(57)【要約】【課題】本発明の実施形態が解決しようとする課題は、保護監視制御盤の交換の際に、盤内部の配線を変更することなく、盤に搭載されているユニット内の基板のみを交換することができる保護監視制御盤の制御ユニットを提供することである。【解決手段】実施形態の保護監視制御盤の制御ユニットは、複数の基板が、保護監視制御盤の制御ユニットにおける各種機能を入出力、演算、通信電源供給のサブ機能に分割し、前記保護監視制御盤内部の配線を変更することなく、既設装置の回路変更と機能追加のうち、少なくとも一方を行う配線回路を実装する。マザーボードが、前記複数の基板への電力供給や前記基板間の信号受け渡しのためのシステムバスを搭載し、外部へ信号を引き出すためのインターフェース機能を備える。フラットケーブルが、前記マザーボードを補完する。ケースが、前記基板、前記マザーボード、前記フラットケーブルを収納する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護監視制御盤の制御ユニットにおける各種機能を入出力、演算、通信電源供給のサブ機能に分割し、前記保護監視制御盤内部の配線を変更することなく、既設装置の回路変更と機能追加のうち、少なくとも一方を行う配線回路を実装する複数の基板と、
前記複数の基板への電力供給や前記基板間の信号受け渡しのためのシステムバスを搭載し、外部へ信号を引き出すためのインターフェース機能を備えたマザーボードと、
前記マザーボードを補完するフラットケーブルと
前記基板、前記マザーボード、前記フラットケーブルを収納するケースと
を有する保護監視制御盤の制御ユニット。
【請求項２】
前記フラットケーブルは、前記複数の基板間の信号の受け渡しと前記基板への電力の供給のうち、少なくとも一方をさらに行う請求項１に記載の保護監視制御盤の制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力系統設備の保護監視制御を行う保護監視制御盤の制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統設備の保護監視制御システムは、旧世代のメカニカル形、制止形装置からディジタル形への移行が継続して急速に進んでいる分野の一つである。発電所や変電所に設置されている保護監視制御装置は、複数の保護リレー、監視制御機器を搭載し補助リレー等を使用したシーケンス回路を内部に持つ盤単位の構成となっており、装置寿命単位での交換は、新しい保護監視制御ユニットを搭載した盤をメーカーで新規に製作し、既設の盤と交換する方法が主流である。このような盤の交換作業においては、現地で盤へ接続される制御ケーブルを再敷設し、周辺装置を含む関連機能を網羅した再試験を行う必要がある。
【０００３】
運用中かつ正常に機能しているシステムの一部装置の寿命到来に際し、盤全体を交換する作業は、停電時間や現地試験時間の増大、対向装置との電気的接続面での影響が大きいため、作業範囲だけでなく様々なリスクやコストも拡大する。一方で、なるべく範囲を限定して装置を更新する手法は、現在問題なく機能している部分に対して更新作業が与えるリスクを軽減でき、既設装置との接続部分の効率的な品質維持と装置更新のコスト低減に大きく寄与すると考えられる。
【０００４】
そのような方法の１つとして、制御ユニットのみを交換する方法が挙げられる。ここで、保護監視制御盤の機能を実現するハードウェア単位をユニットと呼ぶ。通常、盤には複数のユニットが搭載されており、他の盤との間は、盤に取り付けられる端子台を介して接続される構成となっている。
【０００５】
しかし、制御ユニットのみを交換する方法では、交換時に端子台の配線を一度外し、制御ユニット交換後に付け直す必要があり、端子台配線に関係する機能の確認作業が必要となる。
【０００６】
また、制御ユニット自体は一般的に重いため、交換作業に時間が掛かり、作業員の安全面も懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２０５９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、保護監視制御盤の交換の際に、盤内部の配線を変更することなく、盤に搭載されているユニット内の基板のみを交換することができる保護監視制御盤の制御ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の保護監視制御盤の制御ユニットは、複数の基板が、保護監視制御盤の制御ユニットにおける各種機能を入出力、演算、通信電源供給のサブ機能に分割し、前記保護監視制御盤内部の配線を変更することなく、既設装置の回路変更と機能追加のうち、少なくとも一方を行う配線回路を実装する。マザーボードが、前記複数の基板への電力供給や前記基板間の信号受け渡しのためのシステムバスを搭載し、外部へ信号を引き出すためのインターフェース機能を備える。フラットケーブルが、前記マザーボードを補完する。ケースが、前記基板、前記マザーボード、前記フラットケーブルを収納する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の保護監視制御盤の内部構成を示す模式図。
【図２】本実施形態の保護監視制御盤の制御ユニットの内部構成を示す模式図。
【図３】本実施形態の保護監視制御盤の制御ユニット内基板に実装される配線回路パターンの一例を示す説明図。
【図４】本実施形態の保護監視制御盤の制御ユニット内に子基板を実装させた場合を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の保護監視制御盤の内部構成を示す模式図である。
【００１３】
本実施形態の保護監視制御盤の盤筐体１２の表面には、主機能を有する制御ユニットを構成するユニットケース４が取り付けられ、このほか、周辺回路を構成する表示ランプ、切替スイッチ、試験入力端子等種々の盤用品１４が取り付けられる。この盤と図示しない他装置との信号伝達は、盤端子台６と外部ケーブル１３を介して行われる。これらが盤内部配線１１で接続され、盤としての機能が実現される。
【００１４】
このような保護監視制御盤におけるディジタル形制御ユニットの内部構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態の保護監視制御盤の制御ユニットの内部構成を示す模式図である。
【００１５】
本実施形態の保護監視制御盤の制御ユニットにおいては、機能を入出力、演算、通信、電源供給等のサブ機能に分割した、演算基板２、入力変換器基板８、電源基板９がマザーボード１と呼ばれる共通基板に取り付けられることで全体機能が達成される。
【００１６】
マザーボード１は、電源基板９から演算基板２、入出力基板５、入出力変換器基板８への電力供給と、演算基板２、入出力基板５、入出力変換器基板８間の信号受渡しのためのシステムバスの搭載、外部へ信号を引き出すためのインターフェース等の機能を持つ。
【００１７】
各基板２,５,８,９の前部にはフラットケーブル７が取り付けられ、電源基板９から演算基板２、入出力基板５、入出力変換器基板８への電力供給と、演算基板２、入出力基板５、入出力変換器基板８間の信号受渡しは、このフラットケーブル７によって行われてもよい。
【００１８】
これらの基板２,５,８,９、マザーボード１、フラットケーブル７はユニットケース４に収納される。
【００１９】
制御ユニットの裏面には、他機器との入出力信号をインターフェースするための端子台コネクタ３が取り付けられ、この端子台コネクタ３に盤内配線１１が接続される。
【００２０】
本実施形態では、入出力基板５に配線回路パターン２１が実装される。図３に配線回路パターンの一例を示す。演算基板２によって演算された結果から補助リレー１９にディジタルＯＮ／ＯＦＦ信号１８が出力される。出力されたディジタルＯＮ／ＯＦＦ信号１８に応じて補助リレー接点２０の開閉が行われ、盤内用品１４の信号を入力する端子台コネクタ３の端子３０１ａと信号を盤端子台６に出力する端子３０１ｂ間の配線回路が組まれる。盤の端子台６に出力された信号は、外部ケーブル１３を介して図示しない他装置へ伝送される。
【００２１】
このような配線回路パターン２１が実装された入出力基板５を用いることで、図３中の破線で示したような端子間配線１６が必要なくなる。そのため、保護監視制御盤の交換とともに回路変更や機能の追加が必要な場合に、新たな配線回路パターン２１を実装した入出力基板５に交換するだけで回路変更や機能の追加が可能となる。つまり、制御ユニットごと交換する必要がなく、入出力基板５のみを交換することができる。
【００２２】
制御ユニットごと交換する場合には、内部配線１１や端子間配線１６の変更による取り付けや取り外しが必要であるが、入出力基板５のみを交換可能とすることで、内部配線１１や端子間配線１６といった盤内部の配線の変更による取り付けや取り外しが必要ない。そのため、回路変更に伴う作業時間を抑制することができる。
【００２３】
また、入出力基板５に実装された配線回路は、保護監視制御装置が置かれている現地に持ち込む前に確認が可能であるため、現地での試験の簡易化が期待でき、交換に伴う停電時間の削減が期待できる。
【００２４】
上記の実施形態では、配線回路パターン２１を実装する基板について、入出力基板５を例にとり説明したが、他の基板に配線回路パターン２１が実装されてもよく、同様の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、図４に示すように演算基板２には機能の追加、拡張を行う子基板１５が実装されていてもよい。ユニットケース４に演算基板２を実装する場合、マザーボード接続部１０と基板用スロット１７で固定するため、実装できる演算基板２の枚数は既設の保護監視制御盤によって決まる。しかし、このような子基板１５を演算基板２に実装させることで基板の実装枚数の制限が軽減され、１枚の演算基板２では実施不可能な機能を実現させることもできる。また、信頼性を考慮し、同じ機能を相違するハードウェアで同時に動作させる要求にも対応することが可能となる。
【００２６】
本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１…マザーボード
２…演算基板
３…端子台コネクタ
４…ユニットケース
５…入出力基板
６…盤端子台
７…フラットケーブル
８…入出力変換器基板
９…電源基板
１０…マザーボード接続部分
１１…盤内部配線
１２…盤筐体
１３…外部ケーブル
１４…盤用品
１５…子基板
１６…端子間配線
１７…基板用スロット
１９…補助リレー
２０…補助リレー接点
２１…配線回路パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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