(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の保護制御装置を試験するための試験用装置であって、
系統の電流波形データおよび電圧波形データに対し、計器用変成器の特性を示す第１の特性情報に基づいてＣＴ（Current  Transformer）およびＰＴ（Potential  Transformer）の模擬演算が施され、ＭＵ（Merging  Unit）の特性を示す第２の特性情報に基づいてＭＵの模擬演算が実行された故障データを取得するよう構成される第１の取得部と、
電力系統の遮断器を示す機器情報データを、前記故障データと同期して取得するよう構成される第２の取得部と、
プロセスバスへデータを出力するための電流及び電圧に関する設定を示す第１の設定情報と、サンプリングの設定を示す第２の設定情報とを記憶するための記憶部と、
前記取得された前記故障データおよび前記機器情報データを、前記第１の設定情報および第２の設定情報に従って、前記プロセスバスを介して保護制御装置へ送信するよう構成される出力部とを備える、試験用装置。
【請求項２】
前記試験用装置は、情報処理装置と接続され、
前記第１の取得部が前記故障データを取得することには、前記情報処理装置により前記ＣＴおよびＰＴの模擬演算および前記ＭＵの模擬演算が実行され、模擬演算により得られる故障データを、前記情報処理装置が前記試験用装置へ送信することにより前記試験用装置が取得することが含まれる、請求項１に記載の試験用装置。
【請求項３】
前記試験用装置は、情報処理装置と接続され、
前記記憶部は、前記ＭＵの特性を示す前記第２の特性情報を記憶するためのものであり、
前記第１の取得部が前記故障データを取得することには、前記情報処理装置により前記ＣＴおよびＰＴの模擬演算の模擬演算が実行され、模擬演算後のデータを前記試験用装置が前記情報処理装置から取得し、取得したデータに対し、前記第２の特性情報に基づいて前記ＭＵの模擬演算を実行することで前記故障データを取得することが含まれる、請求項１に記載の試験用装置。
【請求項４】
前記試験用装置は、前記情報処理装置から前記第２の特性情報を受信し、受信した前記第２の特性情報を前記記憶部により記憶するよう構成される、請求項３に記載の試験用装置。
【請求項５】
前記試験用装置は、情報処理装置と接続され、
前記試験用装置は、前記情報処理装置から前記第２の設定情報を受信し、受信した前記第２の設定情報を前記記憶部により記憶するよう構成され、
前記試験用装置は、外部から同期信号の入力を受け付けるよう構成され、
前記出力部は、前記第２の設定情報および前記同期信号に基づくタイミングに従って、前記故障データおよび前記機器情報データを前記保護制御装置へ送信するよう構成される、請求項１に記載の試験用装置。
【請求項６】
前記試験用装置は、情報処理装置と接続され、
前記試験用装置は、前記情報処理装置から前記第１の設定情報を受信し、受信した前記第１の設定情報を前記記憶部により記憶するよう構成され、
前記出力部は、前記第１の設定情報に従って、前記故障データおよび前記機器情報データを前記保護制御装置へ送信するよう構成される、請求項１に記載の試験用装置。
【請求項７】
前記試験用装置は、
前記保護制御装置の保護演算の正常性を判定するための判定値を取得する第３の取得部と、
前記保護制御装置から、前記故障データの保護演算の結果を受信する受信部と、
前記受信した前記故障データの保護演算の結果と、前記取得した前記判定値とを比較することにより、前記保護制御装置の正常性を判定する判定部とを含む、請求項１に記載の試験用装置。
【請求項８】
前記試験用装置は、ステーションバスに接続され、
前記受信部は、前記ステーションバスを介して前記保護制御装置から前記故障データの保護演算の結果を受信するよう構成されている、請求項７に記載の試験用装置。
【請求項９】
前記試験用装置は、前記保護制御装置とワイヤー接続され、
前記受信部は、絶縁回路を含み、前記保護制御装置から前記絶縁回路を介して前記判定値を取得するよう構成されている、請求項７に記載の試験用装置。
【請求項１０】
前記試験用装置は、
前記保護制御装置の保護演算の正常性を判定するための判定値を取得する第３の取得部と、
前記保護制御装置から、前記故障データの保護演算の結果を受信する受信部と、
前記受信した前記故障データの保護演算の結果と、前記取得した前記判定値とを比較することにより、前記保護制御装置の正常性を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果を、前記情報処理装置へ出力する判定結果出力部とを含む、請求項２または３に記載の試験用装置。
【請求項１１】
電力系統の保護制御装置を試験用装置が試験するための試験方法であって、
前記試験用装置は、プロセスバスへデータを出力するための電流及び電圧に関する設定を示す第１の設定情報と、サンプリングの設定を示す第２の設定情報とを記憶するための記憶部を備え、
前記試験方法は、
系統の電流波形データおよび電圧波形データに対し、計器用変成器の特性を示す第１の特性情報に基づいてＣＴおよびＰＴの模擬演算が施され、ＭＵの特性を示す第２の特性情報に基づいてＭＵの模擬演算が実行された故障データを、前記試験用装置が取得するステップと、
前記試験用装置が、電力系統の遮断機を示す機器情報データを、前記故障データと同期して取得するステップと、
前記試験用装置が、前記取得された前記故障データおよび前記機器情報データを、前記第１の設定情報および第２の設定情報に従って、前記プロセスバスを介して保護制御装置へ送信するステップとを含む、試験方法。
【請求項１２】
電力系統の保護制御装置を試験するための試験用装置と接続される情報処理装置の動作を制御するためのプログラムであって、
前記情報処理装置は、プロセッサと、メモリとを備え、
前記メモリは、計器用変成器の特性を示す第１の特性情報と、ＭＵの特性を示す第２の特性情報と、前記電力系統の遮断機を示す機器情報データとを記憶するよう構成されており、
前記プログラムは、前記プロセッサに、
系統の電流波形データおよび電圧波形データに対し、ＣＴおよびＰＴの模擬演算を前記第１の特性情報に基づいて実行するステップと、
前記ＣＴおよびＰＴの模擬演算後のデータに対し、前記第２の特性情報に基づいて前記ＭＵの模擬演算を実行して故障データを生成するステップと、
前記故障データおよび前記機器情報データを前記試験用装置へ送信するステップとを実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統から少なくとも電流または電圧の情報を取得して、電力系統、電力設備等の故障を検知し、故障を電力系統から切り離す保護制御装置を試験するための試験用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の運用を安定させるため、電力系統で発生した事故または異常を検出するための各種の装置が使用されている。例えば、保護制御装置（ＩＥＤ（Intelligent  Electronics  Device））は、変流器（ＣＴ（Current  Transformer））、計器用変圧器（ＰＴ（Potential  Transformer）、またはＶＴ（Voltage  Transformer））などから系統の電圧値および電流値の計測結果を取得し、故障等による過電圧、電圧の不足、または過電流などが発生したことを検出し、遮断器へ制御信号を送出する。これにより、故障区間を電力系統から切り離す等の対処を速やかに行うことができる。【０００３】
このような保護制御装置は、高い信頼性が必要となるため、出荷前、運用中などの各局面において各種の性能確認試験が行われる。【０００４】
特開２０１１−１５５７７９号公報（特許文献１）は、試験機能を具備した電力用デジタル保護リレー装置について記載している。この電力用デジタル保護リレー装置では、系統故障時の電圧波形や電流波形のデータ及び系統側の機器条件等の入力条件をあらかじめ書き込みしたメモリがデジタルリレー内部に設けられている。この電力用デジタル保護リレー装置には、系統側から取り込みするアナログ入力量か、メモリに書き込みしてある波形データのいずれかを読み出すように、外部から切替え可能な切替えスイッチが設けられている。リレー装置の検証を実施する場合には、切替えスイッチが波形データのメモリ側に切替えられ、メモリに書き込まれている波形データを保護リレーのサンプリング周期で逐次読み出し、この読出したデータに従って、リレーの演算を実施する。これにより、模擬送電線等を利用して、系統故障を模擬した電流、電圧波形を外部から印加した場合と同様の効果が得られるようになっている。【０００５】
特開２０１２−２４９３８７号公報（特許文献２）は、プロセスバスを用いた電力系統保護制御システムにおいて、試験時に、プロセスバスに試験用装置を接続し、試験用装置が、プロセスバスを介して、試験フラグを付加した試験電気量情報を保護制御装置に出力する技術を記載している。保護制御装置は、試験用装置から受信した試験電気量情報に基づいて、遮断器をトリップさせるか否かを判断し、トリップさせる場合に、試験フラグを付加した試験トリップ指令をプロセスバスに出力する。マージングユニット（ＭＵ（Merging  Unit））は、プロセスバスを介して試験トリップ指令を受け取ると、保護制御装置のトリップ指令出力の動作が正常であると判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１５５７７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４９３８７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、特許文献１に記載された技術によると、系統故障時の電圧波形データ、電流波形データ、及び系統側の機器の情報などを予め書き込んだメモリを用意し、試験時に、メモリのデータを使用するため、試験時に必要であるが、通常運用時には不要なハードウェアを保護制御装置が具備することとなる。そのため、保護制御装置が高価になること、通常運用時に不要なハードウェアを有することによって不良率が高くなる可能性があることなどの課題がある。【０００８】
また、特許文献２に記載された技術は、運用中の保護制御装置の正常性を確認するためのものである。そのため、保護制御装置が、系統に適用できるか否か、電力系統保護制御システムに設置されるＭＵと保護制御装置とを組み合わせた場合の接続の可否など、運用前の総合的な動作性能の確認には十分ではない。近年は、保護制御装置とＭＵとが、それぞれ異なる製造業者によって提供される場合もあり、保護制御装置とＭＵとを接続して、運用前に総合的に動作性能を確認することが重要となっている。さらに、電力系統保護制御システムにおけるＭＵのフィルタ特性やダイナミックレンジ（ＤＲ（dynamic  range））、また、時刻同期信号に対するデータの送信制御についての規格化が進行する過程においては、運用前のＭＵと保護制御装置の接続の確認がより重要となる。【０００９】
また、計器用変成器についても、様々な機器が使用されている。例えば、鉄心形のＣＴの他に、空心形のＣＴ（ロゴスキーＣＴ）を使用したＥＣＴ（Electric  CT）、コンデンサにより分圧して小電圧にしたＣＶＴ（Capacitance  VT）などが使用されることもある。そのため、周波数特性や過渡特性など、ＣＴの特性およびＰＴの特性が、ＣＴおよびＰＴによって大きく異なることがある。【００１０】
したがって、これらＣＴ、ＰＴ、ＭＵなどの特性を考慮して電力系統保護制御システムの試験をする必要がある。本開示は、上述の課題に鑑みて、保護制御装置を系統に設置した場合の総合的な性能確認を予め模擬実施できる試験用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】
【００１１】
一実施形態に従う試験用装置は、電力系統の保護制御装置を試験するためのものである。試験用装置は、系統の電流波形データおよび電圧波形データに対し、計器用変成器の特性に基づいて、ＣＴおよびＰＴの模擬演算が施され、ＭＵの特性に基づいてＭＵの模擬演算が実行された故障データを取得する。試験用装置は、故障データと同期して、電力系統の遮断器を示す機器情報データ取得する。試験用装置は、プロセスバスへのデータ出力の設定と、サンプリングの設定とに従って、故障データおよび機器情報データを、プロセスバスを介して保護制御装置へ送信する。
【発明の効果】
【００１２】
上記一実施形態に従う試験用装置によると、計器用変成器の特性に基づいたＣＴおよびＰＴの模擬演算と、ＭＵの特性に応じたＭＵの模擬演算とが実行された故障データを、機器データと同期して保護制御装置へ送信するため、保護制御装置やＭＵを系統の保護制御に適用する前に、総合的な性能確認を予め模擬実施することができる。そのため、運用後にＭＵと保護制御装置との接続による問題が発生するおそれを小さくすることができる。【００１３】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に従う試験用装置を含む保護制御システム１の全体構成を示す図である。
【図２】マージングユニット１０の機能構成を示す図である。
【図３】ＰＣ６０の構成を示すブロック図である。
【図４】試験用装置５０の構成と、ＰＣ６０の機能的な構成とを示す図である。
【図５】ＰＣ６０と試験用装置５０との動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２の試験用装置５０−２の構成と、ＰＣ６０−２の機能的な構成とを示す図である。
【図７】実施の形態２のＰＣ６０−２と試験用装置５０−２との動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態３の試験用装置５０−３の構成と、ＰＣ６０−３の機能的な構成と、保護制御装置２０の構成とを示す図である。
【図９】実施の形態４の試験用装置５０−４の構成と、ＰＣ６０−４の機能的な構成と、保護制御装置２０の構成とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１６】
＜実施の形態１の全体システム構成＞
まず、実施の形態１に従う試験用装置（ＴＥＳＴ−ＭＵ（Merging  Unit））を含む保護制御システムの全体構成について説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に従う試験用装置を含む保護制御システム１の全体構成を示す図である。図１を参照して、保護制御システム１は、変電所や配電所等に設けられ、電力系統の情報を収集するとともに、収集した情報に基づいて、電力系統の保護、制御、監視等の処理を実行する。
【００１８】
より具体的には、保護制御システム１は、電力系統から電流や電圧などの情報を収集する複数のマージングユニット１０−１〜１０−２（以下、「マージングユニット１０」と総称する場合もある。）と、電力系統の保護、制御、監視するための複数の保護制御装置（Intelligent  Electric  Device：以下「ＩＥＤ」とも称す。）２０−１〜２０−Ｎ（以下、「保護制御装置２０」と総称する場合もある。）とを含む。マージングユニット１０−１〜１０−５と保護制御装置２０−１〜２０−Ｎとの間は、プロセスバス２２を介して、互いにデータ通信可能になっている。一般的に、保護制御システム１においては、用途（例えば、保護の対象や制御の対象毎）に応じて複数の保護制御装置２０が配置される。このような用途別のＩＥＤとしては、例えば、保護機能を実現する保護ＩＥＤや、制御機能を実現する制御ＩＥＤが挙げられる。
【００１９】
各マージングユニット１０は、収集した電力系統からの情報を、マージングユニット１０に対応する保護制御装置２０へ送出する。保護制御装置２０は、それぞれのマージングユニット１０から受信する情報に基づいて、電力系統の保護、制御、監視等の処理を実行する。
【００２０】
より具体的には、保護制御装置２０は、保護機能の一例として、予め設定されたリレー演算ロジックが成立するかを所定周期で判断するとともに、リレー演算ロジックが成立すると、対応する遮断器に対してトリップ信号を出力する。このトリップ信号は、プロセスバス２２を介して伝送されてもよい。
【００２１】
また、保護制御装置２０は、制御機能の一例として、電力系統における開閉器の投入／開放などの指令を出力することもできる。さらに、保護制御装置２０は、監視機能の一例として、何らかの系統故障が発生した場合に、その前後における電力系統の情報をロギングすることもでき、また、電力系統の状態をリアルタイムで出力することもできる。例えば、保護制御装置２０は、ステーションバス２４を介して、変電所自動化システム（Substation  Automation  System：ＳＡＳ）装置２６および遠方監視制御装置２８と接続される。保護制御装置２０は、変電所自動化システム装置２６へ電力系統の情報を出力することもでき、また、遠方監視制御装置２８を介して、対象の電力設備から離れた遠方制御所３０へ電力系統の情報を出力することもできる。さらに、保護制御装置２０には、上述した処理以外の任意の処理を実装することもできる。例えば、保護制御装置２０を用いて、変電所自動化システム装置２６に相当する機能を実現してもよい。
【００２２】
電力送電線２には、遮断器６−１が設けられるとともに、変流器（Current  Transformer：ＣＴ）７−１および計器用変圧器（Potential  Transformer：ＰＴ／Voltage  Transformer：ＶＴ）８−１が設けられている。変流器７−１は、電力送電線２を流れる電流の情報（電流波形）を測定する。計器用変圧器８−１は、電力送電線２に生じる電圧の情報（電圧波形）を測定する。説明の便宜上図示していないが、三相交流の場合には、３相について各相毎、変流器、計器用変圧器を設ける。変流器７−１および計器用変圧器８−１のそれぞれが測定した情報は、マージングユニット１０−１へ入力される。すなわち、マージングユニット１０−１は、電力送電線２を流れる電流の情報および電力送電線２に生じる電圧の情報を収集する。
【００２３】
同様に、供給線４には、遮断器６−２が設けられるとともに、変流器７−２および計器用変圧器８−２が設けられている。変流器７−２および計器用変圧器８−２のそれぞれが測定した情報は、マージングユニット１０−２へ入力される。なお、各変流器を総称して、変流器７ということもある。また、各計器用変圧器を総称して、計器用変圧器８ということもある。また、各遮断器を総称して、遮断器６ということもある。
【００２４】
マージングユニット１０−１には、遮断器６−１の機器情報（ＤＩ）が入力される。同様に、マージングユニット１０−２には、遮断器６−２の機器情報（ＤＩ）が入力される。マージングユニット１０は、入力されたデータをデジタルデータに変換する。マージングユニット１０は、外部から時刻同期信号の入力を受け付けており、時刻同期信号に応じて、サンプリングの同期制御などを行って、デジタルデータをシリアルデータとしてプロセスバス２２へ出力する。プロセスバス２２に出力されたシリアルデータは、プロセスバス２２に接続される保護制御装置２０によって受信される。保護制御装置２０は、受信したシリアルデータを用いて、保護制御演算を実行し、電力系統の故障の発生の有無を判定し、故障が発生していると判定した場合に、故障に関連する遮断器に対してトリップ指令を出力して、故障点を系統から切り離す。
【００２５】
実施の形態１の試験用装置（ＴＥＳＴ−ＭＵ）５０は、プロセスバス２２に接続されている。また、試験用装置５０は、例えば汎用的な入出力ＩＦ（Interface）を介して、汎用的な情報処理装置であるＰＣ（Personal  Computer）６０と接続される。
【００２６】
＜マージングユニットの概要＞
次に、本実施の形態に従うマージングユニット１０の概要について説明する。
【００２７】
図２は、マージングユニット１０の機能構成を示す図である。図２を参照して、電力送電線や母線などに設けられた計器用変成器（ＣＴ、ＰＴ）からの測定値（アナログ信号）がマージングユニット１０へ入力される。マージングユニット１０は、電力系統の電流情報および／または電圧情報を収集し、収集した情報を示すデジタルデータを保護制御装置２０へ外部出力する。すなわち、電力系統の保護、制御、監視等に必要な情報は、マージングユニット１０で集合される。このデジタルデータとしては、典型的には、測定値をサンプリング時間毎に直列に並べたシリアルデータが用いられる。マージングユニット１０は、電力系統の電流波形信号および／または電圧波形信号を入力とし、デジタル変換後にシリアルデータとしてプロセスバス２２を介して出力する。
【００２８】
マージングユニット１０は、絶縁トランス１１と、アナログフィルタ１２と、ＡＤ（Analog  to  Digital）変換回路１３と、データバッファメモリ回路１４と、プロセスバスＩＦ回路１５と、受信回路１６と、サンプリング制御回路１７と、データ読取回路１８と、絶縁回路１９とを含む。絶縁トランス１１は、変流器７が測定する電流波形と、計器用変圧器８が測定する電圧波形の少なくともいずれかを受信する。変流器７または計器用変圧器８から受信するデータは、絶縁トランス１１により絶縁され、マージングユニット１０の内部回路において適当な電圧信号レベルに変換される。
【００２９】
アナログフィルタ１２は、受信した電流波形または電圧波形に重畳される高周波ノイズ成分を除去する。
【００３０】
ＡＤ変換回路１３は、サンプリング制御回路１７からのサンプリング制御信号に従って、アナログの入力信号をデジタルデータに変換し、変換後のデジタルデータをデータバッファメモリ回路１４に保持させる。
【００３１】
絶縁回路１９は、遮断器６などを示す機器情報（ＤＩ）を受信し、受信した信号を、一定の電圧の信号に変換する。
【００３２】
データ読取回路１８は、絶縁回路１９によって変換された信号を保持し、サンプリング制御回路１７からのサンプリング制御信号に従って、機器情報（ＤＩ）を読み取ってデータバッファメモリ回路１４に保持させる。
【００３３】
受信回路１６は、外部（例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System））から時刻同期信号の入力を受け付けてサンプリング制御回路１７に出力する。
【００３４】
サンプリング制御回路１７は、受信回路１６から時刻同期信号の入力を受け付けて、サンプリングのタイミングを示すサンプリング制御信号をＡＤ変換回路１３、データバッファメモリ回路１４、プロセスバスＩＦ回路１５およびデータ読取回路１８へ出力する。
【００３５】
データバッファメモリ回路１４は、受信した電流波形または電圧波形の、デジタルデータへの変換後のデータと、このデータに同期する機器情報とを保持する。データバッファメモリ回路１４は、サンプリング制御回路１７からのサンプリング制御信号に従って、保持しているデータを、プロセスバス２２に規定されるプロトコルに変換して、プロセスバスＩＦ回路１５を介してプロセスバス２２へ出力する。
【００３６】
プロセスバスＩＦ回路１５は、プロセスバス２２にシリアルデータとしてデータを順次出力するためのインタフェースである。
【００３７】
＜ＰＣ６０の概要＞
図３を参照して、試験用装置５０に接続されるＰＣ６０の構成について説明する。
【００３８】
図３は、ＰＣ６０の構成を示すブロック図である。ＰＣ６０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）６０１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）６０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）６０３と、ディスプレイ６０４と、マイク６０５と、タッチパッド６０６と、キーボード６０７と、汎用入出力ＩＦ６０８と、通信ＩＦ６０９と、スピーカ６１０とを含む。
【００３９】
ＣＰＵ６０１は、ＯＳ（Operating  System）を含む各種プログラムを実行することで、ＰＣ６０の動作を制御する。ＲＯＭ６０２は、ＢＩＯＳ（Basic  Input/Output  System）や各種データを格納する。ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６０１でのプログラムの実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供する。ディスプレイ６０４は、各種の情報を表示する。ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）６０５は、プログラムなどを不揮発的に格納する。
【００４０】
タッチパッド６０６は、ユーザの入力操作を受け付けるための操作部材であり、例えば静電容量方式によりユーザの接触を検知して入力操作として受け付ける。キーボード６０７は、ユーザの入力操作を受け付けるための操作部材であり、ユーザによるキーの入力を受け付ける。汎用入出力ＩＦ６０８は、例えばＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）などの汎用的な入出力インタフェースであり、外部の機器と接続するインタフェースとなる。通信ＩＦ６０９は、ＬＡＮ（Local  Area  Network）規格などに対応した通信用のインタフェースである。スピーカ６１０は、ＣＰＵ６０１の制御に応じて音声を出力する。
【００４１】
＜試験用装置５０の概要＞
図４を参照して、試験用装置５０の構成と、ＰＣ６０の機能的な構成とを説明する。
【００４２】
図４は、試験用装置５０の構成と、ＰＣ６０の機能的な構成とを示す図である。ＰＣ６０は、故障計算部６１と、ＣＴ＆ＰＴ特性模擬部６２と、ＭＵ特性模擬部６３と、データ送信部６４と、機器情報生成部６５と、ＴＥＳＴ−ＭＵ送信設定部６６と、記憶部６７とを含む。記憶部６７は、ＣＴのタイプ、ＣＴの周波数特性、ＣＴの過渡特性などのＣＴの特性を示すＣＴ特性情報６２１と、ＰＴのタイプ、ＰＴの過渡特性などのＰＴの特性を示すＰＴ特性情報６２２と、ＭＵのフィルタ特性、ＭＵのダイナミックレンジなどのＭＵの特性を示すＭＵ特性情報６２３とを記憶する。
【００４３】
故障計算部６１は、系統のＣＴとＰＴとから得られる電流波形データと電圧波形データとを計算する。例えば、故障計算部６１は、予め故障時の系統の電流波形データと電圧波形データとを保持しておく、または故障時の系統の電流波形データと電圧波形データとの入力を受け付ける。
【００４４】
ＣＴ＆ＰＴ特性模擬部６２は、ＣＴ特性情報６２１に示されるＣＴの特性と、ＰＴ特性情報６２２に示されるＰＴの特性とに応じて、ＣＴとＰＴの特性を模擬した模擬演算を実行する。
【００４５】
ＭＵ特性模擬部６３は、ＭＵ特性情報６２３に示されるＭＵの特性に応じて、ＭＵのフィルタ特性など、ＭＵの特性を模擬した模擬演算を実行する。このＣＴ＆ＰＴ特性模擬部６２およびＭＵ特性模擬部６３の処理により、ＰＣ６０は、系統の故障の検証に必要な時間分のデータ（例えば、数１００ミリ秒から数秒程度の時間のデータ）を故障データとして生成する。
【００４６】
データ送信部６４は、試験用装置５０のＩＦ回路５１を介して、ＭＵ特性模擬部６３により得られた故障データを試験用装置５０へ送信し、試験用装置５０のデータバッファ回路５２に格納させる。ＰＣ６０は、機器情報生成部６５により、遮断器６を示す機器情報（ＤＩ）を、故障データに同期して生成し（具体的には、例えば、系統故障後、一定時間後に遮断器６が閉から開へ変化するように）、生成した機器情報（ＤＩ）を、データ送信部６４によって故障データとともにデータバッファ回路５２に格納させる。
【００４７】
ＴＥＳＴ−ＭＵ送信設定部６６は、試験用装置５０にデータをプロセスバス２２へ出力させるための送信設定情報（ＴＥＳＴ−ＭＵ送信設定情報）を保持しており、この送信設定情報を、ＩＦ回路５１を介して試験用装置５０の設定用回路５４に格納させる。送信設定情報としては、試験用装置５０がシリアルデータをプロセスバス２２へ出力するための1ビットあたりの電流や電圧値の設定値などを示す情報であるＰＢデータ出力設定情報８１１、試験用装置５０がプロセスバスＩＦ回路５３によってデータを出力するための電流や電圧のダイナミックレンジを示すダイナミックレンジ情報８１２などがある。また、送信設定情報としては、試験用装置５０がシリアルデータをプロセスバス２２へ出力するためのサンプリングに関する設定があり、例えば、サンプリングの周波数を示すサンプリング周波数情報８２１、試験用装置５０が外部から受信する時刻同期情報による時刻同期の方法の設定を示す時刻同期方法の設定８２２などがある。
【００４８】
試験用装置５０は、ＩＦ回路５１と、データバッファ回路５２と、プロセスバスＩＦ回路５３と、設定用回路５４と、受信回路５５と、サンプリング制御回路５６とを含む。
【００４９】
ＩＦ回路５１は、ＰＣ６０と接続するためのインタフェースとしての機能を発揮する。
【００５０】
データバッファ回路５２は、ＰＣ６０から故障データと機器情報とを受信して保持し、サンプリング制御回路５６から供給されるサンプリングの周期に従って、プロセスバスＩＦ回路５３を介してプロセスバス２２へ出力する。
【００５１】
プロセスバスＩＦ回路５３は、サンプリング制御回路５６から供給されるサンプリングの周期、設定用回路５４によって設定される出力データの１ビットあたりの電流、電圧値などに従って、データバッファ回路５２に保持されるデータをシリアルデータとしてプロセスバス２２へ出力する。
【００５２】
設定用回路５４は、ＰＣ６０から各種データを受け付けて保持し、試験用装置５０によるデータの出力方法を設定するための回路である。設定用回路５４は、出力データ設定部８１と、サンプリング設定部８２とを含む。出力データ設定部８１は、ＰＣ６０からＰＢデータ出力設定情報８１１、ダイナミックレンジ情報８１２などの情報を受け付けて、これらの情報に示される設定に従って、プロセスバスＩＦ回路５３がシリアルデータを出力するようプロセスバスＩＦ回路５３を設定する。サンプリング設定部８２は、ＰＣ６０からサンプリング周波数情報８２１、時刻同期方法の設定８２２などの情報を受け付けて、これらの情報に示されるサンプリングの設定に従って、プロセスバスＩＦ回路５３がシリアルデータを出力するようサンプリング制御回路５６の設定などを行う。
【００５３】
受信回路５５は、外部から時刻同期信号を受信して、受信した時刻同期信号をサンプリング制御回路５６へ出力する。
【００５４】
サンプリング制御回路５６は、サンプリング設定部８２により設定されるサンプリングの設定と、受信回路５５から受け付ける時刻同期信号とに基づいて、プロセスバスＩＦ回路５３、データバッファ回路５２に対し、サンプリング制御信号を出力することで、試験用装置５０によるシリアルデータのプロセスバス２２への出力を制御する。
【００５５】
試験用装置５０は、系統の電流波形データおよび電圧波形データに対し、計器用変成器の特性を示す特性情報（ＣＴ特性情報６２１、ＰＴ特性情報６２２）に基づいてＣＴおよびＰＴの模擬演算が施され、ＭＵの特性を示す特性情報（ＭＵ特性情報６２３）に基づいてＭＵの模擬演算が実行された故障データを取得するよう構成される。この構成は、ＩＦ回路５１と、データバッファメモリ回路５２とにより構成される。また、試験用装置５０は、電力系統の遮断器を示す機器情報データ（ＤＩ）を、故障データと同期して取得するよう構成される。この構成は、ＩＦ回路５１と、設定用回路５４とにより構成される。試験用装置５０は、故障データおよび機器情報データ（ＤＩ）を、プロセスバス２２を介して保護制御装置２０へ送信するよう構成される。この構成は、設定用回路５４と、データバッファメモリ回路５２と、プロセスバスＩＦ回路５３と、サンプリング制御回路５６とにより構成される。
【００５６】
＜実施の形態１の動作＞
図５を参照して、実施の形態１のＰＣ６０と試験用装置５０との動作を説明する。
【００５７】
図５は、ＰＣ６０と試験用装置５０との動作を示すフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ６０１において、ＰＣ６０は、故障計算部６１により、系統が故障している場合の電流波形データ、電圧波形データの少なくともいずれかを取得する。
【００５９】
ステップＳ６０３において、ＰＣ６０は、ＣＴ＆ＰＴ特性模擬部６２により、ＣＴ特性情報６２１とＰＴ特性情報６２２とに基づいて、ＣＴの特性と、ＰＴの特性とに応じた模擬演算を実行する。
【００６０】
ステップＳ６０５において、ＰＣ６０は、ＭＵ特性模擬部６３により、ステップＳ６０３で模擬演算されたデータに対し、ＭＵ特性情報６２３に基づいて、ＭＵの特性に応じた模擬演算を実行することで、故障データを生成する。
【００６１】
ステップＳ６０７において、ＰＣ６０は、機器情報生成部６５により、遮断器などの機器情報（ＤＩ）を、ステップＳ６０５で生成される故障データに同期して生成する。
【００６２】
ステップＳ６０９において、ＰＣ６０は、データ送信部６４により、故障データと、機器情報（ＤＩ）とを試験用装置５０に送信し、試験用装置５０にシリアルデータをプロセスバス２２へ出力させるための送信設定情報を試験用装置５０に送信して設定用回路５４に保持させる。
【００６３】
ステップＳ５１１において、試験用装置５０は、ＰＣ６０から故障データと、機器情報（ＤＩ）とを受信してデータバッファ回路５２に格納する。試験用装置５０は、ＰＣ６０から受信した送信設定情報を、出力データ設定部８１とサンプリング設定部８２とに保持し、送信設定情報に示される設定に従って、故障データと、機器情報（ＤＩ）とを、データバッファ回路５２から読み出してシリアルデータとしてプロセスバス２２を介して保護制御装置２０へ出力する。
【００６４】
このようにしてプロセスバス２２へ故障データ、機器情報（ＤＩ）が出力されると、保護制御装置２０によって受信され、保護制御装置２０による保護演算が実行される。このように、試験用装置５０を用いると、保護制御システム１において、ＣＴ、ＰＴの特性に応じた模擬を含めた系統故障の模擬とともに、実際に系統に接続されるＭＵの特性に応じた模擬を実行することができるため、ＭＵおよびＩＥＤを系統に接続する前に、ＭＵとＩＥＤとの接続による不具合などが発生しないか、動作特性の確認をすることができる。そのため、信頼性の高い検証を可能とし、試験費用を削減し、試験時間の短縮を図ることもできる。また、ＰＣ６０によってＭＵの模擬演算を実行するため、電流アンプや電圧アンプ等が不要となる。
【００６５】
＜実施の形態２＞
図６と図７とを参照して、別の実施形態に係る保護制御システムの構成について説明する。実施の形態１と比較すると、実施の形態１では、ＭＵの特性の模擬をＰＣ６０によって実行していたが、実施の形態２では、試験用装置５０によってＭＵの特性の模擬を実行している。
【００６６】
図６は、実施の形態２の試験用装置５０−２の構成と、ＰＣ６０−２の機能的な構成とを示す図である。実施の形態１のＰＣ６０と比較すると、実施の形態２のＰＣ６０−２は、ＣＴ＆ＰＴ特性模擬部６２によって得られる、ＣＴの特性とＰＴの特性とに応じた模擬演算後の電流波形データと、電圧波形データとを、データ送信部６４によって試験用装置５０へ送信し、試験用装置５０のデータバッファメモリ回路５８に保持させる。ＴＥＳＴ−ＭＵ送信設定部６６は、ＭＵの特性を示すＭＵ特性情報６２３を保持しており、ＭＵ特性情報６２３を試験用装置５０へ送信して設定用回路５４のＭＵ特性設定部８３に保持させる。
【００６７】
ＰＣ６０−２において、演算回路５７は、設定用回路５４のＭＵ特性設定部８３から、ＭＵの特性に応じた模擬演算の設定を受け付ける。演算回路５７は、データバッファメモリ回路５８に保持された電流波形データと、電圧波形データとに対し、ＭＵ特性情報６２３に基づいて、ＭＵのフィルタ特性など、ＭＵの特性を模擬した模擬演算を実行する。演算回路５７は、ＭＵの特性を模擬した模擬演算後のデータをデータバッファ回路５２に保持させる。
【００６８】
このような構成により、実施の形態２では、試験用装置５０によってＭＵの特性の模擬を実行する。
【００６９】
＜実施の形態２の動作＞
図７は、実施の形態２のＰＣ６０−２と試験用装置５０−２との動作を示すフローチャートである。
【００７０】
ステップＳ６０８において、ＰＣ６０は、機器情報生成部６５により、遮断器などの機器情報（ＤＩ）を、ステップＳ６０３で模擬演算されたデータと同期して生成する。
【００７１】
ステップＳ６１０において、ＰＣ６０は、データ送信部６４により、ステップＳ６０３で模擬演算されたデータと、機器情報（ＤＩ）とを試験用装置５０に送信してデータバッファメモリ回路５８に保持させ、試験用装置５０にシリアルデータをプロセスバス２２へ出力させるための送信設定情報と、ＭＵ特性情報とを試験用装置５０に送信して設定用回路５４に保持させる。
【００７２】
ステップＳ５１３において、試験用装置５０は、ＰＣ６０から、ステップＳ６０３で模擬演算されたデータ（ＣＴ、ＰＴの特性を模擬した電流波形データ、電圧波形データ）と、機器情報（ＤＩ）とを受信してデータバッファメモリ回路５８に格納し、送信設定情報とＭＵ特性情報とを受信して設定用回路５４のメモリに格納する。
【００７３】
ステップＳ５１５において、試験用装置５０は、演算回路５７により、データバッファメモリ回路５８に格納される電流波形データ、電圧波形データに対し、ＭＵの特性に基づいて、ＭＵの特性を模擬した模擬演算を実行して故障データを生成し、生成した故障データをデータバッファ回路５２に保持させる。
【００７４】
ステップＳ５１７において、試験用装置５０は、送信設定情報に示される設定に従って、データバッファ回路５２に格納される故障データと、機器情報（ＤＩ）とを、シリアルデータとしてプロセスバス２２を介して保護制御装置２０へ出力する。
【００７５】
このような構成によると、試験用装置５０においてＭＵの特性に応じたＭＵの模擬演算を実行する。そのため、ＭＵを（例えば他の製造業者によって製造されたＭＵへ）入れ替える場合などにおいて、ＭＵの模擬に必要な情報（ＭＵ特性情報６２３など）を試験用装置５０がＰＣ６０等から取得することで、ＰＣ６０によって演算された電流波形データ、電圧波形データの演算結果をそのまま使用することができる。
【００７６】
＜実施の形態３＞
図８を参照して、別の実施形態に係る保護制御システムの構成について説明する。実施の形態１および実施の形態２の保護制御システムと比較すると、実施の形態３の保護制御システムでは、保護制御装置２０での動作を、ステーションバス２４経由で試験用装置５０に取り込むことを可能とすることで、試験用装置５０において保護制御装置２０の動作が正常であるか否かを判定する。これにより、保護制御装置２０の動作の確認を自動的に行うことができ、効率の良い動作確認を行うことができる。
【００７７】
図８は、実施の形態３の試験用装置５０−３の構成と、ＰＣ６０−３の機能的な構成と、保護制御装置２０の構成とを示す図である。
【００７８】
保護制御装置２０は、ＰＢＩＦ（プロセスバスＩＦ）２０１と、保護制御演算部２０２と、出力処理部２０３と、ＳＢＩＦ（ステーションバスＩＦ）２０４とを含む。ＰＢＩＦ２０１は、試験用装置５０がプロセスバス２２に出力したデータを、プロセスバス２２経由で受信するためのインタフェースである。保護制御演算部２０２は、ＰＢＩＦ２０１により受信した故障データ等に基づいて、保護演算を実行し、その実行結果を出力処理部２０３に出力する。出力処理部２０３は、保護制御演算部２０２による保護演算の実行結果を、ステーションバスとして規定されるプロトコルに従って、ステーションバス２４を介して試験用装置５０へ出力するための出力データを生成する。ＳＢＩＦ２０４は、ステーションバス２４へ出力データを出力する。
【００７９】
ＰＣ６０は、ＩＥＤ判定値送信部６８と、ＩＥＤ判定結果集計部６９とを含む。ＩＥＤ判定値送信部６８は、保護制御装置２０による保護演算の結果と比較するための判定値を試験用装置５０へ送信する。ＩＥＤ判定結果集計部６９は、保護制御装置２０による保護演算の結果と判定値との比較結果を試験用装置５０から受信して集計する。
【００８０】
試験用装置５０は、ＳＢＩＦ回路５９と、ＩＥＤ判定値設定部８４と、判定回路９０とを含む。ＩＥＤ判定値設定部８４は、ＰＣ６０のＩＥＤ判定値送信部６８によって送信される判定値を受信して保持し、判定回路９０に判定値を設定する。ＳＢＩＦ回路５９は、ステーションバス２４を介してデータを受信する。判定回路９０は、ＳＢＩＦ回路５９によって受信する保護制御装置２０の保護演算の結果と、ＩＥＤ判定値設定部８４により設定される判定値とを比較して、保護演算の結果と判定値とが一定の範囲内にある場合に、保護制御装置２０の演算結果が正常であると判定し、そうでない場合に、保護制御装置２０の演算結果が正常でないと判定し、その判定結果を、ＩＦ回路５１を介してＰＣ６０へ送信する。
【００８１】
なお、図８の例では、実施の形態２の試験用装置およびＰＣの構成に基づいて説明したが、実施の形態１の試験用装置およびＰＣの構成においても、同様に試験用装置で保護制御装置２０の動作の確認を自動的に行うことができる。
【００８２】
また、上記の実施の形態３では、試験用装置５０−３による判定結果を、ＰＣ６０−３によって集計しているが、試験用装置５０−３において判定結果を集計するようにしてもよい。
【００８３】
＜実施の形態４＞
図９を参照して、別の実施形態に係る保護制御システムの構成について説明する。図９は、実施の形態４の試験用装置５０−４の構成と、ＰＣ６０−４の機能的な構成と、保護制御装置２０の構成とを示す図である。
【００８４】
実施の形態３の保護制御システムと比較すると、実施の形態３の保護制御システムでは、試験用装置において、保護制御装置２０の動作が正常であるか否かを判定するために、保護制御装置２０による保護演算の結果を、ステーションバス２４を経由して取り込むこととしている。これに対し、実施の形態４では、保護制御装置２０と、試験用装置５０−４とを、ワイヤーで接続し、保護制御装置２０の出力回路の接点信号として保護制御装置２０から試験用装置５０−４へ出力する。試験用装置５０−４は、絶縁回路９１により、保護制御装置２０における保護演算の結果を取り込んで内部で処理できる信号に変換し、変換後の信号を判定回路９０へ出力する。試験用装置５０−４は、判定回路９０によって保護制御装置２０の動作が正常であるか否かを判定する。
【００８５】
このように各実施の形態に係る保護制御システムについて説明してきたが、この他に、故障波形記録装置などにおいても、ＰＣ６０等によってＣＴの特性と、ＰＴの特性と、ＭＵの特性とに応じた模擬演算を行うこととしてもよい。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８７】
１  保護制御システム、２  電力送電線、６  遮断器、７  変流器、８  計器用変圧器、１０  マージングユニット、１１  絶縁トランス、１２  アナログフィルタ、１３  ＡＤ変換回路、１４  データバッファメモリ回路、１５  プロセスバスＩＦ回路、１６  受信回路、１７  サンプリング制御回路、１８  データ読取回路、１９  絶縁回路、２０  保護制御装置、２２  プロセスバス、２４  ステーションバス、２６  変電所自動化システム装置、２８  遠方監視制御装置、３０  遠方制御所、５０  試験用装置、５１  ＩＦ回路、５２  データバッファ回路、５３  プロセスバスＩＦ回路、５４  設定用回路、５５  受信回路、５６  サンプリング制御回路、５７  演算回路、５８  データバッファメモリ回路、６０  ＰＣ、６１  故障計算部、６２  ＣＴ＆ＰＴ特性模擬部、６３  ＭＵ特性模擬部、６４  データ送信部、６５  機器情報生成部、６６  ＴＥＳＴ−ＭＵ送信設定部、６７  記憶部、６８  ＩＥＤ判定値送信部、６９  ＩＥＤ判定結果集計部、８１  出力データ設定部、８２  サンプリング設定部、８３  ＭＵ特性設定部、８４  ＩＥＤ判定値設定部、９０  判定回路、９１  絶縁回路。
【要約】
試験用装置（５０）は、電力系統の保護制御装置（２０）を試験する。ＰＣ（６０）は、変流器（７）の電流波形データ（ＣＴ）、計器用変圧器（８）の電圧波形データ（ＰＴ）に対し、計器用変成器の特性に基づいて、ＣＴおよびＰＴの模擬演算を施し、ＭＵ（１０）の特性に基づいてＭＵ（１０）の模擬演算を実行することで故障データを生成する。試験用装置（５０）は、故障データと同期して、電力系統の遮断器を示す機器情報データ（ＤＩ）を取得する。試験用装置（５０）は、プロセスバス（２２）へのデータ出力の設定と、サンプリングの設定とに従って、故障データおよび機器情報データ（ＤＩ）を、プロセスバス（２２）を介して保護制御装置（２０）へ送信する。【図１】
0005693802.tif 000002
【図２】
0005693802.tif 000003
【図３】
0005693802.tif 000004
【図４】
0005693802.tif 000005
【図５】
0005693802.tif 000006
【図６】
0005693802.tif 000007
【図７】
0005693802.tif 000008
【図８】
0005693802.tif 000009
【図９】
0005693802.tif 000010