JPH11233354A

JPH11233354A - 変電設備

Info

Publication number: JPH11233354A
Application number: JP2806698A
Authority: JP
Inventors: Shiro Maruyama; 志郎丸山; Takashi Nakajima; 高中嶋; Takaaki Sakakibara; 高明榊原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】上位システムとの関係も含めて高性能化・小型
簡略化に優れ、且つ信頼性・実用性の高い制御システム
を備えた変電設備を提供すること。【解決手段】負荷時タップ切換器の操作指令を含む制御
情報および電源を供給する上位システムを備えた変電設
備において、負荷時タップ切換器または変圧器本体の検
出信号と負荷時タップ切換器の駆動用モータを動作させ
るドライブ回路からの信号を機器監視制御ユニットに入
力し、機器監視制御ユニットは負荷時タップ切換器タッ
プ位置および機器状態監視データを上位システムに伝送
するとともに、上位システムからのタップ位置上げ／下
げ操作指令で負荷時タップ切換器のタップ切換を行うの
で、負荷時タップ切換器の制御と変圧器の異常監視とを
単一の機器監視制御ユニットにより実行でき、また上位
システムとはシリアルデータ伝送路により行うので、上
位システムとの接続ケーブル本数を削減することがで
き、変電設備を小型簡略化することができる。

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、上位システムとの関係も含めて高性能で小型簡略
化に優れ、且つ信頼性・実用性の高い制御システムを備
えた変電設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力が不可欠な現代社会では、停電がし
ばしば問題化することからも明らかなように、電力を安
定して供給することが極めて重要である。電力供給を行
う送電系統には変電設備を用いているが、この変電設備
に障害が発生した場合、電力供給への影響は多大であ
る。そこで、変電設備に関しては、様々な改良が施さ
れ、信頼性・実用性の向上が図られている。

【０００３】一般に、変電設備には、複数の開閉機器や
変圧器および変圧器の負荷時タップ切換器から構成され
る変電機器と、その制御および監視を行う制御システム
と、さらには、この制御システムに制御情報および電源
を供給する上位システムが設けられている。このうち負
荷時タップ切換器は電動操作機構により動作し、電動操
作機構は、機械的な歩進機構、極限停止機構、表示機構
等と、電磁リレーやスイッチ類との組合せで構成されて
いる。

【０００４】図６は従来の負荷時タップ切換器の制御シ
ステムを含む変電設備の構成例を示すブロック図であ
る。図に示すように、変圧器２０Ａ，２０Ｂの２次側主
回路２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ遮断器２４Ａ，２４Ｂ
を介して接続されている。また、各変圧器２０Ａ，２０
Ｂには、それぞれ負荷時タップ切換器２１Ａ，２１Ｂが
設けられており、各負荷時タップ切換器２１Ａ，２１Ｂ
は、その近傍に設置された電動操作機構箱１２Ａ，１２
Ｂにそれぞれ駆動軸８Ａ，８Ｂを介して接続されてい
る。電動操作機構箱１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ上位シス
テム４０Ａ，４０Ｂと制御ケーブル４５Ａ，４５Ｂを介
して接続されるとともに、電動操作機構箱１２Ａ，１２
Ｂ間も制御ケーブル４６により接続されている。また、
２次側主回路２３Ａ，２３Ｂには計器用変圧器３０Ａ，
３０Ｂが設けられ、その出力は上位システム４０Ａ，４
０Ｂに接続されている。さらに上位システム４０Ａ，４
０Ｂ間も制御ケーブル４７により接続されている。ま
た、２２Ａ，２２Ｂはそれぞれ変圧器２０Ａ，２０Ｂの
１次側主回路である。

【０００５】このような構成の負荷時タップ切換器の制
御システムにおいては、以下の手順により負荷時タップ
切換器のタップ位置が制御される。まず、上位システム
４０Ａ，４０Ｂにおいて、負荷時タップ切換器のタップ
位置情報が制御ケーブル４５Ａ，４５Ｂを介して入力さ
れ、その番号が表示される。また、計器用変圧器３０
Ａ，３０Ｂからの主回路電圧情報も上位システム４０
Ａ，４０Ｂに取り込まれ、その値が表示される。上位シ
ステム４０Ａ，４０Ｂにおいては、この電圧情報に従
い、負荷時タップ切換器２１Ａ，２１Ｂを制御するた
め、電動操作機構箱１２Ａ，１２Ｂに対して切換指令信
号を出力する。すなわち、主回路電圧があらかじめ設定
された電圧値よりも下がった場合にはタップ位置上げ指
令を、主回路電圧があらかじめ設定された電圧値よりも
上がった場合にはタップ位置下げ指令を出力する。ま
た、変圧器２０Ａ，２０Ｂが並列運転される場合は、ど
ちらか一方の変圧器がマスターとなり、マスター側の電
圧情報により負荷時タップ切換器２１Ａ，２１Ｂのタッ
プ位置が制御される。このため、両タップ位置のずれを
検出する目的で、電動操作機構箱１２Ａ，１２Ｂ間の制
御ケーブル４６には各タップ位置情報が出力されるとと
もに、上位システム４０Ａ，４０Ｂ間でも制御情報のや
りとりが生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような変電設備においては、次のような課題があっ
た。すなわち、電動操作機構や計器用変圧器等の現場側
システムと上位システムとの間の配線および電動操作機
構間の配線は、両方とも並列配線であるため配線量が非
常に多く、現場側システムが複雑化しているとともに、
制御システム全体が複雑化していた。その結果、変電設
備全体の大型化を招いていた。特に、都市部における電
力需要の増大や地価高騰による用地確保の困難さが問題
となっている現在、変電設備には高性能化・小型簡略化
が強く要求されている。そこで、変電設備が持つ課題と
して、このような要求を満たしつつ、一層の信頼性・実
用性を向上させることが急務となっている。

【０００７】本発明（請求項１乃至請求項１８対応）
は、以上のような課題を解決するためになされたもので
あり、その目的は、上位システムとの関係も含めて高性
能化・小型簡略化に優れ、且つ信頼性・実用性の高い制
御システムを備えた変電設備を提供することにある。

【０００８】

【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、本発明の請求項１は、負荷時タップ切換器と、そ
の電動操作機構を備えた変圧器等変電機器と、前記負荷
時タップ切換器の操作指令を含む制御情報および電源を
供給する上位システムとを備えた変電設備において、前
記電動操作機構の駆動軸に取付けられた軸角度検出手段
と、前記負荷時タップ切換器のタップ位置を検出するタ
ップ番号検出手段と、前記負荷時タップ切換器または前
記変圧器本体に取付けられた検出手段からの信号が入力
され、前記負荷時タップ切換器の駆動用モータに接続さ
れて、これを動作させるドライブ回路と、前記ドライブ
回路からの信号を出力し、前記上位システムとはシリア
ルデータ伝送路により接続された機器監視制御ユニット
を備え、前記機器監視制御ユニットは、電動操作機構箱
または変圧器近傍に設置した現場端子箱の内部に配置さ
れ、前記負荷時タップ切換器タップ位置および機器状態
監視データを前記上位システムに伝送するとともに、前
記上位システムからのタップ位置上げ／下げ操作指令を
受信し、前記負荷時タップ切換器のタップ切換を行うこ
とを特徴とする。

【０００９】この請求項１によると、負荷時タップ切換
器の制御と、負荷時タップ切換器あるいは変圧器の異常
監視とを、単一の機器監視制御ユニットにより実行する
ので、これらをそれぞれ独立した複数のユニットで実行
する場合に比較して構成を簡略化することができ、同一
の機能を安価に実現することができる。また、上位シス
テムとのやりとりをシリアルデータ伝送路により行うの
で、上位システムとの接続ケーブル本数を削減すること
ができるとともに、電力用機器自体を小型簡略化するこ
とができる。

【００１０】本発明の請求項２は、前記変電機器の電圧
情報は、前記負荷時タップ切換器が設置された変圧器の
１次または２次電圧情報であり、前記機器監視制御ユニ
ット内では前記１次または２次電圧情報に基づいて前記
ドライブ回路への制御信号を出力することにより前記負
荷時タップ切換器のタップ切換を行うことを特徴とす
る。

【００１１】この請求項２によると、計器用変圧器から
取り込んだ変圧器の１次または２次電圧情報により、当
該変圧器の負荷時タップ切換器のタップ切換を行うこと
ができる。そのため、上位システムでの処理負担を低減
させることが可能であり、また、上位システムをも含め
た制御システムを低廉化することも可能であり、実用性
・信頼性の高い制御システムを構成することができる。

【００１２】本発明の請求項３は、前記機器監視制御ユ
ニットは、負荷時タップ切換器の駆動用モータを動作さ
せるドライブ回路と前記変圧器冷却ファンの駆動用モー
タを動作させるドライブ回路の制御も併せて行うことを
特徴とする。

【００１３】この請求項３によると、変圧器冷却ファン
の制御を行うためには、変圧器絶縁油の温度に関する情
報が必要になるが、この請求項５によると、異常監視処
理のために機器監視制御ユニットに入力される変圧器の
油温に関する情報を、変圧器冷却ファンの制御のために
も使用することができる。従って変圧器冷却ファンの制
御を独立した制御装置により行う場合に比較して、制御
と監視に要する総費用を削減することができる。

【００１４】本発明の請求項４は、前記機器監視制御ユ
ニットは、前記負荷時タップ切換器が設置された変圧器
の主回路の電流情報に基づいて、前記変圧器冷却ファン
駆動用モータのドライブ回路への制御信号を出力するこ
とにより前記変圧器冷却器ファンの制御を行うことを特
徴とする。

【００１５】この請求項４によると、変圧器巻線の温度
上昇の原因である変圧器主回路電流を測定し、該情報お
よび絶縁油油温に基づいて巻線温度を計算する。この巻
線温度を一定値とするよう変圧器冷却ファンが制御され
るので、変圧器巻線に熱的ストレスを与える恐れの少な
い、精密な冷却ファンの制御が可能になる。

【００１６】本発明の請求項５は、前記機器監視制御ユ
ニットは、並列運転用シリアル伝送路を設け、前記並列
運転用シリアル伝送路を介して並列運転変圧器からの負
荷時タップ切換器タップ位置情報を受信し、タップ位置
上げ／下げ操作指令を送信し、並列運転される前記変圧
器負荷時タップ切換器のタップ切換を行うことを特徴と
する。

【００１７】この請求項５によると、計器用変圧器から
取り込んだ変圧器の１次または２次電圧情報により、当
該変圧器の負荷時タップ切換器のタップ切換を行うだけ
でなく、並列運転される変圧器の負荷時タップ切換器の
タップ切換も行うことができる。そのため、上位システ
ムでの処理負担を低減させることが可能であり、また、
負荷時タップ切換器間の制御ケーブルの本数を大幅に削
減することが可能であり、さらに実用性・信頼性の高い
制御システムを構成することができる。

【００１８】本発明の請求項６は、前記機器監視制御ユ
ニットと、前記負荷時タップ切換器駆動用モータドライ
ブ回路と、前記変圧器冷却ファン駆動用モータドライブ
回路とを、同一の制御盤筐体内に収納したことを特徴と
する。この請求項６によると、変電機器制御監視装置の
主要構成要素がすべて同一の制御盤筐体に収納されるの
で、同装置の保守点検を容易に行うことができる。

【００１９】本発明の請求項７は、前記変電機器の電流
情報および電圧情報を検出するインターフェイスを設
け、前記機器監視制御ユニットにこれらのインターフェ
イスからの電流情報および電圧情報を入力し、前記電流
情報および電圧情報を前記上位システム向けシリアル伝
送路を介して前記上位システムに伝送することを特徴と
する。

【００２０】この請求項７によると、変電機器における
計器用変流器および計器用変圧器からの電流情報および
電圧情報を機器監視制御ユニットを介して上位システム
へ伝送することができる。そのため変電機器および上位
システム間のケーブル本数を削減することが可能であ
り、実用性・信頼性の高い制御システムを構成すること
ができる。

【００２１】本発明の請求項８は、前記負荷時タップ切
換器駆動用モータドライブ回路および前記変圧器冷却フ
ァン駆動用モータドライブ回路は、それぞれ対象となる
モータの近傍に配置し、前記ドライブ回路と前記負荷時
タップ切換器または前記変圧器本体に取付けた検出手段
と前記機器監視制御ユニットとの間はインターフェイス
回路を介してシリアルデータ伝送路によって接続したこ
とを特徴とする。

【００２２】この請求項８によると、例え制御・監視の
対象となる負荷時タップ切換器や変圧器等が複数あり、
互いに離れている場合であっても、制御盤筐体から対象
機器までの配線は１本または少数のケーブルのみで済
み、モータやセンサのための電気ケーブルを制御盤筐体
まで引き回す必要がなくなる。従って、変電所の機器配
置構成の自由度を高めることができる。

【００２３】本発明の請求項９は、前記負荷時タップ切
換器の状態は、前記負荷時タップ切換器駆動用モータに
流れる電流値を前記機器監視制御ユニットに入力し、前
記負荷時タップ切換器の異常監視をすることを特徴とす
る。

【００２４】この請求項９によると、高価なトルクセン
サを取付けて負荷時タップ切換器の駆動系を監視する代
わりに、駆動軸トルクとほぼ等価な情報である駆動用モ
ータに流れる電流値を、安価な変流器等を用いて監視す
るので、安価に駆動系の異常監視機能を実現することが
できる。

【００２５】本発明の請求項１０は、前記負荷時タップ
切換器の状態は、前記負荷時タップ切換器駆動用モータ
に流れる電流値および電圧値を前記機器監視制御ユニッ
トに入力し、前記負荷時タップ切換器の異常監視をする
ことを特徴とする。

【００２６】駆動用モータに流れる電流値は、駆動用モ
ータに供給される電圧値の変化に伴って変化するが、こ
の請求項１０によると、駆動用モータにかかる電圧値に
応じて駆動用モータに流れる電流値を補正して異常の有
無を判断できるので、高精度の異常監視が可能となる。

【００２７】本発明の請求項１１は、前記機器監視制御
ユニットは、各種計測値により異常監視を行う判定基準
値を設定し、前記負荷時タップ切換器の操作を現場で行
う設定／操作手段を備えたことを特徴とする。

【００２８】この請求項１１によると、機器監視制御ユ
ニット部で、機器の操作を行ったり、管理値の設定変更
をすることができる。従って、変電機器の運用性を向上
させることができる。

【００２９】本発明の請求項１２は、前記機器監視制御
ユニットは、あらかじめ負荷時タップ切換器点検時の操
作プログラムが設定しており、上位システムまたは前記
設定／操作手段により選択することにより下位タップか
ら上位タップまでのすべてのタップ切換操作を自動で実
施し、各計測手段により計測されたデータにより当該電
動操作機構を含む負荷時タップ切換器を自動点検するこ
とを特徴とする。この請求項１２によると、変電機器の
定期点検時等に実施する計測処理を完全に自動化するこ
とが可能となる。

【００３０】本発明の請求項１３は、前記機器監視制御
ユニットは、各計測手段により計測されたデータを表示
する表示手段を備えたことを特徴とする。この請求項１
３によると、機器監視制御ユニット部で、計測データの
確認を行うことが可能となる。従って、変電機器の運用
性を向上させることができる。

【００３１】本発明の請求項１４は、前記機器監視制御
ユニットは、各計測手段により計測されたデータを保存
する保存手段を備えたことを特徴とする。この請求項１
４によると、機器監視制御ユニットにて記録されたデー
タをデータ通信手段等により、別のシステムに取り込む
ことができる。従って、変電設備の運用性を向上させる
ことができる。

【００３２】本発明の請求項１５は、前記機器監視制御
ユニットは、各計測手段により計測されたデータを外部
計算機に出力する出力手段を備えたことを特徴とする。
この請求項１５によると、現場において、機器監視制御
ユニットにて記録されたデータを外部計算機に取り込む
ことにより、別のシステムで使用することができる。従
って、変電設備の運用性を向上させることができる。

【００３３】本発明の請求項１６は、前記機器監視制御
ユニットは、タップ切換に要する時間を計測し、あらか
じめ設定された値よりも長い場合、負荷時タップ切換器
の異常として前記機器監視制御ユニット近傍に表示する
とともに、上位システムに送信することを特徴とする。

【００３４】この請求項１６によると、負荷時タップ切
換器の監視データも合わせて上位システムに送信するこ
とができる。従って、変電設備の信頼性および運用性を
向上させることができる。

【００３５】本発明の請求項１７は、前記機器監視制御
ユニットは、タップ位置情報を取り込み、タップ切換指
令に対する切換タップ位置が異なる場合、負荷時タップ
切換器の異常として前記機器監視制御ユニット近傍に表
示するとともに、上位システムに送信することを特徴と
する。

【００３６】この請求項１７によると、負荷時タップ切
換器の監視データも合わせて上位システムに送信するこ
とができる。従って、変電設備の信頼性および運用性を
向上させることができる。

【００３７】本発明の請求項１８は、前記機器監視制御
ユニットは、変圧器本体に設置された検出手段からの警
報接点情報を取り込み、前記機器監視制御ユニット近傍
に表示するとともに、上位システムに送信することを特
徴とする。

【００３８】この請求項１８によると、変圧器本体の故
障情報も合わせて上位システムに送信することができる
ので、変電設備の信頼性および運用性を向上させること
ができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例
（請求項１乃至請求項４、請求項９乃至請求項１８対
応）である変電設備のブロック構成図である。

【００４０】図に示すように、変圧器２０の負荷時タッ
プ切換器２１は駆動軸８を介して電動操作機構箱１２内
の回転位置（軸角度）検出手段２と接続されている。ま
た、変圧器冷却ファン１５を駆動する駆動用モータ１４
は、これを動作させるドライブ回路１３，制御・監視信
号線１６を介してモータ電源１１と電動操作機構箱１２
内の機器監視制御ユニット１に接続されている。

【００４１】この電動操作機構箱１２内には、機器監視
制御ユニット１と回転位置検出手段２とタップ番号検出
手段３と駆動用モータ４とドライブ回路５と電圧センサ
６と電流センサ７が収納されている。この機器監視制御
ユニット１は、回転位置検出手段２とは回転位置信号線
１７により接続され、タップ番号検出手段３とはタップ
番号信号線１８により接続され、ドライブ回路５とは制
御・監視信号線１６により接続されるとともに、上位シ
ステム４０とはシリアルデータ伝送路９を介して接続さ
れている。また、回転位置検出手段２は、タップ番号検
出手段３を介して機器監視制御ユニット１と、あるいは
駆動用モータ４を介してスイッチングするドライブ回路
５に接続されている。

【００４２】さらに、変圧器２０には油温または巻線温
度等を検出する変圧器状態検出センサ１０が設置され、
この変圧器状態検出センサ１０からの信号が機器監視制
御ユニット１に入力される。また、負荷時タップ切換器
２１を駆動する駆動用モータ４の電圧値および電流値を
測定監視するために、駆動用モータ４の電源ラインには
電圧センサ６および電流センサ７が取り付けられ、その
情報は機器監視制御ユニット１に入力されている。

【００４３】一方、変圧器２０の２次側主回路２３には
計器用変圧器３０が設置されており、この計器用変圧器
３０からの電圧信号は主回路電圧信号３１線を介して上
位システム４０に接続されている。

【００４４】この上位システム４０においては、変圧器
２０のタップ番号および２次側主回路電圧を表示すると
ともに、２次側主回路電圧を監視してあらかじめ設定さ
れた範囲を外れた場合、負荷時タップ切換器２１のタッ
プ位置を切り換える制御を行い、系統全体の安定化を図
っている。

【００４５】負荷時タップ切換器２１のタップ位置を切
り換える場合、上位システム４０からシリアルデータ伝
送路９を経由して、タップ切換信号を受信した機器監視
制御ユニット１は、制御・監視信号線１６によってドラ
イブ回路５を動作させ、駆動用モータ４を回転させる。
これにより駆動軸８が回転し、負荷時タップ切換器２１
の可動接点が移動する。駆動軸８の回転位置は、回転位
置検出手段２により角度信号に変換され、機器監視制御
ユニット１に伝えられる。駆動軸８が所定の角度に達し
た時、機器監視制御ユニット１はドライブ回路５を停止
させ、タップ切換が完了するとともに、タップ切換後の
タップ番号がタップ番号検出手段３により検出され、機
器監視制御ユニット１に入力される。この結果、タップ
切換後のタップ番号は、シリアル信号伝送路９を介して
上位システム４０に送信され、上位システム４０にて表
示される。

【００４６】このように本実施例によると、上位システ
ム４０と電動操作機構箱１２内の機器監視制御ユニット
１の信号線をシリアル信号伝送路９により構成している
ので、従来方法では上位システム４０からのタップ切換
信号や上位システム４０へのタップ番号情報を伝送する
等のために多数の電気ケーブルによる配線が必要とされ
たのに比べ、ケーブル敷設の費用が低減でき、実用性効
果が大きい。

【００４７】また、上記した変圧器の負荷時タップ切換
動作において、電流センサ７によって測定される駆動用
モータ４の電流値が過大な場合、タップ切換に要する時
間が長すぎるとか、あるいは電流−時間パターンが正常
範囲を逸脱している場合、機器監視制御ユニット１が駆
動系に異常の兆候があると判断し、警報を出すように構
成されている。この警報は、シリアルデータ伝送路９を
介して上位システム４０へ伝えられる。また、この警報
の判定レベルは、電圧センサ６により測定されるモータ
電圧値により補正することも可能である。さらに、モー
タ電流値が上記範囲よりもさらに過大な場合には、モー
タの焼損を防ぐためドライブ回路５はタップ切換中であ
っても停止される。

【００４８】このように本実施例によれば、駆動用モー
タ４に流れる電流値を、電流センサ７を用いて監視する
ので、高価なトルクセンサを用いていた従来装置に比べ
安価な電動操作機構の駆動系の異常監視機能を実現する
ことができる。また、電流値の異常判定レベルを、電圧
センサ６により入力した駆動用モータ電圧値に応じて補
正しているので、高精度の異常監視が可能となる。

【００４９】さらに、電動操作機構箱１２内に設置され
た機器監視制御ユニット１には、変圧器状態監視センサ
１０からの油温信号または巻線温度信号が入力される。
この信号は、変圧器本体２０の異常監視に用いられると
同時に、変圧器冷却ファン１５の制御にも用いられる。
変圧器油温または巻線温度があらかじめ設定された温度
より高くなった場合、機器監視制御ユニット１は、ドラ
イブ回路１３を動作させて駆動用モータ１４を回転さ
せ、変圧器冷却ファン１５により送風して変圧器２０を
冷却する。変圧器油温または巻線温度があらかじめ設定
された温度より低くなれば、上記と同様の手順で変圧器
冷却ファン１５を停止させる。

【００５０】また、負荷時タップ切換器２１の電動操作
機構部を含めた点検を行う場合、機器監視制御ユニット
１からドライブ回路５を介して駆動用モータ４を動作さ
せ、これに伴う負荷時タップ切換器の動作状況を回転位
置検出手段２，タップ番号検出信号３，計測用変流器
７，計測用変圧器６により監視することができるため、
全タップ位置にわたる切換動作状況を自動点検すると
か、あるいは機器監視制御ユニット１には、あらかじめ
負荷時タップ切換器点検時の操作プログラムを設定する
ことにより、上位システムまたは設定／操作手段により
すべてのタップ切換操作を自動で実施し、各計測手段に
より計測されたデータにより当該電動操作機構を含む負
荷時タップ切換器を自動点検し、その結果データを機器
監視ユニット１に記録するとともに、表示パネル上に表
示する。

【００５１】このように本実施例によれば、負荷時タッ
プ切換器２１および変圧器２０を総合した制御・監視シ
ステムを１台の機器監視制御ユニット１で実現すること
ができ、それぞれ独立した複数の制御・監視装置による
場合と比較して、制御および監視に要する総費用を削減
することができるとともに、現場側システムをコンパク
トにすることが可能となる。また、機器監視制御ユニッ
ト１単独で、負荷時タップ切換器２１の電動操作機構部
を含めた自動点検を可能とすることができ、変電設備全
体の信頼性・実用性・保守性を向上させることができ
る。

【００５２】図２は本発明の第２実施例（請求項１乃至
請求項４、請求項９、請求項１０、請求項１３乃至請求
項１８対応）である変電設備のブロック構成図である。
なお、図１の第１実施例と同一構成部分には同一符号を
付して重複説明は省略する。

【００５３】図に示すように、本実施例が第１実施例と
異なる構成は、変圧器２次側主回路２３に設けられた計
器用変圧器３０および計器用変流器３２からの信号をそ
れぞれ主回路電圧信号線３１および主回路電流信号線３
３を介して機器監視制御ユニット１に入力されるように
した点であり、その他の構成は同一である。

【００５４】次に、本実施例の作用について説明する。
機器監視制御ユニット１では、主回路の電流・電圧情報
を取り込んで上位システム向けシリアルデータ伝送路９
を経由して上位システム４０に伝送する。また、機器監
視制御ユニット１には、変圧器２次側電圧情報が入力さ
れているため、この情報に基づいて負荷時タップ切換器
２１のタップ位置を切り換える必要があると判断された
場合には、制御・監視信号線１６を介して負荷時タップ
切換器駆動用モータドライブ回路５を動作させて駆動用
モータ４を回転させ、負荷時タップ切換器２１のタップ
位置を切り換えることができる。また、切り換えたタッ
プ番号は機器監視制御ユニット１の表示パネル上に表示
するとともに上位システム向けシリアル伝送路９を経由
して上位システム４０に伝送する。

【００５５】このように本実施例によれば、上記第１実
施例と同様な作用が得られる他に、主回路電圧情報およ
び電流情報を、変流器監視制御に用いているシリアルデ
ータ伝送路９により上位システム４０に伝送することが
できるため、上位システム４０との信号ケーブル本数を
第１実施例よりも削減することができる。さらに、変圧
器２０近傍に配置した機器監視制御ユニット１により負
荷時タップ切換器２１の切換制御を行うことができるた
め、上位システム４０での処理負担を低減させるか、ま
たは上位システム４０の低廉化が可能であり、上位シス
テム４０をも含めた制御システムの信頼性・実用性を向
上させることができる。

【００５６】図３は本実施例の第３実施例（請求項１乃
至請求項５、請求項９、請求項１０、請求項１３乃至請
求項１８対応）である変電設備のブロック構成図であ
る。なお、図２の第２実施例と同一の構成部分には同一
符号を付し重複説明は省略する。

【００５７】図に示すように、本実施例が第２実施例と
異なる構成は、機器監視制御ユニット１は、変圧器２０
と並列運転される変圧器（図示せず）に設置された負荷
時タップ切換器を制御するするために、電動操作機構箱
１２ａ内に収納された機器監視制御ユニット１ａとシリ
アルデータ伝送路１９により接続されており、また、こ
の機器監視制御ユニット１ａは、上位システム向けシリ
アルデータ伝送路９ａを介して上位システム４０に接続
されている点であり、その他の構成は同一である。

【００５８】次に、本実施例の作用について説明する。
変圧器２０と並列運転される変圧器（図示しない）の機
器監視制御ユニット１ａでは、そのタップ番号情報は上
位システム向けシリアルデータ伝送路９ａを介して上位
システム４０に伝送されるとともに、マスター運転され
る変圧器２０の機器監視制御ユニット１にシリアルデー
タ伝送路１９を介して伝送される。また、機器監視制御
ユニット１では、計器用変圧器３０により主回路電圧が
入力され、この情報に基づいて負荷時タップ切換器２１
をドライブ回路５を介して制御すると同時に、シリアル
伝送路１９を介して並列運転される変圧器の機器監視制
御ユニット１ａに対して、負荷時タップ切換装置の切換
指令信号が送信される。この信号に基づき、並列運転さ
れる変圧器の負荷時タップ切換器を動作させることがで
きる。

【００５９】このように本実施例によれば、上記第２実
施例と同様な作用が得られる他に、従来上位システム側
で行っていた２台以上の変圧器の並列運転を、マスター
変圧器近傍に設置された機器監視制御ユニット１により
制御することが可能であり、上位システム４０をも含め
た制御システムの信頼性・実用性を向上させることがで
きる。また、従来システムにおいて、接続されていた並
列運転変圧器間のタップ位置信号用ケーブルの本数を格
段に少なくすることができ、変電設備全体としての低廉
化、工事費用の削減を図ることができる。

【００６０】図４は本発明の第４実施例（請求項１乃至
請求項４、請求項６、請求項９、請求項１０、請求項１
３乃至請求項１８対応）である変電設備のブロック構成
図である。なお、図２の第２実施例と同一の構成部分に
ついては、同一符号を付し重複説明は省略する。

【００６１】図に示すように、本実施例が既に説明した
図２の第２実施例と異なる構成は、ドライブ回路５と機
器監視制御ユニット１および変圧器冷却ファン駆動用モ
ータドライブ回路１３を同一の制御盤筐体５０に収納し
た点であり、その他の構成は同一である。

【００６２】本実施例によると、上記第２実施例と同様
な作用が得られる他に、機器監視制御ユニット１を電動
操作機構箱１２内に収納していないので、電動操作機構
箱１２内には機器監視制御ユニットの取付スペースを新
たに確保できるので、機器監視制御ユニットのない機種
に対しても機器監視制御ユニットを設置することが可能
となる。また、変電機器制御監視装置の主要構成要素が
すべて同一の制御盤筐体内に収納することができる。さ
らに、上位システム４０をも含めたシステムの低廉化を
図るとともに、制御システムの信頼性・実用性を向上さ
せることができる。

【００６３】図５は本発明の第５実施例（請求項１乃至
請求項４、請求項７乃至請求項１０、請求項１３乃至請
求項１８対応）である変電設備であるブロック構成図で
ある。なお、図２の第２実施例と同一の構成部分につい
ては同一符号を付し重複説明は省略する。

【００６４】図に示すように、本実施例が既に説明した
図２の第２実施例と異なる構成は、ドライブ回路５に近
接してインターフェイス回路５３ａが設けられ、またド
ライブ回路１３に近接してインターフェイス回路５３ｃ
が設けられ、さらに機器監視制御ユニット１に近接して
インターフェイス回路５３ｂが設けられている点であ
り、ドライブ回路５，１３側のインターフェイス回路５
３ａ，５３ｃと機器監視制御ユニット１側のインターフ
ェイス回路５３ｂとの間はシリアルデータ伝送路５４，
５５によって接続されている。

【００６５】また、制御盤筐体５１内には機器監視制御
ユニット１とインターフェイス回路５３ｂが収納されて
おり、電動操作機構箱１２内にはドライブ回路５とイン
ターフェイス５３ａとその他の機構が収納されている。
また、変圧器冷却装置５２内にはドライブ回路１３とイ
ンターフェイス回路５３ｃとその他の機構が収納されて
いる。

【００６６】次に、本実施例の作用について説明する。
機器監視制御ユニット１からの制御信号は、制御・監視
信号線１６を介してインターフェイス回路５３ｂに伝え
られ、光信号等のシリアルデータに変換される。このシ
リアルデータはシリアルデータ伝送路５４またはシリア
ルデータ伝送路５５を介してインターフェイス回路５３
ａまたはインターフェイス回路５３ｃに伝えられ、制御
信号に変換されてからドライブ回路５またはドライブ回
路１３を動作または停止させる。

【００６７】一方、ドライブ回路５および１３からの状
態監視信号、回転位置検出手段２からの信号、タップ番
号検出手段３からの信号、変圧器状態検出センサ１０か
らの信号は、インターフェイス回路５３ａおよび５３ｃ
によって光信号等のシリアルデータに変換される。この
シリアルデータはシリアルデータ伝送路５４および５５
を介してインターフェイス回路５３ｂに伝えられ、電気
的な監視信号に変換されて機器監視制御ユニット１に入
力される。すなわち、制御盤筐体５１と、電動操作機構
箱１２及び変圧器冷却装置５２との間の制御・監視信号
は、すべてシリアルデータの形で伝えられる。

【００６８】従って、例え制御・監視の対象となる負荷
時タップ切換器２１や変圧器２０等が複数あり、互いに
離れている場合であっても、制御盤筐体５１から電動操
作機構箱１２あるいは変圧器冷却装置５２までの配線
は、１本または少数のシリアルデータ伝送路または光ケ
ーブルのみで済むため、変電所の機器配置構成の自由度
を高めることができる。また、その他の作用は上記第２
実施例と同様な作用が得られることは勿論である。

【００６９】なお、本発明は以上説明した各実施例に限
定されるものではなく、例えば、機器監視制御ユニット
１に設定／操作手段を設けることにより、異常判定に用
いる判定基準値を設定したり、負荷時タップ切換器２１
の切換操作を現場で行うことが可能となる。これによ
り、変電設備の実用性・保守性を向上させることができ
る。

【００７０】また、機器監視制御ユニット１に、計測さ
れたデータを表示し、保存し、外部計算機に出力するデ
ータ表示手段，データ保存手段，外部出力手段を設ける
ことにより、変電設備の近傍で、主回路電圧・電流情
報，タップ位置，異常判定結果等を確認し、保存された
データを外部計算機に入力することが可能となる。これ
により変電設備の実用性・保守性をさらに向上させるこ
とができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
乃至請求項１８対応）によれば、変電機器の近傍に設け
た機器監視制御ユニットを制御と異常監視の両方の目的
に用いることができ、かつ上位システムまたは並列運転
システムとの通信にシリアルデータ伝送路を用いること
により、上位システムとの関係も含めて小型簡略化を図
るとともに、優れた信頼性および実用性を備えた変電設
備を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である変電設備のブロック
構成図。

【図２】本発明の第２実施例である変電設備のブロック
構成図。

【図３】本発明の第３実施例である変電設備のブロック
構成図。

【図４】本発明の第４実施例である変電設備のブロック
構成図。

【図５】本発明の第５実施例である変電設備のブロック
構成図。

【図６】従来の負荷時タップ切換機の制御システムを含
む変電設備のブロック構成図。

【符号の説明】１，１ａ…機器監視制御ユニット、２…回転位置検出手
段、３…タップ番号検出手段、４…負荷時タップ切換器
駆動用モータ、５…負荷時タップ切換器駆動用モータド
ライブ回路、６…電圧センサ、７…電流センサ、８…駆
動軸、９，９ａシリアルデータ伝送路、１０…変圧器状
態検出センサ、１１…モータ電源、１２，１２ａ…電動
操作機構箱、１３…変圧器冷却ファン駆動用モータドラ
イブ回路、１４…変圧器冷却ファン駆動用モータ、１５
…変圧器冷却ファン、１６…制御・監視信号線、１７…
回転位置信号線、１８…タップ番号信号線、１９…シリ
アルデータ伝送路、２０…変圧器、２１…負荷時タップ
切換器、２２，２２Ａ，２２Ｂ…１次側主回路、２３…
２次側主回路、３０…計器用変圧器、３１…主回路電圧
信号線、３２…計器用変流器、３３…主回路電流信号
線、４０，４０Ａ，４０Ｂ…上位システム、４５Ａ，４
５Ｂ…制御ケーブル、４６…制御ケーブル、４７…制御
ケーブル、５０，５１…制御盤筐体、５２…変圧器冷却
装置、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…インターフェイス回
路、５４，５５…シリアルデータ伝送路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｆ 29/04 ５０２Ｈ０１Ｆ 29/04 ５０２Ｌ５０２ＭＨ０２Ｊ 13/00 ３０１Ｈ０２Ｊ 13/00 ３０１Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷時タップ切換器と、その電動操作機
構を備えた変圧器等変電機器と、前記負荷時タップ切換
器の操作指令を含む制御情報および電源を供給する上位
システムとを備えた変電設備において、前記電動操作機
構の駆動軸に取付けられた軸角度検出手段と、前記負荷
時タップ切換器のタップ位置を検出するタップ番号検出
手段と、前記負荷時タップ切換器または前記変圧器本体
に取付けられた検出手段からの信号が入力され、前記負
荷時タップ切換器の駆動用モータに接続されて、これを
動作させるドライブ回路と、前記ドライブ回路からの信
号を出力し、前記上位システムとはシリアルデータ伝送
路により接続された機器監視制御ユニットを備え、前記
機器監視制御ユニットは、電動操作機構箱または変圧器
近傍に設置した現場端子箱の内部に配置され、前記負荷
時タップ切換器タップ位置および機器状態監視データを
前記上位システムに伝送するとともに、前記上位システ
ムからのタップ位置上げ／下げ操作指令を受信し、前記
負荷時タップ切換器のタップ切換を行うことを特徴とす
る変電設備。
【請求項２】前記変電機器の電圧情報は、前記負荷時
タップ切換器が設置された変圧器の１次または２次電圧
情報であり、前記機器監視制御ユニット内では前記１次
または２次電圧情報に基づいて前記ドライブ回路への制
御信号を出力することにより前記負荷時タップ切換器の
タップ切換を行うことを特徴とする請求項１記載の変電
設備。
【請求項３】前記機器監視制御ユニットは、負荷時タ
ップ切換器の駆動用モータを動作させるドライブ回路と
前記変圧器冷却ファンの駆動用モータを動作させるドラ
イブ回路の制御も併せて行うことを特徴とする請求項１
または請求項２記載の変電設備。
【請求項４】前記機器監視制御ユニットは、前記負荷
時タップ切換器が設置された変圧器の主回路の電流情報
に基づいて、前記変圧器冷却ファン駆動用モータのドラ
イブ回路への制御信号を出力することにより前記変圧器
冷却器ファンの制御を行うことを特徴とする請求項３記
載の変電設備。
【請求項５】前記機器監視制御ユニットは、並列運転
用シリアル伝送路を設け、前記並列運転用シリアル伝送
路を介して並列運転変圧器からの負荷時タップ切換器タ
ップ位置情報を受信し、タップ位置上げ／下げ操作指令
を送信し、並列運転される前記変圧器負荷時タップ切換
器のタップ切換を行うことを特徴とする請求項２記載の
変電設備。
【請求項６】前記機器監視制御ユニットと、前記負荷
時タップ切換器駆動用モータドライブ回路と、前記変圧
器冷却ファン駆動用モータドライブ回路とを、同一の制
御盤筐体内に収納したことを特徴とする請求項１乃至請
求項５記載の変電設備。
【請求項７】前記変電機器の電流情報および電圧情報
を検出するインターフェイスを設け、前記機器監視制御
ユニットにこれらのインターフェイスからの電流情報お
よび電圧情報を入力し、前記電流情報および電圧情報を
前記上位システム向けシリアル伝送路を介して前記上位
システムに伝送することを特徴とする請求項１記載の変
電設備。
【請求項８】前記負荷時タップ切換器駆動用モータド
ライブ回路および前記変圧器冷却ファン駆動用モータド
ライブ回路は、それぞれ対象となるモータの近傍に配置
し、前記ドライブ回路と前記負荷時タップ切換器または
前記変圧器本体に取付けた検出手段と前記機器監視制御
ユニットとの間はインターフェイス回路を介してシリア
ルデータ伝送路によって接続したことを特徴とする請求
項１乃至請求項７記載の変電設備。
【請求項９】前記負荷時タップ切換器の状態は、前記
負荷時タップ切換器駆動用モータに流れる電流値を前記
機器監視制御ユニットに入力し、前記負荷時タップ切換
器の異常監視をすることを特徴とする請求項１乃至請求
項８記載の変電設備。
【請求項１０】前記負荷時タップ切換器の状態は、前
記負荷時タップ切換器駆動用モータに流れる電流値およ
び電圧値を前記機器監視制御ユニットに入力し、前記負
荷時タップ切換器の異常監視をすることを特徴とする請
求項１乃至請求項８記載の変電設備。
【請求項１１】前記機器監視制御ユニットは、各種計
測値により異常監視を行う判定基準値を設定し、前記負
荷時タップ切換器の操作を現場で行う設定／操作手段を
備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１０記載の
変電設備。
【請求項１２】前記機器監視制御ユニットは、あらか
じめ負荷時タップ切換器点検時の操作プログラムが設定
しており、上位システムまたは前記設定／操作手段によ
り選択することにより下位タップから上位タップまでの
すべてのタップ切換操作を自動で実施し、各計測手段に
より計測されたデータにより当該電動操作機構を含む負
荷時タップ切換器を自動点検することを特徴とする請求
項１乃至請求項１１記載の変電設備。
【請求項１３】前記機器監視制御ユニットは、各計測
手段により計測されたデータを表示する表示手段を備え
たことを特徴とする請求項１乃至請求項１２記載の変電
設備。
【請求項１４】前記機器監視制御ユニットは、各計測
手段により計測されたデータを保存する保存手段を備え
たことを特徴とする請求項１乃至請求項１２記載の変電
設備。
【請求項１５】前記機器監視制御ユニットは、各計測
手段により計測されたデータを外部計算機に出力する出
力手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１
２記載の変電設備。
【請求項１６】前記機器監視制御ユニットは、タップ
切換に要する時間を計測し、あらかじめ設定された値よ
りも長い場合、負荷時タップ切換器の異常として前記機
器監視制御ユニット近傍に表示するとともに、上位シス
テムに送信することを特徴とする請求項１乃至請求項１
３記載の変電設備。
【請求項１７】前記機器監視制御ユニットは、タップ
位置情報を取り込み、タップ切換指令に対する切換タッ
プ位置が異なる場合、負荷時タップ切換器の異常として
前記機器監視制御ユニット近傍に表示するとともに、上
位システムに送信する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。
【請求項１８】前記機器監視制御ユニットは、変圧器
本体に設置された検出手段からの警報接点情報を取り込
み、前記機器監視制御ユニット近傍に表示するととも
に、上位システムに送信する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。