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JP3044640B2 - 電圧調整装置の監視制御システム - Google Patents
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JP3044640B2 - 電圧調整装置の監視制御システム - Google Patents

電圧調整装置の監視制御システム

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JP3044640B2 JP5051687A JP5168793A JP3044640B2 JP 3044640 B2 JP3044640 B2 JP 3044640B2 JP 5051687 A JP5051687 A JP 5051687A JP 5168793 A JP5168793 A JP 5168793A JP 3044640 B2 JP3044640 B2 JP 3044640B2
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は配電線路における電圧調
整装置の監視制御システムに係り、特に同一配電系統に
存在する複数の電圧調整装置の相互間調整に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電圧調整装置は個々の電圧調整装
置がそれぞれ自ら収集した電圧・電流情報に基づいてタ
ップの切替えを行って2次側電圧が一定となるように制
御していた。例えば特開昭57−20819号公報で
は、電圧が緩慢に変化する給電回路と電圧が一時的に急
変する給電回路とを共通の線路電圧調整器により調整す
る場合、電圧急変回路の検出電流値が所定値に達すると
切換指令信号を出力し、調整器出力側検出電圧値が所定
値に達すると2種類の異なる遅れ時間で発せられる制御
信号を切替え利用して電圧調整を行っている。また特開
昭58−62712号公報では、線路から検出した電圧
・電流の実効値をAD変換して演算記憶装置で演算を行
い、演算出力に従って電圧調整器のタップ操作指令を発
生させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように従来は各電
圧調整装置が個別に電圧調整を行って2次側電圧が一定
になるように制御していた。例えば距離を置いて電源側
から順次第1、第2、第3の電圧調整装置が直列に配置
され、それぞれの装置間に多くの並列給電路が存在し、
第2と第3の電圧調整装置の間の並列給電路で負荷急増
が発生して第1、第2および第3の電圧調整装置の2次
電圧が全て急減したとする。するとこれらの電圧調整装
置はそれぞれ一斉に2次電圧上昇調整を行うので、調整
所要時間が数分と可成り長いため、第2の電圧調整装置
の2次電圧は第1の電圧調整装置の補償電圧分だけ嵩上
げされ、第3の電圧調整装置の2次電圧は第1と第2の
電圧調整装置の補償電圧の合計分だけ嵩上げされる結果
になってしまう。そして第2と第3の電圧調整装置は2
次電圧下降調整を行うことになるが、第3の電圧調整装
置の2次電圧は第2の電圧調整装置の補償電圧分だけ余
計に減圧されてしまうことになる。これを検知して第3
の電圧調整装置は再度2次電圧上昇調整を実施しなけれ
ばならない。このように電源側からより離れて配置され
た電圧調整装置程電圧調整動作回数が多くなって配電系
統の電圧管理が煩雑になり、電圧調整装置の劣化も激し
く、電力の質の低下も著しい。
【0004】本発明の目的は、配電系統の安定した電圧
管理を可能にし、電圧調整装置の長寿命化と電力の質の
向上とを可能にする電圧調整装置の監視制御システムを
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、電源に接続された配電線路に分散して配
置されて変圧部により配電線路の電圧を変圧する複数の
電圧調整装置を備え、前記複数の電圧調整装置は、前記
変圧部の出力電圧を調整する電圧調整制御手段と、他の
装置と通信回路を介して接続されて前記通信回路からの
情報に基づいた指令を前記電圧調整制御手段に出力する
監視制御手段とを有し、前記各電圧調整装置の監視制御
手段は、前記電源に近い電圧調整装置に属するものが優
先して 順次指定のタイミングで電圧を調整するための指
令を出力してなることを特徴とする電圧調整装置の監視
制御システムを構成したものである。
【0006】
【作用】配電線路に分散して配置された電圧調整装置
は、自装置を単独で制御する電圧調整制御手段によって
制御され、配電線路における電圧降下を補償する。この
場合、途中に多数の分岐路を備えても差支えないが、複
数の電圧調整装置が直列に接続されると、電源に近い電
圧調整装置の電圧調整の結果が、その儘電源から遠い位
置に配置された電圧調整装置の1次電圧に影響し、従っ
てその儘その2次電圧にも影響を及ぼすことになる。こ
のため直列電圧調整装置が同時的電圧調整作業を行うと
電源からより遠くにある電圧調整装置程電圧脈動頻度が
高くなる。各電圧調整装置に通信回路で連結された監視
制御手段を付加することによって、自装置が電圧調整動
作を完了するのに数分の時間を必要とする電圧調整作業
を電源からより離れた電圧調整装置で暫時見合わせるよ
う情報あるいは指令を発信することが可能になり、同時
に、指令を受けた場合は自装置の電圧調整作業を暫時見
合わせるよう制御することが可能になる。これによって
電圧の脈動が抑えられる。各電圧調整装置から発せられ
る装置状態監視情報を遠方監視センタ装置に集めて演算
処理を行い、各電圧調整装置に名指しで暫時待期指令を
発する方式は電圧調整装置の監視制御システムの1方式
であり、各電圧調整装置が直接、自装置より電源から離
れた位置にある電圧調整装置に対してのみ暫時待期指令
を発するやり方は、電圧調整装置の監視制御システムの
他の1つの方式である。いずれの方式も適用する配電系
統の条件範囲はほぼ同じである。
【0007】
【実施例】図1乃至図6により第1の実施例を説明す
る。図1は、遠方監視センタ装置を備える方式の本発明
を適用した配電系統構成図である。変電所に設置された
電源変圧器(TR)1はその2次側に配された配電用母
線2を介して配電線3に接続される。配電線3には柱上
開閉器(DM1,DM2,DM3,DM4)4と電圧調整装
置(VR1,VR2,VR3)5とが直列に設置されてい
るが、配電用母線2と各電圧調整装置5との中間には分
岐配電線路6が多数接続され得る。柱上開閉器4は配電
径路を変更可能にするために配置するもので本実施例で
は、第1乃至第3の柱上開閉器(DM1,DM2,DM
3)4が常閉点、第4の柱上開閉器(DM4)4が常開点
としてあるので、現配電系統は第4の柱上開閉器DM4
を末端としている。電圧調整装置5は変圧部(TRF)
7と電圧調整制御手段(VC)8と監視制御手段(R
C)9とから構成される。監視制御手段(RC)9は通
信回路10を通って遠方監視センタ装置(RM)11に
接続される。分岐配電線路6の先には負荷(LD)12
が接続されている。なお通信回路10は配電線路3上に
重畳して構成したものでも別の線路を布設したものでも
差支えない。
【0008】図2は電圧調整装置(VR)5の構成図で
ある。仮想線で示した電源変圧器(TR)1の側を1次
側、その反対側を2次側とする変圧部(TRF)7の1
次側および2次側の線路部からそれぞれ計器用変圧器1
3,14を介して電圧値を読み取り電圧調整制御を行う
電圧調整制御手段(VC)8と、この電圧調整制御手段
(VC)8と繋がり通信回線10を介して隣接する電圧
調整装置(VR)5または遠方監視センタ装置(RM)
11に接続される監視制御手段(RC)9とを点線で囲
んで示してある。電圧調整制御手段(VC)8は、前記
計器用変圧器13,14と、取り込んだ電圧値をAD変
換するA/D変換器15と、予め定めた基準電圧値をセ
ットする基準電圧設定器(VSR)16と、A/D変換
器15のディジタル信号と基準電圧設定器(VSR)1
6の値を比較してタップの位置を選定し、指令信号を生
成する電圧調整器制御部(VRC)17と、電圧調整器
制御部(VRC)17のタップ切替指示信号をスイッチ
18を介して受け取り、変圧部(TRF)7のタップ切
換えを実行するタップ切替器(TCR)19とから構成
される。監視制御手段(RC)9は、電圧調整制御手段
(VC)8から情報を受けて遠方監視センタ装置(R
M)11への報告データを生成し、あるいは遠方監視セ
ンタ装置(RM)11からの監視制御指令信号に基づい
て電圧調整制御手段(VC)8の制御信号を生成して送
信する監視指令制御部(CTR)20と、監視指令制御
部(CTR)20からの報告情報を受取って通信回路1
0に情報を送信する送信器(TMR)21と遠方監視セ
ンタ装置(RM)11からの監視制御指令を受信して監
視指令制御部(CTR)20へ指令を伝達する受信器
(RVR)22とから構成される。
【0009】本実施例における電圧調整装置の監視制御
システムの動作を説明する。図3は3個の電圧調整装置
(VR)5が直列に配置された配電系統での負荷急変時
の配電線路電圧変動を説明するための線路電圧特性図で
ある。“CASE1.平常時"は、平常時において各電
圧調整装置(VR)5が一定電圧を保持するように電圧
調整を行っていることを示す。“CASE2.負荷急増
時"は、第2と第3の電圧調整装置VR2とVR3の中間
の分岐配電線路6に繋がる負荷(LD)12が急増した
直後、各電圧調整装置(VR)5が未だ電圧調整動作に
入る前の線路電圧の状態を示す。“CASE3.個別補
償動作時"は、監視制御手段(RC)9が動作せずに個
々の電圧調整装置(VR)5がそれぞれに同時的に2次
電圧上昇調整を行った完了直後の線路電圧の状態を示す
もので、これが従来の技術で遭遇する場合に当る。“C
ASE4.監視制御動作時"は、本発明による電圧調整
装置の監視制御システムを動作させ、第1の電圧調整装
置VR1においてのみ2次電圧上昇調整を行い、他の電
圧調整装置VR2,VR3は監視制御指令の暫時待期指令
に基づいて電圧調整作業を暫時見合せた場合の第1の電
圧調整装置VR1の調整動作完了直後の線路電圧状態を
示す。CASE3.CASE4.のいずれの場合も第
2、第3の電圧調整装置VR2,VR3の2次電圧は基準
電圧設定値を外れており、第2回目の電圧調整動作が必
要になる。図4は、CASE3.の場合に対応する各電
圧調整装置(VR)5の2次電圧の時間変化を表わした
ものである。第1の電圧調整装置VR1は1回の、第2
の電圧調整装置VR2は2回の、そして第3の電圧調整
装置VR3は3回の2次電圧調整動作を行わなければな
らないことを示している。なおCASE4の場合、第1
の電圧調整装置VR1は1回の、第2の電圧調整装置V
R2は第1の電圧調整装置VR1とはタイミングをずらし
た1回の、そして第3の電圧調整装置VR3は0回の2
次電圧調整作業を必要とする。
【0010】“CASE4.監視制御動作時の状態"を
実現するための電圧調整装置の監視制御システムの制御
動作を説明する。図1と図2を参照して各電圧調整装置
(VR)5の電圧調整制御手段(VC)8は、変圧部
(TRF)7の1次側および2次側の電圧を計器用変圧
器13,14を介して読み取り、A/D変換器15でデ
ィジタルデータに変換して電圧調整器制御部(VRC)
17と監視制御手段(RC)9の中の監視指令制御部
(CTR)20とに伝達する。電圧調整器制御部(VR
C)17は、予め設定されている基準電圧設定器(VS
R)16の基準電圧値とA/D変換器15から受取った
ディジタルデータとを比較し、予め定められている許容
誤差(基準電圧設定値に等しいと判断するための基準電
圧設定値からの偏差の限度値)の範囲を逸脱する場合
は、必要な監視制御手段(RC)9の通信時間相当分の
時間遅れ(通常数ms)の後、タップ切替器(TCR)
19に対してタップ切替指令を発する。タップ切替器
(TCR)19は直ちに変圧部(TRF)7のタップ切
替動作を実行するが、タップ切替動作中は次のタップ切
替指令は届かぬよう保護される。監視制御手段(RC)
9の監視指令制御部(CTR)20は自装置の装置状態
監視情報発信のタイミングに合わせて装置状態監視情報
を編集し、送信器(TMR)21に引渡す。送信器(T
MR)21は遠方監視センタ装置(RM)11に向けて
信号を送る。遠方監視センタ装置(RM)11は、全て
の電圧調整装置(VR)5の情報を受取って演算処理を
行い、電圧調整作業の暫時待期処理が必要な電圧調整装
置(VR)5に対してアドレスを付して暫時待期指令を
伝達する。アドレスを指定されて暫時待期指令を受取っ
た電圧調整装置(VR)5の受信器(RVR)22は暫
時待期指令信号を監視指令制御部(CTR)20へ伝達
する。監視指令制御部(CTR)20は電圧調整制御手
段(VC)8へ制御信号を送り、電圧調整制御部(VR
C)17とタップ切替器(TCR)19との間に存在す
るスイッチ18を所定時間だけオフして電圧調整制御部
(VRC)17がタップ切替信号をタップ切替器(TC
R)19へ伝達するのを阻止する。
【0011】以上電圧調整装置の監視制御システムの動
作を電源から遠い電圧調整装置(VR)5、即ち第2、
第3の電圧調整装置VR2、VR3の暫時見合せ処理のみ
実行の場合について説明したが、図3の“CASE4.
監視制御動作時"を参照して判る通り、暫時見合せ処理
のみでは第2、第3の電圧調整装置VR1、VR2が2段
動作になってしまい、電力の質の観点からは望ましいも
のではない。この問題を解決するためには、監視指令制
御部(CTR)20が暫時待期指令と共に電圧情報を受
取って残留電圧偏差を演算によって求め、それに相当す
る値を調整するためのタップ切替指令を電圧調整制御手
段(VC)8のタップ切替器(TCR)19に直接伝達
するようにする。これによって同時的な複数の電圧調整
装置(VR)5の1回のタップ切替動作により図3“C
ASE1.平常時の状態"を回復することが可能にな
る。
【0012】図5に監視指令制御部(CTR)20の処
理フローを、図6に遠方監視センタ装置(RM)11の
処理フローを示す。遠方監視センタ装置(RM)11か
らの監視制御指令を受取った監視制御手段(RC)9の
監視指令制御部(CTR)20は、監視制御指令の種類
に応じてその処理を直ちに実行する。装置状態監視指令
の場合は、その時点における電源方向、1次電圧、2次
電圧、基準電圧設定値、許容誤差設定値、スイッチ18
のオン・オフ状態、タップ切替方式(自動か手動か
?)、タップ切替動作状態(タップ切替動作中か?)、
およびタップ位置のデータを収集し発信装置アドレスを
付して報告データを編集し、送信器(TMR)21へ伝
達する。暫時待期指令の場合は、自装置より1個だけ電
源側にある電圧調整装置(VR)5の当該指令が発せら
れる時点の装置状態報告データとその直前の時点の装置
状態報告データとを使用して、現時点でタップ切替指令
を出す必要があるのか、必要ならどのタップ位置に切替
えるかを演算処理で求め、スイッチ18のオフを指示し
て暫時見合せの状態にさせ、タイマを起動し、タップ切
替指示を出力して所定時間経過するのを待つ。所定時間
経過後スイッチ18のオンを指示して暫時見合せの状態
を終了させ、タイマをリセットして暫時待期処理終了の
報告データを編集して送信器(TMR)21へ伝達す
る。設定変更指令の場合は設定値変更処理中に誤処理が
起こらないようスイッチ18のオフ指示を出してから設
定値、即ち電源方向、基準電圧設定値、許容誤差設定
値、およびタップ切替方式を設定変更指令に基づいて修
正する。設定値変更処理が完了したら、スイッチ18の
オン指示を出して、設定値変更処理完了の報告データを
編集し送信器(TMR)21へ伝達する。暫時待期指令
も設定変更指令もない場合には直前の電源側電圧調整装
置(VR)5のデータを蓄積だけする。遠方監視センタ
装置(RM)11の処理について説明する。遠方監視セ
ンタ装置(RM)11が監視動作を続けている間は、周
期的に装置状態監視指令を発して各装置の現状を報告さ
せる。この場合の各装置の中には柱上開閉器(DM)4
が含まれていて差支えない。少なくとも各電圧調整装置
(VR)5からの全情報が収集されたら演算処理を行っ
て暫時待期指令が必要かどうか、設定変更指令が必要か
どうかを判断する。暫時待期指令が必要な場合には電圧
低下の発生した電圧調整装置(VR)5を、最も電源に
近い電圧調整装置(VR)1個を除き暫時待期指令発信
対象装置と定め、暫時待期指令を発信する。設定値の変
更処理が必要な場合は、設定変更指令を発し、次のサイ
クルの装置状態監視の処理に戻る。
【0013】以上の図5および図6による動作説明は1
例に過ぎず、本発明の原理と範囲の中で種々なバリエー
ションが存在し得る。例えば遠方監視センタ装置(R
M)11の監視制御指令に基づいて装置状態監視報告を
行う説明をしたが、各装置が予め定められたタイミング
で自動的に報告データを発信するようにしても一向に差
支えない。あるいは各装置が常時自装置を監視し暫時待
期指令必要時点で報告する方法もあり得る。また柱上開
閉器(DM)の常開点を例えば第4の柱上開閉器(DM
4)4から第3の柱上開閉器(DM3)4へ移動させるよ
うな場合には、第3の電圧調整装置(VR3)5の電源
方向は、左から右へ変わるが、この情報を柱上開閉器
(DM)4の動作によって自動的に遠方監視センタ装置
(RM)11に報告し、それを各電圧調整装置(VR)
5に自動連絡する(この自動連絡を不要にすることもあ
り得る)ような方法も可能である。あるいは柱上開閉器
(DM)4の状態変化の結果を遠方監視センタ装置(R
M)11と各電圧調整装置(VR)5とに手で入力する
方法もあり得る。さらに暫時見合せ処理をスイッチ18
のオフで行ったが、それに代えて許容誤差設定値を大き
な値に一時的に変える方法やタップ切替方式を一時的に
手動に切替える方法でも可能である。細かいことを云え
ば収集データや設定値の種類はここに挙げたものに限定
される訳ではなく、また、ここに挙げたもの全てを処理
しなければならない必然性はない。処理ステップにして
も種々なバリエーションは存在し得る。
【0014】このような処置を施すことにより電圧調整
装置(VR)5の不必要な電圧調整動作が抑制されて配
電系統の安定した電圧管理が可能になり、不必要な動作
回数増加を阻止して、動作回数増加に伴う電圧調整装置
の劣化防止による電圧調整装置の長寿命化と電力の質の
向上とが達成される。
【0015】次に、図7により第2の実施例を説明す
る。図1と比較して判かるように、外観的には、遠方監
視センタ装置(RM)を省略しただけである。このため
各電圧調整装置(VR)5は遠方監視センタ装置(R
M)が処理していた機能を電圧調整装置(VR)5全体
で分担する必要がある。図2に示す電圧調整装置(V
R)5の構成図は図示の限りにおいては変わりがない
が、監視指令制御部(CTR)20の処理内容に差異が
発生する。その処理フローを図8に示す。基本的には遠
方監視センタ装置(RM)を備える電圧調整装置の監視
制御システムにおける遠方監視センタ装置(RM)の処
理機能および電圧調整制御手段(RC)9の監視指令制
御部(CTR)20の処理機能の両機能すなわち図6と
図5との処理フローの機能を合体させた機能を監視指令
制御部(CTR)20の処理機能の中に持たせたもので
ある。遠方監視センタ装置(RM)の装置状態監視指令
発信に代えて、監視指令制御部(CTR)20が自発的
に監視データ送信周期に合わせてその時点の自装置の装
置状態監視データ(電源方向、1次・2次電圧、基準電
圧設定値、許容誤差設定値、スイッチ状態、タップ切替
方式、切替動作状態、およびタップ位置)を収集して演
算処理を行う。そして暫時待期指令を発信する必要があ
るか否かを判定し、自装置よりも電源から遠い位置にあ
る電圧調整装置(VR)5に対しての送信データ、即ち
自装置の監視データ、暫時待期指令、設定変更指令の中
で必要な送信データを編集して送信手続を採る。暫時待
期指令を受信した場合や設定変更指令を受けた場合や監
視データのみ受信した場合の処理フローは図5の場合と
同様である。ただし処理完了の送信データのアドレスは
遠方監視センタ装置(RM)ではなく、指令を発した電
圧調整装置(VR)5に至る迄の電源側に配置された電
圧調整装置(VR)5である。以上の動作説明は1例に
過ぎず、本発明の原理と範囲の中で種々なバリエーショ
ンが存在し得ることおよびその効果は、遠方監視センタ
装置(RM)を備えた電圧調整装置の監視制御システム
と同様である。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、電源に近い電圧調整装
置を優先させて順次指定のタイミングで各電圧調整装置
を動作させるようにしたため、不必要な電圧調整動作が
抑制されて配電系統の安定した電圧管理が可能になり、
電圧調整装置の長寿命化と電力の質の向上とが達成され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】遠方監視センタ装置設置方式の本発明を適用し
た配電系統構成図である。
【図2】本発明による電圧調整装置の構成図である。
【図3】電圧調整装置が直列に配置された配電系統での
負荷急変時の配電線路電圧の変動を説明する線路電圧特
性図である。
【図4】電圧調整装置の監視制御システムを動作させな
い場合の負荷急変時における直列配置の電圧調整装置2
次電圧の時間特性図である。
【図5】遠方監視センタ装置設置方式の電圧調整装置の
監視制御システムにおける監視指令制御部の処理フロー
図である。
【図6】遠方監視センタ装置の処理フロー図である。
【図7】遠方監視センタ装置非設置方式の本発明を適用
した配電系統構成図である。
【図8】遠方監視センタ装置非設置方式の電圧調整装置
の監視制御システムにおける監視指令制御部の処理フロ
ー図である。
【符号の説明】
1 電源変圧器(TR) 3 配電線路 5 電圧調整装置(VR) 7 変圧部(TRF) 8 電圧調整制御手段(VC) 9 監視制御手段(RC) 10 通信回路 11 遠方監視センタ装置(RM) 13 1次側計器用変圧器 14 2次側計器用変圧器 17 電圧調整器制御部(VRC) 19 タップ切替器(TCR) 20 監視指令制御部(CTR) 21 送信器(TMR) 22 受信器(RVR)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 満 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (56)参考文献 特開 平4−275026(JP,A) 特開 平3−105407(JP,A) 特開 平1−99435(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 3/00 - 5/00 H02J 13/00 - 13/00 311

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源に接続された配電線路に分散して配
    置されて変圧部により配電線路の電圧を変圧する複数の
    電圧調整装置を備え、 前記複数の電圧調整装置は、前記変圧部の出力電圧を調
    整する電圧調整制御手段と、他の装置と通信回路を介し
    て接続されて前記通信回路からの情報に基づいた指令を
    前記電圧調整制御手段に出力する監視制御手段とを有
    し、前記各電圧調整装置の監視制御手段は、前記電源に
    近い電圧調整装置に属するものが優先して順次指定のタ
    イミングで電圧を調整するための指令を出力してなる
    とを特徴とする電圧調整装置の監視制御システム。
JP5051687A 1993-03-12 1993-03-12 電圧調整装置の監視制御システム Expired - Fee Related JP3044640B2 (ja)

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