(57)【要約】【課題】稼働中の遮断器の状態量から、遮断器の開閉動作時間を補正するための設定値を取得する。【解決手段】本発明のシステムは、遮断器の開閉制御部１００、これにネットワーク５００を介して接続された設定操作部７００とから成る。遮断器の開閉制御部１００は信号入力部１２０が取得した遮断器の状態量を、通信ネットワークを介して、前記設定操作部７００の設定値算出処理部７４０に送信する。設定操作部の設定値算出処理部７４０は、送信された遮断器の状態量を用いて遮断器の開閉制御部１００に設定する設定値を算出する。設定操作部７００は、通信ネットワークを介して、設定値算出処理部７３０が算出した設定値を遮断器の開閉制御部に送信する。遮断器の開閉制御部に設けられた開閉制御演算処理部１４０は、この設定値に基づいて遮断器の開閉動作時間を補正し、この補正された開閉動作時間と系統周期に基づいて零クロス点に対する遅延時間を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器の開閉制御部と、前記遮断器の開閉制御部と通信ネットワークを介して接続された設定操作部とを備えた遮断器の開閉制御システムであって、
前記遮断器の開閉制御部は、
系統電圧または主回路電流の少なくとも一方の電気量、遮断器の状態量、及び遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号を入力する信号入力部と、
系統電圧または主回路電流の所望の位相で遮断器を遮断又は投入させるために、遮断器の開閉動作時間及び系統周期に基づいて、系統電圧又は主回路電流の零クロス点に対する遅延時間を算出する開閉制御演算処理部と、
前記開閉演算処理部によって算出された遅延時間に基づいて遅延制御された開極指令信号または閉極指令信号を遮断器に対して出力する開閉指令制御部とを備え、
前記設定操作部は、
前記遮断器の開閉制御部に対して、遮断器の開閉動作時間を補正する設定値の設定操作を行う設定操作処理部と、
前記設定操作処理部によって設定された設定値の表示操作処理部と、
遮断器の状態量から前記設定値を算出する設定値算出処理部とを備え、
前記遮断器の開閉制御部は信号入力部が取得した遮断器の状態量を、通信ネットワークを介して、前記設定操作部の設定値算出処理部に送信し、
前記設定操作部の設定値算出処理部は、送信された遮断器の状態量を用いて前記遮断器の開閉制御部に設定する設定値を算出し、
前記設定操作部は、前記通信ネットワークを介して、前記設定値算出処理部が算出した設定値を前記遮断器の開閉制御部に送信し、
前記遮断器の開閉制御部に設けられた開閉制御演算処理部は、この設定値に基づいて遮断器の開閉動作時間を補正し、この補正された開閉動作時間と系統周期に基づいて零クロス点に対する遅延時間を算出することを特徴とする遮断器の開閉制御システム。
【請求項２】
前記設定値は、
遮断器の開極動作時間または閉極動作時間と、
遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）と、
遮断器の開極動作時間または閉極動作時間の温度特性と、
遮断器の開極動作時間または閉極動作時間の制御電圧特性と、
遮断器の開極動作時間または閉極動作時間の操作圧力特性と、
遮断器の開極動作時間または閉極動作時間の動作間隔特性と、
の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項３】
前記設定操作部は、前記通信ネットワークを介して接続された２台以上の前記遮断器の開閉制御部から送信される２台以上の同一形式の遮断器の状態量を用いて、
その同一形式の遮断器に対応する前記遮断器の開閉制御部の設定値を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項４】
前記遮断器の開閉制御部と前記設定操作部の間で情報の送受信を行う前記通信ネットワークの全てまたは一部が無線通信ネットワークであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項５】
前記遮断器の開閉制御部は、通信ネットワークを介して設定操作部と接続するための通信演算処理手段を備え、この通信演算処理手段に対して、Ｗｅｂサーバーを組み込んだことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項６】
前記設定操作部がＷｅｂブラウザを組み込んだものであり、
前記設定操作部の設定値の表示操作処理部及び設定操作処理部が、前記Ｗｅｂブラウザを利用してその処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項７】
前記遮断器の状態量が、遮断器が電気的に投入されたタイミングの系統電圧波高値と、遮断器が電気的に投入されたタイミングの系統電圧位相と遮断器が機械的に閉極されたタイミングの系統電圧位相であり、
前記設定値算出処理部は、これら系統電圧波高値と、遮断器が電気的に投入されたタイミングの系統電圧位相と遮断器が機械的に閉極されたタイミングの系統電圧位相の差を結ぶ傾きより、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）を算出し、これに基づいて、前記設定値を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項８】
前記信号入力部が、前記遮断器が電気的に投入されたタイミングを、主回路電流が流れ始めるタイミングとして計測することを特徴とする請求項７に記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項９】
前記遮断器の開閉制御部の信号入力部は、遮断器接触子の位置に対応した信号を出力するストロークセンサからの信号を入力するものであり、前記遮断器が機械的に閉極されたタイミングを前記ストロークセンサの出力信号に基づいて計測することを特徴とする請求項７に記載の遮断器の開閉制御システム。
【請求項１０】
前記設定操作部が、前記遮断器の開閉制御部の現在の設定値と前記設定操作部が新たに算出した設定値の差が、予め設定された範囲を超過した場合に、その結果を通知する設定値監視処理部を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の遮断器の開閉制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統電圧または主回路電流の所望の位相で遮断器を遮断又は投入させるための遮断器の開閉制御システムに関するものであって、特に、遮断器の開閉動作時間及び系統周期に基づいて、系統電圧又は主回路電流の零クロス点に対する遅延時間を算出し、この遅延時間に基づいて遮断器の開閉動作を行う技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
系統や電力機器に過酷となる過渡現象が発生することを防止するため、電力用遮断器の開極または閉極タイミングを制御する技術が、従来から知られている。このような遮断器の開極または閉極タイミングを制御する技術は、「同期開閉制御」と呼ばれている。（例えば非特許文献１を参照）このような同期開閉制御を行う装置は、遮断器の閉極または閉極動作時間を検出して、遮断器の開極または閉極指令信号に対する同期遅延時間を算出し、算出された遅延時間に基づいて開極または閉極指令信号の出力タイミングを制御する。
【０００３】
ところで、遮断器の開極動作時間と閉極動作時間は、遮断器の周囲温度や制御電圧などの環境条件によって変化する。非特許文献１には、遮断器の同期開閉制御を行う装置において、開極動作時間及び閉極動作時間の変動を予測する機能の必要性が述べられている。
【０００４】
特許文献１に示す従来技術では、遮断器の制御電圧に対する開極動作時間または閉極動作時間が複数の異なる周囲温度においてどのように変動するかを求め、これらを遮断器動作時間の温度特性及び制御電圧特性と定める。そして、この温度特性及び制御電圧特性と、予測対象となる遮断器の制御電圧と周囲温度の検出値とに基づいて、予測対象の遮断器の動作時における開極動作時間と閉極動作時間の変動を予測している。また、特許文献１に示す従来技術では、遮断器の動作間隔に基づいた、遮断器の開極動作時間または閉極動作時間の変動（これを遮断器の動作間隔特性と呼ぶ）も予測している。
【０００５】
特許文献２に示す従来技術では、予め計測した環境条件、例えば、遮断器の制御電圧と周囲温度などに基づいた開極動作時間補正テーブル及び閉極動作時間補正テーブルを作成する。これらの補正テーブルに記録された事項は、遮断器動作時間の温度特性及び制御電圧特性の一種である。そして、開極動作時間補正テーブル及び閉極動作時間補正テーブルにより、基準環境条件での基準開極動作時間と基準閉極動作時間を補正して、開極動作時間と閉極動作時間を予測している。遮断器の操作機構が油圧駆動方式である場合、遮断器の開極動作時間と閉極動作時間は油圧の影響も受ける。そのため、油圧による変動（これを遮断器の油圧特性と呼ぶ）も予測する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５７１３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５２０５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】”Controlled switching of HVAC circuit breakers. Guide for application lines、 reactors、 capacitors、 transformers. SC13”、 ELECTRA No.183 P.43 (1999)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に示す従来技術のように、遮断器の周囲温度、制御電圧、操作油圧、動作間隔などに基づいて、遮断器の開極動作時間または閉極動作時間の変化を予測するためには、遮断器の温度特性、制御電圧特性、油圧特性、動作間隔特性などのデータが必要である。これらの遮断器の特性データは、一般には、同一形式の遮断器では同じデータを使用できるが、遮断器の形式が異なると、各形式毎に異なった特性データが存在する。従って、各形式の遮断器ごとに、その開発時に実施する形式試験などにおいて各種の特性データを予め計測しておき、その特性データを遮断器の同期開閉制御装置に設定値として予め設定しておく必要がある。なお、ここで言う同一形式とは、個々の製造バラツキを除き、同期開閉制御で要求される電気的な特性、機械的な特性などが同一であることを意味する。
【０００９】
また、非特許文献１などで述べられているように、同期閉極制御においては、遮断器のプレアーク特性を考慮した制御が不可欠である。プレアーク特性は、遮断器の形式毎に異なる極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）に基づいて算出する必要がある。従って、遮断器開発時の形式試験などにおいて極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）を予め計測し、その極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）を遮断器の同期開閉制御装置に予め設定しておく必要がある。
【００１０】
遮断器本体の製造者と遮断器の同期開閉制御装置の製造者が同一である場合は、当該遮断器の温度特性、制御電圧特性、油圧特性、動作間隔特性、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などの必要なデータを、出荷前に遮断器の同期開閉制御装置に予め設定することは容易である。しかしながら、これらのデータを、遮断器本体の製造者以外の第３者が入手することは一般には困難である。従って、遮断器本体の製造者と遮断器の同期開閉制御装置の製造者が異なる場合は、これらのデータを出荷前に遮断器の同期開閉制御装置に予め設定することは困難である。
【００１１】
さらには、遮断器本体の製造者と遮断器の同期開閉制御装置の製造者が同一の場合であっても、既設の古い遮断器に対して同期開閉制御装置を追加で適用する場合などには、必ずしも温度特性、制御電圧特性、油圧特性、動作間隔特性、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータが全て存在するとは限らない。すべてのデータが存在しても、データの精度が十分でないことも考えられる。このような場合、同期開閉制御装置を適用することのできる遮断器の種類が限定されてしまう。そのため、既設の遮断器への同期開閉制御装置の適用が困難であることや、遮断器のリプレースの際には同期開閉制御装置のリプレースも合わせて行う必要が生じる。
【００１２】
また、電力会社などのユーザーの立場から見ると、同期開閉制御が必要となる系統において、遮断器本体または遮断器の同期開閉制御装置、またはその両方の購入先が予め限定されることに繋がり、経済的に不利益をこうむる可能性がある。
【００１３】
同一形式の遮断器であっても、基準となる条件における開極動作時間および閉極動作時間（一般には定格条件における開極動作時間および閉極動作時間に相当する）は、製造バラツキなどの要因により遮断器毎に個体差がある。従って、出荷試験などにおいて遮断器毎に開極動作時間と閉極動作時間を測定し、電気所の運転開始前にそれらのデータを遮断器の同期開閉制御装置に設定する必要がある。
【００１４】
しかしながら、遮断器の開極動作時間と閉極動作時間は、遮断器の動作回数などの影響により経年変化する可能性がある。また、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）も事故電流の遮断回数や遮断した事故電流の大きさなどの影響により経年変化する可能性がある。従って、開極動作時間と閉極動作時間、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータに関しては、遮断器本体の経年変化に応じて、同期開閉制御装置の設定値を修正する必要がある。しかし、従来の同期開閉制御装置でそのような設定値の修正を行うことは困難である。
【００１５】
本発明の目的は、遮断器の温度特性、制御電圧特性、油圧特性、動作間隔特性、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータが予め存在しない場合に、別途それらのデータを計測し、遮断器の同期開閉制御装置に容易に設定することのできる遮断器の開閉制御システムを提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、運用開始後に取得したデータに基づき、前記各データを容易に修正することのできる遮断器の開閉制御システムを提供することである。本発明の他の目的は、遮断器の経年変化に応じて、前記各データを容易に修正することのできる遮断器の開閉制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するために、本発明の遮断器の開閉制御システムは、遮断器の開閉制御部と、前記遮断器の開閉制御部と通信ネットワークを介して接続された設定操作部とを備えた遮断器の開閉システムであって、次のような構成を有することを特徴とする。
【００１８】
前記遮断器の開閉制御部は、
(a) 系統電圧または主回路電流の少なくとも一方の電気量、遮断器の状態量、及び遮断器の開極指令信号又は閉極指令信号の少なくとも一方の信号を入力する信号入力部と、
(b) 系統電圧または主回路電流の所望の位相で遮断器を遮断又は投入させるために、遮断器の開閉動作時間及び系統周期に基づいて、系統電圧又は主回路電流の零クロス点に対する遅延時間を算出する開閉制御演算処理部と、
(c) 前記開閉演算処理部によって算出された遅延時間に基づいて遅延制御された開極指令信号または閉極指令信号を遮断器に対して出力する開閉指令制御部と、
を備える。
【００１９】
前記設定操作部は、
(d) 前記遮断器の開閉制御部に対して、遮断器の開閉動作時間を補正する設定値の設定操作を行う設定操作処理部と、
(e) 前記設定操作処理部によって設定された設定値の表示操作処理部と、
(f) 遮断器の状態量から前記設定値を算出する設定値算出処理部と、
を備える。
【００２０】
このような構成を有する本発明は、前記のような構成を有する遮断器の開閉制御部と設定操作部とにより、
(1) 前記遮断器の開閉制御部は信号入力部が取得した遮断器の状態量を、通信ネットワークを介して、前記設定操作部の設定値算出処理部に送信し、
(2) 前記設定操作部の設定値算出処理部は、送信された遮断器の状態量を用いて前記遮断器の開閉制御部に設定する設定値を算出し、
(3) 前記設定操作部は、前記通信ネットワークを介して、前記設定値算出処理部が算出した設定値を前記遮断器の開閉制御部に送信し、
(4) 前記遮断器の開閉制御部に設けられた開閉制御演算処理部は、この設定値に基づいて遮断器の開閉動作時間を補正し、この補正された開閉動作時間と系統周期に基づいて零クロス点に対する遅延時間を算出することを特徴とする。
【００２１】
前記のような構成を有する本発明の遮断器の開閉制御システムでは、稼働中の遮断器からその状態を取得して、これをネットワークを介して設定操作部に送り、設定操作部において遮断器の開閉動作時間を補正する設定値を算出することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、系統電圧又は主回路電流の零クロス点に対する遅延時間を算出するために必要な設定値を、稼働中の遮断器から取得した状態量に基づいて決定することが可能になる。その結果、遮断器の特性値などを予め取得しておく必要がなくなり、設定値の決定が容易かつ正確になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図
【図２】本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御部の詳細ブロック図
【図３】本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムの通信ネットワークの構成例を示す図
【図４】本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムの閉極制御方法の一例を示すタイミングチャート
【図５】本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムの温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性の設定値の一例を示すグラフ
【図６】本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムの温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性の再計算した設定値の一例を示すグラフ
【図７】本発明の第２実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図
【図８】本発明の第３実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図
【図９】本発明の第４実施形態における遮断器の開閉制御システムにおける極間絶縁耐力減少率の算出方法の説明図
【図１０】本発明の第５実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る遮断器の開閉制御システムの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明の各実施形態において使用する「イーサネット」「Ｗｉｎｄｏｗｓ」「Ｊａｖａ」は、いずれも登録商標である。
【００２５】
［第１実施形態］
［構成］
図１は本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図である。図１で１００ａ〜１００ｎは遮断器の開閉制御部、５００は通信ネットワーク、７００は設定操作部で、これらは遮断器の開閉制御システムの主要構成部である。また、１０００ａ〜１０００ｎは主回路、１１００ａ〜１１００ｎは遮断器、１２００ａ〜１２００ｎは変流器、１３００ａ〜１３００ｎは計器用変圧器である。その他の断路器、接地開閉器等は省略している。主回路１０００ａ〜１０００ｎには、電気所の開閉装置を構成する一般的な機器が接続されている。２０００ａ〜２０００ｎは保護リレー装置やＢＣＵ（Ｂａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの上位装置である。
【００２６】
図１では１相分のみを図示しているが、本発明は３相の遮断器、及びその他の回路に対して作用するものであり、以下において、特に断りが無い限り、その対象を３相回路又は３相の遮断器とする。符号の添字ａ〜ｎは、回線ａ〜ｎを表しており、以下において、特に説明の必要が無い場合は省略する。この回線ａ〜ｎは、同一電気所内の異なる回線でも、互いに異なる電気所間の異なる回線でもどちらでも良い。本発明における「回線」とは、送電線回線、変圧器回線、リアクトル回線、コンデンサバンク回線など、電気所における全ての回線を対象としている。
【００２７】
図１により、遮断器の開閉制御システムの主要構成部について、さらに詳細に説明する。
【００２８】
＜遮断器の開閉制御部１００＞
遮断器の開閉制御部１００は、信号入力部１２０、開閉制御演算処理部１４０、開閉指令制御部１６０及び通信演算処理部と１８０を有する。信号入力部１２０は、系統電圧、主回路電流、及び遮断器の温度、制御電圧、操作圧力などの各種遮断器の状態量などを入力する。開閉制御演算処理部１４０は、系統電圧又は主回路電流の所望の位相で遮断器を遮断又は投入させるための開閉制御演算処理を行なう。開閉指令制御部１６０は、遅延制御された開極指令信号又は遅延制御された閉極指令信号を遮断器１１００に対して出力する。通信演算処理部と１８０は、通信ネットワーク５００を介して、設定操作部７００との間で、遮断器の状態量などの各種情報を送受信する。
【００２９】
なお、遮断器の開閉制御部１００の構成要素についても、図１では１相分のみが図示されているが、実際には３相の遮断器を制御するために必要な構成と成っていることは言うまでも無く、特に断りが無い限り、以下の記述においても同様である。
【００３０】
図２は遮断器の開閉制御部１００の詳細ブロック図である。図２により、遮断器の開閉制御部１００について、さらに詳細に説明する。図２の実施形態では、２点鎖線で囲んだ２１０、２２０、２３０が各構成要素を実装する個別の基板である。この基板２１０、基板２２０、基板２３０の相互間を、Ｉ／Ｏバス１０１、及びＤＰＲＡＭバス１０２で接続する。基板２１０は各相１枚の基板で構成されており、遮断器の開閉制御部１００には３枚の基板２１０＿Ａ、２１０＿Ｂ、２１０＿Ｃを実装する。
【００３１】
ここで、符号の添字＿Ａ、＿Ｂ、＿Ｃは、それぞれＡ相、Ｂ相、Ｃ相を表しているが、以下で特にＡ相、Ｂ相、Ｃ相の区別を伴う説明の必要が無い場合は、符号の添字＿Ａ、＿Ｂ、＿Ｃを省略する。なお、以下で説明する遮断器の開閉制御部１００の機能を満足していれば、遮断器の開閉制御部１００の各構成要素を図２以外の基板構成で構成しても良い。また、基板相互間の接続を図２以外の接続手段で構成しても良い。
【００３２】
基板２１０は構成要素として、信号入力部１２０と開閉指令制御部１６０とＩ／Ｏバスインターフェース２１１を実装している。基板２１０に実装されている信号入力部１２０は、ＡＣ入力回路１２１、センサ入力回路１２２、ＤＩ入力回路１２３、入力制御部１２４などから構成されている。ＡＣ入力回路１２１には、変流器１２００、計器用変圧器１３００などから主回路電流信号、系統電圧信号などが入力される。センサ入力回路１２２には、遮断器の状態量を計測する為に、遮断器の制御電圧信号、温度センサからの温度信号、操作圧力センサからの圧力信号、及びストロークセンサからのストローク信号などが入力される。
【００３３】
ＡＣ入力回路１２１とセンサ入力回路１２２は、図示していないが、絶縁回路やアナログフィルタ（一般に低域通過フィルタ）、サンプリングホールド回路、マルチプレクサ、アナログ−デジタル変換器などから構成される。これらのＡＣ入力回路１２１とセンサ入力回路１２２は、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力などのセンサ信号などをアナログ情報として取り込み、所定のサンプリング間隔でホールドした後、デジタル量に変換する。
【００３４】
なお、サンプリングホールド回路、マルチプレクサを省略して、アナログ−デジタル変換器を入力信号毎に設けるなどの回路構成を採用しても良いし、サンプリングホールド回路内蔵アナログ−デジタル変換器などを採用した構成としても良い。また、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力などのセンサ信号など、本実施形態で示した全ての電気量を必ずしも入力する必要は無く、採用する制御アルゴリズムに応じて、入力回路構成を変更できる。
【００３５】
ＤＩ（デジタル）入力回路１２３には、遮断器のａ接点、ｂ接点、保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置２０００からの遮断器の開閉指令信号、及びその他のデジタル信号などが入力される。これらの入力信号は、遮断器の状態量を示す。ＤＩ入力回路１２３は、図示していないが、サンプリングホールド回路などでデジタル入力量を所定のサンプリング間隔でホールドして、デジタル量を取り込む。
【００３６】
入力制御部１２４は、ＰＬＤ（Programmable Logical Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などで構成した論理回路である。入力制御部１２４は、ＡＣ入力回路１２１とセンサ入力回路１２２とＤＩ入力回路１２３のサンプリングホールド回路、マルチプレクサ、アナログ−デジタル変換器などの動作タイミングを制御する。また、入力制御部１２４は、主回路電流信号、系統電圧信号、圧力などのセンサ信号、遮断器のａ接点、ｂ接点、開閉指令信号などのデジタルデータを、Ｉ／Ｏバスインターフェース２１１を経由して開閉制御演算処理部１４０に送信する場合に、そのデータ送信の制御を行う。
【００３７】
基板２１０に実装されている開閉指令制御部１６０は、開閉指令出力制御処理部１６１、開閉指令出力部１６２などから構成されている。
【００３８】
開閉指令出力制御処理部１６１は、ＰＬＤ（Programmable Logical Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などで構成した論理回路であり、ハードウエアカウンタを内蔵している。この開閉指令出力制御処理部１６１は、Ｉ／Ｏバスインターフェース２１１を経由して開閉制御演算処理部１４０から送信される同期遅延カウント値を受信し、受信したカウント値に対して、所定の同期遅延カウンタ制御を実行する。その後、この開閉指令出力制御処理部１６１は、開閉指令出力部１６２に対してトリガー信号を出力する。
【００３９】
なお、図２の構成では、開閉指令出力制御処理部１６１にハードウエアカウンタを内蔵した構成を採用しているが、採用する制御アルゴリズムによっては、ハードウエアカウンタを省略することができる。
【００４０】
開閉指令出力部１６２は、一般にはＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体スイッチで構成されており、開閉指令出力制御処理部１６１からのトリガー信号により、半導体スイッチがＯＮ動作する。開閉指令出力部１６２がＯＮ動作した時に、同期開閉制御された遮断器の開閉指令信号（遮断器駆動電流）が遮断器駆動コイル１１１０に流れ、遮断器が開極、又は閉極動作する。
【００４１】
基板２２０は構成要素として、開閉制御演算処理部１４０を実装している。開閉制御演算処理部１４０は、開閉制御演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）１４１、ＲＡＭ１４２、Ｆｌａｓｈ  ＲＯＭ（又はＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ）１４３、ＤＰＲＡＭ（Ｄｕａｌ  Ｐｏｒｔ  ＲＡＭ）１４４、リアルタイムクロック１４５などで構成されており、これらはローカルバス２２２を介して相互に接続されている。
【００４２】
ローカルバス２２２は、適用するハードウエア独自のパラレルバス、又はＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスで構成する。ローカルバス２２２に接続されたＩ／Ｏバスインターフェース２２１は、Ｉ／Ｏバス１０１（一般にはパラレル伝送媒体）のインターフェースである。このＩ／Ｏバス１０１は、開閉制御演算処理部１４０と信号入力部１２０及び開閉指令制御部１６０との間でデータを相互に通信するためのデータ伝送路である。
【００４３】
基板２３０は構成要素として、通信演算処理部１８０を実装している。通信演算処理部１８０は、通信演算用ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）１８１、ＲＡＭ１８２、Ｆｌａｓｈ  ＲＯＭ（又はＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ）１８３、通信インターフェース１８４などで構成されており、これらはローカルバス２３２を介して相互に接続されている。
【００４４】
ローカルバス２３２は、適用するハードウエア独自のパラレルバス、又はＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスで構成する。通信インターフェース１８４は、通信ネットワーク５００に接続するためのインターフェースである。なお、図２では通信演算用ＭＰＵ１８１と通信インターフェース１８４を、ローカルバス２３２を介して接続しているが、専用のローカルバスで接続しても良い。
【００４５】
開閉制御演算処理部１４０の開閉制御演算用ＭＰＵ１４１と通信演算処理部１８０の通信演算用ＭＰＵ１８１は、相互にデータを送受信するために、ＤＰＲＡＭバス１０２を介して接続されている。ＤＰＲＡＭバス１０２は、開閉制御演算処理部１４０のローカルバス２２２と通信演算処理部１８０のローカルバス２３２の間を、ＤＰＲＡＭ１４４を介して接続する。なお、図２の構成では、ＤＰＲＡＭ１４４を開閉制御演算処理部１４０に配置した構成を採用しているが、ＤＰＲＡＭ１４４を通信演算処理部１８０に配置しても良い。また、ＤＰＲＡＭを使った構成の代わりに、ＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの専用のパラレルバスや、専用のシリアルバスを採用しても良い。
【００４６】
Ｉ／Ｏバス１０１は、開閉制御演算処理部１４０と信号入力部１２０及び開閉指令制御部１６０との間でデータを相互に通信するためのインターフェースである。Ｉ／Ｏバス１０１は一般にパラレル伝送媒体であり、ＰＣＩバス、コンパクトＰＣＩバス、ＶＭＥバスなどの汎用のパラレルバスを採用しても良いし、適用するハードウエア独自のパラレルバスを採用しても良い。独自のパラレルバスを使用した場合に、開閉制御演算処理部１４０は同期遅延カウント値などを専用線を用いて送受信しても良い。
【００４７】
なお、遮断器の開閉制御部１００の構成の変形例として、基板２３０の機能・構成を基板２２０に包含した構成としても同一の作用・効果が得られる。基板２３０の機能・構成を基板２２０に包含した構成とは、例えば、開閉制御演算処理部１４０と通信演算処理部１８０を１枚の基板にまとめ、開閉制御演算用ＭＰＵ１４１と通信演算用ＭＰＵ１８１を共通の１個のＭＰＵとする構成である。この場合、ＲＡＭやＦＲＯＭなども共通となり、ＤＰＲＡＭは不要となる。また、遮断器の開閉制御部１００の構成の別の変形例として、Ｉ／Ｏバス１０１の全て、又は一部をシリアル伝送媒体に置き換えた構成を採用しても良い。
【００４８】
＜通信ネットワーク５００＞
図３は本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムの通信ネットワークの構成例である。図３により、通信ネットワーク５００について詳細に説明する。本実施形態では、通信ネットワーク５００の具体的な通信手段として、イーサネットＬＡＮ５１０と広域ネットワーク５２０を使用する。
【００４９】
各電気所１０などでは、当該電気所内のローカルな範囲の遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００がイーサネットＬＡＮ５１０で接続される。例えば、図３では、Ａ電気所１０＿Ａの遮断器の開閉制御部１００＿Ａ＿１〜１００＿Ａ＿ｎと設定操作部７００＿ＡがイーサネットＬＡＮ５１０＿Ａで接続される。同様に、Ｚ電気所１０＿Ｚの遮断器の開閉制御部１００＿Ｚ＿１〜１００＿Ｚ＿ｎと設定操作部７００＿ＺがイーサネットＬＡＮ５１０＿Ｚで接続される。ここで、符号の添字、例えば＿Ａ＿ｎはＡ電気所の遮断器ｎを表している。以下で特に電気所や遮断器の区別を伴う説明の必要が無い場合は、符号の添字＿Ａ＿ｎなどを省略する。
【００５０】
各電気所１０の遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００が接続されたイーサネットＬＡＮ５１０は、ルータやゲートウエイ５３０を介して相互に広域ネットワーク５２０に接続されている。この広域ネットワーク５２０には、電気所より上位の制御所にあたる、電力所２０などの設定操作部７００も接続されている。例えば、図３では、α電力所２０＿αの設定操作部７００＿αと、β電力所２０＿βの設定操作部７００＿βが相互に広域ネットワーク５２０で接続されている。なお、図示していないが、各電力所２０にもイーサネットＬＡＮなどのローカルネットワークが存在し、ルータやゲートウエイを介して広域ネットワーク５２０に接続している。すなわち、電気所１０及び電力所２０に設置された全ての遮断器の開閉制御部１００及び設定操作部７００が、通信ネットワーク５００を介して、相互に接続されている。
【００５１】
なお、図示していないが、イーサネットＬＡＮ５１０は、１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸなどのツイストペアケーブルを使った接続や、１００ＢＡＳＥ−ＦＸなどの光ファイバを使った接続が採用され、スイッチングハブやリピータなどのハブを介して、開閉制御部１００と設定操作部７００が相互に接続されている。また、広域ネットワーク５２０としては、イントラネット／インターネットなどのＴＣＰ／ＩＰプロトコルを採用したネットワークや、電話回線などの回線交換網などを使用する。
【００５２】
図３の通信ネットワークの構成例では、電気所１０毎に設定操作部７００を設置する構成としているが、設定操作部７００を電力所２０にのみ配置する構成としても良い。また、通信ネットワーク５００をクロスケーブル等のみで構成し、１台の開閉制御部１００と設定操作部７００を１対１で接続する構成としても良い。イーサネットＬＡＮの構成、イントラネット／インターネットの構成、電話回線などの回線交換網の構成は一般的なものであり、詳細説明は省略する。
【００５３】
＜設定操作部７００＞
図１により、設定操作部７００について詳細に説明する。
設定操作部７００は、通信処理部７１０と表示操作処理部７２０と設定操作処理部７３０と設定値算出処理部７４０とデータ保存処理部７５０などから構成されている。設定操作部７００の具体的な構成例は、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの汎用コンピュータで実現する。通信処理部７１０は汎用コンピュータのイーサネットＬＡＮインターフェース回路とＬＡＮ通信用ソフトウエア等で構成する。
【００５４】
表示操作処理部７２０と設定操作処理部７３０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作する表示・設定・操作・データ処理ソフトウエアと、モニタ等の表示装置で構成する。設定値算出処理部７４０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作する設定値算出処理ソフトウエアで構成する。データ保存処理部７５０は、汎用コンピュータのＣＰＵ上で動作するデータ保存ソフトウエアと、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶装置で構成する。
【００５５】
汎用コンピュータ上で動作するＬＡＮ通信用ソフトウエア、表示・設定・操作・データ処理などを行うソフトウエア、設定値算出処理用のソフトウエア、データ保存ソフトウエア等の設定操作部ソフトウエアは、通常は使用するコンピュータのハードウエア構成やオペレーティングシステム、関連ソフトウエアに合わせて、専用に開発する必要があるが、その一部に汎用ソフトウエアを適用しても良い。
【００５６】
以上のように、設定操作部７００は、イーサネットＬＡＮインターフェース回路、設定操作部ソフトウエアが動作できるＣＰＵ、ハードディスクなどの外部記憶装置など、必要な動作条件を満足する汎用コンピュータに、設定操作部ソフトウエアをインストールすることで実現する。本実施形態では、以下の説明において特に断らない限り、設定操作部ソフトウエアをインストールした汎用コンピュータを設定操作部７００として扱う。
【００５７】
また、図示していないが、各電気所１０または電力所２０に設置された複数の汎用コンピュータそれぞれに、設定操作部を構成するためのソフトウエアをインストールすることも可能である。このようにすると、各電気所１０または電力所２０に複数の設定操作部７００が設置され、これら複数の設定操作部７００を使用して本発明のシステムを構成することができる。この場合、通信ネットワーク５００を介して、これらの複数の設定操作部７００と複数の遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎを相互に接続することが可能である。
【００５８】
なお、設定操作部７００を専用のハードウエアで実現し、他の部分（すなわち、通信処理部７１０、表示操作処理部７２０、設定操作処理部７３０、設定値算出処理部７４０、データ保存処理部７５０など）を、専用のハードウエア上で動作するソフトウエアで構成しても良い。
【００５９】
［作用］
前記のような構成を有する第１実施形態のシステムの作用について、以下に説明する。＜遮断器の開閉制御部１００の作用＞
遮断器の開閉制御部１００の作用について以下に説明する。
【００６０】
本実施形態では、遮断器１１００の接触子を主回路電流又は系統電圧の所定の位相にて開極又は閉極させる場合に、次のようにして、同期開閉制御を行う。まず、保護リレー装置やＢＣＵなどの上位装置２０００からの遮断器の開閉指令信号は、遮断器の開閉制御部１００の開閉指令制御部１６０に入力される。開閉指令信号の入力時から所定の遅延時間の経過後、開閉指令出力部１６２の半導体スイッチがＯＮ動作して、同期開閉制御された開閉指令信号（遮断器駆動電流）が遮断器駆動コイル１１１０に対して出力される。
【００６１】
この場合、所定の遅延時間の経過したか否かの判定は、開閉指令制御部１６０に設けられた開閉指令出力制御処理部１６１が、開閉信号の入力時からのカウントを開始し、カウント数が同期遅延カウント値に達したことにより行う。また、所定の遅延時間、すなわち同期遅延カウント値は、開閉制御演算処理部１４０の開閉制御演算用ＭＰＵ１４１で算出され、Ｉ／Ｏバス１０１を経由して、開閉指令制御部１６０の開閉指令出力制御処理部１６１に送信される。遮断器１１００に対して開閉指令信号を同期制御して出力するにあたり、開閉指令制御部１６０の開閉指令出力制御処理部１６１のハードウエアカウンタが、この同期遅延カウント値をカウントすることで、所定のタイミングで開閉指令出力部１６２の半導体スイッチをＯＮ動作させる。
【００６２】
図４は本発明の第１実施形態における遮断器の開閉制御システムの閉極制御方法のタイミングチャートの例である。図４を用いて、遮断器の開閉制御部１００の同期閉極制御アルゴリズムについて詳細に説明する。なお、図中の各符号が示す内容は、次の通りである。
【００６３】
Tw：零クロス点待ち時間
Tdelay：同期閉極遅延時間
Ttarget：零クロス点から電気的な目標投入位相までの時間（Ttarget ＜ Tfreq）
Tclosing：閉極動作時間
Ta_contact：補助接点（ａ接点）で計測した閉極動作時間
ΔTclosing：補助接点（ａ接点）で計測した閉極動作時間の誤差
Tfreq：系統周期
Tpre-arcing：プレアーク時間
Ttotal：閉極指令信号入力から閉極指令信号出力までの全待ち時間
tcommand：閉極指令信号入力タイミング
tzero：閉極指令信号入力後、次に来る零クロス点のタイミング
tcontrol：閉極指令信号出力タイミング
tclose：機械的な接触子の閉極タイミング
tmake：電気的な投入タイミング
【００６４】
開閉指令制御部１６０は、ｔcommandのタイミングで閉極指令信号検出後、次に来る母線側電圧の零クロス点のタイミングｔzeroを待つ。この零クロス点のタイミングtzeroから同期閉極遅延時間Ｔdelayの遅延時間経過後に、遮断器１１００に対して同期閉極制御した閉極指令信号を出力すれば、遮断器１１００が系統電圧（母線側電圧）の所定の位相（図４ではｔcloseのタイミング）で閉極するとして、同期閉極遅延時間Ｔdelayを算出する。
【００６５】
同期閉極遅延時間Ｔdelayは、開閉制御演算処理部１４０の開閉制御演算用ＭＰＵ１４１で算出する。同期閉極遅延時間Ｔdelayは、零クロス点から目標投入位相（電気的な目標投入位相のことで、図４ではｔmakeのタイミング）までの時間Ｔtargetと、目標投入位相に対応するプレアーク時間Ｔpre-arcingと、遮断器の閉極動作時間Ｔclosingと、系統周期Ｔfreqを用いて次式で得られる。
【００６６】
Ｔdelay = Ｔfreq ＋ (Ｔtarget ＋ Ｔpre-arcing − (Ｔclosing ％Ｔfreq ) )
( 0 ≦ Ｔdelay ＜ 2 x Ｔfreq )
ただし、(Ｔclosing ％Ｔfreq )は、Ｔclosing ／ Ｔfreq の余り
【００６７】
ここで、プレアーク時間Ｔpre-arcingは、目標投入位相における電圧波高値Ｖmakeと極間絶縁耐力減少率ＲＤＤＳを用いて次式で得られる。
Ｔpre-arcing = Ｖmake ／ ＲＤＤＳ
【００６８】
遮断器の閉極動作時間Ｔclosingは、遮断器の温度、制御電圧、操作圧力、動作間隔等によって変動する。従って、遮断器の閉極動作時間Ｔclosingは、遮断器の温度、制御電圧、操作圧力、動作間隔等の条件に基づき、常時補正を行う必要がある。
【００６９】
図２に示すように、遮断器の温度、制御電圧、操作圧力のデータは信号入力部１２０で常時取得している。従って、開閉制御演算処理部１４０の開閉制御演算用ＭＰＵ１４１で、遮断器の温度、制御電圧、操作圧力に基づく閉極動作時間Ｔclosingの補正演算を行うことができる。遮断器の温度、制御電圧、操作圧力に基づく閉極動作時間Ｔclosingの補正演算は、例えば図５（ａ）の遮断器の温度特性、図５（ｂ）の遮断器の制御電圧特性、図５（ｃ）の遮断器の操作圧力特性に示すような補正データに基づいて演算することができる。
【００７０】
また、図２に示すように、開閉制御演算処理部１４０にはリアルタイムクロック１４５を実装しているので、前回の遮断器の動作日時を取得することができる。従って、開閉制御演算用ＭＰＵ１４１で遮断器の動作間隔を算出することができるので、動作間隔に基づく閉極動作時間Ｔclosingの補正演算を行うことができる。遮断器の動作間隔に基づく閉極動作時間Ｔclosingの補正演算は、例えば図５（ｄ）の遮断器の動作間隔特性に示すような補正データに基づいて演算することができる。
【００７１】
なお、同期開極制御においても同様な作用を行う。ただし、同期開極制御では、一般には主回路電流の零クロス点を基準に制御し、プレアーク時間を考慮する必要は無いことが知られている。また、本実施形態で示した同期開閉制御アルゴリズムは、その一例であり、その他のいかなる同期開閉制御アルゴリズムも本発明に適用できる。
【００７２】
次に、本実施形態における遮断器の開閉制御部１００の、具体的なデータ取得・保存動作について以下に説明する。遮断器の開閉制御部１００は、遮断器１１００の同期開閉制御を実行すると、その時の同期開閉制御関連データを保存する。具体的には、例えば以下のようなデータを保存する。
【００７３】
・遮断器の動作日時
・遮断器開閉動作の前後の主回路電流波形
・遮断器開閉動作の前後の系統電圧波形
・遮断器のストローク波形
・遮断器の開極動作時間、閉極動作時間
・遮断器の温度
・遮断器の制御電圧
・遮断器の操作圧力
・その他
【００７４】
データの取得・保存動作の具体的な実施形態は以下である。
(1) 信号入力部１２０で取得した主回路電流、系統電圧、遮断器のストローク、温度、制御電圧、操作圧力などの同期開閉制御関連データが、Ｉ／Ｏバス１０１を経由して、開閉制御演算処理部１４０に伝送される。
(2) 開閉制御演算処理部１４０の開閉制御演算用ＭＰＵ１４１は、主回路電流、系統電圧、遮断器のストローク、温度、制御電圧、操作圧力などの同期開閉制御関連データを物理量に変換すると共に、遮断器の開極動作時間、閉極動作時間などの演算を実施し、その結果をＤＰＲＡＭ１４４に書き込む。
【００７５】
(3) 通信演算処理部１８０の通信演算用ＭＰＵ１８１は、ＤＰＲＡＭ１４４に書き込まれた同期開閉制御関連データを取得する。
(4) 通信演算処理部１８０の通信演算用ＭＰＵ１８１は、取得した同期開閉制御関連データをＦｌａｓｈ  ＲＯＭ１８３に保存する。
(5) 設定操作部７００から遮断器の開閉制御部１００に対して、同期開閉制御関連データの取得要求が発生した場合、通信演算処理部１８０の通信演算用ＭＰＵ１８１は、Ｆｌａｓｈ  ＲＯＭ１８３に保存した同期開閉制御関連データを、通信ネットワーク５００を経由して設定操作部７００に転送する。
【００７６】
次に、本実施形態における遮断器の開閉制御部１００の、具体的な設定動作について以下に説明する。遮断器の開閉制御部１００は、遮断器１１００を同期開閉制御するために必要な設定値の設定を行う必要がある。具体的には、例えば以下のような設定値を遮断器の開閉制御部１００に設定する。なお、本発明の詳細な説明及び請求項において、設定値とは、開閉制御部１００その他の部分に書き込む値の全般を言い、一般に整定値と呼ばれる動作の基準値や特性の調整値などを含むものである。
【００７７】
・目標開極位相、目標閉極位相
・遮断器の開極動作時間、閉極動作時間
・遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の温度特性
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の制御電圧特性
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の操作圧力特性
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の動作間隔特性
・その他
【００７８】
設定値の設定動作の具体的な実施形態は以下である。
(1) 通信演算処理部１８０の通信演算用ＭＰＵ１８１は、通信ネットワーク５００を経由して設定操作部７００から送信された設定値をＦｌａｓｈ  ＲＯＭ１８３に保存する。
(2) 開閉制御演算処理部１４０の開閉制御演算用ＭＰＵ１４１は、ＤＰＲＡＭ１４４を介して、通信演算処理部１８０から設定値を取得する。
(3) 開閉制御演算処理部１４０の開閉制御演算用ＭＰＵ１４１は、取得した設定値に基づいて、同期開閉制御演算を行う。
【００７９】
＜設定操作部７００の作用＞
設定操作部７００の作用について以下に説明する。
設定操作部７００は以下の主要機能を有する。
・遮断器の開閉制御部１００が取得した同期開閉制御関連データの保存機能
・遮断器の開閉制御部１００が取得した同期開閉制御関連データの表示機能
・遮断器の開閉制御部１００の設定値の算出機能
・遮断器の開閉制御部１００の設定値の表示・送信機能
【００８０】
遮断器の開閉制御部１００が取得した同期開閉制御関連データの保存・表示機能に関して以下に説明する。
(1) 遮断器の開閉制御部１００から通信ネットワーク５００を経由して送信された同期開閉制御関連データを、設定操作部７００の通信処理部７１０で受信する。
(2) 受信した開閉制御関連データを、ハードディスクなどの外部記憶装置であるデータ保存処理部７５０に保存すると共に、表示・設定・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として、表示操作処理部７２０がモニタ等の表示装置に同期開閉制御関連データを表示する。
【００８１】
遮断器の開閉制御部１００の設定値の算出機能、及び表示・送信機能に関して以下に説明する。
(1) 設定操作部７００の設定値算出処理部７４０が、データ保存処理部７５０に保存された同期開閉制御関連データを読み出す。
(2) 設定値算出処理部７４０の設定値算出処理ソフトウエアが遮断器の開閉制御部１００の設定値を算出する。
【００８２】
(3) 設定値算出処理部７４０で算出した遮断器の開閉制御部１００の設定値を、表示・設定・操作・データ処理ソフトウエアをＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として、表示操作処理部７２０がモニタ等の表示装置に表示する。
(4) 設定値算出処理部７４０で算出した遮断器の開閉制御部１００の設定値の内、必要な設定値について、設定操作処理部７３０が遮断器の開閉制御部１００への送信命令を出す。
(5) 設定操作処理部７３０が送信命令を出した設定値は、通信処理部７１０で送信処理され、通信ネットワーク５００を経由して、遮断器の開閉制御部１００に送信される。
【００８３】
次に、設定値算出処理部７４０に関する具体的な動作について以下に説明する。
設定値算出処理部７４０は、遮断器１１００を同期開閉制御するために、設定値の算出を行う。全く新規に設定値を算出することも可能であるし、従来使用している設定値を補正して、新たな設定値として再計算することも可能である。具体的には、例えば以下のような設定値を算出する。
【００８４】
・遮断器の開極動作時間、閉極動作時間
・遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の温度特性
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の制御電圧特性
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の操作圧力特性
・遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の動作間隔特性
・その他
【００８５】
遮断器の開極動作時間、閉極動作時間は、一般には工場試験や現地での据付試験時に複数回遮断器を動作させて、開極動作時間、閉極動作時間の実測値を統計処理（例えば平均値処理）した値を設定値としている。本実施形態では、このように取得され、予め設定されている開極動作時間、閉極動作時間の精度を運用開始後に向上させるために、電気所の運転開始後の遮断器動作時のデータを反映する。
【００８６】
遮断器１１００の同期開閉制御を実行する度に取得される開極動作時間、閉極動作時間の実測値を新たに統計処理（例えば平均値処理）の要素とし、開極動作時間、閉極動作時間の設定値を再計算する。再計算した開極動作時間、閉極動作時間を新たな設定値として、遮断器の開閉制御部１００に設定する。
【００８７】
遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性は、一般には遮断器の形式に依存する特性であり、例えば、図５に示すような特性データであり、定格条件に対する開極動作時間、閉極動作時間の変動分として表わされている。同一形式の遮断器であれば、同一の特性を有するので、一般には工場の形式試験などでデータを取得する。本実施形態では、このように取得され、予め設定されている温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性のデータ精度を運用開始後に向上させるために、電気所の運転開始後の遮断器動作時のデータを反映する。
【００８８】
遮断器１１００の同期開閉制御を実行する度に取得される開極動作時間、閉極動作時間の実測値と、その時の遮断器の温度、制御電圧、操作圧力、動作間隔の実測値を用いて、定格条件に対する開極動作時間、閉極動作時間の変動分を算出する。そのように得られた開極動作時間、閉極動作時間の変動分の実測値を新たに統計処理（例えば平均値処理）の要素とし、温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性の設定値を再計算する。再計算した温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性を新たな設定値として、遮断器の開閉制御部１００に設定する。
【００８９】
なお、遮断器の開極動作時間と閉極動作時間の温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性は、同一形式の遮断器であれば、同一の特性を有する。従って、通信ネットワーク５００に接続されている、複数の同一形式の遮断器に適用されている遮断器の開閉制御部１００から得られるデータを再計算（例えば平均値処理）で使用することにより、再計算した温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性の設定値の精度を更に向上させることが可能である。
【００９０】
再計算した温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性の設定値の例を図６に示す。図６の点線が従来から遮断器の開閉制御部１００に設定されている特性データである。図６の実線が再計算した温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性の設定値である。実線の設定値を新たに遮断器の開閉制御部１００に設定する。また、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）についても、設定値算出処理部７４０で再計算し、遮断器の開閉制御部１００に設定し直すことができる。
【００９１】
なお、ここで述べた遮断器の開閉制御部１００の設定値の再計算、再設定は一例であり、その他のあらゆる遮断器の開閉制御部１００の設定値について同様な処理が可能である。
【００９２】
［効果］
以上の説明から明らかなように、本実施形態における遮断器の開閉制御システムは、以下の効果を有する。
(1) 遮断器の温度特性、制御電圧特性、油圧特性、動作間隔特性、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータが予め存在しない場合に、別途それらのデータを計測し、遮断器の同期開閉制御装置に設定値として容易に設定可能とする遮断器の開閉制御システムを提供することができる。
(2) 運用開始後に取得したデータに基づき、遮断器の温度特性、制御電圧特性、油圧特性、動作間隔特性、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータを容易に修正可能とする遮断器の開閉制御システムを提供することができる。
【００９３】
(3) 遮断器の経年変化に応じて、それらのデータを容易に修正可能とする遮断器の開閉制御システムを提供することができる。
(4) 遮断器の開閉制御部と設定操作部は、通信ネットワークで接続されているので、現地に赴くことなく、遠隔より簡単に上述のような操作を実施することが可能である。
【００９４】
以下に、本実施形態における遮断器の開閉制御システムの効果について、さらに詳しく説明する。
(1) 従来、遮断器の温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータを、遮断器本体の製造者以外の第３者が入手することは困難であるため、遮断器本体の製造者と遮断器の同期開閉制御装置の製造者が異なる場合は、これらのデータを出荷前に遮断器の同期開閉制御装置に設定値として予め設定することが困難であった。このため、遮断器本体の製造者と遮断器の同期開閉制御装置の製造者が異なる場合は、期待した同期開閉制御の精度を達成することは困難であった。
【００９５】
しかし、本実施形態の遮断器の開閉制御システムを適用した場合は、電気所の運転開始後の遮断器動作時のデータを反映して、これらの設定値の補正が可能なので、遮断器本体の製造者と遮断器の同期開閉制御装置の製造者が異なる場合でも、精度良く同期開閉制御が可能である。従って、同期開閉制御が必要となる系統において、遮断器本体または遮断器の同期開閉制御装置、またはその両方の購入先が予め限定されてしまうような不都合が無くなる。よって、電力会社などのユーザーが遮断器本体の購入先を選択する際の自由度が高まる。
【００９６】
(2) 遮断器本体の製造者と遮断器の同期開閉制御装置の製造者が同一の場合であっても、既設の古い遮断器に対して同期開閉制御装置を追加で適用する場合などには、必ずしも温度特性、制御電圧特性、操作圧力特性、動作間隔特性、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータが全て存在するとは限らないため、期待した同期開閉制御の精度を達成することは困難であった。本実施形態の遮断器の開閉制御システムを適用した場合は、既設の古い遮断器に対しても、精度良く同期開閉制御が可能である。従って、本実施形態の遮断器の開閉制御システムを適用することにより、遮断器の同期開閉制御装置の適用対象遮断器が限定されることが無くなるので、既設の遮断器への適用が容易となるだけでなく、遮断器のリプレースの際に同期開閉制御装置のリプレースを合わせて行う必要が無くなり、実際の運用面での自由度が高まる。
【００９７】
(3) 同一形式の遮断器であっても、基準となる条件における開極動作時間および閉極動作時間は、製造バラツキなどの要因により遮断器毎に個体差がある。開極動作時間および閉極動作時間の設定値の精度を上げる為には、なるべく多くの実測値データが必要であるが、遮断器の機械的寿命、および試験時間の制約などの理由により、同一遮断器に対して工場試験や現地試験で実測できるデータはせいぜい数１０回程度である。さらに、遮断器の開極動作時間と閉極動作時間は、遮断器の動作回数などの影響により経年変化する可能性がある。本実施形態の遮断器の開閉制御システムを適用することにより、常に最新、かつ多数の開極動作時間および閉極動作時間の実測値を使って、開極動作時間および閉極動作時間の整定値を再計算できる。従って、より精度が高い同期開閉制御が可能になる。
【００９８】
［第２実施形態］
［構成］
図７は、本発明の第２実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図である。図７で１００ａ〜１００ｎは遮断器の開閉制御部、６００は無線通信ネットワーク、７００は設定操作部で、これらは第２実施形態の遮断器の開閉制御システムの主要構成部である。
【００９９】
図７の遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎの通信演算処理部１８０には、無線通信手段６１０ａ〜６１０ｎが内蔵されている。無線通信手段６１０は、第１実施形態の図２に示した通信インターフェース１８４の全て、もしくは一部を置き換えるものである。無線通信手段６１０と有線の通信インターフェース１８４を併用しても良い。その他の遮断器の開閉制御部１００の詳細構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１００】
図７の設定操作部７００には、無線通信処理部６２０が内蔵されている。無線通信処理部６２０は汎用コンピュータの無線ＬＡＮインターフェース回路と無線ＬＡＮ通信用ソフトウエア等で構成する。無線通信処理部６２０は、第１実施形態の図１に示した通信処理部７１０の全て、もしくは一部を置き換えるものである。無線通信処理部６２０と有線の通信処理部７１０を併用、すなわち、汎用コンピュータの無線ＬＡＮインターフェース回路と有線のイーサネットＬＡＮインターフェースを併用しても良い。その他の設定操作部７００の詳細構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１０１】
図７の無線通信ネットワーク６００の構成例としては、無線ＬＡＮで、電気所などのローカルな範囲の遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎと設定操作部７００を接続する無線通信ネットワークである。図７のシステム構成では、無線通信ネットワーク６００のみで通信ネットワークを構成しているが、メディアコンバータやハブなどを介して、有線の通信ネットワーク５００と無線通信ネットワーク６００を混在させても良い。
【０１０２】
設定操作部７００と遮断器の開閉制御部１００ａ〜１００ｎの一部を有線のイーサネットＬＡＮで、一部を無線ＬＡＮで相互に接続しても良い。無線ＬＡＮと接続可能なスイッチングハブやリピータなどを介して、無線通信ネットワーク６００を広域ネットワークと接続しても良い。無線通信ネットワーク６００を使って、１台の遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００を１対１で無線で接続する構成としても良い。
【０１０３】
図７では無線通信手段６１０を通信演算処理部１８０に内蔵する構成としたが、無線通信手段６１０を遮断器の開閉制御部１００の外部に設けるシステム構成としても良い。この場合、遮断器の開閉制御部１００は第１実施形態と同様のものを適用し、遮断器の開閉制御部１００の通信インターフェース１８４と外部に設けた無線通信手段６１０を、有線のイーサネットＬＡＮなどで接続すれば良い。
【０１０４】
同様に、図７では設定操作部７００の内部に無線通信処理部６２０を内蔵する構成としたが、無線通信処理部６２０を設定操作部７００の外部に設けるシステム構成としても良い。この場合、設定操作部７００を構成する汎用コンピュータは第１実施形態と同様のものを適用し、無線ＬＡＮ装置と汎用コンピュータを有線のイーサネットＬＡＮやＵＳＢインターフェースなどで接続すれば良い。
【０１０５】
［作用、効果］
前記のような構成を有する第２実施形態の作用と効果については、通信ネットワークが無線であることを除き、第１実施形態と同様の作用と効果が得られる。更に、第２実施形態では、遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００を無線で接続するので、有線のケーブルを敷設する手間が省ける。特に、遮断器の開閉制御システムを既設の開閉装置に取付ける場合に、ケーブルの敷設が困難な場所への適用が想定されるが、このような場合に本実施形態を適用すれば、ケーブルの敷設が不要となり、工事が容易になると共に、経済的である。
【０１０６】
また、１台の遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００を１対１で接続する場合に、ケーブルが不要なため、両者を容易に接続でき、オペレータの利便性を向上させる。このことは、特に定期点検等において、現場で各遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００を１対１で接続し、データの収集や動作チェックなどを実施すると共に、最新の遮断器の同期開閉制御関連データを使って設定値を更新する際に、作業の効率化を図る上で有効な手段となる。
【０１０７】
［第３実施形態］
［構成］
図８は本発明の第３実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図である。図８で１００ａ〜１００ｎは遮断器の開閉制御部、５００は通信ネットワーク、７００は設定操作部である。これらの構成は第１実施形態の遮断器の開閉制御システムと同様であるので、詳細説明を省略する。
【０１０８】
第１実施形態の遮断器の開閉制御システムと第３実施形態の遮断器の開閉制御システムの相違点は以下である。
(1) 遮断器の開閉制御部の通信演算処理部に実装したウェブサーバー８００
ウェブサーバー８００は、遮断器の開閉制御部１００の通信演算処理部１８０の通信演算用ＭＰＵ１８１（図２参照）上で動作する、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）による情報送信機能を持ったソフトウェアである。
【０１０９】
(2) 設定操作部に実装したウェブブラウザ８１０
ウェブブラウザ８１０は、汎用コンピュータで構成される設定操作部７００のＣＰＵ上で動作する表示・設定・操作・データ処理・データ表示等のソフトウエアであり、ウェブサーバー８００が送信する情報を取り寄せて表示する。インターネットエクスプローラ等の市販のウェブブラウザソフトを適用することができる。
【０１１０】
(3) 通信ネットワーク５００
第３実施形態の通信ネットワーク５００は、インターネットやイントラネット（ＴＣＰ／ＩＰプロトコル）を適用できる。また、遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００の間で、同期開閉制御関連データや設定値・整定値をファイルとして送受信する場合は、ＦＴＰやＨＴＴＰプロトコルを適用できる。なお、第２実施形態と同様に、遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００の間の通信手段として、無線通信ネットワーク６００を適用したシステム構成としても良い。
【０１１１】
［作用］
第３実施形態における遮断器の開閉制御システムは、第１実施形態、第２実施形態と同様の作用が得られると共に、下記の作用も得られる。
遮断器の開閉制御部１００の通信演算処理部１８０に設けられた通信演算用ＭＰＵ１８１は、ウェブサーバーソフトウエア８００を実行している。ウェブサーバー８００は、例えば以下のような同期開閉制御関連データを、ＨＴＭＬ文書やＸＭＬ文書などの形態で蓄積しておく。
【０１１２】
・遮断器の動作日時
・遮断器開閉動作の前後の主回路電流波形
・遮断器開閉動作の前後の系統電圧波形
・遮断器のストローク波形
・遮断器の開極動作時間、閉極動作時間
・遮断器の温度
・遮断器の制御電圧
・遮断器の操作圧力
・その他
【０１１３】
設定操作部７００で動作するウェブブラウザ８１０の要求に応じて、ウェブサーバー８００はインターネットやイントラネットなどの通信ネットワーク５００を通じて、これらの同期開閉制御関連データを設定操作部７００に送信する。設定操作部７００は、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔなどを利用して、遮断器の開閉制御部１００の設定値の再計算処理、再設定処理を、ウェブブラウザ８１０をＨＭＩとして実行できる。ウェブブラウザ８１０に入力された再計算した設定値、もしくはファイルなどの形態で保存された再計算した設定値を、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワーク５００を通じて、通信演算処理部１８０のウェブサーバー８００に送信できる。
【０１１４】
通信演算処理部１８０は、ウェブサーバー８００に送信された再計算した設定値をＦｌａｓｈ  ＲＯＭ１８３（図２参照）に保存する。ウェブブラウザ８１０上で同期開閉制御関連データや現在の設定値を、例えば一覧表の形態で表示できる。また、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔなどを利用して、波形データをグラフ表示させることもできる。すなわち、オペレータはウェブブラウザ８１０をＨＭＩとして、同期開閉制御関連データや現在の設定値などを閲覧したり、再計算した設定値を遮断器の開閉制御部１００に設定することができる。また、ウェブブラウザ８１０をＨＭＩとして、受信した同期開閉制御関連データや現在の設定値をハードディスクなどの外部記憶装置であるデータ保存処理部７５０に保存することもできる。
【０１１５】
また、ネットワーク利用上のセキュリティを確保するために、ウェブサーバー８００にパスワードを設定して、使用制限を設けることもできる。なお、本実施形態で示したウェブサーバー８００とウェブブラウザ８１０の機能はその一例であり、本発明の遮断器の開閉制御システムにおいて、その他の一般的なウェブサーバーとウェブブラウザの機能も適用可能である。
【０１１６】
［効果］
第３実施形態における遮断器の開閉制御システムは、第１実施形態、第２実施形態と同様の効果が得られると共に、下記の効果も得られる。第３実施形態では、オペレータのＨＭＩソフトとして、例えばインターネットエクスプローラなど、市販のウェブブラウザソフトを使用することができる。オペレータは設定操作部７００（ＨＭＩ用のコンピュータなど）に、専用の通信用ソフトウエアとメンテナンス用ソフトウエアをインストールする必要がなくなり、メーカは専用の通信用ソフトウエアとメンテナンス用ソフトウエアをＣＤ−ＲＯＭ等でユーザーに提供する必要がなくなる。
【０１１７】
現在一般的に普及しているマイクロソフトのＷｉｎｄｏｗｓＯＳやアップルのＭａｃＯＳとインターネットエクスプローラがインストールされたパソコンさえあれば、容易に遮断器の開閉制御システムに接続することが可能となるので、再計算した設定値への更新作業を容易に実施することができ、オペレータの利便性は格段に向上する。
【０１１８】
［第４実施形態］
［構成］
第４実施形態の構造上の特徴は、図示していないが、設定操作部７００の設定値算出処理部７４０のサブ機能として、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の算出処理用ソフトウエアを実装したことである。その他の詳細構成は、本発明の第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の構成と同様であるので詳細説明を省略する。
【０１１９】
［作用］
図９は本発明の第４実施形態における遮断器の開閉制御システムにおける極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の算出方法を説明する図であり、遮断器閉極動作と、主回路電流の立上りタイミング、ストロークセンサからの信号のタイミングチャートを示している。
【０１２０】
本実施形態では、図９に示すように、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）を、遮断器が電気的に投入されたタイミングの系統電圧波高値Ｖｍと、遮断器が電気的に投入されたタイミングの系統電圧位相θｍと遮断器が機械的に閉極されたタイミングの系統電圧位相θｃの差を結ぶ傾きとして算出する。式で表現すると以下となる。
【０１２１】
ＲＤＤＳ = Ｖｍ ／ （θｃ − θｍ）
【０１２２】
この式から明らかなように、遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）を算出するためには、遮断器が電気的に投入されたタイミングと遮断器が機械的に閉極されたタイミングを正確に検出する必要がある。本実施形態では以下の動作により、これらのタイミングを検出する。
【０１２３】
＜遮断器が電気的に投入されたタイミング＞
遮断器が電気的に投入されたタイミングを、主回路電流が流れ始めるタイミングとして計測する。主回路電流が流れ始めるタイミングの検出方法としては、例えば、主回路電流が予め設定した閾値を越えたタイミングとしても良いし、ハイパスフィルタ、又はバンドパスフィルタで高調波成分のみを抽出し、この高調波成分が検出されたタイミングとしても良いし、これ以外の方法でも良い。このように計測した遮断器が電気的に投入されたタイミングを、系統電圧位相に換算することで、θｍを算出することができる。また、このタイミングにおける系統電圧波高値Ｖｍを同時に算出する。
【０１２４】
＜遮断器が機械的に閉極されたタイミング＞
遮断器が機械的に閉極されたタイミングをストロークセンサの出力信号に基づいて計測する。遮断器が機械的に閉極されたタイミングとは、遮断器の接触子がＯＮになるタイミングである。図９に示すように遮断器の接触子がＯＮになるタイミングは、ストロークセンサの出力信号と１対１で対応する。従って、工場試験などで、遮断器の接触子がＯＮになるタイミングにおけるストロークセンサの出力値を予め計測しておくことで、ストロークセンサの出力信号に基づいて、遮断器が機械的に閉極されたタイミングを計測することができる。
【０１２５】
このように計測した機械的に閉極されたタイミングを、系統電圧位相に換算することで、θｃを算出することができる。なお、遮断器が機械的に閉極されたタイミングを、遮断器の補助接点の動作に基づいて計測しても良いことは言うまでも無く、また、その他の方法で計測しても良い。
【０１２６】
［効果］
本実施形態における遮断器の開閉制御システムは、第１実施形態〜第３実施形態と同様の効果が得られると共に、下記の効果も得られる。遮断器の極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）は、一般には開示されていないことが普通であり、遮断器本体の製造者以外の第３者が入手することが最も困難なデータの一つである。また、遮断器本体の製造者であっても、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の測定は必ずしも実施されていないことがしばしばである。本実施形態によれば、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）の測定を容易に実施することができ、同期開閉制御の精度向上に寄与できる。
【０１２７】
［第５実施形態］
［構成］
図１０は本発明の第５実施形態における遮断器の開閉制御システムのシステム構成図である。図１０で遮断器の開閉制御部１００の詳細構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。図１０の設定操作部７００では、設定値監視処理部７６０が新たな構成要素となっている。その他の設定操作部７００の詳細構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２８】
なお、第２実施形態と同様に、遮断器の開閉制御部１００と設定操作部７００の間の通信手段として、無線通信ネットワーク６００を適用したシステム構成としても良い。また、第３実施形態と同様に、遮断器の開閉制御部１００の通信演算処理部１８０の通信演算用ＭＰＵ１８１にウェブサーバー８００を実装し、設定操作部７００にウェブブラウザ８１０を実装したシステム構成としても良い。
【０１２９】
［作用］
第５実施形態における遮断器の開閉制御システムは、第１実施形態〜第４実施形態と同様の作用が得られると共に、下記の作用も得られる。遮断器の開閉制御部１００が遮断器１１００の同期開閉制御を実行すると、遮断器の開閉制御部１００から設定操作部７００に対して同期開閉制御関連データが送信される。この時、設定操作部７００の設定値算出処理部７４０は、設定値の再計算を行い、結果をデータ保存処理部７５０に保存する。
【０１３０】
設定操作部７００の設定値監視処理部７６０は、データ保存処理部７５０に保存された再計算した設定値を監視している。遮断器の開閉制御部１００に現在設定されている設定値と、再計算した設定値の差が予め設定した閾値を超えた場合は、そのことをユーザーに通知すると共に、遮断器の開閉制御部１００に対して再計算した設定値を送信する処理を行う。
【０１３１】
なお、再計算した設定値の送信処理を自動で実施する構成としても良いし、ユーザーの判断で送信要否を判断した上で送信する構成としても良い。また、再計算した設定値のうち、ユーザーが必要と判断した項目のみを送信する構成としても良い。
【０１３２】
［効果］
第５実施形態における遮断器の開閉制御システムは、第１実施形態〜第４実施形態と同様の効果が得られると共に、下記の効果も得られる。開極動作時間と閉極動作時間、極間絶縁耐力減少率（ＲＤＤＳ）などのデータに関しては、遮断器本体の経年変化に応じて、同期開閉制御装置の設定値を修正する必要があるが、本実施形態に拠れば、経年変化によるこれらのデータの修正要否を自動的に検出し、ユーザーに通知することができる。従って、これらのデータに関する設定値の更新を容易、かつ確実に実施でき、その結果、長期間にわたり安定的、かつ高精度に同期開閉制御を実現することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
１００…遮断器の開閉制御部
１２０…遮断器の開閉制御部の信号入力部
１４０…遮断器の開閉制御部の開閉制御演算処理部
１６０…遮断器の開閉制御部の開閉指令制御部
１８０…遮断器の開閉制御部の通信演算処理部
５００…通信ネットワーク
５１０…イーサネットＬＡＮ
５２０…広域ネットワーク
６００…無線通信ネットワーク
７００…設定操作部
７１０…設定操作部の通信処理部
７２０…設定操作部の表示操作処理部
７３０…設定操作部の設定操作処理部
７４０…設定操作部の設定値算出処理部
７５０…設定操作部のデータ保存処理部
７６０…設定操作部の設定値監視処理部
８００…遮断器の開閉制御部の通信演算処理部に実装したウェブサーバー
８１０…設定操作部に実装したウェブブラウザ
【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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【図６】
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【図７】
2010244780.tif 000009
【図８】
2010244780.tif 000010
【図９】
2010244780.tif 000011
【図１０】
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