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JP6327866B2 - Protection relay device and protection system - Google Patents

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JP6327866B2
JP6327866B2 JP2014013332A JP2014013332A JP6327866B2 JP 6327866 B2 JP6327866 B2 JP 6327866B2 JP 2014013332 A JP2014013332 A JP 2014013332A JP 2014013332 A JP2014013332 A JP 2014013332A JP 6327866 B2 JP6327866 B2 JP 6327866B2
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善積 芹澤
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冬樹 藤川
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Description

本発明の実施形態は、アプリケーション単位で時刻同期を行う保護リレー装置およびそれを用いた保護システムに関するものである。   Embodiments described herein relate generally to a protection relay device that performs time synchronization in units of applications and a protection system using the protection relay device.

電力系統には事故除去システムや系統安定化制御システムといった保護システムが適用されている。事故除去システムとは、送電線や母線の事故を検出して事故区間を切り離すシステムである。系統安定化制御システムとは、発電変電所の系統事故を検出して周波数脱調等の系統不安定事象を予測し発電機等を系統から切り離すシステムである。   Protection systems such as an accident removal system and a system stabilization control system are applied to the power system. An accident removal system is a system that detects an accident on a power transmission line or bus and separates an accident section. A system stabilization control system is a system that detects a system fault in a power generation substation, predicts system instability events such as frequency step-out, and disconnects the generator and the like from the system.

これらの保護システムには、送電線区間や発変電所の各端子に保護リレー装置が設置されている。各保護リレー装置は、電流値や電圧値、接点情報などの電気量データを、計測あるいは生成し、この電気量データを他の保護リレー装置と通信で授受し合うことにより、事故検出判定用の演算や電流差動演算あるいは安定度演算を行っている。これらの演算は、保護リレー装置に実装されるアプリケーション(以下、アプリと略す)によって実行される。例えば、電流差動演算を行うアプリは電流差動アプリ、安定度演算を行うアプリは安定化アプリと呼ぶ。   In these protection systems, a protection relay device is installed at each terminal of the transmission line section or the substation. Each protection relay device measures or generates electric quantity data such as current value, voltage value, contact information, etc., and exchanges this electric quantity data with other protective relay devices for communication to determine accident detection. Calculation, current differential calculation or stability calculation is performed. These calculations are executed by an application (hereinafter abbreviated as an application) installed in the protection relay device. For example, an application that performs current differential calculation is referred to as a current differential application, and an application that performs stability calculation is referred to as a stabilization application.

ところで、保護リレー装置が事故検出判定用の演算を行うとき、同一時刻(同位相)の電気量データを取得する必要がある。そこで、保護リレー装置は分周値で電気角15°や30°などの任意の計測周期を生成し、ハードウェアクロックを分周したサンプリングパルス信号の立上がりエッジを同期させることで、計測タイミングを同期させている。   By the way, when the protection relay device performs an operation for accident detection determination, it is necessary to acquire electrical quantity data at the same time (same phase). Therefore, the protection relay device generates an arbitrary measurement cycle such as an electrical angle of 15 ° or 30 ° with the divided value, and synchronizes the rising edge of the sampling pulse signal obtained by dividing the hardware clock to synchronize the measurement timing. I am letting.

このとき、互いに通信接続される保護リレー装置群のうち、1台を同期の主端に設定し、残りのn台を同期の従端に設定して、主端と従端との間で同期通信を行っている。同期通信では、通信に用いる同期フレームに送信時刻と受信時刻を付加して通信し合い、従端側で主端のサンプリングパルス信号エッジの誤差(同期誤差)を算出する。   At this time, among the protection relay device groups that are connected to each other, one unit is set as a synchronization main end, the remaining n units are set as synchronization slave ends, and synchronization is established between the master end and the slave ends. We are communicating. In synchronous communication, communication is performed by adding a transmission time and a reception time to a synchronization frame used for communication, and an error (synchronization error) of a sampling pulse signal edge at the main end is calculated on the slave end side.

同期通信で算出した同期誤差を0値に近づけるよう、前記の分周値を(基準値+1)や(基準値−1)のように微調整し、サンプリング間隔を伸縮させている。このような同期手法をサンプリング同期と称している。このような同期通信はNTP(Network Time Protocol)同期通信や、PTP(Precision Time Protocol)同期通信などの標準的な時刻同期通信と同等である。   The frequency division value is finely adjusted to (reference value + 1) or (reference value-1) so that the synchronization error calculated by synchronous communication approaches 0 value, and the sampling interval is expanded or contracted. Such a synchronization method is called sampling synchronization. Such synchronous communication is equivalent to standard time synchronous communication such as NTP (Network Time Protocol) synchronous communication and PTP (Precision Time Protocol) synchronous communication.

サンプリング同期を適用した保護システムでは、通常、1台の保護リレー装置を同期の主端とし、残りのn台の保護リレー装置を同期の従端に設定するので、1:nの同期主従構成を組むことになり、この形態を全系同期と呼んでいる。つまり、全系同期では、全ての従端が1台の主端とサンプリング同期することで、全ての保護リレー装置の計測タイミングを合わせることが可能である。   In a protection system to which sampling synchronization is applied, normally, one protection relay device is set as a synchronization main end, and the remaining n protection relay devices are set as synchronization slave ends. This form is called system-wide synchronization. That is, in all-system synchronization, the measurement timings of all the protection relay devices can be matched by sampling-synchronizing all the slave ends with one main end.

ここで全系同期について図14を用いて具体的に説明する。図14は全系同期を適用した送電線の事故除去システムを示している。図14に示すように、送電線10にIED11〜13を接続している。IEDとは、Intelligent Electronic Deviceの略であり、計測、演算および制御の機能を担い、且つ自立動作が可能な保護リレー装置である。   Here, the system synchronization will be specifically described with reference to FIG. FIG. 14 shows a transmission line accident elimination system to which the entire system synchronization is applied. As shown in FIG. 14, IEDs 11 to 13 are connected to the power transmission line 10. IED is an abbreviation for Intelligent Electronic Device, which is a protective relay device that bears the functions of measurement, calculation, and control and that can operate independently.

各IED11〜13が実装するアプリは、送電線10の電流差動アプリ11a〜13aである。また、各IED11〜13は通信線14に接続されるシリアル伝送部11b〜13bを備えている。図14の送電線の事故除去システムでは、3台のIED11〜13のうち、図中の左側のIED11を同期の主端とし、中央のIED12と右側のIED13を同期の従端として設定している。このような全系同期は基本的に同期主従1:1構成を拡張したものなので、構成は比較的シンプルである。   The applications implemented by the respective IEDs 11 to 13 are current differential applications 11 a to 13 a of the power transmission line 10. Each of the IEDs 11 to 13 includes serial transmission units 11 b to 13 b connected to the communication line 14. In the transmission line accident elimination system of FIG. 14, among the three IEDs 11 to 13, the left IED 11 in the figure is set as the synchronization main end, and the center IED 12 and the right IED 13 are set as the synchronization slave ends. . Since such all-system synchronization is basically an extension of the synchronization master-slave 1: 1 configuration, the configuration is relatively simple.

一般的に、保護システムには保護リレー装置を複数設けているが、保護リレー装置が同一のアプリを実装していることが多い。例えば図14に示したIEDは、3台全て電流差動アプリ11a〜13aを実装している。このようなIEDを備えた事故除去システムでは、各IEDの演算性能に応じて複数のIEDでアプリ処理を分担することができ、システムにおける演算処理負荷や通信負荷を分散することが可能である。   Generally, a protection system is provided with a plurality of protection relay devices, but the protection relay devices often have the same application installed. For example, all three IEDs shown in FIG. 14 are equipped with current differential applications 11a to 13a. In the accident removal system provided with such an IED, the application processing can be shared by a plurality of IEDs according to the calculation performance of each IED, and the processing load and communication load in the system can be distributed.

また、保守点検や局所的な通信回線および通信機器の不良、あるいは故障により特定のIEDが使用不可状態に陥ったとしても、ネットワーク上のIED同士が通信で相互に連携可能である。したがって、他の健全なIEDが、使用不可のIEDをバックアップすることができ、事故除去システムの稼働率ならびに安定性を維持することが可能である。   Further, even if a specific IED falls into an unusable state due to a maintenance check, a failure of a local communication line or communication device, or failure, the IEDs on the network can cooperate with each other by communication. Therefore, other healthy IEDs can back up unusable IEDs and maintain the availability and stability of the accident removal system.

さらに近年では、保護システムに含まれるIED台数は増加しており、システムの規模は拡大傾向にある。このような状況を受けて、種類の異なるアプリを実装したIEDを複数設けて、アプリの並列運用を行う保護システムが提案されている。   Further, in recent years, the number of IEDs included in the protection system is increasing, and the scale of the system is on an expanding trend. In view of such a situation, a protection system has been proposed in which a plurality of IEDs that are mounted with different types of applications are provided to perform parallel operation of the applications.

しかし、複数種類のアプリを並列運用する保護システムでは、複数のアプリ同士が結びつくことで、IED間の同期通信の規模が飛躍的に拡大してしまう。そのため、54Kbpsや1.5Mbpsといった従来の標準的な通信回線では複数種類のアプリの並列運用は困難である。なぜなら、標準的な通信回線で瞬時値データを転送しようとしても、1情報フレーム長が90bitや119bitといった非常に小さい容量しか取り扱えないからである。   However, in a protection system in which a plurality of types of applications are operated in parallel, the scale of synchronous communication between IEDs is dramatically increased by connecting a plurality of applications. Therefore, it is difficult to operate a plurality of types of applications in parallel on a conventional standard communication line such as 54 Kbps or 1.5 Mbps. This is because even if instantaneous value data is to be transferred through a standard communication line, only a very small capacity such as one information frame length of 90 bits or 119 bits can be handled.

しかし今日では、ネットワーク回線の高速化が進み、IED間で取り扱える情報量が格段に増加した通信環境が構築可能になっている。例えば、図15に示す保護システムのように、ギガビットレベルといった高速の広域ネットワーク回線2を適用することで情報量の拡大に対応している(例えば、特許文献1など)。   Today, however, the speed of network lines has been increasing, and it has become possible to construct a communication environment in which the amount of information that can be handled between IEDs has increased dramatically. For example, as in the protection system shown in FIG. 15, the information amount can be expanded by applying a high-speed wide area network line 2 such as a gigabit level (for example, Patent Document 1).

この保護システムでは、IED♯1〜♯4を含む系統安定化制御システムに、電流差動リレーとなるIED♯4〜6が追加されており、2種類のアプリが並列運用されている。図15に示すように、IED♯1〜♯4は、系統から切り離すもしくは系統に連結する対象である発電機G1〜G4を管轄する。また、IED♯4,5は送電線L1,L2を保護管轄とし、IED♯5,6は送電線L3,L4を保護管轄としている。   In this protection system, IEDs # 4 to 6 serving as current differential relays are added to the system stabilization control system including IEDs # 1 to # 4, and two types of applications are operated in parallel. As shown in FIG. 15, IEDs # 1 to # 4 have jurisdiction over generators G1 to G4 that are to be disconnected from or connected to the system. Further, IED # 4 and 5 have transmission lines L1 and L2 as protection jurisdiction, and IED # 5 and 6 have transmission lines L3 and L4 as protection jurisdiction.

したがって、IED♯1〜♯4には発電機G1〜G4を管轄する安定化アプリが実装され、IED♯4,5には送電線L1,L2を管轄とする電流差動アプリが実装され、IED♯5,6には送電線L3,L4を管轄とする電流差動アプリが実装されている。また、広域ネットワーク回線2にはSWを介して、IED♯1〜♯6、時刻配信サーバ22および計算機サーバ23が接続されている。   Accordingly, a stabilization application that controls the generators G1 to G4 is mounted on the IEDs # 1 to # 4, and a current differential application that controls the power transmission lines L1 and L2 is mounted on the IEDs # 4 and I5. In # 5 and 6, a current differential application having the power transmission lines L3 and L4 as a jurisdiction is mounted. The wide area network line 2 is connected with IEDs # 1 to # 6, a time distribution server 22 and a computer server 23 via SW.

以上のような保護システムでは系統安定化制御システムと送電線の事故除去システムの複合化を実現している。このため、保護システムは、系統安定化制御システムの範囲と送電線の事故除去システムの範囲を持ち、安定化アプリと電流差動アプリという種類の異なるアプリ間で同期通信を行っている。しかも、IED♯4が安定化アプリと電流差動アプリを兼ね備えるのでIEDの配置台数や通信設備を削減することが可能である。これにより、保守性の向上とコスト低減化に寄与することができる。   In the above protection system, a system stabilization control system and a transmission line accident elimination system are combined. For this reason, the protection system has a system stabilization control system range and a transmission line accident elimination system range, and performs synchronous communication between different types of applications, that is, a stabilization application and a current differential application. In addition, since the IED # 4 has both a stabilization application and a current differential application, it is possible to reduce the number of IEDs arranged and communication facilities. Thereby, it can contribute to improvement of maintainability and cost reduction.

このような複数種類のアプリを並列運用する保護システムにおける同期通信について、図17〜図20を用いて具体的に説明する。図17〜図19は図15の保護システムにおける同期通信を説明するためのブロック図、図20は各IEDに設けられた同期通信ドライバのブロック図である。   The synchronous communication in such a protection system that operates a plurality of types of applications in parallel will be specifically described with reference to FIGS. 17 to 19 are block diagrams for explaining the synchronous communication in the protection system of FIG. 15, and FIG. 20 is a block diagram of a synchronous communication driver provided in each IED.

図17〜図19に示すように、各IED♯1〜♯6および計算機サーバ23にはネットワークIF8と同期通信ドライバ9が設けられている。図17に示すIED♯1〜♯4、時刻配信サーバ22および計算機サーバ23を含む範囲が、系統安定化制御システムの範囲である。この範囲では時刻配信サーバ22が同期の主端となり、各IED♯1〜♯4が同期の従端となる。   As shown in FIGS. 17 to 19, each IED # 1 to # 6 and the computer server 23 are provided with a network IF 8 and a synchronous communication driver 9. The range including IED # 1 to # 4, time distribution server 22 and computer server 23 shown in FIG. 17 is the range of the system stabilization control system. In this range, the time distribution server 22 is the main end of synchronization, and each IED # 1 to # 4 is the subordinate end of synchronization.

したがって、IED♯1〜♯4および計算機サーバ23は、一定周期で、時刻配信サーバ22と通信して時刻同期し、各IED♯1〜♯4が同期した時刻を取得することになる。なお、IED♯1〜♯4のいずれかを同期主端にし、IEDのローカル時刻でIED♯1〜♯4を時刻同期すれば時刻配信サーバ22は不要となる。   Therefore, the IEDs # 1 to # 4 and the computer server 23 communicate with the time distribution server 22 and synchronize time with a certain period, and acquire the time when each IED # 1 to # 4 is synchronized. If any one of the IEDs # 1 to # 4 is set as the synchronization main end and the IEDs # 1 to # 4 are time-synchronized with the local time of the IED, the time distribution server 22 becomes unnecessary.

IED♯1〜♯4は、図15に図示した発電機G1〜G4からVI情報を入力し、このVI情報からフェーザ情報に変換したデータで通信用のフレームを生成して、1サイクル周期で計算機サーバ23および他のIEDに前記フレームを広域ネットワーク回線2経由で配信する。計算機サーバ23は1サイクル周期で、各IED♯1〜♯4から受信するフェーザ情報に基づき、安定化演算判定を行う。   The IEDs # 1 to # 4 receive VI information from the generators G1 to G4 shown in FIG. 15, generate a communication frame from data converted from the VI information to phasor information, and calculate the computer in one cycle period. The frame is distributed to the server 23 and other IEDs via the wide area network line 2. The computer server 23 makes a stabilization calculation determination based on the phasor information received from each of the IEDs # 1 to # 4 in one cycle period.

計算機サーバ23は演算結果に従ってトリップ制御を実施する。この場合、計算機サーバ23は発電機G1〜G4を管轄するIED♯1〜♯4に対してトリップ指令の送信フレームを生成し、これを広域ネットワーク回線2経由でIED♯1〜♯4に送信する。トリップ指令を受信したIED♯1〜♯4は、トリップ信号を発電機G1〜G4に出力し、発電機G1〜G4を系統からの切断制御あるいは系統への接続制御を行う。このような制御により系統の安定化を図ることができる。   The computer server 23 performs trip control according to the calculation result. In this case, the computer server 23 generates a trip command transmission frame for the IEDs # 1 to # 4 having jurisdiction over the generators G1 to G4, and transmits this to the IEDs # 1 to # 4 via the wide area network line 2. . The IEDs # 1 to # 4 that have received the trip command output trip signals to the generators G1 to G4, and control the generators G1 to G4 to be disconnected from the system or connected to the system. Such control can stabilize the system.

図18に示すIED♯4,5を含む構成が、送電線L1,L2の事故除去システムの範囲である。IED♯4,5は送電線L1,L2端の通過電流を取り込む入力信号線を接続し、区間事故検出時に系統から切り離すための開閉器に出力信号線を接続する。また、IED♯4はスイッチSW経由で広域ネットワーク回線2を介してIED♯5と通信を行う。   The configuration including IED # 4, 5 shown in FIG. 18 is the range of the accident elimination system for power transmission lines L1, L2. IEDs # 4 and 5 connect an input signal line that takes in the passing current at the ends of the transmission lines L1 and L2, and connect an output signal line to a switch for disconnecting from the system when a section fault is detected. The IED # 4 communicates with the IED # 5 via the wide area network line 2 via the switch SW.

IED♯4は、例えば電気角30°周期で通過電流を取り込み、相手端であるIED♯5に時刻付で通過電流値などの電気量データをフレームに乗せて送信する(IED♯5も同様である)。IED♯4,5は互いに相手端からフレームを受信するが、その都度、両端の通過電流値などを要素に差動演算して事故判定を行う。   For example, the IED # 4 captures a passing current at an electrical angle of 30 °, and transmits the electrical quantity data such as the passing current value to the counterpart IED # 5 with a time on the frame (the same applies to the IED # 5). is there). Each of the IEDs # 4 and 5 receives a frame from the other end, and each time, IED # 4 and 5 perform an accident determination by performing a differential operation using the passing current values at both ends as elements.

そして、事故検出時には開閉器にトリップ信号を出力して送電線L1,L2の事故区間の切り離しを行い、事故波及の防止および事故除去を行うことができる。上記の送電線L1,L2の事故除去システムの範囲では、IED♯4が同期の主端となり、IED♯5が同期の従端となっている。   When an accident is detected, a trip signal is output to the switch to disconnect the accident section of the transmission lines L1 and L2, thereby preventing the accident from spreading and removing the accident. In the range of the accident elimination system for the transmission lines L1 and L2, the IED # 4 is a synchronization main end, and the IED # 5 is a synchronization slave end.

つまりIED♯4は、安定化アプリの同期通信では従端として動作するが、送電線L1,L2の電流差動アプリの同期通信では主端として動作する。このIED♯4は、1台に複数の保護機能を集約搭載しており、上述したようにIEDの配置台数や通信設備を低減させている。また、IED♯5は、送電線L1,L2の電流差動アプリの同期通信において同期の従端となり、IED♯4の同期時刻を取得して同期制御を行う。これにより、IED♯4とIED♯5の時刻が同期する。   That is, IED # 4 operates as a slave terminal in the synchronous communication of the stabilization application, but operates as a main terminal in the synchronous communication of the current differential application of the transmission lines L1 and L2. This IED # 4 has a plurality of protection functions integrated in one unit, and as described above, the number of IEDs arranged and communication facilities are reduced. In addition, IED # 5 becomes a synchronous slave in the synchronous communication of the current differential application of power transmission lines L1 and L2, and performs synchronous control by acquiring the synchronous time of IED # 4. As a result, the times of IED # 4 and IED # 5 are synchronized.

図19に示すIED♯5,6を含む構成が、送電線L3,L4の事故除去システムの範囲である。この範囲では、IED♯5が同期の主端となり、IED♯6が同期の従端となる。つまりIED♯5は、送電線L1,L2の電流差動アプリの同期通信では従端として動作するが、送電線L3,L4の電流差動アプリの同期通信では主端として動作する。   The configuration including IED # 5, 6 shown in FIG. 19 is the range of the accident removal system for power transmission lines L3, L4. In this range, IED # 5 is the main end of synchronization, and IED # 6 is the subordinate end of synchronization. That is, IED # 5 operates as a slave end in the synchronous communication of the current differential application of the power transmission lines L1 and L2, but operates as the main end in the synchronous communication of the current differential application of the power transmission lines L3 and L4.

また、IED♯6は送電線L3,L4の電流差動アプリの同期通信において同期の従端となり、IED♯5の同期時刻を取得して同期制御する。なお、送電線L3,L4の事故を除去する動作内容に関しては、送電線L1,L2のそれと同様であるため、説明は省略する。   Further, IED # 6 becomes a slave slave in the synchronous communication of the current differential application of the power transmission lines L3 and L4, and acquires the synchronization time of IED # 5 and performs synchronous control. In addition, about the operation | movement content which removes the accident of power transmission line L3, L4, since it is the same as that of power transmission line L1, L2, description is abbreviate | omitted.

続いて、図20を用いて、各IED♯1〜♯6に内蔵された同期通信ドライバの構成について説明する。図20に示すように、同期通信ドライバ9には、内部時計902と、サンプリングタイミング生成回路903と、通信処理部904と、時刻同期処理部905が設けられている。同期通信ドライバ9では、通信処理部904によって取得した同期時刻を元にして、内部時計902の時刻を補正すると同時に、サンプリングタイミング生成回路903の分周値を補正する。   Next, the configuration of the synchronous communication driver built in each of the IEDs # 1 to # 6 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 20, the synchronous communication driver 9 includes an internal clock 902, a sampling timing generation circuit 903, a communication processing unit 904, and a time synchronization processing unit 905. The synchronous communication driver 9 corrects the time of the internal clock 902 based on the synchronization time acquired by the communication processing unit 904 and simultaneously corrects the frequency division value of the sampling timing generation circuit 903.

特開2010−41899号公報JP 2010-41899 A

上記の従来技術には次のような課題が指摘されている。図15に示した保護システムにおいて、安定化アプリを実装したIEDグループ(IED♯1〜♯4)と、電流差動アプリを実装したIEDグループ(IED♯4〜6)とは、機能上の相関はない。そのため、安定化アプリ用のIED♯1〜♯4間の同期通信と、電流差動アプリ用のIED♯4〜6間の同期通信は、互いに独立して動作可能である。   The following problems have been pointed out in the above-described prior art. In the protection system shown in FIG. 15, there is a functional correlation between the IED group (IED # 1 to # 4) in which the stabilization application is mounted and the IED group (IED # 4 to 6) in which the current differential application is mounted. There is no. Therefore, the synchronous communication between the stabilization applications IED # 1 to # 4 and the synchronous communication between the current differential applications IED # 4 to 6 can operate independently of each other.

ところが実際には、図15の保護システムにおいて計測タイミングを合わせるためにサンプリング同期を行おうとすると、結果的には全てのIED♯1〜♯6が同期を取らざるを得なくなる。これは、2種類のアプリを実装するIED♯4が、送電線L1,L2の事故除去システムの範囲では同期の主端であるが、系統安定化制御システムの範囲では同期の従端であり同期の主端である時刻配信サーバ22の同期時刻を取得するためである。   However, in practice, if the sampling synchronization is performed in order to synchronize the measurement timing in the protection system of FIG. 15, all IEDs # 1 to # 6 must be synchronized as a result. This is because IED # 4, which implements two types of applications, is the synchronization main end in the range of the accident elimination system of the transmission lines L1 and L2, but is the synchronization slave end in the range of the system stabilization control system. This is because the synchronization time of the time distribution server 22 which is the main end of the time is acquired.

つまり、複数種類のアプリを並列運用する保護システムでは、たとえ種類の異なるアプリ同士が機能上、相互に相関がないとしても、複数種類のアプリを実装する保護装置が保護システム内に存在すれば、全てが同期する全系同期になる。その結果、以下の課題が生じた。   In other words, in a protection system that operates multiple types of apps in parallel, even if different types of apps are functionally uncorrelated with each other, if a protection device that implements multiple types of apps exists in the protection system, All systems are synchronized. As a result, the following problems occurred.

(1)全系同期では全ての保護リレー装置が計測タイミングを合わせるので、同期の主端あるいはその近傍に不具合が生じると、サンプリング同期する全ての従端が同期不良を起こすことになる。そのため、不具合範囲外の保護リレー装置に搭載されるアプリも停止してしまい、保護システム内の全てのアプリが機能停止することになる。 (1) In all-system synchronization, all protection relay devices adjust the measurement timing. Therefore, if a malfunction occurs at or near the synchronization main end, all slave ends sampling-synchronize will cause synchronization failure. For this reason, the apps installed in the protection relay device outside the defect range are also stopped, and all the apps in the protection system are stopped.

この点について具体例を示すと、仮に図16に示した安定化アプリの実装例でIED♯1を同期の主端とした場合、IED♯1が故障することで安定化アプリは機能停止するが、それだけでは済まず、IED♯4が停止を余儀なくされるため、IED♯4〜♯6間の通信のみを必要とする送電線L1〜L4の電流差動アプリについても、機能が停止することになる。   As a specific example of this point, if IED # 1 is the main synchronization end in the stabilization application implementation example shown in FIG. 16, the function of the stabilization application stops due to failure of IED # 1. However, since IED # 4 is forced to stop without being alone, the function of the current differential application of power transmission lines L1 to L4 that only requires communication between IED # 4 to # 6 is also stopped. Become.

(2)全系同期では同期主従設定に相関があり、構成を管理することが難しい。この点について図17,図18を用いて説明する。既に述べたように、IED♯4は安定化アプリ用の同期通信では従端として動作し(図17参照)、送電線L1,L2の電流差動アプリ用の同期通信では主端として動作している(図18参照)。このため、IED♯4は時刻配信サーバ22の時刻に同期した時刻を、IED♯5の電流差動アプリに渡している。 (2) In the whole system synchronization, there is a correlation in the synchronization master-slave setting, and it is difficult to manage the configuration. This point will be described with reference to FIGS. As already described, IED # 4 operates as a slave end in the synchronous communication for the stabilization application (see FIG. 17), and operates as the main end in the synchronous communication for the current differential application of the transmission lines L1 and L2. (See FIG. 18). For this reason, the IED # 4 passes the time synchronized with the time of the time distribution server 22 to the current differential application of the IED # 5.

しかし、設定誤りなどを原因として、送電線L1,L2の電流差動アプリ用の同期通信で、IED♯4が主端ではなく従端に、IED♯5が従端ではなく主端に、それぞれ誤って設定されたとする。この場合、IED♯4は2つの同期主端に追従しようとする制御を行うことになり、正しい同期引き込みが行えなくなってしまう。   However, due to a setting error or the like, in the synchronous communication for the current differential application of the transmission lines L1 and L2, IED # 4 is not the main end but the slave end, and IED # 5 is not the slave end but the main end. Suppose that it was set by mistake. In this case, IED # 4 performs control to follow the two synchronization main ends, and correct synchronization pull-in cannot be performed.

(3)また、複数種類のアプリを並列運用する保護システムにおいて全系同期を行うと、制御管轄外のIEDや通信設備が故障した場合、または保守点検などにより一時的に、あるアプリの運用を停止した場合に、故障からの復旧時または運用の再開時において、他のアプリに影響を及ぼすことがある。この影響について図15の保護システムを例にとって具体的に説明する。 (3) In addition, if system synchronization is performed in a protection system that operates multiple types of apps in parallel, if an IED or communication equipment outside the control jurisdiction breaks down, or if an app is temporarily operated by maintenance or inspection, etc. If stopped, other apps may be affected when recovering from a failure or when resuming operation. This effect will be specifically described by taking the protection system of FIG. 15 as an example.

全系同期である図15の保護システムでは、各IED♯1〜♯6および計算機サーバ23が時刻配信サーバ22の時刻と同期するが、ここでIED♯4が故障すると、IED♯5は同期通信不能となって自走状態となる。したがって、IED♯5の自走状態に追従してIED♯6は同期制御することができる。つまり、IED♯4が故障しても、IED♯5,6間は同期を維持することが可能である。   In the protection system of FIG. 15 that is system-synchronized, each IED # 1 to # 6 and computer server 23 synchronize with the time of the time distribution server 22, but when IED # 4 fails, IED # 5 performs synchronous communication. It becomes impossible and becomes a self-propelled state. Therefore, IED # 6 can be controlled synchronously following the free running state of IED # 5. That is, even if IED # 4 fails, it is possible to maintain synchronization between IED # 5 and IED # 5.

しかし、IED♯5,6間が同期を維持した状態のまま、故障したIED♯4が復旧すると、IED♯4とIED♯5の同期通信が回復することでIED♯5の同期補正制御が実施される。そのため、IED♯4の復旧時にIED♯5とIED♯6と同期がずれてしまい、一時的に同期不良を検出することになり、送電線L3,L4区間の保護が行えない期間が出てしまう。   However, when the failed IED # 4 is recovered while the synchronization between the IED # 5 and the IED # 6 is maintained, the synchronous communication between the IED # 4 and the IED # 5 is restored, so that the synchronization correction control of the IED # 5 is performed. Is done. Therefore, when IED # 4 is restored, IED # 5 and IED # 6 are out of synchronization, and a synchronization failure is temporarily detected, resulting in a period during which transmission lines L3 and L4 cannot be protected. .

さらに最近の保護システムでは、システム規模が拡大することで次の問題点が顕在化している。
(4)システム規模の拡大に伴って同期の主端に接続される従端数が増えるので、主端への通信集中が起き易くなり、通信負荷変動が増加して高精度同期を維持することが難しくなる。
In recent protection systems, the following problems have become apparent as the system scale increases.
(4) As the system scale increases, the number of slaves connected to the main end of synchronization increases, so communication concentration to the main end is likely to occur, communication load fluctuations increase, and high-precision synchronization can be maintained. It becomes difficult.

(5)従端数の増加に従い、従端と主端との通信距離(ホップ数)には相違が生じ易く、全ての従端の同期精度(同期誤差)を一律にすることが困難になる。
(6)主端に近い箇所で通信障害が起きると機能不全の波及範囲が大きい。
(5) As the number of slave ends increases, the communication distance (number of hops) between the slave ends and the master end tends to vary, and it becomes difficult to make the synchronization accuracy (synchronization error) of all slave ends uniform.
(6) If a communication failure occurs near the main end, the spread of malfunction is large.

本発明の実施形態は、以上の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、全系同期による同期精度の困難さや同期不良を解消し、一部のアプリが停止しても健全なアプリに関しては動作を継続することができ、優れた信頼性、安定性および稼働率を発揮することができる保護リレー装置および保護システムを提供することにある。   Embodiments of the present invention have been proposed to solve the above-mentioned problems, and the purpose is to solve the difficulty of synchronization accuracy and synchronization failure due to synchronization of the entire system, and even if some applications stop. An object of the present invention is to provide a protection relay device and a protection system that can continue to operate with respect to a sound application and can exhibit excellent reliability, stability, and operation rate.

上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、種類の異なるアプリケーションが実装された保護リレー装置において、次の(a)〜(c)の特徴を有している。
(a)前記アプリケーション別に時刻同期処理部が組み込まれている。
(b)各時刻同期処理部には論理時刻が設定されている。
(c)前記論理時刻を基準にして別の保護リレー装置とのサンプリングタイミング差を求める。
In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention has the following features (a) to (c) in a protection relay device in which different types of applications are mounted.
(A) A time synchronization processing unit is incorporated for each application.
(B) A logical time is set in each time synchronization processing unit.
(C) A sampling timing difference with another protection relay device is obtained based on the logical time.

また、以下の(d)〜(f)の特徴を有する保護システムも本発明の実施形態の1つである。
(d)複数の保護リレー装置に実装された複数のアプリケーションのうち、同一種類の前記アプリケーションが1つの同期グループとして構成される。
(e)当該同期グループに含まれる保護リレー装置の中で同期の主端および従端が設定される。
(f)同一の同期グループ内の前記主端および前記従端は同期グループ単位で論理時刻を設定し、この論理時刻を用いて同期通信を行うと共に前記論理時刻を同期補正するように構成される。
(g)前記同期グループ内の主端は、他の同期グループの主端の従端となり他の同期グループの主端と同期通信可能に構成され、複数の前記同期グループが同期される。
A protection system having the following features (d) to (f) is also one embodiment of the present invention.
(D) Of the plurality of applications implemented in the plurality of protection relay devices , the same type of the application is configured as one synchronization group.
(E) The main end and subordinate of synchronization are set in the protection relay devices included in the synchronization group.
(F) The main end and the slave end in the same synchronization group are configured to set a logical time in units of synchronization groups, perform synchronous communication using the logical time, and synchronously correct the logical time. .
(G) The main end in the synchronization group becomes a slave end of the main end of another synchronization group, and is configured to be capable of synchronous communication with the main end of another synchronization group, and a plurality of the synchronization groups are synchronized.

本発明の第1の実施形態に係る同期通信ドライバのブロック図。1 is a block diagram of a synchronous communication driver according to a first embodiment of the present invention. IED間の通信フレームのフォーマットを示す図。The figure which shows the format of the communication frame between IEDs. サンプリングタイミングと論理時刻との関係を説明するための波形図。The wave form diagram for demonstrating the relationship between sampling timing and logic time. 第1の実施形態の要部ブロック図。The principal part block diagram of 1st Embodiment. 第1の実施形態の要部ブロック図。The principal part block diagram of 1st Embodiment. 第1の実施形態の要部ブロック図。The principal part block diagram of 1st Embodiment. サンプリングタイミング差分を説明するための波形図。The wave form diagram for demonstrating a sampling timing difference. サンプリングタイミングのすべりを説明するための波形図。The waveform diagram for demonstrating the slip of sampling timing. (a)は本発明の第2の実施形態におけるサンプリングタイミングをタイマで生成することを示す波形図、(b)はサンプリングタイミングとアプリ処理動作タイミングの関係を示す波形図。(A) is a wave form diagram which shows producing | generating the sampling timing in the 2nd Embodiment of this invention with a timer, (b) is a wave form diagram which shows the relationship between a sampling timing and application process operation timing. 本発明の第3の実施形態のブロック図。The block diagram of the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施形態においてアプリグループで同期をとる構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure which synchronizes in an application group in 3rd Embodiment. 本発明の第4の実施形態のブロック図。The block diagram of the 4th Embodiment of this invention. 第4の実施形態においてアプリの冗長実装構成を示すブロック図。The block diagram which shows the redundant mounting structure of an application in 4th Embodiment. 従来の送電線の事故除去システムのブロック図。The block diagram of the conventional accident removal system of a transmission line. 2種類のアプリを並列運用した保護システムのブロック図。The block diagram of the protection system which operated two types of applications in parallel. 図15の保護システムにおける各IEDに実装したアプリと通信対向を示すブロック図。The block diagram which shows the application and communication opposing which were mounted in each IED in the protection system of FIG. 図15の保護システムの要部ブロック図。The principal part block diagram of the protection system of FIG. 図15の保護システムの要部ブロック図。The principal part block diagram of the protection system of FIG. 図15の保護システムの要部ブロック図。The principal part block diagram of the protection system of FIG. 各IEDに設けられた同期通信ドライバのブロック図。The block diagram of the synchronous communication driver provided in each IED.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて具体的に説明する。下記の実施形態は、複数のアプリを並列運用する保護システムであって、図15に示した従来技術と同様、系統安定化制御システムと送電線保護システムとを統合した保護システムである。そのため、図15〜図20の従来技術と同一の構成要素に関しては同一符号を付し、説明は割愛する。   Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. The following embodiment is a protection system that operates a plurality of applications in parallel, and is a protection system in which a system stabilization control system and a transmission line protection system are integrated, as in the related art shown in FIG. For this reason, the same components as those in the prior art of FIGS. 15 to 20 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

[1]第1の実施形態
第1の実施形態について、図1〜図8を用いて説明する。
[構成]
(アプリ別の時刻同期処理部)
図1に示すように、IED♯4の同期通信ドライバ9には、安定化アプリと電流差動アプリという2種類のアプリが実装されており、アプリごとに時刻同期処理部906,907が分離して組み込まれている。
[1] First Embodiment A first embodiment will be described with reference to FIGS.
[Constitution]
(Time synchronization processing section by application)
As shown in FIG. 1, the synchronous communication driver 9 of IED # 4 has two types of applications, a stabilization application and a current differential application, and the time synchronization processing units 906 and 907 are separated for each application. Built in.

時刻同期処理部906,907にはそれぞれ論理時刻T1,T2が設定されている。T1が安定化アプリ用の論理時刻、T2が電流差動アプリ用の論理時刻であり、アプリ種別が増えるとT3、T4、Tnと別の論理時刻で管理される。本実施形態ではアプリ単位で設定した論理時刻T1,T2により同期通信を行うと共に、論理時刻T1,T2を対象として時刻同期補正を行う点に特徴がある。   The time synchronization processing units 906 and 907 are respectively set with logical times T1 and T2. T1 is the logic time for the stabilization application, T2 is the logic time for the current differential application, and when the application type increases, the logic time is managed at a different logic time from T3, T4, and Tn. The present embodiment is characterized in that synchronous communication is performed at logical times T1 and T2 set for each application, and time synchronization correction is performed for the logical times T1 and T2.

なお、図示しないが、安定化アプリだけを実装したIED♯1〜3の同期通信ドライバ9には安定化アプリ用の時刻同期処理部906だけが組み込まれている。また、電流差動アプリだけを実装したIED♯5,6の同期通信ドライバ9には電流差動アプリ用の時刻同期処理部907だけが組み込まれている。   Although not shown, only the time synchronization processing unit 906 for the stabilization application is incorporated in the synchronous communication driver 9 of the IEDs # 1 to # 3 in which only the stabilization application is mounted. Further, only the time synchronization processing unit 907 for the current differential application is incorporated in the synchronous communication driver 9 of the IED # 5, 6 in which only the current differential application is mounted.

(通信フレームの構成)
次に、図2を用いてIED♯1〜♯6間の通信フレームのフォーマットについて説明する。図2の上段に示す通信フレームは、宛先アドレス、発信元アドレス、タイプ、IPヘッダ、UDPヘッダ、計測時刻、サンプリングタイミング差、電気量データ、FCS(フレームチェックシーケンスコード)といった情報を載せている。
(Composition of communication frame)
Next, the format of a communication frame between IEDs # 1 to # 6 will be described with reference to FIG. The communication frame shown in the upper part of FIG. 2 carries information such as destination address, source address, type, IP header, UDP header, measurement time, sampling timing difference, electrical quantity data, and FCS (frame check sequence code).

図15の保護システムでは、安定化判定の演算用に計算機サーバ23を配置していることから、計算機の通信インターフェースとしては、扱いが容易であるUDP/IPフレームを採用するものとする。採用するフレーム種別は、装置の通信インターフェースやアプリケーションに依存するだけであり、その種別は適宜選択可能である。但し、図15の保護システムでリアルタイムな通信が求められる場合、TCP/IPのように、数百ミリ単位の応答待ち時間など時限制御があるプロトコルに関しては適用することができない。   In the protection system of FIG. 15, since the computer server 23 is arranged for the calculation of the stabilization determination, it is assumed that a UDP / IP frame that is easy to handle is adopted as the communication interface of the computer. The frame type to be adopted only depends on the communication interface and application of the apparatus, and the type can be selected as appropriate. However, when real-time communication is required in the protection system of FIG. 15, it cannot be applied to a protocol with timed control such as a response waiting time of several hundred millimeters, such as TCP / IP.

UDP/IPフレームのユーザデータ領域には、アプリ種別、電気量データ、計測時刻情報、及びサンプリングタイミング差を格納し、広域ネットワーク回線2へ送出する。フレーム配信の方式は、ユニキャスト配信でもマルチキャスト配信のいずれでもよく、ネットワーク接続構成や対向装置数などのシステム構成に応じて適切な方式を選択すればよい。   In the user data area of the UDP / IP frame, the application type, electric quantity data, measurement time information, and sampling timing difference are stored and transmitted to the wide area network line 2. The frame distribution method may be either unicast distribution or multicast distribution, and an appropriate method may be selected according to the system configuration such as the network connection configuration and the number of opposing devices.

電気量データの内容はアプリの種類によって異なり、送電線の電流差動アプリでは電気角30°度(50Hz系統で1.67ミリ秒間隔)の瞬時値データ、安定化アプリでは1サイクル(同20ミリ秒間隔)のフェーザデータとする。フェーザデータとは、位相や振幅からなる正弦波信号を取り扱うデータである。   The amount of electricity data varies depending on the type of application. In the current differential application of the transmission line, instantaneous value data with an electrical angle of 30 ° (interval of 1.67 milliseconds in the 50 Hz system), and in the stabilization application, 1 cycle (20 (Millisecond interval). The phasor data is data that handles a sine wave signal having a phase and an amplitude.

なお、IED♯4のように2種類のアプリが実装されている場合、送信フレームを、送電線の電流差動用と、安定化用とでフレーム分離して送出しても良い。また、図2の下段に示した通信フレームのように、1フレームに2種類の情報、例えば瞬間時データとフェーザデータを、載せて送出するようにしてもよい。   When two types of applications such as IED # 4 are installed, the transmission frame may be transmitted by separating the frame for current differential of the transmission line and for stabilization. Further, as in the communication frame shown in the lower part of FIG. 2, two types of information, for example, instantaneous data and phasor data, may be transmitted in one frame.

フレーム中の計測時刻は、自装置で電気量データを計測/生成した時刻であり、同一種類のアプリ用の同期グループ内の論理時刻T1,T2から取得し、サンプリングタイミング差と合わせて送信フレームに載せる。また、サンプリングタイミング差をフレームに付加せずに、送信局で時刻差分をデータ補間した電気量データをフレームに載せる方式でもよい。なお、サンプリング周期が電気角3.75°や1°といった高速周期になると、サンプリングタイミング差が限りなく小さくなり、論理時刻T1,T2とほぼ一致する計測データが生成することができ、電気量データの補間は不要になる。   The measurement time in the frame is the time when the self-quantity data is measured / generated by the own device, acquired from the logical times T1 and T2 in the synchronization group for the same type of application, and combined with the sampling timing difference into the transmission frame Put it on. Alternatively, a method may be used in which electric quantity data obtained by interpolating the time difference at the transmitting station is placed on the frame without adding the sampling timing difference to the frame. When the sampling period is a high-speed period such as an electrical angle of 3.75 ° or 1 °, the sampling timing difference becomes extremely small, and measurement data that substantially matches the logical times T1 and T2 can be generated. No interpolation is required.

(論理時刻の種類)
続いて、論理時刻T1,T2の種類について説明する。時刻同期処理部906,907にはそれぞれ論理時刻T1,T2が設定されている。論理時刻T1,T2は、安定化アプリあるいは電流差動アプリそれぞれが用いる同期通信の時刻単位でよい。例えば、安定化アプリでPTP同期を採用した場合、秒とナノ秒を時刻情報とし、電流差動アプリではサンプリングアドレス(例えば、電気角30°幅で歩進)を時刻情報とするようにしてもよい。
(Logical time type)
Next, the types of logical times T1 and T2 will be described. The time synchronization processing units 906 and 907 are respectively set with logical times T1 and T2. The logical times T1 and T2 may be time units of synchronous communication used by the stabilization application or the current differential application. For example, when PTP synchronization is adopted in the stabilization application, the time information may be seconds and nanoseconds, and in the current differential application, the sampling address (for example, a step with an electrical angle of 30 °) may be used as the time information. Good.

時刻同期処理部906,907は、同期通信の合間に、同期通信ドライバ9の内部時計902を用いて、IED内部で生成される最少単位時間、例えば1ミリ秒の時間幅で、論理時刻T1,T2を更新する。また、時刻同期処理部906,907は、各アプリの論理時刻T1,T2に付属情報として時刻構成情報を持たせることで、各論理時刻T1,T2の1ミリ秒の加算位置を特定することも可能である。なお、論理時刻T1,T2は、アプリ特有の時刻情報に応じて、単位やフォーマットが確定していれば、任意形式の時刻更新を行うようにしてもよい。   The time synchronization processing units 906 and 907 use the internal clock 902 of the synchronous communication driver 9 between the synchronous communications, and use the logical time T1, the minimum unit time generated inside the IED, for example, 1 ms. Update T2. In addition, the time synchronization processing units 906 and 907 may specify the 1-millisecond addition position of the logical times T1 and T2 by providing time configuration information as attached information to the logical times T1 and T2 of each application. Is possible. Note that the logical times T1 and T2 may be updated in any format as long as the unit and format are determined according to the time information unique to the application.

(時刻構成情報)
下記の表1は、同期通信ドライバ9の内部時計902による歩進を1000μ秒周期で実施する時の時刻構成情報の例である。ここでは、内部時計902の歩進量が各論理時刻T1,T2の「加算周期」を超えると、「加算単位」を論理時刻T1,T2に加算する。論理時刻T1,T2が「加算上限」を超過したら「桁上げ処理」に基づいて0循環や上位桁時刻を更新する。
(Time structure information)
Table 1 below is an example of time configuration information when the step by the internal clock 902 of the synchronous communication driver 9 is performed at a cycle of 1000 μsec. Here, when the increment of the internal clock 902 exceeds the “addition period” of the logical times T1 and T2, the “addition unit” is added to the logical times T1 and T2. When the logical times T1 and T2 exceed the “addition upper limit”, the 0 cycle and the upper digit time are updated based on the “carrying process”.

Figure 0006327866
Figure 0006327866

論理時刻T1,T2がサンプリングアドレス(50Hz)の場合、初回歩進では1000μ秒に相当する加算であり、加算周期を超過しないので、これを「前回歩進の加算余り」として記憶し、次回歩進で2000μ秒となり、1667μ秒超過で「加算単位」分を加算し、残り333μ秒を加算余りとして記憶する。なお、UCT時刻やシステムローカル時刻のように、複数要素で時刻情報を構成する場合には、その要素別に同様の情報があれば上位桁更新にも対応することができる。   When the logical times T1 and T2 are sampling addresses (50 Hz), the first step is an addition corresponding to 1000 μs and does not exceed the addition period, so this is stored as “additional surplus of the previous step” and the next step It becomes 2000 μs in advance, and when 1667 μs is exceeded, the “addition unit” is added, and the remaining 333 μs is stored as a remainder. When time information is composed of a plurality of elements such as UCT time and system local time, the upper digit update can be supported if there is similar information for each element.

(サンプリングタイミングと論理時刻との関係)
同期の従端における時刻同期処理部906,907が、論理時刻T1,T2を更新するタイミングについて、図3を参照して説明する。図3に示すように、従端の時刻同期処理部906,907は、同期通信により主端の基準タイミング差を得る。このとき、同期通信ではサンプリングタイミングの差分を得るだけであり、サンプリングタイミングそのものを補正することはない。従端の時刻同期処理部906,907は、サンプリング信号を基点にしてタイマ起動し、アプリ別の時刻情報に応じて、論理時刻T1,T2のタイミングを生成する。
(Relationship between sampling timing and logical time)
The timing at which the time synchronization processing units 906 and 907 at the slave slaves update the logical times T1 and T2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the slave time synchronization processing units 906 and 907 obtain the master terminal reference timing difference by synchronous communication. At this time, the synchronous communication only obtains the difference in sampling timing, and does not correct the sampling timing itself. The slave time synchronization processing units 906 and 907 start the timer based on the sampling signal, and generate the timings of the logical times T1 and T2 according to the time information for each application.

(アプリ多重同期)
本実施形態における同期通信は、アプリ別に設定された論理時刻T1,T2を用いて時刻同期を行うので、アプリ多重同期と呼ぶことにする。第1の実施形態では系統安定化制御システムおよび送電線の事故除去システムの範囲でアプリ多重同期通信を行っている。
(App multiple synchronization)
The synchronous communication in the present embodiment performs time synchronization using logical times T1 and T2 set for each application, and is therefore referred to as application multiple synchronization. In the first embodiment, application multiplex synchronous communication is performed within the scope of the system stabilization control system and the power line accident elimination system.

本実施形態では、同一のアプリを集めたグループが、グループ内で時刻同期を行う同期グループとなる。すなわち、IED♯1〜♯6に実装されたアプリは、安定化アプリの同期グループと、電流差動アプリの同期グループとに分けられる。本実施形態における時刻情報の構成や単位は同期グループ内で理解できるように設定されている。例えば、JST時刻やUTC時刻でもよいし、システム内のローカル時刻であっても構わない。   In the present embodiment, a group that collects the same application is a synchronization group that performs time synchronization within the group. That is, the applications installed in IEDs # 1 to # 6 are divided into a stabilization application synchronization group and a current differential application synchronization group. The configuration and units of time information in this embodiment are set so that they can be understood within the synchronization group. For example, it may be JST time, UTC time, or local time in the system.

(アプリ多重同期通信における同期の主端および従端)
IED♯1〜♯6では、同期グループごとに、同期の主端および従端が設定されている。以下、本実施形態のアプリ多重同期通信における同期の主端および従端について、図4〜図6を用いて説明する。図4〜図6は図15の保護システムに適用したアプリ多重同期通信の機能を示すブロック図である。
(Primary and secondary ends of synchronization in application multiplex synchronous communication)
In IEDs # 1 to # 6, a synchronization main end and a slave end are set for each synchronization group. Hereinafter, a main end and a slave end of synchronization in the application multiplex synchronous communication of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6 are block diagrams showing functions of the application multiplex synchronous communication applied to the protection system of FIG.

図4に示した系統安定化制御システムの範囲では時刻配信サーバ22が同期の主端となり、IED♯1〜♯4における各安定化アプリ用の時刻同期処理部906が同期の従端となる。図5に示した送電線L1,L2の事故除去システムの範囲ではIED♯5の電流差動アプリ用の時刻同期処理部907が同期の主端となり、IED♯4の電流差動アプリ用の時刻同期処理部907が同期の従端となる。   In the range of the system stabilization control system shown in FIG. 4, the time distribution server 22 is the main end of synchronization, and the time synchronization processing unit 906 for each stabilizing application in the IEDs # 1 to # 4 is the slave end. In the range of the accident elimination system for the transmission lines L1 and L2 shown in FIG. 5, the time synchronization processing unit 907 for the current differential application of IED # 5 becomes the main end of synchronization, and the time for the current differential application of IED # 4. The synchronization processing unit 907 is a slave slave.

図6に示した送電線L3,L4の事故除去システムの範囲ではIED♯6の電流差動アプリ用の時刻同期処理部907が同期の主端となり、IED♯5の電流差動アプリ用の時刻同期処理部907が同期の従端となる。時刻同期処理部906,907において、同期の従端となったものは、主端の論理時刻T1,T2を得て、これに基づいて従端の論理時刻T1,T2を同期補正する。   In the range of the accident elimination system for the transmission lines L3 and L4 shown in FIG. 6, the time synchronization processing unit 907 for the current differential application of IED # 6 becomes the main end of synchronization, and the time for the current differential application of IED # 5. The synchronization processing unit 907 is a slave slave. In the time synchronization processing units 906 and 907, the slave secondary ends obtain the logical times T1 and T2 of the primary ends, and based on this, the logical corrections of the secondary logical times T1 and T2 are corrected.

(サンプリングタイミング生成部およびフレーム送受信タイミング制御部)
ここで図1に戻り、同期通信ドライバ9の構成要素についてさらに説明する。図1に示すように、同期通信ドライバ9にはサンプリングタイミング生成部903およびフレーム送受信タイミング制御部909が設けられている。第1の実施形態に係るサンプリングタイミング生成部903は、分周値を補正することはせず、論理時刻T1,T2を基準にしてIED同士のサンプリングタイミング差を求めて、この差分を管理している。
(Sampling timing generator and frame transmission / reception timing controller)
Here, returning to FIG. 1, the components of the synchronous communication driver 9 will be further described. As shown in FIG. 1, the synchronous communication driver 9 is provided with a sampling timing generation unit 903 and a frame transmission / reception timing control unit 909. The sampling timing generation unit 903 according to the first embodiment does not correct the division value, calculates the sampling timing difference between the IEDs based on the logical times T1 and T2, and manages this difference. Yes.

フレーム送受信タイミング制御部909にはカウンタ計数回路919および水晶発振器929が設けられている。カウンタ計数回路919は同期通信フレームの送受信タイミングを保存し、保存した送受信タイミングを用いて同期の主端および従端間の伝送遅延時間および同期誤差を算出する。   The frame transmission / reception timing control unit 909 is provided with a counter counting circuit 919 and a crystal oscillator 929. The counter counting circuit 919 stores the transmission / reception timing of the synchronous communication frame, and calculates the transmission delay time and the synchronization error between the synchronization main end and the slave end using the stored transmission / reception timing.

カウンタ計数回路919は、サンプリング信号立上がりエッジを要素として加えることで、同期時刻に対するサンプリング信号の位置(時刻)を把握し、通信フレームの正確な送受信タイミングを取得する。カウンタ計数回路919が取得した送受信タイミングに基づくことで、サンプリングタイミング差を高い精度で求めることができる。   The counter counting circuit 919 grasps the position (time) of the sampling signal with respect to the synchronization time by adding the rising edge of the sampling signal as an element, and acquires the accurate transmission / reception timing of the communication frame. Based on the transmission / reception timing acquired by the counter counting circuit 919, the sampling timing difference can be obtained with high accuracy.

(サンプリングタイミング差分)
次に、サンプリングタイミング差分について、図7を参照して具体的に説明する。図7は、同期の主端である時刻配信サーバ22の1PPS信号と、IED♯1のサンプリング信号と安定化アプリ用の論理時刻T1の1PPS信号、並びにIED♯2のサンプリング信号を示している。
(Sampling timing difference)
Next, the sampling timing difference will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 shows the 1PPS signal of the time distribution server 22, which is the main end of synchronization, the sampling signal of IED # 1, the 1PPS signal of the logic time T1 for the stabilizing application, and the sampling signal of IED # 2.

IED♯1とIED♯2は、時刻配信サーバ22と同期通信して主端の時刻を取得し、安定化アプリ用の論理時刻T1を同期補正する。このとき、補正対象は論理時刻なので、1PPS信号の出力は現実的には生成されないが、理論的な1PPSタイミング(0ミリ秒のタイミング)は同調することになる。   IED # 1 and IED # 2 communicate with the time distribution server 22 in synchronization to acquire the time of the main end, and synchronously correct the logical time T1 for the stabilizing application. At this time, since the correction target is the logical time, the output of the 1PPS signal is not actually generated, but the theoretical 1PPS timing (timing of 0 milliseconds) is synchronized.

これに対し、IED♯1とIED♯2のそれぞれのサンプリング信号は、同期補正の対象としていない。そのため、サンプリング信号がずれていれば、そのずれは生じたままである。また、各IEDの水晶発振器929のクロック偏差による滑りから、2つのサンプリング信号がずれ幅は逐次変化する。時刻同期処理部906、907は、このサンプリング信号のエッジと論理時刻T1の1PPSエッジとの差分を、サンプリングタイミング差分として求めている。   In contrast, the sampling signals of IED # 1 and IED # 2 are not subject to synchronization correction. Therefore, if the sampling signal is deviated, the deviation remains. Also, the deviation width of the two sampling signals changes sequentially due to slippage due to the clock deviation of the crystal oscillator 929 of each IED. The time synchronization processing units 906 and 907 obtain the difference between the edge of the sampling signal and the 1PPS edge at the logical time T1 as the sampling timing difference.

ところで各IED♯1〜♯6は、サンプリング信号を基準に信号入力するため、サンプリングタイミング差だけ時刻がずれた入力値となる。しかし、相手端のIEDに入力値を送信する際にはサンプリングタイミング差を付加して送信し、受信端のIEDでサンプリングタイミング差の時間幅をデータ補間する。このようにしてIED♯1〜♯6はサンプリングタイミング差による時刻ずれを解消することが可能である。   By the way, each of the IEDs # 1 to # 6 is input with the sampling signal as a reference, and therefore, the input values are shifted in time by the sampling timing difference. However, when an input value is transmitted to the IED at the other end, the sampling timing difference is added and transmitted, and the time width of the sampling timing difference is interpolated by the IED at the receiving end. In this way, the IEDs # 1 to # 6 can eliminate the time lag due to the sampling timing difference.

例えば、安定化アプリ用時刻同期処理部906によってIED♯1とIED♯2を論理時刻T1で同期通信し、正弦波信号をIED♯1とIED♯2に並列入力した場合、通常、主端の入力値と従端の入力値は、サンプリング信号のずれに応じて入力値がずれている。そこで、本実施形態ではサンプリングタイミング差から入力データを補間することにより、ほぼ同調した信号として扱うことができる。   For example, when IED # 1 and IED # 2 are synchronously communicated at a logical time T1 by the stabilization application time synchronization processing unit 906 and a sine wave signal is input in parallel to IED # 1 and IED # 2, normally, the main terminal The input value is shifted between the input value and the slave input value according to the shift of the sampling signal. Therefore, in the present embodiment, the input data can be interpolated from the sampling timing difference so that it can be handled as a substantially synchronized signal.

(IED間の水晶発振器の周波数偏差)
ところで、従来の同期制御では、サンプリングタイミングの補正時に水晶発振器929の周波数の分周値を調整している。そのため、従来では、サンプリングタイミングの補正と同時に、各IED間の水晶発振器929の周波数偏差も同時に補正される。
(Frequency deviation of crystal oscillator between IEDs)
By the way, in the conventional synchronous control, the frequency division value of the crystal oscillator 929 is adjusted when the sampling timing is corrected. Therefore, conventionally, simultaneously with the correction of the sampling timing, the frequency deviation of the crystal oscillator 929 between each IED is also corrected at the same time.

これに対して、アプリ多重同期を実施する本実施形態では、サンプリングタイミング補正は行っていない。このため、水晶発振器929の周波数個体の偏差は解消されない。したがって、図8に示すように、同期の従端のサンプリングタイミングは、基準となる主端のサンプリングタイミングに対して、一定速度のすべりが生じている。例えば、図8に示した従端では、主端のサンプリングタイミングを基準にして1秒経過でNppmすべることを表している。   On the other hand, sampling timing correction is not performed in this embodiment which implements application multiple synchronization. For this reason, the deviation of the frequency individual of the crystal oscillator 929 is not eliminated. Therefore, as shown in FIG. 8, the synchronous slave end sampling timing slips at a constant speed relative to the reference main end sampling timing. For example, the slave end shown in FIG. 8 indicates that Nppm slips in 1 second with reference to the sampling timing of the main end.

そこで本実施形態では、同期通信の直後に、時刻同期処理部906,907がサンプリングタイミング差を求める。そして、時刻同期処理部906,907は前記サンプリングタイミング差に基づいて別のIEDとの水晶発振器929の周波数偏差を算出する。   Therefore, in this embodiment, the time synchronization processing units 906 and 907 obtain the sampling timing difference immediately after the synchronous communication. Then, the time synchronization processing units 906 and 907 calculate the frequency deviation of the crystal oscillator 929 from another IED based on the sampling timing difference.

一般的に、同期通信の間隔が広がると、前記すべり幅が同期誤差として蓄積されるが、本実施形態においては同期通信毎に計測するサンプリングタイミング差から、すべり幅を求めることができる。したがって、同期通信のない期間の論理時刻更新時には、時刻同期処理部906,907がすべり幅分を加味した時刻加算を実施する。これにより、第1の実施形態では、たとえ同期通信の間隔が広がってすべり幅が大きくなったとしても、正確な論理時刻T1,T2として扱うことが可能となる。   In general, when the interval of synchronous communication is widened, the slip width is accumulated as a synchronization error. In this embodiment, the slip width can be obtained from the sampling timing difference measured for each synchronous communication. Therefore, when the logical time is updated during a period when there is no synchronous communication, the time synchronization processing units 906 and 907 perform time addition considering the slip width. As a result, in the first embodiment, even if the interval of the synchronous communication is widened and the slip width is increased, it is possible to treat the logical times T1 and T2 as accurate.

[作用および効果]
第1の実施形態の作用および効果は、次の通りである。
(1)第1の実施形態においては、同期の範囲をアプリ別にグルーピングし、そのグループの中で閉じた時刻同期制御を多重的に行う、アプリ多重同期を実施している。このため、従来の全系同期のように、全てのIED♯1〜♯6が計測タイミングを合わせる必要が無い。したがって、異なる種類のアプリを実装したIED♯4を含む保護システムにおいて、IED♯1〜♯6のいずれか一つが故障したとしても、故障部位に関わらない健全なIEDに実装されたアプリは機能を維持することが可能である。これにより、保護システムの安定性および稼働率が大幅に向上する。
[Action and effect]
The operation and effect of the first embodiment are as follows.
(1) In the first embodiment, application multiplex synchronization is performed in which synchronization ranges are grouped by application, and time synchronization control closed in the group is multiplexed. For this reason, it is not necessary for all the IEDs # 1 to # 6 to match the measurement timing as in the conventional system synchronization. Therefore, in a protection system including IED # 4 in which different types of applications are installed, even if any one of IED # 1 to # 6 fails, the application installed in a healthy IED that does not relate to the failure site has a function. It is possible to maintain. This greatly improves the stability and availability of the protection system.

(2)第1の実施形態におけるアプリ多重同期では、アプリごとの論理時刻T1,T2を利用して時刻同期を行うので、全系同期に比べて、同期主従設定が容易となる。その結果、同期主従の設定時の設定誤りを防ぐことができ、保護システムの管理構成が容易となって、システムの信頼性が向上する。 (2) In the application multiplex synchronization in the first embodiment, the time synchronization is performed using the logical times T1 and T2 for each application, so that the synchronization master-slave setting is easier than the system synchronization. As a result, a setting error at the time of setting the synchronization master-slave can be prevented, the management configuration of the protection system becomes easy, and the reliability of the system is improved.

(3)第1の実施形態は、アプリの機能を停止したIEDが復旧する時または運用を再開する時でも、他のアプリへ影響を与える心配が無い。例えば、IED♯4が故障してもIED♯4とはアプリが別グループであるIED♯5,6は、独立して同期通信を継続している。そのため、故障していたIED♯4が復旧してもIED♯5にて同期補正制御が実施されることはない。したがって、IED♯4の復旧に伴って、IED♯5とIED♯6との同期がずれる同期不良が起きる心配がない。 (3) In the first embodiment, even when the IED that stopped the function of the application is restored or when the operation is resumed, there is no fear of affecting other applications. For example, even if IED # 4 breaks down, IED # 5, 6 whose application is a different group from IED # 4 continues the synchronous communication independently. Therefore, even if the failed IED # 4 is recovered, the synchronization correction control is not performed at the IED # 5. Therefore, there is no concern that a synchronization failure will occur in which IED # 5 and IED # 6 are not synchronized with the recovery of IED # 4.

(4)時刻同期処理部906,907がサンプリングタイミング差分に基づいて、別のIEDとの水晶発振器周波数の周波数偏差を算出し、当該周波数偏差を加味して論理時刻T1,T2を更新するので、仮に同期通信を行う間隔が広くなったとしても、優れた同期精度を維持することができる。 (4) Since the time synchronization processing units 906 and 907 calculate the frequency deviation of the crystal oscillator frequency with another IED based on the sampling timing difference, and update the logical times T1 and T2 by taking the frequency deviation into account. Even if the interval for performing synchronous communication becomes wide, excellent synchronization accuracy can be maintained.

(5)時刻同期処理部906,907は、同期グループごとに異なる時刻構成を用いて論理時刻T1,T2を更新するが、この論理時刻T1,T2の付属情報として時刻構成情報を持っている。そのため、IED内で生成される最小単位時間で、全てのアプリの論理時刻T1,T2を更新することが可能となり、正確な更新により論理時刻T1,T2の精度を高めることができる。 (5) The time synchronization processing units 906 and 907 update the logical times T1 and T2 using different time configurations for each synchronization group, but have time configuration information as additional information of the logical times T1 and T2. Therefore, it is possible to update the logical times T1 and T2 of all the applications in the minimum unit time generated in the IED, and the accuracy of the logical times T1 and T2 can be improved by accurate updating.

(6)本実施形態では、サンプリングタイミング差に相当する位相差分をデータ補間演算し、電気量データの補間値を用いている。論理時刻の同期精度が向上することでデータ補間演算の精度も向上し、サンプリング信号を補正する全系同期方式と同等性能のアプリ処理が実現できる。 (6) In this embodiment, the phase difference corresponding to the sampling timing difference is subjected to data interpolation calculation, and the interpolation value of the electric quantity data is used. By improving the synchronization accuracy of the logical time, the accuracy of the data interpolation calculation is also improved, and an application process having the same performance as the entire system synchronization method for correcting the sampling signal can be realized.

また、本実施形態においては、全系同期ではなく、アプリ多重同期を採用したことで、システム内に複数の主端を分散配置することができる。このため、次のような作用および効果が得られる。
(7)保護システムにおいて並列運用されるアプリの数が増えたとしても、アプリの種類ごとに主端を設定するので、アプリ数に比例して主端の数も増える。このため、システム規模が拡大しても、同期の主端に接続される従端数を抑制することができる。したがって、主端への通信集中が起き難くなり、通信負荷変動が低減して高精度同期を維持することができる。
Further, in the present embodiment, by adopting application multiplex synchronization instead of system synchronization, a plurality of main ends can be distributed in the system. For this reason, the following operations and effects can be obtained.
(7) Even if the number of apps that are operated in parallel in the protection system increases, the main end is set for each type of app, so the number of main ends also increases in proportion to the number of apps. For this reason, even if the system scale is increased, the number of slaves connected to the main synchronization terminal can be suppressed. Therefore, communication concentration at the main end is difficult to occur, communication load fluctuations are reduced, and high-precision synchronization can be maintained.

(8)従端数の抑制により、従端と主端との通信距離(ホップ数)を、極力均一化することができ、同期精度(同期誤差)の一律化を実現することができる。
(9)主端に近い箇所で通信障害が起きたとしても、主端が分散配置されているので、機能不全の波及が保護システム全体に拡がることがなく、通信障害の影響が及ぶ範囲を限定することが可能である。
(8) By suppressing the number of slave ends, the communication distance (hop count) between the slave end and the master end can be made uniform as much as possible, and uniform synchronization accuracy (synchronization error) can be realized.
(9) Even if a communication failure occurs near the main end, the main end is distributed, so the spread of malfunctions does not spread throughout the protection system, limiting the range of influence of the communication failure Is possible.

以上のような第1の実施形態によれば、一部のアプリが停止しても、動作可能な健全なアプリに関しては動作が継続可能である。また、アプリ多重同期を適用したことで、全系同期による同期精度の困難さや同期不良を解消することができ、保護システムの信頼性、安定性および稼働率が大幅に向上する。   According to the first embodiment as described above, even if a part of the apps are stopped, the operation can be continued with respect to the healthy apps that can be operated. In addition, application multiple synchronization can eliminate the difficulty of synchronization accuracy and synchronization failure due to system synchronization, greatly improving the reliability, stability, and availability of the protection system.

[2]第2の実施形態
第2の実施形態について、図9を用いて説明する。第2の実施形態は基本的に、図1に示した第1の実施形態と同様の構成要素を有しており、同一の構成要素に関しては同一符号を付して説明は割愛する。
[構成]
第2の実施形態は、各IEDに実装したアプリの起動構成に特徴がある。図9に示すように、第2の実施形態の時刻同期処理部906,907では、同期通信によりIED間のサンプリングタイミング差を求め、このサンプリングタイミング差からタイマを起動して、タイマイベントで処理起動させている。タイマ値は、位相角相当時間からサンプリングタイミング差に当たる時間を差し引いた値とする。
[2] Second Embodiment A second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment basically has the same constituent elements as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same constituent elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[Constitution]
The second embodiment is characterized by an activation configuration of an application implemented in each IED. As shown in FIG. 9, in the time synchronization processing units 906 and 907 of the second embodiment, a sampling timing difference between IEDs is obtained by synchronous communication, a timer is started from this sampling timing difference, and processing is started by a timer event. I am letting. The timer value is a value obtained by subtracting the time corresponding to the sampling timing difference from the phase angle equivalent time.

(サンプリングタイミングとアプリ処理動作タイミングとの関係)
図9(a)に示すように、既定の位相角周期に動作するIEDにおいて、正確なタイミングで処理起動する目的で割り込みなどのイベントを用いて起動し、例えばサンプリング信号の立ち上がりエッジを割り込みとして順次アプリ処理を起動することができる。
(Relationship between sampling timing and application processing operation timing)
As shown in FIG. 9A, in an IED that operates in a predetermined phase angle cycle, the IED is activated using an event such as an interrupt for the purpose of activating the process at an accurate timing. For example, the rising edge of the sampling signal is sequentially used as an interrupt. App processing can be started.

サンプリング信号を同期させる従来の全系同期では、アプリの処理起動タイミングも同期できるが、本実施形態のアプリ多重同期ではサンプリング信号を同期させていない。そのため、図9(b)に示すとおり、サンプリングタイミング差に応じた処理起動にずれが生じる。サンプリングタイミング差はIED間の水晶発振器929の偏差で、逐次変化するため、処理タイミングも同様に変化していく。   In the conventional all-system synchronization that synchronizes the sampling signal, the process start timing of the application can also be synchronized, but the sampling signal is not synchronized in the application multiple synchronization of the present embodiment. For this reason, as shown in FIG. 9B, there is a shift in process activation corresponding to the difference in sampling timing. The sampling timing difference is a deviation of the crystal oscillator 929 between the IEDs and changes sequentially, so the processing timing also changes in the same manner.

そこで、第2の実施形態の時刻同期処理部906,907ではアプリ処理の起動タイミングをタイマ値で生成することにより、サンプリングタイミング差に応じた処理起動のズレを吸収し、アプリ処理を同調させることができる。このとき、アプリが、時刻同期処理部907に実装された送電線の電流差動アプリであれば、送電線両端のIEDの電流差動演算処理実行が同期するので、トリップ信号出力タイミングを同調させることができる。したがって、より適切な送電線の事故除去を実現することができる。   Therefore, in the time synchronization processing units 906 and 907 of the second embodiment, the activation timing of the application process is generated as a timer value to absorb the process activation deviation according to the sampling timing difference and to synchronize the application process. Can do. At this time, if the application is a current differential application for a transmission line implemented in the time synchronization processing unit 907, the execution of IED current differential calculation processing at both ends of the transmission line is synchronized, so the trip signal output timing is tuned. be able to. Therefore, it is possible to achieve more appropriate transmission line accident removal.

また、一般的に、電気量入力値をフレーム送信する処理の動作タイミングに関しても、これが変動すると、相手端のIEDに着信するタイミングも変動するので、受信フレームの処理負荷が変動することになり、位相角期間内で既定処理が完了できずにIEDの機能が維持できなくなる恐れがある。   Also, in general, regarding the operation timing of the process of transmitting the electrical quantity input value as a frame, if this varies, the timing of arrival at the IED at the other end also varies, so the processing load of the received frame varies, There is a possibility that the default processing cannot be completed within the phase angle period and the IED function cannot be maintained.

このような不具合に対しても、第2の実施形態では、フレーム送信処理の起動タイミングをタイマで生成することで処理の同調が可能となり、受信フレーム処理負荷を安定させることができる。   Even for such a problem, in the second embodiment, the start timing of the frame transmission process is generated by a timer, so that the process can be tuned, and the received frame processing load can be stabilized.

[作用および効果]
以上のような第2の実施形態によれば、サンプリング信号を同期補正しないアプリ多重同期においても、個々のIEDのアプリ動作タイミングを同調させることができ、負荷分散による処理動作の安定を図ることができる。
[Action and effect]
According to the second embodiment as described above, the application operation timing of each IED can be tuned even in the application multiplex synchronization in which the sampling signal is not synchronously corrected, and the processing operation can be stabilized by load distribution. it can.

[第2の実施形態の変形例]
また、第2の実施形態の変形例としては、起動タイミングがばらつくように乱数を加味したタイマ値にして、負荷を均一化させることも可能である。このような変形例は、複数IEDのフレーム送信処理が同一タイミングで起動することでフレーム受信が短期間に集中して処理負荷が変動する場合や、通信回線の消費帯域超過が懸念されるようなシステム構成の場合に、特に有効である。
[Modification of Second Embodiment]
Further, as a modification of the second embodiment, it is possible to make the load uniform by using a timer value in consideration of a random number so that the activation timing varies. In such a modified example, when frame transmission processing of a plurality of IEDs is started at the same timing, frame reception is concentrated in a short period of time and the processing load fluctuates, or there is a concern that the consumption bandwidth of the communication line may be exceeded. This is particularly effective for system configurations.

[3]第3の実施形態
第3の実施形態について、図10、図11を用いて説明する。
[構成]
第3の実施形態は、遮断器不動作時の事故波及防止を実現するための保護システムである。図10に示すように、第3の実施形態に係る保護システムは、送電線L1,L2はIED♯4,5で事故判定し、送電線L3,L4はIED♯6,7で事故判定する構成である。送電線L1,L2と送電線L3,L4は、それぞれ独立した保護構成として組むことができるが、IED♯4,5による送電線L1,L2の電流差動アプリと、IED♯6,7による送電線L3,L4の電流差動アプリを同期させている。
[3] Third Embodiment A third embodiment will be described with reference to FIGS.
[Constitution]
3rd Embodiment is a protection system for implement | achieving accident spread prevention at the time of a circuit breaker non-operation. As shown in FIG. 10, the protection system according to the third embodiment is configured such that the transmission lines L1 and L2 are determined to have an accident by IED # 4 and 5, and the transmission lines L3 and L4 are determined to have an accident by IED # 6 and 7. It is. The transmission lines L1, L2 and the transmission lines L3, L4 can be assembled as independent protection configurations, but the current differential application of the transmission lines L1, L2 by IED # 4, 5 and the transmission by IED # 6, 7 are used. The current differential application of the electric wires L3 and L4 is synchronized.

このような第3の実施形態において、例えば、送電線L1で事故を検出し、遮断器が遮断動作を行い、送電線L1の事故を除去しようとしたとする。このとき、遮断器の故障や接点故障もしくはIED♯5の故障により遮断器が不動作となり、事故除去に失敗するケースを想定する。このようなケースでは、IED♯5の遮断器の近傍の遮断器、つまりIED♯7の遮断器もしくはIED♯6の遮断器が遮断動作を行うことで、事故の波及を防止することが可能である。   In the third embodiment, for example, it is assumed that an accident is detected in the power transmission line L1, and the circuit breaker performs a breaking operation to remove the accident in the power transmission line L1. At this time, a case is assumed in which the circuit breaker becomes inoperative due to a circuit breaker failure, contact failure, or IED # 5 failure, and failure removal fails. In such a case, the circuit breaker in the vicinity of the circuit breaker of IED # 5, that is, the circuit breaker of IED # 7 or the circuit breaker of IED # 6 performs the circuit breaking operation, thereby preventing the spread of the accident. is there.

全てのIEDが同一のネットワークに接続された状態では、IED♯4とIED♯5との電流差動、並びにIED♯6とIED♯7との電流差動だけではなく、IED♯4とIED♯6、IED♯4とIED♯7、IED♯5とIED♯6、IED♯5とIED♯7の電流差動も取れる。これらの追加可能な電流差動は、別の電流差動アプリとして定義することもできる。しかし、その場合には、IED♯4〜7同士で同期主従を構成して同期通信する必要があり、通信負荷が増大して設定の複雑度が増すと言った懸念が生じた。   In a state where all the IEDs are connected to the same network, not only the current differential between IED # 4 and IED # 5 and the current differential between IED # 6 and IED # 7, but also IED # 4 and IED # 6, IED # 4 and IED # 7, IED # 5 and IED # 6, and IED # 5 and IED # 7 current differentials can be taken. These addable current differentials can also be defined as separate current differential apps. However, in that case, it is necessary to configure synchronous master-slave between the IEDs # 4 to # 7 and perform synchronous communication, raising a concern that the communication load increases and the setting complexity increases.

そこで、本実施形態では、IED♯4,5の電流差動アプリとIED♯6,7の電流差動アプリだけを同期させ、それぞれの差動演算が可能であり、遮断器不動作用のバックアップとして、最小限の構成で事故判定演算を行うことができる。すなわち、図11に示すように、IED♯6に同期の従端となる時刻同期処理部907を追加し、IED♯6がIED♯5と同期通信するように構成する。   Therefore, in this embodiment, only the current differential app of IED # 4 and IED # 6 and the current differential app of IED # 6 and 7 can be synchronized, and each differential operation can be performed, and as a backup for circuit breaker non-operation The accident determination calculation can be performed with a minimum configuration. That is, as shown in FIG. 11, a time synchronization processing unit 907 serving as a slave slave is added to IED # 6 so that IED # 6 communicates with IED # 5 synchronously.

[作用および効果]
以上のような第3の実施形態では、IED♯6がIED♯5に同期し、その論理時刻を用いてIED♯7が同期することで、IED♯4〜7が同期することになる。つまり、追加する時刻同期処理部はIED♯6における同期の従端1つのみでよい。
[Action and effect]
In the third embodiment as described above, IED # 6 is synchronized with IED # 5, and IED # 7 is synchronized with the logical time, so that IED # 4-7 are synchronized. That is, the time synchronization processing unit to be added is only one slave slave for IED # 6.

また、追加したIED♯5とIED♯6間の同期通信が不能になった場合でも、全系同期ではないので、IED♯4とIED♯5、IED♯6とIED♯7はそれぞれ、電流差動アプリ内の同期を維持することが可能であり、健全動作を継続することができる。すなわち、アプリのグループ間だけで同期を取ることが可能になり、事故判定の区間を拡大しつつ、遮断器の不動作時にも事故波及を防止することができる。しかも、全系同期による不具合を確実に回避することができる。   Further, even if the synchronous communication between the added IED # 5 and IED # 6 is disabled, the whole system is not synchronized. Therefore, the IED # 4 and IED # 5 and the IED # 6 and IED # 7 each have a current difference. It is possible to maintain synchronization within the mobile app and continue healthy operation. That is, it becomes possible to synchronize only between the application groups, and it is possible to prevent the accident from spreading even when the circuit breaker is not operating while expanding the section for determining the accident. In addition, it is possible to reliably avoid problems caused by system synchronization.

[4]第4の実施形態
第4の実施形態について、図12および図13を用いて説明する。
[構成]
第4の実施形態は、アプリの冗長構成を採用した保護システムである。図12に示すように、第4の実施形態に係る保護システムは、IED♯7に送電線L1,L2の電流差動アプリを追加実装することに特徴がある。
[4] Fourth Embodiment A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
[Constitution]
The fourth embodiment is a protection system that employs a redundant application configuration. As shown in FIG. 12, the protection system according to the fourth embodiment is characterized in that a current differential app of power transmission lines L1 and L2 is additionally mounted on IED # 7.

[作用および効果]
以上のような第4の実施形態では、IED♯7が、送電線L3,L4の事故除去を担うと同時に、IED♯5の故障や、IED♯5のCB不動作時にIED♯5のバックアップとして動作することができる。したがって、IEDを増設することなく、アプリの冗長構成を容易に組むことが可能である。
[Action and effect]
In the fourth embodiment as described above, the IED # 7 is responsible for removing the accident of the transmission lines L3 and L4, and at the same time as a backup of the IED # 5 when the IED # 5 fails or when the CB of the IED # 5 is not operating. Can work. Therefore, it is possible to easily build a redundant application configuration without adding an IED.

[5]他の実施形態
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[5] Other Embodiments The above-described embodiment is presented as an example in the present specification, and is not intended to limit the scope of the invention. In other words, the present invention can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof in the same manner as included in the scope and gist of the invention.

2 広域ネットワーク回線
22 時刻配信サーバ
23 計算機サーバ
9 同期通信ドライバ
902 内部時計
903 サンプリングタイミング生成回路
904 通信処理部
905,906,907 時刻同期処理部
10,L1〜L4 送電線
11a〜13a 電流差動アプリ
11b〜13b シリアル伝送部
14 通信線
T1,T2 論理時刻
♯1〜♯6,11〜13 IED
2 Wide-area network line 22 Time distribution server 23 Computer server 9 Synchronous communication driver 902 Internal clock 903 Sampling timing generation circuit 904 Communication processing units 905, 906, 907 Time synchronization processing units 10, L1 to L4 Transmission lines 11a to 13a Current differential application 11b-13b Serial transmission unit 14 Communication lines T1, T2 Logical times # 1- # 6, 11-13 IED

Claims (7)

複数のアプリケーションが実装された保護リレー装置において、
前記アプリケーション別に時刻同期処理部が組み込まれ、
各時刻同期処理部には論理時刻が設定され、
前記論理時刻を基準にして別の保護リレー装置とのサンプリングタイミング差を求め
前記時刻同期処理部は、前記サンプリングタイミング差に基づいて別の保護リレー装置との水晶発振器周波数の周波数偏差を算出し、当該周波数偏差を加味して前記論理時刻を更新することを特徴とする保護リレー装置。
In protective relay devices with multiple applications implemented,
A time synchronization processing unit is incorporated for each application,
Each time synchronization processing unit is set with a logical time,
Find the sampling timing difference with another protection relay device based on the logical time ,
The time synchronization processing unit, on the basis of the sampling timing difference to calculate the frequency deviation of the crystal oscillator frequency to another protective relay device, characterized users update the logical time by adding the frequency deviation Protection relay device.
同一のアプリケーションを集めたグループが、グループ内で時刻同期を行う同期グループとなり、
前記時刻同期処理部は、前記同期グループごとに異なる時刻構成を用いて前記論理時刻を更新し、前記論理時刻に付属情報として時刻構成情報を持つことを特徴とする請求項1に記載の保護リレー装置。
A group that collects the same application becomes a synchronization group that performs time synchronization within the group.
2. The protection relay according to claim 1, wherein the time synchronization processing unit updates the logical time by using a different time configuration for each synchronization group, and has time configuration information as attached information at the logical time. apparatus.
同期通信から保護リレー装置間のサンプリングタイミング差を求め、電気量入力値とサンプリングタイミング差をアプリケーション情報としてフレームに載せて相手の保護リレー装置に送信し、フレームを受信した保護リレー装置で電気量入力値からサンプリングタイミング差に相当する位相差分をデータ補間演算し、電気量補間値を用いて保護演算することを特徴とする請求項1又は2に記載の保護リレー装置。 Obtain the sampling timing difference between the protection relay devices from the synchronous communication, put the electric quantity input value and the sampling timing difference on the frame as application information, send it to the other protection relay apparatus, and input the electric quantity at the protection relay apparatus that received the frame 3. The protection relay device according to claim 1, wherein a phase difference corresponding to a sampling timing difference is subjected to a data interpolation calculation from the value, and a protection calculation is performed using an electric quantity interpolation value. 前記サンプリングタイミング差からアプリケーションの動作タイミングを同期させるタイマ値を生成するタイマを備えたことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の保護リレー装置。 Protection relay device according to any one of claim 1 3, characterized in that it comprises a timer for generating a timer value to synchronize the operation timing of the application from the sampling timing difference. 前記タイマは乱数値を用いてタイマ値を生成することを特徴とする請求項に記載の保護リレー装置。 The protection relay device according to claim 4 , wherein the timer generates a timer value using a random value. 複数の保護リレー装置に実装された複数のアプリケーションのうち、同一種類の前記アプリケーションが1つの同期グループとして構成され、
当該同期グループに含まれる保護リレー装置の中で同期の主端および従端が設定され、
同一の同期グループ内の前記主端および前記従端は同期グループ単位で論理時刻を設定し、この論理時刻を用いて同期通信を行うと共に前記論理時刻を同期補正するように構成され
前記同期グループ内の主端は、他の同期グループの主端の従端となり他の同期グループの主端と同期通信可能に構成され、複数の前記同期グループが同期されることを特徴とする保護システム。
Among a plurality of applications implemented in a plurality of protection relay devices , the same type of application is configured as one synchronization group,
The primary and secondary ends of synchronization are set in the protection relay devices included in the synchronization group,
The main end and the slave end in the same synchronization group are configured to set a logical time in synchronization group units, perform synchronous communication using this logical time, and synchronously correct the logical time ,
The main end in the sync group is a slave end of the main end of another sync group, is configured to be capable of synchronous communication with the main end of another sync group, and a plurality of the sync groups are synchronized. system.
前記保護リレー装置には、冗長構成を組む複数のアプリケーションが実装されたことを特徴とする請求項に記載の保護システム。 The protection system according to claim 6 , wherein a plurality of applications forming a redundant configuration are mounted on the protection relay device.
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