(57)【要約】  電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生を抑制可能とする電力開閉制御装置およびその閉極制御方法を得ること。現在時刻以降における電源側電圧推定値および負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出し、この遮断器極間電圧推定値に基づいて、遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで遮断器を投入可能な閉極制御可能時刻から閉極制御限度時刻までの目標閉極時刻領域を算出し、第２投入相以降の後続投入相である場合には、予め設定した遅延時間分だけ閉極制御可能時刻を遅らせるようにした。
2012095958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器の電源側電圧および負荷側電圧を計測する電圧計測部と、
過去一定時間分の前記電源側電圧に基づいて、現在時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、過去一定時間分の前記負荷側電圧に基づいて、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を推定する電圧推定部と、
前記電源側電圧推定値および前記負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出すると共に、投入順序を決定し、前記遮断器極間電圧推定値および投入順序に基づいて、前記遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで前記遮断器を投入可能な閉極制御可能時刻から閉極制御限度時刻までの目標閉極時刻領域を算出する目標閉極時刻算出部と、
前記目標閉極時刻領域内において前記遮断器が閉極するように制御する閉極制御部と、
を備え、
前記目標閉極時刻算出部は、前記目標閉極時刻領域を算出する際に、前記投入順序が第２投入相以降の後続投入相である場合に、先行投入相の投入による遮断器極間電圧の変動を見込み、前記閉極制御可能時刻を予め設定した所定の遅延時間分遅らせる
ことを特徴とする電力開閉制御装置。
【請求項２】
前記目標閉極時刻算出部は、前記目標閉極時刻領域を算出する際に、前記投入順序が第２投入相以降の後続投入相である場合に、前記閉極制御限度時刻を予め設定した所定の先行時間分進ませることを特徴とする請求項１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項３】
遮断器の電源側電圧および負荷側電圧を計測する電圧計測部と、
過去一定時間分の前記電源側電圧に基づいて、現在時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、過去一定時間分の前記負荷側電圧に基づいて、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を推定する電圧推定部と、
前記電源側電圧推定値および前記負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出すると共に、投入順序を決定し、前記遮断器極間電圧推定値および投入順序に基づいて、前記遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで前記遮断器を投入可能な閉極制御可能時刻から閉極制御限度時刻までの目標閉極時刻領域を算出する目標閉極時刻算出部と、
前記目標閉極時刻領域内において前記遮断器が閉極するように制御する閉極制御部と、
を備え、
前記目標閉極時刻算出部は、前記遮断器極間電圧推定値を推定する際に、前記投入順序が第２投入相以降の後続投入相である場合に、先行投入相の投入による遮断器極間電圧の変動を見込んで予め設定した遮断器極間電圧最大変動値を適用して、前記遮断器極間電圧推定値を推定する
ことを特徴とする電力開閉制御装置。
【請求項４】
前記目標閉極時刻算出部は、前記投入順序を決定する際に、前記遮断器極間電圧推定値の絶対値の波高値が大きい相から順に投入されるように、前記投入順序を決定することを特徴とする請求項１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項５】
前記目標閉極時刻算出部は、前記投入順序を決定する際に、前記負荷側電圧推定値の振幅値が大きい相から順に投入されるように、前記投入順序を決定することを特徴とする請求項１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項６】
前記目標閉極時刻算出部は、前記目標閉極時刻領域を算出する際に、前記負荷側電圧推定値が零である場合に、予め設定した基準閉極時刻領域を前記目標閉極時刻領域とすることを特徴とする請求項１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項７】
前記電圧推定部は、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、前記負荷側電圧の振幅値が予め設定した負荷側電圧振幅閾値以下である場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定することを特徴とする請求項６に記載の電力開閉制御装置。
【請求項８】
前記電圧推定部は、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、前記遮断器の電流遮断時刻または開極時刻から予め設定した所定の制限時間が経過している場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定することを特徴とする請求項６に記載の電力開閉制御装置。
【請求項９】
前記目標閉極時刻算出部は、各相の投入間隔を予め設定した所定間隔以内とすることを特徴とする請求項１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項１０】
遮断器の電源側電圧および負荷側電圧を計測する第１ステップと、
過去一定時間分の前記電源側電圧に基づいて、現在時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第２ステップと、
過去一定時間分の前記負荷側電圧に基づいて、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を推定する第３ステップと、
前記電源側電圧推定値および前記負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出すると共に、投入順序を決定する第４ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値および投入順序に基づいて、前記遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで前記遮断器を投入可能な閉極制御可能時刻から閉極制御限度時刻までの目標閉極時刻領域を算出する第５ステップと、
前記目標閉極時刻領域内において前記遮断器が閉極するように制御する第６ステップと、
を有し、
前記第５ステップにおいて前記目標閉極時刻領域を算出する際に、前記投入順序が第２投入相以降の後続投入相である場合に、先行投入相の投入による遮断器極間電圧の変動を見込み、前記閉極制御可能時刻を予め設定した所定の遅延時間分遅らせる
ことを特徴とする電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１１】
前記第５ステップにおいて前記目標閉極時刻領域を算出する際に、前記投入順序が第２投入相以降の後続投入相である場合に、前記閉極制御限度時刻を予め設定した所定の先行時間分進ませることを特徴とする請求項１０に記載の電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１２】
遮断器の電源側電圧および負荷側電圧を計測する第１ステップと、
過去一定時間分の前記電源側電圧に基づいて、現在時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第２ステップと、
過去一定時間分の前記負荷側電圧に基づいて、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を推定する第３ステップと、
前記電源側電圧推定値および前記負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出すると共に、投入順序を決定する第４ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値および投入順序に基づいて、前記遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで前記遮断器を投入可能な閉極制御可能時刻から閉極制御限度時刻までの目標閉極時刻領域を算出する第５ステップと、
前記目標閉極時刻領域内において前記遮断器が閉極するように制御する第６ステップと、
を有し、
前記第４ステップにおいて前記遮断器極間電圧推定値を推定する際に、前記投入順序が第２投入相以降の後続投入相である場合に、先行投入相の投入による遮断器極間電圧の変動を見込んで予め設定した遮断器極間電圧最大変動値を適用して、前記遮断器極間電圧推定値を推定する
ことを特徴とする電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１３】
前記第４ステップにおいて前記投入順序を決定する際に、前記遮断器極間電圧推定値の絶対値の波高値が大きい相から順に投入されるように、前記投入順序を決定することを特徴とする請求項１０に記載の電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１４】
前記第４ステップにおいて前記投入順序を決定する際に、前記負荷側電圧推定値の振幅値が大きい相から順に投入されるように、前記投入順序を決定することを特徴とする請求項１０に記載の電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１５】
前記第４ステップにおいて前記目標閉極時刻領域を算出する際に、前記負荷側電圧推定値が零である場合に、予め設定した基準閉極時刻領域を前記目標閉極時刻領域とすることを特徴とする請求項１０に記載の電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１６】
前記第３ステップにおいて前記負荷側電圧推定値を推定する際に、前記負荷側電圧の振幅値が予め設定した負荷側電圧振幅閾値以下である場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定することを特徴とする請求項１５に記載の電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１７】
前記第３ステップにおいて前記負荷側電圧推定値を推定する際に、前記遮断器の電流遮断時刻または開極時刻から予め設定した所定の制限時間が経過している場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定することを特徴とする請求項１５に記載の電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【請求項１８】
前記第４ステップにおいて、各相の投入間隔を予め設定した所定間隔以内とすることを特徴とする請求項１０に記載の電力開閉制御装置の閉極制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力開閉制御装置およびその閉極制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力開閉制御装置では、遮断器等の電力開閉装置の閉極タイミングを適切に制御し、遮断器投入時における過渡的な電圧、電流の発生を抑制する必要がある。【０００３】
従来の電力開閉制御装置では、予め、遮断器のプレアーク特性、機械的動作バラツキ特性および負荷側電圧の振幅変動を考慮して目標閉極位相マップを生成し、遮断器の電源側電圧および負荷側電圧それぞれの周波数および位相から目標閉極位相マップを参照して目標閉極時刻列を算出し、閉極指令が入力された場合、閉極制御信号の出力タイミングを、予測閉極時間および目標閉極時刻列に基づいて制御することにより、遮断器投入時における過渡的な電圧、電流の発生を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７７１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、電流遮断後における負荷側電圧の挙動が変化しないことを前提としている。しかしながら、例えば、遮断器を各相毎に投入する場合、第２、第３投入相の負荷側電圧には、先行投入相の投入による影響により電圧変動が生じる場合がある。このように負荷側電圧が変動した場合、電流遮断直後に推定した遮断器極間電圧推定値と、先行投入後の第２、第３投入相の実際の遮断器極間電圧とが一致しない可能性がある。このため、上記従来技術では、電流遮断直後に推定した遮断器極間電圧推定値に基づいて算出した目標閉極時刻に閉極するように制御しても、予め想定した遮断器極間電圧範囲で投入できず、遮断器投入時の過渡的な電圧、電流の発生を十分に抑制することができない可能性がある、という問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生を抑制可能とする電力開閉制御装置およびその閉極制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる電力開閉制御装置は、遮断器の電源側電圧および負荷側電圧を計測する電圧計測部と、過去一定時間分の前記電源側電圧に基づいて、現在時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、過去一定時間分の前記負荷側電圧に基づいて、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を推定する電圧推定部と、前記電源側電圧推定値および前記負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出すると共に、投入順序を決定し、前記遮断器極間電圧推定値および投入順序に基づいて、前記遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで前記遮断器を投入可能な閉極制御可能時刻から閉極制御限度時刻までの目標閉極時刻領域を算出する目標閉極時刻算出部と、前記目標閉極時刻領域内において前記遮断器が閉極するように制御する閉極制御部と、を備え、前記目標閉極時刻算出部は、前記目標閉極時刻領域を算出する際に、前記投入順序が第２投入相以降の後続投入相である場合に、先行投入相の投入による遮断器極間電圧の変動を見込み、前記閉極制御可能時刻を予め設定した所定の遅延時間分遅らせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生を抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、目標閉極時刻領域の設定例について説明する図である。
【図３】図３は、遮断器極間電圧が異なる場合における閉極制御可能時刻の変化例について説明する図である。
【図４】図４は、電流遮断後における各部電圧波形の一例を示す図である。
【図５】図５は、電流遮断前後における各相の各部電圧波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる電力開閉制御装置およびその閉極制御方法について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置の一構成例を示す図である。図１において、電力開閉装置である遮断器２は、同図左方側の電源１と、同図右方側の送電線３との間に接続されている。図１に示す例では、送電線３は、例えば、分路リアクトル補償付き送電線、あるいは分路リアクトル非補償送電線であり、送電線３が分路リアクトル補償付き送電線である場合には、遮断器２の負荷側に遮断器２の負荷側のリアクトルと送電線３の静電容量とによる一定周波数の交流波電圧が発生し、送電線３が分路リアクトル非補償送電線である場合には、遮断器２の負荷側に遮断時の電源側電圧に応じた直流性電圧が発生する。なお、図１に示す例では、以下の説明を簡略にするため、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相からなる三相のうち一相分のみ示している。
【００１２】
実施の形態１にかかる電力開閉制御装置は、電圧計測部４、電圧推定部７、目標閉極時刻算出部１４、および閉極制御部１８を備えている。
【００１３】
電圧計測部４は、遮断器２の電源側電圧を計測して一定時間分記憶し、電圧推定部７に出力すると共に、遮断器２の負荷側電圧を計測して一定時間分記憶し、電圧推定部７に出力する。
【００１４】
電圧推定部７は、電圧計測部４から出力された現在時刻から過去一定時間分の電源側電圧に基づいて、現在時刻以降における電源側電圧推定値を推定して目標閉極時刻算出部１４に出力すると共に、電圧計測部４から出力された現在時刻から過去一定時間分の負荷側電圧に基づいて、現在時刻以降における負荷側電圧推定値を推定して目標閉極時刻算出部１４に出力する。
【００１５】
ここで、現在時刻以降の電源側電圧推定値および負荷側電圧推定値の算出方法の一例について説明する。なお、ここでは、電源側電圧および負荷側電圧を電圧信号と呼び、電源側電圧推定値および負荷側電圧推定値を電圧信号推定値と呼ぶ。
【００１６】
電圧信号が交流波信号である場合には、電圧信号推定値の周波数については、例えば、電圧信号の複数の零点時刻間隔の平均値を求め、この零点時刻間隔の平均値の逆数を１／２倍した値を電圧信号推定値の周波数とすればよい。なお、電源側電圧推定値の周波数については、系統条件に応じて５０Ｈｚまたは６０Ｈｚとしてもよい。また、電圧信号推定値の位相については、例えば、電圧信号の複数の零点時刻の中から、電圧信号が負から正に変化する零点で最も新しい時刻の値を位相０度の時刻として記憶し、電圧信号が正から負に変化する零点で最も新しい時刻の値を位相１８０度として記憶しておく。また、電圧信号の振幅については、例えば、電流遮断時刻から現在時刻までに得られた複数の電圧信号の極大値および極小値を記憶しておき、これら記憶した極大値および極小値の絶対値の平均を電圧信号推定値の振幅とする。あるいは、電圧信号を周期積分して実効値を求め、√２倍した値を電圧信号推定値の振幅としてもよい。以上の算出値を用いると、位相０度の時刻ｔ＝０として、電圧信号推定値＝振幅×ｓｉｎ（２π×周波数×ｔ）と近似することができる。
【００１７】
なお、電圧信号が直流性信号である場合については、従来技術を用いて算出することができるが、この算出方法については複雑であるため、ここでは説明を省略する。
【００１８】
目標閉極時刻算出部１４は、電圧推定部７から出力された電源側電圧推定値および負荷側電圧推定値に基づいて、目標閉極時刻領域を算出し、閉極制御部１８に出力する。
【００１９】
閉極制御部１８は、閉極指令が入力されると、目標閉極時刻算出部１４から出力された目標閉極時刻領域から予測閉極時間だけ前の時刻領域において、閉極制御信号を出力する。
【００２０】
ここで、予測閉極時間とは、遮断器２に閉極制御信号を出力してから、遮断器２の接触子が機械的に接するまでの閉極時間の予測値である。遮断器２の閉極時間変動は、環境温度、制御電圧、および操作圧力といった環境条件に依存し、同型遮断器に対して共通の変動時間補正が可能である部分と、接点摩耗、経時変化、および微小な個体差等の遮断器個々の状態変化によって変動し、個別に補正を必要とする部分に分離することができる。つまり、次回閉極時における予測閉極時間は、環境温度、制御電圧、及び操作圧力の環境条件に基づいた第１補正時間と、過去の動作履歴に基づいた第２補正時間とにより補正を行うことにより求めることができる。
【００２１】
具体的には、あらかじめ一定の環境温度、制御電圧、および操作圧力条件において閉極時間の平均値である基準閉極時間を計測しておく。また、あらかじめ環境温度、制御電圧、及び操作圧力条件を変化させて閉極させた場合の閉極時間の平均値を、基準閉極時間に対する差分値としてテーブルに記憶させておく。そして、運用時には、実際の環境温度、制御電圧、および操作圧力に基づき、テーブルの最も近い値から内挿して、環境条件に基づいた第１補正時間を算出し、さらに、実際の閉極時間と、その動作時における予測閉極時間との過去ｎ回（例えば、過去１０回）分の誤差を求め、その誤差に重み付けをして過去の動作履歴に基づいた第２補正時間を算出する。以上の算出値を用いて、予測閉極時間＝基準閉極時間＋第１補正時間＋第２補正時間と算出することができる。
【００２２】
つぎに、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置における目標閉極時刻算出部１４の目標閉極時刻領域の設定例について、図２および図３を参照して説明する。
【００２３】
図２は、目標閉極時刻領域の設定例について説明する図である。図２中の実線で示した線は、電流遮断後における遮断器極間電圧の絶対値波形を示している。図２中の破線で示した線は、他相が時刻Ｔ０において先行投入された場合における第２投入相以降の後続投入相の遮断器極間電圧の絶対値波形を示している。なお、図２では、遮断器極間電圧の絶対値が０〜Ｙの範囲となるタイミングで遮断器２が投入されるように、目標閉極時刻領域を設定する例を示している。
【００２４】
遮断器２の閉極過程では、接触子の極間距離の減少に伴い極間の絶縁耐力が低下し、この絶縁耐力が、接触子の極間に加わる電圧による電界値以下になった時点で、接触子の極間の絶縁破壊に伴う先行アークが発生して電気的に投入される。つまり、遮断器極間電圧の絶対値波形と、遮断器２の閉極過程における遮断器極間の絶縁耐力変化率特性線（ＲＤＤＳ：Rate of Decrease of Dielectric Strength）との交点において、遮断器２が投入される。図２中に実線で示す例では、遮断器極間電圧の絶対値が０〜Ｙの範囲となるタイミングで遮断器２を投入させるためには、図２中に示す時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの範囲を目標閉極時刻領域として設定すればよい。なお、以下の説明では、目標閉極時刻領域における時刻Ｔ１を「閉極制御可能時刻」と呼び、時刻Ｔ２を「閉極制御限度時刻」と呼ぶ。
【００２５】
一方、図２中において破線で示したように、第２投入相以降の後続投入相である場合は、先行投入相の投入による負荷側電圧の変動により遮断器極間電圧が増大する可能性がある。この場合に、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの範囲を目標閉極時刻領域として設定すると、例えば、時刻Ｔ１において閉極する絶縁耐力変化率特性線と遮断器極間電圧の絶対値との交点Ｘにおいて先行アークが発生して遮断器２が投入される可能性がある。したがって、第２投入相以降の後続投入相である場合には、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの範囲よりも狭い時刻Ｔ１’から時刻Ｔ２’までの範囲を目標閉極時刻領域として設定する必要がある。
【００２６】
図３は、遮断器極間電圧が異なる場合における閉極制御可能時刻の変化例について説明する図である。図３に示すように、ピーク値がＡ１の遮断器極間電圧の絶対値と、傾きがｋ（ＰＵ／ｒａｄ）の絶縁耐力変化率特性線とが、位相θ１において接し、その絶縁耐力変化率特性線と横軸とが交差するときの位相をθ２とすると、下記の各（１），（２）式が得られる。なお、ここでは、電源側電圧の定格値のピーク値を１ＰＵとしている。
【００２７】
ｋ（ＰＵ／ｒａｄ）＝Ａ１ｃｏｓθ１  …（１）
ｋ（θ２−θ１）＝−Ａ１ｓｉｎθ１  …（２）
【００２８】
上記した各（１），（２）式から、下記の各（３），（４）式が得られる。
【００２９】
θ１＝ｃｏｓ−１（ｋ／Ａ１）  …（３）
θ２＝θ１−（Ａ／ｋ）ｓｉｎθ１  …（４）
【００３０】
ここで、例えば、ｋ＝−０．５（ＰＵ／ｒａｄ）とし、Ａ１＝１（ＰＵ）である場合について、上記の各（３），（４）式を解くと、
θ１＝ｃｏｓ−１（−０．５）≒２．０９４４（ｒａｄ）≒１２０（度）
θ２≒２．０９４４（ｒａｄ）＋２ｓｉｎ（２．０９４４（ｒａｄ））
≒３．８２６４（ｒａｄ）≒２１９（度）
となる。
【００３１】
一方、Ａ１＝１．２（ＰＵ）である場合について、上記の各（３），（４）式を解くと、
θ１≒ｃｏｓ−１（−０．４１６７）≒２．０００６（ｒａｄ）≒１１５（度）
θ２≒２．０００６（ｒａｄ）＋２ｓｉｎ｛２．０００６（ｒａｄ）｝
≒４．１８２３（ｒａｄ）≒２４０（度）
となる。
【００３２】
つまり、遮断器極間電圧の絶対値のピーク値Ａ１が１から１．２に変動した場合には、２４０（度）−２１９（度）＝２１（度）だけ遅れた位相となる時刻を閉極制御可能時刻とする必要がある。上述した例では、例えば系統周波数（電源側電圧の周波数）が６０Ｈｚであれば、閉極制御可能時刻を約１ｍｓ遅らせばよい。
【００３３】
したがって、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置では、第２投入相以降の後続投入相である場合には、先行投入相の投入による負荷側電圧の変動により遮断器極間電圧が増大することを見込み、閉極制御可能時刻を予め設定した所定の遅延時間分遅らせるように制御する。このように制御すれば、電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生を抑制することができる。
【００３４】
つぎに、実施の形態１にかかる目標閉極時刻算出部１４の動作について、図１〜図３を参照して説明する。目標閉極時刻算出部１４には、遮断器投入時における遮断器極間電圧の絶対値の許容範囲と、第２投入相以降の後続投入相である場合に、先行投入相である場合よりも閉極制御可能時刻を遅らせる遅延時間とを予め設定しておく。
【００３５】
目標閉極時刻算出部１４は、まず、電源側電圧推定値および負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降における遮断器極間電圧推定値を算出し、この遮断器極間電圧推定値に基づいて、遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで遮断器２を投入可能な目標閉極時刻領域を算出する。第１投入相である場合には、ここで算出された目標閉極時刻領域を閉極制御部１８に出力する。
【００３６】
一方、第２投入相以降の後続投入相である場合には、第１投入相である場合の目標閉極時刻領域に対して、予め設定した遅延時間分だけ閉極制御可能時刻を遅らせた新たな目標閉極時刻領域を設定して、閉極制御部１８に出力する。
【００３７】
以上説明したように、実施の形態１の電力開閉制御装置およびその閉極制御方法によれば、現在時刻以降における電源側電圧推定値および負荷側電圧推定値に基づいて、現在時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出し、この遮断器極間電圧推定値に基づいて、遮断器極間電圧推定値の絶対値が予め設定した許容範囲内となるタイミングで遮断器を投入可能な閉極制御可能時刻から閉極制御限度時刻までの目標閉極時刻領域を算出し、第２投入相以降の後続投入相である場合には、予め設定した遅延時間分だけ閉極制御可能時刻を遅らせるようにしたので、電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生を抑制することができる。
【００３８】
なお、上述した実施の形態１では、第２投入相以降の後続投入相である場合に、予め設定した遅延時間分だけ閉極制御可能時刻を遅らせるようにしたが、第２投入相である場合と第３投入相である場合とに分け、それぞれの場合で異なる最適な遅延時間を設定することも可能である。
【００３９】
また、第２投入相以降の後続投入相である場合に、予め設定した遅延時間分だけ目標閉極時刻領域における閉極制御可能時刻を遅らせると共に、予め設定した先行時間分だけ閉極制御限度時刻を進ませるようにするとより効果的である。
【００４０】
あるいは、予め遮断器極間電圧の最大変動値を設定しておき、第２投入相以降の後続投入相である場合には、その最大変動値を適用した遮断器極間電圧推定値を算出して、目標閉極時刻領域を設定するようにしてもよい。このようにすれば、より正確に予め設定した遮断器極間電圧の絶対値の許容範囲内となるタイミングで投入することができ、電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生をより適切に抑制することができる。
【００４１】
実施の形態２．
本実施の形態では、電流遮断後の投入順序について説明する。なお、実施の形態２にかかる電力開閉制御装置の構成は、実施の形態１において説明した図１の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００４２】
図４は、電流遮断後における各部電圧波形の一例を示す図である。図４（ａ）は、電源側電圧波形を示し、図４（ｂ）は、負荷側電圧波形を示している。また、図４（ｃ）は、電源側電圧と負荷側電圧との差分値の絶対値である遮断器極間電圧の絶対値波形を示している。なお、図４に示す例では、例えば送電線３が分路リアクトル補償付き送電線である場合の例を示している。
【００４３】
実施の形態１において説明したように、分路リアクトル補償付き送電線の電流遮断後における負荷側電圧は、図４（ｂ）に示すように、遮断器２の負荷側のリアクトルと送電線３の静電容量とによる一定周波数の交流波電圧となる。この負荷側電圧の周波数は、一般的に電源側電圧波形の周波数とは異なる。
【００４４】
したがって、遮断器極間電圧推定値の絶対値波形は、図４（ｃ）に示すように、電源側電圧波形の周波数と負荷側電圧波形の周波数とが干渉してビート状のゆらぎ波形が重畳した波形となる。
【００４５】
遮断器極間電圧の絶対値波形がこのようなビート状の波形となる場合は、図４中において波高値の低くなる時刻ｊ〜時刻ｋ間、あるいは時刻ｌ〜時刻ｍ間において遮断器２が投入されるように目標閉極時刻領域を設定すれば、遮断器投入時における過渡的な電圧、電流の発生を適切に抑制することができる。
【００４６】
図５は、電流遮断前後における各相の各部電圧波形の一例を示す図である。図５（ａ）は、電源側電圧波形を示し、図５（ｂ）は、負荷側電圧波形を示している。また、図５（ｃ）は、遮断器極間電圧の絶対値を示している。なお、図５において、縦軸の各部電圧値の電圧レベルは、電源側電圧の定格値のピーク値を１ＰＵとして示している。また、図５に示す各部電圧波形において、実線で示した線はＡ相の各部電圧波形を示し、破線で示した線はＢ相の各部電圧波形を示し、一点鎖線で示した線はＣ相の各部電圧波形を示している。図５に示す例では、時刻ｔ０においてＡ相地絡が発生し、時刻ｔ１において電流遮断し、時刻ｔ２において２次アーク除去、すなわちＡ相地絡が除去された例を示している。なお、図５に示す例では、図４に示す例と同様に、例えば送電線３が分路リアクトル補償付き送電線である場合の例を示している。
【００４７】
図５に示すように、Ａ相の遮断器極間電圧の絶対値波形は、Ｂ相およびＣ相の遮断器極間電圧の絶対値波形と比較して、ビート状の波形のゆらぎ波形の波高値が小さく、絶対値波形の波高値が比較的高いまま推移している。したがって、Ａ相を先行して投入した場合には、遮断器極間電圧の高いタイミングで投入される可能性が高く、この場合には、後続投入相（ここでは、Ｂ，Ｃ相）の負荷側電圧の変動が大きくなる、つまり、後続投入相の遮断器極間電圧の変動が大きくなり、遮断器投入時における過渡的な電圧、電流の発生を抑制することが困難となる。
【００４８】
したがって、実施の形態２にかかる電力開閉制御装置では、目標閉極時刻算出部１４は、遮断器極間電圧推定値の絶対値の波高値が大きい相（図５に示す例では、Ｂ，Ｃ相）を先行投入相とする。このように制御すれば、先行投入相の投入による後続投入相の負荷側電圧の変動を小さくする、つまり、後続投入相の遮断器極間電圧の変動を小さくすることができ、電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生を抑制することができる。
【００４９】
また、図５に示すＡ相のように、負荷側電圧の振幅値が小さい場合には、現在時刻以降における負荷側電圧推定値が得られ難い場合がある。
【００５０】
このため、実施の形態２にかかる電圧推定部７では、予め負荷側電圧振幅閾値（図５に示す例では、±０．５ＰＵ）を設定しておき、負荷側電圧の振幅値が負荷側電圧振幅閾値以下である場合は、負荷側電圧推定値を零と推定する。
【００５１】
さらに、例えば、遮断器２の電流遮断時刻あるいは開極時刻から投入までの時間が予め規定された所定時間より長い（例えば、３秒以上）低速度再閉路を実行する場合のように、電流遮断時刻ｔ１から次回の投入までに充分な時間間隔を置けば、負荷側電圧は、送電線３の静電容量と当該送電線３を支持する碍子の漏れ抵抗とで決まる時定数等により減衰し、時間の経過と共にやがて零に収束する。
【００５２】
したがって、電圧推定部７では、予め所定の制限時間を設定しておき、電流遮断時刻あるいは開極時刻から制限時間が経過している場合には、上述した負荷側電圧の振幅値が負荷側電圧振幅閾値以下である場合と同様に、負荷側電圧推定値を零と推定する。電流遮断時刻は、例えば遮断器２の極間電圧が発生した時点としてもよいし、遮断器２の主回路電流を測定しておき、主回路電流がゼロとなった時点としてもよい。また、開極時刻は、例えば遮断器２の遮断指令が出力されてから所定の開極時間経過後としてもよいし、遮断器２の接点開閉状態を測定しておき、接点状態が閉から開となった時点としてもよい。
【００５３】
そして、目標閉極時刻算出部１４では、負荷側電圧推定値が零である場合には、予め設定した基準閉極時刻領域を目標閉極時刻領域に設定する。なお、この基準閉極時刻領域は、例えば、電源側電圧波形の零点位相（０度あるいは１８０度）を投入位相範囲内に含むように、閉極制御可能時刻と閉極制御限度時刻とを設定してもよいし、あるいは、電源側電圧波形の零点位相（０度あるいは１８０度）を目標閉極時刻として、その前後の所定領域を基準閉極時刻領域としてしてもよい。この基準閉極時刻領域の設定手法により本発明が制限されるものではない。
【００５４】
つまり、負荷側電圧の振幅値が小さく、予め設定した負荷側電圧振幅閾値以下である場合や、電流遮断時刻から予め設定した制限時間が経過している場合には、以降の遮断器極間電圧推定値の推定演算を行うことなく、予め設定した基準閉極時刻領域において遮断器２を閉極させるように制御する。このようにすれば、目標閉極時刻領域の算出に伴う演算処理の簡略化を図ることができる。
【００５５】
また、各相の投入間隔が大きくなると、系統の欠相状態が続くこととなり好ましくない。したがって、各相の投入間隔は、予め設定した所定間隔以内（例えば、１サイクル）となるようにする。
【００５６】
以上説明したように、実施の形態２の電力開閉制御装置およびその閉極制御方法によれば、現在時刻以降における遮断器極間電圧推定値の絶対値の波高値が大きい相を先行投入相とし、先行投入相の投入による負荷側電圧の変動を小さくするようにしたので、各相投入時において電流遮断後の負荷側電圧の変動に起因して起こり得る過渡的な電圧、電流の発生を抑制することができる。
【００５７】
また、負荷側電圧の振幅値が予め設定した負荷側電圧振幅閾値以下である場合、および、電流遮断時刻から予め設定した制限時間が経過している場合には、予め設定した基準閉極時刻領域を目標閉極時刻領域に設定するようにしたので、目標閉極時刻領域の算出に伴う演算処理の簡略化を図ることができる。
【００５８】
なお、上述した実施の形態２では、現在時刻以降における遮断器極間電圧推定値の絶対値の波高値が大きい相を先行投入相とするようにしたが、現在時刻以降における負荷側電圧推定値の振幅値が大きい相を先行投入相とするようにしても、同様の効果が得られる。
【００５９】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１  電源
２  遮断器
３  送電線
４  電圧計測部
７  電圧推定部
１４  目標閉極時刻算出部
１８  閉極制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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