(57)【要約】【課題】複数の機能を１つにまとめて計測モジュールとして独立させてＰＬＣのスロットに収納する保護継電機能付き同期投入装置を提供する。【解決手段】本発明の保護継電機能付き同期投入装置は、各スロットに挿入された機器間のデータ交換を可能とするＩ／Ｏバスを備え、かつ複数のスロットからなるマザーボードと、スロットに挿入可能な少なくとも１つの計測モジュールと、スロットに挿入可能な少なくとも１つのＩ／Ｏモジュールと、スロットに挿入可能で、かつＩ／Ｏバスにより計測モジュールとＩ／Ｏモジュールとデータ交換を行うＣＰＵとを備えているので、各種保護継電器の整定や使用／不使用の選択をＰＬＣ本体側ＣＰＵのソフトウェアで行うことができ、さらに計測モジュールのサンプリングが高速のため、事故時の急峻な計測値の変化を捕らえて保存することが可能となり、運転支援にも役立てることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各スロットに挿入された機器間のデータ交換を可能とするＩ／Ｏバスを備え、かつ複数のスロットからなるマザーボードと、スロットに挿入可能な少なくとも１つの計測モジュールと、スロットに挿入可能な少なくとも１つのＩ／Ｏモジュールと、スロットに挿入可能で、かつＩ／Ｏバスにより計測モジュールとＩ／Ｏモジュールとデータ交換を行うＣＰＵとを備えたことを特徴とする保護継電機能付き同期投入装置。
【請求項２】
請求項１記載の保護継電機能付き同期投入装置において、前記ＣＰＵは、変流器と変圧器からのデータを計測モジュールを介して電圧、電流、力率、有効電力、無効電力のデータを高速にサンプリングすることにより、前記電気諸量を計測する機能を備えたことを特徴とする保護継電機能付き同期投入装置。
【請求項３】
請求項１記載の保護継電機能付き同期投入装置において、前記ＣＰＵは、前記計測モジュールを介してデータサンプリングされた電圧、周波数、位相データを基に、発電機を系統に同期投入する同期投入機能を持つことを特徴とする保護継電機能付き同期投入装置。
【請求項４】
請求項１記載の保護継電機能付き同期投入装置において、前記ＣＰＵは、前記計測モジュールのデータにより、ＰＬＣ本体側ＣＰＵで保護継電器の動作を行う機能を持つことを特徴とする保護継電機能付き同期投入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機を制御する際に必要となる保護継電機能付き同期投入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、発電機を制御する際に、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）と、発電機を保護する保護継電器と、発電機が系統と連系する際に必要な同期投入装置及び発電機あるいは系統の電気諸量を計測する計測装置（トランスデューサ）が必要となる。
【０００３】
従来は、図３に示すように、制御盤５内にＰＬＣ１、保護継電器２、同期投入装置３及び計測装置（トランスデューサ）４のように、各々別々に取付けていたため、その取付配置には広いスペースを必要としていた。
【０００４】
また、保護継電器をＰＬＣのスロットに実装する方式では、ＰＬＣと保護継電器の取り付けスペースを省スペース化することができるが、発電機を系統に投入する際に必要となる同期投入装置は別に設置する必要がある。過電圧／不足電圧の保護を例にとると、ＶＴからの信号を、保護継電器と同期投入装置の両方に電線にて入力しなければ実現できず、省配線には難があり、また電圧検出部を保護継電器と同期投入装置の両方に持つ必要があり、機能が重複する分コストがかかるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、１つの対象物に複数種の保護をする場合、通常の保護継電器では、１つの継電器は１つの機能しかもたないので、保護する種類の数だけ保護継電器が必要となる。そうすると、これら複数の保護継電器では、計測入力部分が保護継電器同士で重複することになる。また、発電機同期投入装置にも計測入力部分があり、保護継電器の計測入力部分と重複する。更に、系統あるいは発電機の電気諸量を計測する計測入力部分も重複する。
【０００６】
本発明（請求項１乃至請求項４対応）は、上記事情に対処するためになされたもので、その課題は、複数の機能を１つにまとめて計測モジュールとして独立させてＰＬＣのスロットに収納する保護継電機能付き同期投入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の保護継電機能付き同期投入装置の発明は、各スロットに挿入された機器間のデータ交換を可能とするＩ／Ｏバスを備え、かつ複数のスロットからなるマザーボードと、スロットに挿入可能な少なくとも１つの計測モジュールと、スロットに挿入可能な少なくとも１つのＩ／Ｏモジュールと、スロットに挿入可能で、かつＩ／Ｏバスにより計測モジュールとＩ／Ｏモジュールとデータ交換を行うＣＰＵとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の保護継電機能付き同期投入装置において、前記ＣＰＵは、変流器と変圧器からのデータを計測モジュールを介して電圧、電流、力率、有効電力、無効電力のデータを高速にサンプリングすることにより、前記電気諸量を計測する機能を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の保護継電機能付き同期投入装置において、前記ＣＰＵは、前記計測モジュールを介してデータサンプリングされた電圧、周波数、位相データを基に、発電機を系統に同期投入する同期投入機能を持つことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の保護継電機能付き同期投入装置において、前記ＣＰＵは、前記計測モジュールのデータにより、ＰＬＣ本体側ＣＰＵで保護継電器の動作を行う機能を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各種保護継電器の整定や使用／不使用の選択、並びに発電機を系統に同期投入する際に、必要となる同期投入装置もＰＬＣ本体側ＣＰＵのソフトウェアで行うことができる。また、計測モジュールのサンプリングが高速のため、事故時の急峻な計測値の変化を捕らえて保存することが可能となり、運転支援にも役立てることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、重複する機能を１つにまとめて計測モジュールとして独立させてＰＬＣのスロットに収納することにより、保護継電器の機能と、発電機同期投入装置の機能と、電気諸量の計測装置を、ＰＬＣ本体側ＣＰＵのソフトウェアで実現することにより、省スペース化を図ると共に、重複した機能は省略することが可能となる。それにより、保護継電機能の追加ないし削除はハードウェアの変更をすることなくＰＬＣ本体側ＣＰＵの設定変更のみで可能になる。
【００１３】
また、発電機同期投入装置の使用／不使用、計測装置の使用／不使用や設定変更が、ハードウェアの変更では無く、ＰＬＣ本体側のＣＰＵソフトウェアにより選択できるようになる。
【００１４】
更に、保護継電器をＰＬＣのスロットに納めた場合は、事故発生時の電流等のデータを保護継電器のメモリからＰＬＣ本体側のＣＰＵが読み出したり、ＰＬＣ本体側のＣＰＵから保護継電器に各種設定値を書き込んだりという操作が必要になるが、本発明では保護継電器機能をＰＬＣ本体側のＣＰＵが持っているので、そのような操作無しに故障時のデータ解析が可能で、操作が簡単になることから運転支援に貢献できると共に、ＰＬＣ本体側のＣＰＵから設定値を保護継電器に転送する操作が不要になり、設定ミスや設定漏れを防ぐことが可能になる。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例１の保護継電器機能付き発電機同期投入装置と計測モジュールのブロック図である。  
図１に示すように、本実施形態に係るプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）１は、ＣＴ、ＶＴの信号を高速にサンプリングしてデジタルデータとしてＰＬＣのＰＣＵに渡すことのできる計測モジュール１１をもち、データバス７を介してＰＬＣ本体側のＣＰＵ６に数ミリ秒の単位でサンプリングデータを渡すことが可能になっている。また、計測モジュール１１は、デュアルポートメモリ８とデータサンプリング９とＣＴ，ＶＴ２次入力回路１０から構成されている。
【００１６】
図２は実施例１に係るＰＬＣの本体側ＣＰＵを電力系統に適用したブロック図である。
図２に示すように、ＰＬＣ１は、ＣＰＵ６と計測モジュール１１と複数のＩ／Ｏモジュール１２とから構成されている。発電機１８は遮断器１７を介して系統と連携されている。遮断器１７の系統側にはＶＴ（系統側検出用）１４、発電機側にはＶＴ（発電機側検出用）１５とＣＴ１６が取り付けられており、ＶＴ１４、ＶＴ１５及びＣＴ１６で計測されたデータは、ＶＴ、ＣＴ２次入力回路１３を介して計測モジュール１１に入力される。ＰＬＣ１本体側のＣＰＵ６では、計測モジュール１１を介して得られたデータを基に、力率，有効電力，無効電力を算出して保護継電器と同期投入装置の機能、すなわち投入，同期投入，遮断，トリッブ出力信号を遮断器１７へ与える機能を受け持っている。
【００１７】
また、本実施例では、Ｉ／Ｏバスは各スロットに挿入された機器間のデータ交換を可能とし、かつ複数のスロットからなる図示しないマザーボードと、スロットに挿入可能な少なくとも１つの計測モジュール１１と、スロットに挿入可能な少なくとも１つのＩ／Ｏバスと、スロットに挿入可能でかつＩ／Ｏバスにより計測モジュール１１とＩ／Ｏモジュール１２とデータ交換を行うＣＰＵ６とを備えている。
【００１８】
このように保護継電器と同期投入装置の機能を、ＰＬＣ本体側のＣＰＵ６に持たせることにより、１つの計測モジュール１１で保護継電器と同期投入装置のデータサンプリング部分を共有することができ、これにより省スペースが可能となる。
【００１９】
また、各種保護継電器の整定や使用／不使用の選択や、発電機を系統に同期投入する際に、必要となる同期投入装置もＰＬＣ本体側ＣＰＵのソフトウェアで行うことができる。さらに、ＰＬＣで電気諸量の計測を行う際には、通常トランスジューサの出力をＰＬＣのＡＤ変換器に入力するが、計測モジュールで測定したデータがそのまま使用できるので、トランスジューサが不要になる。また、トランスジューサ出力をＡＤ変換する場合には、通常数百ｍｓの時間がかかるが、本実施例では高速の処理が可能になる。
【００２０】
これにより、通常ＰＬＣとは別置きの保護継電器と同期投入装置およびトランスジューサが不要になるので、大幅な省スペースが可能となり、重複する機能を省けることから、信頼性の向上につながる。
【００２１】
本実施例の変形例として、２台以上の計測モジュールを同じＰＬＣのスロットに収納する構成としても本実施例と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１の保護継電器機能付き発電機同期投入装置と計測モジュールのブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係るＰＬＣの本体側ＣＰＵを電力系統に適用したブロック図。
【図３】従来の制御盤内に配置されたＰＬＣ、保護継電器、同期投入装置及び計測装置の配置図。
【符号の説明】
【００２３】
１…プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、２…保護継電器、３…同期投入装置、４…計測装置、５…制御盤、６…ＰＬＣ本体側のＣＰＵ、７…データバス、８…デュアルポートメモリ、９…データサンプリング，１０…ＣＴ，ＶＴ２次入力回路、１１…計測モジュール、１２…Ｉ／Ｏモジュール、１３…ＶＴ、ＣＴ２次入力回路、１４…ＶＴ（系統側検出用）、１５…ＶＴ（発電機側検出用）、１６…ＣＴ、１７…遮断器、１８…発電機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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