JPS631826B2

JPS631826B2 -

Info

Publication number: JPS631826B2
Application number: JP54119747A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suzuki
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-09-18
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1988-01-14
Also published as: JPS5644355A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、配電変電所から需要家にいたる配
電系統が過負荷のとき、この過負荷状態を解消す
るように負荷を制御する配電系統の負荷制御装置
に関する。従来、配電系統が過負荷になつたときは、電力
の供給能力に余裕がある配電系統に過負荷容量に
相当する負荷群を接続し、余力のある配電系統が
ない場合には過負荷容量に相当する負荷群を切離
して過負荷の解消を図つている。なお、短絡や地
絡等によりしや断器をしや断させる（事故発生）
ことは事故であるが、ここで言うところの過負荷
とは、しや断器をしや断させるまでに至らない非
緊急性の過負荷のこと（事故ではない）である。
以下、このようすを詳しく説明する。第１図ａ，ｂは、配電系統およびその制御シス
テムを示したものである。第１図ａにおいて、Ａ
およびＢは配電系統である。これら配電系統Ａ，
Ｂは、それぞれ異なる配電変電所に配電用出口し
や断器（以後、単にしや断器と呼ぶ）１Ａ，１Ｂ
を介して需用家の集合（以後、負荷群と呼ぶ）２
A₁，２B₁およびこれら負荷群２A₁，２B₁に区分
開閉器（以後、単に開閉器と呼ぶ）３A₁，３B₁
を介して接続された負荷群２A₂，２B₂、さらに
これら負荷群２A₂，２B₂に開閉器３A₂，３B₂を
介して接続された負荷群２A₃，２B₃が接続され
て構成されている。また、配電系統Ａには負荷群
２A₂から分岐してこの負荷群２A₂に開閉器３A₃
を介して負荷群２A₄が接続されている。このよ
うに構成された配電系統Ａと配電系統Ｂとは、そ
れぞれの末端負荷群２A₃とを末端負荷群２B₃と
を開閉器３Ｅを介して接続することにより連けい
可能となつている。なお、負荷群２A₁〜２A₄，
２B₁〜２B₃を総称して負荷群２と呼ぶ。上記開閉器３A₁〜３A₃，３B₁，３B₂および３
Ｅ（以後、これらを総称して開閉器３と呼ぶ）に
は、遠方監視制御装置子局（以後、TC子局と呼
ぶ）４A₁〜４A₃，４B₁，４B₂および４Ｅ（以後、
これらを総称してTC子局４と呼ぶ）がそれぞれ
対応して設けられている。上記TC子局４は、開
閉器３の開閉状態を監視し、開閉器３の開閉状態
を示す開閉状態信号S₁を後述する遠方監視制御装
置親局１０に伝送する一方、この遠方監視制御装
置親局１０からの開閉信号S₄を受信すると、開閉
器３を開閉制御するものである。５Ａおよび５Ｂは遠方監視装置子局（以後、
TM子局と呼ぶ）である。これらTM子局５Ａ，
５Ｂ（以後、総称してTM子局５と呼ぶ）は、変
流器６Ａ，６Ｂ（以後、総称して変流器６と呼ぶ）
によつて検出される系統電流I_A，I_B（以後、総称
して系統電流Ｉと呼ぶ）に応じた系統電流信号S₂
およびしや断器１Ａ，１Ｂ（以後、総称してしや
断器１と呼ぶ）の開閉状態を示す開閉状態信号S₃
を、後述する遠方監視装置親局１０に伝送するも
のである。７Ａおよび７Ｂは過負荷保護装置（以後、単に
保護装置と呼ぶ）である。これら保護装置７Ａ，
７Ｂ（以後、総称して保護装置７と呼ぶ）は変流
器６によつて検出される系統電流Ｉに応じた系統
電流信号S₂を入力し、この系統電流Ｉが第２図に
示すように最大許容電流I_Mを越えたときＩ−I_Mで
表わされる過負荷電流I₀を積分し、その積分値Ｓ
が積分限界値S_T（後述する負荷移行操作を開始さ
せるための判定定数）に達したとき、しや断器１
を引外すものである。なお、積分値Ｓが積分限界
値S_Tに達する前に系統電流Ｉが最大許容電流I_M以
下になつたとき積分値Ｓを零にし、再度許容電流
I_Mを越えたときから積分する。また、第２図にお
いてt_Tはしや断器１の引外し時刻である。一方、第１図ｂにおいて、８は第１図ａに示し
た配電系統Ａ，Ｂの遠隔地に設けられた制御所
で、遠方監視装置親局（以後、TM親局と呼ぶ）
９、遠方監視制御装置親局（以後、TC親局と呼
ぶ）１０、監視盤１１、操作卓１２を備えてい
る。上記TM親局９はTM子局５から伝送される
系統電流信号S₂および開閉状態信号S₃を受信する
もので、これらの受信信号を監視盤１１に与え
る。TC親局１０はTC子局４から伝送される開閉
器３の開閉状態信号S₁を受信し、その受信信号を
監視盤１１に与える一方、操作卓１２からの開閉
器３の開閉信号S₄を受信すると、その開閉信号S₄
をTC子局４へ伝送するものである。監視盤１１
はTM親局９およびTC親局１０から与えられる
信号を表示するものである。操作卓１２は、TC
親局１０に開閉器３の開閉信号S₄を与える機能を
有する。上記の配電系統Ａ，Ｂおよびその制御システム
において、制御所８の運転員は常に監視盤１１を
目視し配電系統Ａ，Ｂの負荷状態を監視し、過負
荷発生時は特定負荷群（一般に末端負荷群）をそ
の配電系統から切離し、過負荷となつていない配
電系統に過負荷を接続することにより過負荷の解
消をはかつている。なお、以後この操作を負荷移
行操作と呼ぶ。このようにして過負荷を解消する
ためには、運転員に次のような注意が要求され
る。 (1) 監視盤１１を常時目視し配電系統Ａ，Ｂの負
荷群を監視する。 (2) 全負荷群の需要特性を常に記憶しておく。 (3) 各配電系統Ａ，Ｂの予備力I_P（最大許容電流
I_M−系統電流Ｉ）からみて、どの配電系統にど
の負荷群を分担させるかを速やかに判断する。 (4) 開閉器３の開閉操作を速やかに行なう。しかし、都市部における配電系統の接続状態は
非常に複雑であると共に、１つの制御所で管理す
る開閉器３の数は数100〜数1000に達するため、
運転員の誤判断による開閉器３の誤操作や判断の
遅れにより保護装置７が動作ししや断器１が引外
され配電系統が停電することもまれではない。この発明はこのような事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは、配電系統が過
負荷になつた時にこれを自動的に検出してその過
負荷容量に応じた負荷群の負荷移行操作を自動的
に行なうことにより、迅速かつ正確に負荷移行を
行なつて速やかに過負荷を解消することが可能な
配電系統の負荷制御装置を提供することにある。上記の目的を達成するためにこの発明による配
電系統の負荷制御装置は、配電系統の負荷群相互
の連けい、および配電系統相互の連けいを行なう
複数の区分開閉器の開閉状態を監視すると共に、
区分開閉器の開閉制御を行なう遠方監視制御装置
と、配電系統の系統電流および配電所出口しや断
器の開閉状態を監視する遠方監視装置と、この遠
方監視装置および遠方監視制御装置からの監視情
報を常時監視し、過負荷配電系統を検出したこと
を条件に監視情報と予め記憶された各配電系統の
情報とに基づいて負荷移行操作に必要な演算処理
を行ない、かつ当該演算処理に結果が電力供給能
力に余力のある配電系統が存在する場合には、過
負荷配電系統から過負荷容量に応じた負荷群を順
次他の配電系統に負荷移行させる指令を遠方監視
制御装置に対して与える演算処理装置とを備えて
構成したことを特徴とする。以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第３図はこの発明の一実施例の構成を示すブロ
ツク図で、第１図に対応させて示した図である。
したがつて、第１図と同一部分には同一符号を付
してその部分の詳しい説明は省略する。第３図に
おいて、１３はTM親局９から与えられるしや断
器１の開閉状態信号S₃および系統電流信号S₂を入
力し、かつTC親局１０から与えられる開閉器３
の開閉状態信号S₁を入力して演算処理するマイク
ロコンピユータやミニコンピユータなどにより構
成された演算装置である。この演算装置１３は、
TM親局９から与えられる系統電流信号S₂を常時
監視し、系統電流Ｉの大きさが所定値以上すなわ
ち配電系統に過電流I₀が流れていることを検出す
ると、その配電系統に接続されている負荷群のう
ちで他の配電系統につなぎかえることができる負
荷群２を選択し、その負荷群に直接つながり得る
開閉器３を開閉操作することにより該当する負荷
群の他の配電系統につなぎかえて過負荷配電系統
の負荷分担を行ない、過負荷を解消させるもので
ある。すなわち、負荷移行操作を自動的に行なう
ことにより配電系統の過負荷を除去するものであ
る。次に、上記装置の動作について表を参照しなが
ら説明する。まず初めに概要を求べる。演算装置１３は常に
開閉器３の開閉状態信号S₁、系統電流信号S₂、し
や断器１の開閉状態信号S₃を入力し、配電系統ご
とにしや断器１、負荷群２、開閉器３の最新情報
を記憶しておく。また、各負荷群２の負荷の大き
さも系統電流１と各負荷群２の設備容量とから推
定しておく。このような状態において、一方の配
電系統が過負荷となつたときは、その末端負荷群
（しや断器１からみて電気的に一番遠い負荷群）
を他の配電系統に負荷移行する。末端負荷群が負
荷移行不可であれば、その上位の負荷群を対象に
負荷移行する。これを最上位負荷群（しや断器１
に直接つながる負荷群）まで繰り返し、なお負荷
移行不可能であつたときは末端負荷群から順次配
電系統から切離し、過負荷を解消する。以下に詳細を説明する。 (1) 各配電系統の負荷群２、開閉器３の状態検出負荷移行にあつては、各配電系統の負荷群２、
開閉器３の状態を知る必要がある。したがつて、
この検出について説明する。しや断器１および開閉器３につながり得る負荷
群２は、配電系統の建設時に自ずと決定される。
その接続関係を例えば第１表に示すようにあらか
じめ演算装置１３に記憶しておく。第１表は第３
図の配電系統における接続関係およびしや断器
１、開閉器３の開閉状態を例示したもので、しや
断器１、開閉器３を介して電力が供給される負荷
群２を表わしている。

【表】なお、第１表に示した開閉状態は“１”が閉路
を表わし、“０”が開路を表わしている。また、
開閉器３に接続され得る負荷群２は始端側負荷群
および終端側負荷群の２つの負荷群があるが、こ
の始端および終端の区分けは単なる便宜的区分で
あり、何ら特別の意味は無い。 TM親局９から伝送されるしや断器１の開閉状
態信号S₃およびTC親局１０から伝送される開閉
器３の開閉状態信号S₁は、それが伝送されるたび
に演算装置１３に例えば第１表に示す内容が記憶
される。したがつて、第１表は現時点におけるし
や断器１および開閉器３の開閉状態を表わしてい
ることになる。このようにして得られる第１表よ
り各配電系統に接続されているしや断器１の負荷
群２および開閉器３の状態を次に述べるようにし
て検出し、第２表(a)，(b)に示す内容が得られる。

【表】

【表】第２表(a)，(b)は各しや断器１、開閉器３とその
両端の負荷群２との関係を表わしており、しや断
器１または開閉器３からみて電流流入側負荷群を
受電負荷群とし、電流流出側負荷群を送電負荷群
としている。次に、第３図における配電系統Ａを例にとつて
第２表(a)の作成手順を説明する。第３表(a)〜第３
表(c)は、第２表(a)ができるまでの途中経過を表わ
している。しや断器１Ａが第１表に示すように閉
路状態を示していればその終端側負荷群２A₁は
しや断器１Ａを介して電力を得ている状態にあ
る。また、しや断器１Ａが開路状態であれば、し
や断器１Ａに接続されている負荷は皆無である。
前記のようにしや断器１Ａが閉路であれば、しや
断器１Ａと送電負荷群２A₁とを第３表(a)のよう
に登録する。次に第３表(a)のように登録された送
電負荷群２A₁に接続し得るしや断器１または開
閉器３を第１表を使つて検出する。

【表】

【表】すなわち、送電負荷群２A₁を第１表のｃ欄お
よびｄ欄より見つけ、それに対応したａ欄のしや
断器１Ａおよび開閉器３A₁がその送電負荷群２
A₁に接続されるしや断器１または開閉器３であ
る。このようにして見つけ出したしや断器１Ａ、
開閉器３A₁のうち、開閉状態が閉路となつてい
てかつ第３表(a)のｅ欄に未登録のものは、送電負
荷群２A₁と下位負荷群（しや断器１Ａからみて
電気的に遠い方の負荷群）２A₂とを結ぶ開閉器
３A₁である。この検出された開閉器３A₁を第３
表(b)のようにｅ欄に登録すると共に、前記送電負
荷群２A₁をｆ欄に登録する。つづいて第３表(b)のように新規登録した区分開
閉器３A₁に接続する負荷群２でかつ第３表(b)に
未登録の負荷群２を第１表および第３表(3)より検
出する。ここでは負荷群２A₂が検出される。こ
れにより負荷群２A₂は開閉器３A₁から送電され
ていることを表わしており、この負荷群２A₂を
第３表(c)のようにｇ欄に登録する。このように負荷群２と開閉器３との接続関係の
チエツクを第２表(a)のｅ欄に登録すべき開閉器３
がなくなるまで順次繰り返す。これにより配電系
統Ａに接続されているしや断器１、負荷群２、開
閉器３をすべて検出することができる。負荷群２と開閉器３との接続関係のチエツクの
過程で分岐線路があつた場合、第２表(a)のｅ欄に
登録すべき開閉器３が複数個表われることがあ
る。この例の場合、開閉器３A₂，３A₃がこれに
該当する。このようなときは、例えば開閉器３
A₂のみｅ欄に登録し、残りの区分開閉器３A₃は
第４表のように登録しておき、

【表】前者の開閉器３A₂の接続関係をすべてチエツク
した後、後者の開閉器３A₃の接続関係をチエツ
クする。後者については第４表に登録されている
分岐した開閉器３A₃を取り出し、その開閉器３
A₃を始点として負荷群２と開閉器３との接続関
係を同様にチエツクすればよい。以上により検出した負荷群２と開閉器３との関
係は、第２表(a)となる。配電系統Ｂも同様にして
第２表(b)が得られる。第２表(a)，(b)はすべての配
電系統について作成され、しや断器１または開閉
器３の開閉状態が変化する都度更新されるもので
ある。 (2) 各負荷群における負荷電流の算出各負荷群２の負荷電流I_Liは、系統電流Ｉが各負
荷群２の設備容量にほぼ比例すると考えてよいの
で、系統電流Ｉおよび配電系統の負荷群２および
各負荷群２間の設備容量から次式により推定でき
る。ただし、

【式】は配電系統に接続されている負荷群２ｉの設備容量の合計、I_Diは負荷群２ｉ
が接続されている配電系統の系統電流、I_Eiは負荷
２ｉの設備容量（電流）である。なお、設備容量
I_Eiは配電系統の建設または増設時に自ずと決定さ
れるもので、常時変化するものではない。このよ
うにして推定した負荷２ごとの負荷電流I_Liを第５
表のように記憶しておく。

【表】 (3) 配電系統の過負荷検出および負荷移行操作が
必要か否かの判定配電系統が過負荷かどうか、また負荷移行操作
が必要かどうかは、次のようにして判断する。すなわち、第６表のように配電系統ごとに最大
許容電流I_M、積分限界値S_Tを設定しておき、

【表】系統電流Ｉを十分短い周期で監視し、系統電流Ｉ
が最大許容電流I_Mを越えたとき、Ｉ−I_Mで表わせ
る過電流I₀を第６表の積分値Ｓに換算する。この
積分値Ｓが積分限界値S_Tを越えた時点で、負荷移
行操作が必要と判断する。また、積分値Ｓは系統
電流Ｉが最大許容電流I_M以下（系統電流Ｉ≦最大
許容電流I_M）のとき零とする。前者最大許容電
流、積分限界値を第３図の保護装置６における最
大許容電流、積分限界値より所定範囲で小さくし
ておけば、保護装置６によるしや断器１の引外し
前に負荷移行操作を行なうことができる。 (4) 負荷移行操作前記(3)により負荷移行操作が必要と判定された
とき、次のようにして負荷移行操作を開始する。負荷移行はまず過負荷配電系統の末端負荷群に
対して行なう。どれが末端負荷群であるかは第２
表(a)，(b)から検出することができる。すなわち、
第２表(a)，(b)に登録されている負荷群２のうち、
ｇ欄にのみ登録されている負荷群２が末端負荷群
である。例えば、配電系統Ａが過負荷であつたと
すると、この配電系統Ａの末端負荷群は負荷群２
A₃，２A₄となる。次にこれら末端負荷群２A₃，
２B₄の相手側負荷群（開閉器３Ｅによつて末端
負荷群につながつている負荷群）は第１表により
検出される。第１表のＣ欄、ｄ欄のうち末端負荷
群２A₃，２A₄と同じコードのものを検出し、そ
のａ欄が開路となつている開閉器３が相手側負荷
群２と末端負荷群２とを結合する開閉器３であ
る。また、そのときの始端側負荷群、終端側負荷
群のうち、末端負荷群でない方の負荷群が相手側
負荷群となる。この例の場合、末端負荷群２A₄
に対して相手側負荷群は存在しない。末端負荷群
２A₃に対する相手側負荷群は負荷群２B₃である。次に接続替先の配電系統およびその配電系統の
予備力I_Pを検出する。相手側負荷群に送電してい
る配電系統が接続替先の配電系統で第２表(a)，(b)
から検出できる。すなわち、第２表(a)，(b)におい
て、ｆまたはｇ欄に相手側負荷群が登録されてい
る配電系統であれば、それが接続替先の配電系統
である。もし、どの配電系統にも相手側負荷群が
登録されていないときは、相手側負荷群は停電状
態ということになる。この例では、相手側負荷群
２B₃はしや断器１Ｂに接続される配電系統Ｂに
つながれている。接続替先の配電系統の予備力I_Pは次式より算出
する。予備力I_P＝最大許容電流I_M−系統電流Ｉこの予
備力I_Pが前記末端負荷群より大きいときは負荷移
行可能であり、小さいときは負荷移行不可であ
る。可能である場合は、開閉器３を開閉操作す
る。これは、まず末端負荷群と相手側負荷群とを
結合する開閉器３を閉路操作し、次に末端負荷群
に送電していた開閉器３を開路する。この例の場
合は、開閉器３Ｅを閉路し、開閉器３A₂を開路
する。負荷移行不可である場合は、前記相手側負
荷群以外の相手側負荷群（末端負荷群に対する相
手側負荷群は１つとは限らない）を検出し、前記
と同様に負荷移行が可能かどうかチエツクする。
ここで負荷移行可能となれば、負荷移行操作を行
なう。また、末端負荷群が複数あつて、いずれも負荷
移行可能であつたときは、予備力が大きい方の配
電系統に対してのみ負荷移行操作を行なう。なお、単一負荷群の移行では過負荷の解消とな
らないときは、さらに負荷移行された負荷群にか
つて送電していた負荷群の移行操作を行なう。そ
の操作方法は、その負荷群が新たな末端負荷群と
なるので、前記と同様の操作を繰返せばよい。 (5) 負荷移行不可となつたとき前記(4)により負荷移行が不可能であつたとき
は、末端負荷群より１つ上位の負荷群を末端負荷
群とみなし、前記(4)の負荷移行操作を行なう。た
だし、１つ上位の負荷群は、その負荷群に下位負
荷群を加算したものになる。この例の場合、負荷群２A₃の負荷移行操作が
不可となつたときは、負荷群２A₂を新規の末端
負荷群とみなして再び負荷移行操作を行なうこと
になる。その時の末端負荷群の負荷の大きさは、
負荷群２A₂と負荷群２A₃と負荷群２A₄とを加え
たものとなる。ただし、この場合負荷群２A₂に
対応する相手側負荷群は存在しないので、負荷移
行操作は不可となる。 (6) 負荷の切離し前記(5)の操作を最上位負荷群まで行なつても過
負荷解消とならなかつたときは、末端負荷群を前
記(4)と同様にして検出し、その末端負荷群を配電
系統から切離して過負荷解消をはかる。末端負荷群が複数あつた場合には、次式に示す
過負荷量以上の大きさで、かつ過負荷量に一番近
い大きさの末端負荷群を切離す。過負荷量＝過負荷配電系統の系統電流−最大許容電流末端負荷群の切離しは、末端負荷群に送電して
いる開閉器３を開路すればよい。なお、１つの負
荷群切離しでは過負荷の解消とならなかつた場合
は、さらに別の負荷を前記と同様にして切離す。このようにこの発明によれば、配電系統が過負
荷になつた時これを自動的に検出して負荷移行操
作を区間単位で行なうようにしたので、運転員の
助勢なしに速やかにかつ正確に過負荷解消をはか
ることができる。また配電系統の接続状態や予備
力の不足から負荷移行が不可能であつた場合でも
一部負荷群を配電系統から切離すことにより、過
負荷配電系統の全負荷群が停電になるのを防止で
きる。すなわち、この発明によれば、配電系統が過負
荷になつた時にその過負荷容量に応じた負荷群、
すなわち区間単位の負荷移行操作を自動的に行な
うようにしたので、迅速かつ正確に負荷移行を行
ない、速やかに過負荷を解消させ得る配電系統の
負荷制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の配電系統およびその制御
システムを示すブロツク図、第２図は過負荷保護
装置のしや断の原理を示す特性図、第３図ａ，ｂ
はこの発明の一実施例を示すブロツク図である。Ａ，Ｂ……配電系統、１Ａ，１Ｂ……配電用出
口しや断器、２A₁〜２A₄，２B₁〜２B₃……負荷
群、３A₁〜３A₃，３B₁，３B₂，３Ｅ……区分開
閉器、４A₁〜４A₃，４B₁，４B₂，４Ｅ……遠方
監視制御装置子局、５Ａ，５Ｂ……遠方監視装置
子局、６Ａ，６Ｂ……変流器、７Ａ，７Ｂ……過
負荷保護装置、９……遠方監視装置親局、１０…
…遠方監視制御装置親局、１３……演算装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１配電系統の負荷群相互の連けい、および配電
系統相互の連けいを行なう複数の区分開閉器の開
閉状態を監視すると共に、前記区分開閉器の開閉
制御を行なう遠方監視制御装置と、前記配電系統
の系統電流および配電所出口しや断器の開閉状態
を監視する遠方監視装置と、この遠方監視装置お
よび前記遠方監視制御装置からの監視情報を常時
監視し、過負荷配電系統を検出したことを条件に
前記監視情報と予め記憶された各配電系統の情報
とに基づいて負荷移行操作に必要な演算処理を行
ない、かつ当該演算処理の結果が電力供給能力に
余力のある配電系統が存在する場合には、前記過
負荷配電系統から過負荷容量に応じた負荷群を順
次他の配電系統に負荷移行させる指令を前記遠方
監視制御装置に対して与える演算処理装置とを備
えて成ることを特徴とする配電系統の負荷制御装
置。