(57)【要約】【課題】  設備内主回路や送配電系統に使用されている計器用変圧器が飽和した場合に計器用変圧器二次側負荷が誤った異常な動作をするのを防止する。【解決手段】  計器用変圧器２の一次側電圧を飽和監視装置６の一次電圧検出部４で検出し、前記一次側電圧が前記計器用変圧器２の飽和時の電圧になると、前記飽和監視装置６の出力部５で、前記計器用変圧器２の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷３の動作を前記飽和による前記計器用変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器用変圧器の一次側電圧を検出し、前記一次側電圧が前記計器用変圧器の飽和時の電圧になると、前記計器用変圧器の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷の動作を前記飽和による前記計器用変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式。
【請求項２】
計器用変圧器の二次側に一次側が接続された補助変圧器の二次側に計器用変圧器二次側負荷が接続されている場合、前記補助変圧器の一次側電圧を検出し、前記補助変圧器の一次側電圧が前記補助変圧器の飽和時の電圧になると、前記計器用変圧器二次側負荷の動作を前記飽和による前記補助変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式。
【請求項３】
計器用変圧器の励磁電流を検出し、前記励磁電流が前記計器用変圧器の飽和時の励磁電流なると、前記計器用変圧器の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷の動作を前記飽和による前記計器用変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式。
【請求項４】
計器用変圧器の二次側に一次側が接続された補助変圧器の二次側に計器用変圧器二次側負荷が接続されている場合、前記補助変圧器の励磁電流を検出し、前記補助変圧器の励磁電流が前記補助変圧器の飽和時の励磁電流になると、前記計器用変圧器二次側負荷の動作を前記飽和による前記補助変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の計器用変圧器二次側負荷制御方式において、前記計器用変圧器が共通の母線に複数個並列に接続されている場合、何れの計器用変圧器の計器用変圧器二次側負荷も前記ロックをすることを特徴とする計器用変圧器二次側負荷制御方式。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一に記載の計器用変圧器二次側負荷制御方式において、前記飽和時に前記計器用変圧器の一次側を遮断することを特徴とする計器用変圧器二次側負荷制御方式。
【請求項７】
計器用変圧器の一次側電圧が前記計器用変圧器の飽和時の電圧になると動作する一次電圧検出部、および前記一次電圧検出部が動作すると前記一次側電圧が前記計器用変圧器の飽和時の電圧になったことを出力する出力部を備えた計器用変圧器の飽和監視装置。
【請求項８】
計器用変圧器の励磁電流が前記計器用変圧器の飽和時の励磁電流なると動作する励磁電流検出部、および前記励磁電流検出部が動作すると前記一次側電圧が前記計器用変圧器の飽和時の電圧になったことを出力する出力部を備えた計器用変圧器の飽和監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受配電及び発電設備等に使用される計器用変圧器の二次側負荷制御方式、及び計器用変圧器二次側負荷制御方式に適用される計器用変圧器の飽和監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
受配電設備、発電設備、送配電系統などで地絡事故や短絡事故などの事故発生時には、設備内主回路や送配電線に大きな事故電流が流れる。
【０００３】
事故発生時に大きな事故電流が流れた場合、保護継電装置の電流検出手段として使われる変流器は通常は飽和するので、電流検出対象の主回路の事故電流に的確に応動できるように、変流器の二次電流から種々の検出や処理を行う保護継電装置は、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等に見られるように種々案出されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１-８６６３８公報（図１及びその説明）
【特許文献２】特開昭５２-１４５７５４公報（第３図及びその説明）
【特許文献３】特開昭６０-２３７８１４公報（第１図〜第５図及びその説明）
【０００５】
一方、事故発生時には設備内主回路や送配電線の電圧は低下するので、設備内主回路や送配電系統に使用されている計器用変圧器は事故発生時に飽和することはないとされている。従って、計器用変圧器については、例えば発電設備における使用例で示すと、図８に示すように、発電機１の出力側に一次側が接続された計器用変圧器２の二次側に、自動同期装置、自動電圧調整装置、保護リレ−等の計器用変圧器二次側負荷３が、計器用変圧器２の飽和対策無しに接続されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、発明者は最近、事故発生時に計器用変圧器の一次側の電圧が過渡現象的に高くなり計器用変圧器が飽和する事象を経験した。計器用変圧器が飽和した場合、変圧比が変わりその一次側の電圧上昇しているにも拘わらず或は高いにも拘わらずその二次電圧は下がり、計器用変圧器の変圧比が変わらないことを前提に動作設定されている計器用変圧器二次側負荷が誤った異常な動作をする。例えば、自動電圧調整装置は、計器用変圧器の二次電圧が下がることにより、その出力電圧を上げる方向に動作する。このような事象は、例えば、三相における一線地絡が発生した場合、残りの二相の線間電圧がＬ成分やＣ成分等の環境条件によって過渡現象的に高くなるものと考えられる。従って、これまでは、設備内主回路や送配電系統に使用されている計器用変圧器は事故発生時に飽和することはないとされているが、設備内主回路や送配電系統に使用されている計器用変圧器が飽和することも考慮に入れるのが好ましい。
【０００７】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、設備内主回路や送配電系統に使用されている計器用変圧器が飽和した場合に計器用変圧器二次側負荷が誤った異常な動作をするのを防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る計器用変圧器二次側負荷制御方式は、計器用変圧器の一次側電圧を検出し、前記一次側電圧が前記計器用変圧器の飽和時の電圧になると、前記計器用変圧器の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷の動作を前記飽和による前記計器用変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、計器用変圧器の一次側電圧を検出し、前記一次側電圧が前記計器用変圧器の飽和時の電圧になると、前記計器用変圧器の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷の動作を前記飽和による前記計器用変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックするので、これまでは飽和することがないとされていた設備内主回路や送配電系統等に使用されている計器用変圧器が飽和した場合に計器用変圧器二次側負荷が誤った異常な動作をするのを防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に説明するこの発明の実施の形態１〜７は、何れも発電プラントにこの発明を適用した場合の各種事例を例示する。
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１は、一例として、発電機１の出力側に接続されている母線に一次側が接続された計器用変圧器２の一次側電圧を検出し、前記一次側電圧が前記計器用変圧器２の飽和時の電圧になると、前記計器用変圧器２の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷３の動作を前記飽和による前記計器用変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式を例示し、また、計器用変圧器２の一次側電圧が前記計器用変圧器２の飽和時の電圧になると動作する一次電圧検出部４、および前記一次電圧検出部が動作すると前記一次側電圧が前記計器用変圧器の飽和時の電圧になったことを出力する出力部５を備えた計器用変圧器の飽和監視装置６を例示するものである。
【００１２】
前記計器用変圧器二次側負荷３は、例えば、自動同期装置、自動電圧調整装置、保護リレー、コントロ−ラ他の監視／制御装置、等々である。
【００１３】
前記一次電圧検出部４としては、例えば、電圧リレ−を使用し、その動作電圧には前記計器用変圧器２が飽和に至る電圧を予め設定しておく。
【００１４】
前記出力部５は、前記計器用変圧器二次側負荷３への動作ロック指令を出力して前記計器用変圧器２の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷３の動作を前記計器用変圧器２飽和による前記計器用変圧器の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする機能を有している。換言すれば、前記出力部５の出力により、前記計器用変圧器二次側負荷３の動作は、前記計器用変圧器２の飽和検出時の正常状態での動作状態に維持するようにロックされる。
【００１５】
前記飽和監視装置６の具体的動作を説明すると、前記一次電圧検出部４は前記計器用変圧器２の一次側電圧である系統電圧を監視し、系統電圧が前記設定された電圧に達すると動作し、前記一次電圧検出部４が動作すると、計器用変圧器２の飽和と判断し、前記出力部５が、前記計器用変圧器２の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷３に対し、動作ロックの指令を出力する。従って、前記系統電圧の前記過渡現象的な増加により前記計器用変圧器２が飽和し、二次側の電圧が正常に出ない場合でも、前記指令により、前記計器用変圧器二次側負荷３は動作をロックされているため、プラントとして異常な挙動を起こすことを防止できる。
【００１６】
なお、前記計器用変圧器２の一次側電圧である系統電圧が前述のように過渡現象的に増加しながら前記一次電圧検出部４の設定電圧に達する場合、当該設定電圧に達しても前記計器用変圧器２の飽和は時間的に遅れるので、前記一次電圧検出部４の動作による動作ロックの指令によって前記計器用変圧器二次側負荷３を、前記計器用変圧器２の飽和による二次電圧異常の影響を受けずに正常な動作状態にロックすることが可能である。
【００１７】
なお、前述のこの発明の実施の形態１を採用せずに、例えば、前記計器用変圧器２として、前記計器用変圧器２が接続される主回路電圧と比較して大きい定格の計器用変圧器を使用し、想定される過渡現象的電圧上昇時に前記計器用変圧器が飽和しないようにすることも論理上可能であるが、高価なものとなる上、変圧精度が低下するので好ましくない。
【００１８】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図２に基づいて説明する。図２は、前記計器用変圧器２の二次側に一次側が接続された補助変圧器７の二次側に前記計器用変圧器二次側負荷３が接続されている場合、前記補助変圧器７の一次側電圧を検出し、前記補助変圧器７の一次側電圧が前記補助変圧器７の飽和時の電圧になると、前記計器用変圧器二次側負荷３の動作を前記飽和による前記補助変圧器７の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式を例示するものである。また、図２の図１との構成上の相違点は、補助変圧器７が追加されている点あり、従って、補助変圧器７以外の部品については図２では図１と同一符号を付し、この発明の実施の形態２の説明は、前記相違点を主体的に行い、他は割愛する。
【００１９】
前述の実施の形態１では、発電機１の主回路の計器用変圧器２の場合について述べたが、発電所では、前記計器用変圧器２の二次側に位相合わせや電圧合わせを目的として補助変圧器が設置される場合がある。一般に、この補助変圧器７は、その二次側に接続される機器の負担が軽いこと、自動同期用などで通常対地間電圧がかかっているが、地絡時に線間電圧（対地間の√３倍）がかかるようなものがあることなどから、前記主回路の計器用変圧器２と比較しても飽和し易くなっていることが多い。
【００２０】
この様な場合、図２に示すように、前記計器用変圧器２と前記補助変圧器７との間の電圧を前記電圧リレー等の一次電圧検出部４により監視することで、前記補助変圧器７の飽和を監視することが可能となる。前記一次電圧検出部４が動作すると前記飽和監視装置６は前記補助変圧器７の飽和と判断し、前記計器用変圧器二次側負荷３に対し前記出力部５を通じて動作ロックの指令を出力する。従って、前述の実施の形態２の場合と同様、前記補助変圧器７が飽和しその二次側の電圧が正常に出ない場合でも、前記計器用変圧器二次側負荷３は動作をロックされているため、プラントとして異常な挙動を起こすことを防止出来る。
【００２１】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図３に基づいて説明する。図３は、前記計器用変圧器２が共通の母線に複数個（２１，２２，２３）並列に接続されている場合、何れの計器用変圧器の計器用変圧器二次側負荷３１，３２，３３も前記ロックをするようにした計器用変圧器二次側負荷制御方式を例示するものである。なお、図３中、図１と同一または相当部分には同一符号あるいは同一符号に子番号を付し、この発明の実施の形態３の説明は、前述の実施の形態１と相違する点を主体的に行い、他は割愛する。
【００２２】
前述の実施の形態では、監視対象とする変圧器が一台の場合について述べたが、発電所では、図３に示すように、発電所のコントロールセンタ等の計器用変圧器二次側負荷などで、各フィーダ８１，８２，８３におけるコントロールセンタ等の制御回路（計器用変圧器二次側負荷）３１，３２，３３の電源として各々のフィーダ８１，８２，８３に計器用変圧器２１，２２，２３を設置して使っているケースがある。一般に、これら計器用変圧器２１，２２，２３は同一仕様のものが用いられることから、各計器用変圧器２１，２２，２３の飽和電圧は等しいと考えることができる。
【００２３】
本実施の形態では、図３に示すように、各フィーダ８１，８２，８３が接続されている母線９に、飽和監視装置６を１台設け、電圧リレー等の一次電圧検出部４に母線９の電圧を監視させる。前記１台の飽和監視装置６から、変圧器の飽和時のロック指令を、すべてのフィーダ８１，８２，８３の制御回路（計器用変圧器二次側負荷）３１，３２，３３に出力することで、前述の実施の形態１と同様の効果を奏すると共に、複数台の計器用変圧器２１，２２，２３の飽和を１台の飽和監視装置で監視することが可能とる。
【００２４】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図４に基づいて説明する。図４は、前述の計器用変圧器２の飽和時に該計器用変圧器２の一次側を主回路遮断用遮断器１０で遮断する計器用変圧器二次側負荷制御方式を例示するものである。なお、図４中、図１と同一または相当部分には同一符号あるいは同一符号に子番号を付し、この発明の実施の形態４の説明は、前述の実施の形態１と相違する点を主体的に行い、他は割愛する。
【００２５】
前述の実施の形態１においては、計器用変圧器の飽和時にその計器用変圧器二次側負荷３の動作をロックする場合を例示したが、計器用変圧器の飽和時には、電圧上昇の大きさによっては、計器用変圧器２の飽和により多大な電流が流れ、計器用変圧器２の巻線を焼損する可能性がある。
【００２６】
本実施の形態では、図４に示すように、前記計器用変圧器２の主回路を遮断する主回路遮断用遮断器１０を設け、電圧リレー等の一次電圧検出部４による前記計器用変圧器２の飽和電圧検出時に、前記飽和監視装置６における出力部５の動作ロック司令部５１により前記計器用変圧器二次側負荷３に対する前述の動作ロックを行うと共に、前記出力部５の主回路遮断司令部５２に、前記計器用変圧器２が接続されている主回路を遮断する機能を持たせることで、前記計器用変圧器２の飽和時における巻線焼損を防止することができる。
【００２７】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図５に基づいて説明する。図５は、計器用変圧器２の励磁電流を検出し、前記励磁電流が前記計器用変圧器２の飽和時の励磁電流なると、前記計器用変圧器２の二次側に接続されている計器用変圧器二次側負荷３の動作を前記飽和による前記計器用変圧器２の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式を例示し、また、計器用変圧器２の励磁電流が前記計器用変圧器２の飽和時の励磁電流なると動作する励磁電流検出部１１、および前記励磁電流検出部１１が動作すると前記一次側電圧が前記計器用変圧器２の飽和時の電圧になったことを出力する出力部５を備えた計器用変圧器の飽和監視装置６を例示するものである。また、図５の図１との構成上の相違点は、図１で例示された電圧リレ−等の一次電圧検出部４の代わりに電流リレ−等の励磁電流検出部１１を使用した点あり、従って、励磁電流検出部１１以外の部品については図５では図１と同一符号を付し、この発明の実施の形態５の説明は、前記相違点を主体的に行い、他は割愛する。
【００２８】
本実施の形態では、励磁電流検出部１１として、例えば、電流リレーを使用し、その動作電流には前記計器用変圧器２が飽和に至る励磁電流を予め設定しておくことで、前記計器用変圧器２の飽和状態を前記励磁電流から間接的に検出し、前記計器用変圧器二次側負荷３の動作を、動作ロック司令の機能を有する出力部５を通じてロックすることにより、前記計器用変圧器二次側負荷３が異常な動作をすることを防止することができる。
【００２９】
実施の形態６．
以下、この発明の実施の形態６を図６に基づいて説明する。図６は、計器用変圧器２の二次側に一次側が接続された補助変圧器７の二次側に計器用変圧器二次側負荷３が接続されている場合、前記補助変圧器７の励磁電流を検出し、前記補助変圧器７の励磁電流が前記補助変圧器７の飽和時の励磁電流になると、前記計器用変圧器二次側負荷３の動作を前記飽和による前記補助変圧器７の二次側電圧の変化に応動しないようにロックする計器用変圧器二次側負荷制御方式を例示するものである。なお、図６中、図１、図２および図５と同一または相当部分には同一符号あるいは同一符号に子番号を付し、この発明の実施の形態６の説明は、前述の実施の形態１、２および６と相違する点を主体的に行い、他は割愛する。
【００３０】
前述の実施の形態２では、電圧リレー等の一次電圧検出部４を使用して計器用変圧器２と補助変圧器７の間の電圧を監視したが、本実施の形態では、図６に示すように、計器用変圧器２と補助変圧器７との間の電流、つまり補助変圧器７の一次側励磁電流を、飽和監視装置６の電流リレー等の励磁電流検出部１１により監視することで、補助変圧器７の飽和を監視することが可能となる。
【００３１】
前記電流リレー励磁電流検出部１１が動作すると前記飽和監視装置６は前記補助変圧器７の飽和と判断し、計器用変圧器二次側負荷３に対し、動作ロック司令機能を有した出力部５を通じて動作ロックの指令を出力する。従って、前記補助変圧器７が飽和し、その二次側の電圧が正常に出ない場合でも、計器用変圧器二次側負荷３は動作をロックされているため、プラントとして異常な挙動を起こすことを防止できる。
【００３２】
実施の形態７．
以下、この発明の実施の形態７を図７に基づいて説明する。図７は、前述の計器用変圧器２の飽和時に前記計器用変圧器２の一次側を主回路遮断用遮断器１０で遮断する計器用変圧器二次側負荷制御方式を例示するものである。なお、図４中、図１、図４および図５と同一または相当部分には同一符号あるいは同一符号に子番号を付し、この発明の実施の形態７の説明は、前述の実施の形態１、４および５と相違する点を主体的に行い、他は割愛する。
【００３３】
前述の実施の形態４においては電圧リレー等の一次電圧検出部４を使用して前記計器用変圧器２飽和を検出したが、本実施の形態７では、図７に示すように、前記計器用変圧器２の主回路を遮断する主回路遮断用遮断器１０を設け、前記計器用変圧器２が飽和にいたる励磁電流を、予め電流リレー等の励磁電流検出部にその動作電流として設定しておくことで、前記計器用変圧器２の飽和状態を前記励磁電流から間接的に検出し、前記飽和監視装置６における出力部５の動作ロック司令部５１により前記計器用変圧器二次側負荷３に対する前述の動作ロックを行うと共に、前記出力部５の主回路遮断司令部５２に、前記計器用変圧器２が接続されている主回路を遮断する機能を持たせることで、前記計器用変圧器２の飽和時における巻線焼損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、計器用変圧器二次側負荷制御方式および計器用変圧器の飽和監視装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す図で、計器用変圧器二次側負荷制御方式および計器用変圧器の飽和監視装置を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す図で、計器用変圧器二次側負荷制御方式および計器用変圧器の飽和監視装置を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態４を示す図で、計器用変圧器二次側負荷制御方式および計器用変圧器の飽和監視装置を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態５を示す図で、計器用変圧器二次側負荷制御方式および計器用変圧器の飽和監視装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態６を示す図で、計器用変圧器二次側負荷制御方式および計器用変圧器の飽和監視装置を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態７を示す図で、計器用変圧器二次側負荷制御方式および計器用変圧器の飽和監視装置を示すブロック図である。
【図８】従来の計器用変圧器と計器用変圧器二次側負荷との接続関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    発電機、
２    計器用変圧器、
３，３１，３２，３３    計器用変圧器二次側負荷、
４    一次電圧検出部（電圧リレー）、
５    出力部（動作ロック司令部）、
５１    動作ロック司令部、
５２    主回路遮断指令部、
６    飽和監視装置、
７    補助変圧器、
８１，８２，８３    コントロールセンタ（計器用変圧器二次側負荷）のフィーダ、
９    主回路の母線、
１０    主回路遮断用遮断器、
１１    励磁電流検出部（電流リレー）。
【図１】
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【図２】
2006149099.tif 000004
【図３】
2006149099.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006149099.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006149099.tif 000009
【図８】
2006149099.tif 000010