JP5020044B2 - ディジタル保護制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統の保護、制御のために変電所等に複数台設置され、電力系統の電気量に基づき保護演算を行うディジタル保護制御装置に関するものである。

このようなディジタル保護制御装置は、一般にその正面上部に液晶パネル表示装置を配置し、その液晶パネル表示装置の周辺に発光ダイオード製の表示灯（ＬＥＤ）や押し釦型の操作スイッチまたはインターフェースケーブルのコネクタなどを配置している。

従来のディジタル保護制御装置では、液晶パネル表示装置のバックライトの省電力及び長寿命化を考慮して、常時非表示状態でバックライトもオフの状態にしておき、常時に行う保守点検作業時に操作釦を操作して液晶パネル表示装置に必要な情報を表示させる。

また、事故を検出したとき、あるいは自動点検によって装置の異常を検出したときは該当するＬＥＤを点灯させ、常時点検保守作業者に知らせるように構成されている。この時、動作及び異常の信号状態を常時監視しておき、動作及び異常の状態が変化した際に動作及び異常の画面を呼び出すように機能しているので、状態を外部からのスイッチ操作を一切行うことなく、液晶パネル表示装置に異常または動作画面をポップアップ表示することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２６１０３７号公報

上記従来のディジタル保護制御装置によれば、電力系統の異常やトリップ等動作が発生した場合に、その画面を自動的にポップアップ表示させることで、スイッチ操作なしで画面を表示させていた。しかしながら、その画面から他の画面を表示させたい場合には、釦操作をする必要があった。

また、正常状態の場合には、表示装置には特別何も表示されないため、常時保守点検時はパネル上の釦を操作して、点検に必要な情報がある画面を表示する必要があった。

さらに、従来のディジタル保護制御装置においては、パネル上の釦操作をしている間、ＬＣＤに補助照明が点灯されるため、使用寿命に影響を与えるという課題もあった。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、電力系統の異常やトリップ動作等の保護制御装置の動作が発生した場合に、或いは正常状態であっても、各状態に適した画面を一定周期で自動的に切替えながら巡回表示することができ、さらに表示装置に付属するバックライトの長寿命化を図ることができるディジタル保護制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のディジタル保護制御装置は、電力系統の電気量を取り込み、この電気量に基づき保護演算を行い電力系統を保護、制御するディジタル保護制御装置において、電力系統の点検業務を行う複数の画面を表示する表示装置と、巡回表示させる画面を予め登録する画面登録部と、登録された画面を一定周期で順次切り替えて表示装置に巡回表示する表示部と、電力系統の状態を監視する監視部と、を備え、前記複数の画面は、電力系統の正常状態に対応するグループと電力系統の異常状態に対応するグループとに分けて登録されており、前記表示部は、前記監視部の検出した電力系統の状態に応じて、対応するグループの複数の画面を巡回表示し、前記監視部により電力系統の異常が検出されたとき、前記電力系統の異常状態に対応するグループの画面に加えて、前記電力系統の正常状態に対応するグループの画面を巡回表示することを特徴とする。

この発明のディジタル保護制御装置によれば、常時保守点検に必要な画面を常時自動切換え画面群に登録しておき、その画面を自動的に一定周期で巡回表示させることができる。これにより、常時の保守点検時には、釦操作をすることなく保守点検に必要な情報を確認できるという効果がある。又、釦操作が不要になることにより不必要な補助照明の点灯も避けることができるという効果を奏する。

この発明におけるディジタル保護制御装置は、常時点検業務を行う為に必要な複数の画面を予め選定・登録しておき、電源起動時や釦無操作時にその画面を一定時間で自動的に切り替えながら表示し続けるものである。また、保護対象が以上状態或いは保護制御装置が動作状態になった場合に、異常状態の詳細を確認することができるすべての画面を一定時間で自動的に切り替えながら表示し続けるものである。以下に、本発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１はこの発明にかかるディジタル保護制御装置の筐体前面の様子を示す概観図である。図１において、ディジタル保護制御装置１００は、筐体１の正面上部に液晶パネル表示装置（以下、ＬＣＤという）２を配置しており、ＬＣＤ２の下部には、向かって左側から、縦方向に一列に配置された発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）３と、中央部で十字に配置された画面操作釦４と、向かって右側に配置された補助照明起動釦５とを有している。また、ＬＣＤ２には、補助照明光源としてバックライト６が設けられている。

複数のＬＥＤ３は、保護制御対象である電力系統が異常状態のときに点灯するＬＥＤ３ａと、ディジタル保護制御装置１００にトリップ等の動作が発生したときに点灯するいくつかのＬＥＤ３ｂと、電力系統が正常状態のときに点灯するＬＥＤ３ｃとを含んで構成されている。画面操作釦４は、ＬＣＤ２に表示される画面を上下左右に移動させる操作釦４ａ〜４ｄを含んで構成されている。補助照明起動釦５は、ＬＣＤ２のバックライト６の点灯と消灯を操作する釦であり、補助照明起動釦５を押すことにより、バックライト６が消灯時は点灯し、点灯時は消灯する。

図２はこの発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態１の機能ブロック図である。図２において、ディジタル保護制御装置１００は、演算部（監視部）１１、アナログ入力部１２、ディジタル入力部１３、ディジタル出力部１４、及びインタフェース部１６を含んで構成されている。アナログ入力部１２は、電力系統の電圧や電流などのアナログ量を入力してディジタル量に変換し演算部１１にディジタル量を出力する。ディジタル入力部１３は、演算部１１が要求するデータに従って変電所機器などの入切状態などを入力して入力データを演算部１１に出力する。ディジタル出力部１４は、演算部１１が出力するデータにしたがって遮断機や断路器などの変電所機器や表示ランプなどを入切制御する。このようにして、演算部（監視部）１１は、保護制御対象である電力系統の状態を監視するとともに電力系統の制御をする。

インタフェース部１６は、演算部１１と情報を入出力するとともに、情報の表示と情報の設定操作と情報の生成を行う。インタフェース部１６は、記憶部１７、入出力部１８、設定部（画面登録部）１９、及び表示部２０を備えている。記憶部１７は、不揮発性メモリで構成され、インタフェース部１６が持つ情報を記憶する。表示部２０が巡回表示する画面の登録情報もこの記憶部１７に保存される。入出力部１８は、演算部１１と記憶部１７との間で情報を入出力する。設定部（画面登録部）１９は、記憶部１７の情報の設定や変更を行う。表示部２０が巡回表示する画面の登録もこの設定部（画面登録部）１９から行われる。表示部２０は、ＬＣＤ２に各種画面を表示する。本実施の形態の特徴的な構成である巡回画面もこの表示部２０によってＬＣＤ２に表示される。

図３は電力系統に異常が無いときのＬＣＤ２に表示される画面の遷移の様子を示す図である。図３においては、電源起動時からの画面の遷移の様子を示している。ディジタル保護制御装置１００が起動した後、ただちに常時表示第１画面Ｎ１が表示される。その後、一定時間経過すると常時表示第２画面Ｎ２に遷移する。そこでまた一定時間経過すると常時表示第３画面Ｎ３に遷移する。同様にして一定時間経過後順次遷移して行き、常時表示最終画面Ｎｅに至る。そして、さらに一定時間経過すれば、常時表示第１画面Ｎ１へと巡回して遷移する。このようにして巡回表示される常時自動切換え画面群Ｎ１〜Ｎｅは、画面登録部を構成する設定部１９から予め登録されている。

常時自動切換え画面群の画面を表示している時、いずれかの操作釦４が押されると、メインメニューＢ１に遷移する。このメインメニューＢ１から所定の操作釦４を操作することで、サブメニューＢ２やその他整定メニュー等に遷移することができる。また、ＬＣＤ２にメインメニューＢ１が表示されているとき、操作釦４ａを押すと、常時自動切換え画面群の常時表示第１画面Ｎ１に戻ることができる。なお、画面確認時に補助照明が必要であれば、補助照明起動釦５を押すことでバックライト６が点灯する。

このように本実施の形態のディジタル保護制御装置においては、常時保守点検に必要な画面を常時自動切換え画面群として予め登録しておき、その画面を自動的に一定周期で巡回表示させることができる。これにより、常時の保守点検時には、釦操作することなく保守点検に必要な情報を確認できるという効果がある。又、釦操作が不要になることで不必要な補助照明の点灯も避けることができる。

また、この実施の形態のディジタル保護制御装置は、予め登録した常時保守点検に必要な画面を表示画面の先頭画面に設定しておくことで、未操作時に自動的に一定周期で登録した画面が切替え表示されることにより、常時保守点検作業者がパネル上の釦を操作することなしに、常時保守点検作業を行うことができ、補助照明の点灯時間削減という効果がある。

さらにまた、異常や動作が回復しない状態でも、常時保守点検作業者がスイッチを操作することなしに、常時保守点検作業が行うことができるという効果がある。

実施の形態２．
図４はこの発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態２を示す、電力系統に異常があるときのＬＣＤ２に表示される画面の遷移の様子を示す図である。本実施の形態においては、演算部（監視部）１１が、保護制御対象である電力系統の状態を常時監視しており、表示部２０は、演算部（監視部）１１の検出した電力系統の状態等に情報に応じて、巡回表示する画面のグループを替える。

表示部２０は、ＬＥＤ３ａが点灯しているとき、すなわち、電力系統が異常状態のとき、異常時自動切替え画面群である異常時表示第１画面Ａ１から異常時表示第最終画面Ａｅを巡回表示する。つまり、異常時表示第１画面Ａ１から異常時表示第最終画面Ａｅが一定周期で順次切換わりながら巡回する。このように、異常時に巡回表示される異常時自動切換え画面群Ａ１〜Ａｅも、画面登録部を構成する設定部１９から予め登録されている。

そして、表示部２０は、ＬＥＤ３ｂが点灯しているとき、すなわち、ディジタル保護制御装置１００が例えばトリップ等の動作中であるとき、動作時自動切替え画面群である動作時表示第１画面Ｔ１から動作時表示第最終画面Ｔｅを巡回表示する。つまり、動作時表示第１画面Ｔ１から動作時表示第最終画面Ｔｅが一定周期で順次切換わりながら巡回する。このように、保護制御装置１００の動作時に巡回表示される動作時自動切換え画面群Ｔ１〜Ｔｅも、同じように画面登録部を構成する設定部１９から予め登録されている。

一方、表示部２０は、ＬＥＤ３ｃが点灯しているとき、すなわち、電力系統が異常状態ではなく、且つディジタル保護制御装置１００が動作中でないとき、実施の形態１と同様に、常時自動切換え画面群Ｎ１〜Ｎｅを巡回表示する。

本実施の形態のディジタル保護制御装置においては、異常状態時と動作状態時に、その状態の詳細を確認するために必要な画面を自動切換え可能な画面として表示できるとともに、電力系統が正常状態になった場合に、予め登録しておいた常時保守点検に必要な画面を自動的に一定周期で巡回表示させることができる。そして、保護制御装置の状態の詳細な情報を釦操作無しに画面を確認することができるという効果がある。

実施の形態３．
図５はこの発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態３を示す、電力系統に異常があるときのＬＣＤ２に表示される画面の遷移の様子を示す図である。本実施の形態においては、実施の形態２と同じように、演算部（監視部）１１が、保護制御対象である電力系統の状態を常時監視しており、表示部２０は、演算部（監視部）１１の検出した電力系統の状態に応じて、巡回表示する画面のグループを替える。しかしながら、本実施の形態によれば、表示部２０は、異常時に異常時自動切換え画面群Ａ１〜Ａｅを巡回表示するが、これに加えて常時自動切換え画面群Ｎ１〜Ｎｅも巡回表示する。つまり、一通り異常時自動切換え画面群Ａ１〜Ａｅを巡回表示したのち、常時自動切換え画面群Ｎ１〜Ｎｅを巡回表示する。また、保護制御装置１００の動作時には、動作時自動切換え画面群Ｔ１〜Ｔｅを巡回表示するが、これに加えて常時自動切換え画面群Ｎ１〜Ｎｅも巡回表示する。

すなわち、本実施の形態のディジタル保護制御装置においては、演算部（監視部）１１により電力系統の異常が検出されたとき、或いは保護制御装置がトリップ等の動作中であるとき、当該異常状態に対応するグループの画面に加えて、電力系統の正常状態に対応するグループの画面を巡回表示する。

上述の実施の形態２では、状態の詳細な情報を釦操作無しに画面を確認することができるが、動作の状態や異常の状態が回復しない限り釦操作無しに常時保守点検の情報を確認することができなかった。本実施の形態では、上記のように、実施の形態２の動作とその異常時の自動切換え表示画面に正常状態の自動切換え表示画面を追加したものである。このような構成とすることにより、常時でない自動切換え画面群の後に、常時自動切換え画面群を自動的に一定周期で巡回表示させることができる。これにより、常時保守作業時に異常や動作状態が回復しない場合でも、釦操作なしに画面を確認することができるという効果がある。

実施の形態４．
図６はこの発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態４の機能ブロック図である。図６において、外部機器とデータを入出力する目的で通信部１５が設けられている。通信部１５は、記憶部１７の設定された整定値を外部から設定変更としている。その他の構成は上記実施の形態と同様である。

図７は画面切り替え時間がオンラインで設定される動作を示すフローチャートである。図７において、整定値変更されると（Ｓ１）、画面切換え時間の取得が行われる（Ｓ２）、そして、自動切換え状態になっている場合（Ｓ３）、以下のループ工程が実行される。すなわち、まず、現在時刻に画面切換え時間を加算したものを切換え時間に入力し（Ｓ４）、次ぎに、現在時刻を経過時間に入力して（Ｓ５）、経過時間が切換え時間を上回ったかを判断する（Ｓ６）、そして、経過時間が切換え時間を上回れば、次の切換え画面を表示して（Ｓ８）、ステップＳ４に戻りつぎの経過時間の確認をする。一方、ステップＳ７にて、自動切換え状態が解除されていると（Ｓ７）、ループを抜けて自動切換え動作を終了する。

上述の実施の形態１から３では、画面表示が切り替わる時間は固定であった。本実施の形態では、電力系統の状態別に設けられた切替え時間を、不揮発性メモリで成る記憶部１７に整定値として持ち、通信部１５を介してオンラインにて変更可能とするとともに、上記フローチャートの動作により、この切替え時間を使って画面表示の自動切換えを行う。

このような構成とすることで、画面表示切替え時間をオンラインにて変更することができる。画面表示切替え時間を電力系統の状態別に異なるものとすることができる。これにより、異常状態、動作中、及び正常状態の表示時間を最適化できるようになる。

以上のように、本発明にかかるディジタル保護制御装置は、電力系統の電気量を取り込み電気量に基づき保護演算を行い電力系統を保護、制御するディジタル保護制御装置に適用されて有用なものであり、特に、表示装置が電力系統の点検業務を行う複数の画面を表示するものに適用されて最適なものである。

この発明にかかるディジタル保護制御装置の筐体前面の様子を示す概観図である。 この発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態１の機能ブロック図である。 実施の形態１の電力系統に異常が無いときの液晶パネル表示装置に表示される画面の遷移の様子を示す図である。 この発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態２を示す、電力系統に異常があるときの液晶パネル表示装置に表示される画面の遷移の様子を示す図である。 この発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態３を示す、電力系統に異常があるときの液晶パネル表示装置に表示される画面の遷移の様子を示す図である。 この発明にかかるディジタル保護制御装置の実施の形態４の機能ブロック図である。 実施の形態４の画面切り替え時間がオンラインで設定される動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 筐体
２ 液晶パネル表示装置（ＬＣＤ）
３ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
４ 操作釦
５ 補助照明起動釦
６ バックライト（補助照明光源）
１１ 演算部（監視部）
１２ アナログ入力部
１３ ディジタル入力部
１４ ディジタル出力部
１５ 通信部
１６ インタフェース部
１７ 記憶部
１８ 入出力部
１９ 設定部（画面登録部）
２０ 表示部
Ｎ１〜Ｎｅ 常時自動切換え画面
Ｂ１〜Ｂ４ 操作メニュー
Ａ１〜Ａｅ 異常時自動切換え画面
Ｔ１〜Ｔｅ 動作時自動切換え画面
１００ ディジタル保護制御装置

Claims (2)

1. 電力系統の電気量を取り込み該電気量に基づき保護演算を行い電力系統を保護、制御するディジタル保護制御装置において、
   電力系統の点検業務を行う複数の画面を表示する表示装置と、
   巡回表示させる画面を予め登録する画面登録部と、
   前記登録された画面を一定周期で順次切り替えて前記表示装置に巡回表示する表示部と、
   電力系統の状態を監視する監視部と、
   を備え、
   前記複数の画面は、電力系統の正常状態に対応するグループと電力系統の異常状態に対応するグループとに分けて登録されており、
   前記表示部は、前記監視部の検出した電力系統の状態に応じて、対応するグループの複数の画面を巡回表示し、前記監視部により電力系統の異常が検出されたとき、前記電力系統の異常状態に対応するグループの画面に加えて、前記電力系統の正常状態に対応するグループの画面を巡回表示することを特徴とするディジタル保護制御装置。
2. 前記巡回表示の画面切り替え時間を外部よりオンラインで入力する通信部を
   更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のディジタル保護制御装置。

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