DE60127916T2

DE60127916T2 - Digitales Schutzrelaissystem

Info

Publication number: DE60127916T2
Application number: DE60127916T
Authority: DE
Inventors: Hideaki 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Sugiura; Itsuo 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Shuto; Hachidai 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Ito; Masamichi 1-1 Shibaura 1-chome Minato-ku Saga
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2021-10-06
Also published as: CN1348243A; US6678134B2; KR20020027273A; US20020057544A1; JP2009284758A; EP1195876A3; CN101394076A; EP1195876A2; DE60127916D1; CN100514784C; EP1195876B1; CN101394076B; CN101394077A; KR100465944B1; CN101394077B; JP5254157B2

Description

Hintergrund
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzrelais zum Synchronisieren des Abtastens von Elektrische-Größe Daten an einer Mehrzahl von Terminals in einem elektrischen Energiesystem, indem ein globales Positionsbestimmungssystem, hier als GPS bezeichnet, verwendet wird.
Beschreibung des betreffenden Standes der Technik
Ein Schutzrelaissystem ist bekannt, bei welchem Elektrische-Größe Daten, beispielsweise ein elektrischer Strom, an einer Mehrzahl von Positionen oder Terminals in einem elektrischen Energiesystem, beispielsweise einem Energieübertragungssystem abgetastet werden. Elektrische-Größe Daten in digitaler Form, die durch das Abtasten gewonnen werden, werden zwischen den Terminals ausgetauscht und zur Berechnung für den Zweck der Bereitstellung einer Schutzfunktion für das elektrische Energiesystem verwendet.
In einem derartigen System muss das Abtasten an den jeweiligen Terminals synchronisiert werden, wodurch die Zeit, zu der die Elektrische-Größe Daten an den entsprechenden Terminals abgetastet werden, derart sein muss, dass eine genaue Übereinstimmung vorliegt. Dies gewährleistet, dass die Elektrische-Größe Daten, die durch synchrones Abtasten gewonnen wurden (also durch gleichzeitiges Abtasten), für die Berechnung verwendet werden.
Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden für das Synchronisieren der Abtastung. Beispielsweise offenbaren die US 4,612,594 , veröffentlicht am 16. September 1986, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 offenbart, und die US 4,470,093 , ausgegeben am 4. September 1984, ein synchrones Abtasten.
1A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Austausch von synchronen Signalen zwischen einem Hauptterminal SS1 (Masterterminal) und einem Sekundärterminal SS2 (Hilfsterminal), die zueinander gegenüberliegen, über eine Übertragungsleitung verdeutlicht. Das Abtasten mit einer Abtastfrequenz T erfolgt zwischen Terminals und es existiert eine Abtastzeitabweichung ΔT.
Zuerst sendet das Terminal SS2 ein Synchronsignal F0 (abtastsynchronisiertes Markierungszeichen) an das Terminal SS1 mit den Elektrische-Größe Daten.
Andererseits misst das Terminal SS1 die Empfangszeitgebung Tm der Daten, die das Synchronsignal F0 haben, wie von dem Terminal SS2 gesendet, basierend auf der Abtastzeitgebung an dem Terminal SS1. Das Terminal SS1 sendet die Empfangszeitgebung Tm und ein Synchronsignal F1 an das Terminal SS2.
Als nächstes misst das Terminal SS2 auch die Empfangszeitgebung Ts der Daten, die das Synchronsignal F1 haben, wie von dem Terminal SS1 gesendet, basierend auf der Abtastzeitgebung an dem Terminal SS2.
Hier wird angenommen, dass die Übertragungsverzögerungszeit Td von dem Terminal SS2 zu dem Terminal SS1 und die Übertragungsverzögerungszeit Td von dem Terminal SS1 zu dem Terminal SS2 gleich sind. Die Übertragungsverzögerungszeit Td kann durch die folgende Beziehung beschrieben werden zwischen Tm, Ts, ΔT und T. Td = Tm + ΔT + i·T (1) Td = Ts – ΔT + j·T (2) 2ΔT = Ts – Tm + (j – i)·T (3) ΔT = (Ts – Tm)/2 (4)wobei i einen ganzzahligen Wert darstellt (i ist gleich zu 1 in 1A), und j stellt einen ganzzahligen Wert dar (wenn Ts kleiner als Tm ist, ist j gleich zu i + 1, wenn Ts gleich Tm oder größer ist, j ist gleich zu i).
Die Gleichung (3) ist abgeleitet von den Gleichungen (1) und (2).
Unter der Bedingung, dass Ts kleiner als Tm ist, wenn (Ts + T) ungefähr gleich groß Ts ist, dann kann (j – i)·T in der Gleichung (3) verworfen werden. (j – i)·T ist ein Vielfaches von T. Als ein Ergebnis kann die Gleichung (3) in der Art und Weise beschrieben werden, wie in Gleichung (4) gezeigt. Entsprechend wird die Abtastzeitgebung an jedem Terminal gleich durch Verschieben der Abtastzeitgebung an dem Terminal SS2 derart, dass ΔT gleich zu einem im Wesentlichen Nullwert gesetzt werden kann.
1B zeigt ein Zeitdiagramm, das den Austausch von Synchronsignalen zwischen Terminals SS1 und SS2 verdeutlicht. Dieses Zeitdiagramm zeigt, dass die Abtastzeitgebung bei jedem Terminal gleich ist. Das Terminal SS2 misst die Abtastfrequenz T0, die für die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, bei dem das Terminal SS2 das Synchronsignal F0 (abtastsynchronisiertes Markierungszeichen) empfängt, und dem Zeitpunkt, bei dem das Terminal SS2 das Synchronsignal F1 (abtastsynchronisiertes Markierungszeichen) empfangt.
Die Übertragungsverzögerungszeit Td wird berechnet gemäß der Gleichung (5) basierend auf T0, Ts und T. Td = T0/2 – T + Ts (5)
Entsprechend kann die Verzögerungszeit der Daten, die von dem Terminal SS2 (das gegenüberliegende Terminal) gesendet werden, zu der Abtastzeitgebung bei dem Terminal SS1 bestimmt werden.
Wie oben erwähnt, durch das Austauschen von synchronisierten Daten, beispielsweise elektrische Daten und des abtastsynchronisierten Markierungszeichens zwischen den Terminals, kann eine Schutzrelaisberechnung an jedem Terminal durchgeführt werden, indem die Abtastdaten verwendet werden, die von der gleichen Abtastung gewonnen werden.
Das obige Abtastsynchronisierungsverfahren erfordert die Hinzufügung von Daten für die Synchronisierung zu den gesendeten Daten. Folglich liegt ein erster Nachteil dieses Verfahrens darin, dass die Übertragungsverzögerungszeit in beide Richtungen auf den Übertragungsleitungen gleich sein muss zum Bilden einer Synchronsteuerung zwischen den Terminals.
Darüber hinaus liegt ein zweiter Nachteil dieses obigen Verfahrens darin, dass die Betriebsrate geringer ist, weil der Verlust der Synchronisation in Antwort auf die Fluktuation der Übertragungsverzögerungszeit auftritt, selbst wenn die Downstream und die Upstream Übertragungsverzögerungszeiten auf den Übertragungsleitungen gleich sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der oben genannten Umstände gemacht worden, und beabsichtigt die oben genannten Probleme zu lösen.
Dies wird erreicht durch die Kombination der Merkmale in Anspruch 1.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Spezifikation eingearbeitet und Teil von dieser bilden, verdeutlichen verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
1A und 1B zeigen Zeitdiagramme, die den Austausch der Synchronsignale zwischen Terminals verdeutlichen.
2 zeigt ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Prinzip der Synchronisation verdeutlicht.
4 zeigt ein Diagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
5 zeigt ein Diagramm, das ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 zeigt ein Diagramm, das ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
7 zeigt ein Diagramm, das ein fünftes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
8 zeigt ein Diagramm, das ein siebentes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
9 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt ein graphisches Diagramm, das ein zwölftes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 zeigt ein Blockdiagramm, das ein dreizehntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 zeigt ein Blockdiagramm, das ein vierzehntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 zeigt ein Blockdiagramm, das ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 zeigt ein Blockdiagramm, das ein sechzehntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 zeigt ein Blockdiagramm, das ein siebzehntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
18 zeigt ein Blockdiagramm, das ein achtzehntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Bevorzugte Ausführungsbeispiele eines digitalen Schutzrelaissystems gemäß der vorliegenden Erfindung werden jetzt speziell genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wo immer es möglich ist, werden gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
2 zeigt das Diagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Dort ist ein Schutzrelaissystem gezeigt, das eine Übertragungsleitung 1 durch ein Paar von Schutzrelaisvorrichtungen (eine Schutzrelaisvorrichtung 14a und 14b) schützt, das bereitgestellt ist an einem Terminal SS1 und einem Terminal SS2, über eine Übertragungsleitung 1 sich gegenüberliegend. An den jeweiligen Terminals bereitgestellt sind Stromtransformierer 2a und 2b zum Detektieren des Stroms durch die Übertragungsleitung 1 und zum Einstellen des detektierten Stroms für die Schutzrelaisvorrichtung 14a und 14b, und Schaltungsunterbrecher 3a und 3b, die betreibbar sind in Reaktion auf die Schutzrelaisvorrichtung 14a und 14b.
Die Schutzrelaisvorrichtung 14a und 14b empfangen jeweils die Ströme von den Stromtransformierern 2a und 2b, und tasten periodisch die Ströme ab und digitalisieren sie, um Stromdaten durch A/D-Wandlerabschnitte 10a und 10b zu gewinnen.
Die gewonnenen Elektrische-Größe Daten, die durch einen Übertragungsabschnitt 11a und 11b ausgetauscht werden, werden verwendet für eine Schutzfunktionsberechnung in einem Berechnungsabschnitt 12a und 12b. Wenn ein Ergebnis der Berechnung derart ist, dass die Übertragungsleitung 1 in einem Zustand gefunden wird, der eine Trennung erfordert, geben die Ausgabeabschnitte 13a und 13b Auslösesignale aus, um das Auslösen des Schaltungsunterbrechers 3a und 3b zu verursachen.
Um eine entsprechende Berechnung für die Schutzfunktion an der Schutzrelaisvorrichtung 14a und 14b bereitzustellen, muss hier die Zeit, mit der die Elektrische-Größe Daten an der jeweili gen Vorrichtung 14a und 14b abgetastet werden, derart sein, dass eine genaue Übereinstimmung vorliegt.
Ein GPS (Global Positioning System) Empfänger 5a und 5b gibt einen festen Zyklusimpuls S0 mit der gleichen Zeitgebung aus, empfangen von einem GPS Satelliten 4. Andererseits geben Taktsignalerzeugungsabschnitte 6a und 6b Taktsignale S1a und S1b jeweils aus. Diese Taktsignale S1a und S1b sind asynchron.
Zusätzlich wandelt das GPS System eine Zeit, die durch eine Atomuhr gezählt wird (enthaltend einen ultrapräzisen Oszillator, der aus Cäsium oder Rubidium geformt ist), montiert auf einem Satelliten, in ein Zeitsignal und sendet das Signal von dem Satelliten zu einer Empfängerstation am Boden. Eine Übertragungszeit, während der das Signal gesendet wird, wird basierend auf der Differenz zwischen der Zeit, die dargestellt ist durch das Zeitsignal, das durch die Empfängerstation empfangen wird, und der Zeit, wenn das Signal tatsächlich empfangen wird, gemessen.
Ein Zeitgebungsdifferenzmessabschnitt 7a misst die Zeitgebungsdifferenz des festen Zyklusimpulses S0 und eines Abtastimpulses S2a. Der Abtastimpuls S2A wird von dem Abtastimpulserzeugungsabschnitt 9a ausgegeben. Ähnlich misst ein Zeitgebungsdifferenzmessabschnitt 7b die Zeitgebungsdifferenz des festen Zyklusimpulses S0 und eines Abtastimpulses S2b. Der Abtastimpuls S2B wird ausgegeben durch den Abtastimpulserzeugungsabschnitt 9b. Ein Korrekturabschnitt 8a bzw. 8b korrigiert die Frequenz des Abtastimpulses S2a und S2b, so dass die Zeitgebungsdifferenz, die durch die Zeitgebungsdifferenzmessabschnitte 7a und 7b gemessen wird, im Wesentlichen Null ist.
Folglich wird in den Schutzrelaisvorrichtungen 14a und 14b, die die Vorrichtungen sind, die gegenseitig unabhängig sind, da der asynchrone Abtastimpuls S2a und S2b als gleiche Zeitgebung dienen, basierend auf dem festen Zyklusimpuls S0, die Synchronisation zwischen den Terminals gebildet.
Als nächstes wird das Prinzip der Berechnung mit den Elektrische-Größe Daten, die zum gleichen Zeitpunkt abgetastet werden, unter Bezugnahme auf 3 erklärt. Wenn die Synchronisation zwischen der Schutzrelaisvorrichtung 14a und 14b durch das oben genannte Verfahren gebildet wird, kann jede Vorrichtung 14a und 14b den gleichen Zählerwert an die Abtastdaten zum gleichen Zeitpunkt geben, wenn die Zähler CNa und CNb, die bei jedem Abtastimpuls S2a und S2b mit der Zeit als den Startpunkt der Eingabe des festen Zyklusimpulses S0 aktualisiert werden, gebildet werden.
Wenn dieser Zählerwert folglich mit den Elektrische-Größe Daten von einem gegenüberliegenden Terminal gesendet wird, liest ein Empfangsterminal diesen Zählerwert. Die Elektrische-Größe Daten, die den gleichen Zählerwert haben, können verwendet werden für die Berechnung für den Zweck der Schutzfunktion. Zusätzlich, wenn die Übertragungsverzögerungszeit zwischen der Schutzrelaisvorrichtung 14a und 14b kleiner als ein Abtastzyklus ist, ist es nicht notwendig den oben genannten Zähler bereitzustellen.
Wie oben beschrieben, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, da ein Abtastimpuls mit einem Signal von einem GPS Satelliten synchronisiert wird, unabhängig von dem Zeitabstand, von welchem es downstream gesendet wird mit der begleitenden Übertragungsverzögerungszeit in dem Fall von Datenkommunikationen, oder unabhängig von dem Zeitabstand, mit welchem es upstream gesendet wird, kann die Abtastzeitgebung zwischen mehreren Schutzrelaisvorrichtungen, die unabhängig voneinander arbeiten, gleichzeitig gebildet werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
4 zeigt ein Blockdiagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 4 sind die gleichen Elemente wie in 2 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in 2 verwendet, und die Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und diesem Ausführungsbeispiel ist die Hinzufügung von Differentialstromoperationsabschnitten 15a und 15b.
Mit dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn die Zeitgebungssignale, die normalerweise von dem GPS Satelliten ausgegeben werden, aus irgendeinem Grund nicht ausgegeben werden, mit dem Ergebnis, dass der feste Zyklusimpuls S0 von den GPS Empfängern 5a und 5b nicht ausgegeben wird, arbeiten der Zeitgebungsdifferenzmessabschnitt 7a und 7b und der Korrekturabschnitt 8a und 8b nicht einwandfrei oder überhaupt nicht. Folglich driftet die Synchronisation allmählich aufgrund der Abweichung zwischen den Taktsignalen von den Taktsignalerzeugungsabschnitten 6a und 6b ab.
Dieses Ausführungsbeispiel basiert auf dem Prinzip, dass die Vektorsumme des Stroms an beiden Enden und der sog. Differentialstrom gleich Null werden, wenn die Synchronisation zwischen den Schutzrelaisvorrichtungen 14a und 14b gebildet wird in dem Zustand, bei dem kein Fehler in der Übertragungsleitung 1 herrscht. Die Schutzrelaisvorrichtung 14a wird als ein Hauptterminal verwendet, und die Schutzrelaisvorrichtung 14b als ein Sekundärterminal. Wenn der GPS Satellit 4 keine Zeitgebungssignale aufgrund irgendeiner Fehlfunktion ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht von den GPS Empfängers 5a und 5b ausgegeben wird, sobald die Synchronisation zwischen den Terminals gebildet ist, wird die Frequenz des Taktsignals S1b durch den Korrekturabschnitt 8b der Schutzrelaisvorrichtung 14b korrigiert, so dass der Differentialstrom, der gewonnen wird mit den Differentialstromoperationsabschnitten 15a und 15b, auf ungefähr Null gesetzt werden kann.
Dadurch kann der Abtastimpuls S2b der Schutzrelaisvorrichtung 14b dem Abtastimpuls S2a der Schutzrelaisvorrichtung 14a folgen, und damit fortfahren den Synchronbildungszustand zwischen den Terminals aufrechtzuerhalten.
Darüber hinaus, beispielsweise durch Vorhandensein einer Zweiglast, mit der die Schutzrelaisvorrichtung nicht bereitgestellt ist, wenn ein bestimmtes Ausmaß des Differentialstroms in der Vergangenheit immer aufgetreten ist, wird der herkömmliche Differenzstromwert, der durch den Differenzstromoperationsabschnitt 15a und 15b berechnet wird, gespeichert. Wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht von den GPS Empfängern 5a und 5b ausgegeben wird, steuert der Differentialstromoperationsabschnitt die Abtastimpulsbreite gemäß der Differenz des Differentialstromwerts und des augenblicklichen Differentialstromwerts, den er vorher gespeichert hatte, bevor die GPS Empfänger 5a und 5b die Ausgabe S0 stoppten. Die Differenz wird verwendet, um die Frequenz des Taktsignals S1b durch den Korrekturabschnitt 8b zu korrigieren, so dass der Differenzstromwert, für den der augenblickliche Differenzstromwert aufgezeichnet wird, geschätzt werden kann.
Wie oben beschrieben, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls von den oben genannten GPS Empfängern nicht ausgegeben wird, kann der Abtastimpuls, der zwischen den Terminals synchronisiert wurde, fortgesetzt und ausgegeben werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
5 zeigt ein Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 5 sind die gleichen Elemente, wie in 2 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie sie in 2 verwendet werden, gekennzeichnet, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und diesem Ausführungsbeispiel liegt in der Hinzufügung von Differentialphasenoperationsabschnitten 16a und 16b.
In diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Synchronisation zwischen Terminals gebildet ist, in dem Zustand, bei dem kein Fehler in der Energieleitung 1 vorhanden ist, arbeitet es mit dem Prinzip, dass die Phasendifferenz des Stroms an beiden Terminals als Null dient. Genauer gesagt wird die Schutzrelaisvorrichtung 14a als Hauptterminal verwendet, und die Schutzrelaisvorrichtung 14b als Sekundärterminal. Wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht von einem GPS Empfänger 5a und 5b ausgegeben wird, wodurch die Synchronisation zwischen den Terminals vorher gebildet worden ist, wird die Frequenz des Taktsignals S1b durch den Korrekturabschnitt 8b korrigiert, so dass die Phasendifferenz des Stroms, für welchen sie durch Differenzphasenoperationsabschnitte 16a und 16b gewonnen wurde, als ungefähr gleich zu Null dienen kann.
Dadurch kann der Abtastimpuls S2b der Schutzrelaisvorrichtung 14b dem Abtastimpuls S2a der Schutzrelaisvorrichtung 14a folgen, und kann weiter den Synchronbildungszustand zwischen Terminals halten.
Zusätzlich, genauso wie die oben genannten Merkmale, wenn eine bestimmte Größe der Phasendifferenz immer aufgetreten ist in der Vergangenheit gemäß dem Zustand eines Systems, wird die herkömmliche Phasendifferenz, die bereits mit den Differenzphasenoperationsabschnitten 16a und 16b gewonnen wird, gespeichert. Wenn der GPS Satellit 4 keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht ausgegeben wird von den GPS Empfängern 5a und 5b, kann die Frequenz des Taktsignals S1b durch die Korrekturabschnitte 8b korrigiert werden, so dass sie auf einen Wert nahe der bereits gespeicherten Phasendifferenz gesetzt werden kann.
Ferner, wenn der Energiefluss nicht durch die Übertragungsleitung fließt gemäß dem Zustand des elektrischen Energiesystems, kann die Phasendifferenz des Stroms nicht berechnet werden. Wenn der Strom folglich kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, basiert die Synchronisation nicht auf der Phasendifferenz des Stroms, sondern stattdessen kann die Phasendifferenz der Spannung verwendet werden, um die Synchronisation aufrechtzuerhalten. Zusätzlich, da die Phasendifferenz immer aufgetreten ist in der Vergangenheit in diesem Fall, erfolgt die Korrektur derart, dass sie auf einen Wert nahe gleich der herkömmlichen Phasendifferenz gesetzt wird.
Wie oben erwähnt, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls von dem GPS Empfänger nicht ausgegeben wird, kann der Abtastimpuls, der zwischen Terminals synchronisiert sein kann, fortgesetzt und ausgegeben werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
6 zeigt ein Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 6 sind die gleichen Elemente, wie in 2 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 2 verwendet, versehen, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und diesem Ausführungsbeispiel ist die Hinzufügung von Empfangszeitgebungsmessabschnitten 17a und 17b und von Sendeverzögerungszeitoperationsabschnitten 18a und 18b zwischen den Terminals.
Mit diesem Ausführungsbeispiel, bei der Bedingung, dass die Upstream und Downstream Übertragungsverzögerungszeiten gleich sind, wenn der GPS Satellit 4 keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht von den GPS Empfängern 5a und 5b ausgegeben wird, beispielsweise mit der Anwendung des Abtastzeitsynchronverfahrens, wie in der US 4,612,594 beschrieben, wird die Empfangszeitgebung Tm und Ts mit den Empfangszeitgebungsmessabschnitten 17a und 17b gemessen. Die Übertragungsverzögerungszeit Td wird durch die Übertragungsverzögerungszeitoperationsabschnitte 18a und 18b gewonnen.
Wenn der GPS Satellit 4 also keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht von den GPS Empfängern 5a und 5b ausgegeben wird, wird zu dem Abtastsyn chronverfahren durch das oben genannte Verfahren geschaltet, wodurch der Abtastimpuls, der zwischen Terminals synchronisiert sein kann, fortgesetzt und ausgegeben werden kann, selbst wenn das GPS System bei einer korrekten Ausgabe versagt.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
7 zeigt ein Blockdiagramm eines fünften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 7 sind die gleichen Elemente, wie in 2 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie sie in 2 verwendet werden, gekennzeichnet, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und diesem Ausführungsbeispiel ist die Hinzufügung von Sendesignalempfangszeitgebungsmessabschnitten 17a und 17b und Sendeverzögerungszeitoperationsabschnitten 18a und 18b zwischen Terminals.
Genauer gesagt wird die Schutzrelaisvorrichtung 14a als Hauptterminal verwendet, und eine Schutzrelaisvorrichtung 14b wird als Sekundärterminal verwendet. Während die vorbestimmten periodischen Impulse ausgegeben werden von einem GPS Empfänger 5a und 5b, berechnet jede Vorrichtung 14a und 14b die Übertragungsverzögerungszeit und speichert sie von der empfangenen Zeitgebung, die gemessen wird. Wenn der GPS Satellit 4 keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht von den GPS Empfängern 5a und 5b ausgegeben wird, wird die Sequenz des Taktsignals S1b korrigiert von der Übertragungsverzögerungszeit und der gegenwärtigen Datenempfangszeitgebung, die gespeichert sind, durch den Korrekturabschnitt 8b.
Folglich kann der Abtastimpuls S2b der Schutzrelaisvorrichtung 14b mit dem Abtastimpuls S2a der Schutzrelaisvorrichtung 14a synchronisiert werden, und der Synchronisierungszustand zwischen den Terminals kann fortbestehen, selbst wenn das GPS System vorübergehend ausfallt.
Wie oben erwähnt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls nicht von dem oben genannten GPS Empfänger ausgegeben wird, kann der Abtastimpuls immer noch zwischen den Terminals synchronisiert sein und ausgegeben werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein sechstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt. Ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel bis fünften Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls von dem oben genannten GPS Empfänger nicht ausgegeben wird, kann der Abtastimpuls immer noch synchronisiert und ausgegeben werden zwischen Terminals in den Abtastsynchronfortdauerabschnitten in den Schutzvorrichtungen 14a und 14b.
Das sechste Ausführungsbeispiel hat mindestens zwei oder mehrere der Abtastsynchronfortsetzungsabschnitte, die in jedem der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, und selbst wenn eine Korrektur erfolgt, können die gleichen Effekte erzielt werden. Beispielsweise mit dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel wird der Strom, der auf der Übertragungsleitung fließt, gemessen und als ein Mittel zur Synchronisierungssteuerung verwendet, selbst wenn das GPS System versagt. Obwohl weder der Differenzstrom noch die Phasendifferenz berechnet werden kann, wenn der Strom nicht fließt, kann durch das vierte und fünfte Ausführungsbeispiel, die keinen Strom verwenden, eine Synchronsteuerung erzielt werden, selbst wenn das GPS System ausfällt.
Mit dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit 4 keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht von den GPS Empfängern 5a und 5b ausgegeben wird, kann die Minderung nicht detektiert werden, wenn eine Differenz in der Verbindung mit einer Upstream und Downstream Übertragungsverzögerungszeit auftritt.
Da jedoch der Differenzstrom oder die Phasendifferenz des Stroms als Ergebnis der Änderung auftreten, kann die Synchronsteuerung, die in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, fortgesetzt werden. Folglich liefert das Kombinieren von zwei oder mehreren Synchronsteuerfortsetzungsabschnitten, deren Prinzipien unterschiedlich sind, ein robusteres System, das flexibler arbeiten kann.
(Siebentes Ausführungsbeispiel)
8 zeigt ein Blockdiagramm eines siebenten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 8 sind die gleichen Elemente, wie in 2 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie in 2 verwendet, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und diesem Ausführungsbeispiel ist die Hinzufügung von Einstellungswerteingabeabschnitten 19a und 19b und Bedingungsbeurteilungsabschnitten 20a und 20b.
Mit diesem Ausführungsbeispiel, wenn der Steuerungszustand durch die Abtastsynchronfortsetzungsabschnitte für eine längere Zeitperiode fortgesetzt wird, tritt allmähliches Abdriften oder ein Abweichen der Synchronisation in der Abtastzeitgebung auf gemäß der individuellen Differenz der Impulssignalerzeugungsabschnitte in jeder Vorrichtung 14a und 14b. Ein Randwert, als ein Schwellenwert, wird vorher für verschiedene Elemente eingegeben, beispielsweise Fortsetzungszeit, Differenzstrom und Änderung der Phasendifferenz und Datenempfangszeitgebung von dem gegenüberliegenden Terminal, an den Einstellungswerteingabeabschnitten 19a und 19b, wobei der Fall berücksichtigt wird, dass eine Schutzrelaisvorrichtung mit der Zeit nicht korrekt arbeiten kann. Die Bedingungsbeurteilungsabschnitte 20a und 20b beurteilen, dass die Ähnlichkeit der Abtastzeitgebung zwischen Terminals verloren gegangen ist, wenn ein oben genanntes Element den entsprechenden Randwert überschreitet, und sie verhindern einen unerwünschten (beispielsweise falschen) Ausgabewert von den Ausgabeabschnitten.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, in dem Fall, bei dem der Zustand der Fortsetzung und Ausgabe eines Abtastimpuls für längere Zeit fortgesetzt wird, wenn er in einen Zustand wechselt, bei dem der Differenzstrom und die Phasendifferenz in Antwort auf einen Fehler auftreten können, und wenn die Empfangszeitgebung sich plötzlich ändert aufgrund einer Änderung der Übertragungsverzögerungszeit oder dergleichen, kann ein Synchronverschieben zwischen den Terminals verhindert werden.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein achtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt. Die folgenden Funktionen können der Schutzrelaisvorrichtung gemäß jedem oben genannten Ausführungsbeispiel hinzugefügt werden. In dem achten Ausführungsbeispiel werden alle Elektrische-Größe Daten, die mit zwei oder mehreren Schutzrelaisvorrichtungen erfasst werden, mit der gleichen Zeitgebung abgetastet. Folglich ist es wirkungsvoll betrieben zu werden, um die oben genannte Größe von elektrischen Daten zu sammeln und eine Vergleichsstudie der gesammelten Daten durchzuführen und eine neue Operation durchzuführen.
Darüber hinaus ist es auch wirkungsvoll, um Operationsergebnisse an der Schutzrelaisvorrichtung zu sammeln und den Zustand jeder Vorrichtung zu überprüfen. Die sekundäre Verwendung der Daten in einer anderen Vorrichtung kann ermöglicht werden durch Bilden von Datenausgabeabschnitten 2a und 2b, um die oben genannten Daten an eine andere Vorrichtung auszugeben, wie in 9 gezeigt. Darüber hinaus kann erreicht werden, dass Daten durch die Übertragungsabschnitte 11a und 11b ausgegeben werden, ohne Verwendung von Datenausgabeabschnitten 21a und 21b.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein neuntes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt. Die vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele sind beschrieben worden für eine Situation, bei der eine Übertragungsleitung mit zwei Terminals geschützt wird als Schutzzone, sie sind jedoch natürlich anwendbar auf eine Situation, bei der die Übertragungsleitung drei oder mehrere Terminals hat, die als Schutzzone zu schützen sind, beispielsweise wenn ein Bus und ein Transformierer in einer Nebenstation geschützt werden als Schutzzone. Ferner kann dieses Ausführungsbeispiel angewendet werden für den Schutz verschiedener Systeme, sowie das Obengenannte.
(Zehntes Ausführungsbeispiel)
Wie in 10A gezeigt, ist ein GPS Empfänger 5c separat von der Schutzrelaisvorrichtung bereitgestellt in einem anderen Aufbau. In 10B kann der feste Zyklusimpuls S0, der für zwei oder mehrere Schutzrelaisvorrichtungen bereitgestellt wird von dem gleichen GPS Empfänger 5d angewendet werden für jedes oben genannte Ausführungsbeispiel.
(Elftes Ausführungsbeispiel)
11 zeigt ein Blockdiagramm eines elften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 11 sind die gleichen Elemente, wie in 2 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 2 verwendet, gekennzeichnet, und eine Erklärung ist weggelassen. Der Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und diesem Ausführungsbeispiel ist die Hinzufügung von Operationsabschnitten 12a1 und 12b2 und von Festzyklusimpulsdetektionsabschnitten 22a und 22b. Mit diesem Ausführungsbeispiel wird der Zustand des festen Zyklusimpulses S0, der von den GPS Empfängern 5a und 5b ausgegeben wird, überwacht. Als Ergebnis dieser Überwachung, wenn bestimmt wird, dass die Ausgabe abnormal ist, oder nicht ausgegeben wurde, werden die Operationsabschnitte 12a 12b geschaltet zu Operationsabschnitten 12a1 und 12b1 mit einer Empfindlichkeitsbetriebscharakteristik, die niedriger ist als diejenige der Operationsabschnitte 12a und 12b.
12 zeigt die Betriebscharakteristik der Operationsabschnitte 12a und 12b und der Operationsabschnitte 12a1 und 12b1. Die horizontale Achse bezeichnet hineinfließenden Strom Ii und die vertikale Achse bezeichnet herausfließenden Strom 10. Wenn der Fehler der Stromdifferentialoperation durch den Abtastsynchronfehler so groß wird, dass der Strom groß ist, wird die Verhältnischarakteristik gebildet, um eine niedrige Empfindlichkeit zu haben.
Itap bezeichnet die minimale Empfindlichkeit, die bestimmt wird von dem minimalen Fehlerstrom. Iksk bezeichnet den maximalen herausfließenden Strom, aus dem bestimmt wird, dass eine ungewollte Operation der Zone oberhalb dieser entspricht, zum Verhindern eines ungewollten Betriebs durch die Stromsättigung auf Stromtransformierern 2a und 2b. DF1: Io ≤ (5/7)·(Ii – Itap) DF2: Io < Ikscwobei (5/7) den Verhältnischarakteristikkoeffizient darstellt zur Vermeidung eines ungewollten Betriebs durch den Abtastsynchronfehler. Dieser Verhältnischarakteristikkoeffizient wird bestimmt durch das Kommunikationssystem, das für ein elektrisches Energiesystem angewendet wird, und kann von dem oben bereitgestellten Wert verschieden sein.
Wenn Abnormalitäten auftreten in dem festen Zyklusimpuls S0, oder wenn der feste Zyklusimpuls S0 nicht ausgegeben wird, wird die kleine Stromregioncharakteristik DF1 berechnet durch die folgende Gleichung durch die Operationsabschnitte 12a1 und 12b1. DF1: Io ≤ (4/7)·(Ii – Itap) DF2: Io < Iksc
Hier wird eine Erklärung gegeben für den Fall, bei dem der Verhältnischarakteristikkoeffizient gleich (4/7) ist. Verglichen mit der oben genannten Gleichung, die den Verhältnischarakteristikkoeffizienten (5/7) anwendet, ist die Betriebszone verschmälert durch Verwendung eines kleineren Charakteristikkoeffizienten. Darüber hinaus kann der minimale Empfindlichkeitseinstellwert (Itap) geändert werden auf einen anderen Wert, beispielsweise (Itapx1.2), und die minimale Empfindlichkeit kann als Ergebnis niedriger sein.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit 4 keine Zeitgebungssignale ausgibt, kann ein ungewollter Betrieb des Stromdifferentialrelais aufgrund einer Zunahme des Operationsfehlers des Differentialstroms durch Akkumulation des Synchronfehlers verhindert werden. Folglich wird die Synchronisation aufrechterhalten, selbst bei dem Zustand, bei dem der feste Zyklusimpuls S0 nicht für eine lange Zeitperiode von den GPS Empfängern 5 und 5b ausgegeben wird.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit 4 keine Zeitgebungssignale ausgibt, kann ein ungewollter Betrieb des Stromdifferentialrelais verhindert werden aufgrund einer Zunahme des Betriebsfehlers des Differentialstroms als Ergebnis einer Akkumulation eines Synchronfehlers aufgrund des Betriebs unter einem Zustand, bei dem der feste Zyklusimpuls S0 nicht von den GPS Empfängern 5a und 5b ausgegeben wird.
(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
13 zeigt ein Blockdiagramm eines zwölften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 13 werden die gleichen Elemente, wie in 9 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 9 verwendet, gekennzeichnet, und eine Erklärung wird weggelassen. Die Differenz zwischen diesem Ausführungsbeispiel und 9 ist die Hinzufügung von Freigabeeingabeabschnitten 32a und 32b, Empfangszeitgebungsmessabschnitten 17a und 17b und Zeitgebungsdifferenzoperationsabschnitten 23a und 23b. Zusätzlich können die Phasendifferenzoperationsabschnitte 16a und 16b, wie bezüglich der vorherigen Ausführungsbeispiele beschrieben, die Diffe renzstromoperationsabschnitte 15a und 15b ersetzen. Mit dem siebenten Ausführungsbeispiel, wenn beurteilt wird, dass die Gleichzeitigkeit der Abtastzeitgebung zwischen jedem Terminal verloren wurde durch die Bedingungsbeurteilungsabschnitte 20a und 20b, wird eine ungewollte Ausgabe von den Ausgabeabschnitten verhindert. Solange das GPS Signal wiedergefunden wird und ein fester Zyklusimpuls zu diesem Zeitpunkt gewonnen wird, kann vom Standpunkt des Verhinderns eines ungewollten Betriebs eine sichere Steuerung des Systems, das zu schützen ist, nicht auftreten basierend auf der Verriegelung der Ausgabeabschnitte.
Mit diesem Ausführungsbeispiel, unter der Annahme, dass das GPS Signal nicht aufgefunden wird, wenn die Übertragungsverzögerungszeit der steigenden und fallenden Verzögerungszeit fest ist und der Übertragungsanstieg und Abfall in einem normalen Zustand sind, kann es behandelt werden ähnlich einem Fall, bei dem die Übertragungsverzögerungsanstiegs- und Abfallzeit äquivalent ist, indem die Übertragungsverzögerungszeitdifferenz korrigiert und diese festgehalten wird. Es ist also möglich, eine Abtastsynchronisation zu bilden unter Verwendung des Synchronsystems, das durch die Erklärung des Standes der Technik beschrieben wird, indem die Differenz der Empfangszeitgebung an beiden Terminals empfangen wird, die Zeitgebung empfangen mit den Zeitgebungsdifferenzoperationsabschnitten 23a und 23b.
Folglich kann ein Stromdifferentialrelais wirkungsvoll betrieben werden. Die Verriegelung der Ausgabeabschnitte 13a kann gelöscht werden durch Bedingungsbeurteilungsabschnitte 20a des gleichen Terminals 14a, indem eine Freigabeeingabe gegeben wird zu den Freigabeeingabeabschnitten 32a, wie in 14 gezeigt, in dem Übertragungspfadzustand, bei dem eine Abtastsynchronisation durchgeführt werden kann unter Verwendung des bekannten obengenannten Synchronsystems. Darüber hinaus kann die Verriegelung des Ausgabeabschnitts 13b gelöscht werden durch die Übertragungsabschnitte 11a und 11b, zu dem Bedingungsbeurteilungsabschnitt 20b des anderen Terminals (14b).
Wenn die Übertragungsverzögerungsanstiegs- und Abfallzeitdifferenz eines Übertragungspfads fest sind, selbst wenn das GPS Signal verloren ist für eine längere Zeit gemäß diesem Ausführungsbeispiel, kann ein Schutz durch das Stromdifferentialrelais erhalten werden, und die Betriebsrate der Schutzrelaisvorrichtung kann verbessert werden.
(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
14 zeigt ein Blockdiagramm eines dreizehnten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 14 sind die gleichen Elemente, wie in 9 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 9 verwendet, gekennzeichnet, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und 9 ist die Hinzufügung von Empfangszeitgebungsmessabschnitten 17a und 17b und Zeitgebungsdifferenzoperationsabschnitten 23a und 23b. Die Phasendifferenzoperationsabschnitte 16a und 16b, die bezüglich der vorherigen Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, können ersetzt werden durch Differentialstromoperationsabschnitte 15a und 15b.
Mit dem zwölften Ausführungsbeispiel, sobald verhindert wird, dass die Ausgabeabschnitte 13a und 13b eine Ausgabe vornehmen (beispielsweise verriegelt sind), ist es, um den Verriegelungszustand aufzuheben, notwendig, eine externe Eingabe an die Freigabeeingabeabschnitte 32a und 32b zu geben. Bei der Bedingung, dass die Änderung der Übertragungsverzögerungszeit eines Übertragungswegs eingeschränkt oder gesichert ist, falls ein Differentialstrom oder eine Phasendifferenz als innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen bestimmt wird, und die Zeitgebungsdifferentialmessabschnitte 23a und 23b zu der Zeitgebungsdifferenz zwischen Einrichtungen als innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen bestimmt wird, ist es möglich zu folgern, dass die Abtastsynchronisation zwischen Terminals gebildet werden kann.
In diesem Fall, in Antwort auf das Ergebnis der Differentialstromoperationsabschnitte 15a und 15b und der Zeitgebungsdifferenzmessabschnitte 23a und 23b wird der Abtastsynchronzustand zwischen den Terminals beurteilt als aufgetreten und die Verriegelung der Ausgabeabschnitte 13a und 13b wird automatisch gelöscht.
Wie oben gemäß diesem Ausführungsbeispiel erwähnt, selbst wenn der Zustand jedes Terminals sich zu einem Zustand ändert, bei dem die Ausgabeabschnitte 13a und 13b verriegelt sind, kann ein normaler Betrieb automatisch wieder aufgenommen werden durch Wiederholen eines Übertragungspfads, und eine Reduzierung des Arbeitsaufwands für den Operator kann erreicht und die Effizienz des Betriebs kann verbessert werden.
(Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
15 zeigt ein Blockdiagramm eines vierzehnten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 15 sind die gleichen Elemente, wie in 14 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 14 verwendet, gekennzeichnet, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und 14 ist die Hinzufügung von Zeitgebungsdifferenz-Plötzlichänderungsdetektionsabschnitten 24a und 24b. Es arbeitet durch Anwenden der Abtastsynchronisation unter Verwendung der obengenannten Synchronisationsverfahren durch die Zeitgebungsdifferentialmessabschnitte 23a und 23b bei dem Zustand, in dem ein GPS Signal fehlt.
Übertragungsverzögerungszeit ändert sich mit Änderungen eines Übertragungspfads. Wenn die Übertragungsverzögerungsanstiegs- und Abfallzeit nicht gleich zueinander werden, wird ein Messergebnis, für das der Abtastsynchronfehler, der die Hälfte der Differenz zwischen der Anstiegsübertragungsverzögerungszeit und der Abfallübertragungsverzögerungszeit ist, gewonnen als ein Ausgabewert von den Zeitgebungsdifferenzmessabschnitten 23a und 23b.
Wenn eine Korrektur für einen Abtastimpuls angewendet wird als das Messergebnis, wird die korrigierte Größe der Abtastsynchronfehler zwischen den Terminals. Wenn dieser Zustand für eine lange Zeit fortgesetzt wird, ist es notwendig, die Ausgabeabschnitte 13a und 13b zu verriegeln. In den Kommunikationsnetzwerken jedoch, für die die Übertragungsanstiegs- und Abfallwege unabhängig geschaltet werden, hat der Fall des Nichtäquivalenzwerdens auch eine Übertragungsanstiegs- und Abfallverzögerungszeit von nur der Zeitdifferenz entsprechend der Zeit, die jeden Übertragungspfad Downstream zu Upstream schaltet. Beispielsweise wird der Fall, bei dem die Übertragungsverzögerungsanstiegs- und Abfallzeit jeweils betrieben werden in einer Millisekunde, im Folgenden betrachtet.
Es gibt einen Fall, bei dem eine Upstream Übertragungspfadänderung resultiert in 4 ms Übertragungsverzögerungszeit, und eine Downstream Pfadänderung nach zwei Sekunden ebenfalls resultiert in 4 ms Übertragungsverzögerungszeit. In diesem Fall, während einer Übertragungswegänderung wird die Übertragungsverzögerungsanstiegszeit auf vier Millisekunden eingestellt, und die Übertragungsverzögerungsabfallzeit wird auf eine Millisekunde eingestellt. Bei der Verarbeitung der Zeitgebungsdifferenzmessabschnitte 23a und 23b tritt ein Abtastsynchronfehler auf, der die Hälfte der Differenz der Verzögerungszeit ist.
Ein Beispiel ist im Folgenden gezeigt.

Die Differenz der Verzögerungszeit: 3 ms
Abtastsynchronfehler: 1,5 ms {= (4·1)/2}

Wenn ein Abtastimpuls mit den Korrekturabschnitten 8a und 8b korrigiert wird, erzeugen 1,5 ms von Abtastsynchronfehlern zwischen Terminals 1,5 Millisekunden der obengenannten Abtastsynchronfehler. Folglich, wenn die Zeitgebungsdifferenz zwischen Terminals sich ändert aufgrund einer plötzlichen Änderung eines Übertragungswegs, wird durch Bereitstellen von Detektionsabschnitten 24a und 24b für plötzliche Zeitgebungsdifferenzialänderungen in 16 das Korrigieren des Abtastimpuls nach einer festen Zeit gestoppt. Ein Schwellenwert, der den Rand zu dem „Fehler" und dem „Abtastdriftwert" hinzufügt, wird vorbereitet. Hier bedeutet „Fehler" ein Messfehler, der vorliegt aufgrund der Performance jeder Vorrichtung 14a und 14b.
Wenn die Größe der Änderung einer Zeitgebungsdifferenz größer wird als der obengenannte Schwellenwert, wird dies als „Änderung eines Übertragungswegs" beurteilt. Obwohl der Abtastimpuls beider Terminals fest ist zu einer normalen Frequenz während dieses plötzlichen Änderungszustands, wenn der Abtastimpuls beider Terminals ein ausreichend kleiner Fehler bezüglich der betreffenden Frequenz ist, ist es nicht notwendig, einen Abtastimpuls auf die normale Frequenz zu fixieren. Andererseits, nachdem er hochgeht durch das obengenannte Beispiel und eine Routenänderung von der herkömmlichen Route erfolgt, wird es die herkömmliche Route, ohne dass es erforderlich ist, irgendeine Ausfallzeit zu haben und eine Route ändert sich zu einer Hilfsroute.
In diesem Fall, selbst wenn eine feste Zeit verstrichen ist nachdem sich die Zeitdifferenz zwischen den Terminals plötzlich geändert hat, da die Übertragungsverzögerungsanstiegs- und Abfallzeit unausgeglichen bleibt, wenn der gemessene Wert der Zeitgebungsdifferenz zwischen den Terminals nicht nahe Null zurückkehrt, werden die Ausgabeabschnitte 12a und 12b verriegelt.
Wie oben erwähnt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, kann die Operation fortgesetzt werden, ohne ein Stromdifferentialrelais zu verriegeln, obwohl die Übertragungsanstiegs- und Abfallverzögerungszeit nicht äquivalent werden, während ein GPS Signal verloren ist, durch Anlegen der Abtastsynchronisation durch das entsprechend genannte Verfahren und das obengenannte Syn chronsystem, das vorübergehend betrieben wird. Als ein Ergebnis kann eine Verbesserung der Verwendungsrate erreicht werden.
(Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
16 ist ein Blockdiagramm eines fünfzehnten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 16 sind die gleichen Elemente, wie in 6 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 16 verwendet, gekennzeichnet, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und 6 ist die Hinzufügung von Positiv-Phasen Spannungsoperationsabschnitten 25a und 25b.
Die Positiv-Phasen Spannungsoperationsabschnitte 25a und 25b berechnen eine Positiv-Phasenspannung von den Spannungsdaten, die gewonnen werden von den Analog/Digital-Wandlerabschnitten 10a und 10b. Die positive Spannung wird übertragen und empfangen zwischen Terminals durch die Übertragungsabschnitte 11a und 11b. Die Phasendifferentialoperationsabschnitte 16a und 16b berechnen die Phasendifferenz basierend auf der positiven Spannung, welche sie empfangen.
Wie oben erwähnt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls von dem obengenannten GPS Empfänger nicht ausgegeben wird, und wenn es schwierig ist für das elektrische Energiesystem die Phasendifferenz zu bekommen aufgrund unzureichender Stromdaten, kann die Phasendifferenz aus Spannungsdaten gewonnen werden. Als ein Ergebnis kann der Abtastimpuls, der die Synchronisation erlaubt zwischen Terminals aufrechterhalten und ausgegeben werden.
(Sechzehntes Ausführungsbeispiel)
17 zeigt einen Block eines sechzehnten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 17 sind die gleichen Elemente, wie in 6 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 6 verwendet, gekennzeichnet, und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und 6 ist die Hinzufügung von Ladestromeinstellabschnitten 26a und 26b, Ladestromberechnungsabschnitten 27a und 27b und Ladestromentfernungsabschnitten 28a und 28b. Die Ladestromeinstellabschnitte 26a und 26b liefern und halten von außerhalb die Menge an Ladestrom Icn, der zum Zeitpunkt der Spannung Vn fließt. Ein elektrisches Energiesystem kann den Ladestrom Ic bestimmen, der tatsächlich fließt, durch die folgende Gleichung unter Verwendung von Spannungsdaten V, die von den Analog/Digital-Wandlerabschnitten 10a und 10b gewonnen werden. Ic = (V/VN)·Icn
Die Ladestromentfernungsabschnitte 28a und 28b entfernen einen Ladestrombestandteil von den Stromdaten I, die gewonnen werden von den Analog/Digital-Wandlerabschnitten 10a und 10b basierend auf dem Ladestrom Ic, der eingegeben wird. Als nächstes berechnen die Phasendifferenzoperationsabschnitte 16a und 16b die Phasendifferenz, die den Fehler entfernt durch den Ladestrom.
Wie oben erwähnt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt und der feste Zyklusimpuls von dem obengenannten GPS Empfänger nicht ausgegeben wird, selbst wenn der Ladestrom groß ist, kann das Schutzsystem die Stromphasendifferenz bestimmen, ohne durch den Ladestrom beeinflusst zu werden. Als ein Ergebnis kann der Abtastimpuls, der die Synchronisation zwischen Terminals ermöglicht, aufrechterhalten und ausgegeben werden.
(Siebentes Ausführungsbeispiel)
18 ist ein Blockdiagramm eines siebenten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 18 sind die gleichen Elemente, wie in 16 gezeigt, mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 16 verwendet, versehen und eine Erklärung wird weggelassen. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und 16 ist die Hinzufügung von Strompegelbeurteilungsabschnitten 29a und 29b und von Phasendifferenzoperationseingabeänderungsabschnitten 30a und 30b. Wenn Spannungsdaten verwendet werden für die Berechnung der Phasendifferenz, unterscheiden sich die Phasen durch den fließenden Strom, was ein Problem verursacht. Ande rerseits, wenn Stromdaten verwendet werden, wenn wenig Energie fließt, werden unzureichende Stromdaten gewonnen, wodurch ein Problem erzeugt wird.
In 18 werden Strompegelbeurteilungsabschnitte 29a und 29b bereitgestellt. Wenn die Amplitude des Stroms klein ist, werden die Phasendifferentialoperationseingabeänderungsabschnitte 30a und 30b gesteuert durch Durchführen von Phasendifferentialoperation unter Verwendung von Spannungsdaten. Darüber hinaus, wenn die Amplitude des Stroms groß ist, werden die Phasendifferenzoperationseingabeabschnitte 30a und 30b gesteuert, um die Stromdaten zu verwenden.
Zusätzlich wird hier das Kriterium der Amplitudengröße bestimmt durch die Größe des Absolutwerts von Analogdaten durch die A/D Wandlung.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, und der feste Zyklusimpuls von dem obengenannten GPS Empfänger nicht ausgegeben wird, behandelt dieses Ausführungsbeispiel nicht die Größe des Stroms, sondern stattdessen gewinnt es die Phasendifferenz. Als ein Ergebnis kann der Abtastimpuls, der eine Synchronisation zwischen Terminals erlaubt, aufrechterhalten und ausgegeben werden. Darüber hinaus berechnet das obengenannte Ausführungsbeispiel die Frequenz des betreffenden Abtastimpulses in Zeitablaufdifferenzmessabschnitten gleich basierend auf der Zeitablaufdifferenz des festen Zyklusimpulses, der von dem GPS Empfänger ausgegeben wird, und dem Abtastimpuls, der von den Abtastimpulserzeugungsabschnitten ausgegeben wird.
Es ist jedoch nicht auf das obengenannte Ausführungsbeispiel eingeschränkt.
Als ein Beispiel kann ein Taktsignal S1a und S1b der Taktsignalerzeugungsabschnitte verwendet werden anstatt dem Abtastimpuls S2a und S2b, die von den Abtastimpulserzeugungsabschnitten ausgegeben werden. In diesem Fall wird eine Zeitgebungsdifferenz berechnet, und die gleiche Wirkung, wie bei dem obengenannten Ausführungsbeispiel kann erhalten werden, selbst wenn eine Korrektur der Frequenz des Abtastimpulses S2a und S2b basierend auf der Zeitgebungsdifferenz erfolgt.
Die obige Diskussion offenbart und beschreibt lediglich beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist zu verstehen, dass ein Fachmann auf diesem Gebiet spezielle Formen verwenden kann, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Entsprechend ist die vorliegende Erfindung beispielhaft und nicht einschränkend für den Schutzbereich der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Digitales Schutzrelaissystem in einem elektrischen Energiesystem, enthaltend zwei oder mehrere Terminals (SS1, SS2), die gekoppelt sind, um ein Paar zu bilden, und Schutzrelaisvorrichtungen (14a, 14b), die an jedem der Terminals (SS1, SS2) bereitgestellt sind, mit: Taktsignalerzeugungsabschnitten (6a, 6b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder der Taktsignalerzeugungsabschnitte (6a, 6b) ein Taktsignal (S1a, S1b) erzeugt; Abtastpulserzeugungsabschnitten (9a, 9b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder Abtastpulserzeugungsabschnitt (9a, 9b) einen Abtastimpuls (S2a, S2b) mit einer festen Frequenz gemäß dem Taktsignal (S1a, S1b) erzeugt; digitalen Umwandlungsabschnitten (10a, 10b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder digitale Umwandlungsabschnitt (10a, 10b) elektrische-Größe Daten in digitaler Form erzeugt, indem eine elektrische Größe des elektrischen Energiesystems gemäß den Abtastimpulsen (S2a, S2b) jedes Abtastpulserzeugungsabschnitts (9a, 9b) abgetastet wird; Sendeabschnitten (11a, 11b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder Sendeabschnitt (11a, 11b) die elektrische-Größe Daten zwischen jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) sendet und empfängt; Berechnungsabschnitten (12a, 12b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder Berechnungsabschnitt eine Berechnung für eine Schutzfunktion durchführt, indem die elektrische-Größe Daten verwendet werden, die an jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) erhalten werden; und Ausgabeabschnitten (13a, 13b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder Ausgabeabschnitt (13a, 13b) ein Ergebnis des Berechnungsabschnitts an jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) ausgibt; gekennzeichnete durch ferner enthaltend Empfangsabschnitte (5a, 5b), die jeweils mit der Schutzrelaisvorrichtung verbunden sind, wobei jeder Empfangsabschnitt eine elektrische Welle von einem Satelliten (4) empfängt und einen festen Zyklusimpuls (S0) ausgibt; Zeitgebungsdifferenzmessabschnitte (7a, 7b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder Zeitgebungsdifferenzmessabschnitt (7a, 7b) eine Zeitgebungsdifferenz des festen Zyklusimpulses (S0) und des Abtastimpuls (S2a, S2b) misst; und Korrekturabschnitte (8a, 8b), die jeweils in jeder Schutzrelaisvorrichtung (14a, 14b) gesetzt sind, wobei jeder Korrekturabschnitt (8a, 8b) eine Frequenz des Abtastimpulses (S2a, S2b) von jedem Abtastimpulserzeugungsabschnitt (9a, 9b) in Übereinstimmung mit der Zeitablaufdifferenz korrigiert.
Digitales Schutzrelaissystem nach Anspruch 1, bei dem die zwei oder mehreren Terminals über eine Übertragungsleitung kommunikativ miteinander mittels einer Übertragungsleitung gekoppelt sind.
Digitales Schutzrelaissystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die elektrische Welle, die durch den Satelliten ausgegeben wird, ein GPS Signal ist.
Digitales Schutzrelaissystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Betriebsempfindlichkeit – Betriebseigenschaft der Schutzfunktion niedriger ist, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt, oder wenn der feste Zyklusimpuls nicht von den GPS Empfangsabschnitten ausgegeben wird.
Digitales Schutzrelaissystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit Differenzial-elektrische-Daten-Operationsabschnitten (15a, 15b, 16a, 16b), die jeweils mit der Schutzrelaisvorrichtung verbunden sind, wobei jeder Differenzial-elektrische-Daten-Operationsabschnitt die differenzial-elektrischen-Daten an jedem der Terminals berechnet, die Korrekturabschnitte die Frequenz jedes Taktsignals durch die differenzial-elektrischen Daten korrigieren, wenn der GPS Satellit keine Zeitgebungssignale ausgibt oder wenn der feste Zyklusimpuls nicht von den GPS Empfangsabschnitten ausgegeben wird.
Digitales Schutzrelaissystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit Empfangszeitgebungsmessabschnitten, die jeweils mit der Schutzrelaisvorrichtung verbunden sind, wobei jeder Empfangszeitgebungsmessabschnitt eine Sendeempfangszeit misst; Sendeverzögerungszeitbetriebsabschnitten, die jeweils mit der Schutzrelaisvorrichtung verbunden sind, wobei jeder Sendeverzögerungszeitbetriebsabschnitt die Sendeverzögerungszeit gewinnt; und Korrekturabschnitten, die jeweils mit der Schutzrelaisvorrichtung verbunden sind, wobei jeder Korrekturabschnitt einen Zeitfehler zwischen Terminals durch die Sendeverzögerungszeit korrigiert.
Digitales Schutzrelaissystem nach Anspruch 5 oder 6, ferner mit Bedingungsbeurteilungsabschnitten, die jeweils mit der Schutzrelaisvorrichtung verbunden sind, wobei jeder Bedingungsbeurteilungsabschnitt das Signal von dem Berechnungsabschnitt von dem Ausgabeabschnitt verhindert, wenn eine vorbestimmte Bedingung vorliegt, wobei die vorbestimmte Bedingung durch eine ungewollte Betriebscharakteristik bestimmt wird.
Digitales Schutzrelaissystem nach Anspruch 7, wobei die Bedingungsbeurteilungsabschnitte das Ergebnis des Berechnungsabschnitts von dem Ausgabeabschnitt freigeben, wenn die Zeitgebungsdifferenzdaten als innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegend bestimmt werden, und die elektrischen Daten als innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen bestimmt werden, nach einer Verhinderung des Ergebnisses der Berechnung.
Digitales Schutzrelaissystem nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Korrekturabschnitte das Korrigieren einer Frequenz des Abtastimpulses von jedem Abtastimpulserzeugungsabschnitt gemäß der Zeitgebungsdifferenz stoppen, wenn sich die Sendeverzögerungszeit mit Änderungen eines Übertragungswegs ändert.