JP5530404B2 - 開閉器制御装置および配電自動化システム - Google Patents

Description

本発明は、配電線で発生する事故に対して事故区間を特定して分離する技術に関する。

従来、配電線に地絡事故が発生した場合には、以下のような方法で事故区間が特定され分離されている（特許文献１の段落０００４〜００１５参照）。
変電所から需要家に向けて敷設されている配電線に、事故区間を分離するために開閉器が設けてある。配電線は、変電所の母線に配電線引出口遮断器（以降、単に遮断器と称す。）を介して接続されている。配電線での事故発生時には、変電所に設置された保護継電装置が、母線に接続された遮断器を遮断することによって、配電線を停電状態（無電圧状態）にする。開閉器は、配電線が無電圧となったことを検出すると、接続を開放する（切状態となる）。その後、所定時間経過して遮断器が再投入され、遮断器に最も近い配電線の開閉器が電圧印加されて入状態（接続状態）となり、配電線の末端の開閉器に至るまで順番に開閉器が入状態（接続状態）にされていく。この結果、配電線に発生した事故が一過性の事故の場合、遮断器が遮断している間に事故が除去されれば、遮断器の再投入によって、配電線の開閉器はすべて入状態（接続状態）となって、停電状態から復旧する。しかし、事故が永久事故の場合、遮断器の再投入後に再度遮断器が遮断されることになり、事故発生地点から変電所寄りの開閉器が切状態（開放状態）のままにロックされることによって、事故区間が特定され分離される。

特許３４８３０６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の前記方法は、地絡事故のみに適用できるものであり、短絡事故に適用することはできない。さらに、特許文献１に記載の、開閉器の入／切を制御する開閉器制御装置は、その構成（特許文献１の図１５，１６参照）上、能動的に事故を検出することができない。また、現実には、地絡事故発生時には、事故区間よりも変電所に近いすべての開閉器で地絡電流が検出される場合が多いため、地絡区間を特定できない場合がある。さらに、事故が永久事故の場合、遮断器が少なくとも２回は遮断されるため、停電時間、停電範囲の面で問題である。

そこで、本発明では、配電線で発生する地絡および／または短絡の事故に対して、事故区間を特定して事故区間を分離することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る開閉制御装置は、変電所の母線から配線される配電線を接続する場合には入状態とし、前記配電線を開放する場合には切状態とするスイッチを備える開閉器に接続され、前記スイッチの入状態または切状態を制御する開閉器制御装置であって、
前記スイッチより負荷側の前記配電線に信号を出力する信号発生部と、
当該信号の電圧値および電流値を取得して前記負荷側の配電線のインピーダンスを計測する計測処理部と、
前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定し、判定結果に基づいて、前記開閉器を入状態または切状態に制御する制御部と、
前記開閉器のスイッチ状態を指示する指示情報を送信する配自制御装置と通信線を介して接続され通信部と、を備え、
前記制御部は、
前記スイッチが切状態で、前記配自制御装置から前記指示情報を受信した際であって、
前記負荷側の配電線の電圧が電圧有の場合、前記開閉器を入状態に制御し、
前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定した結果において事故無と判定したとしても、前記変電所側の配電線の電圧が電圧無の場合においては、前記開閉器を切状態に制御するようにした。

本発明によれば、配電線で発生する地絡および／または短絡の事故に対して、事故区間を特定して事故区間を分離することができる。

配電自動化システムの構成例を示す図である。 開閉器および開閉器制御装置の構成例を示す図である。 開閉器のタイミングチャート例（その１）を示す図である。 開閉器のタイミングチャート例（その２）を示す図である。 事故区間が図１とは異なる場合の配電自動化システムの構成例を示す図である。 開閉器のタイミングチャート例（その３）を示す図である。 比較例における配電自動化システムの構成例を示す図である。 比較例における開閉器制御装置および開閉器の構成例を示す図である。 比較例における開閉器のタイミングチャート例を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態（以降、「本実施形態」と称す。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

（比較例）
まず、比較例の配電自動化システムの構成例について、図７を用いて説明する。
図７に示すように、開閉器２０１（２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ）は、不図示の変電所から需要家に向けて敷設されている配電線４に、事故区間を分離するために設けてある。各開閉器２０１は、配電線４を接続／開放するスイッチを備えている。したがって、配電線４の区間は、図７に示すように、第０区間、第１区間、第２区間、第３区間、・・のように、開閉器２０１によって分けられる。配電線４は、変電所の母線３にＦＣＢ（磁界遮断器：以降、単に遮断器と称す。）６（６ａ，６ｂ）を介して接続されている。図７において、開閉器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃは、配電線４を接続状態（入状態）にしており、開閉器２０１ｄは、配電線４を開放状態（切状態）にしている。したがって、配電線４は、ＦＣＢ６ａに接続されている第１の配電線と、ＦＣＢ６ｂに接続されている第２の配電線とに分けられている。開閉器２０１の入／切の状態は、開閉器制御装置２０２によって制御される。

ここで、開閉器２０１および開閉器制御装置２０２の構成例について、図８を用いて説明する。開閉器２０１は、配電線４の接続／開放（入／切）を切り替えるスイッチ２１０を備えている。また、開閉器制御装置２０２は、制御部２１５および通信処理部２１６を備えている。
制御部２１５は、スイッチ２１０より変電所側の配電線４の電圧を変電所側電源トランス１７ａを介して取得して電圧の有無を判定し、スイッチ２１０より負荷側の配電線４の電圧を負荷側電源トランス１７ｂを介して取得して電圧の有無を判定し、スイッチ２１０の入／切の状態を取得し、それら電圧の有無およびスイッチ２１０の入／切の状態に基づいて、スイッチ２１０の次の入／切を制御する機能を有する。また、制御部２１５は、開閉器２０１のスイッチ２１０の入／切の状態を、通信処理部２１６と通信線５とを介して監視制御装置２０３（図７参照）に送信したり、監視制御装置２０３からスイッチ２１０を入の状態に設定する指示情報を通信線５と通信処理部２１６とを介して受信したりする機能を有する。
また、通信処理部２１６は、通信用のインタフェースであり、制御部２１５と監視制御装置２０３との間の情報の送受信を通信線５を介して実行する。

図７に戻って、不図示の変電所に設置された保護継電装置７は、配電線４の電流をＣＴ（変流器）４２を介して取得し、母線３の電圧をＰＴ（変圧器）４１を介して取得し、配電線４に地絡事故が発生したか否かを判定する機能を有する。保護継電装置７は、地絡事故が発生したと判定した時には、母線３に接続されたＦＣＢ６を切（遮断）状態にする機能を有し、配電線４を停電状態（無電圧状態）にする。また、保護継電装置７は、ＦＣＢ６を切状態にした後、所定の時間経過後に、入（接続）状態にする機能を有する。なお、ＦＣＢ６ｂ側には、図示を省略しているが、ＦＣＢ６ａ側に対して鏡像の向きになるように、母線３、ＣＴ４２，ＰＴ４１、保護継電装置７が設置されているものとする。

監視制御装置２０３は、保護継電装置７からＦＣＢ６ａの入／切の状態を取得し、通信線５を介して開閉器２０１の入／切の状態、後述するＦＣＢ６ａの再投入から再遮断までの時間を取得して事故の区間を特定する機能を有する。また、監視制御装置２０３は、開閉器制御装置２０２に開閉器２０１を入の状態に設定する指示情報を送信する機能を有する。

次に、第２区間で地絡事故が発生した場合（図７参照）における、開閉器２０１の入／切のタイミングチャート例について、図９を用いて説明する。図９の横軸は時間を表している。図９の縦方向は、事故の有無、ＦＣＢ６ａの入／切、開閉器２０１ａの入／切、開閉器２０１ｂの入／切、開閉器２０１ｃの入／切、開閉器２０１ｄの入／切、を表している。

以下に、時間の経過と、ＦＣＢ６ａおよび各開閉器２０１の動作との関係について説明する（適宜、図７，８参照）。
時間ｔ１に地絡が発生し、事故有の状態（永久事故）になったものとする。
時間ｔ２に、ＦＣＢ６ａは、切状態（初回遮断）となる。具体的には、保護継電装置７が、配電線４の電流をＣＴ４２を介して取得し、母線３の電圧をＰＴ４１を介して取得し、配電線４に地絡事故が発生したと判定して、ＦＣＢ６ａを切状態に制御する。
時間ｔ３に、各開閉器２０１は、配電線４が無電圧状態になるため、切状態となる。

時間ｔ４に、ＦＣＢ６ａは、時間ｔ２から第１の所定時間経過後に入状態に（再投入）される。
時間ｔ５に、開閉器２０１ａが入状態となる。具体的には、開閉器制御装置２０２ａは、時間ｔ４にＦＣＢ６ａが再投入されたため、変電所側の配電線４の電圧を検出して、時間ｔ４からＸ時限経過後に、開閉器２０１ａのスイッチ２１０を入状態に制御する。
時間ｔ６に、開閉器２０１ｂが入状態となる。具体的には、開閉器制御装置２０２ｂは、時間ｔ５に開閉器２０１ａが入状態にされたため、変電所側の配電線４の電圧を検出して、時間ｔ５からＸ時限経過後に、開閉器２０１ｂのスイッチ２１０を入状態に制御する。

時間ｔ７に、ＦＣＢ６ａは、切状態（再遮断）となる。具体的には、事故有の状態が解消されていないため、保護継電装置７が、配電線４の電流をＣＴ４２を介して取得し、母線３の電圧をＰＴ４１を介して取得し、配電線４に地絡事故が発生したと判定して、ＦＣＢ６ａを切状態に制御する。
時間ｔ８に、各開閉器２０１は、配電線４が無電圧状態になるため、切状態となる。このとき、開閉器制御装置２０２ａは、第２の所定時間以上、入状態となっていたので、開閉器２０１ａを切状態にロックする機能を作動させない。しかし、開閉器制御装置２０２ｂは、第２の所定時間未満で切状態となったので、開閉器２０１ｂを切状態にロックする機能を作動させる。

時間ｔ９に、ＦＣＢ６ａは、時間ｔ７から第１の所定時間経過後に入状態に（再再投入）される。
時間ｔ１０に、開閉器２０１ａが入状態となる。具体的には、開閉器制御装置２０２ａは、時間ｔ９にＦＣＢ６ａが再投入されたため、変電所側の配電線４の電圧を検出して、時間ｔ９からＸ時限経過後に、開閉器２０１ａのスイッチ２１０を入状態に制御する。
時間ｔ１０以降では、開閉器２０１ｂは切状態のままである。これは、開閉器制御装置２０２ｂが、開閉器２０１ｂを切状態にロックさせているためである。したがって、第２区間は、停電状態となって、事故区間を分離することができる。

監視制御装置２０３には再投入から再遮断までの時間を計測するため、その時間から事故区間を検知できる。例えば再遮断までの時間をＸ時限で除することで区間が判明する。ただし、実際には上記時間だけでなく、開閉器２０１ｂが切ロック状態であることも通信線５を介して第２区間が事故区間であることも合わせて確認している。事故区間が判明した後、開閉器２０１ｄに入り指令を与えて第３区間の停電状態を解消する。
なお、永久事故の場合には、作業員が地絡事故の現場で復旧作業を行って、停電の原因を取り除く。そして、監視制御装置２０３から通信線５を介して、切状態にロックされている開閉器２０１ｂを入状態に設定する指示情報を送信して、復旧状態にする。

なお、一過性の地絡事故の場合には、一般的には、ＦＣＢ６ａが初回遮断された後、再投入されるまでの間に事故が回復されているため、開閉器２０１は、ＦＣＢ６ａに近い側から順番に入状態に制御されて、復旧状態となる。

以上、比較例では、永久事故の場合には、配電線４は、少なくとも２回は停電状態となる上、復旧するまでに時間がかかるという問題があった。また、比較例は、地絡事故にのみ適用できるものであった。

（本実施形態における配電自動化システム）
そこで、本実施形態における配電自動化システムでは、地絡および／または短絡の事故に対して、事故区間を特定して事故区間を分離する機能を備えるようにする。
まず、本実施形態における配電自動化システムの構成例について、図１を用いて説明する。なお、図１において、図７で説明した構成と同じものには、同じ符号を付して、説明を省略する。

図１に示すように、配電線４、開閉器１、開閉器制御装置２、ＦＣＢ６、ＰＴ４１、ＣＴ４２、母線３、保護継電装置７、通信線５の接続構成は、図７の接続構成と同様である。なお、開閉器１および開閉器制御装置２は、図７の開閉器２０１および開閉器制御装置２０２を置き換えたものである。図１において、開閉器１および開閉器制御装置２の台数は、図１では４台であるが、４台に限られなくともよい。

また、図１において、配自制御装置９は、開閉器制御装置２との間で、情報の送受信を行い、開閉器１の入／切の状態や事故情報を取得したり、開閉器制御装置２の制御を実行したりする機能を有することである。なお、配自制御装置９と開閉器制御装置２との間の通信は、例えば、１００ボー程度で情報の送受信が行えればよい。
また、監視制御装置１０１は、ＴＣ（テレコントロール）８を介して、保護継電装置７からＦＣＢ６ａの入／切の状態の情報を取得したり、配自制御装置９から開閉器１の入／切の状態や事故情報を取得したりすることができる。また、開閉器１および開閉器制御装置２の内部構成が、図８に示す構成とは異なっている。

（本実施形態における開閉器および開閉器制御装置）
次に、本実施形態における開閉器および開閉器制御装置の構成について、図２を用いて説明する。
図２に示すように、開閉器１は、配電線４を接続／開放の状態にするスイッチ１０、スイッチ１０より負荷側の配電線４に、後記する信号発生部１４の出力信号を印加する信号印加点、ＰＴ（変圧器）１１、ＣＴ（変流器）１２を備える。ＰＴ１１は、計測処理部１３が負荷側の配電線４の電圧値を取得するために用いられる。また、ＣＴ１２は、計測処理部１３が負荷側の配電線４の電流値を取得するために用いられる。
なお、開閉器１ｄは、切状態となっていて、ＦＣＢ６ａ側の第１の配電線と、ＦＣＢ６ｂ側の第２の配電線とを分ける突合せ開閉器となっている。図１では、開閉器１ｄおよび開閉器制御装置２ｄの内部構成は、開閉器１ｄの右側が変電所側で左側が負荷側となる（図２の構成の鏡像の）ように接続されているものとする。

また、開閉器制御装置２は、計測処理部１３、信号発生部１４、制御部１５、通信処理部１６を備えている。
信号発生部１４は、制御部１５から受信した信号出力指示情報に基づいて、配電線４のインピーダンスを測定するための信号を出力する。
計測処理部１３は、開閉器１のＰＴ１１およびＣＴ１２を介して取得した電圧値および電流値に基づいて、無電圧状態の負荷側の配電線４のインピーダンスを測定する。測定結果は、制御部１５に出力される。

制御部１５は、スイッチ１０より変電所側の配電線４の電圧を変電所側電源トランス１７ａを介して取得して電圧の有無を判定する不図示の第１の手段、スイッチ１０より負荷側の配電線４の電圧を負荷側電源トランス１７ｂを介して取得して電圧の有無を判定する不図示の第２の手段、を備え、それら電圧の有無に基づいて、スイッチ１０の入／切を制御する機能を有する。具体的には、まず、制御部１５は、変電所側の配電線４の電圧が有かつ負荷側の配電線４の電圧が無の場合、信号発生部１４に信号を出力させるための信号出力指示情報を信号発生部１４に出力する。そして、制御部１５は、計測処理部１３によって測定されたインピーダンスの値に基づいて、事故（地絡および／または短絡）の有無を判定する。事故有の場合のインピーダンスは、事故無の場合のインピーダンスより小さいため、事故の有無を判定することができる。制御部１５は、事故有と判定した場合、スイッチ１０を切状態に制御し、事故無と判定された場合、スイッチ１０を入状態に制御する機能を有する。

また、制御部１５は、配自制御装置９から、スイッチ１０を入状態に設定する指示情報を受信したとき、信号発生部１４から信号を出力させ、負荷側の配電線４のインピーダンスの値を取得し、事故の有無を判定し、その判定結果に基づいて、スイッチ１０の入／切を制御する機能を有する。
また、制御部１５は、スイッチ１０の入／切の状態や事故に関する情報を、通信処理部１６、通信線５を経由して、配自制御装置９に送信する機能を有する。

また、通信処理部１６は、通信インタフェースであり、通信線５を介して配自制御装置９との間で情報を送受信する機能を有する。

（開閉器のタイミングチャート例（その１））
開閉器１の入／切の状態のタイミングチャートについて、図３を用いて説明する（適宜、図１，２参照）。なお、事故は第２区間で発生し、永久事故であるものとする。
図３に示すように、時間ｔ１に、事故が発生し、事故有の状態（永久事故）になったものとする。
時間ｔ２に、ＦＣＢ６ａは、切状態（初回遮断）となる。具体的には、保護継電装置７が、配電線４の電流をＣＴ４２を介して取得し、母線３の電圧をＰＴ４１を介して取得し、配電線４に事故が発生したことを検出し、ＦＣＢ６ａを切状態（遮断状態）に制御する。なお、時間ｔ１と時間ｔ２との間は、例えば、１秒程度である。
時間ｔ３に、配電線４が無電圧状態になるため、開閉器１すべては切状態となる。なお、時間ｔ２と時間ｔ３との間は、例えば、１秒程度である。

時間ｔ４に、ＦＣＢ６ａは、時間ｔ２から第３の所定時間経過後に入状態（接続状態）にされる（再投入）。なお、第３の所定時間は、例えば、３０秒程度である。
時間ｔ５に、開閉器１ａが入状態となる。具体的には、開閉器制御装置２ａは、時間ｔ４にＦＣＢ６ａが再投入されたため、変電所側の配電線４の電圧を変電所側電源トランス１７ａを介して取得して電圧有と判定し、信号発生部１４から信号を出力して、負荷側の配電線４（第１区間）のインピーダンスを測定する。このとき、負荷側の配電線４（第１区間）は、無電圧状態である。そして、制御部１５は、第１区間に事故を検出せず、変電所側の配電線４（第０区間）に電圧を検出しているため、時間ｔ４からＸ時限経過後に、開閉器１ａのスイッチ１０を入状態（接続状態）に制御する。

時間ｔ６に、開閉器１ｂは切状態のままとなる。具体的には、開閉器制御装置２ｂは、時間ｔ５に開閉器１ａが入状態にされたため、変電所側の配電線４の電圧を変電所側電源トランス１７ａを介して取得して電圧有と判定し、信号発生部１４から信号を出力して、負荷側の配電線４（第２区間）のインピーダンスを測定する。このとき、負荷側の配電線４（第２区間）は、無電圧状態である。そして、制御部１５は、第２区間で事故を検出することになるため、開閉器１ｂのスイッチ１０を切状態のままに制御する。次に、制御部１５は、通信処理部１６、通信線５を介して、事故を検出したことを示す事故情報を配自制御装置９に送信する。

また、時間ｔ７に、配自制御装置９は、開閉器制御装置２ｄに、開閉器１ｄを入状態とする指示情報を送信する。開閉器制御装置２ｄは、信号発生部１４から信号を出力して、開閉器１ｄのスイッチ１０より負荷側の配電線４（第３区間）のインピーダンスを測定する。これは、開閉器１ｄおよび開閉器制御装置２ｄの内部構成が、図２の構成の鏡像のようになっているためである。そして、制御部１５は、第３区間に事故を検出せず、変電所側の配電線４の電圧を検出しているため、開閉器１ｄのスイッチ１０を入状態に制御する。すなわち、第３区間は、ＦＣＢ６ｂ側から配電される。なお、時間ｔ６とｔ７との間の時間は、通信線５を介する通信において情報が衝突しない範囲で、Ｘ時限より小さくても構わない。

また、配自制御装置９は、時間ｔ７の時点で既に第２区間が事故区間であることを分かっているため、開閉器１ｃを入状態とする指示情報を送信しない。すなわち、開閉器制御装置２ｃは、指示情報を受信せず、変電所側の配電線４（第２区間）が無電圧状態のままであるため、開閉器１ｃを切状態のままに制御する。

以上説明したように、開閉器制御装置２は、信号発生部１４を備えて、無電圧状態の負荷側の配電線４のインピーダンスを測定する機能を有しているため、開閉器１のスイッチ１０を入状態にする前に、負荷側の配電線４の事故の有無を判定することができる。したがって、配電自動化システム１００は、比較例の図９で説明したような、ＦＣＢ６ａが２回遮断されることはなく、事故区間（第２区間）を特定でき、また、事故区間（第２区間）を分離できる。また、配電自動化システム１００は、比較例に比べて、停電復旧までの時間を短縮できる。

（開閉器のタイミングチャート例（その２））
次に、図３に示したタイミングチャート例に比べて早く停電状態から復旧させる別の例について、図４を用いて説明する（適宜、図１，２参照）。
事故区間は、図３の場合と同様に、第２区間であるものとする。
時間ｔ１〜ｔ４までは、図３の場合と同様に進行するので、説明を省略する。ただし、開閉器１ｄおよび開閉器制御装置２ｄの内部構成が、図２の構成の鏡像のようになっているものとする。

また、時間ｔ４に、配自制御装置９は、開閉器制御装置２ｄに、開閉器１ｄを入状態とする指示情報を送信する。開閉器制御装置２ｄは、信号発生部１４から信号を出力して、開閉器１ｄのスイッチ１０より負荷側の配電線４（第３区間）のインピーダンスを測定する。これは、開閉器１ｄおよび開閉器制御装置２ｄの内部構成が、図２の構成の鏡像のようになっているためである。そして、制御部１５は、第３区間に事故を検出せず、変電所側の配電線４に電圧を検出しているため、開閉器１ｄのスイッチ１０を入状態に制御する。すなわち、第３区間は、ＦＣＢ６ｂ側から配電される。

時間ｔ５に、開閉器１ａが入状態となる。具体的には、開閉器制御装置２ａは、時間ｔ４にＦＣＢ６ａが再投入されたため、変電所側の配電線４の電圧を変電所側電源トランス１７ａを介して取得して電圧有と判定し、信号発生部１４から信号を出力して、負荷側の配電線４（第１区間）のインピーダンスを測定する。このとき、負荷側の配電線４（第１区間）は、無電圧状態である。そして、制御部１５は、第１区間に事故を検出せず、変電所側の配電線４（第０区間）に電圧を検出しているため、時間ｔ４からＸ時限経過後に、開閉器１ａのスイッチ１０を入状態（接続状態）に制御する。
時間ｔ６以降については、図３の場合と同様に、開閉器１ｂおよび開閉器１ｃは切状態のままとなる。

以上説明したように、開閉器制御装置２は、信号発生部１４を備えて、無電圧状態の負荷側の配電線４のインピーダンスを測定する機能を有しているため、開閉器１を入状態にする前に、負荷側の配電線４の事故の有無を判定することができる。したがって、図３に示したタイミングチャートでは、停電状態からの復旧までに、時間ｔ７までかかっていたのに対して、図４に示したタイミングチャートでは、時間ｔ５までしか時間を要しないで、無事故区間の停電状態を復旧することが可能である。

（開閉器のタイミングチャート例（その３））
次に、図５に示すように、事故区間（第１区間）と開閉器１ｄ（突合せ開閉器）との間に、複数の区間（第２区間および第３区間）が存在する場合のタイミングチャートについて、図６を用いて説明する（適宜、図２，５参照）。なお、事故は第１区間で発生し、永久事故であるものとする。

図６に示すように、時間ｔ１に、事故が発生し、事故有の状態（永久事故）になったものとする。
時間ｔ２に、ＦＣＢ６ａは、切状態（初回遮断）となる。
時間ｔ３に、配電線４が無電圧状態になるため、開閉器１すべては切状態となる。

時間ｔ４に、ＦＣＢ６ａは、時間ｔ２から第３の所定時間経過後に入状態にされる（再投入）。
また、時間ｔ４に、配自制御装置９は、開閉器制御装置２ｄに、開閉器１ｄを入状態とする指示情報を送信する。開閉器制御装置２ｄは、信号発生部１４から信号を出力して、開閉器１ｄのスイッチ１０より負荷側の配電線４（第３区間）のインピーダンスを測定する。これは、開閉器１ｄおよび開閉器制御装置２ｄの内部構成が、図２の構成の鏡像のようになっているためである。そして、制御部１５は、第３区間に事故を検出せず、変電所側の配電線４の電圧を検出しているため、開閉器１ｄのスイッチ１０を入状態に制御する。すなわち、第３区間は、ＦＣＢ６ｂ側から配電される。

時間ｔ５に、開閉器１ａは切状態のままとなる。具体的には、開閉器制御装置２ａは、時間ｔ４にＦＣＢ６ａが入状態にされたため、変電所側の配電線４の電圧を変電所側電源トランス１７ａを介して取得して電圧有と判定し、信号発生部１４から信号を出力して、負荷側の配電線４（第１区間）のインピーダンスを測定する。このとき、負荷側の配電線４（第１区間）は、無電圧状態である。そして、制御部１５は、第１区間に事故を検出するため、開閉器１ａのスイッチ１０を切状態のままに制御する。次に、制御部１５は、通信処理部１６、通信線５を介して、事故を検出したことを示す事故情報を配自制御装置９に送信する。

時間ｔ６に、配自制御装置９は、開閉器制御装置２ｂに、第２区間において事故の有無を判定するために、開閉器１ｂを入状態に設定する指示情報を送信する。開閉器制御装置２ｂは、信号発生部１４から信号を出力して、スイッチ１０より負荷側の配電線４（第２区間）のインピーダンスを測定する。そして、制御部１５は、第２区間に事故を検出しない。しかし、制御部１５は、変電所側の配電線４の電圧を検出しないため、開閉器１ｂのスイッチ１０を切状態のままとする。そして、制御部１５は、通信処理部１６、通信線５を介して、第２区間に事故を検出しないことを示す無事故情報を配自制御装置９に送信する。

時間ｔ７に、配自制御装置９は、第２区間に事故が検出されないため、開閉器制御装置２ｃに、開閉器１ｃを入状態とする指示情報を送信する。制御部１５は、負荷側の配電線４（第３区間）の電圧を検出しているため、開閉器１ｃのスイッチ１０を入状態に制御する。すなわち、第２区間は、ＦＣＢ６ｂ側から配電される。なお、時間ｔ５とｔ６との間および時間ｔ６とｔ７との間は、通信線５を介する通信において情報が衝突しない範囲で、Ｘ時限より小さくても構わない。

以上説明したように、開閉器制御装置２は、信号発生部１４を備えて、負荷側の配電線４のインピーダンスを測定する機能を有しているため、開閉器１を入状態にする前に、負荷側の配電線４の事故の有無を判定することができる。したがって、ＦＣＢ６ａが再遮断されることはなく、事故区間（第１区間）を特定でき、また、事故区間（第１区間）を分離できる。

以上、本実施形態における開閉器制御装置２は、配電線４に信号を出力する信号発生部１４と、配電線４から当該信号を受信して配電線４のインピーダンスを計測する計測処理部１３と、配電線４の接続／開放を切り替える開閉器１の入／切を切り替え制御する制御部１５と、通信処理部１６と、を備え、前記信号発生部１４が信号を開閉器１より負荷側（変電所の反対側）の配電線４に出力し、前記計測処理部１３が負荷側の配電線４のインピーダンスを計測し、当該計測したインピーダンスに基づいて、事故を検出し、事故区間を特定する。そして、事故を検出した開閉器制御装置２は、開閉器１を切状態とすることによって事故区間を分離することができる。

また、本実施形態における配電自動化システム１００は、配電線４の区間を分割するように設定された開閉器１と、前記した開閉器制御装置２と、開閉器１のスイッチ１０の入／切の状態や事故に関する情報を取得して、開閉器制御装置２に対して開閉器１を入状態に設定する指示情報を送信する配自制御装置９とを備えている。したがって、開閉器制御装置２が、開閉器１を入状態にする前に、無電圧状態の負荷側の配電線４について事故の有無を判定するため、容易に事故区間を特定し、事故区間を分離することができる。

ここで、開閉器制御装置２の動作について整理して以下に説明する（適宜、図２参照）。
開閉器制御装置２は、配電線４が無電圧状態になったとき、開閉器１のスイッチ１０を切状態とする。
開閉器制御装置２は、変電所側の配電線４に電圧を検出した場合、インピーダンスの測定を実行する。次に、開閉器制御装置２は、インピーダンスの測定結果に基づいて、事故（地絡および／または短絡）の有無を判定する。そして、開閉器制御装置２は、事故無と判定した場合、電圧を検出した時からＸ時限後に、開閉器１のスイッチ１０を入状態とする。また、開閉器制御装置２は、負荷側の配電線４に事故を検出した場合、開閉器１のスイッチ１０を切状態とする。
また、開閉器制御装置２は、開閉器１を入状態に設定する指示情報を受信して、負荷側の配電線４に事故を検出せず、変電所側の配電線４に電圧を検出しない場合、開閉器１のスイッチ１０を切状態とする。
また、開閉器制御装置２は、開閉器１を入状態に設定する指示情報を受信して、負荷側の配電線４に電圧を検出した場合、開閉器１のスイッチ１０を入状態とする。

図３，４，６の説明では、開閉器１ｄおよび開閉器制御装置２ｄの内部構成が、開閉器１ｄの右側が変電所側で、左側が負荷側となる（図２の構成の鏡像の）ように接続されているものとしていた。それに対して、開閉器１ｄおよび開閉器制御装置２ｄの内部構成が、図２の構成であった場合でも、事故区間を特定し、事故区間を分離することができることを示すために、図３のタイミングチャートを用いて以下に説明する。

時間ｔ１〜ｔ５までは、図３の説明と同様である。
時間ｔ６に、配自制御装置９は、開閉器制御装置２ｃに、第３区間において事故の有無を判定するために、開閉器１ｃを入状態に設定する指示情報を送信する。開閉器制御装置２ｃは、信号発生部１４から信号を出力して、スイッチ１０より負荷側の配電線４（第３区間）のインピーダンスを測定する。そして、制御部１５は、第３区間に事故を検出しない。しかし、制御部１５は、変電所側の配電線４の電圧を検出しないため、開閉器１ｃのスイッチ１０を切状態のままとする。そして、制御部１５は、通信処理部１６、通信線５を介して、第３区間に事故を検出しないことを示す事故情報を配自制御装置９に送信する。

次に、時間ｔ７に、配自制御装置９は、第３区間に事故が検出されないため、開閉器制御装置２ｄに、開閉器１ｄを入状態とする指示情報を送信する。制御部１５は、負荷側の配電線４の電圧を検出しているため、開閉器１ｄのスイッチ１０を入状態に制御する。すなわち、第３区間は、ＦＣＢ６ｂ側から配電される。
このようにして、配電自動化システム１００は、事故区間（第２区間）を特定し、事故区間（第２区間）を分離することができる。

１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ） 開閉器
２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ） 開閉器制御装置
３ 母線
４ 配電線
５ 通信線
６ ＦＣＢ（遮断器）
７ 保護継電装置
９ 配自制御装置
１０ スイッチ
１１，４１ ＰＴ
１２，４２ ＣＴ
１３ 計測処理部
１４ 信号発生部
１５ 制御部
１６ 通信処理部
１７ａ 変電所側電源トランス
１７ｂ 負荷側電源トランス
１００ 配電自動化システム
１０１ 監視制御装置

Claims (2)

1. 変電所の母線から配線される配電線を接続する場合には入状態とし、前記配電線を開放する場合には切状態とするスイッチを備える開閉器に接続され、前記スイッチの入状態または切状態を制御する開閉器制御装置であって、
   前記スイッチより負荷側の前記配電線に信号を出力する信号発生部と、
   当該信号の電圧値および電流値を取得して前記負荷側の配電線のインピーダンスを計測する計測処理部と、
   前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定し、判定結果に基づいて、前記開閉器を入状態または切状態に制御する制御部と、
   前記開閉器のスイッチ状態を指示する指示情報を送信する配自制御装置と通信線を介して接続される通信部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記スイッチが切状態で、前記配自制御装置から前記指示情報を受信した際であって、
   前記負荷側の配電線の電圧が電圧有の場合、前記開閉器を入状態に制御し、
   前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定した結果において事故無と判定したとしても、前記変電所側の配電線の電圧が電圧無の場合においては、前記開閉器を切状態に制御する
   ことを特徴とする開閉器制御装置。
2. 第１の変電所の母線から第１の遮断器を介して配線される第１の配電線と、第２の変電所の母線から第２の遮断器を介して配線される第２の配電線と、前記第１の配電線と前記第２の配電線とを接続する位置とに設置され、前記配電線を接続する場合には入状態とし、前記配電線を開放する場合には切状態とするスイッチを備える複数の開閉器と、
   前記開閉器ごとに接続され、前記スイッチより負荷側の前記配電線に信号を出力する信号発生部と、当該信号の電圧値および電流値を取得して前記負荷側の配電線のインピーダンスを計測する計測処理部と、前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定し、判定結果に基づいて、前記開閉器を入状態または切状態に制御する制御部と、前記変電所側の配電線の電圧を取得して当該電圧の有無を判定する第１の手段と、前記負荷側の配電線の電圧を取得して当該電圧の有無を判定する第２の手段と、を備える開閉器制御装置と、
   通信線を介して、前記開閉器のスイッチを入状態にする指示を示す指示情報を前記開閉器制御装置に送信する配自制御装置と、
   を備え、
   前記開閉器制御装置は、
   （１）前記スイッチが切状態の際に、前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定し、事故有と判定した場合、前記開閉器を切状態に制御し、事故無と判定した場合、前記開閉器を入状態に制御するとともに、事故の有無を示す事故情報を前記配自制御装置に送信する処理、
   （２）前記スイッチが切状態の際に、前記第１の手段が電圧有と判定した場合、前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定し、事故有と判定した場合、前記開閉器を切状態に制御し、事故無と判定した場合、前記開閉器を入状態に制御するとともに、事故の有無を示す事故情報を前記配自制御装置に送信する処理、
   （３）前記スイッチが切状態で、前記配自制御装置から前記指示情報を受信した際であって、前記第２の手段が電圧有と判定した場合、前記開閉器を入状態に制御し、
   前記信号発生部に信号を出力させ、前記計測処理部から取得したインピーダンスの値に基づいて事故の有無を判定した結果において事故無と判定したとしても、前記第１の手段が電圧無と判定した場合においては、前記開閉器を切状態に制御するとともに、事故の有無を示す事故情報を前記配自制御装置に送信する処理、
   のうちのいずれかの処理または組み合わせた処理を用いて、前記開閉器によって分断された前記配電線の区間の事故の有無を特定し、前記特定した事故有の前記区間を前記配電線から分離する
   ことを特徴とする配電自動化システム。

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