JP2007288921A - Switchgear control and monitoring system - Google Patents
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Abstract
【課題】開閉装置への効率的な配置、プロセスバスとの効率的な通信、十分に高い信頼性を確保した冗長構成、同期開閉制御に適した開閉装置制御・監視システムを提供する。
【解決手段】開閉装置制御・監視演算ユニット1と開閉装置制御・監視入出力ユニット2〜5との2種類のユニットに構成・機能を分担すると共に、開閉装置制御・監視入出力ユニット2の半導体スイッチ21を駆動する遮断器駆動回路を2個設けて冗長構成とし、開閉装置102〜104への効率的な配置、プロセスバス110との効率的な通信を可能にし、十分に信頼性の高い構成とした。
【選択図】図3An object of the present invention is to provide an opening / closing device control / monitoring system suitable for efficient opening / closing device, efficient communication with a process bus, a redundant configuration ensuring sufficiently high reliability, and synchronous opening / closing control.
The switchgear control / monitoring arithmetic unit 1 and the switchgear control / monitoring input / output units 2 to 5 share the configuration and functions, and the switchgear control / monitoring input / output unit 2 semiconductor. Two circuit breaker drive circuits for driving the switch 21 are provided to provide a redundant configuration, enabling efficient arrangement to the switchgears 102 to 104, efficient communication with the process bus 110, and sufficiently reliable configuration It was.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、変電所等の電気所に設置される開閉装置を制御および監視する開閉装置制御・監視システムに係り、特に遮断器の同期開閉制御に適した開閉装置制御・監視システムに関する。 The present invention relates to a switchgear control / monitoring system for controlling and monitoring a switchgear installed in an electric station such as a substation, and more particularly to a switchgear control / monitoring system suitable for synchronous switching control of a circuit breaker.
変電所に設置されている変電設備には通常、複数の変電機器と、機器制御・監視システム部と、保護・制御装置などから成る上位システム部とが設けられている。このうち、変電機器の主要機器としては開閉装置や変圧器が挙げられる。機器制御・監視システム部とは、変電機器の近傍に配設されて当該変電機器の制御および監視を行うものであり、具体的には現場制御盤が該当する。そして上位システム部は、機器制御・監視システム部に対して変電機器の制御情報および電源を供給する役割を担っている。 A substation equipment installed in a substation is usually provided with a plurality of substation equipment, a device control / monitoring system unit, a host system unit including a protection / control device and the like. Among these, switch devices and transformers are examples of main equipment of the transformer equipment. The device control / monitoring system unit is disposed near the substation equipment and controls and monitors the substation equipment, and specifically corresponds to a field control panel. The host system unit is responsible for supplying control information and power for the substation equipment to the device control / monitoring system unit.
開閉装置は例えば、避雷器、線路側断路器、遮断器、主母線断路器、主母線、主回路の電流検出手段である変流器、主回路の電圧検出手段である計器用変圧器、さらに制御および監視を行う現場制御盤などから構成される。 The switchgear includes, for example, a lightning arrester, a line-side disconnector, a circuit breaker, a main bus disconnector, a main bus, a current transformer that is a current detection means of the main circuit, an instrument transformer that is a voltage detection means of the main circuit, and further control And a field control panel that performs monitoring.
開閉装置の機器制御・監視システム部は、通常は開閉装置の各回線単位で設置された現場制御盤により構成されており、開閉装置を動作させる制御回路として各種のスイッチの接点やリレー類の接点が用いられている。 The device control / monitoring system section of the switchgear is usually composed of an on-site control panel installed for each line of the switchgear, and various switch contacts and relay contacts as a control circuit for operating the switchgear. Is used.
開閉装置本体と機器制御・監視システム部である現場制御盤との間には、伝送手段として制御ケーブルが配線されており、この制御ケーブルを通して、開閉装置の入/切状態情報、故障情報、操作ロック情報、操作指令情報といった情報が伝送される。 A control cable is wired as a transmission means between the switchgear main unit and the on-site control panel, which is the equipment control / monitoring system unit, and the switchgear on / off status information, failure information, and operation are transmitted through this control cable. Information such as lock information and operation command information is transmitted.
前記現場制御盤には、投入回路、引外し回路および欠相検出回路等を備えた遮断器制御回路を設けている。このうち、投入回路は、投入指令入力端子、切換スイッチ、アンチポンピング(Anti-pumping)リレーおよび投入コイルを主な構成要素として構成されている。また、引外し回路は、引外し指令入力端子、切換スイッチ、操作スイッチ、中継リレーおよび引外しコイルを主な構成要素として構成されている。 The field control panel is provided with a circuit breaker control circuit including a closing circuit, a tripping circuit, a phase loss detection circuit, and the like. Among these, the closing circuit is composed mainly of a closing command input terminal, a changeover switch, an anti-pumping relay, and a closing coil. The trip circuit includes a trip command input terminal, a changeover switch, an operation switch, a relay relay, and a trip coil as main components.
遮断器制御回路は、さらに遮断器本体の動作位置を示す補助開閉器接点、遮断器本体のガス圧力低下時に動作出力を生じるガス密度スイッチ、あるいは遮断器本体の油圧操作機構の油圧が低下した場合に動作出力を生じる油圧スイッチを中継したリレーの接点を備えており、これらの接点は、遮断器の操作ロックや指令信号が一定時間以上継続するのを防止する機能を有している。断路器制御回路も同様なスイッチ類を備えている。 The circuit breaker control circuit further includes an auxiliary switch contact indicating the operating position of the circuit breaker body, a gas density switch that generates an operation output when the gas pressure of the circuit breaker body decreases, or when the hydraulic pressure of the hydraulic operation mechanism of the circuit breaker body decreases Are provided with relay contacts that relay a hydraulic switch that generates an operation output, and these contacts have a function of preventing the operation lock of the circuit breaker and the command signal from continuing for a certain period of time. The disconnector control circuit also includes similar switches.
前記上位システム部は、変電所制御室に設置されており、上記のような構成よりなる現場制御盤から開閉装置の動作位置を示す補助開閉器接点信号や、ガス圧低下、油圧低下信号や変流器、計器用変圧器信号を取り込むと共に、各現場制御盤に開閉装置の制御情報、保護リレー信号および電源を供給している(例えば、特許文献1参照)。 The host system section is installed in the substation control room, and from the field control panel having the above-described configuration, the auxiliary switch contact signal indicating the operating position of the switchgear, the gas pressure drop, the oil pressure drop signal, and the variable In addition to taking in the flow signal of the current collector and the instrument, the control information of the switchgear, the protection relay signal and the power source are supplied to each field control panel (for example, see Patent Document 1).
上記のような開閉装置本体、機器制御・監視システム部および上位システム部からなる変電設備において、前記開閉装置本体の交流電気量の検出およびディジタル変換を行い、ディジタル値で出力を行うディジタル形計器用変成器と保護制御システムとを通信手段により結合した変電機器保護制御システムが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 For substation equipment consisting of the switchgear main unit, equipment control / monitoring system unit and host system unit as described above, for digital type instruments that detect the AC electricity quantity of the switchgear main unit and convert it to digital value and output the digital value There has been proposed a substation equipment protection control system in which a transformer and a protection control system are coupled by communication means (see, for example, Patent Document 2).
上記の通信手段はシリアル伝送媒体であるプロセスバスからなり、プロセスバスによりディジタル形計器用変成器、保護・制御装置などの上位システムと、機器制御・監視システム部とが接続されている。そして、プロセスバス上をディジタル化された交流電気量と共に、開閉装置本体の電気量データ、運転状態データ、開閉指令等のディジタル化された機器制御・監視システム部のデータが通信されるようになっている。 The communication means includes a process bus which is a serial transmission medium, and a host system such as a digital instrument transformer, a protection / control device and the device control / monitoring system unit are connected by the process bus. In addition to digitized AC electricity on the process bus, digitized device control / monitoring system data such as electrical data, operating status data, and switching commands of the switchgear body are communicated. ing.
このようなディジタル化された変電機器保護制御システムにおいて、機器制御・監視システム部は、遮断器、断路器などの開閉機器それぞれに個別に配置される開閉装置制御・監視ユニットとして提供される。 In such a digitized substation equipment protection control system, the equipment control / monitoring system section is provided as a switching device control / monitoring unit that is individually arranged in each switching equipment such as a circuit breaker and a disconnecting switch.
この開閉装置制御・監視ユニットは、開閉装置本体の電気量データや運転状態データ等のセンサ出力信号を取り込むデータ収集手段と、この収集されたデータを機器制御監視データとして保存するデータ記憶手段と、制御・監視演算を行うディジタル演算プロセッサと、変電機器本体の駆動部に信号を出力する半導体スイッチから成る駆動回路と、通信手段とを備え、上位システムからの制御信号および機器制御監視データを比較判定し、かつ監視する機能と、この判定結果に基づき開閉装置駆動部に駆動信号を出す機能と、機器制御監視データおよび判定結果を上位システムに伝送する機能とを備えている。
上記の特許文献2に記載された変電機器保護制御システムにおいては、開閉装置制御・監視ユニットはプロセスバスで結合されて、遮断器や断路器などの開閉装置に個別に設置される。従って、変電所全体としては遮断器および断路器の個数分だけ開閉装置制御・監視ユニットを設置する必要がある。通常、送電線1回線あたり遮断器1台、断路器3台合計4台の開閉装置で構成されているので、10回線の変電所を仮定すると、40台の開閉装置に対して40台の開閉装置制御・監視ユニットが必要になる。
In the substation equipment protection control system described in
また、特許文献2に記載された開閉装置制御・監視ユニットは、各々のユニットにディジタル演算プロセッサ(CPU)を有した構成となっているが、遮断器や断路器1台あたりの制御に必要とされる演算負担は非常に軽いので、このような構成はディジタル演算プロセッサの資源効率を考えるとき、非常に非効率である。また、遮断器や断路器の近傍は、開閉装置の動作時に発生する電気的なサージのレベルが非常に高く、このような苛酷な環境下にディジタル演算プロセッサを有する開閉装置制御・監視ユニットを配置することは好ましくない。
In addition, the switchgear control / monitoring unit described in
さらに、特許文献2に記載された発明では、上述したように遮断器や断路器の個数分だけ開閉装置制御・監視ユニットが設置されるが、このことはプロセスバスに同数の開閉装置制御・監視ユニットが接続されるということを意味する。この結果、プロセスバスに過大な通信負担をかけることになり、通信の面からも非効率である。
Further, in the invention described in
さらに、特許文献2に記載された開閉装置制御・監視ユニットでは、開閉装置の制御に必要と考えられる十分な信頼性を有する冗長構成を実現することが困難である。
Furthermore, in the switchgear control / monitoring unit described in
さらにまた、近年、主回路電流または主回路電圧の所定の位相で遮断器の接触子を開極または閉極させるようにした所謂、遮断器の同期開閉制御が普及しており、開閉装置制御・監視ユニットにおいても同期開閉制御機能を装備する必要があると考えられている。 Furthermore, in recent years, the so-called circuit breaker synchronous opening / closing control in which the contactor of the circuit breaker is opened or closed at a predetermined phase of the main circuit current or the main circuit voltage has become widespread. It is considered that it is necessary to equip the monitoring unit with a synchronous opening / closing control function.
しかしながら、上記特許文献2に記載の開閉装置制御・監視ユニットでは、半導体スイッチへの開閉駆動信号をディジタル演算プロセッサの演算に基づくソフトウェア制御のみで行っているため、遮断器の同期開閉制御を十分な精度で実現するということは困難と考えられる。
However, in the switchgear control / monitoring unit described in
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、開閉装置への効率的な配置、プロセスバスとの効率的な通信、十分に高い信頼性を確保した冗長構成、同期開閉制御に適した開閉装置制御・監視システムを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its purpose is to ensure efficient placement on the switchgear, efficient communication with the process bus, and sufficiently high reliability. It is an object of the present invention to provide a switchgear control / monitoring system suitable for redundant configuration and synchronous switching control.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、開閉装置本体の主回路交流電気量を入力し、ディジタルデータを出力するディジタルデータ出力手段と、このディジタルデータ出力手段から出力されるディジタルデータを情報伝送路を形成する通信手段110を介して入力し、前記開閉装置本体102の監視、制御および保護を行う保護制御手段112,113と、この保護制御手段112、113からの指令を前記情報伝送路を形成する通信手段110を介して受けると共に、前記開閉装置本体の監視、制御を行う開閉装置制御・監視ユニットAと、からなる開閉装置制御・監視システムにおいて、前記開閉装置制御・監視ユニットは、前記開閉装置に係わる電気量データ、運転状態データ等の接点、またはセンサ出力信号である開閉装置状態データを取り込むデータ収集手段と、前記開閉装置の駆動部に開閉駆動信号を出す半導体スイッチから成る駆動回路と、前記半導体スイッチに与える開閉タイミングを制御する論理回路とを備えた開閉装置制御・監視入出力ユニットと、前記開閉装置の開閉制御演算および監視演算を行うディジタル演算プロセッサと、前記開閉装置制御・監視入出力ユニットから伝送されてきた前記開閉装置状態データを保存するデータ記憶手段と、前記通信手段と接続する通信インターフェースとを備えた開閉装置制御・監視演算ユニットと、から構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項9に係る発明は、前記保護制御手段からの保護指令、または制御指令に対して、遮断器の接触子を主回路電流または主回路電圧の所定の位相にて開極、閉極させる制御を行うにあたり、前記開閉装置制御・監視入出力ユニットの前記論理回路が、前記保護指令、または制御指令に対して所定の時間だけ遅延させて前記半導体スイッチを動作させ、この所定の遅延時間は、前記開閉装置制御・監視演算ユニットのディジタル演算プロセッサが、前記ディジタルデータ出力手段から取得した主回路電流または主回路電圧に基づいて算出することを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, the contact of the circuit breaker is opened or closed at a predetermined phase of the main circuit current or the main circuit voltage in response to the protection command or control command from the protection control means. In performing the control, the logic circuit of the switchgear control / monitoring input / output unit operates the semiconductor switch by delaying the protection command or control command by a predetermined time, and this predetermined delay time. Is calculated based on the main circuit current or main circuit voltage acquired from the digital data output means by the digital arithmetic processor of the switchgear control / monitoring arithmetic unit.
さらに、請求項10に係る発明は、前記開閉装置制御・監視入出力ユニットで取得した遮断器温度データ、遮断器操作圧力データ、遮断器制御電圧データ、遮断器動作時間データ、遮断器動作回数、遮断器休止時間のうち、少なくとも1つを使用して前記遅延時間の補正を行うことを特徴とするものである。
Further, the invention according to
本発明によれば、開閉装置への効率的な配置、十分に高い信頼性を確保した冗長構成、同期開閉制御に適した開閉装置制御・監視システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the efficient arrangement | positioning to a switching device, the redundant structure which ensured sufficiently high reliability, and the switching device control and monitoring system suitable for synchronous switching control can be provided.
以下、本発明に係る開閉装置制御・監視システムの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図を通して同一部分には同一符号を付けて重複する説明は適宜省く。 Embodiments of a switchgear control / monitoring system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part through each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.
(実施形態1)
まず、図1を参照して本実施形態に係るディジタル化された変電機器保護制御システムの概要について説明する。
(Embodiment 1)
First, an outline of a digitized substation protection control system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1は変電機器として、送電線1回線分の開閉装置の例を示しており、開閉装置は、2重化された主母線101と、遮断器(CB)102と、この遮断器(CB)102の母線側および線路側にそれぞれ配置された母線側断路器(DS)103および線路側断路器(DS)104と、遮断器(CB)102と母線側断路器(DS)103との間、遮断器(CB)102と線路側断路器(DS)104との間にそれぞれ配置された変流器105および106と、線路側断路器(DS)104の線路側に配置された計器用変圧器107とから構成されている。
FIG. 1 shows an example of a switchgear for one transmission line as a substation, and the switchgear includes a double
遮断器102の近傍、母線側断路器103の近傍そして線路側断路器104の近傍には、それぞれ開閉装置制御・監視入出力ユニット(図中、CBI/O、DSI/Oと表記)2〜5が設置されている。そして、これら開閉装置制御・監視入出力ユニット2〜5は、光ファイバからなる開閉装置制御・監視演算ユニット通信手段6を介して制御・監視演算ユニット1に接続されている。
In the vicinity of the
本実施形態では、このように各回線毎に1台設けられた開閉装置制御・監視演算ユニット1と、遮断器、断路器毎に設置した開閉装置制御・監視入出力ユニット2〜5と、光ファイバ等の開閉装置制御・監視演算ユニット通信手段6から構成されたユニット一式を、開閉装置制御・監視ユニットAと称する。
In this embodiment, the switchgear control /
なお、図1では接地開閉器を省略しているが、断路器用の開閉装置制御・監視入出力ユニットと接地開閉器用の開閉装置制御・監視入出力ユニットを兼用としても良いし、個別に設けても良い。この場合、接地開閉器用開閉装置制御・監視入出力ユニットが開閉装置制御・監視ユニットに含まれることは言うまでも無い。 Although the earthing switch is omitted in FIG. 1, the switch control / monitoring input / output unit for the disconnecting switch and the switch control / monitoring input / output unit for the grounding switch may be combined, or provided separately. Also good. In this case, it goes without saying that the switchgear control / monitoring input / output unit for the ground switch is included in the switchgear control / monitoring unit.
一方、本実施形態では変流器および計器用変圧器としてディジタル形変流器とディジタル形計器用変圧器を採用しており、電流検出部105および106と、電圧検出部107との近傍にそれぞれディジタルデータ出力手段としてのディジタル変換器(図中、SUと表記)108を設置している。各ディジタル変換器(SU)108は、光ファイバからなる通信手段109によってディジタル変換器のデータを収集・編集するマージングユニット(図中、MUと表記)111に接続されている。
On the other hand, in the present embodiment, a digital current transformer and a digital instrument transformer are adopted as the current transformer and the instrument transformer, respectively, in the vicinity of the
本実施形態では、以上のように構成されたディジタル形変流器105-108、106-108およびディジタル形計器用変圧器107-108と、光ファイバからなる通信手段109と、マージングユニット(MU)111とから構成されたユニット一式を、ディジタル計器用変成器ユニットBと称する。 In the present embodiment, the digital current transformers 105-108 and 106-108 and the digital instrument transformer 107-108 configured as described above, the communication means 109 made of optical fiber, and a merging unit (MU). The unit set consisting of 111 is referred to as a digital instrument transformer unit B.
上述した開閉装置制御・監視ユニットAの開閉装置制御・監視演算ユニット1と、ディジタル計器用変成器ユニットBのマージングユニット(MU)111とは、プロセスバスまたはプロセスLAN(以下、単にプロセスバスという)110に接続され、さらにこのプロセスバス110には保護リレーユニット112および回線単位の監視制御機能を持つベイコントロールユニット(図中、BCUと表記)113が接続される。なお、保護リレーユニット112とベイコントロールユニット113とを別々に構成せずに、両者を一体に構成したユニットの場合もある。また、保護リレーユニット112とベイコントロールユニット113とを総称して保護制御手段と呼ぶ。
The switchgear control / monitoring
図2は図1に示した開閉装置制御・監視演算ユニット1のうち、遮断器102に対応する機能および構成の一例を示す図であり、断路器103、104に対応する機能および構成については示していない。また、図3は図1に示した遮断器102用の開閉装置制御・監視入出力ユニット2に対応する機能および構成の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of functions and configurations corresponding to the
まず、図2から説明する。開閉装置制御・監視演算ユニット1は、内部を機能面で分けると、ディジタル演算プロセッサ(CPU)11と、開閉装置状態データ記憶手段12と、I/O通信インターフェース13と、内部バス14とから構成されている。
First, FIG. 2 will be described. The switchgear control / monitoring
このうち、ディジタル演算プロセッサ(CPU)11は、遮断器102に関する開閉制御演算および監視演算を行うものであり、具体的には図示されているように遮断器102の開閉状態監視、欠相監視、ガス圧力監視、油圧監視、油面監視等の監視演算、その他の機器監視演算、さらに選択完了確認(Selected確認)等に基づいて操作ロックやインターロック等を行っている。
Among them, the digital arithmetic processor (CPU) 11 performs switching control calculation and monitoring calculation related to the
また、開閉装置状態データ記憶手段12は、開閉装置制御・監視演算ユニット1の左側に示されている開閉装置制御・監視入出力ユニット2から伝送されてきた遮断器状態データをI/O通信インターフェース13を介して取り込み、保存する。なお、内部バス14は、ディジタル演算プロセッサ(CPU)11のデータの入出力に使われるほか、開閉装置制御・監視入出力ユニット(DSI/O)3や開閉装置制御・監視入出力ユニット(DSI/O)5との間でa、b接点情報の入出力を行う。
The switchgear state data storage means 12 stores the circuit breaker state data transmitted from the switchgear control / monitoring input /
一方、プロセスバス110は、マージングユニット(MU)111との間で電圧および電流情報を入出力し、保護リレーユニット112との間でトリップ指令や再閉路指令を入出力し、そしてベイコントロールユニット(BCU)113との間で選択/制御等の信号を入出力するようになっている。なお、保護リレーユニット112中、メイン112-1、FD112-2とはそれぞれ主検出リレーユニット、事故検出(フェイルセーフ)リレーユニットを意味する。
On the other hand, the
次に、図3について説明する。遮断器の開閉装置制御・監視入出力ユニット(図中、CB I/Oと表記)2は、遮断器102の駆動コイルである投入コイル(CC)や引外しコイル(TC)に投入電流あるいは引外し電流を直接通電させる半導体スイッチ21を有する駆動回路と、この半導体スイッチに投入(再閉路)または遮断(開放)指令に基づく駆動信号を出力する2重化された論理回路22{第1の論理回路;FD/選択ドライブ用論理回路(PLD−1)22-1、第2の論理回路;メイン/制御ドライブ用論理回路(PLD−2)22-2}と、遮断器の状態接点(a接点、b接点)や油圧スイッチ、油面スイッチ、油圧ポンプモータ回路の49M等の接点情報を入力するデータ収集手段としてのディジタル入力回路(DI)23と、指令電流、ガス圧、温度、油圧、制御電圧、ストローク量等のアナログ情報を入力するデータ収集手段としてのアナログ入力回路(AI)24と、油圧ポンプモータ(88M)にディジタル制御指令を出力するディジタル出力回路(DO)25と、GCB動作回数カウント、油圧ポンプ動作回数カウントを行い、制御・監視演算ユニット1の伝送する制御回路(PLD−3)26とから構成されている。このように、本実施形態の遮断器の開閉装置制御・監視入出力ユニット2には、ディジタル演算プロセッサを一切使用していない。
Next, FIG. 3 will be described. The circuit breaker switchgear control / monitoring input / output unit (indicated as CB I / O in the figure) 2 is connected to the closing coil (CC) or tripping coil (TC), which is the driving coil of the
また、第1および第2の論理回路22-1および22-2、制御回路26は、PLDに限定されるものではなく、FPGAに置き換えてもよい。なお、上述したPLDとは、プログラマブル・ロジック・デバイス(Programmable Logical Device)のことであり、またはFPGAとはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field Programmable Gate Array)のことである。
The first and second logic circuits 22-1 and 22-2 and the
前記半導体スイッチ21は、遮断器引外し回路、投入回路の信頼性を上げるために、8個の半導体スイッチを引外しコイル(TC)用と、投入コイル(CC)用とに4個ずつ分け、しかも引外しコイル(TC)と、投入コイル(CC)にそれぞれ2直列2並列となるように接続している。また、半導体スイッチ21には電流検出用抵抗27を直列に接続しており、この電流検出用抵抗27の端子から開閉装置の電気量データとして、投入コイル電流あるいは引外しコイル電流を取り出して遮断器開閉の指令電流を検出できるようにしている。なお、必要により点検用半導体スイッチなどを直列に接続しても良い。
In order to increase the reliability of the circuit breaker tripping circuit and closing circuit, the
次に、前記第1の論理回路22-1および第2の論理回路22-2について説明するが、これらの機能および構成の詳細は図4で述べるので、ここでは概念について説明する。 Next, the first logic circuit 22-1 and the second logic circuit 22-2 will be described. Details of these functions and configurations will be described with reference to FIG.
第1の論理回路22-1および第2の論理回路22-2は、図中右側に示した制御・監視演算ユニット1からコード化された制御指令をそれぞれ入力して、反転2重符号チェックとデコード処理を行って、制御指令に基づいて前記半導体スイッチ21に駆動信号を出力する。
The first logic circuit 22-1 and the second logic circuit 22-2 each receive a coded control command from the control / monitoring
第1の論理回路22-1は、引外し回路のコイル(TC)端子側および投入回路のコイル(CC)端子側にそれぞれ挿入された2個並列接続の半導体スイッチ21に対して駆動信号を出力するように構成されている。 The first logic circuit 22-1 outputs a drive signal to two parallel-connected semiconductor switches 21 inserted on the coil (TC) terminal side of the trip circuit and the coil (CC) terminal side of the closing circuit, respectively. Is configured to do.
一方、第2の論理回路22-2は、直流電源Bat(バッテリー)の陽極端子側の引外し回路および投入回路にそれぞれ挿入された2個並列接続の半導体スイッチ21に対して駆動信号を出力するように構成されている。 On the other hand, the second logic circuit 22-2 outputs a drive signal to the two parallel-connected semiconductor switches 21 inserted in the trip circuit and input circuit on the anode terminal side of the DC power supply Bat (battery). It is configured as follows.
また、前記ディジタル入力回路(DI)23に入力された遮断器の状態接点(a接点、b接点)、油圧スイッチ、油面スイッチ、油圧ポンプモータ回路の49M接点などのディジタル入力信号は制御回路26に入力されるようになっている。
The digital input signals inputted to the digital input circuit (DI) 23, such as circuit breaker status contacts (a contact, b contact), hydraulic switch, oil level switch, 49M contact of the hydraulic pump motor circuit, etc. are supplied to the
前記アナログ入力回路(AI)24に入力されたガス圧力センサ、温度センサ、油圧センサ、制御電圧センサ、ストロークセンサおよび指令電流等のアナログ入力データは、マルチプレクサ(MPX)で時系列に並び替えられた後、アナログ/ディジタル変換器(A/D)によりディジタルデータに変換され、制御装置26に入力される。
Analog input data such as a gas pressure sensor, a temperature sensor, a hydraulic pressure sensor, a control voltage sensor, a stroke sensor, and a command current input to the analog input circuit (AI) 24 are rearranged in time series by a multiplexer (MPX). Thereafter, it is converted into digital data by an analog / digital converter (A / D) and input to the
前記ディジタル出力回路(DO)25は、制御回路26から出力された指令を油圧ポンプモータ回路に駆動接点88Mとして出力する。
The digital output circuit (DO) 25 outputs the command output from the
このように、制御回路26は、ディジタル入力回路(DI)23、アナログ入力回路(AI)24からデータを入力する他に、選択完了確認(Selected確認)、ドライブ回路監視(半導体スイッチの常時監視)、コイル断線監視等の監視回路出力を入力することによって、ガス遮断器(GCB)の動作回数カウント、油圧ポンプの動作回数カウント、油圧ポンプ制御回路のモータ制御等を行う。なお、前記ドライブ回路監視、コイル断線監視は、前記半導体スイッチの端子間電圧を検出することにより行う。
As described above, the
さらに、制御回路26は、開閉装置制御・監視入出力ユニット2の走行監視を行い、その結果を図示しないI/O通信インターフェースを介して開閉装置制御・監視演算ユニット1に伝送する。なお、開閉装置制御・監視演算ユニット1へのデータ伝送の際には、信頼性を上げるためにデータをマンチェスターコードに変換し、CRC符号を付加して伝送するようにしているが、もちろん他の符号形式、データチェック方法を用いても良い。
Further, the
断路器103、104用または図示しない接地開閉器用の開閉装置制御・監視入出力ユニット3〜5の構成については、以上述べた遮断器102用の開閉装置制御・監視入出力ユニット2と同様なので図面および説明は省略する。
The switchgear control / monitoring input /
次に、図4を参照して開閉装置制御・監視入出力ユニット2における、遮断器駆動回路(CMU)29の機能および構成について説明する。
Next, the function and configuration of the circuit breaker drive circuit (CMU) 29 in the switchgear control / monitoring input /
図4において、遮断器駆動回路(CMU)29は、システムを2重化しているため、第1および第2の論理回路22-1、22-2は、それぞれ開閉装置制御・監視演算ユニット1系および開閉装置制御・監視演算ユニット2系の両方から伝送されてくる開閉指令情報を取り込み、しかも、2重化伝送による指令信号の矛盾が発生しないように、開閉装置制御・監視入出力ユニット2の伝送エラー処理として、指令信号のコード化と反転2重符号チェックを採用している。このため、第1の論理回路22-1と第2の論理回路22-2はそれぞれ、コード化された指令信号の反転2重符号チェックをした後、デコード処理を行うように構成されている。
In FIG. 4, since the circuit breaker drive circuit (CMU) 29 is duplexed, the first and second logic circuits 22-1 and 22-2 are respectively connected to the switchgear control / monitoring
また、保護機能・制御機能の独立制御の実現と十分な信頼性の確保のために、投入回路、引外し回路は保護と制御で独立するように、8個の半導体スイッチを引外しコイル(TC)用と、投入コイル(CC)用とに4個ずつ分けて2直列2並列接続し、各々の半導体スイッチ21を別々の論理回路22-1、22-2で制御するように構成していることは図3のところで述べた通りである。このように、本実施形態のGCB駆動回路は8接点構成(8半導体スイッチ構成)とすることにより、誤動作を防止する冗長構成としている。
In addition, in order to realize independent control of the protection function and control function and ensure sufficient reliability, the eight semiconductor switches are connected to the trip coil (TC) so that the input circuit and trip circuit are independent for protection and control. ) And for the input coil (CC) are divided into four units and connected in series and in parallel, and each
なお、半導体スイッチ21による遮断器駆動出力は、遮断(開放)指令はa接点ONとのアンド条件で、投入(再閉路)指令はb接点オンとのアンド条件で出力する。従って、第1の論理回路22-1と第2の論理回路22-2では、a接点情報およびb接点情報を取り込む構成としている。
Note that the circuit breaker drive output by the
また、制御における選択完了確認信号(Selected確認)は、従来の機器制御・監視システム部である現場制御盤の設計思想に合わせて、半導体スイッチに対する遮断器駆動信号(すなわち、論理回路の出力側)より折り返すことにする。論理回路22が故障した場合、遮断器102の誤動作に直結する可能性が高い。論理回路22の故障モードとしては全てHi側またはLo側に張り付くモードが多いことから、第1の論理回路22-1と第2の論理回路22-2の同時故障による遮断器誤動作を防止するために、第1の論理回路22-1と第2の論理回路22-2の正負論理を逆にする設計としている。
In addition, the selection completion confirmation signal (Selected confirmation) in the control is a circuit breaker drive signal for the semiconductor switch (that is, the output side of the logic circuit) in accordance with the design concept of the on-site control panel which is a conventional device control / monitoring system section. I will wrap more. When the logic circuit 22 breaks down, there is a high possibility that it directly leads to a malfunction of the
すなわち、第1の論理回路22-1において、FDリレーのトリップ信号および欠相遮断信号はオア回路ORを介して半導体スイッチ21に動作指令を与えるように構成されている。また、保護リレー動作時に選択制御指令をブロックする論理回路(従来の機器制御・監視システム部である現場制御盤の86回路相当)は、禁止回路(IH;インヒビット回路)が担うようにしている。また、再閉路(FD)時にはAnti-pumpingリレー回路でアンチポンピング制御を行うように構成している。そして、前述した選択指令時には、選択完了確認(Selected確認)を行うように構成している。
That is, in the first logic circuit 22-1, the trip signal and the phase loss interruption signal of the FD relay are configured to give an operation command to the
第2の論理回路22-2において、メインリレーのトリップ信号および欠相遮断信号はオア回路(OR)を出力するように構成されている。また、保護リレー動作時に開放指令または投入指令を禁止回路(IH)でブロックするようにしている。さらに、再閉路時と投入時にはAnti-pumpingリレー回路でアンチポンピング制御を行うように構成している。 In the second logic circuit 22-2, the trip signal and the phase loss interruption signal of the main relay are configured to output an OR circuit (OR). In addition, when the protective relay is activated, an open command or a closing command is blocked by an inhibition circuit (IH). Furthermore, the anti-pumping relay circuit is configured to perform anti-pumping control at the time of reclosing and closing.
そして、前記オア回路(OR)、禁止回路(IH)、Anti-Pumpingリレー回路の出力は、それぞれノット回路(NOT)によって反転されて直流電源Batの陽極側の半導体スイッチ21に動作指令を与えるように構成されている。
The outputs of the OR circuit (OR), the prohibition circuit (IH), and the anti-pumping relay circuit are inverted by a knot circuit (NOT), respectively, to give an operation command to the
なお、電源監視回路(PAL)28の故障による遮断器誤動作を防止するため、電源監視回路PALを2重化構成とし、第1の論理回路22-1と電源監視回路(PAL−1)28-1、第2の論理回路22-2と電源監視回路(PAL−2)28-2の組み合わせ構成を採用している。 In order to prevent malfunction of the circuit breaker due to the failure of the power supply monitoring circuit (PAL) 28, the power supply monitoring circuit PAL has a double configuration, and the first logic circuit 22-1 and the power supply monitoring circuit (PAL-1) 28- 1. A combined configuration of a second logic circuit 22-2 and a power supply monitoring circuit (PAL-2) 28-2 is employed.
なお、本実施形態では、保護と制御では同一の論理回路で半導体スイッチを制御しているが、さらに信頼性を高めるために別々の論理回路を用いて制御しても良いことは言うまでも無い。また、第1の論理回路22-1はFDリレーの選択ドライブ、第2の論理回路22-2は、メインリレーの制御ドライブをそれぞれ分担しているが、この組み合わせは任意に変更できることは言うまでも無い。 In this embodiment, the semiconductor switch is controlled by the same logic circuit for protection and control, but it goes without saying that control may be performed using separate logic circuits in order to further improve the reliability. . The first logic circuit 22-1 shares the FD relay selection drive and the second logic circuit 22-2 shares the main relay control drive, but it goes without saying that this combination can be arbitrarily changed. There is no.
図5は、保護時すなわち、トリップ時または再閉路時における、主検出リレー(メイン)および事故検出リレー(FD)の出力信号が、保護リレーユニット112から、開閉装置制御・監視入出力ユニットおよび開閉装置制御・監視演算ユニット(論理回路)を経て開閉装置制御・監視演算ユニット(半導体スイッチ)の駆動信号に至るまでの一連の遮断器駆動信号の基本的な流れを示すと共に、制御時すなわち、開放時または投入時における、選択から選択完了そして制御に移行する時の出力信号が、ベイコントロールユニット(BCU)から、開閉装置制御・監視入出力ユニット、開閉装置制御・監視演算ユニット(論理回路)を経て開閉装置制御・監視演算ユニット(半導体スイッチ)の駆動信号に至るまでの一連の遮断器駆動信号の基本的な流れについて示したものである。
FIG. 5 shows that the output signals of the main detection relay (main) and the accident detection relay (FD) at the time of protection, that is, at the time of trip or reclosing, are output from the
以上述べたように、本実施形態の開閉装置制御・監視システムによれば、開閉装置制御・監視演算ユニット1と開閉装置制御・監視入出力ユニット2〜5との2種類のユニットに構成・機能を分担したことにより、開閉装置102〜104への効率的な配置、プロセスバス110との効率的な通信が可能になる。
As described above, according to the switchgear control / monitoring system of this embodiment, the switchgear control / monitoring
また、開閉装置制御・監視入出力ユニット2の遮断器駆動回路の冗長構成を十分に信頼性の高い構成としたことにより、保護リレーの信頼性を低下させないシステムとして十分な信頼性を得ることができる。
In addition, since the redundant configuration of the circuit breaker drive circuit of the switch control / monitoring input /
また、前述したように遮断器の状態接点(a接点、b接点)、油圧スイッチ、油面スイッチ、油圧ポンプモータ回路の49M接点、ガス圧力センサ、温度センサ、油圧センサ、制御電圧センサ、ストロークセンサ、指令電流検出、遮断器動作回数カウント、油圧ポンプ動作回数カウントの機能を備えているので、遮断器動作回数監視、遮断器動作時間監視、ガス漏れ監視、油圧ポンプ動作回数監視、遮断器ストローク波形監視などの機器監視が可能である。 Further, as described above, the circuit breaker status contact (a contact, b contact), hydraulic switch, oil level switch, 49M contact of hydraulic pump motor circuit, gas pressure sensor, temperature sensor, hydraulic sensor, control voltage sensor, stroke sensor , Command current detection, circuit breaker operation frequency count, hydraulic pump operation frequency count function, circuit breaker operation frequency monitoring, circuit breaker operation time monitoring, gas leak monitoring, hydraulic pump operation frequency monitoring, circuit breaker stroke waveform Equipment monitoring such as monitoring is possible.
更に、従来の現場制御盤で補助リレーやタイマーリレーなどを組み合わせて実現していた開閉装置本体の駆動制御や監視を、開閉装置制御・監視演算ユニット1のディジタル演算プロセッサ(CPU)11上で走るソフトウェアにより実現し、また、操作機構部の駆動は、駆動回路(CMU)の半導体スイッチにより行うので、現場制御盤と同等の機能を数枚の基板回路で実現することができる。
Furthermore, the drive control and monitoring of the switchgear main body, which has been realized by combining an auxiliary relay and a timer relay with a conventional on-site control panel, runs on the digital arithmetic processor (CPU) 11 of the switchgear control / monitoring
また、制御回路の基板化により、制御部品の取り付け工数や電気配線工数を大幅に削減できる。従来の現場制御盤を廃止して、開閉装置制御・監視ユニットを開閉装置本体に組み込むことが可能になるので、開閉装置本体のコンパクト化、トータルのコストダウン、主器と保護・制御の保守・メンテナンスの一体化が可能になる。 In addition, the number of man-hours for mounting control components and electric wiring can be greatly reduced by using a control circuit board. The existing on-site control panel can be abolished, and the switchgear control / monitoring unit can be built into the switchgear body. Therefore, the switchgear body can be made more compact and the total cost can be reduced. Maintenance can be integrated.
更に、機器の制御・監視をソフトウェアで実現するので、インターロック条件など、機種や運用形態毎に異なる制御・監視条件の変更や、制御・監視機能の拡張を、ハードウェアの設計変更をすることなく、ソフトウェアの変更により容易に実現することができる。 In addition, since the control and monitoring of the equipment is realized by software, the hardware design is changed to change the control and monitoring conditions that differ depending on the model and operation mode, such as interlock conditions, and to expand the control and monitoring functions. However, it can be easily realized by changing the software.
また、各ベイの開閉装置制御・監視ユニットは互いにプロセスバスで接続されているので、インターロックの状態を監視制御装置などの上位系から監視、制御することに加えて、複数の開閉装置制御・監視ユニットが互いに監視、制御することができるので、インターロックの信頼性を向上できる。また、機器の点検中に誤って上位系からの指令でインターロックが解除されることを防止できるので、機器の点検時の安全性を向上させることができる。 In addition, since the switch control / monitoring units of each bay are connected to each other via a process bus, in addition to monitoring and controlling the interlock status from a host system such as a monitor control device, a plurality of switch control / control units are provided. Since the monitoring units can monitor and control each other, the reliability of the interlock can be improved. In addition, since it is possible to prevent the interlock from being released accidentally by a command from the host system during the inspection of the equipment, it is possible to improve the safety during the inspection of the equipment.
なお、断路器、接地開閉器の機器監視も同様であることは言うまでも無い。
また、伝送の符号化形式、伝送エラー検出方法、2重化、2系列化などの冗重構成に関しては、上述の方法に限定せず、他の方法を適用できることも言うまでも無い。
Needless to say, device monitoring of disconnectors and ground switches is the same.
Needless to say, the redundant configuration such as transmission encoding format, transmission error detection method, duplexing, and two-sequencing is not limited to the above-described method, and other methods can be applied.
(実施形態2)
次に、図6を参照して実施形態2におけるディジタル化された開閉装置保護制御システムにおける開閉装置制御・監視ユニットの位置付けについて説明する。
(Embodiment 2)
Next, the positioning of the switchgear control / monitoring unit in the digitized switchgear protection control system according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
図6において、プロセス制御ユニット120は、前述した保護リレーユニット112、ベイコントロールユニット113(BCU)(保護リレーユニット112とベイコントロールユニット113が一体のユニットの場合もある)、マージングユニット(MU)111、プロセスバス通信手段122、および開閉装置制御・監視演算ユニット1のそれぞれの機能をプリント基板に実装し、これらのプリント基板を集合ケースの背面にてバックボードに設けたパラレルバス(内部バス)121で接続する構成としたものである。
In FIG. 6, the
本実施形態の開閉装置制御・監視演算ユニット1は、実施形態1の場合と同様に、開閉装置制御・監視入出力ユニット2〜5と光ファイバからなる開閉装置制御・監視演算ユニット通信手段6で接続されている。
As in the case of the first embodiment, the switchgear control / monitoring
プロセスバス通信手段122は、パラレルバス121とプロセスバス110との間の通信を中継することおよび通信プロトコルの変換を行うものであり、必要に応じてスイッチングハブ130等のバス調停装置を介して、下位に位置する開閉装置制御・監視演算ユニット1やマージングユニット111に接続され、更に図示していない他ベイにある各種ユニット等と接続される。
なお、開閉装置制御・監視ユニットの構成詳細および半導体スイッチ21と論理回路22による遮断器駆動回路の詳細構成と動作は、実施形態1と同様なので、説明を省略する。
The process bus communication means 122 relays communication between the
The detailed configuration of the switchgear control / monitoring unit and the detailed configuration and operation of the circuit breaker drive circuit including the
このように、本実施形態は、保護リレーユニット112、ベイコントロールユニット(BCU)113、マージングユニット(MU)111、プロセスバス通信手段122、および開閉装置制御・監視演算ユニット1を1つの集合ケース内でバックボードによって、パラレルバス121と接続するように構成したので、プロセスバス構成規模を小さくでき、集合ケースにコンパクトに納めることができるため、集合ケースの設置スペース確保等も容易になり、開閉装置本体または本体近傍に設置する形態に最も適していると言える。
Thus, in this embodiment, the
また、保護リレーユニット112、ベイコントロールユニット(BCU)113、マージングユニット(MU)111、プロセスバス通信手段122、および開閉装置制御・監視演算ユニット1を基板で構成する場合、各基板の故障時に該当基板のみ交換できる保守上の利点がある。また、同一基板内に複数のユニットの機能を実装する場合は、基板の枚数が少なくなると共に、回路部品点数を削減することもでき、故障率低減、コスト低下、小型化が実現できる利点がある。
In addition, when the
また、開閉装置制御・監視ユニットとしての機能は、実施形態1と同様であるが、開閉装置制御・監視演算ユニット1が、保護リレーユニット112、ベイコントロールユニット(BCU)113、マージングユニット(MU)111とパラレルバス(内部バス)121で接続されたことにより、実施形態1より高速、かつより高信頼にユニット間のデータの授受が可能となり、結果としてより信頼性の高いシステムを構築できる。
なお、実施形態2は、実施形態1で述べた開閉装置制御・監視システムの効果を全て有することは言うまでも無い。
The function as the switchgear control / monitoring unit is the same as that of the first embodiment, but the switchgear control / monitoring
Needless to say, the second embodiment has all the effects of the switchgear control / monitoring system described in the first embodiment.
(実施形態3)
本実施形態は、遮断器の接触子(コンタクタ)を主回路電流または主回路電圧の所定の位相にて開極、閉極させるようにした開閉装置制御・監視システムにおける遮断器の同期開閉制御に係るものである。
(Embodiment 3)
In this embodiment, the circuit breaker contacts (contactors) are opened and closed at a predetermined phase of the main circuit current or the main circuit voltage. It is concerned.
すなわち、本実施形態の開閉装置制御・監視システムは、保護リレーユニット112/ベイコントロールユニット113からの保護指令、または制御指令に対して、遮断器の接触子を主回路電流または主回路電圧の所定の位相にて開極、閉極させる制御を行うにあたり、開閉製装置制御・監視入出力ユニット2の前記論理回路22が、前記保護指令、または制御指令に対して所定の時間だけ遅延させて前記半導体スイッチ21を動作させ、この所定の遅延時間は、前記開閉装置制御・監視演算ユニット1のディジタル演算プロセッサ(CPU)11が、ディジタル変換器(SU)108から取得した主回路電流または主回路電圧に基づいて算出するようにしたものである。
なお、本実施形態における開閉装置制御・監視ユニットの構成は実施形態1または実施形態2のいずれの構成も採用できる。
That is, the switchgear control / monitoring system of the present embodiment is configured so that the circuit breaker contacts are set to a predetermined main circuit current or main circuit voltage in response to a protection command or control command from the
Note that the configuration of the switchgear control / monitoring unit in the present embodiment can employ either the configuration of the first embodiment or the second embodiment.
図7は同期開極制御のタイミングチャートを示す図である。
開極指令信号(引き外し指令、または遮断指令)は、ベイコントロールユニット(BCU)113(または、保護リレーユニット112)からプロセスバス110を経由してtcommandのタイミングで開閉装置制御・監視演算ユニット1に伝送される。
FIG. 7 is a timing chart of the synchronous opening control.
The opening command signal (tripping command or shut-off command) is sent from the bay control unit (BCU) 113 (or the protection relay unit 112) via the
開閉装置制御・監視演算ユニット1は、開極指令信号を受信後、次にくる主回路電流の零クロス点のタイミングを待ち、このタイミングから同期開極遅延時間Tdelayの遅延時間をおいて同期開極制御信号(TCSS)を出力して、引外しコイル(TC)を駆動する。
ここで、理想的には同期開極遅延時間Tdelayは次式で得られる。
After receiving the opening command signal, the switchgear control / monitoring
Here, ideally, the synchronous opening delay time T delay is obtained by the following equation.
Tdelay = Tfreq + ( Ttarget − ( Topening %Tfreq ) )
( 0 ≦ Tdelay < 2 × Tfreq )
ただし、(Topening %Tfreq )は、Topening /Tfreq の余り
開閉装置制御・監視ユニットを用いた同期開閉制御システムでは、以下の役割分担をして同期開極制御を行う。
T delay = T freq + (T target − (T opening % T freq ))
(0 ≦ T delay <2 × T freq )
However, (T opening % T freq ) is the remainder of T opening / T freq In the synchronous opening / closing control system using the switching device control / monitoring unit, the following roles are assigned to perform synchronous opening control.
<開閉装置制御・監視演算ユニット1の役割>
(i)主回路電流の零クロス点を検出する。ただし、主回路電流波形は、プロセスバス110経由で、マージングユニット(MU)111より取得する。
(ii)開極指令信号受信後、次の主回路電流の零クロス点のタイミングまでの時間を算出する。
(iii)主回路電流の零クロス点のタイミングを基準とした同期開極遅延時間Tdelayを算出する。
(iv)同期開極遅延時間Tdelayを開閉装置制御・監視入出力ユニット2に伝送する。
<Role of switchgear control / monitoring
(I) The zero cross point of the main circuit current is detected. However, the main circuit current waveform is acquired from the merging unit (MU) 111 via the
(Ii) After receiving the opening command signal, the time until the timing of the zero cross point of the next main circuit current is calculated.
(Iii) A synchronous opening delay time T delay is calculated based on the timing of the zero cross point of the main circuit current.
(Iv) The synchronous opening delay time T delay is transmitted to the switch control / monitoring input /
なお、開閉装置制御・監視入出力ユニット2に伝送する同期開極遅延時間Tdelayには、理想的な遅延時間に開閉装置制御・監視入出力ユニット2への伝送遅れ、零クロス点と伝送タイミングとのズレなどを考慮した補正を加える。
The synchronous opening delay time T delay transmitted to the switchgear control / monitoring input /
<開閉装置制御・監視入出力ユニット2の役割>
(i)開閉装置制御・監視演算ユニット1から開極指令を受信後、受信した同期開極遅延時間Tdelay分だけ、遅延タイマーをカウントする。
遅延タイマーのカウントは第1の論理回路22-1、および第2の論理回路22-2で実施する。
(ii)遅延タイマーカウント完了後に、半導体スイッチ21に対して開極動作信号を出力する。
<Role of switchgear control / monitoring input /
(I) After receiving the opening command from the switchgear control and monitor
The delay timer is counted by the first logic circuit 22-1 and the second logic circuit 22-2.
(Ii) After completion of the delay timer count, a contact opening operation signal is output to the
また、遮断器の開極動作時間Topeningは、遮断器温度、遮断器操作圧力、遮断器制御電圧、遮断器動作回数、遮断器休止時間によって変動する。これらのデータは開閉装置制御・監視入出力ユニット2で取得しているので、開閉装置制御・監視演算ユニット1内のディジタル演算ユニットで開極動作時間Topeningの補正演算を行うことができる。
The circuit breaker opening operation time T opening varies depending on the circuit breaker temperature, the circuit breaker operating pressure, the circuit breaker control voltage, the number of circuit breaker operations, and the circuit breaker downtime. Since these data are acquired by the switchgear control / monitoring input /
なお、同期閉極制御においても同様な動作を行うことは言うまでも無い。ただし、同期閉極制御では、主回路電圧の零クロス点を基準に制御し、また、プレアーク特性を考慮する必要がある。 Needless to say, the same operation is performed in the synchronous closing control. However, in the synchronous closing control, it is necessary to control based on the zero cross point of the main circuit voltage and to consider the pre-arc characteristic.
以上説明したように、本実施形態の開閉装置制御・監視ユニットを用いた同期開閉制御システムによれば、遮断器の接触子を主回路電流または主回路電圧の所定の位相にて開極、閉極させるタイミングを出力する制御動作を、ハードウェアである開閉装置制御・監視入出力ユニット2の論理回路のみで行っている。一方、タイミングを決定する開極動作時間/閉極動作時間および同期開極/閉極遅延時間Tdelayの演算は、開閉装置制御・監視演算ユニット1のディジタル演算プロセッサ(CPU)11によるので、複雑なアルゴリズムを容易に計算することができる。
As described above, according to the synchronous switching control system using the switching device control / monitoring unit of the present embodiment, the contact of the circuit breaker is opened and closed at a predetermined phase of the main circuit current or the main circuit voltage. The control operation for outputting the timing to be poled is performed only by the logic circuit of the switchgear control / monitoring input /
以上のハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより、高精度の同期開閉制御を実現することができる。 High-precision synchronous opening / closing control can be realized by a combination of the above hardware and software.
A…開閉装置制御・監視ユニット、B…ディジタル計器用変成器ユニット、1…開閉装置制御・監視演算ユニット、2、3、4、5…開閉装置制御・監視入出力ユニット、6…開閉装置制御・監視演算ユニット通信手段、11…ディジタル演算プロセッサ、12…開閉装置状態データ記憶手段、13…I/O通信インターフェース、14…内部バス、21…半導体スイッチ、22-1、22-2…論理回路、23…ディジタル入力回路(DI)、24…アナログ入力回路(AI)、25…ディジタル出力回路(DO)、26…制御回路、27…電流検出用抵抗、28…電源監視回路(PAL)、29…遮断器駆動回路(CMU)、102…遮断器、103、104…断路器、105、106…変流器、107…計器用変圧器、108…ディジタル出力手段(ディジタル変換器)、109…通信手段、110…プロセスバス(プロセスLAN)、111…マージングユニット(MU)、112…保護リレーユニット、113…ベイコントロールユニット(BCU)、121…パラレルバス(内部バス)、122…プロセスバス通信手段。
A: Switchgear control / monitoring unit, B: Digital instrument transformer unit, 1 ... Switchgear control / monitoring arithmetic unit, 2, 3, 4, 5 ... Switchgear control / monitoring input / output unit, 6 ... Switchgear control Monitoring operation unit communication means, 11 ... digital operation processor, 12 ... switchgear state data storage means, 13 ... I / O communication interface, 14 ... internal bus, 21 ... semiconductor switch, 22-1, 22-2 ... logic circuit , 23 ... Digital input circuit (DI), 24 ... Analog input circuit (AI), 25 ... Digital output circuit (DO), 26 ... Control circuit, 27 ... Current detection resistor, 28 ... Power supply monitoring circuit (PAL), 29 ... Circuit breaker drive circuit (CMU), 102 ... Circuit breaker, 103, 104 ... Disconnector, 105, 106 ... Current transformer, 107 ... Instrument transformer, 108 ... Digital output means (digital converter), 109 ...
Claims (10)
このディジタルデータ出力手段から出力されるディジタルデータを情報伝送路を形成する通信手段を介して入力し、前記開閉装置本体の監視、制御および保護を行う保護制御手段と、
この保護制御手段からの指令を前記情報伝送路を形成する通信手段を介して受けると共に、前記開閉装置本体の監視、制御を行う開閉装置制御・監視ユニットと、
からなる開閉装置制御・監視システムにおいて、
前記開閉装置制御・監視ユニットは、前記開閉装置に係わる電気量データ、運転状態データ等の接点、またはセンサ出力信号である開閉装置状態データを取り込むデータ収集手段と、前記開閉装置の駆動部に開閉駆動信号を出す半導体スイッチから成る駆動回路と、前記半導体スイッチに与える開閉タイミングを制御する論理回路とを備えた開閉装置制御・監視入出力ユニットと、
前記開閉装置の開閉制御演算および監視演算を行うディジタル演算プロセッサと、前記開閉装置制御・監視入出力ユニットから伝送されてきた前記開閉装置状態データを保存するデータ記憶手段と、前記通信手段と接続する通信インターフェースとを備えた開閉装置制御・監視演算ユニットと、
から構成したことを特徴とする開閉装置制御・監視システム。 A digital data output means for inputting the main circuit AC electric quantity of the switchgear body and outputting digital data;
Protection control means for inputting digital data output from the digital data output means via communication means for forming an information transmission path, and for monitoring, controlling and protecting the switchgear body,
While receiving a command from this protection control means through the communication means forming the information transmission path, the switchgear control / monitoring unit for monitoring and controlling the switchgear body,
In the switchgear control and monitoring system consisting of
The switchgear control / monitoring unit includes a data collecting means for capturing switchgear status data that is a contact point of sensor data or a contact point such as electrical quantity data and operation status data related to the switchgear, and a switch for the switchgear drive unit. An opening / closing device control / monitoring input / output unit comprising a driving circuit composed of a semiconductor switch for outputting a driving signal, and a logic circuit for controlling an opening / closing timing applied to the semiconductor switch;
A digital arithmetic processor for performing opening / closing control calculation and monitoring calculation of the switchgear, data storage means for storing the switchgear state data transmitted from the switchgear control / monitoring input / output unit, and the communication means A switchgear control / monitoring arithmetic unit equipped with a communication interface;
A switchgear control / monitoring system characterized by comprising:
前記開閉装置制御・監視入出力ユニットの前記論理回路が、前記保護指令、または制御指令に対して所定の時間だけ遅延させて前記半導体スイッチを動作させ、
この所定の遅延時間は、前記開閉装置制御・監視演算ユニットのディジタル演算プロセッサが、前記ディジタルデータ出力手段から取得した主回路電流または主回路電圧に基づいて算出することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の開閉装置制御・監視システム。 In performing the control to open and close the contactor of the circuit breaker at a predetermined phase of the main circuit current or the main circuit voltage with respect to the protection command from the protection control means or the control command,
The logic circuit of the switchgear control / monitoring input / output unit operates the semiconductor switch by delaying the protection command or the control command by a predetermined time,
2. The predetermined delay time is calculated based on a main circuit current or a main circuit voltage acquired from the digital data output means by a digital arithmetic processor of the switchgear control / monitoring arithmetic unit. The switchgear control / monitoring system according to claim 8.
At least one of circuit breaker temperature data, circuit breaker operation pressure data, circuit breaker control voltage data, circuit breaker operation time data, circuit breaker operation times, circuit breaker downtime acquired by the switchgear control / monitoring input / output unit The switchgear control / monitoring system according to claim 1, wherein the delay time is corrected using a switch.
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