(57)【要約】【課題】非有効接地系に設置された変圧器が遮断器により遮断された際の残留磁束を正確に算出することを可能とし、抵抗体付き遮断器等の設備を付加するような遮断器の大型化を図らずに、３相分の変圧器に単相型遮断器三台で電源投入した際に生じる励磁突入電流を抑制可能とした変圧器の励磁突入電流抑制装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】３相電源の線間の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、遮断器が変圧器を遮断した際に、当該変圧器の１次側の線間の残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、算出された線間の定常磁束と、同じ線間の算出された残留磁束の極性及び大きさが一致する位相を検出する位相検出手段と、を備え、投入制御手段が、この位相検出手段により検出された位相において上記線間に接続された２相の前記遮断器を投入し、その後、残る１相の前記遮断器を投入する。【選択図】図１
2010004686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線がＹ結線もしくはΔ結線され、２次巻線又は３次巻線がΔ結線された３相変圧器を３相の各遮断器により３相電源に投入することで励磁開始時に生じる励磁突入電流を抑制する変圧器の励磁突入電流抑制装置において、
前記３相電源の線間の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記遮断器が前記変圧器を遮断した際に、当該変圧器の前記１次側の線間の残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、
前記定常磁束算出手段により算出された定常磁束と前記残留磁束算出手段により算出された残留磁束を入力し、線間毎に極性及び大きさが一致する位相を検出する位相検出手段と、
前記位相検出手段により検出された前記位相で、前記極性及び大きさが一致する前記線間に接続された２相の前記遮断器を投入し、その後、残る１相の前記遮断器を投入する投入制御手段と、
を備えたことを特徴とする変圧器の励磁突入電流抑制装置。
【請求項２】
前記定常磁束算出手段は、前記３相電源の各相電圧を線間電圧に変換し、当該線間電圧を積分することにより線間の定常磁束を算出することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の励磁突入電流抑制装置。
【請求項３】
前記定常磁束算出手段は、前記３相電源の各線間電圧を直接計測し、当該線間電圧を積分することにより線間の定常磁束を算出することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の励磁突入電流抑制装置。
【請求項４】
前記残留磁束算出手段は、前記３相変圧器の２次側又は３次側のΔ結線された巻線の各相の対地電圧を測定し、当該測定された対地電圧を積分することにより前記１次側の線間の残留磁束を算出することを特徴とする請求項１に記載の変圧器の励磁突入電流抑制装置。
【請求項５】
１次巻線がＹ結線もしくはΔ結線され、２次巻線又は３次巻線がΔ結線された３相変圧器を３相の各遮断器により３相電源に投入することで励磁開始時に生じる励磁突入電流を抑制する変圧器の励磁突入電流抑制装置において、
前記３相電源の線間の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記遮断器が前記変圧器を遮断した際に、当該変圧器の前記１、２、３次側のいずれかの線間の残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、
前記遮断器に対して開極指令を行う指令手段と、
前記指令手段からの指令により前記遮断器の前記開極位相を一定間隔に制御する開極位相制御手段と、
前記開極位相制御手段により制御された一定間隔の開極位相において前記遮断器を開極させる開極出力手段と、
前記開極出力手段を通じて開極した前記遮断器の開極位相と、その際の前記残留磁束算出手段により算出される線間の残留磁束との関係を計測し保持する計測保持手段と、
前記計測保持手段により保持された前記線間の残留磁束が所定値の当該線間において、この線間の前記定常磁束と前記残留磁束の極性及び大きさが一致する位相を検出する位相検出手段と、
前記位相検出手段により検出された前記位相で、前記極性及び大きさが一致する前記線間に接続された２相の前記遮断器を投入し、その後、残る１相の前記遮断器を投入する投入制御手段と、
を備えたことを特徴とする変圧器の励磁突入電流抑制装置。
【請求項６】
前記投入制御手段は、前記２相の遮断器を投入後、所定時間後に当該２相の線間電圧の零点で残る１相の前記遮断器を投入することを特徴とする請求項１又は５に記載の変圧器の励磁突入電流抑制装置。
【請求項７】
１次巻線がＹ結線もしくはΔ結線され、２次巻線又は３次巻線がΔ結線された３相変圧器を３相の各遮断器により３相電源に投入することで励磁開始時に生じる励磁突入電流を抑制する変圧器の励磁突入電流抑制装置の制御方法において、
前記３相電源の線間の定常磁束を算出し、
前記遮断器が前記変圧器を遮断した際に、当該変圧器の前記１次側の線間の残留磁束を算出し、
前記線間の定常磁束と当該線間の残留磁束の極性及び大きさが一致する位相を検出し、
前記極性及び大きさの一致が検出された前記位相で、前記極性及び大きさが一致する前記線間に接続された２相の前記遮断器を投入し、その後、残る１相の前記遮断器を投入することを特徴とする変圧器の励磁突入電流抑制装置の制御方法。
【請求項８】
１次巻線がＹ結線もしくはΔ結線され、２次巻線又は３次巻線がΔ結線された３相変圧器を３相の各遮断器により３相電源に投入することで励磁開始時に生じる励磁突入電流を抑制する変圧器の励磁突入電流抑制装置の制御方法において、
前記３相電源の線間の定常磁束を算出し、
前記遮断器が前記変圧器を遮断した際に、当該変圧器の前記１、２、３次側のいずれかの線間の残留磁束を算出し、
前記遮断器に対する開極指令により前記遮断器の前記開極位相を一定間隔に制御し、
前記制御された一定間隔の開極位相において前記遮断器を開極させ、
前記開極した前記遮断器の開極位相と、その際の線間の残留磁束との関係を計測し保持し、
前記保持された前記線間の残留磁束が所定値の当該線間において、この線間の定常磁束と残留磁束の極性及び大きさが一致する位相を検出し、
前記極性及び大きさの一致が検出された前記位相で、前記極性及び大きさが一致する前記線間に接続された２相の前記遮断器を投入し、その後、残る１相の前記遮断器を投入することを特徴とする変圧器の励磁突入電流抑制装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器を電源に投入する際に生じる励磁突入電流を抑制する技術に係り、特に、残留磁束を正確に算出し、抵抗体付き遮断器等の設備を付加することなく、励磁突入電流を抑制可能な変圧器の励磁突入電流抑制装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器の鉄心に残留磁束がある状態において、当該変圧器を電源に投入することにより無負荷励磁を行うと、過渡的に大きな励磁突入電流が流れることがあり、この励磁突入電流の大きさは一般的に変圧器の定格負荷電流の数倍以上に達する。そのため、当該励磁突入電流が流れることにより系統電圧は変動し、その電圧変動が大きい場合には需要者に影響を与えるおそれがある。
【０００３】
そこで、従来では、この励磁突入電流を抑制する方法として、例えば、並置された二つの主遮断器のうちの一方と並列に、投入抵抗と接点とを直列に接続してなる抵抗体付き遮断器を接続し、当該抵抗体付き遮断器を二つの主遮断器の主接点に先行して投入させる励磁突入電流の抑制方法が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００４】
また、直接接地系の３相変圧器を３台の単相型遮断器で投入する際、任意の１相を先行投入し、その後に残りの２相を投入させる励磁突入電流の抑制方法も提案されている（非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−７５１４５号公報
【特許文献２】特許３８０４６０６号公報
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．２ ２００１“Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｉｎｒｕｓｈ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載されているような、投入抵抗と接点とを直列に接続してなる抵抗体付き遮断器による励磁突入電流の抑制方法では、通常の遮断器に対して抵抗体付き遮断器を特別に付加する必要があるため、遮断器全体としての大型化は否めない。
【０００６】
また、上記非特許文献１に記載されているような、有効接地系の変圧器に対して、単相型、すなわち各相操作型遮断器で投入するときの励磁突入電流の抑制方法では、非有効接地系の変圧器に対して生じる励磁突入電流を抑制できないという欠点がある。具体的には、非有効接地系に設置された無負荷変圧器を励磁するために各相操作型遮断器で投入する場合、遮断器を１相投入しただけでは変圧器巻線に電圧が引加されず、遮断器の第２、３相投入時には３相同時投入と同じ条件となってしまい、励磁突入電流を抑制できないでいた。
【０００７】
なお、変圧器への電源投入時の励磁突入電流の抑制には、変圧器鉄心の磁気飽和との関係から、変圧器を遮断した際の残留磁束の大きさを把握しておくことが必要不可欠である。しかしながら、上記のような、非有効接地系に設置された無負荷変圧器を励磁するために各相操作型遮断器で投入する場合に、この無負荷変圧器に流れる励磁電流を遮断器がその零点で遮断すると、第１相遮断後に零相電圧が発生し、第２、３相遮断後には当該零相電圧が直流電圧となって変圧器に残留する。
【０００８】
そのため、遮断器で遮断する側の変圧器各端子の対地電圧を測定していると、遮断後に上記直流電圧が計測されるので、各端子の対地電圧を積分した場合に変圧器鉄心の残留磁束が正確に求められない。
【０００９】
例えば、図３では、非有効接地系変圧器を遮断した際の１次端子電圧に直流電圧が発生する現象を示している。特に、図３（ｂ）、（ｃ）によれば、１次側がＹ結線でその中性点が非接地の変圧器を、遮断器で遮断した際の変圧器１次対地電圧、対地電圧を積分して算出した磁束が示されている。なお、図３（ｂ）の通り、遮断器が電流を遮断した後には、変圧器１次側対地電圧に直流電圧が発生している。Ｙ結線された中性点の電圧も同じになる。
【００１０】
ここで、変圧器の端子電圧４〜６を積分することで遮断後の残留磁束を算出すると、発生した直流電圧を積分することになり、図３（ｃ）のように、各相の残留磁束３３〜３５は時間と共に増加し最終的に発散してしまう。つまり、変圧器の端子電圧４〜６を積分して磁束を算出したのでは、残留磁束が正確に算出できないでいた。
【００１１】
本発明は、上記課題を解消するために提案されたものであって、その目的は、電力系統に設置された変圧器、特に非有効接地系に設置された変圧器が遮断器により遮断された際の残留磁束を正確に算出することを可能とし、抵抗体付き遮断器等の設備を付加するような遮断器の大型化を図らずに、３相分の変圧器に単相型遮断器三台で電源投入した際に生じる励磁突入電流を抑制可能とした変圧器の励磁突入電流抑制装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するために、本発明は、１次巻線がＹ結線もしくはΔ結線され、２次巻線又は３次巻線がΔ結線された３相変圧器を３相の各遮断器により３相電源に投入することで励磁開始時に生じる励磁突入電流を抑制する変圧器の励磁突入電流抑制装置において、前記３相電源の線間の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、前記遮断器が前記変圧器を遮断した際に、当該変圧器の前記１次側の線間の残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、前記定常磁束算出手段により算出された定常磁束と前記残留磁束算出手段により算出された残留磁束を入力し、線間毎に極性及び大きさが一致する位相を検出する位相検出手段と、前記位相検出手段により検出された前記位相で、前記極性及び大きさが一致する前記線間に接続された２相の前記遮断器を投入し、その後、残る１相の前記遮断器を投入する投入制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記定常磁束算出手段は、前記３相電源の各相電圧を線間電圧に変換し、当該線間電圧を積分することにより線間の定常磁束を算出し、あるいは、前記３相電源の各線間電圧を直接計測し、当該線間電圧を積分することにより線間の定常磁束を算出することを特徴とする点も本発明の一態様である。
【００１４】
さらに、本発明は、１次巻線がＹ結線もしくはΔ結線され、２次巻線又は３次巻線がΔ結線された３相変圧器を３相の各遮断器により３相電源に投入することで励磁開始時に生じる励磁突入電流を抑制する変圧器の励磁突入電流抑制装置において、前記３相電源の線間の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、前記遮断器が前記変圧器を遮断した際に、当該変圧器の前記１、２、３次側のいずれかの線間の残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、前記遮断器に対して開極指令を行う指令手段と、前記指令手段からの指令により前記遮断器の前記開極位相を一定間隔に制御する開極位相制御手段と、前記開極位相制御手段により制御された一定間隔の開極位相において前記遮断器を開極させる開極出力手段と、前記開極出力手段を通じて開極した前記遮断器の開極位相と、その際の前記残留磁束算出手段により算出される線間の残留磁束との関係を計測し保持する計測保持手段と、前記計測保持手段により保持された前記線間の残留磁束が所定値の当該線間において、この線間の前記定常磁束と前記残留磁束の極性及び大きさが一致する位相を検出する位相検出手段と、前記位相検出手段により検出された前記位相で、前記極性及び大きさが一致する前記線間に接続された２相の前記遮断器を投入し、その後、残る１相の前記遮断器を投入する投入制御手段と、を備えたことを特徴とする点も包含する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような本発明によれば、抵抗体付き遮断器等の設備を付加するような遮断器の大型化を図らずに、３相分の変圧器を単相型遮断器三台で電源に投入した際に生じる励磁突入電流を抑制可能とした変圧器の励磁突入電流抑制装置及びその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［１．第１の実施形態］
次に、第１の実施形態に係る変圧器の励磁突入電流抑制装置の構成及び作用効果を図１〜５を参照して以下に説明する。なお、図１は、３相変圧器、３相の遮断器及び各遮断器の主接点に対して投入指令を行う投入制御装置の接続関係を示すブロック図であり、図２は、変圧器を投入するための遮断器の極間電圧、電源相電圧、線間電圧、線間の定常磁束と残留磁束の関係を示す波形図である。
【００１７】
また、図３は、非有効接地系変圧器を遮断した際の１次端子電圧に直流電圧が発生する現象を示す図である。図４は、３.３ｋＶ−４１５Ｖ−３００ｋＶＡの変圧器をＹ−Δ結線に接続し、非有効接地系の条件を模擬して、２０の投入目標でＵ相及びＶ相の遮断器２００が投入され、その後、４０の投入目標で残るＷ相の遮断器２００が投入された場合の変圧器の１次端子の対地電圧、線間電圧、線間の磁束及び変圧器の励磁電流の変化を算出した波形図である。図５は、非有効接地系において前記変圧器に１相の遮断器のみ投入後の残る２相の遮断器の極間電圧の変化を示す波形図である。
【００１８】
[１．１．構成]
図１の通り、１００は、電力系統の母線（電源母線とも言う）であり、２００は、３相の遮断器であって各相操作型である。３００は、３相遮断器２００によって電源母線１００に投入又は遮断される３相変圧器であり、一例として、その１次巻線３０１及び２次巻線３０２はＹ結線され、３次巻線３０３はΔ結線されている。なお、Ｚｎ１、Ｚｎ２は、それぞれ１次巻線３０１、２次巻線３０２の中性点を接地するためのインピーダンスである。
【００１９】
４００は、前記電源母線１００の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）電圧を計測するための計器用変圧器（ＶＴ）等で構成された電源電圧計測用機器であり、５００は、３相変圧器３００の１次側各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）端子電圧を計測するためのＶＴ等で構成された変圧器端子電圧計測用機器である。また、６００は、遮断器２００の主接点に対して投入指令を出力する投入制御装置であり、例えばＣＰＵを備えたディジタル演算装置で構成されている。
【００２０】
この投入制御装置６００において、６０１は、ＶＴ等の電源電圧計測用機器４００により出力された各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の電源電圧を取り込み計測する電源電圧計測手段である。６０２は、この電源電圧計測手段６０１により計測された各相電圧を線間電圧に変換し、それを積分して各線間の磁束を算出する定常磁束算出手段である。
【００２１】
６０３は、変圧器端子電圧計測用機器（ＶＴ）５００により出力された各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の変圧器端子電圧を取り込んで計測する変圧器端子電圧計測手段であり、６０４は、この変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を線間電圧に変換し、それを積分することで各線間の磁束を算出する残留磁束算出手段である。
【００２２】
６０５は、各線間（ＵＶ、ＶＷ、ＷＵ相）毎に前記定常磁束算出手段６０２からの出力信号及び残留磁束算出手段６０４からの出力信号が入力され、これら各線間の定常磁束と残留磁束とが同一の極性及び大きさとなる位相を検出する位相検出手段である。また、この位相検出手段６０５は、後述する投入指令制御手段６０６により２相の遮断器２００が先行投入されると、その２相の線間電圧が同時に零となる時点の位相を検出する。
【００２３】
６０６は、この位相検出手段６０５からの出力信号が３相分入力されることで、２相の遮断器２００を先行投入し、残り１相を遅らせて投入するよう遮断器２００の主接点を駆動する操作機構に対して指令を下す投入指令制御手段である。
【００２４】
［１．２．作用］
次に、上述した構成を有する第１の実施形態の作用の一例を図２を参照して以下に説明する。なお、図２によれば、４〜６は、電源の各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）電圧であり、前記電源電圧計測手段６０１により各相電圧を計測する場合に各相電圧４〜６が計測される。７〜９は、４〜６を変換した各線間電圧であり、１０〜１２は、前記各線間電圧７〜９を積分して算出した各線間の定常磁束である。
【００２５】
また、一定直線で描いた１３〜１５は、前記残留磁束算出手段６０４により算出された三相変圧器３００の１次側の各線間（ＵＶ、ＶＷ、ＷＵ間）の残留磁束である。なお、図２の例では、変圧器ＵＶ間の残留磁束１３が正極性で最大であり、ＶＷ間の残留磁束１４及びＷＵ間の残留磁束１５が負極性でそれぞれ同じ値（残留磁束１３の半分）の状態を示している。
【００２６】
まず、電源電圧計測手段６０１により電源電圧計測用機器４００を通じて電源母線１００の各相電圧４〜６が計測され、そして、定常磁束算出手段６０２が、各相電圧４〜６を各線間電圧７〜９に変換し、それを積分することにより各線間ＵＶ、ＶＷ及びＷＵの磁束１０〜１２を算出している。なお、この各相電圧４〜６を積分することで各相の定常時の磁束を算出し、各相の磁束を線間の磁束１０〜１２に変換することも可能である。
【００２７】
変圧器端子電圧計測手段６０３は、変圧器端子電圧計測用機器５００を通じて１次側の各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の変圧器端子電圧を計測し、そして、残留磁束算出手段６０４が、この変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を各線間ＵＶ、ＶＷ及びＷＵの電圧に変換し、それを積分することで各線間の残留磁束１３〜１５を算出する。なお、変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を積分することで各相の残留磁束を算出し、各相の残留磁束を線間の残留磁束１３〜１５に変換することも可能である。
【００２８】
そして、位相検出手段６０５は、各線間毎の前記定常磁束算出手段６０２からの出力信号及び残留磁束算出手段６０４からの出力信号を受け取り、得られた線間の定常磁束と変圧器３００の１次側各線間の残留磁束とが同一の極性及び大きさになる位相を検出する。図２において、線間の残留磁束が最も大きいＵＶ間で見れば、線間の定常磁束１０と残留磁束１３の交点は２０の時点であるため、位相検出手段６０５はこの２０の時点を検出する。
【００２９】
また、この位相検出手段６０５は、後述する投入指令制御手段６０６により２相の遮断器２００が先行投入されると、その２相の線間電圧が同時に零となる時点の位相を検出する。つまり、図４で言えば、投入される遮断器２００のＵ相及びＶ相の線間電圧が同時に零となる４０の時点の位相を検出する。
【００３０】
そして、投入指令制御手段６０６は、位相検出手段６０５により検出された線間の定常磁束と残留磁束が同一の極性及び大きさとなる位相において、当該残留磁束の線間に接続された２相の遮断器２００を先行投入する。すなわち、投入指令制御手段６０６は、２０の時点において遮断器２００のＵ相及びＶ相を２相同時に投入する。そして、投入指令制御手段６０６は、残り１相であるＷ相の遮断器２００を４０の時点において投入する。
【００３１】
［１．３．効果］
（ａ）以上のような第１の実施形態では、上述した図３（ｂ）、（ｃ）による、遮断器が電流を遮断した後に変圧器の１次側の対地電圧に直流電圧が発生し、これを積分すると残留磁束が発散することでその影響から残留磁束が正確に算出できないとした従来技術とは異なり、直流電圧の影響は現れず、磁束が発散せずに残留磁束を正確に求めることが可能である。具体的には、図３（ｄ）、（ｅ）の通り、第１の実施形態では、対地電圧を直接積分することで残留磁束を算出しているのではなく、当該対地電圧から線間電圧を求め積分することで線間残留磁束を算出している。あるいは、対地電圧を積分することで残留磁束を求めたとしても、これから線間残留磁束を算出している。
【００３２】
より詳細に説明すると、図３（ｂ）の直流電圧２５から明らかなように、遮断器遮断後の変圧器１次各相の対地電圧は同じ大きさの直流電圧となっている。ここで、例えばＵＶ間の線間電圧は、Ｕ相対地電圧からＶ相対地電圧を引き算したものであり、線間電圧７〜９は１次側の対地電圧の差分から算出されるため、上記のような直流電圧の影響は現れない。つまり、直流電圧の影響が現れない線間電圧を積分すれば、磁束が発散しない残留磁束１３〜１５を算出することが可能である。
【００３３】
そのため、第１の実施形態のように、線間電圧を積分して線間の定常磁束と残留磁束との関係を求めれば、変圧器が遮断された後に発生する直流電圧、すなわち中性点電圧の影響を受けずに、その後に、遮断器２００を投入する定常磁束と残留磁束が同極性となる位相を正確に決定することが可能である。
【００３４】
なお、図３では、変圧器中性点のインピーダンスがない状態を示しており、非有効接地系において変圧器中性点に大きな値の抵抗等のインピーダンスが接続される場合があるが、この場合でも変圧器中性点に直流電圧は現れる。そのため、上記のような第１の実施形態によれば、線間電圧を積分して線間の定常磁束と残留磁束との関係を求めることで、中性点電圧の影響を受けずに遮断器２００を投入する投入位相を正確に決定することが可能である。
【００３５】
（ｂ）このような影響もあり、第１の実施形態によれば、図４に示すように、大きな励磁突入電流を抑制することが可能である。図４は、上述した通り、３.３ｋＶ−４１５Ｖ−３００ｋＶＡの変圧器をＹ−Δ結線に接続し、非有効接地系の条件を模擬して、２０の投入目標でＵ相及びＶ相の遮断器２００を投入し、その後４０の投入目標で残るＷ相の遮断器２００が投入した際の変圧器３００の１次側端子の対地電圧、線間電圧、線間の磁束及び変圧器励磁電流の変化を示す波形図である。なお、図４においては、線間の残留磁束は図２と同様であり、すなわちＵＶ間が正極性で最大であり、ＶＷ間及びＷＵ間の残留磁束は負極性でＵＶ間の残留磁束の１／２としている。
【００３６】
図４によれば、投入目標である２０の時点においてＵ相及びＶ相の遮断器２００が同時投入された後では、変圧器３００にごく少量の励磁電流３７、３８が流れている。すなわち、Ｕ相及びＶ相の励磁電流のみが流れており、Ｗ相の励磁電流は流れていない。またその後に、４０の時点において残るＷ相の遮断器２００が投入されると、Ｗ相にも励磁電流３９が流れる。
【００３７】
具体的には、投入目標２０において、遮断器２００のＵ相及びＶ相が２相投入された後、変圧器３００のＵ相、Ｖ相端子間には、線間電圧√３ｅの電圧が引加されることになる。すなわち、Ｗ相は電圧が引加されないため、変圧器Ｕ相の巻線及びＶ相の巻線には√３ｅ／２の電圧が引加されることになる。このことは、図３に示した対地電圧波形４、５にも示されている。
【００３８】
そのため、図４の通り、２０から４０の時点間の励磁電流は小さく、さらに４０の時点以降においても３相電圧が引加されるが、励磁電流は最大で２．５Ａ程度であり、励磁突入電流を大きく抑制できている。
【００３９】
（ｃ）上記で示したような、変圧器３００を投入するための遮断器２００の極間電圧、電源相電圧、線間電圧、線間の定常磁束と残留磁束の関係を示す波形図である図２によれば、投入目標である２０の時点において、Ｕ相の遮断器２００の極間電圧１は、波高値付近の高電圧を示している。しかしながら、Ｖ相の遮断器２００の極間電圧２は、ほぼ零を示しており、これでは、Ｕ相に対してＶ相の投入時間が遅れてしまい、遮断器２００が２相同時に投入できないという懸念が生じる。
【００４０】
ここで、図５では、３.３ｋＶ−４１５Ｖ−３００ｋＶＡの変圧器をＹ−Δ結線に接続した条件において、１相だけ遮断器２００が投入状態となった際の他相の電圧変化を算出した波形図を示している。Ｕ相の遮断器２００が投入された場合では、Ｖ相の極間電圧４１、Ｗ相の極間電圧４２に示すように、他相の極間電圧は過渡振動に伴い急な立上りで大きくなる。
【００４１】
すなわち、図２に示したような第１の実施形態の場合においても、２０の時点で１相だけ遮断器２００が投入された後には、他相の極間電圧は過渡振動を伴い急な立上りで大きくなる。これは、非投入相の変圧器端子と遮断器２００間の漂遊の静電容量３５０が、投入相の電圧によって充電される点に起因し、過渡振動が収束した後の各相の極間電圧は、√３p.u.の大きさとなる。
【００４２】
以上のことから、図２の投入目標である２０の時点において、遮断器２００を２相投入させる際では、１相の遮断器の投入による先行放電に伴い、電気的に投入状態となった後に、すぐに他相も先行放電により投入状態となるので、遮断器２００の２相投入の時間差をより小さくすることが可能である。
【００４３】
また、図２によれば、２２は、遮断器２００の投入時の上記先行放電の電圧であるプレアーク発生電圧を示している。上述したように、遮断器２００の極間に電圧が引加された状態で遮断器２００を投入される場合には、遮断器２００の接点が機械的に接触する前にプレアークと呼ばれる先行放電が発生することにより電気的な投入状態となる。なお、プレアークが発生する電圧は、遮断器２００の接点間距離が大きいほど大きいため、図２のプレアーク発生電圧２２に示す通り、時間に対して右下がりのものとなっている。
【００４４】
［１．４．第１の実施形態に関する他の実施形態］
なお、上記第１の実施形態によれば、定常磁束算出手段６０２は、電源電圧計測手段６０１により計測された各相電圧を線間電圧に変換し、それを積分して各線間の磁束を算出するが、本発明は、電源電圧計測手段６０１により計測された各相電圧を積分することで各相の定常時の磁束を算出し、各相の磁束を線間の磁束に変換する実施形態も包含する。また、ＶＴ等の電源電圧計測用機器４００では、機器内で対地電圧を線間電圧に変換する機能を有しているものもあるため、この場合、定常磁束算出手段６０２で線間電圧に変換する必要はない。
【００４５】
上記第１の実施形態によれば、残留磁束算出手段６０４は、変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を線間電圧に変換し、それを積分することで各線間の磁束を算出するが、変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を積分することで変圧器３００各端子の残留磁束を算出し、それを線間の残留磁束に変換する実施形態も本発明は包含する。また、ＶＴ等の変圧器端子電圧計測用機器内５００で対地電圧を線間電圧に変換する場合には、残留磁束算出手段６０４を通じて線間電圧に変換する必要はない。
【００４６】
なお、上記第１の実施形態では、図４の通り、残り１相の投入時点４０を、先行の２相投入から約２サイクル後として例示しているが、先行の２相投入から半サイクル後とする実施形態も本発明は包含する。この４０の時点は、ＥＭＴＰをはじめとするソフトウェアを用いた解析や実際の変圧器を用いた測定を事前に実施することで予め適切に設定することが可能である。
【００４７】
また、上記図２及び５で示されたプレアーク発生電圧には、一般的にばらつきがよく存在し、また、遮断器２００を投入する場合においても、操作機構の動作ばらつき等に起因する投入時間のばらつきが発生する。ここで、図２によれば、前記プレアーク発生電圧のばらつき及び遮断器２００の投入時間の動作ばらつきを含めたプレアーク発生電圧は、２３のように示される。
【００４８】
そのため、上記のようなばらつきの特性を予め取得しておくことにより、遮断器２００を投入する位相の制御を行う投入制御装置６００において、当該ばらつきの特性を考慮した補正を行い、投入位相を制御する実施形態も本発明は包含する。なお、図２の通り、遮断器２００の投入時点が２３の範囲で示されるようなプレアーク発生電圧のばらつきを有する場合であっても、線間の定常磁束と残留磁束との差が著しく大きくならないため、上記実施形態により大きな励磁突入電流を抑制可能とする点に支障はない。
【００４９】
［２．第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る変圧器の励磁突入電流抑制装置を図６を参照して以下に説明する。なお、図６は、図２の波形図のうち、遮断器２００を投入する時点を変更した図である。
［２．１．構成］
第２の実施形態では、３相変圧器３００、３相遮断器２００、及び投入制御装置６００の接続関係は前記第１の実施形態と同様であるため、下記の点以外、前記第１の実施形態と構成を共通にする。
第２の実施形態は、３相変圧器３００の各線間の中で残留磁束の最も大きな線間において、定常磁束と残留磁束の極性及び大きさが一致する位相として、図２による２０の時点とは別の２０´の時点を、遮断器２００の２相投入の目標点とするように投入制御装置６００を設定した形態である。
【００５０】
具体的には、投入制御装置６００内の位相検出手段６０５において、各線間（ＵＶ、ＶＷ、ＷＵ相）毎に前記定常磁束算出手段６０２からの出力信号及び残留磁束算出手段６０４からの出力信号が入力されると、これにより得られた線間の定常磁束と残留磁束とが同一の極性及大きさになる二番目の位相を検出するよう設定される。もちろん、二番目に限定するものではなく、定常磁束と残留磁束とが同一の極性及大きさに他の時点の位相を検出することも可能である。
【００５１】
［２．２．作用］
次に、上述した構成を有する第２の実施形態の作用の一例を以下に説明する。
まず、第１の実施形態と同様に、電源電圧計測手段６０１により電源電圧計測用機器４００を通じて各相電圧４〜６が計測され、そして、定常磁束算出手段６０２が、各相電圧４〜６を各線間電圧７〜９に変換し、それを積分することにより各線間の磁束１０〜１２を算出する。なお、この各相電圧４〜６を積分することで各相の定常時の磁束を算出し、各相の磁束を線間の磁束１０〜１２に変換することも可能である。
【００５２】
変圧器端子電圧計測手段６０３は、変圧器端子電圧計測用機器５００を通じて各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の変圧器３００の端子電圧を計測し、そして、残留磁束算出手段６０４が、この変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を各線間電圧に変換し、それを積分することで各線間の残留磁束１３〜１５を算出する。なお、変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を積分することで各相の残留磁束を算出し、各相の残留磁束を線間の残留磁束１３〜１５に変換することも可能である。
【００５３】
そして、第２の実施形態の特徴として、位相検出手段６０５は、各線間毎の前記定常磁束算出手段６０２からの出力信号及び残留磁束算出手段６０４からの出力信号を受け取り、得られた線間の定常磁束と変圧器３００各線間の残留磁束とが同一の極性及び大きさになる二番目の地点の位相を検出する。図６の通り、線間の残留磁束が最も大きいＵＶ間で見れば、ＵＶ間の定常磁束と残留磁束の交点は２０、２０´の時点であり、二番目の時点として２０´が位相検出手段６０５により検出される。
【００５４】
そして、投入指令制御手段６０６は、位相検出手段６０５により検出された同一の極性及び大きさとなる二番目の時点の位相において、２相の遮断器２００を先行投入する。すなわち、図６によれば、投入指令制御手段６０６は、２０´の時点において遮断器２００のＵ相及びＶ相を２相同時に投入する。
【００５５】
また、位相検出手段６０５は、投入指令制御手段６０６により２相の遮断器２００が先行投入されると、その２相の線間電圧が同時に零となる時点の位相を検出する。つまり、投入される遮断器２００のＵ相及びＶ相の線間電圧が同時に零となる４０の時点の位相を検出する。そして、投入指令制御手段６０６は、残り１相であるＷ相の遮断器２００をこの４０の時点において投入する。
【００５６】
［２．３．効果］
上記のような、線間の定常磁束と残留磁束の極性及び大きさが一致する二番目の時点において２相の遮断器２００を投入する第２の実施形態であっても、第１の実施形態と同様の理由から、大きな励磁突入電流を抑制することが可能である（図示しない）。
【００５７】
また、第２の実施形態では、図６に示した通り、非有効接地系変圧器においても、線間の定常磁束と残留磁束の２箇所の交点のうち、二番目の交点である２０´の時点を２相の遮断器２００の投入目標とすることができるので、遮断器２００の投入目標設定の自由度を向上させることが可能となる。
【００５８】
例えば、従来技術で示した非特許文献１の方式に従い、有効接地系変圧器に遮断器を投入する場合は、遮断器を１相投入し、その後、残りの２相の遮断器を投入する。ここで、先に投入する１相の遮断器の投入位相の決定に関して、特許文献２によれば、プレアーク放電による電気的な投入を考慮することで、図７の通り、当該投入位相の範囲が５０と示されている。
【００５９】
なお、図７によれば、１次巻線が中性点接地された変圧器を投入する際の、投入第１相の投入位相決定が説明されている（特許文献２参照）。すなわち、特許文献２によれば、この５０の範囲においては、プレアークのばらつきや遮断器の動作ばらつきが存在しても、投入時点の定常磁束と残留磁束の差を小さくすることを可能とする。
【００６０】
しかしながら、図７の通り、定常磁束と残留磁束の交点、すなわち、当該定常磁束と残留磁束とが同一の極性及び大きさの時点は、５１の範囲にも存在し、この５１の範囲では、プレアークのばらつきや遮断器の動作ばらつきを考慮すると、定常磁束と残留磁束との差が大きくなるため、投入目標とするのは不適切である。すなわち、この５１の範囲を遮断器の投入目標として投入した場合には、定常磁束と残留磁束との差分から大きな励磁突入電流が発生する可能性がある。
【００６１】
この点、本発明の第２の実施形態によれば、上述した通り、非有効接地系において、定常磁束と残留磁束の２箇所の交点のうち、いずれかを投入目標とすることが可能であり、投入目標設定の自由度を向上させることができる。
【００６２】
また、上述した図６の通り、第２の実施形態では、遮断器２００の投入目標である２０’の時点においてＵＶ間の定常磁束１０と残留磁束１３が一致するが、当該２０´の時点では、遮断器２００のＶ相の極間電圧２が波高値付近を示し、Ｕ相の極間電圧１がほぼ０を示している。しかしながら、前記第１の実施形態と同様の理由から、１相の先行放電によって投入状態となった後すぐに他相も先行放電により電気的投入状態となるので、遮断器２００の２相投入を行うことは可能である。
【００６３】
［２．４．第２の実施形態に関する他の実施形態］
なお、上記のような第２の実施形態によれば、投入制御装置６００内の位相検出手段６０５が、得られた線間の定常磁束と残留磁束とが同一の極性及大きさとなる二番目の位相を検出しているが、本発明は下記のような実施形態も包含する。
【００６４】
具体的には、位相検出手段６０５は、各線間（ＵＶ、ＶＷ、ＷＵ相）毎に前記定常磁束算出手段６０２からの出力信号及び残留磁束算出手段６０４からの出力信号が入力されると、線間の定常磁束と残留磁束とが同一の極性及大きさとなる時点をすべて、あるいは予め設定しておいた所定数検出する。そして、投入指令制御手段６０６が、投入指令制御手段６０６は、位相検出手段６０５により検出された同一の極性及び大きさとなる位相のうち、所望の時点、例えば図６で言えば、定常磁束と残留磁束の二番目の交点である２０´の時点を選択し、当該選択された時点において２相の遮断器２００を先行投入する実施形態も本発明は包含する。
【００６５】
［３．第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る変圧器の励磁突入電流抑制装置を図８を参照して以下に説明する。なお、図８は、１次Ｙ側相電圧及び線間電圧と、２次もしくは３次Δ側の対地電圧及び線間電圧の位相関係を示している。
【００６６】
［３．１．構成］
第３の実施形態では、３相変圧器３００、３相の遮断器２００、及び投入制御装置６００の接続関係は前記第１の実施形態と同様であるため、下記の点以外、前記第１の実施形態と構成を共通にする。
第３の実施形態は、変圧器１次Ｙ側に電圧分圧装置が設置されず、変圧器端子電圧計測用機器５００を通じて変圧器端子電圧計測手段６０３により１次Ｙ側の変圧器端子電圧を計測できない場合であっても、２次、あるいは３次のΔ結線側の対地電圧を計測することで１次Ｙ側の線間電圧を算出可能とする形態である。
【００６７】
具体的には、変圧器１次Ｙ側に電圧分圧装置が設置されない場合でも、残留磁束算出手段６０４が、変圧器端子電圧計測手段６０３により計測されたΔ側の対地電圧を、変圧器３００のＹ側とΔ側の相順関係に伴い、極性を反転、あるいは同一のままとすることで、１次Ｙ側の線間電圧を求め、それを積分することにより線間の残留磁束を算出するといった構成を有している。
【００６８】
［３．２．作用］
次に、上述した構成を有する第３の実施形態の作用の一例を図８を参照して以下に説明する。
【００６９】
まず、第１の実施形態と同様に、電源電圧計測手段６０１により電源電圧計測用機器４００を通じて各相電圧４〜６が計測され、そして、定常磁束算出手段６０２が、各相電圧４〜６を各線間電圧７〜９に変換し、それを積分することにより各線間の磁束１０〜１２を算出する。なお、この各相電圧４〜６を積分することで各相の定常時の磁束を算出し、各相の磁束を線間の磁束１０〜１２に変換することも可能である。
【００７０】
ここで、第３の実施形態では、変圧器端子電圧計測手段６０３が、変圧器端子電圧計測用機器５００を通じてΔ側の対地電圧を計測する。そして、残留磁束算出手段６０４は、この変圧器端子電圧計測手段６０３により計測されたΔ側の対地電圧の極性を３相とも反転させることで１次Ｙ側の線間電圧を求める。
【００７１】
特に、Ｙ側とΔ側の相順関係が＋３０度の図８（ａ）によれば、例えば、Δ側Ｗ相対地電圧６５は、１次Ｙ側ＶＷ間線間電圧８とベクトルの向きが逆になっている。また、Δ側Ｖ相対地電圧６４とＹ側ＵＶ間線間電圧７の関係、及び、Δ側Ｕ相対地電圧６３とＹ側ＷＵ間線間電圧９の関係も同様に、ベクトルの向きが逆になっている。そのため、変圧器端子電圧計測手段６０３によりΔ側の対地電圧を計測し、残留磁束算出手段６０４によりその電圧の極性を３相とも反転させることで、当該Δ側の対地電圧は１次Ｙ側の線間電圧と同じ位相になる。
【００７２】
さらに、この残留磁束算出手段６０４は、この１次Ｙ側の線間電圧を積分することで線間磁束を算出する。なお、これ以降の処理は、上述した第１の実施形態に係る処理と同様なので説明を省略する。
【００７３】
一方、Ｙ側とΔ側の相順関係が−３０度の図８（ｂ）によれば、例えば、Δ側Ｖ相対地電圧６４は、１次Ｙ側ＵＶ間線間電圧７とベクトルが同じ向きになっている。また、Δ側Ｕ相対地電圧６３とＹ側ＷＵ間線間電圧８との関係と、Δ側Ｗ相対地電圧６５とＹ側ＶＷ間線間電圧８の関係も同様に、ベクトルが同じ向きとなっている。
【００７４】
そのため、変圧器端子電圧計測手段６０３によりΔ側の対地電圧を計測し、残留磁束算出手段６０４が、その電圧の極性を３相とも同極性とすることで１次Ｙ側の線間電圧と同じ位相となる。これ以降の処理は、上記と同様である。
【００７５】
［３．３．効果］
上記のような第３の実施形態によれば、変圧器１次側に電圧分圧装置が設置されず、変圧器端子電圧計測手段６０３により１次Ｙ側の端子電圧が計測できない場合であっても、Δ側の対地電圧を計測し、その電圧をもとに１次側各線間の磁束を算出することが可能である。そのため、このような状況下においても、前記第１の実施形態と同様に、遮断器２００の投入目標を設定することができ、大きな励磁突入電流が流れるのを抑制することが可能である。
【００７６】
なお、前記第１、２の実施形態で述べた変圧器３００の遮断後に生じる直流電圧、すなわち中性点電圧が問題となるが、この中性点電圧は零相電圧であり、Δ側には何ら影響しない。そのため、Δ側の対地電圧を計測し３相の極性を調整することで１次Ｙ側の線間電圧を求め、さらに積分することによって、１次Ｙ側の対地電圧を計測し線間電圧を求め、さらに積分して磁束を算出したものと同じ結果を取得することができる。
【００７７】
［４．第４の実施形態］
次に、第４の実施形態に係る変圧器の励磁突入電流抑制装置を図９及び１０を参照して以下に説明する。なお、図９は、３相変圧器、３相の遮断器及び投入・開極制御装置の接続関係を示すブロック図であり、図１０は、単相変圧器３台をＹ結線−Δ結線に接続し、その３相分の変圧器を遮断器で遮断した場合の線間の残留磁束を、開極位相に応じて算出した一例を示す図である。
【００７８】
［４．１．構成］
第４の実施形態では、図９の通り、電源母線１００、３相の遮断器２００、電源電圧計測用機器４００は、第１の実施形態に係る図１の構成と共通するが、下記のような３相変圧器３００の構成、投入制御装置６００から変更した投入・開極制御装置６００Ａの構成、変圧器端子電圧計測用機器５００を設けずに取り外し可能な変圧器端子電圧計測装置５００Ａの構成を有する点で当該第１の実施形態と相違する。
【００７９】
第４の実施形態において、３相変圧器３００は、一例として、その１次巻線３０１がＹ結線され、２次巻線３０２がΔ結線され、３次巻線３０３がΔ結線されている。
【００８０】
また、第４の実施形態では、通常の運用状態において３相変圧器３００の１次側端子、２次側端子又は３次側端子のいずれに対しても変圧器端子電圧計測用機器５００が設けられていない。その代わりに、１次側端子に当該端子電圧を計測する取り外し可能な変圧器端子電圧計測装置５００Ａが接続される。
【００８１】
この変圧器端子電圧計測装置５００Ａは、後述するが、通常の運用状態においては取り外し、図１０に相当する線間の残留磁束の特性を測定する際に接続する。なお、恒久的に変圧器端子電圧計測装置５００Ａを設置することも可能であり、この変圧器端子電圧計測装置５００Ａを２次、あるいは３次側端子に接続することも可能である。
【００８２】
また、第４の実施形態では、投入制御装置６００から変更した投入・開極制御装置６００Ａにおいて、変圧器端子電圧計測装置５００Ａからの出力電圧が入力され、後述するが、遮断器２００を複数回遮断し、図１０に相当する遮断器の開極位相に対する変圧器各線間の残留磁束の特性を予め測定する点に特徴を有している。この投入・開極制御装置６００Ａは、前記投入制御装置６００の電源電圧計測手段６０１〜投入指令制御手段６０６の構成を共通にするが、新たに、開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７（本発明の「指令手段」、「計測保持手段」に対応する）、開極位相制御手段６０８及び開極指令出力手段６０９（本発明の「開極出力手段」に対応する）を備えている。
【００８３】
この開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７は、変圧器端子電圧計測装置５００Ａを仮接続した状態で遮断器２００を複数回遮断するよう、後述する開極位相制御手段６０８に対して指令を下す。さらに、当該開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７は、遮断器２００が複数回遮断する際の開極位相を変圧器端子電圧計測手段６０３を通じて取得し、また、残留磁束算出手段６０４からのその際の線間の残留磁束を取得することで、当該遮断位相と線間の残留磁束の関係を計測し保持する機能を有している。
【００８４】
開極位相制御手段６０８は、電源電圧計測手段６０１からの出力と、開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７からの遮断器２００の開極指令が入力され、遮断器２００の主接点の開極位相を一定間隔に制御する機能を有している。そして、開極指令出力手段６０９は、開極位相制御手段６０８により一定間隔に制御した開極位相によって遮断器２００の主接点を駆動する操作機構に対して、開極指令を出力する。
【００８５】
［４．２．作用］
次に、上述した構成を有する第４の実施形態の作用の一例を図１０を参照して以下に説明する。なお、電力系統に遮断器２００及び変圧器３００を一旦設置した後は、当該電力系統の回路条件（図９の場合、電源母線１００から３相変圧器３００までの回路条件）が常に同じであるため、遮断器２００が遮断する際の位相を一定にしておくことで、３相変圧器３００各線間の残留磁束の値も一定であるとする。
【００８６】
まず、第４の実施形態では、３相変圧器３００の通常の運用状態において、１次側端子、２次側端子又は３次側端子のいずれにも変圧器端子電圧計測用機器５００が設置されていないため、変圧器端子電圧計測装置５００Ａを仮接続した状態で遮断器２００を複数回遮断し、図１０に相当する遮断器２００の開極位相に対する変圧器各線間の残留磁束の特性を予め計測する。
【００８７】
具体的には、変圧器端子電圧計測装置５００Ａが、例えば３相変圧器３００の１次側端子に仮接続された状態において、開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７は、遮断器２００を複数回遮断するよう開極位相制御手段６０８に対して指令を下す。
【００８８】
開極位相制御手段６０８は、開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７からの遮断器２００の遮断指令を取得すると、遮断器２００の主接点の開極位相を所定値に制御する。そして、開極指令出力手段６０９は、開極位相制御手段６０８により制御した所定値の開極位相により遮断器２００の主接点を駆動する操作機構に対して開極指令を出力する。
【００８９】
遮断器２００が遮断されると、変圧器端子電圧計測装置５００Ａを通じて変圧器端子電圧計測手段６０３は、変圧器３００の１次側端子電圧を計測し、計測された電圧の開極位相が開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７に送られる。同時に、残留磁束算出手段６０４は、変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相の端子電圧を各線間電圧に変換し、それを積分することで各線間の残留磁束を算出する。なお、変圧器端子電圧計測手段６０３により計測された各相電圧を積分することにより各相の残留磁束を算出し、各相の残留磁束を線間の残留磁束に変換することも可能である。
【００９０】
そして、開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７は、変圧器端子電圧計測手段６０３により送られた電圧の開極位相を取得し、また、残留磁束算出手段６０４からの残留磁束を取得することで、当該開極位相と残留磁束の関係を計測し保持する。また、この開極位相・残留磁束関係計測保持手段６０７からの遮断器２００を複数回遮断する指令により、以上のような処理が繰り返され、図１０のような一定間隔の開極位相に応じて算出された変圧器各線間の残留磁束の特性を予め取得することができる。
【００９１】
そして、以上のような処理により予め得られた線間の残留磁束を使用して、前記第１の実施形態と同様の処理が行われる。すなわち、位相検出手段６０５は、各線間毎の前記定常磁束算出手段６０２からの定常磁束と、この予め取得した残留磁束とが同一の極性及び大きさとなる位相を検出し、投入指令制御手段６０６を通じて当該位相の時点で遮断器２００の２相投入が行われる。なお、この予め取得した残留磁束のうち、最大値、あるいは最小値を示す線間の当該残留磁束が、これ以降の上記第１の実施形態と同様な処理に使用される。
【００９２】
また、上記のような変圧器３００の各線間の残留磁束の特性を計測する処理では、開極位相と線間の残留磁束の関係が得られればよいので、図１０に示すような詳細な開極位相に応じた残留磁束の特性を測定する必要は必ずしもない。
【００９３】
［４．３．効果］
上記のような第４の実施形態によれば、遮断器２００が変圧器３００を遮断した後の残留磁束の特性は、変圧器端子電圧計測装置５００Ａを仮接続した状態で予め取得することができる。そのため、電源電圧計測用機器４００の電圧情報があれば、変圧器端子電圧計測用機器５００が設置されていなくても３相変圧器３００の定常磁束を算出でき、この定常磁束と取得しておいた線間の残留磁束とにより、遮断器２００の位相投入制御が可能となる。
【００９４】
すなわち、変電所において母線等には、必ず母線電圧の計測装置等の電源電圧計測用機器４００が設置されているため、この電源電圧計測用機器４００の電圧情報があれば、変圧器端子電圧計測用機器５００が設置されていなくても、変圧器の定常磁束を算出することができ、予め取得しておいた線間の残留磁束との関係で、前記第１の実施形態が有する大きな励磁突入電流が流れるのを抑制可能といった効果を奏することができる。
【００９５】
なお、上記の通り、線間の残留磁束の特性は予め取得できているので、遮断の都度、３相変圧器３００の端子電圧が計測できなくても、残留磁束と定常磁束との関係を得ることができ、各線間の残留磁束を推定することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施形態における３相変圧器、３相遮断器及び投入制御装置の接続関係を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態における３相の電源相電圧、線間電圧、線間の定常磁束、線間の残留磁束及び遮断器の極間電圧と、２相の遮断器の投入目標の関係を示す波形図。
【図３】本発明の第１の実施形態並びに従来技術における、非有効接地系の３相変圧器を遮断した後に変圧器中性点に直流電圧が発生し、変圧器端子電圧を積分することにより磁束が発散することを示す波形図。
【図４】本発明の第１の実施形態における励磁突入電流の抑制効果を示す波形図。
【図５】本発明の第１の実施形態における非有効接地系の３相変圧器投入において、１相の遮断器が投入された際の他相の電圧変化を説明する波形図。
【図６】本発明の第２の実施形態における３相の電源相電圧、線間電圧、線間の定常磁束、線間の残留磁束及び遮断器極間電圧と、２相の遮断器の投入目標の関係を示す波形図。
【図７】従来技術の直接接地系変圧器を投入する際の遮断器投入第１相の位相決定方法の説明図。
【図８】本発明の第３の実施形態における変圧器１次側及び２次側の対地電圧、線間電圧の関係を示す図。
【図９】本発明の第４の実施形態における３相変圧器、３相遮断器及び開極・投入制御装置の接続関係を示すブロック図。
【図１０】本発明の第４の実施形態における単相変圧器３台をＹ結線−Δ結線に接続し、遮断器で遮断した際の遮断位相と各線間の残留磁束の関係を示す波形図。
【符号の説明】
【００９７】
１…遮断器極間電圧Ｕ相
２…遮断器極間電圧Ｖ相
３…遮断器極間電圧Ｗ相
４…電源相電圧Ｕ相
５…電源相電圧Ｖ相
６…電源相電圧Ｗ相
７…ＵＶ間線間電圧
８…ＶＷ間線間電圧
９…ＷＵ間線間電圧
１０…ＵＶ間線間電圧を積分した定常磁束
１１…ＶＷ間線間電圧を積分した定常磁束
１２…ＷＵ間線間電圧を積分した定常磁束
１３…ＵＶ線間の残留磁束
１４…ＶＷ線間の残留磁束
１５…ＷＵ線間の残留磁束
２０…遮断器２相投入目標点
２１…プレアーク及び動作ばらつきによる投入目標点のばらつき
２２…プレアーク放電電圧
２３…プレアーク放電電圧のばらつき、
２５…中性点電圧
３０…変圧器Ｕ相磁束
３１…変圧器Ｖ相磁束
３２…変圧器Ｗ相磁束
３３…変圧器Ｕ相残留磁束
３４…変圧器Ｖ相残留磁束
３５…変圧器Ｗ相残留磁束
３７…変圧器励磁電流Ｕ相
３８…変圧器励磁電流Ｖ相
３９…変圧器励磁電流Ｗ相
４０…残り１相遮断器投入目標点
４１…２０の時点で遮断器２００のＵ相が投入した際のＶ相の電圧
４２…２０の時点で遮断器２００のＵ相が投入した際のＷ相の電圧
５０…プレアークを考慮した投入目標範囲
５１…定常磁束と残留磁束の交点を含む遮断器の投入不適切範囲
５２…遮断器極間電圧
５３…定常磁束
５４…残留磁束
６０…変圧器Δ側ＵＶ間電圧
６１…変圧器Δ側ＶＷ間電圧
６２…変圧器Δ側ＷＵ間電圧
６３…変圧器Δ側Ｕ相対地電圧
６４…変圧器Δ側Ｖ相対地電圧
６５…変圧器Δ側Ｗ相対地電圧
７０…開極位相に応じたＵＶ間線間残留磁束
７０…開極位相に応じたＵＶ間線間残留磁束
７１…開極位相に応じたＶＷ間線間残留磁束
７２…開極位相に応じたＷＵ間線間残留磁束
１００…電力系統（電源母線）
２００…遮断器
３００…三相変圧器
３０１…１次巻線
３０２…２次巻線
３０３…３次巻線
３５０…静電容量
４００…電源電圧計測用機器
５００…変圧器端子電圧計測用機器
５００Ａ…変圧器端子電圧計測装置
６００…投入制御装置
６００Ａ…投入・開極制御装置
６０１…電源電圧計測手段
６０２…定常磁束算出手段
６０３…変圧器端子電圧計測手段
６０４…残留磁束算出手段
６０５…位相検出手段
６０６…投入指令制御手段
６０７…開極位相・残留磁束関係計測保持手段
６０８…開極位相制御手段
６０９…開極指令出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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