この記事では、不平衡配電システムにおける電気ネットワークの位相伝播のより高度で実践的な例を見ていきます。伝播の仕組みにまだ慣れていない場合は、ぜひ 属性伝播と属性置換を探る 記事をお読みください。また、この動作の詳細については 属性伝播の使用 トピック(ArcGIS Online ヘルプ)をご覧ください。
伝播された値を観察する最も簡単な方法は、Update Subnetwork を実行して維持されるフィールドを通じてです。まず、そのプロセスがどのように伝播を強制するかを見ていきます。ArcGIS Enterprise 12.1 では、分析や可視化の目的で伝播された値やフロー方向をエクスポートできる機能が導入されました。詳細については、 Show Flow Arrows ArcGIS Pro SDK コミュニティサンプルをご参照ください。
サブネットワーク
前の記事で見たように、ユーティリティネットワークはネットワークを辿りながら位相値を伝播します。有効な位相を持つフィーチャはサブネットワークの一部となり、そうでない場合は非通電状態になります。前の記事で示した例は単純な線形例でしたが、伝播の実装は分岐経路やループも管理します。つまり、個々の位相が分かれて下流で再び合流する場合、システムは結合された位相を伝播できます。
位相が分かれて再結合する例。
位相の分割と結合により、電線内の個々の位相が異なる方向に進み、線路がループし不確定なフローになることがあります。
値の伝播に失敗するフィーチャは伝播バリアと呼ばれ、非通電として扱われます。伝播バリアは他のバリアとは異なり、トレースの Include Barriers Feature 設定に関わらずサブネットワークに含まれません。
A 相上のデバイスは下流すべてのフィーチャの位相を A 相に制限します。
伝播バリアおよびその下流のフィーチャはサブネットワークの一部ではありません。これは無効な位相を持つフィーチャを非通電として迅速に特定できる重要な品質保証手段です。
A 相デバイス下流の B 相線路は非通電になります。
品質保証のもう一つ重要な点は、一部のみ通電しているフィーチャ(部分的に位相があるとも呼ばれる)を探すことです。これらは一つ以上の位相が通電していないフィーチャであり、それでもサブネットワークには属しますが、その下流のフィーチャは非通電になる可能性があります。機器上の Phases フィールドと Phases Energized フィールドを比較することで部分的に位相があるフィーチャを識別できます。
単相デバイス下流の三相線路では、そのうち一つだけが通電されます。
単純なフィーチャで位相と Update Subnetwork の動作を見たので、端子を持つデバイスの場合の動作例を見てみましょう。
端子
トレース、バリア、および伝播は端子付きデバイスを通過するときに異なる動作をします。つまり、開いたスイッチや変圧器の位相は、そのデバイスを通過するときのみトレースに影響します。
このため、単相変圧器を中電圧導体と直列に描くことができます。単相配電変圧器の位相は中電圧三相導体には影響しません。なぜならそれは変圧器の高圧側に接続されているからです。低圧導体上の位相は変圧器の位相によって決まり、高圧側と低圧側端子間で伝わる位相のみ受け取ります。
変圧器高圧側の位相は変圧器自体を通過しないため制限されません。
この状況は変圧器には適していますが、端子付き他デバイスの場合には考慮すべき点です。タップライン用保護機器表現にはいくつか方法がありますが、お勧めはメインラインからオフセットしてタップライン上に配置し、地図上でどちらの線路が保護されているか明確に示す方法です。ただし、端子付きデバイスで端子が正しく接続されていればメインラインとタップライン交差点に描くことも可能です。単相デバイスがタップライン保護の場合、メインラインは一方端子へ接続しタップラインはもう一方端子へ接続すべきです。先述した三相線路上単相スイッチ例で端子によってメインラインとタップライン接続管理すると、位相が正しくなることがわかります。
端子はまたメインライン上の位相制限なしにタップライン保護・隔離機器表現にも使えます。
スイッチや保護機器に端子がなくても位相制限させたくない場合どうしますか? Subnetwork Tap ネットワークカテゴリをデバイスまたはジャンクション資産タイプに割り当てることで実現できます。このカテゴリ割当済み資産タイプでは、中間点で描画されても位相制限しません。ただし、その資産タイプは必ず少なくとも一本の線路中間点上になければなりません。以下はジャンクションフィーチャ(subnetwork tap)によるメインラインとタップライン接続例です。
Subnetwork tap は端子なしでも導体中間点描画時に位相制限しないようにできます。
上記例からわかるように subnetwork tap は端子なし機器やメインライン分割不要時にタップライン隔離・保護機器表現手段となります。このためメインライン上に subnetwork tap を追加し、その後タップライン上に機器配置します(下記例参照)。
subnetwork tap は端子なし隔離・保護機器と併用可能です。
端子尊重・subnetwork tap 利用・分割再結合可能な伝播理解を活用して次問題解決しましょう:三相線路直列設置された単相信号装置(リクロージャーやレギュレーターなど)モデル化方法。この場合装置迂回ジャンパーを現場モデル化し全三相信号装置下流利用可能確保します。そのため装置両端に subnetwork tap 作成し未保護二相信号装置迂回させ保護信号装置経由トレースさせます。
単相信号機器三相信号導体直列接続時には他二相信号迂回路作成必要です。
境界デバイス
二回路間存在するデバイスによる通電位相信号計算も興味深い状況です。この場合各回路それぞれ自身の位相信号伝播し共有フィーチャには各回路結合された信号受け渡されます。
最も一般的なのは二回路間三相信号開放デバイス例ですが、あまり一般的ではないものとして異なる回路間単相信号デバイスもあります。このような隣接回路異なる信号接続デバイスは稀ですがユーティリティネットワークでは正しくモデル化されています。
二つサブネットワーク間開放デバイス両方サブネットワーク所属となります。
類似問題として顧客が異なる回路所属二台変圧器接続する場合があります。この場合顧客・低圧導体・変圧器すべて複数回路所属として表示されます。ユーティリティネットワークでは顧客や各サブセット複数サブネットワーク接続対応していますが、多くの場合これは意図的設計より不良データ指標でしょう。
電気ネットワーク区間が二つ異なるサブネットワーク所属となることがありますが、多くの場合これはデータ品質問題指標です。
サブネットワーク名フィールド監視しタイデバイス以外複数回路所属導体や装置見つけたら調査してください!
結論
ArcGIS Utility Network によるトレースや分析についてもっと知りたい方はぜひ ArcGIS Utility Network による分析とトレース 学習シリーズをご覧ください。このシリーズにはトレース・サブネットワーク・ArcGIS Utility Network に慣れるための記事・動画・チュートリアル集があります。
特定ワークフロー解決方法について質問ある場合はぜひ ArcGIS Utility Network チャンネル(Esri Community サイト)へお越しください。このコミュニティには数千人以上アクティブメンバーがおり活発です。