JP4045250B2 - 電源切換時間測定方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電源を有する電力系統に用いられ、その電源切換時間を測定する電源切換時間測定方法及びその装置に関する。

電力系統の一つとして、複数（例えば、２つ）の電源系統から受電し、いずれか一つの電源系統を負荷に接続し、この接続された電源系統から負荷に電源を供給するものがある。このような電力系統では、この電源系統の故障時や点検時には、他の電源系統側に切換え、切換えられた他の電源系統から電源を供給することが行われており、この電源切換えに関する提案もなされている（例えば、特許文献１参照）。

上記提案は、電源切換を半導体開閉器によって行うものであるが、通常の高圧或いは特別高圧の電力系統では、各電源側に設けた受電しゃ断器などの電極開閉式の開閉器により電源切換を行っている。

図３は、このような電力系統を示している。この電力系統は、２つの電源１，２と、それぞれの電源毎に設けられた電極開閉式の開閉器３，４、及び共通負荷１０で構成されている。この電力系統では、一方の電源１は対応する開閉器３が投入されることにより負荷１０に接続され、他方の電源２は対応する開閉器４が投入されることにより負荷１０に接続され、電力を供給する。開閉器３および開閉器４は、制御装置５により開閉制御され、両電源１，２が同時に投入されないように、管理された停電時間（切換時間）で電源を切換えている。

このような電力系統では、電力設備の機器や回路の特性変化や経年劣化により切換時間が変化するので、制御装置５で定期的に補正する必要がある。このため、切換時間の計測装置８を設け、開閉器３，４の電極（以下、主接点と呼ぶ）の開閉動作に連動する補助接点６，７の出力信号を入力し、電源切換時間を計測している。

ここで、制御装置５による切換実行指令が生じると、開閉器３が開放し、開閉器４が閉合する切換動作か実行される。この切換実行中の一方の開閉器３の開放から他方の開閉器４の閉合までの時間、或いは、開閉器４の開放から開閉器３の閉合までの時間を、これら開閉器３，４の主接点に連動する補助接点６，７の開閉動作により検出し、電源の切換時間として測定している。

上述した従来の電源切換時間の測定方式には、次の問題がある。

（１）開閉器３，４の補助接点６，７の動作時間と、図示しない主接点の動作時間とに誤差があるため、実系統の電源切換時間との計測誤差が生じる。

（２）開閉器３，４本体や補助接点６，７の経年劣化などによる動作時間特性変化で、実回路上の切換時間に対する精度管理が困難である。
特開２０００−１４００８号公報

このように電源切換時間を測定するに当り、従来の開閉器補助接点の出力信号により測定すると、実系統の切換え時間を正確に測定することが難しく、また、測定回路上の精度管理が困難などの問題があった。

本発明の目的は、開閉器特性や装置間信号の伝搬遅れなどに左右されることなく、実系統の電源切換時間を正確に測定できる電源切換時間測定方法及びその装置を提供することにある。

本発明の電源切換時間測定方法は、複数の電源からそれぞれ開閉器を介して共通の負荷に接続し、一つの電源から前記負荷に電力供給する電力系統に用いられ、所定の停電時間で他の電源に切換える場合、この停電時間を測定する電源切換時間の測定方法であって、前記各開閉器の電源側電圧値と前記負荷側の電圧値を用い、各電源側電圧値と負荷側電圧値との差電圧値をそれぞれ求めると共に、これら各差電圧値の積電圧を求め、この積電圧値が設定値以上となる時間を電源切換時間としてカウントすることを特徴とする。

本発明の電源切換時間測定装置は、各開閉器の電源側電圧値と前記負荷側の電圧値をそれぞれ入力する電圧入力手段と、各電源側電圧値と負荷側電圧値との差電圧値をそれぞれ求めると共に、これら各差電圧値の積電圧を求める積電圧演算手段と、この積電圧演算手段により求められた積電圧値を設定値と比較する比較判定手段と、この比較判定手段により求められた設定値以上となる時間を電源切換時間としてカウントする電源切換時間演算手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、２つ以上の電源を管理された時間内で切換え、負荷に供給する電力系統において、電源側電圧と負荷側電圧の積電圧を求め、この積電圧が定められた値を超過している時間を測定するので、実系統の切換えに限りなく近い時間を測定でき、正確な電源切換時間を測定することができ、管理された時間内での電源切換えが実現できる。

以下、本発明による電源切換時間測定方法及びその装置の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、図３で示した電力系統と同様に、２つの電源１，２と、それぞれの電源毎に設けられた開閉器３，４、及び共通負荷１０で構成され、一方の電源１は対応する開閉器３が投入されることにより負荷１０に接続され、他方の電源２は対応する開閉器４が投入されることにより負荷１０に接続され、この負荷１０に電力を供給する。開閉器３および開閉器４は、制御装置５により開閉制御され、両電源１，２が同時に投入されないように、管理された停電時間（切換時間）で電源を切換えている。また、電力設備の機器や回路の特性変化や経年劣化による切換時間の変化は、制御装置５で定期的に補正する。

このような電力系統において、電源切換時間を測定するため、一方の電源１側に補助変圧器６を設けると共に、他方の電源２側にも補助変圧器７を設け、さらに、負荷側にも補助変圧器８を設けている。これら各補助変圧器６，７，８の二次側電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｎは計測装置９に取り込まれる。

図２は、計測装置９の処理機能を示すブロック図である。図２において、１１は入力手段で、各補助変圧器の二次側電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｎを入力し、任意のアナログ値に変換する。このアナログ値は、次段に接続されたサンプリングホールド手段１２で、一定周期のサンプリングにより記憶される。このサンプリングホールド手段１２で記憶したアナログ値は、次段のＡ／Ｄ変換手段１３でデジタル値に変換され、さらに次段のデータ格納手段１４に記憶される。

１５は積電圧演算手段で、データ格納手段１４に記憶された複数の入力電圧の各サンプリング値から次のような数式で積電圧Δｖの振幅値を求める。

Δｖ＝（Ｖａ−Ｖｎ）×（Ｖｂ−Ｖｎ） ・・・・・・ （１）式
１６は比較判定手段で、積電圧演算手段１５で検出された積電圧Δvを任意に定められた設定値kVと比較し、その比較判定結果を電源切換時間演算手段１７に渡す。電源切換時間演算手段１７は、比較判定手段１６で検出した積電圧Δvが任意に定められた値kVを超過すると判定された場合に、その超過継続時間を電源切換時間として測定する。

上記構成において、今、開閉器３が閉状態、開閉器４が開状態で、負荷１０に対し電源１が接続されており、この状態から、開閉器３を開放し、開閉器４を閉合して電源を１から２に切換えるものとする。

開閉器３が閉状態、開閉器４が開状態では、（１）式における（Ｖａ−Ｖｎ）は略ゼロであり、積電圧Δｖも略ゼロである。この状態から、開閉器３が開放し、開閉器４が閉合するまでの間、負荷側の電圧Ｖｎはゼロ近くに低下し、（１）式の積電圧Δｖは、Ｖａ×Ｖｂに近い値として得られる。この値Δｖは、比較判定手段１６で設定値kVと比較され、設定値kV以上となることから、電源切換時間演算手段１７によりカウントされる。

開閉器４が閉合し、電源切換が完了すると、（１）式における（Ｖｂ−Ｖｎ）は略ゼロとなり、積電圧Δｖも略ゼロとなるので、電源切換時間演算手段１７によるカウントは終了する。そして、この電源切換時間演算手段１７によるカウント値が電源切換時間となる。

このように、各電源側電圧と負荷側電圧の積電圧を求め、この積電圧が定められた値を超過している時間を測定するので、実系統の切換時間に限りなく近い時間を測定できる。したがって、従来の開閉器補助接点の出力信号により電源切換時間を測定する場合に比べ、正確な電源切換時間を測定することができ、管理された時間内での電源切換えが実現できる。

本発明による電源切換時間計測方法及びその装置の一実施の形態を示す電力系統図である。 同上一実施の形態における電源切換時間測定機能を説明するブロック図である。 従来技術を説明する電力系統図である。

符号の説明

１，２ 電源
３，４ 開閉器
１０ 負荷
１１ 入力手段
１５ 積電圧演算手段
１６ 比較判定手段
１７ 電源切換時間演算手段

Claims (2)

1. 複数の電源からそれぞれ開閉器を介して共通の負荷に接続し、一つの電源から前記負荷に電力供給する電力系統に用いられ、所定の停電時間で他の電源に切換える場合、この停電時間を測定する電源切換時間の測定方法であって、
   前記各開閉器の電源側電圧値と前記負荷側の電圧値を用い、各電源側電圧値と負荷側電圧値との差電圧値をそれぞれ求めると共に、これら各差電圧値の積電圧を求め、この積電圧値が設定値以上となる時間を電源切換時間としてカウントすることを特徴とする電源切換時間測定方法。
2. 複数の電源からそれぞれ開閉器を介して共通の負荷に接続し、一つの電源から前記負荷に電力供給する電力系統に用いられ、所定の停電時間で他の電源に切換える場合、この停電時間を測定する電源切換時間の測定装置であって、
   前記各開閉器の電源側電圧値と前記負荷側の電圧値をそれぞれ入力する電圧入力手段と、
   前記各電源側電圧値と負荷側電圧値との差電圧値をそれぞれ求めると共に、これら各差電圧値の積電圧を求める積電圧演算手段と、
   この積電圧演算手段により求められた積電圧値を設定値と比較する比較判定手段と、
   この比較判定手段により求められた設定値以上となる時間を電源切換時間としてカウントする電源切換時間演算手段と、
   を備えたことを特徴とする電源切換時間測定装置。

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