JPH0616069A - 交流き電系統制御用目的制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中央の制御所１から遠制回線５を介して連結
された複数の被制御所６ａ，６ｂ，６ｃに制御指令を与
え、き電系統の制御を行う電力系統制御システムの自動
化において、従来の相隣連動システムを単純化し、シス
テム故障時の波及を少なくする。 【構成】 被制御所６ａ，６ｂ，６ｃ内の配電盤９ａ，
９ｂ，９ｃを分散形シーケンサーおよびディジタルリレ
ーで構成し、前記各被制御所に、機器１０ａ，１０ｂ，
１０ｃの状態が設定した状態にあることを確認し、該確
認時に加圧許可を与える目制保安信号を発して現地保安
系を確保する目制保安装置８ａ〜８ｆを設け、前記目制
保安信号は中央の制御所１から目的制御を行うときのみ
有効とし、マクロ制御指令を中央の制御所１のＣＰＵ３
で個別制御に展開し、現地配電盤では個別制御指令によ
り機器の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は交流き電系統の電力系統
制御自動化を実現するシステムに係り、現在東北・上越
新幹線および津軽海峡線で実施されている相隣連動シス
テムを単純化し、システム故障時の波及を少なくした交
流き電系統制御用目的制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電力系統の自動構成のための相隣連動シ
ステムは、東北・上越新幹線および津軽海峡線で採用さ
れている。交流電鉄のき電系の自動構成を行うとき、指
令所からはマクロな指令を与え、変電所間に直接つなが
れている相隣信号回線により保安系を確保したうえで各
変電所のシーケンサーが個別機器の連動に展開するロー
カル処理方式による電力系統の自動化システムである。

【０００３】この相隣信号はき電中常に送られており、
き電系の事故時や機器の故障時もこの信号により保安系
確保のうえ系の再構成を行えるシステムである。このシ
ステムの全体構成は図５のように３階層で構成され、標
準き電系統は図６のように構成される。

【０００４】図５において、電力情報処理システムは、
系統図、故障表示、地震巡回マニアル等の画面表示（Ｃ
ＲＴ）、運転統制記録（遠制連絡指令通報等）の画面表
示（ＣＲＴ）と保存、定時停送電の自動発動、作業処置
表の自動作製、故障点標定演算、電力量保全データの管
理とスミスとのオンライン接続、電力系統表示（総合表
示盤、系統監視盤）等を行う。

【０００５】遠方制御システムは、人間からの制御指令
の受付と情況の表示（制御卓）、局指令所と現地ポスト
との間の情報伝送、隣接局指令所間（親記間）の情報伝
送、現地ポスト間（子局間）の情報伝送、保全データ
（長文データ）の伝送、地震による隣接ポストのき電し
ゃ断器トリップのバックアップ、相隣伝送のバックアッ
プ等を行う。

【０００６】変電所連動システムは、人間からの制御指
令の受付と情況の表示（操作盤）、機能指令の順次個別
制御指令への分解、自動検定（常時検定、定期検定）、
保全データの取り込み（保全データ取り込み装置か
ら）、機器投入の抑止、開放抑止等のインタロック、機
器保護トリップ、保安鎖錠、加圧禁止領域の設定等を行
う。

【０００７】図５の「相隣連動」はポスト相互間を単純
な信号で連係づけることで、横ならびの関係の元での電
力保安機能を確立するとともに、き電系統の自動構成機
能を実現したものである。その原理は、両隣りポストの
き電系構成能力および加圧禁止の事情と、自己ポストの
き電系構成能力および加圧禁止の事情とを相互につき合
わせ、相互干渉によって加圧禁止領域を自動確定すると
ともに、上級からのき電指令に対応したき電系統を構成
している。

【０００８】ポスト間を連繋づける信号（相隣信号）と
して、「加圧許可」信号（Ｐ信号）と「求電」信号（Ｃ
信号）とを設けている。いずれも連続信号で、Ｐ信号は
き電回線毎に往復１信号、Ｃ信号は上下線共通に往復１
信号を用いる。

【０００９】「相隣連動」の保安機能には、主系に自動
追随して加圧禁止領域を自動設定すること、き電方向を
一方向に自動規制し、ポスト相互間のき電混触を防止す
ること、機器制御に必要な無加圧条件を自ポストで設定
し、機器動作中の出合いがしら加圧を防止すること等が
ある。

【００１０】また図６において、電力系統は、電車線路
のほか変電設備として変電所（ＳＳ）、き電区分所（Ｓ
Ｐ）、補助き電区分所（ＳＳＰ），変圧ポスト（ＡＴ
Ｐ）およびトンネル断路器（ＴＤＳ）で構成されてい
る。ＳＳは２７５ＫＶまたは１５４ＫＶ系からユニット
方式による２回線受電を行う。ＳＳのき電系は、き電母
線と変則き電のための母線タイ設備、き電開閉設備、き
電切り替え設備および上下タイ設備をもつ。ＳＰでは延
長き電用開閉設備、き電切り替え設備および上下タイ設
備をもつ。ＳＳＰおよびＴＤＳでは区分用開閉設備を、
一部のＳＳＰでは上下タイ設備をそれぞれもつ。ＡＴＰ
ではき電系の区分は行わない。

【００１１】き電系統の運用パターンは、正常き電、延
長き電、同相き電、母線延長等のパターンがある。き電
中の系統に故障が発生したときは自動的に系統を再構成
するものであり、次のようにして行われる。 （１）ＳＰで同系のき電切り替え設備が常用、予備とも
切り替え故障となるか、信号側の設備不良で切り替え不
能となったとき、自動的に延長き電に移行する。 （２）ＳＳで受電系の故障が発生すると、ＳＳのき電系
は自動的に端末構成となり、ＳＰを延長き電しＳＳで突
き合わせとなる。 （３）ＳＳの５２Ｆ．ＳＳ．ＳＰのき電切り替え設備
は、故障発生により故障器を開放し、予備器に切り替わ
る。

【００１２】初めてき電系統を構成する場合と、故障発
生により停電が継続した後あらためて系統を構成する場
合は、ともに指令員が列車の確認をした後操作し、これ
により自動連動が開始される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】現在の相隣連動システ
ムは制御が行われていない間も常に系統の各ポスト間で
相互に信号のやり取りを行っているため、回線に不良が
発生した場合や信号伝送装置が故障した場合のためのバ
ックアップシステムを持つことが必要となり、システム
自体が複雑となり、運用やメンテナンスに苦労してい
る。

【００１４】またこの信号の中断が即、停電につながっ
てしまい、列車への影響が大きい等の問題がある。ま
た、システム故障時に制御所からの個別機器制御機能を
持たないために、人員を現地へ派遣しないとき電が出来
ない構成となっている。

【００１５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、従来の集中処理方式に相隣連動の保安系の
考え方を加えて、在来線の交流き電においても自動連動
を可能とするとともに、システム故障時に系統へ影響を
与えない交流き電系統制御用目的制御システムを提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、中央の制御所
から遠制回線を介して連結された複数の被制御所に制御
指令を与え、き電系統の制御を行う交流き電系統制御用
目的制御システムにおいて、前記各被制御所内の配電盤
を分散形シーケンサーおよびディジタルリレーで構成
し、前記各被制御所に、前記全ての被制御所の機器状態
が設定した状態にあることを確認し、該確認時に加圧許
可を与える目制保安信号と、き電線故障発生時に該故障
状態を表す連遮信号を発し、現地保安系を確保する目制
保安装置を設け、前記目制保安信号は中央の制御所から
目的制御を行うときのみ有効とし、マクロ制御指令を中
央の制御所のＣＰＵで個別制御に展開し、各被制御所の
現地配電盤では個別制御指令により機器制御を行うこと
を特徴としている。

【００１７】

【作用】中央の制御所から目的制御を行う場合、まず例
えばＣＲＴ卓の操作によりマクロ指令の内容をＣＰＵへ
伝送する。ＣＰＵではマクロ指令を各制御所の個別制御
指令に展開し、各被制御所に記憶させる。制御区間内の
全被制御所で指令が記憶されると、目制保安信号により
全区間が所定の状態、例えば停電となる。

【００１８】そして全被制御所の機器が所定の応動を完
了し、それが設定した内容と一致したことが目制保安信
号により確認されると電源端より遮断器が投入され所定
の区間がき電開始となる。その後各被制御所では電源を
受けたことにより目制保安装置を復帰させる。

【００１９】中央の制御所から目的制御を行っている間
のみ有効となる目制保安信号を用いているので、システ
ム故障時でも個別制御による扱いが行えるとともに、系
統への影響はなくなる。現地の連動を個別制御としてい
るのでシステム故障時でも系統構成が可能となる。個別
制御を実施しているので、在来線の系統構成自動化を行
う場合でもセンター設備の更新と現地ポストへの目制保
安装置の追加のみで対応が可能となる。各被制御所内の
配電盤は、マイクロエレクトロニクス化に即した配電盤
システム構成であるので、ハード点数の削減、配電盤の
縮小化、配線ケーブル数の削減、信頼性の向上、保守の
省力化が実現される。

【００２０】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。本発明では、遠制システムのコンピュータ導
入を前提にして自動連動を必要に応じて取り入れること
により指令員の操作上の負担を軽減することを狙いとす
る。また従来の津軽海峡線で取り入れられた相隣連動を
見直すことにによりシステムの単純化を計るものとす
る。また、コンピュータの信頼性向上の基に自動制御を
実現する上での機能の一部を中央ＣＰＵに持たせる機能
集中・制御分散形のシステムで構成するものである。

【００２１】図１は本発明のシステム構成の全体を示し
ている。図１において１は中央の制御所であり、制御卓
（ＣＲＴ卓）２、情報処理装置（ＣＰＵ）３、遠制盤親
局４等で構成されている。遠制盤親局４は遠制回線５を
介して各被制御所６ａ，６ｂ，６ｃの遠制盤子局７ａ，
７ｂ，７ｃと連結されている。

【００２２】被制御所６ａ，６ｂ，６ｃには、目制保安
信号および連遮信号を有し、目的制御を行うための現地
レベルでの保安系の確保を行う目制保安装置８ａ〜８ｆ
が設けられている。目制保安信号は従来の津軽海峡線の
加圧許可信号に相当し、中央の制御所１から制御を行っ
ているときのみ有効となる。連遮信号は従来のき電線故
障信号に相当し、き電用保護リレー４４Ｆ、５０Ｆが動
作したことを伝えるものである。

【００２３】９ａ，９ｂ，９ｃは配電盤、１０ａ，１０
ｂ，１０ｃは各種の機器を示している。目制保安装置８
ｂ，８ｃ間、８ｄ，８ｅ間は目制保安回線１１ａ，１１
ｂにより連結されている。

【００２４】電力系統制御の自動化方式には図２（ａ）
に示すような中央処理方式と、図２（ｂ）に示すような
ローカル処理方式とがある。従来の津軽海峡線において
はローカル処理方式が採用されたが、通常運用時の便利
さの反面、メンテナンスの複雑化と一旦障害が発生した
ときの復旧の困難さが伴い、保守する上では難しいシス
テムとの見方がある。

【００２５】本発明のシステムでは中央処理方式を基本
とした目的制御を採用し、目制保安装置８ａ〜８ｆにお
いて保安系の確保を行うものである。またシステム故障
時も考慮し、制御所からの指令員による個別制御も可能
となるように図３のようなシステムに構成している。

【００２６】本発明のシステムで行う自動連動は、大き
く分けて受電制御、き電制御に分けられる。従来の津軽
海峡線で大幅に取り入れられた、故障に伴う系の自動再
構成は、き電系に変更の無い範囲は行うこととし、それ
以上の系変更は指令員の意志により行うこととする。受
電制御及びき電制御（区間制御）は、指令員のマクロ制
御指令をＣＰＵにおいて個別制御に展開し、現地配電盤
では主に個別制御指令により機器制御を行うものとす
る。

【００２７】ＣＰＵによる機能展開を行う場合、連動を
ある程度パターン化する事が必要となり運用頻度の実績
からどこまで自動連動を行うかのパターンのしぼりこみ
を行うことが必要となる。

【００２８】従来の津軽海峡線においては、変電所ごと
に置かれたシーケンサーにより目的制御を個別制御に展
開したが、本発明のシステムにおける現地連動は個別制
御が主体となる。集中形のシーケンサーとした場合、ハ
ードリレーとシーケンサーの機能分担を考えるとシーケ
ンサー自体の必要度が薄れ、点検のみを担うシステムと
なってしまう。

【００２９】本発明では配電盤システムの構成を、図４
のようなマイクロエレクトロニクス化に即した配電盤シ
ステム（分散形シーケンサー＋ディジタルリレー）と
し、ハード点数の削減、配電盤の縮小化、配線ケーブル
数の削減、信頼性の向上、保守の省力化を実現してい
る。図４においてＰＣは連動処理用プログラマブルコン
トローラ、ＰＩはディジタル式保護連動装置、Ｍは監視
制御部、Ｒｙは個別自動連動リレー部である。

【００３０】目制保安装置により展開されるき電運用パ
ターンは、各変電所間を標準の自動連動区間とし、設定
パターンを超える特殊き電運用パターンは別に設ける指
令に基づき指令員の意志により実行されるものとする。

【００３１】マクロ指令によるき電系構成の動作は以下
のようになる。 （１）中央の制御所１のＣＲＴ卓２の操作によりマクロ
指令の内容をＣＰＵ３に伝送する。 （２）ＣＰＵ３ではマクロ指令を各制御所の個別制御指
令に展開し、各被制御所６ａ，６ｂ，６ｃに記憶させ
る。 （３）制御区間内の全被制御所で指令が記憶されると、
目制保安信号により全区間が停電となる（初き電の場合
は、最初から停電状態）。 （４）全被制御所の機器が所定の応動を完了し、それが
予め定められた内容と一致したことが、目制保安信号に
より確認されると電源端より遮断器が投入され所定の区
間がき電開始となる。 （５）各被制御所６ａ，６ｂ，６ｃでは電源を受けたこ
とにより、目制保安装置８ａ〜８ｆを復帰させる。

【００３２】尚、従来の津軽海峡線で用いていた求電信
号が、中央処理方式によるき電のパターン化を行うこ
と、変電所間を越えるき電構成は個別指令を設けるこ
と、き電系統の変更を伴う自動連動は行わず指令員の意
志によること等により不要となる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば 複数の被
制御所内の配電盤を分散形シーケンサーおよびディジタ
ルリレーで構成し、前記各被制御所に、前記全ての被制
御所の機器状態が設定した状態にあるときに加圧許可を
与える目制保安信号および連遮信号を発し、現地保安系
を確保する目制保安装置を設け、前記目制保安信号は中
央の制御所から目的制御を行うときのみ有効とし、マク
ロ制御指令を中央の制御所のＣＰＵで個別制御に展開
し、各被制御所の現地配電盤では個別制御指令により機
器制御を行うようにしたので、次のような効果が得られ
る。

【００３４】（１）目制保安信号をマクロ指令を行う時
のみ有効とすることにより装置故障時でも個別制御によ
る扱いが行えるほか、装置故障が直接停電につながり列
車に悪影響を及ぼすこともなくなる。 （２）個別制御としているため、在来線の系統構成自動
化に際してもセンター設備の更新と現地ポストへの目制
保安装置の追加のみで対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体のシステム構成
図。

【図２】電力系統制御の自動化方式を示す説明図。

【図３】本発明の一実施例を示す機能集中・制御分散形
システムの説明図。

【図４】本発明の一実施例を示す配電盤システム構成
図。

【図５】従来の電力系統自動化システムの一例を示す全
体システム概念図。

【図６】従来の電力系統自動化システムの標準き電系統
図。

【符号の説明】

１…中央の制御所 ２…制御卓 ３…情報処理装置 ４…遠制盤親局 ５…遠制回線 ６ａ，６ｂ，６ｃ…被制御所 ７ａ，７ｂ，７ｃ…遠制盤子局 ８ａ〜８ｆ…目制保安装置 ９ａ，９ｂ，９ｃ…配電盤 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ…機器 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ…目制保安回線 ＰＣ…連動処理用プログラマブルコントローラ ＰＩ…ディジタル式保護連動装置 Ｍ…監視制御部 Ｒｙ…個別自動連動リレー部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央の制御所から遠制回線を介して連結
   された複数の被制御所に制御指令を与え、き電系統の制
   御を行う交流き電系統制御用目的制御システムにおい
   て、 前記各被制御所内の配電盤を分散形シーケンサーおよび
   ディジタルリレーで構成し、 前記各被制御所に、前記全ての被制御所の機器状態が設
   定した状態にあることを確認し、該確認時に加圧許可を
   与える目制保安信号と、き電線故障発生時に該故障状態
   を表す連遮信号を発し、現地保安系を確保する目制保安
   装置を設け、 前記目制保安信号は中央の制御所から目的制御を行うと
   きのみ有効とし、マクロ制御指令を中央の制御所のＣＰ
   Ｕで個別制御に展開し、各被制御所の現地配電盤では個
   別制御指令により機器制御を行うことを特徴とする交流
   き電系統制御用目的制御システム。