(57)【要約】  遮断器などの電力用開閉機器を介して電力系統に接続された変圧器における過渡的な励磁突入電流の発生を抑制すること。残留磁束演算処理部５０ａは、各相ごとの変圧器電圧変化率を検出する電圧変化率検出部５２ａと、遮断器の開閉状態を検出する遮断器開閉状態識別部５１と、変圧器３０に残留する残留磁束を検出する残留磁束検出部５３とを備える。残留磁束検出部５３は、遮断器１０が開極状態にあると識別された期間に、検出された変圧器電圧変化率に基づいて残留磁束を再計算する否かを判定し、残留磁束の再計算が必要と判定したときには、残留磁束の再計算を行うとともに、再計算を行った残留磁束を新たな残留磁束として設定する。
2008136071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統と変圧器との間に接続され、該変圧器の遮断および励磁を行うために開閉制御される遮断器と、前記遮断器と前記変圧器との間の各相電圧を計測する電圧計測部と、前記電圧計測部が計測した変圧器電圧に基づいて前記変圧器に残留する残留磁束を検出する残留磁束検出部を含む残留磁束演算処理部と、前記残留磁束検出部が検出した残留磁束に基づいて前記遮断器の開閉タイミングを制御する制御部と、を備えた位相制御開閉装置において、
前記残留磁束演算処理部は、
前記電圧計測部によって計測された各相電圧を時間微分して得られる各相ごとの変圧器電圧変化率を検出する電圧変化率検出部と、
前記遮断器の開閉状態を検出する遮断器開閉状態識別部と、
を備え、
前記残留磁束検出部は、
前記遮断器開閉状態識別部によって前記遮断器が開極状態であると識別されている期間に、前記電圧変化率検出部が検出した変圧器電圧変化率に基づいて前記残留磁束を再計算する否かを判定し、再計算を行ったときの残留磁束を新たな残留磁束として設定することを特徴とする位相制御開閉装置。
【請求項２】
前記残留磁束検出部は、前記残留磁束の再計算を行う時刻を検出時刻として検出するとともに、前記電圧計測部によって計測された各相電圧の前記検出時刻前後の所定期間における計測データを用いて、前記残留磁束を算出することを特徴とする請求項１に記載の位相制御開閉装置。
【請求項３】
電力系統と変圧器との間に接続され、該変圧器の遮断および励磁を行うために開閉制御される遮断器と、前記遮断器と前記変圧器との間の各相電圧を計測する電圧計測部と、前記電圧計測部が計測した変圧器電圧に基づいて前記変圧器に残留する残留磁束を検出する残留磁束検出部を含む残留磁束演算処理部と、前記残留磁束検出部が検出した残留磁束に基づいて前記遮断器の開閉タイミングを制御する制御部と、を備えた位相制御開閉装置において、
前記残留磁束演算処理部は、前記電圧計測部によって計測された各相電圧を時間微分して得られる各相ごとの変圧器電圧変化率の１周期平均値を検出する電圧変化率検出部を備え、
前記残留磁束検出部は、
前記電圧変化率検出部が検出した変圧器電圧変化率の１周期平均値および所定第１の閾値に基づいて前記遮断器の開閉状態を閾値判定するとともに、前記遮断器が開極状態であると判定された場合に、前記電圧変化率検出部が検出した変圧器電圧変化率および前記所定第１の閾値とは異なる所定第２の閾値に基づいて前記残留磁束の再計算する否かを閾値判定し、再計算を行ったときの残留磁束を新たな残留磁束として設定することを特徴とする位相制御開閉装置。
【請求項４】
前記残留磁束検出部は、前記残留磁束の再計算を行う時刻を検出時刻として検出するとともに、前記電圧計測部によって計測された各相電圧の前記検出時刻前後の所定期間における計測データを用いて、前記残留磁束を算出することを特徴とする請求項３に記載の位相制御開閉装置。
【請求項５】
前記残留磁束演算処理部は、前記電圧変化率検出部が検出した変圧器電圧変化率、または前記電圧変化率検出部が検出した変圧器電圧変化率の１周期平均値の少なくとも一方が、所定期間において略一定値となる定常状態に移行した場合には、当該略一定値となった前記変圧器電圧変化率、または前記変圧器電圧変化率の１周期平均値のいずれか一方を基準値として同一の値に設定するとともに、該基準値をｘ倍（ｘ＞１を満たす実数）した値を、前記第１の閾値および前記第２の閾値として設定し直すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位相制御開閉装置。
【請求項６】
電力系統と変圧器との間に接続され、該変圧器の遮断および励磁を行うために開閉制御される遮断器と、前記遮断器と前記変圧器との間の各相電圧を計測する電圧計測部と、前記電圧計測部が計測した変圧器電圧に基づいて前記変圧器に残留する残留磁束を演算する残留磁束演算処理部と、前記残留磁束演算処理部が演算した残留磁束に基づいて前記遮断器の開閉タイミングを制御する制御部と、を備えた位相制御開閉装置における開閉極制御方法であって、
前記残留磁束演算処理部は、
前記電圧計測部によって計測された各相電圧を時間微分して得られる各相ごとの変圧器電圧変化率を検出する第１のステップと、
前記遮断器の開閉状態を判定する第２のステップと、
前記第２ステップによって前記遮断器が開極状態であると判定された場合に、前記第１ステップによって検出された変圧器電圧変化率に基づいて前記残留磁束を再計算する否かを判定する第３ステップと、
前記第３ステップによって前記残留磁束の再計算が必要と判定されたときに、該再計算された残留磁束を新たな残留磁束として設定する第４ステップと、
を含むことを特徴とする位相制御開閉装置における開閉極制御方法。
【請求項７】
電力系統と変圧器との間に接続され、該変圧器の遮断および励磁を行うために開閉制御される遮断器と、前記遮断器と前記変圧器との間の各相電圧を計測する電圧計測部と、前記電圧計測部が計測した変圧器電圧に基づいて前記変圧器に残留する残留磁束を演算する残留磁束演算処理部と、前記残留磁束演算処理部が演算した残留磁束に基づいて前記遮断器の開閉タイミングを制御する制御部と、を備えた位相制御開閉装置における開閉極制御方法であって、
前記残留磁束演算処理部は、
前記電圧計測部によって計測された各相電圧を時間微分して得られる各相ごとの変圧器電圧変化率の１周期平均値を検出する第１のステップと、
前記第１のステップによって算出された変圧器電圧変化率の１周期平均値および所定第１の閾値に基づいて前記遮断器の開閉状態を閾値判定する第２のステップと、
前記第２ステップによって前記遮断器が開極状態であると判定された場合に、前記第１ステップによって検出された変圧器電圧変化率の１周期平均値および前記所定第１の閾値とは異なる所定第２の閾値に基づいて前記残留磁束を再計算する否かを閾値判定する第３ステップと、
前記第３ステップによって前記残留磁束の再計算が必要と判定されたときに、該再計算された残留磁束を新たな残留磁束として設定する第４ステップと、
を含むことを特徴とする位相制御開閉装置における開閉極制御方法。
【請求項８】
前記残留磁束演算処理部は、
前記第１のステップによって検出された変圧器電圧変化率、または第１のステップによって検出された変圧器電圧変化率の１周期平均値の少なくとも一方が、所定期間において略一定値となる定常状態に移行した場合には、当該略一定値となった前記変圧器電圧変化率、または前記変圧器電圧変化率の１周期平均値のいずれか一方を基準値として設定するステップと、
前記基準値をｘ倍（ｘ＞１を満たす実数）した値を、前記第１の閾値および前記第２の閾値として同一の値に設定し直すステップと、
を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の位相制御開閉装置における開閉極制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器などの電力用開閉機器を介して電力系統に接続された変圧器における過渡的な励磁突入電流の発生を抑制する位相制御開閉装置および位相制御開閉装置における開閉極制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、遮断器を介して電力系統に接続された三相変圧器において、三相変圧器の遮断順序に基づいて変圧器各相の残留磁束を予測するとともに、その予測残留磁束に応じた最適なタイミングで遮断器を閉極動作させることにより、過渡的な電圧、電流の発生を最小限に抑制するようにした位相制御開閉装置があった（例えば下記特許文献１）。【０００３】
また、遮断器が開極指令を受けた場合に、この開極指令をトリガにして、開極指令を受けた前後の各相の遮断器の変圧器側に設けられた電圧計測部より計測された電圧値に基づいて変圧器各相の残留磁束を計算するとともに、その残留磁束に応じた最適なタイミングで遮断器を閉極動作させることにより、過渡的な電圧、電流の発生を最小限に抑制するようにした位相制御開閉装置があった（例えば下記特許文献２）。【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１８３５４号公報（図１、図４等）
【特許文献２】特開２００５−２０４３６８号公報（図１、図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の位相制御開閉装置は、三相変圧器を遮断した時の残留磁束のみに着目して遮断器の閉極位相を制御している。しかしながら、変圧器用遮断器が極間コンデンサを装備している場合には、たとえ変圧器用遮断器が開放状態であっても、例えば系統事故等が発生して電源電圧に大きな変動が生じたときに、極間コンデンサを介して変圧器電圧および変圧器磁束が変動することがあった。このため、従来の位相制御開閉装置では、遮断時に予測した残留磁束に応じた最適なタイミングで遮断器を閉極動作させても、過渡的な電圧、電流の発生を最小限に抑制できない場合があるという問題点があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変圧器用遮断器が極間コンデンサを装備したものであっても、遮断器投入時における励磁突入電流の発生を抑制可能とする閉極位相制御装置および位相制御開閉装置における開閉極制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる位相制御開閉装置は、電力系統と変圧器との間に接続され、該変圧器の遮断および励磁を行うために開閉制御される遮断器と、前記遮断器と前記変圧器との間の各相電圧を計測する電圧計測部と、前記電圧計測部が計測した変圧器電圧に基づいて前記変圧器に残留する残留磁束を検出する残留磁束検出部を含む残留磁束演算処理部と、前記残留磁束検出部が検出した残留磁束に基づいて前記遮断器の開閉タイミングを制御する制御部と、を備えた位相制御開閉装置において、前記残留磁束演算処理部は、前記電圧計測部によって計測された各相電圧を時間微分して得られる各相ごとの変圧器電圧変化率を検出する電圧変化率検出部と、前記遮断器の開閉状態を検出する遮断器開閉状態識別部と、を備え、前記残留磁束検出部は、前記遮断器開閉状態識別部によって前記遮断器が開極状態にあると識別されている期間に、前記電圧変化率検出部が検出した変圧器電圧変化率に基づいて前記残留磁束を再計算する否かを判定し、再計算を行ったときの残留磁束を新たな残留磁束として設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる位相制御開閉装置によれば、電圧計測部によって計測された各相電圧を時間微分して得られる各相ごとの変圧器電圧変化率が検出され、遮断器が開極状態であると判定された場合に、電圧変化率検出部が検出した変圧器電圧変化率に基づいて残留磁束を再計算する否かが判定され、残留磁束の再計算が必要と判定されたときに、再計算された残留磁束を新たな残留磁束として設定するようにしているので、電力系統に接続された変圧器における過渡的な励磁突入電流の発生を抑制することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる位相制御開閉装置の主要部の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる残留磁束演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる残留磁束演算処理の説明に必要な要部波形図である。
【図４】図４は、図３に示した変圧器磁束波形上の部分拡大図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２にかかる位相制御開閉装置の主要部の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２にかかる残留磁束演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態２にかかる残留磁束演算処理の説明に必要な要部波形図である。
【符号の説明】
【００１０】
１０  遮断器
１２  接触子
２０  極間コンデンサ
３０  変圧器
３５  電圧計測部
５０ａ，５０ｂ  残留磁束演算処理部
５１  遮断器開閉状態識別部
５２ａ，５２ｂ  電圧変化率検出部
５３  残留磁束検出部
５５  演算・動作制御部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる位相制御開閉装置の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。【００１２】
実施の形態１．
（装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる位相制御開閉装置の主要部の構成を示す図である。同図に示す位相制御開閉装置は、遮断器１０、演算・動作制御部５５、残留磁束演算処理部５０ａを備えて構成される。三相開閉装置である遮断器１０は、同図左方側に示される変圧器３０と同図右方側に示される電力系統ライン（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）との間に接続されている。遮断器１０は、各相毎に独立して開閉動作可能な接触子１２と、接触子１２の極間に設けられた極間コンデンサ２０とを具備している。遮断器１０の変圧器３０側には、各相の電圧を計測する電圧計測部３５が設けられている。【００１３】
残留磁束演算処理部５０ａは、変圧器３０に残留する磁束量（以下「残留磁束」という）の演算機能を有する構成部であり、電圧計測部３５の出力に基づいて変圧器電圧の変化率を検出する電圧変化率検出部５２ａと、電圧計測部３５が計測した変圧器電圧に基づいて変圧器３０の残留磁束を検出する残留磁束検出部５３と、遮断器１０から残留磁束演算処理部５０ａに対して入力される開閉極接点信号（開閉極補助接点信号等でも構わない）に基づいて動作する遮断器開閉状態識別部５１と、を備えて構成される。演算・動作制御部５５は、残留磁束演算処理部５０ａが演算した残留磁束に基づいて遮断器１０に対する開閉タイミングなどを制御する機能を有する構成部である。なお、これらの残留磁束演算処理部５０ａおよび演算・動作制御部５５は、例えばマイコンや制御プロセッサ等を用いて個々に、あるいは一体的に構成することができる。【００１４】
（装置の動作）
つぎに、図１に示した位相制御開閉装置の動作について図１〜図４の各図面を参照して説明する。ここで、図２は、実施の形態１にかかる残留磁束演算処理を説明するためのフローチャートであり、図３は、実施の形態１にかかる残留磁束演算処理の説明に必要な要部波形図であり、図４は、図３に示した変圧器磁束波形上の部分拡大図である。なお、実際の動作は各相毎に行われるが、説明の簡素化のため、一相分の動作説明のみを行い、他２相の動作説明については省略する。【００１５】
まず、図３に示す各部の波形について説明する。図３（ｃ）は電圧計測部３５から出力された変圧器電圧を示す波形であり、図３（ｄ）は電圧計測部３５から出力され、残留磁束検出部５３に取り込まれた変圧器電圧を時間積分して得られた変圧器磁束を示す波形であり、図３（ｅ）は電圧計測部３５から出力され、電圧変化率検出部５２ａに取り込まれた変圧器電圧を時間微分して得られた変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）を示す波形である。また、図３（ｆ）は、遮断器１０から遮断器開閉状態識別部５１に出力される各相の開閉極接点信号、つまり遮断器１０の開閉極状態を示す波形図である。なお、本実施の形態の位相制御開閉装置にかかる動作理解を容易とするため、例えば電力系統側にて地絡事故が発生した場合を想定し、地絡事故が発生した場合の系統電圧および事故電流の各波形を、それぞれ図３（ａ）および図３（ｂ）として示している。【００１６】
つぎに、残留磁束演算処理部５０ａの動作について、図２のフローチャートを中心に説明する。【００１７】
まず、電圧計測部３５は、変圧器電圧をモニタし（ステップＳ１０１）、モニタされた電圧は、残留磁束演算処理部５０ａ内の所定メモリ（図示省略）に蓄積される（ステップＳ１０２）。遮断器開閉状態識別部５１は、遮断器１０から出力される開閉極接点信号または開閉極補助接点信号のオン／オフ信号に基づいて遮断器１０が開極状態であるか否か判定する（ステップＳ１０３）。【００１８】
遮断器１０が開極状態ではない場合、つまり遮断器１０が閉極状態の場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、ステップＳ１０８に移行し、上述したステップＳ１０１，Ｓ１０２と同様に、変圧器電圧のモニタ（ステップＳ１０８）およびモニタ電圧のメモリへの蓄積処理（ステップＳ１０９）が継続されるとともに、本ステップＳ１０３の判定処理が実行される。また、遮断器１０が開極状態に移行した場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ、遮断器開局時刻Ａ（図２（ｆ）参照））、残留磁束検出部５３は、変圧器磁束（残留磁束）を計算する（ステップＳ１０４）。なお、残留磁束を計算するためのデータ幅（残留磁束計算期間（図３参照））は任意であり、残留磁束の計算は、遮断器開局時刻Ａ前後の所定期間におけるメモリ蓄積データに基づいて行われる。また、計算された残留磁束は、次回遮断器投入時において、励磁突入電流が最小となるような最適投入時刻を決定するための制御データとしてメモリに記憶される。【００１９】
ここで、電力系統側で地絡事故が発生して図３（ｂ）に示すような事故電流が流れた場合を考える。この場合、たとえ遮断器１０が開極状態であっても、事故発生から事故電流遮断後のしばらくの期間は、図３（ａ）に示すような系統電圧に大きな変動が発生して、図３（ｃ）に示すような遮断器１０の極間コンデンサ２０（図１参照）を介した変圧器電圧の変動および図３（ｄ）に示すような変圧器磁束の変動が生ずる。例えば、図４は、事故発生から事故電流遮断後の所定期間（Ｐ部）における変圧器磁束の拡大波形を示しているが、事故電流遮断前後において、変圧器磁束のピーク値は、約７０％低下（０．３０ＰＵ→０．２２ＰＵ）しており、変圧器磁束の大きな変動が生じている。そこで、この変圧器電圧の変動を検出して、常に最新の変圧器磁束を残留磁束値として記憶しておくための処理として、以下のステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理が行われる。【００２０】
すなわち、電圧変化率検出部５２は、無負荷変圧器遮断時の各相の残留磁束の計算が完了した時刻以降に電圧計測部３５より計測された電圧値を時間微分して得られる変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）を算出するとともに（ステップＳ１０５）、電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）が予め定められた閾値を超えたか否か検出する（ステップＳ１０６）。このとき、電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）が閾値を超えた時刻も併せて検出される（図２（ｆ）の検出時刻Ｂ）。電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）が予め定められた閾値を超えている場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、その検出時刻が残留磁束検出部５３に伝達され、残留磁束検出部５３は、当該検出時刻前後の変圧器電圧に基づいて各相の残留磁束を再計算するとともに、再計算した残留磁束値を新たな残留磁束値としてメモリに記憶する（ステップＳ１０７）。一方、電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）が予め定められた閾値を超えていない場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、残留磁束の再計算処理（ステップＳ１０７）を行わずにステップＳ１０８に移行する。【００２１】
上記のように、この実施の形態の位相制御開閉装置によれば、残留磁束演算処理部は、変圧器電圧の変化率（ｄｖ／ｄｔ）が予め設定した閾値を超えたか否かを検出し、当該変化率（ｄｖ／ｄｔ）が閾値を超えた場合に、変圧器の各相における残留磁束を再計算するようにしているので、変圧器用遮断器が極間コンデンサを装備したものであっても、遮断器投入時における励磁突入電流の抑制が可能となる。【００２２】
なお、上記図２のフローでは、遮断器が開極状態に移行した後に、変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）を算出するようにしているが、遮断器が開極状態にあるか否かに関わらず、変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）を算出するようにしてもよい。【００２３】
実施の形態２．
（装置の構成）
図５は、本発明の実施の形態２にかかる位相制御開閉装置の主要部の構成を示す図である。同図に示す位相制御開閉装置は、遮断器１０、演算・動作制御部５５、残留磁束演算処理部５０ｂを備えて構成される。同図において、実施の形態２にかかる位相制御開閉装置の残留磁束演算処理部５０ｂでは、図１に示す実施の形態１の構成から、遮断器開閉状態識別部５１を省略するとともに、実施の形態１とは異なる機能を有する電圧変化率検出部５２ｂを備える構成としたものである。すなわち、本実施の形態にかかる残留磁束演算処理部５０ｂは、遮断器１０から入力されていた開閉極接点信号を必要としない構成としている。なお、その他の構成については、実施の形態１の構成と同一あるいは同等であり、それらの各構成部には同一符号を付して示し、その説明を省略する。【００２４】
（装置の動作）
つぎに、図５に示した位相制御開閉装置の動作について図５〜図７の各図面を参照して説明する。ここで、図６は、実施の形態２にかかる残留磁束演算処理を説明するためのフローチャートであり、図７は、実施の形態２にかかる残留磁束演算処理の説明に必要な要部波形図である。なお、実際の動作は各相毎に行われるが、説明の簡素化のため、一相分の動作説明のみを行い、他２相の動作説明については省略する。【００２５】
まず、図７に示す各部の波形について説明する。図７（ｃ）は電圧計測部３５から出力された変圧器電圧を示す波形であり、図７（ｄ）は電圧計測部３５から出力され、残留磁束検出部５３に取り込まれた変圧器電圧を時間積分して得られた変圧器磁束を示す波形であり、図７（ｅ）は電圧計測部３５から出力され、電圧変化率検出部５２ａに取り込まれた変圧器電圧を時間微分して得られた変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）の１周期間の平均値を示す波形である。図３（ｅ）に示す波形が変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）であるのに対し、図７（ｅ）に示す波形が変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）の１周期間の平均値である点が相違している。なお、本実施の形態の位相制御開閉装置にかかる動作理解を容易とするため、例えば電力系統側にて地絡事故が発生した場合を想定し、地絡事故が発生した場合の系統電圧および事故電流の各波形を、それぞれ図７（ａ）および図７（ｂ）として示している。【００２６】
つぎに、残留磁束演算処理部５０ｂの動作について、図６のフローチャートを中心に説明する。【００２７】
まず、電圧計測部３５は、変圧器電圧をモニタし（ステップＳ２０１）、モニタされた電圧は、残留磁束演算処理部５０ａ内の所定メモリ（図示省略）に蓄積される（ステップＳ２０２）。電圧変化率検出部５２は、電圧計測部３５より計測された電圧値を時間微分して得られる変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）および、その１周期期間の平均値（以下、［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］と表記）を算出するとともに（ステップＳ２０３，Ｓ２０４）、［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が予め定められた閾値１（第１の閾値）を超えたか否か検出する（ステップＳ２０５）。【００２８】
［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が閾値１を超えていない場合には（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、遮断器１０が閉極状態にはないと判定され、ステップＳ２０１の処理に戻り、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理が継続される。一方、［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が閾値１を超えている場合には（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、遮断器１０が開極状態に移行したと判定され（検出時刻Ｃ（図７（ｅ）参照））、残留磁束検出部５３は、変圧器磁束（残留磁束）を計算する（ステップＳ２０６）。なお、残留磁束を計算するためのデータ幅（残留磁束計算期間（図７参照））は任意であり、残留磁束の計算は、検出時刻Ｃ前後の所定期間におけるメモリ蓄積データに基づいて行われる。また、計算された残留磁束は、次回遮断器投入時において、励磁突入電流が最小となるような最適投入時刻を決定するための制御データとしてメモリに記憶される。【００２９】
ここで、電力系統側で地絡事故が発生して図７（ｂ）に示すような事故電流が流れた場合を考える。この場合、たとえ遮断器１０が開極状態であっても、事故発生から事故電流遮断後のしばらくの期間は、図７（ａ）に示すような系統電圧に大きな変動が発生して、図７（ｃ）に示すような遮断器１０の極間コンデンサ２０（図５参照）を介した変圧器電圧の変動および図７（ｄ）に示すような変圧器磁束の変動が生ずる。例えば、図４で説明したように、変圧器磁束のピーク値は、約７０％低下（０．３０ＰＵ→０．２２ＰＵ）しており、変圧器磁束の大きな変動が生じている。そこで、この変圧器電圧の変動を検出して、常に最新の変圧器磁束を残留磁束値として記憶しておくための処理として、以下のステップＳ２０７〜Ｓ２１２の処理が行われる。【００３０】
すなわち、電圧変化率検出部５２は、［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が予め定められた閾値２（第２の閾値）を超えたか否か検出する（ステップＳ２０７）。［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が閾値２を超えている場合には（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、その検出時刻（検出時刻Ｄ（図７（ｅ）参照）が残留磁束検出部５３に伝達され、残留磁束検出部５３は、当該検出時刻前後の変圧器電圧に基づいて各相の残留磁束を再計算するとともに、再計算した残留磁束値を新たな残留磁束値としてメモリに記憶する（ステップＳ２０８）。一方、［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が閾値２を超えていない場合には（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、残留磁束の再計算処理（ステップＳ１０７）を行わずにステップＳ２０９に移行し、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０４と同様に、変圧器電圧のモニタ（ステップＳ２０９）、モニタ電圧のメモリへの蓄積処理（ステップＳ２１０）、変圧器電圧の算出処理（ステップＳ２０９）、［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］の算出処理、および本ステップＳ２０７の判定処理が継続して行われる。【００３１】
上記のように、この実施の形態の位相制御開閉装置によれば、残留磁束演算処理部は、変圧器電圧の変化率（ｄｖ／ｄｔ）の平均値（［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］）が予め設定した閾値１を超えたか否かを検出し、当該［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が閾値１を超えた場合に遮断器が開極状態に移行したと判定するとともに、さらに当該［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］が閾値２を超えた場合に、変圧器の各相における残留磁束を再計算するようにしているので、変圧器用遮断器が極間コンデンサを装備したものであっても、遮断器投入時における励磁突入電流の抑制が可能となる。【００３２】
また、この実施の形態の位相制御開閉装置では、実施の形態１とは異なり、遮断器１０からの開閉極接点信号または開閉極補助接点信号のオン／オフ信号を必要としないので、装置の構成を簡素化することができる。【００３３】
なお、閾値１および閾値２は、それぞれ独立に設定することができる。例えば、閾値１は、遮断器の閉極状態おける［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］として予想される振幅値をｍ倍（ｍ＞１を満たす実数）した値として設定することができ、閾値２は、遮断器の開極状態おける［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］として予想される振幅値をｎ倍（ｎ＞１を満たす実数）した値として設定することができる。【００３４】
一方、（ｄｖ／ｄｔ）の振幅値と［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］の振幅値とが、ある期間継続して略一定値となる定常状態になった場合には、これらの略一定となる振幅値を基準値として設定するとともに、この基準値をｘ倍（ｘ＞１を満たす実数）した値を、閾値１および閾値２として設定しなおすことができる。なお、閾値１および閾値２を同一の値に設定することにより、所定の検出精度を維持しつつ、検出感度を向上させることができる。【００３５】
また、この実施の形態では、遮断器が開極状態あるか否かの判定および残留磁束を再計算するか否かの判定を、変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）の１周期平均値に基づいて判定するようにしているが、実施の形態１と同様に変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）を用いて判定するようにしてもよい。ただし、変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）を用いて判定する場合には、遮断器が開極状態あるか否かを判定するためのマージンが小さいので、第１の閾値を適切な値のものに設定する必要がある。【００３６】
なお、遮断器が開極状態あるか否かの判定に変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）の１周期平均値を用いる一方で、残留磁束を再計算するか否かの判定に変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）を用いるような判定手法を用いることも可能である。また、遮断器が開極状態あるか否かの判定に変圧器磁束の変化率を用いて判定することも可能である。【００３７】
また、変圧器電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）または変圧器電圧変化率の１周期平均値［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］の少なくとも一方が、所定期間において略一定値となる定常状態に移行した場合には、当該略一定値となった（ｄｖ／ｄｔ）または［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］を基準値として設定するとともに、この基準値をｘ倍（ｘ＞１を満たす実数）した値を、閾値１および閾値２として同一の値に設定し直すようにしてもよい。この場合、図６の処理フローに代えて図２の処理フローを行えばよく、また、閾値判定処理では当該略一定値となった（ｄｖ／ｄｔ）または［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］のいずれか一方を用いればよい。例えば（ｄｖ／ｄｔ）を用いる場合には、図２に示す処理フローを実施すればよい。また、［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］を用いる場合には、図２のステップＳ１０５の処理の際に、変圧器電圧変化率の１周期平均値［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］を算出するとともに、ステップＳ１０６において、算出した［ＡＶＧ（ｄｖ／ｄｔ）］による閾値判定処理を行えばよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる位相制御開閉装置および位相制御開閉装置における開閉極制御方法は、遮断器などの電力用開閉機器を介して電力系統に接続された変圧器に対し、過渡的な励磁突入電流の発生を抑制することができる発明として有用である。
【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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【国際調査報告】
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