(57)【要約】【課題】中性点補償率を改善するためのリアクトルを精度良く選択することが可能な選択装置を提供する。【解決手段】選択装置は、電力系統に配設された電線の対地静電容量からの第１電流、電線に接続される複数の変圧器の中性点の夫々の接地側に設けられる複数のリアクトルからの第２電流、および、電線に接続される複数の変圧器の中性点の夫々の接地側に設けられる抵抗からの第３電流の合成電流の、第３電流に対する位相角を算出する算出部と、位相角が所定値より大きいか否かを判定する判定部と、位相角が所定値より大きい場合、位相角が所定値より小さくなるように、複数のリアクトルのうち遮断または投入するリアクトルを選択する選択部と、を備える。【選択図】図７
2012019597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に配設された電線の対地静電容量からの第１電流、前記電線に接続される複数の変圧器の中性点の夫々の接地側に設けられる複数のリアクトルからの第２電流、および、前記電線に接続される複数の変圧器の中性点の夫々の接地側に設けられる抵抗からの第３電流の合成電流の、前記第３電流に対する位相角を算出する算出部と、
前記位相角が所定値より大きいか否かを判定する判定部と、
前記位相角が前記所定値より大きい場合、前記位相角が前記所定値より小さくなるように、前記複数のリアクトルのうち投入するリアクトルを選択する選択部と、
を備えることを特徴とする選択装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統において地絡事故が発生した際の地絡電流の位相角は、送電線の対地静電容量の増加に応じて大きくなる。地絡電流の位相角が大きくなると、例えば故障区間を他の区間から切り離すための保護継電器が正常に動作しにくくなるため、一般には、対地静電容量を補償するためのリアクトルが電力系統の中性点に接続される。このようなリアクトルのインダクタンスが十分であるか否かは、例えば、中性点補償率に基づいて判定が可能である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１０１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術を用いた場合、リアクトルのインダクタンスが十分であるか否かの判定は可能であるが、リアクトルのインダクタンスが十分で無い場合には、例えばオペレータに別途リアクトルを投入させる必要がある。このような場合に、オペレータに投入するリアクトルを選択させると、人為的なミスが発生する可能性がある。したがって、中性点補償率を改善するためのリアクトルを精度良く選択できないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、中性点補償率を改善するためのリアクトルを精度良く選択することが可能な選択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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る選択装置は、電力系統に配設された電線の対地静電容量からの第１電流、前記電線に接続される複数の変圧器の中性点の夫々の接地側に設けられる複数のリアクトルからの第２電流、および、前記電線に接続される複数の変圧器の中性点の夫々の接地側に設けられる抵抗からの第３電流の合成電流の、前記第３電流に対する位相角を算出する算出部と、前記位相角が所定値より大きいか否かを判定する判定部と、前記位相角が前記所定値より大きい場合、前記位相角が前記所定値より小さくなるように、前記複数のリアクトルのうち遮断または投入するリアクトルを選択する選択部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、中性点補償率を改善するためのリアクトルを精度良く選択することが可能な選択装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である制御装置２００が設けられた電力系統１０を示す図である。
【図２】制御装置２００の詳細を示す図である。
【図３】記憶装置２１１に記憶されるデータを示す図である。
【図４】操作履歴データ２５２の一例を示す図である。
【図５】マイコン２１２が実現する機能ブロックを示す図である。
【図６】位相角θを説明するための図である。
【図７】制御装置２００の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態である制御装置２００が設けられた電力系統１０を示す図である。  
電力系統１０には、変電所Ａ〜Ｄ、制御所Ｅ、電源２０、及び送電線３０〜３５が設けられている。
【００１１】
変電所Ａと変電所Ｂとは送電線３０，３１で接続され、変電所Ａと変電所Ｄとは送電線３０〜３３で接続される。また、変電所Ｂと変電所Ｃとは送電線３４，３５で接続される。また、電源２０は、変電所Ａ〜Ｄの夫々に対して電力を供給する電源であり、送電線３０，３１に接続される。また、送電線３０〜３５は例えば地中線であるため、送電線３０〜３５の夫々には、対地静電容量４０〜４５が発生する。
【００１２】
変電所Ａには、母線Ａ、変圧器１００，１０１、抵抗１１０，１１１、リアクトル１２０，１２１、及び開閉器１３０〜１３５が設けられている。  
変圧器１００は、電源２０からの電圧を変圧するために、電源２０の電源が供給される母線Ａに開閉器１３０を介して接続される。  
抵抗１１０は、いわゆる中性点接地抵抗であり、変圧器１００の中性点（不図示）に開閉器１３１を介して接続される。なお、図１における開閉器１３１は、閉じている状態を示しているため、抵抗１１０は投入された状態となる。  
リアクトル１２０は、いわゆる補償リアクトルであり、変圧器１００の中性点に開閉器１３２を介して接続される。図１では、開閉器１３２は開いている状態を示しているため、リアクトル１２０は遮断された状態となる。
【００１３】
変圧器１０１、抵抗１１１、リアクトル１２１の夫々は、変圧器１００、抵抗１１０、リアクトル１２０と同様である。  
変圧器１０１は、母線Ａに開閉器１３３を介して接続され、抵抗１１１は、変圧器１０１の中性点に開閉器１３４を介して接続され、リアクトル１２１は、変圧器１０１の中性点に開閉器１３５を介して接続される。開閉器１３０〜１３５は、制御装置２００からの指示に応じて開閉が制御される。
【００１４】
変電所Ｂには、母線Ｂ、変圧器１０２，１０３、抵抗１１２，１１３、リアクトル１２２，１２３、及び開閉器１４０〜１４５が設けられている。変電所Ｂに設けられている変圧器１０３や抵抗１１２等は、変電所Ａの変圧器１００や抵抗１１０等と同様である。
【００１５】
母線Ｂには、電源２０からの電源が送電線３０，３１を介して供給される。変圧器１０２は、母線Ｂに開閉器１４０を介して接続され、抵抗１１２は、変圧器１０２の中性点に開閉器１４１を介して接続され、リアクトル１２２は、変圧器１０２の中性点に開閉器１４２を介して接続される。
【００１６】
変圧器１０３は、母線Ｂに開閉器１４３を介して接続され、抵抗１１３は、変圧器１０３の中性点に開閉器１４４を介して接続され、リアクトル１２３は、変圧器１０３の中性点に開閉器１４５を介して接続される。
【００１７】
変電所Ｃには、母線Ｃ、変圧器１０４、リアクトル１２４、及び開閉器１５０が設けられている。  
母線Ｃには、電源２０からの電源が送電線３０，３１、母線Ｂ、送電線３４，３５を介して供給される。変圧器１０４は、母線Ｃに開閉器１５０を介して接続され、リアクトル１２４は、変圧器１０４の中性点に接続される。
【００１８】
変電所Ｄには、母線Ｄ、変圧器１０５、リアクトル１２５、及び開閉器１５１が設けられている。  
母線Ｄには、電源２０からの電源が送電線３０〜３３を介して供給される。変圧器１０５は、母線Ｄに開閉器１５１を介して接続され、リアクトル１２５は、変圧器１０５の中性点に接続される。なお、変電所Ｃ，Ｄに設けられている変圧器等も、変電所Ａ等に設けられている変圧器等と同様である。
【００１９】
制御所Ｅには、電力系統１０の系統情報やオペレータからの指示に基づいて、変電所Ａ〜Ｄに設置された開閉器の開閉を制御する制御装置２００が設けられている。制御装置２００（選択装置）は、電力系統１０の事故を検出するために分散配置された保護リレー（不図示）の状態や、変電所Ａ〜Ｄに設置された開閉器の開閉状態を系統情報として取得する。
【００２０】
＝＝制御装置２００の詳細＝＝
ここで、図２を参照しつつ、制御装置２００の詳細を説明する。制御装置２００は、通信装置２１０、記憶装置２１１、マイコン２１２、入力装置２１３、及び表示装置２１４を含んで構成される。
【００２１】
通信装置２１０は、ネットワーク２０１を介して系統情報を取得するとともに、変電所Ａ〜Ｄの開閉器の動作を制御する。また、通信装置２１０は、取得した系統情報をマイコン２１２に送信する。
【００２２】
記憶装置２１１は、例えばハードディスク装置であり、図３に示すようにプログラムデータ２５０、系統データ２５１、及び操作履歴データ２５２を記憶する。プログラムデータ２５０は、マイコン２１２が実行するプログラムである。
【００２３】
系統データ２５１は、例えば、変電所Ａ〜Ｄに設けられた開閉器の開閉状況や、コンデンサ４０〜４５、抵抗１１０〜１１３、リアクトル１２０〜１２５の容量に応じて流れる電流値を示すデータである。なお、本実施形態では、コンデンサ４０〜４５に流れる電流を電流ＩＣ０〜ＩＣ５とし、抵抗１１０〜１１３に流れる電流を電流ＩＲ０〜ＩＲ３とし、リアクトル１２０〜１２５に流れる電流を電流ＩＬ０〜ＩＬ５とする。なお、電流ＩＲ０〜ＩＲ３、電流ＩＬ０〜ＩＬ５は、抵抗１１０〜１１３、リアクトル１２０〜１２５が投入されている際に、例えば電力系統１０にそれぞれの容量に応じて流入する。
【００２４】
操作履歴データ２５２は、例えば、図４に示すように、開閉器の開閉状況の履歴を示すデータである。前述した開閉器の開閉状況に関するデータや，操作履歴データ２５２は、例えばマイコン２１２が系統情報に基づいて生成し、記憶装置２１１に格納する。
【００２５】
マイコン２１２は、プログラムデータ２５０を実行することにより各種機能ブロックを実現する。具体的には、マイコン２１２は、図５に示すような処理部２６０、事故検出部２６１、算出部２６２、判定部２６３、選択部２６４、及び制御部２６５を実現する。
【００２６】
処理部２６０は、系統情報を取得すると開閉器の開閉状況に関するデータや，操作履歴データ２５２を生成し、記憶装置２１１に記憶された各データを更新する。  
事故検出部２６１は、系統情報に基づいて、電力系統１０における事故の発生を検出する。
【００２７】
算出部２６２は、例えば、事故が検出された場合やオペレータからの指示がある場合、系統データ２５１に基づいて、コンデンサ電流の合計電流ΣＩＣ（ΣＩＣ＝ＩＣ０〜ＩＣ５）を算出する。さらに、算出部２６２は、合計電流ΣＩＣ（第１電流）と同様に、抵抗１１０〜１１３のうち投入されている抵抗に流れる合計電流ΣＩＲ（第３電流）と、リアクトル１２０〜１２５のうち、投入されているリアクトルに流れる合計電流ΣＩＬ（第２電流）とを算出する。さらに算出部２６２は、図６に示すように、合計電流ΣＩＣ、ΣＩＲ、ΣＩＬを合成した合成電流ＩＡを計算し、合成電流ＩＡと、合計電流ΣＩＲとの位相角θを算出する。
【００２８】
なお、合計電流ΣＩＣは合計電流ΣＩＲに対して位相が９０度進む電流であり、合計電流ΣＩＬは合計電流ΣＩＲに対して位相が９０度遅れる電流である。このため、対地静電容量が増加して合計電流ΣＩＣも増加する場合、位相角θは大きくなる。一方、投入されるリアクトルのインダクタンスが増加して合計電流ΣＩＬが増加する場合、位相角θは小さくなる。つまり、位相角θが大きくなるにつれて、地絡事故が発生した際の地絡電流の位相角は増加することになる。
【００２９】
判定部２６３は、算出部で算出された位相角θが所定値よりも大きいか否かを判定する。  
選択部２６４は、位相角θが所定値より大きい場合、位相角θが所定値より小さくなるように、図５に示した操作履歴データ２５２及び系統情報を用いて、リアクトル１２０〜１２５のうち投入するリアクトルを選択する。
【００３０】
具体的には、例えば、開閉器１５１が入り状態（閉じられた状態）から、切り状態（開かれた状態）となると、位相角θが所定値より大きくなった場合、選択部２６４は、操作履歴データ２５２から開閉器１５１が切り状態となったタイミングを検索する。そして、切り状態となったタイミングの直後に投入されたリアクトルと同じリアクトルを選択する。つまり、この場合、選択部２６４は、開閉器１３２に接続されるリアクトル１２０を投入すべきリアクトルとして選択する。
【００３１】
ところで、開閉器１５１が切り状態となると、リアクトル１２５が遮断され、中性点補償率が不足する。このため、開閉器１５１が切り状態となった後には、通常、中性点補償率を改善するための操作がなされる。本実施形態では、このような操作履歴に基づいて、リアクトルを選択している。
【００３２】
また、選択部２６４は、位相角θが所定値より大きい場合、中性点補償率を改善する必要があることを示す警告を表示装置２１４に表示させる。  
制御部２６５は、オペレータからの設定に応じて、選択部２６４で選択されたリアクトルを投入するか、選択されたリアクトルを表示装置２１４に表示させる。
【００３３】
具体的には、オペレータが、選択部２６４で選択されたリアクトルが自動的に投入されるようなモード（以下、自動モード）を入力装置２１３で選択した場合、制御部２６５は、選択されたリアクトルを投入すべく開閉器を入り状態とする。
【００３４】
一方、オペレータが、選択部２６４で選択されたリアクトルを表示装置２１４に表示させるようなモード（以下、表示モード）を入力装置２１３で選択した場合、制御部２６５は、選択部２６４で選択されたリアクトルを表示装置２１４に表示させる。
【００３５】
なお、入力装置２１３は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。表示装置２１４は、液晶ディスプレイ等であり、例えば、前述した警告、変電所Ａ〜Ｄの開閉器の開閉状態、選択部２６４で選択されたリアクトル等を表示する。
【００３６】
＝＝制御装置２００の動作＝＝
ここで、図７を参照しつつ、制御装置２００の動作について説明する。まず、事故が検出された場合やオペレータから指示があると、算出部２６２は位相角θを算出する（Ｓ１００）。その後、判定部２６３は、位相角θが所定値よりも大きいかを否かを判定する（Ｓ１０１）。位相角θが所定値よりも小さい場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、すなわち、例えば事故があった際であっても中性点の補償量に過不足が生じない場合、判定部２６３は処理を終了させる。
【００３７】
一方、位相角θが所定値よりも大きい場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、すなわち、例えば中性点補償率を改善する必要がある場合、選択部２６４は投入すべきリアクトルを選択する（Ｓ１０２）。さらに、選択部２６４は、中性点補償率を改善することが必要であることを示す警告を表示装置２１４に表示させる（Ｓ１０３）。
【００３８】
そして、制御部２６５は、オペレータが選択したモードが自動モードである場合（Ｓ１０４：自動モード）、制御部２６５は、選択されたリアクトルが投入されるように開閉器を入り状態とする（Ｓ１０５）。一方、制御部２６５は、オペレータが選択したモードが表示モードである場合（Ｓ１０４：表示モード）、制御部２６５は、選択されたリアクトルを表示装置２１４に表示させる（Ｓ１０６）。
【００３９】
＝＝事故が発生した際の制御装置２００の動作例＝＝
ここで、図１に示した電力系統１０において、変電所Ｄで事故が発生し、開閉器１５１が切り状態になった場合を例に制御装置２００の動作を説明する。なお、ここでは、開閉器１５１が切り状態となると、位相角θは所定値よりも大きくなることとする。また、ここでは、オペレータは自動モードを選択していることとする。
【００４０】
変電所Ｄで事故が発生すると、算出部２６２は位相角θを算出する（Ｓ１００）。位相角θが所定値よりも大きいため（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、選択部２６４は、図５に示したような操作履歴データ２５２を用い、開閉器１３２に接続されたリアクトル１２０を選択する（Ｓ１０２）。また、選択部２６４は、中性点補償率を改善することが必要であることを示す警告を表示装置２１４に表示させる（Ｓ１０３）。
【００４１】
そして、制御部２６５は、選択されたリアクトル１２０が投入されるように開閉器１３２を入り状態とする（Ｓ１０５）。この結果、位相角θは小さくなるため、地絡事故が発生した場合であっても、確実に事故検出・除去が可能となる。
【００４２】
＝＝選択部２６４の他の実施形態＝＝
選択部２６４の代わりに、例えば、算出部２６２の結果及び系統データを用いて、リアクトル１２０〜１２５のうち投入するリアクトルを選択する選択部２７０を用いても良い。
【００４３】
具体的には、選択部２７０は、リアクトル１２０〜１２５のうち、遮断されているリアクトルが投入されたとして算出部２６２に位相角θを計算させる。そして、算出部２６２が算出する位相角θが所定値より小さくなる際のリアクトルを、投入すべきリアクトルとして選択する。このような選択部２７０を用いた場合であっても、本実施形態と同様に、投入すべきリアクトルを確実に選択できる。
【００４４】
以上、本実施形態の制御装置２００について説明した。本実施形態では、位相角θが所定値よりも大きい場合、すなわち中性点補償率を改善する必要がある場合、選択部２６４が中性点補償率を改善するために投入するリアクトルを選択している。つまり、本実施形態では、オペレータが投入するリアクトルを選択する必要がないため、人為的なミスの発生を抑制できる。したがって、制御装置２００は、中性点補償率を改善するためのリアクトルを精度良く選択可能である。
【００４５】
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されるとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  電力系統
２０  電源
３０〜３５  送電線
４０〜４５  対地静電容量
１００〜１０５  変圧器
１１０〜１１３  抵抗
１２０〜１２５  リアクトル
１３０〜１３５，１４０〜１４５，１５０，１５１  開閉器
２００  制御装置
２０１  ネットワーク
２１０  通信装置
２１１  記憶装置
２１２  マイコン
２１３  入力装置
２１４  表示装置
２５０  プログラムデータ
２５１  系統データ
２５３  操作履歴データ
２６０  処理部
２６１  事故検出部
２６２  算出部
２６３  判定部
２６４，２７０  選択部
２６５  制御部
【図１】
2012019597.tif 000003
【図２】
2012019597.tif 000004
【図３】
2012019597.tif 000005
【図４】
2012019597.tif 000006
【図５】
2012019597.tif 000007
【図６】
2012019597.tif 000008
【図７】
2012019597.tif 000009