(57)【要約】【課題】長時間定格の制動抵抗を必要とすることなく励磁突入電流を抑制することができる変圧器の励磁システムを提供する。【解決手段】本励磁システムの制御装置７０は、主変圧器２１の運転開始時には、主変圧器２１の励磁開始前にインバータ出力側遮断器４を閉じ、バイパス遮断器２を開いた状態でインバータ３１に主変圧器２１を励磁させる。そして、ギャップ付き変圧器２３の二次側の出力周波数、位相及び電圧が高圧系統のそれらと一致したことが同期検定器５１によって検出された場合、主変圧器２１の励磁が完了したと判断する。そして、主変圧器２１の励磁完了後にバイパス遮断器２を閉じるとともにインバータ出力側遮断器４を開く。【選択図】図１
2018137972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧系統と低圧系統との間に設けられた主変圧器を励磁する励磁システムであって、
前記高圧系統と前記主変圧器の一次側との間に設けられた遮断器と、
前記主変圧器の一次側に前記遮断器と並列に接続されたインバータと、
前記インバータの二次側と前記主変圧器の一次側との間に設けられたギャップ付き変圧器と、
前記ギャップ付き変圧器の二次側と前記主変圧器の一次側との間に設けられたインバータ出力側遮断器と、
前記高圧系統と前記ギャップ付き変圧器の二次側との間に設けられた同期検定回路と、
少なくとも前記遮断器、前記インバータ、前記インバータ出力側遮断器、及び同期検定回路を操作する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記主変圧器の運転開始時には、前記主変圧器の励磁開始前に前記インバータ出力側遮断器を閉じ、前記遮断器を開いた状態で前記インバータに前記主変圧器を励磁させ、
前記ギャップ付き変圧器の二次側の出力周波数、位相及び電圧が前記高圧系統のそれらと一致したことが前記同期検定回路によって検出された場合、前記主変圧器の励磁が完了したと判断し、
前記主変圧器の励磁完了後に前記遮断器を閉じるとともに前記インバータ出力側遮断器を開くように構成されていることを特徴とする励磁システム。
【請求項２】
高圧系統と低圧系統との間に設けられた主変圧器を励磁する励磁システムであって、
前記高圧系統と前記主変圧器の一次側との間に設けられた遮断器と、
前記主変圧器の二次側に接続されたインバータと、
前記インバータの二次側と前記主変圧器の二次側との間に設けられたインバータ出力側遮断器と、
前記高圧系統と前記インバータの二次側との間に設けられた同期検定回路と、
少なくとも前記遮断器、前記インバータ、前記インバータ出力側遮断器、及び同期検定回路を操作する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記主変圧器の運転開始時には、前記主変圧器の励磁開始前に前記インバータ出力側遮断器を閉じ、前記遮断器を開いた状態で前記インバータに前記主変圧器を励磁させ、
前記インバータの二次側の出力周波数及び位相が前記高圧系統のそれらと一致し、前記インバータの二次側の電圧と前記高圧系統の電圧との電圧比が適正比になったことが前記同期検定回路によって検出された場合、前記主変圧器の励磁が完了したと判断し、
前記主変圧器の励磁完了後に前記遮断器を閉じるとともに前記インバータ出力側遮断器を開くように構成されていることを特徴とする励磁システム。
【請求項３】
前記インバータの二次側と前記インバータ出力側遮断器との間に変圧器をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の励磁システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記インバータの出力周波数を徐々に増大させていくように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の励磁システム。
【請求項５】
前記インバータの一次側は前記高圧系統に接続されていることを特徴する請求項１乃至４の何れか１項に記載の励磁システム。
【請求項６】
前記インバータの一次側は前記高圧系統とは別の電源に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の励磁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧系統と低圧系統との間に設けられた変圧器を励磁する励磁システムに関し、詳しくは、変圧器の運転開始に先立ちインバータを用いて事前に変圧器を励磁し、励磁完了後に変圧器を高圧系統へ接続することにより励磁突入電流を抑制した励磁システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
停止状態の変圧器に電圧を印加したとき、過渡的な大電流である励磁突入電流が発生することが知られている。この励磁突入電流を抑制するため、従来、図８に示すような構成を有する励磁システムが用いられている。図８に示す励磁システムは、制動抵抗を用いて励磁突入電流を抑制する制動抵抗方式による励磁システムである。
【０００３】
図８に示す従来の励磁システムでは、主電源系統（高圧系統）１００と負荷系統（低圧系統）１０１との間に２つの変圧器２２，２１が直列に設けられている。主電源系統１００の側に設置された変圧器２２は、特高電圧で受電した電圧を負荷設備で使用できる電圧に降圧させるための特高用降圧変圧器である。負荷系統１０１の側に設置された変圧器２１は、主変圧器である。図８に示す２つの変圧器２２，２１のうち、励磁突入電流が問題となるのは、特高用高圧変圧器２２に比較して容量が小さい主変圧器２１である。なお、図８では１つの主変圧器２１が設けられているが、主電源系統１００に複数の負荷設備が接続される場合には、負荷設備ごとに用意された複数の主変圧器２１が特高用高圧変圧器２２の二次側に並列に接続されていてもよい。
【０００４】
主電源系統１００と特高用高圧変圧器２２の一次側との間には上位遮断器１が設置されている。特高用高圧変圧器２２の二次側と主変圧器２１の一次側との間には、励磁突入電流を抑制するための制動抵抗１１とコンタクタ３が設置されている。また、制動抵抗１１とコンタクタ３とをバイパスして、特高用高圧変圧器２２の二次側と主変圧器２１の一次側とを接続するバイパス遮断器２が設置されている。上位遮断器１の投入時には、制動抵抗１１へ電流を流すためにコンタクタ３が投入され、バイパス遮断器２は開放される。そして、制動抵抗１１により励磁突入電流が抑制された後、バイパス遮断器２が投入され、その後にコンタクタ３が開放される。
【０００５】
上位遮断器１の投入時に励磁突入電流が流れる原因は、主変圧器２１の鉄心内には残留磁束があるため、電源投入のタイミングによっては、鉄心の磁束密度が飽和磁束密度を超える値となり、励磁インダクタンスが激減するためである。この点に関し、図８に示す従来の励磁システムでは、上位遮断器１の投入直後のみ制動抵抗１１が設置された回路を導通させることで、主変圧器２１へ流れる電流を低減させ、鉄心内の磁束密度を減少させることができる。
【０００６】
ただし、制動抵抗１１には莫大な熱エネルギーが生じるため、抵抗の冷却や通電時間などを考慮した設計が必要となる。特に、主変圧器２１が直列に接続された複数の変圧器からなる場合は、制動抵抗１１に長時間の耐量が必要となる。また、設備投資にかかる費用などの問題から、直列に接続している複数の変圧器間に遮断器が設けられない場合には、上流の変圧器が受電すると下流の変圧器も受電することになる。この場合、励磁突入電流が発生する原因である磁束飽和が制動抵抗１１の通電時間内に収束せず、励磁突入電流を抑えられないという事態が発生するおそれがある。ゆえに、従来の制動抵抗方式による励磁システムは、必ずしも過大な励磁突入電流の発生を防止できるとは限らなかった。
【０００７】
なお、変圧器の励磁突入電流の抑制に関する文献としては、例えば、以下に列挙した文献が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７―１７４８７８号公報
【特許文献２】特開２００９―１７７９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述のような問題に鑑みなされたものであり、長時間定格の制動抵抗を必要とすることなく励磁突入電流を抑制することができる変圧器の励磁システム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】
【００１０】
本発明に係る第１の変圧器の励磁システムは、高圧系統と低圧系統との間に設けられた主変圧器を励磁する励磁システムであって、少なくとも遮断器、インバータ、ギャップ付き変圧器、インバータ出力側遮断器、同期検定回路、及び制御装置を備える。主変圧器は、単独の変圧器でもよいし、直列に接続された複数の変圧器から構成されていてもよい。遮断器は、高圧系統と主変圧器の一次側との間に設けられている。インバータは、主変圧器の一次側に遮断器と並列に接続されている。インバータは、主変圧器の励磁が行えるだけの小容量のインバータでよい。ギャップ付き変圧器は、インバータの二次側と主変圧器の一次側との間に設けられている。インバータ出力側遮断器は、ギャップ付き変圧器の二次側と主変圧器の一次側との間に設けられている。同期検定回路は、高圧系統とギャップ付き変圧器の二次側との間に設けられている。そして、制御装置は、少なくとも遮断器、インバータ、インバータ出力側遮断器、及び同期検定回路を操作するように構成されている。詳しくは、制御装置は、主変圧器の運転開始時には、主変圧器の励磁開始前にインバータ出力側遮断器を閉じ、遮断器を開いた状態でインバータに主変圧器を励磁させ、ギャップ付き変圧器の二次側の出力周波数、位相及び電圧が高圧系統のそれらと一致したことが同期検定回路によって検出された場合、主変圧器の励磁が完了したと判断し、主変圧器の励磁完了後に遮断器を閉じるとともにインバータ出力側遮断器を開くように構成されている。
【００１１】
上記構成によれば、高圧系統から印加される電圧ではなく、インバータからギャップ付き変圧器を介して印加された電圧によって、主変圧器は励磁される。インバータは周波数によって二次側の電圧を変化させることができるので、電圧の印加時に主変圧器に流れる励磁突入電流を抑えることができる。さらに、インバータと主変圧器との間にギャップ付き変圧器を介在させることで、インバータの出力電流に含まれる直流成分によって主変圧器の磁束飽和が進むことを防ぐことができる。また、ギャップ付き変圧器の二次側と主変圧器の一次側との間にインバータ出力側遮断器を介在させることで、高圧系統の電圧がギャップ付き変圧器を介してインバータの二次側にかかることを防ぐことができる。さらに、同期検定回路によって主変圧器の励磁の完了を確実に判断することができる。ゆえに、本発明に係る第１の変圧器の励磁システムよれば、主変圧器に過大な励磁突入電流が流れることなく主変圧器を励磁することができる。
【００１２】
本発明に係る第２の変圧器の励磁システムは、高圧系統と低圧系統との間に設けられた主変圧器を励磁する励磁システムであって、少なくとも遮断器、インバータ、インバータ出力側遮断器、同期検定回路、及び制御装置を備える。主変圧器は、単独の変圧器でもよいし、直列に接続された複数の変圧器から構成されていてもよい。遮断器は、高圧系統と主変圧器の一次側との間に設けられている。インバータは、主変圧器の二次側に接続されている。インバータは、主変圧器の励磁が行えるだけの小容量のインバータでよい。インバータ出力側遮断器は、インバータの二次側と主変圧器の二次側との間に設けられている。同期検定回路は、高圧系統とインバータの二次側との間に設けられている。そして、制御装置は、少なくとも遮断器、インバータ、インバータ出力側遮断器、及び同期検定回路を操作するように構成されている。詳しくは、制御装置は、主変圧器の運転開始時には、主変圧器の励磁開始前にインバータ出力側遮断器を閉じ、遮断器を開いた状態でインバータに主変圧器を励磁させ、インバータの二次側の出力周波数及び位相が高圧系統のそれらと一致し、インバータの二次側の電圧と高圧系統の電圧との電圧比が適正比になったことが同期検定回路によって検出された場合、主変圧器の励磁が完了したと判断し、主変圧器の励磁完了後に遮断器を閉じるとともにインバータ出力側遮断器を開くように構成されている。
【００１３】
上記構成によれば、高圧系統から印加される電圧ではなく、インバータから印加された電圧によって、主変圧器はその二次側から励磁される。インバータは周波数によって二次側の電圧を変化させることができるので、電圧の印加時に主変圧器に流れる励磁突入電流を抑えることができる。さらに、同期検定回路によって主変圧器の励磁の完了を確実に判断することができる。ゆえに、本発明に係る第２の変圧器の励磁システムによれば、主変圧器に過大な励磁突入電流が流れることなく主変圧器を励磁することができる。
【００１４】
また、本発明に係る第２の変圧器の励磁システムにおいては、インバータの二次側とインバータ出力側遮断器との間に変圧器が設けられてもよい。この変圧器はギャップ付き変圧器でもよい。ただし、インバータが主変圧器の二次側電圧を出力可能であるならば、このような変圧器は不要である。
【００１５】
また、本発明に係る第１又は第２の変圧器の励磁システムにおいては、制御装置は、インバータの出力周波数を徐々に増大させていくように構成されてもよい。このような構成によれば、主変圧器の鉄心内の残留磁束が大きい場合であっても、主変圧器に過大な励磁突入電流が流れることをより確実に抑えることができる。
【００１６】
本発明に係る第１又は第２の変圧器の励磁システムにおいては、インバータの一次側は高圧系統に接続されてもよい。ただし、高圧系統と遮断器との間に特高用変圧器が設けられている場合には、特高用変圧器の二次側にインバータの一次側を接続する。
【００１７】
本発明に係る第１又は第２の変圧器の励磁システムにおいては、インバータの一次側は高圧系統とは別の電源系統に接続されてもよい。例えば、アイランドモード電源や電源設備の弱い環境において本発明を実施する場合がこれに該当する。このような場合、インバータの電源は高圧系統からとる必要はなく、例えば補機用の電源系統からとればよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明に係る第１又は第２の変圧器の励磁システムによれば、長時間定格の制動抵抗を必要とすることなく、励磁突入電流が流れないように主変圧器を励磁することができる。また、本発明に係る第１又は第２の変圧器の励磁システムは、長時間定格の制動抵抗を必要としないため、制動抵抗の改造や受電容量の増強といった大規模な設備変更よりも低コストでの実現が可能という利点がある。さらに、変圧器を増設した場合においても、変圧器とインバータが１対１である必要はないため、インバータと変圧器間の配線を変更することで容易に複数の変圧器の励磁が可能となり、大幅なコスト削減が見込めるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１の励磁システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の励磁システムの動作を示すタイムチャートである。
【図３】Ｖ／ｆ比非一定での制御方式を示す図である。
【図４】Ｖ／ｆ比一定での制御方式を示す図である。
【図５】実施の形態２の励磁システムの構成を示す図である。
【図６】実施の形態３の励磁システムの構成を示す図である。
【図７】実施の形態４の励磁システムの構成を示す図である。
【図８】従来の制動抵抗方式による励磁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】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
１．実施の形態１
１−１．実施の形態１の構成の詳細な説明
図１は、実施の形態１の励磁システムの構成を示す図である。図１において従来の励磁システムのものと同じ構造或いは機能を有する部品については同一の符号を付している。図１に示す励磁システムでは、主電源系統（高圧系統）１００と負荷系統（低圧系統）１０１との間に特高用高圧変圧器２２と主変圧器２１とが直列に設けられている。主電源系統１００と特高用高圧変圧器２２の一次側との間には上位遮断器１が設置されている。なお、図１では１つの主変圧器２１が設けられているが、負荷設備毎に用意された複数の主変圧器２１が特高用高圧変圧器２２の二次側に並列に接続されていてもよい。また、主変圧器２１は複数の変圧器が直列に接続されたものでもよい。
【００２２】
特高用高圧変圧器２２の二次側と主変圧器２１の一次側との間には、バイパス遮断器２とインバータ回路とが並列に設置されている。インバータ回路は、励磁用のインバータ３１とギャップ付き変圧器２３とインバータ出力側遮断器４とを含み、これらは直列に接続されている。特高用高圧変圧器２２の二次側にインバータ３１の一次側が接続され、インバータ３１の二次側にギャップ付き変圧器２３の一次側が接続され、ギャップ付き変圧器２３の二次側と主変圧器２１の一次側との間にインバータ出力側遮断器４が設けられている。
【００２３】
ここで、インバータ３１およびギャップ付き変圧器２３は、主変圧器２１の容量相当のものを用意する必要はなく、主変圧器２１の励磁が行える分のみの小容量の物でよい。ギャップ付き変圧器２３は、インバータ３１の出力電圧を主変圧器２１の一次電圧まで昇圧させるとともに、主変圧器２１の磁束飽和を抑制する。詳しくは、ギャップ付き変圧器２３は、ギャップ付き鉄心を採用した変圧器であり、インバータ３１の出力電流に含まれる直流成分によって主変圧器２１の鉄心で磁束飽和（直流偏磁）が起こることを防いでいる。
【００２４】
インバータ３１の１次側とギャップ付き変圧器２３の二次側との間には、インバータ３１及びギャップ付き変圧器２３と並列に、同期検定回路が設けられている。同期検定回路は、特高用高圧変圧器２２の二次側に接続される系統側計器用変圧器４１と、同期検定器５１と、ギャップ付き変圧器２３の二次側に接続されるインバータ出力側計器用変圧器４２とから構成されている。
【００２５】
さらに、図１に示す励磁システムは、その動作を制御するための制御装置７０を備える。制御装置７０は、上位遮断器１、バイパス遮断器２、インバータ３１、及びインバータ出力側遮断器４を操作することによって励磁システムの動作を制御する。また、制御装置７０は、同期検定器５１から同期完了信号を受信し、励磁システムの動作の制御に使用する。制御装置７０によって制御される励磁システムの動作の詳細は以下に説明する。なお、制御装置７０は、コンピュータでもよいし、プログラマブルロジックコントローラでもよい。また、インバータ３１に制御装置７０の機能が備えられていてもよい。
【００２６】
１−２．実施の形態１の動作の詳細な説明
図２は、実施の形態１の励磁システムの動作を示すタイムチャートである。主変圧器２１の運転を開始する場合、まず、制御装置７０は、インバータ３１の制御電源を投入する（ｔ１）。次に、インバータ３１の制御電源が投入されたことを確認後、上位遮断器１を投入する（ｔ２）。そして、インバータ３１が受電し運転準備が完了したところで（ｔ３）、インバータ出力側遮断器４を投入する（ｔ４）。
【００２７】
制御装置７０は、インバータ出力側遮断器４が投入されたことを確認後、インバータ３１の運転を開始する（ｔ５）。そして、図３に示すＶ／ｆ比非一定制御、もしくは図４に示すＶ／ｆ比一定制御を用いて徐々に電流を出力し、主変圧器２１を励磁する。図３、図４ともに横軸はインバータ３１の出力周波数であり、縦軸はインバータ３１の出力電圧である。インバータ３１の出力周波数の最大値は商用電源周波数（主電源系統の周波数）であり、それに対応するインバータ３１の出力電圧が定格電圧である。なお、図４に示すＶ／ｆ比一定制御を用いる際は、励磁突入電流が最小となるよう低周波時は緩やかな速度で周波数を上げてゆく。
【００２８】
制御装置７０は、インバータ３１の運転の開始後、同期検定器５１の同期完了信号を検出する（ｔ６）。同期完了信号は、インバータ３１の出力周波数、位相、及びギャップ付き変圧器２３の二次電圧が商用電源側のそれらと一致したことを示す信号である。ただし、出力周波数、位相及び電圧のうち出力周波数と位相については完全一致が好ましく、許容される誤差の範囲は１〜２％程度であるが、電圧については多少のずれは許容してもよい。制御装置７０は、同期完了信号が検出されたことを確認後、バイパス遮断器２を投入して同期切替を行う（ｔ７）。そして、バイパス遮断器２が投入されたことを確認後、インバータ３１の運転を停止し（ｔ８）、続けてインバータ出力側遮断器４を開放する（ｔ９）。これにより、主変圧器２１に過大な励磁突入電流が流れることなく主変圧器２１の励磁が可能となる。
【００２９】
２．実施の形態２
２−１．実施の形態２の構成の詳細な説明
実施の形態２では、孤島（アイランドモード）や電源系統の弱い設備において、発電機の２次側に主変圧器が設置される場合の励磁システムについて説明する。図５は、実施の形態２の励磁システムの構成を示す図である。図５において実施の形態１の励磁システムのものと同じ構造或いは機能を有する部品については同一の符号を付している。
【００３０】
実施の形態１では主電源系統（高圧系統）１００に特高用降圧変圧器２２が接続されていたが（図１参照）、アイランドモード電源や電源設備の弱い環境では、特高用変圧器２２が存在しない場合がある。この場合は、インバータ３１の電源は主電源系統１００からとる必要はなく、別の電源系統から電源をとればよい。図５に示す励磁システムでは、主変圧器２１へ直接電源を供給する主電源系統（高圧系統）１００とは別に、主変圧器２１を励磁するためのインバータ３１へ電源を供給する補機用電源系統１０２が用意される。なお、図５に示す例では、主電源系統１００には発電機６１が含まれる。
【００３１】
主変圧器２１には、上位遮断器１を介して主電源系統１００につながる商用電源回路と励磁用のインバータ回路の２系統が接続されている。インバータ回路は、実施の形態１と同様、インバータ３１と、インバータ３１の出力電圧を主変圧器２１の一次電圧まで昇圧させるギャップ付き変圧器２３と、インバータ出力側遮断器４とによって構成される。ただし、インバータ３１の一次側は、補機用電源系統１０２に接続されている。
【００３２】
また、実施の形態１と同様、励磁システムは同期切替用の同期検定回路を備える。同期検定回路は、主電源系統１００に接続される系統側計器用変圧器４１と、同期検定器５１と、ギャップ付き変圧器２３の二次側に接続されるインバータ出力側計器用変圧器４２とから構成されている。
【００３３】
さらに、図５に示す励磁システムは、その動作を制御するための制御装置８０を備える。制御装置８０は、上位遮断器１、インバータ３１、及びインバータ出力側遮断器４を操作することによって励磁システムの動作を制御する。また、制御装置８０は、同期検定器５１から同期完了信号を受信し、励磁システムの動作の制御に使用する。制御装置８０によって制御される励磁システムの動作の詳細は以下に説明する。なお、制御装置８０は、コンピュータでもよいし、プログラマブルロジックコントローラでもよい。また、インバータ３１に制御装置８０の機能が備えられていてもよい。
【００３４】
２−２．実施の形態２の動作の詳細な説明
次に、図５に示す励磁システムの動作について説明する。実施の形態２では、実施の形態１とは異なり、制御装置８０が上位遮断器１を投入するタイミングは、インバータ３１による主変圧器２１の励磁が行われて同期切替が完了した後となる。これは、実施の形態１では、バイパス遮断器２が請求項１に記載の「遮断器」に相当しているのに対し、実施の形態２では、上位遮断器１が請求項１に記載の「遮断器」に相当していることによる。
【００３５】
また、インバータ３１は補機用電源系統１０２より電源を供給されるため、補機用電源系統１０２の投入によりインバータ３１は受電し、運転準備完了となる。運転開始後から同期検知までは実施の形態１と同様であるが、実施の形態２では同期完了後に上位遮断器１を投入することで、励磁突入電流が流れることなく主変圧器２１の励磁が可能となる。制御装置８０は、上位遮断器１が投入されていることを確認後、インバータ３１の運転を停止し、インバータ出力側遮断器４を開放する。
【００３６】
３．実施の形態３
３−１．実施の形態３の構成の詳細な説明
実施の形態１及び実施の形態２では、主変圧器２１をその一次側から励磁しているが、主変圧器２１をその二次側から励磁することもできる。実施の形態３では、実施の形態１を主変圧器２１の二次側から励磁するように変形した場合の励磁システムについて説明する。図６は、実施の形態３の励磁システムの構成を示す図である。図６において実施の形態１の励磁システムのものと同じ構造或いは機能を有する部品については同一の符号を付している。
【００３７】
実施の形態３では、特高用高圧変圧器２２の二次側と主変圧器２１の二次側とを接続するように、インバータ回路が設置されている。インバータ回路は、励磁用のインバータ３１とインバータ出力変圧器２５とインバータ出力側遮断器４とを含み、これらは直列に接続されている。特高用高圧変圧器２２の二次側にインバータ３１の一次側が接続され、インバータ３１の二次側にインバータ出力変圧器２５の一次側が接続され、インバータ出力変圧器２５の二次側と主変圧器２１の二次側との間にインバータ出力側遮断器４が設けられている。インバータ出力変圧器２５はギャップ付き変圧器であることが好ましい。ただし、後述するように、インバータ出力変圧器２５は必須ではなく、条件が合えば省略することができる。
【００３８】
また、図６に示す励磁システムは、同期切替用の同期検定回路を備える。同期検定回路は、特高用高圧変圧器２２の二次側に接続される系統側計器用変圧器４１と、同期検定器５１と、インバータ３１の二次側（インバータ出力変圧器２５を備える場合にはその二次側）に接続されるインバータ出力側計器用変圧器４２とから構成されている。
【００３９】
さらに、図６に示す励磁システムは、その動作を制御するための制御装置７５を備える。制御装置７５は、上位遮断器１、バイパス遮断器２、インバータ３１、及びインバータ出力側遮断器４を操作することによって励磁システムの動作を制御する。また、制御装置７５は、同期検定器５１から同期完了信号を受信し、励磁システムの動作の制御に使用する。なお、制御装置７５は、コンピュータでもよいし、プログラマブルロジックコントローラでもよい。また、インバータ３１に制御装置７５の機能が備えられていてもよい。
【００４０】
３−２．実施の形態３の動作の詳細な説明
次に、図６に示す励磁システムの動作について説明する。実施の形態３では、実施の形態１とは異なる方法で同期検定が行われる。同期検定器５１は、インバータ３１の出力周波数及び位相が商用電源側のそれらと一致し、インバータ出力変圧器２５の二次電圧と商用電源側の電圧との電圧比が所定の適正比になったことが検出された場合、同期完了信号を出力する。なお、この適性比を与える電圧をインバータ３１が出力できるのであれば、インバータ出力変圧器２５を励磁システムから省略することができる。インバータ出力変圧器２５を省力できれば、その分、システムの構造を簡素化することができ、また、実施の際のコストを削減することができる。制御装置７５は、同期完了信号の検出後、バイパス遮断器２を投入して同期切替を行う。そして、バイパス遮断器２が投入されたことを確認後、インバータ３１の運転を停止し、続けてインバータ出力側遮断器４を開放する。
【００４１】
４．実施の形態４
４−１．実施の形態４の構成の詳細な説明
実施の形態４では、実施の形態２を主変圧器２１の二次側から励磁するように変形した場合の励磁システムについて説明する。図７は、実施の形態４の励磁システムの構成を示す図である。図７において実施の形態２の励磁システムのものと同じ構造或いは機能を有する部品については同一の符号を付している。
【００４２】
実施の形態４では、補機用電源系統１０２と主変圧器２１の二次側とを接続するように、インバータ回路が設置されている。インバータ回路は、励磁用のインバータ３１とインバータ出力変圧器２５とインバータ出力側遮断器４とを含み、これらは直列に接続されている。補機用電源系統１０２にはインバータ３１の一次側が接続されている。インバータ出力変圧器２５はギャップ付き変圧器であることが好ましい。ただし、実施の形態３の場合と同様に、インバータ出力変圧器２５は必須ではなく、条件が合えば省略することができる。
【００４３】
また、図７に示す励磁システムは、同期切替用の同期検定回路を備える。同期検定回路は、主電源系統１００に接続される系統側計器用変圧器４１と、同期検定器５１と、インバータ３１の二次側（インバータ出力変圧器２５を備える場合にはその二次側）に接続されるインバータ出力側計器用変圧器４２とから構成されている。
【００４４】
さらに、図７に示す励磁システムは、その動作を制御するための制御装置８５を備える。制御装置８５は、上位遮断器１、インバータ３１、及びインバータ出力側遮断器４を操作することによって励磁システムの動作を制御する。また、制御装置８５は、同期検定器５１から同期完了信号を受信し、励磁システムの動作の制御に使用する。なお、制御装置８５は、コンピュータでもよいし、プログラマブルロジックコントローラでもよい。また、インバータ３１に制御装置８５の機能が備えられていてもよい。
【００４５】
４−２．実施の形態４の動作の詳細な説明
次に、図７に示す励磁システムの動作について説明する。実施の形態４では、実施の形態３と同様の方法で同期検定が行われる。同期検定器５１は、インバータ３１の出力周波数及び位相が商用電源側のそれらと一致し、インバータ出力変圧器２５の二次電圧と商用電源側の電圧との電圧比が所定の適正比になったことが検出された場合、同期完了信号を出力する。この適性比を与える電圧をインバータ３１が出力できるのであれば、インバータ出力変圧器２５を励磁システムから省略することができる。制御装置８５は、同期完了信号の検出後、上位遮断器１を投入する。そして、上位遮断器１が投入されていることを確認後、インバータ３１の運転を停止し、インバータ出力側遮断器４を開放する。
【符号の説明】
【００４６】
１  上位遮断器
２  バイパス遮断器
３  コンタクタ
４  インバータ出力側遮断器
１１  制動抵抗
２１  主変圧器
２２  特高用降圧変圧器
２３  ギャップ付き変圧器
３１  インバータ
４１  系統側計器用変圧器
４２  インバータ出力側計器用変圧器
５１  同期検定器
６１  発電機
７０，７５，８０，８５  制御装置
１００  主電源系統
１０１  負荷系統
１０２  補機用電源系統
【図１】
2018137972.tif 000003
【図２】
2018137972.tif 000004
【図３】
2018137972.tif 000005
【図４】
2018137972.tif 000006
【図５】
2018137972.tif 000007
【図６】
2018137972.tif 000008
【図７】
2018137972.tif 000009
【図８】
2018137972.tif 000010