JP5248269B2 - 遮断器の開閉制御装置、及び遮断器の開閉制御システム - Google Patents

Description

本発明は、遮断器の開閉を制御する技術に係り、低位系統の遮断器に対してもコストや設置スペース面で負荷をかけることなく、開閉制御可能な遮断器の開閉制御装置に関する。

従来から、電力用遮断器の開閉を制御する装置において、当該遮断器の開極／閉極タイミングを制御することで、系統や電力機器に対して過渡現象を生じさせないようにする方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１に示すような従来技術である電力開閉制御装置では、遮断器の如何なる開閉条件においても、系統や機器に悪い影響を及ぼす過渡現象の防止を目的とする。

このような従来技術の他に、過渡現象を回避するために、電流遮断時に十分な遮断器接触子の開離長が得られるように遮断器の開極タイミングを制御する装置が提案されている。また、遮断器の接触子の閉合タイミングの制御、特に、負荷の種類に応じて閉極タイミングを制御する装置も提案されている。

このような遮断器の開閉制御装置は、開極指令信号又は閉極指令信号を検出した際、所望の位相で遮断器を遮断又は投入させるために、遮断器への開極指令信号又は閉極指令信号の出力タイミングを遅延させる機能を有している。そのため、系統や電力機器の過渡現象を発生させないようにする遮断器の開閉制御装置は、近年、実際の電気所に多数適用されている（例えば非特許文献１を参照）。なお、このような遮断器の開閉制御は、同期開極制御、又は同期閉極制御と呼ばれている。
特開平３−１５６８２０号公報 Catalogue publication 1HSM 9543 22-01en, Controlled Switching Buyer’s Guide, Edition 1, 2004-05, ABB Power Technologies

ところで、上記のような特許文献１や非特許文献１に示す従来技術では、遮断器１台（本件において、遮断器１台とは、３相分の遮断器を意味し、以下で各相操作型遮断器を使用する場合は、３相１組の遮断器を１台の遮断器として考える。）に対して、１台の遮断器の開閉制御装置を適用する必要がある。

ここで、５００ｋＶ系統など、基幹系統の遮断器に対して上記遮断器の開閉制御装置を適用する場合では、一般的に、遮断器の開閉制御装置のコストの割合が当該遮断器本体のコストと比較して小さい。そのため、従来技術のように、遮断器１台に対して１台の遮断器の開閉制御装置を適用した場合であってもコストの観点から問題となることは少ない。

しかしながら、配電系統など、低位系統の遮断器に対して上記遮断器の開閉制御装置を適用する場合にあっては、遮断器１台に対して１台の遮断器の開閉制御装置を適用するとコストの観点から厳しい場合が多い。さらに、配電系統などの当該低位系統の電気所では、遮断器の設置スペースに余裕がない場合が多く、当該遮断器の台数分だけの開閉制御装置を設置することは困難である。

次に、遮断器の開閉制御装置の保守やメンテナンス等に関して言及すれば、多くの電気所に適用されている遮断器の開閉制御装置は、パソコンなどの外部機器との接続手段を有し、当該遮断器を開閉制御したときの主回路電流波形や系統電圧波形などの各種データを取得する機能を有している。ここで、遮断器の開閉制御装置において、各種データを取得するために遮断器の同期開閉制御装置とパソコンなどの外部機器を接続するには、通常、専用の通信用ソフトウエアとメンテナンス用ソフトウエアをパソコンにインストールする必要がある。

例えば、非特許文献１に示す遮断器の開閉制御装置では、専用の通信用ソフトウエアとメンテナンス用ソフトウエアをＣＤ−ＲＯＭでユーザに提供し、ユーザが当該ＣＤ−ＲＯＭにより専用ソフトウエアをパソコンにインストールする必要がある。これによれば、専用ソフトウエアがインストールされていないパソコンでは、遮断器の開閉制御装置に接続することができないため、取得した各種データの保存・管理の面から非常に使い勝手が悪いといった問題が生じる。

また、非特許文献１に示すような遮断器の開閉制御装置では、パソコンと接続するためにＲＳ−２３２Ｃ接続を採用していることから現場でのローカル接続が基本であり、遠隔からの操作には不便である。特に、遠隔操作を必要とする場合には、パソコンにモデムを接続し、遮断器の開閉制御装置との間で電話回線などを経由させる必要があり、使い勝手が悪いばかりでなく、通信速度も遅く作業効率が悪い。

さらに、パソコン１台に対して１台の遮断器の開閉制御装置しか接続できないため、複数回線に設置された遮断器の開閉制御装置のメンテナンスや各種データ収集を行うに当たり、切換え作業が発生し作業効率が悪い。

本発明は、上記のような課題を解決するために提案されたものであって、その目的は、配電系統などの低位系統の遮断器の開閉を制御する場合であっても、省コスト化、省スペース化を実現可能な遮断器の開閉制御装置、及び遮断器の開閉制御システムを提供することにある。また、現場、あるいは遠隔地からでも専用のソフトウエアを使用することなく、パソコン等の外部機器との接続が容易に可能で、かつ、効率の良いメンテナンス及びデータ収集が可能な遮断器の開閉制御装置、及び遮断器の開閉制御システムを提供することも目的とする。

本発明は、系統電圧又は主回路電流の少なくとも一方の電気量と、各遮断器の状態量と、各遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号と、が入力され、前記系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、前記遮断器を遮断するように開極指令信号を、あるいは、前記遮断器を投入するように閉極指令信号を制御する遮断器の開閉制御装置において、入力された各遮断器の閉極指令信号に対しては個別の同期閉極遅延時間を演算し、開極指令信号に対しては個別の同期開極遅延時間を演算する第１領域と、前記第１領域で演算された前記同期閉極遅延時間に基づいて前記閉極指令信号を遅延制御し、あるいは、前記同期開極遅延時間に基づいて前記開極指令信号を遅延制御し、この遅延制御した各極指令信号を対応する各遮断器に対して出力する第２領域と、前記遮断器の開閉動作の前後の主回路電流波形、系統電圧波形、前記遮断器のストローク波形、前記遮断器の開閉動作時間、前記遮断器の状態量を含む同期開閉制御関連データの表示及び保存を行う表示操作装置と通信するための通信手段である第３領域と、を備え、前記第２領域は、前記遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号に対して遅延制御する開閉指令制御部を、制御対象とする前記遮断器の台数分備えるとともに、前記第２領域は、故障警報接点用のＤＯ（デジタル）出力回路と、電源ＯＮを示すＬＥＤおよび故障警報を示すＬＥＤのＬＥＤ制御回路で構成された１つの共通入出力部と、を備えたことを特徴とする

以上のような本発明によれば、配電系統などの低位系統の遮断器を使用する場合であっても、１台の遮断器の開閉制御装置により複数台の遮断器の開閉制御が可能となるため、当該遮断器の開閉制御装置を遮断器の台数分用意する必要はなく、省コスト及び省スペース化が可能な遮断器の開閉制御装置、及び遮断器の開閉制御システムを提供することができる。

以下、本発明に係る遮断器の開閉制御装置、及び遮断器の開閉制御システムの最良の実施形態について、図１〜１２を参照して詳述する。

［１．第１の実施形態］
［１．１．構成］
［１．１．１．全体構成］
まず、第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム全体構成について、図１を参照して説明する。
図１に示す通り、１００が、本発明である遮断器の開閉制御装置であり、また、１０００は、主回路であって、母線と＃１回線から＃Ｎ回線の送電線用回線、変圧器用回線や調相用回線等から構成されている。

１１００＿１〜１１００＿Ｎは、＃１回線から＃Ｎ回線に各々対応した３相分の各相操作型遮断器（以下、特に断りの無い限り、単に遮断器と表記する）、１２００＿１〜１２００＿Ｎは、＃１回線から＃Ｎ回線に各々対応した３相分の変流器、１３００は、主回路１０００の母線に接続された３相分の計器用変圧器である。そのため、本発明の遮断器の開閉制御装置１００は、３相の遮断器１１００、及びその他の回路に対して動作・作用するものであるから、特に断りの無い限り、その対象を３相回路又は３相の遮断器とする。なお、その他の断路器、接地開閉器等は図１において省略しているが、主回路１０００には、電気所の開閉装置を構成する一般的な機器が接続されているものとする。

また、２０００＿１〜２０００＿Ｎは、＃１回線から＃Ｎ回線に各々対応した保護リレー装置やＢＣＵ（Ｂａｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の上位装置である。

ここで、遮断器１１００、変流器１２００、上位装置２０００に付された符号の添字＿１〜＿Ｎは、＃１回線〜＃Ｎ回線に対応していることを表しており、以下において、特に説明の必要がない場合は省略する。また、＃１回線〜＃Ｎ回線の「回線」とは、送電線用回線、変圧器用回線、調相用回線（シャントリアクトル用回線、コンデンサバンク用回線）など、電気所における全ての回線を対象としている。

次に、遮断器の開閉制御装置１００の主要構成部について図１に基づいて説明する。遮断器の開閉制御装置１００は、変圧器１３００や主回路１０００からの系統電圧又は主回路電流の所望の位相で遮断器１１００を遮断又は投入させるための開閉制御演算処理を行なう第１領域１１０と、第１領域１１０の開閉制御演算処理結果に基づいて、遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器１１００に対して出力する第２領域１２０と、から構成されている。

遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０の実態は、下記［１．１．２．具体的な構成］において詳述するが、主として開閉制御演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）とメモリを構成要素とする基板である開閉制御演算処理部２００である。また、遮断器の開閉制御装置１００の第２領域１２０の実態も、下記［１．１．２．具体的な構成］において詳述するが、主としてＡＣ入力回路、センサ入力回路、ＤＩ（デジタル）入力回路、開閉指令出力部を構成要素とする基板であるＮ枚の開閉指令制御部４００＿１〜４００＿Ｎと、故障警報用のＤＯ（デジタル）接点出力など、各回線で共通の入出力回路を構成要素とする基板である共通入出力部９００である。

ここで、開閉指令制御部４００の添字＿１〜＿Ｎは、＃１回線の遮断器１１００＿１〜＃Ｎ回線の遮断器１１００＿Ｎに各々対応するものであり、第１の実施形態では開閉指令制御部４００＿１〜４００＿Ｎが、遮断器１１００毎に独立の構成要素、すなわち、Ｎ台の遮断器１１００＿１〜１１００＿Ｎに対してそれぞれ独立したＮ枚の基板で構成されている。また、共通入出力部９００は、１枚の基板で構成しても構わないし、機能毎に分割した複数の基板で構成しても構わないことは言うまでも無い。

なお、第１の実施形態では、各遮断器１１００に対応した開閉指令制御部４００＿１〜４００＿Ｎは、それぞれを１枚の基板で構成する態様や、機能毎に分割した複数の基板で構成する態様も包含する。また、開閉指令制御部４００は、Ｎ台の遮断器１１００の開閉指令制御機能を１枚の基板にまとめて構成することも可能であり、さらに、数台の遮断器１１００の開閉指令制御機能を１枚の基板にまとめることで開閉指令制御部として数枚の基板で構成しても機能上問題とはならない。

次に、遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０と第２領域１２０の接続関係について説明すると、この第１領域１１０と第２領域１２０とは、パラレル伝送媒体１４０を介して接続されている。具体的には、第１領域１１０内の開閉制御演算処理部２００と、第２領域内の開閉指令制御部４００と、共通入出力部９００とが、ＡＣ入力、センサ入力、ＤＩ（デジタル）入力、開閉指令信号、故障警報用のＤＯ（デジタル）接点出力などのデータを相互に通信するためのＩ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０を介して接続されている。

［１．１．２．具体的な構成］
次に、第１の実施形態における遮断器の開閉制御装置１００の具体的な構成を図２を参照して以下に説明する。なお、図２は、第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の詳細ブロック図である。

［１．１．２．１．第１の領域］
第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００は、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０（マイクロプロセッサー）、ＲＡＭ２３０、ＦＲＯＭ２４０（Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ。または、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリを使用することも可。）、Ｉ／Ｏバスインターフェース２９０などで構成されており、これらはローカルバス２２０を介して相互に接続されている。

このローカルバス２２０は、適用するハードウエア独自のパラレルバス、又はＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスで構成される。また、Ｉ／Ｏバスインターフェース２９０は、第１領域１１０と第２領域１２０の間でデータを相互に通信するためのＩ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０のインターフェースである。なお、この開閉制御演算用ＭＰＵ２１０の具体的な制御演算処理については後述する。

［１．１．２．２．第２の領域］
第２領域１２０の開閉指令制御部４００は、ＡＣ入力回路４１０、センサ入力回路４２０、ＤＩ入力回路４３０、入力制御部４４０、開閉指令出力制御部４５０、開閉指令出力部１０、Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０などから構成されている。なお、遮断器１１００＿１から遮断器１１００＿Ｎに対応した開閉指令制御部４００＿１から４００＿Ｎの各々の構成は共通する。

ＡＣ入力回路４１０とセンサ入力回路４２０は、図示しないが、絶縁回路やアナログフィルタ（一般に低域通過フィルタ）、サンプリングホールド回路、マルチプレクサ、アナログ−デジタル変換器等から構成され、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力等のセンサ信号などをアナログ情報として取り込み、所定のサンプリング間隔でホールドした後、デジタル量に変換する。

特に、ＡＣ入力回路４１０は、変流器１２００、計器用変圧器１３００等から主回路電流信号や系統電圧信号などが入力される。センサ入力回路４２０は、図示しないが、遮断器１１００の状態量を計測する操作圧力センサからの圧力信号、温度センサからの温度信号、ストロークセンサからのストローク信号、及び遮断器１１００の制御電圧などが入力される。

なお、サンプリングホールド回路、マルチプレクサを省略して、アナログ−デジタル変換器を入力信号毎に設けるなどの回路構成を採用することも可能であり、また、サンプリングホールド回路内蔵アナログ−デジタル変換器などを採用した構成とすることも可能である。また、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力等のセンサ信号や、第１の実施形態で示す全ての電気量を必ずしも入力する必要はなく、採用する制御アルゴリズムに応じて入力回路構成を変更可能なことは言うまでもない。

ＤＩ（デジタル）入力回路４３０は、遮断器１１００の状態量である当該遮断器１１００のａ、ｂ接点、保護リレー装置やＢＣＵ等の上位装置２０００からの遮断器１１００の開閉指令信号、及びその他のデジタル信号などが入力される。なお、図示しないが、ＤＩ入力回路４３０は、デジタル入力量を、サンプリングホールド回路等により所定のサンプリング間隔でホールドすることで取り込んでいる。

入力制御部４４０は、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などで構成された論理回路である。この入力制御部４４０は、ＡＣ入力回路４１０、センサ入力回路４２０、及びＤＩ入力回路４３０内のサンプリングホールド回路、マルチプレクサ、アナログ−デジタル変換器などの動作タイミングを制御する。さらに、当該入力制御部４４０は、上記各回路の動作タイミングの制御と共に、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力等のセンサ信号、遮断器のａ、ｂ接点、開閉指令信号などのデジタル量を、Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０を経由して第１領域１１０内の開閉制御演算処理部２００に送信するためのデータ送信制御を行う。

開閉指令出力制御部４５０は、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などで構成された論理回路であり、ハードウエアカウンタ２０を内蔵している。この開閉指令出力制御部４５０は、特に、Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０を経由して開閉制御演算処理部２００から送信される同期遅延カウント値Ｄを受信し、所定の同期遅延カウンタ制御を実行して、開閉指令出力部１０に対してトリガー信号を出力する。なお、図２の構成によれば、開閉指令出力制御部４５０にハードウエアカウンタ２０を内蔵した構成を採用しているが、採用する制御アルゴリズムによっては、ハードウエアカウンタ２０を省略することも可能である。

開閉指令出力部１０は、一般にはＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体スイッチで構成されており、開閉指令出力制御部４５０からのトリガー信号により、この半導体スイッチがＯＮ動作する。この半導体スイッチがＯＮ動作した時、すなわち、開閉指令出力部１０がＯＮ動作した時に、同期開閉制御された遮断器１１００の開閉指令信号（遮断器駆動電流）が当該遮断器１１００に内蔵された遮断器駆動コイル１１１０に流れ、遮断器１１００が開極又は閉極動作する。

第２領域１２０内に設けられた共通入出力部９００は、故障警報接点用のＤＯ（デジタル）出力回路９１０や、電源ＯＮを示すＬＥＤや故障警報を示すＬＥＤのＬＥＤ制御回路９２０などで構成されている。なお、計器用変圧器１３００から取得する系統電圧信号（母線側電圧信号）は、変電所において共通情報であるので、遮断器１１００＿１〜遮断器１１００＿Ｎの共通の情報である。そのため、系統電圧信号（母線側電圧信号）に関するＡＣ入力回路を共通入出力部９００に組み込んでも構わない。

また、遮断器１１００の周囲温度や制御電圧なども、一般的に遮断器１１００＿１〜遮断器１１００＿Ｎの共通の情報であるため、このような共通の入力信号である周囲温度や制御電圧に関するセンサ入力回路を共通入出力部９００に組み込んでも構わない。

Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０は、第１領域１１０と第２領域１２０の間でデータを相互に通信するためのＩ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０のインターフェースである。

このパラレル伝送媒体１４０としては、ＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスを採用することも可能であり、適用するハードウエア独自のパラレルバスを採用することも可能である。この独自のパラレルバスでは、同期遅延カウント値Ｄなどを専用線で送受信しても構わない。また、パラレル伝送媒体１４０に、当該パラレル伝送媒体の全て、あるいは一部をシリアル伝送媒体に置き換えた構成を採用することも可能である。

［１．２．作用］
次に、第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の具体的な同期開閉制御動作について以下に説明する。

［１．２．１．同期開閉制御動作］
まず、遮断器１１００の接触子を主回路電流又は系統電圧の所定の位相にて開極又は閉極させる同期開閉制御を行うにあたり、保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置２０００から、遮断器１１００の開閉指令信号が遮断器の開閉制御装置１００の第２領域１２０内の開閉指令制御部４００に入力される。

そして、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００内の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０で遮断器１１００毎の所定の遅延時間が演算される。すなわち、開閉制御演算処理部２００内の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０が、各遮断器１１００の同期遅延カウント値Ｄを演算する。なお、この同期遅延カウント値Ｄの演算方法は後述する。

遮断器１１００毎の所定の遅延時間が演算されると、当該遅延時間（同期遅延カウント値）は、対応する各遮断器用開閉指令制御部４００に対して、Ｉ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０を通じて送られる。当該遮断器用開閉指令制御部４００では、Ｉ／Ｏバスインターフェース４９０で受信したこの遅延時間が開閉指令出力制御部４５０に入力される。

そして、この開閉指令出力制御部４５０のハードウェアカウンタ２０は、上位装置２０００から受信した開閉指令信号に対し、当該遅延時間である同期遅延カウント値Ｄをカウントし、カウント完了後に、開閉指令出力部１０の半導体スイッチがＯＮ動作することで、同期開閉制御された当該開閉指令信号（遮断器駆動電流）を遮断器１１００の遮断器駆動コイル１１１０に対して出力する。

このように、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０で演算された遮断器１１００毎の遅延時間は、対応する各遮断器１１００用の遮断器用開閉指令制御部４００に送られるので、遮断器１１００各々に対して、上記と同様な同期開閉制御が行われる。つまり、開閉指令信号の所定の遅延時間である同期遅延カウント値Ｄは、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０において、遮断器１１００＿１から遮断器１１００＿Ｎの個々に対して算出される。

遮断器１１００＿１〜遮断器１１００＿Ｎに対応した開閉指令制御部４００＿１〜開閉指令制御部４００＿Ｎでは、それぞれ開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０で算出された同期遅延カウント値Ｄ＿１〜同期遅延カウント値Ｄ＿Ｎを受信する。各開閉指令制御部４００＿Ｘ（Ｘ：１〜Ｎ）の開閉指令出力制御部４５０＿Ｘのハードウエアカウンタ２０＿Ｘは、同期遅延カウント値Ｄ＿Ｘをカウントして、所定のタイミングで開閉指令出力部１０＿Ｘの半導体スイッチをＯＮ動作させることで、遮断器１１００＿Ｘの同期開閉制御を行なう。

以上のような制御動作により、遮断器１１００の開閉制御装置１００は、遮断器１１００＿１〜遮断器１１００＿Ｎを個別に同期開閉制御することが可能となる。

［１．２．２．同期遅延カウント値Ｄの演算］
ここで、上記に示した同期遅延カウント値Ｄの演算について、第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００が採用する同期閉極制御アルゴリズムを例にとり、図３を参照して詳述する。なお、図３は、第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の閉極制御方法のタイミングチャート例である。

まず、図３に示すようなモデルを説明すると、ここでは、開閉指令制御部４００において、上位装置２０００から送られてきた閉極指令信号をｔ_commandのタイミングで検出後、次に来る母線側電圧の零クロス点のタイミングｔ_zeroを待機する。そして、来たる零クロス点のタイミングt_zeroから、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００より受信した同期遅延カウント値Ｄである同期閉極遅延時間Ｔ_delayの遅延時間経過後に、遮断器１１００に対して同期閉極制御した閉極指令信号を出力することで、当該遮断器１１００が系統電圧（母線側電圧）の所定の位相（図３ではｔ_closeのタイミング）で閉極する。

このような図３のタイミングチャートを前提とすれば、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０において、同期遅延カウント値Ｄである同期閉極遅延時間Ｔ_delayは、次のように算出される。すなわち、この同期閉極遅延時間Ｔ_delayは、零クロス点から目標投入位相（電気的な目標投入位相のことで、図３ではｔ_makeのタイミング）までの時間Ｔ_targetと、目標投入位相に対応するプレアーク時間Ｔ_pre-arcingと、遮断器１１００の閉極動作時間Ｔ_closingと、系統周期Ｔ_freqを用いて次式により算出される。

［数１］
Ｔ_delay＝Ｔ_freq＋（Ｔ_target＋Ｔ_pre-arcing−（Ｔ_closing％Ｔ_freq））
（０≦Ｔ_delay＜２×Ｔ_freq）
但し、（Ｔ_closing％Ｔ_freq）は、Ｔ_closing／Ｔ_freqの余り

ここで、プレアーク時間Ｔ_pre-arcingは、目標投入位相における電圧波高値Ｖ_makeと極間絶縁耐力減少率ＲＤＤＳを用いて次式から算出される。
［数２］
Ｔ_pre-arcing＝Ｖ_make／ＲＤＤＳ

なお、遮断器１１００の閉極動作時間Ｔ_closingは、当該遮断器１１００の周囲温度、制御電圧、操作圧力等によって変動する。それ故、遮断器１１００の閉極動作時間Ｔ_closingは、この遮断器１１００の周囲温度、制御電圧、操作圧力等の条件に基づき、常時補正を行う必要がある。

詳細に言えば、図２に示すように、遮断器１１００の周囲温度、制御電圧、操作圧力のデータは、第２領域１２０内の開閉指令制御部４００のセンサ入力回路４２０で常時取得しているため、このデータがパラレル伝送媒体１４０を経由して第１領域１１０内の開閉制御演算処理部２００に送られることで、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０において、遮断器の周囲温度、制御電圧、操作圧力に基づく閉極動作時間Ｔ_closingの補正演算を行うことが可能である。

また、以上では、同期閉極制御について説明したが、同期開極制御においても同様の動作・作用を行うことが可能である。但し、同期開極制御では、一般的に主回路電流の零クロス点を基準に制御し、プレアーク時間を考慮する必要はない。なお、第１の実施形態で示した上記同期開閉制御アルゴリズムは、一例であり、その他のいかなる同期開閉制御アルゴリズムも本発明に適用することが可能である。

［１．３．効果］
以上のような第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００は、以下のような効果を奏する。
従来では、配電系統などの低位系統の遮断器に対して、遮断器の開閉制御装置を適用する場合、遮断器１台に対して１台の遮断器の開閉制御装置を適用する必要があったので、コスト及び設置スペースが増大するといった問題が生じていたが、第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００を適用することにより、１台の遮断器の開閉制御装置１００で複数台の遮断器１１００の開閉制御が可能となる。それ故、配電系統などの低位系統の遮断器を使用する場合であっても、遮断器の開閉制御装置を遮断器の台数分用意しなくても済むため、省コスト及び省スペース化が可能な遮断器の開閉制御装置を提供することができる。

また、本発明では、遮断器の同期開閉制御の演算で必要となる各種情報のうち、系統電圧信号（母線側電圧信号）、遮断器の周囲温度や制御電圧などをＮ回線分の各遮断器で共通情報として扱うことも可能である。これにより、更なる省コスト及び省スペース化が可能となる他、配線工事の削減が可能であり、遮断器の開閉制御装置１００の低位系統の遮断器への適用が容易となる。

［１．４．他の実施形態］
なお、以上のような第１の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００は、３相分の各相操作型遮断器を対象としていたが、３相一括操作型遮断器を適用する実施形態も包含する。

ここで、３相一括操作型遮断器では操作機構が１つなので、当然のことながら開閉指令信号は１量（３相で共通の開閉指令信号）のみとなる。そのため、３相一括操作型遮断器に対して遮断器の開閉制御装置１００を適用する場合には、３相分装備している開閉指令出力部１０の半導体スイッチのうち、１相分のみの半導体スイッチを使用して制御することで足りる。また、圧力や制御電圧などのセンサ信号も１量のみ入力すれば足りる。

このような点を考慮すれば、３相一括操作型遮断器を適用する場合であっても、上記［１．２．構成］で説明した遮断器の開閉制御装置１００の構成をそのまま適用することができる。なお、この場合に適用する同期開閉制御アルゴリズムとして、３相一括操作型遮断器に最適なアルゴリズムを適用することは言うまでもない。

以上の通り、このような３相一括操作型遮断器を適用する実施形態においても、前記と同様の作用及び効果を奏することができ、また、配電系統などの低位系統の遮断器として３相一括操作型遮断器が適用されることが多いため、その場合であっても本発明に係る遮断器の開閉制御装置を容易に適用することが可能となる。

［２．第２の実施形態］
［２．１．構成］
次に、本発明の第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する。）構成について、図４を参照して以下に説明する。特に、図４によれば、１００は、遮断器の開閉制御装置を、７００は、表示操作装置を、５１０は、通信伝送媒体を示しており、第２の実施形態ではこの点に特徴を有するため以下に詳述する。なお、それ以外の主回路１０００、遮断器１１００、変流器１２００、計器用変圧器１３００については、第１の実施形態と同様の構成であるため、説明は省略し同じ符号を付すものとする。

［２．１．１．遮断器の開閉制御装置］
［２．１．１．１．全体構成］
まず、第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の主要構成部について説明する。図４の通り、第２の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００は、変圧器１３００や主回路１０００からの系統電圧又は主回路電流の所望の位相で遮断器１１００を遮断又は投入させるための開閉制御演算処理を行なう第１領域１１０と、第１領域１１０の開閉制御演算処理結果に基づいて、遅延制御された開極指令信号、又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器１１００に対して出力する第２領域１２０と、通信伝送媒体５１０を介する表示操作装置７００との間の情報の送受信や、第１領域１１０と間の情報の送受信を行う第３領域１３０と、から構成されている。

ここで、遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０の実態は、開閉制御演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）とメモリを構成要素とする基板である開閉制御演算処理部２００であり、主として第１の実施形態と同様であるが、若干の相違は後述する。また、遮断器の開閉制御装置１００の第２領域１２０の実態は、Ｎ枚の基板で構成される開閉指令制御部４００＿１〜４００＿Ｎと、１枚の基板で構成される共通入出力部９００であり、第１の実施形態と同様であるから説明を省略する。

第２の実施形態の特徴である遮断器の開閉制御装置１００の第３領域１３０の実態は、主として通信演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）と通信Ｉ／Ｆを構成要素とする基板である通信演算処理部３００である。具体的な構成については、下記［２．１．１．２．具体的な構成］において詳述する。

次に、遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０、第２領域１２０、第３領域１３０の接続関係について説明すると、遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０と第２領域１２０とは、第１の実施形態と同様に、パラレル伝送媒体１４０を介して接続されているが、第３領域１３０は、第１領域１１０とそれぞれのＭＰＵ間でデータを送受信するための伝送媒体１５０を介して接続されている。

また、遮断器の開閉制御装置１００の第３領域１３０は、表示操作装置７００と、通信伝送媒体５１０を介して直接的に接続されている。すなわち、第３領域１３０の通信演算処理部３００が通信伝送媒体５１０に直接的に接続されている。

これに対し、第１領域１１０と第２領域１２０では、通信伝送媒体５１０を介して表示操作装置７００に直接的に接続されていない。すなわち、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００、第２領域１２０の開閉指令制御部４００及び共通入出力部９００は、通信伝送媒体５１０に直接的に接続されていない。

［２．１．１．２．具体的な構成］
次に、第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の具体的な構成について図５を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の詳細ブロック図である。なお、遮断器の開閉制御装置１００の第２領域１２０は、第１の実施形態と同様の構成を有するため説明は省略する。

第１領域１１０は、主たる構成は第１の実施形態と同様であり、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０（マイクロプロセッサー）、ＲＡＭ２３０、ＦＲＯＭ２４０（Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ。または、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリを使用することも可。）、Ｉ／Ｏバスインターフェース２９０を有し、ローカルバス２２０を介して相互に接続されているが、第２の実施形態では、これに加え、ＤＰＲＡＭ（Ｄｕａｌ Ｐｏｒｔ ＲＡＭ）３０もローカルバス２２０を介して接続されている。

なお、図５の構成では、ＤＰＲＡＭ３０を開閉制御演算処理部２００に配置した構成を採用しているが、このＤＰＲＡＭ３０を、第３領域１３０の通信演算処理部３００に配置するものであっても構わない。

第３領域１３０は、上述した通り、通信演算処理部３００からなり、当該通信演算処理部３００は、通信演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）３１０、ＲＡＭ３３０、ＦＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ。または、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリを使用することも可。）３４０、通信インターフェース４０などで構成されており、これらはローカルバス３２０を介して相互に接続されている。

このローカルバス３２０は、適用するハードウエア独自のパラレルバス、又はＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスで構成される。通信インターフェース４０は、通信伝送媒体５１０に接続するためのインターフェースである。なお、図５によれば、通信演算用ＭＰＵ３１０と通信インターフェース４０をローカルバス３２０を介して接続しているが、専用のローカルバスを用いて接続しても構わない。

また、通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０と相互にデータを送受信するために伝送媒体１５０を介して接続されている。なお、この通信演算用ＭＰＵ３１０の具体的な演算処理については後述する。

伝送媒体１５０は、図５の通り、第２領域１２０の開閉制御演算処理部２００のローカルバス２２０と、第３領域１３０の通信演算処理部３００のローカルバス３２０との間を、ＤＰＲＡＭ３０を介して接続した構成を有している。また、伝送媒体１５０として、ＤＰＲＡＭを用いる構成の代わりに、ＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの専用のパラレルバスや専用のシリアルバスを採用しても構わない。

［２．１．２．表示操作装置］
次に、第２の実施形態に係る表示操作装置７００の構成について図４を参照して以下に説明する。表示操作装置７００は、図４に示す通り、主たる構成として通信処理部７１０と表示操作処理部７２０とデータ保存処理部７３０から構成される。この表示操作装置７００の具体的な構成例としては、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの汎用コンピュータで実現される。

通信処理部７１０は、通信伝送媒体５１０がシリアル通信（例えば、ＲＳ−２３２Ｃ通信）から構成されていることもあり、汎用コンピュータのシリアル通信インターフェース回路（例えば、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース）と対応するターミナルソフトウエア等で構成される。表示操作処理部７２０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウエアとモニタ等の表示装置で構成する。データ保存処理部７３０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作するデータ保存ソフトウエアと、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶装置で構成する。

なお、汎用コンピュータ上で動作するターミナルソフトウエア、表示・操作・データ処理ソフトウエア、データ保存ソフトウエア等の表示操作装置ソフトウエアは、通常は使用するコンピュータのハードウエア構成やオペレーティングシステム、関連ソフトウエアに合わせて、専用に開発する必要があるが、その一部、又は全てに対して市販されている汎用ソフトウエアを適用しても構わない。

以上のように、表示操作装置７００は、シリアル通信インターフェース回路、表示操作装置ソフトウエアが動作できるＣＰＵ、ハードディスク等の外部記憶装置などの必要な動作条件を満足する汎用コンピュータに、表示操作装置ソフトウエアをインストールすることで実現される。特に、第２の実施形態では、以下において断らない限り、表示操作装置ソフトウエアをインストールした汎用コンピュータを表示操作装置７００として扱うものとする。なお、第２の実施形態では、表示操作装置７００を専用のハードウエアで実現し、通信処理部７１０、表示操作処理部７２０やデータ保存処理部７３０などを専用のハードウエア上で動作するソフトウエアで構成するものであっても構わない。

また、通信伝送媒体５１０は、シリアル通信（例えば、ＲＳ−２３２Ｃ通信）から構成されているが、シリアル通信以外の方式を適用しても構わない。例えば、ＳＣＳＩなどのパラレルインターフェースを適用しても良いし、第３の実施形態で説明する発明と同様に、通信ネットワーク（例えば、ＬＡＮ）を適用することも可能である。なお、この場合、表示操作装置７００の通信処理部７１０は、汎用コンピュータのイーサネットＬＡＮインターフェース回路（「イーサネット」は、登録商標）とＬＡＮ通信用ソフトウエア等で構成される。

［２．２．作用］
次に、第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムの作用を説明するが、具体的な同期開閉制御動作については第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略し、当該遮断器の開閉制御システムにおける具体的なデータ取得・保存動作、及び整定値等の設定動作について、以下に説明する。

［２．２．１．データの取得・保存動作］
なお、遮断器の開閉制御装置１００は、遮断器１１００の同期開閉制御を実行した場合、その時の同期開閉制御関連データを保存するが、具体的には、一例として、遮断器開閉動作の前後の主回路電流波形・系統電圧波形、遮断器のストローク波形、遮断器の開閉動作時間、遮断器の状態データ（操作圧力、温度、制御電圧等）などの同期開閉制御関連データが保存される。

ここで、遮断器１１００の同期開閉制御を実行した際の、遮断器の開閉制御装置１００におけるデータの取得・保存動作について説明すると、まず、第１領域１１０において、Ｉ／Ｏバスであるパラレル伝送媒体１４０経由で、第２領域１２０の開閉指令制御部４００＿１〜４００＿Ｎのうち、今回動作した制御対象遮断器１１００に対応する開閉指令制御部４００＿Ｘ（Ｘ：１〜Ｎ）から同期開閉制御関連データを取得する。これにより、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０は、この取得した同期開閉制御関連データを伝送媒体１５０のＤＰＲＡＭ３０に書き込む。

第１の領域１１０内でこの同期開閉制御関連データがＤＰＲＡＭ３０に書き込まれると同時に、第３領域１３０の通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、伝送媒体１５０のＤＰＲＡＭ３０に書き込まれた同期開閉制御関連データを、伝送媒体１５０を介して取得する。そして、この通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、取得した同期開閉制御関連データをＦＲＯＭ３４０に保存する。

ここで、表示操作装置７００から遮断器の開閉制御装置１００に対して、同期開閉制御関連データの取得要求が発生した場合には、第３領域１３０の通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、ＦＲＯＭ３４０に保存した同期開閉制御関連データを、通信伝送媒体５１０を介して表示操作装置７００に転送する。表示操作装置７００では、この転送された同期開閉制御関連データを、ハードディスクなどの外部記憶装置であるデータ保存処理部７３０に保存すると共に、表示・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として、表示操作処理部７２０がモニタ等の表示装置に同期開閉制御関連データを表示する。

［２．２．２．設定動作］
次に、遮断器１１００の同期開閉制御を実行する際の、遮断器の開閉制御装置１００における具体的な設定動作について説明する。なお、遮断器の開閉制御装置１００は、遮断器１１００を同期開閉制御するために、整定値・設定値の設定を行う必要があり、具体的には、例えば、目標開極位相、目標閉極位相、遮断器の開閉動作時間、遮断器の動作特性データなどの整定値・設定値が遮断器の開閉制御装置１００に設定される。

ここで、遮断器１１００の同期開閉制御を実行する際の、遮断器の開閉制御装置１００における整定値・設定値の設定動作について説明する。まず、表示操作装置７００では、表示・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として当該ＨＭＩより入力された整定値・設定値を、あるいは表示操作装置７００にファイル等の形態で保存された整定値・設定値を、通信伝送媒体５１０を介して、第３領域１３０の通信演算処理部３００に送信する。

この整定値・設定値が第３の領域１３０の通信演算処理部３００に送信されると、当該通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０では、当該整定値・設定値をＦＲＯＭ３４０に保存する。そして、第１領域１１０において、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０が、伝送媒体１５０のＤＰＲＡＭ３０を経由して、この整定値・設定値を取得することで、当該整定値・設定値を遮断器の開閉制御装置１００に設定し、同期開閉制御の実行に用いられる。

［２．３．効果］
以上のような第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムは、第１の実施形態が有する効果に加えて、以下のような効果を奏する。
第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００に接続された表示操作装置７００では、汎用コンピュータ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として、通信伝送媒体５１０を介して、同期開閉制御関連データを取得・保存することができる。また、オペレータは、この表示操作装置７００により、汎用コンピュータ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩとして、通信伝送媒体５１０を介して、遮断器の開閉制御装置１００の整定値・設定値を設定することができる。

さらに、第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムでは、同期開閉制御に関連する演算を実行する開閉制御演算処理部２００と表示操作装置７００とを完全に分離する。すなわち、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０と、表示操作装置７００であるオペレータのＨＭＩとの通信に関連する演算を実行する通信演算用ＭＰＵ３１０とを完全に分離する。それ故、本システムの最重要処理である同期開閉制御に関連する演算を妨げることなく、表示操作装置７００のＨＭＩとの通信が可能となり、オペレータは必要な同期開閉制御関連データをいつでも取得することができる。

［３．第３の実施形態］
［３．１．構成］
次に、本発明の第３の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する。）構成について、図６を参照して説明する。特に、図６によれば、１００ａ〜１００ｎは、遮断器の開閉制御装置を、７００は、表示操作装置を、５００は、通信ネットワークを示しており、第３の実施形態ではこの点に特徴を有するため以下に詳述する。

なお、それ以外の主回路１０００ａ〜１０００ｎ、遮断器１１００ａ＿１〜１１００ｎ＿Ｎ、変流器１２００ａ＿１〜１２００ｎ＿Ｎ、計器用変圧器１３００ａ〜１３００ｎについては、第１の実施形態と同様の構成であるため、説明は省略し同じ符号を付すものとする。ここで、遮断器１１００ａ＿１〜１１００ｎ＿Ｎ、変流器１２００ａ＿１〜１２００ｎ＿Ｎ、計器用変圧器１３００ａ〜１３００ｎに付した符号の添字ａ〜ｎは、異なる主回路１０００ａ〜１０００ｎの添字ａ〜ｎに対応するものであり、以下において、特に必要がない場合は省略する。また、主回路１０００ａ〜１０００ｎは、同一の電気所内の異なる主回路（例えば、電圧階級の異なる複数の主回路や、同一電圧階級であっても母線が区分された２つの主回路など）でも、互いに異なる電気所間の異なる主回路でも構わない。

［３．１．１．遮断器の開閉制御装置］
まず、第３の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の主要構成部について説明する。
図６の通り、第３の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００は、変圧器１３００や主回路１０００からの系統電圧又は主回路電流の所望の位相で遮断器１１００を遮断又は投入させるための開閉制御演算処理を行なう第１領域１１０と、第１領域１１０の開閉制御演算処理結果に基づいて、遅延制御された開極指令信号、又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器１１００に対して出力する第２領域１２０と、通信ネットワーク５００を介する表示操作装置７００との間の情報の送受信や第１領域１１０との間の情報の送受信を行う第３領域１３０と、から構成されている。

ここで、第１領域１１０及び第２領域１２０の構成については、第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。

遮断器の開閉制御装置１００の第３領域１３０の実態は、通信演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）と通信Ｉ／Ｆを構成要素とする基板である通信演算処理部３００であり、主として第２の実施形態と同様である。すなわち、第３領域１３０の通信演算処理部３００は、第２の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の構成を示す図５と同様に、通信演算用ＭＰＵ３１０（マイクロプロセッサー）、ＲＡＭ３３０、ＦＲＯＭ３４０（Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ。または、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリを使用することも可。）、通信インターフェース４０などで構成されており、これらはローカルバス３２０を介して相互に接続されている。

しかしながら、第３の実施形態における遮断器の開閉制御装置１００の第３領域１３０は、通信演算処理部３００に設けられた通信インターフェース４０が、通信ネットワーク５００に接続するためのインターフェースである点で第２の実施形態と相違する。それ故、第３の実施形態における遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００は、通信ネットワーク５００を介して接続されている。

次に、遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０、第２領域１２０、第３領域１３０の接続関係について説明すると、第２の実施形態と同様に、遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０と第２領域１２０とは、パラレル伝送媒体１４０を介して接続され、第３領域１３０は、第１領域１１０とそれぞれのＭＰＵ間でデータを送受信するための伝送媒体１５０を介して接続されている。

また、遮断器の開閉制御装置１００の第３領域１３０は、第３の実施形態の特徴として、表示操作装置７００と通信ネットワーク５００を介して直接的に接続されている。すなわち、第３領域１３０の通信演算処理部３００が通信ネットワーク５００に直接的に接続されている。

これに対し、第１領域１１０と第２領域１２０では、通信ネットワーク５００を介して表示操作装置７００に直接的に接続されていない。すなわち、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００、第２領域１２０の開閉指令制御部４００及び共通入出力部９００は、通信ネットワーク７００に直接的に接続されていない。

［３．１．２．通信ネットワーク］
次に、第３の実施形態に係る通信ネットワーク５００の構成について説明する。この通信ネットワーク５００は、例えば、イーサネットＬＡＮ（「イーサネット」は登録商標）から構成され、電気所等のローカルな範囲、及び異なる電気所間の広域な範囲における各遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎ、表示操作装置７００を各々接続する。なお、一例として使用するイーサネットＬＡＮは一般的なものであり、構成の詳細な説明は省略する。

当該通信ネットワーク５００は、図示しないが、１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等のツイストペアケーブルを使った接続や、１００ＢＡＳＥ−ＦＸ等の光ファイバを使った接続を採用し、スイッチングハブやリピータ等のハブを介して、遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎ、表示操作装置７００を相互に接続する。また、接続媒体としてクロスケーブル等を使用して、１台の遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００を１対１で接続する構成を採用することも可能である。

［３．１．３．表示操作装置７００］
次に、第３の実施形態に係る表示操作装置７００の構成について図５を参照して説明する。表示操作装置７００は、図６に示す通り、主たる構成として通信処理部７１０と表示操作処理部７２０とデータ保存処理部７３０から構成される。この表示操作装置７００の実態は、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの汎用コンピュータである。

通信処理部７１０は、通信ネットワーク５００としてイーサネットＬＡＮを採用していることもあり、汎用コンピュータのイーサネットＬＡＮインターフェース回路やＬＡＮ通信用ソフトウエア等で構成される。表示操作処理部７２０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウエアとモニタ等の表示装置で構成される。データ保存処理部７３０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作するデータ保存ソフトウエアと、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶装置で構成される。

なお、汎用コンピュータ上で動作するＬＡＮ通信用ソフトウエア、表示・操作・データ処理ソフトウエア、データ保存ソフトウエア等の表示操作装置ソフトウエアは、通常は使用するコンピュータのハードウエア構成やオペレーティングシステム、関連ソフトウエアに合わせて、専用に開発する必要があるが、その一部、又は全てに対して市販されている汎用ソフトウエアを適用しても構わない。

以上のように、表示操作装置７００は、イーサネットＬＡＮインターフェース回路、表示操作装置ソフトウエアが動作できるＣＰＵ、ハードディスク等の外部記憶装置などの必要な動作条件を満足する汎用コンピュータに、表示操作装置ソフトウエアをインストールすることで実現される。特に、第３の実施形態では、以下において断らない限り、表示操作装置ソフトウエアをインストールした汎用コンピュータを表示操作装置７００として扱うものとする。

また、図示しないが、電気所内及び異なる電気所間を跨る複数の汎用コンピュータそれぞれに対して、表示操作装置ソフトウエアをインストールさせ、当該電気所内及び異なる電気所間において、複数の表示操作装置７００を構成することも可能である。さらに、電気所より上位の機関である例えば、電力所、電力センターや電力会社本店・支店などの複数の汎用コンピュータそれぞれに対して、表示操作装置ソフトウエアをインストールさせ、電気所より上位の機関に跨る表示操作装置７００を構成することも可能である。

なお、第３の実施形態では、表示操作装置７００を専用のハードウエアで実現し、通信処理部７１０、表示操作処理部７２０やデータ保存処理部７３０などを専用のハードウエア上で動作するソフトウエアとするものであっても構わない。

［３．２．作用］
次に、第３の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムの作用を説明するが、具体的な同期開閉制御動作については第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。
また、当該遮断器の開閉制御システムにおける具体的なデータ取得・保存動作、及び整定値・設定値の設定動作に関して、第３の実施形態では、複数の遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎと表示操作装置７００が通信ネットワーク５００を介して相互に接続されているため、この通信ネットワーク５００を介して同期開閉関連データや整定値・設定値が送受信される。それ以外の具体的なデータ取得・保存動作、及び整定値・設定値の設定動作は第２の実施形態と同様であるため説明は省略する。

［３．３．効果］
以上のような第３の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置システムは、第１及び２の実施形態が有する効果に加えて、以下のような効果を奏する。
第３の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００に接続された表示操作装置７００では、汎用コンピュータ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として、通信ネットワーク５００を介して、遠隔から容易に同期開閉制御関連データを取得・保存することができる。また、オペレータは、この表示操作装置７００により、汎用コンピュータ上で動作する表示・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩとして、通信ネットワーク５００を介して、遠隔から容易に遮断器の開閉制御装置１００の整定値・設定値を設定することができる。

さらに、図示しないが、表示操作装置７００を搭載した複数の汎用コンピュータを複数の電気所に配置し、通信ネットワーク５００を介してこれらを相互に接続することで、当該表示操作装置７００を搭載した何れの汎用コンピュータからも任意の遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎへのアクセスが可能となる。これにより、何れの汎用コンピュータからも任意の遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎの同期開閉制御関連データを取得・保存することが可能となると共に、整定値・設定値を設定することも可能となる。

また、汎用コンピュータに相互にアクセスすることで、代表する１台、あるいは数台の表示操作装置７００を、データサーバとして運用し、このデータサーバにおいて、同期開閉制御関連データ及び整定値・設定値等を共有することも可能である。

なお、当然のことながら、通信ネットワーク５００を用いているため、ＨＭＩ上で対象となる遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎを切り換えることができ、複数の主回路１０００に設置された遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎのメンテナンスや、各種同期開閉制御関連データ収集を行うための通信手段の物理的な切換え作業が発生することはない。それ故、高速な通信ネットワーク５００（例えば、イーサネットＬＡＮ）を使用することにより、従来の遮断器の開閉制御装置と比して、遠方からの使い勝手が良く、効率良くメンテナンス及びデータ収集が可能な遮断器の開閉制御装置及び遮断器の開閉制御システムを提供することが可能となる。

［４．第４の実施形態］
［４．１．構成］
次に、本発明の第４の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する。）構成について、図７を参照して説明する。特に、図７によれば、１００ａ〜１００ｎは、遮断器の開閉制御装置を、７００は、表示操作装置を、５５０は、無線通信ネットワークを示しており、第４の実施形態ではこの点に特徴を有するため以下に詳述する。なお、それ以外の主回路１０００ａ〜１０００ｎ、遮断器１１００ａ＿１〜１１００ｎ＿Ｎ、変流器１２００ａ＿１〜１２００ｎ＿Ｎ、計器用変圧器１３００ａ〜１３００ｎについては、第１の実施形態と同様の構成であるため、説明は省略し同じ符号を付すものとする。

［４．１．１．遮断器の開閉制御装置］
第４の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００では、図７に示す通り、同一の電気間、あるいは異なる電気所間に設けられた遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎの各々の通信演算処理部３００に対して、無線通信手段５０を内蔵する点に特徴を有する。この無線通信手段５０は、第２の実施形態で示した通信インターフェース４０の全て、あるいは、その一部を無線通信用に置き換えたものである。

そのため、第４の実施形態において、この無線通信手段５０と、有線の通信インターフェース４０を併用することも可能である。なお、この無線通信手段５０以外の遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎの構成は、第３の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

また、図７では、当該無線通信手段５０を第３領域１３０の通信演算処理部３００に内蔵する構成を採用しているが、この無線通信手段５０を遮断器の開閉制御装置１００の外部に設けるシステム構成としても構わない。このようなシステム構成を採用する場合は、遮断器の開閉制御装置１００に第３の実施形態と同様のものを適用し、当該遮断器の開閉制御装置１００内の通信インターフェース４０と外部に設けた無線通信手段５０とを有線のイーサネットＬＡＮ等で接続する。

［４．１．２．表示操作装置］
第４の実施形態に係る表示操作装置７００は、図７に示す通り、通信処理手段として無線通信処理部７５０が内蔵されている点に特徴を有する。この無線通信処理部７５０は、汎用コンピュータの無線ＬＡＮインターフェース回路や無線ＬＡＮ通信用ソフトウエア等で構成される。特に、無線通信処理部７５０は、第３の実施形態で示した通信処理部７１０の全て、あるいは、その一部を無線通信用に置き換えたものである。

そのため、当該無線通信処理部７５０と有線の通信処理部７１０の併用、具体的には、汎用コンピュータの無線ＬＡＮインターフェース回路と有線のイーサネットＬＡＮインターフェースを併用することも可能である。なお、この無線通信処理部７５０以外の表示操作装置７００の構成は、第３の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

また、図７によれば、表示操作装置７００の内部に当該無線通信処理部７５０を内蔵する構成を採用しているが、この無線通信処理部７５０を表示操作装置７００の外部に設けるシステム構成としても構わない。このようなシステム構成を採用する場合は、表示操作装置７００を構成する汎用コンピュータに第３の実施形態と同様のものを適用し、無線ＬＡＮ装置と汎用コンピュータとを有線のイーサネットＬＡＮやＵＳＢインターフェース等で接続する。

［４．１．３．無線通信ネットワーク］
第４の実施形態の特徴でもある無線通信ネットワーク５５０は、無線ＬＡＮから構成されており、電気所等のローカル範囲に設けられた遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎと表示操作装置７００を各々接続する。

なお、図７によれば、無線通信ネットワーク５５０のみから通信ネットワークを構成しているが、メディアコンバータやハブ等を介して、有線の通信ネットワーク５００と無線通信ネットワーク５５０を混在させても構わない。また、表示操作装置７００と遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎの一部を有線のイーサネットＬＡＮにより接続し、それ以外を無線ＬＡＮにより相互に接続することも可能である。さらに、この無線通信ネットワーク５５０を、無線ＬＡＮと接続可能なスイッチングハブやリピータなどを介して広域ネットワークと接続する態様も第４の実施形態では包含する。

このように、無線通信ネットワーク５５０のみを用いるのではなく、有線の通信ネットワーク５００と混在させ、さらに、広域ネットワークと接続することで、電気所間を跨る複数の遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎと表示操作装置７００を相互に接続させることも可能である。なお、言うまでもないが、無線通信ネットワーク５５０を用いることで、遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００とを１対１の無線で接続しても構わない。

［４．２．作用］
第４の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムの作用に関しては、無線通信ネットワーク５５０を使用していること以外、第３の実施形態と作用が同様であるため、説明を省略する。

［４．３．効果］
以上のような第４の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムは、第１〜３の実施形態が有する効果に加えて、以下のような効果を奏する。
第４の実施形態では、無線通信ネットワーク５５０を使用することで、遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００とを無線で接続するため、有線のケーブルを敷設する手間が省くことができる。特に、一般的に遮断器の開閉制御装置を既設の開閉装置に接続する場合には、ケーブルの敷設が困難であるケースが想定されるが、第４の実施形態に係る発明を適用することで、ケーブルの敷設が不要となり、工事が容易になると共にコストも削減することが可能である。

また、無線通信ネットワーク５５０を用いて、遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００とを１対１で接続した場合には、ケーブル接続が不要なため、両者を容易に接続させることが可能となり、表示操作装置７００における各種操作の利便性を向上させることができる。それ故、遮断器の開閉制御装置１００や遮断器１１００の定期点検時において、現場にて遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００とを１対１で容易に接続することで、データの収集や動作チェックなどを実施する際の作業の効率化を図ることが可能となる。

［５．第５の実施形態］
［５．１．構成］
次に、本発明の第５の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する。）構成について、図８を参照して説明する。なお、図８に示す通り、遮断器の開閉制御装置１００ａ〜１００ｎ、表示操作装置７００、通信ネットワーク５００の主たる構成は、第３の実施形態と同様であるため、説明は省略するが、下記の点で第５の実施形態は第３の実施形態と相違する特徴を有している。

１点目として、第５の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００の通信演算処理部３００にウェブサーバー８００を実装している。このウェブサーバー８００は、図５で示した、遮断器の開閉制御装置１００の通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０上で動作する、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）による情報送信機能を有するソフトウェアである。

２点目として、第５の実施形態では、表示操作装置７００にウェブブラウザ８１０を実装している。このウェブブラウザ８１０は、汎用コンピュータで構成される表示操作装置７００のＣＰＵ上で動作する表示・操作・データ表示ソフトウエアであり、前記ウェブサーバー８００が送信する情報を取り寄せて表示させる。なお、当該このウェブブラウザ８１０には、インターネットエクスプローラ等の市販のウェブブラウザソフトを適用することも可能である。

３点目として、第５の実施形態では、インターネットやイントラネット（ＴＣＰ／ＩＰプロトコル）を適用した通信ネットワーク５００を採用する。また、遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００間で、同期開閉制御関連データや設定値・整定値をファイルとして送受信する場合には、この通信ネットワーク５００にＦＴＰやＨＴＴＰプロトコルを適用する態様も包含する。なお、第４の実施形態と同様ではあるが、遮断器の開閉制御装置１００と表示操作装置７００間の通信手段に、無線通信ネットワーク５５０を適用することも可能である。

［５．２．作用］
次に、第５の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムの作用を説明するが、具体的な同期開閉制御動作については第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。また、当該遮断器の開閉制御システムにおける具体的なデータ取得・保存動作、及び整定値等の設定動作については、第３及び４の実施形態と同様の作用が得られると共に下記のような作用を有している。

具体的には、第５の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００の通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、当該通信演算処理部３００に内蔵したウェブサーバー８００を実行しており、当該ウェブサーバー８００には、遮断器開閉動作の前後の主回路電流波形、遮断器開閉動作の前後の系統電圧波形、遮断器のストローク波形、遮断器の開閉動作時間、遮断器の状態データ（操作圧力、温度、制御電圧等）などの同期開閉制御関連データが、ＨＴＭＬ文書やＸＭＬ文書等の形態で蓄積されている。

ここで、表示操作装置７００で動作するウェブブラウザ８１０からのデータの取得要求があった場合には、この要求に応じて、通信演算処理部３００のウェブサーバー８００は、インターネットやイントラネット等から構成される通信ネットワーク５００を通じて、上記同期開閉制御関連データを表示操作装置７００に送信する。表示操作装置７００では、同期開閉制御関連データを受信すると、ウェブブラウザ８１０上に当該同期開閉制御関連データを、例えば一覧表の態様で表示させる。

なお、表示操作装置７００において、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（「Ｊａｖａ」は登録商標）などを利用することで波形データをグラフ表示させることも可能であり、それ故、オペレータは、ウェブブラウザ８１０をＨＭＩとして、同期開閉制御関連データなどを閲覧することができる。なお、このウェブブラウザ８１０をＨＭＩとして、受信した同期開閉制御関連データをハードディスクなどの外部記憶装置であるデータ保存処理部７３０に保存する態様ももちろん包含する。

また、第５の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００における整定値・設定値の設定について、表示操作装置７００に内蔵されたウェブブラウザ８１０をＨＭＩとして実行する。具体的には、このウェブブラウザ８１０に整定値・設定値が入力されると、当該整定値・設定値は、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワーク５００を通じて、遮断器の開閉制御装置１００の通信演算処理部３００のウェブサーバー８００に送信される。あるいは、ウェブブラウザ８１０に整定値・設定値が入力されなくても、表示操作装置７００内にファイルなどの形態で整定値・設定値が保存されていれば、この整定値・設定値が通信ネットワーク５００を通じて遮断器の開閉制御装置１００の通信演算処理部３００のウェブサーバー８００に送られる。

通信演算処理部３００のウェブサーバー８００に整定値・設定値が送られると、図５に示した通信演算用ＭＰＵ３１０が、この整定値・設定値をＦＲＯＭ３４０に保存する。なお、第５の実施形態では、ネットワーク利用上のセキュリティを確保するために、ウェブサーバー８００にパスワードを設定することで、使用制限を設けることも可能である。また、以上に示したウェブサーバー８００とウェブブラウザ８１０の機能は一例であり、本発明では、その他の一般的なウェブサーバーやウェブブラウザの機能も包含する。

［５．３．効果］
以上のような第５の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムは、第１〜４の実施形態が有する効果に加えて、以下のような効果を奏する。
第５の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００の通信演算処理部３００にウェブサーバー８００を、表示操作装置７００にウェブブラウザ８１０を実装しているので、この表示操作装置７００におけるＨＭＩソフトとして、例えばインターネットエクスプローラ等の市販のウェブブラウザソフトを使用することが可能となる。

これにより、オペレータは、表示操作装置７００（ＨＭＩ用のコンピュータなど）において、専用の通信用ソフトウエアとメンテナンス用ソフトウエアをインストールする必要がなくなり、また、メーカは、専用の通信用ソフトウエアとメンテナンス用ソフトウエアをＣＤ−ＲＯＭ等でユーザに提供する必要もなくなる。それ故、オペレータは、現在一般的に普及しているマイクロソフト社製のＷｉｎｄｏｗｓＯＳ（「Ｗｉｎｄｏｗｓ」は、登録商標）やアップル社製のＭａｃＯＳ（「Ｍａｃ」は、商標）と、インターネットエクスプローラとがインストールされたパソコンさえあれば、容易に遮断器の開閉制御装置１００に接続することが可能となり、オペレータによる各種操作の利便性は格段に向上する。

［６．第６の実施形態］
［６．１．構成］
次に、本発明の第６の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する。）構成について、図９を参照して説明する。
第６の実施形態では、図９の遮断器の開閉制御装置１００の詳細ブロック図に示すように、第３領域１３０の通信演算処理部３００内に設けれたＦＲＯＭ３４０において、当該ＦＲＯＭ３４０のデータ保存領域が、遮断器１１００＿１用から遮断器用１１００＿Ｎまでの複数のデータ保存領域（ここではＮ領域）に分割されている点に構成上の特徴を有する。

具体的には、図９の通り、ＦＲＯＭ３４０内において、遮断器１１００＿１の同期開閉制御関連データの保存領域として、ＦＲＯＭ３４０の＃１遮断器データ保存領域３４１＿１が設けられている。同様に、ＦＲＯＭ３４０内には、遮断器１１００＿Ｎの同期開閉制御関連データの保存領域として、＃Ｎ遮断器データ保存領域３４１＿Ｎが設けられている。このように、遮断器１１００＿１〜遮断器１１００＿Ｎに対応した＃１遮断器データ保存領域３４１＿１〜＃Ｎ遮断器データ保存領域３４１＿Ｎが設けられている。

また、ＦＲＯＭ３４０内に設けられた＃１遮断器データ保存領域３４１＿１〜＃Ｎ遮断器データ保存領域３４１＿Ｎには、遮断器１１００の動作頻度や重要度に応じて異なるメモリサイズをそれぞれ割り当てる態様も構成上包含する。例えば、動作頻度や重要度が高い遮断器１１００＿Ｘ（Ｘ：１〜Ｎ）のデータ保存領域３４１＿Ｘ（Ｘ：１〜Ｎ）に対して、大きなメモリサイズを割り当てた態様がこれに該当する。

また、第６の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００に設定するの整定値・設定値の保存領域に対しても上記と同じように、ＦＲＯＭ３４０において、遮断器１１００＿１用から遮断器１１００＿Ｎ用までに分割した複数の整定値・設定値保存領域（Ｎ領域以上）を設けた構成を包含する。

なお、第６の実施形態では、上記のようなデータ保存領域をＦＲＯＭ３４０以外の不揮発性メモリ上に構成しても構わない。
また、第６の実施形態では、上記に示したようなＦＲＯＭ３４０以外の構成は、第２〜５の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

［６．２．作用］
次に、第６の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムの作用を説明するが、具体的な同期開閉制御動作については第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。また、当該遮断器の開閉制御システムにおける具体的なデータ取得・保存動作、及び整定値等の設定動作については、第２〜５の実施形態と同様の作用が得られると共に下記のような作用を有している。

第６の実施形態では、遮断器１１００の同期開閉制御を実行した場合、第３領域１３０の通信演算処理部３００の通信演算用ＭＰＵ３１０は、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００から転送された同期開閉制御関連データを、対応する制御対象の遮断器１１００毎に分類した上で、ＦＲＯＭ３４０に保存する。

具体的には、例えば、＃Ｘ回線の遮断器１１００＿Ｘ（Ｘ：１〜Ｎ）に対して同期開閉制御を行った場合には、まず、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００は、＃Ｘ回線の遮断器１１００＿Ｘの認識フラグを同期開閉制御関連データに付与した上で、通信演算用ＭＰＵ３１０に転送する。そして、この通信演算用ＭＰＵ３１０は、同期開閉制御関連データに付与された＃Ｘ回線の遮断器１１００＿Ｘの認識フラグを参照することで、このデータをＦＲＯＭ３４０の＃Ｘ回線遮断器データ保存領域３４１＿Ｘに保存する。

また、遮断器の開閉制御装置１００において、通信ネットワーク５００を経由して表示操作装置７００からデータ送信の要求を受けた場合には、第３領域１３０の通信演算用ＭＰＵ３１０は、この要求された遮断器の同期開閉制御関連データを表示操作装置７００に送信する。例えば、＃Ｘ回線の遮断器１１００＿Ｘに関する同期開閉制御データの要求が合った場合は、通信演算用ＭＰＵ３１０は、ＦＲＯＭ３４０内の＃Ｘ遮断器データ保存領域３４１＿Ｘに保存されているデータを読み出し、これを通信ネットワーク５００を通じて表示操作装置７００に送信する。

［６．３．効果］
以上のような第６の実施形態に係る遮断器の開閉制御システムは、第２〜５の実施形態が有する効果に加えて、以下のような効果を奏する。
第６の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００では、通信演算処理部３００のＦＲＯＭ３４０において、＃１回線の遮断器１１００＿１から＃Ｎ回線の遮断器１１００＿Ｎのデータ保存領域を分割しているので、動作頻度が高い遮断器１１００が多数回動作する場合であっても、動作頻度が低い遮断器１１００の同期開閉制御関連データが上書き破棄されることを防止することができる。

それ故、同期開閉制御関連データのＦＲＯＭ３４０への保存の際に、当該ＦＲＯＭ３４０のデータ保存領域の保存容量には限りがあるとして、データ保存領域の保存容量を超えて新しいデータを保存した場合に古いデータが上書き破棄されてしまうといった従来からの問題を解消することができる。すなわち、データ保存領域が、＃１回線の遮断器１１００＿１から＃Ｎ回線の遮断器１１００＿Ｎで共通である場合には、動作頻度が高い遮断器の同期開閉制御関連データが、動作頻度の低い遮断器の同期開閉制御関連データに対して上書き保存されるので、第６の実施形態では、データ保存領域を分割することで、動作頻度の低い遮断器の同期開閉制御関連データについても、動作頻度が高い遮断器と同様にＦＲＯＭ３４０に保存しておくことができる。

また、第６の実施形態では、動作頻度が高い遮断器や重要度が高い遮断器に対して、ＦＲＯＭ３４０上の保存領域のメモリサイズを大きく割り当てることができるので、運用に準じた柔軟なデータ管理を行なうことが可能となる。

［７．第７の実施形態］
［７．１．構成］
次に、本発明の第７の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する。）構成について説明する。第７の実施形態では、遮断器の開閉制御装置１００の第２領域１２０に実装される開閉指令制御部４００に対応する基板を、後からでも追加できるよう当該遮断器の構成制御装置が構成されている点に構成上の特徴を有する。なお、上記以外の構成は、第１〜６の実施形態と同様であるため詳細説明は省略し同じ符号を付すものとする。

具体的には、遮断器の開閉制御装置１００は、対応可能な最大遮断器台数Ｍが決まっており、その台数分の基板の設置スペースが確保されている。そのため、例えば、既にＮ枚の開閉指令制御部４００に対応する基板が実装されている場合には、（Ｍ−Ｎ）枚分の基板の設置スペースである空きスロットを遮断器の開閉制御装置１００内に有している。

また、遮断器の開閉制御装置１００は、図示しないが、実際に装備された開閉指令制御部４００に対応する基板の枚数を設定値として保存する基板枚数設定部を有しており、現在対応している遮断器１１００の台数がＮ台の場合には、開閉指令制御部４００に対応する基板の実装枚数もＮ枚であるため、このＮ枚を設定値として保存する。この基板の枚数を設定値として保存する基板枚数設定部は、当該基板の枚数に変更が生じた場合には、変更後の基板の枚数を、対応可能な最大遮断器台数の範囲内で再登録する機能を有している。

［７．２．作用］
次に、第７の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の作用を以下に説明する。第７の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の同期開閉制御動作は、第１の実施形態と同様の作用を有する共に下記のような作用を有している。なお、第１の実施形態と共通する工程は説明を省略する。

第７の実施形態では、前提として、遮断器の開閉制御装置１００の対応可能な最大遮断器台数をＭ台とし、当該遮断器の開閉制御装置１００は、その台数分（Ｍ台）の基板の設置スペースを有するものとする。また、遮断器の開閉制御装置１００には、開閉指令制御部４００に対応する基板の実装枚数Ｎが設定値として保存されているものとする。

ここで、遮断器の開閉制御装置１００の空きスロットに、開閉指令制御部４００に対応する基板をＡ枚追加する場合、同時に、基板枚数設定手段により、実装基板枚数の設定値が（Ｎ＋Ａ）に変更される。なお、（Ｎ＋Ａ）は、対応可能な最大設定値であるＭ以下であるとする。そして、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００において、この設定値（Ｎ＋Ａ）が参照されることで、通常通り、＃１回線の遮断器１１００＿１〜＃（Ｎ＋Ａ）回線の遮断器１１００＿（Ｎ＋Ａ）に対する開閉制御演算処理が行われる。すなわち、この設定値（Ｎ＋Ａ）を参照して、当該（Ｎ＋Ａ）台の遮断器１１００に対応した開閉指令制御部４００＿１〜４００＿（Ｎ＋Ａ）が動作する。これ以降の開閉制御動作は第１の実施形態と共通する。

［７．３．効果］
以上のような第７の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００は、第１〜６の実施形態が有する効果に加えて、以下のような効果を奏する。
第７の実施形態では、例えば、電気所等の建設において、後から回線、すなわち遮断器を増設する場合であっても、増設分の遮断器用の開閉指令制御部４００に対応する基板を遮断器の開閉制御装置１００の空きスロットに挿入し、実装基板枚数の設定値を変更することができるので、容易に遮断器の増設に対応することが可能となる。すなわち、従来のように、遮断器を増設した際に、それに対応して遮断器の開閉制御装置を追加で設置する必要はなく、当該増設に際して、極めて経済的に最小限の工事で遮断器の開閉制御装置を追加設置することができる。

また、もともと遮断器の開閉制御装置１００が適用されていない既設の遮断器１１００に対しても、後から遮断器の開閉制御装置１００の追加適用を行うことが容易に可能となる。この場合も、経済的に、かつ新たな設置スペースを必要とすることなく、最小限の工事で遮断器の開閉制御装置を追加設置することが可能である。

［８．第８の実施形態］
［８．１．構成］
次に、本発明の第８の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する。）構成について、図１０を参照して説明する。
図１０に示すように、１００ａ〜１００ｎが、遮断器の開閉制御装置であり、７００が、表示操作装置であり、５００が、通信ネットワークである。なお、第８の実施形態における表示操作装置７００と、通信ネットワーク５００の構成は、第５の実施形態と同様であるため説明は省略する。

［８．１．１．主回路等の構成］
１０００ａ〜１０００ｎは、主回路であるが、母線と＃１変圧器回線から＃Ｎ変圧器回線と、図示しないその他の送電線用回線や調相用回線などから構成されている。また、３０００ａ＿１〜３０００ｎ＿Ｎは、それぞれ＃１変圧器から＃Ｎ変圧器であり、３１００ａ＿１〜３１００ｎ＿Ｎは、それぞれ＃１変圧器回線から＃Ｎ変圧器回線の３相一括操作型遮断器（以下、特に断りの無い限り、単に遮断器と表記する。）である。

３３００ａ＿１〜３３００ｎ＿Ｎは、それぞれ＃１変圧器回線から＃Ｎ変圧器回線の３相分の変圧器端子電圧測定用計器用変圧器（以下、特に断りの無い限り、単に変圧器側計器用変圧器と表記する。）であり、１３００は、第１〜７の実施形態と同様に、母線に接続された３相分の計器用変圧器である。

なお、その他の断路器、接地開閉器、変流器等は省略しているが、主回路１０００ａ〜１０００ｎには、電気所の開閉装置を構成する一般的な機器が接続されているものとする。また、この主回路１０００ａ〜１０００ｎは、同一電気所内の異なる主回路（例えば、電圧階級の異なる複数の主回路や、同一電圧階級であっても、母線が区分された２つの主回路など）でも、互いに異なる電気所間の異なる主回路でも構わない。また、本発明は、３相の主回路１０００に対して動作・作用するものであり、以下において、特に断りが無い限り、その対象を３相の主回路１０００とする。

２０００ａ＿１〜２０００ｎ＿Ｎは、それぞれ＃１変圧器回線から＃Ｎ変圧器回線の保護リレー装置やＢＣＵ（Ｂａｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などの上位装置である。

ここで、変圧器３０００、３相一括操作型遮断器３１００、変圧器端子電圧測定用計器用変圧器３３００、上位装置２０００に付された符号の添字ａ〜ｎは、異なる主回路１０００ａ〜１０００ｎに対応することを示しており、以下において、特に説明の必要が無い場合は省略する。また、変圧器３０００、３相一括操作型遮断器３１００、変圧器端子電圧測定用計器用変圧器３３００、上位装置２０００に付された符号の添字＿１〜＿Ｎは、＃１変圧器回線〜＃Ｎ変圧器回線に対応していることを表しており、以下において、特に説明の必要が無い場合は省略する。

［８．１．２．遮断器の開閉制御装置の構成］
次に、第８の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の主要構成部を図１０及び１１を参照して説明する。 遮断器の開閉制御装置１００は、変圧器１３００や主回路１０００からの系統電圧の所望の位相で３相一括操作型遮断器３１００を遮断又は投入させるための開閉制御演算処理を行なう第１領域１１０と、第１領域１１０の開閉制御演算処理結果に基づいて、遅延制御された開極指令信号、又は遅延制御された閉極指令信号を３相一括操作型遮断器３１００に対して出力する第２領域１２０と、通信伝送媒体５１０を介する表示操作装置７００と間の情報の送受信や第１領域１１０と間の情報の送受信を行う第３領域１３０と、から構成されている。

ここで、遮断器の開閉制御装置１００の第１領域１１０の実態は、開閉制御演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）とメモリを構成要素とする基板である開閉制御演算処理部２００であり、主として第５の実施形態と同様の構成を有するが、第８の実施形態では、下記の点で第５の実施形態と相違し、特徴を有している。なお、第５の実施形態と同様な構成については説明を省略し同じ符号を付すものとする。

第８の実施形態では、図１０及び図１１に示す通り、第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０（マイクロプロセッサー）に、残留磁束計測部３２１０が実装されている。特に、この残留磁束計測部３２１０は、開閉制御演算用ＭＰＵ２１０上で動作するソフトウエアからなり、変圧器側計器用変圧器３３００からの３相変圧器端子電圧をデジタル積分することにより、３相の変圧器残留磁束を算出する。

遮断器の開閉制御装置１００の第２領域１２０の実態は、ＡＣ入力回路、センサ入力回路、ＤＩ（デジタル）入力回路、開閉指令出力部を構成要素とする基板であるＮ枚の開閉指令制御部４００＿１〜４００＿Ｎと、故障警報用のＤＯ（デジタル）接点出力など、各回線で共通の入出力回路を構成要素とする基板である共通入出力部９００とであり、主として第５の実施形態と同様であるが、第８の実施形態では、下記の点で第５の実施形態と相違し、特徴を有している。なお、第５の実施形態と同様な構成については説明を省略し同じ符号を付すものとする。

第８の実施形態では、第２領域１２０の開閉指令制御部４００内のＡＣ入力回路４１０は、図１０及び図１１に示す通り、母線側計器用変圧器１３００からの母線側電圧１相、及び変圧器側計器用変圧器３３００からの変圧器端子電圧３相が入力される態様で構成されている。

また、第２の領域１２０の開閉指令制御部４００内の開閉指令出力部１０は、適用対象遮断器の３相一括操作型遮断器３１００であることを考慮し、図１１に示すように１台の３相一括操作型遮断器３１００に対して１量を出力する態様をとる。それ故、開閉指令制御部４００＿１から４００＿Ｎに対応する各基板に実装される半導体スイッチは、図１１の通り、各基板当たり１個（すなわち、遮断器１台に対して１個）であれば足りる。

なお、第８の実施形態に係る第３領域１３０の構成は、第５の実施形態と同様であるため、説明を省略し同じ符号を付すものとする。

［８．２．作用］
次に、第８の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の作用を説明するが、具体的な同期開閉制御動作について、主たる作用は第１〜７の実施形態と同様であるため、相違点のみ以下に説明する。なお、当該遮断器の開閉制御装置１００における具体的なデータ取得・保存動作、及び整定値等の設定動作については、第２〜７の実施形態と同様であるため説明を省略する。

［８．２．１．残留磁束計測動作］
第１に、第８の実施形態では、残留磁束計測機能を有する点で第１〜７の実施形態と相違する。第８の実施形態における遮断器の開閉制御装置１００では、変圧器回線用の３相一括操作型遮断器３１００を制御対象にするため、変圧器側計器用変圧器３３００を主回路１０００から電気的に切り離した時の当該変圧器の残留磁束を計測する残留磁束計測機能を有している。

具体的には、この遮断器の開閉制御装置１００の残留磁束計測機能は、第１領域１１０の開閉指令制御部４００内の開閉制御演算用２１０ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）に実装された残留磁束計測部３２１０のデジタル演算機能により実現される。特に、この残留磁束計測部３２１０では、変圧器側計器用変圧器３３００からの３相変圧器端子電圧を計測し、変圧器を電気的に切り離した後の当該３相変圧器端子電圧をデジタル積分演算することで、３相の変圧器残留磁束を算出する。

なお、このような変圧器残留磁束の演算は、制御対象である３相一括操作型遮断器３１００に接続されている全ての変圧器に対して個別に演算する。ここで、残留磁束計測部３２１０が計測する変圧器残留磁束は、一例として、次式に基づいて算出される。

［数３］

ここで、Φ（ｔ）は変圧器磁束、ｖ_transformer（ｔ）は変圧器端子電圧、φｒは残留磁束である。

なお、変圧器残留磁束は、上記［数３］の通り、変圧器端子電圧を積分演算することによって求められるが、変圧器端子電圧をデジタル積分演算する際の積分アルゴリズムについては、いかなるアルゴリズムを適用することも可能である。

［８．２．２．遮断器の開閉制御動作］
第２に、第８の実施形態では、制御対象を３相一括操作型遮断器とする点で遮断器の開閉制御動作が第１〜７の実施形態と相違する。具体的には、第８の実施形態における遮断器の開閉制御装置１００では、３相一括操作型遮断器を制御対象として次のように開閉制御演算が行われる。

第１領域１１０の開閉制御演算処理部２００内の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０（マイクロプロセッサー）は、１相の母線側電圧の零クロス点のタイミングを基準として、３相一括操作型遮断器３１００＿１〜３相一括操作型遮断器３１００＿Ｎに対して、各１量の同期遅延カウント値Ｄ＿１〜Ｄ＿Ｎを算出する。そして、各遮断器３１００に対応する開閉指令制御部４００＿Ｘ（Ｘ：１〜Ｎ）の開閉指令出力制御部４５０＿Ｘ内のハードウエアカウンタ２０＿Ｘは、１量の同期遅延カウント値Ｄ＿Ｘをカウントし、所定のタイミングで開閉指令出力部１０＿Ｘの半導体スイッチをＯＮ動作させる。

なお、変圧器回線用の遮断器３１００が制御対象であるため、開閉制御演算処理における同期閉極制御のための目標投入位相の算出は、残留磁束計測部３２１０で算出される変圧器残留磁束に基づいて決定される。
上記の点以外は、遮断器の開閉制御動作は、第１〜７の実施形態と同様である。

［８．３．効果］
以上のような第８の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００は、第１〜７の実施形態が有する効果に加え、以下のような効果を奏する。
第８の実施形態では、変圧器回線用の３相一括操作型遮断器３１００を制御対象として構成されているので、配電系統などの低位系統において３相一括操作型遮断器を使用する場合であっても容易に当該遮断器を適用可能であり、また、適用対象を配電系統など低位系統の変圧器回線に限定した場合には、より省スペースで、より経済的な同期開閉制御装置の導入も容易に可能となる。

［９．第９の実施形態］
［９．１．構成］
次に、本発明の第９の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置とその周辺回路のシステム（遮断器の開閉制御システムと称する）構成について、図１２を参照して以下に説明する。第９の実施形態では、図１２に示すように、遮断器の開閉制御装置１００に対して特定の方法により入力結線された変圧器側計器用変圧器３３５０に特徴を有する。なお、それ以外の構成は、第８の実施形態と同様であるため説明を省略し同じ符号を付すものとする。

図１２に示すように、変圧器３０００は、１次側がＹ結線、２次側がΔ結線のものを採用する。ここで、第９の実施形態では、この変圧器３０００に対して、３相一括操作型遮断器３１００を、当該変圧器３０００の１次側に接続し、特に、変圧器側計器用変圧器３３５０を、当該変圧器３０００の２次側に接続する。そのため、変圧器３０００の２次側に接続された変圧器側計器用変圧器３３５０の出力は遮断器の開閉制御装置１００に入力される。

つまり、図１２の通り、変圧器３０００の２次側に接続された変圧器側計器用変圧器３３５０は、遮断器３１００の開閉制御装置１００に接続するにあたり、当該変圧器計器用変圧器３３５０の出力がΔ−Ｙ変換されるように結線されている。

［９．２．作用］
次に、第９の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００の作用を以下に説明する。第９の実施形態では、主たる作用は第８の実施形態と同様であるが、変圧器３０００の残留磁束を算出する際のもとになる当該変圧器３０００電圧の入力態様が第８の実施形態と異なるので、この点の作用を以下に説明する。なお、第８の実施形態と共通する作用については説明を省略する。

第９の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００においても、変圧器回線用の３相一括操作型遮断器３１００が制御対象の場合には、第８の実施形態と同様に、変圧器３０００の残留磁束を計測する。そのため、変圧器側計器用変圧器３３５０において、変圧器３０００の残留磁束を計測するに際し、当該変圧器３０００の１次側の変圧器端子電圧を計測する必要がある。

ここで、図１２の通り、当該変圧器側計器用変圧器３３５０には、変圧器３０００の２次側電圧が直接的に出力されているが、この変圧器側計器用変圧器３３５０は、出力がΔ−Ｙ変換されるように遮断器の開閉制御装置１００に結線されているので、当該遮断器の開閉制御装置１００に入力される変圧器電圧は当該変圧器３０００の１次側電圧に相当することになる。

それ故、開閉制御演算処理部２００の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０内に実装された残留磁束計測部３２１０は、入力された変圧器３０００の電圧をそのまま積分演算することで、残留磁束を算出する。

［９．３．効果］
以上のような第９の実施形態に係る遮断器の開閉制御装置１００は、第８の実施形態が有する効果に加えて、以下のような効果を奏する。
第９の実施形態によれば、変圧器３０００の２次側に接続された変圧器側計器用変圧器３３５０は、遮断器３１００の開閉制御装置１００に接続するにあたり、当該変圧器側計器用変圧器３３５０の出力がΔ−Ｙ変換されるように結線されているので、当該変圧器３０００の２次側端子電圧から１次側端子電圧を得るための、遮断器の開閉制御装置１００の内部におけるΔ−Ｙ変換演算処理を省略することができる。

そのため、遮断器の開閉制御装置１００の内部処理としてΔ−Ｙ変換演算を行なった場合の開閉制御演算用ＭＰＵ２１０への高負荷や、高性能なＭＰＵが必要となるといった問題を解消することができる。また、変圧器３０００の２次側に接続された変圧器側計器用変圧器３３５０の出力電圧を用いる場合であっても、当該変圧器３０００の残留磁束を容易に計測することが可能となる。

本発明の第１の実施形態における遮断器の開閉制御装置と周辺回路のシステム構成図 本発明の第１の実施形態における遮断器の開閉制御装置の詳細ブロック図 本発明の第１の実施形態における同期閉極制御のタイミングチャート 本発明の第２の実施形態における遮断器の開閉制御装置と周辺回路のシステム構成図 本発明の第２の実施形態における遮断器の開閉制御装置の詳細ブロック図 本発明の第３の実施形態における遮断器の開閉制御装置と周辺回路のシステム構成図 本発明の第４の実施形態における遮断器の開閉制御装置と周辺回路のシステム構成図 本発明の第５の実施形態における遮断器の開閉制御装置と周辺回路のシステム構成図 本発明の第６の実施形態における遮断器の開閉制御装置の詳細ブロック図 本発明の第８の実施形態における遮断器の開閉制御装置と周辺回路のシステム構成図 本発明の第８の実施形態における遮断器の開閉制御装置の詳細ブロック図 本発明の第９の実施形態における遮断器の開閉制御装置の変圧器側計器用変圧器の入力結線方法を示す図

符号の説明

１０…開閉指令出力部
２０…ハードウェアカウンタ
３０…ＤＰＲＡＭ
４０…通信インターフェース
５０…無線通信手段
１００…開閉制御装置
１１０…第１領域
１２０…第２領域
１３０…第３領域
１４０…パラレル伝送媒体
１５０…伝送媒体
２００…開閉制御演算処理部
２１０…開閉制御演算用ＭＰＵ
２２０…ローカルバス
３００…通信演算処理部
３１０…通信演算用ＭＰＵ
３２０…ローカルバス
３３０…ＲＡＭ
３４０…ＦＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ）
３４１…遮断器データ保存領域
４００…遮断器用開閉指令制御部
４１０…ＡＣ入力回路
４２０…センサ入力回路
４３０…ＤＩ入力回路
４４０…入力制御部
４５０…開閉指令出力制御部
５００…通信ネットワーク
５１０…通信伝送媒体
５５０…無線通信ネットワーク
７００…通信ネットワーク
７００…表示操作装置
７１０…通信処理部
７２０…表示操作処理部
７３０…データ保存処理部
７５０…無線通信処理部
８００…ウェブサーバー
８１０…ウェブブラウザ
９００…共通入出力部
９１０…ＤＯ出力回路
９２０…ＬＥＤ制御回路
１０００…主回路
１１００…遮断器
１１１０…遮断器駆動コイル
１２００…変流器
１３００…計器用変圧器
１３００…母線側計器用変圧器
２０００…上位装置
３０００…変圧器
３１００…３相一括操作型遮断器
３２１０…残留磁束計測部
３３００…変圧器側計器用変圧器
３３５０…変圧器側計器用変圧器

Claims (7)

1. 系統電圧又は主回路電流の少なくとも一方の電気量と、各遮断器の状態量と、各遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号と、が入力され、
   前記系統電圧又は主回路電流の所望の位相で、前記遮断器を遮断するように開極指令信号を、あるいは、前記遮断器を投入するように閉極指令信号を制御する遮断器の開閉制御装置において、
   入力された各遮断器の閉極指令信号に対しては個別の同期閉極遅延時間を演算し、開極指令信号に対しては個別の同期開極遅延時間を演算する第１領域と、
   前記第１領域で演算された前記同期閉極遅延時間に基づいて前記閉極指令信号を遅延制御し、あるいは、前記同期開極遅延時間に基づいて前記開極指令信号を遅延制御し、この遅延制御した各極指令信号を対応する各遮断器に対して出力する第２領域と、
   前記遮断器の開閉動作の前後の主回路電流波形、系統電圧波形、前記遮断器のストローク波形、前記遮断器の開閉動作時間、前記遮断器の状態量を含む同期開閉制御関連データの表示及び保存を行う表示操作装置と通信するための通信手段である第３領域と、
   を備え、
   前記第２領域は、前記遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号に対して遅延制御する開閉指令制御部を、制御対象とする前記遮断器の台数分備えるとともに、
   前記第２領域は、故障警報接点用のＤＯ（デジタル）出力回路と、電源ＯＮを示すＬＥＤおよび故障警報を示すＬＥＤのＬＥＤ制御回路で構成された１つの共通入出力部と、
   を備えたことを特徴とする遮断器の開閉制御装置。
2. 前記第１領域と前記第２領域とは、パラレル伝送媒体で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の遮断器の開閉制御装置。
3. 前記第３領域は、前記同期開閉制御関連データが保存されるデータ保存手段を備え、
   当該データ保存手段は、前記遮断器の台数に応じて分割されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮断器の開閉制御装置。
4. 前記遮断器が、３相一括操作型遮断器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮断器の開閉制御装置。
5. 複数の前記請求項１又は３に記載の遮断器の開閉制御装置と、前記表示操作装置を、通信ネットワークを介して各々接続することを特徴とする遮断器の開閉制御システム。
6. 前記遮断器の開閉制御装置又は前記表示操作装置の少なくとも一方に、無線通信手段を設け、
   前記通信ネットワークの全て又は一部が、無線通信ネットワークであることを特徴とする請求項５に記載の遮断器の開閉制御システム。
7. 前記第３領域は、同期開閉制御関連データを蓄積するウェブサーバーを備え、
   前記表示操作装置は、前記通信ネットワークを介して取得した前記同期開閉制御関連データを表示するウェブブラウザを備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載の遮断器の開閉制御システム。

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