JP2692907B2 - サンプリング時刻同期方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は複数の端局間を伝送路で接続し、各端局にお
いて同時サンプリングした情報を収集、処理するシステ
ムにおける、サンプリング同期方式に関するものであ
り、特に電力系統の電流差動保護のための系統電気量収
集システムに対して有効に利用できる。

（従来の技術） 第９図に電流差動リレーシステムを多端子の送電線の
保護に使用した場合の一構成例を示す。

第９図において、１は送電線、2,3,4,5はそれぞれ送
電線の分岐端子に設けられた各端子における電流データ
を収集する端局、101は各端局において各端子の電流デ
ータを符号化する系統電気量入力手段、12,13,14は端局
間を下り方向に接続する伝送路、22,23,24は端局間を上
り方向に接続する伝送路、６は端局５に接続され、端局
2,3,4,5が収集し伝送された各端子の電流データを基に
電流差動保護演算を行なうリレー演算端局を示す。

以下第10図に示す伝送路上のデータフォーマット例を
もとに本従来例の動作を説明する。

第10図においてTX2,3,4はそれぞれ端局2,3,4が送信す
るデータを示し、t12,t13,t14は各端局間の伝送遅延時
間を示す。

また、IA,IB,IC,IDはそれぞれ端局2,3,4,5でサンプリ
ングされた電流データ、FHは送受信処理の単位である伝
送フレームの始まりを示すフレームヘッダ、SFはサンプ
リング時刻の基準となるパターン（以下サンプリング同
期フラグと呼ぶ）を示す。

第９図の従来例において端局２は、同期親局として一
定時間おきにサンプリング同期フラグSFを含む信号を送
出する。サンプリング同期フラグSFを含む伝送信号TX2
は伝送路12を介して端局３に受信される。端局３は受信
データ内のサンプリング同期フラグSFを検出し、自局の
サンプリング時刻をそれにあわせて制御するとともに、
自局でサンプリングし符号化した電流データIBを、受信
信号TX2に付加して送信信号TX3として送り出す。

端局３から送信された信号TX3は伝送路13を通って端
局４に受信され、前述した端局３と同様に電流データIC
を付加されたのち端局５へ送出される。最終的に信号は
端局2,3,4の収集した電流データを全て取り込んだ形で
端局５に入力される。

端局５は受信した信号に含まれる各端局の収集した電
流データ及び自端の電流データをリレー演算端局６に送
る。リレー演算端局６は上記電流データを基に電流差動
演算を行ない、系統に事故を検出した場合にはトリップ
指令を端局５に対して出力する。端局５はリレー演算端
局６から受け取ったトリップ指令を上り方向の伝送信号
に含ませ、伝送路24を介して端局４に対して出力する。
端局４は端局５から受信した信号内のトリップ信号に従
って自端の遮断動作をすると同時に、トリップ指令を伝
送路23を介して端局３に送信する。以下同様に端局3,2
に端局５が送信したトリップ指令が到着し最終的に系統
全体のトリップ動作が行なわれる。

以上の動作において、リレー演算端局６の電流差動演
算で使用される電流データは、全て同一時刻にサンプリ
ングされたものである必要がある。そのため各端局は前
述したサンプリング同期フラグを基準として自局のサン
プリング時刻の調整を行なう。

サンプリング時刻の制御でもっとも簡単な方法は受信
信号内のサンプリング同期フラグSF受信時刻と、自局の
サンプリング時刻が等しくなるように制御することであ
る。各端局はサンプリング同期フラグの検出手段及び自
局のサンプリング時刻を基準とした受信時刻の測定手段
を備え、受信時刻の測定値が常に０または予め定められ
た特定の値になるように自局のサンプリング時刻の制御
を行なう。これにより伝送遅延時間が小さい場合には、
サンプリング同期フラグの送信タイミング、即ち同期親
局のサンプリングタイミングと各子局のサンプリングタ
イミングを、比較的よく一致させることが可能である。

また他の方法として、電流差動システム設置時に各端
局及び伝送路の遅延時間を正確に測定して端局に対して
補正値として入力しておき、サンプリング時刻制御時に
その値を考慮して時刻補正を行なうものもある。この方
法は端局間の伝送遅延によるサンプリング同期誤差を小
さくできる利点がある。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明した同期方式において、前者は設置時の調整
が不要である代りに各端局間の伝送路及び各端局内の遅
延時間が大きい場合には、各端局間のサンプリング時刻
に大きな誤差が生じ、差電流の増加することによるリレ
ー特性の悪化の虞れがあった。

また後者の方式は伝送遅延時間による誤差は生じない
代りに、リレー設置時に測定した伝送遅延時間を使用し
て補正を行なうため、 （１）伝送路の切り代えができない、 （２）設置時の調整に手間がかかる、 （３）端局増設時には他の端局の時刻の再設定が必要に
なる、 など設置上、運用上の問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、単純な
構成でかつ無調整で各端局におけるサンプリング時刻を
正確に一致させることの可能なサンプリング時刻同期方
式を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は２つの伝送路を伝送される信号の時間関係を
特定の状態に設定することにより、信号の到着時刻の差
を利用して端局間の伝送遅延時間を算出し自動的にサン
プリング同期制御を行なうものであり、第２図に本発明
の構成例を示す。第２図において端局５は、伝送路の端
として、下り方向の自端の送信信号が、上り方向の伝送
路の受信信号になるように接続されている。これにより
端局２（以下同期親局と呼ぶ）を起点として下り方向に
伝送された信号は、伝送タイミング的には端局５で折り
返した形で同期親局２に帰ることになる。同期親局２以
外の各端局（以下子局と呼ぶ）は２つの伝送路に応じて
２つの信号受信時刻測定手段を持ち、伝送されて来た信
号のそれぞれの受信時刻を測定する。各端局は時刻制御
が可能なサンプリング信号発振器を内蔵し、上記受信時
刻より計算した値に応じた時刻にサンプリング時刻を制
御する。

（作用） 本発明の原理を第１図に示す。第１図は同期親局２か
ら送信された信号が伝送路12,13,14を介して端局５に達
し、折り返して同期親局２へ戻ってくるときの伝送のよ
うすを表したものである。第１図において実線は端局を
下り方向に伝送する信号の遅延のようすを示し、点線は
上り方向に伝送する信号の遅延のようすを示す。説明の
ため、第１図においては端局５は下り方向の伝送信号を
受信すると同時に、上り方向に送信を開始するものとし
て表す。

第１図において、同期親局２は時刻TSに伝送路12に同
期基準となる信号（サンプリング同期フラグと称す）を
送り出す。この信号は送信信号TX2に含まれる特定ビッ
トで表すもので良い。サンプリング同期フラグは全端局
を通過したのち端局５で折り返し、再び前端局を通過し
て同期親局２へ帰ってくる。同期親局２は自局がサンプ
リング同期フラグを送り出してからそれが折り返して戻
ってくるまでの時間tLPを測定し、この測定値を送信デ
ータ中に入れて伝送路を介して各子局に伝送する。

次に各子局は下り方向、上り方向の２つの伝送路から
２つのサンプリング同期フラグを受信している。同期親
局２の送信時刻TSから子局が上り方向の伝送路でそれを
受信するまでの時間tLは、上記伝送路の往復に要する時
間tLPから各端局から同期親局２への上り方向の伝送遅
延時間tLMを引いたものに等しい。同一区間の伝送に要
する伝送遅延時間は伝送方向によらず等しいと仮定でき
るので、子局から親局へ向かう上り方向の伝送遅延時間
tLMは、同一区間の下り方向の伝送遅延時間tRと等し
い。

従って下り方向、上り方向の伝送遅延時間tR及びtLの
和は、１式に示すように伝送路の往復に要する時間tLP
に等しい。

tLP＝tL＋tLM＝tL＋tR …（１） 各子局で測定した前記２つのサンプリング同期フラグ
の受信時間差はtL−tRで表わされるので、この関係を１
式に代入すると２式に示すように伝送遅延時間tR及びtL
を計算できる 受信時間差tL−tRは各子局において正確に測定可能で
あり、伝送遅延時間tLPは前述したように同期親局から
伝送されるので、伝送遅延時間tL及びtRは各子局で式２
に従って容易に計算することができる。各子局はサンプ
リング同期フラグの受信時刻TRまたはTLに対して、自端
のサンプリング時刻を２式で計算した伝送遅延時間分、
前に制御することにより、同期親局のサンプリング時刻
と同時刻のサンプリングを行なうことが可能となる。

以上の処理を各子局で行なうことにより、系全体のサ
ンプリング同期を行なうことが可能である。

（実施例） 第２図に本発明の一構成例を示す。第２図において、
従来例と同一の番号を付したものは従来例と同一の機能
を持つものであり説明は省略する。

次に第３図に、各子局の内部の一構成例を示す。第３
図において、101は系統の電流データを入力し、送信の
ために符号化する系統電気量入力手段、102及び202は伝
送路よりデータを受信し、自局向けのデータを受け取る
と同時に受信信号を送信手段に対して出力する受信手
段、103,203は前記系統電気量入力手段101の出力及び受
信手段102,202の出力を入力とし、自局で収集した電流
データを受信信号に付加して送信する送信手段、104,20
4は受信データ内のサンプリング同期フラグを検出する
フラグ検出手段、105は前記サンプリング同期フラグ検
出手段104,204の出力を入力とし、受信時刻差tRL＝TL−
TRを測定するフラグ到着時刻差測定手段、106はサンプ
リング発振器108の出力及びフラグ検出手段104の出力を
入力とし、自局のサンプリング時刻を基準にフラグの到
着時刻を測定するフラグ到着時刻測定手段、107は前記
フラグ到着時刻差測定手段105の出力及び受信手段102の
出力を入力とし、同期親局と自局との間の伝送遅延時間
を演算する遅延時間演算手段、110は遅延時間演算手段1
07及びフラグ到着時刻測定手段106の出力を入力とし、
同期親局との間のサンプリング同期誤差を計算してその
結果に応じて自局のサンプリング時刻を制御するサンプ
リング時刻制御手段、108はサンプリング時刻制御手段1
10により制御され、自局のサンプリング時刻をつくりだ
すサンプリング発振器を示す。

なお、第３図ではフラグ到着時刻測定手段106の入力
は下り方向の伝送路のフラグ検出手段104の出力TRとし
たが、これは上り方向の伝送路204の測定値TLを基準入
力にしても何ら問題はない。

伝送路の端に位置する端局５の構成も上記の端局と同
じであるが、下り方向の送信信号は上り方向の受信入力
に接続し、信号の折り返し接続を行なう。また、リレー
演算手段６は、受信手段202の出力を入力して電流差動
演算を行ない、トリップ指令を送信手段103の入力とし
て各端局に伝送するように構成されている。

次に同期親局の一構成例を第４図に示す。第４図にお
いて、サンプリング発振器108は周期的に送信タイミン
グ基準信号を発生し、送信手段103に入力する。送信手
段103は自局の系統電気量入力手段101及びフラグ到着時
刻差測定手段105の出力する往復伝送遅延時間tLPを送信
のためのデータ入力とし、サンプリング発振器108から
の送信タイミング基準信号に同期して、サンプリング同
期フラグSFを含む信号を下り方向伝送路に送り出す。

またフラグ検出手段204は上り伝送路の受信信号を入
力とし、サンプリング同期フラグを受信したときにはサ
ンプリング同期フラグ検出信号をフラグ到着時刻差測定
手段105に出力する。フラグ到着時刻差測定手段105は、
送信タイミング基準信号及び前記フラグ検出信号を入力
し、両者の時間差を測定することにより伝送路の往復に
要する時間tLPを測定し、測定結果を伝送データに含ま
せて各子局に伝送する。

以下第５図に示す詳細タイミング図をもとに本発明の
作用を説明する。第５図は、先に原理を説明した第１図
をさらに詳細に表したもので、各端局間のデータ伝送の
ようすを時間を基準に記述したものである。第５図にお
いて、斜めの矢印は第１図と同じく、伝送路上を伝送さ
れる信号の特定の部分、例としてサンプリング同期フラ
グSFの各端局への到着時刻を示す。

下り方向の矢印は下り方向のデータの伝送のようすを
示し、上り方向の矢印は上り方向の伝送のようすを示
す。またt12,t13,t14はそれぞれ端局２−３間、３−４
間、４−５間の伝送遅延時間を示す。

同期親局２のサンプリング発振器108は、１サンプリ
ングに１回、サンプリング時刻TSと同時に送信手段103
に送信タイミング基準信号を与え、自局電流データIA、
往復伝送遅延時間tLP及びサンプリング同期フラグSFを
含む信号を伝送路12に送出する。同期親局２から送信さ
れた下り方向の信号は伝送遅延時間t12後に第２図に示
す子局３に到着し端子３の電流データIBを付加されたの
ち、伝送路13に送出される。送出された信号は伝送路13
を通って子局４に到着し、以下同様の処理が行なわれて
最終的に同期親局２へ戻る。このとき各子局における信
号の受信時刻TRRは、同期親局２のサンプリング時刻TS
を基準として１−１〜１−４式で表される。

子局3:T3R＝t12 …（１−１） 子局4:T4R＝t12＋t13 …（１−２） 子局5:T5R＝t12＋t13＋t14 …（１−３） 次に端局５に到着し、上り方向の伝送路に送り返された
信号について検討する。この場合、同一の伝送路の上り
方向／下り方向の伝送遅延時間は等しいと考えられるの
で、各端局における信号の到着時刻は２式で表される。

子局4:T4L＝T5R＋t14 …（２−２） 子局3:T3L＝T5R＋t14＋t13 …（２−３） 同期親局2:T2L＝T5R＋t14＋t13＋t12＝tLP…（２−４） 例として子局４の場合のタイミングを比較すると、下り
方向データの受信時刻T4Rと上り方向データの受信タイ
ミングT4Lの関係は下記３式で表される。

T4L−T4R＝（T5R＋t14）−（t12＋t13）＝２×t14＝t4R
L …（３） （３）式から下記４式が得られる。

（tLP−t4RL）/2＝t12＋t13＝t4R …（４−１） （tLP−t4RL）/2＝t12＋t13＋2t14＝t4L …（４−２） ４式において、t4Rは同期親局２から送られた信号が下
り方向の伝送路を介して端局４に到着するまでの時間を
示し、t4Lは上記信号が端局５で折り返し、上り方向の
伝送路で端局４に到着するまでの時間を示す。４式にお
いて、往復伝送遅延時間の値tLPは同期親局２で測定
し、各子局へ伝送データ内に含ませて送っているので子
局４で既知である。またt4RLの値は、下り方向信号の到
着時刻と上り信号の到着時刻の差としてフラグ到着時刻
差測定手段105により容易に測定できる。

４−１式により同期親局２と子局４の間の伝送遅延時
間（t12＋t13）が子局４で計算できる。

子局４は自局のサンプリング時刻が、下り方向の信号
の到着時刻T4Rに対して、（t12＋t13）先行するように
制御を行なう。これにより同期親局２と子局４の間の伝
送遅延時間が自動的に補正され、子局４は同期親局２と
同一時刻Tsでサンプリングを行なうことができる。

上記４−１式,4−２式は子局３についても同様の式が
なりたつ。すなわち、同期親局から伝送された往復伝送
遅延時間tLPと自局で測定したフラグ到着時刻差tRLの和
は、どの子局でも同期親局−子局間の下り方向の伝送遅
延時間の２倍と等しくなる。下り方向の信号の到着時刻
をもとにして、前記伝送遅延時間で同期親局の送信時刻
（＝サンプリング時刻）を演算し、自局のサンプリング
時刻を上記値に等しくすることにより、同期親局及び子
局含めた全体のサンプリング同期制御が可能である。

上記説明は、４−１式を使用して下り方向の伝送遅延
時間を演算してサンプリング同期を補正する場合につい
て述べたが、４−２式を使用して上り方向の伝送遅延時
間を計算しサンプリング同期制御を行なうこともいうま
でもなく可能である。

また端局５に関しては、下り方向／上り方向の伝送信
号の到着時刻が同一時刻と考えることができるので、t5
RL＝０として他の端局と同一の処理を行なえば良い。

次に実際の端局におけるサンプリング同期の制御につ
いて、第３図及び第４図に示した構成例をもとに説明す
る。

同期親局２の構成例第４図において、サンプリング発
振器108はサンプリング時刻TSに、系統電気量入力手段1
01に対してサンプリング信号を入力すると同時に送信手
段103に対して送信タイミング基準信号を与える。送信
手段103は伝送路12に対して、サンプリング時刻TSと同
時にサンプリング同期フラグSFを含む信号を送信する。
フラグ到着時刻差測定手段105はサンプリング発振器108
の出力する送信基準タイミングTSでカウントを開始し、
フラグ検出手段204の出力するフラグ到着時刻T2Rでカウ
ントを終了する。これによりフラグ到着時刻差測定手段
105の出力として、伝送系の往復に要する時間tLPが得ら
れる。フラグ到着時刻差測定手段105の出力する往復伝
送遅延時間tLPの値は送信手段103に入力され、送信信号
内に含ませて各子局に伝送する。

以上が同期親局の動作であるが、次に子局４を例とし
て子局における制御の説明を行なう。

子局４の一構成例を示す第３図において、子局４に受
信された受信信号は検出手段104,204に入力する。検出
手段104,204は受信信号内のサンプリング同期フラグSF
のパターンを検出するとフラグ到着時刻差測定手段10
5、フラグ到着時刻測定手段106に対してサンプリング同
期フラグ検出信号を出力する。フラグ到着時刻差測定手
段105は下り方向の伝送路のサンプリング同期フラグ検
出信号でカウントを開始し、上り方向のサンプリング同
期フラグ検出信号でカウントを終了する。これによりフ
ラグ到着時刻差測定手段105の出力として、２つの逆方
向の伝送路によるサンプリング同期フラグの到着時間の
差t4RL＝（T4L−T4R）が得られる。フラグ到着時刻差t4
RLの測定結果は遅延時間演算手段107に入力する。

また、子局４は受信手段102で同期親局２から受取っ
たデータの中から前記往復伝送遅延時間tLPの値を取出
し、同じく遅延時間演算手段107に入力する。

遅延時間演算手段107は上記フラグ到着時間差t4RL及
び往復伝送遅延時間tLPの値をもとに、４−１式に従っ
て同期親局２と子局４の間の伝送遅延時間（t12＋t13）
を演算し、サンプリング時刻制御手段110に入力する。

次に、フラグ到着時刻測定手段106は自局のサンプリ
ング基準時刻T4Sでカウントを開始し、下り方向の伝送
信号のサンプリング同期フラグの到着時刻T4Rでカウン
トを停止する。これにより、自局のサンプリング基準時
刻に対するサンプリング同期フラグの受信時刻T4RSが得
られる。サンプリング同期フラグの自局到着時刻T4RSは
サンプリング時刻制御手段110へ入力する。

サンプリング時刻制御手段110はサンプリング同期フ
ラグの自局到着時刻T4RSと、同期親局との間の伝送遅延
時間（t12＋t13）の間の差をサンプリング同期誤差ΔＴ
として演算し、同期誤差が０になるように自局のサンプ
リング同期発振器108を制御する。

制御の例として、サンプリング同期誤差ΔＴ＝（TLP
−T4RL）/2−T4RS＜０の場合には自局のサンプリング時
刻が遅れているものと判定してサンプリング発振器108
の発振周波数をわずかに上昇させ、ΔＴ＝（TLP−T4R
L）/2−T4RS＞０の場合には発振周波数を下降させる。
これにより自局のサンプリング時刻T4Sは常に同期親局
のサンプリング同期フラグ送信時刻TSと同一時刻に保持
されることになり、サンプリング時刻が親局と子局の間
で高い精度で一致する。

以上の説明は端局４を例として行なったが、他の子局
3,5に関してもまったく同様の制御を行なうことによ
り、各子局と同期親局との間でサンプリング時刻を一致
させることができる。端局５の場合には、T5RL＝０とし
て適用すれば良い。

以上の説明は、下り方向の伝送路の遅延時間を演算
し、その値をもとに各子局のサンプリング時刻を制御す
る場合について行なったが、上り方向の伝送路で受信し
た時刻T4Lを基にしてもまったく同じように計算できる
ので同様の制御が可能である。

以上述べたように第１図で述べた本発明の一実施例の
制御方法によれば、各端局間の伝送遅延時間に拘らず、
各子局のサンプリング時刻を自動的に一定に保つことが
可能であり、またシステム設置時や伝送系変更時のサン
プリング同期制御に要する調整作業を大幅に削減可能で
ある。

上記第１図にて説明した一実施例では、各端局におけ
る受信信号の再送信に要する時間を０として説明を行な
ったが、本発明はこれに制限されるものではない。直前
の端局からの信号を受信してから自局のデータを付加し
て送り出すまでに処理時間tpがかかる場合でも、本発明
は容易に適用可能である。

端局通過時に遅延tpが生じる場合の伝送遅延の制御を
説明するタイミング図を第６図に示す。第６図におい
て、下り方向の伝送路におけるサンプリング同期フラグ
受信時刻を式５−１〜５−４に示し、逆方向に伝送され
る信号内のサンプリング同期フラグ送信時刻を式６−１
〜６−３に示す。

各子局において、往復伝送遅延時間tLP及びフラグ到
着時間から同期親局との間の伝送遅延時間を計算する方
法を７−１〜７−２式に示す。

式７に示したように、端局通過時に遅延時間tpが生じ
る場合には既知のtpの値で伝送遅延時間の計算結果を補
正することにより本発明の一実施例で説明したのと同様
のサンプリング同期制御を行なうことが可能である。

下り方向の伝送路によるサンプリング同期フラグ受信
時刻 子局3:T3R＝t12 …（５−１） 子局4:T4R＝t12＋tp＋t13 …（５−２） 子局5:T5R＝t12＋tp＋t13＋tp＋t14 …（５−３） 同期親局2:TLP＝２×（t12＋tp＋t13＋tp＋t14）＋tp …（５−４） 上り方向の伝送路によるサンプリング同期フラグ受信
時刻 子局5:T5L＝T5R＋tp …（６−１） 子局4:T4L＝T5R＋tp＋t14 …（６−２） 子局3:T3L＝T5R＋tp＋t14＋tp＋t13 …（６−３） 下り方向の伝送路における同期親局との間の伝送遅延
時間 子局3:t3R＝（tLP−２×（t14＋t13）−５×tp）/2 ＝（tLP−（T3L−T3R）−tp））/2 …（７−１） 子局4:t4R＝（tLP−（T4L−T4R）−tp））/2 …（７−２） 子局5:t5R＝（tLP−tp）/2 …（７−３） 上記第１図に示した実施例では、伝送路の往復に要す
る時間は１サンプリングの時間以下と仮定して説明を行
なったが本発明はこれに制限されるものではない。往復
に要する時間がサンプリング間隔を越える場合には、各
端局がサンプリング同期フラグを受信する間隔が１周に
要する時間以上になるよう、サンプリング同期フラグを
送信信号に含ませる時間間隔を大きくすれば良い。

上記第１図の実施例では、同期親局を含む各端局のサ
ンプリング時刻を同期親局のサンプリング同期フラグ送
信時刻と同一タイミングとして説明を行なったが、本発
明はこれに限定されるものではない。同期親局のサンプ
リング時刻は、サンプリング同期フラグ送信タイミング
に対して任意のタイミングに設定することが可能であ
る。その場合には、各子局でサンプリング時刻制御を行
なう際、同期親局のサンプリングタイミングとサンプリ
ング同期フラグ送信タイミングの差の時間を補正してや
れば良い。

第２図にて示した構成例では、上り方向／下り方向２
つの伝送システムを構成する伝送装置は、各端局の同一
のユニット内に収納されているものとして説明を行なっ
たが、本発明はこれに制限されるものではない。２つの
ループの伝送システムがハード的に完全に分割されてい
るときでも本発明は適用可能である。その場合にはそれ
ぞれの端子に設けられた下り方向用／上り方向用の２つ
の伝送端局間に、サンプリング同期フラグの受信時刻及
びサンプリング時刻信号をやりとりするための伝達手段
を設ければ良い。

第１図では、サンプリング同期制御を常時２つの伝送
系を受信しながら行なっているものとして説明を行なっ
たが、本発明はこれに限定されるものではない。一般に
伝送路の伝送遅延時間は一旦敷設されると大幅な変化が
ないので、４式で計算した伝送遅延時間の値は伝送路が
決まれば一般に一定の値となる。従って、２つの伝送系
の両方が正常の時に伝送路の伝送遅延時間を測定、記憶
しておき、片方の伝送系が不良になったときには正常な
方の伝送系の受信時刻TNRまたはTNL（Ｎは端局の番号）
と前記予め測定しておいた伝送遅延時間を使用してサン
プリング同期制御を行なうことが可能である。

第１図では、サンプリング同期フラグの受信時刻の測
定を、フラグ到着時刻差測定手段とフラグ到着時刻測定
手段の２種類の測定手段で測定しているものとして説明
を行なったが、本発明はこれに制限されるものではな
い。下り方向／上り方向伝送路のそれぞれにフラグ到着
時刻測定手段を設け、フラグ到着時刻差はそれぞれの測
定手段の測定値の差として演算しても、本発明はまった
く同様の制御が可能である。

第１図では、同期親局は伝送路で接続された端局の端
に配置されたものとして説明を行なったが、本発明はこ
れに制限されるものではない。同期親局は伝送路で接続
された端局の中間に配置することも可能である。

第７図は同期親局を端局３に配置した場合の伝送制御
の接続を表す構成図、第８図は第７図の接続における伝
送タイミングを示すものである。以下第７図及び第８図
を使用して、同期親局が中間に配置された場合の動作を
説明する。

第７図において、同期親局３は一定の周期でサンプリ
ング同期フラグを下り伝送路に送出する。同期親局３か
ら送出されたサンプリング同期フラグは、端局４を通過
し端局５で折り返し同期親局３に上り伝送路で戻る。同
期親局３は上り伝送路で戻ってきた信号を自局を通過さ
せてそのまま子局２へ伝送するが、このとき下り方向の
往復伝送遅延時間tdLPを測定する。同期親局３を通過し
上り方向に伝送された信号は、端局２でデータを収集し
たのち端局７で折り返し、下り伝送路で同期親局３へ戻
る。同期親局３は下り伝送路のサンプリング同期フラグ
を受信した時刻を測定することにより、上り方向の往復
伝送遅延時間tuLPを測定する。

同期親局３は、時間データとして上り方向／下り方向
のそれぞれの往復伝送遅延時間tdLP,tuLPの２つを、各
子局に対して伝送する。

子局は同期親局に対する位置関係により、下記の方法
で伝送遅延時間を計算し、同期制御を行なう。

下り伝送路のサンプリング同期フラグを、上り伝送路
のサンプリング同期フラグよりも先に受信した子局（第
７図における子局4,5） →tdLPの値をtLPとして使用し、式４の演算により伝
送遅延時間を演算する。

上り伝送路のサンプリング同期フラグを、下り伝送路
のサンプリング同期フラグよりも先に受信した子局（第
７図における子局2,7） →tuLPの値をtLPとして使用し、式４の演算により同
期親局３を上り方向に通過してからの伝送遅延時間を測
定したのち、演算結果に下り方向の往復伝送遅延時間td
LPを加算して、同期親局３が下り方向にサンプリング同
期フラグを受信してから子局に到着するまでのトータル
の伝送遅延時間tURを算出する。

以上の制御を行なうことにより、同期親局は伝送路の
端に配置されなくとも同期制御を行なうことが可能であ
る。本変形例は、伝送路の一部に不良が発生し、ループ
バック接続を行なっているときのサンプリング同期制御
方式として特に有効である。

第２図あるいは第７図では、リレー演算端局６は端局
の内の１つに接続され、他の端局はデータ収集と転送さ
れたトリップ信号によるしゃ断機の制御機能のみ持つも
のとして説明を行なったが、本発明はこれに制限される
ものではない。リレー演算端局６は任意の複数の端子に
配置することが可能である。その場合には、同期親局は
下り方向の受信データを一旦記憶し、その一部あるいは
全部を、自端のサンプリング発振器の出力する送信基準
タイミングTSに下り方向に送り出すように構成する。こ
れにより各端局の収集して電流データは伝送路上のいず
れの端局でも利用可能となり、任意の端局での電流差動
演算が可能となる。

第２図では、各端局はデータ送信手段と受信手段を、
上り／下り伝送路用としてそれぞれ１組ずつ持つものと
して説明したが、本発明はこれに制限されるものではな
い。同期親局が受信データ内のトリップ指令を、変形例
で述べたような手段で中継することにより、トリップ指
令はいずれの端局でも下り伝送データとして受信可能と
なる。これにより、下り方向のみ送受信回路を設け、上
り方向はフラグの到着時刻を測定手段のみを設置する構
成が可能である。

第４図にて示した実施例では、同期親局は子局とは別
のハード構成を取るものとして説明したが、本発明はこ
れに制限されるものではない。

同期親局の構成要素は子局の機能の一部を利用したも
のであり、子局の構成を持つ端局は、制御の変更で容易
に同期親局の機能を持たせることが可能である。これに
より、全部の端局を同一のハード構成で製作し、必要に
応じて同期親局を決定できるよう構成することが可能で
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、端局間の伝送遅
延時間に拘らず全端局のサンプリング時刻を正確に一致
させることができ、電流差動継電システムで問題となる
サンプリング時間差によるリレー精度の悪化をなくすこ
とができる。またサンプリング同期は伝送路の条件に合
せて自動的に行なわれるため、従来行なわれてきた伝送
遅延時間の実機測定による補正方法と比較して、システ
ム設置時や伝送系統組替え時の調整及び確認作業を大幅
に省力化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を表すタイミング図、第２図は本
発明によるサンプリング時刻同期方式を説明する一実施
例の概要構成図、第３図は本発明装置の子局の内部構成
例を表す図、第４図は本発明装置の同期親局の内部構成
例を表す図、第５図は本発明の原理を表す詳細タイミン
グ図、第６図は端局通過時に遅延tpを生ずる場合のタイ
ミング図、第７図は本発明の１変形例を表す構成図、第
８図は本発明の１変形例の動作を表すタイミング図、第
９図は従来の電流差動継電装置構成図、第10図は電流差
動継電装置の送信データの伝送フォーマット例を表す図
である。 １…送電線、2,3,4,5…端局 ６…リレー演算端局 12,13,14,15…伝送路（下り方向） 22,23,24,25…伝送路（上り方向） 101…系統電気量入力手段 102,202…受信手段、103…送信手段 104,204…フラグ検出手段 105…フラグ到着時刻差測定手段 106…フラグ到着時刻測定手段 107…遅延時間演算手段 108…サンプリング発振器 110…サンプリング時刻制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】往復伝送路の下りまたは上りの内の一方の
   伝送路に対して一定時間毎にタイミング基準信号を送信
   する同期親局と、前記同期親局から前記下りまたは上り
   の伝送路にて送信されてきた前記タイミング基準信号を
   前記往復伝送路の他方の上りまたは下りの伝送路にて前
   記同期親局に折り返し送信する折り返し端局と、前記同
   期親局と前記折り返し端局との間に設けられ前記下りの
   伝送路にて送信されてきた前記タイミング基準信号を次
   の端局へ下りの伝送路にて送信し、前記上りの伝送路に
   て送信されてきた前記タイミング基準信号を次の端局へ
   上りの伝送路にて送信する通過端局とを、各局間の下り
   及び上りの伝送遅延時間をほぼ等しく設定する前記往復
   伝送路で接続した伝送システムにおいて、前記同期親局
   は一定時間毎に前記下りの伝送路に送信したタイミング
   基準信号が前記折り返し端局及び前記通過端局の全端局
   を通過して前記上りの伝送路にて当該同期親局に戻って
   くるまでに要する時間（tLP）を測定する手段と、この
   測定結果を同期親局以外の端局（以下子局と呼ぶ）に伝
   送する手段とを備え、前記子局は前記往復伝送路の上り
   の伝送路及び下りの伝送路より夫々受信した２つのタイ
   ミング基準信号の受信時刻の差（tRL）を測定する手段
   と、前記往復伝送路より受信したタイミング基準信号の
   受信時刻の差（tRL）及び前記各伝送路を往復して同期
   親局に戻ってくるまでに要する時間（tLP）をもとに、
   同期親局と子局との間の伝送遅延時間を計算する手段
   と、同期親局から伝送されてきたタイミング基準信号の
   受信時刻と各子局のサンプリング基準時刻とから当該子
   局のサンプリング同期誤差を求める手段と、前記サンプ
   リング同期誤差が零になるように自端局のサンプリング
   同期発振器を制御するサンプリング時刻制御手段とを備
   えたことを特徴とするサンプリング時刻同期方式。