JP2010188921A - 電鉄用き電系統の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】モード切替スイッチなしで実運用系統に即した信号を用いて常用−予備の切替えを行い、人為的ミスによる誤動作、誤信号、誤計測を無くすることにある。
【解決手段】常用遮断器及び常用断路器で構成される複数の常用回線と、共用予備遮断器及び各き電線に連なる予備断路器で構成される予備回線と、各予備断路器の動作に連動する接点が並列に接続された実系統切替え回路部２３を有する制御盤１２とを備え、この制御盤は、常用回線の異常またはメンテナンス時に中央監視センター１３からの開放／投入指令に基づき、特定のき電線に連なる予備回線を構成する予備断路器の投入に連動して前記接点を閉とし、常用回線の各種信号及び計測値に代えて、予備回線の各種信号及び計測値を乗せ替えて中央監視センター１３に伝送し、監視モニター表示部１４に表示する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電鉄用き電系統における常用回線−予備回線の切替えに伴って、予備回線上の各種信号・計測値を引継いで中央監視センターへ伝送する電鉄用き電系統の制御システムに関する。

電鉄用き電系統の変電所やき電区分所などに配電盤を設置し、この配電盤がトロリー線の保守点検時の遮断器の入／切り状態などを、当該遮断器とトロリー線をつなぐ線路に設けた不足電圧リレーの動作状態から検出し、中央監視センターに伝送する技術は提案されている（特許文献１）。

しかし、電鉄用き電系統の常用−予備のモード切替え操作に伴う信号・計測値の引継ぎ処理に関する先行技術は見当たらない。

そこで、常用−予備のモード切替え系を含む現在実施中の電鉄用き電系統の制御システムの構成について、図３を参照して説明する。

まず、電鉄用き電系統は、き電母線１と各き電線２ａ，２ｂ，…との間に、常用遮断器１ＣＢ−常用断路器１ＤＳ、２ＣＢ−２ＤＳ、３ＣＢ−３ＤＳ、４ＣＢ−４ＤＳで構成される複数の常用回線と、複数の常用回線のうち何れかの常用回線が異常になったとき、異常となった常用回線の肩代わりをする共通の予備遮断器ＳＣＢ及び各き電線２ａ，２ｂ，…に連なる予備断路器Ｓ１ＤＳ，Ｓ２ＤＳ、Ｓ３ＤＳ，Ｓ４ＤＳで構成される複数の予備回線とが設けられている。

３ａ，３ｂ，…は常用回線の動作状態その他必要な物理量を検出する例えば電流，電圧または保護リレーなどの常用状態検出要素、４は予備回線の動作状態その他必要な物理量を検出するを検出する例えば電流，電圧または保護リレーなどの予備状態検出要素、５ａ，５ｂ，…は鉄道車両である。

一方、き電系統の常用−予備のモード切替系は、電鉄用き電系統の適宜な場所（例えば，き電所，開閉所、指令所等）に設置される制御盤６と、この制御盤６に専用の伝送ライン７を介して接続される中央監視センター８と、中央監視センター８に付設される監視モニター表示部９とで構成される。

制御盤６は、各き電線２ａ，２ｂ，…に対応して常用回転と予備回線の切替えを行うためのモード切替スイッチ１０ａ，１０ｂ，…が設けられ、人為的にモード切替スイッチ１０ａ（または１０ｂ，…）を常用-予備の切替え操作に伴って、異常となった常用回線の肩代わりをする予備回線の各種の信号・計測値を取り込んで専用伝送ライン７を介して中央監視センター８に送信する。

中央監視センター８は、常時は監視モニター表示部９に鉄道車両を含む複数の常用回線で構成される電鉄用き電系統モデル９ａを表示し、所定周期ごとに各常用回線の各箇所の各種信号、計測値を取り込んで電鉄用き電系統モデル９ａの該当個所に各種信号・計測値×××９ｂを表示する。

次に、電鉄用き電系統の常用−予備の切替え処理について、図４を参照して説明する。

中央監視センター８は、制御盤６から送られてくる常用回線の各種信号や計測値と判定用しきい値などと比較し、常用回線の異常あるいは予め計画されるメンテナンス作業日時に伴い、該当き電線例えば２ａに対応する遮断器，断路器の開放／投入指令を制御盤６に送信する。

制御盤６は、開放／投入指令を受けると、該当き電線２ａに連なる常用回線の遮断器１ＣＢ，路器１ＤＳを順次手動または自動にて開放する（Ｓ１１，Ｓ１２）。

引き続き、き電線２ａに連なる常用回線を予備回線に切替え処理する（Ｓ１３）。この予備回線切替え処理は、操作員が操作ハンドル１０を把持し、４つのモード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄのうち、異常またはメンテナンス対象となったき電線２ａに対応するモード切替スイッチ例えば１０ａに操作ハンドル１０に嵌め込み、当該操作ハンドル１０の矢印方向が常用側から予備側に移動するように回転選択する。なお、操作ハンドル１０は、常用側選択で取り外し可能となるが、予備側選択で取り外し不可能となる。

操作ハンドル１０の回転操作でモード切替スイッチ１０ａが予備側に切替ると、当該モード切替スイッチ１０ａの接点等を介して専用伝送ライン７の伝送入力端に接続される。

さらに、き電線２ａに連なる予備回線側の予備断路器Ｓ１ＤＳ及び共通の予備遮断器ＳＣＢを手動または自動にて投入し（Ｓ１４，Ｓ１５）、予備側への切替が完了する。

そうすると、制御盤６は、所定の周期ごとに肩代わりした予備断路器Ｓ１ＤＳ及び予備遮断器ＳＣＢからなる予備回線に関する各種信号及び計測値を収集し、モード切替スイッチ１０ａの接点及び専用伝送ライン７を通って中央監視センター８に伝送する。

中央監視センター８は、制御盤６から受け取った予備回線に関する各種信号及び計測値を、監視モニター表示部９に表示される電鉄用き電系統モデル９ａの中のき電線２ａに連なる常用回線に相当する部分の各箇所に表示する。

すなわち、中央監視センター８の監視モニター表示部９に複数の常用回線からなる電鉄用き電系統モデル９ａが表示されているので、前述したモード切替スイッチ１０ａを予備回線側に切替えたことに伴い、異常となった常用回線の各個所の各種信号、計測値に代えて、専用伝送ライン７へ肩代わりしたき電線２ａに連なる予備回線の各種信号、計測値（例えば遮断器、断路器の動作状態信号、予備回線の各個所の電流・電圧計測値、保護リレーの動作信号等）を乗せ替えることにより、中央監視センター８に伝送し、電鉄用き電系統モデル９ａの中の異常となった常用回線モデルの該当個所に、予備回線の各種信号、計測値×××９ｂを所定周期ごとに更新表示するものである。

特開平１１−３４８６１２号公報

しかしながら、前述した現在実施中の電鉄用き電系統の常用−予備のモード切替構成では、常用回線の異常時にモード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄを用いて予備回線側に切替えるために、制御盤６にき電線２ａ〜２ｄに対応する複数のモード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄを取りつけ、操作ハンドル１０を選択的に付け替えつつモード切替え操作を実施する必要がある。

また、複数の常用回線の中から異常となった常用回線を見つけ出し、その異常となったき電線例えば２ａに対応するモード切替スイッチ１０ａに操作ハンドル１０を嵌め込み、常用回線から予備回線を選択する。そして、異常となった常用回線に対して肩代わりする予備回線から各種信号、計測値を取得し、専用伝送ライン７に乗せ替えている。

その結果、モード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄの操作し忘れや異常である常用回線を誤って特定し予備側に切替えたり、モード切替えの操作手順の誤りなどにより、予備回線を選択誤り、予備回線の各種信号、計測値を電鉄用き電系統モデル９ａの異なる常用回線モデルに表示するなど、人為的なミスによって誤動作、誤信号及び誤計測の表示を引き起こす問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、モード切替スイッチによらず、実運用系統に即した信号を用いて常用−予備の切替えを実施し、人為的ミスによる誤動作、誤信号、誤計測となる要因を無くする電鉄用き電系統の制御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に、き電母線と複数のき電線の間に、常用遮断器及び常用断路器で構成される複数の常用回線と、当該各常用回線の肩代わりをする共用の予備遮断器及び前記各き電線ごとに接続される予備断路器で構成される予備回線とを備え、常時は制御盤が前記各常用回線の各個所の各種信号及び計測値を中央監視センターに伝送し、監視モニター表示部に電鉄用き電系統モデルを表示する電鉄用き電系統の制御システムであって、
前記制御盤は、信号収集発生部に対して、前記各予備断路器の動作に連動する接点が並列に接続された実系統切替え回路部を設け、前記特定のき電線に連なる常用回線の異常またはメンテナンス時に前記中央監視センターから送られてくる開放／投入指令に基づき、前記肩代わりする前記特定のき電線に連なる予備回線を構成する予備断路器の投入に連動して該当接点を閉とし、前記信号収集発生部から前記肩代わりした予備回線の各箇所の各種信号及び計測値を乗せ替えて中央監視センターに伝送する構成である。

また、別の発明としては、前記制御盤は、特定のき電線に連なる常用回線の異常またはメンテナンス時に前記中央監視センターから送られてくる開放／投入指令に基づき、前記特定のき電線に連なる常用回線の常用遮断器及び常用断路器を開放し、当該特定のき電線に連なる予備回線の予備断路器及び予備遮断器を投入する手段と、信号収集発生部に対して、前記各予備断路器の動作に連動する常時開状態の接点が並列に接続され、前記開放／投入指令に基づき、前記肩代わりする前記特定のき電線に連なる予備回線を構成する予備断路器の投入に連動して前記接点を閉とし、前記信号収集発生部から前記肩代わりした予備回線の各箇所の各種信号及び計測値を乗せ替えて中央監視センターに伝送する実系統切替え回路部と、前記特定の予備断路器が投入されたとき、他の予備断路器が同時に投入不可とするインターロック手段とを設けた構成である。

本発明によれば、モード切替スイッチを用いることなく、実際の実運用系統に即した信号を用いて、人為的ミスによる誤動作、誤信号、誤計測を起すことなく、自動的に常用・予備切替えを実施できる電鉄用き電系統の制御システムを提供できる。

本発明に係る電鉄用き電系統の制御システムの一実施の形態を示す構成図。 電鉄用き電系統における常用・予備の一連の切替え処理例を説明するフロー図。 現在実施している従来の電鉄用き電系統の制御システムを示す構成図。 電鉄用き電系統における常用・予備切替えの操作手順を説明する図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る電鉄用き電系統の制御システムの一実施の形態を示す概略構成図である。

この電鉄用き電系統の制御システムは、き電系統１１と、制御盤１２と、中央監視センター１３と、監視モニター表示部１４とで構成される。１５は専用伝送ラインである。

き電系統１１は、図３と同様に例えば４つの常用回線及びそれに対応する予備回線からなるが、ここでは説明を簡単化するために、２つの常用回線（１），（２）及び予備回線（Ｙ）で構成するものとする。なお、実際の構成は図３と同様であるので、同一または等価な部分には図３と同一符号を付して説明する。

すなわち、電鉄用き電系統は、き電母線１と各き電線２ａ，２ｂとの間に、常用遮断器１ＣＢ−常用断路器１ＤＳで構成される２つの常用回線（１），（２）と、これら常用回線（１），（２）のうち何れかの常用回線例えば（１）が異常になったとき、異常となった常用回線（１）の肩代わりを行う共通の予備遮断器ＳＣＢ及びき電線２ａ，２ｂ毎の予備断路器Ｓ１ＤＳ，Ｓ２ＤＳで構成される予備回線（Ｙ）とが設けられている。

３ａ，３ｂは各常用回線（１），（２）の動作状態その他必要な物理量を検出する例えば電流，電圧または保護リレーなどの常用状態検出要素、４は予備回線の動作状態その他必要な物理量を検出する例えば電流，電圧または保護リレーなどの予備状態検出要素、５ａ，５ｂ，…は鉄道車両である。

制御盤１２は、電鉄用き電系統の適宜な場所（例えば，き電所，開閉所、指令所等）に設置される。この制御盤１２において、従来と異なるところは、人為的な切替え操作を行うモード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄ及び操作ハンドル１０を不要としたことにある。

もともと従来の制御盤６は、中央監視センター８から送られてくる開放／投入指令に基づいて遮断器，断路器を開放／投入するものであって、遮断器，断路器の開放／投入と直接関係していない。

つまり、モード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄは、異常またはメンテナンス対象となった常用回線から予備回線に切替え、当該予備回線の所要個所の各種信号、計測値を中央監視センター８に乗り替え伝送し、予備回線の状況を監視モニター表示部９に表示することにより、監視性能を高めるためである。

そこで、本発明は、人為的なモード切替え操作を行うモード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄを不要とした制御盤１２を実現し、従来と同様のモード切替え機能を発揮できれば、人為的ミスによる誤動作、誤信号、誤計測となる要因を無くすことが可能となる。

制御盤１２としては、機能的には、伝送制御部２１と、機器開放・投入制御部２２と、実系統切替え回路部２３と、インターロック部２４と、信号収集発生部２５とで構成される。

伝送制御部２１は、中央監視センター１３との間で相互にオン・オフ信号やパケット等の伝送データの受渡しを行う。機器開放・投入制御部２２は、中央監視センター１３からの開放／投入指令に基づき、所定のシーケンスプログラムに従って遮断器，断路器を開放／投入制御する機能を有する。

実系統切替え回路部２３は、例えば信号収集発生部２５の出力端に対して、予備断路器Ｓ１ＤＳ，Ｓ２ＤＳの動作に連動してオン・オフする断路器接点Ｓ１ＤＳａ，Ｓ２ＤＳａが並列的に接続され、信号収集発生部５の出力される各回線の各種信号及び計測値を伝送制御部２１に導く構成となっている。

なお、これら２つの断路器接点Ｓ１ＤＳａ，Ｓ２ＤＳａは、インターロック部２４の機能により、同時にオンすることはない。

インターロック部２４は、何れかの予備断路器例えばＳ１ＤＳが投入された時、他方の予備断路器Ｓ２ＤＳが投入されないように、予備断路器Ｓ２ＤＳに直列に予備断路器Ｓ１ＤＳの接点Ｓ１ＤＳｂが接続され、予備断路器Ｓ１ＤＳ，Ｓ２ＤＳが相互にインターロックする構成となっている。

次に、以上のような電鉄用き電系統の制御システムの作用について、図２を参照して説明する。

中央監視センター１３は、制御盤１２から送られてくる各種の信号や計測値と判定用しきい値などと比較し、常用回線の異常と判断されたとき、監視モニター表示部１４に表示される電鉄用き電系統モデル１４ａの例えば常用回線（１）に相当する異常該当信号，計測値を点滅，色替えその他識別認識可能な状態で警報表示する。

監視員は、警報表示または予めメンテナンス作業の通知に基づき、中央監視センター１３からき電線２ａに連なる常用回線（１）に関する遮断器・断路器の開放／投入制御指令を制御盤１２に送信する。

制御盤１２の機器開放・投入制御部２２は、常時は図２に示すように中央監視センター１３から特定のき電線に接続される常用回線の異常等による開放／投入制御指令を受信したか否かを判断する（Ｓ１）。

機器開放・投入制御部２２は、開放／投入制御指令有りの場合には異常となった例えば常用回線（１）の常用遮断器１ＣＢ及び常用断路器１ＤＳの順序で順次開放する（Ｓ２，Ｓ３）。

しかる後、異常となった常用回線（１）が接続されるき電線２ａに連なる予備断路器Ｓ１ＤＳ及び共用の遮断器ＳＣＢの順序で順次投入する（Ｓ４，Ｓ５）。

このとき、予備断路器Ｓ１ＤＳの投入に伴い、実系統切替え回路部２３に挿入されている予備断路器接点Ｓ１ＤＳａがオンし、き電線２ａに連なる予備回線（Ｙ）の信号伝送経路が形成され（Ｓ６）、また同時にインターロック部２４の予備断路器Ｓ１ＤＳの接点Ｓ１ＤＳｂがオフし、予備断路器Ｓ１ＤＳと予備断路器Ｓ２ＤＳが同時に投入されないようにインターロック機能が働く（Ｓ７）。

以上のようにして予備回線（Ｙ）の信号伝送経路が形成された後、信号収集発生部２５が所定周期ごとに予備回線（Ｙ）の各個所から各種信号及び計測値を収集し、予備断路器接点Ｓ１ＤＳａを介して伝送制御部２１から専用伝送ライン１５に乗り替えし、中央監視センター１３に伝送する（Ｓ８，Ｓ９）。

中央監視センター１３は、制御盤１２から予備回線（Ｙ）に関係する各種の信号及び計測値を受信すると、電鉄用き電系統モデル１４ａの常用回線（１）の所要個所に肩代わりした予備回線（Ｙ）の各個所からの各種信号及び計測値を表示する。

予備回線（Ｙ）に関係する各種信号及び計測値の送信は、常用回線（１）の原状復旧指令またはメンテナンス作業終了まで継続する（Ｓ１０）。

従って、以上のような実施の形態によれば、従来の常用−予備モード切替操作に用いていたモード切替スイッチ１０ａ〜１０ｄ及び操作ハンドル１０を不要とすることができる。その結果、人為的な操作手順ミスや異常となった常用回線の特定誤り等がなくなる。

すなわち、この実施の形態では、実運用系統の動作に即した信号を用いて自動的に常用−予備の切替えを実施するので、人為的ミスによる誤動作、誤信号、誤計測となる要因を無くすことができる。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば制御盤１２を用いて、常用−予備の切替による予備回線の各種信号や計測値を伝送ラインに乗り替えるようにしたが、特に制御盤１２に特定するものでなく、同様の機能を実現するものであれば、制御盤１２という名称にこだわるものでなく、電鉄用き電系統に用いられる配電盤であってもよい。

１…き電母線、２ａ，２ｂ…き電線、１ＣＢ〜２ＣＢ…常用遮断器、１ＤＳ〜２ＤＳ…常用断路器、ＳＣＢ…予備遮断器、Ｓ１ＤＳ〜Ｓ２ＤＳ…予備断路器、
電１１…き電系統、１２…制御盤、１３…中央監視センター、１４…監視モニター表示部、２１…伝送制御部、２２…機器開放・投入制御部、２３…実系統切替え回路部、２４…インターロック部、２５…信号収集発生部。

Claims (2)

1. き電母線と複数のき電線の間に、常用遮断器及び常用断路器で構成される複数の常用回線と、当該各常用回線の肩代わりをする共用の予備遮断器及び前記各き電線ごとに接続される予備断路器で構成される予備回線とを備え、常時は制御盤が前記各常用回線の各個所の各種信号及び計測値を中央監視センターに伝送し、監視モニター表示部に電鉄用き電系統モデルを表示する電鉄用き電系統の制御システムにおいて、
   前記制御盤は、信号収集発生部に対して、前記各予備断路器の動作に連動する接点が並列に接続された実系統切替え回路部を設け、前記特定のき電線に連なる常用回線の異常またはメンテナンス時に前記中央監視センターから送られてくる開放／投入指令に基づき、前記肩代わりする前記特定のき電線に連なる予備回線を構成する予備断路器の投入に連動して前記接点を閉とし、前記信号収集発生部から前記肩代わりした予備回線の各箇所の各種信号及び計測値を乗せ替えて中央監視センターに伝送することを特徴とする電鉄用き電系統の制御システム。
2. き電母線と複数のき電線の間に、常用遮断器及び常用断路器で構成される複数の常用回線と、当該各常用回線の肩代わりをする共用の予備遮断器及び前記各き電線ごとに接続される予備断路器で構成される予備回線とを備え、常時は制御盤が前記各常用回線の各個所の各種信号及び計測値を中央監視センターに伝送し、監視モニター表示部に電鉄用き電系統モデルを表示する電鉄用き電系統の制御システムにおいて、
   前記制御盤は、前記特定のき電線に連なる常用回線の異常またはメンテナンス時に前記中央監視センターから送られてくる開放／投入指令に基づき、前記特定のき電線に連なる常用回線の常用遮断器及び常用断路器を開放し、当該特定のき電線に連なる予備回線の予備断路器及び予備遮断器を投入する手段と、信号収集発生部に対して、前記各予備断路器の動作に連動する常時開状態の接点が並列に接続され、前記開放／投入指令に基づき、前記肩代わりする前記特定のき電線に連なる予備回線を構成する予備断路器の投入に連動して前記接点を閉とし、前記信号収集発生部から前記肩代わりした予備回線の各箇所の各種信号及び計測値を乗せ替えて中央監視センターに伝送する実系統切替え回路部と、前記特定の予備断路器が投入されたとき、他の予備断路器が同時に投入不可とするインターロック手段とを備えたことを特徴とする電鉄用き電系統の制御システム。

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