JP2011114880A

JP2011114880A - 調相設備制御方法

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Publication number: JP2011114880A
Application number: JP2009266313A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kimura; 清志木村
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】調相設備用開閉器が何らかの原因により不応動になった場合でも、母線電圧・無効電力制御を適切に行うことができるようにした。
【解決手段】演算制御装置では以下のような各工程で情報が処理されて、母線電圧が調整される。情報取り込み工程には入力インタフェースＤＩを介して開閉機器のＯＮ／ＯＦＦ状態入力情報が取り込まれ、取り込まれた入力情報は、調相設備投入・開放判断工程に供給され、この工程で調相設備を投入するのか、開放するのかが判断される。判断工程による判断結果から調相設備群の内、所定の１つの調相設備を投入するために、所定の１つの開閉器を操作する。このとき、開閉器に不応動が生じて調相設備を投入できなくなった際に、変電所内に同容量の他の調相設備が存在することが判明したなら、調相設備選択工程で選択し、開閉機器操作工程で他の調相設備を投入し、母線電圧あるいは無効電圧を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の調相設備（分路リアクトルあるいは電力用コンデンサ）を有する変電所において、母線電圧あるいは系統に与える無効電力を調整する調相設備制御方法に関するものである。

図６は、複数の調相設備を備えた変電所の概略的な構成説明図で、図６において、１１は甲次母線、１２は乙次母線、１３はディジタル形電圧調整リレー等からなる演算制御装置、ＬＲＴ₁，ＬＲＴ₂は負荷時タップ切換変圧器、ＣＢ１〜ＣＢ７は遮断器、ＬＳ１〜ＬＳ１２は断路器、ＰＴは計器用変圧器である。

１、２−１、２−２、３−１、３−２は調相設備で、調相設備１は、遮断器ＣＢ１を介して甲次母線１１と乙次母線１２との間に直列接続された断路器ＬＳ５，ＬＳ６の共通接続点ＣＯ１に接続され、また、調相設備２−１は、断路器ＬＳ１，遮断器ＣＢ２を介して甲次母線１１と乙次母線１２との間に直列接続された断路器ＬＳ９，ＬＳ１０の共通接続点ＣＯ２に接続され、調相設備２−２は、遮断ＣＢ３を介して断路器ＬＳ１と遮断器ＣＢ２を結ぶ共通接続点ＣＯ３に接続される。

また、調相設備３−１は、断路器ＬＳ２，遮断器ＣＢ４を介して甲次母線１１と乙次母線１２との間に直列接続された断路器ＬＳ１１，ＬＳ１２の共通接続点ＣＯ４に接続され、調相設備３−２は、遮断器ＣＢ５を介して断路器ＬＳ２と遮断器ＣＢ４を結ぶ共通接続点ＣＯ５に接続される。

前記ディジタル形電圧調整リレー等からなる演算制御装置１３は、演算部ＣＰＵ、メモリＰＲＯＭ，ＲＡＭ、ディジタル入力インタフェースＤＩ、ディジタル出力インタフェースＤＯ、アナログ入力インタフェースＡＩおよび時計ユニット（ＲＴＣ：ＲｅａｌＴｉｍｅＣｌｏｃｋ）等から構成され、これらは内部でバスを介して電気的に接続され、ディジタル入力インタフェースＤＩには、遮断器ＣＢ１〜ＣＢ５，断路器ＬＳ１，２、ＬＳ５，６、ＬＳ９，１０、ＬＳ１１，１２からの開閉状態入力情報が入力される。

そして、演算部ＣＰＵがメモリＰＲＯＭ、ＲＡＭに書き込まれたプログラムを順次読み出し、プログラムに従って演算する際に、ディジタル入力インタフェースＤＩに入力された遮断器ＣＢ１〜ＣＢ５，断路器ＬＳ１，２、ＬＳ５，６、ＬＳ９，１０、ＬＳ１１，１２の開閉状態入力情報を用いて演算を行って、ディジタル出力インタフェースＤＯから，例えば遮断器ＣＢ１〜ＣＢ５の投入／開放指示信号を操作出力として送出するように構成されている。なお、上記演算には、アナログ入力インタフェースＡＩに入力される計器用変圧器ＰＴの情報も用いられる。

例えば、図６に示す複数の調相設備を備えた変電所において、母線電圧あるいは系統に与える無効電力を調整するには、遮断器ＣＢ１で入り切り制御する調相設備１と、断路器ＬＳ１で入り切り制御する調相設備２−１と、調相設備２−１と同じ遮断器ＣＢ２で母線に接続される遮断器ＣＢ３で入り切り制御する調相設備２−２により行われる。ここで、断路器ＬＳ１は設備費を軽減するために設けられたもので、負荷電流は遮断器ＣＢ２で開閉を行うようにしたものである。

上記のように無効電力を調整するに際して、調相設備の投入／開放を行う場合、系統の状態に応じて母線電圧が変動する。この場合、母線電圧が一定値以上の過電圧または不足電圧にならないように、調相操作する前に、変動する電圧量に応じて負荷時タップ変圧器のタップを昇降させる制御方法がある。

一般的に調相設備の投入／開放による母線電圧変動ΔＶは、次式で表される。なお、次式において、Ｔｒ_n％Ｚは各変圧器のパーセントインピーダンス、Ｔｒｎ容量は各変圧器容量（１０ＭＶＡベース）、Σ１／Ｚｎは併用バンクの和、１次Ｚは変電所１次インピーダンスである。

上記電圧変動ΔＶは、定格電圧を７７ｋＶとすれば、次式のようになる。

ここで、得られた結果に応じて、例えば１ｋＶであれば１タップ、２ｋＶであれば２タップというように、負荷時タップ変圧器のタップを昇降させる。

特開２００１−２３１１６８号公報特開２００１−０３７０８３号公報特開平１１−０８９０９１号公報

図６において、遮断器ＣＢ２，ＣＢ３、断路器ＬＳ１が全て「入り」の状態で調相設備２−１を開放する場合、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ１で遮断器ＣＢ２の開放、ステップＳ２で断路器ＬＳ１の開放、ステップＳ３で遮断器ＣＢ２の投入の操作手順を行うが、遮断器ＣＢ２開放の時点で調相設備２−１と調相設備２−２が同時に開かれることとなり、電圧変動ΔＶが大きくなって、上記の負荷時タップ切換変圧器ＬＲＴ₁，ＬＲＴ₂のタップ操作回数も誤判定となる恐れが有る。

そこで、図８のフローチャートに示すように、遮断器ＣＢ３の開放／投入操作を加えて、その都度負荷時タップ変圧器のタップ操作を行えば、電圧変動ΔＶを小さく抑えることができるようになる。

図８のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１で遮断器ＣＢ３を開放し、ステップＳ１２で遮断器ＣＢ２を開放する。その後、ステップＳ１３で断路器ＬＳ１を開放するが、このとき、断路器ＬＳ１が何らかの原因により途中で開放操作が停止した場合、調相設備２−２を「入り状態」に戻す必要があるが、ステップＳ１４で遮断器ＣＢ２を投入すると、その時点で断路器ＬＳ１が閃絡を起こす恐れが有るため、遮断器ＣＢ２は投入できない。従って、母線電圧あるいは系統に与える無効電力が適切でない状態が継続することになる。なお、ステップＳ１５は遮断器ＣＢ３の投入操作である。

上記の場合は、調相設備２−１を開放するときであるが、調相設備２−１を投入する場合にも問題が生ずる。図６において、遮断器ＣＢ２，ＣＢ３が「入り」、断路器ＬＳ１が「切」の状態のときに、図９に示すフローチャートのように調相設備２−１を投入する場合、まず、ステップＳ２１で遮断器ＣＢ３を開放し、ステップＳ２２で遮断器ＣＢ２を開放する。

次に、ステップＳ２３で断路器ＬＳ１を投入するが、この投入時に何らかの原因により投入操作が途中で停止して投入できない場合に、ステップＳ２４で遮断器ＣＢ２を投入すると、断路器ＬＳ１で閃絡を起こす恐れがあり、遮断器ＣＢ２を投入できない。従って、この場合も母線電圧あるいは系統に与える無効電力が適切でない状態が継続することになる問題がある。なお、ステップＳ２５は遮断器ＣＢ３の投入ステップである。

本発明の目的は、上記の事情に鑑みてなされたもので、調相設備用開閉器が何らかの原因により不応動になった場合でも、他の同容量の調相設備を選択して投入操作を継続するようにしたので、母線電圧・無効電力制御を適切に行うことができるようにした調相設備制御方法を提供することにある。

上記の課題を達成するために、請求項１に係る発明は、複数の調相設備を有し、これら設備を、ＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェースを有する演算制御装置からの出力により開閉機器の操作指示を行って調相設備を投入して母線電圧あるいは系統に与える無効電力を調整する変電所において、
前記入力インタフェースを介して開閉機器のＯＮ／ＯＦＦ状態入力情報を取り込む第１工程と、この第１工程で取り込んだ前記状態入力情報から調相設備を投入するのか開放するのかを判断する第２工程と、この第２工程による判断結果から調相設備を投入するために開閉機器を操作したときに、開閉機器に不応動が生じた際に、前記変電所内に同容量の他の調相設備が存在するならば、その調相設備を選択する第３工程と、この第３工程で選択した調相設備を投入して母線電圧あるいは無効電力を調整するために、前記演算制御装置からの指令で開閉機器を操作する第４工程とからなることを特徴とする。

本発明によれば、調相設備を投入する時に、その調相設備に対応する開閉機器の動作が停止状態となったり、不応動となって投入できなくなったときでも、その調相設備と同容量の他の調相設備があれば、その設備を選択し、投入するようにして、系統電圧・無効電圧を適切な状態に戻すことが出来るようにした利点がある。

本発明の実施例１を示す概略的な構成説明図。調相設備２−１を開放するときに断路器が開放故障となったときの処理フローチャート。調相設備２−１を投入するときに断路器が投入故障になったときの処理フローチャート。調相設備２−１を開放するときに遮断器が投入故障になったときの処理フローチャート。調相設備２−１を開放するときに遮断器が投入故障になったときの処理フローチャート。複数の調相設備を備えた変電所の概略的な構成説明図。調相設備２−１を開放する場合の処理フローチャート。調相設備２−１を開放する場合、断路器が開放故障となったときに電圧変動を小さく抑える処理フローチャート。調相設備２−１を投入するときに断路器が投入故障した場合における処理フローチャート。

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１を示す概略的な構成説明図で、図１において、２１は変電所内に存在する複数の調相設備（分路リアクトルや電力用コンデンサ）群、２２は複数の開閉機器（遮断器ＣＢ、断路器ＬＳ）群で、これら開閉機器群２２をＯＮ／ＯＦＦ（開閉）して調相設備群２１により母線電圧あるいは系統に与える無効電力を調整する。なお、開閉機器群２２は，図６で示した演算制御装置２３からの指令に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。

演算制御装置２３は、演算部ＣＰＵ、メモリＰＲＯＭ，ＲＡＭ、ディジタル入力インタフェースＤＩ、ディジタル出力インタフェースＤＯ、アナログ入力インタフェースＡＩおよび時計ユニットＲＴＣ等から構成され、これらは内部でバスを介して電気的に接続されていて、演算制御装置２３には開閉機器群２２の開閉状態情報が入力インタフェースＤＩを介して入力されるとともに、母線電圧等の状態情報も入力インタフェースＡＩを介して入力される。

演算制御装置２３では次に述べるような各工程で情報等が処理されて、母線電圧等が調整される。情報取り込み工程（第１工程）２３１には入力インタフェースＤＩを介して開閉機器のＯＮ／ＯＦＦ状態入力情報が取り込まれ、ここで取り込まれた入力情報は、調相設備投入・開放判断工程（第２工程）２３２に供給されて、この工程２３２で調相設備を投入するのか、開放するのかが判断される。

第２工程２３２による判断結果から調相設備群２１の内、所定の１つの調相設備を投入するために開閉機器群２２の内、所定の１つの開閉器を操作する。このとき、開閉器に不応動が生じて調相設備を投入できなくなった際に、変電所内に同容量の他の調相設備が存在することが判明したなら、その調相設備を調相設備選択工程（第３工程）２３３で選択する。選択した他の調相設備は、演算制御装置２３からの指令で開閉機器群２２を操作して開閉機器操作工程（第４工程）２３４で他の調相設備を投入し、母線電圧あるいは無効電圧を調整する。

次に上記実施例１による調相設備投入／開放について図６に示す断路器と遮断器の操作の場合について図２〜図５のフローチャートにより述べる。

図２は、調相設備２−１を開放するときに断路器が開放故障となったときの処理フローチャートで、この図２では断路器ＬＳ１が開放している途中で故障して不応動になったときの例である。図２において、調相設備２−１（図６に示す）を開放するために、ステップＳ３１で遮断器ＣＢ３を開放し、つづいて遮断器ＣＢ２をステップＳ３２で開放する。その後、断路器ＬＳ１を開放させる操作を行うが、この操作の途中で、断路器ＬＳ１の開放がステップＳ３３で不応動になると、演算制御装置２３から変電所内に調相設備２−２と同容量の調相設備が存在するかを調べて、存在する場合には、ステップＳ３４でその調相設備１を選択する。

選択した調相設備１が調相設備２−２と同容量であるかをステップＳ３５で判断し、「Ｙ」ならステップＳ３７で遮断器ＣＢ１をＯＮにして調相設備１を投入する。ステップＳ３５の判断で「Ｎ」ならステップＳ３６の判断に進み、調相設備３−２が調相設備２−２と同容量であるかを判断し、「Ｙ」ならステップＳ３７、Ｓ３８で遮断器ＣＢ４，ＣＢ５をＯＮにして調相設備３−２を投入し、「Ｎ」なら操作を中止する。

図３は、調相設備２−１を投入するときに断路器が投入故障になったときの処理フローチャートで、この図３では断路器ＬＳ１が投入途中で故障して不応動になったときの例である。図３において、調相設備２−１（図６に示す）を投入するために、ステップＳ４１で遮断器ＣＢ３を開放し、つづいて遮断器ＣＢ２をステップＳ４２で開放する。その後、断路器ＬＳ１の投入操作を行うが、この操作の途中で、断路器ＬＳ１の投入がステップＳ４３で不応動になると、演算制御装置２３から変電所内に調相設備２−２と同容量の調相設備が存在するかを調べて、存在する場合には、ステップＳ３４でその調相設備１を選択する。

選択した調相設備１が調相設備２−２と同容量であるかをステップＳ４５で判断し、「Ｙ」ならステップＳ４７で遮断器ＣＢ１をＯＮにして調相設備１を投入する。ステップＳ４５の判断で「Ｎ」ならステップＳ４６の判断に進み、調相設備３−２が調相設備２−２と同容量であるかを判断し、「Ｙ」ならステップＳ４７、Ｓ４８で遮断器ＣＢ４，ＣＢ５をＯＮにして調相設備３−２を投入し、「Ｎ」なら操作を中止する。

図４は、調相設備２−１を開放するときに遮断器が投入故障になったときの処理フローチャートで、この図４では遮断器ＣＢ２が投入途中で故障して不応動になったときの例である。図４において、調相設備２−１（図６に示す）を開放するために、ステップＳ５１で遮断器ＣＢ３を開放し、つづいて遮断器ＣＢ２をステップＳ５２で開放する。その後、ステップＳ５３で断路器ＬＳ１を開放した後、ステップＳ５４で遮断器ＣＢ２の投入操作を行うが、この操作の途中で、遮断器ＣＢ２の投入が不応動になると、演算制御装置２３から変電所内に調相設備２−２と同容量の調相設備が存在するかを調べて、存在する場合には、ステップＳ５５でその調相設備１を選択する。

選択した調相設備１が調相設備２−２と同容量であるかをステップＳ５６で判断し、「Ｙ」ならステップＳ５８で遮断器ＣＢ１をＯＮにして調相設備１を投入する。ステップＳ５６の判断で「Ｎ」ならステップＳ５７の判断に進み、調相設備３−２が調相設備２−２と同容量であるかを判断し、「Ｙ」ならステップＳ５９、Ｓ６０で遮断器ＣＢ４，ＣＢ５をＯＮにして調相設備３−２を投入し、「Ｎ」なら操作を中止する。

図５は、調相設備２−１を開放するときに遮断器が投入故障になったときの処理フローチャートで、この図５では遮断器ＣＢ３が投入途中で故障して不応動になったときの例である。図５において、調相設備２−１（図６に示す）を開放するために、ステップＳ６１で遮断器ＣＢ３を開放し、つづいて遮断器ＣＢ２をステップＳ６２で開放する。

その後、ステップＳ６３で断路器ＬＳ１を開放してから、ステップＳ６４で遮断器ＣＢ２を投入した後、ステップＳ６５で遮断器ＣＢ３の投入操作を行うが、この操作の途中で、遮断器ＣＢ３の投入操作が不応動になると、演算制御装置２３から変電所内に調相設備２−２と同容量の調相設備が存在するかを調べて、存在する場合には、ステップＳ６６でその調相設備１を選択する。

選択した調相設備１が調相設備２−２と同容量であるかをステップＳ６７で判断し、「Ｙ」ならステップＳ６９で遮断器ＣＢ１をＯＮにして調相設備１を投入する。ステップＳ６７の判断で「Ｎ」ならステップＳ６８の判断に進み、調相設備３−２が調相設備２−２と同容量であるかを判断し、「Ｙ」ならステップＳ７０、Ｓ７１で遮断器ＣＢ４，ＣＢ５をＯＮにして調相設備３−２を投入し、「Ｎ」なら操作を中止する。

２１…調相設備群
２２…開閉機器群
２３…演算制御装置
２３１…情報取り込み工程（第１工程）
２３２…調相設備投入・開放判断工程（第２工程）
２３３…調相設備選択工程（第３工程）
２３４…開閉機器操作工程（第４工程）

Claims

複数の調相設備を有し、これら設備を、ＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェースを有する演算制御部からの出力により開閉機器の操作指示を行って調相設備を投入して母線電圧あるいは系統に与える無効電力を調整する変電所において、
前記入力インタフェースを介して開閉機器のＯＮ／ＯＦＦ状態入力情報を取り込む第１工程と、
この第１工程で取り込んだ前記状態入力情報から調相設備を投入するのか開放するのかを判断する第２工程と、
この第２工程による判断結果から調相設備を投入するために開閉機器を操作したときに、開閉機器に不応動が生じた際に、前記変電所内に同容量の他の調相設備が存在するならば、その調相設備を選択する第３工程と、
この第３工程で選択した調相設備を投入して母線電圧あるいは無効電力を調整するために、前記演算制御部からの指令で開閉機器を操作する第４工程とからなることを特徴とする調相設備制御方法。