专利名称：高电压配电线的自动互换系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及高电压配电线的自动互换系统，具体来说，涉及进行高电压配电线的故障区间的切断及向故障区间之后的健全区间进行自动互换时，使用相互通信的自动互换系统，该相互通信是经由设置于高电压配电线的各电线杆的控制装置间的无线通信网络进行的。
背景技术：
图I表示以往的配电线时限顺送系统的结构例。在图I中，开关A1、A2、B1、B2被称为区间开关，其设置的目的在于，通过将配电线分成多个区间，使因故障(本发明中的故障是指因短路电流等的过流引起的事故)引起的停电范围成为最小限度。例如，图I的区间A02发生故障时，如果没有区间开关则变电所A正在输电的配电线整体停电。如果设置区间开关，则通过接通开关Al并断开开关A2将故障区间切断，对作为故障区间的区间A02以外(图I为区间AOO和区间A01)能够从变电所A输电。此外，开关L被称为协作开关，在不同的配电线的结合点(协作点)中，正常时以断开状态使用。其目的为，在配电线区间发生故障时接通协作开关，从不同的配电线向故障区间以外的健全区间输电。例如，图I的区间AOl发生故障时，通过断开开关Al、A2来将故障区间切断，可能会从变电所A输电，但是即使开关A2之后的区间A02没有发生故障也会停电。在此，如果接通开关L，则能够从变电所B向区间A02输电。这样，把从不同的配电线输电这一技术称为“互换”。图2表示包括区间开关及协作开关在内的各个开关和控制装置以I对来构成的连接形态。开关从控制装置接收接通信号及断开信号，进行配电线路的闭合及开路。控制装置的电源是通过变压器从高电压配电线降压到合适的电压来供给的。通过从单独位于开关的左右的端子的两侧分别供给控制装置的电源，控制装置能够检测开关的电源侧及负载侧的受电状态。在区间开关中，将从变电所受电的一侧作为电源侧，将其相反侧作为负载侧。此外，在协作开关中，电源侧和负载侧的设定是任意的。在变电所内设置有断路器。断路器具有在检测出故障电流时的即时断路和断路后2次为止的自动再闭合功能。图3表示变电所内的断路器的动作时序图。断路器若在接通状态下检测出故障电流，则进行断路动作使其断开。断开后，开始计时，经过预先设定的再闭合时间后接通(第三次闭合也同样)。接通后，开始计时，根据经过了预先设定的全送时间判定为闭合成功(正常输电)。另外，第三次闭合时检测出故障电流而进行断路动作时，不开始计时而维持断开状态(再闭合锁定)。区间控制装置及协作控制装置具有时限接通功能、检测功能、开关断开延迟功能和以手动进行开关操作的功能。另外，时限接通功能和检测功能在区间控制装置和协作控制装置中动作内容不同。图4表示区间控制装置的时限接通功能的时序图。正常输电中(开关接通后的检测时限经过后)如果断路器进行断路动作则停电，开关断开。若再次使断路器接通而仅开关的电源侧有电压(充电)，则区间控制装置开始计时，经过预先设定的接通时间后接通开关。另外，在图I的系统中，若开关Al、A2的接通时间分别设为10秒，则变电所A的断路器接通后，10秒后接通开关Al，20秒后接通开关A2。在接通时间的计时中若开关的两侧电源电压成为有，则中止计时，维持开关断开状态(锁定)。这是为了防止不同的配电线之间连接。图5表示区间控制装置的检测功能的时序图。区间控制装置在开关接通后开始计时，根据经过了预先设定的检测时间来判定为 正常输电中(锁定的解除)。在检测时间中若断路器进行断路动作则停电，开关断开后，再次使断路器接通而仅电源侧有电压时，不开始接通时间的计时(锁定)。这是为了 因为输电的区间被判定为故障区间，所以以后不向该区间输电。图6表示协作控制装置的时限接通功能的时序图。在正常输电中(开关断开且有两侧电源电压，经过了检测时间后)若电源侧或负载侧的任何一方停电而成为有单侧电源电压，则协作控制装置开始计时，根据经过了预先设定的接通时间来接通开关。在接通时间的计时中若成为有两侧电源电压，则中止接通时间的计时，并且开始检测时间的计时，维持开关断开状态。这是为了防止不同的配电线之间连接。图I表示协作控制装置的检测功能的时序图。协作控制装置在开关断开且有两侧电源电压的状态下开始计时，根据经过了预先设定的检测时间来判定为正常输电中(锁定的解除)。如果不是判定为正常输电中之后，则即使电源侧或负载侧的任何一方停电，成为有单侧电源电压也不开始接通时间的计时(锁定)。图8表示开关断开延迟功能的时序图。区间控制装置及协作控制装置在开关接通中停电时开始计时，根据经过了预先设定的断开延迟时间使开关断开。这是因为若用没有断路容量的开关来使故障电流断路则很危险，所以用变电所的断路器断路之后，使开关断开。此外，在断开延迟时间的计时中停电恢复时，即时接通开关。这是为了对于配电线的瞬间停电防止不需要的停电。图9表示控制装置的操作手柄。区间控制装置及协作控制装置具有具备接通 自动 断开3个位置的操作手柄。在操作手柄的“自动”的位置，时限接通功能和检测功能成为有效，自动进行开关的操作。此夕卜，在操作手柄的“接通”的位置时，接通开关，如果手离开则返回“自动”的位置。在操作手柄的“断开”的位置时，断开开关，即使手离开也保持在“断开”的位置。在“断开”的位置，时，由于时限接通功能和检测功能成为无效，所以能够防止自动接通开关。图10表示示出正常的输电状态的时序图。以图I的区间A02为例说明配电线发生故障时的各设备的动作。在正常的输电状态下，开关A1、A2、B1、B2为接通状态,开关L为断开状态。
图11表示变电所A的断路器检测出配电线的故障电流时的时序图。若变电所A的断路器检测出配电线的故障电流，则如图3所说明的那样进行断路动作。通过断路器的断路动作使变电所A的配电线停电，所以开关Al及开关A2如图8所示通过控制装置的开关断开延迟功能在断开延迟时间后断开。开关L的协作控制装置因为变电所A的配电线的停电而从双电源变为单电源，所以开始图6所示的时限接通功能的动作。图12表示通过开关A2的接通动作，变电所A的断路器检测配电线的故障电流，再次进行断路动作时的时序图。变电所A的断路器如图3所示经过再闭合时间后，进行再闭合动作。通过变电所A的断路器的再闭合动作，向开关Al的电源侧输电，所以开关Al的控制装置通过时限接通功能进行开关接通，开始检测功能的动作并判定为正常输电。通过开关Al的接通动作，向开关A2的电源侧输电，所以开关A2的控制装置通过时限接通功能进行开关接通，开始检测功能的动作。通过开关A2的接通动作，向发生故障的区间A02输电，所以变电所A的断路器检测出配电线的故障电流，再次进行断路动作。由于断路器的断路动作，变电所A的配电线停电，所以开关Al及开关A2通过控制装置的开关断开延迟功能在断开延迟时间后断开。这时，开关A2的控制装置因为在检测时间中停电所以不判定为正常输电中，以后不开始时限接通功能的动作(开关Al的控制装置的检测时间需要事先进行时限设定以使开关A2接通前判定为正常输电)。图13表示通过变电所A的断路器的第三次闭合动作，开关Al的控制装置通过时限接通功能进行开关接通时的时序图。变电所A的断路器如图3所示经过再闭合时间后，进行第三次闭合动作。通过变电所A的断路器的第三次闭合动作，向开关Al的电源侧输电，所以开关Al的控制装置通过时限接通功能进行开关接通，开始检测功能的动作并判定为正常输电。通过开关Al的接通动作，向开关A2的电源侧输电，但是开关A2的控制装置不开始时限接通功能的动作，而维持断开状态。变电所A的断路器如图3所示根据经过了全送时间，判定为闭合成功(断路器的全送时间需要设定得比由该断路器输电的配电线上设置的全部区间控制装置被判定为正常输电为止的时间长)。图14表示通过开关L的接通动作，变电所B的断路器检测出配电线的故障电流，并进行断路动作时的时序图。开关L的协作控制装置如图11所示，通过变电所A的配电线的停电，开始时限接通功能的动作，所以经过接通时间后，开关进行接通动作。通过开关L的接通动作，向发生故障的区间A02输电，所以变电所B的断路器检测出配电线的故障电流并进行断路动作。由于断路器的断路动作，变电所B的配电线停电，所以开关BI、开关B2及开关L通过控制装置的开关断开延迟功能而断开。图15表示通过变电所B的断路器的再闭合动作，开关BI的控制装置通过时限接通功能进行开关接通时的时序图。变电所B的断路器如图3所示经过再闭合时间后，进行再闭合动作。通过变电所B的断路器的再闭合动作，向开关BI的电源侧输电，所以开关BI的控制装置通过时限接通功能进行开关接通，开始检测功能的动作，并判定为正常输电。通过开关BI的接通动作，向开关B2的电源侧输电，所以开关B2的控制装置通过时限接通功能进行开关接通动作，开始检测功能的动作并判定为正常输电。通过开关B2的接通动作，开关L成为单侧电源，但是开关L的协作控制装置如图7所示不被判定为正常输电中，所以不开始时限接通功能的动作，维持断开状态。变电所B的断路器如图3所示根据经过了全送时间而判定为闭合成功。经过以上的动作，图I的发生故障的区间A02被切断。图16表示以往的配电线监视控制系统的结构例。以往的配电线监视控制系统是在图I的配电线时限顺送系统的开关控制装置上设置附加了通信功能的子站，设置通过通信收集子站的信息的(开关的状态和电源的状态)总站，还设置收集总站的信息并监视及控制配电线整体的输电状态显示及各子站的电 子计算机。该配电线监视控制系统除了实时地掌握配电线的状态之外，还能通过远程控制进行开关的操作。而且，通过在电子计算机上事先登录配电线上的各设备的连接信息，由电子计算机对配电线的故障发生时的故障区间的切断操作及向健全区间的输电操作进行自动计算，不仅仅依赖时限顺送而进行。
发明内容
但是，上述配电线时限顺送系统及配电线监视控制系统存在如下的课题。首先，在图I的配电线时限顺送系统中，为了切断故障区间，有时伴有故障区间所属的配电线以外的停电。例如在图I的区间A02发生配电线故障的情况下，在接通协作开关时，伴有变电所B侧的停电。由于时限接通功能在从电源侧输电时开始，所以能够自动互换的区间成为到协作开关输电的区间为止。例如在图I的区间AOO发生配电线的故障时，能够自动互换的区间是到区间A02为止。如果要解决这个课题，在从负载侧输电时开始时限接通功能即可，但是会伴有故障区间所属的配电线以外的停电。进一步地，协作控制装置的时限接通功能及检测功能的动作内容如前所述较为复杂，这成为协作开关的接通带来不需要的停电的一个因素。此外，因管辖配电系统的运营者不同，有时不想让变电所内的断路器动作，需要尽量避开变电所内的断路器的动作。而且，在图16所示的配电线监视控制系统中，通过用电子计算机掌握配电线的状态，不仅能进行开关的远程控制，还能进行高度的监视控制。但是，该系统在通信距离上存在难点，可监视控制的范围被相当程度地限制。进一步地，计算机和远程监视控制用总站、子站等的导入，通信设备的架设等的导入费用，与运行相伴的保养维修费用有变高的倾向，导入较为困难。本发明的目的在于，提供一种高电压配电线的自动互换系统，只要在服务区域内，就能够通过没有通信距离的限制的无线通信网络对信息进行收发，在更大的范围内进行配电线的状态的监视控制。此外，通过该自动互换系统，不需要电子计算机和总站的设置所需的专用通信线，能够低成本地进行高电压配电线的自动互换系统的导入。除上述目的之外，本发明的其他目的在于，提供一种高电压配电线的自动互换系统，在系统的管理者侧能够通过便携式电话等的无线通信网络的通信终端来掌握配电线的状态。此外，本发明的其他的目的在于，通过经由无线通信网络的收发来进行设置于配电线路上的设备间及与管理者侧之间的信息传递，接收该信息进行故障区间的切断，避免从其他变电所进行电源互换时的健全区间的不需要的停电。为解决上述课题，本发明的方法如下所述。(I)本发明提供一种高电压配电线的自动互换系统，具有多个配电线系统，该自动互换系统具备
分别设置于各上述配电线系统的断路器；与各上述断路器连接并具有无线通信功能的断路器控制装置；分别设置于各上述配电线系统的所需数量的开关；与各上述开关连接并具有无线通信功能的区间控制装置；设置于各上述配电线系统的结合点的开关；与该开关连接并具有无线通信功能的协作控制装置；以及具有无线通信功能的作为管理者侧的通信终端，通过上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置，进行信息的收发及基于该信息的配电线系统的故障区间的切断和健全区间互换，从而进行对故障区间以外的停电了的健全区间的输电，上述信息的收发经由各上述装置间及与上述通信终端之间的无线通信网络的通信进行，上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置由用于进行上述控制及通信的逻辑运算的软件控制。(2)本发明提供一种如上述(I)的高电压配电线的自动互换系统，具有多个配电线系统，该自动互换系统具备分别设置于各上述配电线系统的断路器；与各上述断路器连接并具有无线通信功能的断路器控制装置；分别设置于各上述配电线系统的所需数量的开关；与各上述开关连接并具有无线通信功能的区间控制装置；设置于各上述配电线系统的结合点的开关；与该开关连接并具有无线通信功能的协作控制装置；以及 具有无线通信功能的作为管理者侧的通信终端；通过上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置，进行信息的收发及基于该信息的配电线系统的故障区间的切断和健全区间互换，从而进行对故障区间以外的停电了的健全区间的输电，上述信息的收发经由各上述装置间及与上述通信终端之间的无线通信网络的通信进行，上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置由用于进行上述控制及通信的逻辑运算的软件控制，上述断路器控制装置、区间控制装置及协作控制装置的各控制部具备
电源电路；进行向通信终端的发送及与其他控制装置之间的收发的通信部；进行用于对上述开关进行接通/断开的驱动输出的控制电路；进行来自内置于上述开关的传感器的信号的输入、放大及去噪的测量电路；将手动操作用手柄的位置输出到逻辑运算电路的手动操作电路；进行断路器及开关的接通/断开控制、上述测量电路的测量信号的运算、上述手动操作用手柄的输入处理及与通信终端之间的收发处理的逻辑运算电路；以及用于进行上述断路器、上述开关和上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置的连接的连接接口。(3)本发明提供一种如上述⑴的高电压配电线的自动互换系统，无线通信功能经由作为无线通信网络的SMS通信网进行通信。(4)本发明提供一种高电压配电线的自动互换方法，具有多个配电线系统，该配电线系统具备分别设置于各上述配电线系统的断路器；与各上述断路器连接并具有无线通信功能的断路器控制装置；分别设置于各上述配电线系统的所需数量的开关；与各上述开关连接并具有无线通信功能的区间控制装置；设置于各上述配电线系统的结合点的开关；与该开关连接并具有无线通信功能的协作控制装置；以及具有无线通信功能的作为管理者侧的通信终端；上述自动互换方法通过上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置，进行经由各上述装置间及与上述通信终端之间的无线通信网络的通信进行的信息的收发，及基于该信息的配电线系统的故障区间的切断和健全区间互换，从而进行对故障区间以外的停电了的健全区间的输电。(5)本发明提供一种如上述⑷的高电压配电线的自动互换方法，依次执行以下动作 高电压配电线从通常的配电线系统接受电源供给，开关被锁定时，将该开关被锁定的状态的通知和上述锁定的开关的电话号码一起发送给通信终端及协作控制装置，该协作控制装置对照上述锁定的开关和与该开关相邻的开关的电话号码，如果电话号码一致则不接通协作开关，如果不一致则接通该协作开关并进行从其他配电线系统的电源互换，同时向上述通信终端及上述相邻的开关的区间控制装置发送上述锁定的开关的电话号码和接通指令，上述相邻的开关的区间控制装置对照下一个相邻的开关的电话号码和上述锁定的开关的电话号码，如果电话号码一致则不接通上述相邻的开关，如果不一致则接通该开关并供给电源。作为本发明所说的无线通信网络，例如可以列举短信息服务(SMS Short MessageService),但是不限定于此,也包括GPRS (General Packet Radio Service)等的高速数据通信。短信息服务是在便携式电话或PHS等的通信终端之间收发短文的服务，也称为文本信息(Text Message)。(作用)说明本发明的高电压配电线的自动互换系统的作用。另外，在此，对说明中使用的各技术特征与后述的实施方式中对各部分赋予的符号相对应地赋予，但是这些符号与权利要求书中的各权利要求记载的符号同样，只是使内容的理解变得容易，各技术特征的意思不限定于上述各部。本发明能够提供一种高电压配电线的自动互换系统，进行信息的收发(交换)及基于该信息的故障区间的切断和健全区间互换，并进行对故障区间以外的停电的健全区间的输电，所以只要在服务区内，就能够没有通信距离的限制地在更大的范围内进行配电线的状态的监视控制，上述信息的收发通过与断路器控制装置、区间控制装置及协作控制装、置的各设备间及作为管理者侧的通信终端之间的电子邮件等来进行。此外，通过将便携式电话或个人计算机等的通信终端设定为通信目标，经由无线通信网络以电子邮件(短文的文本信息)等交换信息，能够得到断路器(A，B)和开关(Al，A2，B1，B2)的各种各样的信息，只要在服务区内，管理者侧也能够通过电子邮件等知道设备或配电线的状态变化。由此，在确认了配电线等发生异常时，管理者能够迅速赶到现场，因此能够尽早进行对应处理。本发明具有如下效果。(a)本发明能够提供一种高电压配电线的自动互换系统，不需要设置用于监视配电线的状态的电子计算机和总站等设备，经由现有的通信基础设施即SMS通信网等的无线通信网络，用电子邮件等进行设置于配电线路上的设备间及与管理者侧之间的信息的接收和发送及基于该信息的故障区间的切断和健全区间互换，所以只要在服务区内，就能够没有通信距离的限制地在更大范围内进行配电线的状态的监视控制。(b)特别是在有线的情况下，通信设备的架设如果要新架设则需要较多费用，但是根据本发明，通过以无线进行通信，能够做成不需要通信线的架设而抑制导入成本的系统。(C)通过将便携式电话或个人计算机等的通信终端设定为通信目标，介由无线通信网络交换电子邮件等，能够得到断路器和开关的各种各样的信息，只要是在服务区内，管理者侧也能够通过电子邮件等知道设备和配电线的状态变化。由此确认到异常时，管理者能够迅速赶到现场，所以能够尽早进行对应处理。此外，设备的状态变化时，每次都用电子邮件等进行通知，从而能够留下履历，使故障时的对应变得容易。(d)本发明中，经由无线通信网络通过电子邮件等与设置于配电线路上的设备间及与管理者侧之间进行信息传递，能够基于该信息进行故障区间的切断，从其他变电所的电源互换时已经掌握故障区间，所以能够避免健全区间的不需要的停电。
图I是表示现有的配电线时限顺送系统的结构例的说明图。图2是表示包括配电线时限顺送系统的区间开关和协作开关在内的各个开关和控制装置以I对来构成的连接形态的说明图。图3是变电所内的断路器的动作时序图。
图4是区间控制装置的时限接通功能的时序图。图5是区间控制装置的检测功能的时序图。图6是协作控制装置的时限接通功能的时序图。图7是协作控制装置的检测功能的时序图。图8是开关断开延迟功能的时序图。图9是控制装置的操作手柄的说明图。图10是表示正常的输电状态的时序图。图11是变电所A的断路器检测出配电线的故障电流时的时序图。
图12是通过开关A2的接通动作，变电所A的断路器检测出配电线的故障电流，再次进行断路动作时的时序图。图13是通过变电所A的断路器的第三次闭合动作，开关Al的控制装置通过时限接通功能进行开关接通时的时序图。图14是通过开关L的接通动作，变电所B的断路器检测出配电线的故障电流，进行断路动作时的时序图。图15是通过变电所B的断路器的再闭合动作，开关BI的控制装置通过时限接通功能进行开关接通时的时序图。图16是表示以往的配电线监视控制系统的结构例的说明图。图17是表示本发明的高电压配电线的自动互换系统的结构的说明图。图18是具有SMS通信功能的各控制装置的控制部的框图。图19是断路器动作的时序图。图20是断路器第三次闭合失败动作的时序图。图21是表示发送锁定通知时的短消息内容的说明图。图22是区间开关的锁定时的时序图。图23是表示发送锁定通知时的短消息内容的说明图。图24是表示接收接通指令时的短消息内容的说明图。图25是接收区间开关接通指令时的流程图。图26是表示接收接通指令时的短消息内容的说明图。图27是表示接收锁定通知时的短消息内容的说明图。图28是接收锁定通知时的流程图。图29是表示发送接通指令时的短消息内容的说明图。图30是在区间AOl发生故障、开关Al从恢复供电后锁定的状态的SMS通信的一连串的流程图。图31是表示本发明的高电压配电线的自动互换系统的一实施方式的说明图。图32是表示高电压配电线的自动互换系统中正常输电状态的说明33是表示断路器A高速再闭合失败紧后的配电线的状态的说明图。图34是断路器A通过再闭合功能，经过一定时间后自动接通紧后的配电线的状态的说明图。图35是表示开关Al通过时限接通功能接通，断路器A再次检测出故障并进行断路，再闭合失败紧后的配电线的状态的说明图。
图36是表示断路器A通过第三次闭合功能，经过一定时间后自动接通紧后的配电线的状态的说明图。图37是表示协作开关L接通紧后的配电线的状态的说明图。图38是表示开关An接通紧后的配电线的状态的说明图。图39是表示从协作开关L向电源侧依次接通，开关A3接通紧后的状态的说明图。图40是表示故障部位的修复结束，恢复到正常状态后的状态的说明图符号的说明A、B断路器
A1、A2、B1、B2 开关L 开关I电源电路2SMS 通信部3控制电路4测量电路5手动操作电路6逻辑运算电路7连接接口
具体实施例方式基于附图中示出的实施方式详细说明本发明。图17表示本发明的高电压配电线的自动互换系统的结构。高电压配电线的自动互换系统具备具有经由作为无线通信网络的现有的经由SMS通信网的SMS通信功能的断路器控制装置及与其连接接口一致的断路器A、B ;具有SMS通信功能的区间控制装置及与其连接接口一致的开关Al、A2、BI、B2 ;具有SMS通信功能的协作控制装置及与其连接接口一致的开关L ;作为SMS通信终端的便携式电话。另外，作为SMS通信终端，除上述便携式电话以外，还可以列举例如具备SMS通信功能的个人计算机，只要是经由SMS通信网利用短消息服务，就不限定于此。此外，也可以置换为SMS通信网以外的无线通信网络。高电压配电线的自动互换系统通过这些结构，进行上述断路器控制装置、区间控制装置及协作控制装置的各设备间及与作为管理者侧的SMS通信终端之间的通过电子邮件进行的信息的交换及通过其进行的故障区间的切断和健全区间互换，进行对故障区间以外的停电的健全区间的输电。图18表示具有SMS通信功能的各控制装置的控制部的框图。在图中，符号I是电源电路，生成虚线内部的电路或设备用的直流电压。符号2是SMS通信部，进行对便携式电话的SMS发送及与其他控制装置之间的SMS收发。符号3是控制电路，进行用于接通/断开开关的驱动输出。符号4是测量电路，进行来自开关内置的传感器的信号的输入、放大和去噪。符号5是手动操作电路，将手动操作用手柄的位置输出到逻辑运算电路。符号6是逻辑运算电路，通过存储于未图示的存储部中的程序化的软件，进行断路器和开关的接通/断开控制、测量信号的运算、手动操作的输入处理、与SMS通信终端之间的收发処理。符号7是连接接口，是用于进行断路器、开关和控制装置的连接(结合)的连接接口。在作为变电所和配电系统的责任分界点的从变电所开始数的第I电线杆设置具有比变电所内的断路器更早动作的通信功能的断路器控制装置和断路器A，防止变电所内的断路器动作。此外，断路器A具有过流断路功能、高 速再闭合功能、再闭合(第三次闭合)功能、以手动进行断路器操作的功能，断路器控制装置具有断路器A的配电线系统号码、短消息发送目标电话号码的设定功能等的SMS通信功能。(作用)参照图19至图40说明高电压配电线的自动互换系统的作用。图19表不断路器动作的时序图。断路器A进行协调，以在比区间开关的断开延迟时间早的时间进行闭合，为了将因过流的误检测等引起的不需要的停电抑制在最小限度，具有在将过流断路之后进行I次的高速再闭合的功能。断路器A还具有高速再闭合后的过流断路后的2次为止的再闭合功能。高速再闭合或再闭合或第三次闭合后开始计时，若经过了预先设定的全送时间则判定为再闭合成功并返回初始状态。高速再闭合成功的情况包括之前的检测出过流的情况已消除，或外部噪声导致的误检测的情况。高速再闭合失败的情况是由于之前的过流是真的故障事故，一旦断路器A断路，之后移到再闭合动作。进行再闭合时如果是正常的区间那么区间开关依次进行接通动作，若对故障区间供给电源则成为再闭合失败，而断路器A再次断路。然后，最后进行接通动作的区间开关锁定，从而判别为故障区间，断路器A移到第三次闭合的动作。第三次闭合的成功是通过区间开关成为锁定状态、事故区间的切断成功、不再检测出断路器A的过流而成立的。图20表示断路器的第三次闭合失败动作的时序图。第三次闭合的失败是通过事故部位位于断路器的紧后、未进行通过区间开关进行的切断、在全送时间的计时中进行过流断路而成立的。第三次闭合的失败时，锁定断路器A的再闭合功能，向协作开关L及便携式电话发送短消息。如图21所示，在发送给协作控制装置的短消息中，在预先决定的格式中配置并发送断路器A已锁定这一意思的通知、断路器A的电话号码和配电线系统。在发送给便携式电话的短消息中发送记述了断路器A已锁定的内容的文本。断路器A在事故恢复操作结束后，通过手动操作接通断路器A，从而断路器A解除锁定，返回初始状态。区间控制装置具有时限接通功能(参照第2页第16-23行的内容)、检测功能(参照第2页第24-29行的内容)、开关断开延迟功能(参照第3页第11-16行的内容)、以手动进行开关操作的功能和SMS通信功能。区间控制装置具有自身的配电线系统号码、短消息发送目标电话号码和与自身的区间开关的电源侧相邻的区间开关(或断路器)电话号码的设定功能。此外，区间控制装置具有锁定时限接通并将自身已锁定这一意思的短消息发送的功能。图22表不区间开关的锁定时的时序图。区间用控制装置在向区间用开关输出接通信号的同时，开始检测时间计时器的计时。在该检测时间计时器经过设定值的时刻看做正常输电状态，但是若在检测时间计时器的计时中停电，则锁定时限接通功能，向协作开关控制装置及便携式电话发送短消息。如图23所示，在向协作开关控制装置发送的短消息中，在预先决定的格式中配置并发送区间开关已锁定这一意思的通知、区间开关的电话号码和区间开关的配电系统号码。在发送给便携式电话的短消息中发送记述了区间开关已锁定的内容的文本。区间控制装置具有接收来自其他区间控制装置的区间开关接通指令的意思的短消息的功能。区间控制装置具有如下功能接收如图24示出的区间开关接通指令的短消息时，根据其内容和区间控制装置自身的设定信息接通或锁定区间开关。
图25表示区间开关接通指令接收时的流程图。区间控制装置若接收到区间开关接通指令的短消息，则比较附加在接收到的短消息上的2.锁定的开关的电话号码和设定于区间控制装置自身的I.与电源侧相邻的开关电话号码。比较电话号码的结果，如果相同则判断为事故区间是区间控制装置自身的电源侧区间，锁定区间开关接通功能。如果不同则判断为事故区间不是区间控制装置自身的电源侧区间，接通区间开关。区间控制装置锁定区间开关接通功能时，同时向便携式电话发送记述了自身已锁定的内容的文本的短消息。自身的区间开关接通时，同时向与电源侧相邻的区间开关发送接通指令的短消
肩、O如图26所示，在向与自身的电源侧相邻的区间开关发送的接通指令的短消息中，在预先决定的格式中配置并发送区间开关接通指令的意思的信息和锁定的区间开关的电话号码。区间开关通过检测功能或互换而锁定时，在事故恢复操作结束后以手动操作接通区间开关，从而解除锁定，返回初始状态。协作开关控制装置具有开关断开延迟功能(参照第3页第11-16行的内容)、以手动进行开关操作的功能和SMS通信功能。此外，具有短消息发送目标电话号码和与自身的两侧相邻的区间开关电话号码的设定功能。还具有接收来自断路器或区间开关的锁定通知的短消息的功能。协作开关控制装置具有如下功能在接收到图27示出的锁定通知的短消息时，根据其内容和协作开关控制装置自身的设定信息来进行开关接通或锁定。图28表示接收锁定通知时的流程图。协作开关控制装置若接收到锁定通知的短消息，则通过接收到的短消息中附加的锁定开关配电线系统识别故障配电线系统，比较3.锁定的开关的电话号码与设置于自身的I. A系统侧相邻的开关的电话号码或2. B系统侧相邻的开关的电话号码。分别比较电话号码后的结果，如果相同则判断为是相邻的故障区间，锁定协作开关接通功能。如果不同则判断为不是相邻的故障区间，接通协作开关。
协作开关锁定了协作开关接通功能时，同时向便携式电话发送记述了自身已锁定的内容的文本的短消息。接通协作开关时，同时向与自身的A侧(或B侦彳)相邻的区间开关发送接通指令的短消息。如图29所示，在发送给与协作开关控制装置的A侧(或B侧)相邻的区间开关的接通指令的短消息中，在预先决定的格式中配置并发送接通指令的意思的信息和锁定的区间开关的电话号码。协作开关从其他变电所接受电源互换并锁定时，故障恢复操作结束后配电线恢复且成为两侧电源，从而解除锁定，返回初始状态。协作开关通过来自其他变电所的电源互换而成为接通状态时，故障恢复操作结束后通过手动操作断开协作开关，从而返回初始状态。图30表示在高电压配电线的自动互换系统中，区间AOl发生故障、开关Al从恢复
供电后锁定的状态起的SMS通信的一连串的流程图。开关Al锁定后，通过SMS通信接通作为结合点(协作点)的协作开关L，从而通过健全的B系统供给電力而区间A02恢复供电。由于通过SMS通信锁定开关A2，所以仅区间AOl成为停电状态，能够切断故障区间。由于以短消息向便携式电话发送开关Al和开关A2已锁定这一意思的通知，所以管理者能够容易地掌握故障区间。以往通过对协作点(协作开关L)进行时限接通，使与故障区间无关的配电线暂时停电，但是在本发明中，由于在从其他变电所进行电源互换时已经掌握了故障区间，所以能够避免不需要的停电。此外，在高电压配电线的自动互换系统中，通过利用SMS通信网能够作为附加功能提供以下的服务。首先，通过在断路器和开关内置测量用传感器，能够在便携式电话或具备SMS通信功能的个人计算机上从远方监视配电线的电压、电流和电量。通过在断路器和开关内置传感器以了解设备的状态，能够在便携式电话或具备SMS通信功能的个人计算机上从远方监视设备和配电线状态。此外，设备的状态变化时，通过每次以短消息通知，能够留下履历，使故障时的对应变得容易。进一步地，在进行断路器和开关的各设定值的变更时，能够利用SMS通信网进行设定变更，从而不必前往现场而能够从远方进行设定。图31表示本发明的高电压配电线的自动互换系统的一实施方式。在SMS通信网的服务区内，在来自变电所的高电压配电线A系统上设置断路器A和区间开关Al An，此外，在来自其他变电所的高电压配电线B系统上设置断路器B和区间开关BI Bn，在连结配电线A系统和B系统的结合点(协作点)设置协作开关L，准备用于各设备的状态通知的便携式电话而构成。但是，区间开关的台数n满足(断路器的全送时间)> (区间开关的时限接通时间)Xn。图32表示正常输电的配电线的状态。在正常状态下断路器A及B、区间开关Al An及区间开关BI Bn为接通状态，协作开关L为断开状态。在此，为了便于说明，以在开关Al和开关A2间的区间发生故障的情况为例进行说明。
若在开关Al和开关A2间的区间发生故障，则断路器A检测出故障并断路。断路器A在断开之后立即再接通(高速再闭合)。图33表示断路器A在高速再闭合失败紧后的配电线的状态。由于断路器A断路，配电线A系统的全部区间停电，区间开关Al An通过断开延迟功能而断开。图34表示断路器A通过再闭合功能，经过一定时间后自动接通紧后的配电线的状态。通过开关Al的电源侧恢复供电，开关Al通过时限接通功能开始接通时间计时器的计时，经过接通时间设定值之后，接通开关。与此同时开始通过检测功能进行的检测时间计时器的计时。
图35表示开关Al通过时限接通功能接通，断路器A再次检测出故障并进行断路，再闭合失败紧后的配电线的状态。开关Al通过检测功能在检测时间以内停电，所以锁定以后的开关接通功能。断路器A通过第三次闭合功能经过一定时间后自动接通。图36表示断路器A通过第三次闭合功能，经过一定时间后自动接通紧后的配电线的状态。即使开关Al的电源侧恢复供电，由于开关Al已锁定，所以接通功能不发挥作用而不接通。开关Al对便携式电话发送记述有“Al锁定”的短消息来进行锁定通知。开关Al对协作开关L的协作控制装置发送附加有“A系统的Al锁定”的短消息来进行锁定通知。与协作开关L的A系统侧相邻的开关为An，由于能够判断为与开关Al不同而不是故障区间，所以接通协作开关L。图37表示协作开关L接通紧后的配电线的状态。开关An的负载侧恢复供电并成为逆输电状态，所以开关An的时限接通功能不发挥作用而不接通。与开关An的电源侧相邻的开关为An-1，在比较判断为与开关Al不同而不是故障区间之后接通开关An。开关An在接通的同时对与A系统侧相邻的开关An-I发送附加有“Al锁定”的短消息来发出开关接通指令。图38表示开关An接通紧后的配电线的状态。开关An-I的负载侧恢复供电并成为逆输电状态，所以开关An-I的时限接通功能不发挥作用而不接通。以后、与第18页第21-25行的内容相同，在能够判断为与电源侧相邻的开关不是故障区间的情况下，接通自身的开关，同时对与电源侧相邻的开关的控制装置发送附加有“Al锁定”的短消息来发出接通指令，向电源侧恢复供电。图39表示从协作开关L向A系统的电源侧依次接通，开关A3接通紧后的状态。开关A2的负载侧恢复供电并成为逆输电状态，所以开关A2的时限接通功能不发挥作用而不接通。与开关A2的电源侧相邻的开关为Al，由于与锁定的开关Al相同，所以比较判断为是故障区间，不接通开关A2而锁定。开关A2对便携式电话发送记述有“A2锁定”的短消息来进行锁定通知。通过从来自其他变电所的电源供给到开关A2锁定为止的动作，仅开关Al和开关A2间的区间成为停电状态，仅故障区间成为自动地切断的状态。此外，由于对便携式电话发送记述有“Al锁定”及“A2锁定”的短消息，所以管理者能够掌握故障区间。
图40表示故障部位的修复结束，恢复到正常状态后的状态。故障部位的修复结束后，通过手动操作接通开关Al及开关A2，使该区间恢复供电。由此，开关Al和开关A2间的区间恢复供电，从而全部区间的恢复供电结束。此外，这时开关Al及开关A2的锁定状态被解除。最后通过手动操作断开协作开关L，全部状态返回到故障发生前的正常状态。另外，到此为止说明的从故障区间的确定到恢复为止的一连串的控制及通信通过微型计算机和外围设备的硬件和软件的协作来实现。 本说明书中使用的用语和表达只是为了说明，不是用于限定，并不意图将与本说明书中记述的特征其一部分等价的用语和表达除外。此外，在本发明的技术思想的范围内，当然可以进行各种变形。
权利要求
1.一种高电压配电线的自动互换系统，具有多个配电线系统，其特征在于，具备 分别设置于上述各配电线系统的断路器(A，B)； 与各上述断路器(A，B)连接并具有无线通信功能的断路器控制装置； 分别设置于上述各配电线系统的所需数量的开关(A1，A2，B1，B2)； 与各上述开关(Al，A2，BI, B2)连接并具有无线通信功能的区间控制装置； 设置于各上述配电线系统的结合点的开关(L)； 与该开关(L)连接并具有无线通信功能的协作控制装置；以及 具有无线通信功能的作为管理者侧的通信终端， 通过上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置，进行信息的收发及基于该信息的配电线系统的故障区间的切断和健全区间互换，从而进行对故障区间以外的停电了的健全区间的输电，上述信息的收发经由各上述装置间及与上述通信终端之间的无线通信网络的通信进行， 上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置由进行用于进行上述控制及通信的逻辑运算的软件控制。
2.一种高电压配电线的自动互换系统，具有多个配电线系统，其特征在于，具备 分别设置于上述各配电线系统的断路器(A，B)； 与各上述断路器(A，B)连接并具有无线通信功能的断路器控制装置； 分别设置于上述各配电线系统的所需数量的开关(A1，A2，B1，B2)； 与各上述开关(Al，A2，BI, B2)连接并具有无线通信功能的区间控制装置； 设置于各上述配电线系统的结合点的开关(L)； 与该开关(L)连接并具有无线通信功能的协作控制装置；以及 具有无线通信功能的作为管理者侧的通信终端； 通过上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置，进行信息的收发及基于该信息的配电线系统的故障区间的切断和健全区间互换，从而进行对故障区间以外的停电了的健全区间的输电，上述信息的收发经由各上述装置间及与上述通信终端之间的无线通信网络的通信进行， 上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置由进行用于进行上述控制及通信的逻辑运算的软件控制， 上述断路器控制装置、区间控制装置及协作控制装置各控制部具备 电源电路⑴； 进行向通信终端的发送及与其他控制装置之间的收发的通信部(2); 进行用于对上述开关(A1，A2，B1，B2，L)进行接通/断开的驱动输出的控制电路(3)；进行来自内置于上述开关(A1，A2，B1，B2，L)的传感器的信号的输入、放大及去噪的测量电路⑷； 将手动操作用手柄的位置输出到逻辑运算电路的手动操作电路(5)； 进行断路器及开关(A1，A2，B1，B2，L)的接通/断开控制、上述测量电路⑷的测量信号的运算、上述手动操作用手柄的输入处理及与通信终端之间的收发处理的逻辑运算电路(6);以及 用于进行上述断路器、上述开关(Al，A2，BI, B2, L)和上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置的连接的连接接口(7)。
3.如权利要求I或2记载的高电压配电线的自动互换系统，其特征在于， 无线通信功能经由作为无线通信网络的SMS通信网进行通信。
4.一种高电压配电线的自动互换方法，具有多个配电线系统，该配电线系统具备 分别设置于各上述配电线系统的断路器(A，B)； 与各上述断路器(A，B)连接并具有无线通信功能的断路器控制装置； 分别设置于各上述配电线系统的所需数量的开关(A1，A2，B1，B2)； 与各上述开关(Al，A2，BI, B2)连接并具有无线通信功能的区间控制装置； 设置于各上述配电线系统的结合点的开关(L)； 与该开关(L)连接并具有无线通信功能的协作控制装置；以及 具有无线通信功能的作为管理者侧的通信终端， 上述自动互换方法的特征在于 通过上述断路器控制装置、上述区间控制装置及上述协作控制装置，进行信息的收发及基于该信息的配电线系统的故障区间的切断和健全区间互换，从而进行对故障区间以外的停电了的健全区间的输电，上述信息的收发经由各上述装置间及与上述通信终端之间的无线通信网络的通信进行。
5.如权利要求4记载的高电压配电线的自动互换方法，其特征在于，依次执行以下动作 高电压配电线从通常的配电线系统接受电源供给； 开关(Al)被锁定时，将该开关(Al)被锁定的状态的通知和上述已锁定的开关(Al)的电话号码一起发送给通信终端及协作控制装置； 该协作控制装置对照上述已锁定的开关(Al)和与该开关(Al)相邻的开关(An)的电话号码，如果电话号码一致则不接通协作开关(L)，如果不一致则接通该协作开关(L)来进行从其他配电线系统的电源互换，并且向上述通信终端及上述相邻的开关(An)的区间控制装置发送上述已锁定的开关(Al)的电话号码和接通指令； 上述相邻的开关(An)的区间控制装置对照下一个相邻的开关(An-I)的电话号码和上述已锁定的开关(Al)的电话号码，如果电话号码一致则不接通上述相邻的开关(An)，如果不一致则接通该开关(An)来供给电源。
全文摘要
一种高电压配电线的自动互换系统，只要在服务区内就能够经由没有通信距离的限制的无线通信网络收发信息，从而在更大的范围内进行配电线的状态的监视控制。高电压配电线的自动互换系统具备具有无线通信功能的断路器控制装置；与其连接的需要数量的断路器(A，B)；具有无线通信功能的区间控制装置；与其连接的需要数量的开关(A1，A2，B1，B2)；具有无线通信功能的协作控制装置；与其连接的开关(L)；以及通信终端；断路器控制装置、区间控制装置及协作控制装置的各控制部中保存有软件，该软件通过进行信息的收发及基于该信息的故障区间的切断和健全区间互换，对故障区间以外的停电了的健全区间进行输电，上述信息的收发经由各装置间及与通信终端之间的无线通信网络的通信进行。
文档编号H02J13/00GK102738888SQ201110093738
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者境正道, 山口辰巳 申请人:株式会社户上电机制作所