(57)【要約】【課題】  開閉器等を含む電力系統設備の異常を検出しようとする場合、開閉器本体の異常であるのか、開閉器本体以外の異常であるのかの判断に時間を要し、故障からの回復や、原因究明が遅延してしまっていた。【解決手段】  開閉器本体の開閉を制御する励磁コイル等に不応動検出回路を設けることにより、電力系統の監視制御を行う制御装置及び保護装置の損傷を防止しつつ、開閉器本体または開閉器本体以外の異常箇所の迅速な検出を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷対象への電力の投入、遮断を行う電力開閉手段と、
前記電力開閉手段の投入・開放を制御する投入操作用コイルおよび開放操作用コイルと、
前記投入操作用コイルに流れる励磁電流を制御する投入用接点および前記開放操作用コイルに流れる励磁電流を制御する開放用接点を有する制御装置と、
前記投入用接点を閉にして前記投入操作用コイルに励磁電流を流して前記電力開閉手段を投入動作させた場合に、前記電力開閉手段が所定時間範囲内に正常に投入動作を行なわなければ前記投入操作用コイルの前記励磁電流を強制遮断する遮断手段と、
を備えることを特徴とする操作電流遮断システム。
【請求項２】
負荷対象への電力の投入、遮断を行う電力開閉手段と、
前記電力開閉手段の投入・開放を制御する投入操作用コイルおよび開放操作用コイルと、
前記投入操作用コイルに流れる励磁電流を制御する投入用接点および前記開放操作用コイルに流れる励磁電流を制御する開放用接点を有する制御装置と、
前記開放用接点を閉にして前記開放操作用コイルに励磁電流を流して前記電力開閉手段を開放動作させた場合に、前記電力開閉手段が所定時間範囲内に正常に開放動作を行なわなければ前記開放操作用コイルの前記励磁電流を強制遮断する遮断手段と、
を備えることを特徴とする操作電流遮断システム。
【請求項３】
前記遮断手段が前記励磁電流を強制遮断する際に警報を発する警報通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２いずれか一項に記載する操作電流遮断システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力系統の開閉器、遮断器等の不応動時の操作電流遮断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統には、負荷開閉器、遮断器、断路器などの各種電力開閉設備が設置されている。これらは電力系統監視制御装置（以下、単に制御装置と称する）により電力の開閉、遮断、断路等の制御が行われる。
【０００３】
従来のシステムは、開閉器の投入、開放が正常に行われることを前提として、運用がされている。開閉器の投入、開放が行われることにより、開閉器の補助接点（例えば補助接点５，９）により、操作コイル（例えば、開閉器投入操作用コイル４、７）の電流を遮断している。しかし、操作コイルや制御を行う操作機構（例えば制御装置２０）の異常により開閉器が不応動となる場合がある。この場合、操作コイルの電流を制御装置または保護装置側で遮断することになり、制御装置や保護装置を損傷させる可能性があった。
【０００４】
そこで、あらかじめ予備の開閉器を並列接続し、一つの開閉器が不応動となった場合に、予備の開閉器を作動させることにより、制御装置、保護装置の損傷を防ぐシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２８６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記システムの場合、開閉器の不応動が発生しても、開閉器本体側の異常であるのか、電力系統設備制御応動監視システム側の異常であるのかの判断が即座につかず、故障からの復旧や、原因究明が遅延することとなる。
【０００７】
また制御装置、保護装置で操作コイルの電流を遮断することにより、制御装置、保護装置が損傷する可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、開閉器等の電力系統設備制御応動監視システム内の不応動検出回路を開閉器操作回路内に設け、開閉器不応動を検出した場合も開閉器操作回路で操作コイルの電流を遮断することで、制御装置及び保護装置の損傷を防止しつつ、開閉器本体または監視システム側のどちらに異常があるかの検出を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の操作電流遮断システムは、
負荷対象への電力の投入、遮断を行う電力開閉手段と、
前記電力開閉手段の投入・開放を制御する投入操作用コイルおよび開放操作用コイルと、
前記投入操作用コイルに流れる励磁電流を制御する投入用接点および前記開放操作用コイルに流れる励磁電流を制御する開放用接点を有する制御装置と、
前記投入用接点を閉にして前記投入操作用コイルに励磁電流を流して前記電力開閉手段を投入動作させた場合に、前記電力開閉手段が所定時間範囲内に正常に投入動作を行なわなければ前記投入操作用コイルの前記励磁電流を強制遮断する遮断手段と、
を備えることを特徴とする操作電流遮断システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、開閉器本体の故障で不応動となったことを明確かつ迅速に判断することにより、早期に故障の復旧ができ、また制御装置、保護装置の損傷も回避でき、電力供給の安定確保に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る操作電流遮断システム構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る開閉器投入操作時の操作電流遮断システムの動作フローチャート。
【図３】本発明の実施形態に係る開閉器開放操作時の操作電流遮断システムの動作フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る電力系統設備の構成を示す図である。
【００１４】
なお、下記に示す各開閉器（投入・開放）補助接点におけるスイッチ等の回路接続状態を（閉）、回路切断状態を（開）として表現する。
【００１５】
本実施形態の電力系統設備は、図１に示すように、開閉操作回路１０と、開閉器１１と、電力系統監視制御装置２０とからなる。
【００１６】
開閉器１１は、負荷対象への電力供給するため主極の投入または開放を行い、主極の投入時は電力回路を接続し、開放時は電力回路を開放する。また、負荷対象とは、車両やその他電力を利用する機器等である。例えば、開閉器１１は負荷開閉器や遮断器、断路器である。
【００１７】
開閉器投入操作用コイル４は、制御装置２０の開閉器投入用接点３が（閉）となって電流が流れることによって励磁される。開閉器投入操作用コイル４が励磁されると、開閉器１１の主極が投入される。ここで、開閉器１１の主極が投入されると、その後に開閉器投入用接点３が（開）となり励磁電流が遮断される。
【００１８】
開閉器補助接点５は、開閉器１１の主極の投入動作に連動して作動し、開閉器１１の主極が投入されると（開）となる。また、開閉器１１の主極の開放動作により（閉）となる。
【００１９】
開閉器開放操作用コイル７は、制御装置２０の開閉器開放用接点６が（閉）となって電流が流され励磁される。開閉器開放操作用コイル７が励磁されると、開閉器１１の主極の開放がされる。
【００２０】
開閉器補助接点９は、開閉器１１の主極に連動しており、開閉器１１の主極が開放されると連動して（開）となり、開閉器１１の主極が投入されるとでは（閉）となる。
【００２１】
制御装置２０は、開閉器投入用接点３と、開閉器開放用接点６から構成される。
【００２２】
開閉器投入用接点３は、投入操作回路の入切を行うスイッチである。例えば外部インターフェイスからの指示により、開閉操作回路１０の投入操作を行いたい際に（閉）となり、開閉器投入操作用コイル４を励磁する。開閉器１１が不応動の場合、開閉器投入操作用コイル４の励磁電流を開閉器投入用接点３で遮断する。近年、制御装置２０は、静止化や小型化が進み、開閉器投入用接点３は、励磁電流の遮断可能なものを使用するのが困難であり、通常励磁電流の遮断は開閉器投入用補助接点５に委ねる場合が多い。この場合、開閉器投入補助接点３が（閉）となっている時間は、時間制御又は、制御装置２０内で開閉器投入操作用コイル４の励磁が解かれたのを検知してから（開）となるように制御している。
【００２３】
開閉器投入用接点６は、開放操作回路の入切を行うスイッチである。例えば外部インターフェイスからの指示により、開閉操作回路１０の開放操作を行いたい際に（閉）となり、開閉器開放操作用コイル７を励磁する。開閉器１１が不応動の場合、開閉器開放操作用コイル７の励磁電流を開閉器開放用接点６で遮断する。近年、制御装置２０は、静止化や小型化が進み、開閉器開放用接点６は、励磁電流の遮断可能なものを使用するのが困難であり、通常励磁電流の遮断は開閉器開放用補助接点９に委ねる場合が多い。この場合、開閉器開放補助接点６が（閉）となっている時間は、時間制御又は、制御装置２０内で開閉器開放操作用コイル９の励磁が解かれたのを検知してから（開）となるように制御している。
【００２４】
本実施形態の開閉操作回路１０は開閉器投入操作用コイル４、と開閉器補助接点５、開閉器開放操作用コイル７と開閉器補助接点９に加え、投入不応動監視用限時継電器ａ，投入不応動監視用限時継電器接点ａ１，投入電流遮断用補助継電器ｂ，投入電流遮断用補助継電器接点ｂ１，投入電流遮断用補助継電器接点ｂ２，開放不応動監視用限時継電器ｃ，開放不応動監視用限時継電器接点ｃ１，開放電流遮断用補助継電器ｄ，開放電流遮断用補助継電器接点ｄ１，開放電流遮断用補助継電器接点ｄ２備えている。
【００２５】
投入不応動監視用限時継電器ａは、開閉器投入操作用コイル４の励磁状態と開閉器１１の主極の投入状況を監視する。すなわち、開閉器投入コイル４が励磁されたにも関わらず、開閉器１１の主極の投入がなされなかった場合に、投入不応動監視用限時継電器ａは投入不応動監視用限時継電器接点ａ１を（閉）にして、投入電流遮断用補助継電器ｂを作動させることにより、後続するシーケンスにより開閉器１１の主極を遮断する。
【００２６】
投入不応動監視用限時継電器ａは、開閉器投入操作用コイル４の励磁状態および開閉器１１の動作を監視するため、開閉器投入操作用コイル４と並列に接続されている。開閉器１１の動作を監視するための条件として、開閉器補助接点５が（閉）であって開閉器投入用接点３が（閉）の時に、開閉器投入操作用コイル４を監視する。監視方法は、時間管理により行い、開閉器投入操作用コイル４が励磁（開閉器投入用接点３が（閉）と同意）されたにもかかわらず、予め定められた時間範囲内に開閉器１１が動作しなかった場合、投入不応動監視用限時継電器ａが作動する。
【００２７】
また、投入不応動監視用限時継電器ａが開閉器１１の不応動を判断し、投入不応動監視用限時継電器接点ａ１を（閉）にして投入電流遮断用補助継電器ｂを作動させるまでの反応時間は、開閉器１１の投入時間以上、開閉器投入用接点３が（閉）から（開）になるまでの時間未満に設定される。投入時間未満に反応時間を設定してしまうと、開閉器１１が正常に動作した場合も不応動と判定してしまうからである。また、開閉器投入用接点３が（閉）から（開）になる時間以上に反応時間を設定してしまうと、開閉器投入用接点３で励磁電流を遮断してしまうこととなり、接点の損傷を招いてしまうためである。
【００２８】
投入不応動監視用限時継電器接点ａ１は、投入電流遮断用補助継電器ｂを動作させる接点である。投入不応動監視用限時継電器ａが作動、つまり開閉器１１の不応動と判断した場合に、連動して（閉）となる。
【００２９】
投入電流遮断用補助継電器ｂは，励磁コイルである。投入電流遮断用補助継電器ｂは、投入不応動監視用限時継電器接点ａ１が（閉）となると励磁され、開閉器投入用接点３と開閉器投入操作用コイル４との間に設けられる投入電流遮断用補助継電器接点ｂ１を（開）にする。また、警報装置３１用の投入電流遮断用補助継電器接点ｂ２を（閉）にする。
【００３０】
投入電流遮断用補助継電器接点ｂ１は、開閉器投入回路を開閉する接点であり、投入電流遮断用補助継電器ｂが平常状態では（閉）にある。開閉器１１の不応動を投入不応動監視用限時継電器ａが検知し、投入電流遮断用補助継電器ｂが励磁された場合に（開）となり、開閉器投入操作用コイル４への励磁電流を遮断する。
【００３１】
投入電流遮断用補助継電器接点ｂ２は、開閉器不応動検出に警報を出力する接点であり、投入電流遮断用補助継電器ｂが平常状態では（開）である。開閉器１１の不応動を投入不応動監視用限時継電器ａが検知し、投入電流遮断用補助継電器ｂが励磁された場合に（閉）となり、制御装置２０などに設けられる警報装置３１に警報を発する。
【００３２】
警報装置３１，３２は、外部の監視者へ異常を知らせる接点であり、制御装置２０に通知する方式でもよいし、ランプを灯す等により直接外部に表示しても良い。
【００３３】
開放不応動監視用限時継電器ｃは、開閉器開放操作用コイル７の励磁状態および開閉器１１の動作を監視するため、開閉器開放操作用コイル７と並列に接続されている。開閉器１１の動作を監視するための条件として、開閉器補助接点９が（閉）であって開閉器開放用接点６が（閉）の時に、開閉器開放操作用コイル７を監視する。監視方法は、時間管理により行い、開閉器開放操作用コイル７が励磁（開閉器開放用接点６が（閉）と同意）されたにもかかわらず、予め定められた時間範囲内に開閉器１１が動作しなかった場合、開閉不応動監視用限時継電器ｃが作動する。
【００３４】
また、開放不応動監視用限時継電器ｃが開閉器１１の不応動を判断し、開放不応動監視用限時継電器接点ｃ１を（閉）にして開放電流遮断用補助継電器ｄを作動させるまでの反応時間は、開閉器１１の投入時間以上、開閉器開放用接点６が（閉）から（開）になるまでの時間未満に設定される。投入時間未満に反応時間を設定してしまうと、開閉器１１が正常に動作した場合も不応動と判定してしまうからである。また、開閉器開放用接点６が（閉）から（開）になる時間以上に反応時間を設定してしまうと、開閉器投入用接点６で励磁電流を遮断してしまうこととなり、接点の損傷を招いてしまうためである。
【００３５】
開放不応動監視用限時継電器接点ｃ１は、開放電流遮断用補助継電器ｄを動作させる接点である。開放不応動監視用限時継電器ｃが作動、つまり開閉器１１の不応動と判断した場合に、連動して（閉）となる。
【００３６】
開放電流遮断用補助継電器ｄは，励磁コイルである。開放電流遮断用補助継電器ｄは、開放不応動監視用限時継電器接点ｃ１が（閉）となると励磁され、開閉器開放用接点６と開閉器開放操作用コイル７との間に設けられる開閉電流遮断用補助継電器接点ｄ１を（開）にする。また、警報装置３２用の開放電流遮断用補助継電器接点ｄ２を（閉）にする。
【００３７】
開放電流遮断用補助継電器接点ｄ１は、開閉操作回路を開閉する接点であり、開放電流遮断用補助継電器ｄが平常状態では（閉）にある。開閉器１１の不応動を開放不応動監視用限時継電器ｄが検知し、開放電流遮断用補助継電器ｄが励磁された場合に（開）となり、開閉器開放操作用コイル７への励磁電流を遮断する。
【００３８】
開放電流遮断用補助継電器接点ｄ２は、開閉器不応動検出に警報を出力する接点であり、開放電流遮断用補助継電器ｄが平常状態では（開）である。開閉器１１の不応動を開放不応動監視用限時継電器ａが検知し、開放電流遮断用補助継電器ｂが励磁された場合に（閉）となり、制御装置２０などに設けられる警報装置３２に警報を発する。
【００３９】
次に、実施形態の動作について説明する。
【００４０】
（１）開閉器１１の主極が開放状態にあり、投入電流遮断用補助継電器接点ｂ１が（閉）で開閉器補助接点５が（開）の場合であって、主極を投入したい場合について、図２を参照しながら説明する。
【００４１】
投入電流遮断用補助継電器接点ｂ１が（閉）で開閉器補助接点５が（閉）の状態で、制御装置２０の開閉器投入用接点３を（閉）にすると、開閉操作回路１０の開閉器投入操作用コイル４が励磁される（ステップ３０１，ステップ３０２）。
【００４２】
開閉器投入操作用コイル４が励磁されると、操作機構（図示せず）が操作され開閉器１１の主極が投入される。同時に、投入不応動監視用限時継電器ａも励磁される。開閉器１１の主極が投入されると開閉器補助接点５が（開）となる（ステップ３０４−ＹＥＳ）。
【００４３】
投入不応動監視用限時継電器ａは、開閉器投入用接点３が投入（閉）されてからの時間をカウントする（ステップ３０３）。この投入不応動監視用限時継電器ａは、予め設定されているカウント時間をカウントして、開閉器１１が正常に動作しない場合に作動し、投入不応動監視用限時継電器接点ａ１を（閉）にする。つまり、開閉器投入用接点３の投入がされたにも関わらず、開閉器１１の投入時間を過ぎても開閉器１１が正常に作動しない場合、開閉器１１の不応動と判定する（ステップ３０４）。
【００４４】
投入不応動監視用限時継電器ａは、開閉器１１が不応動であると判定した場合、投入不応動監視用限時継電器接点ａ１を（閉）にして、投入電流遮断用補助継電器ｂが励磁される（ステップ３０５、ステップ３０６）。
【００４５】
投入電流遮断用補助継電器ｂが励磁されると、投入電流遮断用補助継電器接点ｂ１を（開）にして、開閉器投入操作用コイル４の励磁電流を強制遮断する（ステップ３０７、ステップ３０８）。
【００４６】
また、投入電流遮断用補助継電器ｂは、投入電流遮断用補助継電器接点ｂ２を（閉）にして、警報装置３１から異常発生の警報を外部に発する（ステップ３０９、ステップ３１０）。
【００４７】
開閉器１１が正常に動作した場合は、投入不応動監視用限時継電器ａは動作することない。開閉器投入用接点３は、その後（開）となる。
【００４８】
（２）開閉器１１の主極が投入状態にあり、開放電流遮断用補助継電器接点ｄ１が（閉）で開閉器補助接点９が（閉）の場合であって主極を開放したい場合、図３を参照しながら説明する。
【００４９】
開放電流遮断用補助継電器接点ｄ１が（閉）で開閉器補助接点９が（閉）の状態で、制御装置２０の開閉器開放用接点６を（開）にすると、開閉操作回路１０の開閉器開放操作用コイル７が励磁される（ステップ４０１、４０２）。
【００５０】
開閉器投入操作用コイル７が励磁されると、操作機構（図示せず）が操作され開閉器１１の主極が開放される。同時に、投入不応動監視用限時継電器ｃも励磁される。
【００５１】
開閉器１１の主極が投入されると開閉器補助接点９が（開）となる（ステップ４０４−ＹＥＳ）。
【００５２】
開放不応動監視用限時継電器ｃは、開閉器開放用接点６が投入（閉）されてからの時間をカウントする（ステップ４０３）。この開放不応動監視用限時継電器ｃは、予め設定されているカウント時間をカウントして、開閉器１１が正常に開放動作しない場合に作動し、開放不応動監視用限時継電器接点ｃ１を（閉）にする。つまり、開閉器開放用接点６の投入がされたにも関わらず、開閉器１１の開放予定時間を過ぎても開閉器１１が正常に開放しない場合、開閉器１１の不応動と判定する（ステップ４０４）。
【００５３】
開放不応動監視用限時継電器ｃは、開閉器１１が不応動であると判定した場合、開放不応動監視用限時継電器接点ｃ１を（閉）にする。これにより、開放電流遮断用補助継電器ｄが励磁されるようになる（ステップ４０５、４０６）。
【００５４】
開放電流遮断用補助継電器ｄが励磁されると、開放電流遮断用補助継電器接点ｄ１を（開）にして、開閉器開放操作用コイル７の励磁電流を強制遮断する（ステップ４０７、４０８）。
【００５５】
また、開放電流遮断用補助継電器ｄは、開放電流遮断用補助継電器接点ｄ２を（閉）にして、警報装置３２から異常発生の警報を外部に発する（ステップ４０９、ステップ４１０）。
【００５６】
開閉器１１が正常に開放した場合は、投入不応動監視用限時継電器ａは動作することない。開閉器投入用接点６は、その後（開）となる。
【００５７】
以上より、本発明の実施形態によれば、開閉器１１が不応動となった場合も、開閉操作回路１０内で開閉器投入操作用コイル４または開閉器開放用操作用コイル７の励磁電流を強制的に遮断することができる。よって、制御装置２０の開閉器投入用接点３等では遮断しないため、制御装置２０の損傷が防止できる。
【００５８】
さらに、開閉操作回路１０の不応動を警報装置３１，３２により外部に通知することにより、開閉器本体の故障で不応動となったことを明確にする。開閉器本体の故障で不応動となったことを迅速に判断することにより、早期に故障の復旧ができ、電力供給の安定確保に繋がる。
【００５９】
なお本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態を適宜設計変更することが可能であり、必要に応じて実施形態を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１０  …  開閉操作回路
１１  …  開閉器
２０  …  電力系統監視制御装置
３  …  開閉器投入用接点
４  …  開閉器投入操作用コイル
５  …  開閉器補助接点（投入時利用）
６  …  開閉器開放用接点
７  …  開閉器開放操作用コイル
８  …  保護装置接点
９  …  開閉器補助接点（遮断時利用）
ａ  …  投入不応動監視用限時継電器
ａ１  …  投入不応動監視用限時継電器接点
ｂ  …  投入電流遮断用補助継電器
ｂ１  …  投入電流遮断用補助継電器接点
ｂ２  …  投入電流遮断用補助継電器接点
ｃ  …  開放不応動監視用限時継電器
ｃ１  …  開放不応動監視用限時継電器接点
ｄ  …  開放電流遮断用補助継電器
ｄ１  …  開放電流遮断用補助継電器接点
ｄ２  …  開放電流遮断用補助継電器接点
３１  …  警報装置
３２  …  警報装置
【図１】
2011181267.tif 000003
【図２】
2011181267.tif 000004
【図３】
2011181267.tif 000005