(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷が三相変圧器に接続された状態で前記三相変圧器と三相交流の電源との接続を開閉する遮断器を励磁突入電流を抑制するように制御する励磁突入電流抑制装置であって、
前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側電圧計測手段と、
前記電源から前記負荷に流れる三相交流電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段により計測された三相交流電流に基づいて、三相のうち最初に遮断された電流の相である遮断第１相を検出する遮断第１相検出手段と、
前記電源側電圧計測手段により計測された三相交流電圧の前記遮断第１相検出手段により検出された前記遮断第１相が、前記遮断第１相の遮断直前の電流の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の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から６０°以内の位相で、前記遮断器を投入する投入手段とを備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項２】
負荷が三相変圧器に接続された状態で前記三相変圧器と三相交流の電源との接続を開閉する遮断器を励磁突入電流を抑制するように制御する励磁突入電流抑制装置であって、
前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側電圧計測手段と、
前記電源から前記負荷に流れる三相交流電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段により計測された三相交流電流に基づいて、三相のうち最初に遮断された電流の相である遮断第１相を検出する遮断第１相検出手段と、
前記電源側電圧計測手段により計測された三相交流電圧の前記遮断第１相検出手段により検出された前記遮断第１相が、前記遮断第１相の遮断直前の電流の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の第１の位相を検出する第１の位相検出手段と、
前記電源側電圧計測手段により計測された三相交流電圧の前記遮断第１相検出手段により検出された前記遮断第１相から位相が１２０°進んだ相が、前記遮断第１相から位相が１２０°進んだ相の遮断直前の電流の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の第２の位相を検出する第２の位相検出手段と、
前記第１の位相検出手段により検出された前記第１の位相から前記第２の位相検出手段により検出された前記第２の位相の間で、前記遮断器を投入する投入手段とを備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
【請求項３】
負荷が三相変圧器に接続された状態で前記三相変圧器と三相交流の電源との接続を開閉する遮断器を励磁突入電流を抑制するように制御する励磁突入電流抑制方法であって、
前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
前記電源から前記負荷に流れる三相交流電流を計測し、
計測した三相交流電流に基づいて、三相のうち最初に遮断された電流の相である遮断第１相を検出し、
計測した三相交流電圧の検出した前記遮断第１相が、前記遮断第１相の遮断直前の電流の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の位相を検出し、
検出した前記位相から６０°以内の位相で、前記遮断器を投入することを含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項４】
負荷が三相変圧器に接続された状態で前記三相変圧器と三相交流の電源との接続を開閉する遮断器を励磁突入電流を抑制するように制御する励磁突入電流抑制方法であって、
前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
前記電源から前記負荷に流れる三相交流電流を計測し、
計測した三相交流電流に基づいて、三相のうち最初に遮断された電流の相である遮断第１相を検出し、
計測した三相交流電圧の検出した前記遮断第１相が、前記遮断第１相の遮断直前の電流の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の第１の位相を検出し、
計測した三相交流電圧の検出した前記遮断第１相から位相が１２０°進んだ相が、前記遮断第１相から位相が１２０°進んだ相の遮断直前の電流の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の第２の位相を検出し、
検出した前記第１の位相から検出した前記第２の位相の間で、前記遮断器を投入することを含むことを特徴とする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する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に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、変圧器鉄心に残留磁束がある状態で電源投入により無負荷励磁を行うと、大きな励磁突入電流が流れ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、系統電圧が変動する。その電圧変動が大きい場合、需要者に影響を与えることがある。
【０００３】
この励磁突入電流を抑制する方法としては、残留磁束に基づいて投入位相を制御する方法がある。例えば、直接接地系の三相変圧器を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相を投入させるようにして励磁突入電流を抑制することが開示されている。また、非有効接地系の変圧器を三相一括操作型遮断器を用いて電源投入する際の励磁突入電流を抑制する方法も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８９６８５８号公報
【特許文献２】特許第４６１１４５５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】John H.Brunke、外１名，“Elimination of Transformer Inrush Currents by Controlled Switching -Part I: Theoretical Considerations”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, IEEE,２００１年４月，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．２，ｐ．２７６−２８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、変圧器が負荷に接続された状態で遮断器の開閉をする場合に生じる励磁突入電流を抑制する方法については知られていない。また、変圧器が負荷に接続された状態では、遮断器に励磁突入電流と負荷電流が流れるため、遮断後の残留磁束は、無負荷変圧器を遮断した場合と異なる。
【０００７】
そこで、本発明の実施形態による目的は、変圧器が負荷に接続された状態で開閉する遮断器により変圧器を電源投入する際に生じる変圧器の励磁突入電流を抑制することのできる励磁突入電流抑制装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態の観点に従った励磁突入電流抑制装置は、負荷が三相変圧器に接続された状態で前記三相変圧器と三相交流の電源との接続を開閉する遮断器を励磁突入電流を抑制するように制御する励磁突入電流抑制装置であって、前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側電圧計測手段と、前記電源から前記負荷に流れる三相交流電流を計測する電流計測手段と、前記電流計測手段により計測された三相交流電流に基づいて、三相のうち最初に遮断された電流の相である遮断第１相を検出する遮断第１相検出手段と、前記電源側電圧計測手段により計測された三相交流電圧の前記遮断第１相検出手段により検出された前記遮断第１相が、前記遮断第１相の遮断直前の電流の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の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から６０°以内の位相で、前記遮断器を投入する投入手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係る遮断器による電流遮断前後の遮断器電流を示す波形図。
【図３】第１の実施形態に係る遮断器による電流遮断前後の線間磁束を示す波形図。
【図４】第１の実施形態に係る遮断器の投入位相と電源電圧との関係を示す波形図。
【図５】第１の実施形態に係る遮断器の投入位相と各相の遮断器電流との関係を示すグラフ図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。
【図７】第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置による投入目標位相範囲を説明するための磁束波形を示す波形図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。
【図９】第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置による投入目標位相を説明するための磁束波形を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６の適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。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】
本実施形態に係る電力系統システムは、電源母線１と、遮断器２と、変圧器３と、三相分の電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗと、三相分（変圧器端子分）の電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗと、励磁突入電流抑制装置６と、負荷７とを備えている。
【００１３】
電源母線１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる三相交流の電源を備えた電力系統の母線である。
【００１４】
変圧器３の１次側は、遮断器２を介して、電源母線１に接続されている。変圧器３の２次側には、常時、負荷７が接続されている。変圧器３は、非有効接地系に設置されている。変圧器３は、三相交流電圧を変圧する三巻線の三相変圧器である。変圧器３は、１次巻線３０１、２次巻線３０２及び３次巻線３０３を備えている。１次巻線３０１及び２次巻線３０２は、Ｙ結線されている。３次巻線３０３は、Δ結線されている。１次巻線３０１は、中性点がインピーダンスＺｎ１で接地されている。２次巻線３０２は、中性点がインピーダンスＺｎ２で接地されている。
【００１５】
遮断器２は、電源母線１と変圧器３との間に設けられている。遮断器２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相の全ての主接点が一括操作される三相一括操作型の遮断器である。遮断器２が投入されることにより、変圧器３は、電源母線１による電源投入がされる。遮断器２が開放されることにより、変圧器３は、電源母線１から電気的に遮断される。
【００１６】
電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、電源母線１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に設けられている。３つの電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、電源母線１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の相電圧（対地電圧）を計測するための計器用機器である。電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、例えば、計器用変圧器(ＶＴ, Voltage Transformer)又はコンデンサ形計器用変圧器(ＰＤ, Potential Device)などの電圧分圧装置である。電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、電源母線１の各相と大地間に接続される。電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６に出力する。
【００１７】
電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、変圧器３の１次側（電源側）の各相に設けられている。３つの電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、それぞれ変圧器３の１次側の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に流れる電流を計測するための計測用機器である。電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、例えば、計器用変流器(CT, Current Transformer)である。電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６に出力する。
【００１８】
励磁突入電流抑制装置６は、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ及び電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗのそれぞれから受信した検出信号に基づいて、遮断器２の主接点に対して投入指令を出力する。これにより、遮断器２は投入される。
【００１９】
図１〜図５を参照して、励磁突入電流抑制装置６の構成について説明する。
【００２０】
図２は、遮断器２による電流遮断前後の遮断器電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示す波形図である。図３は、遮断器２による電流遮断前後の線間磁束φｕｖ，φｖｗ，φｗｕを示す波形図である。図４は、遮断器２の投入位相と電源電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとの関係を示す波形図である。図５は、遮断器２の投入位相と各相の遮断器電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗとの関係を示すグラフ図である。図３は、図２に示す遮断器電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗにおける線間磁束φｕｖ，φｖｗ，φｗｕを示したものである。図４及び図５は、図２及び図３で示す遮断状態で投入した場合を示したものである。
【００２１】
励磁突入電流抑制装置６は、電源電圧計測部６０１と、電流計測部６０２と、遮断第１相検出部６０３と、位相検出部６０４と、投入指令出力部６０５とを備えている。
【００２２】
電源電圧計測部６０１は、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗにより検出された検出信号に基づいて、電源母線１の各相電圧を計測する。電源電圧計測部６０１は、計測した各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを位相検出部６０４に出力する。
【００２３】
電流計測部６０２は、電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗにより検出された検出信号に基づいて、遮断器２を流れる各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを計測する。電流計測部６０２は、計測した各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを遮断第１相検出部６０３に出力する。
【００２４】
遮断第１相検出部６０３は、電流計測部６０２により計測された各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、遮断第１相を検出する。遮断第１相とは、３相のうち最初に電流が遮断される（電流が零になる）相のことである。図２では、遮断第１相はＵ相である。図２に示すように、非有効接地系の場合、最初に１相（Ｕ相）が電流遮断され、次に、残り２相（Ｖ相及びＷ相）が同時に電流遮断される。
【００２５】
遮断第１相検出部６０３は、遮断第１相を検出後、遮断第１相に流れていた遮断直前の電流の極性を検出する。図２では、遮断第１相であるＵ相の電流Ｉｕは、負極性から正極性に推移するときに通過する零点で遮断されている。従って、遮断第１相検出部６０３は、遮断第１相の電流遮断直前の極性として負極性を検出する。遮断第１相検出部６０３は、検出した遮断第１相及び極性を位相検出部６０４に出力する。
【００２６】
位相検出部６０４には、遮断第１相検出部６０３により検出された遮断第１相及び極性、及び電源電圧計測部６０１により計測された各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが入力される。位相検出部６０４は、検出した電源電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの遮断第１相が、検出した電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの遮断第１相の極性と同極性から逆極性に推移するときに通過する零点の位相θｃを検出する。従って、図２に示す状態で電流遮断された場合、位相検出部６０４は、Ｕ相の電源電圧Ｖｕが、遮断直前のＵ相電流Ｉｕの極性である負極性から正極性に推移するときに通過する零点の位相θｃを検出する。位相検出部６０４は、検出した位相θｃを投入指令出力部６０５に出力する。
【００２７】
投入指令出力部６０５は、位相検出部６０４により検出された位相θｃから６０°以内を投入目標位相範囲Ｔｃとする。投入指令出力部６０５は、この投入目標位相範囲Ｔｃ内で、遮断器２の三相分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、遮断器２は、三相一括で投入される。
【００２８】
次に、励磁突入電流抑制装置６による励磁突入電流の抑制について説明する。
【００２９】
図２に示すように、時刻ｔ１に遮断第１相としてＵ相電流Ｉｕを負極性から正極性に推移するときに通過する零点で遮断し、時刻ｔ２でＶ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗが同時に遮断された場合について説明する。
【００３０】
このとき、変圧器３には、時刻ｔ２以降に、図３に示すように各線間に残留磁束φｕｖ，φｖｗ，φｗｕが発生する。ＷＵ相間の残留磁束φｗｕは、三線間のうち最大であり、正極性である。その他の線間の残留磁束φｕｖ，φｖｗは、負極性である。
【００３１】
図５は、図４に示す電源電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗで、位相検出部６０４により検出された位相θｃから３６０°まで投入位相を推移させた場合の各相の遮断器電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示している。図５に示すように、励磁突入電流抑制装置６による投入目標位相範囲Ｔｃで投入した場合、各相の遮断器電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、ほぼ定常状態の電流値である。
【００３２】
また、位相検出部６０４により検出された位相θｃから６０°後の位相は、Ｗ相電源電圧Ｖｗの零点である。このＷ相電源電圧Ｖｗの零点は、遮断されたＵ相電流Ｉｕにより検出された位相θｃのＵ相電圧Ｖｕの零点と同様に検出できる。具体的には、まず、遮断直前のＷ相電流Ｉｗの極性を検出する。ここで、Ｗ相は、遮断第１相であるＵ相から位相が１２０°進んだ相である。図２では、正極性である。次に、Ｗ相電源電圧Ｖｗにおいて、検出した極性である正極性から負極性に推移するときに通過する零点を検出する。これにより、位相検出部６０４により検出された位相θｃから６０°後の位相が検出できる。
【００３３】
本実施形態によれば、遮断第１相及び遮断第１相の遮断直前の電流の極性を検出して投入目標位相範囲Ｔｃを決定することで、変圧器３に負荷７が接続された状態でも、励磁突入電流を抑制するように遮断器２を投入することができる。
【００３４】
また、非有効接地系の変圧器を遮断するときに各相の間で電流遮断時点にズレが生じると、変圧器に直流電圧が残留する。このため、直流電圧が残留した相電圧をそのまま積分した場合、磁束が発散するため、残留磁束が正確に算出できない。図１に示すように変圧器３に負荷７が接続された状態では、電流遮断の時点は三相で必ずズレが生じる。従って、負荷７が接続された変圧器３を電源投入する場合、相毎に残留磁束を演算して励磁突入電流を抑制するような投入位相を決定する方法では、投入位相を決定することが困難になる。
【００３５】
これに対して、本実施形態であれば、負荷７が接続された変圧器３を電源投入する場合であっても、磁束を算出する必要がないため、励磁突入電流を抑制することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。
【００３７】
本実施形態に係る電力系統システムは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システムにおいて、励磁突入電流抑制装置６を励磁突入電流抑制装置６Ａに代え、電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗを負荷側電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗに代えたものである。その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００３８】
３つの負荷側電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは、変圧器２の１次側の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の相電圧（対地電圧）を計測するための計器用機器である。負荷側電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは、例えば、計器用変圧器（ＶＴ）又はコンデンサ形計器用変圧器（ＰＤ）などの電圧分圧装置である。負荷側電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは、変圧器３の一次端子の各相に設けられている。負荷側電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６Ａに出力する。
【００３９】
図７は、本実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａによる投入目標位相範囲Ｔｃ１を説明するための磁束波形を示す波形図である。ここでは、図２及び図３に示す電流遮断状態で、変圧器３を電源投入する場合について説明する。
【００４０】
励磁突入電流抑制装置６Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６において、電流計測部６０２及び遮断第１相検出部６０３の代わりに、負荷側電圧計測部６０７及び残留磁束算出部６０８を設け、位相検出部６０４の代わりに位相検出部６０４Ａを設け、定常磁束算出部６０６を追加した構成である。その他の点は第１の実施形態と同様である。
【００４１】
定常磁束算出部６０６には、電源電圧計測部６０１により計測された各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが入力される。定常磁束算出部６０６は、電源電圧計測部６０１により計測された各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、ＵＶ相間、ＶＷ相間及びＷＵ相間の各線間電圧を演算する。定常磁束算出部６０６は、演算した各線間電圧をそれぞれ積分する。定常磁束算出部６０６は、この積分された値を、定常時の磁束（定常磁束）φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕとする。定常磁束算出部６０６は、演算した定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕを位相検出部６０４Ａに出力する。
【００４２】
負荷側電圧計測部６０７は、負荷側電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗにより検出された検出信号に基づいて、変圧器３の各相の１次電圧を計測する。負荷側電圧計測部６０７は、計測した各相電圧を残留磁束算出部６０８に出力する。
【００４３】
残留磁束算出部６０８は、負荷側電圧計測部６０７により計測された各相電圧に基づいて、遮断器２による変圧器３の遮断後のＵＶ相間、ＶＷ相間及びＷＵ相間の各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを演算する。残留磁束算出部６０８は、演算した各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕをそれぞれ積分する。残留磁束算出部６０８は、この積分された値を、変圧器３の鉄心の残留磁束（１次線間磁束）φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕとする。残留磁束算出部６０８は、演算した残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを位相検出部６０４Ａに出力する。
【００４４】
位相検出部６０４Ａは、図７に示すように、線間毎に、定常磁束算出部６０６により演算された定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕと、残留磁束算出部６０８により演算された残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕとの極性がそれぞれ一致する位相の区間Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕを検出する。位相検出部６０４Ａは、検出した線間毎の位相の区間Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕが３つの全ての区間で重なる区間Ｔｃ１を同定する。同定した区間Ｔｃ１は、遮断器２を投入する投入目標位相範囲である。位相検出部６０４Ａは、検出した投入目標位相範囲Ｔｃを投入指令出力部６０５に出力する。
【００４５】
投入指令出力部６０５は、位相検出部６０４Ａにより検出された投入目標位相範囲Ｔｃ１内で、遮断器２の三相分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、遮断器２は、投入される。
【００４６】
位相検出部６０４Ａで検出された投入目標位相範囲Ｔｃ１は、図４に示す第１の実施形態の位相検出部６０４で検出された投入目標位相範囲Ｔｃと一致する。即ち、投入目標位相範囲Ｔｃ１で遮断器２を投入した場合の励磁突入電流の抑制の効果は、第１の実施形態で説明した図５に示す通りである。従って、投入指令出力部６０５は、位相検出部６０４Ａで検出された投入目標位相範囲Ｔｃ１で、遮断器２を投入することにより、励磁突入電流を抑制することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕの極性と定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕの極性が線間毎に全ての線間で一致する位相範囲Ｔｃ１で遮断器２を投入することで、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
ここで、上述したように、非有効接地系の変圧器３に負荷７が接続された状態で、変圧器３を遮断器２により遮断すると、直流電圧が残留する。この場合、直流電圧が残留している相電圧を積分して、変圧器３の残留磁束を正確に算出することはできない。しかし、線間電圧には、直流電圧の影響が無い。従って、励磁突入電流抑制装置６Ａでは、線間電圧を積分することで、残留磁束を正確に算出することができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。
【００５０】
本実施形態に係る電力系統システムは、図６に示す第２の実施形態に係る電力系統システムにおいて、励磁突入電流抑制装置６Ａを励磁突入電流抑制装置６Ｂに代えたものである。その他の点は第２の実施形態と同様である。
【００５１】
励磁突入電流抑制装置６Ｂ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６０４Ａを位相検出部６０４Ｂに代えたものである。その他の点は第２の実施形態と同様である。
【００５２】
図９を参照して、位相検出部６０４Ｂによる投入目標位相θｃ１の検出方法について説明する。なお、図９に示す定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕ及び残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕは、図７に示したものと同一である。従って、電流遮断状態は、図２及び図３に示したものである。
【００５３】
位相検出部６０４Ｂは、三線間の残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕのうち絶対値が最大の線間を判断する。図９では、ＷＵ相間が、絶対値が最大の残留磁束φＺｗｕである。位相検出部６０４Ｂは、絶対値が最大の線間において、定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕと残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕが一致する範囲で、定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕの波高値時点の位相θｃ１を検出する。図９では、ＷＵ相間の残留磁束φＺｗｕとＷＵ相間の定常磁束φＴｗｕが共に正極性の区間Ｔｗｕで、ＷＵ相間の定常磁束φＴｗｕが波高値となる位相θｃ１を検出する。位相検出部６０４Ｂは、検出した位相θｃ１を投入目標位相として、投入指令出力部６０５に出力する。ここで、位相検出部６０４Ｂで検出された投入目標位相θｃ１は、第２実施形態に係る位相検出部６０４Ａで検出された投入目標位相範囲Ｔｃの中間の時点の位相である。
【００５４】
投入指令出力部６０５は、位相検出部６０４Ｂにより検出された投入目標位相θｃ１で、遮断器２の三相分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、遮断器２は、投入される。
【００５５】
本実施形態によれば、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
なお、各実施形態において、励磁突入電流抑制装置６〜６Ｂでの位相制御における各種パラメータは、より精度を高めるため等により補正をしてもよい。例えば、遮断器２の投入では、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などに起因する投入時間のばらつきが存在する。このプレアークによる投入ばらつきや、遮断器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、位相制御を行う際にこの特性による補正をすることができる。このような補正をすることで、これらのばらつきがあっても、励磁突入電流をより確実に抑制することができる。
【００５７】
また、各実施形態において、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗにより、電源母線１の各相電圧を計測したが、電源母線１の各線間電圧を計測して、線間電圧を相電圧に変換してもよい。また、第２の実施形態及び第３の実施形態における負荷側電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗについても同様である。
【００５８】
さらに、各実施形態において、遮断器２は、三相一括操作型の遮断器としたが、相毎に操作する各相操作型の遮断器でもよい。各相操作型遮断器であれば、各相の遮断器を同時に投入することで、三相一括操作型遮断器と同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
また、各実施形態において、変圧器３は、三相変圧器であれば、どのようなものでもよい。変圧器３は、三巻線に限らず、二巻線でもよい。また、各巻線の結線は、Ｙ結線又はΔ結線のどちらでもよいし、それらをどのように組合せてもよい。
【００６０】
さらに、各実施形態において、結果が同じになるのであれば、演算の順序や演算をさせる場所（励磁突入電流抑制装置６〜６Ｂの内部や外部を問わず、コンピュータや各種検出器等）は、適宜変更してもよい。
【００６１】
また、第１の実施形態において、電流検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、遮断器２の開放直前に変圧器３に流れていた電流の極性が分かるのであれば、何処の電流を検出してもよい。従って、電源母線１から負荷７に流れる電流であれば、何処で検出してもよい。
【００６２】
さらに、第２の実施形態及び第３の実施形態において、定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕ及び残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを演算する場合に、相電圧から線間電圧のように、電圧を変換してから磁束を求めたが、磁束を求めた後に、磁束を変換してもよい。例えば、各相電圧から各線間の磁束を求める場合、先に各相の磁束を求めた後に、各線間の磁束を求めてもよい。
【００６３】
なお、本発明の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。これら新規な実施形態は、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ともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１…電源母線、２…遮断器、３…変圧器、４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ…電源電圧検出器、５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ…電流検出器、６…励磁突入電流抑制装置、７…負荷、３０１…１次巻線、３０２…２次巻線、３０３…３次巻線、６０１…電源電圧計測部、６０２…電流計測部、６０３…遮断第１相検出部、６０４…位相検出部、６０５…投入指令出力部、Ｚｎ１,Ｚｎ２…中性点インピーダンス。
【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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