JP3743479B2 - 遮断器の開閉制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器の開閉制御のための零点検出精度および動作指令出力タイミングの精度を向上し、また開閉制御装置の異常発生に対応するための方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は例えば特開昭５３−１２３８５５号公報に示された従来の電力用遮断器の位相制御方式に関するブロック図である。図において、制御入力部５は遮断器の開閉動作を手動で行うためのものであり、保護リレー６は遮断器の開閉動作を自動的に行うものである。この制御入力部５又は保護リレー６からの投入指令（開極指令）は受付記憶装置９に入力される。開極時間決定装置９は系統条件の検出、開極時間の予測、および開極動作信号出力を行う装置であり、ＡＮＤ回路１１は受付記憶装置１０の出力と開極時間決定装置９の出力を受信して動作指令を出力する。動作出力部３は遮断器駆動電流を流すためのスイッチング動作を行い、動作指令を受信すると遮断器駆動用コイル４を励磁する。
【０００３】
図１７は投入サージ抑制制御タイムチャートを示すもので、電源側電圧をＶ1、負荷側電圧をＶ2で示す。いま、投入しようとして投入指令Ｓ1が任意のＡ点で与えられると制御回路のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が演算を開始すると共にその時の遮断器側の条件（操作電圧、操作圧力、消弧用充填圧力、周囲温度、遮断器（ＣＢ）固有のその時のアーク電圧等）を演算してＣＢ接点モードＳ2としての投入時間Δｔ2と先行アーク時間Δｔ3を計算割り出し、図１７のように、Ｖ1と負荷側残留電圧が同一レベルとなるＶ1の位相時に主回路が投入するような時間Δｔ1を演算し、その出力指令をＣＢ投入指令Ｓ3に与えると、Δｔ2及びΔｔ3時間経過後投入完了し、負荷側電圧Ｖ2が図示のごとく発生する。
【０００４】
次に、上記従来の電力用遮断器の動作について説明する。遮断器の投入指令は制御入力部５から手動入力される場合と、保護リレー６により自動的に不時に与えられる場合があり、その指令は即時に受付記憶装置１０に記憶される。制御入力部５又は保護リレー６が出力する上記開極指令と、開閉時間決定装置９が制御電圧や操作圧力などの系統条件により随時出力する開極動作信号（図１７のΔｔ2、Δｔ3の信号）は、ＡＮＤ回路１１に入力され投入引外し操作モードを受付記憶する。
【０００５】
一方、変流器、変成器より得られる信号から電圧及び電流位相、電圧及び電流データの基準点（零点等）を検出し、Δｔ2、Δｔ3の値と比較し先に述べた指令時間条件により演算し、Δｔ1を決定する。その条件と遮断器操作モードとのＡＮＤ条件により遮断器投入指令として動作出力部３に送る。そして、動作出力部３は遮断器駆動用コイル４を励磁する遮断器駆動電流を流すためのスイッチング動作を行い、遮断器の主接点の動作を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の遮断器の開閉制御装置は、以上のように構成されており、系統電圧又は電流データの基準点（零点等）検出精度がそれらのデータの転送時に発生する遅延によるデータ受信タイミングのばらつきにより悪化すること、動作指令出力待機時間のカウントをソフトウエアで全て行うと、ソフトウエアの処理能力による限界があるため、動作指令の出力タイミングの精度が向上できないこと、さらに動作出力部に異常が発生すると遮断器が誤動作あるいは誤不動作を発生するということといった問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、系統電圧又は電流が一定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換されることによりデジタルデータ化され、データ転送時に発生する転送遅延時間を十分に吸収できる周期毎にその系統電圧又は電流のデジタルデータをまとめてデータ転送し、ソフトウエア処理によって系統電圧又は電流の零点を検出することで、系統電圧又は電流の零点が精度良く検出できること、開閉指令出力待機時間を粗い時間間隔でカウントするソフトウエアカウンタと細かい時間間隔でカウントするハードウエアカウンタを併用することで、動作遅延時間予測部の負荷が減少し、動作指令出力タイミングの精度が向上すること、遮断器が動作出力部の単一の異常によって誤動作、誤不動作を起こすことを防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の遮断器の開閉制御装置の発明は、系統の電圧又は電流をデジタルデータに変換し、データ転送によって生じる最大遅延時間以上のデータ転送周期により上記デジタルデータの送受信を行い、上記転送されたデジタルデータにより系統電圧又は電流の基準点（特に零点）を検出する基準点（零点）検出手段を備え、上記検出された基準点通過時刻を基準として、遮断器の系統条件より予測される遮断器の開閉時の動作遅延時間と、制御入力部又は保護リレーからの開閉制御指令に基づき、最適なタイミングで遮断器の開閉動作を実行するための動作指令を動作出力部に出力し、動作出力部が遮断器の主接点を開閉動作させる。
【０００９】
更に詳しくは、変成器、変流器により検出される系統電圧又は電流の高調波をローパスフィルタが除去する手段、高調波を除去した系統電圧又は電流をＡ／Ｄ変換器がデジタルデータに変換する手段、そのデジタルデータを零点検出用ソフトウエアに転送する時に発生する転送遅延時間を吸収させるために、ある一定のデータ転送周期でデータの送受信が行われる手段、転送された系統電圧又は電流のデジタルデータがソフトウエア処理されることで系統電圧又は電流の零点を通過する時刻が検出される手段、そして得られた零点通過時刻を基準として動作遅延時間予測部が遮断器の開閉時の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで遮断器を開閉するための動作指令を出力する手段、動作指令の入力により動作出力部が遮断器駆動電流を遮断器駆動用コイルに流す手段を設けることで、零点検出部が系統の電圧又は電流の零点検出時の転送遅延による時間的ばらつきを吸収し、零点検出精度を向上する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明の基準点検出手段において、系統の電圧又は電流を一定のサンプリング周期でデジタルデータ化し、そのサンプリングデータを上記サンプリング周期の整数倍のデータ転送周期毎に送信し、更に上記サンプリングデータを上記データ転送周期毎に基準点検出用ソフトウエアに転送して基準点を検出することを特徴とする遮断器の開閉制御装置。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、遮断器の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで遮断器の開閉動作を実行するために電圧又は電流の基準点を基準とする動作指令出力待機時間を算出して動作指令を動作出力部に出力する動作遅延時間予測部と、遮断器の開閉動作指令を手動で入力する制御入力部又は自動的に与えられる保護リレーからの開閉制御指令を動作遅延時間予測部に入力する手段と、上記動作指令により遮断器の開閉駆動用コイルへ駆動電流を流す動作出力部を備えたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、系統の電圧又は電流や遮断器の温度、制御電圧のデータから遮断器の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで開閉動作を実行するために電圧又は電流の基準点を基準とする動作指令出力待機時間を動作遅延カウンタ部に出力する動作遅延時間予測部と、その動作指令出力待機時間のカウントを粗い精度はソフトウエアカウンタで、細かい精度で動作指令を出力するためのカウントはハードウエアカウンタで行い、カウント終了時に動作指令を出力する動作遅延カウンタ部を設けたものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、制御入力部又は保護リレーからの開閉制御指令を動作遅延カウンタ部に出力する手段と、基準点が検出される度に動作遅延時間予測部が動作遅延カウンタ部に動作指令出力待機時間を出力する手段と、動作遅延カウンタ部がその動作指令出力待機時間のカウントを行いカウント終了時までに開閉制御指令を受信していれば動作出力部に当該カウント終了時に動作指令を出力する手段を設けたものである。
【００１４】
請求項６の発明は、遮断器の開閉制御装置の動作出力部の構成において、開閉制御指令の入力によりＯＮする誤動作防止用リレー接点と、遮断器開閉制御用電子スイッチを直列に接続し、開閉制御指令の入力時に上記リレー接点をＯＮし、その後で最適な動作指令出力タイミングで出力される動作指令により上記電子スイッチをＯＮすることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、遮断器の開閉制御装置の動作出力部の構成において、最適な動作指令出力タイミングで出力される動作指令によりＯＮする遮断器開閉制御用電子スイッチを２つ直列に接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、遮断器の開閉制御装置の動作出力部の構成において、開閉制御指令入力用スイッチを接続したバイパス回路を遮断器開閉制御用スイッチに対して並列接続し、バイパス回路の結線と遮断器開閉制御用スイッチの結線が同時に導通することがないようにバイパス制御用切替えスイッチを接続し、開閉制御に関する異常が検出された際にバイパス制御用切替えスイッチがバイパス回路に自動的に切替わることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は実施の形態１による遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図であり、図において、零点検出部１は、系統の電圧又は電流の零点を検出しその零点通過時刻のデータを動作遅延時間予測部２に出力するものであり、電圧又は電流の高調波を取り除くローパスフィルタ（ＬＰＦ）１Ａ、電圧又は電流の瞬時値をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換器１Ｂ、データ転送タイミングまでにサンプリングされる電圧又は電流のデータを蓄積するデータ送信部１Ｃ、送信されてきたデータをデータ受信タイミングまで蓄積しておくデータ受信部１Ｄ、上記のデジタルデータから零点検出を行う零点検出用ソフトウエア（Ｓ／Ｗ）１Ｅを備えている。動作遅延時間予測部２は、制御入力部５又は保護リレー６からの遮断器の開閉制御指令を受信すると共に、制御電圧や操作圧力などの系統条件により動作遅延時間を予測して最適なタイミングで動作指令を動作出力部３に出力する役割を果す。そして、動作出力部３は、動作遅延時間予測部２からの動作指令に従って遮断器駆動用コイル４に遮断器駆動電流を流すため遮断器開閉制御用電子スイッチ３ＡをＯＮ、ＯＦＦする。なお、制御入力部５は遮断器の開閉動作を手動で行うためのものであり、保護リレー６は遮断器の開閉動作を自動的に行うものである。
【００１８】
次に、実施の形態１の遮断器の開閉制御装置の動作について説明する。図１において、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１Ａは変成器（ＰＴ）・変流器（ＣＴ）で検出される系統電圧又は電流の高調波を除去する。高調波が除去された電圧又は電流はＡ／Ｄ変換器１Ｂにより図２に示すように一定のサンプリング周期Ｔｓでデジタルデータ化される。そのサンプリングデータが、サンプリング周期Ｔｓの整数倍の周期Ｔｔ毎に零点検出部へ入力されるデータ送受信開始指令の入力時にデータ受信部１Ｄに転送されるように、電圧又は電流データをデータ送信部１Ｃで蓄積する。電圧又は電流データ受信部１Ｄでは、電圧又は電流データ送信部１Ｃから送られてくるデータを受信して蓄積し、上記データ送受信開始指令が入力された時に零点検出用ソフトウエア１Ｅにそれらのデータを転送する。
【００１９】
上記の過程により零点検出用ソフトウエア１Ｅに入力された電圧又は電流データは、直前のデータ送受信開始指令入力時を基準として、データ転送周期Ｔｔの２周期前から１周期前までにサンプリング周期Ｔｓで検出されたデータであることがわかるので、データ転送遅延による時間的ばらつきを吸収することができ、電圧又は電流データの精度を向上させることができる。
【００２０】
そして、上記のデータを用いて、零点検出用ソフトウエア１Ｅは、図３に示すように、まず符号の異なる２点のデータ、すなわち零点直前のサンプリングデータＤ１、零点直後のサンプリングデータＤ２を検出する。そして、以下の式(１)を用いて、図４に示す零点直前のサンプリング点Ｚ１と零点Ｚｐの時間差Ｔｚを求め、電圧又は電流が零となる時刻を求めている。
【００２１】
Ｔｚ＝｜Ｄ１｜×Ｔｓ／(｜Ｄ１｜＋｜Ｄ２｜)…(１)
【００２２】
上述のようにして得られた電圧又は電流の零点の時刻データは、動作遅延時間予測部２に送られる。動作遅延時間予測部２では、動作出力部３への動作指令を出力してから実際に遮断器が動作完了するまでに要する動作遅延時間Ｔｅを遮断器の温度や制御電圧、遮断器の操作圧力などの系統条件を用いて予測し、その予測値から図５に示す動作指令出力待機時間Ｔｗを求めている。さらに、遮断器の開閉動作の制御を行う制御入力部５および保護リレー６からの開閉制御指令が動作遅延時間予測部２に入力されると、開極時は次の電流零点通過時刻から、閉極時は次の電圧零点通過時刻から、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗをカウントし、カウントが終了したら動作遅延時間予測部２から動作出力部３へ動作指令が出力される。動作出力部３では動作指令が入力されると遮断器開閉制御用電子スイッチ３ＡをＯＮし、遮断器駆動用コイル４に遮断器駆動電流を流すことで遮断器の主接点を動作させ、遮断器の開閉制御を行う。
【００２３】
以上のように実施の形態１によれば、系統の電圧又は電流の検出値をデジタルデータ化してデータ送信部に蓄積し、データ転送時に発生する転送遅延時間によるばらつきを吸収することができる周期毎に電圧又は電流データをまとめて転送することで、データ転送時の転送遅延時間のばらつきによる零点検出精度の悪化を防止することができるという効果がある。
【００２４】
実施の形態２．
上記実施の形態では動作遅延時間予測部２が開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントも行っているが、本実施の形態では、動作遅延カウンタ部を動作遅延時間予測部とは別に設けて、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを動作遅延カウンタ部のソフトウエア（Ｓ／Ｗ）カウンタで粗く、ハードウエア（Ｈ／Ｗ）カウンタで細かく行うようにする。
【００２５】
図６は実施の形態２による遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。図において、動作遅延時間予測部２は、遮断器の動作遅延時間Ｔｅを予測し最適なタイミングで開閉動作を実行するために電圧又は電流の零点を基準とする開閉動作指令出力待機時間Ｔｗを動作遅延カウンタ部７に出力する役割を果す。動作遅延カウンタ部７は、ソフトウエア（Ｓ／Ｗ）カウンタ７Ａとハードウエア（Ｈ／Ｗ）カウンタ７Ｂを持ち、ソフトウエアカウンタ７Ａは開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを粗い精度で行い、ハードウエアカウンタ７Ｂは細かい精度で動作指令を出力するためのカウントを行う。
【００２６】
すなわち、本実施の形態では、動作遅延時間予測部２が開閉制御指令を入力した時に、開極時は次の電流零点通過時刻に、閉極時は次の電圧零点通過時刻に、予測した動作指令出力待機時間Ｔｗを動作遅延カウンタ部７にセットする。そうすると、動作遅延カウンタ部７は、図７のタイムチャートに示すように、まずソフトウエアカウンタ７Ａが粗い精度でのカウントを行い、次にハードウエアカウンタ７Ｂが細かい精度のカウントを行う。そして、カウント終了時に動作遅延カウンタ７から動作出力部３に対して動作指令を出力する。
【００２７】
以上のように実施の形態２によれば、動作遅延カウンタ部７を動作遅延時間予測部２とは別に設けて、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを動作遅延カウンタ部のソフトウエアカウンタで粗く、ハードウエアカウンタで細かく行うことにより、動作遅延時間予測部２の負荷を減らすことができるとともに、動作指令の出力タイミングの精度を向上することができるという効果がある。
【００２８】
実施の形態３．
上記実施の形態２では制御入力部５および保護リレー６からの開閉制御指令を動作遅延時間予測部２に入力していたが、本実施の形態では、動作遅延カウンタ部７に開閉制御指令を入力するように構成する。図８はこの発明の実施の形態３の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。図において、制御入力部５および保護リレー６からの開閉制御指令は動作遅延カウンタ部７に出力されており、一方、動作遅延時間予測部２は零点が検出される度に動作遅延カウンタ部７に対して開閉動作指令出力待機時間を出力している。動作遅延カウンタ部７は、開閉動作指令出力待機時間のカウントを行いカウント終了時までに開閉制御指令を受信していれば動作出力部３に対して動作指令を出力するように構成されている。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作を図に基づいて説明する。図９のタイムチャートに示すように、動作遅延カウンタ部７が制御入力部５又は保護リレー６からの開閉制御指令を入力して動作出力が行われるまでその指令をホールドする。一方、動作遅延時間予測部２は零点時刻データを受信するたびに開閉動作指令出力待機時間を動作遅延カウンタ部７に出力し、動作遅延カウンタ部７は、その待機時間のカウント終了時に開閉制御指令入力の有無をチェックして開閉制御指令がホールドされていれば動作出力部３に動作指令を出力する。そしてこの場合、動作指令は図９に示す動作指令２のパターンで出力されることになり、開閉制御指令を動作遅延時間予測部２に入力した場合である動作指令１のパターンに比べて、開閉制御指令の入力時点から動作指令が出力されるまでの動作遅延時間を短縮することができる。
【００３０】
以上のように実施の形態３によれば、動作遅延カウンタ部が制御入力部あるいは保護リレーからの動作指令を受信し、一方、動作遅延カウンタ部が開閉動作指令の入力の有無に関わらず、動作指令出力待機時間のカウントを実行しカウント終了時に開閉動作指令の入力の有無を判定することにより、開閉動作指令が動作遅延カウンタ部に入力された時に、すでに動作遅延カウンタ部が動作指令出力待機時間のカウントを実行していたとしても、カウント終了時に動作指令を出力できるので、開閉位相制御のための遅延時間が短縮できる効果がある。
【００３１】
実施の形態４．
上記実施の形態１から実施の形態３では遮断器駆動電流の出力を１個の電子スイッチのＯＮ、ＯＦＦで行っていたが、本実施の形態では、図１０に示すように誤動作防止用リレー接点３Ｂを遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに対して直列に接続する。
【００３２】
本実施の形態の動作を図に基づいて説明する。図１１のタイムチャートに示すように、開閉制御指令入力時に誤動作防止用リレー接点３Ｂを先にＯＮさせて、その後遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａによって遮断器駆動電流を遮断器駆動用コイル４に流すためのスイッチングを行う。その結果、装置異常が発生して遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａが常時ＯＮとなったとしても、誤動作防止用リレー接点３Ｂを遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに対して直列に接続した動作出力部３が遮断器の誤動作を防止する。
【００３３】
以上のように実施の形態４によれば、開閉制御指令入力時にＯＮする誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに対して直列に接続し、誤動作防止用リレー接点をＯＮした後に遮断器開閉制御用電子スイッチが最適な動作指令出力タイミングでＯＮすることにより、一方の電子スイッチが常時ＯＮとなる異常を発生したとしても遮断器の誤動作を防止でき、かつ遮断器の開閉動作を精度良く行うことができるという効果がある。
【００３４】
実施の形態５．
上記実施の形態４では誤動作防止用リレー接点３Ｂを遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに直列に接続していたが、本実施の形態では、図１２に示すようにリレー接点を電子スイッチに置き換えて、動作指令を両方の電子スイッチに出力する、つまり遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａを２つ直列に接続するような構成にした。
【００３５】
本実施の形態の動作を図に基づいて説明する。図１３のタイムチャートに示すように、一方の電子スイッチ３Ａ（トランジスタ１）が異常により常時ＯＮ状態になっても、もう一方の電子スイッチ３Ａ（トランジスタ２）に出力するように動作指令のタイミングを制御して、遮断器への開閉制御を行う。
【００３６】
以上のように実施の形態５によれば、誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに置き換えて遮断器開閉制御用電子スイッチを２つ直列に接続した構成にすることで、一方の電子スイッチが常時ＯＮ状態になっても、もう一方の電子スイッチに出力する動作指令のタイミングを制御することにより遮断器の開閉制御が実行できるという効果がある。
【００３７】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜実施の形態５では装置異常発生時に、動作指令の出力をロックすると遮断器が開閉動作を行うことができなかったが、本実施の形態では、図１４に示すように開閉制御指令入力用スイッチ３Ｃを接続したバイパス回路を遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに対して並列に接続する。そして、開閉制御に関する異常を検出する装置異常監視部８を設け、装置異常監視部８がバイパス制御用切替スイッチ３Ｄを介してバイパス回路の結線と遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａの結線のどちらか一方を導通させるような構成にする。
【００３８】
本実施の形態では上記のような構成にすることにより、例えば図１５に示すように、電子スイッチや動作指令等の異常により遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａが一定時間以内にＯＮにならなかった場合に、装置異常監視部８がバイパス制御用切替スイッチ３Ｄを切替えて、開閉位相制御の動作指令による開閉動作はできないようにし、開閉制御を行わない通常の遮断器の開閉動作については開閉制御指令入力スイッチ３Ｃに入力される開閉制御指令により実行可能であるようにする。
【００３９】
以上のように実施の形態６によれば、開閉制御指令入力用スイッチを接続したバイパス回路を遮断器開閉用トランジスタに対して並列に接続し、バイパス回路の結線と遮断器開閉用トランジスタの結線にそれらの結線が同時に導通状態にならないようにするバイパス制御用切替スイッチとそのスイッチを制御する装置異常監視部を設置することで、装置異常監視部が開閉制御に関する異常を検出した場合は、バイパス制御用切替スイッチを切替えることにより、開閉制御装置による開閉動作を無効化し、開閉制御を行わない通常の遮断器の開閉動作のみを実行することができるという効果がある。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１から請求項３の発明によれば、系統の電圧又は電流の検出値をデジタルデータ化してデータ送信部に蓄積し、データ転送時に発生する転送遅延時間によるばらつきを吸収することができる周期毎に電圧又は電流データをまとめて転送することで、データ転送時の転送遅延時間のばらつきによる基準点（特に零点）検出精度の悪化を防止することができるという効果がある。
【００４１】
請求項４の発明によれば、動作遅延カウンタ部を動作遅延時間予測部とは別に設けて、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを動作遅延カウンタ部におけるソフトウエアカウンタで粗く、ハードウエアカウンタで細かく行うことにより、動作遅延時間予測部の負荷を減らすことができかつ動作指令の出力タイミングの精度を向上することができるという効果がある。
【００４２】
請求項５の発明によれば、動作遅延カウンタ部が制御入力部あるいは保護リレーからの動作指令を受信し、一方、動作遅延カウンタ部が開閉動作指令の入力の有無に関わらず、動作遅延時間予測部からの入力により動作指令出力待機時間のカウントを実行しカウント終了時に開閉動作指令の入力の有無を判定することにより、開閉動作指令が動作遅延カウンタ部に入力された時に、すでに動作遅延カウンタ部が動作指令出力待機時間のカウントを実行していたとしても、カウント終了時に動作指令を出力できるので、開閉位相制御のための遅延時間が短縮できる効果がある。
【００４３】
請求項６の発明によれば、開閉制御指令入力時にＯＮする誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに対して直列に接続し、誤動作防止用リレー接点をＯＮした後に遮断器開閉制御用電子スイッチが最適な動作指令出力タイミングでＯＮすることにより、一方の電子スイッチが常時ＯＮとなる異常を発生したとしても遮断器の誤動作を防止でき、かつ遮断器の開閉動作を精度良く行うことができるという効果がある。
【００４４】
請求項７の発明によれば、誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに置き換えて遮断器開閉制御用電子スイッチを直列に接続した構成にすることで、一方の電子スイッチが常時ＯＮ状態になっても、もう一方の電子スイッチに出力する動作指令のタイミングを制御することにより遮断器の開閉制御が実行できるという効果がある。
【００４５】
請求項８の発明によれば、開閉制御指令入力用スイッチを接続したバイパス回路を遮断器開閉用トランジスタに対して並列に接続し、バイパス回路の結線と遮断器開閉用トランジスタの結線にそれらの結線が同時に導通状態にならないようにするバイパス制御用切替スイッチとそのスイッチを制御する装置異常監視部を接続することで、装置異常監視部が開閉制御に関わる異常を検出した場合は、バイパス制御用切替スイッチを切替えることにより、開閉制御装置による開閉動作を無効化し、開閉制御を行わない通常の遮断器の開閉動作のみを実行することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の電圧又は電流データの転送タイミングを示すタイムチャート図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の電圧又は電流のデジタルデータ検出方式を示すグラフである。
【図４】 この発明の実施の形態１の電圧又は電流の零点通過時刻の検出方法を示すグラフである。
【図５】 この発明の実施の形態１の零点通過時刻から遮断器の最適動作タイミングまでの動作を示すタイムチャート図である。
【図６】 この発明の実施の形態２の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態２の動作遅延カウンタ部の動作を示すタイムチャート図である。
【図８】 この発明の実施の形態３の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態３の動作を示すタイムチャート図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４の動作を示すタイムチャート図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態５の動作を示すタイムチャート図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６の動作を示すタイムチャート図である。
【図１６】 従来の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】 従来の遮断器の開閉制御装置の動作を説明するためのタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 零点検出部、１Ａ ローパスフィルタ、１Ｂ Ａ／Ｄ変換器、１Ｃ データ送信部、１Ｄ データ受信部、１Ｅ 零点検出用ソフトウエア、２ 動作遅延時間予測部、３ 動作出力部、３Ａ 遮断器開閉制御用電子スイッチ、３Ｂ 誤動作防止用リレー接点、３Ｃ 開閉制御指令入力スイッチ、３Ｄ バイパス制御用切替スイッチ、４ 遮断器駆動用コイル、５ 制御入力部、６ 保護リレー、７ 動作遅延カウンタ部、７Ａ ソフトウエアカウンタ、７Ｂ ハードウエアカウンタ、８ 装置異常監視部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器の開閉制御のための零点検出精度および動作指令出力タイミングの精度を向上し、また開閉制御装置の異常発生に対応するための方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は例えば特開昭５３−１２３８５５号公報に示された従来の電力用遮断器の位相制御方式に関するブロック図である。図において、制御入力部５は遮断器の開閉動作を手動で行うためのものであり、保護リレー６は遮断器の開閉動作を自動的に行うものである。この制御入力部５又は保護リレー６からの投入指令（開極指令）は受付記憶装置９に入力される。開極時間決定装置９は系統条件の検出、開極時間の予測、および開極動作信号出力を行う装置であり、ＡＮＤ回路１１は受付記憶装置１０の出力と開極時間決定装置９の出力を受信して動作指令を出力する。動作出力部３は遮断器駆動電流を流すためのスイッチング動作を行い、動作指令を受信すると遮断器駆動用コイル４を励磁する。
【０００３】
図１７は投入サージ抑制制御タイムチャートを示すもので、電源側電圧をＶ1、負荷側電圧をＶ2で示す。いま、投入しようとして投入指令Ｓ1が任意のＡ点で与えられると制御回路のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が演算を開始すると共にその時の遮断器側の条件（操作電圧、操作圧力、消弧用充填圧力、周囲温度、遮断器（ＣＢ）固有のその時のアーク電圧等）を演算してＣＢ接点モードＳ2としての投入時間Δｔ2と先行アーク時間Δｔ3を計算割り出し、図１７のように、Ｖ1と負荷側残留電圧が同一レベルとなるＶ1の位相時に主回路が投入するような時間Δｔ1を演算し、その出力指令をＣＢ投入指令Ｓ3に与えると、Δｔ2及びΔｔ3時間経過後投入完了し、負荷側電圧Ｖ2が図示のごとく発生する。
【０００４】
次に、上記従来の電力用遮断器の動作について説明する。遮断器の投入指令は制御入力部５から手動入力される場合と、保護リレー６により自動的に不時に与えられる場合があり、その指令は即時に受付記憶装置１０に記憶される。制御入力部５又は保護リレー６が出力する上記開極指令と、開閉時間決定装置９が制御電圧や操作圧力などの系統条件により随時出力する開極動作信号（図１７のΔｔ2、Δｔ3の信号）は、ＡＮＤ回路１１に入力され投入引外し操作モードを受付記憶する。
【０００５】
一方、変流器、変成器より得られる信号から電圧及び電流位相、電圧及び電流データの基準点（零点等）を検出し、Δｔ2、Δｔ3の値と比較し先に述べた指令時間条件により演算し、Δｔ1を決定する。その条件と遮断器操作モードとのＡＮＤ条件により遮断器投入指令として動作出力部３に送る。そして、動作出力部３は遮断器駆動用コイル４を励磁する遮断器駆動電流を流すためのスイッチング動作を行い、遮断器の主接点の動作を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の遮断器の開閉制御装置は、以上のように構成されており、系統電圧又は電流データの基準点（零点等）検出精度がそれらのデータの転送時に発生する遅延によるデータ受信タイミングのばらつきにより悪化すること、動作指令出力待機時間のカウントをソフトウエアで全て行うと、ソフトウエアの処理能力による限界があるため、動作指令の出力タイミングの精度が向上できないこと、さらに動作出力部に異常が発生すると遮断器が誤動作あるいは誤不動作を発生するということといった問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、系統電圧又は電流が一定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換されることによりデジタルデータ化され、データ転送時に発生する転送遅延時間を十分に吸収できる周期毎にその系統電圧又は電流のデジタルデータをまとめてデータ転送し、ソフトウエア処理によって系統電圧又は電流の零点を検出することで、系統電圧又は電流の零点が精度良く検出できること、開閉指令出力待機時間を粗い時間間隔でカウントするソフトウエアカウンタと細かい時間間隔でカウントするハードウエアカウンタを併用することで、動作遅延時間予測部の負荷が減少し、動作指令出力タイミングの精度が向上すること、遮断器が動作出力部の単一の異常によって誤動作、誤不動作を起こすことを防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の遮断器の開閉制御装置の発明は、系統の電圧又は電流をデジタルデータに変換し、データ転送によって生じる最大遅延時間以上のデータ転送周期により上記デジタルデータの送受信を行い、上記転送されたデジタルデータにより系統電圧又は電流の基準点（特に零点）を検出する基準点（零点）検出手段を備え、上記検出された基準点通過時刻を基準として、遮断器の系統条件より予測される遮断器の開閉時の動作遅延時間と、制御入力部又は保護リレーからの開閉制御指令に基づき、最適なタイミングで遮断器の開閉動作を実行するための動作指令を動作出力部に出力し、動作出力部が遮断器の主接点を開閉動作させる。
【０００９】
更に詳しくは、変成器、変流器により検出される系統電圧又は電流の高調波をローパスフィルタが除去する手段、高調波を除去した系統電圧又は電流をＡ／Ｄ変換器がデジタルデータに変換する手段、そのデジタルデータを零点検出用ソフトウエアに転送する時に発生する転送遅延時間を吸収させるために、ある一定のデータ転送周期でデータの送受信が行われる手段、転送された系統電圧又は電流のデジタルデータがソフトウエア処理されることで系統電圧又は電流の零点を通過する時刻が検出される手段、そして得られた零点通過時刻を基準として動作遅延時間予測部が遮断器の開閉時の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで遮断器を開閉するための動作指令を出力する手段、動作指令の入力により動作出力部が遮断器駆動電流を遮断器駆動用コイルに流す手段を設けることで、零点検出部が系統の電圧又は電流の零点検出時の転送遅延による時間的ばらつきを吸収し、零点検出精度を向上する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明の基準点検出手段において、系統の電圧又は電流を一定のサンプリング周期でデジタルデータ化し、そのサンプリングデータを上記サンプリング周期の整数倍のデータ転送周期毎に送信し、更に上記サンプリングデータを上記データ転送周期毎に基準点検出用ソフトウエアに転送して基準点を検出することを特徴とする遮断器の開閉制御装置。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、遮断器の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで遮断器の開閉動作を実行するために電圧又は電流の基準点を基準とする動作指令出力待機時間を算出して動作指令を動作出力部に出力する動作遅延時間予測部と、遮断器の開閉動作指令を手動で入力する制御入力部又は自動的に与えられる保護リレーからの開閉制御指令を動作遅延時間予測部に入力する手段と、上記動作指令により遮断器の開閉駆動用コイルへ駆動電流を流す動作出力部を備えたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、系統の電圧又は電流や遮断器の温度、制御電圧のデータから遮断器の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで開閉動作を実行するために電圧又は電流の基準点を基準とする動作指令出力待機時間を動作遅延カウンタ部に出力する動作遅延時間予測部と、その動作指令出力待機時間のカウントを粗い精度はソフトウエアカウンタで、細かい精度で動作指令を出力するためのカウントはハードウエアカウンタで行い、カウント終了時に動作指令を出力する動作遅延カウンタ部を設けたものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、制御入力部又は保護リレーからの開閉制御指令を動作遅延カウンタ部に出力する手段と、基準点が検出される度に動作遅延時間予測部が動作遅延カウンタ部に動作指令出力待機時間を出力する手段と、動作遅延カウンタ部がその動作指令出力待機時間のカウントを行いカウント終了時までに開閉制御指令を受信していれば動作出力部に当該カウント終了時に動作指令を出力する手段を設けたものである。
【００１４】
請求項６の発明は、遮断器の開閉制御装置の動作出力部の構成において、開閉制御指令の入力によりＯＮする誤動作防止用リレー接点と、遮断器開閉制御用電子スイッチを直列に接続し、開閉制御指令の入力時に上記リレー接点をＯＮし、その後で最適な動作指令出力タイミングで出力される動作指令により上記電子スイッチをＯＮすることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、遮断器の開閉制御装置の動作出力部の構成において、最適な動作指令出力タイミングで出力される動作指令によりＯＮする遮断器開閉制御用電子スイッチを２つ直列に接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、遮断器の開閉制御装置の動作出力部の構成において、開閉制御指令入力用スイッチを接続したバイパス回路を遮断器開閉制御用スイッチに対して並列接続し、バイパス回路の結線と遮断器開閉制御用スイッチの結線が同時に導通することがないようにバイパス制御用切替えスイッチを接続し、開閉制御に関する異常が検出された際にバイパス制御用切替えスイッチがバイパス回路に自動的に切替わることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は実施の形態１による遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図であり、図において、零点検出部１は、系統の電圧又は電流の零点を検出しその零点通過時刻のデータを動作遅延時間予測部２に出力するものであり、電圧又は電流の高調波を取り除くローパスフィルタ（ＬＰＦ）１Ａ、電圧又は電流の瞬時値をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換器１Ｂ、データ転送タイミングまでにサンプリングされる電圧又は電流のデータを蓄積するデータ送信部１Ｃ、送信されてきたデータをデータ受信タイミングまで蓄積しておくデータ受信部１Ｄ、上記のデジタルデータから零点検出を行う零点検出用ソフトウエア（Ｓ／Ｗ）１Ｅを備えている。動作遅延時間予測部２は、制御入力部５又は保護リレー６からの遮断器の開閉制御指令を受信すると共に、制御電圧や操作圧力などの系統条件により動作遅延時間を予測して最適なタイミングで動作指令を動作出力部３に出力する役割を果す。そして、動作出力部３は、動作遅延時間予測部２からの動作指令に従って遮断器駆動用コイル４に遮断器駆動電流を流すため遮断器開閉制御用電子スイッチ３ＡをＯＮ、ＯＦＦする。なお、制御入力部５は遮断器の開閉動作を手動で行うためのものであり、保護リレー６は遮断器の開閉動作を自動的に行うものである。
【００１８】
次に、実施の形態１の遮断器の開閉制御装置の動作について説明する。図１において、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１Ａは変成器（ＰＴ）・変流器（ＣＴ）で検出される系統電圧又は電流の高調波を除去する。高調波が除去された電圧又は電流はＡ／Ｄ変換器１Ｂにより図２に示すように一定のサンプリング周期Ｔｓでデジタルデータ化される。そのサンプリングデータが、サンプリング周期Ｔｓの整数倍の周期Ｔｔ毎に零点検出部へ入力されるデータ送受信開始指令の入力時にデータ受信部１Ｄに転送されるように、電圧又は電流データをデータ送信部１Ｃで蓄積する。電圧又は電流データ受信部１Ｄでは、電圧又は電流データ送信部１Ｃから送られてくるデータを受信して蓄積し、上記データ送受信開始指令が入力された時に零点検出用ソフトウエア１Ｅにそれらのデータを転送する。
【００１９】
上記の過程により零点検出用ソフトウエア１Ｅに入力された電圧又は電流データは、直前のデータ送受信開始指令入力時を基準として、データ転送周期Ｔｔの２周期前から１周期前までにサンプリング周期Ｔｓで検出されたデータであることがわかるので、データ転送遅延による時間的ばらつきを吸収することができ、電圧又は電流データの精度を向上させることができる。
【００２０】
そして、上記のデータを用いて、零点検出用ソフトウエア１Ｅは、図３に示すように、まず符号の異なる２点のデータ、すなわち零点直前のサンプリングデータＤ１、零点直後のサンプリングデータＤ２を検出する。そして、以下の式(１)を用いて、図４に示す零点直前のサンプリング点Ｚ１と零点Ｚｐの時間差Ｔｚを求め、電圧又は電流が零となる時刻を求めている。
【００２１】
Ｔｚ＝｜Ｄ１｜×Ｔｓ／(｜Ｄ１｜＋｜Ｄ２｜)…(１)
【００２２】
上述のようにして得られた電圧又は電流の零点の時刻データは、動作遅延時間予測部２に送られる。動作遅延時間予測部２では、動作出力部３への動作指令を出力してから実際に遮断器が動作完了するまでに要する動作遅延時間Ｔｅを遮断器の温度や制御電圧、遮断器の操作圧力などの系統条件を用いて予測し、その予測値から図５に示す動作指令出力待機時間Ｔｗを求めている。さらに、遮断器の開閉動作の制御を行う制御入力部５および保護リレー６からの開閉制御指令が動作遅延時間予測部２に入力されると、開極時は次の電流零点通過時刻から、閉極時は次の電圧零点通過時刻から、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗをカウントし、カウントが終了したら動作遅延時間予測部２から動作出力部３へ動作指令が出力される。動作出力部３では動作指令が入力されると遮断器開閉制御用電子スイッチ３ＡをＯＮし、遮断器駆動用コイル４に遮断器駆動電流を流すことで遮断器の主接点を動作させ、遮断器の開閉制御を行う。
【００２３】
以上のように実施の形態１によれば、系統の電圧又は電流の検出値をデジタルデータ化してデータ送信部に蓄積し、データ転送時に発生する転送遅延時間によるばらつきを吸収することができる周期毎に電圧又は電流データをまとめて転送することで、データ転送時の転送遅延時間のばらつきによる零点検出精度の悪化を防止することができるという効果がある。
【００２４】
実施の形態２．
上記実施の形態では動作遅延時間予測部２が開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントも行っているが、本実施の形態では、動作遅延カウンタ部を動作遅延時間予測部とは別に設けて、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを動作遅延カウンタ部のソフトウエア（Ｓ／Ｗ）カウンタで粗く、ハードウエア（Ｈ／Ｗ）カウンタで細かく行うようにする。
【００２５】
図６は実施の形態２による遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。図において、動作遅延時間予測部２は、遮断器の動作遅延時間Ｔｅを予測し最適なタイミングで開閉動作を実行するために電圧又は電流の零点を基準とする開閉動作指令出力待機時間Ｔｗを動作遅延カウンタ部７に出力する役割を果す。動作遅延カウンタ部７は、ソフトウエア（Ｓ／Ｗ）カウンタ７Ａとハードウエア（Ｈ／Ｗ）カウンタ７Ｂを持ち、ソフトウエアカウンタ７Ａは開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを粗い精度で行い、ハードウエアカウンタ７Ｂは細かい精度で動作指令を出力するためのカウントを行う。
【００２６】
すなわち、本実施の形態では、動作遅延時間予測部２が開閉制御指令を入力した時に、開極時は次の電流零点通過時刻に、閉極時は次の電圧零点通過時刻に、予測した動作指令出力待機時間Ｔｗを動作遅延カウンタ部７にセットする。そうすると、動作遅延カウンタ部７は、図７のタイムチャートに示すように、まずソフトウエアカウンタ７Ａが粗い精度でのカウントを行い、次にハードウエアカウンタ７Ｂが細かい精度のカウントを行う。そして、カウント終了時に動作遅延カウンタ７から動作出力部３に対して動作指令を出力する。
【００２７】
以上のように実施の形態２によれば、動作遅延カウンタ部７を動作遅延時間予測部２とは別に設けて、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを動作遅延カウンタ部のソフトウエアカウンタで粗く、ハードウエアカウンタで細かく行うことにより、動作遅延時間予測部２の負荷を減らすことができるとともに、動作指令の出力タイミングの精度を向上することができるという効果がある。
【００２８】
実施の形態３．
上記実施の形態２では制御入力部５および保護リレー６からの開閉制御指令を動作遅延時間予測部２に入力していたが、本実施の形態では、動作遅延カウンタ部７に開閉制御指令を入力するように構成する。図８はこの発明の実施の形態３の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。図において、制御入力部５および保護リレー６からの開閉制御指令は動作遅延カウンタ部７に出力されており、一方、動作遅延時間予測部２は零点が検出される度に動作遅延カウンタ部７に対して開閉動作指令出力待機時間を出力している。動作遅延カウンタ部７は、開閉動作指令出力待機時間のカウントを行いカウント終了時までに開閉制御指令を受信していれば動作出力部３に対して動作指令を出力するように構成されている。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作を図に基づいて説明する。図９のタイムチャートに示すように、動作遅延カウンタ部７が制御入力部５又は保護リレー６からの開閉制御指令を入力して動作出力が行われるまでその指令をホールドする。一方、動作遅延時間予測部２は零点時刻データを受信するたびに開閉動作指令出力待機時間を動作遅延カウンタ部７に出力し、動作遅延カウンタ部７は、その待機時間のカウント終了時に開閉制御指令入力の有無をチェックして開閉制御指令がホールドされていれば動作出力部３に動作指令を出力する。そしてこの場合、動作指令は図９に示す動作指令２のパターンで出力されることになり、開閉制御指令を動作遅延時間予測部２に入力した場合である動作指令１のパターンに比べて、開閉制御指令の入力時点から動作指令が出力されるまでの動作遅延時間を短縮することができる。
【００３０】
以上のように実施の形態３によれば、動作遅延カウンタ部が制御入力部あるいは保護リレーからの動作指令を受信し、一方、動作遅延カウンタ部が開閉動作指令の入力の有無に関わらず、動作指令出力待機時間のカウントを実行しカウント終了時に開閉動作指令の入力の有無を判定することにより、開閉動作指令が動作遅延カウンタ部に入力された時に、すでに動作遅延カウンタ部が動作指令出力待機時間のカウントを実行していたとしても、カウント終了時に動作指令を出力できるので、開閉位相制御のための遅延時間が短縮できる効果がある。
【００３１】
実施の形態４．
上記実施の形態１から実施の形態３では遮断器駆動電流の出力を１個の電子スイッチのＯＮ、ＯＦＦで行っていたが、本実施の形態では、図１０に示すように誤動作防止用リレー接点３Ｂを遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに対して直列に接続する。
【００３２】
本実施の形態の動作を図に基づいて説明する。図１１のタイムチャートに示すように、開閉制御指令入力時に誤動作防止用リレー接点３Ｂを先にＯＮさせて、その後遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａによって遮断器駆動電流を遮断器駆動用コイル４に流すためのスイッチングを行う。その結果、装置異常が発生して遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａが常時ＯＮとなったとしても、誤動作防止用リレー接点３Ｂを遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに対して直列に接続した動作出力部３が遮断器の誤動作を防止する。
【００３３】
以上のように実施の形態４によれば、開閉制御指令入力時にＯＮする誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに対して直列に接続し、誤動作防止用リレー接点をＯＮした後に遮断器開閉制御用電子スイッチが最適な動作指令出力タイミングでＯＮすることにより、一方の電子スイッチが常時ＯＮとなる異常を発生したとしても遮断器の誤動作を防止でき、かつ遮断器の開閉動作を精度良く行うことができるという効果がある。
【００３４】
実施の形態５．
上記実施の形態４では誤動作防止用リレー接点３Ｂを遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに直列に接続していたが、本実施の形態では、図１２に示すようにリレー接点を電子スイッチに置き換えて、動作指令を両方の電子スイッチに出力する、つまり遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａを２つ直列に接続するような構成にした。
【００３５】
本実施の形態の動作を図に基づいて説明する。図１３のタイムチャートに示すように、一方の電子スイッチ３Ａ（トランジスタ１）が異常により常時ＯＮ状態になっても、もう一方の電子スイッチ３Ａ（トランジスタ２）に出力するように動作指令のタイミングを制御して、遮断器への開閉制御を行う。
【００３６】
以上のように実施の形態５によれば、誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに置き換えて遮断器開閉制御用電子スイッチを２つ直列に接続した構成にすることで、一方の電子スイッチが常時ＯＮ状態になっても、もう一方の電子スイッチに出力する動作指令のタイミングを制御することにより遮断器の開閉制御が実行できるという効果がある。
【００３７】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜実施の形態５では装置異常発生時に、動作指令の出力をロックすると遮断器が開閉動作を行うことができなかったが、本実施の形態では、図１４に示すように開閉制御指令入力用スイッチ３Ｃを接続したバイパス回路を遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａに対して並列に接続する。そして、開閉制御に関する異常を検出する装置異常監視部８を設け、装置異常監視部８がバイパス制御用切替スイッチ３Ｄを介してバイパス回路の結線と遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａの結線のどちらか一方を導通させるような構成にする。
【００３８】
本実施の形態では上記のような構成にすることにより、例えば図１５に示すように、電子スイッチや動作指令等の異常により遮断器開閉制御用電子スイッチ３Ａが一定時間以内にＯＮにならなかった場合に、装置異常監視部８がバイパス制御用切替スイッチ３Ｄを切替えて、開閉位相制御の動作指令による開閉動作はできないようにし、開閉制御を行わない通常の遮断器の開閉動作については開閉制御指令入力スイッチ３Ｃに入力される開閉制御指令により実行可能であるようにする。
【００３９】
以上のように実施の形態６によれば、開閉制御指令入力用スイッチを接続したバイパス回路を遮断器開閉用トランジスタに対して並列に接続し、バイパス回路の結線と遮断器開閉用トランジスタの結線にそれらの結線が同時に導通状態にならないようにするバイパス制御用切替スイッチとそのスイッチを制御する装置異常監視部を設置することで、装置異常監視部が開閉制御に関する異常を検出した場合は、バイパス制御用切替スイッチを切替えることにより、開閉制御装置による開閉動作を無効化し、開閉制御を行わない通常の遮断器の開閉動作のみを実行することができるという効果がある。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１から請求項３の発明によれば、系統の電圧又は電流の検出値をデジタルデータ化してデータ送信部に蓄積し、データ転送時に発生する転送遅延時間によるばらつきを吸収することができる周期毎に電圧又は電流データをまとめて転送することで、データ転送時の転送遅延時間のばらつきによる基準点（特に零点）検出精度の悪化を防止することができるという効果がある。
【００４１】
請求項４の発明によれば、動作遅延カウンタ部を動作遅延時間予測部とは別に設けて、開閉動作指令出力待機時間Ｔｗのカウントを動作遅延カウンタ部におけるソフトウエアカウンタで粗く、ハードウエアカウンタで細かく行うことにより、動作遅延時間予測部の負荷を減らすことができかつ動作指令の出力タイミングの精度を向上することができるという効果がある。
【００４２】
請求項５の発明によれば、動作遅延カウンタ部が制御入力部あるいは保護リレーからの動作指令を受信し、一方、動作遅延カウンタ部が開閉動作指令の入力の有無に関わらず、動作遅延時間予測部からの入力により動作指令出力待機時間のカウントを実行しカウント終了時に開閉動作指令の入力の有無を判定することにより、開閉動作指令が動作遅延カウンタ部に入力された時に、すでに動作遅延カウンタ部が動作指令出力待機時間のカウントを実行していたとしても、カウント終了時に動作指令を出力できるので、開閉位相制御のための遅延時間が短縮できる効果がある。
【００４３】
請求項６の発明によれば、開閉制御指令入力時にＯＮする誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに対して直列に接続し、誤動作防止用リレー接点をＯＮした後に遮断器開閉制御用電子スイッチが最適な動作指令出力タイミングでＯＮすることにより、一方の電子スイッチが常時ＯＮとなる異常を発生したとしても遮断器の誤動作を防止でき、かつ遮断器の開閉動作を精度良く行うことができるという効果がある。
【００４４】
請求項７の発明によれば、誤動作防止用リレー接点を遮断器開閉制御用電子スイッチに置き換えて遮断器開閉制御用電子スイッチを直列に接続した構成にすることで、一方の電子スイッチが常時ＯＮ状態になっても、もう一方の電子スイッチに出力する動作指令のタイミングを制御することにより遮断器の開閉制御が実行できるという効果がある。
【００４５】
請求項８の発明によれば、開閉制御指令入力用スイッチを接続したバイパス回路を遮断器開閉用トランジスタに対して並列に接続し、バイパス回路の結線と遮断器開閉用トランジスタの結線にそれらの結線が同時に導通状態にならないようにするバイパス制御用切替スイッチとそのスイッチを制御する装置異常監視部を接続することで、装置異常監視部が開閉制御に関わる異常を検出した場合は、バイパス制御用切替スイッチを切替えることにより、開閉制御装置による開閉動作を無効化し、開閉制御を行わない通常の遮断器の開閉動作のみを実行することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の電圧又は電流データの転送タイミングを示すタイムチャート図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の電圧又は電流のデジタルデータ検出方式を示すグラフである。
【図４】 この発明の実施の形態１の電圧又は電流の零点通過時刻の検出方法を示すグラフである。
【図５】 この発明の実施の形態１の零点通過時刻から遮断器の最適動作タイミングまでの動作を示すタイムチャート図である。
【図６】 この発明の実施の形態２の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態２の動作遅延カウンタ部の動作を示すタイムチャート図である。
【図８】 この発明の実施の形態３の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態３の動作を示すタイムチャート図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４の動作を示すタイムチャート図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態５の動作を示すタイムチャート図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６の動作を示すタイムチャート図である。
【図１６】 従来の遮断器の開閉制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】 従来の遮断器の開閉制御装置の動作を説明するためのタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 零点検出部、１Ａ ローパスフィルタ、１Ｂ Ａ／Ｄ変換器、１Ｃ データ送信部、１Ｄ データ受信部、１Ｅ 零点検出用ソフトウエア、２ 動作遅延時間予測部、３ 動作出力部、３Ａ 遮断器開閉制御用電子スイッチ、３Ｂ 誤動作防止用リレー接点、３Ｃ 開閉制御指令入力スイッチ、３Ｄ バイパス制御用切替スイッチ、４ 遮断器駆動用コイル、５ 制御入力部、６ 保護リレー、７ 動作遅延カウンタ部、７Ａ ソフトウエアカウンタ、７Ｂ ハードウエアカウンタ、８ 装置異常監視部。
Claims (8)
- 系統の電圧又は電流をデジタルデータに変換し、データ転送によって生じる最大遅延時間以上のデータ転送周期により上記デジタルデータの送受信を行い、上記転送されたデジタルデータにより系統電圧又は電流の基準点を検出する基準点検出手段を備え、
上記検出された基準点通過時刻を基準として、遮断器の系統条件より予測される遮断器の開閉時の動作遅延時間と、制御入力部又は保護リレーからの開閉制御指令に基づき、最適なタイミングで遮断器の開閉動作を実行するための動作指令を動作出力部に出力し、動作出力部が遮断器の主接点を開閉動作させることを特徴とする遮断器の開閉制御装置。 - 請求項１記載の基準点検出手段において、系統の電圧又は電流を一定のサンプリング周期でデジタルデータ化し、そのサンプリングデータを上記サンプリング周期の整数倍のデータ転送周期毎に送信し、更に上記サンプリングデータを上記データ転送周期毎に基準点検出用ソフトウエアに転送して基準点を検出することを特徴とする遮断器の開閉制御装置。
- 遮断器の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで遮断器の開閉動作を実行するために電圧又は電流の基準点を基準とする動作指令出力待機時間を算出して動作指令を動作出力部に出力する動作遅延時間予測部と、遮断器の開閉動作指令を手動で入力する制御入力部又は自動的に与えられる保護リレーからの開閉制御指令を動作遅延時間予測部に入力する手段と、上記動作指令により遮断器の開閉駆動用コイルへ駆動電流を流す動作出力部を備えた請求項１又は請求項２に記載の遮断器の開閉制御装置。
- 遮断器の動作遅延時間を予測し、最適なタイミングで開閉動作を実行するために電圧又は電流の基準点を基準とする動作指令出力待機時間を動作遅延カウンタ部に出力する動作遅延時間予測部と、その動作指令出力待機時間のカウントを粗い精度はソフトウエアカウンタで、細かい精度で動作指令を出力するためのカウントはハードウエアカウンタで行い、カウント終了時に動作指令を出力する動作遅延カウンタ部を設けた請求項１又は請求項２に記載の遮断器の開閉制御装置。
- 制御入力部又は保護リレーからの開閉制御指令を動作遅延カウンタ部に出力する手段と、基準点が検出される度に動作遅延時間予測部が動作遅延カウンタ部に動作指令出力待機時間を出力する手段と、動作遅延カウンタ部がその動作指令出力待機時間のカウントを行いカウント終了時までに開閉制御指令を受信していれば動作出力部に当該カウント終了時に動作指令を出力する手段を設けた請求項４に記載の遮断器の開閉制御装置。
- 上記動作出力部の構成において、開閉制御指令の入力によりＯＮする誤動作防止用リレー接点と、遮断器開閉制御用電子スイッチを直列に接続し、開閉制御指令の入力時に上記リレー接点をＯＮし、その後で最適な動作指令出力タイミングで出力される動作指令により上記電子スイッチをＯＮすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の遮断器の開閉制御装置。
- 上記動作出力部の構成において、最適な動作指令出力タイミングで出力される動作指令によりＯＮする遮断器開閉制御用電子スイッチを２つ直列に接続したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の遮断器の開閉制御装置。
- 上記動作出力部の構成において、開閉制御指令入力用スイッチを接続したバイパス回路を遮断器開閉制御用スイッチに対して並列接続し、バイパス回路の結線と遮断器開閉制御用スイッチの結線が同時に導通することがないようにバイパス制御用切替えスイッチを接続し、開閉制御に関する異常が検出された際にバイパス制御用切替えスイッチがバイパス回路に自動的に切替わることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の遮断器の開閉制御装置。
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