(57)【要約】 【課題】単相交流側の電力系統に変圧器を単相側から開閉器で投入する場合に生じる励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置を実現する。  【解決手段】励磁突入電流抑制装置６は、母線電圧計測部６０１によって単相交流側の母線の各相電圧を計測し、変圧器電圧計測部６０３によって変圧器単相側電圧を計測する。位相検出部６０５によって母線電圧計測部６０１で計測される各相電圧及び変圧器電圧計測部６０３で計測される単相側電圧から開閉器２を遮断開極したときの遮断位相を検出し、その遮断位相を保持し、保持されている遮断位相と同一の位相を得る。投入指令出力部６０６により、位相検出部６０５で得られる位相と同じ電圧位相で、単相交流側の開閉器２を投入する。  【選択図】図１
2014023308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に選択的に遮断・投入する電力系統システムに用いられ、前記変圧器の投入の際に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記変圧器の単相側電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧及び前記変圧器電圧計測手段で計測される単相側電圧を監視して前記開閉器を開極したときの遮断位相を検出し、前記検出された遮断位相を保持し、前記保持されている遮断位相と同一の位相を出力する位相検出手段と、
前記位相検出手段より出力される遮断位相と同じ電圧位相で前記開閉器を投入させる投入指令出力手段と
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項２】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に選択的に遮断・投入する電力系統システムに用いられ、前記投入の際に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記変圧器の単相側電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧及び前記変圧器電圧計測手段で計測される単相側電圧を監視して前記開閉器を開極したときの遮断位相を検出し、前記検出された遮断位相を保持し、前記保持されている遮断位相と同一の位相を出力する位相検出手段と、
前記位相検出手段より出力される遮断位相と同じ電圧位相で前記開閉器を投入させる投入指令出力手段と、
前記位相検出手段より出力される遮断位相と同じ電圧位相で前記開閉器を開極する開極指令出力手段と、
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項３】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に選択的に遮断・投入する電力系統システムに用いられ、前記投入の際に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記変圧器の単相側電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器電圧計測手段で計測される変圧器単相側電圧より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で算出される定常磁束の極性及び前記残留磁束算出手段で算出される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定する位相検出手段と、
前記位相検出手段より同定される位相範囲内で前記開閉器を投入させる投入指令出力手段と
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項４】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に選択的に遮断・投入する電力系統システムに用いられ、前記投入の際に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記変圧器の単相側電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器電圧計測手段で計測した変圧器単相側電圧より残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、
前記開閉器を少なくとも１回開極操作したときの前記残留磁束算出手段で算出される残留磁束及び前記残留磁束と開閉器の開極による遮断位相との関係を運用前に計測し保持する計測情報保持手段と、
前記計測情報保持手段に保持される残留磁束及び前記母線電圧計測手段から前記母線の各相電圧を入力し、入力される残留磁束及び母線の各相電圧に基づいて、前記遮断位相が同じになるように前記開閉器の開極位相を制御する開極位相制御手段と、
前記開極位相制御手段より制御される開極位相で前記開閉器を開極させる開極指令出力手段と、
前記定常磁束算出手段で算出される定常磁束の極性及び前記計測情報保持手段に保持される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定する位相検出手段と、
前記位相検出手段より同定される位相範囲内で単相交流側の開閉器を投入させる投入指令出力手段と
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項５】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に選択的に遮断・投入する電力系統システムに用いられ、前記投入の際に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記変圧器の三相側の線間電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器電圧計測手段で計測される三相側の線間電圧を変圧器単相側電圧に変換する変圧器電圧変換手段と、
前記変圧器電圧変換手段で変換される変圧器単相側電圧より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で算出される定常磁束の極性及び前記残留磁束算出手段で算出される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定する位相検出手段と、
前記位相検出手段より同定される位相範囲内で前記開閉器を投入させる投入指令出力手段と
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項６】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に選択的に遮断・投入する電力系統システムに用いられ、前記投入の際に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記変圧器の三相側の線間電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器電圧計測手段で計測される三相側の線間電圧を変圧器単相側電圧に変換する変圧器電圧変換手段と、
前記変圧器電圧変換手段で変換される変圧器単相側電圧より前記残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、
前記開閉器を少なくとも１回遮断操作したときの前記残留磁束算出手段で算出される残留磁束及び前記残留磁束と開閉器の開極による遮断位相との関係を運用前に計測し保持する計測情報保持手段と、
前記計測情報保持手段に保持される残留磁束及び前記母線電圧計測手段から母線の各相電圧を入力し、入力される残留磁束及び母線の各相電圧に基づいて遮断位相が同じになるように前記開閉器の開極位相を制御する開極位相制御手段と、
開極位相制御手段より制御される開極位相で前記開閉器を開極させる開極指令出力手段と、
前記定常磁束算出手段で算出される定常磁束の極性及び前記計測情報保持手段に保持される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定する位相検出手段と、
前記位相検出手段より同定される位相範囲内で前記開閉器を投入させる投入指令出力手段と
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項７】
前記変圧器電圧変換手段は、前記変圧器電圧計測手段で計測される三相側線間電圧の内の一つを前記主座変圧器の単相側電圧とし、前記計測される三相側線間電圧の残りの線間電圧の差分に定数０．５７７４を乗算することで前記Ｔ座変圧器の単相側電圧として求め、
残留磁束算出手段は、前記開閉器による前記変圧器の遮断直後に、前記主座変圧器及びＴ座変圧器で得られる単相側電圧をそれぞれ積分することで前記変圧器単相側における前記主座変圧器及びＴ座変圧器の残留磁束を求めること
を特徴とする請求項５または６記載の励磁突入電流抑制装置。
【請求項８】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記変圧器の三相側の相電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器電圧計測手段で計測される三相側の相電圧を変圧器単相側電圧に変換する変圧器電圧変換手段と、
前記変圧器電圧変換手段で変換される変圧器単相側電圧より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で算出される定常磁束の極性及び前記残留磁束算出手段で算出される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定する位相検出手段と、
前記位相検出手段より同定される位相範囲内で前記開閉器を投入させる投入指令出力手段と
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項９】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測する母線電圧計測手段と、
前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出する定常磁束算出手段と、
前記変圧器の三相側の相電圧を計測する変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器電圧計測手段で計測される三相側の相電圧を変圧器単相側電圧に変換する変圧器電圧変換手段と、
前記変圧器電圧変換手段で変換される変圧器単相側電圧より残留磁束を算出する残留磁束算出手段と、
前記開閉器を少なくとも１回開極操作するときの前記残留磁束算出手段で算出される残留磁束及び前記残留磁束と開閉器の開極による遮断位相との関係を、運用前に計測し保持する計測情報保持手段と、
前記計測情報保持手段に保持される残留磁束及び前記母線電圧計測手段から母線の各相電圧を入力し、入力される残留磁束及び母線の各相電圧に基づいて前記遮断位相が同じになるように前記開閉器の開極位相を制御する開極位相制御手段と、
開極位相制御手段より制御される開極位相で前記開閉器を開極する開極指令出力手段と、
前記定常磁束算出手段で算出される定常磁束の極性及び前記計測情報保持手段に保持される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定する位相検出手段と、
前記位相検出手段より同定される位相範囲内で前記開閉器を投入させる投入指令出力手段と
を具備することを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項１０】
前記変圧器電圧変換手段は、前記変圧器電圧計測手段で計測される三相側線間電圧の内の一つに定数１．７３２を乗算した算出結果を前記主座変圧器の単相側電圧とし、前記計測される三相側線間電圧の残りの線間電圧の差分結果をＴ座変圧器の単相側電圧として求め、
残留磁束算出手段は、前記開閉器による前記変圧器の遮断直後に、前記主座変圧器及びＴ座変圧器で得られる単相側電圧をそれぞれ積分することで前記変圧器単相側における前記主座変圧器及びＴ座変圧器の残留磁束を求めること
を特徴とする請求項８または９記載の励磁突入電流抑制装置。
【請求項１１】
前記変圧器は、ウッドブリッジ結線変圧器、変形ウッドブリッジ変圧器乃至ルーフ・デルタ結線変圧器のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の励磁突入電流抑制装置。
【請求項１２】
前記開閉器は、前記変圧器の単相側の定常磁束及び残留磁束が共に略一致する位相において、開閉器を個別に投入することを特徴とする請求項３乃至９のいずれか記載の励磁突入電流抑制装置。
【請求項１３】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記変圧器の単相側電圧を計測し、
前記計測される各相電圧及び計測される単相側電圧に基づいて、前記開閉器を開極したときの遮断位相を検出し、その遮断位相を保持し、保持されている遮断位相と同一の位相を出力し、
前記遮断位相と同一の位相と同じ電圧位相で前記開閉器を投入すること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項１４】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記変圧器の単相側電圧を計測し、
前記計測される各相電圧及び計測される単相側電圧に基づいて、前記開閉器を開極したときの遮断位相を検出し、その遮断位相を保持し、保持されている遮断位相と同一の位相を出力し、
前記遮断位相と同じ電圧位相で前記開閉器を投入し、
前記遮断位相と同じ電圧位相で前記開閉器を開極すること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項１５】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出し、
前記変圧器の単相側電圧を計測し、
前記計測される変圧器単相側電圧より残留磁束を算出し、
前記定常磁束の極性及び残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定し、
前記同定される位相範囲内で前記開閉器を投入すること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項１６】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出し、
前記変圧器の単相側電圧を計測し、
前記計測した変圧器単相側電圧より残留磁束を算出し、
前記開閉器を少なくとも１回開極操作したときに算出される残留磁束及び残留磁束と開閉器の開極による遮断位相との関係を運用前に計測して保持し、
前記保持される残留磁束及び母線の各相電圧に基づいて前記遮断位相が同じになるように前記開閉器の開極位相を制御し、
前記制御される開極位相で前記開閉器を開極し、
前記算出される定常磁束の極性及び算出される残留磁束の極性が一致し、前記位相が重なる範囲を同定し、
前記同定される位相範囲内で前記開閉器を投入すること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項１７】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出し、
前記変圧器の三相側の線間電圧を計測し、
前記計測される三相側の線間電圧を変圧器単相側電圧に変換し、
前記変換される変圧器単相側電圧より残留磁束を算出し、
前記算出される定常磁束の極性及び算出される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定し、
前記同定される位相範囲内で前記開閉器を投入させること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項１８】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出し、
前記変圧器の三相側の線間電圧を計測し、
前記計測される三相側の線間電圧を変圧器単相側電圧に変換し、
前記変換される変圧器単相側電圧より残留磁束を算出し、
前記開閉器を少なくとも１回開極操作するときに算出される残留磁束及び残留磁束と開閉器の開極による遮断位相との関係を、運用前に計測して保持し、
前記保持される残留磁束及び母線の各相電圧を入力し、入力される残留磁束及び母線の各相電圧に基づいて、前記遮断位相が同じになるように開閉器の開極位相を制御し、
前記制御される開極位相で前記開閉器を開極し、
前記算出される定常磁束の極性及び残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定し、
前記同定される位相範囲内で前記開閉器を投入すること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項１９】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出し、
前記変圧器の三相側の相電圧を計測し、
前記計測される三相側の相電圧を変圧器単相側電圧に変換し、
前記変換される変圧器単相側電圧より、残留磁束を算出し、
前記算出される定常磁束の極性及び算出される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定し、
前記同定される位相範囲内で前記開閉器を投入すること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項２０】
主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器とを、単相交流側の開閉器により単相交流側の電力系統に投入する場合に発生する励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に用いられる励磁突入電流抑制方法において、
前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、
前記計測される各相電圧より前記変圧器の定常磁束を算出し、
前記変圧器の三相側の相電圧を計測し、
前記計測される三相側の相電圧を変圧器単相側電圧に変換し、
前記変換される変圧器単相側電圧より、残留磁束を算出し、
前記開閉器を少なくとも１回開極操作するときに算出される残留磁束及び残留磁束と開閉器の開極による遮断位相との関係を、運用前に計測して保持し、
前記保持される残留磁束及び母線の各相電圧を入力し、入力される残留磁束及び母線の各相電圧に基づいて、遮断位相が同じになるように前記開閉器の開極位相を制御し、
前記制御される開極位相で前記開閉器を開極し、
前記算出される定常磁束の極性及び保持される残留磁束の極性が一致し、位相が重なる範囲を同定し、
前記同定される位相範囲内で前記開閉器を投入すること
を特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項２１】
前記変圧器単相側の定常磁束及び残留磁束が共に略一致する位相において、開閉器を個別に投入することを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか記載の励磁突入電流抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、変圧器を電源に投入して無負荷励磁を行う際に生じる励磁突入電流を抑制するための励磁突入電流抑制装置及びその抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、変圧器を電源に投入して無負荷状態で励磁を行う際に、変圧器の鉄心に残留磁束があると、大きな励磁突入電流が流れる可能性があることが知られている。この励磁突入電流の大きさは変圧器の定格負荷電流の数倍になる。このように大きな励磁突入電流が流れると電力系統の電圧が変動するため、その電圧変動が大きい場合には需要者に影響を与えることがある。
【０００３】
上記励磁突入電流を抑制する代表的な方法として、変圧器を電源に投入する経路に、投入抵抗が接点に直列に接続された抵抗体付き接点を有する遮断器を配置することが知られている。この遮断器は、抵抗体付き接点を主接点に並列に接続し、主接点に先行して投入することにより励磁突入電流を抑制するように構成される。
【０００４】
一方、直接接地系の三相変圧器では、３台の単相型遮断器を介して電源に投入することがあるが、この場合には任意の１相を先行投入し、その後に残りの２相を投入させるようにして励磁突入電流を抑制する方法も既に知られているところである。さらに、電力系統に設置された三相変圧器を三相一括操作型の遮断器で投入する場合には、励磁突入電流を抑制する方法として、変圧器が遮断された時の鉄心に残留する磁束の値を計測し、変圧器投入時に生じる励磁突入電流を遮断器の投入位相で制御することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４０５８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１６０１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、単相電気炉又は単相交流電気車などの単相交流機器に給電する場合には、三相交流電圧を単相交流電圧に変換するため、スコット結線、ウッドブリッジ結線、変形ウッドブリッジ結線又はルーフ・デルタ結線等による変圧器が用いられる。これに対して、抵抗体付き接点を有する遮断器を用いる励磁突入電流抑圧方法は、通常の遮断器と比較して抵抗体付き接点を付加する必要があるため、全体として大型化してしまうことになる。他の方法は、いずれも三相変圧器を対象としており、上述のような三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を想定しており、利用することができない。
【０００７】
そこで、本実施形態は、上記の課題を鑑みてなされたもので、三相交流電圧から単相交流電圧に変換する変圧器を単相交流側の電力系統に投入する際に生じる励磁突入電流を抑制することができる励磁突入電流抑制装置及びその抑制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】
【０００８】
本実施形態に係る励磁突入電流抑制装置は、主座変圧器及びＴ座変圧器を備え、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を、単相交流側の開閉器の接点開閉により単相交流側の母線に選択的に遮断・投入する電力系統システムに用いられ、前記変圧器の投入の際に発生する励磁突入電流を抑制するもので、母線電圧計測手段により前記単相交流側の母線の各相電圧を計測し、変圧器電圧計測手段により前記変圧器の単相側電圧を計測し、位相検出手段により、前記母線電圧計測手段で計測される各相電圧及び前記変圧器電圧計測手段で計測される単相側電圧から前記開閉器を開極するときの遮断位相を検出し、その遮断位相を保持し、前記保持されている遮断位相と同一の位相を得て、投入指令出力手段により、前記位相検出手段で得られる位相と同じ電圧位相で、単相交流側の開閉器を投入させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における励磁突入電流抑制装置を備える電力系統システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示す変圧器（ウッドブリッジ結線の場合）を示す図である。
【図３】図１に示す変圧器（変形ウッドブリッジ結線の場合）を示す図である。
【図４】図１に示す変圧器（ルーフ・デルタ結線の場合）を示す図である。
【図５】図３に示す変形ウッドブリッジ結線変圧器の定常運転時における電圧ベクトルを示す図である。
【図６】図３に示す変形ウッドブリッジ結線変圧器の定常運転時における電圧波形を示す図である。
【図７】第１の実施形態における変形ウッドブリッジ結線変圧器を遮断するときの遮断位相と単相側における残留磁束の関係を示す図である。
【図８】第１の実施形態における変形ウッドブリッジ結線変圧器の遮断位相と投入位相との関係による開閉器に流れる励磁突入電流を示す図である。
【図９】第２の実施形態における励磁突入電流抑制装置を備える電力系統システムの構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態における励磁突入電流抑制装置による励磁突入電流を抑制できる投入位相範囲を示す波形図である。
【図１１】定常運転している変圧器を開閉器で開極する場合の変圧器単相側電圧、磁束を示す図である。
【図１２】図１０に示す投入位相範囲で開閉器を投入する場合の変圧器単相側電圧、磁束及び開閉器に流れる励磁突入電流を示す図である。
【図１３】第３の実施形態における励磁突入電流抑制装置を備える電力系統システムの構成を示す図である。
【図１４】第３の実施形態における三相側線間電圧、三相側線間電圧から変換した単相側電圧及び変圧器単相側電圧を示す図である。
【図１５】第３の実施形態における三相側相電圧、三相側相電圧から変換した単相側電圧及び変圧器単相側電圧を示す図である。
【図１６】第４の実施形態における励磁突入電流抑制装置を備える電力系統システムの構成を示す図である。
【図１７】第５の実施形態における励磁突入電流抑制装置を備える電力系統システムの構成を示す図である。
【図１８】第６の実施形態における励磁突入電流抑制装置を備える電力系統システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６を備える電力系統システムの構成を示すブロック図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
【００１２】
図１に示す電力系統システムは、単相交流側母線１、開閉器（いわゆる遮断器）２、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変形ウッドブリッジ結線変圧器３、母線１に設けられる母線電圧検出器４Ａ，４Ｂ、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側（単相側）に設けられる変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔ及び励磁突入電流抑制装置６を備える。
【００１３】
単相側交流母線１は、三相交流側電力系統の電源母線（図示せず）の三相交流電圧が変圧器３によって変換される単相交流電圧を負荷に供給する電力系統の母線である。以降、単相交流側母線１は母線１と表記する。
【００１４】
開閉器２は、母線１と変形ウッドブリッジ結線変圧器３との間に設けられ、母線１の各相における主接点の開閉を操作する。すなわち、変圧器３は、開閉器２が投入されることにより、母線１に投入され、開閉器２が開極されることにより、母線１から遮断される。
【００１５】
母線電圧検出器４Ａ，４Ｂは、母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂを検出するもので、検出された各相電圧Ｖａ，Ｖｂの検出信号は励磁突入電流抑制装置６の母線電圧計測部６０１へ送られる。変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔは、変圧器３の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを検出するもので、検出された単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔの検出信号は励磁突入電流抑制装置６の変圧器電圧計測部６０３へ送られる。
【００１６】
励磁突入電流抑制装置６において、母線電圧計測部６０１は、母線電圧検出器４Ａ，４Ｂにより検出される母線１の各相電圧の検出信号に基づいて、母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂを計測するもので、計測された相電圧Ｖａ，Ｖｂは位相検出部６０５へ送られる。
【００１７】
変圧器電圧計測部６０３は、変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔにより検出される変圧器３の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔの検出信号に基づいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを計測するもので、計測された単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔは位相検出部６０５へ送られる。
【００１８】
位相検出部６０５は、母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂ及び変圧器電圧計測部６０３により計測される変形ウッドブリッジ結線変圧器３の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを監視することにより、開閉器２が最後に変圧器３を遮断したときの電圧位相（遮断位相）を記憶している。そして、母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂに基づいて、記憶されている遮断位相と同一の位相を検出する。検出された位相は投入指令出力部６０６へ送られる。
【００１９】
投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５により検出される位相を投入位相とし、開閉器２の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。これにより、変圧器３が母線１に投入される。
【００２０】
ここで、本実施形態では、変形ウッドブリッジ結線変圧器３を用いる場合について説明するが、図２〜図４に示す結線の変圧器であってもよい。
【００２１】
図２はウッドブリッジ結線変圧器、図３は変形ウッドブリッジ結線変圧器、図４はルーフ・デルタ結線変圧器を示している。第１の実施形態における変圧器３には、図３に示す変形ウッドブリッジ結線変圧器に代わって、図２のウッドブリッジ結線変圧器及び図４のルーフ・デルタ結線変圧器を用いることもできるが、変成結果は変形ウッドブリッジ結線変圧器と同様になる。したがって、ウッドブリッジ結線変圧器及びルーフ・デルタ結線変圧器は、特に区別しない限り、変形ウッドブリッジに置き換えられるものとする。変形ウッドブリッジ結線変圧器への置き換えは、以降の実施形態でも同様である。
【００２２】
図２に示すウッドブリッジ結線変圧器は、単相側の１相分のみ、巻数比が１：０．３６６：０．３６６となる。図３に示す変形ウッドブリッジ結線変圧器は、単相側の１相分のみに単巻変圧器を接続する。図４に示すルーフ・デルタ結線変圧器は、単相側がルーフ結線とデルタ結線との組み合わせで構成されており、ルーフ結線とデルタ結線は電気的に絶縁される。また、図２〜図４に示すように、変圧器３は主座変圧器３０２及びＴ座変圧器３０１を備える。主座変圧器３０２はＭ座変圧器とも呼ばれる。
【００２３】
上記構成による電力系統システムにおいて、図５乃至図８を参照してその動作を説明する。
【００２４】
図５（ａ）は図３に示す変形ウッドブリッジ結線変圧器３の定常運転時における三相側の相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び線間電圧Ｖｖｗ，Ｖｗｕ，Ｖｕｖと、Ｍ座変圧器３０２及びＴ座変圧器３０１それぞれの単相側電圧Ｖｍ及びＶｔを示す図、図５（ｂ）は三相側の相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び線間電圧Ｖｖｗ，Ｖｗｕ，Ｖｕｖの電圧ベクトルを示す図、図５（ｃ）はＭ座変圧器３０２及びＴ座変圧器３０１それぞれの単相側電圧Ｖｍ及びＶｔの電圧ベクトルを示す図である。また、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図５（ｂ），（ｃ）に示す三相側の相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、線間電圧Ｖｖｗ，Ｖｗｕ，Ｖｕｖ及びＭ座変圧器３０２及びＴ座変圧器３０１の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧波形を示す図である。
【００２５】
図６に示すように、Ｍ座変圧器３０２では、三相側の線間電圧Ｖｖｗが単相側端子ａ−ｃ間に印加されるＶｍ電圧と同位相になる。また、Ｔ座変圧器３０１では、三相側の相電圧Ｖｕが単相側端子ｂ−ｄ間に印加されるＶｔ電圧と同位相になる。相電圧Ｖｕは、線間電圧Ｖｖｗより９０度位相が進んでいる。これにより、Ｔ座変圧器３０１の単相側電圧ＶｔはＭ座変圧器３０２の単相側電圧Ｖｍよりも９０度位相が進む。
【００２６】
上記の条件のもとで、母線電圧検出器４Ａ，４Ｂによって検出された母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂの検出信号は励磁突入電流抑制装置６の母線電圧計測部６０１へ送られ、変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔによって検出された変圧器３の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔの検出信号は励磁突入電流抑制装置６の変圧器電圧計測部６０３へ送られる。
【００２７】
励磁突入電流抑制装置６において、母線電圧計測部６０１によって計測された母線１の相電圧Ｖａ，Ｖｂは位相検出部６０５へ送られ、変圧器電圧計測部６０３によって計測された単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔは位相検出部６０５へ送られる。
【００２８】
この位相検出部６０５では、母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂ及び変圧器電圧計測部６０３により計測される変形ウッドブリッジ結線変圧器３の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを監視しており、開閉器２が最後に変圧器３を遮断したときの電圧位相（遮断位相）を記憶している。そして、母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂについて、記憶されている遮断位相と同一の位相を検出する。検出された位相は投入指令出力部６０６へ送られ、投入指令出力部６０６により、その位相を投入位相として、開閉器２の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。これにより、開閉器２が投入され、変圧器３は母線１に接続される。
【００２９】
図７は、第１の実施形態における変形ウッドブリッジ結線変圧器３を遮断したときの遮断位相と単相側における残留磁束φｍ，φｔの関係を示す図である。図７に示す残留磁束φｍ，φｔは、単相交流電圧Ｖｍ，Ｖｔが定常状態で印加されている場合に、図６に示す位相θ０を基準（０度）として３０度毎に３６０度まで遮断位相を変化させた場合の残留磁束φｍ，φｔを示している。図７に示すように、遮断位相によって、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の単相側の残留磁束φｍ，φｔは異なる。
【００３０】
次に、励磁突入電流抑制装置６による励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔの抑制について、図８を参照して説明する。
【００３１】
図８は、第１の実施形態における変形ウッドブリッジ結線変圧器３の遮断位相と投入位相との関係による開閉器２に流れる励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを示す図であり、励磁突入電流ＩｍはＭ座の単相側励磁突入電流を示し、励磁突入電流ＩｔはＴ座の単相側励磁突入電流を示している。図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ遮断位相を０度、６０度、９０度、１５０度としたときの励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔの変化を示している。図８から、遮断位相がいずれの場合でも、励磁突入電流装置６による投入位相が遮断位相と同じ場合が最も励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔが抑制されていることがわかる。
【００３２】
以上のように、上記第１の実施形態では、励磁突入電流抑制装置６において、開閉器２が最後に変圧器３を遮断したときの三相側乃至単相側の電圧位相を検出して記憶しておき、次に変圧器３を投入する際はその位相に合わせて開閉器２を投入することにより、励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを抑制することができる。
【００３３】
尚、開閉器２の投入において、主接点間に発生するプレアークと呼ばれる先行放電や操作機構の動作ばらつき等に起因する変圧器３の投入時間のばらつきが存在する。このようなプレアークによる投入ばらつきや開閉器２の投入時のばらつきが問題となる場合には、予めその特性を取得しておき、開閉器２の投入位相を制御する際にそのばらつきを補正すればよい。よって、これらのばらつきは励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔの抑圧を妨げるものではない。
【００３４】
（第２の実施形態）  
図９は、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａを備える電力系統システムの構成を示すブロック図である。図９に示す励磁突入電流抑制装置６Ａは、第１の実施形態の位相検出部６０５を位相検出部６０５Ａに代え、定常磁束算出部６０２及び残留磁束算出部６０４を追加する構成となっている。その他の構成は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６と同様である。
【００３５】
励磁突入電流抑制装置６Ａにおいて、定常磁束算出部６０２は、母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂを積分し、定常時の磁束φＴｍ，φＴｔを算出するもので、算出された定常磁束φＴｍ，φＴｔは位相検出部６０５Ａへ送られる。  
残留磁束算出部６０４は、変圧器電圧計測部６０３により計測される単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを積分し、残留磁束φＺｍ，φＺｔを算出するもので、算出された残留磁束φＺｍ，φＺｔは位相検出部６０５Ａへ送られる。
【００３６】
位相検出部６０５Ａは、定常磁束算出部６０２により算出される定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束算出部６０４により算出される残留磁束φＺｍ，φＺｔを入力し、入力された定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束φＺｍ，φＺｔの極性が一致する位相空間Ｔｍ，Ｔｔを同定し、さらに検出したそれぞれの位相区間Ｔｍ，Ｔｔに基づいて、投入位相範囲Ｔｃを同定する。同定された投入位相範囲Ｔｃは投入指令出力部６０６に送られる。
【００３７】
投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５Ａにより同定される投入位相範囲Ｔｃ内で投入位相を決定し、開閉器２の各相の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。
【００３８】
次に、励磁突入電流抑制装置６による励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔの抑制について、図１０乃至図１２を参照して説明する。
【００３９】
図９において、励磁突入電流抑制装置６では、変圧器３に定常状態で電圧が印加されるとき、母線電圧計測部６０１により計測される各相電圧Ｖａ，Ｖｂを定常磁束算出部６０２で積分し、Ｍ座変圧器及びＴ座変圧器の単相側の定常磁束φＴｍ，φＴｔを算出する。一方、定常状態で電圧が印加される変圧器３を開閉器２で遮断するときの変圧器単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを変圧器電圧計測部６０３により計測し、計測される変圧器単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを積分し、残留磁束φＺｍ，φＺｔを算出する。上記Ｍ座及びＴ座の定常磁束は予めわかっている。そこで、両者の極性が一致する区間、すなわち定常磁束の極性と残留磁束の極性が同一となる位相が重なる投入位相範囲Ｔｃを同定する。
【００４０】
図１０（ａ），（ｂ）はそれぞれ変圧器単相側の電圧Ｖｍ，Ｖｔ、励磁突入電流抑制装置による励磁突入電流を抑制できる投入位相範囲を示す波形図であり、φＴｍ，φＴｔは定常磁束算出部６０２により算出される定常磁束、φＺｍ，φＺｔは残留磁束算出部６０４により算出される残留磁束、Ｔｍ，Ｔｔは定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束φＺｍ，φＺｔの極性が一致する位相空間、Ｔｃは励磁突入電流を抑制できる投入位相範囲を示している。図１１は、定常運転している変圧器を開閉器２で開極（ＴＰ）させる前後の単相側電圧及び磁束の変化を示す波形図である。図１２（ａ）は図１１で示した位相で開閉器２を開極させた後、図１０に示す投入位相範囲Ｔｃで開閉器２を同時に投入（ＣＬ）する場合の変圧器単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔ、磁束φＴｍ，φＴｔ及び開閉器２に流れる励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを示す波形図であり、図１２（ｂ）は図１１で示した位相で開閉器２を開極させた後、図１０に示す投入位相範囲Ｔｃ外で開閉器２を同時に投入（ＣＬ）する場合の変圧器単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔ、磁束φＴｍ，φＴｔ及び開閉器２に流れる励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを示す波形図である。
【００４１】
本実施形態では、図１０に示す投入位相範囲Ｔｃにおいて、開閉器２により変圧器３を投入するように投入位相を制御する。この場合、図１２（ａ）に示すように変圧器単相側の電圧Ｖｍ，Ｖｔ及び変圧器単相側の磁束φＴｍ，φＴｔが現れ、励磁突入電圧Ｉｍ，Ｉｔは最大で１２０Ａとなっている。これに対し、投入位相の制御を行わず、図１２（ｂ）に示す投入位相範囲Ｔｃ外で開閉器２を同時に投入したとすれば、励磁突入電圧Ｉｍ，Ｉｔは最大で１０ｋＡ（＝１００００Ａ）にもなる。このことから、投入位相を図１０に示す投入位相範囲Ｔｃに制御することにより、励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔが抑制されていることがわかる。
【００４２】
以上のように、上記第２の実施形態では、励磁突入電流抑制装置６Ａにおいて、単相側の定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束φＺｍ，φＺｔの極性が一致する区間を投入位相範囲Ｔｃとし、その範囲内で開閉器２の投入位相を決定しているので、決定された投入位相により投入指令出力部６０６から投入指令を出し、開閉器２を投入させることにより変圧器３を投入する際に発生する励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを抑制することができる。
【００４３】
尚、開閉器２の投入において、主接点間に発生するプレアークと呼ばれる先行放電や操作機構の動作のばらつき等に起因する変圧器３の投入時間のばらつきが存在する。プレアークによる投入ばらつきや開閉器２の投入時のばらつきは、予めその特性を取得しておくことにより、位相制御を行う制御装置で補正することが可能であり、これらのばらつきは励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔの抑制を妨げるものではない。
【００４４】
また、変圧器３の投入時の励磁突入電流抑制装置６Ａにおいて、Ｍ座変圧器３０２単相側の定常磁束φＴｍと残留磁束φＺｍとＴ座変圧器３０１単相側の定常磁束φＴｔと残留磁束φＺｔとが共に略一致する位相で単相交流側の開閉器２を投入する場合には、開閉器２を個別に投入させるようにしてもよい。
【００４５】
（第３の実施形態）  
図１３は、第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂを備える電力系統システムの構成を示すブロック図である。図１３に示す励磁突入電流抑制装置６Ｂは、第２の実施形態の変圧器電圧計測部６０３及び残留磁束算出部６０４を変圧器電圧計測部６０３Ｂ及び残留磁束算出部６０４Ｂに代え、変圧器電圧変換部６１０を追加する構成となっている。その他の構成は、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａと同様である。
【００４６】
励磁突入電流抑制装置６Ｂにおいて、変圧器電圧計測部６０３Ｂは、変圧器三相側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗにより検出される変圧器３の三相電圧側の検出信号に基づいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の三相側の各電圧を計測する。三相側電圧とは、三相側線間電圧Ｖｖｗ，Ｖｗｕ，Ｖｕｖ及び三相側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗのことである。計測された変圧器３の三相側電圧は変換器電圧変換部６１０に送られる。
【００４７】
変圧器電圧変換部６１０は、変圧器電圧計測部６０３Ｂから入力される変圧器３の三相側電圧を単相側電圧に変換するもので、変換された単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔは残留磁束算出部６０４Ｂへ送られる。
【００４８】
残留磁束算出部６０４Ｂは、変圧器電圧変換部６１０により変換される単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔを積分し、残留磁束φＺｍ，φＺｔを算出するもので、算出された残留磁束φＺｍ，φＺｔは位相検出部６０５Ａへ送られる。
【００４９】
次に、励磁突入電流抑制装置６Ｂによる励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔの抑制について、図１３乃至図１５を参照して説明する。
【００５０】
図１３において、変圧器電圧変換部６１０は、変圧器３に定常状態で単相交流電圧が印加されるとき、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測される変圧器三相側電圧から単相側電圧に変換する。図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ変圧器電圧変換部６１０に入力される三相側線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕ、変圧器電圧変換部６１０による変換後の単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’及び変圧器単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔの位相関係を示す波形図である。図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）の波形は波高値を１としたパーユニット表示にしている。変圧器電圧変換部６１０は、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測される各相電圧に基づいて各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを算出し、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを変圧器単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’に変換する。変圧器電圧変換部６１０による変換後の変圧器単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’は、以下の式により求める。
【数１】
2014023308.tif 000003
【００５１】
Ｖｕｖ：三相側ＵＶ間の線間電圧，Ｖｖｗ：三相側ＶＷ間の線間電圧  
Ｖｗｕ：三相側ＷＵ間の線間電圧  
Ｖｌｍ’：三相側線間電圧から変換するＭ座変圧器の変換後の単相側電圧  
Ｖｌｔ’：三相側線間電圧から変換するＴ座変圧器の変換後の単相側電圧  
変圧器電圧変換部６１０によって変換された単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’は残留磁束算出部６０４Ｂへ送られる。
【００５２】
ここで、図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ変圧器電圧変換部６１０に入力される三相側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、変圧器電圧変換部６１０による変換後の単相側電圧Ｖｐｍ’，Ｖｐｔ’及び変圧器単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔの位相関係を示す波形図である。図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）の波形は波高値を1としてパーユニット表示にしている。変圧器電圧変換部６１０は、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測される各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを変圧器単相側電圧Ｖｐｍ’，Ｖｐｔ’に変換する。変圧器電圧変換部６１０による変換後の変圧器単相側電圧Ｖｐｍ’，Ｖｐｔ’は、以下の式により求める。
【数２】
2014023308.tif 000004
【００５３】
Ｖｕ：三相側Ｕ相電圧，Ｖｖ：三相側Ｖ相電圧，Ｖｗ：三相側Ｗ相電圧  
Ｖｐｍ’：三相側相電圧から変換するＭ座変圧器の変換後の単相側電圧  
Ｖｐｔ’：三相側相電圧から変換するＴ座変圧器の変換後の単相側電圧  
変圧器電圧変換部６１０によって変換された単相側電圧Ｖｐｍ’，Ｖｐｔ’は残留磁束算出部６０４Ｂへ送られる。
【００５４】
図１４及び図１５に示すように、変圧器電圧変換部６１０において、三相側線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕから変換される単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’の波形と三相側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗから変換される単相側電圧Ｖｐｍ’，Ｖｐｔ’の波形は、いずれも変圧器単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧波形と周期及び位相が同一である。したがって、変圧器電圧変換部６１０により変換される単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’乃至Ｖｐｍ’，Ｖｐｔ’は、変圧器単相側の残留磁束φＺｍ，φＺｔを算出するための電圧とみなして用いることができる。
【００５５】
残留磁束算出部６０４Ｂは、開閉器２による変圧器３の遮断直後に、変圧器電圧変換部６１０により変換される単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’乃至Ｖｐｍ’，Ｖｐｔ’を積分することで変圧器単相側の残留磁束φＺｍ，φＺｔを算出する。その他の点は、第２の実施形態に係る残留磁束算出部６０４と同様である。
【００５６】
以上のように、上記第３の実施形態では、励磁突入電流抑制装置６Ｂにおいて、開閉器２と変圧器単相側端子の間に変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔがなくても、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の三相側線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕ及び相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをそれぞれ単相側電圧Ｖｌｍ’，Ｖｌｔ’及びＶｐｍ’，Ｖｐｔ’に変換するようにしているので、各残留磁束φＺｍ，φＺｔを算出することができ、第２の実施形態と同様に励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを抑制することができる。
【００５７】
尚、開閉器２の投入において、主接点間に発生するプレアークと呼ばれる先行放電や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存在する。このようなプレアークによる投入のばらつきや開閉器２の投入時のばらつきが問題となる場合には、予めその特性を取得しておき、開閉器２の投入位相を制御する際にそのばらつきを補正すればよい。よって、これらのばらつきは励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを妨げるものではない。
【００５８】
また、変圧器３の投入時の励磁突入電流抑制装置６Ｂにおいて、Ｍ座変圧器３０２単相側の定常磁束φＴｍと残留磁束φＺｍ、Ｔ座変圧器３０１単相側の定常磁束φＴｔと残留磁束φＺｔが共に略一致する位相で単相交流側の開閉器２を投入する場合には、開閉器２を個別に投入させるようにしてもよい。
【００５９】
（第４の実施形態）  
図１６は、第４の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｃを備える電力系統システムの構成を示すブロック図である。図１６に示す励磁突入電流抑制装置６Ｃは、第１の実施形態の位相検出部６０５を位相検出部６０５Ｃに代え、開極指令出力部６０９を追加する構成となっている。その他の構成は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６と同様である。
【００６０】
励磁突入電流抑制装置６Ｃにおいて、位相検出部６０５Ｃは、母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂ及び変圧器電圧計測部６０３により計測される変形ウッドブリッジ結線変圧器３の単相側電圧Ｖｍ，Ｖｔそれぞれの位相が予め保持されている位相となるタイミングを検出するもので、保持位相を検出した場合には保持位相の検出タイミングを投入指令出力部６０６及び開極指令出力部６０９に通知する。投入指令出力部６０６及び開極指令出力部６０９はそれぞれ開閉器２の主接点を駆動する操作機構に対して保持位相の検出タイミングで投入・開極がなされるように指令を出す。これにより、開閉器２の投入と開極は常に同じ位相で行われるようになる。なお、位相検出部６０５Ｃには、所定の位相が保持されるが、所定の位相は予め設定されていてもよいし、開閉器２の過去に開閉される条件によって保持されるものでもよい。
【００６１】
以上のように、上記第４の実施形態では、励磁突入電流抑制装置６Ｃにおいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の遮断位相及び投入位相が常に予め設定されている位相になるので、結果は、第１の実施形態と同様であり、励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを抑制することができる。
【００６２】
尚、開閉器２の投入において、主接点間に発生するプレアークと呼ばれる先行放電や操作機構の動作のばらつき等に起因する変圧器３の投入時間のばらつきが存在する。プレアークによる投入のばらつきや開閉器２の投入時のばらつきは、予めその特性を取得しておくことにより、位相制御を行う制御装置で補正することが可能であり、これらのばらつきは励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔの抑制を妨げるものではない。
【００６３】
（第５の実施形態）  
図１７は、第５の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｄを備える電力系統システムの構成を示すブロック図である。図１７に示す励磁突入電流抑制装置６Ｄは、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａにおいて、位相検出部６０５Ａを位相検出部６０５Ｄに代え、計測情報保持部６０７、開極位相制御部６０８及び開極指令出力部６０９を追加する構成となっている。その他の構成は、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａと同様である。
【００６４】
励磁突入電流抑制装置６Ｄにおいて、計測情報保持部６０７は、励磁突入電流抑制装置６Ｄの運用前に、残留磁束算出部６０４により算出される残留磁束φＺｍ，φＺｔを保持する。また、変形ウッドブリッジ結線変圧器３を遮断したときの遮断位相と単相側における残留磁束φＺｍ，φＺｔの関係を計測情報として保持する。このとき、運用前に前記開閉器２を少なくとも１回開極操作しておく。
【００６５】
すなわち、開極位相制御部６０８は、計測情報保持部６０７に保持されている残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂを入力し、これらの残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び各相電圧Ｖａ，Ｖｂに基づいて、開極位相が常に同じになるように、開閉器２の主接点の開極位相を制御する。ここで制御された開極位相は開極指令出力部６０９へ送られる。開極指令出力部６０９は、開極位相制御部６０８からの開極位相に基づいて、開閉器２を開極する。
【００６６】
位相検出部６０５Ｄは、計測情報保持部６０７に保持されている残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び定常磁束算出部６０２により算出される定常磁束φＴｍ，φＴｔを入力し、これらの定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束φＺｍ，φＺｔに基づいて、投入位相範囲Ｔｃを同定する。
【００６７】
ここで、電力系統に開閉器２及び変形ウッドブリッジ結線変圧器３を一旦接続した後は、電力系統の回路条件は常に同じである。このため、開閉器２が開極されるときの位相を常に同じにしておけば、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の各相の残留磁束の値も常に同じになるはずである。
【００６８】
そこで、第５の実施形態では、励磁突入電流抑圧装置６Ｄにおいて、開閉器２で変形ウッドブリッジ結線変圧器３を遮断する際、その遮断位相が常に同じになるように開閉器２の開極位相を制御する。すなわち、励磁突入電流抑制装置６Ｄは、残留磁束φＺｍ，φＺｔを常に同じにすることができるので、開閉器２を投入させて変形ウッドブリッジ結線変圧器３を励磁させるときも常に同じ位相にすることができる。これにより、励磁突入電流抑制装置６Ｄは、常に励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを抑制することができる。
【００６９】
また、変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔが常時接続されていない場合でも、励磁突入電流抑制装置６Ｄは、計測情報保持部６０７から保持されている残留磁束φＺｍ，φＺｔを得ることができる。したがって、変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔは、計測情報保持部６０７による計測時のみ接続し、通常の運用状態では取り外すことができ、さらには図１７に示す破線部分を取り外すことができる。但し、変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔは、恒久的に設置されていてもよい。
【００７０】
また、変圧器３の投入時の励磁突入電流抑制装置６Ｄにおいて、Ｍ座変圧器３０２の単相側の定常磁束φＴｍと残留磁束φＺｍＴ座変圧器３０１の単相側の定常磁束φＴｔと残留磁束φＺｔが共に略一致する位相で単相交流側の開閉器２を投入させる場合には、開閉器２を個別に投入させるようにしてもよい。
【００７１】
（第６の実施形態）  
図１８は、第６の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｅを備える電力系統システムの構成を示すブロック図である。図１８に示す励磁突入電流抑制装置６Ｅは、第３の実施形態の位相検出部６０５Ａを第５の実施形態に係る位相検出部６０５Ｄに代え、第５の実施形態に係る開極位相制御部６０８及び開極指令出力部６０９を追加し、さらに計測情報保持部６０７Ｅを追加する構成となっている。その他の構成は、第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂと同様である。
【００７２】
励磁突入電流抑制装置６Ｅにおいて、その運用前に、計測情報保持部６０７Ｅは、残留磁束算出部６０４により算出される残留磁束φＺｍ，φＺｔを保持する。また、変形ウッドブリッジ結線変圧器３を遮断するときの遮断位相と単相側における残留磁束φＺｍ，φＺｔの関係を計測情報として保持する。このとき、運用前に開閉器２を少なくとも１回開極操作する。
【００７３】
開極位相制御部６０８は、第５の実施形態と同様に、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び母線電圧計測部６０１により計測される母線１の各相電圧Ｖａ，Ｖｂに基づいて、遮断位相が常に同じになるように、開閉器２の主接点の開極位相を制御する。開極位相制御部６０８によって制御された開極位相は開極指令出力部６０９へ送られる。開極指令出力部６０９は、第５の実施形態と同様に、開極位相制御部６０８から受信した開極位相に基づいて開閉器２を開極する。
【００７４】
一方、位相検出部６０５Ｄは、第５の実施形態と同様に、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び定常磁束算出部６０２により算出される定常磁束φＴｍ，φＴｔに基づいて、変圧器３を投入する投入位相範囲Ｔｃを同定する。以降、励磁突入電流抑制の流れについては、第３の実施形態と同様である。
【００７５】
以上のように、上記第６の実施形態では、励磁突入電流抑制装置６Ｅにおいて、電力系統に開閉器２及び変形ウッドブリッジ結線変圧器３を一旦接続した後は、電力系統の回路条件は常に同じである。このため、開閉器２が開極するときの位相を常に同じにしておけば、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の各相の残留磁束φＺｍ，φＺｔの値も常に同じになるはずである。
【００７６】
本実施形態の場合、残留磁束φＺｍ，φＺｔは計測情報保持部６０７Ｅに保持されているので、常に同じである。すなわち、開閉器２で変形ウッドブリッジ結線変圧器３を遮断する際、遮断位相が常に同じになるように開閉器２の開極位相を制御して遮断することができる。また、励磁突入電流抑制装置６Ｅは、開閉器２を投入させて変形ウッドブリッジ結線変圧器３を励磁させるときも常に同じ位相にすることができる。これにより、励磁突入電流抑制装置６Ｅは、常に励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを抑制することができる。
【００７７】
また、変圧器三相側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが常時接続していない場合でも、励磁突入電流抑制装置６Ｅは、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている残留磁束φＺｍ，φＺｔを得ることができる。したがって、変圧器単相側電圧検出器５Ｍ，５Ｔは、計測情報保持部６０７Ｅによる計測時のみ接続し、通常の運用状態では取り外すことができ、さらには図１８に示す一点鎖線部分を取り外すことができる。但し、変圧器三相側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、恒久的に設置されていてもよい。
【００７８】
また、変圧器３の投入時の励磁突入電流抑制装置６Ｅにおいて、Ｍ座変圧器３０２の単相側の定常磁束φＴｍと残留磁束φＺｍ、Ｔ座変圧器３０１の単相側の定常磁束φＴｔと残留磁束φＺｔが共に略一致する位相で単相交流側の開閉器２が投入される場合には、開閉器２を個別に投入させるようにしてもよい。
【００７９】
以上の説明から明らかなように、上記第１乃至第６の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置によれば、単相交流側の電力系統と、三相交流電圧から単相交流電圧に変換する変圧器３とを、単相側から開閉器２で電源に投入する場合に生じる励磁突入電流Ｉｍ，Ｉｔを抑制することができる。
【００８０】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載される発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８１】
１…母線（単相側母線）、２…開閉器、３…変形ウッドブリッジ結線変圧器、３０１…Ｔ座変圧器、３０２…主座変圧器（Ｍ座変圧器）、４Ａ，４Ｂ…母線電圧検出器、５Ｍ，５Ｔ，５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ…変圧器電圧検出器、６…励磁突入電流抑制装置、６０１…母線電圧計測部、６０２…定常磁束算出部、６０３…変圧器電圧計測部、６０４…残留磁束算出部、６０５…位相検出部、６０６…投入指令出力部、６０７…計測情報保持部、６０８…開極位相制御部、６０９…開極指令出力部、６１０…変圧器電圧変換部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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