JP5258286B2 - Digital current differential protection relay - Google Patents
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Description
この発明は、電力系統の保護区間における送電線保護に用いるデジタル電流差動保護継電器に関するものである。 The present invention relates to a digital current differential protection relay used for power transmission line protection in a protection section of a power system.
送電線の保護では、保護区間の各端に配置された各デジタル電流差動保護継電器が、自端における送電線電流を一定周期でサンプリングし、得られた自端のデータ、或いはそのデータを使用して演算したデータをＰＣＭ（Pulse Code Modulation）通信を使用して両端間で伝送し合い、自端及び相手端の各端部データを用いた差動演算を実行し、保護区間内での送電線故障を検出した場合に、自端側の遮断器へトリップ信号を送出して遮断器を動作させ、当該保護区間の送電線を電力系統から切り離す方式が採用されている。 For transmission line protection, each digital current differential protection relay placed at each end of the protection section samples the transmission line current at its own end at a fixed period, and uses the obtained end-point data or its data. The calculated data is transmitted between both ends using PCM (Pulse Code Modulation) communication, differential calculation is performed using the end data of the own end and the other end, and the data is transmitted within the protection interval. When an electric wire failure is detected, a system is adopted in which a trip signal is sent to the circuit breaker on its own end to operate the circuit breaker, and the transmission line in the protection section is disconnected from the power system.
デジタル電流差動保護継電器は、このようにＰＣＭ通信を使用して区間保護を行うことから、ＰＣＭ電流差動リレーとも称されているが、伝送速度は、５４ｋｂｐｓまたは６４ｋｂｐｓを採用する場合が多い。また、伝送フォーマットは、例えば非特許文献１の２．１６図の（ｂ）に示すようになっていて、１伝送周期である１フレームの時間幅は、系統周波数の例えば電気角３０度（系統周波数が５０Ｈｚであれば１．６６７ｍｓ）である。
Since the digital current differential protection relay performs section protection using PCM communication in this way, it is also called a PCM current differential relay, but the transmission speed is often 54 kbps or 64 kbps. The transmission format is as shown in FIG. 2.16 (b) of
しかし、従来のＰＣＭ電流差動リレーでは、１伝送周期で１演算周期のデータを相手端との間で送受信するので、自端では、受信した相手端のデータをメモリに蓄積し、再度演算に必要な複数周期のデータをメモリから読み出して演算を行う必要がある。そのため、１伝送周期での伝送データにビットエラーが発生した場合、その伝送周期での伝送データを無効処理すると、差動演算に必要な複数周期のデータが蓄積されるまでの間は、差動演算を行うことができず、保護機能がロックされる時間が長くなるという問題がある。 However, since the conventional PCM current differential relay transmits / receives data of one calculation cycle to / from the other end in one transmission cycle, the own end stores the received data at the other end in the memory and performs the calculation again. It is necessary to read out data of a plurality of necessary cycles from the memory and perform an operation. Therefore, if a bit error occurs in the transmission data in one transmission cycle, if the transmission data in that transmission cycle is invalidated, until the data of multiple cycles necessary for differential calculation is accumulated, differential There is a problem that it is not possible to perform the calculation and the time for which the protection function is locked becomes long.
例えば、実効値演算に系統周波数の電気角９０度間のデータを使用している式（１）を使用している場合は、伝送ビットエラーが回復してから系統周波数の電気角９０度までの間は、差動演算ができない。なお、式（１）において、Ｉ（ｔ）は、現在時刻でのデータである。また、Ｔは電気角３０°に対応する時刻であり、Ｉ（ｔ−３Ｔ）は電気角９０°前の時刻でのデータである。 For example, when the formula (1) using the data between the electrical angles of the system frequency 90 degrees is used for the effective value calculation, the transmission angle error is recovered until the electrical angle of the system frequency 90 degrees. Differential operation is not possible between the two. In equation (1), I (t) is data at the current time. T is a time corresponding to an electrical angle of 30 °, and I (t−3T) is data at a time before an electrical angle of 90 °.
また、実効値演算に系統周波数の電気角１２０度間のデータを使用している式（２）を使用している場合、伝送ビットエラーが回復してから系統周波数の電気角１２０度までの間は、差動演算ができない。なお、式（２）において、Ｉ（ｔ−Ｔ）は電気角３０°前の時刻でのデータであり、Ｉ（ｔ−４Ｔ）は電気角１２０°前の時刻でのデータである。
In addition, when the formula (2) using the data between the electrical angles of the system frequency of 120 degrees is used for the effective value calculation, the period from the recovery of the transmission bit error to the electrical angle of the system frequency of 120 degrees Cannot perform differential operation. In Expression (2), I (t−T) is data at a
また、上記したように、伝送ビットエラーの発生中は、相手端の電流データ（波形データ）は無効となるので、故障データをセーブしたときにも、データセーブ中に伝送ビットエラーが発生すると、相手端での電流データが不明となり、不連続なデータとなるという問題もある。 In addition, as described above, the current data (waveform data) at the other end is invalid during the transmission bit error, so when a transmission bit error occurs during data saving even when the failure data is saved, There is also a problem that current data at the other end becomes unclear and becomes discontinuous data.
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、伝送ビットエラーが発生しても回復時に保護機能がロックされる時間の短縮化が図れるデジタル電流差動保護継電器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a digital current differential protection relay capable of shortening the time during which the protection function is locked during recovery even if a transmission bit error occurs.
上述した目的を達成するために、この発明は、保護区間の各端に配置され、自端及び相手端のそれぞれで得られた端部データを両端間に設けられる伝送路を介して伝送し合って相手端の端部データを取得する伝送制御部と、前記自端で得られた端部データと前記伝送制御部が取得した相手端の端部データとを用いた差動演算を実行し前記保護区間における送電線の故障検出を行う演算部とを備えるデジタル電流差動保護継電器において、前記伝送制御部は、自端部での送電線電流を一定周期でサンプリングした電流データ、或いは、その電流データについて前記演算部が一定周期で演算したデータ、を前記端部データとしてメモリに蓄積する機能と、前記伝送路における１伝送周期において複数のデータを搬送できる１．５Ｍｂｐｓまたは２０４８ｋｂｐｓ以上の高速通信用の伝送フォーマットを用いて、前記端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データを前記１伝送周期で送信する機能とを備え、前記演算部は、自端において前記端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データと前記伝送制御部が受信処理した相手端からの１伝送周期で送信された複数演算周期の端部データとを用いて前記差動演算を実行することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention is arranged at each end of the protection section, and transmits end data obtained at each of its own end and the other end via transmission lines provided between both ends. The transmission control unit for acquiring the end data of the other end, and the differential calculation using the end data obtained at the own end and the end data of the other end acquired by the transmission control unit, In the digital current differential protection relay comprising a calculation unit for detecting a fault in the transmission line in the protection section, the transmission control unit is current data obtained by sampling the transmission line current at its own end at a certain period, or the current A function of storing data calculated by the calculation unit at a constant cycle in the memory as the end data, and 1.5 Mbps or 2 capable of carrying a plurality of data in one transmission cycle in the transmission path A transmission format for high-speed communication of 48 kbps or more, and a function of transmitting the end data and end data of a plurality of operation cycles stored in the memory in the one transmission cycle, The end data and the end data of a plurality of operation cycles stored in the memory at the own end, and the end data of a plurality of operation cycles transmitted in one transmission cycle from the other end received and processed by the transmission control unit, The differential operation is performed using
この発明によれば、伝送ビットエラーが発生しても回復時に保護機能がロックされる時間の短縮化が図れるので、保護機能の信頼性が向上するという効果を奏する。 According to the present invention, even when a transmission bit error occurs, the time for which the protection function is locked at the time of recovery can be shortened, and thus the reliability of the protection function is improved.
以下に図面を参照して、この発明にかかるデジタル電流差動保護継電器の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a digital current differential protection relay according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
実施の形態．
図１は、この発明の一実施の形態によるデジタル電流差動保護継電器の構成を示すブロック図である。なお、図１では、保護区間の片端に配置したもののみを示してある。他方の片端にも同様構成のものが配置されている。
Embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital current differential protection relay according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, only those arranged at one end of the protection section are shown. A similar configuration is also arranged at the other end.
図１に示すように、保護区間における送電線１の対応端には、送電線１の電流を取り出す系統側変流器（ＣＴ）２と、送電線１の系統からの引き離しを行う遮断器３とが装備され、これに対して、デジタル電流差動保護継電器（ＰＣＭ電流差動リレー）２５と、通信装置１８とが配置されている。なお、この実施の形態では、保護区間の両端間のＰＣＭ通信を、例えば２０４８ｋｂｐｓの伝送速度で行うので、それを明示するために、通信装置１８には２０４８ｋｂｐｓの伝送速度を意味する「２Ｍ」を冠してある。
As shown in FIG. 1, at a corresponding end of the
ＰＣＭ電流差動リレー２５は、系統側ＣＴ２に接続されるリレー側ＣＴ４、リレー側ＣＴ４の出力に含まれるノイズ成分を除去するフィルタ（ＦＩＬ）５、フィルタ５の出力を制御信号１２が指定する一定周期のタイミングでサンプリングして保持するサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）６、サンプルホールド回路６が保持するサンプル値を所定の分解能でデジタル化するＡＤ変換器７、端部データの蓄積を行うメモリ（Ｍｅｍ）８、送受信の制御に加えて受信データの正否確認や同期制御を行う伝送制御部９、伝送制御部９と光伝送路２２とのインタフェースである光インタフェース１０、差動演算を行う演算部１１、演算部１１に接続されるデジタル出力部（ＤＯ）１４及びデジタル入力部（ＤＩ）１５等を備えている。
The PCM current
伝送制御部９は、サンプルホールド回路６に対して相手端との同時性を満たすサンプリング動作を行えるようにする上記の制御信号１２を出力する。また、メモリ８は、ＡＤ変換器７と伝送制御部９と演算部１１とのそれぞれにデータバス１３を介して接続されている。
The transmission control unit 9 outputs the
光インタフェース１０には、２０４８ｋｂｐｓの光信号が載せられる光伝送路２２の一端が接続され、光伝送路２２の他端は、光電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６及び電気光変換器（Ｏ／Ｅ）１７を介して２Ｍ通信装置１８に接続されている。２Ｍ通信装置１８は、マイクロ波伝送路２０或いは光伝送路２１を介して相手端部の２Ｍ通信装置との間でＰＣＭ通信を行う。
One end of an
以上の構成において、系統側ＣＴ２が送電線１から取り出した自端の系統電流は、リレー側ＣＴ４にて当該ＰＣＭデジタル電流差動リレー２５内に取り込まれる。そして、フィルタ演算部５、サンプルホールド回路６を通してＡＤ変換器７に入力されて電流データに変換される。ＡＤ変換器７が逐一出力する電流データは、前記の端部データとして、伝送制御部９が指定するメモリ８のアドレスにデータバス１３を介して書き込み蓄積される。
In the above configuration, the system current at the end of the system side CT2 taken out from the
演算部１１は、データバス１３を介してメモリ８から蓄積データを取り出し、それらにデジタルフィルタ処理等を施し、それを前記の端部データとして、再びデータバス１３を介してメモリ８に書き込む。伝送制御部９は、データバス１３を介してメモリ８から、ＡＤ変換器７にて変換された電流データ、或いは、演算部１１にて処理された電流データを取り出し、それを所定の伝送フォーマット（図３〜図７参照）上に編成し、それを２０４８ｋｂｐｓの伝送フォーマット（図２参照）に載せて光インタフェース１０を介して光伝送路２２へ送出する。
The
光伝送路２２に送出された２０４８ｋｂｐｓの光信号は、光電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６にて、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０３及びＧ．７０４に規定されるバイポーラ電気信号に変換されて２Ｍ通信装置１８に取り込まれる。２Ｍ通信装置１８は、光電気変換器（Ｏ／Ｅ）１６から受け取ったバイポーラ電気信号をマイクロ波伝送路２０或いは光伝送路２１を介して相手端の２Ｍ通信装置に伝送する。
The optical signal of 2048 kbps sent to the
また、２Ｍ通信装置１８は、マイクロ波伝送路２０或いは光伝送路２１を介して相手端の２Ｍ通信装置から受信した信号をバイポーラ電気信号に変換する。変換されたバイポーラ電気信号は、電気光変換器（Ｅ／Ｏ）１７にて光信号に変換され、光伝送路２２、光インタフェース１０を介して伝送制御部９に入力される。
Further, the
伝送制御部９は、受信した相手端の端部データを用いて送受信の同期処理（サンプルタイミングの同時性確保処理、伝送周期の同期制御）を行うとともに、受信データの正否確認やその受信データが送信要求データであるか否かの内容確認処理等を行う。そして、伝送制御部９は、正常に受信できた同期処理済み受信データを相手端の端部データとしてメモリ８に格納する。
The transmission control unit 9 performs transmission / reception synchronization processing (sample timing simultaneity ensuring processing, transmission cycle synchronization control) using the received end portion data of the other end, and confirms whether the received data is correct or not. Processing for confirming whether or not the data is transmission request data is performed. Then, the transmission control unit 9 stores the synchronization-processed received data that has been normally received in the
一方、伝送制御部９は、正常に受信できなかった端部データについては、その端部データの時刻である演算周期（つまりメモリ８のアドレス）を記録しておいて、正常に受信できるようになった場合に、相手端に対して、その正常に受信できなかった端部データの送信を要求してデータ取得を行い、それをメモリ８の該当時刻位置に格納する。また、伝送制御部９は、相手端から送信要求を受けたときは、該当するデータをメモリ８から取り出しで相手端に送信する処理を行う。
On the other hand, the transmission control unit 9 records the calculation cycle (that is, the address of the memory 8) that is the time of the end data for the end data that could not be normally received so that the end data can be received normally. In this case, the other end is requested to transmit the end data that could not be normally received, data is acquired, and stored in the corresponding time position in the
演算部１１は、先にメモリ８に格納した自端の端部データと、伝送制御部９が上記のようにメモリ８に格納した相手端の端部データとをメモリ８から取り出し、それとＤＩ部１５から得られた情報とを用いて、相手端電流と自端電流との差動演算を行い、差電流が所定値を越えていると、事故と判定し遮断器３にＤＯ部１４を通してトリップ信号を出力する。なお、ＤＩ部１５から得られる情報には、ＤＩ部１５が、遮断器や開閉器から収集した開閉状態を示す信号や、制御盤から収集した、通信路の使用・不使用を決めるなどのコントロールスイッチの操作状態に対応する制御信号などがある。
The
次に、伝送制御部９が行うこの実施の形態に関わる伝送制御について説明する。まず、図２は、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０４に規定される２０４８ｋｂｐｓの伝送フォーマットを示す図である。図２に示すように、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０４に規定される２０４８ｋｂｐｓの伝送フォーマットは、１フレーム（１伝送周期）が時間幅１２５μｓで、２５６ビット構成であり、３０個のチャネル（ｃｈ１〜ｃｈ３０）に分けられている。 Next, transmission control according to this embodiment performed by the transmission control unit 9 will be described. First, FIG. 2 is a diagram illustrating a transmission format of 2048 kbps defined in 704. FIG. As shown in FIG. The 2048 kbps transmission format defined in 704 has a 256-bit configuration in which one frame (one transmission cycle) has a time width of 125 μs and is divided into 30 channels (ch1 to ch30).
このように、両端部間に設けられる伝送路で使用する伝送フォーマットに、１伝送周期において複数のデータを搬送できる高速通信用の伝送フォーマット（例えば、伝送速度が２０４８ｋｂｐｓの伝送路で使用する伝送フォーマット）を用いるので、１伝送周期で相手端の差動演算に必要なデータの全てを送信することができる。したがって、今回の伝送周期でのデータが正常であれば、その前における他の伝送周期で伝送ビットエラーが発生しても、データの再蓄積時間を待つことなく、今回の伝送周期でのデータのみを使用して差動演算を行うことができる。その結果、以下に示す各種の制御態様が可能になる。 As described above, a transmission format used in a transmission path provided between both ends is a transmission format for high-speed communication capable of carrying a plurality of data in one transmission cycle (for example, a transmission format used in a transmission path having a transmission rate of 2048 kbps). ) Is used, it is possible to transmit all the data necessary for the differential calculation of the other end in one transmission cycle. Therefore, if the data in the current transmission cycle is normal, even if a transmission bit error occurs in another previous transmission cycle, only the data in the current transmission cycle can be obtained without waiting for the data re-accumulation time. Can be used to perform differential operations. As a result, the following various control modes are possible.
伝送制御部９は、相手端への送信データをこの実施の形態に関わる伝送制御（下記の（１）〜（４））に対応した図３〜図７に示す伝送フォーマットに編成し、それを図２に示す伝送フォーマットに載せて光インタフェース１０を通して光伝送路２２へ送出する。光伝送路２２から取り込む受信データも図２に示す伝送フォーマットの形式である。
The transmission control unit 9 organizes the transmission data to the other end into the transmission format shown in FIGS. 3 to 7 corresponding to the transmission control (the following (1) to (4)) related to this embodiment, and It is sent to the
なお、図３〜図７に示すように、伝送制御部９が生成する伝送フォーマットは、「同期フレーム」「Ａ相電流データ」「Ｂ相電流データ」「Ｃ相電流データ」「制御データ」「制御データ」「ＣＲＣ」「ＣＲＣ」の各データで構成されている。制御データには、遮断器や開閉器の開閉状態、外部から入力される制御信号、データの有効性等の情報、フレーム同期を取るためのデータなどが含まれている。 As shown in FIGS. 3 to 7, the transmission format generated by the transmission control unit 9 is “synchronization frame”, “A phase current data”, “B phase current data”, “C phase current data”, “control data”, “ It consists of data of “control data”, “CRC” and “CRC”. The control data includes open / close states of the circuit breakers and switches, control signals input from the outside, information such as data validity, data for frame synchronization, and the like.
（１）図３と図４は、異なる演算周期のデータの複数個を１伝送周期で送信する場合に生成する伝送フォーマット（その１，その２）を示す図である。伝送制御部９は、複数演算周期の端部データを１伝送周期で送信する場合、演算部１１が次の式（３）と式（４）のいずれを用いるかに応じて、図２に示す伝送フォーマットを用いて１伝送周期で送信する端部データを、最新の演算周期の端部データ及びメモリ８に格納されている複数演算周期の端部データを用いて生成する。
(1) FIGS. 3 and 4 are diagrams showing transmission formats (
すなわち、演算部１１が、次の式（３）を差電流の実効値を求める演算式として採用している場合には、その実効値演算では、現在時刻でのデータ「現在値データＩｄ（ｔ）」と、電気角９０度前の時刻でのデータ「９０度前データＩｄ（ｔ−３Ｔ）」とが必要になるので、伝送制御部９は、それらの端部データを上記のように用意し、それにＣＲＣ等を付加して図３に示すように、図２に示す伝送フォーマットのｃｈ１に挿入する現在値データの伝送フォーマット３２と、ｃｈ２に挿入する電気角９０°前データの伝送フォーマット３３とをそれぞれ生成し、図２に示す伝送フォーマットに載せて光インタフェース１０に渡す。このケースでは、図２に示す伝送フォーマットにおけるｃｈ３〜ｃｈ３０は不使用の領域になる。
また、演算部１１が、次の式（４）を差電流の実効値を求める演算式として採用している場合には、その実効値演算では、現在値データ「Ｉｄ（ｔ）」、電気角３０度前の時刻でのデータ「３０度前データＩｄ（ｔ−Ｔ）」、「９０度前データＩｄ（ｔ−３Ｔ）」及び電気角１２０度前の時刻でのデータ「１２０度前データＩｄ（ｔ−４Ｔ）」が必要になるで、伝送制御部９は、それらの端部データを上記のように用意し、それにＣＲＣ等を付加して図４に示すように、図２に示す伝送フォーマットのｃｈ１に挿入する現在値データの伝送フォーマット３５と、ｃｈ２に挿入する電気角３０°前データの伝送フォーマット３６と、ｃｈ３に挿入する電気角９０°前データの伝送フォーマット３７と、ｃｈ４に挿入する電気角１２０°前データの伝送フォーマット３８とをそれぞれ生成し、図２に示す伝送フォーマットに載せて光インタフェース１０に渡す。このケースでは、図２に示す伝送フォーマットにおけるｃｈ５〜ｃｈ３０は不使用の領域になる。
Further, when the
このようにして、相手端部での差動演算に必要な全データを１伝送周期で送信できるので、相手端部では、その伝送周期での受信データが正常であれば、過去の伝送エラーから復帰してもデータ蓄積時間を待つことなく、差動演算が可能となり、保護機能がロックされる時間を短くすることができる。 In this way, all the data required for differential calculation at the other end can be transmitted in one transmission cycle, so if the received data in that transmission cycle is normal at the other end, the transmission error from the past. Even after returning, the differential operation can be performed without waiting for the data accumulation time, and the time during which the protection function is locked can be shortened.
（２）図５は、同一演算周期の端部データの複数個を１伝送周期で送信する場合に生成する伝送フォーマットを示す図である。伝送制御部９は、同一演算周期の端部データの複数個を１伝送周期で送信する場合、図２示す伝送フォーマットを用いて１伝送周期で送信するデータを、最新の演算周期の端部データとメモリ８に格納されている複数演算周期での端部データとにおいて同じ演算周期の端部データの複数個を用いて生成する。
(2) FIG. 5 is a diagram showing a transmission format generated when a plurality of end data having the same calculation cycle is transmitted in one transmission cycle. When transmitting a plurality of end data having the same calculation cycle in one transmission cycle, the transmission control unit 9 uses the transmission format shown in FIG. 2 to transmit the data transmitted in one transmission cycle to the end data of the latest calculation cycle. And end data in a plurality of calculation cycles stored in the
すなわち、伝送制御部９は、例えば図５に示すように、３個の現在値データを上記のように用意し、それにＣＲＣ等を付加して、図２に示す伝送フォーマットのｃｈ１に挿入する現在値データの伝送フォーマット４２と、ｃｈ２に挿入する現在値データの伝送フォーマット４３と、ｃｈ３に挿入する現在値データの伝送フォーマット４４とをそれぞれ生成して、図２に示す伝送フォーマットに載せて光インタフェース１０に渡す。このケースでは、図２に示す伝送フォーマットにおけるｃｈ４〜ｃｈ３０は不使用の領域になる。
That is, for example, as shown in FIG. 5, the transmission control unit 9 prepares three current value data as described above, adds a CRC or the like to the current value data, and inserts it into the ch1 of the transmission format shown in FIG. A value
相手端では、常時、ｃｈ１及びｃｈ２のデータのＣＲＣ及びデータの一致不一致をチェックして、ＯＫであれば、ｃｈ１のデータを使用して差動演算を行うが、もし、ｃｈ１とｃｈ２の一方または双方のデータのＣＲＣ不良、或いは、データ不一致があれば、ｃｈ１及びｃｈ２のデータとｃｈ３のデータとを比較してＣＲＣ不良なし、かつ、ｃｈ３のデータと一致したデータがある場合は、その一致したｃｈのデータを有効データとして使用する。 At the other end, the CRC of the data of ch1 and ch2 and the coincidence / mismatch of the data are always checked, and if OK, the differential operation is performed using the data of ch1, but if one of ch1 and ch2 or If there is a CRC failure or data mismatch between the two data, the ch1 and ch2 data are compared with the ch3 data. If there is no CRC failure and there is data that matches the ch3 data, they match. ch data is used as valid data.
これによって、あるｃｈがビットエラー等で無効となった場合でも他の２つ以上のデータが有効であれば、差動演算を継続できるので、保護をロックする確率が減り、保護の信頼性が向上する。また、２つ以上のデータの同一性をチェックしているので、データの信頼性も向上する。 As a result, even if a channel is invalidated due to a bit error or the like, if two or more other data are valid, the differential operation can be continued, so that the probability of locking protection is reduced and the reliability of protection is increased. improves. In addition, since the identity of two or more data is checked, the reliability of the data is also improved.
（３）図６は、同一演算周期の端部データ（正値）とそれを反転した端部データ（反転値）との組の複数個を１伝送周期で送信する場合に生成する伝送フォーマットを示す図である。伝送制御部９は、同一演算周期の端部データ（正値）とそれを反転した端部データ（反転値）との組の複数個を１伝送周期で送信する場合、図２示す伝送フォーマットを用いて１伝送周期で送信するデータを、最新の演算周期の端部データと前記メモリに格納されている複数演算周期での端部データとにおいて同じ演算周期の端部データの正値及びその反転値の組の複数個を用いて生成する。 (3) FIG. 6 shows a transmission format generated when a plurality of sets of end data (positive value) and inverted end data (inverted value) in the same calculation cycle are transmitted in one transmission cycle. FIG. When the transmission control unit 9 transmits a plurality of sets of end data (positive value) and inverted end data (inverted value) of the same calculation cycle in one transmission cycle, the transmission format shown in FIG. Using the data transmitted in one transmission cycle, the positive value of the end data of the same calculation cycle and the inversion thereof in the end data of the latest calculation cycle and the end data in the plurality of calculation cycles stored in the memory Generate using multiple sets of values.
すなわち、伝送制御部９は、例えば図６に示すように、２個の現在値データを上記のように用意し、それにＣＲＣ等を付加し、図２に示す伝送フォーマットのｃｈ１に挿入する現在値データ正値の伝送フォーマット５２と、ｃｈ２に挿入する現在値データ反転値の伝送フォーマット５３と、ｃｈ３に挿入する現在値データ正値の伝送フォーマット５４と、ｃｈ４に挿入する現在値データ反転値の伝送フォーマット５５とをそれぞれ生成して、図２に示す伝送フォーマットに載せて光インタフェース１０に渡す。このケースでは、図２に示す伝送フォーマットにおけるｃｈ５〜ｃｈ３０は不使用の領域になる。
That is, for example, as shown in FIG. 6, the transmission control unit 9 prepares two current value data as described above, adds a CRC or the like to the current value data, and inserts it into ch1 of the transmission format shown in FIG. Data positive value transmission format 52, current value data inverted value transmission format 53 to be inserted into ch2, current value data positive
相手端では、ＣＲＣチェック、正値・反転値のペアチェックによって、データの健全性をチェックするので、データの信頼性が向上する。また、どれかの組のデータがビットエラー等で無効になった場合でも、他の組のデータでのＣＲＣ、正値・反転値が正常であれば、そのペアデータを使用して差動演算を継続することができるので、保護機能をロックする確率が減り、保護の信頼性が向上する。 At the other end, the soundness of the data is checked by the CRC check and the positive / inverted pair check, so that the reliability of the data is improved. Even if any set of data becomes invalid due to a bit error, etc., if the CRC and positive / inverted values in other sets of data are normal, differential calculation is performed using the paired data. Since the probability of locking the protection function is reduced, the reliability of the protection is improved.
（４）図７は、伝送エラーの回復時に伝送エラーで欠落したデータを収集して復元する場合の伝送フォーマットを示す図である。伝送制御部９は、上記の（１）において、伝送エラーの回復時に伝送エラーで欠落したデータを収集して復元することを行う。なお、図７では、式（３）を用いる場合での図３に示す伝送フォーマットの使用時に伝送エラーが発生し、それが回復した場合に使用する伝送フォーマットが示されている。 (4) FIG. 7 is a diagram showing a transmission format when collecting and restoring data lost due to a transmission error when the transmission error is recovered. In the above (1), the transmission control unit 9 collects and restores data lost due to the transmission error when the transmission error is recovered. FIG. 7 shows a transmission format to be used when a transmission error occurs when the transmission format shown in FIG. 3 is used when Expression (3) is used and recovered.
図７において、伝送制御部９は、図２に示す伝送フォーマットのｃｈ１に挿入する現在値データの伝送フォーマット６２と、ｃｈ２に挿入する電気角９０°前データの伝送フォーマット６３とをそれぞれ生成し、図２に示す伝送フォーマットに載せて光インタフェース１０に渡すことを繰り返している。前記したように、図２に示す伝送フォーマットにおけるｃｈ３〜ｃｈ３０は不使用の領域になっている。
In FIG. 7, the transmission control unit 9 generates a
相手端では、伝送制御部９が、伝送エラーの発生を検出すると、その伝送異常が発生した端部データをメモリ８に格納せず無効処理するとともに、その伝送異常が発生した端部データの演算周期（つまりメモリ８のアドレス）を記録しておき、両端のメモリ８に前記伝送異常が発生した端部データを含む１伝送周期分の複数個端部データが残存している期間内に前記伝送異常が回復した場合に、データ送信要求の伝送フォーマット６４を生成し、それを、図２に示す伝送フォーマットにおいて相手端と定常的に送受信する１伝送周期分の複数個端部データが載せられていない不使用領域に、図７に示す例ではｃｈ３に挿入して光インタフェース１０に渡す。
At the other end, when the transmission control unit 9 detects the occurrence of a transmission error, the end data in which the transmission abnormality has occurred is invalidated without being stored in the
このデータ送信要求の伝送フォーマット６４には、「データ送信要求有り」「データ数（Ｎ−Ｍ＋１）」「最古データ時刻（Ｎ演算周期前）」「最新データ時刻（Ｍ演算周期前）」の各データが載せられている。
The
このデータ送信要求の伝送フォーマット６４を受信した相手端の伝送制御部９は、要求された演算データをメモリ８から取り出し、それにＣＲＣ等を付加して図７に示すように、図２に示す伝送フォーマットの不使用の領域であるｃｈ４〜ｃｈ（４＋Ｎ−Ｍ）に挿入する電気角３０°×Ｎ前データの伝送フォーマット６５〜電気角３０°×Ｍ前データの伝送フォーマット６６をそれぞれ生成し、図２に示す伝送フォーマットに載せて光インタフェース１０に渡す。
When receiving the
データ送信要求を行った自端の伝送制御部９は、受信した電気角３０°×Ｎ前データ〜電気角３０°×Ｍ前データをメモリ８の該当アドレスに格納することで、メモリ８には、欠落の無い一連の端部データが時系列に並ぶ形で再現された状態で格納される。
The local transmission control unit 9 that has made the data transmission request stores the received
このように、片方の端部において、系統故障時、伝送エラー発生時などで不連続となった端部データを再現できるので、故障解析等の容易化が図れる。なお、図７では、上記の（１）のケースにおいて式（３）を用いる場合（図３）を示したが、式（４）を用いる場合（図４）でも同様に適用できることは言うまでもない。 As described above, since the end data that becomes discontinuous at the time of system failure, transmission error, etc. can be reproduced at one end, failure analysis and the like can be facilitated. 7 shows the case (FIG. 3) in which the expression (3) is used in the case (1) described above, it goes without saying that the same applies to the case where the expression (4) is used (FIG. 4).
なお、図１では、両端間の通信系として、ＰＣＭ電流差動リレーから通信装置の近傍まで光信号で伝送し、通信装置の近傍で電気信号に変換して通信装置に入力する構成を示したが、この発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ＰＣＭ電流差動リレーと通信装置との間をメタルケーブル或いは光ケーブルで接続する構成や、通信装置を介在させずにＰＣＭ電流差動リレー間を直接メタルケーブル或いは光ケーブルで接続する構成など任意の通信系を適用することができる。 In FIG. 1, the communication system between both ends shows a configuration in which an optical signal is transmitted from the PCM current differential relay to the vicinity of the communication device, converted into an electrical signal in the vicinity of the communication device, and input to the communication device. However, the present invention is not limited to this, for example, a configuration in which a PCM current differential relay and a communication device are connected by a metal cable or an optical cable, or a PCM current differential without interposing a communication device. Any communication system such as a configuration in which the relays are directly connected by a metal cable or an optical cable can be applied.
以上のように、この発明にかかるデジタル電流差動保護継電器は、伝送ビットエラーが発生しても回復時に保護機能がロックされる時間を短縮化して保護機能を向上させるのに有用である。 As described above, the digital current differential protection relay according to the present invention is useful for improving the protection function by shortening the time during which the protection function is locked at the time of recovery even if a transmission bit error occurs.
１ 送電線
２ 系統側変流器（ＣＴ）
３ 遮断器
４ リレー側変流器（ＣＴ）
５ フィルタ（ＦＩＬ）
６ サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）
７ ＡＤ変換器
８ メモリ（Ｍｅｍ）
９ 伝送制御部
１０ 光インタフェース
１１ 演算部
１２ 制御信号
１３ データバス
１４ デジタル出力部（ＤＯ）
１５ デジタル入力部（ＤＩ）
１６ 光電気変換器（Ｏ／Ｅ）
１７ 電気光変換器（Ｅ／Ｏ）
１８ ２０４８ｋｂｐｓの通信機能を有する通信装置
２０ マイクロ波伝送路
２１，２２ 光伝送路
２５ デジタル電流差動保護継電器（ＰＣＭ電流差動リレー）
1
3
5 Filter (FIL)
6 Sample hold circuit (S / H)
7
9
15 Digital input (DI)
16 Photoelectric converter (O / E)
17 Electro-optical converter (E / O)
18 Communication device having a communication function of 2048
Claims (4)
前記伝送制御部は、
自端での送電線電流を一定周期でサンプリングした電流データ、或いは、その電流データについて前記演算部が一定周期で演算したデータ、を前記端部データとしてメモリに蓄積する機能と、
前記伝送路における１伝送周期において複数のデータを搬送できる１．５Ｍｂｐｓまたは２０４８ｋｂｐｓ以上の高速通信用の伝送フォーマットを用いて、最新の演算周期の端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データを前記１伝送周期で送信する機能と、を備え、
前記演算部は、自端において前記最新の演算周期の端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データと前記伝送制御部が受信処理した相手端からの１伝送周期で送信された複数演算周期の端部データとを用いて前記差動演算を実行する、
ことを特徴とするデジタル電流差動保護継電器。 A transmission control unit that is arranged at each end of the protection section and transmits end data obtained at each of the own end and the other end via a transmission path provided between both ends to obtain end data at the other end. And a calculation unit that performs a differential calculation using the end data obtained at the own end and the end data of the other end acquired by the transmission control unit and detects a failure of the transmission line in the protection section; In the digital current differential protection relay comprising:
The transmission control unit
Current data obtained by sampling the transmission line current at its own end at a constant period, or data calculated by the operation unit at a constant period for the current data, and a function of accumulating in the memory as the end part data;
Using a transmission format for high-speed communication of 1.5 Mbps or 2048 kbps or higher that can carry a plurality of data in one transmission cycle in the transmission path , end data of the latest calculation cycle and a plurality of calculation cycles stored in the memory And a function of transmitting the end data of the data at the one transmission cycle,
The calculation unit transmits at its end the end data of the latest calculation cycle and the end data of a plurality of calculation cycles stored in the memory and one transmission cycle from the other end received and processed by the transmission control unit. The differential calculation is performed using the end data of the plurality of calculation cycles performed,
Digital current differential protection relay characterized by that.
前記最新の演算周期の端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データに加えて、当該最新の演算周期の端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データにおける同じ演算周期の端部データの複数組を前記１．５Ｍｂｐｓまたは２０４８ｋｂｐｓ以上の高速通信用の伝送フォーマットを用いて前記１伝送周期で送信する機能と、
相手端からの１伝送周期分の複数組の端部データの受信処理において各端部データの健全性チェックと１伝送周期分の複数組の端部データの同一性チェックとを行って健全な端部データを抽出する機能と、を更に有し、
前記演算部は、前記伝送制御部が抽出した端部データと対応する自端での端部データとを用いて前記差動演算を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル電流差動保護継電器。 The transmission control unit
In addition to the latest calculation cycle end data and the multiple calculation cycle end data stored in the memory, the latest calculation cycle end data and the multiple calculation cycle end data stored in the memory. A function of transmitting a plurality of sets of end data having the same operation cycle in the partial data in the one transmission cycle using the transmission format for high-speed communication of 1.5 Mbps or 2048 kbps or more ;
In reception processing of a plurality of sets of end data for one transmission cycle from the other end, a soundness check is performed by performing a soundness check on each end data and an identity check on a plurality of sets of end data for one transmission cycle. further comprising a function of extracting a part data, and
The calculation unit performs the differential calculation using the end data extracted by the transmission control unit and the end data at the corresponding end.
The digital current differential protection relay according to claim 1 .
前記最新の演算周期の端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データに加えて、当該最新の演算周期の端部データ及び前記メモリに格納されている複数演算周期の端部データにおける同じ演算周期の端部データの正値及びその反転値の組の複数個を前記１．５Ｍｂｐｓまたは２０４８ｋｂｐｓ以上の高速通信用の伝送フォーマットを用いて前記１伝送周期で送信する機能と、
相手端からの１伝送周期分の複数組の端部データの受信処理において各端部データの健全性チェックと各組の端部データの正値・反転値の関係チェックとを行って健全な端部データを抽出する機能と、を更に有し、
前記演算部は、前記伝送制御部が抽出した端部データと対応する自端での端部データとを用いて前記差動演算を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル電流差動保護継電器。 The transmission control unit
In addition to the latest calculation cycle end data and the multiple calculation cycle end data stored in the memory, the latest calculation cycle end data and the multiple calculation cycle end data stored in the memory. A function of transmitting a plurality of sets of positive values and inverted values of end data of the same calculation cycle in the same data in the one transmission cycle using the transmission format for high-speed communication of 1.5 Mbps or 2048 kbps or more ,
When receiving multiple sets of end data for one transmission cycle from the other end, check the soundness of each end data and check the relationship between the positive and inverted values of each set of end data. further comprising a function of extracting a part data, and
The calculation unit performs the differential calculation using the end data extracted by the transmission control unit and the end data at the corresponding end.
The digital current differential protection relay according to claim 1 .
相手端から受信した１伝送周期分の複数組の端部データの中に伝送異常データを検出した場合に、その伝送異常が発生した端部データを前記メモリに格納せず無効処理するとともに、その伝送異常が発生した端部データの演算周期を記録する機能と、
両端の前記メモリに前記伝送異常が発生した端部データを含む１伝送周期分の複数組の端部データが残存している期間内に前記伝送異常が回復した場合に、前記伝送フォーマットにおいて相手端部と定常的に送受信する１伝送周期分の複数組の端部データが載せられていない不使用領域に、前記記録した演算周期の端部データの送信要求を載せて相手端に通知する機能と、
相手端から前記不使用領域を用いて送られてくる前記送信要求で示された演算周期の端部データを自端の前記メモリから取り出し、それを前記不使用領域に載せて相手端に送信する機能と、
前記送信要求に応じて相手端から前記不使用領域を用いて送られてくる端部データを自端の前記メモリに格納して前記伝送異常の発生によって欠落した端部データを再生する機能と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のデジタル電流差動保護継電器。 The transmission control unit
When transmission abnormal data is detected in a plurality of sets of end data for one transmission cycle received from the other end, the end data in which the transmission abnormality has occurred is invalidated without being stored in the memory, and A function to record the calculation cycle of the edge data where the transmission error occurred;
When the transmission abnormality is recovered within a period in which a plurality of sets of end data for one transmission period including the end data in which the transmission abnormality has occurred in the memories at both ends, the other end in the transmission format A function of notifying the other end of the transmission request of the end data of the recorded calculation period in a non-use area in which a plurality of sets of end data for one transmission period to be regularly transmitted to and received from the unit are not placed; ,
The end data of the calculation cycle indicated by the transmission request sent from the other end using the unused area is taken out from the memory at its own end, and it is placed on the unused area and transmitted to the other end. Function and
A function of storing end data sent from the other end in response to the transmission request using the unused area in the memory at its own end and reproducing end data lost due to the occurrence of the transmission abnormality;
The digital current differential protection relay according to claim 1, comprising:
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