JP2004166353A

JP2004166353A - 配電制御装置

Info

Publication number: JP2004166353A
Application number: JP2002327652A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Ashizawa; 友雄芦沢
Original assignee: TMT & D KK
Current assignee: TMT & D KK
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】安価な配電制御装置を得る。
【解決手段】線路開閉器６の電源側である区間Ｆ１−１の線路８１のａ相とｂ相間の電圧を単相の制御トランス３５にて電圧信号として検出する。負荷側である区間Ｆ１−２の線路８２のｂ相とｃ相間の電圧を単相の制御トランス３６にて電圧信号として検出する。また、制御トランス３５、３６は、開閉器子局１３に線路開閉器６を開閉及び制御するために必要な電力を供給する。線路開閉器６は通常閉路されているので、電圧検出回路３７は、制御トランス３５、３６からの電圧信号に基づいて各相間電圧Ｖａｂ、Ｖｂｃを求めるとともに、両電圧ベクトルの差Ｖａｂ−Ｖｂｃから相間電圧Ｖｃａを求める。高価な三相制御トランスを用いることなく、安価な単相の制御トランス２台で、三相電圧を求めることができ、配電制御装置を安価にできる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配電制御装置、例えば配電線に事故が発生した場合に事故が発生した区間を特定し分離するために用いられる配電制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の配電制御装置において、配電用変電所から離れた場所に設けられた線路開閉器の開閉制御などを行うために、線路開閉器の一次側あるいは二次側から線路開閉器の操作用の電力を得るために制御トランスが設けられている。また、一次側及び二次側の三相の電圧を検出して、電圧を監視したり、欠相を検出したり、線路開閉器の投入に際し一次側と二次側との電圧の位相差が所定値よりも大きい場合は投入を禁止するなどの保護がなされている。このような線路開閉器の開閉制御のための電力を得たり、三相の電圧を検出するのに、三相の制御トランスが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２０００−３３３３６２号公報（明細書の段落番号００３２、００３３及び図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の配電制御装置においては、上記のような三相の制御トランスは、操作用電力をまかなうために計器用変圧器の負担容量（例えば１００ＶＡ）より大きい容量の例えば５００〜１０００ＶＡ程度のものが必要とされる。従って、安価な標準的な計器用変圧器を使用することができず、配電制御装置が高価になるという問題点があった。
【０００５】
なお、この程度の容量のものは、配電電圧６．６ｋＶや２２ｋＶに用いられる変圧器としては非常に小さい容量であり、一方標準的な計器用変圧器の容量（通常大きくて１００ＶＡ程度である）よりはかなり大きいために、安価な計器用変圧器を利用することもできず、割高なものとなる。
この発明は、上記のような問題点を解決して、安価な配電制御装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る配電制御装置においては、開閉器子局と第１及び第２の単相変圧器とを有するものであって、開閉器子局は三相配電線の第１の区間と第２の区間とを接続する線路開閉器を制御するものであって電圧検出装置を有し、第１の単相変圧器は三相配電線の第１の区間の第１相と第２相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、第２の単相変圧器は三相配電線の第２の区間の第２相と第３相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、開閉器子局の電圧検出装置は第１及び第２の単相変圧器が検出した各電圧信号に基づき三相配電線の第１相ないし第３相の各相間の電圧を求めるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図４は、この発明の実施の一形態を示すものであり、図１は配電制御装置の構成を示す構成図、図２は図１の線路開閉器及び開閉器子局の構成を示す構成図である。図３は、図２の線路開閉器及び開閉器子局の三線結線図である。図４は、連携開閉器及びその開閉器子局の三線結線図である。配電系統には、配電用の多数の変電所が設けられている。各変電所からは複数の配電線が引き出され、引き出された配電線は連携開閉器によって連携されている。また、ある変電所から引き出された配電線と別の変電所から引き出された配電線とが連携開閉器によって連携されている。
【０００８】
図１において、甲変電所において、配電用変圧器１の二次側に、主遮断器２を介して二次母線３が接続されている。二次母線３には配電用のフィーダ遮断器４を介して三相の配電線Ｆ１が接続され、フィーダ遮断器５を介して三相の配電線Ｆ２が接続されている。配電線Ｆ１と配電線Ｆ２とは、連携開閉器ＬＳ１により連携可能にされている。そして、フィーダ遮断器４と連携開閉器ＬＳ１との間の配電線Ｆ１は、区間Ｆ１−１，Ｆ１−２，Ｆ１−３，Ｆ１−４に区分され、これら区間の間に図２のように線路開閉器６〜８が設けられている。
【０００９】
また、フィーダ遮断器５と連携開閉器ＬＳ１との間の配電線Ｆ２は、区間Ｆ２−１，Ｆ２−２，Ｆ２−３，Ｆ２−４に区分され、これら区間の間に線路開閉器９〜１１が設けられている。線路開閉器６〜１１及び連携開閉器ＬＳ１には、それぞれ開閉器子局１３〜１９が設けられている。なお、線路開閉器６〜１１は無電圧のときに開放する無電圧時開放モードのものである。
【００１０】
開閉器子局１３〜１９は、線路開閉器６〜１１及び連携開閉器ＬＳ１における三相電圧や、線路開閉器６〜１１及び連携開閉器ＬＳ１を通過する事故電流などをそれぞれ監視し、事故電流の有無の情報などを変電所子局２０に通知するとともに、変電所子局２０から制御信号を受け取ると線路開閉器６〜１１及び連携開閉器ＬＳ１を投入または開放する。
【００１１】
変電所子局２０は、開閉器子局１３〜１９から事故電流の有無の情報などを受け取ると、その情報を制御センタ２１に送信する。また、制御センタ２１から制御信号を受け取ると、その制御信号を開閉器子局１３〜１９に送信する。制御センタ２１は、情報収集装置２２と計算機システム２３とを有し、甲変電所の配電を管理する。
【００１２】
情報収集装置２２は、所定の情報の送受信を実行し、計算機システム２３は事故電流の有無情報を受け取ると、その情報から事故が発生した区間を特定し、事故が発生した区間の両端に位置する線路開閉器に開放を指示する制御信号を出力する（詳細後述）。これらの情報のやりとりは、通信線Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ３を介して行われる。
【００１３】
次に、図２、図３により線路開閉器及び開閉器子局の構成及び結線関係を説明する。図２及び図３においては、線路開閉器６及びこれに対応する開閉器子局１３について図示しているが、線路開閉器７〜１１及び開閉器子局１４〜１８についても線路開閉器６及び開閉器子局１３と同様のものである。なお、連携開閉器及び開閉器子局１９については、後述する。図３において、線路開閉器６は、三相分の開閉接触子３１を有し、開閉接触子３１は開閉操作機構３３により開閉操作される。線路８１に変流器３４が設けられており、配電線８１の各相の電流を検出する。
【００１４】
線路開閉器６の電源側である区間Ｆ１−１の線路８１のａ相８１ａ及びｂ相８１ｂ間に単相の制御トランス３５が接続されている。負荷側である区間Ｆ１−２の線路８２のｂ相８２ｂとｃ相８２ｃ間に同様の単相の制御トランス３６が接続されている。制御トランス３５及び３６は、それぞれ高低圧一組の巻線を絶縁油が入れられた一つの容器に収容した油入自冷式のものであり、その容量はこの実施の形態では５００ＶＡである。
【００１５】
制御トランス３５は、電源側である区間Ｆ１−１の線路８１のａ相８１ａとｂ相８１ｂ間の電圧を変圧して電圧信号として検出するとともに、開閉器子局１３に必要な電力を供給する。制御トランス３６は、負荷側である区間Ｆ１−２の線路８２のｂ相８２ｂとｃ相８２ｃ間の電圧を変圧して電圧信号として検出するとともに、電源側の区間Ｆ１−１に停電などで電圧が印加されていない場合に、開閉器子局１３に必要な電力を供給する。なお、他の開閉器子局１４〜１８についても、制御トランス３５，３６と同様の制御トランスが設けられている。
【００１６】
電圧検出回路３７には、制御トランス３５，３６から電圧信号が入力され、線路開閉器６の電源側の線路８１（区間Ｆ１−１）及び負荷側の線路８２（区間Ｆ１−２）の各相間の電圧を求める。この詳細は、後述する。充電回路４１は、制御トランス３５及び３６の二次側にそれぞれ２本の接続線によって接続されており、バッテリ４２を常時充電する。
【００１７】
図２において、充電回路４１は、図示しない切替装置を有しており、この切替装置により、区間Ｆ１−１に電圧が印加されている場合は優先的に制御トランス３５からバッテリ４２を充電するための電力の供給を受けるように切り替える。また、区間Ｆ１−２だけが充電されている場合は、制御トランス３６からバッテリ４２を充電するための電力の供給をするように上記切替装置により切り替える。バッテリ４２は、開閉器子局１３内の制御回路３９及びこの制御回路３９を介して開閉操作機構３３の制御や通信回路４０に必要な電力を供給する。開閉器子局１３の通信回路４０は、分岐箱４３を介して変電所子局２０（図１）に接続されている。
【００１８】
次に、図１の連携開閉器ＬＳ１及びその開閉器子局の詳細について説明する。図４において、連携開閉器ＬＳ１の一方の配電線Ｆ１の区間Ｆ１−４の線路８５の各相８５ａ〜８５ｃには、三相制御トランス５５が接続されている。三相制御トランス５５は、制御トランス５５ａ及び５５ｂが三相Ｖ結線されたものである。他方の配電線Ｆ２側の区間Ｆ２−４の線路９５の各相の線路９５ａ〜９５ｃには、同様に三相制御トランス５６が接続されている。三相制御トランス５６は、単相の制御トランス５６ａ及び５６ｂが三相Ｖ結線されたものである。三相制御トランス５５及び５６は、油入自冷式のものでありその容量は５００ＶＡである。
【００１９】
三相制御トランス５５は、区間Ｆ１−４の線路８５の各相間の電圧を変圧し、充電回路４１に供給し開閉器子局５３に必要な電力をまかなうとともに、その変圧した電圧を電圧信号として電圧及び位相差検出装置５７に供給する。制御トランス５６は、区間Ｆ２−４の線路９５の各相間の電圧を変圧し、電圧信号として電圧及び位相差検出装置５７に供給する。制御トランス５６は、制御トランス５５から電力を供給できないときは、充電回路４１及びバッテリ４２を介して開閉器子局５３に必要な電力を供給する。
【００２０】
電圧及び位相検出器５７は、制御トランス５５，５６から入力された電圧信号に基づき、連携開閉器ＬＳ１の一方の配電線Ｆ１の線路８５及び他方の配電線Ｆ２の線路９５の各相間の電圧を求める。連携開閉器ＬＳ１は、通常開放されているので、配電線Ｆ１及びＦ２双方の電圧を計測するために各線路８５，９５に三相Ｖ結線の制御トランス５５，５６を設けている。配電線の連携点、すなわち連携開閉器を設ける場所は固定されているため、線路開閉器と区別して、上記のような三相制御トランスを予め設けておくことは容易である。
【００２１】
次に、電圧検出回路３７により、配電線８１，８２の三相の電圧を求める方法について説明する。線路開閉器６が閉路されている場合、線路８１と線路８２との電圧は同じであるので、配電線８１のａ相とｂ相間の電圧Ｖａｂは、制御トランス３５の二次電圧である電圧信号から、ｂ相とｃ相間の電圧Ｖｂｃは、制御トランス３６の二次電圧である電圧信号から、直接求めることができる。ｃ相とａ相間の電圧Ｖｃａについては、ベクトル的に、
Ｖｃａ＝−（Ｖａｂ＋Ｖｂｃ）
の演算を、電圧検出回路３７にて行うことにより求めることができる。
【００２２】
配電線Ｆ１において、通常、線路開閉器６が投入されている状態にあり、電源側の線路８１と負荷側の線路８２との電圧は同じであるので、線路８１または８２のどちらかの電圧を測定すればよいことになり、上述のようにして、三相電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａを、２台の単相の制御トランス３５，３６の電圧信号から求めることができる。
【００２３】
なお、当該線路開閉器が事故時の系統切替等で連携点となった場合は、当該線路開閉器が開放状態となるため三相の電圧の計測はできず、電源側の線路８１の電圧Ｖａｂ、負荷側の線路８２の電圧Ｖｂｃだけの計測となる。配電線の電圧の監視は、通常時に必要なものであり、配電線の事故時に融通処理のために連携点が変更となり、結果として配電線の電圧が計測できなくても大きな支障はない。
【００２４】
以上のように、この実施の形態によれば、高価な三相の制御トランス２台の代わりに、電源側及び負荷側にそれぞれ安価な単相の制御トランス３５，３６を設けて電圧検出回路３７にて三相電圧を求めることができ、配電制御装置の価格低減が可能となる。
【００２５】
実施の形態２．
図５は、この発明の他の実施の形態である配電制御装置の開閉器子局の三線接続図である。図５において、開閉器子局６３には、電圧及び位相差検出回路６７が設けられている。電圧及び位相差検出回路６７は、図示しない三相電圧及び位相差を求める回路を有している。電圧及び位相差検出回路６７には、単相の制御トランス３５，３６から線路８１のａ−ｂ相間電圧及び線路８２のｂ−ｃ相間電圧を変圧した二次電圧が電圧信号として入力される。その他の構成については、図３に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
線路開閉器６が閉路されている場合、電源側の線路８１と負荷側の線路８２との電圧は同じであるので、配電線８１のａ相とｂ相間の電圧Ｖａｂは、制御トランス３５の電圧信号から、ｂ相とｃ相間の電圧Ｖｂｃは、制御トランス３６の電圧信号から、直接求めることができる。ｃ相とａ相間の電圧Ｖｃａについては、ベクトル的に、
Ｖｃａ＝−（Ｖａｂ＋Ｖｂｃ）
の演算を、電圧及び位相検出器６７にて行うことにより求めることができる。
【００２７】
また、当該線路開閉器が事故時の系統切替等で連携点となった場合は、当該線路開閉器が開放状態となるため上記三相の電圧の計測はできず、線路８１の電圧Ｖａｂ、線路８２の電圧Ｖｂｃだけが計測できる。このとき、位相差については、例えば線路８１のａ−ｂ相間電圧Ｖａｂ１と、線路８２のａ−ｂ相間電圧Ｖａｂ２との位相差は、線路８２のｂ−ｃ相間電圧Ｖｂｃを１２０度進ませた電圧（Ｖｂｃ＋１２０）との比較により求めることができる。
【００２８】
また、線路８１のｂ−ｃ相間電圧Ｖｂｃ１と、線路８２のｂ−ｃ相間電圧Ｖｂｃ２との位相差は、線路８１のａ−ｂ相間電圧Ｖａｂを１２０度遅らせた電圧（Ｖａｂ−１２０）との比較により求めることができる。従って、これらにより求めた位相差が所定値を超える場合、当該線路開閉器の閉路を禁止するなどの制御を行うことができる。
【００２９】
以上のように、この実施の形態によれば、線路開閉器の電源側に単相の制御トランスを１台、負荷側に単相の制御トランスを１台設置して、通常の線路開閉器が閉路しているときの三相電圧及び線路開閉器が開路しているときの相間電圧同士の位相差を求めるようにすることにより、配電制御装置を安価にできる。
【００３０】
なお、上述した電圧検出回路３７や電圧及び位相差検出回路６７は、アナログ回路により電圧や位相差を求めるものであってもよいし、デジタル回路やデジタル処理により求めるものであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、開閉器子局と第１及び第２の単相変圧器とを有するものであって、開閉器子局は三相配電線の第１の区間と第２の区間とを接続する線路開閉器を制御するものであって電圧検出装置を有し、第１の単相変圧器は三相配電線の第１の区間の第１相と第２相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、第２の単相変圧器は三相配電線の第２の区間の第２相と第３相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、開閉器子局の電圧検出装置は第１及び第２の単相変圧器が検出した各電圧信号に基づき三相配電線の第１相ないし第３相の各相間の電圧を求めるものであるので、第１の区間側及び第２の区間側にそれぞれ単相変圧器を設けて電圧検出装置にて三相電圧を求めることができ、配電制御装置の価格低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態である配電制御装置の構成を示す構成図である。
【図２】図１の線路開閉器及び開閉器子局の構成を示す構成図である。
【図３】図２の開閉器子局の三線接続図である。
【図４】図１の連携開閉器及びその開閉器子局の三線結線図である。
【図５】この発明の他の実施の形態である配電制御装置の開閉器子局の三線接続図である。
【符号の説明】
Ｆ１，Ｆ２配電線、６〜１１線路開閉器、１３〜１９開閉器子局、
３７電圧検出回路、３５，３６，５５，５６制御トランス、
６７電圧及び位相差検出回路、８１，８２，８５，９５線路。

Claims

開閉器子局と第１及び第２の単相変圧器とを有するものであって、上記開閉器子局は三相配電線の第１の区間と第２の区間とを接続する線路開閉器を制御するものであって電圧検出装置を有し、上記第１の単相変圧器は上記三相配電線の上記第１の区間の第１相と第２相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、上記第２の単相変圧器は上記三相配電線の上記第２の区間の第２相と第３相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、上記開閉器子局の上記電圧検出装置は上記第１及び第２の単相変圧器が検出した上記各電圧信号に基づき上記三相配電線の上記第１相ないし第３相の各相間の電圧を求めるものである配電制御装置。
開閉器子局と第１及び第２の単相変圧器とを有するものであって、上記開閉器子局は三相配電線の第１の区間と第２の区間とを接続する線路開閉器を制御するものであって電圧及び位相差検出装置を有し、上記第１の単相変圧器は上記三相配電線の上記第１の区間の第１相と第２相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、上記第２の単相変圧器は上記三相配電線の上記第２の区間の第２相と第３相との間の電圧を電圧信号として検出するものであり、上記開閉器子局の上記電圧及び位相差検出装置は上記第１及び第２の単相変圧器が検出した上記各電圧信号に基づき上記三相配電線の上記第１相ないし第３相の間の電圧及び上記第１の区間の所定の相と相との間の電圧と上記第２区間の所定の相と相との間の電圧との位相差を求めるものである配電制御装置。