JP2008148413A

JP2008148413A - 配電線故障箇所発見システム及び方法

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Publication number: JP2008148413A
Application number: JP2006330787A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shibata; 健次柴田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】配電系統における開閉器、変圧器及び計量器を監視することにより、故障箇所をより迅速に発見することができるシステムを提供する。
【解決手段】発電所で発電された電力を、変電所１１０と開閉器１２０と変圧器１３０と計量器１４０とを順に経由して各施設に配電する電力配電系統における故障箇所発見システム１であって、変電所に付設された制御部１００は、制御部通信手段１０１を介して開閉器１２０及び変圧器１３０についての検知結果並びに計量器１４０からの返信の有無に係る情報を収集し、それらの情報に基づいて、開閉器１２０と変圧器１３０と計量器１４０とが正常であるか異常であるかを判定する制御部判定手段１０３と、その結果を記憶する制御部記憶手段１０２と、を備える。
【選択図】図１

Description

配電線に設置された開閉器、変圧器及び計量器の故障箇所を発見するシステム及び方法に関する。

一般に配電線系統には、配電自動化システムが導入されており、停電事故が発生しても事故発生区間（事故発生箇所を含む開閉器と開閉器の間の区間）を自動制御により配電線系統から切り離し、事故の発生していない健全区間へ通電することで、迅速に復旧できるようになっている。

しかしながら、従来の配電自動化システムは、配電線とは別に管理保安用の通信回線（以下、「保安線」）を変電所から開閉器まで架設し、開閉器を監視しているが、その先の配電線上にある変圧器や電力の最終需要地である各家屋や各事業所に取り付けられた電力使用量の計量器までは監視していない。したがって、事故発生区間については判定できても、事故発生区間の中のどの場所で事故が発生したかまでは特定できず、事故発生区間の通電復旧に時間がかかっている。

これに対して、特許文献１では、無線通信によって子局を監視する技術が開示されている。しかし、この技術では、各最終需要者のところに設置された計量器を監視することはできず、配電線系統の末端までは監視が行き届かないという課題が残る。
特開平１０−２４３５８０号公報

本発明は、このような課題に対して、配電系統における開閉器、変圧器及び計量器を監視することにより、故障箇所をより迅速に発見することができるシステムを提供することを目的とする。

第１の発明は、発電所で発電された電力を、開閉器と変圧器と計量器の各機器をこの順に経由して各施設に配電する電力配電系統における故障箇所発見システムであって、
前記開閉器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な開閉器通信手段と、前記開閉器の状態を検知する開閉器検知手段と、を有する開閉器監視部と、
前記変圧器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な変圧器通信手段と、前記変圧器の状態を検知する変圧器検知手段と、を有する変圧器監視部と、
前記計量器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な計量器通信手段を有する計量器監視部と、
前記電力配電系統上の各機器と通信可能な制御部通信手段と、前記制御部通信手段で取得した情報に基づいて開閉器、変圧器及び計量器がそれぞれ正常であるか異常であるかを判定する制御部判定手段と、前記制御部判定手段が判定した結果を記憶する制御部記憶手段と、を有する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記制御部通信手段を介して前記開閉器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その開閉器状態情報を受信できた場合はその開閉器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記開閉器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶し、
前記制御部通信手段を介して前記変圧器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その変圧器状態情報を受信できた場合はその変圧器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記変圧器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶し、
前記制御部通信手段を介して前記計量器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記計量器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶すること、
を特徴とする故障箇所発見システムである。

第２の発明は、第１の発明に記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器監視部は、前記開閉器検知手段で検知した結果に基づいて前記開閉器が正常であるか異常であるかを判定する開閉器判定手段と、前記開閉器判定手段で判定した結果を記憶する開閉器記憶手段を有し、
前記開閉器監視部は、前記開閉器判定手段での判定結果を開閉器状態情報として前記制御部に送信することを特徴とする故障箇所発見システムである。

第３の発明は、第２の発明に記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器監視部は、
前記開閉器通信手段を介して前記変圧器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その変圧器状態情報を受信できた場合はその変圧器状態情報を、受信できなかった場合はその旨を、変圧器状態情報として前記開閉器記憶手段で記憶し、
前記開閉器通信手段を介して前記計量器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報を、受信できなかった場合はその旨を、計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶すること
を特徴とする故障箇所発見システムである。

第４の発明は、第３の発明に記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器監視部は、
変圧器状態情報を受信できた場合はその変圧器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記変圧器が正常であるか異常であるかを前記開閉器判定部で判定し、その判定結果を変圧器状態情報として前記開閉器記憶手段で記憶し、
計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記計量器が正常であるか異常であるかを前記開閉器判定部で判定し、その判定結果を計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶すること、
を特徴とする故障箇所発見システムである。

第５の発明は、第１〜４の発明の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記変圧器監視部は、前記変圧器検知手段で検知した結果に基づいて前記変圧器が正常であるか異常であるかを判定する変圧器判定手段と、前記変圧器判定手段で判定した結果を記憶する変圧器記憶手段と、を有し、
前記変圧器監視部は、前記変圧器判定手段での判定結果を変圧器状態情報として前記制御部に送信することを特徴とする故障箇所発見システムである。

第６の発明は、第５の発明に記載の故障箇所発見システムであって、
前記変圧器監視部は、
前記開閉器通信手段を介して前記計量器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報を、受信できなかった場合はその旨を、計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶することを特徴とする故障箇所発見システムである。

第７の発明は、第６の発明に記載の故障箇所発見システムであって、
前記変圧器監視部は、
計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記計量器が正常であるか異常であるかを前記開閉器判定部で判定し、その判定結果を計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶することを特徴とする故障箇所発見システムである。

第８の発明は、第１〜７の発明の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記制御部記憶手段は、取得した開閉器状態情報と変圧器状態情報と計量器状態情報とをそれぞれの機器に係る判定結果に関連付けて記憶することを特徴とする故障箇所発見システムである。

第９の発明は、第１〜８の発明の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記制御部通信手段と前記開閉器通信手段と前記変圧器通信手段と前記計量器通信手段との間の通信は、電力配電線を介して行われることを特徴とする故障箇所発見システムである。

第１０の発明は、第１〜８の発明の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器通信手段と前記変圧器通信手段と前記計量器通信手段との間の通信は、電力線を介して行われ、
前記制御部通信手段と前記開閉器通信手段との間の通信は、電力線とは異なる通信回線を介して行われることを特徴とする故障箇所発見システムである。

第１１の発明は、第１〜１０の発明の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記制御部は、前記変電所に敷設されていることを特徴とする故障箇所発見システムである。

本発明によれば、配電系統における開閉器、変圧器及び計量器を監視することにより、故障箇所をより迅速に発見することができるシステムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態である故障箇所発見システム１の全体構成図である。同図に示すように、本実施形態の故障箇所発見システム１は、変電所１１０から開閉器１２０、変圧器１３０、計量器１４０を経て各需要者へと配電する配電系統において、制御部１００、各開閉器１２０に付設された開閉器監視部１２１、各変圧器１３０に付設された変圧器監視部１３１、各計量器１４０に付設された計量器監視部１４１などを備えている。

図２は、制御部１００の機能構成図である。制御部１００は、変電所１１０に設置され、制御部通信手段１０１、制御部記憶手段１０２、制御部判定手段１０３、制御部入力手段１０４、制御部出力手段１０５等を備えている。

制御部１００は、開閉器１２０に付設された開閉器監視部１２１、変圧器１３０に付設された変圧器監視部１３１及び計量器１４０に付設された計量器監視部１４１とへ各機器の状態に関する情報（以下、「状態情報」と言う）を送信するよう指示を送り、開閉器監視部１２１、変圧器監視部１３１及び計量器監視部１４１から開閉器１２０、変圧器１３０及び計量器１４０の状態情報を受信する。

こうした制御部１００と、開閉器監視部１２１、変圧器監視部１３１及び計量器監視部１４１の通信は、制御部通信手段１０１を介して行われる。なお、この通信は、変電所１１０から開閉器１２０までは、配電系統を管理するための配電自動化システムの導入に伴って既に架設されている通信回線（保安線）を利用して行ってもよいし、配電線を利用した電力線搬送によってもよい。他方、開閉器１２０から計量器１４０までの通信は、配電線及び引込線を利用した電力線搬送によって行う。また、この通信は、例えばＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて行ってもよい。

制御部記憶手段１０２は、変電所１１０の状態情報と、制御部通信手段１０１が受信した状態情報と、を記憶する。ここで、変電所１１０の状態情報とは、変電所の運転状態を示す情報であって、変電所１１０内に設けられた検知手段によって取得され制御部通信手段１０１を介して制御部１００に送信されてもよく、後述する制御部入力手段１０４によって入力されてもよい。また、制御部記憶手段１０２は、後述する制御部判定手段１０３において判定された各機器の正常／異常の判定結果を、当該機器の状態情報と関連付けて記憶する。なお、開閉器１２０と変圧器１３０とにおいて各機器の正常／異常を判定した場合には、それらの判定結果を受取り、各機器の状態情報と共に、又は状態情報に代えて判定結果を記憶する。

制御部判定手段１０３は、制御部記憶手段１０２に記憶された状態情報に基づいて、夫々の機器が正常に作動しているか異常が発生しているかの判定を行う。なお、この判定において、電力の送配電経路の情報が必要となる場合があるが、こうした情報は、別途設けられている配電自動化システム等で把握されている電力送配電経路データに、制御部通信手段１０１を介してアクセスすることによって入手可能である。

制御部入力手段１０４は、キーボードやマウス等であって、変電所１１０や開閉器１２０、変圧器１３０、計量器１４０の状態確認に係る指示等を操作者から受け付ける。

制御部出力手段１０５は、ディスプレイやプリンタ等であって、制御部記憶手段１０２の状況データや制御部判定手段１０３の判定結果等を出力する。

図３は、開閉器１２０に付設された開閉器監視部１２１の機能構成図である。同図に示すように開閉器検知手段１２２や開閉器通信手段１２３等を有している。

開閉器検知手段１２２は、制御部１００から指示を受けて開閉器１２０の設備状態を検知し、開閉器１２０の状態情報（以下、「開閉器状態情報」と言う）を提供する。開閉器状態情報は、図４に示すように、配電ルートや配電元の変電所、開閉器が設置された電柱を特定するための情報（以下、「電柱番号」と言う）、開閉器を特定するための情報（以下、「開閉器管理番号」と言う）、開閉器の開閉状態、開閉器の上流側と下流側の電流値と電圧値等によって構成される。

開閉器通信手段１２３は、制御部１００から開閉器状態情報を送信すべき旨の指示を受信し、制御部１００に開閉器状態情報を送信する。また、変圧器１３０に付設された変圧器監視部１３１に対して変圧器１３０の状態情報（以下、「変圧器状態情報」と言い、詳細は後述する）を送信するよう指示をし、変圧器状態情報を受信するようにしてもよい。さらに、開閉器通信手段１２３は、計量器１４０に付設された計量器監視部１４１に対しても計量器１４０の状態情報（以下、「計量器状態情報」と言い、詳細は後述する）を送信するよう指示をし、計量器状態情報を受信するようにしてもよい。

また、開閉器監視部１２１は、開閉器記憶手段１２４を備えていてもよい。開閉器記憶手段１２４は、開閉器検知手段１２２が検知した開閉器状態情報を記憶しておき、制御部１００から情報送信指示を受けたときにその記憶した状態情報をまとめて制御部１００に送信する。加えて、開閉器記憶手段１２４は、変圧器監視部１３１から変圧器状態情報を受信して記憶しておき、制御部１００から情報送信指示を受けたときにその記憶した変圧器状態情報を開閉器状態情報と共に制御部１００に送信してもよい。また、開閉器記憶手段１２４は、計量器監視部１４１から計量器状態情報を受信して記憶しておき、制御部１００から情報送信指示を受けたときにその記憶した計量器状態情報を変圧器状態情報や開閉器状態情報と共に制御部１００に送信してもよい。

さらに、開閉器監視部１２１は、開閉器判定手段１２５を備えていてもよい。開閉器判定手段１２５は、開閉器検知手段１２２が取得した開閉器状態情報を分析して、開閉器１２０の状態が正常であるか異常であるかの判定をする。加えて、開閉器監視部１２１の開閉器判定手段１２５は、開閉器通信手段１２３が変圧器監視部１３１から受信した変圧器状態情報を分析して変圧器１３０の状態が正常であるか異常であるかの判定をしてもよい。また、開閉器判定手段１２５は、開閉器通信手段１２３が計量器監視部１４１から受信した計量器状態情報を分析して、計量器１４０の状態が正常であるか異常であるかの判定をしてもよい。

変圧器１３０に付設された変圧器監視部１３１は、図５に示すように、変圧器検知手段１３２や変圧器通信手段１３３等を有している。変圧器検知手段１３２は、制御部１００又は開閉器監視部１２１から指示を受けて変圧器１３０の設備状態を検知し、変圧器状態情報を送信する。変圧器状態情報は、図６に示すように、配電ルートや配電元の変電所名、配電元の開閉器管理番号、変圧器１３０が設置された電柱の電柱番号、変圧器を特定するための情報（以下、「変圧器管理番号」と言う）、変圧器１３０の一次側と二次側の電流値と電圧値等によって構成される。

変圧器通信手段１３３は、制御部１００又は開閉器監視部１２１から変圧器状態情報を送信すべき旨の指示を受信し、変圧器状態情報を送信する。また、計量器１４０に付設された計量器監視部１４１に対して計量器状態情報を送信するよう指示をし、これらの状態情報を受信してもよい。

また、変圧器監視部１３１は、変圧器記憶手段１３４を備えていてもよい。変圧器記憶手段１３４は、変圧器検知手段１３２が検知した変圧器１３０の状態に係る変圧器状態情報を記憶しておき、制御部１００又は開閉器監視部１２１から情報送信指示を受信したときにその記憶した状態情報を制御部１００又は開閉器監視部１２１に返信する。加えて、変圧器記憶手段１３４は、計量器監視部１４１から計量器状態情報を受信して記憶しておき、制御部１００又は開閉器監視部１２１から情報送信指示を受けたときにその計量器状態情報を変圧器状態情報と共に制御部１００又は開閉器監視部１２１に返信してもよい。

さらに、変圧器監視部１３１は、変圧器判定手段１３５を備えていてもよい。変圧器判定手段１３５は、変圧器検知手段１３２が取得した変圧器状態情報を分析して、変圧器１３０の状態が正常であるか異常であるかの判定をする。加えて、変圧器監視部１３１の変圧器判定手段１３５は、変圧器通信手段１３３が取得した計量器状態情報を分析して計量器１４０の状態が正常であるか異常であるかの判定をしてもよい。

計量器１４０に付設された計量器監視部１４１は、図７に示すように、計量器通信手段１４３と計量器記憶手段１４４とを有している。計量器記憶手段１４４には、図８に示すように、配電ルートや配電元の変電所名、配電元の開閉器の開閉器管理番号、配電元の変圧器の変圧器管理番号、計量器を特定するための情報（以下、「計量器管理番号」と言う）等によって構成される計量器データが記憶されている。

計量器通信手段１４３は、制御部１００、開閉器監視部１２１又は変圧器監視部１３１から返信するよう指示（以下、「エコー要求」と言う）に対して、これに応じた返信（以下、「エコーバック」という）をする。なお、エコーバックには、計量器データを含めてもよく、エコーバック及び計量器データを含めた計量器の状態に係る情報を計量器状態情報と言う。

故障箇所発見システム１の構成は以上の通りであるが、以下では、故障箇所発見システム１の故障箇所発見の判定処理フローについて説明する。

図９は、故障箇所発見システム１の故障箇所発見の概略フローを示した図である。上記図１に示すように配電系統は、上流から下流の順に、変電所１１０、開閉器１２０、変圧器１３０、計量器１４０が連結されている。まず、開閉器１２０、変圧器１３０、計量器１４０の各機器の状態情報の収集は、上流側にある機器が下流側にある機器に状態情報の送信指示を行い（Ｓ９０２）、下流側にある機器が上流側にある機器に状態情報を送信することにより行われる（Ｓ９０４）。そして、各状態情報は、制御部１００、開閉器監視部１２１、変圧器監視部１３１で各機器が正常であるか異常であるかの判定処理をし、その結果を記憶する（Ｓ９０６）。

以下では、各ステップについて詳述する。まず、図９のＳ９０２及びＳ９０４の処理により収集された開閉器１２０、変圧器１３０及び計量器１４０の状態情報は、最終的に制御部１００に集められる。この状態情報及び返信情報の収集のフローは、具体的には、以下の４つのパターンがあり、いずれのパターンで行ってもよい。

第一のパターンは、図１０に示すように、制御部１００が、開閉器監視部１２１、変圧器監視部１３１及び計量器監視部１４１に対してそれぞれの状態情報を制御部１００へ送信するよう指示をし、開閉器監視部１２１、変圧器監視部１３１及び計量器監視部１４１は、それぞれの監視対象の機器に係る状態情報を制御部１００に送信する。

第二のパターンは、図１１に示すように、開閉器監視部１２１が、変圧器監視部１３１及び計量器監視部１４１に対して変圧器状態情報及び計量器情報を開閉器監視部１２１へ送信するよう指示をし、変圧器監視部１３１及び計量器監視部１４１は、それぞれの監視対象の機器に係る状態情報を開閉器監視部１２１に送信する。また、制御部１００が、開閉器監視部１２１に対して開閉器１２０、変圧器１３０及び計量器１４０に係る状態情報を制御部１００へ送信するよう指示をし、開閉器監視部１２１は、制御部１００にそれらの状態情報を送信する。

第三のパターンは、図１２に示すように、変圧器監視部１３１が、計量器監視部１４１に対して計量器１４０に係る状態情報を返信するよう指示をし、計量器監視部１４１は、計量器１４０に係る状態情報を変圧器監視部１３１に返信する。また、制御部１００が、変圧器監視部１３１に対して変圧器状態情報及び計量器状態情報を制御部１００へ送信するよう指示をし、変圧器監視部１３１は、変圧器状態情報及び計量器状態情報を制御部１００に送信する。また、制御部１００が、開閉器監視部１２１に対して開閉器状態情報を返信するよう指示し、開閉器監視部１２１は制御部１００に開閉器状態情報を返信する。

第四のパターンは、図１３に示すように、変圧器監視部１３１が、計量器監視部１４１に対して計量器状態情報を送信するよう指示をし、計量器監視部１４１は、計量器状態情報を変圧器監視部１３１に返信する。また、開閉器監視部１２１が、変圧器監視部１３１に対して変圧器状態情報及び計量器状態情報を返信するよう指示をし、変圧器監視部１３１は、変圧器状態情報及び計量器状態情報を開閉器監視部１２１に返信する。さらに、制御部１００が、開閉器監視部１２１に対して開閉器状態情報、変圧器状態情報及び計量器状態情報を返信するよう指示をし、開閉器監視部１２１は、制御部１００に開閉器状態情報、変圧器状態情報及び計量器状態情報を返信する。

なお、後述するように、いずれのパターンにおいても開閉器監視部１２１及び変圧器監視部１３１が判定部を備え、開閉器監視部１２１及び変圧器監視部１３１において正常／異常の判定を行っている場合、開閉器監視部１２１及び変圧器監視部１３１は、状態情報と共に、又は状態情報に代えて、正常／異常の判定結果を送信する。

次に、図９のＳ９０６で行う開閉器１２０、変圧器１３０，計量器１４０が正常であるか異常であるかの判定について、機器毎に判定の手順を詳述する。

開閉器１２０についての正常／異常の判定は、図１４の処理フロー図で示すような手順で行う。制御部１００は、開閉器監視部１２１に対して開閉器状態情報を返信するよう指示する（Ｓ１４０２）。制御部１００は、開閉器監視部１２１から開閉器状態情報を受信すると（Ｓ１４０４：ＹＥＳ）、開閉器状態情報が異常値であるか正常値であるかを判定する（Ｓ１４０６）。このＳ１４０６での判定は、予め設定された開閉器正常値表に基づいて行われるが、この開閉器正常値表とは、図１５に示すように、各開閉器１２０についての電流及び電圧の上限値及び下限値が記載されている表である。すなわち、開閉器１２０が「ＯＮ」の場合は、当該状態情報の電流及び電圧の値が開閉器正常値表の上限値と下限値の間の範囲にあれば開閉器１２０は正常であり、いずれかがその範囲になければ開閉器は異常であると判定される。また、開閉器１２０が「ＯＦＦ」の場合は、当該状態情報の電流値がゼロであって電圧値が開閉器正常値表の上限値と下限値の間の範囲にあれば開閉器１２０は正常であり、その電流値がゼロでない又は電圧値がその範囲になければ開閉器１２０は異常であると判定される。なお、この判定処理は、制御部１００において行ってもよく、また開閉器監視部１２１が制御部１００からの指示を受ける前に予め行ってもよい。開閉器監視部１２１が正常／異常の判定を行った場合、開閉器監視部１２１は、状態情報に加えて判定結果も併せて制御部１００に送信してもよく、また判定結果のみを制御部１００に送信してもよい。

さて、制御部１００は、開閉器監視部１２１から送信されてきた開閉器状態情報が異常値であり、開閉器１２０に異常ありと判定された場合、その旨を制御部記憶手段１０２に記憶する（Ｓ１４０８）。一方、開閉器状態情報が異常値でなく、開閉器１２０は正常と判定された場合、制御部１００はその旨を制御部記憶手段１０２に記憶する（Ｓ１４１０）。

また、制御部１００は、開閉器監視部１２１から開閉器状態情報を受信できなかった場合（Ｓ１４０４：ＮＯ）、当該開閉器１２０に電力を供給する変電所（以下、「上位変電所」と言う）１１０の変電所状態情報を制御部記憶手段１０２から検索する（Ｓ１４１２）。そして、変電所状態情報から当該上位変電所１１０が故障していると判断された場合（Ｓ１４１４：ＹＥＳ）、当該上位変電所１１０を影響箇所として制御部記憶手段１０２に記憶する（Ｓ１４１６）。一方、当該上位変電所１１０が故障していない場合（Ｓ１４１４：ＮＯ）、当該開閉器１２０を故障区間として制御部記憶手段１０２に記憶する（Ｓ１４１８）。なお、当該上位変電所１１０に故障がないにも関わらず当該開閉器１２０からの送信を受信できない理由として、当該開閉器監視部１２１が故障により送信できない場合と、制御部１００と当該開閉器監視部１２１との間の通信回線の故障により送受信できない場合とが想定される。故障区間とは、これらのいずれかの場合が生じた区間を意味する。

なお、以上の説明では、上位に当たる制御部１００から開閉器監視部１２１に対して開閉器状態情報を送信すべき旨を指示し、開閉器監視部１２１から上位に当たる制御部１００に対して開閉器状態情報を送信することとしているが、指示内容は、開閉器状態情報の送信ではなくて、エコー要求であってもよい。また、これらを組み合わせて、例えば、エコー要求を１日６回行い、開閉器状態情報送信指示を１日１回としてもよい。

変圧器１３０についての正常／異常の判定は、図１６の処理フロー図で示すような手順で行う。制御部１００又は開閉器監視部１２１は、変圧器監視部１３１に変圧器状態情報を送信するよう指示する（Ｓ１６０２）。制御部１００又は開閉器監視部１２１は、開閉器監視部１２１から変圧器状態情報を受信すると（Ｓ１６０４：ＹＥＳ）、当該変圧器状態情報が異常値であるか正常値であるかを判定する（Ｓ１６０６）。

この判定は、予め設定された変圧器正常値表に基づいて行われる。図１７は、変圧器正常値表を示す。同図に示すように、変圧器正常値表には、各変圧器１３０についての電流及び電圧の上限値及び下限値並びに変圧器の定格容量が記載されている。Ｓ１６０６では、次の３つの条件を全て満たす場合に正常と判定し、何れか一つの条件でも満たさない場合には異常と判定する。
１）当該変圧器状態情報の電流及び電圧の値が変圧器正常値表の上限値と下限値の間の範囲にあること。
２）一次側電流値と一次側電圧値の積が、二次側電流値と二次側電圧値の積と等しいこと。
３）一次側電流値と一次側電圧値の積及び二次側電流値と二次側電圧値の積が定格容量以下であること。

次に制御部１００、開閉器監視部１２１又は変圧器監視部１３１は、変圧器１３０の正常又は異常の判定結果を記憶する（Ｓ１６０８，Ｓ１６１０）。なお、この判定処理は、制御部１００又は開閉器監視部１２１において行ってもよく、また変圧器監視部１３１が制御部１００又は開閉器監視部１２１からの指示を受ける前に予め行ってもよい。変圧器監視部１３１が正常／異常の判定を行った場合、変圧器監視部１３１は、状態情報に加えて判定結果も併せて制御部１００又は開閉器監視部１２１に送信してもよく、また判定結果のみを制御部１００又は開閉器監視部１２１に送信してもよい。

また、制御部１００又は開閉器監視部１２１は、変圧器監視部１３１から変圧器状態情報の送信がなかった場合（Ｓ１６０４：ＮＯ）、当該変圧器１３０に電力を供給する上位変電所１１０又は開閉器１２０（以下、「上位開閉器」と言う）を、配電自動化システムにアクセスすることなどにより電力送配電経路データを入手することによって特定し、当該上位変電所及び当該上位開閉器の開閉器状態情報を制御部記憶手段１０２又は開閉器記憶手段１２４から検索する（Ｓ１６１２）。そして、開閉器状態情報に基づき当該上位変電所１１０又は当該上位開閉器１２０が故障している場合（Ｓ１６１４：ＹＥＳ）、その故障している上位変電所又は開閉器を当該上位影響箇所として記憶する（Ｓ１６１６）。一方、当該上位変電所１１０及び当該上位開閉器１２０が故障していない場合（Ｓ１６１４：ＮＯ）、当該変圧器１３０を故障区間として記憶する（Ｓ１６１８）。なお、当該上位開閉器１２０に故障がないにも関わらず当該変圧器監視部１３１からの送信を受信できない理由として、当該変圧器監視部１３１の故障により返信できない場合と、制御部１００又は当該上位開閉器監視部１２１と当該変圧器監視部１３１との間の通信回線の故障により返信できない場合とが想定される。故障区間とは、これらのいずれかの場合が生じた区間を意味する。

なお、以上の説明では、上位に当たる制御部１００又は開閉器監視部１２１が変圧器監視部１３１に対して変圧器状態情報の送信を指示し、変圧器監視部１３１が上位に当たる制御部１００又は開閉器監視部１２１に対して送信することとしているが、指示内容は、変圧器状態情報の送信ではなくて、エコー要求であってもよい。また、これらを組み合わせて、例えば、エコー要求を１日６回行い、変圧器状態情報送信指示を１日１回としてもよい。

計量器１４０についての正常／異常の判定は、図１８の処理フロー図で示すような手順で行う。制御部１００、開閉器監視部１２１又は変圧器監視部１３１は、計量器監視部１４１に計量器状態情報を送信するよう指示する（Ｓ１８０２）。制御部１００、開閉器監視部１２１又は変圧器監視部１３１は、計量器監視部１４１から計量器状態情報を受信すると（Ｓ１８０４：ＹＥＳ）、当該計量器が正常であると判定し、その旨を記憶する（Ｓ１８０６）。

一方、制御部１００、開閉器監視部１２１又は変圧器監視部１３１は、計量器監視部１４１から計量器状態情報を受信できなかった場合（Ｓ１８０４：ＮＯ）、当該計量器１４０に電力を供給する上位変電所１１０、上位開閉器１２０、又は変圧器１３０（以下、「上位変圧器」と言う）を、配電自動化システムにアクセスするなどにより電力送配電経路データを入手することによって特定し、当該上位変電所、当該上位開閉器及び当該上位変圧器の状態情報を制御部記憶手段１０２、開閉器記憶手段１２４又は変圧器記憶手段１３４から検索する（Ｓ１８０８）。そして、当該上位変電所１１０、当該上位開閉器１２０、又は当該上位変圧器１３０が故障している場合（Ｓ１８１０：ＹＥＳ）、その故障している当該上位機器を影響箇所として記憶する（Ｓ１８１２）。一方、当該上位変電所１１０、当該上位開閉器１２０、及び当該上位変圧器１３０が故障していない場合（Ｓ１８１０：ＮＯ）、当該計量器１４０を故障区間として記憶する（Ｓ１８１４）。なお、当該上位変電所１１０、当該上位開閉器１２０、又は当該上位変圧器１３０に故障がないにも関わらず当該計量器監視部１４０から計量器状態情報を受信できない理由として、当該計量器監視部１４１の故障により送信できない場合と、制御部１００、開閉器監視部１２１又は変圧器監視部１３１と当該計量器監視部１４１との間の通信回線の故障により送受信できない場合とが想定される。故障区間とは、これらのいずれかの場合が生じた区間を意味する。

以上の通り、本実施形態の故障箇所発見システム１によれば、配電系統における開閉器、変圧器及び計量器を監視することにより、故障箇所をより迅速に発見することができる。

従来、自動配電化システムなどにより変電所から開閉器までは監視することが可能であったが、配電線上で開閉器の先にある変圧器や電力の最終需要地である各家屋や各事業所に取り付けられた電力使用量の計量器までは監視することができなかった。それゆえに事故発生区間については判定できても、事故発生区間の中のどの場所で事故が発生したかまでは特定できず、事故発生区間の通電復旧に時間がかかっていた。これに対して、故障箇所発見システム１によれば、開閉器１２０から変圧器１３０、計量器１４０までの区間で電力線搬送による通信を行うことで、これまで監視できなかった変圧器１３０から計量器１４０までの区間を監視することが可能となる。これにより、事故発生時には、事故発生区間の中のどの場所で事故が発生したかまでも特定できるようになる。

また、ある電力需要者において停電が発生した場合、配電側に事故原因があるのか、需要者側に事故原因があるのかは、現場で調査しなければ明らかにできなかったが、故障箇所発見システム１によれば、変電所１１０から開閉器１２０、変圧器１３０、計量器１４０までにおいて故障箇所があれば発見できることから、配電側に停電原因があるかないかについて迅速に把握することができる。

さらに、故障箇所発見システム１では、開閉器１２０及び変圧器１３０に判定手段及び記憶手段を備えることもできる。開閉器１２０が開閉器判定手段１２５及び開閉器記憶手段１２４を備えれば、開閉器１２０よりも下流側にある変圧器１３０及び計量器１４０の状況を把握できるので、ある開閉器１２０が含まれる配電区間が停電事故発生等により配電系統から切り離され、移動式発電機（例えば、発電車や発電船）等から電力供給を受けた場合であっても、当該開閉器１２０の開閉器判定手段１２５で判定され開閉器記憶手段１２４で記憶された情報を元に当該開閉器１２０の下流側の機器等の状況を移動式発電機から把握することができ、更に停電事故等発生しても故障箇所を迅速に発見することができる。変圧器１３０が変圧器判定手段１３５及び変圧器記憶手段１３４を備える場合も同様に、当該変圧器１３０の下流側の機器等の状況を移動式発電機から把握することができ、更に停電事故等発生しても故障箇所を迅速に発見することができる。

なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本発明の実施形態である故障箇所発見システム１の全体構成図である。制御部１００の構成図である。開閉器監視部１２１の構成図である。開閉器状態情報のデータ構成である。変圧器監視部１３１の構成図である。変圧器状態情報のデータ構成である。計量器監視部１４１の構成図である。計量器データのデータ構成である。故障箇所発見システム１の故障箇所発見の処理フローを示した図である。各機器の状態情報及び返信情報の収集のパターンを示した図である。各機器の状態情報及び返信情報の収集の別のパターンを示す図である。各機器の状態情報及び返信情報の収集の別のパターンを示す図である。各機器の状態情報及び返信情報の収集の別のパターンを示す図である。開閉器１２０についての正常／異常を判定する処理フローを示す図である。開閉器正常値表のデータ構成を示す図である。変圧器１３０についての正常／異常を判定する処理フローを示す図である。変圧器正常値表のデータ構成を示す図である。計量器１４０についての正常／異常を判定する処理フローを示す図である。

符号の説明

１故障箇所発見システム１００制御部
１０１制御部通信手段１０２制御部記憶手段
１０３制御部判定手段１０４制御部入力手段
１０５制御部出力手段１１０変電所
１２０開閉器１２１開閉器監視部
１２２開閉器検知手段１２３開閉器通信手段
１２４開閉器記憶手段１２５開閉器判定手段
１３０変圧器１３１変圧器監視部
１３２変圧器検知手段１３３変圧器通信手段
１３４変圧器記憶手段１３５変圧器判定手段
１４０計量器１４１計量器監視部
１４３計量器通信手段１４４計量器記憶手段

Claims

発電所で発電された電力を、開閉器と変圧器と計量器の各機器をこの順に経由して各施設に配電する電力配電系統における故障箇所発見システムであって、
前記開閉器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な開閉器通信手段と、前記開閉器の状態を検知する開閉器検知手段と、を有する開閉器監視部と、
前記変圧器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な変圧器通信手段と、前記変圧器の状態を検知する変圧器検知手段と、を有する変圧器監視部と、
前記計量器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な計量器通信手段を有する計量器監視部と、
前記電力配電系統上の各機器と通信可能な制御部通信手段と、前記制御部通信手段で取得した情報に基づいて開閉器、変圧器及び計量器がそれぞれ正常であるか異常であるかを判定する制御部判定手段と、前記制御部判定手段が判定した結果を記憶する制御部記憶手段と、を有する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記制御部通信手段を介して前記開閉器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その開閉器状態情報を受信できた場合はその開閉器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記開閉器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶し、
前記制御部通信手段を介して前記変圧器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その変圧器状態情報を受信できた場合はその変圧器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記変圧器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶し、
前記制御部通信手段を介して前記計量器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記計量器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶すること、
を特徴とする故障箇所発見システム。
請求項１に記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器監視部は、前記開閉器検知手段で検知した結果に基づいて前記開閉器が正常であるか異常であるかを判定する開閉器判定手段と、前記開閉器判定手段で判定した結果を記憶する開閉器記憶手段を有し、
前記開閉器監視部は、前記開閉器判定手段での判定結果を開閉器状態情報として前記制御部に送信することを特徴とする故障箇所発見システム。
請求項２に記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器監視部は、
前記開閉器通信手段を介して前記変圧器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その変圧器状態情報を受信できた場合はその変圧器状態情報を、受信できなかった場合はその旨を、変圧器状態情報として前記開閉器記憶手段で記憶し、
前記開閉器通信手段を介して前記計量器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報を、受信できなかった場合はその旨を、計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶すること
を特徴とする故障箇所発見システム。
請求項３に記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器監視部は、
変圧器状態情報を受信できた場合はその変圧器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記変圧器が正常であるか異常であるかを前記開閉器判定部で判定し、その判定結果を変圧器状態情報として前記開閉器記憶手段で記憶し、
計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記計量器が正常であるか異常であるかを前記開閉器判定部で判定し、その判定結果を計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶すること、
を特徴とする故障箇所発見システム。
請求項１〜４の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記変圧器監視部は、前記変圧器検知手段で検知した結果に基づいて前記変圧器が正常であるか異常であるかを判定する変圧器判定手段と、前記変圧器判定手段で判定した結果を記憶する変圧器記憶手段と、を有し、
前記変圧器監視部は、前記変圧器判定手段での判定結果を変圧器状態情報として前記制御部に送信することを特徴とする故障箇所発見システム。
請求項５に記載の故障箇所発見システムであって、
前記変圧器監視部は、
前記開閉器通信手段を介して前記計量器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報を、受信できなかった場合はその旨を、計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶することを特徴とする故障箇所発見システム。
請求項６に記載の故障箇所発見システムであって、
前記変圧器監視部は、
計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記計量器が正常であるか異常であるかを前記開閉器判定部で判定し、その判定結果を計量器状態情報として前記開閉器記憶手段に記憶することを特徴とする故障箇所発見システム。
請求項１〜７の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記制御部記憶手段は、取得した開閉器状態情報と変圧器状態情報と計量器状態情報とをそれぞれの機器に係る判定結果に関連付けて記憶することを特徴とする故障箇所発見システム。
請求項１〜８の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記制御部通信手段と前記開閉器通信手段と前記変圧器通信手段と前記計量器通信手段との間の通信は、電力線を介して行われることを特徴とする故障箇所発見システム。
請求項１〜８の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記開閉器通信手段と前記変圧器通信手段と前記計量器通信手段との間の通信は、電力線を介して行われ、
前記制御部通信手段と前記開閉器通信手段との間の通信は、電力線とは異なる通信回線を介して行われることを特徴とする故障箇所発見システム。
請求項１〜１０の何れかに記載の故障箇所発見システムであって、
前記制御部は、前記変電所に敷設されていることを特徴とする故障箇所発見システム。
発電所で発電された電力を、開閉器と変圧器と計量器の各機器をこの順に経由して各施設に配電する電力配電系統において
前記開閉器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な開閉器通信手段と、前記開閉器の状態を検知する開閉器検知手段と、を有する開閉器監視部と、
前記変圧器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な変圧器通信手段と、前記変圧器の状態を検知する変圧器検知手段と、を有する変圧器監視部と、
前記計量器に付設され、前記電力配電系統上の他の機器と通信可能な計量器通信手段を有する計量器監視部と、
前記電力配電系統上の各機器と通信可能な制御部通信手段と、前記制御部通信手段で取得した情報に基づいて開閉器、変圧器及び計量器がそれぞれ正常であるか異常であるかを判定する制御部判定手段と、前記制御部判定手段が判定した結果を記憶する制御部記憶手段と、を有するコンピュータ制御部と、を備える故障箇所発見システムを用いた故障箇所発見方法であって、
前記コンピュータ制御部は、
前記制御部通信手段を介して前記開閉器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その開閉器状態情報を受信できた場合はその開閉器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記開閉器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶するステップと、
前記制御部通信手段を介して前記変圧器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その変圧器状態情報を受信できた場合はその変圧器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記変圧器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶するステップと、
前記制御部通信手段を介して前記計量器の状態を示す情報を送信するよう指示をし、その計量器状態情報を受信できた場合はその計量器状態情報に基づいて、受信できなかった場合はそのことに基づいて、前記計量器が正常であるか異常であるかを前記制御部判定部で判定し、その判定結果を前記制御部記憶手段に記憶するステップと、
を含むことを特徴とする故障箇所発見方法。