本発明は、電力系統から少なくとも電流または電圧の情報を取得して、電力系統、電力設備等の故障を検知し、故障を電力系統から切り離す保護制御装置を試験するための試験用装置に関する。

電力系統の運用を安定させるため、電力系統で発生した事故または異常を検出するための各種の装置が使用されている。例えば、保護制御装置(IED(Intelligent Electronics Device))は、変流器(CT(Current Transformer))、計器用変圧器(PT(Potential Transformer)、またはVT(Voltage Transformer))などから系統の電圧値および電流値の計測結果を取得し、故障等による過電圧、電圧の不足、または過電流などが発生したことを検出し、遮断器へ制御信号を送出する。これにより、故障区間を電力系統から切り離す等の対処を速やかに行うことができる。

このような保護制御装置は、高い信頼性が必要となるため、出荷前、運用中などの各局面において各種の性能確認試験が行われる。

特開2011−155779号公報(特許文献1)は、試験機能を具備した電力用デジタル保護リレー装置について記載している。この電力用デジタル保護リレー装置では、系統故障時の電圧波形や電流波形のデータ及び系統側の機器条件等の入力条件をあらかじめ書き込みしたメモリがデジタルリレー内部に設けられている。この電力用デジタル保護リレー装置には、系統側から取り込みするアナログ入力量か、メモリに書き込みしてある波形データのいずれかを読み出すように、外部から切替え可能な切替えスイッチが設けられている。リレー装置の検証を実施する場合には、切替えスイッチが波形データのメモリ側に切替えられ、メモリに書き込まれている波形データを保護リレーのサンプリング周期で逐次読み出し、この読出したデータに従って、リレーの演算を実施する。これにより、模擬送電線等を利用して、系統故障を模擬した電流、電圧波形を外部から印加した場合と同様の効果が得られるようになっている。

特開2012−249387号公報(特許文献2)は、プロセスバスを用いた電力系統保護制御システムにおいて、試験時に、プロセスバスに試験用装置を接続し、試験用装置が、プロセスバスを介して、試験フラグを付加した試験電気量情報を保護制御装置に出力する技術を記載している。保護制御装置は、試験用装置から受信した試験電気量情報に基づいて、遮断器をトリップさせるか否かを判断し、トリップさせる場合に、試験フラグを付加した試験トリップ指令をプロセスバスに出力する。マージングユニット(MU(Merging Unit))は、プロセスバスを介して試験トリップ指令を受け取ると、保護制御装置のトリップ指令出力の動作が正常であると判断する。

特開2011−155779号公報

特開2012−249387号公報

しかし、特許文献1に記載された技術によると、系統故障時の電圧波形データ、電流波形データ、及び系統側の機器の情報などを予め書き込んだメモリを用意し、試験時に、メモリのデータを使用するため、試験時に必要であるが、通常運用時には不要なハードウェアを保護制御装置が具備することとなる。そのため、保護制御装置が高価になること、通常運用時に不要なハードウェアを有することによって不良率が高くなる可能性があることなどの課題がある。

また、特許文献2に記載された技術は、運用中の保護制御装置の正常性を確認するためのものである。そのため、保護制御装置が、系統に適用できるか否か、電力系統保護制御システムに設置されるMUと保護制御装置とを組み合わせた場合の接続の可否など、運用前の総合的な動作性能の確認には十分ではない。近年は、保護制御装置とMUとが、それぞれ異なる製造業者によって提供される場合もあり、保護制御装置とMUとを接続して、運用前に総合的に動作性能を確認することが重要となっている。さらに、電力系統保護制御システムにおけるMUのフィルタ特性やダイナミックレンジ(DR(dynamic range))、また、時刻同期信号に対するデータの送信制御についての規格化が進行する過程においては、運用前のMUと保護制御装置の接続の確認がより重要となる。

また、計器用変成器についても、様々な機器が使用されている。例えば、鉄心形のCTの他に、空心形のCT(ロゴスキーCT)を使用したECT(Electric CT)、コンデンサにより分圧して小電圧にしたCVT(Capacitance VT)などが使用されることもある。そのため、周波数特性や過渡特性など、CTの特性およびPTの特性が、CTおよびPTによって大きく異なることがある。

したがって、これらCT、PT、MUなどの特性を考慮して電力系統保護制御システムの試験をする必要がある。本開示は、上述の課題に鑑みて、保護制御装置を系統に設置した場合の総合的な性能確認を予め模擬実施できる試験用装置を提供することを目的とする。

一実施形態に従う試験用装置は、電力系統の保護制御装置を試験するためのものである。試験用装置は、系統の電流波形データおよび電圧波形データに対し、計器用変成器の特性に基づいて、CTおよびPTの模擬演算が施され、MUの特性に基づいてMUの模擬演算が実行された故障データを取得する。試験用装置は、故障データと同期して、電力系統の遮断器を示す機器情報データ取得する。試験用装置は、プロセスバスへのデータ出力の設定と、サンプリングの設定とに従って、故障データおよび機器情報データを、プロセスバスを介して保護制御装置へ送信する。

上記一実施形態に従う試験用装置によると、計器用変成器の特性に基づいたCTおよびPTの模擬演算と、MUの特性に応じたMUの模擬演算とが実行された故障データを、機器データと同期して保護制御装置へ送信するため、保護制御装置やMUを系統の保護制御に適用する前に、総合的な性能確認を予め模擬実施することができる。そのため、運用後にMUと保護制御装置との接続による問題が発生するおそれを小さくすることができる。

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

本実施の形態に従う試験用装置を含む保護制御システム1の全体構成を示す図である。

マージングユニット10の機能構成を示す図である。

PC60の構成を示すブロック図である。

試験用装置50の構成と、PC60の機能的な構成とを示す図である。

PC60と試験用装置50との動作を示すフローチャートである。

実施の形態2の試験用装置50−2の構成と、PC60−2の機能的な構成とを示す図である。

実施の形態2のPC60−2と試験用装置50−2との動作を示すフローチャートである。

実施の形態3の試験用装置50−3の構成と、PC60−3の機能的な構成と、保護制御装置20の構成とを示す図である。

実施の形態4の試験用装置50−4の構成と、PC60−4の機能的な構成と、保護制御装置20の構成とを示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

<実施の形態1の全体システム構成> まず、実施の形態1に従う試験用装置(TEST−MU(Merging Unit))を含む保護制御システムの全体構成について説明する。

図1は、本実施の形態に従う試験用装置を含む保護制御システム1の全体構成を示す図である。図1を参照して、保護制御システム1は、変電所や配電所等に設けられ、電力系統の情報を収集するとともに、収集した情報に基づいて、電力系統の保護、制御、監視等の処理を実行する。

より具体的には、保護制御システム1は、電力系統から電流や電圧などの情報を収集する複数のマージングユニット10−1〜10−2(以下、「マージングユニット10」と総称する場合もある。)と、電力系統の保護、制御、監視するための複数の保護制御装置(Intelligent Electric Device:以下「IED」とも称す。)20−1〜20−N(以下、「保護制御装置20」と総称する場合もある。)とを含む。マージングユニット10−1〜10−5と保護制御装置20−1〜20−Nとの間は、プロセスバス22を介して、互いにデータ通信可能になっている。一般的に、保護制御システム1においては、用途(例えば、保護の対象や制御の対象毎)に応じて複数の保護制御装置20が配置される。このような用途別のIEDとしては、例えば、保護機能を実現する保護IEDや、制御機能を実現する制御IEDが挙げられる。

各マージングユニット10は、収集した電力系統からの情報を、マージングユニット10に対応する保護制御装置20へ送出する。保護制御装置20は、それぞれのマージングユニット10から受信する情報に基づいて、電力系統の保護、制御、監視等の処理を実行する。

より具体的には、保護制御装置20は、保護機能の一例として、予め設定されたリレー演算ロジックが成立するかを所定周期で判断するとともに、リレー演算ロジックが成立すると、対応する遮断器に対してトリップ信号を出力する。このトリップ信号は、プロセスバス22を介して伝送されてもよい。

また、保護制御装置20は、制御機能の一例として、電力系統における開閉器の投入/開放などの指令を出力することもできる。さらに、保護制御装置20は、監視機能の一例として、何らかの系統故障が発生した場合に、その前後における電力系統の情報をロギングすることもでき、また、電力系統の状態をリアルタイムで出力することもできる。例えば、保護制御装置20は、ステーションバス24を介して、変電所自動化システム(Substation Automation System:SAS)装置26および遠方監視制御装置28と接続される。保護制御装置20は、変電所自動化システム装置26へ電力系統の情報を出力することもでき、また、遠方監視制御装置28を介して、対象の電力設備から離れた遠方制御所30へ電力系統の情報を出力することもできる。さらに、保護制御装置20には、上述した処理以外の任意の処理を実装することもできる。例えば、保護制御装置20を用いて、変電所自動化システム装置26に相当する機能を実現してもよい。

電力送電線2には、遮断器6−1が設けられるとともに、変流器(Current Transformer:CT)7−1および計器用変圧器(Potential Transformer:PT/Voltage Transformer:VT)8−1が設けられている。変流器7−1は、電力送電線2を流れる電流の情報(電流波形)を測定する。計器用変圧器8−1は、電力送電線2に生じる電圧の情報(電圧波形)を測定する。説明の便宜上図示していないが、三相交流の場合には、3相について各相毎、変流器、計器用変圧器を設ける。変流器7−1および計器用変圧器8−1のそれぞれが測定した情報は、マージングユニット10−1へ入力される。すなわち、マージングユニット10−1は、電力送電線2を流れる電流の情報および電力送電線2に生じる電圧の情報を収集する。

同様に、供給線4には、遮断器6−2が設けられるとともに、変流器7−2および計器用変圧器8−2が設けられている。変流器7−2および計器用変圧器8−2のそれぞれが測定した情報は、マージングユニット10−2へ入力される。なお、各変流器を総称して、変流器7ということもある。また、各計器用変圧器を総称して、計器用変圧器8ということもある。また、各遮断器を総称して、遮断器6ということもある。

マージングユニット10−1には、遮断器6−1の機器情報(DI)が入力される。同様に、マージングユニット10−2には、遮断器6−2の機器情報(DI)が入力される。マージングユニット10は、入力されたデータをデジタルデータに変換する。マージングユニット10は、外部から時刻同期信号の入力を受け付けており、時刻同期信号に応じて、サンプリングの同期制御などを行って、デジタルデータをシリアルデータとしてプロセスバス22へ出力する。プロセスバス22に出力されたシリアルデータは、プロセスバス22に接続される保護制御装置20によって受信される。保護制御装置20は、受信したシリアルデータを用いて、保護制御演算を実行し、電力系統の故障の発生の有無を判定し、故障が発生していると判定した場合に、故障に関連する遮断器に対してトリップ指令を出力して、故障点を系統から切り離す。

実施の形態1の試験用装置(TEST−MU)50は、プロセスバス22に接続されている。また、試験用装置50は、例えば汎用的な入出力IF(Interface)を介して、汎用的な情報処理装置であるPC(Personal Computer)60と接続される。

<マージングユニットの概要> 次に、本実施の形態に従うマージングユニット10の概要について説明する。

図2は、マージングユニット10の機能構成を示す図である。図2を参照して、電力送電線や母線などに設けられた計器用変成器(CT、PT)からの測定値(アナログ信号)がマージングユニット10へ入力される。マージングユニット10は、電力系統の電流情報および/または電圧情報を収集し、収集した情報を示すデジタルデータを保護制御装置20へ外部出力する。すなわち、電力系統の保護、制御、監視等に必要な情報は、マージングユニット10で集合される。このデジタルデータとしては、典型的には、測定値をサンプリング時間毎に直列に並べたシリアルデータが用いられる。マージングユニット10は、電力系統の電流波形信号および/または電圧波形信号を入力とし、デジタル変換後にシリアルデータとしてプロセスバス22を介して出力する。

マージングユニット10は、絶縁トランス11と、アナログフィルタ12と、AD(Analog to Digital)変換回路13と、データバッファメモリ回路14と、プロセスバスIF回路15と、受信回路16と、サンプリング制御回路17と、データ読取回路18と、絶縁回路19とを含む。絶縁トランス11は、変流器7が測定する電流波形と、計器用変圧器8が測定する電圧波形の少なくともいずれかを受信する。変流器7または計器用変圧器8から受信するデータは、絶縁トランス11により絶縁され、マージングユニット10の内部回路において適当な電圧信号レベルに変換される。

アナログフィルタ12は、受信した電流波形または電圧波形に重畳される高周波ノイズ成分を除去する。

AD変換回路13は、サンプリング制御回路17からのサンプリング制御信号に従って、アナログの入力信号をデジタルデータに変換し、変換後のデジタルデータをデータバッファメモリ回路14に保持させる。

絶縁回路19は、遮断器6などを示す機器情報(DI)を受信し、受信した信号を、一定の電圧の信号に変換する。

データ読取回路18は、絶縁回路19によって変換された信号を保持し、サンプリング制御回路17からのサンプリング制御信号に従って、機器情報(DI)を読み取ってデータバッファメモリ回路14に保持させる。

受信回路16は、外部(例えば、GPS(Global Positioning System))から時刻同期信号の入力を受け付けてサンプリング制御回路17に出力する。

サンプリング制御回路17は、受信回路16から時刻同期信号の入力を受け付けて、サンプリングのタイミングを示すサンプリング制御信号をAD変換回路13、データバッファメモリ回路14、プロセスバスIF回路15およびデータ読取回路18へ出力する。

データバッファメモリ回路14は、受信した電流波形または電圧波形の、デジタルデータへの変換後のデータと、このデータに同期する機器情報とを保持する。データバッファメモリ回路14は、サンプリング制御回路17からのサンプリング制御信号に従って、保持しているデータを、プロセスバス22に規定されるプロトコルに変換して、プロセスバスIF回路15を介してプロセスバス22へ出力する。

プロセスバスIF回路15は、プロセスバス22にシリアルデータとしてデータを順次出力するためのインタフェースである。

図3を参照して、試験用装置50に接続されるPC60の構成について説明する。

図3は、PC60の構成を示すブロック図である。PC60は、CPU(Central Processing Unit)601と、ROM(Read Only Memory)602と、RAM(Random Access Memory)603と、ディスプレイ604と、マイク605と、タッチパッド606と、キーボード607と、汎用入出力IF608と、通信IF609と、スピーカ610とを含む。

CPU601は、OS(Operating System)を含む各種プログラムを実行することで、PC60の動作を制御する。ROM602は、BIOS(Basic Input/Output System)や各種データを格納する。RAM603は、CPU601でのプログラムの実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供する。ディスプレイ604は、各種の情報を表示する。HDD(Hard Disk Drive)605は、プログラムなどを不揮発的に格納する。

タッチパッド606は、ユーザの入力操作を受け付けるための操作部材であり、例えば静電容量方式によりユーザの接触を検知して入力操作として受け付ける。キーボード607は、ユーザの入力操作を受け付けるための操作部材であり、ユーザによるキーの入力を受け付ける。汎用入出力IF608は、例えばUSB(Universal Serial Bus)などの汎用的な入出力インタフェースであり、外部の機器と接続するインタフェースとなる。通信IF609は、LAN(Local Area Network)規格などに対応した通信用のインタフェースである。スピーカ610は、CPU601の制御に応じて音声を出力する。

<試験用装置50の概要> 図4を参照して、試験用装置50の構成と、PC60の機能的な構成とを説明する。

図4は、試験用装置50の構成と、PC60の機能的な構成とを示す図である。PC60は、故障計算部61と、CT&PT特性模擬部62と、MU特性模擬部63と、データ送信部64と、機器情報生成部65と、TEST−MU送信設定部66と、記憶部67とを含む。記憶部67は、CTのタイプ、CTの周波数特性、CTの過渡特性などのCTの特性を示すCT特性情報621と、PTのタイプ、PTの過渡特性などのPTの特性を示すPT特性情報622と、MUのフィルタ特性、MUのダイナミックレンジなどのMUの特性を示すMU特性情報623とを記憶する。

故障計算部61は、系統のCTとPTとから得られる電流波形データと電圧波形データとを計算する。例えば、故障計算部61は、予め故障時の系統の電流波形データと電圧波形データとを保持しておく、または故障時の系統の電流波形データと電圧波形データとの入力を受け付ける。

CT&PT特性模擬部62は、CT特性情報621に示されるCTの特性と、PT特性情報622に示されるPTの特性とに応じて、CTとPTの特性を模擬した模擬演算を実行する。

MU特性模擬部63は、MU特性情報623に示されるMUの特性に応じて、MUのフィルタ特性など、MUの特性を模擬した模擬演算を実行する。このCT&PT特性模擬部62およびMU特性模擬部63の処理により、PC60は、系統の故障の検証に必要な時間分のデータ(例えば、数100ミリ秒から数秒程度の時間のデータ)を故障データとして生成する。

データ送信部64は、試験用装置50のIF回路51を介して、MU特性模擬部63により得られた故障データを試験用装置50へ送信し、試験用装置50のデータバッファ回路52に格納させる。PC60は、機器情報生成部65により、遮断器6を示す機器情報(DI)を、故障データに同期して生成し(具体的には、例えば、系統故障後、一定時間後に遮断器6が閉から開へ変化するように)、生成した機器情報(DI)を、データ送信部64によって故障データとともにデータバッファ回路52に格納させる。

TEST−MU送信設定部66は、試験用装置50にデータをプロセスバス22へ出力させるための送信設定情報(TEST−MU送信設定情報)を保持しており、この送信設定情報を、IF回路51を介して試験用装置50の設定用回路54に格納させる。送信設定情報としては、試験用装置50がシリアルデータをプロセスバス22へ出力するための1ビットあたりの電流や電圧値の設定値などを示す情報であるPBデータ出力設定情報811、試験用装置50がプロセスバスIF回路53によってデータを出力するための電流や電圧のダイナミックレンジを示すダイナミックレンジ情報812などがある。また、送信設定情報としては、試験用装置50がシリアルデータをプロセスバス22へ出力するためのサンプリングに関する設定があり、例えば、サンプリングの周波数を示すサンプリング周波数情報821、試験用装置50が外部から受信する時刻同期情報による時刻同期の方法の設定を示す時刻同期方法の設定822などがある。

試験用装置50は、IF回路51と、データバッファ回路52と、プロセスバスIF回路53と、設定用回路54と、受信回路55と、サンプリング制御回路56とを含む。

IF回路51は、PC60と接続するためのインタフェースとしての機能を発揮する。

データバッファ回路52は、PC60から故障データと機器情報とを受信して保持し、サンプリング制御回路56から供給されるサンプリングの周期に従って、プロセスバスIF回路53を介してプロセスバス22へ出力する。

プロセスバスIF回路53は、サンプリング制御回路56から供給されるサンプリングの周期、設定用回路54によって設定される出力データの1ビットあたりの電流、電圧値などに従って、データバッファ回路52に保持されるデータをシリアルデータとしてプロセスバス22へ出力する。

設定用回路54は、PC60から各種データを受け付けて保持し、試験用装置50によるデータの出力方法を設定するための回路である。設定用回路54は、出力データ設定部81と、サンプリング設定部82とを含む。出力データ設定部81は、PC60からPBデータ出力設定情報811、ダイナミックレンジ情報812などの情報を受け付けて、これらの情報に示される設定に従って、プロセスバスIF回路53がシリアルデータを出力するようプロセスバスIF回路53を設定する。サンプリング設定部82は、PC60からサンプリング周波数情報821、時刻同期方法の設定822などの情報を受け付けて、これらの情報に示されるサンプリングの設定に従って、プロセスバスIF回路53がシリアルデータを出力するようサンプリング制御回路56の設定などを行う。

受信回路55は、外部から時刻同期信号を受信して、受信した時刻同期信号をサンプリング制御回路56へ出力する。

サンプリング制御回路56は、サンプリング設定部82により設定されるサンプリングの設定と、受信回路55から受け付ける時刻同期信号とに基づいて、プロセスバスIF回路53、データバッファ回路52に対し、サンプリング制御信号を出力することで、試験用装置50によるシリアルデータのプロセスバス22への出力を制御する。

試験用装置50は、系統の電流波形データおよび電圧波形データに対し、計器用変成器の特性を示す特性情報(CT特性情報621、PT特性情報622)に基づいてCTおよびPTの模擬演算が施され、MUの特性を示す特性情報(MU特性情報623)に基づいてMUの模擬演算が実行された故障データを取得するよう構成される。この構成は、IF回路51と、データバッファメモリ回路52とにより構成される。また、試験用装置50は、電力系統の遮断器を示す機器情報データ(DI)を、故障データと同期して取得するよう構成される。この構成は、IF回路51と、設定用回路54とにより構成される。試験用装置50は、故障データおよび機器情報データ(DI)を、プロセスバス22を介して保護制御装置20へ送信するよう構成される。この構成は、設定用回路54と、データバッファメモリ回路52と、プロセスバスIF回路53と、サンプリング制御回路56とにより構成される。

<実施の形態1の動作> 図5を参照して、実施の形態1のPC60と試験用装置50との動作を説明する。

図5は、PC60と試験用装置50との動作を示すフローチャートである。

ステップS601において、PC60は、故障計算部61により、系統が故障している場合の電流波形データ、電圧波形データの少なくともいずれかを取得する。

ステップS603において、PC60は、CT&PT特性模擬部62により、CT特性情報621とPT特性情報622とに基づいて、CTの特性と、PTの特性とに応じた模擬演算を実行する。

ステップS605において、PC60は、MU特性模擬部63により、ステップS603で模擬演算されたデータに対し、MU特性情報623に基づいて、MUの特性に応じた模擬演算を実行することで、故障データを生成する。

ステップS607において、PC60は、機器情報生成部65により、遮断器などの機器情報(DI)を、ステップS605で生成される故障データに同期して生成する。

ステップS609において、PC60は、データ送信部64により、故障データと、機器情報(DI)とを試験用装置50に送信し、試験用装置50にシリアルデータをプロセスバス22へ出力させるための送信設定情報を試験用装置50に送信して設定用回路54に保持させる。

ステップS511において、試験用装置50は、PC60から故障データと、機器情報(DI)とを受信してデータバッファ回路52に格納する。試験用装置50は、PC60から受信した送信設定情報を、出力データ設定部81とサンプリング設定部82とに保持し、送信設定情報に示される設定に従って、故障データと、機器情報(DI)とを、データバッファ回路52から読み出してシリアルデータとしてプロセスバス22を介して保護制御装置20へ出力する。

このようにしてプロセスバス22へ故障データ、機器情報(DI)が出力されると、保護制御装置20によって受信され、保護制御装置20による保護演算が実行される。このように、試験用装置50を用いると、保護制御システム1において、CT、PTの特性に応じた模擬を含めた系統故障の模擬とともに、実際に系統に接続されるMUの特性に応じた模擬を実行することができるため、MUおよびIEDを系統に接続する前に、MUとIEDとの接続による不具合などが発生しないか、動作特性の確認をすることができる。そのため、信頼性の高い検証を可能とし、試験費用を削減し、試験時間の短縮を図ることもできる。また、PC60によってMUの模擬演算を実行するため、電流アンプや電圧アンプ等が不要となる。

<実施の形態2> 図6と図7とを参照して、別の実施形態に係る保護制御システムの構成について説明する。実施の形態1と比較すると、実施の形態1では、MUの特性の模擬をPC60によって実行していたが、実施の形態2では、試験用装置50によってMUの特性の模擬を実行している。

図6は、実施の形態2の試験用装置50−2の構成と、PC60−2の機能的な構成とを示す図である。実施の形態1のPC60と比較すると、実施の形態2のPC60−2は、CT&PT特性模擬部62によって得られる、CTの特性とPTの特性とに応じた模擬演算後の電流波形データと、電圧波形データとを、データ送信部64によって試験用装置50へ送信し、試験用装置50のデータバッファメモリ回路58に保持させる。TEST−MU送信設定部66は、MUの特性を示すMU特性情報623を保持しており、MU特性情報623を試験用装置50へ送信して設定用回路54のMU特性設定部83に保持させる。

PC60−2において、演算回路57は、設定用回路54のMU特性設定部83から、MUの特性に応じた模擬演算の設定を受け付ける。演算回路57は、データバッファメモリ回路58に保持された電流波形データと、電圧波形データとに対し、MU特性情報623に基づいて、MUのフィルタ特性など、MUの特性を模擬した模擬演算を実行する。演算回路57は、MUの特性を模擬した模擬演算後のデータをデータバッファ回路52に保持させる。

このような構成により、実施の形態2では、試験用装置50によってMUの特性の模擬を実行する。

<実施の形態2の動作> 図7は、実施の形態2のPC60−2と試験用装置50−2との動作を示すフローチャートである。

ステップS608において、PC60は、機器情報生成部65により、遮断器などの機器情報(DI)を、ステップS603で模擬演算されたデータと同期して生成する。

ステップS610において、PC60は、データ送信部64により、ステップS603で模擬演算されたデータと、機器情報(DI)とを試験用装置50に送信してデータバッファメモリ回路58に保持させ、試験用装置50にシリアルデータをプロセスバス22へ出力させるための送信設定情報と、MU特性情報とを試験用装置50に送信して設定用回路54に保持させる。

ステップS513において、試験用装置50は、PC60から、ステップS603で模擬演算されたデータ(CT、PTの特性を模擬した電流波形データ、電圧波形データ)と、機器情報(DI)とを受信してデータバッファメモリ回路58に格納し、送信設定情報とMU特性情報とを受信して設定用回路54のメモリに格納する。

ステップS515において、試験用装置50は、演算回路57により、データバッファメモリ回路58に格納される電流波形データ、電圧波形データに対し、MUの特性に基づいて、MUの特性を模擬した模擬演算を実行して故障データを生成し、生成した故障データをデータバッファ回路52に保持させる。

ステップS517において、試験用装置50は、送信設定情報に示される設定に従って、データバッファ回路52に格納される故障データと、機器情報(DI)とを、シリアルデータとしてプロセスバス22を介して保護制御装置20へ出力する。

このような構成によると、試験用装置50においてMUの特性に応じたMUの模擬演算を実行する。そのため、MUを(例えば他の製造業者によって製造されたMUへ)入れ替える場合などにおいて、MUの模擬に必要な情報(MU特性情報623など)を試験用装置50がPC60等から取得することで、PC60によって演算された電流波形データ、電圧波形データの演算結果をそのまま使用することができる。

<実施の形態3> 図8を参照して、別の実施形態に係る保護制御システムの構成について説明する。実施の形態1および実施の形態2の保護制御システムと比較すると、実施の形態3の保護制御システムでは、保護制御装置20での動作を、ステーションバス24経由で試験用装置50に取り込むことを可能とすることで、試験用装置50において保護制御装置20の動作が正常であるか否かを判定する。これにより、保護制御装置20の動作の確認を自動的に行うことができ、効率の良い動作確認を行うことができる。

図8は、実施の形態3の試験用装置50−3の構成と、PC60−3の機能的な構成と、保護制御装置20の構成とを示す図である。

保護制御装置20は、PBIF(プロセスバスIF)201と、保護制御演算部202と、出力処理部203と、SBIF(ステーションバスIF)204とを含む。PBIF201は、試験用装置50がプロセスバス22に出力したデータを、プロセスバス22経由で受信するためのインタフェースである。保護制御演算部202は、PBIF201により受信した故障データ等に基づいて、保護演算を実行し、その実行結果を出力処理部203に出力する。出力処理部203は、保護制御演算部202による保護演算の実行結果を、ステーションバスとして規定されるプロトコルに従って、ステーションバス24を介して試験用装置50へ出力するための出力データを生成する。SBIF204は、ステーションバス24へ出力データを出力する。

PC60は、IED判定値送信部68と、IED判定結果集計部69とを含む。IED判定値送信部68は、保護制御装置20による保護演算の結果と比較するための判定値を試験用装置50へ送信する。IED判定結果集計部69は、保護制御装置20による保護演算の結果と判定値との比較結果を試験用装置50から受信して集計する。

試験用装置50は、SBIF回路59と、IED判定値設定部84と、判定回路90とを含む。IED判定値設定部84は、PC60のIED判定値送信部68によって送信される判定値を受信して保持し、判定回路90に判定値を設定する。SBIF回路59は、ステーションバス24を介してデータを受信する。判定回路90は、SBIF回路59によって受信する保護制御装置20の保護演算の結果と、IED判定値設定部84により設定される判定値とを比較して、保護演算の結果と判定値とが一定の範囲内にある場合に、保護制御装置20の演算結果が正常であると判定し、そうでない場合に、保護制御装置20の演算結果が正常でないと判定し、その判定結果を、IF回路51を介してPC60へ送信する。

なお、図8の例では、実施の形態2の試験用装置およびPCの構成に基づいて説明したが、実施の形態1の試験用装置およびPCの構成においても、同様に試験用装置で保護制御装置20の動作の確認を自動的に行うことができる。

また、上記の実施の形態3では、試験用装置50−3による判定結果を、PC60−3によって集計しているが、試験用装置50−3において判定結果を集計するようにしてもよい。

<実施の形態4> 図9を参照して、別の実施形態に係る保護制御システムの構成について説明する。図9は、実施の形態4の試験用装置50−4の構成と、PC60−4の機能的な構成と、保護制御装置20の構成とを示す図である。

実施の形態3の保護制御システムと比較すると、実施の形態3の保護制御システムでは、試験用装置において、保護制御装置20の動作が正常であるか否かを判定するために、保護制御装置20による保護演算の結果を、ステーションバス24を経由して取り込むこととしている。これに対し、実施の形態4では、保護制御装置20と、試験用装置50−4とを、ワイヤーで接続し、保護制御装置20の出力回路の接点信号として保護制御装置20から試験用装置50−4へ出力する。試験用装置50−4は、絶縁回路91により、保護制御装置20における保護演算の結果を取り込んで内部で処理できる信号に変換し、変換後の信号を判定回路90へ出力する。試験用装置50−4は、判定回路90によって保護制御装置20の動作が正常であるか否かを判定する。

このように各実施の形態に係る保護制御システムについて説明してきたが、この他に、故障波形記録装置などにおいても、PC60等によってCTの特性と、PTの特性と、MUの特性とに応じた模擬演算を行うこととしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

1 保護制御システム、2 電力送電線、6 遮断器、7 変流器、8 計器用変圧器、10 マージングユニット、11 絶縁トランス、12 アナログフィルタ、13 AD変換回路、14 データバッファメモリ回路、15 プロセスバスIF回路、16 受信回路、17 サンプリング制御回路、18 データ読取回路、19 絶縁回路、20 保護制御装置、22 プロセスバス、24 ステーションバス、26 変電所自動化システム装置、28 遠方監視制御装置、30 遠方制御所、50 試験用装置、51 IF回路、52 データバッファ回路、53 プロセスバスIF回路、54 設定用回路、55 受信回路、56 サンプリング制御回路、57 演算回路、58 データバッファメモリ回路、60 PC、61 故障計算部、62 CT&PT特性模擬部、63 MU特性模擬部、64 データ送信部、65 機器情報生成部、66 TEST−MU送信設定部、67 記憶部、68 IED判定値送信部、69 IED判定結果集計部、81 出力データ設定部、82 サンプリング設定部、83 MU特性設定部、84 IED判定値設定部、90 判定回路、91 絶縁回路。