(57)【要約】  電流遮断後の極間電圧推定値と実際の極間電圧との不一致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。電流遮断時刻から予め送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過した場合、および、電流遮断時刻以降の負荷側電圧が直流性信号であり、且つ、電流遮断時刻以降の一定時間内に負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示した場合には、次回投入時における負荷側電圧推定値を零と推定するようにした。
2012095942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置であって、
前記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、
前記電源側電圧に基づいて、前記遮断器の電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、前記負荷側電圧および前記遮断器の電流遮断後の時間経過に基づいて、前記電流遮断時刻以降の負荷側電圧推定値を推定し、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、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する極間電圧推定部と、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する目標閉極時刻検出部と、
前記目標閉極時刻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、
を備えることを特徴とする電力開閉制御装置。
【請求項２】
前記極間電圧推定部は、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過した場合に、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１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項３】
前記極間電圧推定部は、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が直流性電圧であり、且つ、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示した場合に、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１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項４】
前記極間電圧推定部は、前記電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が直流性電圧であることが既知であり、且つ、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示した場合に、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１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項５】
前記極間電圧推定部は、前記一定時間内において、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示すことが既知である場合に、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１に記載の電力開閉制御装置。
【請求項６】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
前記遮断器の電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記負荷側電圧が交流波電圧であると判定した場合に、予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記所定時間が経過したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第３ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第４ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第５ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第６ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第７ステップと、
を有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７】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
前記遮断器の電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記負荷側電圧が直流性電圧であると判定した場合に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したか否かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第３ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第４ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第５ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第６ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第７ステップと、
を有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８】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
前記遮断器の電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記負荷側電圧が直流性電圧であると判定した場合に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したか否かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記負荷側電圧が前記一定速度以上で零に収束する挙動を示していないと判定した場合に、予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて前記所定時間が経過したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第４ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第５ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第６ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第７ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第８ステップと、
を有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９】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記所定時間が経過したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第２ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源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と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第４ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第５ステップと、
前記目標閉極時刻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１０】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記所定時間が経過していないと判定した場合に、前記電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記負荷側電圧が直流性電圧であると判定した場合に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したか否かを判定する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて前記負荷側電圧が前記一定速度以上で零に収束する挙動を示したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第４ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第５ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第６ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第７ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第８ステップと、
を有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。
【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】
送電線の事故遮断では、電流遮断後の健全相に電荷が残留することが知られている。この場合、遮断器の負荷側（送電線側）には、送電線条件に応じて様々な電圧が発生する。例えば、分路リアクトル補償付き送電線に接続された遮断器の負荷側には、リアクトルと送電線の容量性負荷とによる一定周波数の交流波電圧が発生し、分路リアクトル非補償送電線に接続された遮断器の負荷側には、遮断時の電源側電圧に応じた直流性電圧が発生する。【０００３】
従来の電力開閉制御装置では、現在時刻以降の極間電圧を、電源側電圧の計測値により求めた現在時刻以降の電源側電圧、および、負荷側電圧の計測値により求めた現在時刻以降の負荷側電圧の差として推定し、その極間電圧推定値が最小となるタイミングに投入されるように、遮断器を閉極させるタイミングを制御することで、遮断器投入時の過電圧を抑制している（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９８６８１０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、遮断器の負荷側に接続される送電線が分路リアクトル非補償送電線であり、且つ、例えば計器用変圧器（ＶＴ）のように、電荷放電のある電圧測定器により負荷側電圧の測定を行う場合には、負荷側に残留した電荷が電圧測定器を介して放電するため、負荷側電圧は、急速に減衰し零となる。また、遮断器の負荷側に接続される送電線が分路リアクトル補償付き送電線、または分路リアクトル非補償送電線のいずれである場合においても、例えば遮断から投入までの時間が予め規定された時間より長い低速度再閉路を実行する場合のように、前回の遮断から次回の投入までに充分な時間間隔を置けば、負荷側に残留した電荷が当該送電線を支持する碍子の漏れ抵抗等により放電するため、次回投入時の負荷側電圧は、時間の経過と共に減衰し、やがて零となる。このため、上記従来技術では、極間電圧推定値と実際の極間電圧値とが一致しない可能性があり、遮断器投入時の過渡的な電圧、電流の発生を最小限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、電流遮断後の極間電圧推定値と実際の極間電圧との不一致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、電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置であって、前記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、前記電源側電圧に基づいて、前記遮断器の電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、前記負荷側電圧および前記遮断器の電流遮断後の時間経過に基づいて、前記電流遮断時刻以降の負荷側電圧推定値を推定し、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、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する極間電圧推定部と、前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する目標閉極時刻検出部と、前記目標閉極時刻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、電流遮断後の極間電圧推定値と実際の極間電圧との不一致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、分路リアクトル補償付き送電線における電流遮断前後の各部電圧および電流の挙動の一例を示す図である。
【図３】図３は、分路リアクトル非補償送電線における電流遮断前後の各部電圧および電流の挙動の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態２にかかる電力開閉制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【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、遮断器２は、同図左方側の電源側主回路１と、同図右方側の無負荷の送電線３との間に接続されている。遮断器２の両端には、遮断器２の電源側電圧を計測する電源側電圧計測部４と遮断器２の負荷側電圧を計測する負荷側電圧計測部５とを含む電圧計測部６が接続されている。また、遮断器２には、遮断器２の可動接触子と連動した補助スイッチ７が接続され、その補助スイッチ７の開閉状態を検知する開閉状態検知部１０が接続されている。なお、図１に示す例では、以下の説明を簡略にするため、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相からなる三相のうち一相分のみ示している。
【００１２】
図１に示す例では、送電線３は、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。
【００１３】
実施の形態１にかかる電力開閉制御装置は、例えばコンピュータなどにより構成され、極間電圧推定部１１、目標閉極時刻検出部１２、および閉極制御部１３を備えている。なお、図１に示す例では、電力開閉制御装置は、電圧計測部６、補助スイッチ７、および開閉状態検知部１０を含まないものとして記載しているが、電力開閉制御装置がこれらの構成部を含むように構成することも可能である。
【００１４】
極間電圧推定部１１は、電源側電圧計測部４から出力された電源側電圧、負荷側電圧計測部５から出力された負荷側電圧、および開閉状態検知部１０から出力された開閉状態検出信号に基づいて極間電圧の瞬時値を連続的に推定し、目標閉極時刻検出部１２に出力する。
【００１５】
目標閉極時刻検出部１２は、遮断器極間電圧推定値に基づいて、遮断器２の次回投入時の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する。
【００１６】
閉極制御部１３は、閉極指令が入力されると、目標閉極時刻検出部１２により出力された目標閉極時刻において遮断器２が閉極するように制御する。
【００１７】
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過渡的な電圧、電流の発生の抑制手法について、図２および図３を参照して説明する。
【００１８】
図２は、分路リアクトル補償付き送電線における電流遮断前後の各部電圧および電流の挙動の一例を示す図である。図２（ａ）は、１相分の主回路電流波形を示している。また、図２（ｂ）は、当該相の電源側電圧波形を示し、図２（ｃ）は、当該相の負荷側電圧波形を示している。図２（ｄ）は、図２（ｂ）に示す電源側電圧から図２（ｃ）に示す負荷側電圧を差し引いて得られる当該相の遮断器極間電圧波形を示している。
【００１９】
図３は、分路リアクトル非補償送電線における電流遮断前後の各部電圧および電流の挙動の一例を示す図である。図３（ａ）は、各相の主回路電流波形を示している。また、図３（ｂ）は、各相の電源側電圧波形を示し、図３（ｃ）は、各相の負荷側電圧波形を示している。図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示す電源側電圧から図３（ｂ）に示す負荷側電圧を差し引いて得られる各相の遮断器極間電圧波形を示している。図３（ｅ）は、負荷側電圧計測部５として計器用変圧器（以下、「ＶＴ」という）等の電荷放電のある電圧測定器を使用した場合における負荷側電圧波形を示している。
【００２０】
図２（ｃ）に示すように、分路リアクトル補償付き送電線において時刻Ｔに電流が遮断されると、負荷側電圧波形は、リアクトルと送電線の容量性負荷とによる一定周波数の交流波電圧波形となる。
【００２１】
また、図３（ｃ）に示すように、分路リアクトル非補償送電線において時刻Ｔに電流が遮断されると、負荷側電圧波形は、遮断時の電源側電圧に応じた直流性電圧波形となる。
【００２２】
ここで、例えば、図２（ｃ）に示すように、電流遮断時刻Ｔ以降の一定時間内（例えば１００ｍｓ）に、負荷側電圧が、所定の正極側閾値（例えば、電源側電圧の最大値の８０％）以上となるタイミングと、負荷側電圧が、絶対値が正極側閾値と同値の負極側閾値以下となるタイミングとが、少なくとも一回ずつ検出された場合には、負荷側電圧が交流波信号であると判定することができ、この場合は、遮断器２の負荷側に接続された送電線３が分路リアクトル補償付き送電線であると判断することができる。それ以外の場合には、負荷側電圧が直流性信号であると判定し、この場合は、遮断器２の負荷側に接続された送電線３が分路リアクトル非補償送電線であると判断する。あるいは、例えば電流遮断時刻Ｔ以降の一定時間内に、負荷側電圧に一定周期の零点が生じている場合には、負荷側電圧が交流波信号であると判定し、送電線３が分路リアクトル補償付き送電線であると判断するようにしてもよい。
【００２３】
この負荷側電圧波形は、例えば、遮断器２の電流遮断から投入までの時間が予め規定された時間より長い（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Ｔ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（すなわち、残留電圧）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。したがって、電流遮断時刻Ｔからの時間をカウントし、電流遮断時刻Ｔから、例えば事前の計算などにより推定した送電線３の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過している場合には、低速度再閉路であると判定して、投入時における負荷側電圧推定値を零と推定する。一方、電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過していない場合は、高速度再閉路であると判定して、電流遮断時刻Ｔから一定時間分のデータを用いて、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を算出する。なお、この場合の負荷側電圧推定値の算出手法により、本発明が限定されるものではない。
【００２４】
また、送電線３が分路リアクトル非補償送電線であり、且つ、負荷側電圧計測部５として、例えばＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器を用いる場合には、図３（ｅ）に示すように、負荷側に残留した電荷は、電流遮断後にＶＴの鉄心が飽和して急速に放電するため、実際に負荷側電圧計測部５の２次側から出力される負荷側電圧は、電流遮断後数百ｍｓで零に収束する。一般的に遮断器２が電流遮断してから、次に投入されるまでの時間間隔は、高速度再閉路であっても０．３〜１．０秒程度であるため、負荷側電圧は、次に遮断器２を投入する時刻には、ＶＴの電荷放電によりほぼ零まで減衰する。したがって、送電線３が分路リアクトル非補償送電線であり、且つ、電流遮断時刻Ｔ以降一定速度以上（例えば１００ｍｓ）で負荷側電圧が零に収束する挙動を示した場合には、負荷側電圧計測部５がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器であると判断して、次回投入時における負荷側電圧推定値を零と推定する。一方、電流遮断時刻Ｔ以降一定速度以上で負荷側電圧が零に収束する挙動を示していない場合には、負荷側電圧計測部５がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器ではない（例えば、コンデンサ型の分圧器等）と判断して、電流遮断時刻Ｔから一定時間分のデータを用いて、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を算出する。なお、この場合の負荷側電圧推定値の算出手法により、本発明が限定されるものではない。
【００２５】
つまり、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置では、電流遮断時刻Ｔから予め送電線３の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過した場合、および、電流遮断時刻Ｔ以降の負荷側電圧が直流性信号であり、且つ、電流遮断時刻Ｔ以降一定速度以上で負荷側電圧が零に収束する挙動を示した場合には、次回投入時における負荷側電圧の推定値を零と推定する。これにより、低速度再閉路動作である場合や、送電線３が分路リアクトル非補償送電線であり、且つ、負荷側電圧計測部５がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器である場合でも、現在時刻以降の極間電圧をより正確に推定することができ、極間電圧推定値と実際の極間電圧との不一致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。
【００２６】
つぎに、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置の動作について、図１〜図４を参照して説明する。図４は、実施の形態１にかかる電力開閉制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【００２７】
極間電圧推定部１１は、まず、電源側電圧計測部４から入力された電源側電圧のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して所定のサンプリング間隔で離散化し、一定時間分の電源側電圧信号を記憶する（ステップＳＴ１０１）と共に、負荷側電圧計測部５から入力された負荷側電圧のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して所定のサンプリング間隔で離散化し、一定時間分の負荷側電圧信号を記憶する（ステップＳＴ２０１）。
【００２８】
続いて、極間電圧推定部１１は、電源側電圧信号の符号が、負から正、または正から負に変化した点である複数の零点時刻を検出して記憶する（ステップＳＴ１０２）と共に、負荷側電圧信号の符号が、負から正、または正から負に変化した点である複数の零点時刻を検出して記憶する（ステップＳＴ２０２）。
【００２９】
なお、極間電圧推定部１１は、常に現在時刻から一定時間前までの電源側電圧信号、負荷側電圧信号、電源側電圧信号の零点時刻、および負荷側電圧信号の零点時刻をデータとして記憶しておき、補助スイッチ７が閉状態から開状態へ変化するのを検知した場合には、遮断器２が電流遮断したと判断して、電流遮断時刻Ｔから一定時間経過した時点で上述したデータの記憶を停止する。つまり、以降の処理ステップでは、電流遮断後の一定時間分のデータを用いて、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を算出する。
【００３０】
続いて、極間電圧推定部１１は、電源側電圧信号が交流波信号であるか否かを判別する（ステップＳＴ１０３）と共に、負荷側電圧信号が交流波信号であるか否かを判別する（ステップＳＴ２０３）。ここでは、まず、負荷側電圧推定値の算出処理について説明する。
【００３１】
負荷側電圧信号が交流波信号である場合には（ステップＳＴ２０３；Ｙｅｓ）、極間電圧推定部１１は、送電線３が分路リアクトル補償付き送電線であると判定し、電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ２０４）。電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過していない場合には（ステップＳＴ２０４；Ｎｏ）、極間電圧推定部１１は、高速度再閉路であると判断し、漏れ抵抗などによる負荷側電圧の減衰がないものと判定して、負荷側電圧の周波数、位相、および振幅を求め、現在時刻以降の負荷側電圧推定値を算出する（ステップＳＴ２０５）。電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過した場合には（ステップＳＴ２０４；Ｙｅｓ）、低速度再閉路であると判断し、負荷側電圧推定値を零と推定する（ステップＳＴ２０６）。
【００３２】
ここで、ステップＳＴ２０５における現在時刻以降の負荷側電圧推定値の算出手法の一例について説明する。負荷側電圧信号の周波数については、例えば、ステップＳＴ２０２において記憶した複数の零点時刻の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倍した値を負荷側電圧信号の周波数とすればよい。また、負荷側電圧信号の位相については、例えば、ステップＳＴ２０２において記憶した複数の零点時刻の中から、負荷側電圧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、負荷側電圧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、負荷側電圧信号の振幅については、例えば電流遮断時刻Ｔから現在時刻までに得られた複数の負荷側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負荷側電圧信号の振幅とする。あるいは、負荷側電圧信号を周期積分して実効値を求め、√２倍した値を負荷側電圧信号の振幅としてもよい。以上の算出値を用いると、負荷側電圧信号は、位相０度の時刻ｔ＝０として、電圧値＝振幅×ｓｉｎ（２π×周波数×ｔ）と近似することができる。この算出式により得られる値を、ステップＳＴ２０５における現在時刻以降の負荷側電圧推定値とする。
【００３３】
図４に示すフローチャートに戻り、負荷側電圧信号が交流波信号でない（すなわち、直流性信号である）場合には（ステップＳＴ２０３；Ｎｏ）、極間電圧推定部１１は、送電線３が分路リアクトル非補償送電線であると判定し、電流遮断時刻Ｔ以降一定速度以上で負荷側電圧が零に収束する挙動を示したか否かを判別する（ステップＳＴ２０７）。
【００３４】
電流遮断時刻Ｔ以降一定速度以上で負荷側電圧が零に収束する挙動を示した場合には（ステップＳＴ２０７；Ｙｅｓ）、極間電圧推定部１１は、負荷側電圧計測部５がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器であると判断し、負荷側電圧推定値を零と推定する（ステップＳＴ２０６）。電流遮断時刻Ｔ以降一定速度以上で負荷側電圧が零に収束する挙動を示していない場合には（ステップＳＴ２０７；Ｎｏ）、負荷側電圧計測部５がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器ではない（例えば、コンデンサ型の分圧器等）と判断し、電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ２０８）。電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過していない場合には（ステップＳＴ２０８；Ｎｏ）、極間電圧推定部１１は、高速度再閉路であると判断し、漏れ抵抗などによる負荷側電圧の減衰がないものと判定して、例えば負荷側電圧信号の時間平均値を直流振幅として算出し、これを現在時刻以降の負荷側電圧推定値とする（ステップＳＴ２０９）。電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過した場合には（ステップＳＴ２０８；Ｙｅｓ）、極間電圧推定部１１は、低速度再閉路であると判断し、負荷側電圧推定値を零と推定する（ステップＳＴ２０６）。
【００３５】
つぎに、電源側電圧推定値の算出処理について説明する。電源側電圧信号が交流波信号である場合には（ステップＳＴ１０３；Ｙｅｓ）、極間電圧推定部１１は、電源側電圧の周波数、位相、および振幅を求め、現在時刻以降の電源側電圧推定値を算出する（ステップＳＴ１０５）。なお、ステップＳＴ１０５における電源側電圧推定値の算出手法は、ステップＳＴ２０５における負荷側電圧推定値の算出方法と同等であるので、ここでは説明を省略する。
【００３６】
電源側電圧信号が交流波信号でない（すなわち、直流性信号である）場合には（ステップＳＴ１０３；Ｎｏ）、極間電圧推定部１１は、例えば電源側電圧信号の時間平均値を直流振幅として算出し、これを現在時刻以降の電源側電圧推定値とする（ステップＳＴ１０９）。
【００３７】
そして、極間電圧推定部１１は、電源側電圧推定値および負荷側電圧推定値を用いて、現在時刻から一定時間後までの極間電圧推定値の絶対値を算出する（ステップＳＴ３１０）。
【００３８】
目標閉極時刻検出部１２は、極間電圧推定部１１から入力された極間電圧推定値の絶対値に基づいて、極間電圧推定値の絶対値が小さくなるタイミングで遮断器２が投入されるように、現在時刻から一定時間後までの目標閉極時刻を推定する（ステップＳＴ３１１）。なお、この目標閉極時刻を推定する手法により、本発明が限定されるものではない。
【００３９】
続いて、目標閉極時刻検出部１２は、最新の目標閉極時刻の推定結果が正しいものとみなし、前回の処理で推定された目標閉極時刻を消去して、今回の処理で推定された目標閉極時刻に書き換え、目標閉極時刻を更新して出力する（ステップＳＴ３１２）。
【００４０】
開極制御部１３は、閉極指令１５が入力されると、目標閉極時刻検出部１２により得られた目標閉極時刻において遮断器２を閉極させるように制御する（スイッチＳＴ３１３）。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態１の電力開閉制御装置によれば、電流遮断時刻から予め送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過した場合、および、電流遮断時刻以降の負荷側電圧が直流性信号であり、且つ、電流遮断時刻以降一定速度以上で負荷側電圧が零に収束する挙動を示した場合には、次回投入時における負荷側電圧の推定値を零と推定するようにしたので、低速度再閉路動作である場合や、送電線３が分路リアクトル非補償送電線であり、且つ、負荷側電圧計測部５がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器である場合でも、現在時刻以降の極間電圧をより正確に推定することができ、電流遮断後の極間電圧推定値と実際の極間電圧との不一致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。
【００４２】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２にかかる電力開閉制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。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。また、図５に示すフローチャートにおいて、図４に示す実施の形態１にかかるフローチャートと同一あるいは同等の処理には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
図４に示す実施の形態１にかかるフローチャートでは、負荷側電圧信号が交流波信号である場合と、負荷側電圧信号が直流性信号である場合との双方において、それぞれ電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過したか否か（すなわち、低速度再閉路であるか否か）を判別する処理（ステップＳＴ２０４、ステップＳＴ２０８）を有していたが、実施の形態２では、図５に示すように、負荷側電圧信号が交流波信号であるか否かを判別する処理（ステップＳＴ２０３ａ）の前に、電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過したか否かを判別する処理（ステップＳＴ２０４ａ）を行い、電流遮断時刻Ｔから所定時間が経過した（すなわち、低速度再閉路である）場合には（ステップＳＴ２０４ａ；Ｙｅｓ）、負荷側電圧信号が交流波信号あるいは直流性信号のいずれであっても、負荷側電圧推定値を零と推定する（ステップＳＴ２０６）ようにしている。したがって、実施の形態１の場合よりも処理ステップを少なくすることができる。
【００４４】
以上説明したように、実施の形態２の電力開閉制御装置によれば、負荷側電圧信号が交流波信号であるか否かを判別する処理の前に、遮断器が開極してから所定の時間が経過したか否かを判別する処理を行い、負荷側電圧信号が交流波信号あるいは直流性信号のいずれであっても、負荷側電圧推定値を零と推定するようにしたので、実施の形態１における効果に加え、実施の形態１の場合よりも処理ステップを少なくすることができる。
【００４５】
なお、上述した実施の形態では、負荷側電圧信号が交流信号であるか直流信号であるかを判別して、送電線が分路リアクトル補償付き送電線であるか分路リアクトル非補償送電線であるかを判定するものとして説明したが、予め送電線が分路リアクトル補償付き送電線であるか分路リアクトル非補償送電線であるかが既知である場合には、スイッチ等によりこれらを選択するように構成することも可能である。
【００４６】
また、電流遮断時刻以降一定速度以上で負荷側電圧が低下したか否かを判別して、負荷側電圧計測部がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器であるか否かを判断するように説明したが、予め負荷側電圧計測部がＶＴ等の電荷放電のある電圧測定器であるか否かが既知である場合には、スイッチ等によりこれらを選択するように構成することも可能である。
【００４７】
また、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】
【００４８】
１  主回路
２  遮断器
３  送電線
４  電源側電圧計測部
５  負荷側電圧計測部
６  電圧計測部
７  補助スイッチ
１０  開閉状態検知部
１１  極間電圧推定部
１２  目標閉極時刻検出部
１３  閉極制御部
【図１】
2012095942.tif 000003
【図２】
2012095942.tif 000004
【図３】
2012095942.tif 000005
【図４】
2012095942.tif 000006
【図５】
2012095942.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置であって、
前記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、
前記電源側電圧に基づいて、前記遮断器の電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、前記負荷側電圧および前記遮断器の電流遮断後の時間経過に基づいて、前記電流遮断時刻以降の負荷側電圧推定値を推定し、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、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する極間電圧推定部と、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する目標閉極時刻検出部と、
前記目標閉極時刻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、
前記極間電圧推定部は、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過した場合に、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電力開閉制御装置。
【請求項２】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置であって、
前記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、
前記電源側電圧に基づいて、前記遮断器の電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、前記負荷側電圧および前記遮断器の電流遮断後の時間経過に基づいて、前記電流遮断時刻以降の負荷側電圧推定値を推定し、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、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する極間電圧推定部と、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する目標閉極時刻検出部と、
前記目標閉極時刻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、
前記極間電圧推定部は、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が直流性電圧であり、且つ、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示した場合に、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電力開閉制御装置。
【請求項３】
前記極間電圧推定部は、前記電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が直流性電圧であることが既知であり、且つ、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示した場合に、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２に記載の電力開閉制御装置。
【請求項４】
前記極間電圧推定部は、前記一定時間内において、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示すことが既知である場合に、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２に記載の電力開閉制御装置。
【請求項５】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
前記遮断器の電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記負荷側電圧が交流波電圧であると判定した場合に、予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記所定時間が経過したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第３ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第４ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第５ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第６ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第７ステップと、
を有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６】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
前記遮断器の電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記負荷側電圧が直流性電圧であると判定した場合に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したか否かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第３ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第４ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第５ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第６ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第７ステップと、
を有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７】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
前記遮断器の電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記負荷側電圧が直流性電圧であると判定した場合に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したか否かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記負荷側電圧が前記一定速度以上で零に収束する挙動を示していないと判定した場合に、予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて前記所定時間が経過したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第４ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第５ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第６ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第７ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第８ステップと、
を有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８】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記所定時間が経過したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第２ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源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と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第４ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第５ステップと、
前記目標閉極時刻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９】
電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置の閉極制御方法であって、
予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過したか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記所定時間が経過していないと判定した場合に、前記電流遮断時刻以降の一定時間内における前記負荷側電圧が交流波電圧であるか直流性電圧であるかを判定する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて前記負荷側電圧が直流性電圧であると判定した場合に、前記負荷側電圧が一定速度以上で零に収束する挙動を示したか否かを判定する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて前記負荷側電圧が前記一定速度以上で零に収束する挙動を示したと判定した場合に、前記負荷側電圧推定値を零と推定する第４ステップと、
前記電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定する第５ステップと、
前記電源側電圧推定値と前記負荷側電圧推定値とに基づいて、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する第６ステップと、
前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する第７ステップと、
前記目標閉極時刻において前記遮断器が閉極するように制御する第８ステップと、
を有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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、電源と負荷との間の送電線に遮断器が接続される構成に適用される電力開閉制御装置であって、前記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、前記電源側電圧に基づいて、前記遮断器の電流遮断時刻以降の電源側電圧推定値を推定すると共に、前記負荷側電圧および前記遮断器の電流遮断後の時間経過に基づいて、前記電流遮断時刻以降の負荷側電圧推定値を推定し、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、前記電流遮断時刻以降の遮断器極間電圧推定値を算出する極間電圧推定部と、前記遮断器極間電圧推定値に基づいて、前記遮断器の最適投入タイミングを検出して目標閉極時刻を出力する目標閉極時刻検出部と、前記目標閉極時刻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、前記極間電圧推定部は、前記負荷側電圧推定値を推定する際に、予め前記送電線の残留電圧の減衰時定数に基づいて決定した所定時間が経過した場合に、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。
【国際調査報告】
2012095942.tif 000008
2012095942.tif 000009