JP2006230164A - 配電系統のループ切替判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】 過電流の発生等の不都合を生起することなく合理的なループの形成を行い得る配電系統のループ切替判定システムを提供する。
【解決手段】 各変電所２，３に繋がり途中にスイッチＳＷ１乃至ＳＷ６を介して多数の負荷系統が接続してある配電系統を有するとともに、これら両配電系統でループを形成するためのスイッチＳＷ７の各配電系統間の電圧及び位相を検出してその結果を表す電圧・位相信号を無線で送信する送信機を備えた可搬式の電圧・位相差測定装置６と、前記各変電所の送電電圧、送電電流等のデータ、予め収集しておいた各配電系統の各設備のインピーダンスデータ及び前記電圧・位相信号に基づき前記ループにおける潮流計算を行う一方、その結果と予め設定しておいた閾値とを比較することによりループの形成が可能か否かを判定するとともにその結果を表す判定信号を送出する切替判定装置７とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は配電系統のループ切替判定システムに関し、特に必要な部分のみを最小限度に停電させて負荷系統の工事を行う場合に適用して有用なものである。

図３は配電系統の一例を示す回路図である。同図中、１は発電所、２，３は配電用の変電所、４，５は遮断器、ＳＷ１乃至ＳＷ７はスイッチである。スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６は電柱上に配設してあるラインスイッチで、それぞれに負荷系統が接続してある。したがって、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６は通常投入状態となっている。一方、スイッチＳＷ７は通常開放状態となっている。

かくして、変電所２に繋がる配電系統と、変電所３に繋がる配電系統とが形成されている（発電所１に繋がる変電所及び配電系統は、通常他にもあるが、図では２系統のみを代表して示してある。）。

かかる配電系統において、いま、例えばスイッチＳＷ２に接続された負荷系統の工事を行う場合、この負荷系統を配電系統から切り離す必要がある。この際、スイッチＳＷ２を開放状態にしてしまうとスイッチＳＷ３に接続された負荷系統までも停電しなければならない。そこで、当該工事に伴う停電域を最小限度に抑えるべく配電系統のループ切替えを行っている。

具体的には、先ずスイッチＳＷ７を投入して両配電系統でループを形成し、その後スイッチＳＷ２を開放する。このことによりスイッチＳＷ３の負荷系統には、変電所３に繋がる配電系統を介して継続的に電力が供給される。

かかる従来技術においては、上述の如く２つの配電系統でループを形成して無停電切替えを行う場合、各スイッチＳＷ１乃至ＳＷ６に接続された負荷系統の状況や、配電系統毎のインピーダンスの違いにより大きなループ電流が流れる場合がある。このループ電流は各負荷系統に供給する負荷電流に重畳される。この結果、ループ電流がある程度大きくなれば変電所２，３の過電流リレーが動作し、遮断器４，５が動作することにより配電系統の停電を生起したり、過負荷により配電設備に損傷を与える場合が発生する。

そこで、従来は、ループ電流が大きくなると想定される箇所について予め電圧、位相を計測して個別に切替えの可否を決めておいたり、配電系統の上位の送電系統が異なれば位相が大きく異なる可能性が高いので、切替えを不可とする運用を行っている。

一方、実際の負荷状況は季節や時刻で時々刻々変化しており、切替えが可能であるにもかかわらず、過去の実測データのみから一律に切替不可と判断するのは合理的ではない。
また、逆に、実際にループを形成すると想定以上のループ電流が流れて大きな電圧変動が発生し、配電系統に不測の損傷を与えたりすることが考えられる。

なお、本発明に関連する公知技術として次の特許文献を挙げることができる。

特開平１０−６６２６１号公報 特開２００１−２１５２４８号公報 特開２００１−２５１７５２号公報

本発明は、上記背景技術に鑑み、配電系統相互の電圧及び位相をリアルタイムで簡便に検出し過電流の発生等の不都合を生起することなく合理的なループの形成を行い得る配電系統のループ切替判定システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の第１の態様は、
各変電所に繋がり途中にスイッチを介して多数の負荷系統が接続してある配電系統を有するとともに、これら両配電系統でループを形成するためのスイッチを有し、このスイッチの動作により前記ループを形成する際のループ切替判定システムであって、
前記ループを形成する際に投入するスイッチの両側の各配電系統間の電圧及び位相を検出するとともに、検出した電圧、位相を表す電圧・位相信号を無線で送信する送信機を備えた可搬式の電圧・位相差測定手段と、
前記各変電所の送電電圧、送電電流に関するデータを収集するとともに、このデータ、予め収集しておいた各配電系統の各設備のインピーダンスデータ及び前記電圧・位相検出手段が送出した電圧・位相信号に基づき前記ループにおける潮流計算を行う一方、その結果と予め設定しておいた閾値とを比較することによりループの形成が可能か否かを判定するとともにその結果を表す判定信号を送出する切替判定手段とを有することを特徴とする。

本発明の第２の態様は、
上記第１の態様に記載する配電系統のループ切替判定システムにおいて、
前記切替判定手段は、判定結果がループの形成を否定している場合、継続してループ形成の可否を判断し、ループ形成の条件が成立した時点で配電系統の切替えを行うための切替信号をさらに送出するように構成したことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、
上記第１又は第２の態様に記載する配電系統のループ切替判定システムにおいて、
前記切替判定手段で行う潮流計算にはその過渡解析も含むことを特徴とする。

本発明によれば、必要な場所に電圧・位相検出手段を搬送してリアルタイムで実測したデータを系統運用センターに無線で伝送し、このデータを処理することで切替えの当否を決定できるので、配電系統及びこれの機器に不測の悪影響を与えることなく負荷状況に応じた適切な配電系統の切替えを実現することができる。

さらに、時々刻々変動する負荷状況を監視し、切替えの条件が成立する時点を検出できるので、この条件が成立したときを狙って所定の負荷系統の作業に先立つ所定の配電系統の切替えを行うことができる。

また、配電系統の切替えによる電圧変動を予め予測できるので、特に電圧変動に対してシビアな顧客に対する適切な事前情報を提供することができ、特に過渡解析を行うことで電圧、位相の変動を計算することができ、分散型電源の単独運転リレーの不要動作を予測し、配電系統の切替え時には、遠隔操作で不要動作の可能性があるリレーを一時的に停止させて不要解列を防止する等の合理的なシステム運用が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明は例示であり、本発明の構成は以下の説明に限定されない。

図１は本発明の実施の形態に係る配電系統のループ切替判定システムを示す回路図である。同図中、図３と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

本形態に係る配電系統のループ切替判定システムは、各変電所２，３に繋がり途中にスイッチＳＷ１乃至ＳＷ６を介して多数の負荷系統が接続してある配電系統を有するとともに、これら両配電系統でループを形成するためのスイッチＳＷ７を有し、このスイッチＳＷ７の動作により前記ループを形成する際に用いるものである。

図１に示すように、電圧・位相差測定装置６は、電圧・電流センサ６ａ，６ｂを有しており、前記ループを形成する際に投入するスイッチＳＷ７の両側の各配電系統間の電圧及び位相を検出するとともに、検出した電圧、位相を表す電圧・位相信号を無線で送信する送信機を備えた可搬式の装置である。したがって、必要に応じ現場に運搬して所定の測定を行うことができる。

切替判定装置７は通信装置７ａ、ループ電流計算システム７ｂ及び電圧・電流センサ７ｃ，７ｄを有している。通信装置７ａは、電圧・位相差測定装置６が送出した電圧・位相信号を受信するとともに、各スイッチＳＷ１乃至ＳＷ７の開閉制御を行うための切替信号を系統運用センター（図示せず）に送出する。系統運用センターではこの切替信号に基づきスイッチＳＷ１乃至ＳＷ７の開閉制御を行う。ループ電流計算システム７ｂは、各配電系統の各設備のインピーダンスデータ等を記憶するとともに、電圧・電流センサ７ｃ、７ｄを介して各変電所２，３の送電電圧、送電電流に関するデータを収集する。そして、このデータ、予め収集しておいた各配電系統の各設備の前記インピーダンスデータ及び電圧・位相差測定装置６が送出した電圧・位相信号に基づきスイッチＳＷ７の投入により各配電系統でループを形成した場合の潮流計算を行うとともに、その結果と予め設定しておいた閾値とを比較することによりループの形成が可能か否かを判定して判定信号を送出する。

ここで、前記切替判定装置７は、判定結果がループの形成を否定している場合、継続して判定信号の監視を続けることによりループ形成の可否を判断し、ループ形成の条件が成立した時点で配電系統の切替えを行うための切替信号を送出するようにしても良い。すなわち、所定の閾値以下となった時点で系統運用センターに切替信号を送出する。系統運用センターではこの切替信号に基づきスイッチＳＷ１乃至ＳＷ７の開閉制御を行う。このことにより負荷変動に伴いループ形成の条件の成立を高い確率で期待し得る。

また、前記ループ電流計算システム７ｂで行う潮流計算にはその過渡解析も含ませることができる。このように過渡解析を行うことにより配電系統の切替による電圧、位相の変動も計算することができる。

かかる実施の形態の動作手順を、スイッチＳＷ２に接続されている負荷系統の工事を行う場合を例に採り、図２のフローチャートを追加して説明する。この場合、先ず、開放状態となっているスイッチＳＷ７の両側の各配電系統間の電圧及び位相を電圧・位相差測定装置６で測定してその電圧及び位相差を表す電圧・位相信号を送信機を介して切替判定装置７に送出する。切替判定装置７では前記電圧・位相信号を通信装置７ａを介して受信する（ステップ１）。

受信した電圧・位相信号はループ電流計算システム７ｂに供給する。この結果、ループ電流計算システム７ｂでは、各配電系統の各設備のインピーダンスデータ、電圧・電流センサ７ｃ、７ｄを介して収集した各変電所２，３の送電電圧、送電電流に関するデータと前記電圧・位相信号に基づくデータとを処理してスイッチＳＷ７の投入により各配電系統でループを形成した場合の潮流計算を行う（ステップ２、ステップ３）。この潮流計算の結果と予め設定しておいた閾値とを比較することによりループの形成が可能か否かを判定して判定信号を送出する（ステップ４、ステップ５）。ここで、ループの形成が可能か否かは、例えば過電流リレーの動作条件、設備過負荷、電圧変動の程度とに基づき決定した閾値を基準に判断する。

ループ電流計算システム７ｂでの判定の結果、切替可能と判定された場合にはスイッチＳＷ７を投入して両配電系統を接続してループ回路を構成する。

かかる状態にした後、スイッチＳＷ２を開放する。この結果スイッチＳＷ３に接続された負荷系統は、変電所３に接続された配電系統に繋ぎ替えられる。かくして無停電で配電系統の繋ぎ替えを行うことができる。

一方、スイッチＳＷ２に接続された負荷系統の工事が終了した場合には、スイッチＳＷ２の部分で図２に示す手順の判定を行い、ループの形成が可能であるとの判定結果がでた場合にスイッチＳＷ２を投入してループを形成し、その後スイッチＳＷ７を開放して最初の状態とする。

本発明は配電系統における負荷系統の無停電工事を実施する場合に関連する産業分野で利用することができる。

本発明の実施の形態に係る配電系統のループ切替判定システムを示す回路図である。 図１に示す配電系統のループ切替判定システムにおける動作手順を示すフローチャートである。 従来技術に係る配電系統を示す回路図である。

符号の説明

１ 発電所
２，３ 変電所
４，５ 遮断器
６ 電圧・位相差測定装置
６ａ，６ｂ 電圧・電流センサ
７ 切替判定装置
７ａ 通信装置
７ｂ ループ電流計算システム
７ｃ，７ｄ 電圧・電流センサ

Claims (3)

1. 各変電所に繋がり途中にスイッチを介して多数の負荷系統が接続してある配電系統を有するとともに、これら両配電系統でループを形成するためのスイッチを有し、このスイッチの動作により前記ループを形成する際のループ切替判定システムであって、
   前記ループを形成する際に投入するスイッチの両側の各配電系統間の電圧及び位相を検出するとともに、検出した電圧、位相を表す電圧・位相信号を無線で送信する送信機を備えた可搬式の電圧・位相差測定装置と、
   前記各変電所の送電電圧、送電電流に関するデータを収集するとともに、このデータ、予め収集しておいた各配電系統の各設備のインピーダンスデータ及び前記電圧・位相検出手段が送出した電圧・位相信号に基づき前記ループにおける潮流計算を行う一方、その結果と予め設定しておいた閾値とを比較することによりループの形成が可能か否かを判定するとともにその結果を表す判定信号を送出する切替判定手段とを有することを特徴とする配電系統のループ切替判定システム。
2. 請求項１に記載する配電系統のループ切替判定システムにおいて、
   前記切替判定手段は、判定結果がループの形成を否定している場合、継続してループ形成の可否を判断し、ループ形成の条件が成立した時点で配電系統の切替えを行うための切替信号をさらに送出するように構成したことを特徴とする配電系統のループ切替判定システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載する配電系統のループ切替判定システムにおいて、
   前記切替判定手段で行う潮流計算にはその過渡解析も含むことを特徴とする配電系統のループ切替判定システム。
   

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