数字式继电保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种数字式继电保护装置，在取样同步中利用从ＧＰＳ接收机输出的固定周期脉冲。ＧＰＳ接收机从ＧＰＳ卫星接收电波，输出固定周期脉冲。另一方面，时钟振荡器输出各时钟信号，以该时钟信号为基础，取样脉冲发生装置产生规定频率的取样脉冲。为此，测量从ＧＰＳ接收机发出的固定周期脉冲和取样脉冲发生装置输出的取样脉冲间的差，根据该定时差，修正上述取样脉冲发生装置输出的取样脉冲的频率，根据该修正的取样脉冲，得到电力系统的各端电量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于利用GPS(Global Positioning Sytem)全球定位系统而获取得取样同步的数字式继电保护装置。
技术介绍
众所周知的继电保护装置，是对电力系统、例如输电线的各端子的电流进行取样，为对由此得到的电量数据相互授受保护而进行计算。这种继电保护装置需要在各端子上按同一时钟进行取样。例如在美国专利4,612,594(特公平1-890号)、及美国专利4,470,093(特公平1-24014号)中提出了取样时刻同步方法。下面用图对现有技术的原理进行说明。附图说明图18(a)表示了在一方的端子(主端)和另一方的端子(辅端)上，都按固定的取样周期T进行取样，但在主端和辅端产生了ΔT同步偏差的状态，首先辅端将同步信号(取样同步标志)和电量数据一起发送给主端(FO)。在主端，从自装置的取样定时，测定取样同步标志所包含的数据接收定时Tm，并将取样同步标志和测量的Tm与电量数据一起返送回辅端(F1)。然后在辅端，与主端一样从自装置的取样定时，测量取样同步标志所包含的数据接收定时Ts，同时读出在主端测量的到达定时Tm。在此，当辅端的发送数据到达主端的上行的传输延迟时间和主端的发送数据到达辅端的下行的传输延迟时间都是Td相等时，进行以下的说明。传输延迟时间Td可以利用主端或辅端测量的Tm或Ts和同步误差ΔT及取样周期T，各按以下各式表示。Td＝Tm+ΔT+iT ……(1)Td＝Ts-ΔT+jT ……(2)2ΔT＝Ts-Tm+(j-i)T……(3)ΔT＝(Ts-Tm)/2……(4)其中i整数(在图19(a)时i＝1)j整数Ts＜Tm时j＝i+1、Ts≥Tm时j＝1)从(1)式和(2)式，求出(3)式。当Ts＜Tm时，如果将Ts+T作为新的Ts，则可以消除(3)式的(j-i)T项(即，T的倍数)。并且，(3)式可表示为(4)式。从而在辅端，对(4)式进行计算，调节辅端的取样定时，以使ΔT大体为零，从而使独立的二装置间的取样定时相同。图18(a)表示主端和辅端取样定时一致的状态。辅端的继电保护装置测量从发出取样同步标志到由主端返回的取样周期数T0，从该T0和前面测定的Ts及取样周期T，由(5)式计算出传输延迟时间Td。Td＝T0/2-T+Ts……(5)这样，为了判断从对方端的继电保护装置发送来的数据对自端的继电保护装置的取样时刻、是多大程度被延迟了的数据，可以使用同一时刻取样的各数据进行运算。从以上的结果可知，根据采用现有的取样同步方法的数字式继电保护装置，通过与电量数据一起相互传输取样同步标志(フラゲ)、及接收定时等的同步控制用数据，可以使用同一定时的取样和同一时刻的各取样数据进行运算。(专利技术要解决的课题)利用现有的取样同步方法的数字式继电保护装置的第1个问题是，为了根据上述原理进行取样同步控制，需要在传输数据中附加同步控制用数据，并且为了确立同步控制，传输数据的上行和下行传输延迟时间必须是相同的。而第2个问题是，即使上行和下行的传输延迟时间是相同时，在传输延迟时间进行变动那样的传输通路及传输方式的情况下，由于取样同步偏差每次都要发生，所以继电保护装置的工作率降低。为此，在利用现有的同步方法的数字式继电保护装置中，使用了满足传输延迟时间等的限制的继电保护装置专用的传输通路。本专利技术鉴于以上情况，其目的在于提供一种数字式继电保护装置，通过在取样同步中利用从GPS接收机输出的固定周期脉冲，容易进行继电保护装置的同步控制，并且缓解对数据传输的传输延迟时间的限制，提高对传输通路及传输方式的自由度。专利技术的内容本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置包括GPS接收机，从GPS卫星接收电波，输出固定周期的脉冲；时钟振荡器，产生作为上述电量的取样定时基础的时钟信号；取样脉冲发生装置，以上述时钟振荡器输出的时钟信号为基础，产生规定频率的取样脉冲；定时差测量装置，用于测量从上述GPS接收机输出的固定周期脉冲与上述取样脉冲发生装置输出的取样脉冲间的定时差；修正装置，根据由上述定时差发生装置测量的定时差，对上述取样脉冲发生装置输出的取样脉冲频率进行修正；模拟/数字变换装置，根据从上述取样脉冲发生装置所得到的取样脉冲，对电力系统的电量进行取样，得到电量数据；传输装置，对上述模拟/数字变换装置所得到电量数据，在与其他的继电保护装置之间进行发送接收；运算装置，使用从上述模拟/数字变换装置所得到电量数据和从上述传输装置所得到的其他继电保护装置输出的电量数据，进行规定的运算；及输出装置，根据上述运算装置的运算结果，进行规定的输出。本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置，由于使取样脉冲同步于GPS卫星发送的信号，所以可以在各独立的多数继电保护装置之间使取样定时相同，而与数据传输时的传输延迟时间及上行和下行时间差无关。本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置，其特征在于具有计算装置，用于计算由上述运算装置从上述从模拟/数字变换装置所得到的自装置的电流数据、与从上述传输装置所得到的其他装置的电流数据的向量和，即差电流；当从GPS卫星发出的电波中途切断时，或者从上述GPS接收机不能输出固定周期脉冲时，对上述时钟振荡器产生的时钟信号频率进行修正，使已经计算的差电流大体为零，或者变为与事前计算的值相近似的值。本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置，其特征在于具有计算装置，用于计算由上述运算装置从上述从模拟/数字变换装置所得到的自装置的电流数据、与从上述传输装置所得到的其他装置的电流数据的相位差；当从GPS卫星发出的电波中途切断时，或者从上述GPS接收机不能输出固定周期脉冲时，对上述时钟振荡器产生的时钟信号频率进行修正，使已经计算的相位差大体为零，或者变为与事前计算的值近似的值。本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置，其特征在于包括对相对的继电保护装置间的传输信号接收定时进行测量的装置；将上述测量的接收定时传输给对方端的装置；及以自端和对方端测量的传输信号的接收定时为基础，运算相对的装置间的传输延迟时间的装置；当从GPS卫星发出的电波中途切断时，或者从上述GPS接收机不能输出固定周期脉冲时，以上述运算的传输延迟时间为基础，修正各装置间的取样定时的偏差。本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置，其特征在于包括对相对的继电保护装置间的传输信号接收定时进行测量的装置；及通过在自端测量的传输信号的接收定时，运算从对方的装置产生的传输延迟时间的装置；在从GPS接收机正常输出固定周期脉冲期间，对传输延迟时间进行运算·记录，当从GPS卫星发出的电波中途切断时，或者从上述GPS接收机不能输出固定周期脉冲时，从已经记录的传输延迟时间和现在的数据接收定时，修正从上述取样同步装置输出的取样脉冲。本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置，其特征在于包括从外部输入设定值的装置；及对设定值和内部数据进行条件判断的装置；当从GPS卫星发出的电波中途切断时，或者从上述GPS接收机不能输出固定周期脉冲时，经过一定时间、或产生超过一定值以上的差电流及相位差，从对方端输出的信号在到达时刻发生急变时所具有的预先设定的条件已成立时，判断为各装置间的取样定时的同时性消失，并且实施防止从上述输出装置误输出的处理。本专利技术的所涉及的数字式继电保护装置，其特征在于在自端或对方端的任一个以上的端子上，当从GPS卫星发出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式继电保护装置，其在变电站等处设置多台，用于电力系统的保护、控制，使用以同一定时对电力系统的电量进行取样的数据，其特征在于包括：ＧＰＳ接收机，从ＧＰＳ卫星接收电波，输出固定周期的脉冲；时钟振荡器，产生作为上述电量的取样定时基 础的时钟信号；取样脉冲发生装置，以上述时钟振荡器输出的时钟信号为基础，产生规定频率的取样脉冲；定时差测量装置，用于测量从上述ＧＰＳ接收机输出的固定周期脉冲与上述取样脉冲发生装置输出的取样脉冲间的定时差；修正装置，根据由上述定时差 发生装置测量的定时差，对上述取样脉冲发生装置输出的取样脉冲频率进行修正；模拟／数字变换装置，根据从上述取样脉冲发生装置所得到的取样脉冲，对电力系统的电量进行取样，得到电量数据；传输装置，将上述模拟／数字变换装置所得到电量数据，在与其 他的继电保护装置之间进行发送接收；运算装置，使用从上述模拟／数字变换装置所得到电量数据、和从上述传输装置所得到的其他继电保护装置输出的电量数据，进行规定的运算；及输出装置，根据上述运算装置的运算结果，进行规定的输出。

【技术特征摘要】
JP 2000-10-6 307227/20001.一种数字式继电保护装置，其在变电站等处设置多台，用于电力系统的保护、控制，使用以同一定时对电力系统的电量进行取样的数据，其特征在于包括GPS接收机，从GPS卫星接收电波，输出固定周期的脉冲；时钟振荡器，产生作为上述电量的取样定时基础的时钟信号；取样脉冲发生装置，以上述时钟振荡器输出的时钟信号为基础，产生规定频率的取样脉冲；定时差测量装置，用于测量从上述GPS接收机输出的固定周期脉冲与上述取样脉冲发生装置输出的取样脉冲间的定时差；修正装置，根据由上述定时差发生装置测量的定时差，对上述取样脉冲发生装置输出的取样脉冲频率进行修正；模拟/数字变换装置，根据从上述取样脉冲发生装置所得到的取样脉冲，对电力系统的电量进行取样，得到电量数据；传输装置，将上述模拟/数字变换装置所得到电量数据，在与其他的继电保护装置之间进行发送接收；运算装置，使用从上述模拟/数字变换装置所得到电量数据、和从上述传输装置所得到的其他继电保护装置输出的电量数据，进行规定的运算；及输出装置，根据上述运算装置的运算结果，进行规定的输出。2.如权利要求1记载的数字式继电保护装置，其特征在于具有计算装置，用于计算由上述运算装置从上述从模拟/数字变换装置所得到的自装置的电流数据、与从上述传输装置所得到的其他装置的电流数据的向量和，即差电流；当从GPS卫星发出的电波中途切断时，或者从上述GPS接收机不能输出固定周期脉冲时，对上述时钟振荡器产生的时钟信号频率进行修正，使已经计算的差电流大体为零，或者成为与事前计算的值近似的值。3.如权利要求1记载的数字式继电保护装置，其特征在于具有计算装置，用于计算由上述运算装置从上述从模拟/数字变换装置所得到的自装置的电流数据、与从上述传输装置所得到的其他装置的电流数据的相位差；当从GPS卫星发出的电波中途切断时，或者从上述GPS接收机不能输出固定周期脉冲时，对上述时钟振荡器产生的时钟信号频率进行修正，使已经计算的相位差大体为零，或者为与事前计算的值相近似的值。4.如权利要求1记载的数字式继电保护装置，其特征在于包括测量对置的继电保护装置间的传输信号的接收定时的装置；将上述测量的接收定时传输给对方端的装置；及以自端和对方端测量的传输信号的接收定时为基础，运算相对的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉浦秀昌，首藤逸生，伊藤八大，嵯峨正道，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]