JPS6173521A

JPS6173521A - 受変電設備の制御装置

Info

Publication number: JPS6173521A
Application number: JP59194415A
Authority: JP
Inventors: 小杉　栄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1986-04-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明はプログラマブルコントローラを用いた受変電設
備のしヤ断器、断路器等の制御用の受変電設備の制御装
置に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］第６図に受変電設備の一例を単線結線図で示す。

図において、１は受電を行う商用電源の給電線であり、
２は受電断路器、３は受電しゃ断器である。また、４．
５．６．７は配電線しゃ断器、８は母連しゃ断器であり
、１０．１１は配電線しゃ断器、９は自家発電電力引込
みしゃ断器である。

また、１２は自家発電機であり、１３ａ、１３ｂは受変
電設備の配電母線である。前記自家発電機１２の出力は
自家発引込みしゃ断器９を介して前記配電母線１３ｂに
供給される。また、商用電源は受電断路器２を介して前
記配電母線１３ａに供給される。前記配電母線１３ａ、
１３ｂ間は母連しゃ断器８が介装され、両系統を分離で
きるようにしである。前記配電母線１３ａに供給された
電力は配電線しゃ断器４．５．６．７を介してこれら各
々配電線しゃ断器４．５．６．７の系統に接続された負
荷設備に与えられる。また、前記配電母線１３ｂに供給
された電力は配電線しゃ断器１０．１１を介してこれら
各々配電線しヤ断器′１０゜１１の系統に接続された負
荷設備に与えられる。

このような受変電設備の制御にプログラマブルコントロ
ーラを用いる場合、従来は系統全体を１台のプログラマ
ブルコントローうにより制御する方式が採られている。

すなわち、プログラマブルコントローラとは複数の入出
力端子を有し、予め設定した一つまたは−複数の特定入
力端子の信号状態に応じ、特定の出力端子に出力信号を
出すもので、これをプログラマブルに行えるものである
。

しかしながら、受変電系統のような重要な設備を１台の
プログラマブルコントローラで制御することは、プログ
ラマブルコントローラに故障が生じた場合に受変電設備
全体が制御不能になる可能性を秘めており、信頼性の点
で大きな問題がある。

また、適当な入出力点数および処理能力があるプログラ
マブルコントローラが存在しないために、必要以上に大
きな規模のプログラマブルコントローラを用いている場
合も多く、不経済である。

また、信頼性を向上させることだけを考えるとすれば、
プログラマブルコントローラをしゃ断器１台毎に１つず
つ設ける１：１対応方式を採ることが有効である。

第７図は第６図系統を配電盤に配置した状態を示す単線
結線図であり、これに上記１：１対応方式を採用した場
合のプログラマブルコントローラの配電盤取付は例を第
８図に示す。

図において、１４Ａは配２Ｉ盤商用ユニットであり、ま
た、１４Ｂ〜１４１は配電線ユニットである。また、１
５８〜１５ｉはプログラマブルコントローラ基本ユニッ
トである。

しかしながら、このような構成とした場合、プログラマ
ブルコントローラは少なくとも個々のユニット１４Ａ〜
１４１における制御対象機器の制御点数より遥かに多く
の制御入出力点数を有しているので、各ユニット１４Ａ
〜１４１のプログラマブルコントローラ１５ａ〜１５ｉ
は極めて無駄な使われ方となり、不経済でシステム価格
が高くなる。

［発明の目的］本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その
目的とするところは受変電設備の制御を高信頼性をもっ
て行うことができるとともに、設備費の低減を図ること
ができるようにした受変電設備の制御装置を提供するこ
とにある。

［発明の概要コすなわち上記目的を達成するため本発明は、受変電設備
における重要なしゃ断器と比較的重要度の低いしゃ断器
とをプログラマブルコントローラにより制御する制御シ
ステムにおいて、プログラマブルコントローラとして入
出力端子の数の少ない小型のプログラマブルコントロー
ラを用いるとともに前記重要なしゃ断器には専用のプロ
グラマブルコントローラを与え、また、前記比較的重要
度の低いしゃ断器は複数台について１台の共用のプログ
ラマブルコントローラを与えるとともにこの共用のプロ
グラマブルコントローラは前記重要なしや断器専用のプ
ログラマブルコントローラのバックアップ機能を持たせ
、且つ、不足入出力端子数は拡張ユニットにより補う構
成とし、重要度の高いしゃ断器には専用のプログラマブ
ルコントローラを用いるとともにその他のしゃ断器には
共用のプログラマブルコントローラを用い、また、前記
比較的重要度の低いしゃ断器は複数台について１台の共
用のプログラマブルコントローラを用い、且つ、この共
用のプログラマブルコントローラは前記重要なしゃ断器
の専用のプログラマブルコントローラのバックアップ機
能を持たせることにより、重要なしゃ断器に対する制御
は二重化して高信頼化を図るとともに、また、共用のプ
ログラマブルコントローラにおける不足入出力端子数は
拡張ユニットにより補う構成とすることにより、入出力
端子数の少ない安価で小型のプログラマブルコントロー
ラにより、制御を実施できるようにし、これにより廉価
なシステムを得ることができるようにする。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第２図に本装置の適用対象となる受変電設備を示す。こ
の受変電設備は第６図で説明したものと同じである。こ
の受変電設備の制御を高信頼性を以て行うべく、本発明
では制御装置として、従来の大型のプログラマブルコン
トローラに代え、小型のプログラマブルコントローラを
複数台用いる。

すなわち、従来のように受変電設備の全しゃ断器の制御
に必要な制御入出力点数を１台で有するような大規模な
プログラマブルコントローラを用いるのでは無く、しゃ
断器１，２台分の制御に必要な入出力点数分程度の入出
力点数を有する小型のプログラマブルコントローラを複
数台とこの小型のプログラマブルコントローラでは入出
力点数が不足する部分を補うため、拡張インタフェイス
とを用いる。

例えば、第２図の例で示すと、商用電源の受電用の受電
しゃ断器３あるいは自家発電電力引込みしゃ断器９のよ
うにそのしゃ断器の制御不能が受変電設備全体の電力供
給に影響するような比較的重要なしゃ断器には小型プロ
グラマブルコントローラを各々専用（第３図の１５Ａ、
１５Ｂ）に配置し、この専用プログラマブルコントロー
ラが故障した場合には他のしゃ断器と共用のプログラマ
ブルコントローラ（第３図１５０．１５Ｄ）により制御
が可能なように制御の二重化をする。前記２台のしゃ断
器以外のしヤ断器４．５，６，７゜８．１０，１１に対
してはプログラマブルコントローラを該しゃ断器毎に１
：１で配置するようなことはせず、プログラマブルコン
トローラ１５Ｃ１〜１５Ｅと拡張ユニット１６Ａ、〜１
６Ｃを組合わせ（例えば第３図に示す如く１５Ｃと１６
Ａ。

１５Ｅと１６Ｂ、１５Ｄと１６０なる組合せ）、１台の
プログラマブルコントローラでは不足する入出力点数は
拡張ユニット１６Ａ、〜１６Ｃで補うようにして、１組
のプログラマブルコントローラで数台のし１−Ｉ断器を
共用制御するように構成する。

すなわち、各プログラマブルコントローラの制御対象を
第２図により説明すると、一点鎖線で囲んだ領域Ａ−Ｅ
に対してそれぞれ一台ずつ小型のプログラマブルコント
ローラ１５Ａ〜１５Ｅを設置する。各領ｍＡ−Ｅに割当
てられたプログラマブルコントローラは対応する領域内
のしゃ断器を制御することになる。

例えば、先の例の場合では、商用受電しゃ断器３は、自
己専用のプログラマブルコントローラ１５Ａおよび自己
の所属するＢ領域の共用のプログラマブルコントローラ
１５Ｃにより、バックアップ制御されることになり、自
家発Ｎ電力引込みしゃ断器９の場合は自己専用のプログ
ラマブルコントローラ１５Ｂと自己の所属するＥ領域の
プログラマブルコントローラ１５Ｃにより、バックアッ
プ制御されることになる。その他のしゃ断器４゜５．６
，７，８，１０．１１は各々の所属するＢ。

Ｃ，Ｅ領域の該当するプログラマブルコントローラ１５
Ｃ，１５Ｅ、１５Ｄとその拡張ユニット１６八〜１６Ｃ
により制御されるが、バックアップは無い。

ここで本発明に用いる小型プログラマブルコントローラ
を第４図に、また、このプログラマブルコントローラの
入出力点数を拡張する拡張ユニットを第５図に示す。

第４図において４１は入力インタフェイスであり、複数
の入力端子を有しており、予め定めた特定の入力端子に
、しゃ断器の大切指令信号や状態信号あるいは保護リレ
ーの接点信号などがそれぞれ各別に入力され、その入力
を内部条件に合う形に信号変換して内部バス４２に送る
ものである。

４３は内部電源であり、また、４４はメモリに設定され
たプログラムに従ってそのプログラムを実行し、全体の
制御を司るとともに前記入力インタフェイス４１の入力
端子を介して受けたしゃ断器の大切指令信号や状態信号
あるいは保護リレーの接点信号などに応じてプログラム
により定めた出力インタフェースの出力端子に所定の出
力を送る等の制御を行う中央処理装置（例えば、マイク
ロプロセッサなど；以下、ＣＰＵと称する）である。

４５はデータ格納用のランダムアクセスメモリ（以下、
ＲＡＭ１と称する）であり、また、４６はプログラム格
納用のランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡ　Ｍ　２と
称する）である。４７はオペレーションシステム格納用
のリードオンリーメモリ（以下、ＲＯＭと称する）であ
る。４８はプログラマブルコントローラの異状や故障等
を自己診断する自己診断回路であり、これらは前記内部
バス４２に接続されている。４つは出力インタフェイス
であり、内部バス４２を介して送られてくる特定出力端
子に対する出力を該対応する出力端子に外部条件に合う
信号に変換して出力するものである。

第５図はプログラマブルコントローラ１５の拡張ユニッ
ト１６の構成を示すブロック図である。

図において、５１は入力部、５２は出力部、５３は電源
部である。前記入力部５１は前記入力インクフェイス４
１と同様の偶成であり、また、出力部５２も前記出力イ
ンタフェイス４９と同様の構成であって、これらはプロ
グラマブルコントローラ１５の内部バス４２に接続され
ている。拡張ユニット１６はプログラマブルコントロー
ラ１５の不足する入出力接点を補うインタフェースであ
り、インタフェースとしての機能とその駆動に必要な電
源を備えただけの簡単な構成である。

第１図にこのような構成のプログラマブルコントローラ
１５と拡張ユニット１６を用いた本装置の接続例を示す
。図は第２図の区分けに従った具体的な接続例を示して
おり、そのうちの受電しゃ断器３と配電線しゃ断器４，
５の部分の例を示す。

第１図において、１５Ａ、１５Ｃはプログラマブルコン
トローラである。プログラマブルコントローラ１５Ａは
第２図における受電しゃ断器３の主要プログラマブルコ
ントローラであり、入力として外部より操作信号２１、
保護継電器動作信号２２、しゃ断器３の状態信号３ａ等
が与えられる。

それらの入力信号は第４図のプログラマブルコントロー
ラ内部ブロックの如く、入力インタフェイスを経て一旦
ＲＡＭ１　４５に記憶し、ＲＡＭ２４６のプログラムに
従い、ＣＰＵ４４ｊ５よびＲＯＭ４７のオペレーション
システム（Ｏ８）により演算制御が実行され、必要な制
御対象への制御出力（この場合はしゃ断器３に値する入
・切削面信号）が出力インタフェイス４９を介して出力
される。

その出力は接点２４ｂを介してしゃ断器３に与えられ、
これにより、しやｌ！Ｉｉ器３は入・切削面が行われる
。また、プログラマブルコントローラ１５Ａは図示しな
い遠方監視制御装置へ状態、故障信号等を出力する。プ
ログラマブルコントローラ１５Ｃは第２図のＢａ域の共
用プログラマブルコントローラであり、このプログラマ
ブルコントローラ１５Ｂは拡張ユニット１６Ａと共に第
２図におけるＢ領域の配電しゃ断器４および５を制御す
るとともにプログラマブルコントローラ１４Ａの故障時
、そのバックアップを行う。

配電し？１断器４および５の制御の実行内容は前記プロ
グラマブルコントローラ１５Ａの場合と同様である。尚
、２５．２６は配電しゃ断器４，５の操作スイッチであ
り、ここでは拡張ユニット１６Ａを介してプログラマブ
ルコントローラ１５Ｃにその信号を与える構成としであ
る。また、２７゜２８は保護継電器の動作信号であり、
これらはプログラマブルコントローラ１５Ｇの入力イン
タフェイス４１を介して入力される構成としである。

また、２３８，２３０は廻り込み防止用のダイオードで
ある。

第１図の入力信号のルートかられかるように、プログラ
マブルコントローラ１５Ｇへは常時、プログラマブルコ
ントローラ１５Ａへ入力しているしゃ断器３を制御する
入力信号と同様の信号が入力されている。但し、保護継
電器の動作信号２２については、廻り込み阻止用ダイオ
ード２３Ａを経てプログラマブルコントローラの健全時
、故障時に無関係にしゃ断器３へ引き外し信号を与える
ように構成している。プログラマブルコントローラ１５
Ｇについても同様である。

平常時においてはプログラマブルコントローラ１５Ａは
受電しゃ断器３の制御を行い、また、プ　　　　□ログ
ラマブルコントローラ１５Ｇは配電線しゃ断器４．５の
制御を行うが、プログラマブルコントローラ１５Ａは故
障が生じると、第４図に示した機能回路図の中の自己診
断回路４８により故障の判別が成され、故障信号を出力
する。その故障信号により補助継電器２４を動作させる
。補助継電器２４は接点２４ａ、２４ｂを有しており、
これらのうち、接点２４ｂは受電しゃ断器３に対するプ
ログラマブルコントローラ１５Ａからの制御信号の供給
制御用、接点２４ａは受電しゃ断器３に対するプログラ
マブルコントローラ１５Ｇからの制御信号の供給制御用
並びに保護継電器動作信号２２のプログラマブルコント
ローラ１５Ｃに対する入力用として用いられ、前者は常
開接点、後者は常開接点としである。従って、プログラ
マブルコントローラ１５Ａの故障により、補助継電器２
４が動作すると、その接点２４ｂは開き、これにより受
電しゃ断器３に対するプログラマブルコントローラ１５
Ａからの制御信号はしゃ断される。

一方、接点２４ａは閉じるのでこの接点２４ａにより、
受電しゃ断器３の制御は健全なプログラマブルコントロ
ーラ１５Ｃによる制御へと切り換えられる。プログラマ
ブルコントローラ１５Ｃはプログラマブルコントローラ
１５Ａの制御内容をプログラムとして有しており、従っ
て、プログラマブルコントローラ１５Ｃはプログラマブ
ルコントローラ１５Ａの故障時、すなわち、補助継電器
２４の動作時、プログラマブルコントローラ１５Ａに代
って、プログラマブルコントローラ１５Ａの制御内容を
実行できるようになる。

プログラマブルコントローラ１５Ａが復旧した場合には
補助継電器２４も復帰するので、しゃ断器３の制御信号
はプログラマブルコントローラ１５Ａより出力されるよ
うになり、平常の制郊状態に戻ることになる。

このような構成によれば、商用受変電しゃ断器あるいは
自家発電電力引込みしゃ断器のように、そのしゃ断器の
制御不能が受変電設備全体の電力供給に影響する比較的
重要なしゃ断器には小型プログラマブルコントローラを
各々専用に配置し、この専用プログラマブルコントロー
ラが故障した場合には他のしゃ断器と共用のプログラマ
ブルコントローラにより制御が可能なように制御の二重
化するようにし、また、前記２台のしゃ断器以外の比較
的重要度の低いしゃ断器に対しては前記共用のプログラ
マブルコントローラと入出力端子拡張用の拡張ユニット
を組合わせ、これにより複数のしゃ断器を共用制御する
ようにしたので、比較的重要なしゃ断器は監視制御が二
重化されることになり、信頼性が格段に向上する他、そ
の他のしゃ断器はしゃ断器数台に対して前記共用のプロ
グラマブルコントローラおよび拡張ユニット１組を配置
するため、プログラマブルコントローラは入出力端子数
の少ない小型のもので済むようになり、大型のプログラ
マブルコントローラを１台用いる従来の方式に較べ、設
備費が大幅に削減できるようになる。

［発明の効果］以上詳）ホしたように本発明によれば、受変電設備に対
して重要しゃ断器はプログラマブルコントローラを二重
化し、その他のしゃ断器は数台のしｐ％器に対し、各１
台のプログラマブルコントローラと拡張ユニットを配置
する方式としたので、信頼性が飛躍的に向上する他、入
出力端子数が少なくとも拡張ユニットで入出力端子数を
増やすことができ、従って、小型のプログラマブルコン
トローラを利用できるようになるので、設備費が安価に
なる等の特徴を有する受変電設備の側面装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明におけるプログラマブルコントローラの制御対象領域
の区分けを説明するための図、第３図は第２図の系統に
おけるプログラマブルコントローラと拡張ユニットの配
電盤ユニット内配置図、第４図はプログラマブルコント
ローラの概略的な構成例を示すブロック図、第５図は拡
張インタフェイスの概略的な構成を示すブロック図、第
６図は受変電設備の構成例を示す単線結線図、第７図は
その配電盤ユニットの対応図、第８図は１：１対応型の
配電盤ユニット内プログラマブルコントローラ配置図で
ある。３・・・商用受電し９断器、４，５．６，７．８゜１０
．１１・・・しゃ断器、９・・・自家発電電力引込みし
ゃ断器、１５Ａ〜１５Ｅ・・・プログラマブルコントロ
ーラ、１６Ａ、〜１６Ｃ・・・拡張ユニット、４１・・
・入力インタフェイス、４２・・・内部バス４２．４３
・・・内部電源、４４・・・中央処理８置（ＣＰＵ）、
４５．４６・・・ランダムアクセスメモリ、４７・・・
リードオンリーメモリ、４８・・・自己診断回路、４９
・・・出力インタフェイス、５１・・・入力部、５２・
・・出力部、５３・・・電源部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第３図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

受変電設備における重要なしゃ断器と比較的重要度の低
いしゃ断器とをプログラマブルコントローラにより制御
する制御システムにおいて、プログラマブルコントロー
ラとして入出力端子の数の少ない小型のプログラマブル
コントローラを用いるとともに前記重要なしゃ断器には
専用のプログラマブルコントローラを与え、また、前記
比較的重要度の低いしゃ断器は複数台について１台の共
用のプログラマブルコントローラを与えるとともにこの
共用のプログラマブルコントローラは前記重要なしゃ断
器の専用のプログラマブルコントローラのバックアップ
機能を持たせ、且つ、不足入出力端子数は拡張ユニット
により補う構成としたことを特徴とする受変電設備の制
御装置。