| 【発明の名称】 |
給電制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】大山 仁
【氏名】鈴木 修
【氏名】西村 正志
【氏名】大西 秀雄
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| 【要約】 |
【課題】負荷へ給電せずに、負荷に給電したときと同じ状態を模擬して保守点検すること。
【解決手段】外部からの操作入力に応答して、ＣＰＵ１０２から操作信号を出力してコンタクタ１１３を励磁するとともにメーク接点１１７を入とし、モータ１１５を給電する。一方、テストスイッチ１２６が入り操作されたときには、ブレーク接点１０７を切としてコンタクタ１１３を非励磁状態とし、外部からの操作入力があったときには、操作信号をブレーク接点１０６、１０８を介して入力領域１１１に返信し、モータ１１５が実際には給電されない状態にあっても、モータ１１５が駆動している状態を表示器１２７に表示させるとともに、モータ１１５を駆動させずに、操作信号が正常に出力されたことを確認することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 負荷に給電するための操作入力に応答してコンタクタ操作指令を出力するコンタクタ操作指令手段と、前記負荷と電源とを結ぶ電源回路に開閉自在に挿入されて前記コンタクタ操作指令に従って前記電源回路を閉じるコンタクタと、テストスイッチの入り操作に応答して前記コンタクタによる前記電源回路の閉成を解除させるとともに前記操作入力に応答してテスト用コンタクタ操作指令を出力するテスト用コンタクタ操作指令手段とを備えてなる給電制御装置。
【請求項２】 前記負荷への給電に伴う異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の検出出力に応答して前記コンタクタ操作指令手段によるコンタクタ操作指令の出力と前記テスト用コンタクタ操作指令手段によるテスト用コンタクタ操作指令の出力をそれぞれ強制的に停止する保護手段とを備えてなる請求項１に記載の給電制御装置。
【請求項３】 前記テストスイッチの入り操作に応答してテストモードにあることを表示する表示手段を備えてなる請求項１または２に記載の給電制御装置。
【請求項４】 負荷に給電するための操作入力に応答してコンタクタ操作指令を出力するコンタクタ操作指令手段と、前記負荷と電源とを結ぶ電源回路に開閉自在に挿入されて前記コンタクタ操作指令に従って前記電源回路を閉じるコンタクタと、前記電源回路のうち前記コンタクタと負荷とを結ぶ負荷側電源回路に開閉自在に挿入されて保守点検時に前記負荷側電源回路を開く保守点検用開閉器とを備えてなる給電制御装置。
【請求項５】 前記負荷への給電に伴う異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の検出出力に応答して前記コンタクタ操作指令手段によるコンタクタ操作指令の出力を強制的に停止する保護手段とを備えてなる請求項４に記載の給電制御装置。
【請求項６】 複数の負荷に対応して請求項１、２、３、４または５のうちいずれか１項に記載の給電制御装置を複数台備え、前記各給電制御装置は、前記各負荷に独立して接続されてなるコントロールセンタ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、給電制御装置に係り、特に、モータなどの負荷に電力を供給するための制御を行うに好適な給電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上下水道などの設備に設置されるコントロールセンタには、複数のモータに対応して複数の給電制御装置がユニット単位で設けられている。各給電制御装置は、電力系統から垂直母線を介して電力を取り込み、シーケンサ、現場盤からの指令などを基にモータに対する給電を制御するように構成されている。
【０００３】従来、コントロールセンタにおいて各制御装置に関する保守点検を行うに際しては、負荷、例えば、モータに繋がる負荷動力ケーブルを電源回路から引き外すことにより、負荷側に給電しないようにする方法が採用されている。また、特開平９−３０８０２８号公報に記載されているように、コントロールセンタの各ユニットを引出すことにより、コントロールセンタの垂直母線からユニット側の接触子を切り離して負荷への給電を停止するとともに、別電源を用意するという手間を省くために、予めコントロールセンタに用意されているテスト電源に切替ることで、出力テストを行う方法が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術においては、コントロールセンタ内の各ユニットに対する保守点検を行うに際して、人身保護および負荷の無用な運転を考慮し、保守点検時には負荷への給電を停止する方法が採用されている。しかし、保守時間を短くすることについては十分に配慮されておらず、負荷に繋がる負荷動力ケーブルを引き外したりあるいは垂直母線からユニット側の接触子を切り離したりするのに手間がかかり、保守時間が長くなる。しかも、テスト用の別電源を外部またはコントロールセンタ内に設けなければならないという課題もある。
【０００５】本発明の目的は、負荷へ給電せずに、負荷に給電したときと同じ状態を模擬して保守点検することができる給電制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明は、負荷に給電するための操作入力に応答してコンタクタ操作指令を出力するコンタクタ操作指令手段と、前記負荷と電源とを結ぶ電源回路に開閉自在に挿入されて前記コンタクタ操作指令に従って前記電源回路を閉じるコンタクタと、テストスイッチの入り操作に応答して前記コンタクタによる前記電源回路の閉成を解除させるとともに前記操作入力に応答してテスト用コンタクタ操作指令を出力するテスト用コンタクタ操作指令手段とを備えてなる給電制御装置を構成したものである。
【０００７】前記給電制御装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【０００８】（１）前記負荷への給電に伴う異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の検出出力に応答して前記コンタクタ操作指令手段によるコンタクタ操作指令の出力と前記テスト用コンタクタ操作指令手段によるテスト用コンタクタ操作指令の出力をそれぞれ強制的に停止する保護手段とを備えてなる。
【０００９】（２）前記テストスイッチの入り操作に応答してテストモードにあることを表示する表示手段を備えてなる。
【００１０】前記した手段によれば、保守点検時にテストスイッチを入り操作すると、テストスイッチの入り操作に応答してコンタクタによる電源回路の閉成が解除されるとともに操作入力に応答してテスト用コンタクタ操作指令が出力されるため、負荷に給電せずに、負荷給電したときと同じ状態を模擬して保守点検することができるとともに、保守点検時に、負荷動力ケーブルの引き外しや、コントロールセンタのユニットの引出などをする手間を省くことができ、保守点検に要する時間を短縮することができる。さらにテストスイッチが入り操作されたときに、異常検出手段によって異常が検出されたときには、保護手段によってコンタクタ操作指令の出力とテスト用コンタクタ操作指令の出力がそれぞれ強制的に停止されるため、負荷に給電せずに、負荷に給電したときと同じ状態で保護動作を確認することができる。またテストスイッチが入り操作されたときには表示手段によってテストモードであることが表示される。
【００１１】また、本発明は、負荷に給電するための操作入力に応答してコンタクタ操作指令を出力するコンタクタ操作指令手段と、前記負荷と電源とを結ぶ電源回路に開閉自在に挿入されて前記コンタクタ操作指令に従って前記電源回路を閉じるコンタクタと、前記電源回路のうち前記コンタクタと負荷とを結ぶ負荷側電源回路に開閉自在に挿入されて保守点検時に前記負荷側電源回路を開く保守点検用開閉器とを備えてなる給電制御装置を構成したものである。
【００１２】前記給電制御装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１３】（１）前記負荷への給電に伴う異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の検出出力に応答して前記コンタクタ操作指令手段によるコンタクタ操作指令の出力を強制的に停止する保護手段とを備えてなる。
【００１４】前記した手段によれば、保守点検時に、保守点検用開閉器を操作して負荷側電源回路を開くことで、負荷への給電が停止され、このとき操作入力に応答して出力されるコンタクタ操作指令によってコンタクタが動作するため、負荷に給電せずに、負荷給電したときと同じ状態を模擬して保守点検することができるとともに、保守点検時に、負荷動力ケーブルの引き外しや、コントロールセンタのユニットの引出などをする手間を省くことができ、保守点検に要する時間を短縮することができる。また、この場合、コンタクタ操作指令によってコンタクタが動作するため、コンタクタの動作状態を点検することができる。さらに、異常検出手段が異常を検出したときには、保護手段によってコンタクタ操作指令の出力が強制的に停止されるため、保護動作を確認することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は上下水道などの設備に用いられるコントロールセンタに設置された給電制御装置の一実施形態を示す構成図である。図１において、給電制御装置は、コントロールセンタの１ユニットとして、モータマルチリレー（ＭＭＲ）の信号回路１２５とハードウエア１２４を備えており、信号回路１２５にはテストスイッチ１２６、表示器１２７が接続され、ハードウエア１２６には負荷となるモータ１１５が接続されている。信号回路１２５は、ＣＰＵ（計算機）１０２を中枢として、入力領域１０１、１１１、出力領域１０３、通常運転回路１０５、テスト運転回路１０４、保護リレー１１０、表示用ＬＥＤ１１２を備えて構成されている。通常運転回路１０５は、テストスイッチ１２６の操作に連動するブレーク接点１０７、過負荷、地絡などの電気的保護が働いた場合、または機械的保護を必要とした場合に励磁される保護手段としての保護リレー１１０のブレーク接点１０９、コンタクタ操作指令により励磁されるコンタクタ１１３、コンタクタ１１３の入り切りの状態を入力領域１１１に返信する補助接点１１４から構成されている。
【００１６】テスト運転回路１０４は、テストスイッチ１２６の操作に連動するメーク接点１０６、保護リレー１１０のブレーク接点１０８から構成されており、ブレーク接点１０８の一端は入力領域１１１に接続されている。表示用ＬＥＤ１１２はテストスイッチ１２６の操作に連動するメーク接点１０６を介して電源に接続されており、テストスイッチ１２６が入り操作されたときに、メーク接点１０６が閉じることに伴ってテストモードに移行したことを表示する表示手段として構成されている。
【００１７】一方、ハードウエア１２４は、電源引込み１１６、コンタクタ１１３のメーク接点１１７、零相変流器１１８、変流器１１９、配線用遮断器１２０、変圧器１２１、電源引込み１２２を備えており、電源引込み１１６はケーブルを介してモータ１１５に接続され、電源引込み１２２はケーブルを介して、電源となる垂直母線１２３に接続されている。
【００１８】零相変流器１１８は、地絡を検出して検出信号を入力領域１１１に出力するようになっており、変流器１１９は電流を計測して計測値を入力領域１１１に出力するようになっている。変圧器１２１は、垂直母線１２３からの電力をモータマルチリレーなどに制御電源として供給するようになっている。配線用遮断器１２０は、変流器１１９によって過電流が検出されたときに、電源と負荷とを結ぶ電源回路を遮断するようになっている。すなわち、零相変流器１１８、変流器１１９は、負荷（モータ１１５）への給電に伴う異常を検出する異常検出手段として構成されている。
【００１９】上記構成において、モータに給電するために、外部から操作入力があると、入力領域１０１に操作指令が格納され、ＣＰＵ１０２は操作指令の内容により、操作指令にしたがった演算を行ってその結果を出力領域１０３に出力する。そしてレジスタ内の出力領域１０３に格納された操作信号は通常運転回路１０５とテスト運転回路１０４にコンタクタ操作指令として出力される。このときテストスイッチ１２６が切の場合、テスト運転回路１０４におけるテストスイッチ１２６のメーク接点１０６は切の状態になっているため、テスト運転回路１０４にはコンタクタ操作指令は伝達されない。
【００２０】一方、通常運転回路１０５では、テストスイッチ１２６のブレーク接点１０７が入の状態にあるため、保護リレー１１０が励磁されていないときにはブレーク接点１０９も入の状態にあるため、コンタクタ１１３を励磁し、コンタクタ１１３のメーク接点１１７を入の状態としてモータ１１５に給電してモータを駆動する。すなわち入力領域１０１、ＣＰＵ１０２、出力領域１０３、ブレーク接点１０７、１０９はコンタクタ操作指令を出力するコンタクタ操作指令手段として構成されており、コンタクタ１１３はコンタクタ操作指令にしたがって電源とモータ１１５とを結ぶ電源回路を閉じるようになっている。またコンタクタ１１３の補助接点１１４はコンタクタ１１３が励磁されたときには入の状態となるため、補助接点１１４が入の状態になることで、モータ１１５が運転中であるという動作信号が入力領域１１１に格納される。補助接点１１４の動作に伴う動作信号が入力領域１１１に格納されると、表示器１２７にモータ１１５が駆動された旨が表示されるとともに、ＣＰＵ１０２からの指令により中央設備や現場盤にモータ１１５が運転された旨の信号が出力される。
【００２１】一方、テストスイッチ１２６が入り操作されたときには、テストスイッチ１２６のメーク接点１０６が入となり、表示用ＬＥＤ１１２が点灯し、テストモードに移行したことを保守点検者に確実に知らせることができる。このとき、モータに給電するために、外部から操作入力があると、入力領域１０１に操作指令が格納され、ＣＰＵ１０２は操作指令の内容により、操作指令にしたがった演算を行ってその結果を出力領域１０３に出力する。そしてレジスタ内の出力領域１０３に格納された操作信号は通常運転回路１０５とテスト運転回路１０４にコンタクタ操作指令として出力される。ただし、通常運転回路１０５におけるテストスイッチ１２６のブレーク接点１０７は切の状態に反転するため、通常運転回路１０５にはコンタクタ操作指令は伝達されない。これに対して、テスト運転回路１０４は、テストスイッチ１２６のメーク接点１０６が切から入の状態に反転するため、保護リレー１１０が励磁されてないときには、ブレーク接点１０８も入の状態になっているので、モータ１１５が運転中であるという模擬的な動作信号（テスト用コンタクタ操作指令）が入力領域１１１に返信される。すなわち、入力領域１０１、ＣＰＵ１０２、出力領域１０３、ブレーク接点１０６、１０８はテスト用コンタクタ操作指令を出力するテスト用コンタクタ操作指令手段として構成されている。
【００２２】この場合、実際にモータ１１５が駆動されているときと同様に、モータ１１５が駆動していることが表示器１２７に表示されるとともに、中央設備や現場盤にもモータ１１５は運転中である信号が出力される。ただし、コンタクタ１１３にはコンタクタ操作信号は出力されないため、電源とモータ１１５とを結ぶ電源回路はメーク接点１１７によって遮断され、モータ１１５には実際には給電されない状態にある。
【００２３】次に、図１に示す装置の通常運転時とテスト運転時における作用を図２のフローチャートにしたがって説明する。まず、テストスイッチ１２６が切の場合（ＳＴ１０１）通常負荷運転モードとして、外部からの操作入力があるときには、その操作入力にしたがった操作指令が入力領域１０１に格納され、（ＳＴ１０２）、ＣＰＵ１０２により操作入力に応じた操作信号が出力領域１０３に格納される。出力領域１０３に格納された操作信号はコンタクタ操作指令として通常運転回路１０５とテスト運転回路１０４に出力される（ＳＴ１０３）。ブレーク接点１０７、１０９が入の状態でコンタクタ操作指令が出力されるとコンタクタ１１３が励磁され（ＳＴ１０４）、コンタクタ１１３のメーク接点１１７が入の状態になるとともに補助接点１１４が入の状態になる（ＳＴ１０５）。これによりモータ１１５に給電されモータ１１５が駆動されるとともに、補助接点１１４の入の状態が入力領域１１１に返信され（ＳＴ１０９）、入力領域１１１にはモータ１１５が動作した旨を示す動作信号が格納されることになる。
【００２４】一方、テストスイッチ１２６が入り操作された場合（ＳＴ１０１）、テストスイッチ１２６のメーク接点１０６が入となり、表示用ＬＥＤ１１２が点灯する（ＳＴ１０６）。これによりテストモードに移行したことを保守点検者に知らせることができる。このとき外部からの操作入力があると、その操作入力は入力領域１０１に格納され（ＳＴ１０７）、ＣＰＵ１０２の演算により操作入力の内容に応じた操作信号が出力領域１０３に格納される。出力領域１０３に格納された操作信号がコンタクタ操作指令として通常運転回路１０５とテスト運転回路１０４に出力される（ＳＴ１０８）。このときブレーク接点１０７は切の状態にあり、メーク接点１０６が入の状態にあるため、コンタタ操作指令はテスト運転回路１０４のみに伝送され、このコンタクタ操作指令はそのまま動作信号として入力領域１１１に返信され（ＳＴ１０９）、入力領域１１１に格納される（ＳＴ１１０）。この場合、コンタクタ１１３は励磁されず、メーク接点１１７によって電源回路が遮断され、モータ１１５には給電されないが、実際にモータ１１５が駆動しているときと同様に、表示器１２７にはモータ１１５が動作中である旨が表示されるとともに、中央設備や現場盤にモータ１１５が運転中であることが出力される。このため、モータ１１５を駆動させずに、操作信号が正常に出力されたことを確認することができる。
【００２５】このように、本実施形態によれば、テストスイッチ１２６を入り操作すると、モータ１１５を駆動させずに、操作信号が正常に出力されたことを確認することができる。さらに、モータマルチリレー内の信号回路１２５のみで模擬的にモータ１１５が駆動している状態を確保することができ、零相変流器１１８または変流器１１９に模擬的に事故電流を流して保護リレー１１０を励磁することで、過負荷、地絡などのテストも可能になり、これらのテストを行うにも、負荷動力ケーブルの引き外しや、コントロールセンタのユニットの引出などをする手間を省くことができ、保守点検に要する時間を短縮することができる。
【００２６】次に、本発明の第２実施形態を図３にしたがって説明する。
【００２７】本実施形態は、図１に示すモータマルチリレーの信号回路１２５の代わりに、信号回路１２５からテスト運転回路１０４を除いた信号回路１２５ａを用い、電源とモータ１１５とを結ぶ電源回路のうちコンタクタ１１３のメーク接点１１７とモータ１１５とを結ぶ負荷側電源回路に保守点検用開閉器としての配線用遮断器１２８を開閉自在に挿入したものであり、他の構成は図１のものと同様である。
【００２８】本実施形態においては、配線用遮断器１２８が入の状態で垂直母線１２３から給電があるときに、外部からの操作入力があると、コンタクタ操作指令にしたがってコンタクタ１１３のメーク接点１１７および補助接点１１４が入となり、配線用遮断器１２８を介してモータ１５に給電されモータ１１５が駆動される。そして補助接点１１４が入になることで、モータ１１５が動作したことを示す動作信号が入力領域１１１に返信され、モータ１１５が駆動していることを確認できる。
【００２９】一方、配線用遮断器１２８を切にした場合、垂直母線１２から給電され、コンタクタ操作指令が出力されてコンタクタ１１３のメーク接点１１７および補助接点１１４が入の状態になっていても、電源とモータ１１５とを結ぶ電源回路は配線用遮断器１２８によって遮断されているため、モータ１１５には給電されず、モータ１１５は駆動されることはない。しかし、補助接点１１４が入の状態になっているため、モータ１１５が動作していることを示す動作信号が入力領域１１１に返信され、モータ１１５が模擬的に駆動している状態を作ることができる。このため、テストスイッチ１２６が入り操作されたときには、モータ１１５が実際に駆動しているときと同様にモータ１１５が駆動していることを表示器１２７に表示したり、中央設備や現場盤に出力したりすることができるとともに、モータ１１５を駆動させずに操作信号が正常に出力されていることを確認することができる。
【００３０】次に、図３に示す装置の作用を図４のフローチャートにしたがって説明する。まず、外部からの操作入力が入力されると（ＳＴ３０１）、ＣＰＵ１０２は操作信号をコンタクタ操作指令として出力し（ＳＴ３０２）、コンタクタ１１３のメーク接点１１７および補助接点１１４が入となり（ＳＴ３０３）、コンタクタ操作指令がそのまま動作信号として入力領域１１１に返信される（ＳＴ３０４）。このとき配線用遮断器１２８が入の場合（ＳＴ３０５）、モータ１１５へ給電が行われ（ＳＴ３０６）、モータ１１５が駆動する（ＳＴ３０７）。
【００３１】一方、配線用遮断器１２８が切の場合（ＳＴ３０５）、実際にはモータ１１５には給電されないが、実際にモータ１１５が駆動しているときと同様に、モータ１１５が駆動していることを、表示器１２７に表示したり、中央設備や現場盤に出力できるようになる。このため、モータ１１５を駆動させずに、操作信号が正常に出力されたことを確認することができる。
【００３２】本実施形態によれば、保守点検時に、配線用遮断器１２８を切り状態にすることで、モータ１１５への給電を止め、モータ１１５を駆動させずに、操作信号が正常に出力されたことを確認することができる。さらに、模擬的にモータ１１５が駆動している状態を確保し、模擬的に変流器１１９、零相変流器１１８に事故電流を流すことで、過負荷、地絡などのテストも可能となり、負荷動力ケーブルの引き外しや、コントロールセンタのユニットの取り出しなどの手間を省け、保守点検に要する時間を短縮することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、保守点検時に、テストスイッチを入り操作すると、テストスイッチの入り操作に応答してコンタクタによる電源回路の閉成が解除されるとともに操作入力に応答してテスト用コンタクタ操作指令が出力されるため、負荷に給電せずに、負荷給電したときと同じ状態を模擬して保守点検することができるとともに、保守点検時に、負荷動力ケーブルの引き外しや、コントロールセンタのユニットの引出などをする手間を省くことができ、保守点検に要する時間を短縮することができる。
【００３４】また、保守点検時に、保守点検用開閉器を操作して負荷側電源回路を開くことで、負荷への給電が停止され、このとき操作入力に応答して出力されるコンタクタ操作指令によってコンタクタが動作するため、負荷に給電せずに、負荷給電したときと同じ状態を模擬して保守点検することができるとともに、保守点検時に、負荷動力ケーブルの引き外しや、コントロールセンタのユニットの引出などをする手間を省くことができ、保守点検に要する時間を短縮することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年８月８日（２０００．８．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９８０１７
【弁理士】
【氏名又は名称】吉岡 宏嗣
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| 【公開番号】 |
特開２００２−５６７３６（Ｐ２００２−５６７３６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年２月２２日（２００２．２．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２３９５５９（Ｐ２０００−２３９５５９） |
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