JP5224883B2 - 位相制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、遮断器の開閉タイミングを制御して、系統や機器にとって有害な現象の発生を防止する電力開閉に関するものであり、さらに詳しくは位相制御装置に関するものである。

特許文献１には、遮断器の開極指令または閉極指令に対して、所望の位相で開極または閉極を行うように遅延時間経過後に開極制御信号または閉極制御信号を出力する位相制御装置が記載されている。

特開２００１−１３５２０５号公報

上述の位相制御装置は開閉タイミングを制御するものであるが、複雑な電力系統に組み込まれることがあり、周辺機器の状態によっては開閉タイミングを制御しない場合がある。その場合、位相制御装置を経由せずに遮断器を開閉するよう、位相制御装置を系統から除外するための大掛かりな回路を装置外部に構成しなければならないという問題点があった。

また、位相制御装置を系統から除外する上記外部回路を組み替える場合、人が高電圧の装置近傍にて作業する必要があるという問題点があった。

また、位相制御装置を系統から除外する場合、周辺機器や位相制御装置の停電をとる必要があり、電力系統に影響を与える可能性があるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、周辺機器の状態等に応じて、最適な系統システムの構成を容易に選択することが可能な位相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、本発明に係る位相開閉装置は、予め設定した遮断器の主回路電流または極間電圧の目標位相で、前記遮断器を開極または閉極し、前記遮断器の開閉タイミングの制御を行うことが可能な位相制御装置において、開極指令信号を遅延時間経過後に開極制御信号とし、または閉極指令信号を遅延時間経過後に閉極制御信号として前記遮断器へ出力することで、開閉タイミングの制御を行うタイミング制御部と、前記開極指令信号をそのまま開極制御信号とし、または前記閉極指令信号をそのまま閉極制御信号として前記遮断器へ出力することで、開閉タイミングの制御を行わないタイミング非制御部と、前記タイミング制御部による開閉タイミングを制御する処理と、前記タイミング非制御部による開閉タイミングを制御しない処理との切り替えが可能な切替部と、周辺機器の状態情報を読み込む状態情報読み込み部と、タイミング制御機能を除外する場合の前記周辺機器の状態についての条件を記憶した除外条件記憶部と、読み込んだ前記状態情報と前記除外条件記憶部に記憶された条件とを比較照合し、この比較結果が一致した場合には、前記切替部に対して前記タイミング非制御部による開閉タイミングを制御しない処理への切り替えを指示し、前記比較結果が一致しない場合には、前記切替部に対して前記タイミング制御部による開閉タイミングを制御する処理への切り替えを指示する照合部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、タイミング制御機能を除外する場合の周辺機器の状態についての条件を除外条件記憶部に記憶しておき、周辺機器の状態情報を位相制御装置内部に読み込み、周辺機器の状態情報と除外条件記憶部に記憶された条件とが一致した場合には、タイミング制御機能を除外するようにしたので、周辺機器の状態情報等に応じて、タイミング制御機能を容易に除外することが可能となり、最適な系統システムの構成を容易に選択することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係る位相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。まず、従来の位相制御装置の一例について説明した後に、本発明の実施の形態について説明する。

図２は、従来の位相制御装置１５０の構成の一例を示すブロック図である。図２では、上位装置（図示せず）からの指令信号である開極指令信号または閉極指令信号を入力とし開極制御信号または閉極制御信号を出力する位相制御装置１５０と、この位相制御装置１５０から出力された開極制御信号または閉極制御信号によって開極または閉極制御される遮断器６０と、が示されている。

次に、位相制御装置１５０の構成について説明する。位相制御装置１５０は、開極指令信号用コネクタ１４、開極指令バイパス用コネクタ１５、開極用の外部ジャンパ線５０、開極用切替リレー１０、開極用高速半導体リレー１１、開極制御信号用コネクタ１６、閉極指令信号用コネクタ１７、閉極指令バイパス用コネクタ１８、閉極用の外部ジャンパ線５１、閉極用切替リレー１２、閉極用高速半導体リレー１３、閉極制御信号用コネクタ１９、遅延回路６、および異常検出器７、を備えている。上位装置からの指令信号のうち開極指令信号は、開極指令信号用コネクタ１４に入力され、閉極指令信号は、閉極指令信号用コネクタ１７に入力される。

開極指令信号用コネクタ１４には外部ジャンパ線５０の一端が接続され、この外部ジャンパ線５０の他端は開極指令バイパス用コネクタ１５に接続されている。外部ジャンパ線５０は、位相制御装置１５０に装着された着脱可能な外部結線であり、位相制御装置１５０を系統から除外するための回路として機能するものである。

開極用切替リレー１０は接点１０ａと接点１０ｂとを有し、これらの接点１０ａ、１０ｂのいずれか一方の接点が接しているときは他方の接点は離れる構造である。具体的には、開極用切替リレー１０が励磁されると、接点１０ａは接するとともに接点１０ｂは離れ、開極用切替リレー１０が励磁されない状態では、接点１０ａは離れるとともに接点１０ｂは接する。同図に示すように、開極指令信号用コネクタ１４と開極用切替リレー１０とが接点１０ａ側において接続されている。また、開極指令バイパス用コネクタ１５と開極用切替リレー１０とが接点１０ｂ側において接続されている。

開極用高速半導体リレー１１の一端は開極用切替リレー１０の接点１０ａ側に接続され、開極用切替リレー１０が励磁された状態では、開極指令信号用コネクタ１４は開極用切替リレー１０の接点１０ａを経由して開極用高速半導体リレー１１と接続される。また、開極用高速半導体リレー１１の他端は開極制御信号用コネクタ１６に接続されている。さらにまた、開極用高速半導体リレー１１の他端と開極制御信号用コネクタ１６との間から分岐した接続線は、開極用切替リレー１０の接点１０ｂ側に接続されている。開極用切替リレー１０が励磁されない状態では、開極指令バイパス用コネクタ１５は開極用切替リレー１０の接点１０ｂとこの接続線とを経由して開極制御信号用コネクタ１６に接続される。開極用高速半導体リレー１１は、以下に述べるように、遅延回路６によりオン／オフ制御される。

以上は、開極制御に関連する構成要素である開極指令信号用コネクタ１４、開極指令バイパス用コネクタ１５、開極用の外部ジャンパ線５０、開極用切替リレー１０、開極用高速半導体リレー１１、開極制御信号用コネクタ１６の構成について説明したが、同図から明らかなように、閉極制御に関連する構成要素である閉極指令信号用コネクタ１７、閉極指令バイパス用コネクタ１８、閉極用の外部ジャンパ線５１、閉極用切替リレー１２、閉極用高速半導体リレー１３、閉極制御信号用コネクタ１９についても開極制御に関連する構成要素の場合と同様の構成であるため、その説明を省略する。

遅延回路６は、開極指令信号または閉極指令信号が入力されると、遮断器６０の主回路電流または極間電圧の所望の位相で開極または閉極を行うよう遅延時間経過後、開極用高速半導体リレー１１または閉極用高速半導体リレー１３をオンする。例えば、開極用切替リレー１０が励磁された状態（すなわち、接点１０ａが接した状態）において開極指令信号が開極指令信号用コネクタ１４に入力されると、この開極指令信号は、開極指令信号用コネクタ１４と開極用切替リレー１０の接点１０ａとの間から分岐した接続線を介して遅延回路６に入力される。そして、遅延回路６はこの開極指令信号を検出すると、上記遅延時間経過後に、開極用高速半導体リレー１１をオフからオンへ切り替える。これにより、開極指令信号用コネクタ１４から入力された開極指令信号は、開極用切替リレー１０の接点１０ａ、開極用高速半導体リレー１１を経由した後、開極制御信号用コネクタ１６から開極制御信号として出力される。閉極指令信号についても同様に説明することができる。

異常検出回路７は、位相制御装置１５０内部で異常が発生した場合にこれを検出する回路であり、開極用切替リレー１０に開極用切替リレー制御信号を出力し、閉極用切替リレー１２に閉極用切替リレー制御信号を出力している。一般には、開極用切替リレー１０を励磁した状態、すなわち、タイミング（または位相）を制御する状態で使用する。しかし、装置内部の異常を検出するための異常検出回路７が何らかの異常を検出した場合、正しい制御ができない可能性があるので、開極用切替リレー１０を励磁せず、入力された開極指令信号をそのまま開極制御信号として出力する。

具体的には、例えば開極用切替リレー制御信号は信号‘１’（除外）または信号‘０’（接続）からなり、異常検出回路７が異常を検出した場合には‘１’が出力され、それ以外は‘０’が出力される。開極用切替リレー制御信号が‘１’の場合には、これを受けた開極用切替リレー１０は励磁されない状態となり、開極用切替リレー１０の接点１０ａは離れた状態となる。後述するように、この場合は、開極指令信号は外部ジャンパ線５０を経由しタイミングを制御されずに開極制御信号用コネクタ１６から出力されるので、位相制御装置１５０は系統から除外されることとなる。一方、開極用切替リレー制御信号が‘０’の場合には、これを受けた開極用切替リレー１０は励磁された状態となり、開極用切替リレー１０の接点１０ａは接した状態となる。この場合は、開極指令信号は開極用高速半導体リレー１１を経由しタイミングを制御されて開極制御信号用コネクタ１６から出力されるので、位相制御装置１５０は系統に接続されることとなる。閉極用切替リレー制御信号についても同様である。

次に、遮断器６０の構成について説明する。遮断器６０は、開極コイル６１、開極用のインターロック回路６２、閉極コイル６３、および閉極用のインターロック回路６４を備えている。開極コイル６１は通流する電流により開極動作を発生させるものであり、インターロック回路６２はその保護回路である。閉極コイル６３、閉極用のインターロック回路６４についても同様である。開極制御信号用コネクタ１６は開極コイル６１と接続され、位相制御装置１５０から出力された開極制御信号は遮断器６０に入力される。同様に、閉極制御信号用コネクタ１９は閉極コイル６３と接続され、位相制御装置１５０から出力された閉極極制御信号は遮断器６０に入力される。また、インターロック回路６２，６４はそれぞれ制御電源のマイナス側（Ｎ側）に接続されている。

次に、位相制御装置１５０の動作について説明する。以下では、開極動作について説明するが、閉極動作についても同様である。まず、開極指令信号が位相制御装置１５０の内部を経由し、開極タイミングを制御して開極する場合について述べる。この場合、異常検出装置７は異常を検出していない状態であり、異常検出回路７から開極用切替リレー１０へ出力される開極用切替リレー制御信号は‘０’（接続）の状態である。したがって、開極用切替リレー１０は励磁された状態であり、開極用切替リレー１０の接点１０ａは接し且つ接点１０ｂは離れている。この状態で、開極指令信号が開極指令信号用コネクタ１４から入力されると、開極指令信号は開極用切替リレー１０の接点１０ａ、開極用高速半導体リレー１１を経由して開極制御信号用コネクタ１６から開極制御信号として出力される。詳細には、開極指令信号用コネクタ１４から入力された開極指令信号は遅延回路６により検出され、遅延回路６は主回路電流または極間電圧の所望の位相で開極するよう遅延時間経過後、開極用高速半導体リレー１１をオンする。これにより、開極指令信号は、遅延時間経過後に（すなわち、タイミング制御して）、開極制御信号として開極制御信号用コネクタ１６から出力される。開極制御信号用コネクタ１６から出力された開極制御信号は、遮断器６０へ入力された後に開極コイル６１を通流し、開極コイル６１により遮断器６０の開極がなされる。

次に、タイミングを制御せずに開極する場合について述べる。この場合、異常検出装置７は異常を検出している状態であり、異常検出回路７から開極用切替リレー１０へ出力される開極用切替リレー制御信号は‘１’（除外）の状態である。したがって、開極用切替リレー１０は励磁されない状態であり、開極用切替リレー１０の接点１０ａは離れ且つ接点１０ｂは接している。この状態で、開極指令信号が開極指令信号用コネクタ１４から入力されると、開極指令信号は開極指令信号用コネクタ１４と開極指令バイパス用コネクタ１５とを接続する外部ジャンパ線５０、開極用切替リレー１０の接点１０ｂを順次経由して開極制御信号用コネクタ１６から開極制御信号として出力される。この場合、開極指令信号はタイミング制御されずに、そのまま開極制御信号として出力される。開極制御信号用コネクタ１６から出力された開極制御信号は、遮断器６０へ入力された後に開極コイル６１を通流し、開極コイル６１により遮断器６０の開極がなされる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る位相制御装置の概略構成を示すブロック図、図３は、本実施の形態に係る位相制御装置の構成の一例を示すブロック図である。

図１では、本実施の形態に係る位相制御装置１と、例えば断路器などの周辺機器７０と、遮断器６０と、が示されている。

図１では、位相制御装置１の構成要素のうち、特に、複数のコネクタ、および位相制御装置１の外部に設けられ位相制御装置１を系統から除外するための回路として利用される外部ジャンパ線５０，５１、について示したものであり、その他の構成要素については図示を省略している。以下では、図１に明示した構成要素とともに位相制御装置１の有する機能について説明する。

位相制御装置１は、開極指令信号用コネクタ１４、開極指令バイパス用コネクタ１５、開極用の外部ジャンパ線５０、開極制御信号用コネクタ１６、閉極指令信号用コネクタ１７、閉極指令バイパス用コネクタ１８、閉極用の外部ジャンパ線５１、閉極制御信号用コネクタ１９を備えており、これらについては図２と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付している。

位相制御装置１には、上位装置（図示せず）からの指令信号として開極指令信号または閉極指令信号が入力される。具体的には、開極指令信号は開極指令信号用コネクタ１４から入力され、閉極指令信号は閉極指令信号用コネクタ１７から入力される。また、位相制御装置１の出力である開極制御信号は開極制御信号用コネクタ１６から出力され、閉極制御信号は閉極制御信号用コネクタ１９から出力され、これらの制御信号は遮断器６０に入力される。遮断器６０は、開極制御信号によって開極され、または閉極制御信号によって閉極される。

位相制御装置１は、予め設定した遮断器６０の主回路電流または極間電圧の目標位相で遮断器６０を開極または閉極するよう、上位装置からの指令信号を遅延時間経過後、開極制御信号または閉極制御信号として遮断器６０へ出力するタイミング制御部（図示せず）を有する。

また、位相制御装置１は、上位装置からの指令信号をそのまま開極制御信号または閉極制御信号として遮断器６０へ出力することで開閉タイミングの制御を行わないタイミング非制御部（図示せず）を有する。すなわち、位相制御装置１には、開極指令信号用コネクタ１４と開極指令バイパス用コネクタ１５とを接続する外部ジャンパ線５０が設けられているが、この外部ジャンパ線５０が開極用のタイミング非制御部を実現しており、外部ジャンパ線５０は、図２の場合と同様に、開極指令信号の信号経路をタイミング制御部に対してバイパスさせ、遅延制御を行わずにそのまま開極制御信号として出力させることを可能にする回路である。閉極指令信号用コネクタ１７と閉極指令バイパス用コネクタ１８とを接続する外部ジャンパ線５１についても同様であり、図２の場合と同様の機能を有し、閉極用のタイミング非制御部を実現している。このような外部ジャンパ線５０，５１を利用することで、装置外部に大掛かりな外部回路を構成して組み替える必要がなく、簡素な構成で位相制御装置１の系統からの除外（タイミング制御機能の除外）を実現できる。

位相制御装置１は、さらに、周辺機器７０の状態等に応じて、開閉タイミングを制御して遮断器６０の開閉を行う場合と、開閉タイミングを制御せずに遮断器６０の開閉を行う場合との切り替えを行う切替部（図示せず）を有する。すなわち、この切替部は、後述の周辺機器の７０からの状態情報９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに応じて、タイミング制御部により開閉タイミングを制御する処理と、タイミング非制御部により開閉タイミングを制御しない処理との切り替えを行う。

位相制御装置１は、さらに、周辺機器７０の状態情報（図示例では、例えば４つの状態情報９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ）を読み込む状態情報読み込み部（図示せず）と、予めタイミング制御機能を除外する場合の周辺機器の状態についての条件（除外条件）を記憶した除外条件記憶部（図示せず）と、読み出した状態情報と除外条件とを比較照合し、比較結果が一致した場合には、前記切替部に対して前記タイミング非制御部による開閉タイミングを制御しない処理への切り替えを指示し、比較結果が一致しない場合には、前記切替部に対して前記タイミング制御部による開閉タイミングを制御する処理への切り替えを指示する照合部（図示せず）と、を備える。

なお、図１では、タイミング制御部、切替部、状態情報読み込み部、除外条件記憶部、および照合部について図示はしていないが、後述するように、図３ではそれらについて具体的に示す。

このように、位相制御装置１は、周辺機器７の状態を検出し、読み出した状態情報と、除外条件とを比較し、その比較結果に応じて、タイミング制御部を用いて開閉タイミングを制御して開閉する場合と、外部ジャンパ線５０または５１を用いて開閉タイミングを制御せずに開閉する場合との、切り替えを可能とする。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る位相制御装置１の構成の一例について詳述する。図３は、図１の概略構成を有する位相制御装置の具体的な態様の一例を示すものである。図３では、本実施の形態に係る位相制御装置１と、周辺機器７０と、遮断器６０と、が示されている。

まず、位相制御装置１の構成について説明する。位相制御装置１は、開極指令信号用コネクタ１４、開極指令バイパス用コネクタ１５、開極用の外部ジャンパ線５０、開極用切替リレー１０、開極用高速半導体リレー１１、開極制御信号用コネクタ１６、閉極指令信号用コネクタ１７、閉極指令バイパス用コネクタ１８、閉極用の外部ジャンパ線５１、閉極用切替リレー１２、閉極用高速半導体リレー１３、閉極制御信号用コネクタ１９、および遅延回路６、を備えている。これらについては、図１、図２に示す場合と同様であり、そのため図２と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。また、位相制御装置１には、上位装置（図示せず）からの指令信号として開極指令信号または閉極指令信号が入力され、これらはそれぞれ開極指令信号用コネクタ１４または閉極指令信号用コネクタ１７から入力されること、位相制御装置１の出力である開極制御信号または閉極制御信号は、それぞれ開極制御信号用コネクタ１６または閉極制御信号用コネクタ１９から出力され、これらの信号は遮断器６０に入力されることも同様である。遮断器６０は、開極制御信号または閉極制御信号によってそれぞれ開極または閉極される。

ここで、図１を参照して行った上記説明との対応では、遅延回路６、開極用高速半導体リレー１１、および閉極用高速半導体リレー１３が、タイミング制御部８０を構成している。特に、遅延回路６と開極用高速半導体リレー１１とが、開極のタイミング制御を行う機能を担い、遅延回路６と閉極用高速半導体リレー１３とが、閉極のタイミング制御を行う機能を担っている。また、前述のように、外部ジャンパ線５０、５１がタイミング非制御部を構成する。さらに、開極用切替リレー１０および閉極用切替リレー１２は、切替部を構成する。すなわち、開極用切替リレー１０が開極指令に対して上記の切り替えを行い、開極用切替リレー１０が閉極指令に対して上記の切り替えを行う。なお、図３では、タイミング制御部８０の中に切替部である開極用切替リレー１０および閉極用切替リレー１２が含まれる構成としているが、これらがタイミング制御部８０の外に設けられた構成としてもよい。

位相制御装置１は、上記の構成に加えて、異常検出回路７、信号状態読み込み回路２７、開極時除外判定部２９ａ、閉極時除外判定部２９ｂ、開極用の論理和回路３０ａ、および閉極用の論理和回路３０ｂを備えている。

異常検出回路７は、図２の場合と同様に、位相制御装置１内部で異常が発生した場合にこれを検出する異常検出部である。異常検出回路７が何らかの異常を検出した場合、タイミング制御機能を除外するための制御信号として信号‘１’（除外）を論理和回路３０ａおよび論理和回路３０ｂのそれぞれに出力する。また、異常検出回路７が異常を検出していない場合、位相制御装置１を系統に接続しタイミング制御機能を利用するための制御信号として信号‘０’（接続）を、論理和回路３０ａおよび論理和回路３０ｂのそれぞれに出力する。

信号状態読み込み回路２７は、周辺機器７０の状態情報を読み込む状態情報読み込み部として機能する。信号状態読み込み回路２７は、例えば４つの状態情報９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄを読み込み、読み込んだ各状態情報をそれぞれ例えば‘１’または‘０’信号として開極時除外判定部２９ａおよび閉極時除外判定部２９ｂへ出力する。

開極時除外判定部２９ａは、周辺機器７０の状態に応じて、開極時にタイミングを制御して開極を行うか、またはタイミングを制御せずに開極を行うかを判定し、換言すればタイミング制御機能を除外するか否かの判定を行うものである。開極時除外判定部２９ａは、照合回路７０ａと、除外条件記憶回路２８ａと、を備えている。

除外条件記憶回路２８ａには、位相制御装置１を除外する（すなわち、タイミング制御機能を除外する）場合の周辺装置７０の状態についての条件（除外条件）が予め記憶されており、この除外条件を信号として照合回路７０ａへ出力する。また、照合回路７０ａには、除外条件記憶回路２８ａからの除外条件に関する信号に加えて、信号状態読み込み回路２７からの周辺機器７０の状態情報に関する信号が入力される。

照合回路７０ａでは、信号状態読み込み回路２７からの信号と、除外条件記憶回路２８ａからの信号とを比較照合し、比較結果が一致する場合には、位相制御装置１を除外する（すなわち、タイミング制御機能を除外する）回路構成とするため信号‘１’（除外）を論理和回路３０ａへ出力し、比較結果が一致しない場合には、位相制御装置１を接続する（すなわち、タイミング制御機能を利用する）回路構成とするため信号‘０’（接続）を論理和回路３０ａへ出力する。なお、図１を参照して行った説明との対応では、除外条件記憶回路２８ａは除外条件記憶部に、照合回路７０ａは照合部に相当する。

ここで、表１は、除外条件記憶回路２８ａに記憶された除外条件の一例を示すものであり、周辺機器７０の状態情報として、例えば、断線監視情報、母線電圧低下情報、周辺機器故障情報、メンテナンス情報を選択した場合の「除外条件パターン」を示したものである。表１では、除外条件パターンとして、例えば、パターン（１）〜（４）の４つのパターンを示している。

断線監視情報は、指令信号を出力している上位装置内部の断線を監視しており、断線が発生した場合は‘１’となる。その場合は、断線監視情報以外の他の情報がどのような値であっても（すなわち、‘１’であるか、または‘０’であるかにかかわらず）タイミング制御機能を除外する。パターン（１）は、このような条件を表したものであり、断線監視情報以外の他の情報は‘＊’としてこれらの値にかかわらず、断線監視情報が‘１’であれば、タイミング制御機能を除外することを示している。

母線電圧低下情報は、母線電圧が低下した場合は‘１’となる。その場合は、母線電圧低下情報以外の他の情報がどのような値であっても（すなわち、‘１’であるか、または‘０’であるかにかかわらず）タイミング制御機能を除外する。パターン（２）は、このような条件を表したものであり、母線電圧低下情報以外の他の情報は‘＊’としてこれらの値にかかわらず、母線電圧低下情報が‘１’であれば、タイミング制御機能を除外することを示している。

周辺機器故障情報は、断路器、遮断器などの故障を監視しており、故障が発生した場合は‘１’となる。その場合は、周辺機器故障情報以外の他の情報がどのような値であっても（すなわち、‘１’であるか、または‘０’であるかにかかわらず）タイミング制御機能を除外する。パターン（３）は、このような条件を表したものであり、周辺機器故障情報以外の他の情報は‘＊’としてこれらの値にかかわらず、周辺機器故障情報が‘１’であれば、タイミング制御機能を除外することを示している。

メンテナンス情報は点検作業中に‘１’となる情報であり、断線しておらず、母線電圧も低下もしておらず、周囲機器７０で故障も発生していない場合で、且つ点検作業中の場合に限って、タイミング制御機能を除外する。パターン（４）は、このような条件を表したものであり、周辺機器故障情報以外の他の情報はすべて‘０’であり、メンテナンス情報が‘１’であれば、タイミング制御機能を除外することを示している。

このように、除外条件パターンは、周辺機器７０からの入力信号に応じて、予め決めておくことができる。

除外条件記憶回路２８ａに記憶されている除外条件が、表１に示す条件である場合に、照合回路７０ａは次のようにして比較照合を行う。信号状態読み込み回路２７により読み込まれた周辺機器７０の状態情報が、例えば、断線監視情報‘０’、母線電圧低下情報‘０’、周辺機器故障情報‘１’、メンテナンス情報‘０’であった場合、照合回路７０ａは、周辺機器の状態情報と、除外条件記憶回路２８ａから得たパターン（１）〜（４）とを順次比較照合する。この場合、周辺機器の状態情報は、パターン（３）と一致するので、照合回路７０ａは、タイミング制御機能を除外するための信号‘１’（除外）を論理和回路３０ａへ出力する。また、信号状態読み込み回路２７により読み込まれた周辺機器７０の状態情報が、例えば、断線監視情報‘０’、母線電圧低下情報‘０’、周辺機器故障情報‘０’、メンテナンス情報‘０’であった場合、照合回路７０ａは、周辺機器７０の状態情報と、除外条件記憶回路２８ａから得たパターン（１）〜（４）とを順次比較照合し、この場合、周辺機器７０の状態情報は、すべてのパターンと一致しないので、照合回路７０ａは、タイミング制御機能を利用するための信号‘０’（接続）を論理和回路３０ａへ出力する。

閉極時除外判定部２９ｂについても同様であり、閉極時除外判定部２９ｂは、周辺機器７０の状態に応じて、タイミング制御機能を除外するか否かの判定を行う。閉極時除外判定部２９ｂは、照合回路７０ｂと、除外条件記憶回路２８ｂと、を備えており、これらについても、照合回路７０ａ、除外条件記憶回路２８ａと同様の機能を有しているため、その詳細な説明を省略する。また、図１を参照して行った説明との対応において、除外条件記憶回路２８ｂは除外条件記憶部に、照合回路７０ｂは照合部に相当する。

論理和回路３０ａは、開極時除外判定部２９ａの照合回路７０ａからの出力信号と、異常検出回路７からの出力信号との論理和を算出し、その算出結果を開極用切替リレー制御信号として開極用切替リレー１０へ出力する。開極用切替リレー制御信号は、‘１’（除外）または‘０’（接続）からなり、‘１’（除外）の場合には、これを受けた開極用切替リレー１０は励磁されない状態となり、開極用切替リレー１０の接点１０ａは離れた状態となる。この場合は、開極指令信号は外部ジャンパ線５０を経由しタイミングを制御されずに開極制御信号用コネクタ１６から出力されるので、位相制御装置１は系統から除外されることとなる。一方、信号が‘０’（接続）の場合には、これを受けた開極用切替リレー１０は励磁された状態となり、開極用切替リレー１０の接点１０ａは接した状態となる。この場合は、開極指令信号は開極用高速半導体リレー１１を経由しタイミングを制御されて開極制御信号用コネクタ１６から出力されるので、位相制御装置１は系統に接続されることとなる。

論理和回路３０ａは、開極時除外判定部２９ａの照合回路７０ａからの出力信号と、異常検出回路７からの出力信号との論理和を算出しているため、これらの出力信号のうち少なくとも一方の出力信号が‘１’（除外）であれば、開極用切替リレー制御信号として‘１’（除外）を出力する。換言すれば、これらの出力信号のいずれも出力信号が‘０’（接続）である場合にのみ、開極用切替リレー制御信号として‘０’（接続）を出力する。このように、周辺機器７０の状態からタイミング制御機能の除外が必要な場合、異常検出回路７が異常を検出した場合には、開極用切替リレー１０へ‘１’（除外）信号を出力するようにしている。論理和回路３０ａは、開極用切替リレー１０へ制御信号を出力するため、切替部を制御する切替制御部として機能する。

論理和回路３０ｂについても、論理和回路３０ａと同様であり、閉極時除外判定部２９ｂの照合回路７０ｂからの出力信号と、異常検出回路７からの出力信号との論理和を算出し、その算出結果を閉極用切替リレー制御信号として閉極用切替リレー１２へ出力する。閉極用切替リレー制御信号は、開極用切替リレー制御信号と同様に、‘１’（除外）または‘０’（接続）からなり、‘１’（除外）の場合には、これを受けた閉極用切替リレー１２は励磁されない状態となり、閉極用切替リレー１２の接点１２ａは離れた状態となる。この場合は、閉極指令信号は外部ジャンパ線５１を経由しタイミングを制御されずに閉極制御信号用コネクタ１９から出力されるので、位相制御装置１は系統から除外されることとなる。一方、信号が‘０’（接続）の場合には、これを受けた閉極用切替リレー１２は励磁された状態となり、閉極用切替リレー１２の接点１２ａは接した状態となる。この場合は、閉極指令信号は閉極用高速半導体リレー１３を経由しタイミングを制御されて閉極制御信号用コネクタ１９から出力されるので、位相制御装置１は系統に接続されることとなる。

論理和回路３０ｂは、閉極時除外判定部２９ｂの照合回路７０ｂからの出力信号と、異常検出回路７からの出力信号との論理和を算出しているため、これらの出力信号のうち少なくとも一方の出力信号が‘１’（除外）であれば、閉極用切替リレー制御信号として‘１’（除外）を出力する。換言すれば、これらの出力信号のいずれも出力信号が‘０’（接続）である場合にのみ、閉極用切替リレー制御信号として‘０’（接続）を出力する。このように、周辺機器７０の状態からタイミング制御機能の除外が必要な場合、異常検出回路７が異常を検出した場合には、閉極用切替リレー１０へ‘１’（除外）信号を出力するようにしている。論理和回路３０ｂは、閉極用切替リレー１０へ制御信号を出力するため、切替部を制御する切替制御部として機能する。

次に、遮断器６０の構成について説明する。遮断器６０は、開極コイル６１、開極用のインターロック回路６２、閉極コイル６３、閉極用のインターロック回路６４を備えており、これらは図２に示す構成と同様である。そのため、同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。インターロック回路６２，６４はそれぞれ制御電源のマイナス側（Ｎ側）に接続されている。

次に、位相制御装置１の開極動作について説明する。なお、閉極動作については説明を省略するが、閉極動作と同様にして説明することができる。

信号状態読み込み回路２７は、周辺機器７０の状態情報を読み込み、読み込んだ状態情報を開極時除外判定部２９ａおよび閉極時除外判定部２９ｂへ出力する。

開極時除外判定部２９ａの照合回路７０ａでは、信号状態読み込み回路２７からの状態情報と、除外条件記憶回路２８ａからの除外条件とを比較照合する。そして、この比較結果が一致する場合には、信号‘１’（除外）を論理和回路３０ａへ出力し、比較結果が一致しない場合には、信号‘０’（接続）を論理和回路３０ａへ出力する。

一方、異常検出回路７は、異常を検出した場合、信号‘１’（除外）を論理和回路３０ａおよび論理和回路３０ｂへ出力し、異常を検出していない場合、信号‘０’（接続）を論理和回路３０ａおよび論理和回路３０ｂへ出力する。

論理和回路３０ａは、開極時除外判定部２９ａの照合回路７０ａからの出力信号と、異常検出回路７からの出力信号との論理和を算出し、この算出結果を開極用切替リレー制御信号として開極用切替リレー１０へ出力する。

開極用切替リレー１０は、信号‘１’（除外）を受けると励磁されず、開極用切替リレー１０の接点１０ａは離れた状態となる。この場合は、開極指令信号は外部ジャンパ線５０を経由しタイミングを制御されずに開極制御信号用コネクタ１６から出力される。また、開極用切替リレー１０は、信号‘０’（接続）を受けると励磁され、開極用切替リレー１０の接点１０ａは接した状態となる。この場合は、開極指令信号は開極用高速半導体リレー１１を経由しタイミングを制御されて開極制御信号用コネクタ１６から出力される。なお、タイミングを制御して開極する場合およびタイミングを制御せずに開極する場合の動作は、図２の位相制御装置１５０の動作と同様である。

本実施の形態によれば、予めタイミング制御機能を除外する場合の周辺機器７０の状態についての条件（除外条件）を除外条件記憶部（除外条件記憶回路２８ａ、２８ｂ）に記憶しておき、周辺機器７０の状態情報を位相制御装置１内部に読み込み、状態情報と除外条件とが一致した場合には、タイミング非制御部（外部ジャンパ線５０、５１）による開閉タイミングを制御しない処理を行い、状態情報と除外条件とが一致しない場合には、タイミング制御部８０による開閉タイミングを制御した処理を行うことができる。このように、周辺機器７０の状態に応じて、タイミング制御機能を容易に除外することが可能となり、最適な系統システムの構成を容易に選択することができる。

また、タイミング制御機能を除外する場合には、除外回路として外部ジャンパ線５０，５１を利用しているため、大掛かりな外部回路を構成して組み替える必要がなく、簡素な構成で容易に除外することができる。

また、位相制御装置１内部に異常が発生し、異常検出回路７が異常を検出すると、タイミング非制御部（外部ジャンパ線５０、５１）による開閉タイミングを制御しない処理を選択する。これにより、位相制御装置１が系統から除外され、位相制御装置１内部で発生した異常が、周辺機器７０に悪影響を及ぼすことがない。

また、タイミング制御機能を除外する場合に、人が高電圧の装置近傍にて作業する必要がない。

また、タイミング制御機能を除外する場合に、周辺機器７０や位相制御装置１の停電をとる必要がなく、電力系統に影響を与えることがない。

また、位相制御装置１は、例えば市販のワンチップマイコンで容易に実現できるため安価でシステムに柔軟に対応できるものである。

なお、本実施の形態では、開極と閉極の除外条件はそれぞれ開極時除外判定部２９ａの除外条件記憶回路２８ａと閉極時除外判定部２９ｂの除外条件記憶回路２８ｂとに分離して設定できるため、例えば、周辺機器７０がどのような状態であろうと開極制御しないという条件を除外条件記憶回路２８ａに設定しておけば、閉極制御だけをするシステムを構築することができる。

また、本実施の形態では、切替制御部として論理和回路３０ａ、３０ｂを用いたが、これに限定されず、位相制御装置１の構成に応じて、他の機能を有する切替制御部を用いることもできる。例えば、切替制御部に入力する入力信号に対して予め優先順位を設定しておき、この優先順位に基づき、優先順位の最も高い入力信号の内容を優先して開極用切替リレー制御信号または閉極用切替リレー制御信号として出力することもできる。

実施の形態２．
図４は、本実施の形態に係る位相開閉装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の位相制御装置２は、実施の形態１の位相制御装置１（図３参照）の構成に加えて、通信回路３２を備えている。図４では、位相制御装置２外部にパーソナルコンピュータ（パソコン）３１が設置されており、このパソコン３１は通信回路３２を介して位相制御装置２と電文の送受信が可能である。通信回路３２は、位相制御装置２の通信処理部として機能する。なお、図４では、図３と同一の構成物には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

遠隔操作によってパソコン３１から位相制御装置２へ位相制御装置２を除外するため（すなわち、タイミング制御機能を除外するため）の電文を送信する。通信回路３２は、この電文を受信しその内容を解釈すると、タイミング制御機能を除外するための回路構成へ切り替えるため（すなわち、タイミング非制御部を用いた処理を行うため）、信号‘１’（除外）を論理和回路３０ａ、３０ｂへ出力する。論理和回路３０ａでは、少なくとも通信回路３２から信号‘１’（除外）が入力されるため、開極用切替リレー制御信号として信号‘１’を開極用切替リレー１０へ出力する。論理和回路３０ｂについても同様である。これにより、開閉タイミングを制御せずに開極または閉極が行われる。

また、本実施の形態においては、パソコン３１から除外条件記憶回路２８ａ、２８ｂの内容を書き換えることができる。すなわち、パソコン３１から除外条件を電文で送信すると、通信回路３２がこの電文を受信しその内容を解釈して、除外条件記憶回路２８ａ、２８ｂの内容を書き換えることができる。

本実施の形態によれば、位相制御装置２に通信回路３２を設けることにより、遠隔操作により、位相制御装置２のタイミング制御機能を除外することができる。そのため、人が装置近傍にてタイミング制御機能を除外するために回路切り替えを行う必要がない。

また、遠隔操作で、除外条件記憶回路２８ａ、２８ｂの内容を書き換えることができるので、柔軟なシステムを構成することができる。

なお、図５は、特許文献１に記載の電力開閉装置の構成を示すブロック図である。図５では、主回路１００と、この主回路１００に接続した遮断器２００と、この遮断器２００の操作装置３００と、位相制御装置４００と、が示されている。

次に、位相制御装置４００の構成要素について説明する。極間電圧検出手段１０１は、遮断器２００の極間電圧を検出する。主回路電流計測手段１０２は、主回路１００の電流を検出する。また、零点検出手段１０３は、極間電圧計測手段１０１および主回路電流計測手段１０２により検出した電圧信号および電流信号から極間電圧および主回路電流の零点時刻を求め、常に極間電圧および主回路電流についての最新の零点時刻を記憶している。

動作時刻予測手段１０４は、遮断器２００の閉極時間または開極時間を予測する。制御信号出力手段１０５は、閉極指令または開極指令を検出すると、極間電圧または主回路電流の所望の位相で閉極または開極を行うよう、零点検出手段１０３の記憶している最新零点時刻および動作時刻予測手段１０４で得た予測閉極時間または予測開極時間に基づいて遅延時間を求め、この遅延時間経過後に閉極制御信号または開極制御信号を出力する。

動作時刻計測手段１４１は、可動接触子と連動し閉極動作時における接触子の接触および開極動作時の開極と同時に動作する補助スイッチ２０１の動作時刻に基づいて、実測閉極時間または実測開極時間を求める。環境温度計測手段１４２は遮断器２００周辺の環境温度を計測し、制御電圧計測手段１４３は制御電圧を計測する。

このような従来の位相制御装置４００の構成では、周辺機器の状態や位相制御装置４００の内部状態などに応じて、位相制御装置４００を系統から除外し、周辺機器から切り離すように構成されていない。そのため、位相制御装置４００を系統から除外するためには、外部に大掛かりは除外回路を設けて回路を組み替える必要があった。

また、このような除外回路を設けたとしても、回路の切り替えのために、人が装置近傍にて作業する必要があった。

さらにまた、回路を切り替える場合、周辺機器や位相制御装置の停電をとる必要があり、電力系統に影響を与える可能性があった。

本発明の実施の形態１、２によれば、このような従来の問題点を解消することができる。

実施の形態１に係る位相制御装置の概略構成を示すブロック図である。 従来の位相制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る位相制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る位相制御装置の構成を示すブロック図である。 特許文献１に記載の電力開閉装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，２ 位相制御装置
６ 遅延回路
７ 異常検出回路
１０ 開極用切替リレー
１１ 開極用の高速半導体リレー
１２ 閉極用切替リレー
１３ 閉極用の高速半導体リレー
１４ 開極指令信号用コネクタ
１５ 開極指令バイパス用コネクタ
１６ 開極制御信号用コネクタ
１７ 閉極指令信号用コネクタ
１８ 閉極指令バイパス用コネクタ
１９ 閉極制御信号用コネクタ
２７ 信号状態読み込み回路
２８ａ 除外条件記憶回路
２８ｂ 除外条件記憶回路
２９ａ 開極時除外判定部
２９ｂ 閉極時除外判定部
３０ａ 論理和回路
３０ｂ 論理和回路
３１ パソコン
３２ 通信回路
５０，５１ 外部ジャンパ線
６０ 遮断器
６１ 開極コイル
６２，６４ インターロック回路
６３ 閉極コイル
７０ 周辺機器
７０ａ 照合回路
７０ｂ 照合回路

Claims (4)

1. 予め設定した遮断器の主回路電流または極間電圧の目標位相で、前記遮断器を開極または閉極し、前記遮断器の開閉タイミングの制御を行うことが可能な位相制御装置において、
   開極指令信号を遅延時間経過後に開極制御信号とし、または閉極指令信号を遅延時間経過後に閉極制御信号として前記遮断器へ出力することで、開閉タイミングの制御を行うタイミング制御部と、
   前記開極指令信号をそのまま開極制御信号とし、または前記閉極指令信号をそのまま閉極制御信号として前記遮断器へ出力することで、開閉タイミングの制御を行わないタイミング非制御部と、
   前記タイミング制御部による開閉タイミングを制御する処理と、前記タイミング非制御部による開閉タイミングを制御しない処理との切り替えが可能な切替部と、
   周辺機器の状態情報を読み込む状態情報読み込み部と、
   タイミング制御機能を除外する場合の前記周辺機器の状態についての条件を記憶した除外条件記憶部と、
   読み込んだ前記状態情報と前記除外条件記憶部に記憶された条件とを比較照合し、この比較結果が一致した場合には、前記切替部に対して前記タイミング非制御部による開閉タイミングを制御しない処理への切り替えを指示し、前記比較結果が一致しない場合には、前記切替部に対して前記タイミング制御部による開閉タイミングを制御する処理への切り替えを指示する照合部と、
   を備え、
   前記タイミング非制御部は前記位相制御装置に装着された外部結線により構成され、前記外部結線は前記開極指令信号または前記閉極指令信号の信号経路を前記タイミング制御部に対してバイパスさせるものであることを特徴とする位相制御装置。
2. 前記位相制御装置内部の異常を検出した場合には、前記切替部に対して前記タイミング非制御部による開閉タイミングを制御しない処理への切り替えを指示し、異常を検出しない場合には、前記切替部に対して前記タイミング制御部による開閉タイミングを制御する処理への切り替えを指示する異常検出部と、
   前記照合部による前記切替部への切り替え指示と、前記異常検出部による前記切替部への切り替え指示とが入力され、これらの指示のうち少なくとも一方の指示が前記タイミング非制御部による処理を指示するものである場合は、前記切替部に対して前記タイミング非制御部による処理を指示し、それ以外の場合は、前記切替部に対して前記タイミング制御部による処理を指示する切替制御部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の位相制御装置。
3. 前記位相制御装置の外部に設置されたコンピュータとの電文の送受信が可能な通信処理部をさらに備え、
   前記コンピュータから前記位相制御装置へ前記タイミング非制御部による処理を指示する電文を送信すると、この電文を受信した前記通信処理部は前記切替制御部を介して前記切替部に前記タイミング非制御部による処理を指示することを特徴とする請求項２に記載の位相制御装置。
4. 前記コンピュータから前記位相制御装置へ前記除外条件記憶部の内容の書き換えを指示する電文を送信すると、この電文を受信した前記通信処理部はその書き換え指示に基づいて前記除外条件記憶部の内容を書き換えることを特徴とする請求項３に記載の位相制御装置。

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