專利名稱：電流差動(dòng)繼電裝置和其信號(hào)處理方法以及輸電線保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保護(hù)電力系統(tǒng)的輸電線的電流差動(dòng)繼電裝置，尤其涉及通 過兩個(gè)傳輸路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的電流差動(dòng)繼電裝置。
背景技術(shù)：
以往提出了為保護(hù)電力系統(tǒng)的輸電線而使用電流差動(dòng)繼電裝置的各種
系統(tǒng)。圖4是作為這種以往的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的、尤其是將傳輸路徑雙重 化的傳輸路徑雙重化方式的系統(tǒng)示例的結(jié)構(gòu)圖。
在圖4所示的輸電線保護(hù)系統(tǒng)中，兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置l (la、 lb) 分別設(shè)置在雙端子輸電線2的各端子3 (從動(dòng)端3a和主動(dòng)端3b)上，從各 端子3的電流互感器4 (4a、 4b)取得系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)，并通過兩個(gè)傳輸路 徑5、 6相互連接，從而相互收發(fā)各自端子上的電量數(shù)據(jù)，由此來進(jìn)行電流 差動(dòng)運(yùn)算。
圖4中的表示各構(gòu)成要素的參考標(biāo)號(hào)的末尾所附加的英文字母"a"、 "b"是為了區(qū)分開雙端子輸電線2的從動(dòng)端3a和主動(dòng)端3b以及分別設(shè)置 在這些端子3a、 3b上的兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置la、 lb而使用的。在此情 況下，兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置la、 lb的結(jié)構(gòu)除一部分以外幾乎相同，并且， 除附加的英文字母"a"、 "b"之外以相同的參考標(biāo)號(hào)所表示的構(gòu)成要素具 有相同的結(jié)構(gòu)。因此，在下面的說明中，從簡便的角度出發(fā)，只有在上述 那樣需要明確地進(jìn)行區(qū)別時(shí)才標(biāo)注附加字母"a"、 "b",而在不需要進(jìn)行區(qū) 別時(shí)則適當(dāng)進(jìn)行省略。
電流差動(dòng)繼電裝置1首先包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元(A/D轉(zhuǎn)換單元)11， 其從電流互感器4中以模擬輸入的方式取得系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)，然后對(duì)該系 統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換；接收切換單元12，其進(jìn)行兩個(gè)傳輸路徑5、 6的接收切換；以及傳輸單元13，其通過該接收切換單元12與其他端的電 流差動(dòng)繼電裝置1進(jìn)行通信。在所述傳輸單元13中設(shè)有檢測傳輸路徑5、 6 的傳輸不良的擾動(dòng)檢測部131。
在該圖4所示的以往的傳輸路徑雙重化方式中，傳輸單元13從由接收 切換單元12進(jìn)行接收切換所對(duì)應(yīng)的接收側(cè)傳輸路徑接收數(shù)據(jù)，并向兩個(gè)傳 輸路徑5、 6并行發(fā)送數(shù)據(jù)。并且，當(dāng)由擾動(dòng)檢測部131檢測出當(dāng)前接收側(cè) 傳輸路徑的傳輸不良時(shí)，向接收切換單元12傳遞表示該傳輸不良的傳輸不 良檢測信號(hào)以使其進(jìn)行接收切換。對(duì)于傳輸路徑雙重化方式將在后面進(jìn)行 詳細(xì)的說明。
電流差動(dòng)繼電裝置1還包括電流差動(dòng)運(yùn)算單元14，其從模/數(shù)轉(zhuǎn)換單 元11取得本端的電量數(shù)據(jù)，并取得通過傳輸單元13接收的其他端的電量 數(shù)據(jù)，并使用這些電量數(shù)據(jù)進(jìn)行電流差動(dòng)運(yùn)算；順序運(yùn)算單元15，其使用 電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來進(jìn)行邏輯順序處理，并生成跳閘信號(hào)；以及輸出單元 16，其向本端的斷路器7輸出所生成的跳閘信號(hào)。電流差動(dòng)運(yùn)算單元14具 體地使用87繼電器等。
而且，從動(dòng)端3a的電流差動(dòng)繼電裝置la具有定時(shí)差測量單元17a， 其測量采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差；修正單元18a，其基于所測量的定時(shí)差來計(jì)算 用于與主動(dòng)端3b的采樣脈沖信號(hào)取同步的修正量；以及采樣脈沖生成單元 19a，其生成與主動(dòng)端3b采樣同步后的采樣脈沖信號(hào)，并將該采樣脈沖信 號(hào)傳遞給模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元lla。相對(duì)于此，主動(dòng)端3b的電流差動(dòng)繼電裝置lb 只具有定時(shí)差測量單元17b和采樣脈沖生成單元19b。
在這種圖4所示的輸電線保護(hù)系統(tǒng)中，為了取得系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)，從 采樣脈沖生成單元19向模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元11傳遞采樣脈沖信號(hào)，但從動(dòng)端3a 的電流差動(dòng)繼電裝置la中的采樣脈沖信號(hào)通過修正單元18a而與主動(dòng)端3b 的采樣脈沖信號(hào)取同步。定時(shí)差測量單元17a、 17b根據(jù)來自通過接收切換 單元12而相連的傳輸路徑的數(shù)據(jù)，計(jì)算采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差。
這里，在從動(dòng)端3a的電流差動(dòng)繼電裝置la中，基于從動(dòng)端3a和主動(dòng) 端3b的定時(shí)差，通過修正單元18a算出用于與主動(dòng)端3b的采樣脈沖信號(hào) 取同步的采樣脈沖信號(hào)修正量，并通過采樣脈沖生成單元19a生成與主動(dòng) 端3b采樣同步后的采樣脈沖信號(hào)。
作為具體的采樣脈沖同步方法，例如有專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2中所 述的技術(shù)。
下面，利用圖5 (a)以及5 (b)，對(duì)主動(dòng)端和從動(dòng)端的電流差動(dòng)繼電 裝置中的采樣脈沖同步原理進(jìn)行說明。在圖5 (a)、 5 (b)以及下面的說明 中，從簡便的角度出發(fā)，將"主動(dòng)端的電流差動(dòng)繼電裝置"和"從動(dòng)端的 電流差動(dòng)繼電裝置"簡稱為"主動(dòng)端"和"從動(dòng)端"，同樣將"電流差動(dòng)繼 電裝置"簡稱為"裝置"。
圖5 (a)示出了雖在一側(cè)端子(主動(dòng)端)和另一側(cè)端子(從動(dòng)端)均 以一定的采樣周期T進(jìn)行了采樣但在主動(dòng)端和從動(dòng)端卻產(chǎn)生了 AT的采樣 脈沖信號(hào)定時(shí)差的狀態(tài)。
在圖5 (a)中，首先，從動(dòng)端向主動(dòng)端發(fā)送電量數(shù)據(jù)以及同步信號(hào)(采 樣同步標(biāo)志)(F0)。主動(dòng)端測量從本裝置的采樣定時(shí)到包含采樣脈沖標(biāo)志 的數(shù)據(jù)的接收定時(shí)為止的接收定時(shí)差Tm，并將采樣同步標(biāo)志和所測量的接 收定時(shí)差Tm與電量數(shù)據(jù)一并回送給從動(dòng)端(Fl)。
接著，從動(dòng)端與主動(dòng)端同樣地測量從本裝置的采樣定時(shí)到包含采樣脈 沖標(biāo)志的數(shù)據(jù)的接收定時(shí)為止的接收定時(shí)差Ts,并讀取在主動(dòng)端測量的接 收定時(shí)差Tm。
這里，當(dāng)假定從動(dòng)端的發(fā)送數(shù)據(jù)到達(dá)主動(dòng)端為止的上行傳輸延遲時(shí)間 和主動(dòng)端的發(fā)送數(shù)據(jù)到達(dá)從動(dòng)端為止的下行傳輸延遲時(shí)間相同、即均為Td 時(shí)，所述傳輸延遲時(shí)間Td可利用在主動(dòng)端或從動(dòng)端測量的接收定時(shí)差Tm 或接收定時(shí)差Ts、釆樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T、以及采樣周期T，并分別通過 下述公式(1)、 (2)來表示。
Td=Tm+AT+iT...... (1)
Td=Ts-AT+jT...... (2)
其中，i、 j均為整數(shù)，在圖5 (a)、 5 (b)的情況下i-l， j-2。 這里，當(dāng)取公式(1)和公式(2)的差并針對(duì)AT進(jìn)行整理時(shí)，可得 到下述公式(3)。
2AT=Ts-Tm+ (j-i) T...... (3)
此外，由于采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù) T具有總是小于采樣周期T的性質(zhì)， 因此可刪除公式(3)中的(j-i) T項(xiàng)(即、T的倍數(shù))，因此從公式(3) 可得到下述的采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T的計(jì)算公式(4)。AT- (Ts-Tm) /2...... (4)
因此，在從動(dòng)端計(jì)算上述公式(4)，并錯(cuò)開從動(dòng)端的采樣定時(shí)，以使 采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T幾乎為零，由此可使主動(dòng)端和從動(dòng)端的彼此獨(dú)立 的兩個(gè)裝置間的采樣定時(shí)相同。此外，在主動(dòng)端，所求出的采樣脈沖信號(hào) 定時(shí)差只是用來判斷是否取得采樣同步，并不進(jìn)行采樣脈沖的修正。
圖5 (b)示出了主動(dòng)端和從動(dòng)端的采樣定時(shí)一致的狀態(tài)。此時(shí)，從動(dòng) 端測量從送出采樣同步標(biāo)志開始到由主動(dòng)端返回采樣同步標(biāo)志為止的采樣 周期數(shù)T0，并根據(jù)該采樣周期數(shù)TO、先前測量的定時(shí)差Ts以及采樣周期 T通過下述公式來計(jì)算傳輸延遲時(shí)間Td。
Td=T0/2-T+Ts...... (5)
在從動(dòng)端，通過該公式(5)來判斷從主動(dòng)端發(fā)來的數(shù)據(jù)是相對(duì)于本端 的采樣定時(shí)延遲了多少的數(shù)據(jù)，因此可使用分別在從動(dòng)端和主動(dòng)端于同一 時(shí)刻所采樣的數(shù)據(jù)來進(jìn)行運(yùn)算。
下面，對(duì)圖4所示的傳輸路徑雙重化方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。 通常在利用傳輸路徑來保護(hù)輸電線的電流差動(dòng)繼電裝置中，其運(yùn)行率 (保護(hù)功能正常起作用的時(shí)間概率)很大地依賴于傳輸路徑的質(zhì)量。艮P， 一旦在傳輸路徑中發(fā)生傳輸不良，則電流差動(dòng)繼電裝置基本上就會(huì)鎖定電 流差動(dòng)運(yùn)算單元來防止誤動(dòng)作，因此保護(hù)功能停止工作，從而運(yùn)行率會(huì)下 降相應(yīng)的量。
對(duì)此，傳輸路徑雙重化方式是為了在利用質(zhì)量不夠理想的傳輸路徑的 情況下也能縮短電流差動(dòng)繼電裝置的功能停止時(shí)間來提高電流差動(dòng)繼電裝 置的運(yùn)行率而提出的方式，在該方式中，通過雙重化后的傳輸路徑而將設(shè) 置于兩個(gè)端子上的兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置彼此連接起來。
在圖4所示的以往的傳輸路徑雙重化方式中，將傳輸路徑通過兩個(gè)傳 輸路徑5、 6來雙重化，并將其中一個(gè)傳輸路徑設(shè)為常用的，另一個(gè)設(shè)為備 用的。這里，作為一個(gè)例子，對(duì)將傳輸路徑5設(shè)為常用并將傳輸路徑6設(shè) 為備用的場合進(jìn)行說明。此外，發(fā)送信號(hào)并行輸出給兩個(gè)傳輸路徑5、 6。
在上述圖4所示的電流差動(dòng)繼電裝置la、 lb中，通常通過電流差動(dòng)繼 電裝置la、 lb的接收切換單元12a、 12b來將傳輸單元13a、 13b連接在常
用的傳輸路徑5上，由此經(jīng)由常用的傳輸路徑5來接收來自其他端的數(shù)據(jù)， 但一旦在常用的傳輸路徑5上發(fā)生傳輸不良，則電流差動(dòng)運(yùn)算單元14a、14b 就被鎖定。
當(dāng)在常用的傳輸路徑5上發(fā)生了傳輸不良時(shí)，為了防止傳輸路徑的過 度頻繁的接收切換，例如設(shè)置10秒左右的確認(rèn)時(shí)間。在該確認(rèn)時(shí)間內(nèi)，傳 輸單元13a、 13b的擾動(dòng)檢測部131a、 131b檢測傳輸路徑的擾動(dòng)，并判斷 是否需要進(jìn)行傳輸路徑的接收切換，并且在需要進(jìn)行接收切換時(shí)，向接收 切換單元12a、 12b傳遞傳輸不良檢測信號(hào)，從而接收切換單元12a、 12b 自動(dòng)地從常用的傳輸路徑5向備用的傳輸路徑6進(jìn)行接收切換。通過該接 收切換，能夠解除電流差動(dòng)運(yùn)算單元14a、 14b的鎖定來繼續(xù)進(jìn)行電流差動(dòng) 運(yùn)算。
當(dāng)采用這樣的接收切換方式時(shí)，即便是用于單一傳輸路徑的電流差動(dòng) 繼電裝置，也不用對(duì)傳輸控制以及電流差動(dòng)運(yùn)算的結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何改變，而 是只通過設(shè)置傳輸路徑的接收切換單元，就能夠容易地用于傳輸路徑雙重 化方式中，這一點(diǎn)在安裝方面具有很大的優(yōu)點(diǎn)。
此外，如上述采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T的計(jì)算公式(4)所示，采樣 脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T不依賴于傳輸路徑的傳輸延遲時(shí)間Td。因此，即便一 個(gè)傳輸路徑5和另一個(gè)傳輸路徑6的傳輸延遲時(shí)間互不相同，分別為Tdl、 Td2,也可通過各自的接收定時(shí)Tsl、 Tml以及Ts2、 Tm2,如下述公式(6) ~ (13)所示那樣求出相同的采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T。
因此，當(dāng)進(jìn)行傳輸路徑的接收切換時(shí)，即便兩個(gè)傳輸路徑5、 6的傳輸 延遲時(shí)間互不相同，也不需要重新引入采樣信號(hào)(例如，當(dāng)在采樣脈沖信 號(hào)定時(shí)差A(yù)TK)的情況下進(jìn)行了傳輸路徑的接收切換時(shí)，如果去掉因傳輸 不良而釆樣同步中斷的期間內(nèi)的滑步，則在切換后的傳輸中重新計(jì)算的采 樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T也將為0)。
選擇傳輸路徑5時(shí)
Tdl=Tml+AT+iT……(6)
Tdl=Tsl_AT+jT...... (7)
△T= (Tsl-Tml) /2……(8)
Tdl=T0/2-T+Tsl...... (9)
選擇傳輸路徑6時(shí)
Td2=Tm2+AT+iT...... (10)
Td2=Ts2-AT+jT...... (11)
AT= (Ts2-Tm2) /2(12) Td2=T0/2-T+Ts2...... (13)
專利文獻(xiàn)l:日本特公平1-890號(hào)； 專利文獻(xiàn)2:日本特公平1-24014號(hào)。
在如上所述的以往的傳輸路徑雙重化方式的輸電線保護(hù)系統(tǒng)中，如前 所述，為了防止傳輸路徑的過度頻繁的接收切換，需要為傳輸路徑的接收 切換設(shè)置確認(rèn)時(shí)間，但是，當(dāng)在常用的傳輸路徑上發(fā)生了傳輸不良時(shí)，在 完成向備用的傳輸路徑的接收切換為止的確認(rèn)時(shí)間的期間內(nèi)，電流差動(dòng)繼 電裝置的輸電線保護(hù)功能將會(huì)停止。
艮P，在圖4所示的以往的輸電線保護(hù)系統(tǒng)中，在常用的傳輸路徑上發(fā) 生了傳輸不良時(shí)，如前所述，需要在確認(rèn)時(shí)間內(nèi)，由傳輸單元13a、 13b的 擾動(dòng)檢測部131a、 131b檢測傳輸路徑的擾動(dòng)，并在其判斷出需要進(jìn)行傳輸 路徑的接收切換之后，由接收切換單元12a、 12b進(jìn)行傳輸路徑的接收切換， 此時(shí)的確認(rèn)時(shí)間例如需要10秒左右。因此，在完成傳輸路徑的接收切換為 止的確認(rèn)時(shí)間的期間，電流差動(dòng)繼電裝置的輸電線保護(hù)功能將會(huì)停止，從 而導(dǎo)致電流差動(dòng)繼電裝置的運(yùn)行率下降。
此外，當(dāng)間歇地發(fā)生傳輸不良時(shí)，有時(shí)不進(jìn)行傳輸路徑的接收切換， 電流差動(dòng)繼電裝置的輸電線保護(hù)功能反復(fù)停止和運(yùn)行，此時(shí)，流差動(dòng)繼電 裝置的運(yùn)行率也將下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其目的在于，提 供一種即便雙重化后的傳輸路徑中的一個(gè)發(fā)生了傳輸不良也能夠不停止輸 電線保護(hù)功能而持續(xù)運(yùn)行的、運(yùn)行率以及可靠性較高的電流差動(dòng)繼電裝置
和其信號(hào)處理方法以及輸電線保護(hù)系統(tǒng)。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的，不僅將傳輸路徑雙重化，對(duì)傳輸單元以及電 流差動(dòng)運(yùn)算單元也進(jìn)行雙重化，并按照每個(gè)傳輸路徑進(jìn)行相獨(dú)立的兩個(gè)系 列的電流差動(dòng)運(yùn)算，并根據(jù)兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來生成跳閘信號(hào), 由此即便雙重化后的傳輸路徑中的一個(gè)發(fā)生了傳輸不良，也能夠不停止輸 電線保護(hù)功能而持續(xù)運(yùn)行。
即，本發(fā)明的電流差動(dòng)繼電裝置具有如下特點(diǎn)設(shè)置在輸電線的一端 上，并且通過兩個(gè)傳輸路徑與設(shè)置在輸電線的其他端上的其他電流差動(dòng)繼 電裝置相連，從而相互收發(fā)各自端子上的電量數(shù)據(jù)，來進(jìn)行電流差動(dòng)運(yùn)算， 其中包括兩個(gè)傳輸單元、兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元、以及信號(hào)生成單元。
這里，兩個(gè)傳輸單元是通過上述兩個(gè)傳輸路徑并行地與上述其他端分 別進(jìn)行通信的單元。兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元是分別與上述兩個(gè)傳輸單元相 連并按照每個(gè)傳輸路徑進(jìn)行相獨(dú)立的兩個(gè)系列電流差動(dòng)運(yùn)算的單元。信號(hào) 生成單元是根據(jù)上述兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來生成跳閘信號(hào)的單 元。
此外，本發(fā)明的信號(hào)處理方法是從方法的角度出發(fā)掌握了上述電流差 動(dòng)繼電裝置的特點(diǎn)的方法，輸電線保護(hù)系統(tǒng)是從使用了兩個(gè)該裝置的系統(tǒng) 整體的角度出發(fā)掌握了上述電流差動(dòng)繼電裝置的特點(diǎn)的系統(tǒng)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即便雙重化后的傳輸路徑中的一個(gè)發(fā)生了傳輸 不良也能夠不停止輸電線保護(hù)功能而持續(xù)運(yùn)行的、運(yùn)行率以及可靠性都高 的電流差動(dòng)繼電裝置和其信號(hào)處理方法以及輸電線保護(hù)系統(tǒng)。


圖1是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式中的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖2是示出本發(fā)明第二實(shí)施方式中的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖3是示出本發(fā)明第三實(shí)施方式中的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖4是示出以往的傳輸路徑雙重化方式的輸電線保護(hù)系統(tǒng)示例的結(jié)構(gòu)
圖5 (a)和圖5 (b)是用于說明公知的采樣同步方法的原理圖。
標(biāo)號(hào)說明
la、 lb…電流差動(dòng)繼電裝置
2…輸電線
3a…從動(dòng)端
3b…主動(dòng)端
4a、 4b…電流互感器
5、 6…傳輸路徑
7a、7b…庫f路器
lla、lib"'模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元(A/D轉(zhuǎn)換單元)
12a、12b.'-接收切換單元
13a、13b、13al、 13a2、 13bl、 13b2…傳輸單元
131a、 131b、 13lal、 131a2、 131bl、 131b2…擾動(dòng)檢測部14a、14b、14al、 14a2、 14bl、 14b2…電流差動(dòng)運(yùn)算單元
15a、15b..-順序運(yùn)算單元
16a、16b..-輸出單元
17a、17b、17al、 17a2、 17bl、 17b2…定時(shí)差測量單元
18a、18b.'-修正單元
19a、19b..-采樣脈沖生成單元
20a、20b..-信號(hào)生成單元
21a、21b..'邏輯和單元(OR)
22a、22b"-選擇單元
23a、23b"'邏輯積單元(AND)
31a、31b.'，切換單元
具體實(shí)施例方式
下面，參考圖1 圖3，對(duì)本發(fā)明涉及的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)施方 式進(jìn)行具體說明。對(duì)于與圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)相同的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。
此外，有兩點(diǎn)與圖4相同， 一點(diǎn)是，圖1 圖3中的表示各構(gòu)成要素的 參考標(biāo)號(hào)的末尾所附加的英文字母"a"、 "b"是為了區(qū)分開雙端子輸電線2 的從動(dòng)端3a和主動(dòng)端3b以及分別設(shè)置在這些端子3a、 3b上的電流差動(dòng)繼
電裝置la、 lb而使用的，另一點(diǎn)是，兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置la、 lb的結(jié) 構(gòu)除一部分結(jié)構(gòu)之外基本相同。。此外，在圖1~圖3中，根據(jù)在一個(gè)電流 差動(dòng)繼電裝置1內(nèi)設(shè)置了多個(gè)相同的構(gòu)成要素的關(guān)系，在參考標(biāo)號(hào)的末尾 使用了附加字母串"al"、 "a2"、 "bl"、 "b2"，用以表示端子間的區(qū)別以及 相同的構(gòu)成要素間的區(qū)別。
因此，在下面的說明中，從簡便的角度出發(fā)，只有在上述那樣需要明 確進(jìn)行區(qū)別時(shí)才記載附加字母"a"、 "b"或附加字母串"al"、 "a2"、 "bl"、 "b2"。并且，在不需要進(jìn)行區(qū)別時(shí)則適當(dāng)省略這些附加字母或附加字母串， 或者作為一般地表示附加字符串的代用附加字母串，關(guān)于"al"、 "bl"使 用"""，關(guān)于"a2"、 "b2"使用"*2"。
圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖。該圖1所示的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與圖4所示的以往系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)相同。即、兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置1 (la、 lb)分別設(shè)置在雙端子輸電線 2的各端子3 (從動(dòng)端3a和主動(dòng)端3b)上，通過兩個(gè)傳輸路徑5、 6相互連 接，從而相互收發(fā)各自端子上的電量數(shù)據(jù)，由此來進(jìn)行電流差動(dòng)運(yùn)算。
在本實(shí)施方式的電流差動(dòng)繼電裝置1中，首先設(shè)置了兩個(gè)傳輸單元 13*1、 13*2 (*=a、 b)、兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*1、 14*2 (*=a、 b)、以 及兩個(gè)定時(shí)差測量單元17*1、 17*2 (*=a、 b)，以作為在以往的傳輸路徑 雙重化方式中均只使用單個(gè)單元的傳輸單元、電流差動(dòng)運(yùn)算單元、以及定 時(shí)差測量單元。
這里，兩個(gè)傳輸單元14*1、 14*2是在通常的情況下通過兩個(gè)傳輸路徑 5、 6并行地分別與其他端的電流差動(dòng)繼電裝置1進(jìn)行通信的單元，每個(gè)傳 輸單元14*1、 14*2與以往一樣具有擾動(dòng)檢測部131*1、 131*2。這里，擾動(dòng) 檢測部131*1、 131*2在檢測到傳輸路徑的傳輸不良時(shí)，分別向定時(shí)差測量 單元17*1、 17*2以及電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*1、 14*2傳遞傳輸不良檢測信 號(hào)。此外，兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*1、 14*2是分別與兩個(gè)傳輸單元14*1、 14*2相連并對(duì)每個(gè)傳輸路徑5、6進(jìn)行獨(dú)立的兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算的單 元。
在本實(shí)施方式的電流差動(dòng)繼電裝置l中，還設(shè)有信號(hào)生成單元20，該 信號(hào)生成單元20隨著如上述那樣由兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*1、 14*2進(jìn) 行兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算，而在與以往相同的順序運(yùn)算單元15的前級(jí)添 加了邏輯和單元(OR) 21。該信號(hào)生成單元20通過邏輯和單元21來取兩 個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果的邏輯和，并通過順序運(yùn)算單元15使用上述邏 輯和來生成跳閘信號(hào)。
另一方面，兩個(gè)定時(shí)差測量單元17*1、 17*2分別作為如下的定時(shí)差測 量單元而被設(shè)置，所述定時(shí)差測量單元隨著由兩個(gè)傳輸單元14*1、 14*2并 行接收來自兩個(gè)傳輸路徑5、 6的數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)傳輸路徑5、 6測量采樣脈 沖信號(hào)定時(shí)差。此外，在從動(dòng)端的電流差動(dòng)繼電裝置la中設(shè)有切換單元 31a，該切換單元31a對(duì)通過這些定時(shí)差測量單元17al、 17b2得到的兩個(gè) 采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差進(jìn)行切換，并只將某一個(gè)傳遞給修正單元18。
此外，其他的結(jié)構(gòu)與圖4所示的以往的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同。
在具有以上結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施方式涉及的輸電線保護(hù)系統(tǒng)中，電流差動(dòng) 繼電裝置1依照從采樣脈沖生成單元19輸出的采樣脈沖信號(hào)，使用模/數(shù) 轉(zhuǎn)換單元11對(duì)電力系統(tǒng)的電量進(jìn)行采樣，獲得電量數(shù)據(jù)。
各端的電流差動(dòng)繼電裝置1所得到的電量數(shù)據(jù)通過傳輸單元13sl、 13s2而相互被傳輸給所相對(duì)的端子的電流差動(dòng)繼電裝置1。此時(shí)，傳輸單 元13*1 (13al、 13bl)和電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*1 (14al、 14bl)獨(dú)立地與 傳輸路徑5相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行動(dòng)作，而傳輸單元13*2 (13a2、 13b2)和電流差 動(dòng)運(yùn)算單元14*2 (14a2、 14b2)獨(dú)立地與傳輸路徑6相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行動(dòng)作。 從而，傳輸路徑5和傳輸路徑6的傳輸延遲時(shí)間不相同也可以。
在此情況下，信號(hào)生成單元20的邏輯和單元(OR) 21取由兩個(gè)電流 差動(dòng)運(yùn)算單元14*1、 14*2獲得的兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果的邏輯和并 傳遞給順序運(yùn)算單元15。因此，順序運(yùn)算單元15基本上使用傳輸延遲時(shí)間 較短的一方傳輸路徑的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來生成跳閘信號(hào)，并通過輸出單 元16輸出該跳閘信號(hào)。從而，只要兩個(gè)傳輸路徑5、 6不同時(shí)發(fā)生傳輸不 良，就能夠使用來自正常的傳輸路徑的數(shù)據(jù)通過某個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元 14*1、 14*2繼續(xù)運(yùn)行輸電線保護(hù)功能。
在從動(dòng)端的電流差動(dòng)繼電裝置la中，采樣脈沖信號(hào)通過修正單元18a 與主動(dòng)端的采樣脈沖信號(hào)取得同步。此時(shí)，在兩端的電流差動(dòng)繼電裝置la 中，由定時(shí)差測量單元17*1、 17*2對(duì)每個(gè)傳輸路徑5、 6算出采樣脈沖信 號(hào)定時(shí)差A(yù)T。通過上述公式(8)和公式(12)，相對(duì)于來自兩個(gè)傳輸路 徑5、 6的數(shù)據(jù)，能夠從各自的定時(shí)差測量單元17*1、 17*2獲得相同的采 樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T。
因此，不管在使用哪個(gè)傳輸路徑5、 6的采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差A(yù)T的 情況下，都能夠維持正確的采樣同步，因此只要在從動(dòng)端的電流差動(dòng)繼電 裝置la中，通過切換單元31a來選擇沒有發(fā)生傳輸不良的那一方的運(yùn)算結(jié) 果，并通過修正單元18a使用該運(yùn)算結(jié)果來修改采樣脈沖即可。
具體地說，可以考慮優(yōu)先一個(gè)傳輸路徑、例如傳輸路徑5，并且只要 傳輸路徑5沒有發(fā)生傳輸不良從而能夠繼續(xù)計(jì)算采樣脈沖信號(hào)定時(shí)AT， 就將從定時(shí)差測量單元17al得到的AT用于采樣脈沖修正中。在此情況下， 當(dāng)由于傳輸路徑5發(fā)生了傳輸不良而定時(shí)差測量單元17al的AT計(jì)算停 止，從而變?yōu)橛啥〞r(shí)差測量單元17a2繼續(xù)進(jìn)行AT計(jì)算時(shí)，只要將定時(shí)差 測量單元17a2的AT用于采樣脈沖修正中即可。另外，切換單元31a對(duì)于 有沒有發(fā)生傳輸不良的判斷可基于從擾動(dòng)檢測部131*1、 131*2傳遞給定時(shí) 差測量單元17*1、 17*2的傳輸不良檢測信號(hào)來進(jìn)行。
圖2是示出應(yīng)用本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖。該圖2所示的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實(shí)施方式 的結(jié)構(gòu)相同，但在以下幾點(diǎn)區(qū)別于第一實(shí)施方式。
即，在第二實(shí)施方式的電流差動(dòng)繼電裝置1中，從電流差動(dòng)運(yùn)算單元 14*1、 14*2除了輸出電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果之外還輸出表示當(dāng)前狀態(tài)為鎖定狀
態(tài)還是就緒狀態(tài)的就緒標(biāo)志，并且在信號(hào)生成單元20中，代替邏輯和單元 21而設(shè)有用于根據(jù)就緒標(biāo)志來選擇要使用的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果的選擇單元 22。其他的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相同。 [作用]
具有以上結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施方式涉及的輸電線保護(hù)系統(tǒng)不同于第一實(shí)施 方式的作用僅在于電流差動(dòng)繼電裝置1中的兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*1、 14*2以及信號(hào)生成單元20的處理。
艮P，在本實(shí)施方式的電流差動(dòng)繼電裝置1中，兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元 14*1、 14*2與通常的電流差動(dòng)運(yùn)算單元一樣， 一旦發(fā)生傳輸不良、同步不 良或自動(dòng)監(jiān)視不良等任何不良就被鎖定。本實(shí)施方式的電流差動(dòng)運(yùn)算單元 14*1、 14*2除了輸出電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果之外還輸出表示當(dāng)前狀態(tài)為鎖定狀 態(tài)還是就緒狀態(tài)的就緒標(biāo)志。
將如此從電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*1、 14*2輸出的就緒標(biāo)志導(dǎo)入信號(hào)生成 單元20的選擇單元22中，并選擇處于就緒狀態(tài)的那一方的電流差動(dòng)運(yùn)算 結(jié)果來導(dǎo)入后級(jí)的順序運(yùn)算單元15中。然后，順序運(yùn)算單元15使用兩個(gè) 獨(dú)立的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果中處于就緒狀態(tài)的那一方的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來 生成跳閘信號(hào)，并通過輸出單元16進(jìn)行跳閘輸出。
此時(shí)的具體選擇方式例如可以考慮如下方式在初始狀態(tài)下將電流差 動(dòng)運(yùn)算單元14*1的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果設(shè)定為優(yōu)先選擇，并且在電流差動(dòng)運(yùn) 算單元14*1的就緒標(biāo)志為無效(off)、即處于鎖定狀態(tài)時(shí)，如果另一方的 電流差動(dòng)運(yùn)算單元14*2的就緒標(biāo)志為有效(on),就選擇該電流差動(dòng)運(yùn)算 單元14*2的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果。就是說，當(dāng)優(yōu)先方的電流差動(dòng)運(yùn)算單元處 于鎖定狀態(tài)而非優(yōu)先方處于就緒狀態(tài)時(shí)選擇另一方，當(dāng)優(yōu)先方和非優(yōu)先方 均處于就緒狀態(tài)或鎖定狀態(tài)時(shí)，選擇優(yōu)先方的電流差動(dòng)運(yùn)算單元即可。
根據(jù)具有以上結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施方式，可獲得與第一實(shí)施方式基本相同 的效果。即，即便雙重化后的傳輸路徑中的一個(gè)發(fā)生了傳輸不良，也不會(huì) 暫時(shí)停止全部的電流差動(dòng)運(yùn)算，從而能夠可靠地繼續(xù)運(yùn)行輸電線保護(hù)功能， 因此能夠提高電流差動(dòng)繼電裝置的運(yùn)行率和可靠性。
圖3是示出應(yīng)用本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖。該圖3所示的輸電線保護(hù)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實(shí)施方式 的結(jié)構(gòu)相同，但在以下幾點(diǎn)區(qū)別于第一實(shí)施方式。
艮P，在第三實(shí)施方式的電流差動(dòng)繼電裝置1的信號(hào)生成單元20中，代 替邏輯和單元21而設(shè)有取兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果的邏輯積的邏輯積 單元(AND) 23。其他的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相同。
根據(jù)具有以上結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施方式，除了有與第一實(shí)施方式大致相同 的效果之外，還可獲得如下的效果。即，即便在由于雙重化后的傳輸路徑 中的一個(gè)發(fā)生了傳輸不良而一個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元進(jìn)行了錯(cuò)誤動(dòng)作的情況
下，也能夠通過另一個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元正確地不動(dòng)作來可靠地防止跳閘 輸出的錯(cuò)誤輸出，因此能夠進(jìn)一步提高輸電線保護(hù)功能的可靠性。 [其他實(shí)施方式]
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以以其他的各 種各樣的變形例來實(shí)施。即，附圖所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或裝置結(jié)構(gòu)只不過是一 種例示，對(duì)于其具體結(jié)構(gòu)可進(jìn)行適當(dāng)選擇。
例如，在上述實(shí)施方式中，也可以將來自傳輸單元13*1、 13*2的擾動(dòng) 檢測部131*1、 131*2的傳輸不良檢測信號(hào)不傳遞給定時(shí)差測量單元17*1、 17*2，而是傳遞給切換單元31來切換采樣脈沖信號(hào)定時(shí)差。
此外，在上述實(shí)施方式中對(duì)雙端子輸電線進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也同 樣可應(yīng)用于設(shè)置在具有三個(gè)以上端子的輸電線上的電流差動(dòng)繼電裝置中， 并同樣可獲得優(yōu)異的效果。
權(quán)利要求
1、一種電流差動(dòng)繼電裝置，設(shè)置在輸電線的一端上，并且通過兩個(gè)傳輸路徑與設(shè)置在輸電線的其他端上的其他電流差動(dòng)繼電裝置相連，相互收發(fā)各自端子的電量數(shù)據(jù)，來進(jìn)行電流差動(dòng)運(yùn)算，其特征在于，包括兩個(gè)傳輸單元，通過所述兩個(gè)傳輸路徑并行地與所述其他端分別進(jìn)行通信；兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元，分別與所述兩個(gè)傳輸單元連接，按照每個(gè)所述傳輸路徑進(jìn)行相獨(dú)立的兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算；以及信號(hào)生成單元，根據(jù)所述兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來生成跳閘信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電流差動(dòng)繼電裝置，其特征在于，所述信號(hào) 生成單元被構(gòu)成為，使用所述兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果的邏輯和來生 成跳閘信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電流差動(dòng)繼電裝置，其特征在于，所述信號(hào) 生成單元被構(gòu)成為，使用所述兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元中處于就緒狀態(tài)的某 一方的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來生成跳閘信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電流差動(dòng)繼電裝置，其特征在于，所述信號(hào) 生成單元被構(gòu)成為，使用所述兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果的邏輯積來生 成跳閘信號(hào)。
5、 一種電流差動(dòng)繼電裝置的信號(hào)處理方法，所述電流差動(dòng)繼電裝置設(shè) 置在輸電線的一端上，并且通過兩個(gè)傳輸路徑與設(shè)置在輸電線的其他端上 的其他電流差動(dòng)繼電裝置相連，相互收發(fā)各自端子的電量數(shù)據(jù)來進(jìn)行電流 差動(dòng)運(yùn)算，所述信號(hào)處理方法的特征在于，利用所述兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置的每一個(gè)， 通過所述兩個(gè)傳輸路徑并行地與所述其他端分別進(jìn)行通信， 按照每個(gè)所述傳輸路徑進(jìn)行相獨(dú)立的兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算，并且 根據(jù)所述兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來生成跳閘信號(hào)。
6、 一種輸電線保護(hù)系統(tǒng)，通過兩個(gè)傳輸路徑將分別設(shè)置在輸電線的兩 個(gè)端子上的兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置相連，相互收發(fā)各自端子的電量數(shù)據(jù)來進(jìn)行電流差動(dòng)運(yùn)算，所述輸電線保護(hù)系統(tǒng)的特征在于，所述兩個(gè)電流差動(dòng) 繼電裝置的每一個(gè)包括兩個(gè)傳輸單元，通過兩個(gè)傳輸路徑并行地與所述其他端分別進(jìn)行通信;兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元，分別與所述兩個(gè)傳輸單元連接，按照每個(gè)所述傳輸路徑進(jìn)行相獨(dú)立的兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算；以及信號(hào)生成單元，根據(jù)所述兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果來生成跳閘信號(hào)。
全文摘要
兩個(gè)電流差動(dòng)繼電裝置(1)分別設(shè)置在雙端子輸電線(2)的各端子(3)上，并通過兩個(gè)傳輸路徑(5、6)相連，相互收發(fā)電量數(shù)據(jù)來進(jìn)行電流差動(dòng)運(yùn)算。在電流差動(dòng)繼電裝置(1)中，兩個(gè)傳輸單元(14)在通常的情況下通過兩個(gè)傳輸路徑(5、6)并行地分別與其他端的電流差動(dòng)繼電裝置(1)進(jìn)行通信。兩個(gè)電流差動(dòng)運(yùn)算單元(14)分別與兩個(gè)傳輸單元(14)相連并對(duì)每個(gè)傳輸路徑(5、6)進(jìn)行相獨(dú)立的兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算。信號(hào)生成單元(20)通過邏輯和單元(21)來取兩個(gè)系列的電流差動(dòng)運(yùn)算結(jié)果的邏輯和，并通過順序運(yùn)算單元(15)使用上述邏輯和來生成跳閘信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即便雙重化后的傳輸路徑中的一個(gè)發(fā)生了傳輸不良也能夠不停止輸電線保護(hù)功能而持續(xù)運(yùn)行的、運(yùn)行率以及可靠性較高的電流差動(dòng)繼電裝置和其信號(hào)處理方法以及輸電線保護(hù)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02H3/30GK101390265SQ20078000683
公開日2009年3月18日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者嵯峨正道, 水野上光章, 首藤逸生 申請人:株式會(huì)社東芝