JP2008193880A - 自動電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】別途設けた開閉器子局により強制素通しタップ制御を遠方制御できるようにした自動電圧調装置を提供することにある。
【解決手段】親局１３からの指令で操作される開閉器子局３０を有する開閉器が各所に設けられた配電線に設置され、タップ付変圧器と負荷時タップ切換器と負荷時タップ切換器と連動するタップ位置検出スイッチ１５ａとからなる自動電圧調整器本体１５と電圧調整用制御装置２０とを備える。さらに、開閉器に設けられている開閉器子局３０と同構成の開閉器子局と、親局からの素通しタップ指令により強制的に素通しタップにする素通しタップ用制御装置４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、開閉器子局を有して親局からの指令で操作される開閉器が各所に設けられた配電線に設置される自動電圧調整装置に関するものである。

配電系統は複数の配電線を常時開放されている連系用開閉器によりそれぞれ連系して構成されており、また、各配電線は複数の区分開閉器により分割されている。したがって、配電線のある区間で工事、事故などがあった場合、連系用開閉器を閉じ、いわゆる系統切替を行い、当該配電線と異なる他の配電線を介して電力を供給することにより、停電が広範囲で起きないようにしている。この配電系統は図２に示すように、例えば、配電線１には開閉器２，３が設けられ、配電線４には開閉器５，６が設けられ、配電線１と配電線４とは常時開放されている開閉器７により連系されており、配電線１に接続されている負荷に変電所８より電力が供給され、配電線４に接続されている負荷に変電所９より電力が供給されている。また例えば、配電線１及び配電線４には、電圧変動を補正するために、自動電圧調整装置１０，１１が開閉器２，３間及び開閉器５，６間にそれぞれ設置されている場合がある。なお、開閉器２，３，５，６，７は、開閉器子局１２をそれぞれ有し、親局１３からの指令により適宜に開閉操作されるようになっている。

自動電圧調整装置１０，１１は、タップ付変圧器と負荷時タップ切換器とタップ位置検出スイッチとからなる自動電圧調整器本体と電圧調整用制御装置とを備え、タップ付変圧器と負荷時タップ切換器とタップ位置検出スイッチとは、自動電圧調整器本体を構成するタンク内に収容され、タップ付変圧器の二次側電圧を計測してその電圧が目標電圧となるようにタップ付変圧器のタップを負荷時タップ切換器により切り換えて、配電線の電圧調整を行っている。電圧調整用制御装置は昇圧指令、降圧指令及びタップ切換禁止指令が負荷時タップ切換器に出力されるように構成されており、タップ切換開始時のみの昇圧指令または降圧指令により、１タップの切り換えが完了するまで負荷時タップ切換器を駆動させる。

上記のような配電系統において、例えば開閉器２と変電所８との間で工事などを実施する場合には、先に開閉器７を投入してループ状態にするが、その際に自動電圧調整装置１０，１１に流れる電流は現在のタップ位置が素通しタップから離れるほど大きくなり、タップ位置により定格電流を超えることが考えられるので、自動電圧調整装置１０，１１が故障する虞がある。したがって、自動電圧調整装置１０に並列に設けられている側路開閉器を「入」状態にするか、または、自動電圧調整装置１０，１１を強制的に素通しタップに切り換える。その後、開閉器７を投入して開閉器２を開放する。このように系統切替の際に、自動電圧調整装置を強制的に素通しタップにすることは、例えば特許文献１に記載されている。
特開平９−８４２６６号公報

従来では、自動電圧調整装置の側路開閉器を入状態または自動電圧調整装置を強制的に素通しタップにするように遠方制御対応になっていないために、わざわざ現場へ行き、所定の操作を実施する必要がある。そこで、自動電圧調整装置を遠方制御対応にすればよいが、電圧調整用制御装置に通信機能及び強制素通しタップ制御機能を持たせると、大幅に改造することになるので、改造作業が非常に煩雑になるという問題ある。または、側路開閉器を遠方制御対応にすればよいが、通信機能を持たせると、大幅に改造することになるので、改造作業が非常に煩雑になるという問題ある。

そこで、上記問題を解決するために、別途設けた開閉器子局により自動電圧調整装置に対し素通しタップ制御の遠方制御化を考えた。

ところで、開閉器子局１２には、親局１３からの開閉器投入指令情報を開閉器子局１２が受信すると、開閉器２，３，５，６，７の駆動回路を投入励磁させるために設けられた投入励磁端子と、投入励磁後の開閉器の開閉状態を検出するために設けられた開閉状態検出端子とが備えられている。

遠方制御を正常に行うためには、親局１３にて素通しタップ制御の完了を認識する必要があり、開閉器投入開放指令情報を素通しタップ制御信号とし、この情報を投入励磁端子から出力させ、開閉器の閉状態を素通し完了信号として開閉状態検出端子に入力させるようにしたが、開閉器の動作確認時間（１秒以内）と自動電圧調整装置が素通し状態になるまでの動作時間（９〜３６秒）に差があるため、素通し完了信号が出力されない。すなわち、自動電圧調整装置に対し素通しタップ制御の遠方制御化に、開閉器子局１２を単純に流用できないという問題がある。

本発明の目的は、別途設けた開閉器子局により強制素通しタップ制御を遠方制御できるようにした自動電圧調装置を提供することにある。

第１の発明は、開閉器子局を有して親局からの指令で操作される開閉器が各所に設けられた配電線に設置され、タップ付変圧器と負荷時タップ切換器と負荷時タップ切換器と連動するタップ位置検出スイッチとからなる自動電圧調整器本体と電圧調整用制御装置とを備え、タップ付変圧器のタップを負荷時タップ切換器により切り換えて配電線の電圧を調整する自動電圧調整装置を対象とし、開閉器子局と同構成の開閉器子局と、親局からの素通しタップ指令により強制的に素通しタップにする素通しタップ用制御装置とをさらに備え、開閉器子局は親局からの開閉器投入指令情報を受信すると、開閉器の駆動回路を投入励磁させるために設けられた投入励磁端子と、投入励磁後の開閉器の開閉状態を検出するために設けられた開閉状態検出端子と、開閉器の２側（負荷側）の電圧有無情報を入力させるために設けられた２側電源端子とを備え、２側電源端子からの電圧有無情報を親局に送信し、素通しタップ用制御装置は投入励磁端子間に接続されて親局からの素通しタップ指令を受信して動作すると共に、開閉状態検出端子間を閉じる第１のリレーと、タップ位置検出スイッチにタップ位置検出端子を介してそれぞれ接続されてタップ数と同数のリレーからなるタップ位置リレーと、タップが昇圧タップ、降圧タップまたは素通しタップの場合に昇圧タップ、降圧タップまたは素通しタップのタップ状態を出力するタップ状態出力回路と、昇圧タップ、降圧タップまたは素通しタップのタップ状態に対応させてタップ状態出力回路に接続される第２ないし第４のリレーと、タップ切換中に動作する第５のリレーと、親局からの素通しタップ指令によるタップ切換中は通常の電圧調整のタップ切り換えを禁止するタップ切換禁止指令と、強制的に素通しタップにさせる昇圧指令または降圧指令とを電圧調整用制御装置に出力するタップ指令回路と、第１のリレーと第３のリレーとが動作したことによる電圧無し情報を素通し制御完了情報として２側電源端子間に出力させる素通し制御完了判定回路とを備えるようにしたものである。

以上のように、第１の発明によれば、従来と同構成の開閉器子局を設けると共に、電圧調整用制御装置とこの開閉器子局との間を電気的に接続させる素通しタップ用制御装置を設けるようにしたので、従来の電圧調整用制御装置の中味を改造させることがなくなり、素通しタップ制御の遠方制御化のための改造作業を大きく簡素化させることができる。

図１は本発明に係る自動電圧調整装置の制御装置の一実施形態を示すブロック回路図である。図示するように、自動電圧調整装置の制御装置は電圧調整用制御装置２０にさらに開閉器子局３０が別途設けられ、また、親局２からの素通しタップ指令により強制的に素通しタップにする素通しタップ用制御装置４０が設けられている。なお、開閉器子局３０は図２に示した開閉器子局１２と同構成である。

電圧調整用制御装置２０は、従来と同様に、自動電圧調整器本体１５を構成するタンク内に収容されたタップ位置検出スイッチ１５ａとタップ位置検出端子１５ｂを介して電気的に接続されると共に、タップ付変圧器の２次側電圧が例えば、略１００Ｖに降圧されて２次電圧計測端子２０ａから入力された電圧を制御電圧としており、昇圧指令、降圧指令及びタップ切換禁止指令が負荷時タップ切換器に出力されるように構成され、タップ切換開始時のみの昇圧指令または降圧指令により、１タップの切り換えが完了するまで負荷時タップ切換器を駆動させる。

タップ位置検出スイッチ１５ａは、負荷時タップ切換器と連動し、例えば９つのタップに対応して９つのタップ位置Ｐ１〜Ｐ９に切り換えられるように構成されている。なお、９つのタップ位置Ｐ１〜Ｐ９のうち、例えばタップ位置Ｐ１〜Ｐ４を降圧タップ（変圧器の２次側電圧を１次側電圧よりも低くする）、タップ位置Ｐ５を素通しタップ（変圧器の２次側電圧を１次側電圧と同じにする）、タップ位置Ｐ５〜Ｐ９を昇圧タップ（変圧器の２次側電圧を１次側電圧よりも高くする）に対応させている。タップ位置検出端子１５ｂは、タップ位置Ｐ１〜Ｐ９に対応させた９つの端子から構成されている。

開閉器子局３０には、投入励磁端子３０ａ、開閉状態検出端子３０ｂ及び２側電源端子３０ｃが設けられており、開閉器子局３０の制御電圧は配電線から取り込まれた電圧としている。

投入励磁端子３０ａは、親局９からの開閉器投入指令情報を受信すると、開閉器の駆動回路を投入励磁させるために設けられている。開閉状態検出端子３０ｂは、開閉器の駆動回路を投入励磁した後の開閉状態を検出するために設けられている。２側電源端子３０ｃは、開閉器の２側（負荷側）に出力される電圧有無情報を入力させるために設けられており、開閉器子局３０は２側電源端子３０ｃからの電圧有無情報を親局９に送信する。

素通しタップ用制御装置４０には、第１のリレー４０ａ、タップ位置リレー４０ｂ、タップ状態出力回路４０ｃ、第２ないし第４のリレー４０ｄ〜４０ｆ、第５のリレー４０ｇ、整流回路４０ｈ、タップ指令回路４０ｉ及び素通し制御完了判定回路４０ｊが設けられており、素通しタップ用制御装置４０の制御電圧は電圧調整用制御装置２０の２次電圧計測端子２０ａを介して取り込まれた電圧としている。

第１のリレー４０ａは投入励磁端子３０ａ間に実質的に接続されており、その第１の常開接点４０a11 が開閉状態検出端子３０ｂ間に実質的に接続されている。タップ位置リレー４０ｂは上記９つのタップ数と同数のリレー４０b1〜４０b9からなり、その一端は自動電圧調整器本体１５のタップ位置検出スイッチ１５ａとタップ位置検出端子１５ｂの各端子を介してそれぞれ接続され、他端は２次電圧計測端子２０ａを介して導入した電源ライン４０k11 とそれぞれ接続されている。

タップ状態出力回路４０ｃは、タップ位置が、いずれの昇圧タップ、いずれの降圧タップまたは素通しタップの場合に、それぞれ昇圧タップ、降圧タップまたは素通しタップのタップ状態を出力するために、タップ位置リレー４０b1〜４０b4の常開接点４０b11 〜４０b41 とダイオード４０c1〜４０c4とをそれぞれ直列接続してダイオード４０c1〜４０c4のカソード側を一括接続し、タップ位置リレー４０b5の常開接点４０b51 とダイオード４０c5とを直列接続し、タップ位置リレー４０b6〜４０b9の常開接点４０b61 〜４０b91 とダイオード４０c6〜４０c9とをそれぞれ直列接続してダイオード４０c6〜４０c9のカソード側を一括接続して構成されている。タップ位置リレー４０b1〜４０b4の常開接点４０b11 〜４０b41 の一端（ダイオードと接続されていない側）は、整流回路４０ｈの「＋」側にそれぞれ接続されている。

第２ないし第４のリレー４０ｄ〜４０ｆの一端は、タップ状態出力回路４０ｃのダイオード４０c1〜４０c4のカソード側を一括した接続部、ダイオード４０c5のカソード、及びダイオード４０c6〜４０c9のカソード側を一括した接続部にそれぞれ接続され、他端は整流回路４０ｈの「−」側にそれぞれ接続されている。第５のリレー４０ｇの一端は、整流回路４０ｈの「＋」側が接続された電圧調整用制御装置２０に接続され、他端は整流回路４０ｈの「−」側に接続されている。

タップ指令回路４０ｉは、第１のリレー４０ａの第２の常開接点４０a21 、第１のリレー４０ａの第２の常開接点４０a21と第５のリレー４０ｇの常閉接点４０g12 と第２のリレー４０ｄの常開接点４０d11とを直列接続、及び第１のリレー４０ａの第２の常開接点４０a21 と第５のリレー４０ｇの常閉接点４０g12 と第４のリレー４０ｆの常開接点４０f11 とを直列接続して構成され、それぞれが２次電圧計測端子２０ａを介して導入した電源ライン４０k22 と電圧調整用制御装置２０との間に接続されている。

素通し制御完了判定回路４０ｊは、第１のリレー４０ａと第３のリレー４０ｅとが動作したことによる電圧無し状態を素通し制御完了情報として２側電源端子３０ｃ間に出力させるために、第１のリレー４０ａの常閉接点４０a12 と第３のリレー４０ｅの常閉接点４０e12 とを並列接続して構成され、２次電圧計測端子２０ａを介して導入した電源ライン４０ｋ22 と２側電源端子３０ｃとの間に実質的に接続されている。

上記のような構成において、親局９からの開閉器投入指令情報を素通しタップ指令情報として開閉器子局３０が受信すると、投入励磁出力端子３０ａから作動電圧が出力されて素通しタップ用制御装置４０の第１のリレー４０ａが動作し、開閉状態検出端子３０ｂ間に接続されている第１の常開接点４０a11 とタップ指令回路４０ｉ内の第２の常開接点４０a21 とが閉じると共に、素通し制御完了判定回路４０ｊ内の常閉接点４０a12 が開き、素通しタップ制御の準備が完了する。この際、閉じた第２の常開接点４０a21 を介してタップ切換禁止指令として第１の作動電圧がタップ指令回路４０ｉから電圧調整用制御装置２０に出力され、強制的に素通しタップにするタップ切換中は通常の電圧調整のタップ切り換えが禁止される。この第１の作動電圧は、電圧調整用制御装置２０の２次電圧計測端子２０ａから取り込まれた交流電圧である。なお、第１のリレー４０ａの第１の常開接点４０a11 を閉じさせるのは、開閉器の駆動回路の投入励磁後、所定時間（１秒）以内に開閉器が閉状態にならないと投入励磁を解除させるためである。

現在のタップが降圧タップの場合、タップ位置検出スイッチ１５ａが例えばタップ位置Ｐ２になっていると、タップ位置検出スイッチ１５ａから第１の作動電圧が出力されてタップ位置リレー４０b2が動作し、その常開接点４０b21 が閉じることにより、タップ状態出力回路４０ｃから第２の作動電圧が出力されて第２のリレー４０ｄが動作する。この第２の作動電圧は、整流回路４０ｈによる直流電圧である。

第２のリレー４０ｄが動作すると、タップ指令回路４０ｉ内の常開接点４０d11 が閉じ、この常開接点４０d11 と第５のリレー４０ｇの常閉接点４０g12 と既に閉じている第１のリレー４０ａの第２の常開接点４０a21 とを介して昇圧指令として第１の作動電圧がタップ指令回路４０ｉから電圧調整用制御装置２０に出力され、１タップの切り換えが完了する。第５のリレー４０ｇは、タップ切り換えが開始されると、例えば電圧調整用制御装置２０に設けられてタップ切換中に閉じられる接点を介して出力される第２の作動電圧により動作してその常閉接点４０g12 が開くので、昇圧指令が出力されないようになっている。すなわち、タップ切換開始時のみに昇圧指令が出力される。このようにタップ切換開始時のみに昇圧指令を出力させるのは、タップ切換中も昇圧指令を出し続けると、素通しタップに切り換わったことの認識遅れにより、さらにタップが昇圧方向に切り換わることを防止するためである。

切り換え後のタップが未だ降圧タップの場合、昇圧動作を繰り返し、タップ位置検出スイッチ１５ａがタップ位置Ｐ５になると、タップ位置リレー４０b5が動作してその常開接点４０b51 が閉じることにより、タップ状態出力回路４０ｃから第２の作動電圧が出力されて第３のリレー４０ｅが動作する。

また現在のタップが昇圧タップの場合、タップ位置検出スイッチ１５ａが例えばタップ位置Ｐ８になっていると、タップ位置リレー４０b8が動作してその常開接点４０b81 が閉じることにより、タップ状態出力回路４０ｃから第２の作動電圧が出力されて第４のリレー４０ｆが動作する。

第４のリレー４０ｆが動作すると、タップ指令回路４０ｉ内の常開接点４０f11 が閉じ、この常開接点４０f11 と第５のリレー４０ｇの常閉接点４０g12 と既に閉じている第１のリレー４０ａの第２の常開接点４０a21 を介して降圧指令として第１の作動電圧がタップ指令回路４０ｉから電圧調整用制御装置２０に出力され、１タップの切り換えが完了する。第５のリレー４０ｇは、タップ切り換えが開始されると、例えば電圧調整用制御装置２０に設けられてタップ切換中に閉じられる接点を介して出力される第２の作動電圧により、動作してその常閉接点４０g12 が開くので、降圧指令が出力されないようになっている。すなわち、タップ切換開始時のみに降圧指令が出力される。このようにタップ切換開始時のみに降圧指令を出力させるのは、タップ切換中も降圧指令を出し続けると、素通しタップに切り換わったことの認識遅れにより、さらにタップが降圧方向に切り換わることを防止するためである。

切り換え後のタップが未だ昇圧タップの場合、降圧動作を繰り返し、タップ位置検出スイッチ１５ａがタップ位置Ｐ５になると、タップ位置リレー４０b5が動作してその常開接点４０b51 が閉じることにより、タップ状態出力回路４０ｃから第２の作動電圧が出力されて第３のリレー４０ｅが動作する。

上記のように第３のリレー４０ｅが動作すると、素通し制御完了判定回路４０ｊ内の常閉接点４０e12 が開き、また、第１のリレー４０ａが既に動作して素通し制御完了判定回路４０ｊ内の常閉接点４０a12 が開いているので、電源ライン４０k22 と２側電源端子３０ｃとの回路が遮断されることになり、２側電源端子３０ｃ間が電圧無しの状態となる。開閉器子局３０は、この電圧無し情報を素通し制御完了情報として親局９に送信する。

親局９が制御完了情報を受信し、親局９からの素通しタップ解除指令情報をとして開閉器子局３０が受信するまでの間、通常の電圧調整のタップ切り換え禁止状態が維持される。その後、タップ解除指令情報を開閉器子局３０が受信すると、投入励磁出力端子３０ａから作動電圧が出力されなくなって素通しタップ用制御装置４０の第１のリレー４０ａが非励磁となり、タップ指令回路４０ｉ内の第２の常開接点４０a21 が開き、タップ切換禁止指令として第１の作動電圧がタップ指令回路４０ｉから電圧調整用制御装置２０に出力されなくなる。すなわち、タップ切換禁止指令が出力されない。

本発明に係る自動電圧調整装置の制御装置の一実施形態を示すブロック回路図である。 一般的な配電系統を示す図である。

符号の説明

１３ 親局
１５ 自動電圧調整器本体
１５ａ タップ位置検出スイッチ
１５ｂ タップ位置検出端子
２０ 電圧調整用制御装置
３０ 開閉器子局
３０ａ 投入励磁端子
３０ｂ 開閉状態検出端子
３０ｃ ２側電源端子
４０ 素通しタップ用制御装置
４０ａ 第１のリレー
４０ｂ タップ位置リレー
４０ｃ タップ状態出力回路
４０ｄ 第２のリレー
４０ｅ 第３のリレー
４０ｆ 第４のリレー
４０ｇ 第５のリレー
４０ｉ タップ指令回路
４０ｊ 素通し制御完了判定回路

Claims (1)

1. 開閉器子局を有して親局からの指令で操作される開閉器が各所に設けられた配電線に設置され、タップ付変圧器と負荷時タップ切換器と前記負荷時タップ切換器と連動するタップ位置検出スイッチとからなる自動電圧調整器本体と電圧調整用制御装置とを備え、前記タップ付変圧器のタップを負荷時タップ切換器により切り換えて配電線の電圧を調整する自動電圧調整装置であって、
   前記開閉器子局と同構成の開閉器子局と、親局からの素通しタップ指令により強制的に素通しタップにする素通しタップ用制御装置とをさらに備え、
   前記開閉器子局は
   前記親局からの開閉器投入指令情報を受信すると、前記開閉器の駆動回路を投入励磁させるために設けられた投入励磁端子と、
   前記投入励磁後の開閉器の開閉状態を検出するために設けられた開閉状態検出端子と、 前記開閉器の２側（負荷側）の電圧有無情報を入力させるために設けられた２側電源端子とを備え、前記２側電源端子からの電圧有無情報を前記親局に送信し、
   前記素通しタップ用制御装置は
   前記投入励磁端子間に接続されて親局からの素通しタップ指令を受信して動作すると共に、開閉状態検出端子間を閉じる第１のリレーと、
   前記タップ位置検出スイッチに前記タップ位置検出端子を介してそれぞれ接続された前記タップ数と同数のリレーからなるタップ位置リレーと、
   前記タップ位置がいずれの昇圧タップ、いずれの降圧タップまたは素通しタップの場合に、それぞれ昇圧タップ、降圧タップまたは素通しタップのタップ状態を出力するタップ状態出力回路と、
   前記昇圧タップ、降圧タップまたは素通しタップのタップ状態に対応させてタップ状態出力回路に接続される第２ないし第４のリレーと、
   前記タップ切換中に動作する第５のリレーと、
   前記親局からの素通しタップによるタップ切換中は通常の電圧調整のタップ切り換えを禁止するタップ切換禁止指令と、強制的に素通しタップにさせる昇圧指令または降圧指令とを前記電圧調整用制御装置に出力するタップ指令回路と、
   前記第１のリレーと第３のリレーとが動作したことによる電圧無し情報を素通し制御完了情報として前記２側電源端子間に出力させる素通し制御完了判定回路とを備えた自動電圧調整装置。

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