Ａの機能的構成を示すが、Ｂ端の電流差動リレー５３Ｂの場合も同様である。また、図９の機能ブロック図は、後述する他の実施の形態においても適用される。
【００６２】
機能的に見ると、電流差動リレー５３Ａの演算処理部１２０は、自端データ蓄積部７０と、送信データ処理部７１と、受信データ処理部７２と、同期処理部７３と、電圧演算部７４と、位相差演算部７５と、リレー演算部７６とを含む。これらの機能は、演算処理部１２０のＣＰＵ１２１によってプログラムが実行されることによって実現される。
【００６３】
図９を参照して、入力変換部１００によって受信された自端の電流および電圧を表す信号は、Ａ／Ｄ変換部１１０によってデジタル値に変換され、自端データ蓄積部７０に収納される。その後、そのデータは、相手端リレーへ伝送するために、送信データ処理部７１によって送信データに処理される。送信データは、送信機（ＴＸ）１３１＿１によって相手端リレーの受信機（ＲＸ）１３１＿２へ伝送される。一方、受信機（ＲＸ）１３１＿２によって受信された相手端リレーの送信機１３１＿１からの受信データ（すなわち、相手端の電流データおよび電圧データ）は、受信データ処理部７２で、演算用の相手端データに処理される。
【００６４】
同期処理部７３は、送電線の両端リレーで取得されたデータのサンプリング時刻を同期させるために、自端データと演算用の相手端データとに対してサンプリング同期処理を実行する。具体的には、前述したタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔に基づいて同期処理が行われる。
【００６５】
電圧演算部７４での演算には、上記の同期処理後の自端データおよび相手端のデータが使用される。具体的に、電圧演算部７４は、自端の電流Ｉ１および電圧Ｖ１を用いて送電線５０上の特定点（実施の形態１の場合は中間点５７）の電圧Ｖｆを計算し、相手端の電流Ｉｓ１および電圧Ｖｓ１を用いて特定点の電圧Ｖｓｆを計算する。この計算には、送電線５０のインピーダンスＺ１と、送電線５０の対地容量Ｃとが用いられる。
【００６６】
位相差演算部７５は、自端データに基づいて算出された特定点の電圧Ｖｆと相手端データに基づいて算出された特定点の電圧Ｖｓｆとの位相差φを計算する。位相差演算部７５は、さらに、計算した位相差φに対応する時間ｔを求め、この時間ｔの情報を同期処理部７３へフィードバックする。もしくは、位相差演算部７５は、自端から相手端の伝送時間と相手端から自端への伝送時間との差（すなわち、図６（Ａ）でＴ１＝Ｔ２のときの２×ｔ）を、同期処理部７３へフィードバックしてもよい。
【００６７】
同期処理部７３は、位相差演算部７５で検出された伝送時間差に基づいて、自端データと演算用の相手端データとに対してサンプリング同期処理を実行する。具体的には、図６（Ｂ）で説明したように、Ａ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔をＴ３とし、Ｂ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔をＴ４としたとき、時間間隔Ｔ３と時間間隔Ｔ４とが伝送時間差だけ異なるように、サンプリングタイミングを調整する。もしくは、同期処理部７３は、伝送時間差に基づかずに、位相差φに対応する時間ｔだけ（すなわち、現時点の位相差φに対応する時間が０となるように）、サンプリング時刻を補正してもよい。
【００６８】
さらに、同期処理部７３は、相手端リレーがマスターの場合（自身がスレーブの場合）には、位相差演算部７５で求められた位相差φに対応する時間ｔが０となるように、Ａ／Ｄ変換部１１０におけるサンプリングタイミングを制御する。これによって自端のサンプリングタイミングを相手端のサンプリングタイミングに同期させる。
【００６９】
リレー演算部７６は、相手端の電流Ｉｓ１のデータと、相手端の電流Ｉｓ１のデータに同期した自端電流Ｉ１のデータとを用いて、これらの差電流に基づいて送電線５０の保護区間に故障が生じているか否かを判定する。
【００７０】
上記の位相差演算部７５における位相差の計算には、任意の公知の方法を用いることができる。
【００７１】
たとえば、電圧ＶｆおよびＶｓｆのサンプリング間隔を３０°毎とし、電圧ＶｆおよびＶｓｆの現在値をそれぞれＶｆ［ｍ］およびＶｓｆ［ｍ］とし、現時点よりも９０°前の値をＶｆ［ｍ−３］およびＶｓｆ［ｍ−３］とする。そうすると、電圧Ｖｆ［ｍ］と電圧Ｖｓｆ［ｍ］との位相差φの余弦及び正弦は、電圧Ｖｆの振幅｜Ｖｆ｜と電圧Ｖｓｆの振幅｜Ｖｓｆ｜とを用いて、
|Vf|×|Vsf|×cosφ＝Vf[m]×Vsf[m]＋Vf[m-3]×Vsf[m-3]    …(9)
|Vf|×|Vsf|×sinφ＝Vf[m-3]×Vsf[m]−Vf[m]×Vsf[m-3]    …(10)
と表される。
【００７２】
［サンプリング同期手順−その１］
図１０は、実施の形態１によるサンプリング同期処理の手順を示すフローチャートである。以下、主として、図７、図９、図１０を参照して、サンプリング同期処理の手順をさらに詳しく説明する。以下の説明において、Ａ端を自端と称し、Ｂ端を相手端と称する。
【００７３】
まず、図９のＡ／Ｄ変換部１１０は、自端の電流および電圧をサンプリングすることによって電流データＩ１および電圧データＶ１を生成する（ステップＳ１０１）。
【００７４】
次に、電圧演算部７４は、自端電圧Ｖ１を用いて充電電流Ｉｃを計算する（ステップＳ１０２）。虚数単位をｊとし、送電線５０の交流電圧の角周波数をωとすれば、充電電流Ｉｃは、
Ｉｃ＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖ１    …(11)
で表される。ここで、Ｃは送電線の対地容量の総量、Ｉｃは線路の自端から中間点５７までの（すなわち、全線路の１／２での）充電電流を示す。
【００７５】
その次に、電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流Ｉｃを減算した値（Ｉ１−Ｉｃ）と、自端電圧Ｖ１とを用いて、中間点電圧Ｖｆを計算する（ステップＳ１０３）。具体的に、中間点電圧Ｖｆは、
Ｖｆ＝Ｖ１−（Ｚ１／２）＊（Ｉ１−Ｉｃ）    …(12)
で表される。上式（１２）の右辺第２項は、自端から中間点５７までの送電線５０による電圧降下を示している。
【００７６】
次に、受信機１３１＿２は、相手端の電流および電圧のサンプリング値（すなわち、電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１）を受信する（ステップＳ１０４）。受信された電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１は、受信データ処理部７２に取り込まれる。なお、ステップＳ１０４はステップＳ１０２の前に実行してもよい。また、上記のステップＳ１０２，Ｓ１０３は、ステップＳ１０５，Ｓ１０６と並行して実行してもよい。
【００７７】
次に、電圧演算部７４は、相手端電圧Ｖｓ１を用いて充電電流Ｉｃｓを計算する（ステップＳ１０５）。具体的に、充電電流Ｉｃｓは、
Ｉｃｓ＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖｓ１    …(13)
で表され、相手端から中間点５７までの線路での（すなわち、全線路の１／２での）充電電流を示す。
【００７８】
その次に、電圧演算部７４は、相手端電流Ｉｓ１から充電電流Ｉｃｓを減算した値（Ｉｓ１−Ｉｃｓ）と、相手端電圧Ｖｓ１とを用いて、中間点電圧Ｖｓｆを計算する（ステップＳ１０６）。具体的に、中間点電圧Ｖｓｆは、
Ｖｓｆ＝Ｖｓ１−（Ｚ１／２）＊（Ｉｓ１−Ｉｃｓ）    …(14)
で表される。上式（１４）の右辺第２項は、相手端から中間点５７までの送電線５０による電圧降下を示している。
【００７９】
次に、位相差演算部７５は、中間点電圧ＶｓとＶｓｆとの位相差φを計算する（ステップＳ１０７）。さらに、位相差演算部７５は、計算した位相差φに対応する遅れ時間（または、進み時間）を求めて同期処理部７３へ出力する。同期処理部７３は、その遅れ時間または進み時間だけサンプリング時刻を補正する（ステップＳ１０８）。すなわち、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端での電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。
【００８０】
式（１２）で計算される中間点電圧Ｖｆと式（１４）で計算される中間点電圧Ｖｓｆとは、送電線５０の両端でのサンプリング同期がとれている場合は、同じ電圧ベクトルを示す。サンプリング同期がとれていない場合は、中間点電圧ＶｓとＶｓｆとに位相差が生じる。したがって、その位相差を計測し、その位相差に相当する時間だけ同期補正を行うことで、サンプリングタイミングの同期をとることができる。
【００８１】
図１１は、中間点電圧ＶｆとＶｆｓとの位相差の一例を示すベクトル図である。図１１では、自端電圧Ｖ１と自端電流Ｉ１とから計算した中間点電圧Ｖｆの位相が、相手端電圧Ｖｓ１と相手端電流Ｉｓ１から計算した中間点電圧Ｖｓｆの位相よりもφだけ進んでいる様子を示している。したがって、自端のサンプリングのタイミングが、相手端のサンプリングのタイミングよりも位相角φだけ進んでいる。したがって、サンプリング同期処理では、自端のサンプリング時刻を位相差φに相当する時間ｔ、すなわち、
ｔ＝（φ／３６０°）×１サイクルの時間    …(15)
だけ遅れ方向に補正する。交流周波数をｆとすると、１サイクルの時間は１／ｆ［ｓｅｃ］である。１サイクルの周期時間は交流周波数をｆとすると、１／ｆで表される。
【００８２】
上記の手順でサンプリング同期処理を行うことによって、送電線５０の両端の電圧差による負荷電流の影響がより少ないサンプリング同期が可能になる。これによって、電流差動リレーによる送電線の保護特性が改善する。
【００８３】
［サンプリング同期手順−その２］
上記の電圧位相差に基づくサンプリング同期処理は、送電線上の故障などによる影響をＡ端およびＢ端での電圧および電流の位相が受ける場合には適用できない。さらに、Ａ端とＢ端との間の送電線５０に設けられた遮断器６８Ａ，６８Ｂの少なくとも一方または不図示の断路器などが開放状態の場合などのように、Ａ端とＢ端との間が導通状態でない場合には、上記の電圧位相差に基づくサンプリング同期処理は適用できない。さらに、電圧位相差に基づくサンプリング同期処理は、測定する電圧位相差の絶対値が１８０度未満であることが前提となっており、同期すべきタイミングのずれ幅が大きすぎる場合には適用できない。
【００８４】
このような場合は、図６（Ａ）および（Ｂ）で説明したように、タイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔に基づくサンプリング同期方法を組み合わせることによってサンプリング同期処理を実行することができる。以下、図１、図９、図１２を参照して具体的に説明する。なお、以下の手順は、後述する他の実施の形態にも同様に適用可能である。
【００８５】
図１２は、他のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。初期状態では、送電線５０に故障は生じておらず、端子間に設けられた遮断器および断路器などは投入状態であるとする。
【００８６】
まず、ステップＳ７０１において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＢ端の電流差動リレー５３Ｂに送信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ｂの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＡ端の電流差動リレー５３Ａに送信する。
【００８７】
次のステップＳ７０２において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。
【００８８】
さらに、各電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、自端からのタイミング信号の送信時刻と相手端からのタイミング信号の受信時刻との時間間隔を計算する。電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、計算したタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔を相互に送信し合う。この時間間隔の計算と計算結果の送信は、たとえば、電力系統の１サイクルに１回程度であってもよい。
【００８９】
次のステップＳ７０３において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの同期処理部７３は、自端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ１と、相手端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ２とが等しくなるように、Ａ端の電流差動リレー５３ＡのＡ／Ｄ変換部１１０における電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。
【００９０】
この結果、同期がとれていると判定された場合、すなわち、時間間隔Ｔ１と時間間隔Ｔ２とが等しい場合（ステップＳ７０４でＹＥＳ）、次のステップＳ７０５において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの位相差演算部７５は、前述した図１０のステップＳ１０１〜Ｓ１０７で説明したように、自端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓと他端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓｆとの位相差φを計算する。ここで、特定点はＡ端とＢ端との間の中間点である。そして、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔを特定時間間隔Ｔｓとしてメモリ（たとえば、図２のＲＡＭ１２２またはＲＯＭ１２３など）に記憶する。図６（Ａ），（Ｂ）で説明したように、特定時間間隔Ｔｓの２倍が、Ａ端からＢ端への通信路の伝送時間とＢ端からＡ端への通信路の伝送時間との差に相当する。
【００９１】
その後、ステップＳ７０１およびＳ７０２の場合と同様に、まず、ステップＳ７０６において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＢ端の電流差動リレー５３Ｂに送信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ｂの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＡ端の電流差動リレー５３Ａに送信する。
【００９２】
次のステップＳ７０７において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。
【００９３】
さらに、各電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、自端からのタイミング信号の送信時刻と相手端からのタイミング信号の受信時刻との時間間隔を計算する。電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、計算したタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔を相互に送信し合う。この時間間隔の計算と計算結果の送信は、たとえば、１サイクルに１回程度であってもよい。
【００９４】
次のステップＳ７０８〜Ｓ７１１で同期処理が実行される。この同期処理の実行頻度は、たとえば、数サイクルの１回程度であってもよい。
【００９５】
具体的にステップＳ７０８で、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの同期処理部７３は、自端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ１と、相手端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ２とが、ステップＳ７０５で求めた特定時間間隔Ｔｓの２倍だけ異なるように、Ａ端の電流差動リレー５３ＡのＡ／Ｄ変換部１１０における電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。
【００９６】
たとえば、前述のステップＳ７０５において、Ｂ端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓｆが、Ａ端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓよりも、位相差φだけ進んでいたとする。この場合、図６（Ａ）で説明したように、Ａ端からＢ端への通信路５４を介した伝送時間は、Ｂ端からＡ端への通信路５４を介した伝送時間よりも２×Ｔｓだけ長い。したがって、時間間隔Ｔ１が時間間隔Ｔ２よりも２×Ｔｓだけ短くなるように、Ａ端でのサンプリングタイミングを制御する。
【００９７】
逆に、前述のステップＳ７０５において、Ｂ端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓｆが、Ａ端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓよりも、位相差φだけ遅れていたとする。この場合、Ａ端からＢ端への通信路５４を介した伝送時間は、Ｂ端からＡ端への通信路５４を介した伝送時間よりも２×Ｔｓだけ短い。したがって、時間間隔Ｔ１が時間間隔Ｔ２よりも２×Ｔｓだけ長くなるように、Ａ端でのサンプリングタイミングを制御する。
【００９８】
ステップＳ７０８の実行によって同期がとれていると判定された場合、すなわち、時間間隔Ｔ１と実感間隔Ｔ２との差が２×Ｔｓに等しい場合であり（ステップＳ７０９でＹＥＳ）、かつ、送電線に故障が生じておらず、送電線の両端間の遮断器などが開放されていない場合には（ステップＳ７１０でＮＯ）、前述の特定時間間隔Ｔｓの補正を行うためのステップＳ７１１に進む。このように特定時間間隔Ｔｓの補正を行う理由は、測定誤差、ジッタ、ワンダー、機器の特性の変動（たとえば、クロックの変動など）等の影響によって、ステップＳ７０５で求めた伝送時間差２×Ｔｓは変動する可能性があるからである。その他の理由として、Ａ端の電流差動リレー５３ＡとＢ端の電流差動リレー５３Ｂとの間の伝送路に異常が生じると伝送ルートを切替える場合があり、この伝送ルートの切り替えが上り下りの伝送時間差の変化を伴う可能性があるからである。
【００９９】
ステップＳ７１１において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの位相差演算部７５は、自端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓと他端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓｆとの位相差φを計算する。ここで、特定点はＡ端とＢ端との間の中間点である。そして、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔ’を現在の特定時間間隔Ｔｓに加算または減算することによって特定時間間隔Ｔｓを補正する。より詳細な補正方法については、図１４を参照して後述する。
【０１００】
以後、ステップＳ７０６〜Ｓ７１１が繰り返される。したがって、ステップＳ７０８は、ステップＳ７１１において補正された特定時間間隔Ｔｓを用いて実行される。また、送電線に故障が生じておらず、送電線の両端間の遮断器などが開放されていない場合には（ステップＳ７１０でＮＯ）、ステップＳ７１１が繰り返し実行されることによって、特定時間間隔Ｔｓは継続的に補正される。
【０１０１】
一方、送電線に故障が生じたり、送電線の両端間の遮断器などが開放されていたりする場合には（ステップＳ７１０でＹＥＳ）、特定時間間隔Ｔｓを補正するためのステップＳ７１１は実行されず、送電線の故障発生の直前または遮断器等の開放の直前に補正された特定時間間隔Ｔｓを用いてステップＳ７０８の同期処理が継続される。
【０１０２】
ここで、送電線５０の故障は、電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂによって検知するようにしてもよいし、他の方法によって検知するようにしてもよい。たとえば、電流変化幅リレーによって端子電流の急変を検出するようにしてもよいし、他の保護リレーから故障検出信号を受信するようにしてもよい。また、遮断器６８Ａ，６８Ｂおよび不図示の断路器などの開閉状態は、これらの遮断器６８Ａ，６８Ｂおよび断路器から出力された開閉状態を表わす信号を電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂが受信することによって検知されるようにしてもよい。
【０１０３】
図１２に示す以上の手順によれば、送電線に故障が生じている場合または送電線の両端間に設けられた遮断器などが開放されている場合でも、従来よりも精度のよいサンプリング同期処理を実現することができる。なお、上記では、Ａ端の電流差動リレー５３Ａがスレーブ側であり、Ａ端の電流差動リレー５３Ａが自端のサンプリングタイミングを調整するとして説明した。これとは逆に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ｂが自端のサンプリングタイミングを調整してもよい。
【０１０４】
図１３は、図１２のステップＳ７１１の手順をより詳しく説明するための図である。図１３（Ａ）〜（Ｄ）は、図６（Ａ），（Ｂ）に基づくものである。
【０１０５】
まず、図６（Ａ）を参照して、Ａ端におけるタイミング信号の送信時刻ｔ１と受信時刻ｔ３との時間間隔Ｔ１と、Ｂ端におけるタイミング信号の送信時刻ｔ２と受信時刻ｔ４との時間間隔Ｔ２とが等しいとする。このとき、Ａ端での電圧データおよび電流データに基づく特定点電圧ＶｓとＢ端での電圧データおよび電流データに基づく特定点電圧Ｖｓｆとを比較すると、特定点電圧Ｖｓｆが特定点電圧Ｖｓよりも位相差φだけ進んでいたとする。この場合、位相差φに対応する時間をｔとすれば、通信路を介したＡ端からＢ端への伝送時間は、Ｂ端からＡ端への伝送時間よりも２×ｔだけ長い。この明細書では、この場合のｔ（すなわち、伝送時間差の１／２）を特定時間間隔Ｔｓと称する。
【０１０６】
したがって、図６（Ａ）の場合には、図６（Ｂ）に示すように、Ａ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ１（図６（Ｂ）のＴ３に対応）に２×Ｔｓ（図６（Ｂ）の２×ｔに対応）を加算した値と、Ｂ端におけるタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ２（図６（Ｂ）のＴ４に対応）とが等しくなるように、Ａ端またはＢ端でのサンプリングタイミングを制御すればサンプリング同期を実現できる。ただし、測定誤差、ジッタ、ワンダー、機器の特性の変動（たとえば、クロックの変動など）、信号のゆれ等の影響によって、Ｔ１＋２×Ｔｓ＝Ｔ２となるように補正したとしても通常の場合には完全なサンプリング同期が継続的に実現することはない。また、Ａ端の伝送装置とＢ端の伝送装置との間の通信路で異常が発生すると伝送ルートを切替える場合があり、この場合には上り下りの伝送時間差に変化が生じる可能性がある。そこで、特定時間間隔Ｔｓを継続的に補正することによってサンプリング同期の精度を高めるようにする。以下、図１３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して詳しく説明する。
【０１０７】
図１３（Ａ）を参照して、図６（Ｂ）の場合と同様に、Ｔ１＋２×Ｔｓ＝Ｔ２となるようにＡ端またはＢ端でのサンプリングタイミングを調整したとする。この場合に、Ａ端での電圧データおよび電流データに基づく特定点電圧ＶｓとＢ端での電圧データおよび電流データに基づく特定点電圧Ｖｓｆとを比較したところ、特定点電圧Ｖｓｆが特定点電圧Ｖｓよりも位相差φだけ進んでいたとする。位相差φに対応する時間をｔ’とすれば、このことは、Ｂ端のサンプリングタイミングはＡ端のサンプリングタイミングよりもｔ’だけ遅れていることを意味している。
【０１０８】
そこで、図１３（Ｂ）に示すように、Ｔ１＋２×Ｔｓ＋２×ｔ’＝Ｔ２となるようにＡ端またはＢ端でのサンプリングタイミングを制御すればサンプリング同期を実現できる。言い替えると、時間ｔ’を加算するように特定時間間隔Ｔｓを補正することによって（すなわち、補正後の特定時間間隔をＴｓ’とすればＴｓ’＝Ｔｓ＋ｔ’と補正することによって）サンプリング同期を実現できる。
【０１０９】
図１３（Ｃ）を参照して、図６（Ｂ）の場合と同様に、Ｔ１＋２×Ｔｓ＝Ｔ２となるようにＡ端またはＢ端でのサンプリングタイミングを調整したとする。この場合に、Ａ端での電圧データおよび電流データに基づく特定点電圧ＶｓとＢ端での電圧データおよび電流データに基づく特定点電圧Ｖｓｆとを比較したところ、図１３（Ａ）の場合とは逆に、特定点電圧Ｖｓｆが特定点電圧Ｖｓよりも位相差φだけ遅れていたとする。位相差φに対応する時間をｔ’とすれば、このことは、Ｂ端のサンプリングタイミングはＡ端のサンプリングタイミングよりもｔ’だけ早いことを意味している。
【０１１０】
そこで、図１３（Ｄ）に示すように、Ｔ１＋２×Ｔｓ−２×ｔ’＝Ｔ２となるようにＡ端またはＢ端でのサンプリングタイミングを制御すればサンプリング同期を実現できる。言い替えると、時間ｔ’を減算するように特定時間間隔Ｔｓを補正することによって（すなわち、補正後の特定時間間隔をＴｓ’とすればＴｓ’＝Ｔｓ−ｔ’と補正することによって）サンプリング同期を実現できる。
【０１１１】
なお、上記の例と逆の位相関係の場合には、上記の説明においてＡ端とＢ端とを入れ替えれば上記の説明がほぼそのまま成立することは、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【０１１２】
［サンプリング同期手順−その３］
図１４は、さらに他のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。図１４のサンプリング同期手順は、図１２のサンプリング同期手順の変形例を示すものであり、送電線の通常時には、電圧位相差に基づく同期処理のみを行う点に特徴がある。
【０１１３】
図１４を参照して、初期状態では、送電線５０に故障は生じておらず、端子間に設けられた遮断器などは投入状態であるとする。
【０１１４】
まず、ステップＳ８０１において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＢ端の電流差動リレー５３Ｂに送信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ｂの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＡ端の電流差動リレー５３Ａに送信する。
【０１１５】
次のステップＳ８０２において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。
【０１１６】
さらに、各電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、自端からのタイミング信号の送信時刻と相手端からのタイミング信号の受信時刻との時間間隔を計算する。電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、計算したタイミング信号の送受信時刻の時間間隔を相互に送信し合う。この時間間隔の計算と計算結果の送信は、たとえば、１サイクルに１回程度であってもよい。
【０１１７】
次のステップＳ８０３において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの同期処理部７３は、自端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ１と、相手端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ２とが等しくなるように、Ａ端の電流差動リレー５３ＡのＡ／Ｄ変換部１１０における電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。
【０１１８】
この結果、時間間隔Ｔ１と時間間隔Ｔ２とが等しい場合（ステップＳ８０４でＹＥＳ）、次のステップＳ８０５において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの同期処理部７３は、前述した図１０のステップＳ１０１〜Ｓ１０７で説明したように、自端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓと他端の電流データおよび電圧データに基づく特定点電圧Ｖｓｆとの位相差φを計算する。ここで、特定点はＡ端とＢ端との間の中間点である。そして、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間を特定時間間隔Ｔｓとしてメモリ（たとえば、図２のＲＡＭ１２２またはＲＯＭ１２３など）に記憶する。
【０１１９】
その後、ステップＳ８０６において、同期処理部７３は、特定点電圧ＶｓとＶｓｆとの位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端側での電流および電圧のサンプリングタイミングを制御する。送電線５０が正常な場合には、この電圧位相差に基づくサンプリング同期処理が繰り返される。
【０１２０】
次に、送電線５０の故障が検知されるか、または、Ａ端とのＢ端との間の遮断器６８Ａ，６８Ｂなどが開放されたとする（ステップＳ８０７でＹＥＳ）。送電線故障または両端間の遮断器の開放が生じると（ステップＳ８０７でＹＥＳ）、同期処理部７３は、電圧位相差に基づくタイミング同期処理が継続できないので、タイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔に基づくタイミング同期処理に切り替える。
【０１２１】
具体的に、ステップＳ８０８において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＢ端の電流差動リレー５３Ｂに送信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ｂの送信機１３１＿１は、自端の電流データおよび電圧データとともにタイミング信号をＡ端の電流差動リレー５３Ａに送信する。
【０１２２】
次のステップＳ８０９において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。同様に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、相手端から電流データおよび電圧データとともにタイミング信号を受信する。ステップＳ８０２と同様に、各電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、自端からのタイミング信号の送信時刻と相手端からのタイミング信号の受信時刻との時間間隔を計算する。電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂは、計算したタイミング信号の送受信時刻の時間間隔を相互に送信し合う。
【０１２３】
次のステップＳ８１０において、Ａ端の電流差動リレー５３Ａの同期処理部７３は、自端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ１と、相手端側でのタイミング信号の送信時刻と受信時刻との時間間隔Ｔ２とが、ステップＳ８０５で求めた特定時間間隔Ｔｓの２倍だけ異なるように、Ａ端の電流差動リレー５３ＡのＡ／Ｄ変換部１１０における電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。
【０１２４】
以上によって、送電線故障または両端間での遮断器の開放が生じている場合でも、従来よりも精度のよいサンプリング同期処理を実現することができる。なお、上記では、Ａ端の電流差動リレー５３Ａがスレーブ側であり、Ａ端の電流差動リレー５３Ａが自端のサンプリングタイミングを調整するとして説明した。これとは逆に、Ｂ端の電流差動リレー５３Ｂが自端のサンプリングタイミングを調整してもよい。
【０１２５】
＜実施の形態１の変形例＞
上記では、送電線５０上の中間点５７を特定点として、その特定点における電圧をそれぞれの端子電圧および端子電流から計算したが、中間点に限らずリレー設置点でもよく、送電線５０上の任意の点を特定点６７とすることができる。以下、図面を参照して説明する。なお、計算精度上は、特定点６７は中間点にするのが望ましい。
【０１２６】
図１５は、実施の形態１の変形例によるサンプリング同期処理が適用される送電系統の正相回路による等価回路図である。図１５の等価回路図は、図７の等価回路図を変形したものであるので、図７と共通する部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、送電線５０上での特定点６７の位置をｘ＝ｍ（０≦ｍ≦１）とする。また、以下の説明では、Ａ端を自端と称し、Ｂ端を相手端と称する。
【０１２７】
送電線５０をπ型回路で模擬しているので、対地容量は送電線の両端にまとめられている。したがって、自端にまとめられた対地容量と相手端にまとめられた対地容量の各々は、自端から特定点６７までの長さに関係なく送電線５０の全体の容量Ｃの１／２になる。したがって、自端に流れる充電電流Ｉｃは、
Ｉｃ＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖ１    …(16)
で表される。自端電流Ｉ１からこの充電電流Ｉｃを減算した値（Ｉ１−Ｉｃ）と、自端電圧Ｖ１とを用いて、特定点６７における電圧Ｖｆを計算することができる。特定点６７における電圧Ｖｆは、
Ｖｆ＝Ｖ１−Ｚ１＊ｍ＊（Ｉ１−Ｉｃ）    …(17)
で表される。上式（１２）の右辺第２項は、自端から特定点６７までの送電線５０による電圧降下を示している。
【０１２８】
同様に相手端に線路全体の対地容量のＣの１／２があると考え、相手端に流れる充電電流Ｉｃｓは、
Ｉｃｓ＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖｓ１    …(18)
で表される。相手端電流Ｉｓ１からこの充電電流Ｉｃｓを減算した値（Ｉｓ１−Ｉｃｓ）と、相手端電圧Ｖｓ１とを用いて、特定点６７における電圧を計算することができる。具体的に、中間点電圧Ｖｓｆは、
Ｖｓｆ＝Ｖｓ１−Ｚ１＊（１−ｍ）＊（Ｉｓ１−Ｉｃｓ）    …(19)
で表される。上式（１４）の右辺第２項は、相手端から特定点６７までの送電線５０による電圧降下を示している。
【０１２９】
したがって、上式（１７）で表される特定点６７の電圧Ｖｆと、上式（１９）で表される特定点６７の電圧Ｖｓｆとの位相差φに対応する時間ｔに基づいて、サンプリングタイミングの同期処理を行うことができる。
【０１３０】
実施の形態２．
実施の形態１では、送電線をπ形回路で模擬し、系統故障のない場合の送電線の端子電圧を用いて充電電流を計算し、その充電電流が補償された端子電流と端子電圧とを用いて中間点電圧を計算した。そして、Ａ端の電圧および電流に基づく中間点電圧ＶｆとＢ端の電圧および電流に基づく中間点電圧Ｖｓｆとの位相差φを計算し、計算した位相差φに対応する時間ｔに基づいてサンプリング時間を補正した。
【０１３１】
実施の形態２では、送電線回路をＴ形回路で模擬する。Ｔ形回路とは、充電電流を生成する対地容量Ｃに相当するコンデンサが送電線の中間点に設けられ、このコンデンサを送電線の線路インピーダンスの１／２で挟んだモデルである。なお、コンデンサが接続されるコンデンサ点は中間点に限らず、Ａ端とＢ端との間の任意の点であってもよいが、中間点が精度上好ましい。
【０１３２】
実施の形態２では、さらに、Ａ端の電流および電圧に基づいて特定点としてのＢ端における電圧を計算し、計算したＢ端電圧と実際のＢ端電圧との位相差が算出される。送電線をＴ形回路で模擬することによって、負荷電流が送電線を流れることによる電圧降下とともに、対地容量による充電電流を計算に取り込むことができるので、従来よりも精度の高いサンプリング同期を実現することができる。
【０１３３】
［送電線を単一のＴ形回路で模擬する場合］
図１６は、実施の形態２によるサンプリング同期処理が適用される送電系統の正相回路による等価回路図である。図１６を参照して、Ａ端の正相電圧をＶ１とし、Ａ端の正相電流をＩ１とする。同様に、Ｂ端の正相電圧をＶｓ１とし、Ｂ端の正相電流をＩｓ１とする。
【０１３４】
送電線５０全体での対地容量の総量をＣとする。Ｔ形回路では、中間点５７に対地容量Ｃに対応するコンデンサが接続される。なお、コンデンサが接続されるコンデンサ点は中間点に限らず、Ａ端とＢ端との間の任意の点であってもよいが、中間点が精度上好ましい。
【０１３５】
さらに、送電線５０全体の正相インピーダンスをＺ１とすると、送電線５０のＡ端から中間点５７までの線路インピーダンスはＺ１／２で表され、送電線５０のＢ端から中間点５７までの線路インピーダンスはＺ１／２で表される。上記の対地容量Ｃに対応するコンデンサと２個の線路インピーダンスＺ１／２とによって、Ｔ形回路８０が構成される。
【０１３６】
図１７は、実施の形態２によるサンプリング同期処理の手順を示すフローチャートである。以下、主として、図９、図１６、図１７を参照して、サンプリング同期処理の手順について説明する。以下の説明では、Ａ端を自端と称し、Ｂ端を相手端と称する。
【０１３７】
まず、図９のＡ／Ｄ変換部１１０は、自端の電流および電圧をサンプリングすることによって電流データＩ１および電圧データＶ１を生成する（ステップＳ２０１）。受信機１３１＿２は、相手端の電流および電圧のサンプリング値である電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１を受信する（ステップＳ２０２）。なお、両端の電圧の位相差のみを計算し、相手端の電流データＩｓ１を必要としない場合には、電圧データＶｓ１のみを受信してもよい。
【０１３８】
次に、電圧演算部７４は、自端電圧Ｖ１および自端電流Ｉ１を用いて中間点５７（コンデンサ点とも称する）の電圧Ｖｔを計算する（ステップＳ２０３）。具体的に、電圧Ｖｔは、
Ｖｔ＝Ｖ１−（Ｚ１／２）＊Ｉ１    …(20)
で表される。上式（２０）の右辺第２項は、自端から中間点５７までの送電線５０による電圧降下を示している。
【０１３９】
その次に、電圧演算部７４は、コンデンサ点の電圧Ｖｔを用いて充電電流Ｉｃｔを計算する（ステップＳ２０４）。具体的に、充電電流Ｉｃｔは、
Ｉｃｔ＝ｊωＣ＊Ｖｔ    …(21)
で表される。
【０１４０】
その次に、電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流Ｉｃｔを減算した値（Ｉ１−Ｉｃｔ）と、コンデンサ点の電圧Ｖｔとを用いて、相手端電圧Ｖｓ１’を計算する（ステップＳ２０５）。具体的に相手端電圧Ｖｓ１’は、
Ｖｓ１’＝Ｖｔ−（Ｚ１／２）＊（Ｉ１−Ｉｃｔ）    …(22)
で表される。上式（２２）の右辺第２項は、中間点５７から相手端までの送電線５０による電圧降下を示している。すなわち、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端での電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。なお、図１４で説明したサンプリング同期方法を本実施の形態の場合に適用することもできる。
【０１４１】
次に、位相差演算部７５は、実際に検出された相手端電圧Ｖｓ１と算出した相手端電圧Ｖｓ１’との位相差φを計算する（ステップＳ２０６）。位相差演算部７５は、上記の位相差φに応じた遅れ時間（または、進み時間）を求めて同期処理部７３へ出力する。同期処理部７３は、その遅れ時間または進み時間だけサンプリング時刻を補正する（ステップＳ２０７）。
【０１４２】
上記のように、送電線をＴ形回路で模擬することによって、負荷電流が送電線を流れることによる電圧降下とともに対地容量による充電電流を計算に取り込むことができるので、従来よりも精度の高いサンプリング同期を実現することができる。さらに、Ｔ形回路の段数を増やすことによってサンプリング同期の精度を上げることができる。
【０１４３】
［送電線を２段のＴ形回路で模擬する場合］
図１８は、２段のＴ形回路で送電線を模擬した場合の送電系統の正相回路による等価回路図である。
【０１４４】
図１８を参照して、初段のＴ形回路８１は、送電線のｘ＝１／４の地点である第１のコンデンサ点５６に設けられた対地容量がＣ／２のコンデンサと、そのコンデンサ点の両側にそれぞれ接続されたＺ１／４の大きさの線路インピーダンスとを含む。第２段目のＴ形回路８２は、送電線のｘ＝３／４の地点である第２のコンデンサ点５８に設けられた対地容量がＣ／２のコンデンサと、そのコンデンサ点の両側にそれぞれ接続されたＺ１／４の大きさの線路インピーダンスとを含む。第１のコンデンサ点５６での電圧をＶｔとし、第１のコンデンサ点５６での充電電流をＩｃｔとする。第２のコンデンサ点５８での電圧をＶｔ’とし、第２のコンデンサ点５８での充電電流をＩｃｔ’とする。なお、２段のＴ形回路の線路長は、同じである必要はない。２段のＴ形回路の線路長が異なる場合には、それぞれのＴ形回路の線路長に比例した対地容量がそれぞれの線路の中間点にあればよい。
【０１４５】
図１９は、図１８の等価回路で模擬された送電系統のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。以下、主として、図９、図１８、図１９を参照して、サンプリング同期処理の手順について説明する。以下の説明では、Ａ端を自端と称し、Ｂ端を相手端と称する。
【０１４６】
図９のＡ／Ｄ変換部１１０は、自端の電流および電圧をサンプリングすることによって電流データＩ１および電圧データＶ１を生成する（ステップＳ３０１）。受信機１３１＿２は、相手端の電流および電圧のサンプリング値である電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１を受信する（ステップＳ３０２）。なお、両端の電圧の位相差のみを計算し、相手端の電流データＩｓ１を必要としない場合には、電圧データＶｓ１のみを受信してもよい。
【０１４７】
次に、電圧演算部７４は、自端電圧Ｖ１および自端電流Ｉ１を用いて、第１のコンデンサ点（ｘ＝１／４）の電圧Ｖｔを計算する（ステップＳ３０３）。具体的に、電圧Ｖｔは、
Ｖｔ＝Ｖ１−（Ｚ１／４）＊Ｉ１    …(23)
で表される。上式（２３）の右辺第２項は、自端から第１のコンデンサ点５６までの送電線５０による電圧降下を示している。
【０１４８】
その次に、電圧演算部７４は、上式（２３）の電圧Ｖｔを用いて第１のコンデンサ点５６での充電電流Ｉｃｔを計算する（ステップＳ３０４）。具体的に、充電電流Ｉｃｔは、
Ｉｃｔ＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖｔ    …(24)
で表される。
【０１４９】
その次に、電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流Ｉｃｔを減算した値（Ｉ１−Ｉｃｔ）と、第１のコンデンサ点５６の電圧Ｖｔとを用いて、第２のコンデンサ点５８（ｘ＝３／４）の電圧Ｖｔ’を計算する（ステップＳ３０５）。具体的に、電圧Ｖｔ’は、
Ｖｔ’＝Ｖｔ−（（Ｚ１／４）＋（Ｚ１／４））＊（Ｉ１−Ｉｃｔ）
＝Ｖｔ−（Ｚ１／２）＊（Ｉ１−Ｉｃｔ）    …(25)
で表される。上式（２５）の右辺第２稿は、第１のコンデンサ点５６と第２のコンデンサ点５８との間の送電線５０における電圧降下を示している。
【０１５０】
その次に、電圧演算部７４は、上式（２５）の電圧Ｖｔ’を用いて第２のコンデンサ点５８での充電電流Ｉｃｔ’を計算する（ステップＳ３０６）。具体的に、充電電流Ｉｃｔ’は、
Ｉｃｔ’＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖｔ’    …(26)
で表される。
【０１５１】
その次に、電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流ＩｃｔおよびＩｃｔ’を減算した値（Ｉ１−Ｉｃｔ−Ｉｃｔ’）と、第２のコンデンサ点の電圧Ｖｔ’とを用いて、相手端の電圧Ｖｓ１’を計算する（ステップＳ３０７）。具体的に、相手端の電圧Ｖｓ１’は、
Ｖｓ１’＝Ｖｔ’−（Ｚ１／４）＊（Ｉ１−  Ｉｃｔ−Ｉｃｔ’）    …(27)
で表される。上式（２７）の右辺第２項は、第２のコンデンサ点５８から相手端までの送電線５０による電圧降下を示している。
【０１５２】
次に、位相差演算部７５は、実際に検出された相手端電圧Ｖｓ１と算出した相手端電圧Ｖｓ１’との位相差φを計算する（ステップＳ３０８）。さらに、位相差演算部７５は、上記の位相差φに対応する遅れ時間（または、進み時間）を求めて同期処理部７３へ出力する。同期処理部７３は、その遅れ時間または進み時間だけサンプリング時刻を補正する（ステップＳ３０９）。すなわち、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端での電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。なお、図１４で説明したサンプリング同期方法を本実施の形態の場合に適用することもできる。
【０１５３】
このように、Ｔ形回路の段数を増やすことによって実際の送電線を模擬している分布定数線路に近付けることができるので、サンプリング同期の精度をより上げることができる。また、実施の形態２では、送電線５０の両端の電圧差に基づいて充電電流の補償ができるので、送電線に故障が無い状態で連続的にサンプリング同期の補正を行うことができる。系統故障が発生した場合には、系統故障が無い状態での直近の同期処理の結果を用いて（すなわち、前置保持によって）サンプリング同期処理が行われることになる。
【０１５４】
［実施の形態２の変形例］
上記では、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７１は、送電線の自端の電流データＩ１および電圧データＶ１を用いて相手端の電圧Ｖｓ１’を計算し、位相差演算部７２はその計算結果と相手端の実際の電圧値Ｖｓ１との位相差φを計算した。これとは逆に、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７１は、送電線の相手端の電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１を用いて自端の電圧Ｖ１’を計算し、位相差演算部７２はその計算結果と送電線の自端の実際の電圧値Ｖ１との位相差φを計算するようにしてもよい。このようにしても位相差φに対応する時間ｔに基づいて自端のサンプリングタイミングを調整することができるので、従来よりも精度良くサンプリング同期を実行することができる。
【０１５５】
実施の形態３．
実施の形態２では、Ａ端の電流および電圧を用いてＢ端の電圧を計算し、計算したＢ端の電圧を実際に検出されたＢ端の電圧と比較していた。実施の形態３では、実施の形態１の図７および図１０で説明したように、Ａ端の電流および電圧を用いて中間点電圧Ｖｆを計算し、Ｂ端の電流および電圧を用いて中間点電圧Ｖｓｆを計算する。そして、計算した中間点電圧ＶｆとＶｓｆとの位相差に基づいてサンプリング同期処理を行う。
【０１５６】
なお、中間点に限らず、Ａ端とＢ端との間で任意に定められた特定点であってもよく、この場合、中間点電圧Ｖｆを第１特定点電圧Ｖｆと称し、中間点電圧Ｖｓｆを第２特定点電圧Ｖｓｆと称する。また、送電線５０は、実施の形態２の図１８と同様に２段のＴ形回路で模擬される。これによって実施の形態１の場合よりも精度を上げることができる。
【０１５７】
図２０は、実施の形態３のサンプリング同期処理が適用される送電系統の正相回路による等価回路図である。図２０の等価回路図は図１８の等価回路図に対応するものであり、送電線５０は、２段のＴ形回路８１，８２によって模擬される。第１のコンデンサ点５６での電圧をＶｔとし、第１のコンデンサ点５６での充電電流をＩｃｔとする。第２のコンデンサ点５８での電圧をＶｔｓとし、第２のコンデンサ点５８での充電電流をＩｃｔｓとする。また、Ａ端の電流Ｉ１および電圧Ｖ１に基づく中間点５７での電圧をＶｆとし、Ｂ端の電流Ｉｓ１および電圧Ｖｓ１に基づく中間点５７での電圧をＶｓｆとする。
【０１５８】
図２１は、図２０の等価回路で模擬された送電系統のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。以下、主として、図９、図２０、図２１を参照して、サンプリング同期処理の手順について説明する。以下の説明では、Ａ端を自端と称し、Ｂ端を相手端と称する。
【０１５９】
まず、図９のＡ／Ｄ変換部１１０は、自端の電流および電圧をサンプリングすることによって電流データＩ１および電圧データＶ１を生成する（ステップＳ４０１）。
【０１６０】
次に、電圧演算部７４は、自端電圧Ｖ１および自端電流Ｉ１を用いて、第１のコンデンサ点（ｘ＝１／４）の電圧Ｖｔを計算する（ステップＳ４０２）。具体的に、電圧Ｖｔは、
Ｖｔ＝Ｖ１−（Ｚ１／４）＊Ｉ１    …(28)
で表される。上式（２８）の右辺第２項は、Ａ端から第１のコンデンサ点５６までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１６１】
その次に、電圧演算部７４は、上式（２８）の電圧Ｖｔを用いて第１のコンデンサ点５６での充電電流Ｉｃｔを計算する（ステップＳ４０３）。具体的に、充電電流Ｉｃｔは、
Ｉｃｔ＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖｔ    …(29)
で表される。
【０１６２】
その次に、電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流Ｉｃｔを減算した値（Ｉ１−Ｉｃｔ）と、第１のコンデンサ点５６の電圧Ｖｔとを用いて、中間点電圧Ｖｆを計算する（ステップＳ４０４）。具体的に、中間点電圧Ｖｆは、
Ｖｆ＝Ｖｔ−（Ｚ１／４）＊（Ｉ１−Ｉｃｔ）    …(30)
で表される。上式（３０）の右辺第２項は、第１のコンデンサ点５６から中間点５７までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１６３】
次に、受信機１３１＿２は、相手端の電流および電圧のサンプリング値（すなわち、電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１）を受信する（ステップＳ４０５）。受信された電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１は、受信データ処理部７２に取り込まれる。なお、ステップＳ４０５は、ステップＳ４０２の前に実行してもよい。また、ステップＳ４０２〜Ｓ４０４は、ステップＳ４０６〜Ｓ４０８と並行して実行してもよい。
【０１６４】
次に、電圧演算部７４は、相手端電圧Ｖｓ１および相手端電流Ｉｓ１を用いて、第２のコンデンサ点（ｘ＝３／４）の電圧Ｖｔｓを計算する（ステップＳ４０６）。具体的に、電圧Ｖｔｓは、
Ｖｔｓ＝  Ｖｓ１−（Ｚ１／４）＊Ｉｓ１    …(31)
で表される。上式（３１）の右辺第２項は、Ｂ端から第２のコンデンサ点５８までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１６５】
その次に、電圧演算部７４は、上式（３１）の電圧Ｖｔｓを用いて第２のコンデンサ点５８での充電電流Ｉｃｔｓを計算する（ステップＳ４０７）。具体的に、充電電流Ｉｃｔｓは、
Ｉｃｔｓ＝ｊω（Ｃ／２）＊Ｖｔｓ    …(32)
で表される。
【０１６６】
その次に、電圧演算部７４は、相点端電流Ｉｓ１から充電電流Ｉｃｔｓを減算した値（Ｉｓ１−Ｉｃｔｓ）と、第２のコンデンサ点５８の電圧Ｖｔｓとを用いて、中間点電圧Ｖｓｆを計算する（ステップＳ４０８）。具体的に、中間点電圧Ｖｓｆは、
Ｖｓｆ＝Ｖｔｓ−（Ｚ１／４）＊（Ｉｓ１−Ｉｃｔｓ）    …(33)
で表される。上式（３３）の右辺第２項は、第２のコンデンサ点５８から中間点５７までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１６７】
次に、位相差演算部７５は、中間点電圧ＶｓとＶｓｆとの位相差φを計算する（ステップＳ４０９）。さらに、位相差演算部７５は、計算した位相差φに対応する遅れ時間（または、進み時間）を求めて同期処理部７３へ出力する。同期処理部７３は、その遅れ時間または進み時間だけサンプリング時刻を補正する（ステップＳ４１０）。すなわち、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端での電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。なお、図１４で説明したサンプリング同期方法を本実施の形態の場合に適用することができる。
【０１６８】
実施の形態１では、負荷電流が大きくなると誤差が無視できなくなる可能性があったが、実施の形態３では、各端子から中間点５７までをＴ形回路を用いて構成することによって誤差を低減することができる。また、各端子から中間点５７までの線路を２段のＴ形回路で構成すると、等価回路はさらに分布定数に近付くのでサンプリング同期の精度をさらに向上させることができる。
【０１６９】
図２２は、各端子から中間点までを２段のＴ形回路で模擬した場合における送電系統の正相回路による等価回路図である。
【０１７０】
図２２を参照して、Ａ端から中間点５７までの送電線において、初段のＴ形回路８３は、送電線のｘ＝１／８の地点である第１のコンデンサ点９１に設けられた対地容量がＣ／４のコンデンサと、そのコンデンサ点の両側にそれぞれ接続されたＺ１／８の大きさの線路インピーダンスとを含む。第２段目のＴ形回路８４は、送電線のｘ＝３／８の地点である第２のコンデンサ点９３に設けられた対地容量がＣ／４のコンデンサと、そのコンデンサ点の両側にそれぞれ接続されたＺ１／８の大きさの線路インピーダンスとを含む。第１のコンデンサ点９１での電圧をＶｐとし、第１のコンデンサ点９１での充電電流をＩｃｐとする。第２のコンデンサ点９３での電圧をＶｐ’とし、第２のコンデンサ点９３での充電電流をＩｃｐ’とする。
【０１７１】
同様に、Ｂ端から中間点５７までの送電線において、初段のＴ形回路８６は、送電線のｘ＝７／８の地点である第３のコンデンサ点９６に設けられた対地容量がＣ／４のコンデンサと、そのコンデンサ点の両側にそれぞれ接続されたＺ１／８の大きさの線路インピーダンスとを含む。第２段目のＴ形回路８５は、送電線のｘ＝５／８の地点である第４のコンデンサ点９４に設けられた対地容量がＣ／４のコンデンサと、そのコンデンサ点の両側にそれぞれ接続されたＺ１／８の大きさの線路インピーダンスとを含む。第３のコンデンサ点９６での電圧をＶｐｓとし、第３のコンデンサ点９６での充電電流をＩｃｐｓとする。第４のコンデンサ点９４での電圧をＶｐｓ’とし、第４のコンデンサ点９４での充電電流をＩｃｐｓ’とする。
【０１７２】
図２３は、図２２の等価回路で模擬された送電系統のサンプリング同期手順を示すフローチャートである。以下、主として、図９、図２２、図２３を参照して、サンプリング同期処理の手順について説明する。以下の説明では、Ａ端を自端と称し、Ｂ端を相手端と称する。
【０１７３】
まず、図９のＡ／Ｄ変換部１１０は、自端の電流および電圧をサンプリングすることによって電流データＩ１および電圧データＶ１を生成する（ステップＳ５０１）。
【０１７４】
次に、電圧演算部７４は、自端電圧Ｖ１および自端電流Ｉ１を用いて、第１のコンデンサ点９１（ｘ＝１／８）の電圧Ｖｐを計算する（ステップＳ５０２）。具体的に、電圧Ｖｐは、
Ｖｐ＝Ｖ１−（Ｚ１／８）＊Ｉ１    …(34)
で表される。上式（３４）の右辺第２項は、Ａ端から第１のコンデンサ点９１までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１７５】
その次に、電圧演算部７４は、上式（３４）の電圧Ｖｐを用いて第１のコンデンサ点９１での充電電流Ｉｃｐを計算する（ステップＳ５０３）。具体的に、充電電流Ｉｃｐは、
Ｉｃｐ＝ｊω（Ｃ／４）＊Ｖｐ    …(35)
で表される。
【０１７６】
その次に、電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流Ｉｃｐを減算した値（Ｉ１−Ｉｃｐ）と、第１のコンデンサ点９１での電圧Ｖｐとを用いて、第２のコンデンサ点９３（ｘ＝３／８）の電圧Ｖｐ’を計算する（ステップＳ５０４）。具体的に、電圧Ｖｐ’は、
Ｖｐ’＝Ｖｐ−（Ｚ１／４）＊（Ｉ１−Ｉｃｐ）    …(36)
で表される。上式（３６）の右辺第２項は、第１のコンデンサ点９１から第２のコンデンサ点９３までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１７７】
その次に、電圧演算部７４は、上式（３６）の電圧Ｖｐ’を用いて第２のコンデンサ点９３での充電電流Ｉｃｐ’を計算する（ステップＳ５０５）。具体的に、充電電流Ｉｃｐ’は、
Ｉｃｐ’＝ｊω（Ｃ／４）＊Ｖｐ’    …(37)
で表される。
【０１７８】
その次に、電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流ＩｃｐおよびＩｃｐ’を減算した値（Ｉ１−Ｉｃｐ−Ｉｃｐ’）と、第２のコンデンサ点の電圧Ｖｐ’とを用いて、中間点電圧Ｖｆを計算する（ステップＳ５０６）。具体的に、中間点電圧Ｖｆは、
Ｖｆ＝Ｖｐ’−（Ｚ１／８）＊（Ｉ１−Ｉｃｐ−Ｉｃｐ’）    …(38)
で表される。上式（３８）の右辺第２項は、第２のコンデンサ点９３から中間点５７までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１７９】
次に、受信機１３１＿２は、相手端の電流および電圧のサンプリング値（すなわち、電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１）を受信する（ステップＳ５０７）。受信された電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１は、受信データ処理部７２に取り込まれる。なお、ステップＳ５０７は、ステップＳ５０２の前に実行してもよい。また、ステップＳ５０２〜Ｓ５０６は、ステップＳ５０８〜Ｓ５１２と並行して実行してもよい。
【０１８０】
次に、電圧演算部７４は、相手端電圧Ｖｓ１および相手端電流Ｉｓ１を用いて、第３のコンデンサ点（ｘ＝７／８）の電圧Ｖｐｓを計算する（ステップＳ５０８）。具体的に、電圧Ｖｐｓは、
Ｖｐｓ＝Ｖｓ１−（Ｚ１／８）＊Ｉｓ１    …(39)
で表される。上式（３９）の右辺第２項は、Ｂ端から第３のコンデンサ点９６までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１８１】
その次に、電圧演算部７４は、上式（３９）の電圧Ｖｐｓを用いて第３のコンデンサ点９６での充電電流Ｉｃｐｓを計算する（ステップＳ５０９）。具体的に、充電電流Ｉｃｐｓは、
Ｉｃｐｓ＝ｊω（Ｃ／４）＊Ｖｐｓ    …(40)
で表される。
【０１８２】
その次に、電圧演算部７４は、相手端電流Ｉｓ１から充電電流Ｉｃｐｓを減算した値（Ｉｓ１−Ｉｃｐｓ）と、第３のコンデンサ点９６での電圧Ｖｐｓとを用いて、第４のコンデンサ点９４（ｘ＝５／８）での電圧Ｖｐｓ’を計算する（ステップＳ５１０）。具体的に、電圧Ｖｐｓ’は、
Ｖｐｓ’＝Ｖｐｓ−（Ｚ１／４）＊（Ｉｓ１−Ｉｃｐｓ）    …(41)
で表される。上式（４１）の右辺第２項は、第３のコンデンサ点９６から第４のコンデンサ点９４までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１８３】
その次に、電圧演算部７４は、上式（４１）の電圧Ｖｐｓ’を用いて第４のコンデンサ点９４での充電電流Ｉｃｐｓ’を計算する（ステップＳ５１１）。具体的に、充電電流Ｉｃｐｓ’は、
Ｉｃｐｓ’＝ｊω（Ｃ／４）＊Ｖｐｓ’    …(42)
で表される。
【０１８４】
その次に、電圧演算部７４は、相手端電流Ｉｓ１から充電電流ＩｃｐｓおよびＩｃｐｓ’を減算した値（Ｉｓ１−Ｉｃｐｓ−Ｉｃｐｓ’）と、第４のコンデンサ点９４の電圧Ｖｐｓ’とを用いて、中間点電圧Ｖｓｆを計算する（ステップＳ５１２）。具体的に、中間点電圧Ｖｓｆは、
Ｖｓｆ＝Ｖｐｓ’−（Ｚ１／８）＊（Ｉｓ１−Ｉｃｐｓ−Ｉｃｐｓ’）    …(43)
で表される。上式（４３）の右辺第２項は、第４のコンデンサ点９４から中間点５７までの送電線５０による電圧降下を表す。
【０１８５】
次に、位相差演算部７５は、中間点電圧ＶｓとＶｓｆとの位相差φを計算する（ステップＳ５１３）。さらに、位相差演算部７５は、計算した位相差φに対応する遅れ時間（または、進み時間）を求めて同期処理部７３へ出力する。同期処理部７３は、その遅れ時間または進み時間だけサンプリング時刻を補正する（ステップＳ５１４）。すなわち、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端での電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。なお、図１４で説明したサンプリング同期方法を本実施の形態の場合に適用することもできる。
【０１８６】
上記のようにＴ形回路の段数を増やすことによって送電線５０の等価回路は分布定数回路により近くなるので、サンプリング同期の精度をより上げることができる。さらに、系統故障が無い条件で連続的にサンプリング同期の補正を行うことができる。なお、各端子から中間点までの線路を３段以上のＴ形回路で模擬しても、上記と同様の方法でサンプリング同期処理を行うことができる。
【０１８７】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では送電線が２端子の場合について説明したが、実施の形態４では送電線が３端子以上の場合について説明する。
【０１８８】
［送電線が３端子の場合］
図２４は、各端子に背後電源を有する３端子の送電線の系統図である。図２４の送電線において、Ａ端は分岐点２００と送電線２０１を介して接続され、Ｂ端は分岐点２００と送電線２０２を介して接続され、Ｃ端は分岐点２００と送電線２０３を介して接続される。送電線のＡ端、Ｂ端、Ｃ端にはそれぞれ背後電源５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが接続されている。
【０１８９】
Ａ端には電流変成器ＣＴ１が設けられるとともに、Ａ端の母線５１Ａには電圧変成器ＶＴ１が設けられる。Ｂ端には電流変成器ＣＴ２が設けられるとともに、Ｂ端の母線５１Ｂには電圧変成器ＶＴ２が設けられる。Ｃ端には電流変成器ＣＴ３が設けられるとともに、Ｃ端の母線５１Ｃには電圧変成器ＶＴ３が設けられる。
【０１９０】
また、Ａ端、Ｂ端、Ｃ端には、電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃがそれぞれ設置される。各電流差動リレー５３は自端の電圧変成器ＶＴおよび電流変成器ＣＴと接続される。また、これらの電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃは、通信路５４，５４Ｂ，５４Ｃを介して相互に接続され、検出した自端の電流データおよび電圧データを相互にやり取りする。
【０１９１】
図２５は、図２４の送電系統の正相回路による等価回路図である。送電線２０１，２０２，２０３の各々はＴ形回路２０４，２０５，２０６によってそれぞれ模擬されている。
【０１９２】
Ｔ形回路２０４では、送電線２０１の中間点（第１のコンデンサ点とも称する）２１１において送電線２０１の対地容量ＣＡの大きさを有するコンデンサが設けられている。中間点２１１の両側に、送電線２０１の正相インピーダンスＺＡ１の半分の値のインピーダンスがぞれぞれ接続されている。
【０１９３】
同様に、Ｔ形回路２０５では、送電線２０２の中間点（第２のコンデンサ点とも称する）２１２において送電線２０２の対地容量ＣＢの大きさを有するコンデンサが設けられている。中間点２１２の両側に、送電線２０２の正相インピーダンスＺＢ１の半分の値のインピーダンスがぞれぞれ接続されている。
【０１９４】
同様に、Ｔ形回路２０６では、送電線２０３の中間点（第３のコンデンサ点とも称する）２１３において送電線２０３の対地容量ＣＣの大きさを有するコンデンサが設けられている。中間点２１３の両側に、送電線２０３の正相インピーダンスＺＣ１の半分の値のインピーダンスがぞれぞれ接続されている。
【０１９５】
具体的なサンプリング同期処理では、３端子のうちのいずれか１端子のサンプルタイミングに他の２端子のサンプルタイミングを同期させるようにする。以下では、Ｂ端子のサンプルタイミングにＡ端子およびＣ端子のサンプルタイミングを同期させる場合について説明する。
【０１９６】
図２６は、Ａ端子のサンプルタイミングをＢ端子のサンプルタイミングに同期させる手順を示すフローチャートである。具体的な手順は、実施の形態３の図２１の場合と同様である。図２１では、Ａ端およびＢ端の各々の電流および電圧に基づいて中間点電圧Ｖｆ，Ｖｓｆがそれぞれ計算されていたが、図２６の場合には、中間点５７に代えて分岐点２００での電圧Ｖｆ，Ｖｓｆが計算される。
【０１９７】
図２４、図２５、図２６を参照して、まず、電流差動リレー５３ＡのＡ／Ｄ変換部１１０は、自端（Ａ端）の電流および電圧をサンプリングすることによって電流データＩ１および電圧データＶ１を生成する（ステップＳ４０１Ａ）。
【０１９８】
次に、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７４は、自端電圧Ｖ１および自端電流Ｉ１を用いて、第１のコンデンサ点２１１の電圧ＶＡを計算する（ステップＳ４０２Ａ）。
【０１９９】
次に、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７４は、第１のコンデンサ点２１１の電圧ＶＡを用いて充電電流ＩＡｃを計算する（ステップＳ４０３Ａ）。
【０２００】
次に、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７４は、自端電流Ｉ１から充電電流ＩＡｃを減算した値（Ｉ１−ＩＡｃ）と、第１のコンデンサ点２１１の電圧ＶＡとを用いて、分岐点電圧Ｖｆを計算する（ステップＳ４０４Ａ）。
【０２０１】
次に、電流差動リレー５３Ａの受信機１３１＿２は、通信路５４を介して相手端（Ｂ端）の電流および電圧のサンプリング値（すなわち、電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１）を受信する（ステップＳ４０５Ａ）。受信された電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１は、受信データ処理部７２に取り込まれる。なお、ステップＳ４０５Ａは、ステップＳ４０２Ａの前に実行してもよい。また、ステップＳ４０２Ａ〜Ｓ４０４Ａは、ステップＳ４０６Ａ〜Ｓ４０８Ａと並行して実行してもよい。
【０２０２】
次に、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７４は、相手端電圧Ｖｓ１および相手端電流Ｉｓ１を用いて、第２のコンデンサ点２１２の電圧ＶＢを計算する（ステップＳ４０６Ａ）。
【０２０３】
次に、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７４は、第２のコンデンサ点２１２の電圧ＶＢを用いて充電電流ＩＢｃを計算する（ステップＳ４０７Ａ）。
【０２０４】
次に、電流差動リレー５３Ａの電圧演算部７４は、相点端電流Ｉｓ１から充電電流ＩＢｃを減算した値（Ｉｓ１−ＩＢｃ）と、第２のコンデンサ点２１２の電圧ＶＢとを用いて、分岐点電圧Ｖｓｆを計算する（ステップＳ４０８Ａ）。
【０２０５】
次に、電流差動リレー５３Ａの位相差演算部７５は、分岐点電圧ＶｓとＶｓｆとの位相差φを計算する（ステップＳ４０９Ａ）。さらに、電流差動リレー５３Ａの位相差演算部７５は、位相差φに対応する遅れ時間（または、進み時間）を求めて同期処理部７３へ出力する。同期処理部７３は、その遅れ時間または進み時間だけサンプリング時刻を補正する（ステップＳ４１０Ａ）。すなわち、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端での電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。これによって、Ａ端子のサンプルタイミングをＢ端子のサンプルタイミングに同期させることができる。なお、図１４で説明したサンプリング同期方法を上記の場合に適用することができる。
【０２０６】
図２７は、Ｃ端子のサンプルタイミングをＢ端子のサンプルタイミングに同期させる手順を示すフローチャートである。具体的な手順は、実施の形態３の図２１の場合と同様である。ただし、図２７の場合には、中間点５７に代えて分岐点２００での電圧Ｖｒｆ，Ｖｓｆが計算される。
【０２０７】
図２４、図２５、図２７を参照して、まず、電流差動リレー５３ＣのＡ／Ｄ変換部１１０は、自端（Ｃ端）の電流および電圧をサンプリングすることによって電流データＩｒ１および電圧データＶｒ１を生成する（ステップＳ４０１Ｃ）。
【０２０８】
次に、電流差動リレー５３Ｃの電圧演算部７４は、自端電圧Ｖｒ１および自端電流Ｉｒ１を用いて、第３のコンデンサ点２１３の電圧ＶＣを計算する（ステップＳ４０２Ｃ）。
【０２０９】
次に、電流差動リレー５３Ｃの電圧演算部７４は、第３のコンデンサ点２１３の電圧ＶＣを用いて充電電流ＩＣｃを計算する（ステップＳ４０３Ｃ）。
【０２１０】
次に、電流差動リレー５３Ｃの電圧演算部７４は、自端電流Ｉｒ１から充電電流ＩＣｃを減算した値（Ｉｒ１−ＩＣｃ）と、第３のコンデンサ点２１３の電圧ＶＣとを用いて、分岐点電圧Ｖｒｆを計算する（ステップＳ４０４Ｃ）。
【０２１１】
次に、電流差動リレー５３Ｃの受信機１３１＿２は、通信路５４Ｃを介して、相手端（Ｂ端）の電流および電圧のサンプリング値（すなわち、電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１）を受信する（ステップＳ４０５Ｃ）。受信された電流データＩｓ１および電圧データＶｓ１は、受信データ処理部７２に取り込まれる。なお、ステップＳ４０５Ｃは、ステップＳ４０２Ｃの前に実行してもよい。また、ステップＳ４０２Ｃ〜Ｓ４０４Ｃは、ステップＳ４０６Ｃ〜Ｓ４０８Ｃと並行して実行してもよい。
【０２１２】
次に、電流差動リレー５３Ｃの電圧演算部７４は、相手端電圧Ｖｓ１および相手端電流Ｉｓ１を用いて、第２のコンデンサ点２１２の電圧ＶＢを計算する（ステップＳ４０６Ｃ）。
【０２１３】
次に、電流差動リレー５３Ｃの電圧演算部７４は、第２のコンデンサ点２１２の電圧ＶＢを用いて充電電流ＩＢｃを計算する（ステップＳ４０７Ｃ）。
【０２１４】
次に、電流差動リレー５３Ｃの電圧演算部７４は、相点端電流Ｉｓ１から充電電流ＩＢｃを減算した値（Ｉｓ１−ＩＢｃ）と、第２のコンデンサ点２１２の電圧ＶＢとを用いて、分岐点電圧Ｖｓｆを計算する（ステップＳ４０８Ｃ）。
【０２１５】
次に、電流差動リレー５３Ｃの位相差演算部７５は、分岐点電圧ＶｒｆとＶｓｆとの位相差φを計算する（ステップＳ４０９Ｃ）。さらに、電流差動リレー５３Ｃの位相差演算部７５は、位相差φに対応する遅れ時間（または、進み時間）を求めて同期処理部７３へ出力する。同期処理部７３は、その遅れ時間または進み時間だけサンプリング時刻を補正する（ステップＳ４１０Ｃ）。すなわち、同期処理部７３は、位相差φに対応する時間ｔが０になるように、自端での電流および電圧のサンプリング時刻を制御する。これによって、Ｃ端子のサンプルタイミングをＢ端子のサンプルタイミングに同期させることができる。また、図１４で説明したサンプリング同期方法を上記の場合に適用することができる。
【０２１６】
なお、３端子の送電線を、π形回路を用いて模擬することもできる。この場合には、２端子の場合と同様に、各端子から分岐点までがπ型回路の一部であるＬ型回路として模擬される。
【０２１７】
［送電線が４端子の場合］
図２８は、各端子に背後電源を有する４端子の送電線の系統図である。図２８の送電線において、Ａ端は分岐点ｇと送電線２２１を介して接続され、Ｄ端は分岐点ｇと送電線２２１を介して接続される。Ｂ端は分岐点ｆと送電線２２２を介して接続され、Ｃ端は分岐点ｆと送電線２２３を介して接続される。分岐点ｇと分岐点ｆとは送電線２２０を介して接続される。送電線のＡ端、Ｂ端、Ｃ端、Ｄ端にはそれぞれ背後電源５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄが接続されている。
【０２１８】
Ａ端には電流変成器ＣＴ１が設けられるとともに、Ａ端の母線５１Ａには電圧変成器ＶＴ１が設けられる。Ｂ端には電流変成器ＣＴ２が設けられるとともに、Ｂ端の母線５１Ｂには電圧変成器ＶＴ２が設けられる。Ｃ端には電流変成器ＣＴ３が設けられるとともに、Ｃ端の母線５１Ｃには電圧変成器ＶＴ３が設けられる。Ｄ端には電流変成器ＣＴ４が設けられるとともに、Ｄ端の母線５１Ｄには電圧変成器ＶＴ４が設けられる。
【０２１９】
また、Ａ端、Ｂ端、Ｃ端、Ｄ端には、電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄがそれぞれ設置される。各電流差動リレー５３は自端の電圧変成器ＶＴおよび電流変成器ＣＴと接続される。また、これらの電流差動リレー５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃは、通信路（不図示）を介して相互に接続され、検出した自端の電流データおよび電圧データを相互にやり取りする。
【０２２０】
以下、上記の構成において、Ｂ端のサンプリングのタイミングにＡ端、Ｃ端、Ｄ端のサンプルタイミングを同期させる場合の手順を説明する。
【０２２１】
図２９は、図２８の送電系統においてサンプリング同期処理の手順の一例を示すフローチャートである。図２９の手順では、図２７のＢ端のサンプリングのタイミングに他の端子のサンプリングのタイミングを同期させる。
【０２２２】
まず、Ｄ端の電流差動リレー５３Ｄは、Ａ端電圧Ｖ１およびＡ端電流Ｉ１に基づいて分岐点ｇの電圧Ｖｇを計算する（ステップＳ６０１）。さらに、電流差動リレー５３Ｄは、Ｄ端電圧Ｖｑ１およびＤ端電流Ｉｑ１に基づいて分岐点ｇの電圧Ｖｑｇを計算する（ステップＳ６０２）。これらの具体的な計算方法は、実施の形態１および３で説明したものと同様である。
【０２２３】
次に、電流差動リレー５３Ｄは、分岐点ｇにおける電圧Ｖｇと電圧Ｖｑｇとの位相差φ１を計算する（ステップＳ６０３）。電流差動リレー５３Ｄは、位相差φ１に応じた遅れ時間（または、進み時間）だけＤ端のサンプリング時刻を補正する（すなわち、Ｄ端のサンプリング時刻をＡ端のサンプリング時刻に同期させる）（ステップＳ６０４）。
【０２２４】
次に、電流差動リレー５３Ａは、Ａ端から分岐点ｇに流入する電流Ｉｇと、Ｄ端から分岐点ｇに流入する電流Ｉｑｇとの合成電流Ｉｇ＋Ｉｑｇとを計算する（ステップＳ６０５）。
【０２２５】
次に、電流差動リレー５３Ａは、分岐点ｇの電圧Ｖｇおよび合成電流Ｉｇ＋Ｉｑｇに基づいて分岐点ｆの電圧Ｖｇｆを計算する（ステップＳ６０６）。さらに、電流差動リレー５３Ａは、Ｂ端電圧Ｖｓ１およびＢ端電流Ｉｓ１に基づいて分岐点ｆの電圧Ｖｓｆを計算する（ステップＳ６０７）。
【０２２６】
次に、電流差動リレー５３Ａは、分岐点ｆの電圧Ｖｇｆと電圧Ｖｓｆの位相差φ２を計算する（ステップＳ６０８）。
【０２２７】
次に、電流差動リレー５３Ａは、位相差φ２に応じた遅れ時間（または、進み時間）だけＡ端のサンプリング時刻を補正する（すなわち、Ａ端のサンプリング時刻をＢ端のサンプリング時刻に同期させる）。また、Ｄ端の電流差動リレー５３Ｄは、位相差φ２に応じた遅れ時間（または、進み時間）だけＤ端のサンプリング時刻を補正する（すなわち、Ｄ端のサンプリング時刻をＢ端のサンプリング時刻に同期させる）（以上、ステップＳ６０９）。したがって、最終的にＤ端のサンプリング時刻は位相差（φ１＋φ２）に対応する時間だけ補正されることになる。
【０２２８】
次に、Ｃ端の電流差動リレー５３Ｃは、Ｃ端電圧Ｖｒ１およびＣ端電流Ｉｒ１に基づいて分岐点ｆの電圧Ｖｒｆを計算する（ステップＳ６１０）。さらに、Ｃ端の電流差動リレー５３Ｃは、Ｂ端電圧Ｖｓ１およびＢ端電流Ｉｓ１に基づいて分岐点ｆの電圧Ｖｓｆを計算する（ステップＳ６１１）。
【０２２９】
次に、電流差動リレー５３Ｃは、分岐点ｆでの電圧Ｖｓｆと電圧Ｖｒｆとの位相差φ３を計算する（ステップＳ６１２）。そして、電流差動リレー５３Ｃは、計算した位相差φ３に応じた遅れ時間（または、進み時間）だけＣ端のサンプリング時刻を補正する（すなわち、Ｃ端のサンプリング時刻をＢ端のサンプリング時刻に同期させる）（ステップＳ６１３）。以上によって、サンプリング同期処理が完了する。
【０２３０】
このように、同期すべきマスターの電流差動リレー５３Ｂが設置された端子（Ｂ端）と１個の分岐点ｆを介して接続されたＣ端の電流差動リレー５３Ｃは、各端子（Ｂ端，Ｃ端）の電流および電圧データにそれぞれ基づいて当該分岐点ｆにおける電圧を計算する。そして、電流差動リレー５３Ｃは、計算したそれぞれの分岐点電圧の位相差に基づいてサンプルタイミングを補正することができる。
【０２３１】
一方、同期すべきマスターの電流差動リレー５３Ｂが設置された端子（Ｂ端）と２個以上の分岐点ｆ，ｇを介して接続されたＡ端およびＤ端の電流差動リレー５３Ａ，５３Ｄは、まず、Ｂ端に直結された分岐点ｆと異なる分岐点ｇにおける合成電流を計算する必要がある。このため、これらの電流差動リレー５３Ａ，５３Ｄのいずれか一方のサンプリングタイミングに他方のサンプリングタイミングを同期させるステップが必要になる。
【０２３２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２３３】
５０，２０１〜２０３，２２０〜２２３  送電線、５２Ａ〜５２Ｄ  背後電源、５３，５３Ａ〜５３Ｄ  電流差動リレー、５４，５４Ｂ，５４Ｃ  通信路、５６，９１，２１１  第１のコンデンサ点、５７  中間点、５８，９３，２１２  第２のコンデンサ点、９６，２１３  第３のコンデンサ点、９４  第４のコンデンサ点、６７  特定点、７６  リレー演算部、７４  電圧演算部、７５  位相差演算部、７３  同期処理部、８０〜８６，２０４〜２０６  Ｔ形回路、１００  入力変換部、１１０  Ａ／Ｄ変換部、１２０  演算処理部、１３０  Ｉ／Ｏ部、１３１  送受信機、１３２  デジタル入力回路、１３３  デジタル出力回路、２００，ｆ，ｇ  分岐点、Ｃ，ＣＡ，ＣＢ  対地容量、ＣＴ，ＣＴ１〜ＣＴ４  電流変成器、ＶＴ，ＶＴ１〜ＶＴ４  電圧変成器，Ｔｓ  特定時間間隔。
【要約】
電流差動リレー（５３Ａ）において、電圧演算部（７４）は、第１端子の電流データ（Ｉ１）および電圧データ（Ｖ１）に基づいて、送電線の第１端子と第２端子とを接続する線路上の特定点における電圧を第１特定点電圧として計算し、第２端子の電流データ（Ｉｓ１）および電圧データ（Ｖｓ１）に基づいて、特定点における電圧を第２特定点電圧として計算する。ここで、電圧演算部（７４）は、第１端子と特定点とを接続する第１線路および第２端子と特定点とを接続する第２線路の各々を、送電線全体を単一のπ形回路としたときの当該π形回路の一部であるＬ形回路としてまたは単一のＴ形回路としてまたは直列接続された複数のＴ形回路として模擬することによって、第１特定点電圧および第２特定点電圧を計算する。位相差演算部（７５）は、第１特定点電圧と第２特定点電圧との位相差を計算する。同期処理部（７３）は、位相差に対応する時間に基づいてサンプリング時刻を調整する。【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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