JP3609495B2 - 閉鎖配電盤の遮断器制御電源監視回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、火力発電プラントや原子力発電プラントの高圧閉鎖配電盤に収納される真空遮断器又は低圧閉鎖配電盤に収納される気中遮断器の制御電源の監視機能を有する閉鎖配電盤の遮断器制御電源監視回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、火力発電所や原子力発電所における所内主電源系統には、真空遮断器等を収納して高圧電力の配電を行う高圧閉鎖配電盤、及びこの高圧閉鎖配電盤より遮断器、降圧変圧器を介して給電される電力を配電する目的で気中遮断器を収納した低圧閉鎖配電盤が設けられる。
図５はこの種の所内主電源系統の概略構成図である。図中１は発電機で、発電電力の大部分は、主変圧器２を介して、外部電力系統３に送電され、発電電力の一部は、所内変圧器４ａを介して、所内補機電動機に配電される。所内補機電動機に配電するために高圧閉鎖配電盤１０が設けられる。高圧閉鎖配電盤１０には、所内変圧器４ａから受電する系統に設けられる受電遮断器１０ａ と、後備電源として外部電力系統３から、降圧変圧器（起動変圧器又は予備変圧器とも称される）を介して受電する系統に設けられる受電遮断器１０ｂ と、所内補機電動機にそれぞれ配電する系統に設けられる配電用遮断器１０Ｌ１〜１０Ｌｎとが収納される。
【０００３】
発電所の通常運転中、受電遮断器１０ａ は閉じており、受電遮断器１０ｂ は開状態にある。そして、受電遮断器１０ａ が開状態になった場合には、図示省略の制御回路によって受電遮断器１０ｂ を閉じることにより、所内補機電動機にそれぞれ電力を供給する。
高圧閉鎖配電盤１０に収納される受電遮断器１０ａ ，１０ｂ 、配電用遮断器１０Ｌ１〜１０Ｌｎはそれぞれ投入、開放制御のための遮断器制御回路を備え、これらの遮断器制御回路は図示省略の発電所内の制御電源によって動作するようになっている。
【０００４】
図６は遮断器制御回路の構成例である。同図において、遮断器制御回路１１は、所内の制御電源、本例では直流電源を分割するためのアイソレータ１１Ｐ 及び１１Ｎ を備えている。アイソレータ１１Ｐ の負荷側には遮断器内の電源分割アイソレータ１２ｐ 及び２２Ｐ が接続され、アイソレータ１１Ｎ の負荷側にも遮断器内の電源分割アイソレータ１２Ｎ 及び２２Ｎ が接続されている。遮断器投入回路１３は動力回路及び投入指令回路を備えている。動力回路及び投入指令回路の各負側端子は電源分割アイソレータ１２Ｎ の負荷側から導出された配線１９に接続されている。動力回路の正側端子は電源分割アイソレータ１２Ｐ の負荷側に接続されている。
【０００５】
遮断器制御回路１１は外部操作回路２０を備えている。外部操作回路２０は、投入指令スイッチ１５、開放指令スイッチ２５、投入状態表示用赤色灯２６及び開放状態表示用緑色灯２７を備えている。
外部操作回路２０の投入指令スイッチ１５からケーブル１４及び１６が引き出され、ケーブル１４の先端は電源分割アイソレータ１２Ｐ の負荷側に接続され、ケーブル１６の先端は、遮断器内の図示省略の制御回路から投入禁止指令が出力された場合に開路するｂ接点１７と、当該遮断器が未投入状態であることが遮断器内の図示省略の制御回路によって検知されたときに閉路しているｂ接点１８とを介して投入指令回路の正側端子に接続されている。
【０００６】
一方、電源分割アイソレータ２２Ｐ の負荷側から導出された配線２３、及び、電源分割アイソレータ２２Ｎ の負荷側から導出された配線３１は、遮断器引外し回路の動作電力を供給するものである。外部操作回路２０の開放指令スイッチ２５と遮断器投入状態表示用赤色灯２６とは並列接続されており、一方の並列接続端からケーブル２４が引き出されてその先端が配線２３に接続され、他方の並列接続端からケーブル２８が引き出されてその先端は、当該遮断器が投入状態であることが遮断器内の図示省略の制御回路によって検知されたときに閉路するａ接点２９、及び、遮断器開放用のトリップコイル３０を介して、配線３１に接続されている。なお、ａ接点２９に対するケーブル２８の接続点と配線２３との間に遮断器投入状態表示用赤色灯３２が接続されている。また、開放指令スイッチ２５と投入状態表示用赤色灯２６の一方の並列接続端には、さらに、遮断器開放状態表示用緑色灯２７の一端が接続され、この開放状態表示用緑色灯２７の他端からケーブル３３が引き出されてその先端が、当該遮断器が開放状態であることが遮断器内の図示省略の制御回路によって検知されたときに閉路しているｂ接点３４を介して、配線３１に接続されている。なお、ｂ接点３４に対するケーブル３３の接続点と配線２３との間に遮断器開放状態表示用緑色灯３５が接続されている。
【０００７】
以上は、一つの遮断器に対応する遮断器制御回路の一例であるが、基本的に遮断器制御回路は図示しない発電所に設備される制御電源（本例では、直流電源）を当該配電盤に収納される各々の遮断器毎に電源分割アイソレータ１１Ｐ ，１１Ｎ ，１２Ｐ ，１２Ｎ ，２２Ｐ ，２２Ｎ にて分配する構成になっている。
【０００８】
かかる構成において、電源分割アイソレータ１１Ｐ ，１１Ｎ ，１２Ｐ ，１２Ｎ ，２２Ｐ ，２２Ｎ の全てがオン状態であるときに投入指令スイッチ１５をオン操作すれば遮断器が投入される。遮断器が投入されておれば、投入状態表示用赤色灯２６及び３２が点灯し、開放状態表示用緑色灯２７及び３５は消灯する。ここで、開放指令スイッチ２５をオン操作すれば遮断器は開放される。遮断器の開放中、投入状態表示用赤色灯２６及び３２は消灯し、開放状態表示用緑色灯２７及び３５は点灯する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した遮断器制御回路にあっては、電源分割アイソレータに対する遮断器点検後の復旧忘れ、あるいは、アイソレータ自体の不適合等により制御電源の供給ができなくなった場合、当該遮断器の自動操作が不能となることが考えられる。図５に示した如く、発電機１から所内に電力を配電する経路、すなわち、所内変圧器４ａ及び受電遮断器１０ａ を含む経路に電源喪失事故が発生すると、受電遮断器１０ｂ を自動投入して、後備電源としての外部電力系統３から、降圧変圧器４ｂを介して、電力を供給するが、配電盤に対する制御電源の供給ができない状態でのこの種の電源喪失事故に対しては受電遮断器１０ｂ の自動投入ができなくなる可能性を含んでいる。
【００１０】
このため、遮断器毎に電源分割用のアイソレータ及び制御電源を管理することが発電所運転員の重要作業項目の一つとなり、これに応じて発電所運転員の負担が増大するという問題があった。
【００１１】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、遮断器を制御する電源が運用不能の状態に陥ったか否かを容易に把握することができ、これによって、遮断器制御用電源の健全性を維持するための運転員の負担を軽減することのできる閉鎖配電盤の遮断器制御電源監視回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
周知の如く、遮断器の動作は投入か開放のいずれかであり、その投入時に遮断器投入状態表示用赤色灯を点灯させ、開放時に遮断器開放状態表示用緑色灯を点灯させる。一方、遮断器投入回路用電源によって遮断器を投入し、遮断器引外し回路用電源によって遮断器を引外す閉鎖配電盤において、従来は遮断器投入回路用電源のみで遮断器投入状態表示用赤色灯を点灯させたり、遮断器開放状態表示用緑色灯を点灯させたりしていた。このような構成では、遮断器の開放時に遮断器投入回路用電源が運用不能の状態であっても、その状態を運転員が把握できないことになる。
そこで、本発明は、遮断器投入状態表示用赤色灯を遮断器引外し回路用電源によって点灯させ、逆に、遮断器開放状態表示用緑色灯を遮断器投入回路用電源により点灯させている。
このようにすると、遮断器が次の動作で必要となる電源が使用不能となった場合、点灯状態であるべき表示灯が消灯してその状態を運転員に把握させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す回路図であり、図中、従来装置を示す図６と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示している。この装置は、図６に示す遮断器制御回路１１に対応するものとして遮断器制御回路１１Ａ を、外部操作回路２０に対応するものとして外部操作回路２０Ａ を備えている。遮断器制御回路１１と遮断器制御回路１１Ａ とは、開放状態表示用緑色灯３５の接続電源経路が異なっており、外部操作回路２０と外部操作回路２０Ａ とは、開放状態表示用緑色灯２７の接続電源経路が異なっている。ここで、従来装置と構成上異なる点について、その構成を説明する。
【００１６】
開放状態表示用緑色灯２７の一端は、投入指令スイッチ１５を接続するために電源分割アイソレータ１２Ｐ の負荷側から導出されたケーブルに接続されており、この開放状態表示用緑色灯２７の他端は、ケーブル３３によってｂ接点３４の一端に接続されている。また、ｂ接点３４の他端は、遮断器投入のために電源分割アイソレータ１２Ｎ の負荷側から導出された配線１９に接続されている。一方、電源分割アイソレータ１２Ｐ の負荷側から新たにケーブル３６が導出され、このケーブル３６の先端に開放状態表示用緑色灯３５の一端が接続され、この開放状態表示用緑色灯３５の他端がケーブル３３に対するｂ接点３４の接続点に接続されている。
【００１７】
上記のように構成された第１の実施の形態の動作について以下に説明する。
先ず、外部操作回路２０Ａ の投入指令スイッチ１５をオン操作したことにより、当該遮断器が投入された場合、従来装置で説明したとおり、遮断器の投入状態で閉路するａ接点２９、及び遮断器開放用のトリップコイル３０を経由して、外部操作回路２０Ａ 中の遮断器投入状態表示用赤色灯２６と、配電盤の盤面の遮断器投入状態表示用赤色灯３２とが、遮断器引外し回路用電源によって点灯することとなる。
発電所の運転員は、当該遮断器が投入状態であることを遮断器投入状態表示用赤色灯２６又は３２の点灯により確認でき、また、これら遮断器投入状態表示用赤色灯２６又は３２が点灯していない場合には、何等かの原因により、投入された遮断器が次の動作として必要となる遮断器引外し回路用電源が運用不能の状態になった可能性を把握でき、当該電源の健全性調査を行うことができる。
【００１８】
次に、外部操作回路２０Ａ の開放指令スイッチ２５をオン操作したことにより、当該遮断器が開放された場合、遮断器の開放状態で閉路するｂ接点を経由して、外部操作回路２０Ａ 中の遮断器開放状態表示用緑色灯２７と、配電盤の盤面の遮断器開放状態表示用緑色灯３５とが、遮断器投入回路用電源によって点灯することとなる。
発電所の運転員は、当該遮断器が開放状態であることを遮断器開放状態表示用緑色灯２７又は３５の点灯により確認でき、また、これら遮断器開放状態表示用緑色灯２７又は３５が点灯していない場合には、何等かの原因により、開放された遮断器が次の動作として必要となる遮断器投入回路用電源が運用不能の状態になった可能性を把握でき、当該電源の健全性調査を行うことができる。
【００１９】
かくして、第１の実施の形態によれば、遮断器の投入により点灯させる赤色表示灯を遮断器引外し回路用電源により点灯させ、また、遮断器引外しにより点灯させる緑色表示灯を遮断器投入回路用電源により点灯させることにより、遮断器が次の動作で必要となる電源が使用不能となった場合、点灯状態であるべき表示灯を消灯させてその状態を運転員に把握せしめ、これによって、遮断器制御用電源の健全性を維持するための運転員の負担を軽減することができる。
【００２０】
図２は本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す回路図であり、図３はこの実施の形態に付属する制御電源監視回路図である。図中、従来装置を示す図６と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この装置は、図６に示す遮断器制御回路１１に対応するものとして遮断器制御回路１１Ｂ を備えている。遮断器制御回路１１Ｂ は、電源分割アイソレータ１２Ｐ の負荷側と電源分割アイソレータ１２Ｎ の負荷側との間に遮断器投入回路電源監視用リレー４０を新たに接続し、電源分割アイソレータ２２Ｐ の負荷側と電源分割アイソレータ２２Ｎ の負荷側との間に遮断器引外し回路電源監視用リレー４１を新たに接続した点が遮断器制御回路１１と構成上異なっている。また、これらの電源監視用リレーの付加に応じて、図３の制御電源監視回路が設けられる。
【００２１】
遮断器投入回路電源監視用リレー４０、及び遮断器引外し回路電源監視用リレー４１は遮断器ユニット毎に設けられ、図３に示す制御電源監視回路は複数の遮断器ユニットを有する複数の閉鎖配電盤を一括監視する構成になっている。いま、一つの閉鎖配電盤において遮断器ユニット毎に設けられた遮断器投入回路電源監視用リレー４０の不動作時には、それぞれ投入回路電源喪失信号４２Ｃ ，４３Ｃ ，…，４９Ｃ を出力し、遮断器引外し回路電源監視用リレー４１もその不動作時には、それぞれ引外し回路電源喪失信号４２Ｔ ，４３Ｔ ，…，４９Ｔ を出力する。これらの信号はＯＲ回路によって構成される制御電源喪失ユニット検出回路５０ａ ，５０ｂ ，…，５０ｎ に入力される。すなわち、制御電源喪失ユニット検出回路５０ａ の一方入力として投入回路電源喪失信号４２Ｃ が、他方入力として引外し回路電源喪失信号４２Ｔ がそれぞれ入力され、制御電源喪失ユニット検出回路５０ｂ の一方入力として投入回路電源喪失信号４３Ｃ が、他方入力として引外し回路電源喪失信号４３Ｔ がそれぞれ入力され、…、制御電源喪失ユニット検出回路５０ｎ の一方入力として投入回路電源喪失信号４９Ｃ が、他方入力として引外し回路電源喪失信号４９Ｔ がそれぞれ入力される。
【００２２】
制御電源喪失ユニット検出回路５０ａ ，５０ｂ ，…，５０ｎ の各出力経路に、制御電源喪失遮断器ユニットを表示するための表示回路５１ａ ，５１ｂ ，…，５１ｎ が接続される。また、制御電源喪失ユニット検出回路５０ａ ，５０ｂ ，…，５０ｎ の各出力はＯＲ回路によって構成される制御電源喪失配電盤判別回路５３に入力される。この制御電源喪失配電盤判別回路５３から出力される制御電源喪失配電盤信号５４ａ は、警報を発生すると共に、その情報を発電所の運転員に伝達するための警報・表示回路５５ａ に入力される。
【００２３】
以上、一つの配電盤６０ａ に対応して設けられる制御電源監視回路の構成について説明したが、他の配電盤６０ｂ ，６０ｃ ，…，６０ｎ に対応してこれと全く同様な電源監視用リレー、制御電源喪失ユニット検出回路及び制御電源喪失配電盤判別回路（図示せず）が設けられ、各制御電源喪失配電盤信号５４ｂ ，５４ｃ ，…，５４ｎ が警報・表示回路５５ｂ ，５５ｃ ，…，５５ｎ に入力される構成になっている。
【００２４】
上記のように構成された第２の実施の形態の動作について以下に説明する。
先ず、当該遮断器の投入回路電源が喪失した場合、投入回路電源監視用リレー４０が動作し、投入回路電源喪失信号４２ｃ が出力される。投入回路電源喪失信号４２ｃ は、制御電源喪失ユニット検出回路５０ｂ に入力され、この制御電源喪失ユニット検出回路５０ｂ から制御電源喪失信号が出力される。この出力に応動して表示回路５１ａ は制御電源喪失遮断器を表示する。また、制御電源喪失信号は制御電源喪失配電盤判別回路５３に入力され、この制御電源喪失配電盤判別回路５３から制御電源喪失配電盤信号５４ａ が出力され、その情報が警報・表示回路５５ａ によって発電所の運転員に伝達される。
【００２５】
次に、当該遮断器の引外し回路電源が喪失した場合、引外し回路電源監視用リレー４１が動作し、引外し回路電源喪失信号４２Ｔ が出力される。引外し回路電源喪失信号４２Ｔ は、制御電源喪失ユニット検出回路５０ｂ に入力され、この制御電源喪失ユニット検出回路５０ｂ から制御電源喪失信号が出力される。この出力に応動して表示回路５１ａ は制御電源喪失遮断器を表示する。また、制御電源喪失信号は制御電源喪失配電盤判別回路５３に入力され、この制御電源喪失配電盤判別回路５３から制御電源喪失配電盤信号５４ａ が出力され、その情報が警報・表示回路５５ａ によって発電所の運転員に伝達される。
【００２６】
これにより、発電所の運転員は、警報・表示回路５５ａ の情報と、表示回路５１ａ の情報とにより、遮断器制御回路用電源が運用不能状態に陥ったこと及び運用不能状態に陥った遮断器ユニットを容易に把握でき、当該遮断器に対する制御電源の健全性を維持するための作業を行うことができる。また、他の配電盤６０ｂ ，６０ｃ ，…，６０ｎ についても、これと同様な監視が行われ、その警報に従って制御電源の健全性を維持するための作業を行うことができる。
【００２７】
かくして、第２の実施の形態によれば、分割された遮断器投入回路用電源及び遮断器引外し回路用電源をそれぞれ個別に監視し、電源を喪失した遮断器ユニット、及びこのユニットを含む閉鎖配電盤を判別するので、発電所の運転員はより迅速に遮断器制御回路用電源が運用不能の状態に陥ったことを容易に把握でき、これによって、遮断器制御用電源の健全性を維持するための運転員の負担を軽減することができる。
【００２８】
図４は本発明の第３の実施の形態の構成を示す回路図である。図中、従来装置を示す図６と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この装置は、図６に示す遮断器制御回路１１に対応するものとして遮断器制御回路１１Ｃ を備えている。遮断器制御回路１１Ｃ は、図６中の電源分割アイソレータ１２Ｐ ，１２Ｎ の代わりに補助接点付の配線用遮断器１２ＰＡ，１２ＮＡを用い、同時に、電源分割アイソレータ２２Ｐ ，２２Ｎ の代わりに補助接点付の配線用遮断器２２ＰＡ，２２ＮＡを用いた点が遮断器制御回路１１と構成上異なっている。
【００２９】
この場合、配線用遮断器１２ＰＡ，１２ＮＡの不動作に対応する補助接点信号を図示省略のＯＲ回路に入力し、このＯＲ回路の出力を投入回路電源喪失信号４２ｃ とし、さらに、配線用遮断器２２ＰＡ，２２ＮＡの不動作に対応する補助接点のオン動作信号を図示省略のＯＲ回路に入力し、このＯＲ回路の出力を引外し回路電源喪失信号４２Ｔ として、それぞれ図３に示した制御電源に監視回路に入力するように構成したものである。
これによって、図２及び図３を用いて説明したと同様な監視と、この監視に基づいて制御電源の健全性を維持するための作業を行うことができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、遮断器投入状態表示用赤色灯を遮断器引外し回路用電源によって点灯させ、逆に、遮断器開放状態表示用緑色灯を遮断器投入回路用電源により点灯させているので、遮断器が次の動作で必要となる電源が使用不能となった場合、点灯状態であるべき表示灯が消灯してその状態を運転員が把握することができ、これによって、遮断器制御用電源の健全性を維持するための運転員の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す回路図。
【図３】図２に示した実施の形態と併せて、複数の閉鎖配電盤の制御電源を監視する制御電源監視回路を示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す回路図。
【図５】本発明の適用対象の閉鎖配電盤を含む発電所内主電源系統図。
【図６】従来の閉鎖配電盤の遮断器制御回路の構成を示す回路図。
【符号の説明】
１０ 高圧閉鎖配電盤
１０ａ，１０ｂ 受電遮断器
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 遮断器制御回路
１１Ｐ，１１Ｎ，１２Ｐ，１２Ｎ，２２Ｐ，２２Ｎ 電源分割アイソレータ
１２ＰＡ，１２ＮＡ 配線遮断器
１３ 遮断器投入回路
２０，２０Ａ 外部操作回路
２６，３２ 投入状態表示用赤色灯
２７，３５ 開放状態表示用緑色灯
３０ トリップコイル
５０ａ，５０ｂ〜５０ｎ 制御電源喪失ユニット検出回路
５３ 制御電源喪失配電盤判別回路
５５ａ，５５ｂ〜５５ｎ 警報・表示回路

Claims (1)

1. 遮断器を制御するために、一つの制御電源を遮断器投入回路用電源と遮断器引外し回路用電源とに分割し、前記遮断器投入回路用電源によって前記遮断器を投入し、前記遮断器引外し回路用電源によって前記遮断器を引外す閉鎖配電盤の遮断器制御電源監視回路において、
   前記遮断器の投入時に、前記遮断器引外し回路用電源により給電されて遮断器の投入状態を点灯して表示する遮断器投入状態表示用赤色灯と、
   前記遮断器の開放時に、前記遮断器投入回路用電源により給電されて遮断器の開放状態を点灯して表示する遮断器開放状態表示用緑色灯と、
   を備え、前記制御電源が使用不能となった場合、前記遮断器投入状態表示用赤色灯と前記遮断器開放状態表示用緑色灯の両方が同時に消灯することを特徴とする閉鎖配電盤の遮断器制御電源監視回路。

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