JPH09274509A - 水力発電所の自動制御盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 監視制御盤を大幅に縮小し、制御室を狭くし
て土木費を低減する。 【解決手段】 自動制御部１５と監視制御装置１６と
は、各信号線で接続され、自動制御部１５と外部機器１
７とが各信号線で接続され、さらに、自動制御部１５
は、遠方監視制御装置１８に接続されて、遠方監視制御
装置１８と制御所１９とを伝送路Ａによって接続してい
る。従来の監視制御盤の有する監視制御のモードを予め
コード化して記憶して、自動制御盤２Ａ内に監視制御装
置１６を収納可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常は無人であっ
て、遠方から操作制御を行う水力発電所の自動制御盤に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の監視制御機能を収納した監視制御
盤の一例を図１０および図１１を参照して説明する。

【０００３】図１０は、従来の制御室内の盤の配置を示
し、監視制御盤１と自動制御盤２は各々別々の盤を構成
してチャンネルベース３により制御室４に設置されてい
る。通常時、無人の発電所では遠方から自動制御盤２が
操作され、自動制御盤２の制御シーケンスによって各機
器は運転される。また、保守点検等で発電所に操作員が
訪れたときは、監視制御盤１から操作して自動制御盤２
の制御シーケンスによって機器が運転される。

【０００４】図１１は、発電から送電までの機能を機能
別に分割した盤である監視制御盤１の一例である。

【０００５】図中、機能別に分割した監視制御盤１に
は、運転状態を表す状態表示器５と発電した電圧・電流
・電力等を表示する計器６と故障時にいち早く故障項目
を知らせる故障表示器７と各機器の用途を表す用途銘板
８と発電所の主回路構成を表示した模擬母線９と機器の
制御や選択時に使用するスイッチ１０と計測回路の試験
端子１１と監視制御盤１を固定するチャンネルベース３
で構成されている。

【０００６】次に、監視制御をする場合について説明す
る。

【０００７】図１１のように、発電から送電まで発電所
を構成している機能毎を分割して収納した監視制御盤１
を発電所の構成に合わせて配置している監視制御盤群に
於いて、操作員が運転する場合は、まず、監視制御の対
象の監視制御盤１の前に移動し、その機能に合う操作手
順で状態表示器５や計器６および故障表示器７を監視
し、スイッチ１０を操作して操作対象の監視制御を行
う。また、発電所を構成している前記以外の機能を監視
制御する場合は、前記と同様に操作員が対象の監視制御
盤１まで移動して前記と同様の監視制御を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うに無人の発電所の制御室４に配置される監視制御盤１
は、保守点検時のみ用いられる反面、制御室４でかなり
スペースを占有して制御室４の建設費の増加の要因とな
っていた。

【０００９】すなわち、常時は無人であり、遠方から監
視操作して自動制御盤２を制御するため、監視制御盤１
はほとんど使用されていない。一方、操作は制御の進行
により制御対象が移行するため、同時に全ての信号を監
視する必要はないが、従来の各監視制御盤１は、発電所
の全ての機能を監視制御できるように部品を取付けるス
ペースが必要であり、監視制御盤１のコンパクト化に限
度があった。特に、新設する地下式の発電所の場合は、
そのための土木費用の増加の要因となっていた。

【００１０】そこで、本発明の監視制御機能を損なうこ
となく、コンパクト化して制御室のスペースの減少を図
る水力発電所の自動制御盤を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、遠方
からの操作による制御シーケンスに従って発電所の機器
を運転する自動制御部と、発電所の機器を運転するため
に必要な情報を予めコード化して登録し、遠方からの操
作に代えて、現地で操作員のコードに基づく選択操作入
力によって発電所の機器を運転すると共に、発電所の機
器の状態を監視制御情報として操作員に提供する監視制
御装置とを収納する自動制御盤を制御室に配置するよう
にしたものである。この手段によれば、コードに基づい
て選択操作入力をするので、従来の多数のスイッチ等が
不要となり、操作内容を変えずに監視制御盤自体を大幅
に縮小し、自動制御盤内に収納できる。従って、従来に
比べ制御室を狭くでき土木費を低減することができる。

【００１２】請求項２の発明は、監視制御装置は、請求
項１記載の水力発電所の自動制御盤において、コードに
基づく選択操作入力を予めバーコードと対応させて登録
する一方、バーコード読取り装置を設けて、複数のバー
コードから選択した特定のバーコードを読取らせて選択
操作入力とするようにしたものである。この手段によれ
ば、複数のバーコードから特定のバーコードを読取らせ
て選択操作入力とするので操作員の入力の手間を軽減で
きる。また、バーコード読取り装置を可搬型とすること
も可能で、他の発電機や他の発電所との共用もできる。

【００１３】請求項３の発明は、監視制御装置は、請求
項１記載の水力発電所の自動制御盤において、コードに
基づく選択操作入力をまとめて一連のコードによる運転
パターンとし、予め複数の運転パターンと一連のコード
とを記憶装置に記憶する一方、コード入力装置から運転
パターンを特定するコードを入力することにより記憶装
置から運転パターンに対応する一連のコードを抽出して
選択操作入力とするようにしたものである。この手段に
よれば、一連の選択操作入力をまとめ運転パターンとし
て特定のコードで一括して入力できるので、操作員の手
間を大幅に低減することができる。また、記憶装置やコ
ード入力装置を可搬型とすることもでき、他の発電機や
他の発電所でも共用できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明の実施の形態を示す水力発電
所の自動制御盤の構成図であり、図２は、その外観図で
ある。

【００１６】図１において、自動制御盤２Ａは、自動制
御部１５と監視制御装置１６とから構成され、自動制御
部１５と監視制御装置１６とは、後述する各信号線で接
続され、自動制御部１５と外部機器１７とが各信号線で
接続され、さらに、自動制御部１５は、遠方監視制御装
置１８に接続されて、遠方監視制御装置１８と制御所１
９とを伝送路Ａによって接続して自動制御盤２Ａ内に監
視制御装置１６を収納した点に特徴を有している。

【００１７】ここで、遠方監視制御装置１８は制御所１
９との内で伝送路Ａを介してデータの送受信を行い、自
動制御部１５へ制御信号線Ｃにより信号を送り、自動制
御部１５から表示信号線Ｂによって信号を受け取る。自
動制御部１５は、遠方監視制御装置１８の他に外部機器
１７へ対して状態信号線Ｄによって信号を送り、状態信
号線Ｅによって信号を受け取る。また、監視制御装置１
６は外部機器１７から現場機器状態信号線Ｋによる信号
と故障信号線Ｌによる信号を受け取る。

【００１８】監視制御装置１６は、従来の監視制御盤の
有する運転の状態・計測・故障の内容や、監視制御のモ
ードを予めコード化して記憶しておいて、操作や表示を
行う配電盤を構成している。

【００１９】すなわち、監視制御装置１６は、内部に図
４に示す構成の監視制御装置演算部２２を有し、監視制
御装置演算部２２は、演算部２Ａとメモリ部２Ｂと表示
部２Ｃと操作部２Ｄとで構成している。この内で演算部
２Ａは、自動制御部１５と状態表示信号線Ｇと計測信号
線Ｈと照光信号線Ｉと監視制御信号線Ｊと現場機器状態
表示信号線Ｋと故障信号線Ｌで接続している。

【００２０】演算部２Ａとメモリ部２Ｂとはメモリ送り
信号線３ａとメモリ受け信号線３ｂで接続し、演算部２
Ａと表示部２Ｃとは、表示送り信号線３ｃと表示受け信
号線３ｄで接続し、演算部２Ａと操作部２Ｄとは、操作
送り信号線３ｅと操作受け信号線３ｆとで接続してい
る。

【００２１】ここで、監視制御装置１６に予め定める各
コードを具体的に説明すると、まず、図５に示すコード
表のフォーマット１００においては、監視制御装置演算
部２２のメモリ部２Ｂに発電所が有する全ての運転の状
態・計測・故障の内容や、監視制御のモード等の機能を
予めコード化して登録しておき、かつ、表示部２Ｃおよ
び操作部２Ｄで操作を行う。

【００２２】コード表フォーマットの登録は１ワード単
位で取扱い、１ワードの中で４ビット単位でそれぞれ意
味のあるコードとし、上位ビットから「モード」・「機
能」・「制御・選択・表示の内容」として取り扱う。

【００２３】図６は、図５に示すコード表のフォーマッ
ト１００においてモードを登録するコード表１０１で
「モード」の４ビットに監視制御モードの選択を司る操
作機能の選択から各種の制御・故障・表示および操作の
確定まで操作員がこれから実施する機能を０からＦまで
１６進によりコード化したものである。

【００２４】図７は、コード表１０１の「機能」に登録
するコード例１０２で「機能」の４ビットに、１号機・
２号機・３号機・共通・送電等のように発電所が有する
機能を０からＦまで１６進によりコード化したものであ
る。

【００２５】さらに、図８は、コード表の「制御・選択
・表示の内容」に登録するコード表１０３で、「制御・
選択・表示の内容」の８ビットに、発電所に有する全て
の選択操作・故障表示・状態表示内容を０からＦまで１
６進によりコード化したものである。

【００２６】図９は、コード表により表す選択制御時の
確定のコード表１０４で、選択操作の誤操作防止のため
選択制御の操作後に、確定のコードを打込むことによっ
て、選択制御の許可となるコードである。確定コードは
１ワードで表し、「ＡＡＡＡ」を確定・「ＢＢＢＢ」を
リセットとしてコード化したものである。

【００２７】次に、本発明の実施の形態の作用を図１乃
至図９を参照して説明する。

【００２８】遠方から運転中に機器の故障が発生した場
合や、保守点検を目的として操作員が無人の発電所を訪
れたときに、まず、図２に示す如く制御室４に配置され
る自動制御盤２Ａの前に立ち、自動制御盤の正面扉２０
に取付けている監視制御装置１６を立ち上げる。

【００２９】すなわち、監視制御装置１６は、図３に示
すように遠方運転時若しくは故障発生時に監視制御装置
１６を立ち上げる。

【００３０】次に、監視制御装置演算部２２内の演算部
２Ａ・メモリ部２Ｂ・表示部２Ｃ・操作部２Ｄが起動さ
れる。続いて、操作員が図３に示す監視制御モードの選
択をすると予めメモリ部２Ｂに登録しておいたコードと
同じコードが操作部２Ｄへ入力される。

【００３１】正常な場合の監視制御の一例として「１号
機」の監視制御について説明すると「１号機」の監視制
御範囲で運転する場合、機器の運転状態を区分すると準
備・入口弁・起動・励磁・並列・負荷・停止等に分類で
きる。水力発電所の制御シーケンス制御が中心であるた
め、実際に発電所の一つの発電機の運転状態で、例え
ば、「準備」と「励磁」は同時に発生しない。このよう
に現実に同時監視・同時操作を行わないものを図３のブ
ロック図中のモード１〜モードｎのように分類して選択
モードを決める。また、「１号機」の監視制御範囲の中
で「励磁」モードで監視制御する場合は、図５〜図８の
コード表から「１００３」のコードになる。

【００３２】例えば、監視制御装置演算部２２の操作部
２Ｄから「１００３」と入力するとこのコード信号が、
操作受け信号線３ｆによって演算部２Ａへ入力し、メモ
リ送り信号線３ａからメモリ部２Ｂへ伝送される。メモ
リ部２Ｂでは、予め登録しておいた「励磁」の制御指令
をメモリ受け信号線３ｂによって演算部２Ａへ伝送す
る。メモリ部２Ｂからメモリ受け信号線３ｂによって入
力すると、演算部２Ａから表示送り信号線３ｃによって
表示部２Ｃへ伝送され、表示部２Ｃに「１００３」を表
示する。

【００３３】次に、操作員が操作部２Ｄから図９に示す
コードに記載する「ＡＡＡＡ」入力すると同様の手順で
演算部２Ａへ伝送される。これにより、演算部２Ａで
は、「励磁」の制御指令を受付け、自動制御部１５へ監
視制御信号線Ｊによって伝送され、「１号機」の「励
磁」のシーケンス処理が実行されると共に、自動制御部
１５から監視制御装置演算部２２の演算部２Ａへ状態表
示信号線Ｇ、計測信号線Ｈ、照光信号線Ｉによって「励
磁」モードの各信号を入力する。

【００３４】監視制御装置演算部２２により受け付けら
れ「励磁」モードの各信号は、メモリ送り信号線３ａに
よってメモリ部２Ｂへ伝送される。メモリ部２Ｂによっ
て予めコード化して登録していた状態表示のコード「３
００３」を取出してメモリ受け信号線３ｂで演算部２Ａ
へ伝送後に、表示送り信号線３ｃによって表示部２Ｃに
伝送されて「３００３」を表示する。この場合に、選択
制御を誤って操作し、やり直した場合は、図９の確定コ
ードに記載する「ＢＢＢＢ」と操作部２Ｄから入力す
る。これにより、受付けていた制御指令がクリアされ
る。

【００３５】次に、発電所において選択制御実行中に外
部機器に故障が発生した場合の一例として、１号機の励
磁装置の軽故障を例に説明する。

【００３６】励磁装置に軽故障が発生した場合は、外部
機器１７から故障信号線Ｌによって信号が自動制御部１
５を経由して監視制御装置１６の監視制御装置演算部２
２へ入力される。故障信号線Ｌによる信号が演算部２Ａ
からメモリ送り信号線３ａによりメモリ部２Ｂに伝達さ
れる。メモリ部２Ｂでは、故障内容を予めコード化して
登録していた故障表示コードを「５０Ｃ２」を取出して
メモリ受け信号線３ｂにより信号を演算部２Ａへ伝送し
た後、表示送り信号線３ｃによって信号を表示部２Ｃに
伝送する。表示部２Ｃでは、正常時に外部機器１７から
の現場機器状態表示信号線Ｋを演算部２Ａを経由して表
示部２Ｃへ伝送して表示するが、故障時には優先的に、
故障を知らせるコードに切り換えられ「５０Ｃ２」を表
示する。

【００３７】また、計測の場合について１号機の発電機
電圧を例に説明する。

【００３８】１号機の発電機電圧を計測する場合は、図
５〜図８のコード表から「４０２０」のコードになる。

【００３９】まず、監視制御装置演算部２２の操作部２
Ｄから「４０２０」が入力されると、操作受け信号線３
ｆによって信号が演算部２Ａを経由し、メモリ送り信号
線３ａによって信号がメモリ部２Ｂへ伝送され、メモリ
部２Ｂに予め登録されている１号発電機電圧の計測指令
がメモリ受け信号線３ｂによって演算部２Ａへ伝送され
る。メモリ部２Ｂからメモリ受け信号線３ｂによって信
号が入力すると、演算部２Ａでは、自動制御部１５から
の計測信号線Ｈによって信号が取込まれ表示送り信号線
３ｃによって表示部２Ｃに伝送され、表示部２Ｃへ１号
機の発電機電圧をＢＣコードによって表示する。

【００４０】以上述べてきたように、通常時の遠方から
の運転のとき、水力発電所は無人で、監視制御装置の機
能は停止されているが、水力発電所へ操作員が訪れたと
きに監視制御装置を用いて上記コードを入力することに
より水力発電所の監視を行うことができる。また、従来
の監視制御の操作を変えずに自動制御盤にその機能を収
納して監視制御装置を縮小化できる。

【００４１】なお、他の実施の形態として、自動制御盤
とはコネクタにて接続するバーコードリーダにより、予
め登録しておいた運転パターンをバーコード化してお
き、そのバーコードをバーコードリーダで読み取る方法
とすれば、操作員の保守点検作業が簡素化できる。

【００４２】また、他の実施の形態として自動制御盤と
はコネクタにて接続するフロッピー読取り装置により、
予め登録しておいた運転パターンをフロッピーからコー
ドを入力する方法とすれば、操作員の保守点検作業が簡
素化できる。なお、本実施の形態では、接続用品をコネ
クタで説明しているが、他の接続用品でも同様の目的を
達成できる。また、記憶媒体をフロッピーディスクで説
明したが、他の記憶媒体でも同様の目的を達成すること
ができる。

【００４３】なお、フロッピーディスク読取り装置を監
視制御装置と一緒に自動制御盤の正面扉に収納する方法
とすれば、操作員の保守点検作業がより簡素化できる。

【００４４】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、同時監視同時操作をする必要のない機能を選択する
方式とすることにより、発電所を構成する全ての機器の
監視制御を実行する制御用品が個別に設ける必要がなく
なり、コンパクト化することにより、監視制御装置を自
動制御盤内に収納できる。これにより、別に監視制御盤
を設置しなくてもよく、制御室を縮小化できる分だけ土
木費が節約できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、コードに基づいて選択操作入力をするようにした
ので、従来の多数のスイッチ等が不要となり、操作内容
を変えずに監視制御盤自体を大幅に縮小し、自動制御盤
内に収納でき、従来に比べ制御室を狭くでき土木費を低
減することができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、複数のバーコー
ドから特定のバーコードを読取らせて選択操作入力とす
るので操作員の入力の手間を軽減でき、また、バーコー
ド読取り装置を可搬型とすることも可能で、他の発電機
や他の発電所との共用もできる。

【００４７】請求項３の発明によれば、一連の選択操作
入力をまとめ運転パターンとして特定のコードで一括し
て入力できるので、操作員の手間を大幅に低減すること
ができ、また、記憶装置やコード入力装置を可搬型とす
れば、他の発電機や他の発電所でも共用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す水力発電所の自動制
御盤の構成図である。

【図２】図１に示す水力発電所の自動制御盤を制御室に
配置した説明図である。

【図３】図１の水力発電所の自動制御盤に備える監視制
御装置の処理手順を示すブロック図である。

【図４】図１の水力発電所の自動制御盤に備える監視制
御装置演算部の構成図である。

【図５】図４の監視制御装置演算部２２で用いられるコ
ード表フォーマットである。

【図６】図５のコード表フォーマットの内でモードに登
録するコード表である。

【図７】図５のコード表フォーマットの内で機能に登録
するコード表である。

【図８】図５のコード表フォーマットの内で制御・選択
・表示内容を登録するコード表である。

【図９】選択制御時の確定コード表である。

【図１０】従来の自動制御盤と監視制御盤とを制御室内
に配置する配置図である。

【図１１】従来の監視制御盤を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 監視制御盤 ２ 自動制御盤 ２Ａ 演算部 ２Ｂ メモリ部 ２Ｃ 表示部 ２Ｄ 操作部 ４ 制御室 １５ 自動制御部 １６ 監視制御装置 １７ 外部機器 １８ 遠方監視制御装置 １９ 制御所 ２２ 監視制御装置演算部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠方からの操作による制御シーケンスに
   従って発電所の機器を運転する自動制御部と、前記発電
   所の機器を運転するために必要な情報を予めコード化し
   て登録し、前記遠方からの操作に代えて、現地で操作員
   の前記コードに基づく選択操作入力によって前記発電所
   の機器を運転すると共に、前記発電所の機器の状態を監
   視制御情報として操作員に提供する監視制御装置とを収
   納する自動制御盤を制御室に配置することを特徴とする
   水力発電所の自動制御盤。
2. 【請求項２】 前記監視制御装置は、前記コードに基づ
   く選択操作入力を予めバーコードと対応させて登録する
   一方、バーコード読取り装置を設けて、複数のバーコー
   ドから選択した特定のバーコードを読取らせて前記選択
   操作入力とすることを特徴とする請求項１記載の水力発
   電所の自動制御盤。
3. 【請求項３】 前記監視制御装置は、前記コードに基づ
   く選択操作入力をまとめて一連のコードによる運転パタ
   ーンとし、予め複数の運転パターンと一連のコードとを
   記憶装置に記憶する一方、コード入力装置から運転パタ
   ーンを特定するコードを入力することにより前記記憶装
   置から運転パターンに対応する一連のコードを抽出して
   前記選択操作入力とすることを特徴とする請求項１記載
   の水力発電所の自動制御盤。