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Protective cooperation analyzing method for dc electric rail road substation

阅读:134发布:2021-01-02

专利汇可以提供Protective cooperation analyzing method for dc electric rail road substation专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To display the load characteristic curve indicating the actual load fluctuation on the real-time basis, set the optimum protective cooperation curve, and design various apparatuses without futility.
SOLUTION: The load power is measured for a prescribed time when an electric car travels, the total time is added for each prescribed measured value, it is displayed by a bar graph, and the load characteristic curve is obtained from the whole change state of the bar graph. The load characteristic curve is compared with the yield curve indicating the capability of a substation facility apparatus, and the protective cooperation curve is set.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO,下面是Protective cooperation analyzing method for dc electric rail road substation专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】電車線路のき電線を通じて電気車へ電力を供給する直流電鉄変電所において、電車走行時の負荷電力を所定時間測定し、該測定時間内における負荷電力の変化を、所定の測定値ごとにトータル時間を足し算してこれを棒グラフ等で表示し、これらの棒グラフ等の全体の変化状態を負荷特性曲線とし、該負荷特性曲線を変電所設備機器の能力を示す耐量曲線と比較し、保護協調曲線を設定するようにしたことを特徴とする直流電鉄変電所の保護協調解析方法。
  • 【請求項2】電車線路のき電線を通じて電気車へ電力を供給する直流電鉄変電所において、電車走行時の負荷電力を所定時間測定し、該測定時間内における負荷電力の変化を、所定の測定値ごとにトータル時間を足し算してこれを棒グラフ等で表示し、これらの棒グラフ等の全体の変化状態を負荷特性曲線とし、当該負荷特性曲線に適合する能力の耐量曲線を有する変電所設備機器を製造するようにしたことを特徴とする直流電鉄変電所の保護協調解析方法。
  • 【請求項3】これらの表示をパソコン上で自動的に行うようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の直流電鉄変電所の保護協調解析方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】本発明は、電車線路のき電線を通じて電気車へ電を供給する直流電鉄変電所において、保護協調曲線の作成を自動的且つリアルタイムで行うことができ、また変電所設備機器の設計等が容易な直流電鉄変電所の保護協調解析方法に関するものである。

    【0002】

    【従来の技術】電力系統を構成する各種の機器や送電線等においては、故障が発生した場合、適格にこれを除去しないと機器の損傷や電力の供給に支障が発生し、更には電力系統全体の運用ができなくなる虞れがある。 また故障は、電力系統を構成するあらゆる設備に発生しうるものである。 そのため、電力系統を構成する全ての機器や送電線等には、故障の発生した部位を明確に選択してこれを除去するための、保護継電装置が設けられている。

    【0003】而して、これらの多数の保護継電装置間では、バラバラな動作をするようにしておくと、故障した部位を正確に選択できず、不必要に広範囲の停電を引き起こす不具合が発生する。 そのため、通常では、多数の保護継電装置間において、互いに協調を図った応動をするようになし、各機器の保護と停電区間を最小限にすることが行われている。

    【0004】このような保護協調を行うためには、各機器の能力を示す耐量曲線を越えない範囲でこれに近似する負荷の限界を設定し、この限界を保護協調曲線としている。 そして、実際の負荷が保護協調曲線を越えたところで保護継電装置を応動させるようにしている。

    【0005】而して、従来の電車線路のき電線を通じて電気車へ電力を供給する直流電鉄変電所における各種の機器の選択は、常に大きく変動している負荷電流を所定時間計測し、測定された最大電力及び瞬時最大電力の値を基準にして、これを経験則に基づく所定の計算式へ代入することで行っており、通常は安全を見込んでかなりの余裕を持った容量・定格の機器を選択している。 この機器の選択により、その耐量曲線が自動的に決定される。

    【0006】また前記直流電鉄変電所における保護協調曲線の設定も同様にして測定された最大電力及び瞬時最大電力の値を基準にして、これを経験則に基づく所定の計算式へ代入し、これに各種機器の耐量曲線と、保護継電装置の特性とを考慮することで行っている。 保護継電装置は、整定の異なる継電器(リレー)を二段又は三段階に組み合わせて構成しており、その特性はリレーの組み合わせにより決定される。

    【0007】図1の図(a)には、保護対象となる機器の耐量曲線と、従来のリレーを三段階に組み合わせて保護協調曲線を設定した場合が示されている。

    【0008】

    【発明が解決しようとする課題】このように、実際の負荷を測定してその最大電力及び瞬時最大電力の値を基準にして機器の選択や保護協調曲線を設定する従来方式では、平均電流との隔たりの大きい線区では機器が余裕を持ちすぎることになり、その能力を有効に利用することができず、機器の使用効率を高めることができないでいた。

    【0009】また従来の二段階又は三段階にリレーを組み合わせて保護協調曲線を設定する方式では、機器の能力である耐量曲線との間に無駄なスペースが生じ、やはり各機器の能力を有効に利用できず、使用効率を高めることができなかった。 更に、従来の機器の選択や保護協調曲線の設定は、実際の負荷を測定してこれを記録した後で解析して行っており、リアルタイムで監視することができず、現場対応が遅れるという欠点があった。

    【0010】更にまた、列車運行ダイヤの改正等があった場合には、負荷の変動があり、安全を見越してかなり余裕を持った大きめの容量・定格の機器を選択している。 そのため、耐量曲線の全体にわたってこれに近似した保護協調曲線が設定できる場合には、現在の使用機器でも十分に対応できるにも拘らず大型の機器へ変更しなければならない場合があり、設備的にもコスト的にも著しい無駄があった。 図1の図(a)には、ダイヤ改正を行った場合の負荷特性曲線が従来の保護協調曲線を越えた例が示されている。 この場合は機器の大型化が必要である。

    【0011】

    【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、実際の負荷の変動を表す負荷特性曲線をリアルタイムで表示し、また最適な保護協調曲線の設定と、無駄のない各種機器の設計を行うことのできる直流電鉄変電所における保護協調解析方法を提供せんとするものである。

    【0012】而して、前記課題を解決するために本発明が採用した請求項1の手段は、電車線路のき電線を通じて電気車へ電力を供給する直流電鉄変電所において、電車走行時の負荷電力を所定時間測定し、該測定時間内における負荷電力の変化を、所定の測定値ごとにトータル時間を足し算してこれを棒グラフ等で表示し、これらの棒グラフ等の全体の変化状態を負荷特性曲線とし、該負荷特性曲線を変電所設備機器の能力を示す耐量曲線と比較し、保護協調曲線を設定するようにしたことを特徴とする直流電鉄変電所の保護協調解析方法である。

    【0013】本発明が採用した請求項2の手段は、電車線路のき電線を通じて電気車へ電力を供給する直流電鉄変電所において、電車走行時の負荷電力を所定時間測定し、該測定時間内における負荷電力の変化を、所定の測定値ごとにトータル時間を足し算してこれを棒グラフ等で表示し、これらの棒グラフ等の全体の変化状態を負荷特性曲線とし、当該負荷特性曲線に適合する能力の耐量曲線を有する変電所設備機器を製造するようにしたことを特徴とする直流電鉄変電所の保護協調解析方法である。

    【0014】本発明が採用した請求項3の手段は、これらの表示をパソコン上で自動的に行うようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の直流電鉄変電所の保護協調解析方法である。

    【0015】

    【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成を図面に示す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。 本発明にあっては、所定の解析を行うためのパソコンと、プリンタと、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、計器用変流器とで構成され、計器用変流器からの電流値をA/D変換器を通じてパソコンへ入力し、該パソコン上で保護協調の解析処理を行うようにしている。

    【0016】解析処理は、電車線路のき電線を通じて電気車に電力を供給する直流電鉄変電所において、保護協調曲線を求めようとするシリコン整流器用変圧器等の該当機器に流れる電流値を、所定の時間だけ電流計によって実際に測定し、測定されたアナログ信号をA/D変換器を通じてデジタル信号値に変換し、パソコンへ入力する。

    【0017】図1の図(b)は、電流計によって測定されたアナログ信号(負荷曲線)を示すものである。 本発明にあっては、このようにしてデジタル信号としてパンコン上へ入力された負荷曲線を解析し、図(a)に示すように、所定の電流値ごとに、その電流値が流れた時間を足し算して合計する。 そして、これをパソコンの画面上へ例えば棒グラフ化して表示する。 棒グラフの変化状態(棒グラフの頂点の推移)は、実際の負荷特性曲線となる。 これは、実際の負荷曲線(アナログ信号)を適当な最小区間に分割し、その区間での値を大きさごとに分類し、累積値により継続時間をカウントすることにより負荷変動を分析しているためである。 なお、測定は、負荷電力の変化がわかればよく、電圧値を測定対象とすることも可能である。

    【0018】一方、パソコンへはシリコン整流器用変圧器等の測定対象機器の能力である耐量曲線が予め入力されている。 従って、この耐量曲線に対して前記負荷特性曲線がどのような関係となり得るかを目視によりリアルタイムで監視することが可能である。 しかも、負荷特性曲線のデータを蓄積することにより、負荷特性曲線の経過を知ることが可能である。 従って、この負荷特性曲線と測定対象機器の耐量曲線とから、保護協調曲線を無駄のないように設定することができる。

    【0019】またリアルタイムで実際の負荷特性曲線の監視ができることから、列車運行ダイヤの改正があった場合等において、改正後の実際の負荷特性曲線の変動を直接に確認することができ、負荷特性曲線の変動状態に応じて適格に、現在の使用機器でも対応可能であるかの判断又はそれよりも能力の大きな機器を選択しなければならないか等の判断が容易であり、極めて顕著な効果を有している。

    【0020】更に、図1の図(a)に示すように、測定対象機器の耐量曲線に対して保護協調曲線を多段化(連続化)することにより、測定対象機器の耐量曲線に極めて近似した保護協調曲線を設定することが可能であり、
    従来の二段式又は三段式のリレーを用いた保護協調曲線の場合に比較して、測定対象機器の能力をフルに活用することができる。

    【0021】更にまた、実際に測定した負荷特性曲線を棒グラフ化等して表示できるので、これに対応する測定対象機器の容量・定格を逆算して設定するようにすることも可能である。 つまり、測定対象機器の設計に利用することも可能である。

    【0022】それに加えて、測定された実際の負荷特性曲線は、デジタル化してパソコンのハードディスク又はフロッピィーディスク等にファイリングしておくことが可能であり、必要に応じて、読み出したり、プリントアウトしたりすることも自由である。

    【0023】

    【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
    電車走行時の負荷電力を所定時間測定して所定の電流値ごとにトータル時間を足し算してこれを棒グラフ等で表示し、これらの棒グラフ等の全体の変化状態を負荷特性曲線とし、該負荷特性曲線を変電所設備機器の能力を示す耐量曲線と比較して保護協調曲線を設定するようにしたから、保護協調曲線を測定対象機器の能力である耐量曲線に極めて近似させることができ、最適な保護協調曲線の作成が可能である。

    【0024】また実際の負荷特性曲線をリアルタイムで監視することができ、迅速な現場対応が可能である。 更には、負荷特性曲線のデータを記録しておくことが容易であり、このデータを基にしてどのような耐量曲線の機器を製作すればよいかがわかるので、該当する変電所に最適な機器の設計を行うことも可能である。

    【0025】更にまた、列車運行のダイヤ改正があった場合に、リアルタイムで得られる負荷特性曲線を監視することにより、使用機器の耐量曲線にまだまだ余裕があるか又は使用機器の容量・定格を更に大型のものへ変更しなければならないかの判断が容易である。 そのため、
    現在使用している機器の能力限度までの負荷の増加を見極めることができ、現在使用している機器で対応できるにも拘らず、大型の機器へ変更しなければならない等の無駄を省略できる。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】図(a)は本発明に係る耐量曲線と負荷特性曲線と保護協調曲線との関係を示す図面であり、図(b)
    は実際に測定した負荷曲線を示す図面である。

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