JP3827768B2 - 変電設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変電設備に係り、特に現場制御盤の制御システムとして、上位システムとの関係をも含めた、小型、簡略、高性能で信頼性・実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現代社会において、電力は不可欠なものであり、停電がしばしば問題化していることからも明かなように、電力の安定供給に対する要求は、今後さらに増大するものと予想される。
【０００３】
一方、このような電力供給を行う送電系統において、変電機器に障害が発生した場合、電力供給に対する影響は非常に大きなものとなる。そのため、変電機器の信頼性を一層向上することが要求されてきている。
【０００４】
このような変電機器の主要機器としては開閉装置や変圧器が挙げられるが、開閉装置としては、近年、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）が主として用いられるようになっている。
【０００５】
このガス絶縁開閉装置は、開閉器や導体等の高電圧充電部を、絶縁性および消弧性に優れＳＦ６ ガス等の絶縁媒体と共に接地金属容器内に収納してなる装置である。そして、このガス絶縁開閉装置は、ｋＶ・Ａ当たりの据え付け体積をコンパクト化できる上、耐環境性に優れているという利点を有することから、近年の用地の高騰や都市部における電力供給量の増大に伴なう変電設備の増強化の必要を満足する装置として広く普及し、稼働している。
【０００６】
図５はこのようなガス絶縁開閉装置の一例を示す平面図、図６は図５のガス絶縁開閉装置に対応する単線結線図である。図５および図６に示すように、送電線は、ブッシング１を介して引き込まれ、断路器２、遮断器３ａ、および主母線断路器４ａを介して、主母線５に接続されている。また、主母線５は、変圧器回線の主母線断路器４ｂ、および遮断器３ｂを介して、変圧器６と接続されている。
【０００７】
なお、図中７は、ガス絶縁開閉装置を構成する各変電機器の制御および監視を行う現場制御盤であり、主としてガス絶縁開閉装置の各回線単位で設置されている。
【０００８】
図７は、図５における現場制御盤７内の回路の一部として、遮断器３ａ、３ｂの制御および監視を行う遮断機制御回路の一例を示す回路図である。図７に示すように、遮断機制御制御回路は、投入回路、引き外し回路、および欠相検出回路を有する。
【０００９】
このうち、投入回路は、投入指令入力端子１１、切換スイッチ１２、インピーダンス素子１３、およびこのインピーダンス素子１３と並列に設けられた投入コイル１４ａを主な構成要素として構成されている。
【００１０】
また、図中１５，１６は、遮断器本体の動作位置を示す補助開閉器接点や、遮断器本体の接地金属容器（タンク）の内のガス圧低下時にオンするガス密度スイッチの接点、あるいは遮断器本体の油圧操作機器部の油圧が低下した場合にオンする油圧スイッチの接点等である。これらの接点は、遮断器の操作ロックや指令信号の一定時間以上の継続防止等の機能を有する。
【００１１】
一方、引き外し回路は、引き外し指令入力端子１９、インピーダンス素子１０、およびこのインピーダンス素子１０と直列に設けられた引き外しコイル１４ｂを主な構成要素として構成されている。
【００１２】
なお、図７中２点鎖線で囲まれた部分は、遮断器本体に設置されている部分であり、これ以外の部分は、現場制御盤７内に収納されている。図８は、図５における現場制御盤７の外観を示す図であり、図８（Ａ）はその側面図、図８（Ｂ）は同じく内部正面図をそれぞれ示している。
【００１３】
図８に示すように、現場制御盤７のケース２１内には、模擬母線表示２２、操作スイッチ３、切換スイッチ２４、警報表示部２５、および中継リレー２６等が設置されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような図７の現場制御盤７においては、ガス絶縁開閉装置を動作させる操作・制御回路として、各種のスイッチの接点やリレー類の接点が用いられている。
【００１５】
この場合、図８に示すような現場制御盤７内の配線については、電気ケーブルによる配線が主であるため、現場制御盤自体が大型化し、そのケース２１の幅Ｗ、奥行きＤ、高さＨが大きくなってしまうという問題がある。
【００１６】
また、図７に示すような制御回路において、ガス絶縁開閉装置と現場制御盤７との間の配線、および現場制御盤７と変電所制御室との間の配線は、電線による配列配線となるため、配線量が非常に多くなるという問題点がある。
【００１７】
以上のように、従来の変電設備においては、設備が大型であり、複雑であり、性能が低く、実用性の点で問題があった。本発明の目的は、現場制御盤の制御システム内の各ユニット構成を改良することにより、現場制御盤の制御システムとして、上位システムとの関係をも含めた、小型、簡略、高機能で実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による変電設備は、高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金属容器内に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器と、変電機器の近傍に配置されて当該変電機器の制御および監視を行う制御システムを収納した収納部と、制御システムに変電機器の保護リレー情報を含む制御情報を送る上位伝送システムとを備えて構成される変電設備において、制御システム内の制御ユニット、ドライブユニット、あるいはこれらのシステムに関連する伝送手段を、次のように構成したことを特徴としている。
【００１９】
請求項１に対応する発明では、制御システムは内部に６０Ｖを超えるまた、信号からなる高圧バスと６０Ｖ以下の信号からなる低圧バスを設け、制御システム内の各構成ユニットは開閉機器の入／切状態情報、開閉装置の故障情報、開閉機器の操作ロック情報、開閉機器の操作指令情報、電源を高圧バスおよび低圧バスを介して、授受するようになっている。
【００２０】
従って、請求項１に対応する発明の変電設備においては、現場制御盤の制御システム内に高圧バス／低圧バスを設けることにより、各構成がユニット間の配線を電気ケーブルによって行った場合に比べて、現場制御を小型・簡略化することができる。
【００２１】
一方、請求項２に対応する発明では、高圧バス、低圧バスはラック背面に配置されたプリント基板上に、双方が電気回路上、物理的配置上分離されて配置されたマザーボードにより構成される。
【００２２】
従って、請求項２に対応する発明の変電設備においては、高圧バスと低圧バスを分離して配置することにより、機器側および上位システムから高電圧の信号と制御ユニット内の低電圧信号とが混在することがなくなり、変電機器の制御機能の信頼性を図ると共に、制御ユニットを小型化することができる。
【００２３】
また、請求項３に対応する発明では、制御システム内に、高圧バス／低圧バスに接続された開閉機器間のインターロック条件設定用ボードを設け、インターロック条件設定用ボードは、高圧バスに操作ロック情報を出力し、高圧バス／低圧バスに接続された故障設定入力ボードを設け、低圧バスに変電機器の故障情報を出力し、高圧バス／低圧バスに接続された接点信号入出力ボードを設け、上位システムとの制御情報のやりとりを接点入出力ボードを介して行う構成となっている。
【００２４】
従って、請求項３に対応する発明の変電設備においては、現場制御盤の制御システム内の制御回路を高圧バス／低圧バスに接続されたインターロック条件設定用ボード、故障接点入力ボード、接点信号入出力ボードにより構成することにより、回路の集積率が向上し、制御ユニットを小型・簡略化することができる。
【００２５】
また、請求項４に対応する発明では、上記上位システムとの制御情報等のやりとりを高圧バス／低圧バスに接続された伝送ボードを介し、ＨＤＬＣプロトコル、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル等に基づいたパケットデータ伝送で行っている。
【００２６】
従って、請求項４に対応する発明の変電設備においては、上位システムとのデータ伝送に、パケットデータ伝送方式を用いることにより、上位システム−現場制御盤間のケーブル本数を削減し、信頼性の高い制御ユニットを構成することができる。
【００２７】
また、請求項５に対応する発明では、上記アナログ入力ユニットを共通バスにＰＴ電圧情報を出力し、アナログ入力ボードからのデジタル出力を伝送ボードに出力するようにしている。
【００２８】
従って、請求項５に対応する発明の変電設備においては、変電機器主回路からのＣＴ、ＰＴ情報をアナログ入力ユニット、伝送ボードを介し、伝送ケーブルにより、上位システムに伝送することができると共に、共通バス上にＰＴ電圧情報を出力することができるため、上位システム変電機器間のケーブル本数を削減し、電圧有無情報の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
一方、請求項６に対する発明では、ガス圧力センサ、開閉操作機構の位置検出センサ等の機器状態監視センサからの信号を入力する機器状態監視ボードを設け、機器状態監視ボードからの出力を伝送ボードに出力するような構成としている。
【００３０】
従って、請求項６に対する発明の変電設備においては、制御システムにガス圧力値や、開閉機器の動作時間を取り込み、伝送ボードを介して上位システムに伝送することにより、制御システムの高機能化を図ると共に、変電設備の信頼性をさらに向上させることができる。
【００３１】
また、請求項７に対応する発明では、上記機器状態監視ボードからのデジタル信号をシリアルデータに伝送により前記伝送ボードに出力するようにしている。従って請求項７に対応する発明の変電設備においては、機器状態監視データをシリアルデータ伝送により伝送ボードに送ることにより、機器状態監視ボード、伝送ボードをより一層小型・簡略化することができる。
【００３２】
さらに、請求項８に対応する発明では、上記機器状態監視ボードと伝送ボードとを、同一ボード上に構成している。従って、請求項８に対応する発明の変電設備においては、同一ボード上に機器状態監視機能および上位伝送機能を持たせることができ、制御ユニットをより一層小型・簡略化することができる。
【００３３】
一方、請求項９に対応する発明では、上記機器状態監視ボードにて計測されたガス圧力、油圧等に関する低下判定出力を共通バスに出力するようにしている。従って、請求項９に対応する発明の変電設備においては、共通バスに機器状態監視センサにより判定した警報も故障情報として出力することにより、変電機器故障情報の信頼性向上を図り、制御ユニットの信頼性を向上することができる。
【００３４】
さらに、請求項１０に対応する発明では、上記高圧バス／低圧バスに接続され、各ボードに電源を供給する電源ボードを独立して、複数設け、少なくとも１つの電源ボードは着脱可能な構成としている。
【００３５】
従って、請求項１０に対応する発明の変電設備においては、各ボードに電源供給する電源ボードを複数設けることにより、電源ボードに異常が発生した際の波及範囲を最小にし、運転中での電源ボード変換を可能とし制御ユニットの保守点検性を向上させることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態による変電設備の構成例を示すブロック図である。
【００３７】
すなわち、本実施形態の変電設備は、図１に示すように、開閉装置主回路３０と、現場制御盤４０と、上位システム５０とによって構成されている。ここで開閉装置主回路３０には、その状態を検出する検出手段として、計器用変流器３４、および計器用変圧器３５が接続されている。
【００３８】
また、遮断器３１には、開閉状態を検出する補助スイッチ７３が設けられている。さらに、遮断器３２や接地装置３３には、それぞれの開閉状態を検出する補助スイッチ７６，７８が設けられている。
【００３９】
さらにまた、開閉装置には、各ガス区画毎にガス密度スイッチ７９が設けられている。一方、現場制御盤４０は、開閉装置主回路３０の近傍に配置されており、電源ボード６３、遮断器制御ボード６４、遮断器接地装置制御ボード６６、インターロック条件設定ボード６７、故障接点入力ボード６８、接点信号入出力ボード６０により構成される制御回路ユニット６９と、操作表示パネル６１を有している。
【００４０】
ここで遮断器制御ボード６４、遮断器・接地装置制御ボード６６は、遮断器３１、遮断器３２ａ、接地装置３３ａ等の各開閉装置を個別に駆動するための手段であり、ボード上に配置したリレー回路で構成される。
【００４１】
インターロック条件設定ボードは、オフライン操作断路器３２ｂの補助スイッチ、オフライン操作接地装置３３ｂの補助スイッチ、および計器用変圧器３５から電圧有無信号に連続されている。
【００４２】
故障接点入力ボードは、ガス密度スイッチ７９に接続されている。また、接点信号入出力ボードは、上位システムからのリモート操作指令情報を入力し、各開閉機器の補助接点情報および故障情報を接点信号として出力している。
【００４３】
さらに、高圧バス６２ａおよび低圧バス６２ｂは、各ボードに接続され、各ボードで使用する信号を共有するものである。この高圧バス６２ａは、開閉機器の操作ロック情報、開閉機器の操作指令情報のやりとりに使用され、低圧バス６２ｂは、開閉機器の補助接点情報故障情報のやりとりに使用される。
【００４４】
なお、上位システム５０は、変電所の制御室に設置されている。一方、図１中の５１〜５３は、上位システム５０と現場制御盤４０との間でデータを伝送するための伝送路である。
【００４５】
ここで、伝送路５１は、制御回路ユニット５９と上位システム５０との間で、緊急性の低い制御情報を伝送することを目的として使用される。また、伝送路５２は、上位システム５０からの保護リレー情報を、遮断器制御ボード６４に伝送するように構成されている。
【００４６】
さらに、伝送路５３は、計器用変流器３４、および計器用変圧器３５からの検出情報を、上位システム５０に直接伝送するように構成されている。図２は、上記制御回路ユニット６９の内部構成例を示す回路図である。ここでは、断路器・接地装置制御ボードの投入回路部を中心に示している。
【００４７】
断路器・接地装置制御ボードには、断路器３２ａの補助スイッチ状態取り込み用リレー８０および、モータ駆動用リレー８４を有し、断路器補助スイッチ７６ａ、モータ７５に接続されている。また、駆動用リレー８４のコイルは、操作ロック情報入力用リレー８２、および故障情報入力用リレー８３の接点を介して開閉機器の操作指令情報バス６２ａ１に接続されている。
【００４８】
インターロック条件設定、ボード６７には、補助スイッチ状態取り込み用リレー８０を有し、オフライ操作断路３２ｂ等の補助スイッチ７６ｂ等に接続されている。また、補助スイッチ状態取り込み用リレー８０は、開閉機器入切情報バス６２ｂ２にも接続されている。さらに、それぞれの補助スイッチ状態取込み用リレー８０の接点はボード上のインターロック条件構成回路部８８に接続され、インターロック条件構成回路部８８は、開閉機器操作ロック情報バス６２ａ２に接続されている。
【００４９】
故障設定入力ボード６８には、故障接点取込み用リレー８５を有し、開閉装置の故障接点８６と接続され、故障接点取込み用リレー８５の接点は故障情報バス６２ｂ１に接続されている。
【００５０】
操作表示パネル６１上には、ローカル操作指令用スイッチ８７を有し、その出力は、開閉機器の操作指令情報バス６２ａ１に接続されている。図３は、図１における現場制御盤４０を示す外観図である。
【００５１】
図３に示すように、現場制御盤４０のケース４４内には、電源ボード６３、遮断器制御ボード６４、断路器・接地装置制御ボード６６、インターロック条件設定ボード６７、故障接点入力ボード、接点信号入力ボードより構成された制御回路ユニット６９、が収納されると共に、その前面には、操作表示パネル６１が配置されている。
【００５２】
以上のように構成した本実施形態の変電設備においては、上位システム５０からの制御情報は、伝送路５１を経由して接点信号入出力ボードへ伝えられ、さらにこの制御情報は、高圧バス６２ａ上の操作情報バス６２ａ１を介して、遮断器制御ボード６３又は、断路器・接地装置制御ボードに伝えられる。また、操作表示パネル６１からのローカル操作指令情報も、高圧バス６２ａ上の操作指令情報バス６２ａ１を介して遮断器制御ボード６３又は、遮断器・接地装置制御ボードに伝えられる。
【００５３】
次に、遮断器・接地装置制御ボードを例に、操作指令出力時の動作について説明する。上位システム５０又は、操作表示パネル６１からの操作指令情報は、操作指令情報バス６２ａ１上の当該断路器用バスに出力される。断路器・接地装置制御ボード６６では、この操作指令情報が電圧有となった時点で、インターロック条件設定ボードにより設定された操作条件が成立していれば、操作ロック情報バス６２ａ２上の当該信号がＯＮとなり、断路器・接地装置制御ボード６６上の操作ロック情報入力用リレー８２の接点がＯＮとなり、故障接点入力ボードにより取り込まれた故障接点がＯＮとなっていなければ、故障情報バス６２ｂ１の当該信号がＯＦＦとなり、断路器・接地装置制御ボード６６上の故障接点取込み用リレー８５のｂ接点がＯＮであるため、モータ駆動用リレー８４のコイルを励磁することができる。この結果、断路器３２ａのモータに電流が流れ、断路器３２ａが動作する。
【００５４】
また、高速度の応答が要求される保護リレー情報は、伝送路５２を経由して直接遮断器制御ボードへ伝送することができる。従って、必要な範囲でシステムの高速な応答特性を確保しつつ、伝送路５１には比較的低速度の伝送路を採用することができる。
【００５５】
上述したように、本実施形態の変電設備においては、現場制御盤４０の制御回路ユニット６９を、高圧バス６２ａ／低圧バス６２ｂを介して信号をやりとりする。各種制御ボード、入出力ボードにより構成しているため、電気ケーブルによる配線を主として構成した前述した図８の従来の現場制御盤７に比べて、現場制御盤４０自体を小型・簡略化することが可能となる。
【００５６】
具体的には、図３に示す現場制御盤４０のケース４４の寸法は、図８の従来現場制御盤７のケース２１の寸法：Ｗ×Ｄ×Ｈに対して、０.５ Ｗ×０.７ Ｄ×０.５ Ｗであり格段に小型化されているのが分かる。
【００５７】
また、このように、現場制御盤４０を小型・簡略化することができるため。現場制御盤４０のコストを削減でき、実用性に優れている。また、本実施形態の変電設備においては、回線により異なる機器構成により異なるインターロック条件を変更すれば、機器の追加／削除には、各制御ボードの追加／削除により対応できるため、標準化された、制御ボードを用いることができ、現場制御盤４０のコストを削減できるとともに、信頼性を向上することができる。
【００５８】
以上により、本実施形態の現場制御盤は、上位システム５０との関係をも含めた、小型・簡略で信頼性・実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備を得ることができる。
【００５９】
図４は、本発明の第２実施形態による変電設備の構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付して示し、開閉装置側との接続は一部省略している。
【００６０】
すなわち、本実施形態の変電設備は、計器用変流器３４、および計器用変圧器３５からの計測情報を共通バス６２に接続されたアナログ入力ユニット９２に取り込んでいる。そして、このアナログ入力ユニットからの出力データは、伝送ボード９０に取り込まれるようになっている。そして、この伝送ボード９０はシリアル伝送路５５を介して上位システム５０と接続されている。
【００６１】
また、共通バス６２に接続された機器状態監視ボードは、ガス圧力センサ９４の出力を取り込み、遮断器３１、断路器３２ａ、接地装置３３ａ機構箱内の駆動部位置センサ９５，５６，９７の出力を取り込んでいる。また、計器用変流器３４からアナログ入力ユニット９２への回路に補助ＣＴ９３を設け、その出力も取り込んでいる。
【００６２】
以上のように構成した本実施形態の変電設備においては、上位システムからの制御情報は、シリアル伝送路５５および、伝送ボード９０を経由して、各機器制御ボードへとそれぞれ伝えられ、遮断機制御ボードには、電気ケーブルを使用した伝送路５２を経由して、上位システム５０からの保護リレー情報が伝えられると共に、現場制御盤単位で計測、算出した各種電力データを伝送ボード９０およびシリアル伝送路５５を経由して、上位システム５０に伝送することができる。
【００６３】
また、ガス圧力センサにより計測されたガス圧力値、共通バス６２上の操作指令信号と、各機種位置センサ９５，９６，９７からの信号変化のタイミングより算出した動作時間データ、遮断器３４動作時の主回路電流等を機器状態監視ボードに取り込み、演算し、伝送ボード９０およびシリアル伝送路５５を経由して、上位システム５０に伝送することもできる。
【００６４】
さらに、アナログ入力ユニットに取り込まれたＰＴ電圧情報を、高圧バス６２ａ／低圧バス６２ｂに算出したり、機器状態監視ボードに取り込まれたガス圧力低下判定出力を高圧バス６２ａ／低圧バス６２ｂに出力することも可能となる。
【００６５】
各ボードに電源を供給する電源ボードについては、電源ボード（１）６３ａ、電源ボード（２）６３ｂと独立して復数設けているため、万が一片方電源ボードに故障が発生した場合においても、機能を停止することなく、電源ボードを交換することができる。
【００６６】
上述したように、本実施形態によれば、現場制御盤内に設けたアナログ入力ユニットにより、各種電力量データを計測し、上位システムにシリアル伝送路経由で送ることが可能となり、上位システムでの処理負荷を低減するとともに、上位システムとの接続ケーブル本数を削減することが可能となり、上位系をも含めた制御システムの実用性を向上することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、機器状態監視ボードにより計測された、機器状態監視データを共通バスに出力すると共に、上位システムにシリアル伝送路経由で送ることが可能となり、開閉装置全体としての信頼性を向上させることができる。さらに、電源ボードを２重化することにより、システムの信頼性、保守性を向上することが可能となる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に対応する発明によれば、高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金属容器に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器と、変電機器の近傍に配設されて当該変電機器の制御および監視を行う制御システムと、制御システムに対し、変電機器の保護リレー情報を含む制御情報を送りまた電源を供給する上位システムとを備えて構成される変電設備において、制御システムの内部に高圧バス／低圧バスを設け、制御システム内の構成ユニットは、開閉機器の入／切状態情報、変電機器の故障情報、開閉機器の操作ロック情報、開閉機器の操作指令情報、電源を高圧バス／低圧バスを介して授受するようにしたので、各構成ユニット間の配線を電気ケーブルにより行った場合に比べて、現場制御盤を小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００６９】
一方、請求項２に対応する発明によれば、高圧バス、低圧バスはラック背面に配置されたプリント基板上に、双方が電気回路上、物理的配置上分離されて配置されたマーザーボードにより構成するようにしたので、変電機器の制御機能の信頼性向上を図ると共に、制御ユニットを小型化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７０】
また、請求項３に対応する発明によれば、上記制御システム内に、高圧バス／低圧バスに接続された開閉機器間インターロック条件設定用ボード、故障接点入力ボード、接点信号入出力ボードにより構成された制御回路ユニットを設けるようにしたので、回路の集積率が向上し、現場制御盤を小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７１】
また、請求項４に対応する発明によれば、上記上位システムとの制御情報のやりとりを高圧バス／低圧バスに接続された伝送ボードを介し、ＨＤＬＣプロトコル、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル等に基づいたパケットデータ伝送により行うようにしたので、上位システム−現場制御間のケーブル本数を削減し、信頼性の向上を図ることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７２】
また、請求項５に対応する発明によれば、上記アナログ入力入力ユニットを高圧バス／低圧バスに接続されたボードにより構成し、高圧バス／低圧バスにＰＴ電圧情報を出力し、アナログ入力ボードからのデジタル出力を伝送ボードに出力するようにしたので、上位システム−変電機器間のケーブル本数を削減し、電圧有無情報の信頼性を向上させることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７３】
一方、請求項６に対応する発明によれば、ガス圧力センサ、開閉操作機構の位置検出センサ等の機器状態監視センサからの信号を入力する機器状態監視ボードを設け、機器状態監視ボードからの出力を伝送ボードに出力するようにしたので、制御システムにガス圧力値や、開閉機器の動作時間を取り込むことができ、伝送ボードを介して上位システムに伝送することができ、制御システムの高機能化を図ることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７４】
また、請求項７に対応する発明によれば、上記機器状態監視ボードからのデジタル信号をシリアル伝送により伝送ボードに出力するようにしたので、機器状態監視ボード、伝送ボードをより一層小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７５】
さらに、請求項８に対応する発明によれば、上記機器状態監視ボードと伝送ボードとを同一ボード上に構成するようにしたので、制御ユニットをより一層小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７６】
一方、請求項９に対応する発明によれば、上記機器状態監視ボードにて計測されたガス圧力、油圧等に関する低下判定出力を高圧バス／低圧バスに出力するようにしたので、変電機器故障情報の信頼性向上を図ることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７７】
また、請求項１０に対応する発明によれば、上記高圧バス／低圧バスに接続され、各ボードに電源を供給する電源ボードを独立して、複数設け、運転中においても着脱可能であるようにしたので、制御ユニットの保守点検性を向上させることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７８】
以上により、現場制御盤の制御システムとして、上位システムとの関係、機器状態監視システムとの関係を含めた、小型・簡略・高性能で信頼性・実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による変電設備の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】 同第１の実施形態の変電設備における制御回路ユニットの内部構成例を示す回路図。
【図３】 同第１の実施形態の変電設備における現場制御盤を示す外観図。
【図４】 本発明による変電設備の第２の実施形態を示すブロック図。
【図５】 本発明の適用対象となる変電器の一つとして、ガス絶縁開閉装置の一例を示す平面図。
【図６】 図５のガス絶縁開閉装置に対応する単線結線図。
【図７】 図５の現場制御盤内の遮断器制御回路の一例を示す回路図。
【図８】 図５の現場制御盤を示す外観図。
【符号の説明】
１…ブッシング
２…断路器
３ａ，３ｂ…遮断器
４ａ，４ｂ…主母線断路器
５…主母線
６…変圧器
７…現場制御盤
１０…インピーダンス素子
１１…投入指令入力端子
１２…切換スイッチ
１３…インピーダンス素子
１４ａ…投入コイル
１４ｂ…引外しコイル
１５，１６…接点
１９…引外し指令入力端子
２１…ケース
２２…模擬母線表示
２３…操作スイッチ
２４…切換スイッチ
２５…警報表示部
２６…中継リレー
３０…開閉装置主回路
３１…遮断器
３２ａ…断路器
３２ｂ…リモート操作断路器
３３ａ…接地装置
３３ｂ…リモート操作接地装置
３４…計器用変流器
３５…計器用変圧器
４０…現場制御盤
４４…ケース
４５…操作表示パネル
５０…上位システム
５１，５２，５３…伝送路
５４…電源系統
６０…接点信号入出力ボード
６１…操作表示パネル
６２ａ…高圧バス
６２ｂ…低圧バス
６３…電源ボード
６４…遮断器制御ボード
６６…断路器・接地装置制御ボード
６７…インターロック条件設定ボード
６８…故障接点入力ボード
６９…制御回路ユニット
７０…モータ
７１ａ…引外しコイル
７１ｂ…引外しコイル
７２ａ…投入コイル
７２ｂ…投入コイル
７３…補助スイッチ
７５…モータ
７６ｂ…補助スイッチ
７６ｂ…補助スイッチ
７７…モータ
７８ａ…補助スイッチ
７８ｂ…補助スイッチ
８０…補助スイッチ状態取込み用リレー
８１…操作指令情報入力用リレー
８２…操作ロック情報入力用リレー
８３…故障情報入力用リレー
８４…モータ駆動用リレー
８５…故障接点取り込み用リレー
８６…変電機器故障接点
８７…ローカル操作指令スイッチ
８８…インターロック条件構成回路部
９０…伝送ボード
９１…機器状態監視ボード
９２…アナログ入力ユニット
９３…補助ＣＴ
９４…ガス圧センサ
９５，９６，９７…位置センサ、
【発明の属する技術分野】
本発明は、変電設備に係り、特に現場制御盤の制御システムとして、上位システムとの関係をも含めた、小型、簡略、高性能で信頼性・実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現代社会において、電力は不可欠なものであり、停電がしばしば問題化していることからも明かなように、電力の安定供給に対する要求は、今後さらに増大するものと予想される。
【０００３】
一方、このような電力供給を行う送電系統において、変電機器に障害が発生した場合、電力供給に対する影響は非常に大きなものとなる。そのため、変電機器の信頼性を一層向上することが要求されてきている。
【０００４】
このような変電機器の主要機器としては開閉装置や変圧器が挙げられるが、開閉装置としては、近年、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）が主として用いられるようになっている。
【０００５】
このガス絶縁開閉装置は、開閉器や導体等の高電圧充電部を、絶縁性および消弧性に優れＳＦ６ ガス等の絶縁媒体と共に接地金属容器内に収納してなる装置である。そして、このガス絶縁開閉装置は、ｋＶ・Ａ当たりの据え付け体積をコンパクト化できる上、耐環境性に優れているという利点を有することから、近年の用地の高騰や都市部における電力供給量の増大に伴なう変電設備の増強化の必要を満足する装置として広く普及し、稼働している。
【０００６】
図５はこのようなガス絶縁開閉装置の一例を示す平面図、図６は図５のガス絶縁開閉装置に対応する単線結線図である。図５および図６に示すように、送電線は、ブッシング１を介して引き込まれ、断路器２、遮断器３ａ、および主母線断路器４ａを介して、主母線５に接続されている。また、主母線５は、変圧器回線の主母線断路器４ｂ、および遮断器３ｂを介して、変圧器６と接続されている。
【０００７】
なお、図中７は、ガス絶縁開閉装置を構成する各変電機器の制御および監視を行う現場制御盤であり、主としてガス絶縁開閉装置の各回線単位で設置されている。
【０００８】
図７は、図５における現場制御盤７内の回路の一部として、遮断器３ａ、３ｂの制御および監視を行う遮断機制御回路の一例を示す回路図である。図７に示すように、遮断機制御制御回路は、投入回路、引き外し回路、および欠相検出回路を有する。
【０００９】
このうち、投入回路は、投入指令入力端子１１、切換スイッチ１２、インピーダンス素子１３、およびこのインピーダンス素子１３と並列に設けられた投入コイル１４ａを主な構成要素として構成されている。
【００１０】
また、図中１５，１６は、遮断器本体の動作位置を示す補助開閉器接点や、遮断器本体の接地金属容器（タンク）の内のガス圧低下時にオンするガス密度スイッチの接点、あるいは遮断器本体の油圧操作機器部の油圧が低下した場合にオンする油圧スイッチの接点等である。これらの接点は、遮断器の操作ロックや指令信号の一定時間以上の継続防止等の機能を有する。
【００１１】
一方、引き外し回路は、引き外し指令入力端子１９、インピーダンス素子１０、およびこのインピーダンス素子１０と直列に設けられた引き外しコイル１４ｂを主な構成要素として構成されている。
【００１２】
なお、図７中２点鎖線で囲まれた部分は、遮断器本体に設置されている部分であり、これ以外の部分は、現場制御盤７内に収納されている。図８は、図５における現場制御盤７の外観を示す図であり、図８（Ａ）はその側面図、図８（Ｂ）は同じく内部正面図をそれぞれ示している。
【００１３】
図８に示すように、現場制御盤７のケース２１内には、模擬母線表示２２、操作スイッチ３、切換スイッチ２４、警報表示部２５、および中継リレー２６等が設置されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような図７の現場制御盤７においては、ガス絶縁開閉装置を動作させる操作・制御回路として、各種のスイッチの接点やリレー類の接点が用いられている。
【００１５】
この場合、図８に示すような現場制御盤７内の配線については、電気ケーブルによる配線が主であるため、現場制御盤自体が大型化し、そのケース２１の幅Ｗ、奥行きＤ、高さＨが大きくなってしまうという問題がある。
【００１６】
また、図７に示すような制御回路において、ガス絶縁開閉装置と現場制御盤７との間の配線、および現場制御盤７と変電所制御室との間の配線は、電線による配列配線となるため、配線量が非常に多くなるという問題点がある。
【００１７】
以上のように、従来の変電設備においては、設備が大型であり、複雑であり、性能が低く、実用性の点で問題があった。本発明の目的は、現場制御盤の制御システム内の各ユニット構成を改良することにより、現場制御盤の制御システムとして、上位システムとの関係をも含めた、小型、簡略、高機能で実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による変電設備は、高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金属容器内に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器と、変電機器の近傍に配置されて当該変電機器の制御および監視を行う制御システムを収納した収納部と、制御システムに変電機器の保護リレー情報を含む制御情報を送る上位伝送システムとを備えて構成される変電設備において、制御システム内の制御ユニット、ドライブユニット、あるいはこれらのシステムに関連する伝送手段を、次のように構成したことを特徴としている。
【００１９】
請求項１に対応する発明では、制御システムは内部に６０Ｖを超えるまた、信号からなる高圧バスと６０Ｖ以下の信号からなる低圧バスを設け、制御システム内の各構成ユニットは開閉機器の入／切状態情報、開閉装置の故障情報、開閉機器の操作ロック情報、開閉機器の操作指令情報、電源を高圧バスおよび低圧バスを介して、授受するようになっている。
【００２０】
従って、請求項１に対応する発明の変電設備においては、現場制御盤の制御システム内に高圧バス／低圧バスを設けることにより、各構成がユニット間の配線を電気ケーブルによって行った場合に比べて、現場制御を小型・簡略化することができる。
【００２１】
一方、請求項２に対応する発明では、高圧バス、低圧バスはラック背面に配置されたプリント基板上に、双方が電気回路上、物理的配置上分離されて配置されたマザーボードにより構成される。
【００２２】
従って、請求項２に対応する発明の変電設備においては、高圧バスと低圧バスを分離して配置することにより、機器側および上位システムから高電圧の信号と制御ユニット内の低電圧信号とが混在することがなくなり、変電機器の制御機能の信頼性を図ると共に、制御ユニットを小型化することができる。
【００２３】
また、請求項３に対応する発明では、制御システム内に、高圧バス／低圧バスに接続された開閉機器間のインターロック条件設定用ボードを設け、インターロック条件設定用ボードは、高圧バスに操作ロック情報を出力し、高圧バス／低圧バスに接続された故障設定入力ボードを設け、低圧バスに変電機器の故障情報を出力し、高圧バス／低圧バスに接続された接点信号入出力ボードを設け、上位システムとの制御情報のやりとりを接点入出力ボードを介して行う構成となっている。
【００２４】
従って、請求項３に対応する発明の変電設備においては、現場制御盤の制御システム内の制御回路を高圧バス／低圧バスに接続されたインターロック条件設定用ボード、故障接点入力ボード、接点信号入出力ボードにより構成することにより、回路の集積率が向上し、制御ユニットを小型・簡略化することができる。
【００２５】
また、請求項４に対応する発明では、上記上位システムとの制御情報等のやりとりを高圧バス／低圧バスに接続された伝送ボードを介し、ＨＤＬＣプロトコル、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル等に基づいたパケットデータ伝送で行っている。
【００２６】
従って、請求項４に対応する発明の変電設備においては、上位システムとのデータ伝送に、パケットデータ伝送方式を用いることにより、上位システム−現場制御盤間のケーブル本数を削減し、信頼性の高い制御ユニットを構成することができる。
【００２７】
また、請求項５に対応する発明では、上記アナログ入力ユニットを共通バスにＰＴ電圧情報を出力し、アナログ入力ボードからのデジタル出力を伝送ボードに出力するようにしている。
【００２８】
従って、請求項５に対応する発明の変電設備においては、変電機器主回路からのＣＴ、ＰＴ情報をアナログ入力ユニット、伝送ボードを介し、伝送ケーブルにより、上位システムに伝送することができると共に、共通バス上にＰＴ電圧情報を出力することができるため、上位システム変電機器間のケーブル本数を削減し、電圧有無情報の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
一方、請求項６に対する発明では、ガス圧力センサ、開閉操作機構の位置検出センサ等の機器状態監視センサからの信号を入力する機器状態監視ボードを設け、機器状態監視ボードからの出力を伝送ボードに出力するような構成としている。
【００３０】
従って、請求項６に対する発明の変電設備においては、制御システムにガス圧力値や、開閉機器の動作時間を取り込み、伝送ボードを介して上位システムに伝送することにより、制御システムの高機能化を図ると共に、変電設備の信頼性をさらに向上させることができる。
【００３１】
また、請求項７に対応する発明では、上記機器状態監視ボードからのデジタル信号をシリアルデータに伝送により前記伝送ボードに出力するようにしている。従って請求項７に対応する発明の変電設備においては、機器状態監視データをシリアルデータ伝送により伝送ボードに送ることにより、機器状態監視ボード、伝送ボードをより一層小型・簡略化することができる。
【００３２】
さらに、請求項８に対応する発明では、上記機器状態監視ボードと伝送ボードとを、同一ボード上に構成している。従って、請求項８に対応する発明の変電設備においては、同一ボード上に機器状態監視機能および上位伝送機能を持たせることができ、制御ユニットをより一層小型・簡略化することができる。
【００３３】
一方、請求項９に対応する発明では、上記機器状態監視ボードにて計測されたガス圧力、油圧等に関する低下判定出力を共通バスに出力するようにしている。従って、請求項９に対応する発明の変電設備においては、共通バスに機器状態監視センサにより判定した警報も故障情報として出力することにより、変電機器故障情報の信頼性向上を図り、制御ユニットの信頼性を向上することができる。
【００３４】
さらに、請求項１０に対応する発明では、上記高圧バス／低圧バスに接続され、各ボードに電源を供給する電源ボードを独立して、複数設け、少なくとも１つの電源ボードは着脱可能な構成としている。
【００３５】
従って、請求項１０に対応する発明の変電設備においては、各ボードに電源供給する電源ボードを複数設けることにより、電源ボードに異常が発生した際の波及範囲を最小にし、運転中での電源ボード変換を可能とし制御ユニットの保守点検性を向上させることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態による変電設備の構成例を示すブロック図である。
【００３７】
すなわち、本実施形態の変電設備は、図１に示すように、開閉装置主回路３０と、現場制御盤４０と、上位システム５０とによって構成されている。ここで開閉装置主回路３０には、その状態を検出する検出手段として、計器用変流器３４、および計器用変圧器３５が接続されている。
【００３８】
また、遮断器３１には、開閉状態を検出する補助スイッチ７３が設けられている。さらに、遮断器３２や接地装置３３には、それぞれの開閉状態を検出する補助スイッチ７６，７８が設けられている。
【００３９】
さらにまた、開閉装置には、各ガス区画毎にガス密度スイッチ７９が設けられている。一方、現場制御盤４０は、開閉装置主回路３０の近傍に配置されており、電源ボード６３、遮断器制御ボード６４、遮断器接地装置制御ボード６６、インターロック条件設定ボード６７、故障接点入力ボード６８、接点信号入出力ボード６０により構成される制御回路ユニット６９と、操作表示パネル６１を有している。
【００４０】
ここで遮断器制御ボード６４、遮断器・接地装置制御ボード６６は、遮断器３１、遮断器３２ａ、接地装置３３ａ等の各開閉装置を個別に駆動するための手段であり、ボード上に配置したリレー回路で構成される。
【００４１】
インターロック条件設定ボードは、オフライン操作断路器３２ｂの補助スイッチ、オフライン操作接地装置３３ｂの補助スイッチ、および計器用変圧器３５から電圧有無信号に連続されている。
【００４２】
故障接点入力ボードは、ガス密度スイッチ７９に接続されている。また、接点信号入出力ボードは、上位システムからのリモート操作指令情報を入力し、各開閉機器の補助接点情報および故障情報を接点信号として出力している。
【００４３】
さらに、高圧バス６２ａおよび低圧バス６２ｂは、各ボードに接続され、各ボードで使用する信号を共有するものである。この高圧バス６２ａは、開閉機器の操作ロック情報、開閉機器の操作指令情報のやりとりに使用され、低圧バス６２ｂは、開閉機器の補助接点情報故障情報のやりとりに使用される。
【００４４】
なお、上位システム５０は、変電所の制御室に設置されている。一方、図１中の５１〜５３は、上位システム５０と現場制御盤４０との間でデータを伝送するための伝送路である。
【００４５】
ここで、伝送路５１は、制御回路ユニット５９と上位システム５０との間で、緊急性の低い制御情報を伝送することを目的として使用される。また、伝送路５２は、上位システム５０からの保護リレー情報を、遮断器制御ボード６４に伝送するように構成されている。
【００４６】
さらに、伝送路５３は、計器用変流器３４、および計器用変圧器３５からの検出情報を、上位システム５０に直接伝送するように構成されている。図２は、上記制御回路ユニット６９の内部構成例を示す回路図である。ここでは、断路器・接地装置制御ボードの投入回路部を中心に示している。
【００４７】
断路器・接地装置制御ボードには、断路器３２ａの補助スイッチ状態取り込み用リレー８０および、モータ駆動用リレー８４を有し、断路器補助スイッチ７６ａ、モータ７５に接続されている。また、駆動用リレー８４のコイルは、操作ロック情報入力用リレー８２、および故障情報入力用リレー８３の接点を介して開閉機器の操作指令情報バス６２ａ１に接続されている。
【００４８】
インターロック条件設定、ボード６７には、補助スイッチ状態取り込み用リレー８０を有し、オフライ操作断路３２ｂ等の補助スイッチ７６ｂ等に接続されている。また、補助スイッチ状態取り込み用リレー８０は、開閉機器入切情報バス６２ｂ２にも接続されている。さらに、それぞれの補助スイッチ状態取込み用リレー８０の接点はボード上のインターロック条件構成回路部８８に接続され、インターロック条件構成回路部８８は、開閉機器操作ロック情報バス６２ａ２に接続されている。
【００４９】
故障設定入力ボード６８には、故障接点取込み用リレー８５を有し、開閉装置の故障接点８６と接続され、故障接点取込み用リレー８５の接点は故障情報バス６２ｂ１に接続されている。
【００５０】
操作表示パネル６１上には、ローカル操作指令用スイッチ８７を有し、その出力は、開閉機器の操作指令情報バス６２ａ１に接続されている。図３は、図１における現場制御盤４０を示す外観図である。
【００５１】
図３に示すように、現場制御盤４０のケース４４内には、電源ボード６３、遮断器制御ボード６４、断路器・接地装置制御ボード６６、インターロック条件設定ボード６７、故障接点入力ボード、接点信号入力ボードより構成された制御回路ユニット６９、が収納されると共に、その前面には、操作表示パネル６１が配置されている。
【００５２】
以上のように構成した本実施形態の変電設備においては、上位システム５０からの制御情報は、伝送路５１を経由して接点信号入出力ボードへ伝えられ、さらにこの制御情報は、高圧バス６２ａ上の操作情報バス６２ａ１を介して、遮断器制御ボード６３又は、断路器・接地装置制御ボードに伝えられる。また、操作表示パネル６１からのローカル操作指令情報も、高圧バス６２ａ上の操作指令情報バス６２ａ１を介して遮断器制御ボード６３又は、遮断器・接地装置制御ボードに伝えられる。
【００５３】
次に、遮断器・接地装置制御ボードを例に、操作指令出力時の動作について説明する。上位システム５０又は、操作表示パネル６１からの操作指令情報は、操作指令情報バス６２ａ１上の当該断路器用バスに出力される。断路器・接地装置制御ボード６６では、この操作指令情報が電圧有となった時点で、インターロック条件設定ボードにより設定された操作条件が成立していれば、操作ロック情報バス６２ａ２上の当該信号がＯＮとなり、断路器・接地装置制御ボード６６上の操作ロック情報入力用リレー８２の接点がＯＮとなり、故障接点入力ボードにより取り込まれた故障接点がＯＮとなっていなければ、故障情報バス６２ｂ１の当該信号がＯＦＦとなり、断路器・接地装置制御ボード６６上の故障接点取込み用リレー８５のｂ接点がＯＮであるため、モータ駆動用リレー８４のコイルを励磁することができる。この結果、断路器３２ａのモータに電流が流れ、断路器３２ａが動作する。
【００５４】
また、高速度の応答が要求される保護リレー情報は、伝送路５２を経由して直接遮断器制御ボードへ伝送することができる。従って、必要な範囲でシステムの高速な応答特性を確保しつつ、伝送路５１には比較的低速度の伝送路を採用することができる。
【００５５】
上述したように、本実施形態の変電設備においては、現場制御盤４０の制御回路ユニット６９を、高圧バス６２ａ／低圧バス６２ｂを介して信号をやりとりする。各種制御ボード、入出力ボードにより構成しているため、電気ケーブルによる配線を主として構成した前述した図８の従来の現場制御盤７に比べて、現場制御盤４０自体を小型・簡略化することが可能となる。
【００５６】
具体的には、図３に示す現場制御盤４０のケース４４の寸法は、図８の従来現場制御盤７のケース２１の寸法：Ｗ×Ｄ×Ｈに対して、０.５ Ｗ×０.７ Ｄ×０.５ Ｗであり格段に小型化されているのが分かる。
【００５７】
また、このように、現場制御盤４０を小型・簡略化することができるため。現場制御盤４０のコストを削減でき、実用性に優れている。また、本実施形態の変電設備においては、回線により異なる機器構成により異なるインターロック条件を変更すれば、機器の追加／削除には、各制御ボードの追加／削除により対応できるため、標準化された、制御ボードを用いることができ、現場制御盤４０のコストを削減できるとともに、信頼性を向上することができる。
【００５８】
以上により、本実施形態の現場制御盤は、上位システム５０との関係をも含めた、小型・簡略で信頼性・実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備を得ることができる。
【００５９】
図４は、本発明の第２実施形態による変電設備の構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付して示し、開閉装置側との接続は一部省略している。
【００６０】
すなわち、本実施形態の変電設備は、計器用変流器３４、および計器用変圧器３５からの計測情報を共通バス６２に接続されたアナログ入力ユニット９２に取り込んでいる。そして、このアナログ入力ユニットからの出力データは、伝送ボード９０に取り込まれるようになっている。そして、この伝送ボード９０はシリアル伝送路５５を介して上位システム５０と接続されている。
【００６１】
また、共通バス６２に接続された機器状態監視ボードは、ガス圧力センサ９４の出力を取り込み、遮断器３１、断路器３２ａ、接地装置３３ａ機構箱内の駆動部位置センサ９５，５６，９７の出力を取り込んでいる。また、計器用変流器３４からアナログ入力ユニット９２への回路に補助ＣＴ９３を設け、その出力も取り込んでいる。
【００６２】
以上のように構成した本実施形態の変電設備においては、上位システムからの制御情報は、シリアル伝送路５５および、伝送ボード９０を経由して、各機器制御ボードへとそれぞれ伝えられ、遮断機制御ボードには、電気ケーブルを使用した伝送路５２を経由して、上位システム５０からの保護リレー情報が伝えられると共に、現場制御盤単位で計測、算出した各種電力データを伝送ボード９０およびシリアル伝送路５５を経由して、上位システム５０に伝送することができる。
【００６３】
また、ガス圧力センサにより計測されたガス圧力値、共通バス６２上の操作指令信号と、各機種位置センサ９５，９６，９７からの信号変化のタイミングより算出した動作時間データ、遮断器３４動作時の主回路電流等を機器状態監視ボードに取り込み、演算し、伝送ボード９０およびシリアル伝送路５５を経由して、上位システム５０に伝送することもできる。
【００６４】
さらに、アナログ入力ユニットに取り込まれたＰＴ電圧情報を、高圧バス６２ａ／低圧バス６２ｂに算出したり、機器状態監視ボードに取り込まれたガス圧力低下判定出力を高圧バス６２ａ／低圧バス６２ｂに出力することも可能となる。
【００６５】
各ボードに電源を供給する電源ボードについては、電源ボード（１）６３ａ、電源ボード（２）６３ｂと独立して復数設けているため、万が一片方電源ボードに故障が発生した場合においても、機能を停止することなく、電源ボードを交換することができる。
【００６６】
上述したように、本実施形態によれば、現場制御盤内に設けたアナログ入力ユニットにより、各種電力量データを計測し、上位システムにシリアル伝送路経由で送ることが可能となり、上位システムでの処理負荷を低減するとともに、上位システムとの接続ケーブル本数を削減することが可能となり、上位系をも含めた制御システムの実用性を向上することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、機器状態監視ボードにより計測された、機器状態監視データを共通バスに出力すると共に、上位システムにシリアル伝送路経由で送ることが可能となり、開閉装置全体としての信頼性を向上させることができる。さらに、電源ボードを２重化することにより、システムの信頼性、保守性を向上することが可能となる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に対応する発明によれば、高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金属容器に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器と、変電機器の近傍に配設されて当該変電機器の制御および監視を行う制御システムと、制御システムに対し、変電機器の保護リレー情報を含む制御情報を送りまた電源を供給する上位システムとを備えて構成される変電設備において、制御システムの内部に高圧バス／低圧バスを設け、制御システム内の構成ユニットは、開閉機器の入／切状態情報、変電機器の故障情報、開閉機器の操作ロック情報、開閉機器の操作指令情報、電源を高圧バス／低圧バスを介して授受するようにしたので、各構成ユニット間の配線を電気ケーブルにより行った場合に比べて、現場制御盤を小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００６９】
一方、請求項２に対応する発明によれば、高圧バス、低圧バスはラック背面に配置されたプリント基板上に、双方が電気回路上、物理的配置上分離されて配置されたマーザーボードにより構成するようにしたので、変電機器の制御機能の信頼性向上を図ると共に、制御ユニットを小型化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７０】
また、請求項３に対応する発明によれば、上記制御システム内に、高圧バス／低圧バスに接続された開閉機器間インターロック条件設定用ボード、故障接点入力ボード、接点信号入出力ボードにより構成された制御回路ユニットを設けるようにしたので、回路の集積率が向上し、現場制御盤を小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７１】
また、請求項４に対応する発明によれば、上記上位システムとの制御情報のやりとりを高圧バス／低圧バスに接続された伝送ボードを介し、ＨＤＬＣプロトコル、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル等に基づいたパケットデータ伝送により行うようにしたので、上位システム−現場制御間のケーブル本数を削減し、信頼性の向上を図ることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７２】
また、請求項５に対応する発明によれば、上記アナログ入力入力ユニットを高圧バス／低圧バスに接続されたボードにより構成し、高圧バス／低圧バスにＰＴ電圧情報を出力し、アナログ入力ボードからのデジタル出力を伝送ボードに出力するようにしたので、上位システム−変電機器間のケーブル本数を削減し、電圧有無情報の信頼性を向上させることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７３】
一方、請求項６に対応する発明によれば、ガス圧力センサ、開閉操作機構の位置検出センサ等の機器状態監視センサからの信号を入力する機器状態監視ボードを設け、機器状態監視ボードからの出力を伝送ボードに出力するようにしたので、制御システムにガス圧力値や、開閉機器の動作時間を取り込むことができ、伝送ボードを介して上位システムに伝送することができ、制御システムの高機能化を図ることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７４】
また、請求項７に対応する発明によれば、上記機器状態監視ボードからのデジタル信号をシリアル伝送により伝送ボードに出力するようにしたので、機器状態監視ボード、伝送ボードをより一層小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７５】
さらに、請求項８に対応する発明によれば、上記機器状態監視ボードと伝送ボードとを同一ボード上に構成するようにしたので、制御ユニットをより一層小型・簡略化することが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７６】
一方、請求項９に対応する発明によれば、上記機器状態監視ボードにて計測されたガス圧力、油圧等に関する低下判定出力を高圧バス／低圧バスに出力するようにしたので、変電機器故障情報の信頼性向上を図ることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７７】
また、請求項１０に対応する発明によれば、上記高圧バス／低圧バスに接続され、各ボードに電源を供給する電源ボードを独立して、複数設け、運転中においても着脱可能であるようにしたので、制御ユニットの保守点検性を向上させることが可能な優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【００７８】
以上により、現場制御盤の制御システムとして、上位システムとの関係、機器状態監視システムとの関係を含めた、小型・簡略・高性能で信頼性・実用性の高い優れた制御システムを備えた変電設備が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による変電設備の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】 同第１の実施形態の変電設備における制御回路ユニットの内部構成例を示す回路図。
【図３】 同第１の実施形態の変電設備における現場制御盤を示す外観図。
【図４】 本発明による変電設備の第２の実施形態を示すブロック図。
【図５】 本発明の適用対象となる変電器の一つとして、ガス絶縁開閉装置の一例を示す平面図。
【図６】 図５のガス絶縁開閉装置に対応する単線結線図。
【図７】 図５の現場制御盤内の遮断器制御回路の一例を示す回路図。
【図８】 図５の現場制御盤を示す外観図。
【符号の説明】
１…ブッシング
２…断路器
３ａ，３ｂ…遮断器
４ａ，４ｂ…主母線断路器
５…主母線
６…変圧器
７…現場制御盤
１０…インピーダンス素子
１１…投入指令入力端子
１２…切換スイッチ
１３…インピーダンス素子
１４ａ…投入コイル
１４ｂ…引外しコイル
１５，１６…接点
１９…引外し指令入力端子
２１…ケース
２２…模擬母線表示
２３…操作スイッチ
２４…切換スイッチ
２５…警報表示部
２６…中継リレー
３０…開閉装置主回路
３１…遮断器
３２ａ…断路器
３２ｂ…リモート操作断路器
３３ａ…接地装置
３３ｂ…リモート操作接地装置
３４…計器用変流器
３５…計器用変圧器
４０…現場制御盤
４４…ケース
４５…操作表示パネル
５０…上位システム
５１，５２，５３…伝送路
５４…電源系統
６０…接点信号入出力ボード
６１…操作表示パネル
６２ａ…高圧バス
６２ｂ…低圧バス
６３…電源ボード
６４…遮断器制御ボード
６６…断路器・接地装置制御ボード
６７…インターロック条件設定ボード
６８…故障接点入力ボード
６９…制御回路ユニット
７０…モータ
７１ａ…引外しコイル
７１ｂ…引外しコイル
７２ａ…投入コイル
７２ｂ…投入コイル
７３…補助スイッチ
７５…モータ
７６ｂ…補助スイッチ
７６ｂ…補助スイッチ
７７…モータ
７８ａ…補助スイッチ
７８ｂ…補助スイッチ
８０…補助スイッチ状態取込み用リレー
８１…操作指令情報入力用リレー
８２…操作ロック情報入力用リレー
８３…故障情報入力用リレー
８４…モータ駆動用リレー
８５…故障接点取り込み用リレー
８６…変電機器故障接点
８７…ローカル操作指令スイッチ
８８…インターロック条件構成回路部
９０…伝送ボード
９１…機器状態監視ボード
９２…アナログ入力ユニット
９３…補助ＣＴ
９４…ガス圧センサ
９５，９６，９７…位置センサ、
Claims (10)
- 高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金属容器に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器と、前記変電機器の近傍に配設された当該変電機器の制御および監視を行う制御システムと、前記制御システムに対し、開閉装置の保護リレー情報を含む制御情報を送りまた電源を供給する上位システムとを備えて構成される変電設備において、
前記制御システムの内部には、６０Ｖを越える信号からなる高圧バスと６０Ｖ以下の信号からなる低圧バスとを設け、
前記制御システム内の構成ユニットは、開閉機器の入／切状態情報、前記変電機器の故障情報、前記開閉機器の装置ロック情報、開閉機器の操作指令情報、電源を前記高圧バスおよび低圧バスを介して、授受することを特徴とする変電設備。 - 請求項１に記載の変電設備において、
前記高圧バス、低圧バスはラック背面に記載されたプリント基板上に、双方が電気回路上、また、物理的配置状上分離された配置されたマザーボードにより構成することを特徴とする変電設備。 - 請求項１に記載の変電設備において、
前記制御システム内に、前記高圧バス／低圧バスに接続された開閉機器間のインターロック条件設定用ボードを設け、前記インターロック条件設定用ボードは前記高圧バスに操作ロック情報を出力し、
前記高圧バス／低圧バスに接続された故障設定入力ボードを設け、前記故障接点入力ボードは前記低圧バスに開閉装置の故障情報を出力し、
前記高圧バス／低圧バスに接続された接点信号入出力ボードを設け、前記上位システムとの制御情報のやりとりを前記接点入出力ボードを介して行うことを特徴とする変電設備。 - 請求項１に記載の変電設備において、
前記制御システム内に、前記高圧バス／低圧バスに接続された伝送ボードを設け、前記上位システムとの制御情報等のやりとりを前記伝送ボードを介して、ＨＤＬＣプロトコル、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル等に基づいたパケットデータ伝送で行うことを特徴とする変電設備。 - 請求項４に記載の変電設備において、
ＣＴ、ＰＴ信号等を入力するアナログ入力ボードを設け、前記共通バスにＰＴ電圧情報を出力し、前記アナログ入力ボードからのデジタル出力を前記伝送ボードに出力することを特徴とする変電設備。 - 請求項４に記載の変電設備において、
ガス圧力センサ、開閉操作機構の位置検出センサ等の機器状態監視センサからの信号を入力する機器状態監視ボードを設け、前記機器状態監視ボードからの出力を前記伝送ボードに出力することを特徴とする変電設備。 - 請求項６に記載の変電設備において、
前記機器状態監視ボードからのデジタル信号をシリアルデータ伝送により前記伝送ボードに出力することを特徴とする変電設備。 - 請求項６または請求項７に記載の変電設備において、
前記機器状態監視ボードと前記伝送ボードとは、同一ボード上に構成することを特徴とする変電設備。 - 請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の変電設備において、
前記機器状態監視ボードにて計測されたガス圧力、油圧に関する低下判定出力を前記高圧バス／低圧バスに出力することを特徴とする変電設備。 - 請求項１に記載の変電設備において、
前記制御システム内に、前記高圧バス／低圧バスに接続され、各ボードに電源を供給する電源ボードを独立して、複数設け、運転中においても、少なくとも１つの電源ボードは前記高圧バス／低圧バスから着脱可能であることを特徴とする変電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13458796A JP3827768B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 変電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13458796A JP3827768B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 変電設備 |
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|---|---|
| JPH09322335A JPH09322335A (ja) | 1997-12-12 |
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Family
ID=15131873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13458796A Expired - Lifetime JP3827768B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 変電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3827768B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2015050806A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社東芝 | 変電機器制御盤 |
-
1996
- 1996-05-29 JP JP13458796A patent/JP3827768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH09322335A (ja) | 1997-12-12 |
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