(57)【要約】【課題】遠隔地に設置された制御所装置における処理負担を軽減しつつ、監視対象とする回路に異常が発生した場合には当該異常の発生を迅速かつ確実に伝えること。【解決手段】制御所に配置された制御所装置と通信可能な監視装置１０２であって、制御所装置から出力された制御信号を受信する受信位置３０１、３０２よりも負極側に設けられた監視位置における電圧値を取得し、取得した電圧値が所定の閾値を超えていないと判断した場合に、制御所装置に対して異常信号を送信する監視装置１０２を構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御所に配置された制御所装置と通信可能な監視装置であって、
前記制御所装置から出力された制御信号を受信する受信位置よりも負極側に設けられた監視位置における電圧値を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した電圧値が所定の閾値を超えているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段が前記閾値を超えていないと判断した場合、前記制御所装置に対して異常信号を送信する出力手段と、
を備えたことを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記受信位置よりも負極側であって、かつ、監視対象とする回路よりも正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記受信位置よりも負極側であって、かつ、前記監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記取得手段は、前記受信位置よりも負極側であって、かつ、前記監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器と連携して動作する保護継電器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴とする請求項３に記載の監視装置。
【請求項５】
前記取得手段は、複数の遮断器にかかる電圧値を取得することを特徴とする請求項３または４に記載の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力機器の状態を監視する監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変電所や発電所に設置してある電力機器は、緊急時を除き制御所からの遠隔制御によって操作が行われている。変電所や発電所と制御所とは制御回路を介して接続されており、制御所からの遠隔制御による操作は、制御所から出力された電気信号が制御回路（シーケンス回路）を正常に流れることによって実現される。
【０００３】
「制御回路上に敷設された保護継電器（Ｒｙ）や接点が正しく動作していない」、「回路の一部が断線している」などの原因によって、制御回路（シーケンス回路）が正常に構成されていない場合、制御所から出力された電気信号は操作対象機器まで伝わらない。この場合、電気事故が発生しても事故電流を遮断できない。
【０００４】
また、このような原因によって事故が発生した箇所の直近の遮断器が動作しない場合、直近の遮断器以外の他の遮断器へ遮断信号が伝達され、当該他の遮断器が動作する。この場合、本来遮断されるべき範囲よりも実際に遮断される範囲が拡大してしまう、すなわち不必要な箇所までも停電してしまう。
【０００５】
関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、第１の伝送路を介して中央制御装置から遠隔監視制御装置へ伝送される第１の情報と、第２の伝送路を介して遠隔監視制御装置から中央制御装置へ伝送される第２の情報とのうち、第１の信号情報のみ所定値以下に低下した場合に伝送路が異常であると判定し、第２の信号情報のみ所定値以下に低下した場合は遠隔監視制御装置が異常であると判定するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１４１６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の技術は、遠隔監視制御装置に設置された各種計器から、正相電圧値、正相電流値、有効電力値、無効電力値、零相電圧値などの複数の計測値に基づくレベル情報を取得し、取得したレベル情報に基づいて制御所に配置された中央制御装置において異常判定処理をおこなうことによって、受信レベルのみが低下している回線が異常であるか、送信レベルのみが低下している遠隔監視制御装置の異常であるかを判定しているため処理が複雑であり、中央制御装置における処理負担が大きいという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、遠隔地に設置された制御所装置における処理負担を軽減しつつ、監視対象とする回路に異常が発生した場合には当該異常の発生を迅速かつ確実に伝えることができる監視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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる監視装置は、制御所に配置された制御所装置と通信可能な監視装置であって、前記制御所装置から出力された制御信号を受信する受信位置よりも負極側に設けられた監視位置における電圧値を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した電圧値が所定の閾値を超えているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段が前記閾値を超えていないと判断した場合、前記制御所装置に対して異常信号を送信する出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる監視装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記受信位置よりも負極側であって、かつ、監視対象とする回路よりも正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかる監視装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記受信位置よりも負極側であって、かつ、前記監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる監視装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記受信位置よりも負極側であって、かつ、前記監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器と連携して動作する保護継電器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる監視装置は、上記の発明において、前記取得手段が、複数の遮断器にかかる電圧値を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明にかかる監視装置によれば、遠隔地に設置された制御所装置における処理負担を軽減しつつ、監視対象とする回路に異常が発生した場合には当該異常の発生を迅速かつ確実に伝えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明にかかる実施の形態の監視システムのシステム構成を示す説明図である。
【図２】この発明にかかる実施の形態の監視システムにおける監視装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】この発明にかかる実施の形態の監視装置の実装位置の具体例について示す説明図である。
【図４】制御所装置が備える表示装置における表示画面例を示す説明図である。
【図５】この発明にかかる実施の形態の監視装置の処理手順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】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる監視装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
（監視システムのシステム構成）
まず、この発明にかかる実施の形態の監視システムのシステム構成について説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態の監視システムのシステム構成を示す説明図である。
【００１８】
図１において、この発明にかかる実施の形態の監視システム１００は、制御所装置１０１と監視装置１０２とを備えている。制御所装置１０１は、制御所１１０に設置される。制御所装置１０１は、インターネットあるいは専用のネットワーク１３０を介して監視装置１０２と接続されている。制御所装置１０１は、監視装置１０２との間でネットワーク１３０を介した通信をおこなう通信手段を備えている。また、制御所装置１０１は、当該制御所装置１０１に接続された監視装置１０２およびその他各種の監視対象機器の状態を表示する表示装置（図４を参照）を備えている。
【００１９】
監視装置１０２は、制御所１１０とは遠隔地に設けられた変電所や発電所（以下、「変電所１２０」という）など、監視対象とする電力機器が設置されている場所と同じ場所に設置される。各電力機器は、制御所装置１０１から電力機器に対してネットワーク１３０を介して出力した各種の制御信号によって、当該電力機器が設置された場所の遠隔地からの遠隔制御によって操作することができる。
【００２０】
監視システム１００においては、複数の変電所１２０の各所にそれぞれ設置された監視装置１０２と１台の制御所装置１０１とが通信をおこない、当該１台の制御所装置１０１が各監視装置１０２からの出力を受け付け、各監視装置１０２の出力結果に基づいた電力機器の状態を制御所１１０において案内する。これにより、制御所１１０に駐在する作業員は、監視対象とする電力機器が設置された変電所（現場）１２０の遠隔地において、各電力機器の状態を監視することができる。このような遠隔監視を実現することにより、作業員が変電所（現場）１２０におもむくことなく各電力機器を監視し、電気の供給にかかる信頼度を確保することができる。
【００２１】
図２は、この発明にかかる実施の形態の監視システム１００における監視装置１０２の機能的構成を示すブロック図である。図２において、監視装置１０２は、取得部２０１と、判定部２０２と、出力部２０３と、を備えている。取得部２０１は、制御所装置１０１から出力された制御信号を受信する受信位置（図３における符号３０１、３０２を参照）よりも負極側（Ｎ側）に設けられた監視位置（図３における符号３１０、３２０を参照）における電圧値を取得する。これにより、受信位置よりも負極側（Ｎ側）の電圧値を取得することができる。
【００２２】
取得部２０１は、受信位置よりも負極側（Ｎ側）であって、かつ、監視対象とする回路よりも正極側（Ｐ側）に設けられた監視位置における電圧値を取得する。取得部２０１は、たとえば、監視位置に設けられた電圧計の出力値を取得することによって電圧値を取得することができる。これにより、受信位置よりも負極側（Ｎ側）に設けられた制御回路を監視対象とし、当該監視対象とする回路における電圧値を取得することができる。
【００２３】
取得部２０１は、受信位置よりも負極側であって、かつ、監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得する。これにより、監視対象とする回路に対する負荷電流を開閉する遮断器における電圧値を取得することができる。
【００２４】
取得部２０１は、受信位置よりも負極側であって、かつ、監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器と連携して動作する保護継電器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得する。取得部２０１は、監視対象とする回路における電圧値を、常時、連続して取得する。取得部２０１は、複数の遮断器にかかる電圧値を取得する。取得部２０１は、たとえば、おなじ変電所１２０に設置された複数の遮断器のそれぞれから、当該遮断器にかかる電圧値を取得する。これにより、監視装置１０２は、複数の遮断器における異常の有無を監視することができる。
【００２５】
判定部２０２は、取得部２０１が取得した電圧値が所定の閾値を超えているか否かを判断する。判定部２０２は、たとえば、監視位置に設けられた電圧計の出力値をアナログ／デジタル変換し、変換したデジタル値と所定の閾値との大小を比較することによって、取得部２０１が取得した電圧値が所定の閾値を超えているか否かを判断することができる。所定の閾値は、たとえば、監視システム１００の管理者などが任意に設定することができる。具体的には、所定の閾値は、たとえば、０（ゼロ）Ｖとすることができる。これにより、監視位置における電圧の有無を判定することができる。
【００２６】
出力部２０３は、判定部２０２の判断結果に基づいて、制御所装置１０１に対して異常信号を送信する。出力部２０３は、たとえば、判定部２０２が閾値を超えていないと判断した場合に、制御所装置１０１に対して異常信号を送信する。具体的には、出力部２０３は、たとえば、監視位置における電圧値が０Ｖである場合に、制御所装置１０１に対して異常信号を送信する。出力部２０３は、異常信号の送信元となる監視装置１０２、すなわち当該監視装置１０２が監視対象とする遮断器の識別情報を含む異常信号を送信する。
【００２７】
図３は、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２の実装位置の具体例について示す説明図である。図３において、符号３０１、３０２は、受信位置を示している。また、図３において、符号３１０、３２０は、監視位置を示している。制御所装置１０１から出力された、遮断器を「入状態」とするための「入」信号は、受信位置３０１を介して入力される。制御所装置１０１から出力された、遮断器を「切状態」とするための「切」信号は、受信位置３０２を介して入力される。
【００２８】
また、図３において、「ＴＣ」は、遮断器を開操作するための主引き外しコイルを示している。遮断器は、主引き外しコイルＴＣに通電することにより、「入」状態から「切」状態に動作する。「Ｘ」、「Ｙ」は、投入用補助リレーを示している。「Ｘ−ａ」は投入用補助リレーＸ、Ｙによって開閉する接点を示している。「ＣＣ」は、遮断器の主投入コイルを示している。投入用補助リレーＸ、Ｙが通電することにより接点Ｘ−ａが閉じると、主投入コイルＣＣが通電し、遮断器を「入」状態にする動作が開始される。投入用補助リレーＸ、Ｙは、遮断器を「入」状態にする動作が完了した状態において元の非通電の状態に復帰する。
【００２９】
「ＲＬ」は、遮断器が閉状態（投入された状態）となった場合に点灯するランプを示している。ランプＲＬは、当該ランプＲＬより正極側（Ｐ側）に直列接続された補助接点が閉じることにより直流電流が通電して点灯する。「ＧＬ」は、遮断器が開状態（引き外された状態）となった場合に点灯するランプを示している。ランプＧＬは、当該ランプＧＬより正極側（Ｐ側）に直列接続された補助接点が閉じることにより直流電流が通電して点灯する。
【００３０】
符号３０３は、Ａ接点を示している。Ａ接点３０３は、通常時すなわち遮断器が動作していない場合は開いている。Ａ接点３０３が開いている場合、当該Ａ接点３０３より負極側（Ｎ側）の回路には電気が流れない。Ａ接点３０３より負極側（Ｎ側）の回路には、Ａ接点３０３を動作させる（スイッチ操作する）ことによって回路が閉じた場合に電気が流れる。
【００３１】
符号３０４は、Ｂ接点を示している。Ｂ接点３０４は、Ａ接点３０３とは逆に、通常時すなわち遮断器が動作している場合は閉じている。Ｂ接点３０４が閉じている場合、当該Ｂ接点３０４より負極側（Ｎ側）の回路に電気が流れる。Ｂ接点３０４より負極側（Ｎ側）の回路においては、Ｂ接点３０４を動作させる（スイッチ操作する）ことによって回路が開いた場合に電気が止まる。
【００３２】
監視装置１０２は、図３において太線３０５、３０６で示した部分を監視対象としている。図３において太線３０５、３０６で示した回路において断線や接点不良などの故障が発生した場合、監視装置１０２よりも負極側（Ｎ側）から上がってくる電圧がなくなる。監視装置１０２は、監視装置１０２よりも負極側（Ｎ側）から上がってくる電圧がなくなったことを検出することによって、図３において太線３０５、３０６で示した回路において断線や接点不良などの故障が発生したことを検出することができる。
【００３３】
監視装置１０２は、遮断器が動作していない通常時、すなわち、Ａ接点３０３が開きＢ接点３０４が閉じている場合は、太線３０５で示した回路における断線や接点不良などの故障を検出する。また、監視装置１０２は、遮断器が動作している場合、すなわちＡ接点３０３が閉じＢ接点３０４が開いている場合は、太線３０６で示した回路における断線や接点不良などの故障を検出する。
【００３４】
監視装置１０２は、監視装置１０２よりも負極側（Ｎ側）から上がってくる電圧を常時連続して監視しているため、遮断器が動作している状態および遮断器が動作していない状態のいずれの状態においても、図３において太線３０５、３０６で示した回路において断線や接点不良などの故障が発生したことを検出することができる。
【００３５】
図３において、符号３０７、３０８は、遮断器の「入」状態と「切」状態とを手動によって切り換えるためのスイッチを示している。スイッチ３０７、３０８は、遮断器が設置されている現場において、作業員によって直接操作されることによって動作する。受信位置は、スイッチ３０７、３０８よりも負極側に設けられている。
【００３６】
図４は、制御所装置１０１が備える表示装置における表示画面例を示す説明図である。図４において、表示装置は、制御所装置１０１によって駆動制御され、送電経路において制御所装置１０１による監視対象とする各部の状態を示す表示画面４００を表示する。制御所装置１０１は、制御所装置１０１による監視対象とする各部の状態に応じて、表示画面４００において監視対象ごとに設けられた表示窓を点灯したり消灯したりするように表示装置を駆動制御する。これによって、制御所装置１０１による監視対象とする各部の状態を案内することができる。
【００３７】
具体的には、制御所装置１０１は、監視装置１０２から出力された異常信号を受け付けた場合、表示画面４００において該当する表示窓４０１を赤色などによって点灯させる。これによって、異常信号を出力した監視装置１０２に対応する遮断器の異常を、制御所１１０に駐在する作業員に報知することができる。
【００３８】
図５は、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２の処理手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、まず、監視位置における電圧値を取得する（ステップＳ５０１）。そして、ステップＳ５０１において取得した電圧値が、所定の閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ５０２）。ステップＳ５０２においては、たとえば、ステップＳ５０１において取得した電圧値が、０（ゼロ）Ｖを超えているか否かを判断する。
【００３９】
ステップＳ５０２において、ステップＳ５０１において取得した電圧値が所定の閾値を超えている場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ５０１へ戻り、監視位置における電圧値を取得する。一方、ステップＳ５０２において、ステップＳ５０１において取得した電圧値が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、異常信号を生成する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３においては、監視位置における電圧値が所定の閾値を超えた異常が発生したことを示し、当該異常を検出した監視装置１０２（自装置）の識別情報を含む異常信号を生成する。その後、制御所装置１０１に対して、ステップＳ５０３において生成した異常信号を送信して（ステップＳ５０４）、ステップＳ５０１へ戻る。
【００４０】
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２は、制御所に配置された制御所装置１０１と通信可能な監視装置１０２であって、制御所装置１０１から出力された制御信号を受信する受信位置よりも負極側に設けられた監視位置における電圧値を取得し、取得した電圧値が所定の閾値を超えていないと判断した場合に、制御所装置１０１に対して異常信号を送信するようにしたことを特徴としている。
【００４１】
この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、監視位置における電圧値が所定の閾値を超えていない場合に制御所装置１０１に対して異常信号を送信することにより、監視装置１０２と制御所装置１０１との間で常時通信をおこなうことなく、制御所装置１０１に対して、監視対象とする回路における異常の発生を通知することができる。
【００４２】
これにより、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、監視装置１０２と制御所装置１０１との間で常時通信をおこなう場合と比較して制御所装置１０１における処理負担を軽減しつつ、監視対象とする回路に異常が発生した場合には当該異常の発生を迅速かつ確実に伝えることができる。そして、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、異常が発生した回路の修理や交換などの作業を早期におこなうことができるので、当該回路を含む線路における電力機器が正常に動作しないことに起因して停電事故が拡大することを防止することができる。
【００４３】
また、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、電力機器が正常に動作しないことに起因する停電事故の拡大を防止できるので、停電が発生した場合の停電範囲を最小限に抑えることができる。これによって、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、必要以上に拡大した停電範囲にかかる確認などの作業をおこなうことがなく、業務の効率化を図ることができる。
【００４４】
また、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、電気事故が発生する前に、断線や接点不良などの故障などの異常を解消する作業をおこなうことができるので、当該作業にともなう停電にかかる各種の手続きや停電時の作業を計画的におこなうことができる。これにより、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、停電にかかる各種の手続きや停電時の作業を円滑におこなうことができる。また、停電時の作業にかかる十分な実作業時間を確保することができる。
【００４５】
また、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２は、受信位置よりも負極側であって、かつ、監視対象とする回路よりも正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴としている。この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、監視対象とする回路（たとえば、図３において太線３０５、３０６で示す回路）における断線や接点不良などの故障などの異常が発生したことを確実に検出し、制御所装置１０１に対して当該異常の発生を通知することができる。
【００４６】
また、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２は、受信位置よりも負極側であって、かつ、監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴としている。
【００４７】
この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、監視対象とする回路に流れる電気にかかる遮断器を含めた、監視対象とする回路（たとえば、図３において太線３０５、３０６で示す回路）における断線や接点不良などの故障などの異常が発生したことを確実に検出し、制御所装置１０１に対して当該異常の発生を通知することができる。
【００４８】
これにより、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、制御所装置１０１から切信号を出力する操作によって遮断器を動作させる前に、当該操作をおこなってよいか否かを制御所１１０に駐在する作業者が確認することができ、確実な遠隔操作をおこなうことができ、電力系統操作を容易におこなうことができる。
【００４９】
また、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、制御所装置１０１に対して、遮断器における異常の発生の有無を迅速かつ確実に通知することにより、各遮断器を常に正常な状態に維持管理することができるので、当該遮断器を含む線路における電気事故発生時に確実に事故遮断をおこない、当該線路における電気送配電にかかる信頼性を確保することができる。
【００５０】
また、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２は、受信位置よりも負極側であって、かつ、監視対象とする回路を備える線路において当該回路よりも正極側に設けられている遮断器のうちの直近の遮断器と連携して動作する保護継電器の正極側に設けられた監視位置における電圧値を取得することを特徴としている。
【００５１】
この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、遮断器を「入」状態から「切」状態に切り換えるよう制御する保護継電器の断線や接点不良などの故障などの異常が発生したことを確実に検出し、制御所装置１０１に対して当該異常の発生を通知することができる。これにより、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、確実な遠隔操作をおこなうことができ、電力系統操作を容易におこなうことができる。そして、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、遮断器を含む線路における電気事故発生時に確実に事故遮断をおこない、当該線路における電気送配電にかかる信頼性を確保することができる。
【００５２】
また、この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２は、複数の遮断器にかかる電圧値を取得することを特徴としている。この発明にかかる実施の形態の監視装置１０２によれば、１台の監視装置１０２を用いて複数の遮断器を監視することができるので、同じ変電所１２０に複数台の監視装置１０２を設置したり、複数の通信回線を引いたりすることがなく、監視システム１００の効率的な運用を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、この発明にかかる監視装置は、電力機器の状態を監視する監視装置に有用であり、特に、有人の制御所とは異なる遠隔地に設置された電力機器の状態を監視する監視装置に適している。
【符号の説明】
【００５４】
１００  監視システム
１０１  制御所装置
１０２  監視装置
２０１  取得部
２０２  判定部
２０３  出力部
３０１、３０２  受信位置
３０３  Ａ接点
３０４  Ｂ接点
３０５、３０６  監視対象
【図１】
2014134902.tif 000003
【図２】
2014134902.tif 000004
【図３】
2014134902.tif 000005
【図４】
2014134902.tif 000006
【図５】
2014134902.tif 000007