(57)【要約】【課題】  発電所又は変電所に既設されているオシロ装置を常時活用することで、遮断器の性能及び状態を運転状態を継続したままで定期的に管理することができる技術を提供する。【解決手段】  遮断器３の負荷電流をオシロ装置６で検出すると共に、オシロ装置６に遮断器３への指令信号を入力し、負荷電流の変化により当該指令信号の入力時から当該遮断器３の動作完了までの時間を停電させることなくオシロ装置６で測定する。【選択図】        図１
2005287162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所又は変電所に設置されて系統事故発生時に動作して波形解析を行うオシロ装置を用いて遮断器の性能診断を行う遮断器の管理方法であって、
前記遮断器の負荷電流を前記オシロ装置で検出すると共に前記オシロ装置に前記遮断器への指令信号を入力し、前記負荷電流の変化により当該指令信号の入力時から当該遮断器の動作完了までの時間を停電させることなく前記オシロ装置で測定することを特徴とする遮断器の管理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記オシロ装置に前記遮断器への遮断指令信号を入力した時から負荷電流がゼロになるまでの時間を当該遮断器の遮断時間として測定することを特徴とする遮断器の管理方法。
【請求項３】
請求項１において、前記オシロ装置に前記遮断器への投入指令信号を入力した時から負荷電流が所定値となるまでの時間を当該遮断器の投入時間として測定することを特徴とする遮断器の管理方法。
【請求項４】
請求項２において、前記負荷電流における各相の遮断時間を測定し、該各相の遮断時間及び遮断波形データの状態を比較することを特徴とする遮断器の管理方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記遮断指令信号及び投入指令信号は、遠隔地点から所定のタイミングで入力されることを特徴とする遮断器の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所又は変電所に設置されて系統事故を波形データによって解析できるオシロ装置を用いた遮断器の管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発電所又は変電所にはオシロ装置が設置されており、電力系統の事故発生時の解析を行うために用いられている。具体的には、送電線路・配電線路などの電力系統に短絡・地絡などの異常が生じた時にオシロ装置から出力される前後一定時間にわたる波形データを用いて事故原因の解析を行っている。このようなオシロ装置は、事故発生時の事故信号をトリガとして起動する事故解析専用の装置として用いられているため、常時はほとんど活用されていなかった。すなわち、オシロ装置は、事故発生時以外は動作しないため、事故原因を解析する場合には、事故後に事故時の前後一定時間にわたる波形データのみを用いるしかなく、例えば、事故発生時以外の通常の波形データを出力して電力設備の異常などを推定するような方法として有効的に用いられていなかった。
【０００３】
また、電力系統の事故発生時に電気回路を遮断させる遮断器は、事故が長期間（数年〜十数年）発生せず動作していない状態にあると、事故発生時などの動作時にその機構部が固着して動かなくなり易く、このような非常時のみに動作する遮断器などは、定期的に性能試験を実施してその性能を確認し、点検あるいは管理することが必要である。しかしながら、現状では、定期停電作業時において現地で管理者などが手動で遮断器の開閉試験を実施して、その性能を確認するような管理体制にあり、常用運転状態での定期的な点検あるいは管理がなされていなかった。
【０００４】
その他に、遠隔地にある機器を保守・管理する方法として、例えば、特許文献１に開示された技術があるが、既存設備を利用したものではないため、新たにシステム設計するなどの手間がかかっていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５４７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、発電所又は変電所に既設されているオシロ装置を常時活用することで、遮断器の性能及び状態を運転状態を継続したままで定期的に管理することができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、発電所又は変電所に設置されて系統事故発生時に動作して波形解析を行うオシロ装置を用いて遮断器の性能診断を行う遮断器の管理方法であって、前記遮断器の負荷電流を前記オシロ装置で検出すると共に前記オシロ装置に前記遮断器への指令信号を入力し、前記負荷電流の変化により当該指令信号の入力時から当該遮断器の動作完了までの時間を停電させることなく前記オシロ装置で測定することを特徴とする遮断器の管理方法にある。
【０００８】
かかる第１の態様では、オシロ装置で遮断器に流れる負荷電流を測定しながら、指令信号の入力にかかる遮断器の動作時間を測定しているため、電力系統を停電させることなく、常時の動作で遮断器の性能を把握することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記オシロ装置に前記遮断器への遮断指令信号を入力した時から負荷電流がゼロになるまでの時間を当該遮断器の遮断時間として測定することを特徴とする遮断器の管理方法にある。
【００１０】
かかる第２の態様では、電力系統を停電させることなく遮断器の遮断時間を測定することができると共に、当該遮断器の遮断時間にかかる性能を確認することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記オシロ装置に前記遮断器への投入指令信号を入力した時から負荷電流が所定値となるまでの時間を当該遮断器の投入時間として測定することを特徴とする遮断器の管理方法にある。
【００１２】
かかる第３の態様では、電力系統を停電させることなく遮断器の投入時間を測定することができると共に、当該遮断器の投入時間にかかる性能を確認することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第２の態様において、前記負荷電流における各相の遮断時間を測定し、該各相の遮断時間及び遮断波形データの状態を比較することを特徴とする遮断器の管理方法にある。
【００１４】
かかる第４の態様では、負荷電流における各相の遮断時間の比較から、遮断器の性能及び状態を確認することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記遮断指令信号及び投入指令信号は、遠隔地点から所定のタイミングで入力されることを特徴とする遮断器の管理方法にある。
【００１６】
かかる第５の態様では、遠隔地点から遮断器の性能及び状態を定期的に確認して管理することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電力系統を停電させることなく通常の動作時に、発電所又は変電所に既設されているオシロ装置を用いて遮断器の遮断時間及び投入時間を測定することができるため、運転状態を継続したままで定期的に遮断器の性能及び状態を管理することができる。さらに、本発明によれば、遠隔地点からの操作により、容易に遮断器の遮断時間及び投入時間を測定して管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明の構成は以下の説明に限定されない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る電力系統の概略構成を示す図である。
【００２０】
同図に示すように、発電所１が送電線２を介して末端の変電所Ａに接続されると共に、該変電所Ａが２回線の送電線２を介して次の変電所Ｂに接続されることで、発電所１を起点とした電力系統が構成されている。このうち、変電所Ａの送電線２上には、電力系統に異常が発生したときに電気回線を遮断する遮断器（ＣＢ）３と送電線２及び遮断器３を流れる電流を検出する変流器（ＣＴ）４が設けられている。さらに、遮断器３が継電器（Ｒｙ）５を介してオシロ装置６に接続されており、継電器５とオシロ装置６間の伝送路上からテレコン（ＴＣ）７（子）が接続されている。このうち、継電器５は、送電線２上に発生した事故を自動的に検出した場合に、遮断器３が開放するように動作させる装置であり、オシロ装置６は、入力された電圧および電流の信号を波形データとして出力して表示する装置である。また、テレコン７（子）は、遠隔地点からのＴＣ信号によって通信回線を介して、装置あるいは機器などを制御する装置であり、電力系統の運用及び管理にかかる一連の遠隔制御（テレコントロール）を実行する。このテレコン７（子）は、例えば、遠隔地点（例えば、後述する制御所Ｃ）からのＴＣ信号によって、遮断器３を開閉させる各種指令信号を受けると、該各種指令信号をオシロ装置６に取り込ませると共に、指令信号に応じて遮断器３を動作させるように制御する。
【００２１】
なお、上述において、変電所Ａのみを取り上げて説明したが、変電所Ｂも基本的に変電所Ａと同様な構成を採っているので、その説明は省略する。また、変電所Ａ内に設置されている継電器５、オシロ装置６、テレコン７（子）などの各機器は、電力系統に一般的に用いられている機器と同等のものを想定しているため、具体的な構成の説明は省略する。
【００２２】
各変電所Ａ及びＢは、テレコン７（子）を介して、遠隔地点にある制御所Ｃ内に設置されている管理コンピュータ９からの入力操作によって遠隔制御される。
【００２３】
また、制御所Ｃ内には、オシロ装置６と通信が可能なメインオシロ装置８が設置されており、変電所Ａに設置されているオシロ装置６内の全てのデータが通信回線を介してメインオシロ装置８に取り込まれるようになっている。
【００２４】
メインオシロ装置８は、一般的なコンピュータと通信可能で、少なくともＣＰＵ（central processing unit）８Ａとハードディスク８Ｂを具備しており、オシロ装置６からのデータをハードディスク８Ｂに保存して管理すると共に、該データを接続されている管理コンピュータ９に送信する。なお、メインオシロ装置８も、電力系統の親局として一般的に用いられるものを想定しているため、具体的な構成の説明は省略する。
【００２５】
また、管理コンピュータ９は、さらに制御所Ｃ内の複数の業務用端末１０と接続されており、何れかの業務用端末１０によって、管理コンピュータ９上の各種データを随時確認することができる。
【００２６】
さらに、制御所Ｃには、テレコン１１（親）が設けられており、テレコン７（子）間でＴＣ信号が授受される。
【００２７】
ここで、管理コンピュータ９から入力される各種指令信号には、遮断器３を開放して電気回路を遮断させる遮断指令信号と遮断器３を閉路して電気回路を接続させる投入指令信号がある。
【００２８】
まず、遠隔地にある制御所Ｃのテレコン１１（親）に遮断指令が入力されると、テレコン７（子）は、遮断指令信号を受信する。そして、テレコン７（子）は、遮断器３に開放信号を送出して遮断器３を開放させると共に、オシロ装置６へも遮断指令信号を送出する。ここで、オシロ装置６には、変流器４で検出される遮断器３の負荷電流が常時測定されており、テレコン７（子）からの開放信号によって遮断器３が開放した時の負荷電流値の変化が測定される。ここで、遮断指令信号などの各種指令信号は、定期的に所定のタイミングで入力されてもよいし、管理者の任意で適宜入力されるようにしてもよい。
【００２９】
そして、オシロ装置６で測定されたデータは、メインオシロ装置８を介して管理コンピュータ９に送信される。管理コンピュータ９は、送信されたデータに基づいて、表示画面上に波形データを表示すると共に、遮断指令信号の入力に基づく遮断器３の遮断時間を測定して表示する。
【００３０】
一方、制御所Ｃから投入指令信号が入力された場合も、遮断指令信号と同様に遮断器３の投入時間が測定され、波形データと共に該投入時間が表示画面上に表示される。
【００３１】
次に、オシロ装置６を用いた遮断器３の遮断時間及び投入時間の測定方法について、図２及び図３を用いて具体的に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る遮断器の遮断時間の測定方法の概略を示す図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る遮断器の投入時間の測定方法の概略を示す図である。
【００３２】
遮断器３の遮断時間及び投入時間は、詳細には、オシロ装置６で測定されて送信されてきたデータに基づいて、管理コンピュータ９によって演算処理されることで算出される。
【００３３】
図２に示すように、遮断時間の測定方法としては、遮断指令信号が入力された後に負荷電流がゼロとなる時間α１を検出し、検出した時間α１と遮断指令信号が入力された時間β１との差分時間Ｘを遮断時間として算出する。これにより、遮断指令信号が入力されてから遮断器３が開放して電流が遮断されるまでの遮断時間を算出することができる。本実施形態では、２５５Ａ（アンペア）の負荷電流が、テレコン７（子）から遮断器３への開放信号が送出されてから０Ａとなるまでの時間、すなわち遮断時間が３６ｍｓと算出された。
【００３４】
一方、図３に示す投入時間の測定方法としては、投入指令信号が入力された後に負荷電流が所定値となる時間α２を検出し、検出した時間α２と投入指令信号が入力された時間β２との差分時間Ｔを投入時間として算出する。これにより、投入指令信号が入力されてから遮断器３が閉じて電流が投入されるまでの投入時間を算出することができる。本実施形態では、０Ａの負荷電流が、テレコン７（子）から遮断時３への閉路信号が送出されてから所定値２３Ａとなるまでの時間、すなわち投入時間が６０ｍｓと算出された。
【００３５】
また、上述の遮断時間及び投入時間は、例えば、図４に示すように、各相の負荷電流から算出するようにしてもよい。図４は、本発明の一実施形態に係る遮断指令信号の入力時前後一定時間の波形データを示す図である。なお、この場合は、各相に対応した変流器が備わっていることが前提となる。
【００３６】
図４には、測定要素として上から順に、赤相電圧Ｖａ、白相電圧Ｖｂ、青相電圧Ｖｃ、零相電圧Ｖｏ、赤相負荷電流Ｉａ、白相負荷電流Ｉｂ、青相負荷電流Ｉｃ、零相電流Ｉｏ、遮断指令信号が示されている。
【００３７】
ここで、遮断指令信号が入力された時点以降の赤・白・青の各三相の負荷電流の変化から、各三相の遮断時間を算出して比較することができる。図４に示す例では、各三相の負荷電流から算出される正常時の遮断時間は、赤相で４０ｍｓ、白相で４６ｍｓ、青相で４３ｍｓと各相２．７ｍｓ差（６０度）であるが、異常時の各三相の遮断時間は、それぞれ赤相で４０ｍｓ、白相で４６ｍｓ、青相で５６ｍｓと算出されて、青相が約１０ｍｓ差で不揃いであることが確認できる（ただし、各相の遮断順序は、交流電流のゼロになった時点のアーク消弧により毎回異なる）。また、各三相の遮断時間差により零相電流Ｉｏが発生するため、これらを測定することで不揃い時間を計測することも可能となる。図５は、その時の零相発生をベクトルで表したものである。これにより、例えば、全体の遮断時間から大きく外れている数値及びその波形データの状態に基づいて、遮断器３または電力系統などの異常を予測するなどして解析に役立たせることができる。
【００３８】
ここで、遮断器開放時の各相負荷電流（赤相負荷電流Ｉａ、白相負荷電流Ｉｂ、青相負荷電流Ｉｃ）の遮断タイミングを図５に示すベクトル図に基づき簡単に説明しておく。同図は、赤相負荷電流Ｉａ、青相負荷電流Ｉｃ、白相負荷電流Ｉｂ、青相負荷電流Ｉｃの順序で遮断する場合である。
【００３９】
前述の如く、各相負荷電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃは零クロス点で遮断される。図５（ａ）は、赤相負荷電流Ｉａが零クロス点にあることを示している。したがって、先ず、赤相負荷電流Ｉａが遮断される。このとき、白相負荷電流Ｉｂの位相は赤相負荷電流Ｉａから１２０度遅れており、青相負荷電流Ｉｃの位相は白相負荷電流Ｉｂからさらに１２０度遅れている。このとき、白相負荷電流Ｉｂ，青相負荷電流Ｉｃを合成したものが、零相電流Ｉｏとなる。
【００４０】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す状態から位相が６０度進んだ状態を示している。同図に示す状態では、青相負荷電流Ｉｃが零クロス点にくるので、この時点で青相負荷電流Ｉｃが遮断される。このとき、零相電流Ｉｏは、白相負荷電流Ｉｂに一致する。
【００４１】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す状態から位相が、さらに６０度進んだ状態である。同図に示す状態では、白相負荷電流Ｉｂが零クロス点にくるので、この時点で、最後の白相負荷電流Ｉｂが遮断される。このとき、同時に、零相電流Ｉｏもゼロとなる。
【００４２】
以上のような方法により、オシロ装置６で遮断器３に流れる負荷電流や零相電流を測定しながら、オシロ装置６に遮断器３への遮断指令信号または投入指令信号を入力することで、遮断器３の開閉動作による遮断時間及び投入時間を測定することができ、定期的に遮断器３の性能を点検しながら部品交換の時期や必要性の判断をするなどして、遮断器３の性能診断を行うことができる。
【００４３】
また、オシロ装置による測定精度は、既設のもので１．４ｍｓ、最新型のもので０．１ｍｓであり、本実施形態では、２．７ｍｓあれば測定が可能とされているため、既設のオシロ装置を適用して十分に活用させることが可能である。このように既設のオシロ装置を活用することにより、コストの低減につなげることも可能となる。
【００４４】
また、測定された遮断時間及び投入時間は、例えば、管理コンピュータ９によって、一般の遮断器の管理値内にあるか否かを判断して管理すればよい。ここで、測定された遮断時間及び投入時間が管理値を外れている場合などは、例えば、自動的に業務用端末１０に警報を発するなどして遮断器３の部品交換の判断に用いるようにすることなどが考えられる。これにより、遮断器３の性能を確実に把握してメンテナンスの判断に役立てることができると共に、遠隔地点からでも容易に遮断器３の性能及び状態を管理することができる。
【００４５】
また、一般的に、長期間使用されていない遮断器においては、最初の動作による遮断時間がその性能の判断に重要とされているため、本実施形態のように、常時の負荷電流に基づいて遮断時間を測定することで、最初の動作による遮断時間を定期的に且つ確実に得ることができる。したがって、従来のように事故後（一度動作した後）に遮断時間を測定するような場合に比べて、データの信頼性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力系統の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る遮断器の遮断時間の測定方法の概略を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る遮断器の投入時間の測定方法の概略を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る遮断指令信号の入力時前後一定時間の波形データを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る零相発生を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  発電所
２  送電線
３  遮断器
４  変流器
５  継電器
６  オシロ装置
７  テレコン（子）
８  メインオシロ装置
９  管理コンピュータ
１０  業務用端末
１１  テレコン（親）
【図１】
2005287162.tif 000003
【図２】
2005287162.tif 000004
【図３】
2005287162.tif 000005
【図４】
2005287162.tif 000006
【図５】
2005287162.tif 000007