(57)【要約】【課題】  より容易かつ低コストで構築することが可能な発変電所における設備統合化システムを提供する。【解決手段】  受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２を有し、Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２で変換されたデジタル信号に基づいて処理を行う保護継電装置２と、Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２で変換されたデジタル信号を保護継電装置２から受信し、受信したデジタル信号に基づいて処理を行うオシロ装置３、遠隔監視制御装置４とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電所や変電所で使用される保護継電装置や、遠隔監視制御装置、オシロ装置などを発変電所装置とし、
受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号に基づいて処理を行う第１の発変電所装置と、
前記Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号を前記第１の発変電所装置から受信し、受信したデジタル信号に基づいて処理を行う第２の発変電所装置と、
を備えることを特徴とする発変電所における設備統合化システム。
【請求項２】
前記Ａ／Ｄ変換手段に、デジタル信号を出力する出力部を複数備え、
前記各出力部からのデジタル信号の出力をオン、オフする制御手段を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の発変電所における設備統合化システム。
【請求項３】
前記第１の発変電所装置に前記Ａ／Ｄ変換手段を複数備え、
前記各Ａ／Ｄ変換手段からのデジタル信号の出力をオン、オフする第２の制御手段を備える、ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の発変電所における設備統合化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電所や変電所における複数の設備、装置を統合化、スリム化する発変電所における設備統合化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所や変電所（発変電所）に設置される電力設備は、図４に示すように、送電線や、送電線などの電力系統（電圧、電流）を検出したり、電気の流れを制御したりする変電機器１００により構成されている。さらに、変電機器１００の他に、発変電所には、発変電所の電力設備を遠方で監視、制御するための遠隔監視制御装置や、送電線の電気故障を除去する保護継電装置、電気事故時の電圧値、電流値を検出して保存するオシロ装置などの発変電所装置が設置されている。
【０００３】
これらの装置はそれぞれ、電圧値、電流値をアナログデータとして取り込み、各装置内でデジタルデータに変換処理・入力処理している。このため、各装置に共通する機能を統合化することで、コストの低減などを図るシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このシステムは、例えば、アナログ信号をデジタル信号に変換する入力変換装置を複数の装置で共用し、入力変換装置からそれぞれの装置に対して、対応するデジタル信号を供給するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０２８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたシステムでは、複数の装置で共用する入力変換装置を新たに開発する必要がある。さらに、入力変換装置において、デジタル信号にアドレスを付加して対応する装置にデータを送るため、このようなデータを処理可能な装置を開発する必要が生じる。つまり、システムの構築に多額の費用を要するおそれがある。
【０００６】
そこでこの発明は、より容易かつ低コストで構築することが可能な発変電所における設備統合化システムを提供することを目的としている。
【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に記載の発明は、発電所や変電所で使用される保護継電装置や、遠隔監視制御装置、オシロ装置などを発変電所装置とし、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号に基づいて処理を行う第１の発変電所装置と、前記Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号を前記第１の発変電所装置から受信し、受信したデジタル信号に基づいて処理を行う第２の発変電所装置と、を備えることを特徴とする発変電所における設備統合化システムである。
【０００８】
この発明によれば、例えば、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段）を備える既製・既存の保護継電装置を第１の発変電所装置とし、Ａ／Ｄ変換器を備えない遠隔監視制御装置やオシロ装置などを第２の発変電所装置とすると、保護継電装置のＡ／Ｄ変換器で変換されたデジタル信号が、遠隔監視制御装置やオシロ装置に送られる。そして、それぞれの発変電所装置において、デジタル信号に基づく処理が行われる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の設備統合化システムにおいて、前記Ａ／Ｄ変換手段に、デジタル信号を出力する出力部を複数備え、前記各出力部からのデジタル信号の出力をオン、オフする制御手段を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、例えば、第１の出力部に遠隔監視制御装置が接続され、この出力部の出力がオン状態において、第２の出力部に新たな遠隔監視制御装置を接続し、この出力部の出力を制御手段によってオンにする。その後、制御手段によって第１の出力部の出力をオフすることで、遠隔監視制御装置の運用を停止することなく新たな遠隔監視制御装置への切り替えが行われる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の設備統合化システムにおいて、前記第１の発変電所装置に前記Ａ／Ｄ変換手段を複数備え、前記各Ａ／Ｄ変換手段からのデジタル信号の出力をオン、オフする第２の制御手段を備える、ことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、例えば、第１のＡ／Ｄ変換手段に障害が生じた場合に、第２の制御手段によって第２のＡ／Ｄ変換手段の出力をオンするとともに第１のＡ／Ｄ変換手段の出力をオフすることで、各発変電所装置の運用が継続される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、第１の発変電所装置のＡ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号を第２の発変電所装置で共用・利用するため、第２の発変電所装置にＡ／Ｄ変換手段を備える必要がなく、設備、装置全体を統合化、スリム化することができる。しかも、Ａ／Ｄ変換器を備える既製・既存の保護継電装置などを第１の発変電所装置とすることで、新たな入力変換装置などを開発する必要がなく、より容易かつ低コストでシステムを構築することが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、Ａ／Ｄ変換手段に複数の出力部を備えるため、第１の発変電所装置のＡ／Ｄ変換手段を、複数の第２の発変電所装置で共用・利用することができる。しかも、各出力部の出力を制御する制御手段を備えるため、各第２の発変電所装置の運用を停止することなく、装置の取り換えなどを行うことが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、第１の発変電所装置に複数のＡ／Ｄ変換手段を備えるため、複数の第２の発変電所装置にデジタル信号を提供、送信することができる。しかも、各Ａ／Ｄ変換手段の出力を制御する第２の制御手段を備えるため、あるＡ／Ｄ変換手段に障害が生じたとしても、各発変電所装置の運用を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る発変電所における設備統合化システムを示す概略構成図である。
【図２】図１のシステムの保護継電装置のＡ／Ｄ変換器周辺を示す概略構成ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る発変電所における設備統合化システムを示す概略構成図である。
【図４】従来の発変電所における電力設備などを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る発変電所における設備統合化システム（以下、「設備統合化システム」という）１を示す概略構成図である。この設備統合化システム１は、各装置３〜５に必要なデジタル変換機能を統合化したシステムであり、発電所や変電所で使用される発変電所装置として、保護継電装置２とオシロ装置３と遠隔監視制御装置４、５を例示している。また、保護継電装置２を第１の発変電所装置とし、オシロ装置３と遠隔監視制御装置４、５を第２の発変電所装置とする場合について説明する。ここで、保護継電装置２を第１の発変電所装置としているのは、一般にオシロ装置や遠隔監視制御装置などに比べて、保護継電装置のＡ／Ｄ変換効率が高いためである。
【００１９】
保護継電装置２は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換ユニット（Ａ／Ｄ変換手段）２１、２２を有し、Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２で変換されたデジタル信号に基づいて処理を行う装置である。具体的には、電力系統での短絡事故や地絡事故などを検出し、事故・故障による他所への影響の波及を最小限に抑えるために、事故区間を特定して速やかに電力系統から切り離すよう、遮断器へ制御信号を送出するものである。そして、このような処理を行うために、Ａ／Ｄ変換機能が必要であり、既製・既存の保護継電装置ではＡ／Ｄ変換機能を備えており、この保護継電装置２は、次の点を除いて、既製・既存の保護継電装置と同等の構成となっている。つまり、既製・既存の保護継電装置に次のような構成を付加することで、保護継電装置２が構築されている。
【００２０】
すなわち、２つのＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２を備え、それぞれのユニット２１、２２は、図２に示すように、入力部２１１、２２１、変換部２１２、２２２、出力部２１３、２２３を備えている。ここで、各Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２は、同等の構成のため、主として第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１について説明する。
【００２１】
入力部２１１は、外部・電力系統からアナログ信号を受信する入力端子であり、複数の入力部２１１が設けられている。また、各Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２には、それぞれ同じアナログ信号が入力されるように、外部からの信号線・送電線が各入力部２１１、２２１に接続されている。つまり、外部からのアナログ信号が、等しく両Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２に入力されるようになっている。
【００２２】
変換部２１２は、入力部２１１で受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、出力部２１３に伝送するものであり、各入力部２１１からのアナログ信号をそれぞれデジタル変換して、すべての出力部２１３に伝送する。つまり、外部からのアナログ信号が、すべてのオシロ装置３や遠隔監視制御装置４などに、デジタル信号として送信されるようになっている。また、デジタル信号に変換した際に、どの入力部２１１からの信号か、つまり外部のどの信号線・送電線からの信号かを識別する識別情報を、付加するようになっている。
【００２３】
出力部２１３は、変換部２１２からのデジタル信号を外部に送信する出力端子であり、複数の出力部２１３が設けられている。すなわち、オシロ装置３や遠隔監視制御装置４などの装置数に応じた出力部２１３が設けられ、各出力部２１３に対してオシロ装置３や遠隔監視制御装置４などからの通信線が接続されている。具体的には、図１に示すように、両Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２のオシロ装置３向けの出力部２１３、２２３が、ともにオシロ装置３に接続され、両Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２の遠隔監視制御装置４向けの出力部２１３、２２３が、ともに遠隔監視制御装置４に接続されている。
【００２４】
このようなＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２および各出力部２１３、２２３からのデジタル信号の出力は、制御部（制御手段、第２の制御手段）２３によって、そのオン、オフが制御されるようになっている。すなわち、制御部２３は、通常時においては、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１のオシロ装置３向けの出力部２１３をオンして、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１からオシロ装置３にデジタル信号を送信する（図１中送信ラインＬ１）。また、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２の遠隔監視制御装置４向けの出力部２２３をオンして、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２から遠隔監視制御装置４にデジタル信号を送信する（図１中送信ラインＬ２）。
【００２５】
一方、後述するように障害時などにおいては、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１のオシロ装置３向けの出力部２１３をオフ、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２のオシロ装置３向けの出力部２２３をオンして、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２からオシロ装置３にデジタル信号を送信する（図１中送信ラインＬ３）。同様に、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２の遠隔監視制御装置４向けの出力部２２３をオフ、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１の遠隔監視制御装置４向けの出力部２１３をオンして、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１から遠隔監視制御装置４にデジタル信号を送信する（図１中送信ラインＬ４）ものである。
【００２６】
さらに、制御部２３によって、通常時には、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１からのデジタル信号が、保護継電装置２の処理部に伝送され（図１中送信ラインＬ５）、障害時などには、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２からのデジタル信号が、保護継電装置２の処理部に伝送される（図１中送信ラインＬ６）ようになっている。このような制御部２３による制御は、保護継電装置２に備えられたソフトスイッチやプログラム、あるいは、外部から保護継電装置２に接続されたコンピュータからの指令などによって、起動、運用されるようになっている。
【００２７】
オシロ装置３は、Ａ／Ｄ変換機能を備えずに、保護継電装置２のＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２で変換されたデジタル信号を受信し、そのデジタル信号に基づいて電圧値や電流値の検出、保存などの処理を行う装置であり、Ａ／Ｄ変換機能を備えない点を除いて、通常のオシロ装置と同等の構成となっている。
【００２８】
遠隔監視制御装置４、５は、Ａ／Ｄ変換機能を備えずに、保護継電装置２のＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２で変換されたデジタル信号を受信し、そのデジタル信号に基づいて監視、制御などの処理を行う装置であり、Ａ／Ｄ変換機能を備えない点を除いて、通常の遠隔監視制御装置と同等の構成となっている。ここで、遠隔監視制御装置４は、既設の装置であり、遠隔監視制御装置５は、後述するようにして新設する装置である。
【００２９】
次に、このような構成の設備統合化システム１の作用について説明する。
【００３０】
まず、通常時においては、上記のように制御部２３によって、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１のオシロ装置３向けの出力部２１３がオンし、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２の遠隔監視制御装置４向けの出力部２２３がオンした状態となる。この状態で、外部・電力系統からのアナログ信号が保護継電装置２に送信されると、両Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２によってデジタル信号に変換され、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１からのデジタル信号が、保護継電装置２の処理部に伝送される。これにより、保護継電装置２において所定の処理が行われる。また、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１からのデジタル信号が、オシロ装置３に送信され、オシロ装置３において所定の処理が行われる。同様に、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２からのデジタル信号が、遠隔監視制御装置４に送信され、遠隔監視制御装置４において所定の処理が行われる。
【００３１】
また、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１に障害が生じると、制御部２３によって、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２からのデジタル信号が、保護継電装置２の処理部に伝送される。同時に、制御部２３によって、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１のオシロ装置３向けの出力部２１３がオフされ、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２のオシロ装置３向けの出力部２２３がオンされる。これにより、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２からオシロ装置３にデジタル信号が送信される。
【００３２】
同様に、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２に障害が生じると、制御部２３によって、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２の遠隔監視制御装置４向けの出力部２２３がオフされ、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１の遠隔監視制御装置４向けの出力部２１３がオンされる。これにより、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１から遠隔監視制御装置４にデジタル信号が送信される。このようにして、Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２に障害が生じても、デジタル信号の供給が維持され、各装置２〜４およびシステム１全体の運用が維持される。
【００３３】
また、例えば、寿命に達した遠隔監視制御装置４を新たな遠隔監視制御装置５に取り換える場合、まず、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２の遠隔監視制御装置４向けの出力部２２３がオンの状態で、空いている他の出力部２２３に新たな遠隔監視制御装置５を接続する。次に、制御部２３によって、他の出力部２２３の出力をオンし、デジタル信号が新たな遠隔監視制御装置５に出力されていることを確認した後に、制御部２３によって、遠隔監視制御装置４向けの出力部２２３の出力をオフする。そして、寿命に達した遠隔監視制御装置４を撤去することで、主回路・送電線を停電させたり遠隔監視制御装置の運用を停止することなく、新たな遠隔監視制御装置５に切り替えられる。
【００３４】
以上のように、この設備統合化システム１によれば、保護継電装置２のＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２で変換されたデジタル信号を、オシロ装置３や遠隔監視制御装置４、５で共用・利用するため、オシロ装置３や遠隔監視制御装置４、５にＡ／Ｄ変換機能を備える必要がなく、各装置２〜４およびシステム１全体を統合化、スリム化・小型化することができる。この結果、Ａ／Ｄ変換機能が不要なオシロ装置３や遠隔監視制御装置４、５において、変換誤差の確認や調整などが不要となり、点検項目などが少なくなるため、保守、点検作業の効率化が図れる。
【００３５】
しかも、Ａ／Ｄ変換機能を備える既製・既存の保護継電装置２を利用、改良することで、システム１の構築が可能であり、新たな入力変換装置などを開発する必要がなく、より容易かつ低コストでシステム１を構築することが可能となる。さらに、電圧値や電流値などのアナログデータの測定を、保護継電装置２のみで行えばよいため、従来の発変電所に比べて測定箇所を少なくすることができる。
【００３６】
また、２つのＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２を備え、しかも、各Ａ／Ｄ変換ユニット２１、２２に複数の出力部２１３、２２３を備えるため、より複数の装置でデジタル信号を共用・利用することができる。しかも、上記のように、一方のＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２に障害が生じたとしても、各装置２〜４およびシステム１全体の運用を維持することができ、さらに、停電や装置３、４の運用を停止することなく、装置３、４の取り換えを行うことができる。また、装置４、５の取り換えの際に、新旧２つの装置が並列運用状態となるため、監視制御システム（制御所）のデータベースの切り替えなどを容易に行うことが可能となる。
【００３７】
（実施の形態２）
図３は、この実施の形態に係る設備統合化システム１０を示す概略構成図である。この実施の形態では、通常時においては第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１を使用し、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２をバックアップとして使用する点において、実施の形態１と構成が異なる。
【００３８】
すなわち、通常時では、制御部２３によって、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１のすべての出力部２１３がオンされ、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２のすべての出力部２２３がオフされる。これにより、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１からオシロ装置３および遠隔監視制御装置４に対して、デジタル信号が送信される。
【００３９】
一方、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１に障害が生じると、制御部２３によって、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１のすべての出力部２１３がオフされ、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２のすべての出力部２２３がオンされる。これにより、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２からオシロ装置３および遠隔監視制御装置４に対して、デジタル信号が送信される。
【００４０】
また、例えば、寿命に達した遠隔監視制御装置４を新たな遠隔監視制御装置５に取り換える場合、まず、第２のＡ／Ｄ変換ユニット２２の空いている出力部２２３に新たな遠隔監視制御装置５を接続する。次に、制御部２３によって、接続した出力部２２３の出力をオンし、デジタル信号が新たな遠隔監視制御装置５に出力されていることを確認する。その後、第１のＡ／Ｄ変換ユニット２１の遠隔監視制御装置４向けの出力部２１３をオフすることで、運用を停止することなく、新たな遠隔監視制御装置５に切り替えられるものである。
【００４１】
このように、実施の形態では、一方のＡ／Ｄ変換ユニット２１、２２をバックアップとして使用するため、保守、点検などを柔軟かつ容易に行うことが可能となる。
【００４２】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、保護継電装置２を第１の発変電所装置としているが、Ａ／Ｄ変換器を備える遠隔監視制御装置４などを第１の発変電所装置としてもよい。また、どの入力部２１１からの信号かを示す識別情報を付加して、出力部２１３からデジタル信号を出力しているが、各入力部２１１に対して複数の出力部２１３を設け、特定の入力部２１１からの信号が、対応する複数の出力部２１３から出力されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１、１０    設備統合化システム
２          保護継電装置（第１の発変電所装置）
２１、２２  Ａ／Ｄ変換ユニット（Ａ／Ｄ変換手段）
２１１、２２１  入力部
２１２、２２２  変換部
２１３、２２３  出力部
２３        制御部（制御手段、第２の制御手段）
３          オシロ装置（第２の発変電所装置）
４、５      遠隔監視制御装置（第２の発変電所装置）
【図１】
2012055138.tif 000003
【図２】
2012055138.tif 000004
【図３】
2012055138.tif 000005
【図４】
2012055138.tif 000006