(57)【要約】【課題】他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化があっても正しく零点の時刻を予測して、遮断器の投入位相制御をする。【解決手段】多相個別位相制御をするために各相に対応して設けられた位相制御要素Ｕ，Ｖ，Ｗにより高速遮断器１の投入信号を生成する制御装置において、前記各相の位相制御要素間で互いに他の相の位相制御要素における投入状態信号と零点予測波形値を取り交わすようにする。また、自相の零点予測をするときに零点予測波形から他の相の投入状態によって決まる他相零点予測波形値を差し引く位相制御方式を用いる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相個別位相制御をするために各相に対応して設けられた位相制御要素により遮断器の投入信号を生成する制御装置において、前記各相の位相制御要素間で互いに他の相の位相制御要素における投入状態信号と零点予測波形値を取り交わすことを特徴とする遮断器の投入位相制御装置。
【請求項２】
前記各相の位相制御要素が自相の零点予測をするときに零点予測波形から他の相の投入状態によって決まる他相零点予測波形値を差し引く位相制御方式を用いることを特徴とする請求項１に記載の遮断器の投入位相制御装置。
【請求項３】
多相個別位相制御をするために各相において遮断器の投入信号を生成するにあたり、前記各相間で互いに他の相における投入状態信号と零点予測波形値を取り交わすとともに、他の相の投入状態信号と零点予測波形値を参照して各相で遮断器の投入信号を生成することを特徴とする遮断器の投入位相制御方法。
【請求項４】
前記各相において自相の零点予測をするときに零点予測波形から他の相の投入状態によって決まる他相零点予測波形値を差し引く位相制御方式を用いるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の遮断器の投入位相制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮断器の投入位相制御装置および投入位相制御方法、特に、高速遮断器の投入位相制御装置および投入位相制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速遮断器の投入位相制御においては、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。
従来技術では、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この手法では、３相個別に投入指令を行うとき、他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化を予測に取り入れていない。
従って、予測したような等時間間隔での零点の到来に対して修正できないため予測を誤ることとなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１３５２０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化があっても比較的正しく目標とする零点の時刻を予測して、遮断器の投入位相を制御しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明では、各相で互いに他の相における投入状態信号と零点予測波形値を取り交わすようにしたものである。
【０００７】
【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を図について説明する。図１は実施の形態１における全体構成を示す接続図である。図では負荷が接地されていない例が示されているが、接地されている場合も含まれる。図２は実施の形態１における各相制御要素の構成を示すブロック図である。図３は実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
【０００８】
ここで、以下で用いる用語の定義をする。
閉極時刻：遮断器の接点間が導通状態に至った時刻。
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。
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。
デジタルデータ：数値化された電圧信号。
零点予測：指定時間後の電圧波形の予測値を計算すること。
【０００９】
閉極時間Ｔｃが例えば５ｍｓｅｃ程度の高速遮断器がある。その高速遮断器が例えば図１に示されるような抵抗接地された３相回路に使用されたときに、それぞれの相の高速遮断器を個別に投入する場合に、その高速遮断器のための投入信号を生成する制御装置として閉極時刻と同時かその近傍に電圧零点になるように投入信号を送信する位相制御装置が組み込まれた方式において、他の相の投入状態に応じて電圧零点の予測時刻を決める位相制御方式の実施形態を示す。
【００１０】
図２に示すようなデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）３の回路で各相位相制御要素Ｕを構成する例について説明する。他の各相位相制御要素Ｖ，Ｗは、以下に説明する各相位相制御要素Ｕと同様に構成される。
入出力器（Ｉ／Ｏ）の動作について説明する。入出力器（Ｉ／Ｏ）は中央演算装置（ＣＰＵ）からの指令を待たずに動作を実行し、また、中央演算装置（ＣＰＵ）を介さずメモリー（ＭＥＭ）に直接的に数値データを書き込んだり、メモリー（ＭＥＭ）から読み出したりできるメモリー転送装置（ＤＭＡ）を備えている。
【００１１】
まず、入力動作から説明を始める。
高速遮断器１に内蔵または近傍に置かれた電圧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を取り込み、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。
数値化されたデータはメモリー（ＭＥＭ）上に配列として確保された領域に順次書き込まれる。
【００１２】
また、リレー装置など上位の投入指令装置２からの指令信号を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、ＬＯＷであるときに待機と決めておく。
そして、変数名Ｃｏｍのメモリー領域にＨＩＧＨになったときに１とし、ＬＯＷになったときに０を書き込む。
【００１３】
また、他の２つの相の開閉極状態を示す信号を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、ＬＯＷであるときに閉極状態と決めておく。
そして、他相のうちの一方の開閉極状態を保持するために変数名Ｓｔａｔｅ１のメモリー領域にＨＩＧＨになったときに１とし、ＬＯＷになったときに０を書き込む。
同様に、もう一方の開閉極状態を保持するために、変数名Ｓｔａｔｅ２のメモリー領域にＨＩＧＨになったときに１とし、ＬＯＷになったときに０を書き込む。
【００１４】
さらに、他の２つの相の零点予測値を取り込むようになっており、他相のうちの一方の予測値を変数名Ｅｓｔ１のメモリー領域にもう一方の相の予測値を変数名Ｅｓｔ２のメモリー領域に書き込む。
【００１５】
次に、入出力器（Ｉ／Ｏ）の出力動作について説明すると、まず、高速遮断器の開閉状態を制御する信号を送出するようになっており、変数名Ｓｔａｔｅが１のときを開極状態としてＨＩＧＨの電圧を送出し、０であるときに閉極状態としてＬＯＷを送出する。この信号は高速遮断器だけでなく他の２つの相の位相制御装置にも送出される。
また、零点予測値ＥｓｔＯｕｔを出力し、他の２つの相の位相制御装置に送出する。
【００１６】
次に、この実施の形態における制御動作について説明する。
図３に示すように位相制御装置の制御が開始されると、まず、ステップＳ１において、メモリー（ＭＥＭ）上に確保された２つの変数Ｃｏｍ，Ｓｔａｔｅに対して初期化を実行する。Ｃｏｍは初期値を０に設定する。ただし、この変数は上で説明したように、随時、入出力器（Ｉ／Ｏ）によって書き換えられる。また、Ｓｔａｔｅは１に設定する。
また、以下で示すデータ配列の要素や前回の予測値ＯｌｄＥｓｔも０に初期化する。
【００１７】
初期化が終了すると、以下に説明する零点予測処理を始める。
上述したように、メモリー（ＭＥＭ）上に配列として確保された領域があり、ある一定の時間間隔でサンプリングされた極間電圧値のデータが蓄えられている。
データ配列に蓄えられている一連のデータから零点予測処理を実行する。すなわち、ステップＳ２において、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例えば高速フーリエ変換などの計算方法によって求める。
ステップＳ３において、求められた振幅Ａと位相角θと直流分Ｂから時間Ｔｃ（例えば５ｍｓｅｃ）後の波形の予測値ＥｓｔがＥｓｔ＝Ａ×ｓｉｎ（２πｆ×Ｔｃ＋θ）＋Ｂと求められる。
また、他の相へ送る予測値ＥｓｔＯｕｔをＥｓｔＯｕｔ＝Ａ×ｓｉｎ（２πｆ×Ｔｃ＋θ）と求めておく。Ｅｓｔ＝ＥｓｔＯｕｔ＋Ｂとしてもかまわない。
【００１８】
ところで、３相回路においては１つの相が投入されると、３相間の電圧のバランスが変わり、それぞれの相の電圧波形が変動する。従って、３相位相制御においては他の相がすでに零点を迎えているかどうかによって予測波形値を修正する必要がある。
新田目倖造著「電力系統技術計算の応用」電気書院出版に示されているように３つの相のうち１つの相が投入された後の３相回路の状態は２線断線故障と同じになり、対称座標法を用いた故障計算方法から、投入されていない他の２つの相の電圧波形はそれら各相の電圧波形から既に投入された相の電圧波形を差し引いた波形に近似できることが知られている。
また、抵抗接地の場合、２つの相が投入された状態では１線断線故障と同じになり、対称座標法を用いた故障計算方法から、投入されていない相の周波数・位相はその相の電圧波形と同じになることが知られている。
【００１９】
このことから、この発明による実施の形態における位相制御方式においては次のような方法をとる。
ステップＳ４において、Ｓｔａｔｅ１が０（閉極状態）でかつＳｔａｔｅ２が１（開極状態）であるときには、ステップＳ５へ進み、ＥｓｔからＥｓｔ１を差し引いた値Ｅｓｔ−Ｅｓｔ１を改めてＥｓｔとする。
ステップＳ６において、Ｓｔａｔｅ１が１でかつＳｔａｔｅ２が０であるときには、ステップＳ７へ進み、ＥｓｔからＥｓｔ２を差し引いた値Ｅｓｔ−Ｅｓｔ２を改めてＥｓｔとする。
Ｓｔａｔｅ１とＳｔａｔｅ２が共に０であったり、共に１であったりする場合には何もしない。
【００２０】
さて、そうした後、ステップＳ８においてＥｓｔ＝０であるか、または、ステップＳ１０において前回の処理時に得られた予測値ＯｌｄＥｓｔと比較して符号が異なる場合には、時間Ｔｃ後に零点であるので、次に、ステップＳ１１において上位開閉指令Ｃｏｍの値を調べて１であれば、ステップＳ１２において変数Ｓｔａｔｅに０を設定し、零点予測処理を終了する。
ステップＳ８〜Ｓ１０において、そうでないと判定された場合には、ステップＳ１３において、Ｓｔａｔｅに１を設定し、その後、ステップＳ１４において、前回の予測値ＯｌｄＥｓｔにＥｓｔを代入して、処理の先頭に戻る。
この制御終了後は、高速遮断器１が開極状態になった後、再びこの制御が開始される。
【００２１】
この発明による実施の形態によれば、３相個別位相制御をするために各相に対応して設けられた位相制御要素Ｕ，Ｖ，Ｗにより高速遮断器１の投入信号を生成する制御装置において、前記各相の位相制御要素Ｕ，Ｖ，Ｗ間で互いに他の相の位相制御要素における投入状態信号Ｓｔａｔｅ１，Ｓｔａｔｅ２と零点予測波形値ＥｓｔＯｕｔを取り交わすようにしたので、他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化があっても正しく零点の時刻を予測して、遮断器の投入位相を制御でき、電圧零点で遮断器を投入できて、サージの発生を抑制できる遮断器の投入位相制御装置を得ることができる。
【００２２】
また、この発明による実施の形態によれば、前項の構成内容において、前記各相の位相制御要素Ｕ，Ｖ，Ｗが自相の零点予測をするときに零点予測波形から他の相の投入状態によって決まる他相零点予測波形値Ｅｓｔ１またはＥｓｔ２を差し引く位相制御方式を用いるようにしたので、他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化があっても他相零点予測波形値を参照し正しく零点の時刻を予測して、遮断器の投入位相を制御でき、電圧零点で遮断器を投入できて、サージの発生を抑制できる遮断器の投入位相制御装置を得ることができる。
【００２３】
さらに、この発明による実施の形態によれば、３相個別位相制御をするために各相において高速遮断器１の投入信号を生成するにあたり、前記各相間で互いに他の相における投入状態信号Ｓｔａｔｅ１，Ｓｔａｔｅ２と零点予測波形値ＥｓｔＯｕｔを取り交わすとともに、他の相の投入状態信号Ｓｔａｔｅ１，Ｓｔａｔｅ２と零点予測波形値ＥｓｔＯｕｔを参照して各相で高速遮断器１の投入信号を生成するようにしたので、他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化があっても正しく零点の時刻を予測して、遮断器の投入位相を制御でき、電圧零点で遮断器を投入できて、サージの発生を抑制できる遮断器の投入位相制御方法を得ることができる。
【００２４】
そして、この発明による実施の形態によれば、前項の方法内容において、前記各相において自相の零点予測をするときに零点予測波形から他の相の投入状態によって決まる他相零点予測波形値Ｅｓｔ１またはＥｓｔ２を差し引く位相制御方式を用いるようにしたので、他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化があっても他相零点予測波形値を参照し正しく零点の時刻を予測して、遮断器の投入位相を制御でき、電圧零点で遮断器を投入できて、サージの発生を抑制できる遮断器の投入位相制御方法を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、他の相が先に投入したことによる電圧波形の変化があっても正しく零点の時刻を予測して、遮断器の投入位相を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態における全体構成を示す接続図である。
【図２】この発明による実施の形態における各相制御要素の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明による実施の形態における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  高速遮断器、２  上位リレー、３  デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）。
【図１】
2004342467.tif 000003
【図２】
2004342467.tif 000004
【図３】
2004342467.tif 000005