特開 2025-3349 信号処理装置および信号処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025003349

(43)【公開日】2025-01-09

(54)【発明の名称】信号処理装置および信号処理システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20241226BHJP

   H02H 3/02 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 301A

H02J13/00 311R

H02H3/02 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024090821

(22)【出願日】2024-06-04

(31)【優先権主張番号】P 2023102037

(32)【優先日】2023-06-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】吉村 隆志

【テーマコード（参考）】

5G064

5G142

【Ｆターム（参考）】

5G064AA04

5G064AB03

5G064AC05

5G064CB06

5G064CB16

5G064DA02

5G064DA03

5G142BB02

5G142BD03

(57)【要約】

【課題】従来とは異なる手法によってマージングユニットに電圧信号を供給する。
【解決手段】信号処理装置（１）は、電力設備（１０００）内の測定対象物（ＳＴ）に生じる電気信号に対応する第１電圧信号を出力するセンサ（１０）と、電力設備（１０００）内のプロセスバス（ＰＢ）に接続可能なマージングユニット（３０）と、センサ（１０）とマージングユニット（３０）との間に位置している信号変換ユニット（２０）と、を備えている。信号変換ユニット（２０）は、センサ（１０）から取得した上記第１電圧信号を、上記第１電圧信号よりも大きい振幅を有する第２電圧信号へと変換し、上記第２電圧信号をマージングユニット（３０）に供給する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力設備内の測定対象物に生じる電気信号に対応する第１電圧信号を出力するセンサと、
上記電力設備内のプロセスバスに接続可能なマージングユニットと、
上記センサと上記マージングユニットとの間に位置している信号変換ユニットと、を備えており、
上記信号変換ユニットは、
上記センサから取得した上記第１電圧信号を、上記第１電圧信号よりも大きい振幅を有する第２電圧信号へと変換し、
上記第２電圧信号を上記マージングユニットに供給する、信号処理装置。

【請求項2】

上記信号変換ユニットは、
上記センサから取得した上記第１電圧信号を電流信号へと変換し、
上記電流信号を上記第２電圧信号へと変換する、請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項3】

上記電流信号は、オフセットされた交流信号である、請求項２に記載の信号処理装置。

【請求項4】

上記電流信号に基づいて、上記測定対象物における異常を検出する、請求項３に記載の信号処理装置。

【請求項5】

上記センサは、ロゴスキーコイル方式のＣＴであり、
上記電気信号は、上記測定対象物に流れる電流である、請求項１から４のいずれか１項に記載の信号処理装置。

【請求項6】

上記センサは、容量分圧方式のＶＴであり、
上記電気信号は、上記測定対象物に印加される電圧である、請求項１から４のいずれか１項に記載の信号処理装置。

【請求項7】

上記センサと上記信号変換ユニットとの間の距離は、１０ｃｍ以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の信号処理装置。

【請求項8】

上記マージングユニットは、
アナログ信号としての上記第２電圧信号に対してＡＤ変換を行うことにより、上記電気信号に対応するデジタル信号を生成し、
上記デジタル信号に対する信号処理を行うことにより、上記電気信号のサンプリングデータを生成し、
上記プロセスバスを介して、上記サンプリングデータを上記信号処理装置の外部に出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載の信号処理装置。

【請求項9】

請求項１から４のいずれか１項に記載の信号処理装置と、
上記信号処理装置の外部に位置しているサブ信号変換ユニットと、を備えている信号処理システムであって、
上記サブ信号変換ユニットは、上記センサに対して、前記信号変換ユニットと並列に接続されており、
上記サブ信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号を、モニタ信号へと変換する、信号処理システム。

【請求項10】

上記サブ信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号を、上記第１電圧信号よりも大きい振幅を有する第２サブ電圧信号へと変換することにより、上記モニタ信号としての上記第２サブ電圧信号を生成する、請求項９に記載の信号処理システム。

【請求項11】

上記サブ信号変換ユニットは、
上記センサから取得した上記第１電圧信号をサブ電流信号へと変換し、
上記サブ電流信号を上記第２サブ電圧信号へと変換する、請求項１０に記載の信号処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、マージングユニットを有する信号処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力設備に関する一部の技術規格では、当該電力設備における監視制御のために、マージングユニットを利用することが提案されている。下記の特許文献１には、マージングユニットを有する保護制御システムの構成例が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１４／１８８５０７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の一態様の目的は、従来とは異なる手法によってマージングユニットに電圧信号を供給することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る信号処理装置は、電力設備内の測定対象物に生じる電気信号に対応する第１電圧信号を出力するセンサと、上記電力設備内のプロセスバスに接続可能なマージングユニットと、上記センサと上記マージングユニットとの間に位置している信号変換ユニットと、を備えており、上記信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号を、上記第１電圧信号よりも大きい振幅を有する第２電圧信号へと変換し、上記第２電圧信号を上記マージングユニットに供給する。

【発明の効果】

【0006】

本発明の一態様によれば、従来とは異なる手法によってマージングユニットに電圧信号を供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態１における信号処理装置の構成例を示す。

【図2】実施形態１における各信号波形の例を示す。

【図3】比較例としての信号処理装置の構成例を示す。

【図4】実施形態２における信号処理装置の構成例を示す。

【図5】実施形態３における信号処理システムの構成例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

〔実施形態１〕
以下、実施形態１の信号処理装置１について説明する。説明の便宜上、実施形態１にて説明したコンポーネント（構成要素）と同じ機能を有するコンポーネントについては、以降の各実施形態では同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。簡潔化のため、公知の技術事項についても説明を適宜省略する。

【0009】

本明細書において述べる各コンポーネントおよび各数値はいずれも、内容上矛盾のない限り、単なる例示である。それゆえ、内容上矛盾のない限り、例えば各コンポーネントの位置関係および接続関係は各図の例に限定されない。また、各図は必ずしもスケール通りに図示されていない。本明細書では、特に矛盾のない限り、２つの数ＡおよびＢについての表記「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上かつＢ以下」を表す。

【0010】

（信号処理装置１の構成例）
図１は、信号処理装置１の構成例を示す。図１には、信号処理装置１およびその周辺の構成が、ブロック図として概略的に示されている。図１に示す通り、電力設備１０００の内部には、信号処理装置１と測定対象物ＳＴと外部演算装置９００とが位置している。電力設備１０００は、例えばデジタル変電所であってよい。

【0011】

測定対象物ＳＴは、信号処理装置１（より具体的には、以下に述べるセンサ１０）によって測定可能な電気信号ＳＧ０が生じる物体であればよい。一例として、測定対象物ＳＴは、電力設備１０００内の任意の電気機器（例：スイッチギア）の電力線であってよい。外部演算装置９００は、信号処理装置１の外部に位置している任意の演算装置であってよい。一例として、外部演算装置９００は、ＩＥＤ（Intelligent Electronic Device）であってよい。

【0012】

図１に示す通り、信号処理装置１は、センサ１０と信号変換ユニット２０とマージングユニット３０とを備えている。センサ１０は、測定対象物ＳＴに生じる電気信号ＳＧ０に対応する第１電圧信号ＳＧ１を出力する。実施形態１では、電気信号ＳＧ０は、アナログ交流信号であるものとする。電気信号ＳＧ０などの例については、後述の図２を参照されたい。

【0013】

実施形態１では、電気信号ＳＧ０が、測定対象物ＳＴに流れる電流である場合を例示する。したがって、実施形態１におけるセンサ１０は、電流センサであってよい。一例として、センサ１０は、ＣＴ（Current Transformer）であってよい。

【0014】

実施形態１におけるセンサ１０は、測定対象物ＳＴに流れる電流に対応する第１電圧信号ＳＧ１を出力する。一例として、センサ１０は、ロゴスキーコイル方式のＣＴであってよい。当業者にとって既知の通り、ロゴスキーコイル方式のＣＴは、測定対象物ＳＴに流れる電流の微分波形を、第１電圧信号ＳＧ１として出力する。

【0015】

マージングユニット３０は、電力設備１０００内のプロセスバスＰＢに接続可能であればよい。したがって、図１に示す通り、外部演算装置９００は、プロセスバスＰＢを介して、マージングユニット３０に接続されていてよい。

【0016】

信号処理装置１において、信号変換ユニット２０は、センサ１０とマージングユニット３０との間に位置している。信号変換ユニット２０は、センサ１０から第１電圧信号ＳＧ１を取得する。そして、信号変換ユニット２０は、第１電圧信号ＳＧ１を、当該第１電圧信号ＳＧ１よりも大きい振幅を有する第２電圧信号ＳＧ２へと変換する。（図２も参照）。次いで、信号変換ユニット２０は、第２電圧信号ＳＧ２をマージングユニット３０に供給する。

【0017】

一例として、信号変換ユニット２０は、第１電圧信号ＳＧ１を電流信号ＳＧＭに変換してよい。次いで、信号変換ユニット２０は、電流信号ＳＧＭを第２電圧信号ＳＧ２へと変換してよい。

【0018】

したがって、例えば、信号変換ユニット２０は、第１変換部２１および第２変換部２２を有していてよい。図１の例では、第１変換部２１は、センサ１０から取得した第１電圧信号ＳＧ１を、電流信号ＳＧＭに変換する。第２変換部２２は、第１変換部２１から取得した電流信号ＳＧＭを、第２電圧信号ＳＧ２へと変換する。第２変換部２２は、第２電圧信号ＳＧ２を、マージングユニット３０に供給する。

【0019】

図２は、実施形態１における各信号波形の例を示す。図２では、電気信号ＳＧ０、第１電圧信号ＳＧ１、電流信号ＳＧＭ、および第２電圧信号ＳＧ２の波形の例が示されている。当業者であれば明らかである通り、電気信号ＳＧ０は、かなり大きい振幅を有しうる。図２の例における電気信号ＳＧ０の振幅は、概ね１０００Ａである。

【0020】

一般的に、マージングユニット３０の耐電圧および耐電流の性能はそれほど高くない。そこで、信号処理装置１では、センサ１０によって、電気信号ＳＧ０は、より微弱な電気信号である第１電圧信号ＳＧ１へと変換される。一例として、第１電圧信号ＳＧ１の振幅は、数ｍＶ以上かつ数Ｖ以下であってよい。

【0021】

図２の例では、センサ１０は、振幅１０００Ａの交流電流を、振幅１０ｍＶの交流電圧に変換するように構成されている。センサ１０における、入力（例：電気信号ＳＧ０）から出力（第１電圧信号ＳＧ１）への変換倍率は、当該入力の振幅の定格値に応じて設定されていてよい。

【0022】

そして、信号処理装置１では、信号変換ユニット２０によって、第１電圧信号ＳＧ１は、マージングユニット３０への入力により適した第２電圧信号ＳＧ２へと変換される。マージングユニット３０は、数Ｖ～数１０Ｖ程度の振幅を有する電圧を受け付けるように設計されていることが一般的である。

【0023】

そこで、上述の通り、実施形態１では、第２電圧信号ＳＧ２の振幅は、第１電圧信号ＳＧ１の振幅よりも大きく設定されている。したがって、信号変換ユニット２０は、任意の種類の増幅回路を含んでいてよい。一例として、第２電圧信号ＳＧ２の振幅は、数Ｖ以上かつ２０Ｖ以下であってよい。

【0024】

上述の通り、第１電圧信号ＳＧ１は、電流信号ＳＧＭへの変換を介して、第２電圧信号ＳＧ２へと変換されてもよい。電流信号ＳＧＭへの変換を介して、第１電圧信号ＳＧ１を第２電圧信号ＳＧ２へと変換することにより、信号変換ユニット２０内の信号伝送時におけるノイズの影響が低減された第２電圧信号ＳＧ２を得ることができる。

【0025】

図２に示す通り、電流信号ＳＧＭは、オフセットされた交流信号であってよい。したがって、第１変換部２１は、任意の種類の電圧・電流変換回路を含んでいてよい。例えば、第１変換部２１は、オフセットされた交流電流を、第１電圧信号ＳＧ１に基づいて生成できるように構成されていてよい。

【0026】

図２の例では、第１変換部２１は、振幅１０ｍＶの交流電圧を、オフセット値１２ｍＡかつ振幅８ｍＡの交流電流に変換するように構成されている。したがって、測定対象物ＳＴに振幅１０００Ａの電流が流れている場合、電流信号ＳＧＭは、理想的には４ｍＡ～２０ｍＡの値をとる。

【0027】

その一方、例えば、測定対象物ＳＴに異常が生じている場合には、電気信号ＳＧ０の絶対値が小さくなることが考えられる。この場合、電流信号ＳＧＭの値が４ｍＡよりも小さくなりうる。別の例として、測定対象物ＳＴに異常が生じている場合には、電気信号ＳＧ０の絶対値が大きくなることも考えられる。この場合、電流信号ＳＧＭの値が２０ｍＡよりも大きくなりうる。

【0028】

したがって、電流信号ＳＧＭがオフセットされた交流信号である場合には、信号処理装置１は、当該電流信号ＳＧＭに基づいて、測定対象物ＳＴにおける異常を検出してよい。例えば、信号処理装置１は、電流信号ＳＧＭの値が所定の範囲内から逸脱した場合には、測定対象物ＳＴに異常が生じていると判定してよい。

【0029】

一例として、信号処理装置１は、電流信号ＳＧＭに基づいて測定対象物ＳＴにおける異常を検出する異常検出部（不図示）を、信号変換ユニット２０の内部に有していてよい。別の例として、信号処理装置１は、当該異常検出部を信号変換ユニット２０の外部に有していてもよい。

【0030】

第２変換部２２は、任意の種類の電流・電圧変換回路を含んでいてよい。第２変換部２２は、第２電圧信号ＳＧ２を、オフセットされた交流電流に基づいて生成できるように構成されていてよい。図２の例では、第２変換部２２は、振幅８ｍＡの交流電流を、振幅１０Ｖの交流電圧に変換するように構成されている。

【0031】

以上の通り、センサ１０および信号変換ユニット２０によれば、振幅１０００Ａの交流電流（例：電気信号ＳＧ０）に対応する信号として、振幅１０Ｖの交流電圧（例：第２電圧信号ＳＧ２）が得られる。

【0032】

ところで、上述の通り、第１電圧信号ＳＧ１は、かなり微弱な電気信号となりうる。このため、第１電圧信号ＳＧ１に対するノイズの影響を低減するために、信号変換ユニット２０をセンサ１０の近傍に位置させることが好ましい。

【0033】

一例として、センサ１０と信号変換ユニット２０とは、スイッチギアの管路内に位置していてよい。センサ１０と信号変換ユニット２０との間の距離は、１０ｃｍ以下であってよく、好ましくは数ｃｍ以下であってよい。

【0034】

図１を再び参照する。マージングユニット３０は、ＡＤ（Analog-Digital）変換部３１と信号処理部３２と出力部３３とを有していてよい。図１の例では、プロセスバスＰＢを介して、出力部３３と外部演算装置９００とが接続されている。

【0035】

ＡＤ変換部３１は、アナログ信号としての第２電圧信号ＳＧ２を、信号変換ユニット２０から取得する。そして、ＡＤ変換部３１は、第２電圧信号ＳＧ２に対してＡＤ変換を行うことにより、当該第２電圧信号ＳＧ２をデジタル化する。本明細書では、第２電圧信号ＳＧ２がデジタル化された信号を、デジタル信号ＳＧ２Ｄと称する。このように、ＡＤ変換部３１は、第２電圧信号ＳＧ２に対してＡＤ変換を行うことにより、電気信号ＳＧ０に対応するデジタル信号（例：デジタル信号ＳＧ２Ｄ）を生成する。

【0036】

信号処理部３２は、デジタル信号ＳＧ２Ｄを、ＡＤ変換部３１から取得する。そして、信号処理部３２は、デジタル信号ＳＧ２Ｄに対する信号処理を行うことにより、電気信号ＳＧ０のサンプリングデータＳＭＰを生成する。信号処理部３２における信号処理の手法は、所定の通信規格（例：ＩＥＣ６１８５０）に合致したフォーマットを有するサンプリングデータＳＭＰを、デジタル信号ＳＧ２Ｄに基づいて生成できる限り、特に限定されない。

【0037】

一例として、信号処理部３２は、デジタル信号ＳＧ２Ｄに対する信号処理として、積分演算および補正演算を行うことにより、サンプリングデータＳＭＰを生成してよい。積分演算は、上述の微分波形から電気信号ＳＧ０を導出（復元）するための演算の例である。

【0038】

出力部３３は、サンプリングデータＳＭＰを、信号処理部３２から取得する。出力部３３は、プロセスバスＰＢを介して、サンプリングデータＳＭＰを信号処理装置１の外部に出力する。したがって、例えば、出力部３３は、プロセスバスＰＢを介して、サンプリングデータＳＭＰを外部演算装置９００に出力してよい。出力部３３は、上述の通信規格に合致するように設計されていてよい。これにより、出力部３３は、当該通信規格に従って、プロセスバスＰＢを介して、サンプリングデータＳＭＰを外部演算装置９００に出力できる。

【0039】

以上の通り、電力設備１０００では、測定対象物ＳＴに生じる電気信号ＳＧ０のサンプリングデータＳＭＰが、信号処理装置１によって得られる。したがって、外部演算装置９００は、信号処理装置１から供給されたサンプリングデータＳＭＰに基づいて、測定対象物ＳＴの状態を監視できる。一例として、外部演算装置９００は、サンプリングデータＳＭＰに基づいて、測定対象物ＳＴにおける異常を検出してよい。

【0040】

（信号処理装置１の効果）
信号処理装置１の効果の説明に先立ち、比較例としての信号処理装置１ｒについて説明する。信号処理装置１ｒは、従来の信号処理装置（例：従来の電子式変成器）の一例である。図３は、信号処理装置１ｒの構成例を示す。図３は、図１と対になる図である。

【0041】

図３に示す通り、信号処理装置１ｒは、センサ１０とマージングユニット３０との間に位置する信号変換ユニット２０を有していない。このため、信号処理装置１ｒでは、センサ１０からマージングユニット３０へと第１電圧信号ＳＧ１が供給される。

【0042】

上述の通り、第１電圧信号ＳＧ１は、かなり微弱な電気信号となりうる。このため、信号処理装置１ｒでは、第１電圧信号ＳＧ１に対するノイズの影響を低減するために、マージングユニット３０をセンサ１０の近傍に位置させることが望まれる。このことから、信号処理装置１ｒでは、マージングユニット３０の配置の自由度がそれほど高くない。

【0043】

また、信号処理装置１ｒにおける第１電圧信号ＳＧ１は、マージングユニット３０が受け付け可能な電圧であることを要する。それゆえ、信号処理装置１ｒでは、センサ１０の設計の自由度が、マージングユニット３０の設計仕様によって制限される。このため、信号処理装置１ｒでは、センサ１０の設計の自由度もそれほど高くない。

【0044】

その一方、信号処理装置１は、センサ１０とマージングユニット３０との間に位置する信号変換ユニット２０を有している。それゆえ、第１電圧信号ＳＧ１よりも大きい振幅を有する第２電圧信号ＳＧ２が、信号処理装置１では、信号変換ユニット２０からマージングユニット３０へと供給される。このように、信号処理装置１によれば、従来とは異なる手法によってマージングユニットに電圧信号を供給できる。

【0045】

信号変換ユニット２０は、センサ１０とマージングユニット３０との間に位置する中継装置としての役割を果たす。このため、信号処理装置１では、信号処理装置１ｒとは異なり、マージングユニット３０をセンサ１０の近傍に位置させなくともよい。したがって、信号処理装置１では、信号処理装置１ｒに比べ、マージングユニット３０の配置の自由度が高い。

【0046】

また、信号処理装置１では、第２電圧信号ＳＧ２が、マージングユニット３０が受け付け可能な電圧であればよい。このため、信号処理装置１における第１電圧信号ＳＧ１の大きさは、マージングユニット３０の設計仕様によって制限されない。したがって、信号処理装置１では、信号処理装置１ｒに比べ、センサ１０の設計の自由度も高い。

【0047】

〔実施形態２〕
図４は、実施形態２における信号処理装置１Ａの構成例を示す。図４に示す通り、信号処理装置１Ａは、センサ１０に替えて、センサ１０Ａを有している。実施形態２では、実施形態１とは異なり、電気信号ＳＧ０が、測定対象物ＳＴに印加される電圧である場合を例示する。したがって、センサ１０Ａは、電圧センサであってよい。一例として、センサ１０Ａは、ＶＴ（Voltage Transformer）であってよい。

【0048】

センサ１０Ａは、測定対象物ＳＴに印加される電圧に対応する第１電圧信号ＳＧ１を出力する。一例として、センサ１０Ａは、容量分圧方式のＶＴであってよい。容量分圧方式のＶＴは、ＣＶＴ（Capacitor VT）とも称される。当業者にとって既知の通り、容量分圧方式のＶＴは、測定対象物ＳＴに印加される電圧の微分波形を、第１電圧信号ＳＧ１として出力する。

【0049】

当業者であれば明らかである通り、実施形態２における電気信号ＳＧ０も、かなり大きい振幅を有しうる。一例として、実施形態２における電気信号ＳＧ０の振幅は、数万Ｖ程度である。実施形態２では、センサ１０Ａによって、当該電気信号ＳＧ０が、より微弱な電気信号である第１電圧信号ＳＧ１へと変換される。実施形態２における第１電圧信号ＳＧ１の振幅も、数ｍＶ以上かつ数Ｖ以下であってよい。

【0050】

以上の通り、本開示の一態様における測定対象物に生じる電気信号は、電流であってもよいし、あるいは電圧であってもよい。本開示の一態様に係るセンサは、当該電気信号に対応する第１電圧信号を出力できればよい。

【0051】

〔実施形態３〕
図５は、実施形態３における信号処理システム１００の構成例を示す。信号処理システム１００は、本発明の一態様に係る信号処理装置（例：信号処理装置１）と、当該信号処理装置の外部に位置しているサブ信号変換ユニット１２０とを備えている。図５の例では、信号処理システム１００は、表示装置１９０をさらに備えている。

【0052】

図５に示す通り、サブ信号変換ユニット１２０は、信号処理装置１のセンサ１０に対して、当該信号処理装置１の信号変換ユニット２０と並列に接続されている。したがって、サブ信号変換ユニット１２０は、センサ１０から第１電圧信号ＳＧ１を取得できる。

【0053】

信号処理装置１におけるセンサ１０は、パッシブなコンポーネントであるので、故障が生じるおそれは比較的低いと考えられる。その一方、信号処理装置１における信号変換ユニット２０およびマージングユニット３０の各部は、例えば電子部品などによって具現化されているので、故障が生じるおそれがセンサ１０に比べて高いと考えられる。

【0054】

あるいは、信号処理装置１の各部に故障が生じていなくとも、マージングユニット３０と外部演算装置９００とを接続するプロセスバスＰＢに故障が生じることも考えられる。プロセスバスＰＢは、デジタル信号（例：上述のサンプリングデータＳＭＰ）を送信する信号線であるので、故障が生じるおそれが一般的なアナログ信号線に比べて高いと考えられる。さらに別の例として、信号処理装置１およびプロセスバスＰＢに故障が生じていなくとも、外部演算装置９００に故障が生じることも考えられる。

【0055】

以上のことから、例えば図１の構成例では、センサ１０よりも下流に位置する一部のコンポーネントに故障が生じた場合、例えば電力設備１０００における作業者に、外部演算装置９００を通じて測定対象物ＳＴの状態を把握させることができなくなる。図１の構成例において生じうるこのような不利益を踏まえ、図５の例では、サブ信号変換ユニット１２０がさらに設けられている。

【0056】

図５の例におけるサブ信号変換ユニット１２０は、センサ１０から取得した第１電圧信号ＳＧ１を、モニタ信号へと変換するように構成されていればよい。モニタ信号は、例えば表示装置１９０におけるモニタリングに適した信号であればよい。

【0057】

したがって、サブ信号変換ユニット１２０における、第１電圧信号ＳＧ１に対する変換の様式は、特に限定されない。サブ信号変換ユニット１２０は、信号変換ユニット２０と同様の様式で第１電圧信号ＳＧ１を変換してもよいし、信号変換ユニット２０とは別の様式で第１電圧信号ＳＧ１を変換してもよい。

【0058】

実施形態３では、サブ信号変換ユニット１２０が、信号変換ユニット２０と同様の様式で第１電圧信号ＳＧ１を変換する場合を例示する。したがって、図５の例におけるサブ信号変換ユニット１２０は、第１サブ変換部１２１と第２サブ変換部１２２とを備えている。

【0059】

図５に示す通り、第１サブ変換部１２１は、センサ１０から第１電圧信号ＳＧ１を取得する。図５の例における第１サブ変換部１２１は、実施形態１の信号変換ユニット２０における第１変換部２１と対になるコンポーネントである。

【0060】

したがって、一例として、第１サブ変換部１２１は、センサ１０から取得した第１電圧信号ＳＧ１を、サブ電流信号ＳＧＭ＿ＳＵＢに変換する。例えば、第１サブ変換部１２１は、振幅１０ｍＶの交流電圧を、オフセット値１２ｍＡかつ振幅８ｍＡの交流電流に変換するように構成されている（実施形態１における第１変換部２１についての説明を参照）。このように、サブ電流信号ＳＧＭ＿ＳＵＢも、上述の電流信号ＳＧＭと同じく、オフセットされた交流信号でありうる。

【0061】

図５の例における第２サブ変換部１２２は、実施形態１の信号変換ユニット２０における第２変換部２２と対になるコンポーネントである。したがって、第２サブ変換部１２２は、第１サブ変換部１２１の下流に位置している。一例として、第２サブ変換部１２２は、第１サブ変換部１２１から取得したサブ電流信号ＳＧＭ＿ＳＵＢを、第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢへと変換する。例えば、第２サブ変換部１２２は、振幅８ｍＡの交流電流を、振幅１０Ｖの交流電圧に変換するように構成されている。（実施形態１における第２変換部２２についての説明を参照）。

【0062】

以上の通り、図５の例におけるサブ信号変換ユニット１２０は、センサ１０から取得した第１電圧信号ＳＧ１を、当該第１電圧信号ＳＧ１よりも大きい振幅を有する第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢへと変換する。当該第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢは、上述のモニタ信号の一例である。このように、サブ信号変換ユニット１２０は、モニタ信号としての第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢを生成できる。

【0063】

実施形態１の例から理解できる通り、サブ電流信号ＳＧＭ＿ＳＵＢへの変換を介して、第１電圧信号ＳＧ１を第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢへと変換することにより、サブ信号変換ユニット１２０内の信号伝送時におけるノイズの影響が低減された第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢを得ることができる。

【0064】

第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢは、電気信号ＳＧ０に対応している。したがって、一例として、サブ信号変換ユニット１２０は、生成した第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢを、表示装置１９０に出力してよい。これにより、電力設備１０００における作業者は、外部演算装置９００を通じて測定対象物ＳＴの状態を把握することができなくなった場合であっても、表示装置１９０に表示された第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢを視認することにより、測定対象物ＳＴの状態を概略的に把握できる。

【0065】

このため、実施形態３では、信号変換ユニット２０、マージングユニット３０、プロセスバスＰＢ、および外部演算装置９００の少なくともいずれかに故障が生じた場合であっても、作業者に、表示装置１９０を通じて測定対象物ＳＴの状態を概略的に把握させた上で、電力設備１０００における所定の作業（例：スイッチギアの操作）を行わせることができる。このように、実施形態３によれば、電力設備１０００における作業の安全性を高めることができる。

【0066】

図５の例では、サブ信号変換ユニット１２０は、所定の信号の実効値を導出する実効値導出部１２３をさらに備えている。実施形態３において、実効値導出部１２３は、モニタ信号としての第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢを第２サブ変換部１２２から取得し、当該第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢの実効値を導出する。したがって、サブ信号変換ユニット１２０は、モニタ信号の実効値を出力することもできる。

【0067】

測定対象物ＳＴの状態を作業者に概略的に把握させるだけであれば、モニタ信号の波形を当該作業者に必ず提示しなくともよいと考えられる。そこで、例えば、サブ信号変換ユニット１２０は、モニタ信号の実効値を、表示装置１９０に出力してもよい。この場合、表示装置１９０は、当該実効値を表示する。表示装置１９０を通じて作業者に当該実効値を提示することにより、当該作業者に測定対象物ＳＴの状態をより端的に把握させることができる。

【0068】

ところで、上述の図２の例との対応性から理解できる通り、実施形態３における第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢの波形は、電気信号ＳＧ０の微分波形に相当する。ただし、第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢの実効値を導出するだけであれば、第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢの波形から、電気信号ＳＧ０の波形を復元することは不要である。

【0069】

したがって、サブ信号変換ユニット１２０では、第２サブ電圧信号ＳＧ２＿ＳＵＢの波形から、電気信号ＳＧ０の波形を復元するための所定の演算（例：積分）は不要である。このため、サブ信号変換ユニット１２０は、比較的単純な構成によって実現できる。

【0070】

以上の通り、実施形態３によれば、信号変換ユニット２０、マージングユニット３０、プロセスバスＰＢ、および外部演算装置９００の少なくともいずれかの故障に対するバックアップを、比較的単純な構成によって実現できる。

【0071】

〔ソフトウェアによる実現例〕
電力設備１０００（以下では、便宜的に「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0072】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0073】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0074】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の一態様の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0075】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0076】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る信号処理装置は、電力設備内の測定対象物に生じる電気信号に対応する第１電圧信号を出力するセンサと、上記電力設備内のプロセスバスに接続可能なマージングユニットと、上記センサと上記マージングユニットとの間に位置している信号変換ユニットと、を備えており、上記信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号を、上記第１電圧信号よりも大きい振幅を有する第２電圧信号へと変換し、上記第２電圧信号を上記マージングユニットに供給する。

【0077】

本発明の態様２に係る信号処理装置では、上記態様１において、上記信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号を電流信号へと変換してよく、上記電流信号を上記第２電圧信号へと変換してよい。

【0078】

本発明の態様３に係る信号処理装置では、上記態様２において、上記電流信号は、オフセットされた交流信号であってよい。

【0079】

本発明の態様４に係る信号処理装置は、上記態様３において、上記電流信号に基づいて、上記測定対象物における異常を検出してよい。

【0080】

本発明の態様５に係る信号処理装置では、上記態様１から４のいずれか１つにおいて、上記センサは、ロゴスキーコイル方式のＣＴであってよく、上記電気信号は、上記測定対象物に流れる電流であってよい。

【0081】

本発明の態様６に係る信号処理装置では、上記態様１から４のいずれか１つにおいて、上記センサは、分圧方式のＶＴであってよく、上記電気信号は、上記測定対象物に印加される電圧であってよい。

【0082】

本発明の態様７に係る信号処理装置では、上記態様１から６のいずれか１つにおいて、上記センサと上記信号変換ユニットとの間の距離は、１０ｃｍ以下であってよい。

【0083】

本発明の態様８に係る信号処理装置では、上記態様１から７のいずれか１つにおいて、上記マージングユニットは、アナログ信号としての上記第２電圧信号に対してＡＤ変換を行うことにより、上記電気信号に対応するデジタル信号を生成してよく、上記デジタル信号に対する信号処理を行うことにより、上記電気信号のサンプリングデータを生成してよく、上記プロセスバスを介して、上記サンプリングデータを上記信号処理装置の外部に出力してよい。

【0084】

本発明の態様９に係る信号処理システムは、請求項１から８のいずれか１つに係る信号処理装置と、上記信号処理装置の外部に位置しているサブ信号変換ユニットと、を備えていてよく、上記サブ信号変換ユニットは、上記センサに対して、前記信号変換ユニットと並列に接続されていてよく、上記サブ信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号を、モニタ信号へと変換してよい。

【0085】

本発明の態様１０に係る信号処理システムでは、上記態様９において、上記サブ信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号を、上記第１電圧信号よりも大きい振幅を有する第２サブ電圧信号へと変換することにより、上記モニタ信号としての上記第２サブ電圧信号を生成してよい。

【0086】

本発明の態様１１に係る信号処理システムでは、上記態様１０において、上記サブ信号変換ユニットは、上記センサから取得した上記第１電圧信号をサブ電流信号へと変換してよく、上記サブ電流信号を上記第２サブ電圧信号へと変換してよい。

【0087】

〔付記事項〕
本発明の一態様は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の一態様の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0088】

１、１Ａ 信号処理装置
１０ センサ（ロゴスキーコイル方式のＣＴ）
１０Ａ センサ（容量分圧方式のＶＴ）
２０ 信号変換ユニット
２１ 第１変換部
２２ 第２変換部
３０ マージングユニット
３１ ＡＤ変換部
３２ 信号処理部
３３ 出力部
１００ 信号処理システム
１２０ サブ信号変換ユニット
１２１ 第１サブ変換部
１２２ 第２サブ変換部
９００ 外部演算装置
１０００ 電力設備
ＳＧ０ 電気信号
ＳＧ１ 第１電圧信号
ＳＧ２ 第２電圧信号
ＳＧＭ 電流信号（オフセットされた交流信号）
ＳＴ 測定対象物
ＰＢ プロセスバス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】