保护继电系统以及保护继电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及保护继电系统以及保护继电装置。
【背景技术】
[0002]以往，使用了通过检测/消除在构成电力系统的输电线、母线、以及变压器等电力系统设备中发生了的事故来保护电力系统设备的保护继电系统。例如，有在保护输电线的保护继电系统中在电力系统的区间端具备保护继电装置，通过传送路连接各个保护继电装置之间，根据各端子处的电量信息检测事故的技术。
[0003]即使在保护继电装置中，进行输电线的保护的电流差动继电装置在本端子处取得电流值信息，经由传送路向对方端子发送电流值信息。然后，接收到电流值信息的对方端子的保护继电装置根据在本端子处取得了的电流值信息与经由传送路接收到的电流值信息的差分，检测输电线的事故。各端子处的电流差动继电装置的时刻(采样定时)需要高精度地同步。
[0004]关于以往的保护继电系统中的保护继电装置之间的传送，以往通过应用54Kbps?1.5Mbps左右的微波、光线路，相互传送同步帧，实现了高精度的同步。另外，近年来，研宄了代替微波、光线路而应用更高速且在维护方面、成本方面有利的以太网(注册商标)等通用网络。在使用通用网络的保护继电系统中，经由中继装置在多个保护继电装置之间进行通信，所以在该中继装置中同步帧的处理定时与其他帧的处理定时重叠，同步帧的传送时间有时发生延迟。
[0005]如果同步帧的传送时间延迟，则在保护继电装置之间的去路的传送时间和归路的传送时间中发生差异，同步精度降低。如果同步精度降低，则在电流差动继电装置中按照不同的采样定时执行差动运算，所以有可能发生误动作。
[0006]专利文献1:日本特开2010-56947号公报
【发明内容】
[0007]本发明的实施方式的目的在于，提供一种能够实现装置之间的高精度的时刻同步的保护继电系统以及保护继电装置。
[0008]本发明的实施方式涉及一种保护继电系统，具备多个根据电力系统的电量数据进行电力系统的保护的保护继电装置，在所述保护继电装置之间使用网络进行通信。所述保护继电装置具备:时钟部，定期地记录对电力系统的电量进行采样的定时；继电器运算部，根据采样而得到的所述电量数据、和经所述网络接收到的电量数据，进行继电器运算；随机数制作部，制作随机数；以及同步帧处理部，根据由所述随机数制作部制作了的随机数，决定将同步帧经由所述网络发送到其他保护继电装置的定时。
【附图说明】
[0009]图1是示出第I实施方式的保护继电系统的结构的框图。
[0010]图2是示出第I实施方式的保护继电装置的内部结构的功能框图。
[0011]图3是示出使第I实施方式的时钟部113同步时的动作的图。
[0012]图4是示出发送第I实施方式的同步帧的定时的图。
[0013]图5是示出第2实施方式的保护继电装置的内部结构的功能框图。
[0014]图6是示出发送第2实施方式的同步帧的定时的图。
[0015]图7是示出第3实施方式的保护继电系统的结构的框图。
[0016]图8是示出第3实施方式的保护继电装置的内部结构的功能框图。
[0017]符号说明
[0018]1:保护继电系统；2-1?2-3:端子；3-1?3-3:变流器；4:输电线;11_1?11-3:保护继电装置；12_1?12-2:中继设备；13-1?13-4:网络；111:输入变换部；112:A/D变换部；113:时钟部；114:电量帧处理部；115:通信部；116:继电器运算部；117:同步帧处理部；118:随机数制作部。
【具体实施方式】
[0019]参照附图，说明本发明的实施方式的保护继电系统以及保护继电装置。
[0020](第I实施方式)
[0021]使用图1，说明本发明的第I实施方式的保护继电系统的结构。图1是示出保护3个端子的输电线的保护继电系统的框图。
[0022]保护继电系统I具备保护继电装置11-1?11-3、中继设备12_1?12_2以及网络13-1 ?13-4 ο
[0023]保护继电装置11-1?11-3分别与在端子2-1?2_3附近设置了的变流器3_1?
3-3连接，取得电量数据。另外，保护继电装置11-1?11-3分别经由网络13-1?13_4以及中继设备12-1?12-2进行通信，进行数据帧的发送接收。此处，在保护继电装置11-1?11-3之间发送接收的数据帧是包括由变流器3-1?3-3取得了的电量数据的电量帧、用于进行各个保护继电装置11-1?11-3之间的时刻同步的同步帧。
[0024]使用图2，说明保护继电装置11-1的内部结构。图2是示出保护继电装置11-1的功能结构的功能框图。
[0025]保护继电装置11-1具备输入变换部111、模拟数字变换部(以下、A/D变换部)112、时钟部113、电量帧处理部114、通信部115、继电器运算部116、同步帧处理部117、以及随机数制作部118。在端子2-2、2-3中设置的保护继电装置11-2、11-3都具备与保护继电装置11-1同样的结构，所以以下的说明省略。
[0026]输入变换部111将由变流器3-1取得了的电量数据作为模拟数据输入。
[0027]A/D变换部112与时钟部113定期地记录的采样定时相符合地对输入到输入变换部111的模拟数据的电量数据进行采样，变换为数字数据。
[0028]电量帧处理部114将通过A/D变换部112变换为数字数据的电量数据经由通信部115、网络13-1、其他中继设备，作为电量帧发送到保护继电装置11-2、11-3。另外，电量帧处理部114经由网络13-1、通信部115接收从保护继电装置11-2、11-3发送了的数字数据的电量帧。在此处接收的电量帧中，储存由端子2-2、2-3的变流器3-2、3-3取得了的电量数据。
[0029]继电器运算部116根据由A/D变换部112进行了数字变换的端子2_1的电量数据、和由电量帧处理部114接收到的电量帧中储存了的端子2-2、2-3的电量数据，进行电流差动运算。
[0030]同步帧处理部117经由通信部115、网络13-1对保护继电装置11_2、11_3发送同步帧。此处，发送同步帧的定时(TO)是在从采样定时起恒定时间(Tl)后的变动容许时间(T2)内，根据由随机数制作部118制作了的随机数来决定。另外，同步帧处理部117从保护继电装置11-2、11-3经由网络13-1、通信部115接收同步帧，校正时钟部113。
[0031]此处，使用图3，说明校正时钟部113时的保护继电装置11-1、11-2的动作。图3记载将保护继电装置11-1设为从属端、将保护继电装置11-2设为主端，使从属端的时钟部113与主端的未图示的时钟部同步时的动作。保护继电装置11-1、11_2相互发送接收的同步帧被分成轮询(Poll)帧、同步请求(Req)帧、同步响应(Resp)帧、以及发送时刻通知(FoI1wUP)帧这4个类别。
[0032]Poll帧是从主端发送到从属端，向从属端提供同步通信的许可的信号。Req帧是从从属端发送到主端，表示同步通信的开始的信号。Resp帧是从主端发送到从属端，表示针对Req帧的响应的响应回送信号。FollowUp帧是从主端发送到从属端，对从属端通知Resp帧的发送时刻的信号。
[0033]相互发送接收上述4种帧，通过下述(I)式，计算单程的传送延迟时间Td。此处，假设为上行的传送延迟时间和下行的传送延迟时间相等而计算。
[0034]Td= {(Τ2-Τ1) + (Τ4-Τ3)}/2.??⑴式
[0035]根据计算出的传送延迟时间(Td)，通过下述(2)式，计算保护继电装置11-1、11_2各自的时钟部之间的同步误差(ΔΤ)。
[0036]ΔΤ = (T2-Tl)_Td...(2)式
[0037]通过针对时钟部113加上或者减去此处所计算出的同步误差(ΔΤ)，完成校正。
[0038]接下来，图4示出从通信部115对网络13-1发送的电量帧以及同步帧的发送定时。在取得电量数据