(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集された最新データから１サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデータから振幅，位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたことを特徴とする遮断器の制御装置。
【請求項２】
動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換する変換手段と、前記データ収集手段により収集され前記変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから１サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅，位相および直流分を求めて前記交流電力系統の波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたことを特徴とする遮断器の制御装置。
【請求項３】
前記データ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮断器の制御装置。
【請求項４】
前記演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記演算処理手段を介し前記記憶手段に保持させる割り込み手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮断器の制御装置。
【請求項５】
前記データを前記演算処理手段を介することなく前記記憶手段に保持させるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮断器の制御装置。
【請求項６】
動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集し現在時点から１サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅，位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたことを特徴とする遮断器の制御方法。
【請求項７】
動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから１サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅，位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたことを特徴とする遮断器の制御方法。
【請求項８】
前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における電力量波形の振幅，位相および直流分を求めることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の遮断器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器の制御装置および制御方法、特に、高速遮断器の開閉極位相制御を行う制御装置および制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
［先行技術の構成］
図１１は、特開２００１−１３５２０５号公報に記載された先行技術を示すものである。
この電力開閉装置においては、開閉極指令後１／２サイクル以下の待ち時間で開閉極制御信号を出力し位相制御をする。
図１１に示すように、この先行例では、開閉極指令の直前の極間電圧および主回路電流の零点の時刻を元に、開閉極の目標とする零点までの時間を予測して制御を行っている。
【０００３】
［先行例の問題点］
この方式では、極間電圧や主回路電流に直流分などがある場合には零点が等時間間隔では訪れないことにより、予測を誤ることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的小さなデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置および制御方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る遮断器の制御装置では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集された最新データから１サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデータから振幅，位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたものである。
【０００６】
第２の発明に係る遮断器の制御装置では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成する制御装置において、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換する変換手段と、前記データ収集手段により収集され前記変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから１サイクル前以内の前記データを保持する記憶手段とを備え、前記記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅，位相および直流分を求めて前記交流電力系統の波形を予測し、予測波形に基づいて前記動作信号を生成する演算処理手段を設けたものである。
【０００７】
第３の発明に係る遮断器の制御装置では、第１または第２の発明において、前記データ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するものである。
【０００８】
第４の発明に係る遮断器の制御装置では、第１または第２の発明において、前記演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記演算処理手段を介し前記記憶手段に保持させる割り込み手段を設けたものである。
【０００９】
第５の発明に係る遮断器の制御装置では、第１または第２の発明において、前記データを前記演算処理手段を介することなく前記記憶手段に保持させるようにしたものである。
【００１０】
第６の発明に係る遮断器の制御方法では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データを収集し現在時点から１サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅，位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたものである。
【００１１】
第７の発明に係る遮断器の制御方法では、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから１サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅，位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形波形を予測し、予測波形に基き前記動作信号を生成するようにしたものである。
【００１２】
第８の発明に係る遮断器の制御方法では、第６または第７の発明において、前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における電力量波形の振幅，位相および直流分を求めるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１ないし図８について説明する。図１は実施の形態１における構成を示すブロック図である。図２ないし図８は実施の形態１における動作過程を示すフローチャートである。
【００１４】
［装置構成］
図１において、１は高速遮断器、２は高速遮断器１を開閉動作させるための開閉動作指令を発令する電力系統保護リレー等からなる上位リレー、３は上位リレー２からの開閉動作指令に応じて高速遮断器１を開閉動作する開閉動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）からなる制御装置である。
制御装置３は、入出力器（Ｉ／Ｏ），アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ），割り込み装置（ＩＮＴ），中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリー（ＭＥＭ）によって構成されている。
【００１５】
［用語の定義］
ここで、以下に用いる、次の（１）〜（７）項に示す用語の定義をする。
（１）遮断可能時刻：この時刻以後に最初に到来する電流零点において遮断可能となる時刻。
（２）遮断可能時間：遮断器が開極信号を受けてから遮断可能時刻に至るまでの時間。
（３）閉極時刻：遮断器の接点間が導通状態に至った時刻。
（４）閉極時間：遮断器が投入信号を受けてから閉極時刻に至るまでの時間。
（５）電圧信号：電圧計測器から出力されるアナログ信号。検出した電圧値に対応している。
（６）電流信号：電流計測器から出力されるアナログ信号。検出した電流値に対応している。
（７）デジタルデータ：数値化された電圧信号または電流信号。
【００１６】
［実施の形態の概要］
Ｔｏｃとして示される遮断可能時間および閉極時間がＴｏｃ＝５ｍｓｅｃ程度の高速遮断器がある。
その高速遮断器のための開極信号および投入信号を生成する制御装置において、遮断可能時刻と同時かその近傍に電流零点になるように開極信号を送信し、また、閉極時刻と同時かその近傍に電圧または電流零点になるように投入信号を送信する位相制御装置に組み込まれた位相制御方式に係る実施形態である。
【００１７】
［位相制御装置の動作形態］
図１に示すようなデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）の回路において、高速遮断器に内蔵または近傍に置かれた電圧計測器および電流計測器から得られる電力系統の電圧値および電流値にそれぞれ対応する電圧信号および電流信号をＤＳＰの入出力器（Ｉ／Ｏ）から取り込み、ある一定の時間間隔でサンプリングする。サンプリングしたデータがアナログであればアナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）で数値化する。
【００１８】
数値化されたデジタルデータが準備された後の処理のために、図１のように中央演算装置（ＣＰＵ）での定常時の処理にハード的に割り込みを掛けて別の処理を行う機能を有する割り込み装置（ＩＮＴ）が設けられる。
この処理については、図９に示す実施の形態２における構成のように中央演算処理装置（ＣＰＵ）を介さずメモリー（ＭＥＭ）に直接的に数値データを書き込む装置（ＤＭＡ）を備えて処理を行う場合がある（後述）。
【００１９】
また、電力系統保護継電器からなるリレー装置など上位の開閉指令機器からの指令信号を入出力器（Ｉ／Ｏ）にて取り込むようになっており、例えば電圧がＨＩＧＨになっているときに指令の実行を受けていると決め、ＬＯＷであるときに待機と決めておく。
ＬＯＷからＨＩＧＨになったときとＨＩＧＨからＬＯＷになったときに上記と同様割り込み装置（ＩＮＴ）によって中央演算処理装置（ＣＰＵ）に割り込みが行われ割り込み処理が実行される。
【００２０】
さらに、高速遮断器の開閉極状態を通知する状態信号も入出力器（Ｉ／Ｏ）にて取り込むようになっており、例えば電圧がＨＩＧＨになっているときに開極状態であると決め、ＬＯＷのときに閉極状態であると決めておく。
ＬＯＷからＨＩＧＨになったときとＨＩＧＨからＬＯＷになったときに上記と同様割り込み装置（ＩＮＴ）によって中央演算処理装置（ＣＰＵ）に割り込みが行われ割り込み処理が実行される。
【００２１】
中央演算処理装置（ＣＰＵ）で行われる制御方法などを示したプログラムは予めメモリー（ＭＥＭ）に蓄えられていて、プログラムの変更など特別な方法と理由によらなければ書き換えられたりはしない。
一方、取り込んだデータもメモリー（ＭＥＭ）に蓄えておき、必要に応じて書き換える。プログラム用のメモリーとデータ用のメモリーは同一の場合もあるし、それぞれ別々の専用のものを使用する場合もある。
【００２２】
［サンプリングで割り込みを掛ける場合の制御動作］
この実施の形態１における制御動作について説明する。
図２に示すように位相制御装置の制御が開始されると、中央演算処理装置（ＣＰＵ）は、まずメモリー（ＭＥＭ）上の零点検出有無記憶領域（Ｚｅｒｏ記憶領域），開閉指令有無記憶領域（Ｃｏｍ記憶領域），遮断器状態記憶領域（Ｓｔａｔｅ記憶領域）に確保された３つの変数Ｚｅｒｏ，Ｃｏｍ，Ｓｔａｔｅに対して初期化を実行する。
メモリー（ＭＥＭ）に設けられた零点検出有無記憶領域（Ｚｅｒｏ記憶領域）は、後述する零点予測処理により零点が検出されたときに変数Ｚｅｒｏとして１を設定し、その他の場合に変数Ｚｅｒｏを０とするものである。
同じく開閉指令有無記憶領域（Ｃｏｍ記憶領域）は、上位リレー２による開閉動作指令が有る場合に変数Ｃｏｍとして１を設定し、その他の場合に変数Ｃｏｍを０とするものである。
同じく遮断器状態記憶領域（Ｓｔａｔｅ記憶領域）は、遮断器１の開極または閉極状態に応じて変数Ｓｔａｔｅを設定するものである。
前記初期化動作の実行により、Ｚｅｒｏ，Ｃｏｍはそれぞれ初期値を０に設定する。Ｓｔａｔｅは遮断器の状態信号がＨＩＧＨ（開極状態）であるときに０とし、ＬＯＷ（閉極状態）であるときに１に設定する。
以下で示すデータ配列の要素や、前回の割り込み処理で得られた波形の予測値を記憶する予測値記憶領域（ＯｌｄＥｓｔ記憶領域）等に保持されたＯｌｄＥｓｔなどの変数も０に初期化する。
【００２３】
初期化が終了すると、以下に説明する定常処理を始める。
中央処理装置（ＣＰＵ）は変数Ｚｅｒｏの値をメモリー（ＭＥＭ）から読み出しては調べ、値が０のときには何も実行せずに再度変数Ｚｅｒｏの値を読み出しに行く。変数Ｚｅｒｏが１になっているときには変数Ｃｏｍの値を調べる。
Ｃｏｍの値が０のときは何も実行せずに、変数Ｚｅｒｏの読み出し処理にもどる。Ｃｏｍの値が１のときには、さらに変数Ｓｔａｔｅの値を調べる。
Ｓｔａｔｅの値が０のときには、入出力器（Ｉ／Ｏ）に対して投入信号を出力するように命令を出し、Ｓｔａｔｅの値が１のときには、開極信号を出力するように命令を出す。
命令処理が終了すると変数Ｚｅｒｏの読み出し処理にもどる。
【００２４】
次に、３つの割り込み処理について説明する。
まず、高速遮断器１の開閉極状態を通知する状態信号が変化して割り込み装置（ＩＮＴ）が割り込みをかけたときに中央処理装置（ＣＰＵ）は図３に示すような次の処理を行う。
上記の変数Ｓｔａｔｅを状態信号がＨＩＧＨ（開極状態）になったときに０とし、ＬＯＷ（閉極状態）になったときに１に設定する。
この処理が終了すると定常処理にもどる。
【００２５】
次に、上位からの開極または投入の指令信号を受けたことによって割り込み装置（ＩＮＴ）が割り込みをかけたときに中央処理装置（ＣＰＵ）は図４に示すような次の処理を行う。
上記の変数Ｃｏｍを指令信号がＨＩＧＨ（実行）になったときに１とし、ＬＯＷ（待機）になったときに０に設定する。
この処理が終了すると定常処理にもどる。
【００２６】
さて、３つ目の割り込み処理を説明する前に、データを蓄える配列について説明する。
メモリー（ＭＥＭ）上に配列として確保された領域がある。この配列の名称をデータ配列とする。
Ｎを正の整数としたとき、データ配列はＮ＋１個準備されている。即ち、対応するメモリー上にＮ＋１個の領域が順序づけられて確保されている。
配列の要素は０番からＮ番までの配列番号によって参照できる。Ｎの値は、この実施の形態では６４であるが、少なくとも３２は必要である。配列の要素は初期状態ではすべて零という値に設定されている。
電力系統の基本周波数がｆ（ｆは５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）、周期がＴ＝１／ｆであるとき、サンプリング周期をＴｓ＝Ｔ／Ｎとするような一定の時間間隔で入出力器（Ｉ／Ｏ）においてサンプリングする。
高速遮断器１から入力された電流信号と電圧信号をサンプリングするが、変数Ｓｔａｔｅが０（開極状態）のときには電圧信号をサンプリングし、Ｓｔａｔｅが１（閉極状態）のときは電流信号をサンプリングして入力データとするような機能を入出力器（Ｉ／Ｏ）は持っている。
【００２７】
サンプリングが行われたときに割り込み装置（ＩＮＴ）が中央処理装置（ＣＰＵ）の定常時処理に割り込みを行う。それによって中央処理装置（ＣＰＵ）は図５に示すような以下の割り込み処理を実行する。
データ配列のｉ番目の要素をｉ−１番目に転送する（ｉは１からＮまで１ずつ増加）。Ｎ番目のデータ配列に新たに得られた入力データを転送する。
【００２８】
その後、中央処理装置（ＣＰＵ）はデータ配列に蓄えられている一連のデータから図６に示すような零点予測処理を実行する。
データ配列のデータを、電力系統の基本周波数ｆの波形を表すものと解釈し、その振幅と位相と直流分を計算によって求める。
この制御装置で必要なのは零点の時刻であるが、実際の波形が高調波成分を持っていたとしても、それらの高調波成分の零点の時刻は基本周波成分の零点の時刻と同一になるので高調波成分の零点を求める必要はない。
【００２９】
基本周波数成分の振幅Ａと位相角θと直流分Ｂを求める計算手法は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使う場合もあるが、図７および図８に示す以下のような簡易な方法によって得る場合もある。
図７および図８は、基本周波数成分の振幅Ａと位相角θと直流分Ｂを簡易的に求める計算手法を示すフローチャートであり、図７に示すフロー処理を行った後、図７において右側中央部に示すステップ出力▲１▼から、図８において最上部に示すステップ入力▲１▼に継続し、図８に示すフロー処理を行うものである。
【００３０】
全てのデータ配列の要素の値を最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎおよびそれぞれを与える配列番号ｉｍａｘおよびｉｍｉｎを得る。最大値を与える配列要素が複数あるときには配列番号の最も大きいものをｉｍａｘとする。ｉｍｉｎについても同様である。
【００３１】
さて、振幅Ａは（ｍａｘ＋ｍｉｎ）／２で求め、直流分Ｂについては（ｍａｘ−ｍｉｎ）／２として求める。
位相については、まず、ｉｍａｘとｉｍｉｎの大きい方を選びそれをｉｄとする。ただし、ｉｍａｘが０またはＮでかつｉｍｉｎが０でもＮでもないときにはｉｄ＝ｉｍｉｎとし、ｉｍｉｎが０またはＮでかつｉｍａｘが０でもＮでもないときにはｉｄ＝ｉｍａｘとする。それらの条件をいずれも満たさない場合はｉｄ＝０とする。ｉｄ＝ｉｍａｘとしたときは位相角θをθ＝（ｉｄ−Ｎ）×２π／Ｎ＋π／２とし、ｉｄ＝ｉｍｉｎとしたときはθ＝（ｉｄ−Ｎ）×２π／Ｎ＋３π／２とする。
【００３２】
求められた振幅Ａと位相角θと直流分Ｂから、図６に示すように、時間Ｔｏｃ（５ｍｓｅｃ）後の波形の予測値ＥｓｔがＥｓｔ＝Ａ×ｓｉｎ（２πｆ×Ｔｏｃ＋θ）＋Ｂと求められる。
Ｅｓｔ＝０または、前回の割り込み処理時に得られた波形の予測値ＯｌｄＥｓｔと比較して符号が異なる場合に上記変数Ｚｅｒｏに１を代入し、そうでなければ０を代入する。
その後、ＯｌｄＥｓｔにＥｓｔを代入して割り込み処理を終了し、定常時の処理にもどる。
【００３３】
上記のサンプリング周期Ｔｓに関係するＮの値には上限を設定する必要がある。割り込み処理によってかかる時間ＴｃがＴｓよりも大きな値になったときには処理が効率良くすすまなくなるので、Ｔｃ≦ＴｓすなわちＮ≦Ｔ／Ｔｃであるとよい。
【００３４】
このように、遮断可能時間または開極時間Ｔｏｃ（５ｍｓｅｃ）後の波形の予測値Ｅｓｔに基づいて、遮断可能時間または開極時間Ｔｏｃ（５ｍｓｅｃ）後に波形が零点または零点近傍にあることが検知されると、メモリー（ＭＥＭ）における零点検出有無記憶領域（Ｚｅｒｏ記憶領域）に記憶される変数Ｚｅｒｏが１に設定され、先に、図２について述べた通り、
【００３５】
上記実施例では投入時と開極時で同一の位相制御装置を用いて処理を行っているが、別々の制御装置を用いてもよい。
零点予測をする時に、まず、高周波成分を除去するフィルター処理を行っても良い。
【００３６】
この発明による実施の形態１によれば、動作指令に応じて高速遮断器１を動作させるための動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）からなる制御装置３において、高速遮断器１が接続された交流電力系統の電圧または電流についての電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集する入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段と、前記入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）からなる変換手段と、前記入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段により収集され前記アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）からなる変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから１サイクル前以内の前記データを保持するメモリー（ＭＥＭ）からなる記憶手段とを備え、前記メモリー（ＭＥＭ）からなる記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅，位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する中央演算処理装置（ＣＰＵ）からなる演算処理手段を設け、前記入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するとともに、前記中央演算処理装置（ＣＰＵ）からなる演算処理手段の処理動作に割り込んで前記データを前記中央演算処理装置（ＣＰＵ）からなる演算処理手段を介し前記メモリー（ＭＥＭ）からなる記憶手段に保持させる割り込み装置（ＩＮＴ）からなる割り込み手段を設けたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集して、データ収集を適切に行い、前記データを割り込み動作により前記記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【００３７】
また、この発明による実施の形態１によれば、動作指令に応じて遮断器を動作させるための動作信号を生成するにあたり、遮断器が接続された交流電力系統の電気量データについて所定の周期でサンプリングデータを収集し最新のサンプリングデータから１サイクル前以内の前記データを保持するとともに、前記データを前記交流電力系統の基本周波成分の波形に基づくものとして前記保持されたデータから振幅，位相および直流分を求めることにより、前記交流電力系統の電力量波形を予測し予測波形に基き前記動作信号を生成するとともに、前記データの最大値および最小値と、前記データの最大値および最小値が与えられた時点とにより、前記交流電力系統における波形の振幅，位相および直流分を求めるようにしたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータを簡易的に処理して的確かつ迅速に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【００３８】
実施の形態２．
この発明による実施の形態を図９および図１０について説明する。図９は実施の形態２における構成を示すブロック図である。図１０は実施の形態２における動作過程を示すフローチャートである。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成および方法内容以外の構成および方法内容については、先に説明した実施の形態１における構成および方法と同様の構成および方法内容を有し、同様の作用を奏するものである。
【００３９】
［装置構成］
図９において、１は高速遮断器、２は高速遮断器１を開閉動作させるための開閉動作指令を発令する電力系統保護リレー等からなる上位リレー、３は上位リレー２からの開閉動作指令に応じて高速遮断器１を開閉動作する開閉動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）からなる制御装置である。
制御装置３は、入出力器（Ｉ／Ｏ），アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ），メモリー転送装置（ＤＭＡ），メモリー（ＭＥＭ）および中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって構成されている。
【００４０】
［メモリーに直接的に数値データを書き込む場合の制御動作］
この実施の形態２における制御動作について説明する。
図１０に示すように、位相制御装置の制御が開始されると、中央処理装置（ＣＰＵ）は、まずメモリー上に確保された３つの変数Ｚｅｒｏ，Ｃｏｍ，Ｓｔａｔｅに対して初期化を実行する。
Ｚｅｒｏ，Ｃｏｍはそれぞれ初期値を０に設定する。Ｓｔａｔｅは遮断器の状態信号がＨＩＧＨ（開極状態）であるときに０とし、ＬＯＷ（閉極状態）であるときに１に設定する。データ配列の要素やＯｌｄＥｓｔなどの変数も０に初期化する。
【００４１】
初期化が終了すると、以下に説明する定常処理を始める。
中央処理装置（ＣＰＵ）は変数Ｚｅｒｏの値をメモリー（ＭＥＭ）から読み出しては調べ、値が０のときには何も実行せずに再度変数Ｚｅｒｏの値を読み出しに行く。
変数Ｚｅｒｏが１になっているときには変数Ｃｏｍの値を調べる。Ｃｏｍの値が０のときは予測処理を実行し、変数Ｚｅｒｏの読み出し処理にもどる。
Ｃｏｍの値が１のときには、さらに変数Ｓｔａｔｅの値を調べる。Ｓｔａｔｅの値が０のときにはＩ／Ｏに対して投入信号を出力するように命令を出し、Ｓｔａｔｅの値が１のときには開極信号を出力するように命令を出す。
命令処理が終了すると予測処理を実行し、変数Ｚｅｒｏの読み出し処理にもどる。
【００４２】
高速遮断器１の開閉極状態を通知する状態信号が変化したときにはメモリー転送装置（ＤＭＡ）が次の処理を行う。
上記の変数Ｓｔａｔｅを状態信号がＨＩＧＨ（開極状態）になったときに０とし、ＬＯＷ（閉極状態）になったときに１に設定する。
【００４３】
次に、上位からの開極または投入の指令信号を受けたことによってメモリー転送装置（ＤＭＡ）は次の処理を行う。
上記の変数Ｃｏｍを指令信号がＨＩＧＨ（実行）になったときに１とし、ＬＯＷ（待機）になったときに０に設定する。
電流信号と電圧信号のサンプリングが行われ、入力データが得られたときにメモリー転送装置（ＤＭＡ）は次の処理を行う。
データ配列の１番目からＮ番目までの要素を０番目からＮ−１番目に転送する（番号が一つ減る）。Ｎ番目のデータ配列に新たに得られた入力データを転送する。
【００４４】
この発明による実施の形態２によれば、動作指令に応じて高速遮断器１を動作させるための動作信号を生成するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）からなる制御装置３において、高速遮断器１が接続された交流電力系統の電圧または電流についての電気量データについて所定の周期でサンプリング動作を行いサンプリングデータを収集する入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段と、前記入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段により収集されたアナログデータをデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）からなる変換手段と、前記入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段により収集され前記アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）からなる変換手段によりデジタルデータに変換された最新のサンプリングデータから１サイクル前以内の前記データを保持するメモリー（ＭＥＭ）からなる記憶手段とを備え、前記メモリー（ＭＥＭ）からなる記憶手段に保持されたデジタルデータから振幅，位相および直流分を求めて前記交流電力系統の電気量波形を予測し予測波形に基づいて前記動作信号を生成する中央演算処理装置（ＣＰＵ）からなる演算処理手段を設け、前記入出力器（Ｉ／Ｏ）からなるデータ収集手段は、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集するとともに、前記データを前記中央演算処理装置（ＣＰＵ）からなる演算処理手段を介することなく前記メモリー（ＭＥＭ）からなる記憶手段に保持させるようにしたので、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを演算処理手段を介することなく記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【００４５】
以上に述べた、この発明による実施の形態における目的は、要約すれば、次の通りである。
極間電圧や電流に直流分が含まれていても比較的正しく目標とする零点の時刻を予測して、高速遮断器の開閉極の位相を制御し、指令から１サイクル以内で開閉極を完了する。
【００４６】
この発明による実施の形態における技術内容のポイントは次の通りである。
（１）電力系統の基本周波成分（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の波形を予測した。
（２）零点予測波形を求めるのに、現在時刻から１サイクル前以内のサンプリングデータから振幅・位相・直流分を求めて波形を予測した。
（３）振幅・位相・直流分を求める簡易な方法を用いた。
（４）デジタルシグナルプロセッサを用いて毎時零点を予測計算しながら上位からの開極指令を待つようにした。
（５）サンプリング毎に零点予測をする場合と、毎計算周期に零点予測をする場合。
（６）サンプリング周期を、予測波形の計算時間と同じか、それより長い、とした。
（１）〜（３）によって予測精度はある程度犠牲にするが高速な計算が可能になる。事故発生後１サイクル以内での遮断が可能になる。
（２）で１サイクル以前のデータを利用したときは事故が発生したときに生じる直流分をならすような効果を生むので１サイクル以内で遮断するときにはむしろ誤りを生じる。
【００４７】
この発明による実施の形態では、次に示すような構成内容を具備するものである。
高速遮断器のための開極信号および投入信号を生成する制御装置において、遮断可能時刻と同時かその近傍に電流零点になるように開極信号を送信し、また、閉極時刻と同時かその近傍に電圧または電流零点になるように投入信号を送信する位相制御装置および位相制御方式において、
（１）サンプリングデータを電力系統の基本周波成分の波形であると仮定して予測することを特徴とする位相制御方式。
（２）零点を予測するのに、現在時刻から１サイクル前以内のサンプリングデータから、振幅・位相・直流分を求めて波形を予測することを特徴する位相制御方式。
（３）サンプリングデータの最大値および最小値とそれぞれを与える時刻から振幅・位相・直流分を求める簡易な方法を用いたことを特徴とする位相制御方式。
【００４８】
この発明による実施の形態における、このような構成によれば、次の効果を奏することができる。
（１）電流・電圧に直流分がある場合でも正しく予測できる。
（２）事故発生から１サイクル以内で開閉極の完了ができる。
（３）１サイクル以内のデータを持つだけでいいのでメモリーが少なくてすむ。
（４）基本周波数成分を予測するのでアルゴリズムが簡易になり高速計算ができる。
（５）簡易方法による予測計算では、ＦＦＴを使うよりも計算速度が向上し、計算時間が短くてすむ。
【００４９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置を得ることができる。
【００５０】
第２の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御装置を得ることができる。
【００５１】
第３の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、遮断器が開極状態のときは電圧信号を収集し、遮断器が閉極状態のときは電流信号を収集して、データ収集を適切に行える遮断器の制御装置を提供することができる。
【００５２】
第４の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを割り込み動作により前記記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【００５３】
第５の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータにより的確に動作信号を生成し得るとともに、前記データを演算処理手段を介することなく記憶手段に保持させ得る遮断器の制御装置を提供することができる。
【００５４】
第６の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータ処理により的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【００５５】
第７の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にもサンプリング動作により収集された比較的少量のデータ処理により的確に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【００５６】
第８の発明によれば、交流電流系統における電気量波形に直流分が含まれている場合にも比較的少量のデータを簡易的に処理して的確かつ迅速に動作信号を生成し得る遮断器の制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による実施の形態１における構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明による実施の形態１における開閉信号出力動作過程を示すフローチャートである。
【図３】  この発明による実施の形態１における状態信号検出動作過程を示すフローチャートである。
【図４】  この発明による実施の形態１における指令信号検出動作過程を示すフローチャートである。
【図５】  この発明による実施の形態１における割り込み処理動作過程を示すフローチャートである。
【図６】  この発明による実施の形態１における零点予測処理動作過程を示すフローチャートである。
【図７】  この発明による実施の形態１における振幅Ａ，直流分Ｂ，位相角θの計算処理動作過程を示すフローチャートの前半部分である。
【図８】  この発明による実施の形態１における振幅Ａ，直流分Ｂ，位相角θの計算処理動作過程を示すフローチャートの後半部分である。
【図９】  この発明による実施の形態２における構成を示すブロック図である。
【図１０】  この発明による実施の形態２における開閉信号出力動作過程を示すフローチャートである。
【図１１】  従来技術における構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  高速遮断器、２  上位リレー、３  制御装置、Ｉ／Ｏ  入出力器、Ａ／Ｄアナログ／デジタル変換器、ＩＮＴ  割り込み装置、ＤＭＡ  メモリー転送装置、ＣＰＵ  中央演算処理装置、ＭＥＭ  メモリー。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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