JPH0458255B2

JPH0458255B2 -

Info

Publication number: JPH0458255B2
Application number: JP59173292A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sano; Minoru Seya
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-08-22
Filing date: 1984-08-22
Publication date: 1992-09-17
Also published as: JPS6152107A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は電力設備を制御するために必要な各種
の情報（このうち、基本的情報は、電流・電圧の
瞬時値情報や、しや断器、断路器などの開閉状態
表示である。）を基にして、発電所、変電所、送
電線などの設備から成る電力系統の保護や、調
整、操作などの制御を行なうことに関する。

〔発明の背景〕

既存の電力系統の制御システムは、保護や制御
に用いる装置は、例えば変電所などでは、ユニツ
ト室と呼ばれる建屋に収容されており、これらに
対する系統の電圧、電流情報の導入は、現場設置
のCT、PTから、その２次出力を配線によつて導
く方法がとられてきた。また、保護装置や制御装
置の出力であるしや断器へのトリツプ指令等は、
ユニツト室の各装置から、現場の当該しや断器ま
で同じく配線により信号線を介して与えられてい
る。これらの各配線は、夫々の系統保護、制御装
置ごとに別個のものが用いられているため、変電
所全体では極めて膨大なものとなつている。

したがつて、将来ますます巨大化、複雑化して
いく電力系統に上記した現行の如く、ユニツト室
に保護装置等を設置していく方式を踏襲する場合
には、より一層配線が混雑するため、配線に要す
る費用が増大の一途をたどること、保守の困難さ
が増えること、及び増設時の空間的スペース上も
対応不能なケースが生じているなど、多くの問題
点が顕在化しつつある。

ところで、本来、系統保護装置は、前述のごと
くCT、PTを介して系統からの電流、電圧の瞬時
値等を入力し、しや断器などに指令を与えて、系
統に突発的に生ずる事故や異常現象を検出し、系
統の正常部分と異常部分を分離し、正常部分が異
常部分の影響を受けないようにする目的を果す。
このことは、保護継電システムが、電力系統、
CT、PT及びしや断器、保護リレー装置によつて
構成される閉ループ制御システムをなしているこ
とを意味し、保護リレーは、常にしや断器と行動
を共にする装置であることを示している。

見方を変えれば、保護リレーシステムは、ユニ
ツト室などに集合しておくよりは、変電所の現場
のCT、PTやしや断器の近傍に置くのが本来の自
然な姿であるとも云える。

しかしながら、単に、従来の保護リレー装置そ
のものを現場設置形するというだけでは、次のよ
うな５つの大きな問題点があり、即実用的なもの
とすることはできない。

(1) 強烈な開閉サージの影響や、大電流が通過す
る場所に設置するので、耐サージ、耐誘導雑音
の問題を克服する必要がある。

(2) 装置自身の構能を果すには装置の駆動エネル
ギーである電気供給の問題がある。いつ起るか
わからない系統事故に備え、絶えず系統の電
圧、電流から所定の動作原理に従つて事故判定
動作を続けるには電源も不断に供給できるもの
でなければならないが、現行方式の踏襲では、
変電所のステーシヨンバツテリーから電源供給
用配線をヤードの現場に設置した保護リレー装
置まで布設する必要があり、配線、耐ノイズ性
の点でも問題が多く、非実用的である。

(3) 装置の健否が、常に把握できるようにし、誤
動作、誤不動作を防止できるようにすると共
に、装置に不具合が発生した場合には、当直者
の居る本館へ自動的に表示、警報できるように
しておく必要がある。

(4) 装置の応動状況の管理の為には、系統事故を
検知し応動動した場合、これを人間のいる本館
へ自動的に表示、警報し、当直者による種々の
事故処置の便を取れるような方策を講じておく
必要がある。

(5) 整定変更等が必要な場合、わざわざ現場に出
かけて行かなくとも本館で当直者が、整定伝票
に従つて、整定が行なえかつ、確実に整定が生
されたことを確認できるようにする必要があ
る。

これら５つの問題点のうち、 (1)に関しては、公知の対ノイズ対策を装置の筐
体レベル、ユニツトレベル、布線レベルで実行す
れば、ICレベルの信号を扱う場合にも耐えうる
ことが、実系統下で全シーズンを通して実施され
た長期間のフイールドテストの実績により確認さ
れているので、その手法を用いることで解決でき
る。

(2)に関しては、従来ユニツト室内の一角に設け
られたステーシヨンバツテリーを分散して、各保
護リレー装置の近傍に設置して電源を供給させる
方法や、太陽光電池を各装置に具備し、これによ
るバツテリー充電方式として無保守性を実現する
方法などの技術が適用できる。

(4)の問題に関しては、現行の保護リレーで用い
られている自動監視（自動点検及び常時監視）の
構能を付加すれば、少なくとも設置現場では装置
の健否がわかるが、このままでは、本館に居る当
直員は、もし装置の健否状況を知ろうとしても、
わざわざ現場まで出て行つて保護リレー装置の点
検関連の表示灯を参照せねばならない不便さを伴
う。

上述の問題点のうち、現行の諸分野の技術で
は、カバーしきれない(5)、(4)、（(3)の一部込み）
を克服できるものとして分散設置形の保護リレー
（特開昭58−15419号…以下公知例という）が提案
された。これにより、保護リレー装置設置のため
のユニツト室を設ける必要性をなくし、また、変
電所ヤード内の膨大量の電気信号配線をなくして
経済的、かつ信頼性の点で優れた保護継電システ
ムを構成してきている。この公知例の保護継電シ
ステムの主たる特徴を列挙すれば次の如くなる。

(1) 各保護リレー装置は、制御対象である当該し
や断器及び系統情報センサであるCT、PTに近
傍の変電所等現場ヤードに屋外設置とする。
（系統情報を入力するための当該CT、PTの２
次出力端、及び制御指令出力を与える当該しや
断器のトリツプコイルと保護リレー装置の夫夫
の当該端子とを接続する） (2) 各保護リレー装置に対する電源の供給は、当
該装置に内蔵するか、もしくは近接して設置す
る本装置が占有の電源装置より供給される。こ
の電源装置は、他の保護リレー装置のものと
は、電気的に完全に分離されるよう構成する。

(3) 各保護リレー装置には、自動監視ユニツトが
具備される。この自動監視ユニツトのうち常時
監視は既存リレー方式と同様であるが、自動点
検ユニツトは、次のような新規の機能を具備し
ている。

リレー装置の各リレー要素に対し点検する
機能を有する。

点検信号の発生は当該リレーの整定値を逐
次参照し、その値に適合した点検信号を当該
入力端に与えるようにし、少なくとも整定値
近傍の保護領域内及び保護領域外の２点を点
検し、要素リレーの正動作、不動作を確認す
るステツプを含む。

点検の起動は、通常の手動、自動のほかに
転送指令モードを有する。

整定変更が生された場合には、一連の整定
作業が終了した時点で、新しい整定値でのリ
レー装置に対する点検が自動的に実行され、
整定値の妥当性を含めた装置の健否がcheck
できる。

(4) 各保護リレー装置の、系統事故への応動状
況、自動監視結果の不具合情報等を、当直員の
居在する本館に設置の総合監視盤へ転送するた
め、及び該総合監視の一部に設ける保護リレー
整定機構より与えられるリレー整定値を当該の
保護リレー装置へ転送するために、いくつかの
保護リレー装置（例えばひとつのユニツト室へ
収容されていた全保護リレー）に共有の光フア
イバ伝送機構を有している。

(5) 上記、光フアイバ伝送機構は、次のように構
成される。

本館側、親装置の送信部と、リレー装置に
１つ設ける子装置とを結ぶために、全リレー
装置（これは例えば従来のユニツト室単位の
全てのリレー装置をさす）の子装置に対し共
用される１つの光フアイバ伝送路を設ける。

この光フアイバ伝送路は１つのループをな
し、一方端が親装置の送信部と結ばれ、他方
端が同じく親装置の受信部と結ばれる。

該光フアイバ伝送路と各リレー装置との接
続は、夫々のリレー装置ごとに設けられた光
分岐器及び光挿入器を介して行なう。

親装置の送信部では、同期ワードに始ま
り、夫々の子局に対して指令ワードを送るた
めのワードスロツト群及び後述のリレー応動
等送信用ワードスロツト群から成る信号フレ
ームを編成し、常時、時分割サイクリツク方
式でこの信号フレームを送出している。

各小装置の受信部は、この信号フレームの
同期ワードを受信した後、この時刻を起点に
自己に定められた当該の指令ワードスロツト
部の信号を受信する。また、各装置の送信部
は、上記受信部における同期ワード受信時刻
を起点に自己に定められた当該のリレー応動
等送信用ワードスロツト部へ、リレー応動状
況、自動監視結果等の情報を挿入するように
構成する。

親装置の受信部は、光フアイバ伝送路を介
して送られてくる信号フレームの同期ワード
を検出、この時刻を起点に、各リレー装置の
小装置から送られるリレー応動等の情報を、
夫々に該当のリレー応動等送信用ワードスロ
ツト部から受信するように構成する。

第５図は、公知例の発明を超高圧変電所へ適用
した場合の実施例を示し、既存変電所に於て１ユ
ニツト室へ収容されてきたと同数の保護リレーを
対象に適用したときの例示である。図に於て、単
線結線図に示されている各記号は下記に列挙する
ものを示す。

Ｂ１，Ｂ２は高圧側の母線、Ｂ３，Ｂ４は低圧
側の母線、Ｌ１，Ｌ２は受信用送電線、CB１，
CB２，CB３，CB１１，CB１２，CB２１，CB
２２，CB２１１，CB２２１，CB３１，CB３
２，CB３１１，CB３２１はしや断器、CT１，
CT２，CT３，CT４，CT１１，CT１２，CT２
１，CT２２，CT２１１，CT２２１，CT３１，
CT３２，CT３１１，CT３２１は電流変成器、
PD１，PD２は電圧変成器、Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ
３１，Ｔ３２は変圧器、また、図中に示された他
の記号は、２１，２２が夫々Ｌ１，Ｌ２を保護対
象とする送電線保護リレー装置、２３，２４，２
５，２６は夫々Ｔ３２，Ｔ３１，Ｔ２２，Ｔ２１
を保護対象とする変圧器保護リレー装置、２７，
２８，２９は夫夫Ｂ１，Ｂ２を保護対象とする一
括母線保護リレー装置、分括母線保護リレー装置
Ｂ１、仝Ｂ２，FB１は各リレー装置と、本館１
に設置された系統監視盤の間を結ぶ光フアイバ伝
送路を示す。

図示の如く各リレー装置２１〜２９は、夫々自
己の保護対象である設備のトリツプ用しや断器及
び系統情報センサであるCT、PTの近傍の現場ヤ
ード内に設置している。この第５図に於る各リレ
ー装置２１〜２９は、リレー機能（内蔵される自
動監視機能も当該リレーに適合した点検、常監機
能を有す）が異なる以外は共通の標準回路構成と
されている。その具体例は、各保護リレー装置２
１〜２９と、本館１との連絡路である光フアイバ
伝送路FB１との接続部分を明確にした第２図に
示されている。第２図では、図面の繁雑さを避け
るため、保護リレー装置は２１及び２９のみを明
示してある。

この図に於ける各記号の中で、１，FB１，２
１，２９は第５図で示したものと同一のものであ
り、このほかの各記号は次の通りである。

１１は本館１に設置された監視盤に付設された
親装置のうちのリレー整定機構を示し、ここから
は、光フアイバ伝送路FB１に接続された全ての
保護リレー装置２１〜２９の全ての要素リレーの
整定が選択設定動作により実行できる。該リレー
整定機構の細部は図示を省略してあるが、整定変
更したい保護リレー装置を選択する機構、同様に
リレー要素を選択する機構、整定値を設定する機
構、これら３つが選択・設定されている期間に指
定されると有効に機能する整定変更指令機構、な
らびに一連の整定変更が終つたことを指示するた
めの整定終了指令機構が具備されており、これら
の設定及び指令内容は送信部１３に逐一伝えるよ
う構成する。該送信部１３は、常時第３図に示す
伝送信号フオーマツトの信号を光フアイバ伝送路
FB１に送出するが、上記リレー整定機構１１か
ら指令、設定内容が伝えられたときには、フオー
マツト中の当該指令ワードスロツト（Ｓ＃１〜Ｓ
＃９のうちの当該のもの）に挿入して送出するよ
う動作する。即ち、整定したい保護リレーに該当
の指令ワードスロツトのうち、Ｃ＃１には選択さ
れたリレー要素に該当の番号を、Ｃ＃２には設定
された整定値を、Ｃ＃３には整定変更指令機構の
出力を、そしてＣ＃４には整定終了指令機構の出
力を挿入する。もちろん、選択されていない指令
ワードスロツトには、これら選択的とは区別でき
る空信号を挿入させる。

この第３図の伝送信号フオーマツトは、時分割
サイクリツク伝送方式で伝送されるため、上記の
設定が継続されている間は、当該の指令ワードス
ロツトに設定されたものをそのまま挿入して送出
することは云うまでもない。

さて、第２図に戻つて、このようにして送信部
１３より送られた伝送フオーマツトは光フアイバ
伝送路FB１を通り、各リレー装置へ伝送される
が、各リレー装置には、光分岐器２１１〜２９１
が具備されているため、その受信部２１３〜２９
３にこれが導かれる。この受信部２１３〜２９３
には、導かれた光信号を電気信号に復元する光電
変換部と同期信号検出部及び指令ワードデコード
部とを備える。

このようにして光送信部１３より送られた伝送
信号フオーマツトは、光フアイバFB１を通り各
リレー装置２１〜２９へ伝送されるが、各リレー
装置２１〜２９には、光分岐器２１１〜２１９が
具備されているため、その受信部２１３〜２９３
にこれが導かれるようになつている（第２図）。

この子装置の受信部２１３〜２１９には、図示
はしていないが、導かれた光信号を電気信号に復
元する光電変換部、同期ワードの検出部及び指令
ワードデコード部が備えられる。従つて、自己に
当該の指令ワードスロツトを参照し、Ｃ＃１〜Ｃ
＃４に伝送情報があれば、その結果に応じ、保護
リレーユニツト２１５〜２９５にこれを与え内部
のレジスタ等に保持され、整定変更を実施させる
（このとき、リレー機能をロツクさせる機能は勿
論付加されている）。

もし、整定変更指令があつて、幾つかのリレー
要素に対する整定値を全て所定の対応通り内部レ
ジスタ群に格納した後に、整定終了指令がＣ＃４
に与えられたときは、その旨を自動監視部２１６
〜２９６に伝えるようにしている。この伝達によ
り、自動監視部２１６〜２９６の自動点検機能が
起動されるので、上記の新しい整定値を参照した
点検番号が発せられることになる。

いま、２１を送電線の後備保護リレー装置と仮
想した場合の例に、公知例発明に於けるこのとき
の点検方法を第４図を用いて説明する。

即ち、リレー要素がリアクタンスリレー１段
（X1）、２段（X2）及びモーリレー（Ｍ）とで構
成されている例の場合には、夫々の新整定値を参
照し、例えばそれぞれの値の90％及び110％に相
当するラインアングル上のポイントに模擬事故点
が生ずるように（図のｘ１１→ｘ１２→ｘ２１→
ｘ２２→ｍ１→ｍ２と逐次、点検ステツプに従つ
て点検信号を発し、リレーへの系統情報路２９
７，２９８を点検側へ切替えて実施させるように
している。

そして、このときの各リレー要素応動結果及び
自動監視結果の情報は、第２図の子装置の送信部
２１４〜２９４へ、リレーユニツト２１５〜２９
５から与えられるので、該送信部２１４は、既に
受信部２１３が同期ワードを検出したときにその
旨を報知されているので、この同期ワード検出時
点を時間の基準点として自己に与えられたリレー
応動等送信ワードスロツト内のＫ＃１，Ｋ＃２へ
（第３図参照）それらの情報を挿入することがで
きるように構成している。勿論この送信部２１４
には電光変換部も具備させているので、このよう
にして光信号に変換されたＫ＃１，Ｋ＃２の情報
は当該の光挿入器２１２（〜２９４）を介して光
フアイバFB１へ送出され、れが本館１の親装置
受信部１４で受信できる。

このようにして、受信された要素リレーの応動
結果及び自動監視結果は、監視盤１２の図示しな
い表示部へ表示できるから、当直者は、これらの
情報を全て把握できる。

即ち、以上説明した機能により、現場設置した
各リレー装置２１〜２９内のいずれのリレー要素
に対しても、本館から整定変更の指示及びその指
示が確実にリレー装置内で自動的に実施されてい
ることが確認できることがわかる。

第８図は、第２図における２１の内部をより詳
しく説明したものであり、これは前述した事項を
具体的に示した構成となつている。同図におい
て、D₁は光電変換器、LCはレベルチエンジヤ、
SETは整定変更情報転送用信号線、ENDは整定
終了情報転送用信号線、SYDは同期ワード検出
情報転送信号線、ROPはリレー動作情報転送用
信号線、SVSは監視用情報転送用信号線、Ｄは
電光変換器である。

しかし、以上に述べた公知例（特開昭58−
15419号）の提案による方式の場合、光フアイバ
伝送路FB１を介して送られる信号の各保護リレ
ー部に置かれる光分岐器２１１，２２１，…，２
９１および光挿入器２１２，２２２，…，２９２
での減衰量に留意する必要がある。

即ち、いま各分岐器でループ方向への分岐損失
L_LP〔dB〕とステーシヨン方向への分岐損失L_ST
〔dB）とが等しく、コネクタ及びスプライス等の
損失も考慮すると、これらL_LP，L_STの典型的な値
は L_LP＝L_ST＝2L_CN＋2L_SP＋L_K ＝（２×0.5^dB）＋（２×0.1^dB）＋6^dB ＝7.2^dB たゞし、L_CN：光コネクタ（分岐器の両端に
設ける）の損失 L_SP：スプライス損失 L_K：分岐器の分岐損失となる。

また、各装置の挿入器のところでもループ側へ
の通過損失L_TH〔dB〕の損失を受け、典型的な値
は、次の式の結果の通り、4.2^dBである。

L_TH＝2L_CN＋2L_SP＋L_M ＝（２×0.5^dB）＋（２×0.1^dB）3^dB ＝4.2^dB たゞし、L_M：挿入器の通過損失したがつて、前記公知例の第１図のように９つ
の保護リレー装置２１〜２９を有する場合には、
装置２１の出力即ち、挿入器２１２の出力側で
は、入射光量P_INより L_LP＋L_TH＝7.2^dB＋4.2^dB ＝11.4^dB だけの損失を受けることになり、装置２２の出
力、即ち、挿入器２２２の出力側では、２（L_LP＋L_TH）＝22.8^dB 装置２９の出力、即ち、挿入器２９２の出力側で
は９（L_LP＋L_TH）＝102.6^dB だけ、装置２１の入射光量P_INより減衰すること
となる。

通常の場合、発光素子にLEDが使われるが、
その出力は、光フアイバFB１への入射パワーで
考えると、高々P_FIN＝−10dB_n程度のパワーであ
り、光フアイバ伝送路の減衰量を無視したとして
も、装置３の受信レベルP_3INは、 P_3IN＝P_FIN−３（L_LP＋X_TH）＝−10^dBm−３（11.4）^dBm ＝−44.2^dBm となり、光受信回路として通常使用するPIN、
PDの受信限界に近い値となる。

このことは、ループ伝送路の場合、ループの中
に少なくとも３つの装置（３つのステーシヨンと
考えてもよい）を経る毎に光信号を電気信号に変
え、これを増幅するための能動回路を置き、受信
信号を増幅後に光信号に再び変換してループ方向
及びステーシヨン方向へ分岐させる必要があるこ
とを示す。

しかし、ステーシヨンに能動回路を設けること
はそのループ伝送路のシステム信頼度を大きくそ
こなうことになり、この点が前記公知例の大きな
欠点である。

また、このようにシステム内に多くの能動回路
を置くことは、経済的な面でも不利な要因をもた
らすことは云うまでもない。更に、ループ伝送路
方式の場合、それぞれの装置端ごとに受信する信
号レベルが大きく変化するという欠点がある。

また、公知のシステムにおいては、電源が信号
増幅器を必要とする結果、信号の遅延時間が問題
となる。つまり、各ステーシヨンでの電源や信号
増幅器での時間遅れにより、例えば第１ステーシ
ヨンでｔ１、第２ステーシヨンでｔ２、第ｎステ
ーシヨンでtnのように信号遅延を生じる。このた
め、ループ式伝送路全体としては、t1＋t2＋……
tnなる信号遅延を生じ、この補正のために夫々の
ステーシヨン毎に個別の遅延補正回路を必要とす
る。

ところで公知例の変電所の保護においては、デ
ジタル保護継電装置の入力として各端子での電
流、電圧のサンプリングは同期して行われる必要
があり、例えば差動原理の母線保護継電装置にお
いては、各端子のサンプリング時刻に僅かの時間
差（通常20ナノ秒以下であることが要求されてい
る）があつても差電流を生じ、これが誤動作の原
因となる。従つて、ループ式伝送路を用いること
による信号遅延は厳密に補正される必要がある
が、実際問題としては２乃至３Kmにも及ぶループ
式伝送路での遅延を全端子同時サンプリングを可
能とするように遅延させることはかなり困難であ
る。また、仮りに、これを実現させたとしても送
変電設備増設の際には、ループ式伝送路、従つて
システム全体を停止しての再度の調整を必要とす
るために実用的でない。

このように、公知のループ式伝送路を用いたシ
ステムは、各保護継電装置あるいはしや断器の動
作状況を本館に収集する監視システムとしては好
適のシステムであるが、変電所の保護を行わせる
保護リレーシステムとしては、前記の伝送時の信
号減衰、遅延時間補償の点に問題があり、採用で
きない。

〔発明の目的〕

以上のことから本発明においては、信号の減衰
や信号遅延補償が殆ど問題とならず、変電所の保
護リレーシステムとして好適なシステムを提供す
ることを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明のポイントは、 (1) 各情報検出点から全システムに共有の伝送路
に入力される光信号を、全ての端末（情報検出
点位置に併置すると好都合）に対し、ほぼ均一
の信号受信レベルで伝達する（伝送路の中間
に、ともすれば信頼度低下の要因につながりや
すい能動回路による中継増幅器を置かない形で
実現）ことができるようにするため、該共有伝
送路をスターカプラを用いて構成し、その各岐
路の末端に情報検出装置及び保護リレー装置を
置くこと、 (2) 各情報検出装置のうちの１つにマスタクロツ
クを設け、このクロツクを基準に該情報検出装
置で編成した伝送フオーマツト（同期ワードと
これに続くデータワード）を、共有伝送路であ
るスターカプラに向けて送出し、その他の各情
報検出装置では、この伝送フオーマツトに同期
を取つて自端のクロツク回路の同期を規制（修
正）し、自端データのサンプリングと、更には
伝送フオーマツト中の自端データの送信位置
（ワードスロツト）を識別し、その時刻に自端
のサンプリングデータをスターカプラへ向けて
発するように制御させること、 (3) 共有伝送路であるスターカプラの各岐路末端
に設ける保護リレー装置には、データ受信回路
を具備させ、自己の保護機能に関連する全ての
データワードを選択的に共有伝送路から入力で
きるよう構成したこと、にある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の代表的実施例を第１図と第６
図、第７図を用いて説明する。

第１図は、本発明実施例における共有伝送路で
あるスターカプラと情報検出装置および保護リレ
ー装置の接続関係を示す。

図において、FB_STARはスターカプラを中心に、
各岐路が光フアイバケーブルで構成される共有伝
送路を示し、この図の例は第５図の保護範囲に相
応の保護リレーシステムに関連する部分を示して
おり、スターカプラの岐路数は９つの場合を示
す。本発明では、この共有伝送路に、能動回路が
皆無であることが大きな特徴のひとつである。こ
の共有伝送路の各岐路の末端に接続される装置２
１Ｒ，２２Ｒ，〜２９Ｒには、情報検出装置（機
能）及び保護リレー装置（機能）が具備され、そ
の代表的実施例は第６図の如き構成となつてい
る。

このうち情報検出機能２１RSDは、系統の電
流i_a〜i_c，電圧v_a〜v_c等を導くための入力トラン
ス部２１Ｓ１、これらの情報を後述する制御回路
２１Ｓ７からサンプル指令が与えられたとき同時
にサンプリングしホールドするサンプルホルダ群
２１Ｓ２、これらサンプルホルダ群２１Ｓ２の出
力を多重化するためのアナログマルチプレクサ２
１Ｓ３、その出力をデジタル量に変換するAD変
換回路、クロツク源２１Ｓ６、このクロツク源２
１Ｓ６の出力を受けて上記のサンプル指令、多重
化切替指令、AD変換指令などを作成する制御回
路２１Ｓ７、これらの回路によつて得られた系統
情報を直列信号に編成して出力するPS変換回路
２１Ｓ５と、その出力を光信号に変換して出力す
る電光変換器２１Ｓ８などから構成される。この
うち制御回路２１Ｓ７は、後述する保護リレー機
能２１Ｒ・RV側から信号線Ｌ２１１によつて与
えられるクロツク補正信号と前記クロツク源２１
Ｓ６からのクロツク信号をもとに位相制御される
フエーズロツク回路を含み、その出力を各種制御
信号の発生時刻の基準として使用させる。

一方、保護リレー機能２１Ｒ・RVは、デジタ
ル保護リレーユニツト２１Ｒ３を中心に構成さ
れ、端ユニツトは、共存の伝送路から光挿入分岐
器LK２１、及び電光変換器２１Ｒ１を介し受信
した直列信号を閉直変換回路２１Ｒ２によつて、
並列信号に変換後自己の事故判別に必要なデータ
ワードだけを取込で自己の内部メモリに格納され
たプログラムに従つた演算処理を実行して判別で
きる。

上記並直変換回路２１Ｒ２は、受信ビツト情報
や同期ワード検出情報などを信号線Ｌ２１１を介
して情報検出機能２１RSDの制御回路２１Ｓ７
に与え、全系に対しその端子の情報サンプリング
が同期して行なえるようにするためのクロツク補
正信号として使用できるようにしている。

なお、デジタルリレーユニツト２１Ｒ３により
系統事故ありと判定された場合には、出力回路２
１Ｒ４を介してしや断器（図示は省略）にトリツ
プ指令が与えられる。

この端末装置２１Ｒには、光挿入分岐器LK２
１が設けられ、情報検出機能２１RSDの光信号
に編成された伝送路信号を共存伝送路である
F_STARに導くと共に、共存伝送路F_STARに与えられ
る情報を保護リレー機能２１RRVに導く役割を
果させている。

第７図は、各端装置を第６図に示す構成とし、
第１図の如き系統に適用したときの実施例におけ
る前記共有伝送路であるスターカプラF_STAR上の
伝送信号フオーマツトを最上段に示し、各端末の
情報検出機能からの送信信号（２１RSD，２２
RSD，２３RSD，…，２９RSD）を順に示した
ものであり、この図の場合は、各端末から全て３
ワードのデータが送出されるケースを示す。

このような構成とすることにより、 (1) 各端子間を直列経由しないスターカプラネツ
トワークであるため、ネツトワーク上における
信号の減衰が殆ど問題とならない。これをより
定量的に説明すると、ａ９分岐のスターカプラの損失L_STAR≒10dB ｂ各端末から別のある端末への平均的な距離
が、スターカプラを中心に両端へ300m隔つ
ているものと仮定したとき、この光フアイバ
伝送路の伝送損失を含むシステムの伝送損失
L_ST,LINKは、 L_ST,LINK＝L_STAR＋２（L_CN＋L_SP ＋L_K＋L_I＋L_LINE）たゞし、L_STAR，L_CN，L_SP，L_Kは前述した
通りの損失を L_Iは分岐挿入器の挿入損失＝3dB L_LINEは光フアイバの損失＝1dB／Km で求められる。

この典型的な値は、前述の数値を用いて L_ST,LINK＝10＋２｛0.5＋0.1＋６＋３＋（１×0.3）｝ ≒30（dB）となり、送信端での光フアイバへの入射パワー
P_FINを−10dB_nと考えると、各端での受信信号
の光レベルP_IN P_IN＝−10−30＝−40〔dB_n〕となり、ループ伝送路の場合のように共有の伝
送系に能動回路を必要とすることがなく、かつ
また各端が均一の光レベルの信号を受信できる
こともわかる。

(2) この結果、中継増幅器不要であり、信号の遅
延時間も殆ど問題とならない。ちなみに、光伝
送路では１Km当りの信号遅延時間は５ナノ秒程
度であるから、平均して約２Kmの変電所用光伝
送路においては10ナノ秒程度の遅れを生じる
が、これは母線保護継電装置に許容される遅延
時間20ナノ秒よりも短い。従つて、遅延補償は
殆ど不要である。

(3) 全系同期サンプリングが、容易に実現でき
る。

(4) 保護リレーシステムに必要な情報が適宜入手
できる。

(5) 各保護継電装置の構成が標準化できる。

などが理解され、本発明のシステムが実用上優れ
た効果をもつことがわかる。

〔発明の効果〕

以上の本発明によれば信頼度が高く実用性の高
い保護リレーシステムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気所構成とここに設置される本発明
の保護リレーシステムを示す図、第２図は従来公
知の保護リレー用信号伝送システム図、第３図は
伝送信号の１フレームの内容を示す図、第４図は
リレー特性の点検法を説明する図、第５図は電気
所構成とここに設置される公知の保護リレーシス
テムを示す図、第６図は各端末に設置される装置
２１Ｒ〜２９Ｒの詳細構成を示す図、第７図は第
１図の保護リレーシステムとするときの信号伝送
方式を説明するための図であり、第８図は第２図
回路の一部を詳細に説明するための図である。２１Ｒ〜２９Ｒ…端末装置、FB_STAR…スターカ
プラ信号伝送路。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の母線と、母線に接続された送電線並び
に変圧器と、複数の母線間に設けられた母線連絡
用しや断器と、母線と送電線間に設けられた送電
線接続用しや断器と、母線と変圧器間に設けられ
た変圧器接続用しや断器とが配置される変電所構
内で使用される保護リレーシステムであつて、この変電所保護継電システムは前記変電所構内
に設置された母線保護用継電装置と、送電線保護
用継電装置と、変圧器保護用継電装置とを有し、
かつこれらの保護継電装置間に設置されたスター
カプラネツトワークを含み、スターカプラネツトワーク上には、同期ワード
とこれに続くデータワードよりなる信号フレーム
を定期的にスターカプラネツトワークに送出する
手段が設けられ、スターカプラネツトワークに結合された各保護
継電装置は、情報検出部と保護リレー部とを有
し、各保護継電装置の情報検出部では前記信号フレ
ーム中の同期ワードに同期して自己端子の電流、
電圧を同時サンプリングし、同時サンプリングの
結果得られた電流、電圧信号を、当該周期の同期
ワードに続くデータワード中の自己の端子に約束
された位置に乗せたスターカプラネツトワークに
送出し、各保護継電装置の保護リレー部では、スターカ
プラネツトワークからのデータワード中の情報の
うち自己の事故判定に必要な情報を選択して入手
し、該当のしや断器に引外し指令を与えることを特徴とする変電所の保護リレーシステム。