JPH0946833A

JPH0946833A - 変電設備

Info

Publication number: JPH0946833A
Application number: JP19837895A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takimoto; 勝滝本; Takaaki Sakakibara; 高明榊原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電子化された現場制御盤の制御システムとし
て、上位システムとの関係をも含めた、小型・簡略・高
性能で信頼性・実用性の高い優れた電子化制御システム
を提供すること。【解決手段】高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金属容
器内に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器と、変
電機器の近傍に配設されて当該変電機器の制御および監
視を行なう電子化制御システムを収納した収納部と、電
子化制御システムに変電機器の保護リレー情報を含む制
御情報を送る上位システムとを備えて構成される変電設
備において、電子化制御システムは、制御ユニットと、
変電機器の可動部を駆動するドライブユニットとを備
え、かつ制御ユニットのデータ処理部を、データの処理
速度または処理内容に応じて複数のデータ処理回路によ
り構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変電設備に係り、
特に電子化された現場制御盤の制御システムとして、上
位システムとの関係をも含めた、小型・簡略・高性能で
信頼性・実用性の高い優れた電子化制御システムを備え
た変電設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現代社会において、電力は不可欠なもの
であり、停電がしばしば問題化していることからも明ら
かなように、電力の安定供給に対する要求は、今後さら
に増大するものと予想される。

【０００３】一方、このような電力供給を行なう送電系
統において、変電機器に障害が発生した場合、電力供給
に対する影響は非常に大きなものとなる。そのため、変
電機器の信頼性を一層向上することが要求されてきてい
る。

【０００４】このような変電機器の主要機器としては、
開閉装置や変圧器が挙げられるが、開閉装置としては、
近年、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）が主として用いられ
るようになっている。

【０００５】このガス絶縁開閉装置は、開閉器や導体等
の高電圧充電部を、絶縁性および消弧性に優れたＳＦ₆
ガス等の絶縁媒体と共に接地金属容器内に収納してなる
装置である。そして、このガス絶縁開閉装置は、ｋＶ・
Ａ当たりの据付体積をコンパクト化できる上、耐環境性
に優れているという利点を有することから、近年の用地
の高騰や都市部における電力供給量の増大に伴なう変電
設備の増強化の必要を満足する装置として、広く普及
し、稼働している。

【０００６】図５はこのようなガス絶縁開閉装置の一例
を示す平面図、図６は図５のガス絶縁開閉装置に対応す
る単線結線図である。図５および図６に示すように、送
電線は、ブッシング１を介して引き込まれ、断路器２、
遮断器３ａ、および主母線断路器４ａを介して、主母線
５に接続されている。また、主母線５は、変圧器回線の
主母線断路器４ｂ、および遮断器３ｂを介して、変圧器
６と接続されている。

【０００７】なお、図中７は、ガス絶縁開閉装置を構成
する各変電機器の制御および監視を行なう現場制御盤で
あり、主としてガス絶縁開閉装置の各回線単位で設置さ
れている。

【０００８】図７は、図５における現場制御盤７内の回
路の一部として、遮断器３ａ，３ｂの制御および監視を
行なう遮断器制御回路の一例を示す回路図である。図７
に示すように、遮断器制御回路は、投入回路、引外し回
路、および欠相検出回路を有する。

【０００９】このうち、投入回路は、投入指令入力端子
１１、切換スイッチ１２、インピーダンス素子１３、お
よびこのインピーダンス素子１３と並列に設けられた投
入コイル１４ａを主な構成要素として構成されている。

【００１０】また、図中１５，１６は、遮断器本体の動
作位置を示す補助開閉器接点や、遮断器本体の接地金属
容器（タンク）内のガス圧低下時にオンするガス密度ス
イッチの接点、あるいは遮断器本体の油圧操作機構部の
油圧が低下した場合にオンする油圧スイッチの接点等で
ある。これらの接点は、遮断器の操作ロックや指令信号
の一定時間以上の継続防止等の機能を有する。

【００１１】一方、引外し回路は、引外し指令入力端子
１９、インピーダンス素子１０、およびこのインピーダ
ンス素子１０と直列に設けられた引外しコイル１４ｂを
主な構成要素として構成されている。

【００１２】なお、図７中２点鎖線で囲まれた部分は、
遮断器本体に設置されている部分であり、これ以外の部
分は、現場制御盤７内に収納されている。図８は、図５
における現場制御盤７の外観を示す図であり、図８
（Ａ）はその側面図、図８（Ｂ）は同じく内部正面図を
それぞれ示している。

【００１３】図８に示すように、現場制御盤７のケース
２１内には、模擬母線表示２２、操作スイッチ２３、切
換スイッチ２４、警報表示部２５、および中継リレー２
６等が設置されている。

【００１４】ところで、このような図７の現場制御盤７
においては、ガス絶縁開閉装置を動作させる操作・制御
回路として、各種のスイッチの接点やリレー類の接点が
用いられている。

【００１５】この場合、ガス絶縁開閉装置自体の信頼性
は高い反面、操作・制御用のリレー、スイッチ類の信頼
性は比較的劣り、接点の接触不良等の障害が発生してい
る。実際に、電気協同研究会等における操作機構の障害
調査結果によれば、電装品と制御回路に関わる障害が過
半数を占め、電装品の障害のうちの約７割近くを、接点
の導通不良が占めている。

【００１６】図７に示すような制御回路においては、特
に接点がオフ状態の場合に回路の自己診断ができないた
め、接点の導通不良等の障害が生じても、この障害は、
その接点に対応する機器の実際の操作時まで発見されな
いことになる。従って、このような接点の導通不良等の
障害が、ガス絶縁開閉装置の重大な事故につながる恐れ
がある。

【００１７】また、図７に示すような制御回路におい
て、ガス絶縁開閉装置と現場制御盤７との間の配線、お
よび現場制御盤７と変電所制御室との間の配線は、電線
による並列配線となるため、配線量が非常に多くなると
いう問題点がある。

【００１８】さらに、図８に示すような現場制御盤７内
の配線についても、電気ケーブルによる配線が主である
ため、現場制御盤７自体が大型化し、そのケース２１の
幅Ｗ、奥行きＤ、高さＨが大きくなってしまうという問
題点がある。

【００１９】一方、このような接点やリレー類から構成
される制御回路の問題点を解決するために、例えば“文
献：「ＧＩＳ用操作・制御回路の電子回路化」（平成６
年電気学会電力エネルギー部門大会Ｎｏ．６５１）”
等においては、接点やリレー類を電子化して回路系の自
己診断を行なうことにより、信頼性の向上を図る方式が
提案されてきている。

【００２０】しかしながら、この文献においては、無接
点化されたガス絶縁開閉装置の制御回路が提案されてい
るが、文献中にあるように、幾種ものユニットとシーケ
ンサ（ＰＣ）が接続されたシステム構成は複雑である。

【００２１】また、ユニットの種類が多いことから、部
品点数も多くなるため、現場制御盤７自体が大型化して
しまう。さらに、この文献において、具体的な電子化の
適用範囲、制御システムとしての冗長性、近年適用が拡
大している機器監視システム（保守支援システム）等の
上位システムの具体的な構成方法や、上位システムと制
御システムとの関係等については何等示唆されていな
い。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
変電設備においては、設備が大型であり、複雑であり、
性能が低く、信頼性・実用性の点で問題があった。本発
明の目的は、現場制御盤の制御ユニット内のデータ処理
部の構成を改良することにより、電子化された現場制御
盤の制御システムとして、上位システムとの関係をも含
めた、小型・簡略・高性能で信頼性・実用性の高い優れ
た電子化制御システムを備えた変電設備を提供すること
にある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による変電設備は、高電圧充電部を絶縁媒
体と共に接地金属容器内に収納してなる遮断器を含む複
数の変電機器と、変電機器の近傍に配設されて当該変電
機器の制御および監視を行なう電子化制御システムを収
納した収納部と、電子化制御システムに変電機器の保護
リレー情報を含む制御情報を送る上位システムとを備え
て構成される変電設備において、電子化制御システム内
の制御ユニット、ドライブユニット、あるいはこれらの
システムに関連する伝送手段を、次のように構成したこ
とを特徴としている。

【００２４】すなわち、まず、請求項１に対応する発明
では、電子化制御システムは、制御ユニットと、変電機
器の可動部を駆動するドライブユニットとを備え、かつ
制御ユニットのデータ処理部を、データの処理速度また
は処理内容に応じて複数のデータ処理回路により構成し
ている。

【００２５】従って、請求項１に対応する発明の変電設
備においては、現場制御盤の制御システム全体を電子化
することにより、現場制御盤内の配線を電気ケーブルに
よって行なった場合に比べて、現場制御盤を小型・簡略
化することができる。

【００２６】また、この電子化により、自己診断機能を
持たせて信頼性を向上することができる。さらに、制御
ユニットのデータ処理部を、データの処理速度または処
理内容に応じた複数の処理回路により構成することによ
り、遮断器、断路器、接地装置等の変電機器の用途、状
況に応じた動作の迅速化と、その動作状態の監視の迅速
化を図ることができる。の迅速化を図ることである。

【００２７】また、請求項２に対応する発明では、上記
複数のデータ処理回路として、高速処理用および低速処
理用の２種類のデータ処理回路を設け、かつドライブユ
ニットの制御、監視に必要な各データを、当該各データ
に要求される処理時間の差に基づいて高速処理データと
低速処理データとに振り分けし、当該振り分けに応じて
それぞれのデータ処理回路で処理を行なうようにしてい
る。

【００２８】従って、請求項２に対応する発明の変電設
備においては、制御ユニットのデータ処理部を高速処理
用回路と低速処理用回路により構成し、ドライブユニッ
トの制御、監視データの処理を、要求される処理時間に
応じていずれか一方の回路で行なうようにすることによ
り、変電機器の制御、監視機能の迅速化を図ることがで
きる。

【００２９】さらに、請求項３に対応する発明では、上
記複数のデータ処理回路として、制御データ処理用およ
び監視データ処理用の２種類のデータ処理回路を設け、
ドライブユニットの制御データの処理を制御データ処理
用のデータ処理回路で行ない、ドライブユニット、制御
ユニット、および当該ユニットに接続されるセンサ類の
監視データの処理を監視データ処理用のデータ処理回路
で行なうようにしている。

【００３０】従って、請求項３に対応する発明の変電設
備においては、制御ユニットのデータ処理部を制御処理
用回路と監視処理用回路により構成し、ドライブユニッ
トの制御データの処理を制御処理用回路で行ない、ドラ
イブユニット、制御ユニット、および制御ユニットに接
続されるセンサ類の監視データの処理を監視処理用回路
で行なうようにすることにより、制御データと監視デー
タの処理が混在することがなくなり、変電機器の制御機
能の迅速化、信頼性の向上を図ることができる。

【００３１】一方、請求項４に対応する発明では、上記
データ処理回路を第１および第２のＣＰＵ回路にて構成
し、当該第１のＣＰＵ回路を高速処理用とし、第２のＣ
ＰＵ回路を低速処理用とするようにしている。

【００３２】従って、請求項４に対応する発明の変電設
備においては、第１および第２のＣＰＵ回路でデータ処
理回路を構成し、第１のＣＰＵ回路を高速小容量処理用
に使用し、第２のＣＰＵ回路を低速大容量処理用に使用
することにより、回路の利用効率が向上して、変電機器
の制御機能の迅速化、信頼性の向上を図ると共に、制御
ユニットを小型・簡略化することができる。

【００３３】また、請求項５に対応する発明では、上記
データ処理回路を第１および第２のＣＰＵ回路にて構成
し、当該第１のＣＰＵ回路を制御データ処理用とし、第
２のＣＰＵ回路を監視データ処理用とするようにしてい
る。

【００３４】従って、請求項５に対応する発明の変電設
備においては、第１および第２のＣＰＵ回路でデータ処
理回路を構成し、第１のＣＰＵ回路を制御処理用に使用
し、第２のＣＰＵ回路を監視処理用に使用することによ
り、遮断器における欠相検出・引外し制御や、アンチポ
ンピング制御、コイル電流制御、開閉状態に応じた操作
ロック等の迅速な対応処理を制御処理回路で行ない、ま
た高速処理が要求される遮断器の動作時間計測を監視処
理回路で行なうことができる。これらの処理は、遮断器
操作中に並列的に行なう必要があるため、単一のＣＰＵ
回路で実現するのは困難であるが、この場合には、ＣＰ
Ｕ回路の処理内容をソフトで簡単に変更できるため、種
々の変電機器に簡単に対応させることができ、変電機器
の制御機能の迅速化、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００３５】一方、請求項６に対応する発明では、上記
データ処理回路をロジック回路およびＣＰＵ回路にて構
成し、当該ロジック回路を高速データ処理用とし、ＣＰ
Ｕ回路を低速データ処理用とするようにしている。

【００３６】従って、請求項６に対応する発明の変電設
備においては、ロジック回路とＣＰＵ回路でデータ処理
回路を構成し、ロジック回路を高速処理用に使用し、Ｃ
ＰＵ回路を低速処理用に使用することにより、高速処理
回路で高度なデータ処理を行うことはできないが、より
迅速で信頼性の高い制御ユニットを構成することができ
るため、変電機器の制御、監視機能の迅速化を図ること
ができる。

【００３７】また、請求項７に対応する発明では、上記
データ処理回路をロジック回路およびＣＰＵ回路にて構
成し、当該ロジック回路を制御データ処理用とし、ＣＰ
Ｕ回路を監視データ処理用とするようにしている。

【００３８】従って、請求項７に対応する発明の変電設
備においては、ロジック回路とＣＰＵ回路でデータ処理
回路を構成し、ロジック回路を制御処理用に使用し、Ｃ
ＰＵ回路を監視処理用に使用することにより、一般に、
遮断器、断路器、接地装置等の制御回路は、ロジック回
路で容易に実現することができるが、この場合には、制
御処理回路のフレキシビリティーは低くなるが、より迅
速で信頼性の高い制御ユニットを構成することができる
ため、変電機器の制御機能の迅速化、信頼性の向上を図
ることができる。

【００３９】さらに、請求項８に対応する発明では、上
記ロジック回路としては、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等のロジッ
クデバイスＩＣを用いるようにしている。従って、請求
項８に対応する発明の変電設備においては、ロジック回
路として、ＰＬＤ、ＩＰＧＡ等のロジックデバイスＩＣ
を使用することにより、制御ユニットをより一層小型化
・簡略化することができ、信頼性も向上すると共に、変
電機器の制御、監視機能の迅速化を図ることができる。

【００４０】一方、請求項９に対応する発明では、上記
ＣＰＵ回路間で相互の状態監視を行ない、一方のＣＰＵ
回路が異常の場合にはその機能の一部または全てを他の
正常なＣＰＵ回路が代行するようにしている。

【００４１】従って、請求項９に対応する発明の変電設
備においては、第１のＣＰＵ回路と第２のＣＰＵ回路が
相互の状態を常に監視し、一方のＣＰＵが異常の場合に
は、その機能の一部または全てを他の正常なＣＰＵ回路
が代行するようにすることにより、電子化制御システム
の自己診断による信頼性をより一層向上させると共に、
システムに異常が発生した際の機能停止範囲の最小化を
図ることができる。

【００４２】また、請求項１０に対応する発明では、上
記ＣＰＵ回路間で相互の状態監視を行ない、ＣＰＵ回路
が異常の場合には当該ＣＰＵ回路からドライブユニット
への出力信号をロックするようにしている。

【００４３】従って、請求項１０に対応する発明の変電
設備においては、第１のＣＰＵ回路と第２のＣＰＵ回路
が相互の状態を常に監視し、一方のＣＰＵが異常の場合
には、そのＣＰＵ回路からドライブユニットへの出力信
号をロックするようにすることにより、電子化制御シス
テムの自己診断による信頼性をより一層向上させると共
に、システムに異常が発生した際の変電機器の誤動作を
防止することができる。

【００４４】さらに、請求項１１に対応する発明では、
上記データ処理回路をロジック回路およびＣＰＵ回路に
て構成して同じデータ処理を行ない、その出力を比較判
定することにより、データ処理回路の異常検出および異
常時におけるドライブユニットへの出力ロックを行なう
ようにしている。

【００４５】従って、請求項１１に対応する発明の変電
設備においては、データ処理回路をロジック回路とＣＰ
Ｕ回路で構成して同じデータ処理を行ない、その出力を
比較判定することによって、データ処理回路の異常検出
および異常時におけるドライブユニットへの出力ロック
を行なうようにすることにより、単一のＣＰＵ回路であ
っても自己診断による信頼性をより一層向上させると共
に、システムに異常が発生した際の変電機器の誤動作を
防止することができる。

【００４６】一方、請求項１２に対応する発明では、上
記電子化制御システムを構成する各ユニット間で伝送さ
れる各データを、当該各データに要求される伝送時間の
差に基づいて高速伝送データと低速伝送データとに振り
分けし、当該振り分けに応じてシステム内のデータ伝送
手段を高速用と低速用に分けて設けるようにしている。

【００４７】また、請求項１３に対応する発明では、上
記高速伝送データは、制御ユニットに直接入力し、低速
伝送データは、電子化制御システム内の共通伝送路によ
って各ユニットに伝送するようにしている。

【００４８】従って、請求項１２および請求項１３に対
応する発明の変電設備においては、電子化制御システム
を構成する各ユニット間で伝送される高速伝送データと
低速伝送データに対して別々の伝送路を設けることによ
り、データ伝送の迅速化、および伝送手段の使用効率の
向上を実現し、伝送手段をより一層小型・簡略化するこ
とができる。

【００４９】一方、請求項１４に対応する発明では、上
記制御ユニットを変電機器毎に設けるようにしている。
従って、請求項１４に対応する発明の変電設備において
は、制御ユニットを各変電機器単位で設けることによ
り、制御ユニットに異常が発生した際の障害の波及範囲
を最小にし、変電機器の保守点検性を向上させることが
できる。

【００５０】さらに、請求項１５に対応する発明では、
上記制御ユニットを遮断器用と断路器・接地装置用に分
けて設けるようにしている。従って、請求項１５に対応
する発明の変電設備においては、制御ユニットを、基本
的な制御機能が異なる遮断器用と断路器・接地装置用の
２つに分けて設けることにより、制御ユニットに異常が
発生した際の障害の波及範囲を最小にし、変電機器の保
守点検性を向上させると共に、制御ユニットを小型・簡
略化することができる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。（第１の実施形態）図１は、本実施形態による変電設備
の構成例を示すブロック図である。

【００５２】すなわち、本実施形態の変電設備は、図１
に示すように、開閉装置主回路３０と、現場制御盤４０
と、上位システム５０とによって構成されている。ここ
で、開閉装置主回路３０は、遮断器３１、断路器３２、
接地装置３３等の開閉装置を含む主回路である。

【００５３】この開閉装置主回路３０には、その状態を
検出する検出手段として、計器用変流器３４、および計
器用変圧器３５が接続されている。また、遮断器３１に
は、操作油の圧力、油面レベルを検出する油圧・油面セ
ンサ６４や、開閉状態を検出する位置センサ６５が設け
られている。

【００５４】さらに、断路器３２や接地装置３３には、
それぞれの開閉状態を検出する位置センサ６７，６９が
設けられている。さらにまた、開閉装置には、各ガス区
画毎にガス圧センサ７０が設けられている。

【００５５】一方、現場制御盤４０は、開閉装置主回路
３０の近傍に配置されており、遮断器用，断路器・接地
装置用の個別の制御ユニット４１ａ，４１ｂ、およびド
ライブユニット４２ａ，４２ｂや、操作表示パネル４
５、通信ユニット６０、監視ユニット６１を有してい
る。

【００５６】ここで、ドライブユニット４２ａ，４２ｂ
は、遮断器３１、断路器３２、接地装置３３等の各開閉
装置を個別に駆動するための手段であり、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ等からなるパワー電子回路で構成される。

【００５７】ドライブユニット４２ａは、遮断器３１の
駆動部６３内にある投入コイル、引外しコイル、油圧ポ
ンプモータに接続されている。また、ドライブユニット
４２ｂは、断路器３２、および接地装置３３のモータ６
６，６８に接続されている。

【００５８】さらに、共通伝送路６２は、各ユニットに
接続され、データの伝送を行なうものである。この共通
伝送路６２は、高速伝送を必要としない各種制御、監視
データの伝送に使用される。

【００５９】なお、上位システム５０は、変電所内の制
御室に設置されている。一方、図１中の５１〜５３は、
上位システム５０と現場制御盤４０との間でデータを伝
送するための伝送路である。

【００６０】ここで、伝送路５１は、通信ユニット６０
と上位システム５０との間で、緊急性の低い制御情報や
保守点検情報等を伝送することを目的として使用され
る。また、伝送路５２は、上位システム５０からの保護
リレー情報を、遮断器制御ユニット４１ａと遮断器ドラ
イブユニット４２ａに同時に伝送するように構成されて
いる。

【００６１】さらに、伝送路５３は、計器用変流器３
４、および計器用変圧器３５からの検出情報を、上位シ
ステム５０に直接伝送するように構成されている。一
方、伝送路５３の途中には、この伝送路５３によって伝
送される計器用変流器３４、および計器用変圧器３５か
らの検出情報を変換して監視ユニット６１に送るための
変換手段として、トランスデューサ４３が取付けられて
いる。

【００６２】このトランスデューサ４３としては、計器
用変流器３４からの出力に対しては、低負担の補助変流
器が用いられ、また計器用変圧器３５からの出力に対し
ては、低負担の補助変圧器が用いられる。そして、これ
らのトランスデューサ４３の出力は、監視ユニット６１
内に取り込まれるようになっている。

【００６３】図２は、上記遮断器制御ユニット４１ａの
構成例を示すブロック図である。遮断器制御ユニット４
１ａは、図２に示すように、伝送ＩＦ７１、第１のＣＰ
Ｕ回路７２、第２のＣＰＵ回路７３、パラレル入出力部
７４、フォトカプラ７５を備えている。

【００６４】このうち、伝送ＩＦ７１は、共通伝送路６
２に接続されている。また、パラレル入出力部７４に
は、フォトカプラ７５を介して、上位システム５０から
の保護リレー情報、および遮断器３１からの位置センサ
信号が入力される。さらに、パラレル入出力部７４から
は、ドライブユニット７６に制御信号を出力すると共
に、ドライブユニット７６の状態監視信号を入力してい
る。

【００６５】ここで、第１のＣＰＵ回路７２は、ドライ
ブユニット４２ａの制御データの処理を行なうように構
成され、第２のＣＰＵ回路７３は、ドライブユニットや
制御ユニット、位置センサ６５の監視データの処理、さ
らに遮断器３１を操作した際の動作時間の計測を行なう
ように構成されている。

【００６６】また、第１のＣＰＵ回路７２、および第２
のＣＰＵ回路７３は、それぞれ伝送ＩＦ７１、パラレル
入出力部７４とデータ伝送を行なうと共に、相互の状態
監視も行なっている。

【００６７】図３は、図１における現場制御盤４０を示
す外観図である。図３に示すように、現場制御盤４０の
ケース４４内には、制御ユニット４１、通信ユニット６
０、監視ユニット６１、ドライブユニット４２、および
トランスデューサ４３が収納されると共に、その前面に
は、操作表示パネル４５が配置されている。

【００６８】次に、以上のように構成した本実施形態の
電子化制御システムを備えた変電設備においては、制御
ユニット４１ａのデータ処理部を、第１および第２のＣ
ＰＵ回路７２および７３で構成し、第１のＣＰＵ回路７
２は、制御データの処理、すなわち欠相検出・引外し制
御や、アンチポンピング制御、コイル電流制御、開閉状
態に応じた操作ロック、ローカル操作指令に対応した開
閉制御等の処理を行なうように構成されている。また、
第２のＣＰＵ回路７３は、監視データの処理、すなわち
ドライブユニットや制御ユニット、位置センサ６５の監
視データの処理、さらに遮断器３１を操作した際の動作
時間の計測を行なうように構成されている。

【００６９】これらの処理の多くは、遮断器操作中に並
列的に処理する必要があるため、本実施形態のようにＣ
ＰＵ回路を２個設けることによって、容易に実現するこ
とができると共に、制御データの処理と監視データの処
理とを完全に分離しているので、遮断器３１を迅速に制
御することができ、信頼性も向上する。

【００７０】また、ＣＰＵ回路７２，７３の処理内容を
ソフトで簡単に変更できるので、種々の変電機器に簡単
に対応することができる。さらに、第１のＣＰＵ回路７
２と第２のＣＰＵ回路７３が、相互の状態を常に監視
し、一方のＣＰＵ回路７３または７２が異常の場合に
は、その機能の一部または全てを他方の正常なＣＰＵ回
路７２または７３が代行すると共に、異常が発生したＣ
ＰＵ回路７３または７２からドライブユニット７６に出
力される信号をロックすることにより、ＣＰＵ７３また
は７２に異常が発生した際の機能停止範囲の最小化を図
ると共に、遮断器３１の誤動作を防止することができ
る。

【００７１】一方、位置センサ６５の信号、すなわち遮
断器３１の開閉状態信号は、遮断器３１の制御を行なう
上で重要なデータであり、伝送時間を極力小さくする必
要がある。この点、本実施形態では、位置センサ６５の
信号を直接遮断器制御ユニット４１ａに入力することに
より、伝送時間を最小にしている。

【００７２】また、ガス圧、油圧、油面等のデータにつ
いては、高速のデータ伝送を必要としないので、センサ
信号を監視ユニット６１に入力し、低速伝送路である共
通伝送路６２を介して遮断器制御ユニット４１ａに取り
込む構成としている。このようにすることにより、デー
タ伝送の迅速化、および伝送手段の使用効率を向上させ
ることができる。

【００７３】このように、第１のＣＰＵ回路７２を高速
小容量の制御、監視データ処理用に使用し、第２のＣＰ
Ｕ回路７３を低速大容量の制御、監視データ処理用に使
用することにより、回路の利用効率が向上し、制御ユニ
ットをさらに小型・簡略化することが可能となる。

【００７４】上述したように、本実施形態の変電設備に
おいては、現場制御盤４０の制御システム全体を電子化
しているため、電気ケーブルによる配線を主として構成
した前述した図８の従来の現場制御盤７に比べて、現場
制御盤４０自体を小型・簡略化することが可能となる。

【００７５】具体的には、図３に示す現場制御盤４０の
ケース４４の寸法は、図８の従来の現場制御盤７のケー
ス２１の寸法：Ｗ×Ｄ×Ｈに対して、０．５Ｗ×０．７
Ｄ×０．７Ｈであり、格段に小型化されているのが分か
る。

【００７６】また、このように、現場制御盤４０を小型
・簡略化することができるため、現場制御盤４０のコス
トを削減でき、実用性に優れている。さらに、現場制御
盤４０と変電所内の制御室に設置された上位システム５
０との間の伝送路５１を光ファイバケーブルで構成して
いるため、伝送系全体の構成を小型・簡略化することが
可能となる。これにより、変電所全体の建設コストの削
減に寄与することができ、実用性に優れている。

【００７７】一方、本実施形態の変電設備においては、
各機器の制御ユニットのデータ処理部を、第１のＣＰＵ
回路７２と第２のＣＰＵ回路７３で構成しているので、
各機器を迅速に制御することができ、信頼性も向上す
る。

【００７８】また、これらＣＰＵ回路７２，７３に相互
の状態を監視する機能を持たせることにより、ＣＰＵ回
路異常時の機能停止範囲の最小化を図れると共に、機器
の誤動作を防止することが可能となる。

【００７９】以上により、電子化された現場制御盤の制
御システムとして、上位システム５０との関係をも含め
た、小型・簡略・高性能で信頼性・実用性の高い優れた
電子化制御システムを備えた変電設備を得ることができ
る。

【００８０】（第２の実施形態）図４は、本実施形態に
よる変電設備における制御ユニット４１ａの構成例を示
すブロック図である。

【００８１】すなわち、本実施形態の変電設備は、前記
第１の実施形態における第１のＣＰＵ回路７２をロジッ
ク回路７７に置き換えたものであり、その他の基本構成
は第１の実施形態の場合と同様であるので、ここではそ
の説明を省略する。

【００８２】図４において、ロジック回路７７は、ドラ
イブユニット４２ａの制御データの処理を行なうように
構成され、また第２のＣＰＵ回路７３は、ドライブユニ
ットや制御ユニット、位置センサ６５の監視データの処
理、さらに遮断器３１を操作した際の動作時間の計測を
行なうように構成されている。

【００８３】次に、以上のように構成した本実施形態の
電子化制御システムを備えた変電設備においては、遮断
器、断路器、接地装置の制御回路は、ロジック回路で容
易に実現することができ、より迅速で信頼性の高い制御
ユニットを構成することができる。

【００８４】また、本実施形態の構成例において、ロジ
ック回路７７とＣＰＵ回路７３で同じデータ処理を行な
い、その出力を比較判定することにより、データ処理回
路の異常検出、および異常時のドライブユニット４２ａ
への出力ロックが行なえるので、ＣＰＵ回路７３が１個
であっても、自己診断による信頼性をより一層向上させ
ることができると共に、システムに異常が発生した際の
機器の誤動作を防止することができる。

【００８５】上述したように、本実施形態によれば、各
機器の制御ユニットのデータ処理部をロジック回路とＣ
ＰＵ回路で構成することにより、各機器をより迅速に制
御することができ、信頼性も向上することが可能とな
る。

【００８６】さらに、ロジック回路７７とＣＰＵ回路７
３で同じデータ処理を行ない、その出力を比較判定する
ことにより、自己診断による信頼性をより向上させると
共に、システムに異常が発生した際の機器の誤動作を確
実に防止することが可能となる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に対応す
る発明によれば、高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金
属容器内に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器
と、変電機器の近傍に配設されて当該変電機器の制御お
よび監視を行なう電子化制御システムを収納した収納部
と、電子化制御システムに変電機器の保護リレー情報を
含む制御情報を送る上位システムとを備えて構成される
変電設備において、電子化制御システムは、制御ユニッ
トと、変電機器の可動部を駆動するドライブユニットと
を備え、かつ制御ユニットのデータ処理部を、データの
処理速度または処理内容に応じて複数のデータ処理回路
により構成するようにしたので、現場制御盤の制御シス
テム全体を電子化して小型・簡略化と自己診断による信
頼性の向上を図ると共に、変電機器の動作の迅速化とそ
の動作状態の監視の迅速化を図ることが可能な優れた電
子化制御システムを備えた変電設備が提供できる。

【００８８】また、請求項２に対応する発明によれば、
上記複数のデータ処理回路として、高速処理用および低
速処理用の２種類のデータ処理回路を設け、かつドライ
ブユニットの制御、監視に必要な各データを、当該各デ
ータに要求される処理時間の差に基づいて高速処理デー
タと低速処理データとに振り分けし、当該振り分けに応
じてそれぞれのデータ処理回路で処理を行なうようにし
たので、変電機器の制御、監視機能の迅速化を図ること
が可能な優れた電子化制御システムを備えた変電設備が
提供できる。

【００８９】さらに、請求項３に対応する発明では、上
記複数のデータ処理回路として、制御データ処理用およ
び監視データ処理用の２種類のデータ処理回路を設け、
ドライブユニットの制御データの処理を制御データ処理
用のデータ処理回路で行ない、ドライブユニット、制御
ユニット、および当該ユニットに接続されるセンサ類の
監視データの処理を監視データ処理用のデータ処理回路
で行なうようにしたので、制御データと監視データの処
理が混在することがなくなり、変電機器の制御機能の迅
速化、および信頼性の向上を図ることが可能な優れた電
子化制御システムを備えた変電設備が提供できる。

【００９０】一方、請求項４に対応する発明によれば、
上記データ処理回路を第１および第２のＣＰＵ回路にて
構成し、当該第１のＣＰＵ回路を高速処理用とし、第２
のＣＰＵ回路を低速処理用とするようにしたので、回路
の利用効率が向上して、変電機器の制御機能の迅速化、
および信頼性の向上を図ると共に、制御ユニットを小型
・簡略化することが可能な優れた電子化制御システムを
備えた変電設備が提供できる。

【００９１】また、請求項５に対応する発明によれば、
上記データ処理回路を第１および第２のＣＰＵ回路にて
構成し、当該第１のＣＰＵ回路を制御データ処理用と
し、第２のＣＰＵ回路を監視データ処理用とするように
したので、変電機器の制御機能の迅速化、および信頼性
の向上を図ることが可能な優れた電子化制御システムを
備えた変電設備が提供できる。

【００９２】一方、請求項６に対応する発明によれば、
上記データ処理回路をロジック回路およびＣＰＵ回路に
て構成し、当該ロジック回路を高速データ処理用とし、
ＣＰＵ回路を低速データ処理用とするようにしたので、
変電機器の制御、監視機能の迅速化を図ることが可能な
優れた電子化制御システムを備えた変電設備が提供でき
る。

【００９３】また、請求項７に対応する発明によれば、
上記データ処理回路をロジック回路およびＣＰＵ回路に
て構成し、当該ロジック回路を制御データ処理用とし、
ＣＰＵ回路を監視データ処理用とするようにしたので、
変電機器の制御機能の迅速化、および信頼性の向上を図
ることが可能な優れた電子化制御システムを備えた変電
設備が提供できる。

【００９４】さらに、請求項８に対応する発明によれ
ば、上記ロジック回路としては、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等の
ロジックデバイスＩＣを用いるようにしたので、制御ユ
ニットをより一層小型化・簡略化することができ、信頼
性も向上すると共に、変電機器の制御、監視機能の迅速
化を図ることが可能な優れた電子化制御システムを備え
た変電設備が提供できる。

【００９５】一方、請求項９に対応する発明によれば、
上記ＣＰＵ回路間で相互の状態監視を行ない、一方のＣ
ＰＵ回路が異常の場合にはその機能の一部または全てを
他の正常なＣＰＵ回路が代行するようにしたので、電子
化制御システムの自己診断による信頼性をより一層向上
させると共に、システムに異常が発生した際の機能停止
範囲の最小化を図ることが可能な優れた電子化制御シス
テムを備えた変電設備が提供できる。

【００９６】また、請求項１０に対応する発明によれ
ば、上記ＣＰＵ回路間で相互の状態監視を行ない、一方
のＣＰＵ回路が異常の場合には当該ＣＰＵ回路からドラ
イブユニットへの出力信号をロックするようにしたの
で、電子化制御システムの自己診断による信頼性をより
一層向上させると共に、システムに異常が発生した際の
変電機器の誤動作を防止することが可能な優れた電子化
制御システムを備えた変電設備が提供できる。

【００９７】さらに、請求項１１に対応する発明によれ
ば、上記データ処理回路をロジック回路およびＣＰＵ回
路にて構成して同じデータ処理を行ない、その出力を比
較判定することにより、データ処理回路の異常検出およ
び異常時におけるドライブユニットへの出力ロックを行
なうようにしたので、単一のＣＰＵ回路であっても自己
診断による信頼性をより一層向上させると共に、システ
ムに異常が発生した際の変電機器の誤動作を防止するこ
とが可能な優れた電子化制御システムを備えた変電設備
が提供できる。

【００９８】一方、請求項１２に対応する発明によれ
ば、上記電子化制御システムを構成する各ユニット間で
伝送される各データを、当該各データに要求される伝送
時間の差に基づいて高速伝送データと低速伝送データと
に振り分けし、当該振り分けに応じてシステム内のデー
タ伝送手段を高速用と低速用に分けて設けるようにした
ので、データ伝送の迅速化、および伝送手段の使用効率
の向上を実現し、伝送手段をより一層小型・簡略化する
ことが可能な優れた電子化制御システムを備えた変電設
備が提供できる。

【００９９】また、請求項１３に対応する発明によれ
ば、上記高速伝送データは、制御ユニットに直接入力
し、低速伝送データは、電子化制御システム内の共通伝
送路によって各ユニットに伝送するようにしたので、デ
ータ伝送の迅速化、および伝送手段の使用効率の向上を
実現し、伝送手段をより一層小型・簡略化することが可
能な優れた電子化制御システムを備えた変電設備が提供
できる。

【０１００】一方、請求項１４に対応する発明によれ
ば、上記制御ユニットを変電機器毎に設けるようにした
ので、制御ユニットに異常が発生した際の障害の波及範
囲を最小にし、変電機器の保守点検性を向上させること
が可能な優れた電子化制御システムを備えた変電設備が
提供できる。

【０１０１】さらに、請求項１５に対応する発明によれ
ば、上記制御ユニットを遮断器用と断路器・接地装置用
に分けて設けるようにしたので、制御ユニットに異常が
発生した際の障害の波及範囲を最小にし、変電機器の保
守点検性を向上させると共に、制御ユニットを小型・簡
略化することが可能な優れた電子化制御システムを備え
た変電設備が提供できる。

【０１０２】以上により、電子化された現場制御盤の制
御システムとして、上位システムとの関係をも含めた、
小型・簡略・高性能で信頼性・実用性の高い優れた電子
化制御システムを備えた変電設備が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変電設備の第１の実施形態を示す
ブロック図。

【図２】同第１の実施形態の変電設備における遮断器の
制御ユニットの構成例を示すブロック図。

【図３】同第１の実施形態の変電設備における現場制御
盤を示す外観図。

【図４】本発明による変電設備の第２の実施形態の変電
設備における遮断器の制御ユニットの構成例を示すブロ
ック図。

【図５】本発明の適用対象となる変電機器の一つとし
て、ガス絶縁開閉装置の一例を示す平面図。

【図６】図５のガス絶縁開閉装置に対応する単線結線
図。

【図７】図５の現場制御盤内の遮断器制御回路の一例を
示す回路図。

【図８】図５の現場制御盤を示す外観図。

【符号の説明】

１…ブッシング、２…断路器、３ａ，３ｂ…遮断器、４ａ，４ｂ…主母線断路器、５…主母線、６…変圧器、７…現場制御盤、１０…インピーダンス素子、１１…投入指令入力端子、１２…切換スイッチ、１３…インピーダンス素子、１４ａ…投入コイル、１４ｂ…引外しコイル、１５，１６…接点、１９…引外し指令入力端子、２１…ケース、２２…模擬母線表示、２３…操作スイッチ、２４…切換スイッチ、２５…警報表示部、２６…中継リレー、３０…開閉装置主回路、３１…遮断器、３２…断路器、３３…接地装置、３４…計器用変流器、３５…計器用変圧器、４０…現場制御盤、４１ａ…遮断器制御ユニット、４１ｂ…断路器・接地装置制御ユニット、４２ａ…遮断器ドライブユニット、４２ｂ…断路器・接地装置ドライブユニット、４３…トランスデューサ、４４…ケース、４５…操作表示パネル、５０…上位システム、５１，５２，５３…伝送路、６０…通信ユニット、６１…監視ユニット、６２…共通伝送路、６４…油圧・油面センサ、６５…位置センサ、６６，６８…モータ、６７…位置センサ、６９…位置センサ、７０…ガス圧センサ、７１…伝送ＩＦ、７２…第１のＣＰＵ回路、７３…第２のＣＰＵ回路、７４…パラレル入出力部、７５…フォトカプラ、７６…ドライブユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高電圧充電部を絶縁媒体と共に接地金属
容器内に収納してなる遮断器を含む複数の変電機器と、
前記変電機器の近傍に配設されて当該変電機器の制御お
よび監視を行なう電子化制御システムを収納した収納部
と、前記電子化制御システムに前記変電機器の保護リレ
ー情報を含む制御情報を送る上位システムとを備えて構
成される変電設備において、前記電子化制御システムは、制御ユニットと、前記変電
機器の可動部を駆動するドライブユニットとを備え、かつ前記制御ユニットのデータ処理部を、データの処理
速度または処理内容に応じて複数のデータ処理回路によ
り構成したことを特徴とする変電設備。
【請求項２】前記複数のデータ処理回路として、高速
処理用および低速処理用の２種類のデータ処理回路を設
け、かつ前記ドライブユニットの制御、監視に必要な各
データを、当該各データに要求される処理時間の差に基
づいて高速処理データと低速処理データとに振り分け
し、当該振り分けに応じてそれぞれのデータ処理回路で
処理を行なうようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の変電設備。
【請求項３】前記複数のデータ処理回路として、制御
データ処理用および監視データ処理用の２種類のデータ
処理回路を設け、前記ドライブユニットの制御データの
処理を制御データ処理用のデータ処理回路で行ない、前
記ドライブユニット、前記制御ユニット、および当該ユ
ニットに接続されるセンサ類の監視データの処理を監視
データ処理用のデータ処理回路で行なうようにしたこと
を特徴とする請求項１に記載の変電設備。
【請求項４】前記データ処理回路を第１および第２の
ＣＰＵ回路にて構成し、当該第１のＣＰＵ回路を高速処
理用とし、第２のＣＰＵ回路を低速処理用とするように
したことを特徴とする請求項２に記載の変電設備。
【請求項５】前記データ処理回路を第１および第２の
ＣＰＵ回路にて構成し、当該第１のＣＰＵ回路を制御デ
ータ処理用とし、第２のＣＰＵ回路を監視データ処理用
とするようにしたことを特徴とする請求項３に記載の変
電設備。
【請求項６】前記データ処理回路をロジック回路およ
びＣＰＵ回路にて構成し、当該ロジック回路を高速デー
タ処理用とし、ＣＰＵ回路を低速データ処理用とするよ
うにしたことを特徴とする請求項２に記載の変電設備。
【請求項７】前記データ処理回路をロジック回路およ
びＣＰＵ回路にて構成し、当該ロジック回路を制御デー
タ処理用とし、ＣＰＵ回路を監視データ処理用とするよ
うにしたことを特徴とする請求項３に記載の変電設備。
【請求項８】前記ロジック回路としては、ＰＬＤ、Ｆ
ＰＧＡ等のロジックデバイスＩＣを用いるようにしたこ
とを特徴とする請求項６または請求項７に記載の変電設
備。
【請求項９】前記ＣＰＵ回路間で相互の状態監視を行
ない、一方のＣＰＵ回路が異常の場合にはその機能の一
部または全てを他の正常なＣＰＵ回路が代行するように
したことを特徴とする請求項１、請求項４、請求項５の
いずれか１項に記載の変電設備。
【請求項１０】前記ＣＰＵ回路間で相互の状態監視を
行ない、ＣＰＵ回路が異常の場合には当該ＣＰＵ回路か
ら前記ドライブユニットへの出力信号をロックするよう
にしたことを特徴とする請求項１、請求項４、請求項５
のいずれか１項に記載の変電設備。
【請求項１１】前記データ処理回路をロジック回路お
よびＣＰＵ回路にて構成して同じデータ処理を行ない、
その出力を比較判定することにより、データ処理回路の
異常検出および異常時における前記ドライブユニットへ
の出力ロックを行なうようにしたことを特徴とする請求
項１に記載の変電設備。
【請求項１２】前記電子化制御システムを構成する各
ユニット間で伝送される各データを、当該各データに要
求される伝送時間の差に基づいて高速伝送データと低速
伝送データとに振り分けし、当該振り分けに応じてシス
テム内のデータ伝送手段を高速用と低速用に分けて設け
るようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１
のいずれか１項に記載の変電設備。
【請求項１３】前記高速伝送データは、前記制御ユニ
ットに直接入力し、前記低速伝送データは、前記電子化
制御システム内の共通伝送路によって各ユニットに伝送
するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載の変
電設備。
【請求項１４】前記制御ユニットを変電機器毎に設け
るようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項１３
のいずれか１項に記載の変電設備。
【請求項１５】前記制御ユニットを遮断器用と断路器
・接地装置用に分けて設けるようにしたことを特徴とす
る請求項１乃至請求項１３記載の変電設備。