JP2002171616A - 変電機器制御盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで安価であり、且つ信頼性に優れ
た変電機器制御盤を提供する。 【解決手段】 遮断器６２、断路器６３及び接地開閉器
６４に対し、制御、監視及び現場表示／操作を行う現場
制御盤５０には制御ユニット５１が配置されている。制
御ユニット５１には遮断器制御基板５２、断路器／接地
開閉器制御基板５３、インターロック基板５４、接点出
力基板５５及び電源基板５６が収納されている。これら
制御基板５２〜５６はプリント基板上に制御部品を搭載
することにより構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変電機器、変電機
器制御盤及び上位システムからなる変電設備に係り、特
に、変電機器の制御及び監視を行う変電機器制御盤に改
良を加えたものである。

【０００２】

【従来の技術】電力が不可欠である現代社会において、
停電がしばしば問題化していることからも明らかなよう
に、電力の安定供給に対する要求は今後さらに増大する
ものと予想される。また、電力供給を行う送電系統には
変電設備を用いているが、この変電設備に障害が発生し
た場合、電力供給に対する影響は非常に大きなものとな
る。そこで、電力の安定供給を行うためには変電設備の
信頼性を向上させることが不可欠である。さらに、変電
設備に対しては、電力需要の増大や地価高騰による用地
確保の困難さに伴って、コンパクト化、大容量化が求め
られている。

【０００３】このような変電設備は通常、複数の変電機
器と、制御システム部と、上位システム部とから構成さ
れている。このうち、変電機器の主要機器としては開閉
装置や変圧器が挙げられるが、開閉装置には近年、ガス
絶縁開閉装置（ＧＩＳ）が採用されている。制御システ
ム部は変電機器の制御及び監視を行う変電機器制御盤か
らなり、より具体的には変電機器の近傍に配設される現
場制御盤が用いられている。また、上位システム部とは
現場制御盤から変電機器の動作位置を示す補助開閉器接
点信号や、ガス圧低下、油圧低下信号やＣＴ、ＰＴ信号
を取込むと共に、各現場制御盤に対して変電機器の制御
情報、保護リレー信号及び電源を供給するもので、変電
所制御室に設置されるのが一般的である。

【０００４】ここで変電機器の一例としてガス絶縁開閉
装置について、図１０の平面図及び図１１の単線結線図
を参照して具体的に説明する。図１０及び図１１に示す
ように、送電線はブッシング１を介して引き込まれ、断
路器２，遮断器３ａ及び主母線断路器４ａを介して、主
母線５に接続されている。また、主母線５は変圧器回線
の主母線断路器４ｂ及び遮断器３ｂを介して、変圧器６
に接続されている。以上の構成を有するガス絶縁開閉装
置は、開閉器や導体等の高電圧充電部を、絶縁性及び消
弧性に優れたＳＦ６ガス等の絶縁媒体と共に接地金属容
器内に収納してなる装置であり、ｋＶ・Ａ当たりの据え
付け体積をコンパクト化できる上、耐環境性に優れてい
るという利点を有している。したがって、電力供給量の
増大に伴う変電設備補強の要求を満足する装置として広
く普及し、稼働している。

【０００５】続いて変電機器制御盤について、図１２〜
１４を用いて具体的に説明する。図１０中の符号７が、
変電機器制御盤を構成する現場制御盤である。図１４は
現場制御盤７の外観を示している。この図に示すよう
に、現場監視盤７は筐体４３に収納されている。筐体４
３内には模擬母線４４、操作スイッチ４５、切換スイッ
チ４６、警報表示部４７及び中継リレー４８等が配置さ
れている。この現場制御盤７は主としてガス絶縁開閉装
置の各回線単位で設置されており、ガス絶縁開閉装置の
制御、監視及び現場表示／操作を行うようになってい
る。

【０００６】現場制御盤７ではガス絶縁開閉装置を動作
させる制御回路として、各種のスイッチの接点やリレー
類の接点が設けられている。図１２及び図１３は現場制
御盤７の回路構成を示している。図１２は現場制御盤７
内の遮断器３ａ、３ｂを制御するための回路図、図１３
は現場制御盤７内の断路器２を制御するための回路図で
ある。なお、図１２及び図１３中、２点鎖線で囲まれた
回路は、変電機器である遮断器３ａ、３ｂ及び断路器２
の本体側に設置されている部分であり、これ以外の部分
は現場制御盤７内に収納されている。また、図１２及び
図１３に示す制御回路において、変電機器であるガス絶
縁開閉装置と変電機器制御盤である現場制御盤７との間
には、伝送手段として電線が配線されている。この電線
を通して変電機器の入／切状態情報、故障情報、操作ロ
ック情報、操作指令情報といった情報が伝送される。

【０００７】図１２に示すように、遮断器制御回路は、
投入回路、引外し回路及び欠相検出回路を備えている。
このうち、投入回路は、投入指令入力端子８、切換スイ
ッチ９、操作スイッチ１０、中継リレー１１、アンチポ
ンピングリレー１２及び投入コイル１３を主な構成要素
として構成されている。また、符号２４，２５は、遮断
器３ａ，３ｂ本体の接地金属容器（タンク）内のガス圧
力低下時にオンするガス密度スイッチ、あるいは遮断器
本体の油圧操作機構の油圧が低下した場合にオンする油
圧スイッチを中継した中継リレー接点である。これらの
中継リレー接点２４，２５は、遮断器３ａ，３ｂの操作
ロックや指令信号の一定時間以上の継続防止等の機能を
有している。

【０００８】引外し回路は、引外し指令入力端子１４、
切換スイッチ９、操作スイッチ１５、中継リレー１６及
び引外しコイル１７を主な構成要素として構成されてい
る。また、欠相検出回路にはタイマー２６及び中継リレ
ー２７，２８が設けられている。なお、図１２中の符号
１８〜２３は、各回路における遮断器３ａ，３ｂ本体の
動作位置を示す補助開閉器接点である。

【０００９】図１３に示すように、断路器制御回路は、
投入回路、引外し回路及びモータ回路を備えている。こ
のうち、投入回路は、投入指令入力端子２９、切換スイ
ッチ９、操作スイッチ３０及び投入制御リレー３１を主
な構成要素として構成されている。また、引外し回路
は、引外し指令入力端子３２、切換スイッチ９、操作ス
イッチ３３及び引外し制御リレー３４を主な構成要素と
して構成されている。モータ回路は投入制御リレー接点
３５、引外し制御リレー接点３６及びモーター３７によ
り構成され、投入／引外し制御リレー３１，３４のＯＮ
／ＯＦＦによりモーター３７を制御するように構成され
ている。符号３８は電圧監視リレーであり、モーター用
電源が断となった場合に投入／引外し制御リレー３１，
３４の自己保持状態を解除する回路を構成している。符
号４２はインターロック回路であり、他の変電機器の補
助開閉器接点を組合わせてインターロック条件を構成し
ている。

【００１０】断路器２の本体側に設置される回路として
は、前記モーター３７の他、インターロックマグネット
３９、シャッタースイッチ４０及びリミットスイッチ４
１が設けられている。インターロックマグネット３９は
インターロックが成立しない状態では、操作ハンドルを
挿入出来ないようにロック回路を構成している。シャッ
タースイッチ４０は操作ハンドル挿入時に電動操作回路
をロックする回路を構成している。リミットスイッチ４
１は、断路器２の投入又は引外し完了時点で状態が切換
わるようになっており、断路器２の動作完了時に投入／
引外し制御リレー３１，３４の自己保持状態を解除する
回路を構成している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例には次のような問題点があった。まず、変電機
器の制御回路を構成する補助リレー、タイマー等には個
別の制御部品を使用しており、これら制御部品を制御盤
の内面や扉に２次元的に配置している。したがって、多
くの取付スペースを必要とし、変電機器制御盤が大形化
した。また、これらの制御部品を配線するために多くの
電線が必要であり、配線組立費が増加していた。さら
に、変電機器のインターロック回路を構成するために多
くの補助開閉器接点を用いており、変電機器と変電機器
制御盤を接続する制御ケーブルの芯数、本数が多くなっ
て、ケーブル接続用の端子台数増加、ケーブル処理スペ
ース増加を招いていた。この結果、従来の変電機器制御
盤において大形化及びコストの高騰が問題となってい
た。

【００１２】本発明は、以上のような従来技術の持つ問
題点を解決するために提案されたものであり、その目的
は、コンパクトで安価であり、且つ信頼性に優れた変電
機器制御盤を提供することである。

【００１３】

【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、変電機器及びこの変電機器の制御信号を出力する上
位システムに接続され、前記上位システムから前記制御
信号及び電源を取入れて前記変電機器の制御及び監視を
行う変電機器制御盤において、次のような技術的特徴を
有している。

【００１４】請求項１の発明は、プリント基板上に制御
部品を搭載した制御基板が複数設けられ、これら制御基
板を収納する制御ユニットが配置されたことを特徴とし
ている。以上の構成を有する請求項１の発明では、プリ
ント基板上に制御部品を搭載してなる制御基板を１つの
制御ユニットに収納したことにより、制御部品の高密度
実装が可能となり、スペース効率が向上する。したがっ
て、制御盤の内面や扉に２次元的に制御部品を配置する
場合と比較して、取付スペースを縮小化でき、変電機器
制御盤を大幅に小形化することができる。また、制御部
品の取付工数、電線配線工数を削減することが可能とな
り、配線組立費の低減を含めて変電機器制御盤のトータ
ルコストを低廉化することができる。一方、プリント基
板に実装する制御部品は、従来使用していた個別部品と
同等の信頼性があり、制御回路は基本的に従来の回路と
同一であるので、信頼性を低下させることがない。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１記載の変電機
器制御盤において、前記制御ユニット内には前記変電機
器及び前記上位システムと直接接続しない信号処理回路
が設けられ、前記信号処理回路の電源電圧は前記変電機
器の制御電圧よりも低く設定されたことを特徴としてい
る。以上の構成を有する請求項２の発明では、制御ユニ
ット内での信号処理用回路の電源電圧を変電機器の制御
電圧よりも低く設定することにより、小形で安価なプリ
ント基板用制御部品の適用が可能となる。また、プリン
ト基板のパターンを高密度化することができる。この結
果、制御ユニットの縮小化及び費用の低廉化を図ること
ができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項２記載の変電機
器制御盤において、前記制御ユニット内には電源回路が
設けられ、前記電源回路は前記変電機器の制御電圧を前
記信号処理回路用の電源電圧に変換するように構成され
たことを特徴としている。以上の構成を有する請求項３
の発明では、制御ユニット専用の外部電源が不要とな
り、外部電源の電圧変動に影響されない安定した電源を
供給できるので、信頼性がいっそう向上する。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載の変電機器制御盤において、前記変電機器に含まれ
る遮断器との入出力信号取合部及び当該遮断器制御回路
を１枚のプリント基板上に搭載したことにより遮断器制
御基板が構成されたことを特徴としている。以上の構成
を有する請求項４の発明では、遮断器との入出力信号取
合部及び制御回路を１枚のプリント基板上に搭載したの
で、遮断器１台分の回路が１枚のプリント基板に対応す
ることになる。したがって、変電所の回線毎の機器構成
に合わせて、制御ユニットの回路構成を簡単に変更する
ことができる。

【００１８】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４記載の変電機器制御盤において、前記変電機器に含
まれる断路器及び接地開閉器２台分の入出力信号取合部
及び制御回路を１枚のプリント基板上に搭載したことに
より断路器／接地開閉器制御基板が構成されたことを特
徴としている。以上の構成を有する請求項５の発明で
は、断路器及び接地開閉器２台分の入出力信号取合部及
び制御回路を１枚のプリント基板に実装することができ
るので、制御ユニットをさらに小形化できる。また、機
器２台分の制御回路が１枚のプリント基板に対応するの
で、実装枚数を変更することにより、変電所の回線毎の
機器構成に合わせて制御ユニットの回路構成を簡単に変
更できる。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
または５記載の変電機器制御盤において、前記変電機器
の開閉状態信号を基にして各変電機器のインターロック
条件を作成する回路を１枚のプリント基板上に搭載した
ことによりインターロック基板が構成されたことを特徴
としている。以上の構成を有する請求項６の発明では、
制御ユニットで制御される変電機器のインターロック回
路を１枚のプリント基板で構成したので、送電線回線、
変圧器回線、母線連絡回線等、変電所の回線種類毎に基
板を統一して作成することができる。

【００２０】請求項７の発明は、請求項６記載の変電機
器制御盤において、前記インターロック基板には、変電
機器の開閉状態信号を増幅する増幅リレーが配置され、
前記増幅リレーの接点信号を組合せて変電機器毎のイン
ターロック条件が設定されたことを特徴としている。以
上の構成を有する請求項７の発明では、増幅リレーの接
点信号を組合せて変電機器毎のインターロック条件が設
定したので、各変電機器の補助開閉器接点をリレー増幅
してインターロック条件を作成することができる。した
がって、変電機器制御盤内部で使用する補助開閉器接点
数を大幅に削減できる。この結果、変電機器と変電機器
制御盤を接続する制御ケーブルの芯数、本数も削減で
き、変電機器制御盤のコンパクト化を進めることができ
る。

【００２１】請求項８の発明は、請求項７記載の変電機
器制御盤において、前記インターロック基板の増幅リレ
ーの接点として、該増幅リレーのコイルが励磁された場
合にＯＮする接点が設けられたことを特徴としている。
以上の構成を有する請求項８の発明では、インターロッ
ク基板の増幅リレーの接点として増幅リレーのコイルが
励磁された場合にＯＮする接点を設けたので、増幅リレ
ーのコイルが断線した場合にはインターロック条件が成
立しなくなる。このため、制御部品の故障が変電機器の
誤動作を引起こすことが無いフェイルセーフな回路を実
現することができる。

【００２２】請求項９の発明は、請求項６、７または８
記載の変電機器制御盤において、前記インターロック基
板における増幅リレーの接点を個別に短絡させる短絡手
段が設けられたことを特徴としている。以上の構成を有
する請求項９の発明では、増幅リレーの接点は短絡手段
により個別に短絡できるので、任意に接点を短絡するこ
とにより、各変電機器毎のインターロック条件を構成で
きる。そのため、変電所の各回線種類毎に対応できるよ
うに必要充分な数だけ設けておき、各回線において不必
要な増幅リレーの接点を短絡することでインターロック
条件を構成することが可能となる。この場合はインター
ロック基板の基板パターンとしては１種類だけで対応が
可能となり、構成の簡略化に寄与することができる。

【００２３】請求項１０の発明は、請求項９記載の変電
機器制御盤において、前記短絡手段はハンダ付されたシ
ョートピンから構成されたことを特徴としている。以上
の構成を有する請求項１０の発明では、ショートピンを
ハンダ付して増幅リレーの接点を短絡することによっ
て、安易な回路条件の変更を回避することができる。こ
れにより、安価な構成で信頼性の向上を図ることができ
る。

【００２４】請求項１１の発明は、請求項９記載の変電
機器制御盤において、前記インターロック基板における
増幅リレーの接点毎に増幅リレーの接点を短絡させる切
換スイッチが設けられたことを特徴としている。以上の
構成を有する請求項１１の発明では、切換スイッチによ
り増幅リレー接点を短絡することで、インターロック条
件の変更に簡単に対応でき、変電所の各回線種類毎に同
一のインターロック基板で対応できる。

【００２５】請求項１２の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の変電機
器制御盤において、変電所制御システムの制御端末装置
である回線制御ユニットが組込まれ、前記回線制御ユニ
ットと前記制御ユニットとの間の制御信号を変換するた
めのインターフェイス回路が設けられたことを特徴とし
ている。以上の構成を有する請求項１２の発明では、イ
ンターフェイス回路を設けることで、制御ユニットを変
更すること無しに、各メーカの回線制御ユニットと信号
の取合いを行うことができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる変電機器制
御盤の実施の形態の一例について図面を参照して説明す
る。なお、図１２〜図１４に示した従来例と同一の部材
に関しては同一符号を付して説明は省略する。

【００２７】（１）第１の実施の形態 ［構成］図１は第１の実施の形態のブロック図である。
第１の実施の形態は請求項１〜１０に対応した変電機器
制御盤であり、変電機器である遮断器６２、断路器６３
及び接地開閉器６４に対し、制御、監視及び現場表示／
操作を行う現場制御盤５０からなる。なお、保護リレー
盤６８及びリモート制御盤６９は上位システムに包含さ
れるものであって、現場制御盤５０にリレー情報を含む
制御信号を供給するようになっている。

【００２８】＊現場制御盤５０の全体構成 現場制御盤５０には制御ユニット５１、模擬母線５７、
故障表示器５８、ＡＣ電源分割回路５９、ＤＣ電源分割
回路６０及び油圧ポンプ制御回路６１が配置されてい
る。このうち、制御ユニット５１には９枚の制御基板が
収納されている。ここで９枚の制御基板とは、遮断器制
御基板５２、インターロック基板５４及び接点出力基板
５５がそれぞれ１枚ずつ、断路器／接地開閉器制御基板
５３が４枚、電源基板５６が２枚である。電源基板５６
が２枚ということは電源基板５６を２重化していること
を意味している。これらの制御基板はプリント基板上に
制御部品を搭載することにより構成されている。

【００２９】遮断器制御基板５２、断路器／接地開閉器
制御基板５３、電源基板５６には、ＤＣ電源分割回路６
０から制御電源ＤＣ１１０Ｖが供給されている。一方、
遮断器６２、断路器６３、接地開閉器６４からは各制御
基板５２，５３に制御ケーブルにより補助開閉器接点が
接続されると共に、各制御基板５２，５３から遮断器６
２、断路器６３、接地開閉器６４の操作機構部に投入、
引外し指令信号が出力される。さらに、リモート制御盤
６９及び模擬母線５７には機器操作スイッチが配置さ
れ、ここから遠方制御信号及び直接制御信号が各制御基
板５２，５３に入力されている。また、インターロック
基板５４にはＶＴ２次電圧６５及び外部の変電機器の開
閉状態信号６６が制御ケーブルを介して入力されてい
る。接点出力基板５５から模擬母線５７へは機器状態を
表示するための開閉状態信号が出力されている。故障表
示器５８には機器故障情報６７が入力され、故障表示器
５８からリモート制御盤６９へ、この情報６７が出力さ
れる。

【００３０】また、制御ユニット５１の内部信号取合部
は次のように構成されている。２重化された電源基板５
６はＤＣ電源分割回路６０からのＤＣ１１０Ｖ制御電源
をＤＣ２４Ｖ電源に変換するように設定されている。そ
して、変換されたＤＣ２４Ｖ電源は、フラットケーブル
７０を介してインターロック基板５４に入力される。イ
ンターロック基板５４からはフラットケーブル７０を介
してＤＣ２４Ｖ電源が各制御基板５２，５３に分配され
る。

【００３１】次に、各制御基板５２，５３に入力された
各機器の補助開閉器接点信号は、各制御基板５２，５３
内のリレーで中継され、機器の開閉状態を示すＤＣ２４
ＶのＯＮ／ＯＦＦ信号としてインターロック基板５４に
フラットケーブル７０を介して入力される。インターロ
ック基板５４では、これらの信号をもとに各機器毎のイ
ンターロック信号が作成され、各機器の制御基板５２，
５３にフラットケーブル７０を介して出力される。一
方、インターロック基板５４に集約された開閉状態信号
６６は接点出力基板５５に出力される。

【００３２】以上のような制御ユニット５１の外観を図
２に示す。各基板５２〜５６はケース８６内に平行に配
置、収納されており、ケース８６の正面側はカバー８７
により保護されている。各基板５２〜５６の内部信号用
コネクタ８３がケース８６の前面側に配置され、フラッ
トケーブル７０により接続されている。また、外部信号
用コネクタ８４はケース８６の背面側に配置され、外部
と電線、ケーブルで取合うように構成されている。さら
に、現場制御盤５０の外観を図３に示す。この図に示す
ように制御ユニット５１は現場制御盤５０の正面付近に
配置されている。

【００３３】＊遮断器制御基板５２の構成 図４は、遮断器制御基板５２の回路図を示している。図
４中、太線で囲まれた部分が基板５２内の回路部分であ
る。図１２に示された従来の遮断器制御回路と比較し
て、中継リレー７３による補助開閉器接点信号入力回路
が追加されている。なお、符号７１はＤＣ１１０Ｖ制御
電源である。この回路では、補助開閉器接点２２，２３
の状態が中継リレー７３を介してＤＣ２４Ｖ信号線７２
に入力されている。また、欠相検出回路を構成している
タイマー２６，中継リレー２７，２８及び中継リレー７
３はＤＣ２４Ｖ定格品を使用している。ＤＣ２４Ｖ信号
線７２は内部信号取合用コネクタ８３を介してインター
ロック基板５４に接続される。その他の信号は外部取合
用コネクタ８４を介して制御ユニット５１の外部の回路
に接続される。

【００３４】＊断路器／接地開閉器制御基板５３の構成 図５は、断路器／接地開閉器制御基板５３の回路図を示
している。図５中、太線で囲まれた部分が基板５３内の
回路部分である。この基板５３には、変電機器２台分の
制御回路が搭載され、２台の機器を個別に制御できるよ
うに構成されている。図１３に示された従来の断路器制
御回路と比較して、中継リレー７４による補助開閉器接
点信号入力回路が追加されている。この回路では、補助
開閉器接点７８，７９の状態を中継リレー７４を介して
ＤＣ２４Ｖ信号線７２に入力している。また、パワーリ
レー７７は、基板実装形の高遮断能力リレーを適用して
いる。インターロック信号中継リレー７５は、ＤＣ２４
Ｖ信号線７２の中のインターロック信号を中継し、その
リレー接点７６を制御回路中に直列に挿入して、インタ
ーロック信号がＯＮの場合にのみ変電機器を操作できる
ようにしている。

【００３５】この断路器／接地開閉器制御基板５３も遮
断器制御基板５２と同様に、内部信号処理用制御部品に
ＤＣ２４Ｖ定格品を使用し、内部信号線をＤＣ２４Ｖ定
格としている。ＤＣ２４Ｖ信号線７２は内部信号取合用
コネクタ８３を介してインターロック基板５４に接続さ
れる。その他の信号は外部取合用コネクタ８４を介して
制御ユニット５１の外部の回路に接続される。また、図
６は、断路器／接地開閉器制御基板５３の部品配置例を
示している。内部信号用コネクタ８３は基板５３の左
側、外部信号用コネクタ８４は基板５３の右側に配置さ
れている。

【００３６】＊インターロック基板５４の構成 図７は、インターロック基板５４の回路図を示してい
る。インターロック基板５４は、電源基板５６から入力
したＤＣ２４Ｖ電源を各基板に分配する機能と、各制御
基板５２，５３から入力した外部機器開閉状態信号６６
を接点出力基板５５に出力する機能と、機器開閉状態信
号と外部インターロック条件を組合せて各機器毎のイン
ターロック信号を作成し各制御基板５２、５３に出力す
る機能とを備えている。図７に示すように、複数の中継
リレー８０は各制御基板５２，５３から入力された機器
開閉状態信号を増幅、中継するようになっている。そし
て、中継リレーの接点８１を組合せて変電機器毎のイン
ターロック条件が設定されインターロック回路が基板５
４上に構成されている。このインターロック回路は、変
電所の各回線種類毎に同一回路で対応できるように構成
されており、各回線に対しては不要なリレー接点を個別
に短絡させる短絡手段が設けられている。具体的には、
ショートピン８２をハンダ付けして不要な接点部分が短
絡できるように基板５４のパターンが設計されている。
また、インターロック基板５３の中継リレー接点８１と
しては、中継リレー８０のコイルが励磁された場合にＯ
Ｎする接点が用いられている。

【００３７】なお、図７中の符号８３は内部信号用コネ
クタ、符号８４は外部信号用コネクタ、符号８５は外部
インターロック条件接点を示している。第１の実施の形
態では制御ユニット５１内部で作成できないＶＴ電圧条
件、他回線の機器開閉条件等もインターロック基板５４
に組込めるようにするため、インターロック回路の一部
をユニット５１外部に引出すようにしている。また、イ
ンターロック基板５４は全てＤＣ２４Ｖ回路で構成され
ている。

【００３８】［作用効果］以上のように構成された第１
の実施の形態における制御ユニット５１の作用は次の通
りである。すなわち、遮断器制御基板５２及び断路器／
接地開閉器制御基板５３では、遮断器６２，断路器６３
及び接地開閉器６４の補助開閉器の状態を取込み、リレ
ーで中継して各機器の開閉状態信号としてＤＣ２４Ｖ信
号線７２に入力している。インターロック基板５４で
は、これらの開閉状態信号を中継リレー８０で接点増幅
し、これらの条件と外部インターロック条件を組合せて
各機器毎のインターロック信号を作成してＤＣ２４Ｖ信
号線７２に出力する。

【００３９】遮断器制御基板５２及び断路器／接地開閉
器制御基板５３はリモート制御盤６９及び模擬母線５７
に配置された機器操作スイッチから遠方制御信号及び直
接制御信号を入力する。各制御基板５２，５３では、こ
れらの指令信号に対しＤＣ２４Ｖ信号線７２上のインタ
ーロック信号がＯＮの場合にのみ、投入、引外し指令信
号といった操作信号を遮断器６２、断路器６３、接地開
閉器６４の操作機構部に出力する。一方、インターロッ
ク基板５４は各機器の開閉状態信号６６を接点出力基板
５５に出力し、接点出力基板５５ではこれらの開閉状態
信号６６をリレーで絶縁し、無電圧接点信号としてユニ
ット５１の外部に出力している。この接点出力は各機器
の状態表示に使用される。

【００４０】以上のような第１の実施の形態において
は、制御部品をプリント基板上に配置して制御基板５２
〜５６を構成し、さらに、これらの制御基板５２〜５６
を同一のケース８６に収納して制御ユニット５１を構成
したので、制御部品の高密度実装が可能となり、スペー
ス効率が向上する。したがって、内面や扉に２次元的に
制御部品を配置していた従来の現場制御盤７と比較し
て、第１の実施の形態の現場制御盤５０では制御部品の
取付スペースを大幅に縮小化でき、小形化を実現でき
る。また、制御部品の取付工数や電線配線工数を削減で
きるので、配線組立費が安く済み、現場制御盤５０のト
ータルコストを低廉化することができる。なお、プリン
ト基板に実装する制御部品は、従来使用していた個別部
品と同等の信頼性があり、制御回路は基本的に従来の回
路と同一であるので、信頼性を低下させることがない。

【００４１】しかも、制御ユニット５１内に電源基板５
６を設け、変電機器の制御電圧を変換して制御ユニット
５１内の信号処理用電源を作成しているので、制御ユニ
ット専用の外部電源が不要となる。したがって、外部電
源の電圧変動に影響されない電源を安定供給することが
でき、信頼性が向上する。さらに、電源基板５６を２重
化しているため、電源回路の単独故障が発生しても制御
ユニット５１が支障無く動作できる。これにより、信頼
性がさらに向上する。その上、第１実施形態では、制御
ユニット５１内の信号処理用制御部品の電源電圧をＤＣ
２４Ｖとし、機器制御電圧ＤＣ１１０Ｖよりも低く設定
しているため、小形で安価なプリント基板用制御部品を
適用可能であり、基板のパターンを高密度にして制御ユ
ニット５１の縮小化及び費用の低廉化を図ることができ
る。また、制御ユニット５１の故障表示器５８が機器故
障情報６７を取入れ、これをリモート制御盤６９へ出力
するので、故障の有無が外部から容易に判断することが
でき、復旧作業の迅速な対応が可能となる。される。

【００４２】遮断器制御基板５２及び断路器／接地開閉
器制御基板５３は共に、変電機器との入出力信号取合部
と変電機器の制御回路を１枚のプリント基板に収納して
制御基板を構成しているため、これらの基板５２，５３
の実装枚数を変更することにより、変電所の回線毎の機
器構成に合わせて、制御ユニット５１の回路構成を簡単
に変更できる。また、断路器／接地開閉器制御基板５３
では断路器６３及び接地開閉器６４の２台分の入出力信
号取合部及び制御回路を１枚のプリント基板に実装して
いるので、制御ユニット５１の小形化を進めることがで
きる。

【００４３】第１の実施の形態では、制御ユニットで制
御される変電機器のインターロック回路を１枚のプリン
ト基板であるインターロック基板５４から構成している
ので、送電線回線、変圧器回線、母線連絡回線等、変電
所の回線種類毎に基板を統一して作成することができ
る。また、インターロック基板５４に変電機器の開閉状
態信号を増幅する中継リレー８０を配置し、中継リレー
８０の接点信号を組合せて変電機器毎のインターロック
条件を構成するようにしている。このため、現場制御盤
５０内部で使用する補助開閉器接点数を大幅に削減でき
る。この結果、変電機器と現場制御盤５０とを接続する
制御ケーブルの芯数、本数も削減できる。また、インタ
ーロック基板５４の中継リレー接点８１として、中継リ
レー８０のコイルが励磁された場合にＯＮする接点を使
用している。したがって、中継リレー８０のコイルが断
線した場合やＤＣ電源断等の故障が発生した場合にはイ
ンターロック条件が不成立となり、制御部品の故障が変
電機器の誤動作を引起こすことが無いフェイルセーフな
回路を得ることができる。

【００４４】また、インターロック基板５４において、
中継リレー接点８１はショートピン８２により個別に短
絡できるため、変電所の各回線種類毎に対応できるよう
に必要充分な数だけ設けておき、各回線において不必要
な増幅リレーの接点を短絡することで各変電機器毎のイ
ンターロック条件を構成することが可能となる。よっ
て、インターロック基板５４の基板パターンとしては１
種類用意するだけで変電所の各回線種類毎に対応するこ
とが可能となり、構成の簡略化に寄与することができ
る。しかも、ショートピン８２をハンダ付して中継リレ
ー接点８１を短絡することによって、安易な回路条件の
変更を回避することができる。これにより、安価な構成
で信頼性の向上を図ることができる。さらにインターロ
ック基板５４では、中継リレー接点８１により構成され
る各変電機器毎のインターロック回路の一部をインター
ロック基板５４の外部に引出しすことで、制御ユニット
５１の内部で作成出来ないＶＴ電圧条件、他回線の機器
開閉条件等もインターロック基板に取込めるようにな
る。

【００４５】（２）第２の実施の形態 ［構成］第２の実施の形態は、請求項１２に対応する変
電機器制御盤であり、図８のブロック図に示すように、
その特徴は、変電所制御システムの制御端末装置である
回線制御ユニット（Bay Control Unit、以下ＢＣＵと呼
ぶ）８８が現場制御盤５０に組込まれ、このＢＣＵ８８
と制御ユニット５１との間の制御信号を変換するための
インターフェイスユニット８９が設けられた点にある。
このとき、ＢＣＵ８８からの遠方制御信号はインターフ
ェイスユニット８９を介して制御基板５２，５３に入力
される。図９は第２の実施の形態の外観を示している。

【００４６】［作用効果］以上のように構成された第２
の実施の形態では、上記第１の実施の形態の持つ作用効
果に加えて、次のような作用効果がある。すなわち、Ｂ
ＣＵ８８との間の付加的な信号処理を全てインターフェ
イスユニット８９で実施することができ、制御ユニット
５１は第１の実施の形態の場合と同等の信号処理を行う
だけで済み、特別な回路変更を実施する必要が無い。つ
まり、種々のＢＣＵ８８の取合いに合せて設計されたイ
ンターフェイスユニット８９を介して信号取合いを行う
ことができ、制御信号の取合がメーカによって異なる場
合でも制御ユニット５１の変更が不要となる。したがっ
て、制御や保護のデジタル化が急速に進む変電設備にあ
ってＢＣＵ８８を組込んだ現場制御盤５０に好適であ
る。

【００４７】（３）他の実施の形態 なお、本発明は上記のような実施の形態に限定されるも
のではなく、次に例示するような他の実施の形態も包含
するものである。例えば、請求項１１に対応する変電機
器制御盤ではインターロック基板５４において、増幅リ
レーの接点毎に増幅リレーの接点を短絡させる切換スイ
ッチが設けている。このように構成された実施の形態で
は、インターロック基板５４上の切換スイッチにより増
幅リレー接点を短絡することでインターロック条件の変
更に簡単に対応できる。

【００４８】また、各プリント基板に搭載される制御部
品をソケット取付形とした実施の形態では、制御部品の
故障の際にプリント基板全体を交換する必要を無くすこ
とができ、点検保守性の向上及び保守コストの低減を図
ることができる。さらに、各プリント基板の電源供給回
路部に外部から操作可能な電源開閉スイッチを設けるこ
とにより、電源開閉スイッチを操作して各基板毎に機器
制御をロックし、当該基板を無停電で交換できる。

【００４９】プリント基板の前面にスイッチや可変抵抗
ボリューム等を設けた実施の形態によれば、制御部品の
設定が可能となり、プリント基板を所定の位置に収納し
た状態で制御部品の設定及び設定状態を確認でき、保守
点検性の向上を図ることができる。さらに、制御ユニッ
ト５１に収納したプリント基板を、外部配線を取外さず
にユニット前方に引出せる構成とすれば、制御ユニット
５１を運転した状態で回路各部の状態チェックが可能と
なり、保守、点検性が向上する。

【００５０】また、制御ユニット５１前面のカバー８７
にデータ表示部を設けて変電機器の開閉表示や変電機器
及び制御回路の故障表示を行う構成としても良い。この
ような実施の形態によれば、模擬母線５７上の電力機器
開閉状態表示機能や故障表示器５８の機能を制御ユニッ
ト５１自体にもたせることができ、より小形で安価な変
電機器制御盤を提供できる。さらには、変電機器として
ＧＩＳに限定するものではなくＡＩＳ等にも適用でき
る。また、制御ユニット内部処理用電源電圧も上記実施
の形態に記載の値に限定するものではなく、変電機器制
御電圧よりも低い電圧範囲を対象とする。さらに各プリ
ント基板の回路も上記実施の形態に記載の回路に限定す
るものではなく、適宜変更可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御部品を搭載した複数のプリント基板を同一ケースに
まとめて収納して制御ユニットを構成し、これを現場制
御盤に配置することにより、制御部品の高密度実装、配
線本数の削減が可能となり、コンパクトで安価な変電機
器制御盤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態のブロック図。

【図２】第１の実施の形態における制御ユニットの外観
図。

【図３】第１の実施の形態の外観図。

【図４】第１の実施の形態における遮断器制御基板の回
路図。

【図５】第１の実施の形態における断路器／接地開閉器
制御基板の回路図。

【図６】第１の実施の形態における断路器／接地開閉器
制御基板の器具配置図。

【図７】第１の実施の形態におけるインターロック基板
の回路図。

【図８】本発明の第２の実施の形態のブロック図。

【図９】第２の実施の形態の外観図。

【図１０】一般的なガス絶縁開閉装置の平面図。

【図１１】図１０のガス絶縁開閉装置に対応する単線結
線図。

【図１２】従来の変電機器制御盤における遮断器制御回
路図。

【図１３】従来の変電機器制御盤における断路器制御回
路図。

【図１４】従来の現場制御盤の外観図。

【符号の説明】

７，５０…現場制御盤 ５１…制御ユニット ５２…遮断器制御基板 ５３…断路器／接地開閉器制御基板 ５４…インターロック基板 ５５…接点出力基板 ５６…電源基板 ５８…故障表示器 ５９…ＡＣ電源分割回路 ６０…ＤＣ電源分割回路 ６９…リモート制御盤 ７０…フラットケーブル ７１…ＤＣ１１０Ｖ制御電源 ７２…ＤＣ２４Ｖ信号線 ７３，７４，８０…中継リレー ７５…インターロック信号中継リレー ７６…インターロック信号中継リレー接点 ７７…パワーリレー ７８，７９…補助開閉器接点 ８１…中継リレー接点 ８２…ショートピン ８３…内部信号用コネクタ ８４…外部信号用コネクタ ８５…外部インターロック条件接点 ８６…ケース ８７…カバー ８８…ＢＣＵ ８９…インターフェイスユニット

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変電機器及びこの変電機器の制御信号を
   出力する上位システムに接続され、前記上位システムか
   ら前記制御信号及び電源を取入れて前記変電機器の制御
   及び監視を行う変電機器制御盤において、 プリント基板上に制御部品を搭載した制御基板が複数設
   けられ、 これら制御基板を収納する制御ユニットが配置されたこ
   とを特徴とする変電機器制御盤。
2. 【請求項２】 前記制御ユニット内には前記変電機器及
   び前記上位システムと直接接続しない信号処理回路が設
   けられ、 前記信号処理回路の電源電圧は前記変電機器の制御電圧
   よりも低く設定されたことを特徴とする請求項１記載の
   変電機器制御盤。
3. 【請求項３】 前記制御ユニット内には電源回路が設け
   られ、 前記電源回路は前記変電機器の制御電圧を前記信号処理
   回路用の電源電圧に変換するように構成されたことを特
   徴とする請求項２記載の変電機器制御盤。
4. 【請求項４】 前記変電機器に含まれる遮断器との入出
   力信号取合部及び当該遮断器制御回路を１枚のプリント
   基板上に搭載したことにより遮断器制御基板が構成され
   たことを特徴とする請求項１、２または３記載の変電機
   器制御盤。
5. 【請求項５】 前記変電機器に含まれる断路器及び接地
   開閉器２台分の入出力信号取合部及び制御回路を１枚の
   プリント基板上に搭載したことにより断路器／接地開閉
   器制御基板が構成されたことを特徴とする請求項１、
   ２、３または４記載の変電機器制御盤。
6. 【請求項６】 前記変電機器の開閉状態信号を基にして
   各変電機器のインターロック条件を作成する回路を１枚
   のプリント基板上に搭載したことによりインターロック
   基板が構成されたことを特徴とする請求項１、２、３、
   ４または５記載の変電機器制御盤。
7. 【請求項７】 前記インターロック基板には、変電機器
   の開閉状態信号を増幅する増幅リレーが配置され、 前記増幅リレーの接点信号を組合せて変電機器毎のイン
   ターロック条件が設定されたことを特徴とする請求項６
   記載の変電機器制御盤。
8. 【請求項８】 前記インターロック基板の増幅リレーの
   接点として、該増幅リレーのコイルが励磁された場合に
   ＯＮする接点が設けられたことを特徴とする請求項７記
   載の変電機器制御盤。
9. 【請求項９】 前記インターロック基板における増幅リ
   レーの接点を個別に短絡させる短絡手段が設けられたこ
   とを特徴とする請求項６、７または８記載の変電機器制
   御盤。
10. 【請求項１０】 前記短絡手段はハンダ付されたショー
    トピンから構成されたことを特徴とする請求項９記載の
    変電機器制御盤。
11. 【請求項１１】 前記インターロック基板における増幅
    リレーの接点毎に増幅リレーの接点を短絡させる切換ス
    イッチが設けられたことを特徴とする請求項９記載の変
    電機器制御盤。
12. 【請求項１２】 変電所制御システムの制御端末装置で
    ある回線制御ユニットが組込まれ、 前記回線制御ユニットと前記制御ユニットとの間の制御
    信号を変換するためのインターフェイス回路が設けられ
    たことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、
    ７、８、９、１０または１１記載の変電機器制御盤。