JP2010038861A - 配電用開閉器制御装置のａｃ／ｄｃ電源劣化診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配電用開閉器制御装置ごとの動作確立時間に左右されることなく、ＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化診断を正確に行えるようにすることである。
【解決手段】ＡＣ電圧有無監視手段１７は配電用開閉器の両端におけるＡＣ電圧の有無を監視し、ＡＣ電圧無し計時手段１８はＡＣ電圧有無監視手段１７が判定したＡＣ電圧の無しをトリガとして計時を開始する。コンデンサ劣化診断手段２３は、ＡＣ電圧無し計時手段１８で計時した計時値と予め記憶した初期値とを比較し、ＡＣ／ＤＣ電源回路１５の電解コンデンサの劣化診断を行う。診断結果表示出力手段２４は、コンデンサ劣化診断手段２３の診断結果を表示部２５に表示出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配電用開閉器の開閉制御を行う配電用開閉器制御装置内の各回路にＤＣ電源を供給するＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化診断を行う配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置に関する。

一般に、配電用開閉器の開閉制御を行う配電用開閉器制御装置は、電子回路で構成されており、その制御電源は、ＡＣ／ＤＣ電源回路でＡＣ電源をＤＣ電源に変換して、配電用開閉器制御装置の各回路に供給するようにしている。

配電用開閉器制御装置は、長期間に渡りメンテナンスフリーで使用されることが前提である。ＡＣ／ＤＣ電源回路では、ＡＣ電源をＤＣ電源に変換して使用するために、電圧平滑用に電解コンデンサを用いている。この電解コンデンサが劣化して静電容量の低下が発生すると、ＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化となる。さらに、この電解コンデンサの静電容量低下により、ＡＣ／ＤＣ電源回路がＤＣ電源としての性能を維持できなくなった場合には配電用開閉器制御装置の異常となる。

そこで、電解コンデンサの静電容量の低下を診断する機能を設けることで、配電用開閉器制御装置が異常となる前にＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化を事前通知するようにしている。これにより、配電用開閉器制御装置の異常による供給支障発生を未然に防止している。

このような電解コンデンサの劣化を診断する方法としては、電源投入時の電圧確立までの時間を計測する方法がある。電源投入後、出力電圧が所定の電圧レベルに到達するまでの時刻に基づいて系統保護リレー電源を診断するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、電源スイッチ投入から抵抗を介して充電されるコンデンサ電圧が所定電圧に到達するまでの充電時間を測定し、その充電時間をコンデンサが正常な状態で当該充電時間測定時のバッテリ電圧のときにコンデンサ電圧が所定電圧に到達するまでの基準時間と比較し、充電時間が基準時間より短いときにコンデンサの劣化と判定するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−３２１２０３ 特開平５−２１５８００

しかし、電源投入時の電圧確立までの時間を計測して電解コンデンサの劣化を診断するようにした特許文献１、２のものでは、電源投入時はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）の動作やオペレーティングシステム（ＯＳ）の動作が確立するまでに数秒を必要とし、特にＯＳの動作確立時間は、必ずしも同じ動作時間とは限らないことから、正確な電圧確立時間を測定することができない。

本発明の目的は、配電用開閉器制御装置ごとの動作確立時間に左右されることなく、ＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化診断を正確に行うことができる配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置を提供することである。

本発明に係わる配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置は、配電用開閉器の主回路からＡＣを入力してＤＣに変換し、得られたＤＣ電源を配電用開閉器制御装置内に供給するＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化診断を行う配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置において、前記配電用開閉器の両端におけるＡＣ電圧の有無を監視するＡＣ電圧有無監視手段と、前記ＡＣ電圧有無監視手段が判定した前記ＡＣ電圧の無しをトリガとして計時を開始するＡＣ電圧無し計時手段と、前記ＡＣ電圧無し計時手段で計時した計時値と予め記憶した初期値とを比較しＡＣ／ＤＣ電源回路の電解コンデンサの劣化診断を行うコンデンサ劣化診断手段と、前記コンデンサ劣化診断手段の診断結果を表示部に表示出力する診断結果表示出力手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、配電用開閉器制御装置ごとの動作確立時間に左右されることなく、ＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化診断を正確に行うことができる。

図１は本発明の実施の形態に係わる配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置の構成図である。配電用開閉器制御装置１１は主回路の開閉器１２を開閉制御するものであり、図１ではその開閉操作部の図示は省略し、ＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置について図示している。

開閉器１２の主回路の両端すなわちＡ側及びＢ側のＡＣ電圧は、計器用変成器１３ａ、１３ｂを介して配電用開閉器制御装置１１に入力され、Ａ側ＡＣ電圧はＡ側電圧検出器１４ａで検出され、Ｂ側ＡＣ電圧はＢ側電圧検出器１４ｂで検出される。Ａ側電圧検出器１４ａで検出されたＡ側電圧、及びＢ側電圧検出器１４ｂで検出されたＢ側電圧は演算部１６のＡＣ電圧有無監視手段１７に入力される。一方、配電用開閉器制御装置１１内の各回路にＤＣ電源を供給するためのＡＣ／ＤＣ電源回路１５は、Ａ側ＡＣ電圧またはＢ側ＡＣ電圧のいずれかからＡＣ電圧を入力し、ＤＣ電圧に変換してＤＣ電源を得て、演算部１６を含めて各回路にＤＣ電源を供給する。

演算部１６のＡＣ電圧有無監視手段１７は、配電用開閉器制御装置１１に入力されたＡ側ＡＣ電圧及びＢ側ＡＣ電圧の有無を監視し、ＡＣ電圧が無しとなったときに、ＡＣ電圧無し計時手段１８に計時開始要求を出力する。ＡＣ電圧無し計時手段１８は、ＡＣ電圧有無監視手段１７が判定したＡＣ電圧の無しをトリガとして計時を開始する。すなわち、ＡＣ電圧無し計時手段１８は、ＡＣ／ＤＣ電源回路１５のＤＣ電源喪失により演算部１６が停止するまで短い周期（例えば、０．１秒周期）で計時を実行し、計時の更新の都度、記憶部１９にある最新計時値ｔｃの記憶領域２０へ計時値を記憶する。

記憶部１９にはＡＣ電圧無し計時値の初期値ｔ０が予め初期値ｔ０の記憶領域２１に記憶されている。また、初期値設定フラグ２２は、ＡＣ電圧無し計時手段１８が計時した計時値を初期値ｔ０として記憶領域２１に記憶するか、最新計時値ｔｃとして記憶領域２０に記憶するかを決めるためのフラグをセットするものである。

ここで、ＤＣ電源喪失により演算部１６が停止となるまでの計時値がＡＣ／ＤＣ電源回路１５に使用されている電解コンデンサの放電時間を示すことになる。この電解コンデンサの劣化による容量低下で、その放電時間が短くなることを利用して、電解コンデンサの劣化を検出する。つまり、演算部１６のコンデンサ劣化診断手段２３は、最新の計時値ｔｃとＡＣ電圧無し計時値の初期値ｔ０とを比較することにより、初期値ｔ０からの差により電解コンデンサの劣化度合いを判断する。そして、コンデンサ劣化診断手段２３は、比較して得られた劣化診断結果を診断結果表示出力手段２４に出力する。診断結果表示出力手段２４は、その劣化診断結果をＬＥＤやマグサインなどの表示部２５に表示する。

なお、ＡＣ電圧無しの計時の初期値ｔ０は、ＡＣ電圧無し計時手段１８において、記憶部１９に記憶している初期値設定フラグ２２により、その記憶領域２１に記憶される。すなわち、ＡＣ電圧無し計時手段１８は、計時値の記憶先を切替える処理を有し、初期値設定フラグ２２のオフの場合には記憶部１９の初期値ｔ０の記憶領域２１に記憶し、初期値設定フラグをオンに更新する。また、初期値設定フラグのオンの場合に記憶部１９の最新計時値ｔｃをその記憶領域２０へ記憶する処理を有する。記憶部１９は、不揮発性メモリを適用することでＤＣ電源を喪失しても最新の計時値、初期値、初期値設定フラグが喪失することはない。

このように、電源投入時に電圧確立までの時間測定を行う従来の方法に代えて、ＡＣ電源断からの電解コンデンサの放電時間に着目し、放電時間中の演算部１６の動作時間を利用して電解コンデンサ劣化診断を行うので、従来のように、電源投入時のＭＰＵ、ＯＳの動作が確立するまでの間は、電解コンデンサの劣化診断が不可であり正確な時間測定を行えないという不具合を解消でき、電解コンデンサの劣化を事前に通知することができる。

以上の説明では、コンデンサ劣化診断手段２３の診断結果を診断結果表示出力手段２４により、表示部２５に表示出力するようにしたが、図２に示すように、診断結果表示出力手段２４に代えて、コンデンサ劣化診断手段２３の診断結果を親局装置に伝送する診断結果伝送出力手段２６を設け、親局装置へ伝送を行い、電解コンデンサの劣化診断結果を通知するようにしてもよい。

本発明の実施の形態によれば、ＡＣ電源のＯＦＦを起点としており、ＡＣ／ＤＣ電源回路１５の電解コンデンサの容量に応じたＤＣ電源の電圧維持時間を計測するので、電解コンデンサの劣化具合を正確に測定することができる。これにより、ＡＣ／ＤＣ電源回路１５の電解コンデンサの静電容量低下を精度よく診断することができる。

本発明の実施の形態に係わる配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置の一例の構成図。 本発明の実施の形態に係わる配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置の他の一例の構成図。

符号の説明

１１…配電用開閉器制御装置、１２…開閉器、１３…計器用変成器、１４…電圧検出器、１５…ＡＣ／ＤＣ電源回路、１６…演算部、１７…ＡＣ電圧有無監視手段、１８…ＡＣ電圧無し計時手段、１９…記憶部、２０…最新計時値記憶領域、２１…初期値記憶領域、２２…初期値設定フラグ、２３…コンデンサ劣化診断手段、２４…診断結果表示出力手段、２５…表示部、２６…診断結果伝送出力手段

Claims (2)

1. 配電用開閉器の主回路からＡＣを入力してＤＣに変換し、得られたＤＣ電源を配電用開閉器制御装置内に供給するＡＣ／ＤＣ電源回路の劣化診断を行う配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置において、前記配電用開閉器の両端におけるＡＣ電圧の有無を監視するＡＣ電圧有無監視手段と、前記ＡＣ電圧有無監視手段が判定した前記ＡＣ電圧の無しをトリガとして計時を開始するＡＣ電圧無し計時手段と、前記ＡＣ電圧無し計時手段で計時した計時値と予め記憶した初期値とを比較しＡＣ／ＤＣ電源回路の電解コンデンサの劣化診断を行うコンデンサ劣化診断手段と、前記コンデンサ劣化診断手段の診断結果を表示部に表示出力する診断結果表示出力手段とを備えたことを特徴とする配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置。
2. 前記診断結果表示出力手段に代えて、前記コンデンサ劣化診断手段の診断結果を親局装置に伝送する診断結果伝送出力手段を設けたことを特徴とする配電用開閉器制御装置のＡＣ／ＤＣ電源劣化診断装置。

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