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    公开号:WO1991011048A1
    申请号:PCT/JP1991/000061
    申请日:1991-01-21
    公开日:1991-07-25
    发明作者:Shigeto Oda
    申请人:Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:G06F13-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] デジタ ル差動継電シス テ ム
    [0003] 技術分野
    [0004] こ の発明は送電線両端の電気的な量の瞬時値を一定周 期でサ ン プ リ ン グ し、 こ のサ ンプリ ン グで得 ら れたデ ジ タ ルのデー タ を相互に交信 し合 う こ と に よ り、 送電線保 護を行う デジタ ル差動継電シ ス テ ム に 関する。
    [0005] 背景技術
    [0006] 従来の デジタ ル電流差動継電 シス テ ム と して は、 例え ば第 6 図 に示すも のがあ る。 こ の第 6 図は、 財団法人 電力中央研究所か ら昭和 6 1 年 1 1 月 に発行さ れた刊行 物 「継電方式委員会報告一保護 リ レー装置 と 伝送系の協 調一 」 に示さ れた従来の P C M電流差動方式を示すプロ ッ ク 図である。 こ の第 6 図 にお いて、 保護の対象 と な る 送電線 1 には該送電線に流れる 電流を リ レ ー入力 に変換 す る電流変成器 2 が設け ら れて お り、 こ の電流変成器 2 は リ レ ー部 3 に接続さ れて いる。
    [0007] 上記 リ レ ー部 3 は、 電流変成器 2 か ら入力 さ れる電流 デー タ を デジタ ルデー タ に変換する 入力変換部 3 1 と、 自端の電流デー タ 及び相手端か ら伝送 さ れた電流デー タ か ら送電線 1 の事故箇所を判定する差動判定部 3 2 と、 後記光 ィ ン 夕 ー フ ェ ー ス 3 5 か ら の シ リ ア ルデー タ を パ ラ レ ルデー夕 に変換 して 差動判定部 3 2 へ入力する シ リ ア ルノパ ラ レル （ Sノ P ) 変換部 3 3 と、 上記差動判定 部 3 2 か らのパ ラ ルデ一 夕 を シ リ ア ルデータ に変換 し て 光ィ ン 夕 一 フ ェ ース 3 5 に入力するノヽ' ラ レ ル /シ リ 7 ル
    [0008] ( P ノ S ) 部 3 4 と で構成さ れてお り、 上記光イ ン タ ー フ ェ ース 3 5 では電気シ リ ア ルデータ を光信号に、 ま た 光信号を 電気シ リ ア ルデータへ と変換 して通信部 4 と の テ 一夕変換を う。
    [0009] 上記通信部 4 は、 上記光イ ン タ ーフ ヱ ース 3 5 に対応 する光イ ン タ ー フ ェ ース 4 1 と、 デー タ の多重化等を 行 う 搬送端局装置 4 2 と、 相手端 と マ イ ク ロ波を介 して デ 一 夕 の交信を行う ア ンテ ナ 4 4 を備え た無線機 4 3 と で 構成さ れて いる。
    [0010] 通常、 上記の P C Μ電流差動方式では、 送電線両端子 の電流瞬時値を一定周期 （系統周波数の 1 2 倍） でサ ン プ リ ング し、 こ のサ ンプ リ ングで得 ら れたデジタ ルの電 流デー タ （ デ一 夕 はサ イ ン付 1 2 ビッ ト ） を P C Μ伝送 に よ り 相手端に伝送する。 送電線 1 の各端では、 自端の 電流デー タ と 相手端の電流デー タ に よ り 差動演算を実行 し、 事故が保護区間の内部にあ るか外部にあ るかを判定 する。
    [0011] 電流デー タ の伝送速度は 5 4 K b p s ( 1 秒間に 5 4 ビ ッ ト の デー タ を送る ） が使用 さ れる ので、 1 サ ンプ リ ング当 り のデー タ長 （ 1 フ レーム と称する ） は 5 4 K /
    [0012] [ 5 0 ( H z ) · 1 2 ] = 9 0 ( ビッ ト ） に相当する。 こ こ では系統周波数を 5 0 H z、 サ ン プリ ング周期を 系 統周波数の 1 2 倍 と して いる。
    [0013] 前記 9 0 ビヅ ト の中に は第 7 図 に示す よ う に、 各相の 電流デー タ （各 1 2 ビ ッ ト ） と 制御用 0 Nノ 0 F F情報 ビ ッ ト、 フ レ ーム周期ビ ッ ト、 伝送デ一 夕 エ ラ 一検定用 の C R C ( C c l i c R e d u n d a n c y C h e c k ) ビッ ト 等を入れて 1 フ レ ーム の伝送フ ォ 一マ ッ ト が構成 さ れて い る。 第 7 図 中、 P I , P 2 , T 0 T A L は各相電流デー タ ビ ッ ト であ る。
    [0014] 従来の デジタ ル電流差動継電 シス テ ム は以上の よ う に 構成さ れて いる ので、 電流デー タ の ビ ッ ト 数 と して 1 2 ビ ッ ト を越える ビッ ト数を使用 した場合、 1 フ レーム の 伝送フ ォ ーマ ヅ ト が 9 0 ビッ 卜 であ る ため、 制御用 0 N Z O F F 情報、 フ レ ーム 同期、 伝送データ エ ラ ー検定用 の C R C 等の他のデータ 長を犠牲にす る必要があ る と い う 問題があっ た。
    [0015] こ の発明は上記の よ う な問題点を解消する為にな さ れ たも ので、 所定 ビッ ト を越える デー タ を、 他情報のデー 夕 長を そ の ま ま に して伝送でき るデジ タ ル差動継電シ ス テ ム を得る こ と を 目的 と する。
    [0016] 発明の開示
    [0017] こ の発明に係るデジタ ル差動継電シ ス テム は、 デ一 夕 を或る 関係に基づき デー タ 変換を行い、 ビ ッ ト 長を短縮 して送信する信号変換器 と、 デー タ 受信峙に は逆変換 を 行い元の ビッ ト 長のデー タ に戻す信号復元器 と を具備 し た も のであ り、 送信側では信号変換器でビッ ト 長を短縮 して伝送 し、 受信側では信号復元器で元の ビ ッ ト 長に戻 す こ と に よ り 例えば 1 2 ビッ ト のデー タ 長を伝送 して も 1 6 ビ ヅ ト 相当のデー タ 長を伝送 して も リ レ 一特性に殆 ど影響を与えな い よ う にする こ と を 可能にする。
    [0018] 図面の简単な説明
    [0019] 第 1 図 は こ の発明の一実施例に よ る デジタ ル蹈流差動 継電シ ス テ ム のブロ ッ ク 図、 第 2 図は こ の発明にお け る ¾流デ一 夕 の伝送フ ォ ーマ ッ ト 図、 第 3 図、 第 4 図は こ の発明の実施例にお ける lg流データ の変換図、 第 5 図 は 第 4 図 に お ける データ変換のためのデータ変換表を示す 図、 第 6 図は従来のデジ タ ル電流差動継電シ ス テ ム の ブ 口 ヅ ク 図、 第 7 図は従来シス テム にお ける電流データ の 伝送フ ォ ーマ ヅ ト 図であ る。 な お各図 中、 同一部分ま た は相当部分には同一符号を付 して あ る。
    [0020] 発明を実施する ための最良の形
    [0021] 以下 こ の発明の一実施例を図 に基づ いて説明する。 実 例では 1 6 ビ ッ ト 長の ¾流データ を 1 2 ビ ッ ト 長で伝 送する場合を例 と して述べるが他の ビ ヅ 卜 長でも考え方 は同様で あ る。 第 1 図に お いて、 信号変換器 3 6 は 1 6 ビ ヅ ト 長の fE流デー タ を 或る閱係式に て 1 2 ビッ ト 長の 電流デ一 夕 に変換する。 信号復元器 3 7 は相手端か ら 伝 送さ れた 1 2 ビ ッ ト 長の電流デー タ を 元の 1 6 ビッ ト 長 の電流デー タ に復元する 信号復元器であ る。
    [0022] 第 2 図 は第 1 図の信号変換器 3 6 に お ける信号変換方 式を示す図であ り、 第 2 図 （ A ) に伝送フ ォ 一 ッ 卜 （ 1 2 ビ ッ ト 長 ） を示す。 信号変換器 3 6 の入力デー タ を X ( 1 0 進数） と する と、 Xの値に よ り 第 2 図 （ B ) 〜 ( E ) に示す伝送のフ ォ ーマ ツ ト に変換する こ と が出来 る
    [0023] 一 ( 2 9 - 1 ) < X < 2 9 ( B ) 一 ( 2 1 ' - 1 ) < X ≤ - ( 2 9 - )
    [0024] 2 9≤ X < - 2 1 1 ( C ) 一 ( 2 1 3 - 1 ) < X ≤ - ( 2 1 1 - )
    [0025] 2 1 1 ≤ X < 2 1 3 ( D ) 一 ( 2 1 5 - 1 ) < X ≤ - ( 2 ' 3 - 1 )
    [0026] 2 1 3≤ X < 2 1 5 ( E ) 但 し、 第 2 図中の斜線 を施 し た ビ ヅ ト は 1 6 ビ V ト デ — 夕 の う ち省いた ビッ ト を示 し、 各々 のデー タ が第 2 図 ( B ) 〜 （ E ) の どの範 EEIのデー タ か を示すために、 デ 一 夕 の初めに蜇み ビ ッ ト W , , W 2 っ け、 こ の ビ ッ ト W ' , W 2に よ り 範四 を示 し て いる。 S は符号 （ サ イ ン ） ビ ッ ト であ る。
    [0027] こ の よ う な操作をする こ と に よ り、 1 6 ビ ッ ト の ¾流 デー タ が重み ビ ッ ト 2 ビ ッ ト + デー タ ビッ ト 1 0 ビ ッ 卜 の合言 |- 1 2 ビ ヅ 卜 に変換さ れ、 1 2 ビ ヅ ト の ¾流デ一 夕 と して相手端に伝送さ れる。 上記の信号変換に よ り、 電流デー タ に どの程度誤差が でき るの かを検討する と、 第 2 図 （ B ) の範囲では信号 変換に伴 う 誤差はな い。 第 2 図 （ C 〉 の範囲では下位 2 ビッ ト が無視さ れるので、 誤差の最大値は （ 2 2— 1 ) / 2 9 = 0 . 6 % と な る。 第 2 図 （ D ) の範四では下位 4 ビ ッ ト が無視さ れるので、 誤差の最大値は （ 2 4— 1 ) / 2 Μ = 0 · 8 % と な る。 第 2 図 （ Ε ) の範囲では下位 6 ビ ッ ト が無視さ れるので、 誤差の最大値は （ 2 6— 1 ) / 2 1 3 = 0 . 8 % と な る。
    [0028] 従っ て、 全て の範囲にお いて、 信号変換に伴う 誤差は 0 . 8 % 以下であ り、 通常の リ レー演算上問題 と な る値 ではない。
    [0029] なお、 上記の実施例では、 重みを 2 ビッ ト と して範 ffl を 4 分割 し た力 ί、 他の ビ ッ ト 数 と して分割数を変更 して も 同様の効果を 奏する。
    [0030] ま た、 上記の実施例では、 重みビ ッ ト を付加する こ と に よ り、 どの範 ΕΗ ノ デ一 夕 かわ示 したカ^ 重みビッ ト を 付加せず、 予め決め ら れた信号変換式 に従っ てデ一 夕 を 変換 して 伝送 し、 データ 受信時に flG記信号変換式の逆変 換を実行する こ と に よ り、' デー タ復元する方式'に よ っ て も 同様の効果を奏する。
    [0031] 第 3 図 （ A ) は上記方式に よ り、 1 6 ビッ ト 長の電流 データ を 1 2 ビ ヅ ト 長の伝送すべき 電流デー タ に変換す る |¾係式 を図示 したデー タ 変換図、 節 3 図 （ B ) は第 3 図 （ A ) の領域 5 0 の拡大図であ り、 X を 1 6 ビ ッ ト 長 の電流デ一夕、 y を 1 2 ビヅ ト 長の電流デー 夕 と する と 下式にて 表ざれる
    [0032] ( I ) 一 ( 27 - 1 ) ≤ X ≤ 27
    [0033] の と き、
    [0034] y =
    [0035] ( II ) 一 ( 29 - 1 ) ≤ X < - ( 27 - 1 )
    [0036] ま たは
    [0037] 27 < X ≤ 2 1 1
    [0038] の と き
    [0039] 28 - 27
    [0040] y = ( X - 27 ) + 27
    [0041] 29 - 27
    [0042] = 0. 3 3 3 X + 8 5. 3
    [0043] ( III ) 一 ( 2 ' ' - 1 ) ≤ X < - ( 29 - 1 )
    [0044] ' ま，た は
    [0045] 29 < X ≤ 2 1 1
    [0046] の と き
    [0047] 29— 28
    [0048] y = ： ( X - 29 ) + 28
    [0049] 2 ' 1 - 29
    [0050] = 0, 1 6 7 X + 1 7 0. 6
    [0051] ( IV ) - ( 2 13 - 1 ) ≤ X < - ( 2 ' ' - 1 )
    [0052] ま たは 2 1 1 < x ≤ 2 t 3 の と き
    [0053] 2 1 0 2
    [0054] y = ( x - 2 1 1 ) + 2
    [0055] 2 i 3一 2 i i
    [0056] = 0. 0 8 3 3 X + 3 4 1. 3
    [0057] ( V ) 一 ( 2 15 - 1 ) ≤ x < - ( 2 13 - 1 )
    [0058] ま たは
    [0059] 2 1 3 < X ≤ 2 15
    [0060] の と き
    [0061] 2 1 1 - 2 10
    [0062] y = ( X - 2 ' 3 ) + 2 10
    [0063] 2 ' 5 - 2 ' 3
    [0064] = 0. 0 4 1 7 X + 6 8 2. 6
    [0065] 上記信号変換に伴う データ誤差の蒗大値は、
    [0066] ( I ) の範囲： 誤差 0
    [0067] ( II ) の範 ffl： 2 ゾ 2 7 = = 1. 6 %
    [0068] ( IH ) の範四： 2 2ノ 2 9 = ： 0. 8 %
    [0069] ( IV ) の範四： 2 3/ 2 1 1 = ： 0. 4 %
    [0070] ( V ) の範四： 2 / 2 13 = = 0. 2 %
    [0071] と な り、 使用上問題ない誤差である。
    [0072] 第 3 図では、 各領域を細か く 分割 し た例であっ たが、 分割せず 1 つの调係式 ど して も よ い。 第 4 図は この方式 に よ る ¾流デー タ のデ一 夕変換図の例であ り、 人力 X ( 1 6 ビッ ト ） を 出力 y ( 1 2 ビ ッ ト ） に変換する関係式 を y = X I I / ' 5と し た も のであ る。
    [0073] こ の場合、 変換はマ イ ク ロ コ ン ビ ュ 一 夕 の処理能力 が あ れば、 こ の ま ま実行 し て も よ い力 第 5 図 に示すデー 夕 変換表を メ モ リ 内に用意 して お き、 こ のデー タ 変換表 に よ り 入力 ： X—出力 yへ信号を変換 し、 デー タ 受信時に は出力 y—入力 Xへ復元する よ う に し て も よ い。 こ の例 では入力信号の微少入力時には誤差が大き い力 デー タ が大き く な る程誤差が小 さ く な るので、 こ の点を注意す れば実用化でき る。
    [0074] 産業上の利用可能性
    [0075] 以上の よ う に、 こ の発明に よ れば、 送信側ではデ一 夕 の ビヅ ト 長を短縮 して伝送 し、 受信側では元の ビッ ト 長 に戻すよ う に構成 し たの で、 デー タ の ビッ ト 数を規定の ビ ッ ト 数を越え る ビッ ト 数 と して も、 他の情報の ビ ヅ ト 数を犠牲 にする こ と がな く、 リ レー特性に殆 ど影響を 与 え る こ と がな い と い う 効果があ る。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 四
    1 . 保護すべき送電線両端の電流瞬時値を一定周期でサ ンプ リ ン グ し、 得 られた 自端のデー タ と相手端のデー タ と で送電線の事故箇所を 判定する リ レ ー部 と、 前記 リ レ 一部を介 して入力 さ れた 自端のデータ を相手端に伝送す る と共に相手端か らのデータ を 受信 し て該リ レー部に供 給する通信部 と を前記送電線の両端に配設 し たデジタ ル 差動継電シス テ ム において、 自端のデータ の ビッ ト 長を 変換 して前記通信部に供給する.信号変換器と、 前記通信 部で受信 した相手端のデータ を 元の ビ ッ ト 長に復元す る 信号復元器と を前記リ レ ー部に具備 し て いる こ と を特徴 と するデジタ ル差動継電 シス テム。
    2 . 信号変換器にお いて 自端のデータ の ビ ッ ト 長を該 ビ ッ ト 長よ り 短い ビ ヅ ト 長 に変換 して前記通信部に供給す る こ と を 特徵と する請求の範囲第 1 項記載のデジタ ル差 動継電シ ス テ ム。
    3 . デー タ が複数種類あ る場合、 こ れ らデータ の初め に 重みビッ ト を付け、 こ の重みビ ッ ト の種類を判別 し、 こ の種類に対応 して相手端のデー タ を元の ビッ ト 長に信号 復元器で復元する こ と を 特徴と する請求の範囲第 1 項 ま た は第 2 項記覦のデジタ ル差動継電シ ス テム。
    4 . 信号変換は予め決め ら れた信号変換式に従っ て実行 し、 信号復元は前記信号変換式の逆変換を実行 して行 う こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 項ま たは第 2 項記載の デジタ ル差動継電シ ス テ ム。
    5 . 信号変換器お よび信号復元器は各 々 デ一 夕変換表が 用意さ れた メ モ リ を有 し、 前記デー タ 変換表に よ り 信号 変換お よ び信号復元が行われる こ と を特徴 と する請求の 範囲第 1 項ま た は第 2 項記載のデジタ ル差動継電シ ス テ ム。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH03215116A|1991-09-20|
    EP0477371A1|1992-04-01|
    EP0477371A4|1993-03-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-07-25| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
    1991-09-26| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991902746 Country of ref document: EP |
    1992-04-01| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991902746 Country of ref document: EP |
    1995-02-22| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1991902746 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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