JPH06281690A

JPH06281690A - 異地点情報の同期計測方法

Info

Publication number: JPH06281690A
Application number: JP5093566A
Authority: JP
Inventors: Masanori Toi; 雅則戸井; Isamu Nakazawa; 勇中澤; Takashi Yoshida; 高吉田; Shigeru Narita; 茂成田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】系統故障による状態変化のみを検出してサン
プリングデータを伝送し、その同期を確保する。【構成】異地点に設置された各端末装置内のサンプリ
ング手段５により、系統電気量の状態変化が同一時点で
検出されるようなデータを非同期かつ一定周期でサンプ
リングし、第１故障検出手段１０によりサンプリングデ
ータに状態変化が検出された時点と、隣接するサンプリ
ング時点との間の時間間隔をタイマ１１により測定し、
この時間間隔に基づき各端末装置のサンプリングデータ
の同期をとる同期計測方法に関する。第１故障検出手段
１０が検出可能な状態変化よりも長い期間にわたって継
続する状態変化が第２故障検出手段２０により検出され
た場合に、第１故障検出手段１０により検出された状態
変化を系統の故障によるものと判定し、サンプリングデ
ータを伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異地点で独立かつ同期
をとって計測された電圧、電流等の電気量に関する情報
を、現象解析や特性把握等に利用するための異地点情報
の同期計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力系統の保護、制御、監視を目的とす
る装置においては、異地点における同時刻での電圧、電
流等の系統電気量を必要とすることがある。このため、
測定地点に設置された各端末装置を光ネットワーク等に
より結び、高速データウェイによるネットワークを構成
する手段が考えられる。しかるにこの場合、電力系統の
多数の異地点を結ぶオンラインネットワークを構成する
ことが要求されるため、設備規模が大きくなるうえ、電
気信号による既存のネットワークを流用できないという
問題が生じる。

【０００３】これを解決する従来の技術として、特開昭
６２−２４９０７７号公報に記載された異地点情報の同
期計測方式がある。この方式は、電力系統で故障等の急
激な状態変化が生じると、その状態変化は異地点におい
て同時刻に現われる現象を利用し、異地点において非同
期かつ一定周期でデータをサンプリングする際に、デー
タに状態変化が検出された時点とその前または次のサン
プリング時点との時間間隔を測定し、この時間間隔に基
づいてサンプリングデータの時間同期を確保するように
している。

【０００４】図１６は上記従来技術が適用される端末装
置の構成を示すブロック図である。図において、系統の
電圧及び電流は計器用変圧器１及び変流器２により端末
装置内に取り込まれ、アナログフィルタ３，４を介して
サンプリング手段５により一定周期（例えば電気角で３
０°間隔）でサンプリングされる。サンプリングデータ
はＡ／Ｄ変換器６によりディジタル量に変化された後、
ディジタルフィルタ７にかけられ、高調波分や直流分が
除去されて第１メモリ８に格納される。

【０００５】一方、計器用変圧器１及び変流器２により
取り込まれたデータは故障検出手段１０に入力されて故
障が検出される。図１７は故障検出手段１０の構成を示
すブロック図であり、この検出手段１０は、入力を反転
し、かつ半サイクル分だけ遅延させるフィルタ１２と、
抵抗１３，１４と、レベル検出器１５と、その出力信号
を２サイクル分だけ保持出力させる出力回路１６とから
なる。

【０００６】図１８は故障検出手段１０の動作説明図で
ある。通常時は（ａ）に示すように、入力Ｉ₁と、これ
をフィルタ１２により反転、遅延させた入力Ｉ₂とは絶
対値が等しく逆極性であるため、レベル検出器１５の入
力はＩ₁−Ｉ₂＝０となって零であり、出力回路１６から
故障検出信号は出力されない。これに対し、図１８の
（ｂ）のごとく時刻ｔ_Fにおいて故障が発生すると、そ
れ以後、Ｉ₁，Ｉ₂は大きさが異なるためにＩ₁−Ｉ₂≠０
となり、レベル検出器１５からの信号が出力回路１６に
加えられて故障検出信号が出力される。そして、この故
障検出信号はタイマ１１及び第１メモリ８に加えられ
る。

【０００７】タイマ１１は、故障検出信号が入力される
とカウントを開始し、次のサンプリング信号が入力され
るとカウントを停止するように構成されている。また、
第１メモリ８に故障検出信号が入力されると、故障点標
定のために必要なデータを選択して図１６の第２メモリ
９に出力する。ここで、故障点標定のために必要なデー
タとしては、例えば故障発生時から２サイクル後の９０
°間隔の２量と、故障発生前の１サイクルの２量とが考
えられる。

【０００８】第２メモリ９には、第１メモリ８からの選
択データのほかに、タイマ１１のカウント値が記憶され
る。第２メモリ９に記憶された第１メモリ８からの選択
データとタイマ１１のカウント値は、図示されていない
中央装置に伝送される。中央装置では、各端末装置から
のデータを受信して各タイマのカウント値に基づきサン
プリングの時間的なずれ量を求め、このずれ量に応じて
サンプリングデータを補正して各サンプリングデータの
同期をとった後、現象解析や特性把握（故障点標定の場
合には故障点位置の算出）等を行う。

【０００９】図１９は、上述した従来技術において、所
定のプログラムに従ったマイクロコンピュータの動作に
より、第１メモリ８及び第２メモリ９にデータを格納し
て伝送するまでの処理を示すフローチャートである。ま
ず、故障検出手段１０により故障を検出したか否かを判
断し（Ｓ１）、一旦故障を検出した場合には一定時間
（後述の待ち時間）継続して定周期でデータをサンプリ
ングし、その都度第１メモリ８にデータを格納する（Ｓ
２）。ここで、アナログフィルタ３，４やディジタルフ
ィルタ７には過渡的な変化があるため、故障検出直後の
サンプリングデータは正確なものとはいえないため、フ
ィルタの過渡現象が収斂するまで一定時間（待ち時間）
が経過するのを待つ（Ｓ３）。

【００１０】待ち時間が経過したら、第１メモリ８のサ
ンプリングデータのうち伝送出力するものを選択データ
としてピックアップし、これらのサンプリングデータを
タイマ１１のカウント値と共に第２メモリ９に格納する
（Ｓ４）。その後、第２メモリ９の内容を伝送出力する
（Ｓ５）。なお、このフローチャートは、一定周期で繰
返し実行されるものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図２０は、上記従来技
術において、系統故障時におけるデータ伝送手段の正起
動動作（同図（ａ））と系統のノイズによる誤起動動作
（同図（ｂ））とを示した波形図である。同図（ａ）に
おいて、時刻ｔ_Fに故障が発生すると、フィルタ１２の
出力は以後ゆっくりと減衰していき、また、レベル検出
器１５の入力は図示のようになる。これにより、故障検
出手段１０の出力は時刻ｔ_F以後“１”となり、レベル
検出器１５の出力に応じた有限時間（故障検出手段１０
の復帰時間）Ｔ₁を経過した後、“０”となる。更に、
第２メモリ９のデータは、時刻ｔ_F以後に前記待ち時間
Ｔ₂を経過してから中央装置に伝送される。

【００１２】一方、系統が健全な状態において、雷の影
響や系統の切り替え等の制御動作に起因して同図（ｂ）
のごとく時刻ｔ_Nでノイズが発生し、波形が瞬時乱れた
場合、フィルタ１２の出力ではノイズが除去されるもの
の、レベル検出器１５の入力にはノイズが現われてしま
い、図示するように故障検出手段１０からは短期間
“１”となる出力を生じる。これにより、待ち時間Ｔ₂
を経過してからデータ伝送手段が誤起動されてしまう。
すなわち、従来では、故障点標定装置のように系統故障
発生時にのみデータ収集及び伝送が必要とされる場合で
あっても、入力電気量に短いパルス状の波形変化が生じ
たときにもデータ伝送が行われてしまうため、真の系統
故障を検出することが困難であり、サンプリングデータ
の同期確保にも支障をきたしていた。

【００１３】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、系統故障のみを
検出して所定データの伝送を行い、これらのデータを使
用してサンプリングデータの同期を確保するようにした
異地点情報の同期計測方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１発明は、異地点にそれぞれ設置された各端末装
置内のサンプリング手段により、系統電気量の状態変化
が同一時点で検出されるようなデータを非同期かつ一定
周期でサンプリングし、端末装置内の第１故障検出手段
によりサンプリングデータに状態変化が検出された時点
と、隣接するサンプリング時点との間の時間間隔をタイ
マにより測定し、この時間間隔に基づいて各端末装置の
サンプリングデータの同期をとるようにした異地点情報
の同期計測方法において、第１故障検出手段が検出可能
な状態変化よりも長い期間にわたって継続する状態変化
が端末装置内の第２故障検出手段により検出された場合
に、第１故障検出手段により検出された状態変化を系統
の故障によるものと判定するものである。

【００１５】第２発明は、上記第１発明において、第１
故障検出手段により状態変化を検出してから第２故障検
出手段により状態変化を検出するまでの遅れ時間をタイ
マのカウント値に加算するものである。

【００１６】第３発明は、異地点にそれぞれ設置された
各端末装置内のサンプリング手段により、系統電気量の
状態変化が同一時点で検出されるようなデータを非同期
かつ一定周期でサンプリングし、端末装置内の第１故障
検出手段によりサンプリングデータに状態変化が検出さ
れた時点と、隣接するサンプリング時点との間の時間間
隔をタイマにより測定し、この時間間隔に基づいて各端
末装置のサンプリングデータの同期をとるようにした異
地点情報の同期計測方法において、第１故障検出手段か
ら状態変化による瞬時出力が得られてもその状態変化が
設定時間だけ継続しない場合には第１故障検出手段の誤
検出と判定してサンプリングデータを無効とするもので
ある。

【００１７】第４発明は、上記第１または第２発明にお
いて、第１故障検出手段から状態変化による瞬時出力が
得られてもその状態変化がオンディレイタイマ等の限時
タイマによる設定時間だけ継続しない場合には、第１故
障検出手段の誤検出と判定してサンプリングデータを無
効とするものである。

【００１８】第５の発明は、上記第２、第３または第４
発明において、第１故障検出手段（及び必要に応じて第
２故障検出手段）による故障検出後、一定時間連続的に
データをサンプリングし、振幅値の変化が最も少ない時
刻のサンプリングデータを有効なものとして同期計測に
用いるものである。第６発明は、上記第５発明を電圧、
電流等の複数の電気量（単相または複数相における複数
電気量）に対して適用するものである。

【００１９】

【作用】第１発明においては、第１故障検出手段が検出
可能な状態変化よりも長い期間、例えば系統故障のよう
に数サイクルにわたって継続する状態変化が第２故障検
出手段により検出された場合に、第１故障検出手段によ
り検出された状態変化を系統の故障によるものと判定
し、そのときのサンプリングデータ及びタイマのカウン
ト値を伝送して同期計測を行う。

【００２０】第２発明においては、上記第１発明におい
て、第１故障検出手段により状態変化を検出してから第
２故障検出手段により状態変化を検出するまでの遅れ時
間を計測してタイマのカウント値に加算することによ
り、第２故障検出手段の動作遅れ時間を補償し、そのと
きのサンプリングデータ及びタイマのカウント値を伝送
して同期計測を行う。

【００２１】第３発明では、第１故障検出手段から状態
変化による瞬時出力が得られても、これが限時タイマに
よる設定時間だけ継続しない場合には、上記瞬時出力が
系統ノイズ等に起因する第１故障検出手段の誤検出と判
定し、伝送されるべきサンプリングデータを無効とす
る。これにより、ノイズ等を系統故障と誤認して伝送手
段を誤起動する不都合を解消することができる。

【００２２】第４発明では、上記第１、第３発明を組み
合わせるか、または、第２、第３発明を組み合わせるこ
とで、系統故障時の伝送手段の誤不動作や系統故障時以
外の伝送手段の誤動作（誤起動）が防止される。

【００２３】第５発明では、上記各発明よりも更に定常
時に近いサンプリングデータの収集及び伝送を行うため
に、少なくとも第１故障検出手段による故障検出後、例
えば遮断器が開放されるまでの一定時間にわたり連続的
にデータをサンプリングし、振幅値の変化が最も少ない
時刻の安定したサンプリングデータを有効なものとして
伝送し、同期計測に用いる。また、第６発明では、上記
第５の発明を電力系統の単相または三相各相の電圧、電
流につき適用し、最良の時刻の安定したサンプリングデ
ータを伝送して同期計測に用いる。

【００２４】

【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。図１は第１、第２、第４発明の実施例に共通する端
末装置の構成を示す機能ブロック図である。図１におい
て、図１６と同一の構成要素には同一の番号を付してあ
る。なお、図１における第１故障検出手段１０は、図１
６における故障検出手段１０とまったく同一の構成であ
って電気量の状態変化（系統ノイズによるものも含む）
を瞬時に検出する機能を持つものであり、言い換えれば
その構成は図１７のとおりである。図１の構成が図１６
と異なるのは、第２故障検出手段１７を第１故障検出手
段１０に対し並列的に接続した点である。

【００２５】図１の構成は、地絡故障や短絡故障等によ
る系統電圧・電流の変化は数サイクル間、継続すること
が多い点に着目したもので、その特徴は、第２故障検出
手段１７により系統故障による電気量の状態変化（系統
ノイズによるものは含まない）を検出し、その結果によ
り第１故障検出手段１０による検出結果の有効無効を判
定するものである。この場合、サンプリングデータの時
間同期は図１７に示した第１故障検出手段１０の機能に
より既に確保されているため、第２故障検出手段１７に
対しては検出時間のバラツキはある程度許容できる。そ
こで、第２故障検出手段１７としては、既に技術的に確
立されている保護リレーを用いることとする。

【００２６】図２は図１の動作を示すフローチャートで
あり、第１発明（請求項１記載の発明）の実施例に相当
する。また、このフローチャートは従来技術の図１９に
対応している。図２において、第１故障検出手段１０に
より故障を検出したか否かを判断し（ＳＡ１）、一旦故
障を検出した場合には一定時間（待ち時間）継続して定
周期でデータをサンプリングし、その都度、第１メモリ
８にデータを格納する（ＳＡ２）。ここで、前記待ち時
間は、前述のようにアナログフィルタ３，４やディジタ
ルフィルタ７の過渡現象を考慮すると共に、第２故障検
出手段１７の保護リレーが動作するのに十分な時間を考
慮して設定される。

【００２７】上記待ち時間が経過したら（ＳＡ３）、第
２故障検出手段１７により故障を検出したか否かを判断
する（ＳＡ４）。第２故障検出手段１７は、半サイクル
ないし数サイクルにわたる系統電気量の定常的な変化を
検出するものであり、このため検出に至る遅れ時間も最
長で数サイクルとなる。第２故障検出手段１７により故
障が検出されたら、第２メモリ９に第１メモリ８の選択
データとタイマ１１のカウント値を格納し（ＳＡ５）、
その後、中央装置に伝送する（ＳＡ６）。このフローチ
ャートは、一定周期で繰返し実行されるものである。

【００２８】図３は、上記実施例において、系統故障時
におけるデータ伝送手段の正起動動作（同図（ａ））と
系統ノイズ発生時の動作（同図（ｂ））を示した波形図
であり、この例では、第２故障検出手段１７として不足
電圧リレーを用いている。同図（ａ）は、時刻ｔ_Fにお
いて故障が発生した場合のもので、第１故障検出手段１
０の出力は時刻ｔ_F以後、直ちに“１”となってその状
態を維持した後、復帰時間Ｔ₁を経て“０”となる。ま
た、系統故障は第２故障検出手段１７によっても検出さ
れ、時刻ｔ_Fのしばらく後、動作遅れ時間Ｔ₃を経て第２
故障検出手段１７の出力が“１”となる。更に、伝送手
段は、時刻ｔ_F以後、待ち時間Ｔ₂を経て起動される。前
述のごとく待ち時間Ｔ₂は、フィルタの過渡現象が収斂
するのに十分な時間であって第２故障検出手段１７の動
作遅れ時間Ｔ₃よりも長い固定時間とする。

【００２９】同図（ｂ）は、時刻ｔ_Nにおいて系統ノイ
ズが発生した場合のもので、第１故障検出手段１０で
は、図２０（ｂ）と同様にその出力が一時的に“１”と
なる。ここで、第２故障検出手段１７では、数サイクル
以内に収斂する電気量の状態変化は故障として検出しな
いため、図２０（ｂ）に示したような系統ノイズによる
誤起動のモードは図３（ｂ）では現われない。従って、
図３（ａ）に示す系統故障時にのみサンプリングデータ
及びタイマ１１によるカウント値が中央装置に伝送さ
れ、従来と同様の方法によってサンプリングデータの同
期がとられ、これに基づき現象解析や特性把握が行われ
る。

【００３０】次に、第２発明（請求項２記載の発明）の
実施例を説明する。系統故障には様々な形態態様があ
り、更に、故障発生のタイミング（故障発生時の電圧−
電流の位相）等により故障後の電気量の過渡的な変化の
仕方、例えば直流成分、高調波成分の発生量や減衰に要
する時間が異なってくる。これに伴い、図１の第２故障
検出手段１７の動作遅れにもバラツキが生じることが考
えられる。第１発明では、図３から明らかなように、第
１故障検出手段１０が動作してから、第２故障検出手段
１７の動作遅れ時間Ｔ₃よりも十分に長い一定の待ち時
間Ｔ₂を設けて動作確認を行っているが、第２発明は、
この動作遅れ時間Ｔ₃の変動を考慮したものである。

【００３１】図４はこの実施例を示すフローチャートで
ある。図４において、第１故障検出手段１０により故障
を検出したか否かを判断し（ＳＢ１）、一旦故障を検出
した場合には継続して定周期でデータをサンプリング
し、その都度、第１メモリ８にデータを格納する（ＳＢ
２）。また、第１故障検出手段１０の故障検出直後から
時間遅れ測定タイマ１８を起動して第２故障検出手段１
７の動作を常時監視すると共に、故障検出あきらめタイ
マ１９を起動する（ＳＢ３，ＳＢ４）。次に、第２故障
検出手段１７により故障を検出したら（ＳＢ５）、第２
メモリ９にサンプリングデータと、前記タイマ１１及び
時間遅れ測定タイマ１８の加算カウント値とを格納し
（ＳＢ６）、その後、これらのデータを中央装置に伝送
する（ＳＢ７）。

【００３２】上記故障検出あきらめタイマ１９は、第１
故障検出手段１０により故障が検出された後の一定時間
内に第２故障検出手段１７により故障が検出されない場
合（ＳＢ８）は、次の機会の故障検出のためにすべての
故障検出手順を無効にする（初期化する）（ＳＢ９）た
めのものである。このフローチャートは、一定周期で繰
返し実行される。

【００３３】図５は、この実施例が適用される端末装置
の主要部のブロック図であり、時間遅れ測定タイマ１８
及びタイマ１１による各カウント値が加算手段３２によ
り加算され、その結果が第２メモリ９に格納される。ま
た、データの伝送起動は、第２故障検出手段１７及び故
障検出あきらめタイマ（モノステーブルタイマ）１９の
出力をアンドゲート３３に入力して両者の論理積により
得るようになっている。この構成では、故障検出あきら
めタイマ１９を第１故障検出手段１０により起動・更新
しているが、起動はディジタル演算手段によらなくても
よい。更に、第２故障検出手段１７は、サンプリングと
同期して実行されるディジタル演算により実現される。

【００３４】この実施例によれば、第１故障検出手段１
０による故障検出後、第２故障検出手段１７が故障検出
に至ったときまでの遅れ時間をタイマ１８により測定し
てタイマ１１のカウント値に加算することで、第１発明
と同様に系統故障時のみの伝送手段の起動を実現するこ
とができる。また、本実施例では、第２故障検出手段１
７に図６に示すような一般的な特性を有する保護リレー
を採用したときに問題となる「動作限界点Ｋの近傍で電
気量が変化したときの動作遅れ時間の増大」という問題
を解決することができる。すなわち、第２故障検出手段
１７の動作遅れ時間が第１発明における待ち時間Ｔ₂を
上回った場合にも、正確に伝送手段を起動させることが
できる。なお、図６においてａは保護リレーの動作時間
がばらつく範囲を示し、ｂは第１発明では故障検出不可
能であって第２発明では故障検出可能な範囲を示す。

【００３５】次に、第３発明（請求項３記載の発明）の
実施例を説明する。第１、第２発明では第２故障検出手
段１７を付加する一方、第１故障検出手段１０の構成は
従来のまま（すなわち図１７の構成）であったが、第３
発明では、第２故障検出手段１７を付加しなくても、第
１故障検出手段１０を図７のように構成して従来技術の
問題点を解決するようにした。

【００３６】すなわち、図７において、レベル検出器１
５の出力側には、故障検出の瞬時出力を発生する出力回
路１６と並列に、限時タイマとしてのオンディレイタイ
マ１６Ａが接続され、その後段の出力回路１６Ｂを介し
てデータイネーブル信号が出力されるようになってい
る。このデータイネーブル信号は、故障検出時に“１”
となる。この構成により、出力回路１６から瞬時出力が
あったとしても、オンディレイタイマ１６Ａを介して出
力回路１６Ｂからの出力が得られないかぎり、サンプリ
ングデータをすべて無効として系統故障の誤検出を防止
するものである。

【００３７】図８はこの実施例を示すフローチャートで
ある。本実施例では、第１故障検出手段１０による故障
検出後（ＳＣ１，ＳＣ２）に、アナログフィルタ等のフ
ィルタの過渡現象が収斂する時間と、オンディレイタイ
マ１６Ａの設定時間及びデータイネーブル信号の出力遅
れ時間等を加えた時間を上回る一定時間を経過したか否
かが判断される（ＳＣ３）。図２０（ｂ）に示したよう
な系統ノイズの発生時間がオンディレイタイマ１６Ａの
設定時間以下である場合、出力回路１６の出力は“１”
となって第１メモリ８にサンプリングデータが格納され
るが、データイネーブル信号は“１”にならないので、
結果として、それまでに格納された全データが無効にな
って廃棄される（ＳＣ４，ＳＣ７）。

【００３８】但し、系統故障時であってもレベル検出器
１５の出力時間は有限なので、オンディレイタイマ１６
Ａの設定時間はレベル検出器１５の最短出力時間以下と
なる。また、図８において、データイネーブル信号が
“１”であるときは系統故障と考えられるので、第２メ
モリ９にサンプリングデータとタイマ１１のカウント値
とを格納した後、伝送手段を起動する（ＳＣ５，ＳＣ
６）。以上のフローチャートは、一定周期で繰返し実行
される。なお、図８のフローチャートを実現する具体的
回路としては、オンディレイタイマ１６Ａの後段に信号
を一定時間保持するオフディレイタイマまたはモノステ
ーブルタイマが必要になる。

【００３９】次に、第４発明（請求項４記載の発明）の
実施例を説明する。第１発明と第３発明とを組み合わせ
た方式、または第２発明と第３発明とを組み合わせた方
式は、何れも第１ないし第３発明を各々単独で実施した
場合よりも顕著な効果を奏する点に鑑み、第４発明は第
１発明と第３発明、または、第２発明と第３発明とを組
み合わせたものである。図９は第４発明の一実施例を示
しており、この実施例は第２発明と第３発明、実質的に
は図４及び図８を組み合わせたものである。なお、ここ
では説明しないが、第１発明と第３発明との組み合わせ
は、図２及び図８を組み合わせることにより実現可能で
ある。

【００４０】図１０は図９の実施例が適用される端末装
置の主要部を示す機能ブロック図であり、図７により得
られるデータイネーブル信号を、モノステーブルタイマ
２１を介して図５のアンドゲート３３に加えたものであ
る。なお、モノステーブルタイマ２１は、データイネー
ブル信号を一定時間保持するために必要とされる。

【００４１】以下、図１１を参照しながら、第４発明が
第１ないし第３発明を個別に実施した場合に比べて有用
であることを説明する。なお、図１１は、系統に頻繁に
ノイズが発生している場合の各部の動作を示すものであ
る。１）まず、第１発明では、図１１に示すように、故障発
生の直前にノイズが発生し、かつ、その後に故障が発生
して第２故障検出手段１７がこれを検出する前に待ち時
間が経過してしまうと、故障時の伝送起動が得られな
い。２）第２発明でも、上記と同様に故障前のノイズにより
故障検出あきらめタイマ１９が起動し、故障時の第２故
障検出手段１７の動作直前にタイマ１９がタイムアップ
すると、故障時の伝送起動が得られない。

【００４２】３）ノイズが一定の連続時間だけ継続し、
その時間が図７のオンディレイタイマ１６Ａの設定時間
を越えると、データイネーブル信号が“１”となる。こ
の場合、第３の発明では伝送の誤起動となる。４）第４発明では、第３発明に第２故障検出手段１７も
付加されるので、伝送の誤起動は生じない。但し、第２
発明と同様に故障検出あきらめタイマ１９があるので、
２）に示したようなノイズの発生と、その後の故障発生
のタイミングによっては故障時の伝送起動が得られない
という問題は残る。しかるに、第２発明の場合と異な
り、ノイズが一定時間連続した場合のみにしかこの問題
は発生しないので、問題発生頻度としては第４発明の方
が少ないといえる。

【００４３】ここで、故障時の電圧・電流のサンプリン
グデータを収集するに際し、従来技術及び第１、第３発
明では、フィルタの過渡変化時刻のデータを避けるため
にタイマ（待ち時間タイマ）１１を用いた。また、第
２、第４発明では、第２故障検出手段１７の動作タイミ
ングをもって過渡変化時刻のデータを避けることとし
た。しかるに、更に定常時に近いサンプリングデータの
収集及び伝送を行うために、第５の発明（請求項５記載
の発明）では、図１２に示すごとく、第１メモリ８に保
存されている電圧及び電流のサンプリングデータのレベ
ル検出（交流振幅値の計算）を一定時間、例えば故障発
生から遮断器が開放される時間までのレベル安定時間
（ｔ₁≦ｔ≦ｔ₂）のデータについて行うこととする。

【００４４】図１３は第５発明の実施例を示すもので、
まず、第１故障検出手段１０（必要に応じて第２故障検
出手段１７も付加する）により故障検出と判断された場
合（ＳＥ１，ＳＥ４）、故障発生から所定時刻（例えば
遮断器開放時刻ｔ₂）までのサンプリングデータが得ら
れたなら（ＳＥ５）、次の図１４のデータ抽出処理を実
行してレベル安定時間内の伝送データを決定する（ＳＥ
６）。そして、レベル検出により一番変化の少ない（す
なわち交流振幅変化の一番少ない）時刻ｔのデータをサ
ンプリングデータ、時刻ｔとタイマのカウント値との加
算値を時刻データとし、これらのサンプリングデータ及
び時刻データを伝送データとして第２メモリ９に格納
し、伝送する（ＳＥ７，ＳＥ８）。前記時刻ｔは、第１
故障検出手段１０が動作してから伝送するデータをサン
プリングした時刻までの差分とする。伝送するタイマの
カウント値は前記時刻ｔとタイマ１１のカウント値の加
算値とする。

【００４５】ここで、図１３のフローチャートは、第２
発明の実施例である図４をベースにして構成されてい
る。この場合の第１故障検出手段１０は、図１７のもの
が用いられる。これとは別に、第３発明の実施例を示す
図８のステップＳＣ５の部分または第４発明の実施例を
示す図９のステップＳＤ１０の部分に、図１３のステッ
プＳＥ５〜ＳＥ７を入れた形の実施例も考えられる。こ
の場合、第４発明における伝送手段の起動に関する効果
と、第５発明における伝送データの精度（定常性）に関
する効果の双方を得ることができる。

【００４６】レベル検出における変化幅ｘ´（ｔ）とし
ては、図１４、図１５に示すように、ある時刻ｔにおけ
る電圧や電流のレベル（振幅値）をｘ（ｔ）とした場
合、数式１により表されるものを用いる。なお、数式１
において、ｔ_sはサンプリング周期を示す。

【００４７】

【数１】ｘ´（ｔ）＝｜ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−ｔ_s）｜＋
｜ｘ（ｔ−ｔ_s）−ｘ（ｔ−２ｔ_s）｜

【００４８】変化幅としては、数式２によっても表すこ
とができる。

【００４９】

【数２】ｘ´（ｔ）＝｜ｘ（ｔ）−ｘ（ｔ−ｔ_s）｜

【００５０】しかるに、故障発生直後の過渡変化時間帯
でｘ（ｔ）が振動的に変化していくことがあり、この場
合、図１５の時間帯αのように、数式２は一時的にｘ´
（ｔ）＝０となる問題点がある。これを避けるために、
数式１のように、数式２における異なる二時刻の平均を
とる手段によって上記問題点を解決する。

【００５１】なお、数式３のように、更に数式２の複数
時間の平均をとる方法も考えられるが、数式１と着想及
び効果は同じであるため、この変化幅ｘ´（ｔ）のとり
方も本発明の範疇にあるということができる。数式３に
おいて、ｎは整数である。以上のように、数式１、数式
３等により変化幅ｘ´（ｔ）を求める方法が第５発明の
第１実施例に相当する。

【００５２】

【数３】

【００５３】また、数式１や数式３に代わって、数式４
により変化幅ｘ´（ｔ）をとることもできる。数式４に
おけるｘ_refは数式５により表わすことができ、ｘ_refは
時刻ｔから（ｔ−ｎ・ｔ_s）までの振幅値の平均を示し
ている。また、数式５においてｎは整数である。この数
式４により変化幅ｘ´（ｔ）を求める方法が、第５発明
の第２実施例に相当する。

【００５４】

【数４】

【００５５】

【数５】

【００５６】前述の図１４は、前記数式１に従って変化
幅ｘ´（ｔ）をとった場合のものである。図のステップ
ＳＦ１におけるｔ′とは、例えば第１メモリ８に保存さ
れたサンプリングデータのうち、最古のものより電気角
９０°後のデータの時刻を示し、ステップＳＦ５におけ
るｔ_maxとは、第１メモリ８に保存された最後（最新）
のサンプリングデータの時刻を示す。また、ステップＳ
Ｆ２では、例えば、ｘ（ｔ）＝√｛ｉ²（ｔ）−ｉ²（ｔ−９０°）｝により電圧または電流のレベルが計算される。

【００５７】更に、図１４における一連のステップＳＦ
７〜ＳＦ１１は、ｘ´（ｔ）が最小になる時刻ｔ_Δを検
出し、その時刻ｔ_Δをもってサンプリングデータの一番
安定した定常状態であると判断する処理である。ステッ
プＳＦ１２における伝送データとしては、時刻ｔ_Δ及び
（ｔ_Δ−９０°）におけるものでなく、（ｔ_Δ−ｔ_s）
及び（ｔ_Δ−ｔ_s−９０°）におけるデータか、あるい
は（ｔ_Δ−２ｔ_s）及び（ｔ_Δ−２ｔ_s−９０°）におけ
るデータのうちの何れか、もしくはこれらのすべてのデ
ータとする方法も考えられる。

【００５８】なお、電力系統では、電圧、電流共に三相
あり、故障形態や相の違いで過渡現象や定常状態（過渡
変化の収束先）が異なる。このため、上記第５発明に
は、以下の１）〜４）に示す何れかの技術を併用するこ
とが望ましい。

【００５９】１）各相及び電圧、電流各々について第５
発明を適用し、それぞれについて最良の時刻のサンプリ
ングデータとこれに付随するタイマのカウント値とを伝
送する。この場合、それぞれについて安定した（定常状
態に近い）データとなる。しかし、その反面、従来技術
では異地点にある各端末装置（Ａ，Ｂとする）間の同期
ずれのみが議論されたが、本発明では各々のサンプリン
グデータの時刻が異なるため、一端末装置における各相
の各電気量ごとに時刻（または位相）の補正が必要にな
る。この着想が第６発明（請求項６記載の発明）の第１
実施例に相当する。

【００６０】２）上記１）よりも少し割り切り、代表相
を定めてその相での変化を見る。この場合、一端末装置
内で得た伝送用サンプリングデータについては時刻の同
時性が確保されており、伝送後の処理は第１ないし第４
の発明や従来技術と変わりはない。この着想が第６発明
の第２実施例に相当する。

【００６１】３）上記１）のように各相において最良の
時刻を計算し、その中間値的な時刻のデータを伝送す
る。例えばｖ_a相＝ｔ₁、ｖ_b相＝ｔ₂、ｖ_c相＝ｔ₃、ｉ_a
相＝ｔ₄、ｉ_b相＝ｔ₅、ｉ_c相＝ｔ₆としてレベル変化が
最も少ないとき、ｔ′＝（ｔ₁＋ｔ₂＋ｔ₃＋ｔ₄＋ｔ₅＋
ｔ₆）／６なる時刻ｔ′またはこれに最も近い時刻のサ
ンプリングデータを伝送する。この場合、上記１）ほど
厳密ではないが、定常状態のデータを２）と同じデータ
量（各相ごとのタイマカウント値の伝送は不要）の伝送
及び伝送後の同期確保処理が可能になる。この着想が第
６発明の第３実施例に相当する。

【００６２】４）上記３）と同様に各相についての最適
時刻ｔ₁〜ｔ₆を得、これらの時刻ｔ₁〜ｔ₆のうち一番遅
い時刻、すなわち故障発生時刻から最も離れた時刻ｔ
_lastのサンプリングデータを伝送する。これは、故障発
生後に過渡変化が一旦終了すると、次の状態変化（例え
ば遮断器開放）が発生しないかぎり定常状態が持続する
という前提条件を定めたうえで、時刻ｔ_lastでは、全電
気量が定常のものであると割り切るものである。以上の
着想が第６発明の第４実施例に相当し、これによる効果
は、３）で説明した第３実施例と同様である。

【００６３】なお、第５発明は単相入力（一端末装置に
一電気量入力）の場合の技術であり、図１２ないし図１
５はこの単相入力の場合の説明図である。一方、上述し
た第６発明は、複数相入力（一端末装置に複数の電気量
入力）の場合に必要な技術であると言える。

【００６４】

【発明の効果】以上のように第１ないし第４発明によれ
ば、系統ノイズ等を除外した系統故障のみを検出し、そ
の時の有効なサンプリングデータをタイマのカウント値
と共に伝送するものであるから、例えば故障点標定のた
めに系統故障時のみのデータを収集し、伝送する必要が
ある場合に有用である。

【００６５】第５または第６発明によれば、振幅値の変
化が最も少ない時刻の安定したサンプリングデータを有
効なものとして伝送すると共に、必要に応じてこの原理
を電力系統の単相または三相各相の電圧、電流につき適
用するので、第１ないし第４の発明よりも更に定常時に
近いサンプリングデータの収集及び伝送を可能にして同
期計測の精度を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１、第２、第４発明の実施例に共通する端末
装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図２】図１の動作を示すフローチャートであり、第１
の発明の実施例に相当する。

【図３】図２の実施例において伝送正起動時と系統ノイ
ズ発生時の各部の波形図である。

【図４】第２発明の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図５】第２発明の実施例が適用される端末装置の主要
部の機能ブロック図である。

【図６】不足電圧リレーの動作遅れ特性図である。

【図７】第３、第４発明の実施例における第１故障検出
手段の構成を示す機能ブロック図である。

【図８】第３発明の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図９】第４発明の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図１０】第４発明の実施例が適用される端末装置の主
要部の機能ブロック図である。

【図１１】第１ないし第４発明の各実施例による動作の
比較説明図である。

【図１２】第５発明の原理を示す波形図である。

【図１３】第５発明の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図１４】図１３の実施例における伝送データ抽出処理
を示すフローチャートである。

【図１５】図１４を補足的に説明するための波形図であ
る。

【図１６】従来技術が適用される端末装置の構成を示す
機能ブロック図である。

【図１７】故障検出手段の構成を示す機能ブロック図で
ある。

【図１８】故障検出手段の動作説明図である。

【図１９】従来技術の動作を示すフローチャートであ
る。

【図２０】従来技術における伝送正起動時と誤起動時の
各部の波形図である。

【符号の説明】

１計器用変圧器２変流器３，４アナログフィルタ５サンプリング手段６Ａ／Ｄ変換器７ディジタルフィルタ８第１メモリ９第２メモリ１０第１故障検出手段１１タイマ１３，１４抵抗１５レベル検出器１６，１６Ｂ出力回路１６Ａオンディレイタイマ１７第２故障検出手段１８時間遅れ測定タイマ１９故障検出あきらめタイマ２１モノステーブルタイマ３１，３３アンドゲート３２加算手段

フロントページの続き (72)発明者吉田高神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者成田茂東京都日野市富士町１番地富士ファコム制御株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異地点にそれぞれ設置された各端末装置
内のサンプリング手段により、系統電気量の状態変化が
同一時点で検出されるようなデータを非同期かつ一定周
期でサンプリングし、端末装置内の第１故障検出手段に
よりサンプリングデータに状態変化が検出された時点
と、隣接するサンプリング時点との間の時間間隔をタイ
マにより測定し、この時間間隔に基づいて各端末装置の
サンプリングデータの同期をとるようにした異地点情報
の同期計測方法において、第１故障検出手段が検出可能な状態変化よりも長い期間
にわたって継続する状態変化が端末装置内の第２故障検
出手段により検出された場合に、第１故障検出手段によ
り検出された状態変化を系統の故障によるものと判定す
ることを特徴とする異地点情報の同期計測方法。
【請求項２】請求項１記載の異地点情報の同期計測方
法において、第１故障検出手段により状態変化を検出してから第２故
障検出手段により状態変化を検出するまでの遅れ時間を
タイマのカウント値に加算することを特徴とする異地点
情報の同期計測方法。
【請求項３】異地点にそれぞれ設置された各端末装置
内のサンプリング手段により、系統電気量の状態変化が
同一時点で検出されるようなデータを非同期かつ一定周
期でサンプリングし、端末装置内の第１故障検出手段に
よりサンプリングデータに状態変化が検出された時点
と、隣接するサンプリング時点との間の時間間隔をタイ
マにより測定し、この時間間隔に基づいて各端末装置の
サンプリングデータの同期をとるようにした異地点情報
の同期計測方法において、第１故障検出手段から状態変化による瞬時出力が得られ
てもその状態変化が設定時間だけ継続しない場合には第
１故障検出手段の誤検出と判定してサンプリングデータ
を無効とすることを特徴とする異地点情報の同期計測方
法。
【請求項４】請求項１または２記載の異地点情報の同
期計測方法において、第１故障検出手段から状態変化による瞬時出力が得られ
てもその状態変化が設定時間だけ継続しない場合には、
第１故障検出手段の誤検出と判定してサンプリングデー
タを無効とすることを特徴とする異地点情報の同期計測
方法。
【請求項５】請求項２，３または４記載の異地点情報
の同期計測方法において、第１故障検出手段による故障検出後、一定時間連続的に
データをサンプリングし、振幅値の変化が最も少ない時
刻のサンプリングデータを有効なものとすることを特徴
とする異地点情報の同期計測方法。
【請求項６】サンプリングデータが複数の電気量であ
る請求項５記載の異地点情報の同期計測方法。