JP7338112B2

JP7338112B2 - 配電自動化機器、および、通信方法

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Publication number: JP7338112B2
Application number: JP2019224643A
Authority: JP
Inventors: 博宣前田
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: JP2021093888A

Description

本発明は、配電線に配置される配電自動化機器、および、通信方法に関する。

配電系統運用の自動化を推進するために、開閉器や自動電圧調整器（Step Voltage Regulator：ＳＶＲ）の監視および制御を行うための配電自動化機器が、配電線に配置されている。配電自動化機器には、例えば、ＳＶＲを監視および制御するためのＳＶＲ制御装置、開閉器を監視および制御するための開閉器子局などがある。配電自動化機器は、通信線を介して親局に接続されており、監視対象の状態を示す情報や、電流および電圧などの各種の電気的な特性を検出した検出値などを送信する。また、配電自動化機器には、親局からの制御指令を受信して、受信した制御指令に応じた制御を行うものもある。各配電自動化機器は、単一の通信線で接続され、例えばマルチホップ方式によって、親局との間で通信を行っている。当該通信では、親局から配電自動化機器に制御指令も送信されるので、セキュリティ対策として、厳格な通信シーケンスが取り決められ、暗号化も実装されている。このような配電自動化機器の一例として、例えば特許文献１に、通信線を介して通信を行うことで開閉器の監視および制御を行う開閉器子局が開示されている。

一方、開閉器やＳＶＲには、親局と通信を行わず、スタンドアローンで動作するものがある。スタンドアローンの開閉器を監視および制御する開閉器子局は、検出した各種検出値に基づいて開閉器の開路と閉路の切り替えを行うが、開閉状態や各種検出値などを親局に送信する機能はない。スタンドアローンのＳＶＲを監視および制御するＳＶＲ制御装置は、検出した各種検出値に基づいてＳＶＲのタップの切り替えを行うが、タップの切り替え状態や各種検出値などを親局に送信する機能はない。

特開２０１３－０１３２５４号公報

これらのスタンドアローン機器にトラブルが発生した場合、当該機器の状態や検出された各種検出値を、一時的に監視したいという要求がある。また、分散型電源等の系統連系に伴うトラブル（電圧、力率、周波数などの想定外の変動やフリッカ、瞬時停電等）の継続的または断続的な発生に対応するために、配電線上のより多くの位置で一時的な詳細データを収集する必要が生じる場合がある。また、導入当時はスタンドアローン動作で問題がなかった場合でも、分散型電源の増加などの時代背景の変化に伴い、当該機器の状態や検出された各種検出値を監視したいという要求がある。しかしながら、スタンドアローン機器の状態監視を行うためには、配電線に配置された開閉器子局やＳＶＲ制御装置から情報を取得するために、電柱近辺の作業場を確保し、バケット車を用いて電柱上で２人以上で作業する必要がある。開閉器子局やＳＶＲ制御装置を通信線に接続すれば、１度の工事でその後の状態監視が可能になるが、一旦稼動を開始した配電系統運用の自動化システムに後から追加するように通信線を配線して接続することは困難である。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、スタンドアローン機器の状態監視を簡易に行う通信方法、および、状態監視を簡易に行うことができる配電自動化機器を提供することをその目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供される配電自動化機器は、配電線に配置された制御対象機器を制御する配電自動化機器であって、前記制御対象機器が検出した電気信号に基づいて、前記制御対象機器を制御するための指令を出力する制御部と、前記制御部が情報の出力を行う送信ポートと、無線通信により前記情報を送信する無線通信部とを備え、前記無線通信部は、前記送信ポートに接続された無線通信モジュールを備え、送信のみを行い、前記送信ポートは、ローカルデバッグポートまたは余剰の通信ポートであることを特徴とする。

なお、「配電自動化機器」は、配電線に配置されて、自己で取得した各種情報や上位からの指令に基づき動作する機器である。「配電自動化機器」には、ＳＶＲを制御するＳＶＲ制御装置および開閉器を制御する開閉器子局などの、配電線に配置された制御対象機器を制御する機器の他に、配電線で検出した電気信号に基づく情報を送信する電気信号検出装置なども含まれる。また、「配電自動化機器」には、上位からの指令を受け付けず、自己で取得した各種情報のみに基づき動作する機器も含まれる。

本発明の第２の側面によって提供される配電自動化機器は、配電線に配置されて、電気信号を検出する電気信号検出部と、検出された前記電気信号に基づく情報を生成する制御部と、前記制御部が前記情報の出力を行う送信ポートと、無線通信により前記情報を送信する無線通信部とを備え、前記無線通信部は、前記送信ポートに接続された無線通信モジュールを備え、送信のみを行い、前記送信ポートは、ローカルデバッグポートまたは余剰の通信ポートであることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、鉛直下方に開口が設けられた筐体をさらに備え、前記無線通信モジュールは、前記筐体の内部に配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記筐体の開口を開閉自在に塞ぐ蓋をさらに備えている。

本発明の第３の側面によって提供される通信方法は、配電線に配置された制御対象機器が検出した電気信号に基づく情報、または、前記制御対象機器の状態を示す情報を受信する通信方法であって、前記制御対象機器を制御する制御機器のローカルデバッグポートまたは余剰の通信ポートの送信ポートに無線通信モジュールを接続して配電自動化機器とする接続工程と、前記無線通信モジュールが無線通信により、前記情報を送信する送信工程と、前記無線通信モジュールが送信した前記情報を受信する受信工程とを備えていることを特徴とする。

本発明によると、無線通信部は、検出された電気信号に基づく情報、または、制御対象機器の状態を示す情報を無線通信により送信する。したがって、本発明に係る配電自動化機器は、通信線の配線および接続を行うことなく、情報を送信することができる。これにより、本発明に係る配電自動化機器は、状態監視を簡易に行うことができる。また、無線通信部は、送信のみを行い、受信を行わない。したがって、親局からの制御指令を受信するためのセキュリティ対策が必要ない。これにより、本発明に係る配電自動化機器は、状態監視をより簡易に行うことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

第１実施形態に係る配電自動化機器の一例であるＳＶＲ制御装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示すＳＶＲ制御装置の内部構造を説明するための概略図である。図１に示すＳＶＲ制御装置の内部構造の変形例を示す概略図である。第２実施形態に係る配電自動化機器の一例である開閉器子局の全体構成を示すブロック図である。第３実施形態に係る配電自動化機器の一例である電気信号検出装置の全体構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る配電自動化機器の一例であるＳＶＲ制御装置Ａ１の全体構成を示すブロック図であり、三相配電線９に配置された状態を示している。三相はＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなり、Ｖ相の電流はＵ相の電流より位相が遅れており、Ｗ相の電流はＵ相の電流より位相が進んでいる。ＳＶＲ制御装置Ａ１は、ＳＶＲＢ１が検出した三相配電線９のＵ相の配電線９１、Ｖ相の配電線９２、およびＷ相の配電線９３の各種電気信号に基づいて、ＳＶＲＢ１を制御する。図２は、ＳＶＲ制御装置Ａ１の内部構造を説明するための概略図である。

ＳＶＲＢ１は、配電線での電圧降下を補償するためのステップ電圧レギュレータである。ＳＶＲＢ１は、タップ付きの変圧器１０１、電流検出部１０２、および電圧検出部１０３を備えている。電流検出部１０２は、各配電線９１～９３を流れる線電流を検出するものであり、検出した各線電流に応じた電圧信号である線電流検出信号を出力する。本実施形態では、電流検出部１０２は、計器用変流器を備えている。なお、電流検出部１０２は、計器用変流器に代えて、例えばコアレス型の電流センサを備えてもよい。電圧検出部１０３は、各配電線９１～９３の線間電圧を検出するものであり、検出した各線間電圧に応じた電圧信号である線間電圧検出信号を出力する。本実施形態では、電圧検出部１０３は、計器用変圧器を備えている。なお、電圧検出部１０３は、計器用変圧器に代えて、例えば分圧回路を備えてもよい。なお、ＳＶＲＢ１は、線電流および線間電圧以外の電気信号を検出してもよい。ＳＶＲＢ１は、配置された三相配電線９の下流側（図１においては右側）の電圧が所定範囲に収まるように、変圧器１０１のタップを切り替えて変圧比を調整する。ＳＶＲＢ１は、ＳＶＲ制御装置Ａ１から入力されるタップ切替指令に応じて、タップの切り替えを行う。

ＳＶＲ制御装置Ａ１は、ＳＶＲＢ１から入力される各種電気信号に基づいて、ＳＶＲＢ１のタップを切り替える。また、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、各種情報を情報収集端末Ｃに送信する。

ＳＶＲ制御装置Ａ１は、制御部３、無線通信部４、記憶部５、筐体６１，６２、および基板７を備えている。

制御部３は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されており、ＳＶＲ制御装置Ａ１を制御する。具体的には、制御部３は、ＳＶＲＢ１の電流検出部１０２から入力される線電流検出信号、および、電圧検出部１０３から入力される線間電圧検出信号などに基づいて、ＳＶＲＢ１のタップの切り替えを行う。また、制御部３は、ＳＶＲＢ１のタップの切り替え状態を示す情報を無線通信部４に出力して送信させる。また、制御部３は、各種検出値などを無線通信部４に出力して送信させる。

制御部３は、図示しないＡ／Ｄ変換部を備えている。Ａ／Ｄ変換部は、電流検出部１０２が検出した各線電流検出信号、および、電圧検出部１０３が検出した各線間電圧検出信号をデジタル信号に変換する。なお、制御部３は、Ａ／Ｄ変換部の前段に、アナログフィルタや増幅回路を備えていてもよい。また、Ａ／Ｄ変換部の後段に、デジタルフィルタを備えていてもよい。制御部３は、デジタル化された各線電流検出信号を電流検出値として記憶部５に記憶し、デジタル化された各線間電圧検出信号を電圧検出値として記憶部５に記憶する。記憶部５では、古い情報が記憶された記憶領域に新しく入力された情報が上書きされることで、所定期間分の情報が記憶される。

制御部３は、記憶部５に記憶された電流検出値と電圧検出値とから、ＳＶＲＢ１の管理対象である下流側の三相配電線９の各電圧を算出する。そして、算出した電圧が所定の電圧になるように、ＳＶＲＢ１の変圧器１０１のタップを切り替えるためのタップ切替指令をＳＶＲＢ１に出力する。タップ切替指令を入力されたＳＶＲＢ１は、変圧器１０１のタップを切り替えることで変圧比を変更する。

また、制御部３は、ＳＶＲＢ１のタップの切り替え状態を示す情報（以下では、「タップ情報」とする）を無線通信部４に出力して送信させる。制御部３は、タップ情報を、ＳＶＲＢ１から取得してもよいし、記憶部５に記憶しておいて、タップ切替指令を出力する度に更新してもよい。また、制御部３は、記憶部５に記憶された電流検出値および電圧検出値を、無線通信部４に出力して送信させる。なお、制御部３は、電流検出値および電圧検出値に代えて、または追加して、電流検出値および電圧検出値から演算した演算値（例えば、各実効値や電力値など）を出力してもよい。

無線通信部４は、制御部３から、タップ情報および各種検出値を入力され、情報収集端末Ｃに無線通信によって送信する。無線通信部４は、制御部３から入力される情報で搬送波信号を変調し、変調した搬送波信号をアンテナによって電波として送信する。なお、変調方式は限定されない。無線通信部４は、無線通信モジュール４１を備えている。

無線通信モジュール４１は、変調および復調などを行う信号処理回路を含む無線ＩＣチップ、アンテナ、および周辺回路を基板に実装してパッケージ化した電子部品である。本実施形態では、無線通信モジュール４１は、Bluetooth（登録商標）などの近距離無線通信の通信規格で通信を行う。なお、無線通信モジュール４１の通信方式は限定されず、Ｗｉ－ＦｉやＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｚ－ｗａｖｅなどの他の通信方式であってもよい。本実施形態では、無線通信モジュール４１は、各メーカが製造している市販の無線通信モジュールである。無線通信モジュール４１は、送信機能だけでなく受信機能も備えているが、本実施形態では受信機能を使用しない。なお、無線通信モジュール４１は、送信専用のものであってもよい。また、市販のものに限定されない。

基板７は、制御部３を構成する各種回路、および、記憶部５を構成するメモリなどが搭載されている。図２に示すように、基板７は、筐体６１に収納されている。なお、図２は概略図であり、基板７の配置位置および向きなどは限定されない。基板７は、送信ポート７１および受信ポート７２を備えている。送信ポート７１は、制御部３が出力を行うための通信ポートである。送信ポート７１は、無線通信モジュール４１に接続されており、タップ情報および各種検出値などを出力する。受信ポート７２は、制御部３が外部からの入力を受け付けるための通信ポートである。本実施形態では、受信ポート７２は、無線通信モジュール４１に接続されておらず、使用されない。したがって、受信ポート７２は、設けられていなくてもよい。

筐体６１は、基板７が収納されている筐体であり、収納物を外部からの塵、ほこり、水滴、電磁波などから保護する。筐体６１は、例えば金属製であり、ＳＶＲＢ１とともに電柱上に配置されている。なお、筐体６１の材料および配置位置は限定されない。ＳＶＲＢ１の電流検出部１０２および電圧検出部１０３は、それぞれ、筐体６１の外壁に設けられた貫通孔に挿通された接続線によって、基板７に接続されている（図２においては記載を省略）。

筐体６２は、無線通信モジュール４１が収納されている筐体である。筐体６２は、例えば金属製であり、筐体６１に隣接して配置されている。図２に示すように、本実施形態では、筐体６２は、筐体６１の外壁のうち鉛直下方を向く面に固定されている。筐体６２に収納された無線通信モジュール４１の入力ポートは、筐体６２および筐体６１の各外壁を貫通して設けられた貫通孔に挿通された接続線によって、基板７の送信ポート７１に接続されている。なお、筐体６２の材料および配置位置は限定されない。筐体６２は、収納される無線通信モジュール４１と基板７の送信ポート７１との接続に都合のいい位置に配置されればよい。筐体６２は、開口６２ａを備えている。開口６２ａは、無線通信モジュール４１が電波を外部に放出するために設けられている。図２に示すように、本実施形態では、開口６２ａは、筐体６２の鉛直下方側の外壁に配置されている。これにより、無線通信モジュール４１が電波を放出する方向が筐体６２の鉛直下方に限定される。筐体６１および筐体６２は、電柱上に配置されているので、無線通信モジュール４１が送信した電波は、電柱の真下でのみ受信することができる。電柱下方での受信可能範囲は、開口６２ａの配置位置および大きさによって調整される。なお、開口６２ａの配置位置は、筐体６２の鉛直下方側の外壁に限定されず、電波を放出したい方向に応じて、適宜設定される。

本実施形態において、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、スタンドアローンのＳＶＲを監視および制御する従来のＳＶＲ制御装置に、無線通信モジュール４１および筐体６２を追加したものである。制御部３、記憶部５、基板７、および筐体６１は、従来のＳＶＲ制御装置に備わっている。ＳＶＲ制御装置Ａ１は、三相配電線９に配置されて稼動している従来のＳＶＲ制御装置に、無線通信部４としての無線通信モジュール４１、および、無線通信モジュール４１を収納する筐体６２を後付けで追加することで生成される。基板７の送信ポート７１は、開発時に使用するローカルデバッグポート、または、使用されていなかった余剰の通信ポートの送信ポートであり、従来のＳＶＲ制御装置の基板７に設けられている通信ポートを利用する。

次に、ＳＶＲ制御装置Ａ１を生成する方法の一例についての概略を説明する。まず、三相配電線９に配置されている従来のＳＶＲ制御装置の筐体６１に筐体６２を取り付ける。次に、接続線を挿通するための貫通孔を設ける。次に、筐体６２の内部に無線通信モジュール４１を配置する。次に、無線通信モジュール４１の入力ポートに一方端が接続された接続線を、貫通孔に挿通して、他方端を基板７の送信ポート７１に接続する。なお、無線通信モジュール４１の入力ポートと基板７の送信ポート７１とを接続線で接続できるのであれば、別途貫通孔を設ける必要はない。以上により、ＳＶＲ制御装置Ａ１が生成される。無線通信モジュール４１および筐体６２を追加する工事が必要であるが、一度作業を行うだけであり、情報の取得の都度、電柱上で作業をする必要がなくなる。

次に、ＳＶＲ制御装置Ａ１が送信する情報を受信する方法の一例について説明する。ＳＶＲ制御装置Ａ１は、タップ情報および各種検出値などを電波として、無線通信によって送信する。ＳＶＲ制御装置Ａ１は、電柱上に配置されており、鉛直下方に向けて電波を放出する。情報収集端末Ｃは、電柱の近くで、当該電波を受信する。情報収集端末Ｃは、無線通信モジュール４１との通信機能を有するスマートフォンやパーソナルコンピュータなどの情報通信端末に、受信した情報を記録したり表示したりするためのソフトウエアをインストールしたものである。なお、情報収集端末Ｃは、受信した情報を、例えば営業所に設置された親局に転送してもよい。例えば、情報収集端末Ｃを搭載した車で、道路を走行して電柱を通りがかるだけで、当該電柱上に配置されたＳＶＲ制御装置Ａ１から情報を収取することができる。

無線通信モジュール４１は、近距離無線通信により、情報収集端末Ｃとの間で１対１の通信を行うので、通信トラフィックの制限に配慮することなく、大容量の情報通信が可能である。したがって、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、各種検出値として、高サンプリング計測により検出した、より詳細な検出値を送信できる。

次に、本実施形態に係るＳＶＲ制御装置Ａ１の作用効果について説明する。

本実施形態によると、無線通信部４は、タップ情報および各種検出値を無線通信により送信する。したがって、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、通信線の配線および接続を行うことなく、情報を送信することができる。これにより、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、ＳＶＲＢ１の状態監視を簡易に行うことができる。また、無線通信部４は、送信のみを行い、受信を行わない。したがって、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、外部からの不正な操作を、容易かつ確実に防止できる。また、親局からの制御指令を受信するためのセキュリティ対策が必要ない。これにより、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、ＳＶＲＢ１の状態監視をより簡易に行うことができる。

また、本実施形態によると、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、三相配電線９に配置されて稼動している従来のＳＶＲ制御装置に、無線通信モジュール４１および筐体６２を後付けで追加することで生成される。したがって、スタンドアローンとして設置されたＳＶＲＢ１のＳＶＲ制御装置を有効利用でき、ＳＶＲＢ１の状態監視を簡易に行うことができる。

なお、本実施形態においては、ＳＶＲ制御装置Ａ１が、従来のＳＶＲ制御装置に無線通信モジュール４１および筐体６２を追加することで構成された場合について説明したが、これに限られない。ＳＶＲ制御装置Ａ１は、従来のＳＶＲ制御装置を利用せずに、各部品を用いて新たに生成してもよい。この場合でも、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、無線通信で情報を送信できるので、通信線を配線および接続する必要がない。したがって、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、すでに稼動を開始している配電系統運用の自動化システムに関係なく、容易に追加可能である。

本実施形態においては、無線通信モジュール４１が近距離無線通信の通信規格で通信を行う場合について説明したが、これに限られない。無線通信モジュール４１は、電気通信事業者が提供する長距離無線通信を利用してもよい。この場合、無線通信モジュール４１は、電気通信事業者のサービス範囲内であれば、各種情報を送信することができる。したがって、当該変形例に係るＳＶＲ制御装置Ａ１は、情報収集端末Ｃを用いることなく、営業所に設置された親局に直接、情報を送信することができる。

本実施形態においては、ＳＶＲ制御装置Ａ１が、タップ情報および各種検出値の両方を送信する場合について説明したが、これに限られず、いずれか一方のみを送信してもよい。

なお、図３（ａ）に示す変形例のように、筐体６２は、開口６２ａを塞ぐ蓋６２ｂを開閉自在に取り付けられてもよい。蓋６２ｂは、例えば金属製である。蓋６２ｂの開閉は、手動で行ってもよいし、図示しない開閉機構を設けて、スイッチの操作やセンサによる検出に基づいて行ってもよい。本変形例の場合、未使用時には蓋６２ｂを閉じて電磁遮断しておくことで、情報が不正に受信されることを防止できる。また、開口６２ａから塵、ほこり、水滴などが侵入することを抑制できる。

また、図３（ｂ）に示す変形例のように、筐体６１に開口６１ａを設けて、無線通信モジュール４１も筐体６１に収納してもよい。本変形例の場合、筐体６２が不要になり、接続線による無線通信モジュール４１と基板７との接続も容易になる。また、筐体６１は、開口６１ａを備える代わりに、無線通信モジュール４１が放出する電波を通過させる部分を備えていてもよい。この場合も、筐体６１に無線通信モジュール４１を収納できる。

なお、本実施形態においては、ＳＶＲ制御装置Ａ１が電流検出値および電圧検出値を送信する場合について説明したが、これに限られない。ＳＶＲ制御装置Ａ１は、電流検出値または電圧検出値の一方のみを送信してもよい。また、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、電流検出値および電圧検出値から算出した電力値などを送信してもよい。

また、ＳＶＲ制御装置Ａ１は、さらにセンサを追加して、当該センサで検出した検出値を、送信してもよい。例えば、温度センサを追加して筐体６１内の温度を検出し、湿度センサを追加して筐体６１内の湿度を検出して送信することで、筐体６１の内部環境を知らせることができる。また、加速度センサを追加して筐体６１の加速度を検出して送信してもよい。受信された加速度情報を解析することで、電柱の揺れなどが検出できる。また、カメラを追加して、例えば基板７を撮像した画像情報を送信してもよい。この場合、受信された画像情報から、基板７に実装された警告表示用のＬＥＤの点灯が検出できる。また、マイクを追加して、周囲の音声情報を送信してもよい。この場合、受信された音声情報から、例えば、ＳＶＲＢ１の変圧器１０１のタップを切り替えるモータ音や、変圧器１０１またはＳＶＲＢ１が備えるコンデンサが発するうなりが検出できる。また、さらに電圧センサおよび電流センサを追加して電流検出値および電圧検出値を送信してもよい。この場合、ＳＶＲＢ１が検出した電流検出値および電圧検出値と比較できる。

〔第２実施形態〕
図４は、第２実施形態に係る配電自動化機器の一例である開閉器子局Ａ２の全体構成を示すブロック図であり、三相配電線９に配置された状態を示している。同図において、ＳＶＲ制御装置Ａ１（図１参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る開閉器子局Ａ２は、開閉器Ｂ２を制御する点で、ＳＶＲ制御装置Ａ１と異なる。

開閉器Ｂ２は、開閉器子局Ａ２からの指令に応じて、三相配電線９の開路および閉路を行う。開閉器Ｂ２は、各相の配電線９１，９２，９３にそれぞれ直列接続されたスイッチを有する開閉スイッチ１０４を備えており、開閉スイッチ１０４を開閉することで、三相配電線９の開路および閉路を行う。

開閉器子局Ａ２は、開閉器Ｂ２から入力される各種電気信号に基づいて、開閉器Ｂ２を制御する。開閉器Ｂ２の電流検出部１０２は、さらに零相電流を検出する。また、開閉器Ｂ２の電圧検出部１０３は、さらに零相電圧を検出する。なお、開閉器Ｂ２は、その他の電気信号を検出してもよい。

制御部３は、開閉器Ｂ２から入力される各種電気信号などに基づいて、開閉器Ｂ２の開閉状態の切り替えを行う。制御部３は、図示しない地絡検出部や過電流検出部などを備えており、各種検出部による検出結果に応じて、開閉器Ｂ２の開閉状態を切り替えるための開閉切替指令を開閉器Ｂ２に出力する。開閉切替指令を入力された開閉器Ｂ２は、開閉スイッチ１０４を開閉することで、三相配電線９の開路および閉路を行う。また、制御部３は、開閉器Ｂ２の開閉状態を示す情報（以下では、「開閉情報」とする）を無線通信部４に出力して送信させる。また、制御部３は、各種検出値などを無線通信部４に出力して送信させる。さらに、制御部３は、地絡検出部や過電流検出部などの各種検出結果も、無線通信部４に出力して送信させる。

本実施形態によると、無線通信部４は、開閉情報、各種検出結果、および各種検出値を無線通信により送信する。したがって、開閉器子局Ａ２は、通信線の配線および接続を行うことなく、情報を送信することができる。これにより、開閉器子局Ａ２は、開閉器Ｂ２の状態監視を簡易に行うことができる。また、無線通信部４は、送信のみを行い、受信を行わない。したがって、開閉器子局Ａ２は、外部からの不正な操作を、容易かつ確実に防止できる。また、親局からの制御指令を受信するためのセキュリティ対策が必要ない。これにより、開閉器子局Ａ２は、開閉器Ｂ２の状態監視をより簡易に行うことができる。

また、本実施形態によると、開閉器子局Ａ２は、三相配電線９に配置されて稼動している従来の開閉器子局に、無線通信モジュール４１および筐体６２を後付けで追加することで生成される。したがって、スタンドアローンとして設置された開閉器Ｂ２の開閉器子局を有効利用でき、開閉器Ｂ２の状態監視を簡易に行うことができる。

上記第１実施形態および第２実施形態では、配電自動化機器の一例としてＳＶＲ制御装置Ａ１および開閉器子局Ａ２について説明したが、これに限られない。本発明に係る配電自動化機器は、例えば静止型無効電力補償装置（Static Var Compensator：ＳＶＣ）の監視および制御を行うためのＳＶＣ制御装置などの他の配電自動化機器であってもよい。

〔第３実施形態〕
図５は、第３実施形態に係る配電自動化機器の一例である電気信号検出装置Ａ３を説明するための図であり、電気信号検出装置Ａ３の全体構成を示すブロック図である。同図において、ＳＶＲ制御装置Ａ１（図１参照）と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る電気信号検出装置Ａ３は、電気信号を検出するための専用装置である点でＳＶＲ制御装置Ａ１と異なる。

電気信号検出装置Ａ３は、三相配電線９において、ＳＶＲ制御装置または開閉器子局などが配置された間隔が大きい場合に、当該三相配電線９の途中に配置されて、配置された位置での各種電気信号を検出する。電気信号検出装置Ａ３は、電流検出部１および電圧検出部２をさらに備えている。

電流検出部１は、各配電線９１～９３を流れる線電流を検出するものであり、検出した各線電流に応じた電圧信号である線電流検出信号を出力する。電流検出部１は、電流センサ１ａ，１ｂ，１ｃを備えている。電流センサ１ａは、Ｕ相の配電線９１を流れる線電流を検出する。電流センサ１ｂは、Ｖ相の配電線９２を流れる線電流を検出する。電流センサ１ｃは、Ｗ相の配電線９３を流れる線電流を検出する。

電流センサ１ａ，１ｂ，１ｃは、磁気インピーダンス素子（Magneto-Impedance element）を有する高感度マイクロ磁気センサ（以下では「ＭＩセンサ」と記載する）を備えている。ＭＩセンサは、アモルファス合金ワイヤなどの高透磁率合金磁性体である磁気インピーダンス素子の磁気インピーダンス効果を利用して磁界強度を検出するセンサである。電流センサ１ａ（１ｂ，１ｃ）は、配電線９１（９２，９３）を流れる線電流により配電線９１（９２，９３）の周囲に発生する磁界をＭＩセンサで検出することで、線電流に応じた電圧信号である線電流検出信号を出力する。電流センサ１ａ（１ｂ，１ｃ）は、配電線９１（９２，９３）の周囲を囲む磁気コアを必要としないので、計器用変流器と比較して、小型軽量化されており、また、低価格である。また、高透磁率合金磁性体の表皮効果により、外部磁界によってインピーダンスが敏感に変化するので、ＭＩセンサは磁界強度を高い精度で検出できる。したがって、電流センサ１ａ，１ｂ，１ｃは、線電流を高い精度で検出できる。

なお、電流センサ１ａ，１ｂ，１ｃは、磁気インピーダンス素子を備えた電流センサに限定されず、磁気抵抗効果素子またはホール素子などを備えた電流センサであってもよい。また、電流検出部１の構成は限定されず、電流センサ１ａ，１ｂ，１ｃに代えて、計器用変流器を備えてもよい。

電圧検出部２は、各配電線９１～９３の線間電圧を検出するものであり、検出した各線間電圧に応じた電圧信号である線間電圧検出信号を出力する。電圧検出部２は、電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃおよび電圧検出回路２２を備えている。

電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、それぞれ配電線９１，９２，９３に接続されて、電圧を取り出すための電極である。電極２１ａは、配電線９１の絶縁被覆膜を除去して露出された導体線に、直接接触するように接続される。電極２１ａと同様にして、電極２１ｂは配電線９２に取り付けられ、電極２１ｃは配電線９３に取り付けられる。電圧検出回路２２は、３個の分圧回路および３個の差動増幅回路を備えており、配電線９１，９２，９３の各分圧電圧の差分を増幅することで、各配電線９１～９３の線間電圧を検出した線間電圧検出信号を出力する。

なお、電圧検出部２の構成は限定されず、分圧回路に代えて、計器用変圧器を備えてもよい。

制御部３は、電流検出部１から入力される線電流検出信号に基づく電流検出値、および、電圧検出部２から入力される線間電圧検出信号に基づく電圧検出値を記憶部５に記憶する。また、制御部３は、記憶部５に記憶された電流検出値および電圧検出値を、無線通信部４に出力して送信させる。なお、制御部３は、電流検出値および電圧検出値に代えて、または追加して、電流検出値および電圧検出値から演算した演算値（例えば、各実効値や電力値など）を出力してもよい。

本実施形態によると、無線通信部４は、各種検出値を無線通信により送信する。したがって、電気信号検出装置Ａ３は、通信線の配線および接続を行うことなく、情報を送信することができる。これにより、電気信号検出装置Ａ３は、三相配電線９の状態監視を簡易に行うことができる。また、無線通信部４は、送信のみを行い、受信を行わない。したがって、電気信号検出装置Ａ３は、外部からの不正な操作を、容易かつ確実に防止できる。また、親局からの制御指令を受信するためのセキュリティ対策が必要ない。これにより、電気信号検出装置Ａ３は、三相配電線９の状態監視をより簡易に行うことができる。

なお、第１～３実施形態においては、ＳＶＲ制御装置Ａ１、開閉器子局Ａ２、および電気信号検出装置Ａ３が三相配電線９に配置された場合について説明したが、これに限られない。ＳＶＲ制御装置Ａ１、開閉器子局Ａ２、および電気信号検出装置Ａ３は、単相の配電線に配置されてもよい。

本発明に係る配電自動化機器は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る配電自動化機器の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１：ＳＶＲ制御装置、Ａ２：開閉器子局、Ａ３：電気信号検出装置、Ｂ１：ＳＶＲ、Ｂ２：開閉器、１：電流検出部、２：電圧検出部、３：制御部、４：無線通信部、４１：無線通信モジュール、６１，６２：筐体、６１ａ，６２ａ：開口、６２ｂ：蓋、９：三相配電線

Claims

配電線に配置された制御対象機器を制御する配電自動化機器であって、
前記制御対象機器が検出した電気信号に基づいて、前記制御対象機器を制御するための指令を出力する制御部と、
前記制御部が情報の出力を行う送信ポートと、
無線通信により前記情報を送信する無線通信部と、
を備え、
前記無線通信部は、前記送信ポートに接続された無線通信モジュールを備え、送信のみを行い、
前記送信ポートは、ローカルデバッグポートまたは余剰の通信ポートである、
ことを特徴とする配電自動化機器。
配電線に配置されて、電気信号を検出する電気信号検出部と、
検出された前記電気信号に基づく情報を生成する制御部と、
前記制御部が前記情報の出力を行う送信ポートと、
無線通信により前記情報を送信する無線通信部と、
を備え、
前記無線通信部は、前記送信ポートに接続された無線通信モジュールを備え、送信のみを行い、
前記送信ポートは、ローカルデバッグポートまたは余剰の通信ポートである、
ことを特徴とする配電自動化機器。
鉛直下方に開口が設けられた筐体をさらに備え、
前記無線通信モジュールは、前記筐体の内部に配置されている、
請求項１または２に記載の配電自動化機器。
前記筐体の開口を開閉自在に塞ぐ蓋をさらに備えている、
請求項３に記載の配電自動化機器。
配電線に配置された制御対象機器が検出した電気信号に基づく情報、または、前記制御対象機器の状態を示す情報を受信する通信方法であって、
前記制御対象機器を制御する制御機器のローカルデバッグポートまたは余剰の通信ポートの送信ポートに無線通信モジュールを接続して配電自動化機器とする接続工程と、
前記無線通信モジュールが無線通信により、前記情報を送信する送信工程と、
前記無線通信モジュールが送信した前記情報を受信する受信工程と、
を備えていることを特徴とする通信方法。