(57)【要約】      （修正有）【課題】大型の負荷である補機用電動機等の起動時、負荷時タップ切換器の不用な動作を確実に防止するとともに、負荷時タップ切換器に与えられるタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックするロック制御回路の構造を簡素化させる負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置は、負荷時タップ切換変圧器と大型の負荷とを結ぶ系統に変流器１５を設け、この変流器で検出される電流値を予め設定された電流範囲と比較する電流比較判定部２４を設けるとともに、この電流比較判定部は検出された電流値が範囲内にあるときは大型の負荷が起動中であると判定し、自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に拘わらず負荷時タップ切換変圧器のタップ位置の制御を停止する。【選択図】  図１
2004235587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に変圧器を介して接続される負荷時タップ切換変圧器と、
この負荷時タップ切換変圧器の２次側に遮断器を介して接続される大型の負荷と、
この大型の負荷の起動や停止に伴う所内母線における電圧変動を検出する計器用変圧器と、
この計器用変圧器からの検出電圧と予め定められた設定電圧とを比較する自動電圧調整装置と、
この自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に基づいて前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を制御する負荷時タップ切換変圧器の制御装置において、
前記負荷時タップ切換変圧器と前記大型の負荷とを結ぶ系統に変流器を設け、この変流器で検出される電流値を予め設定された電流範囲と比較する電流比較判定部を設けるとともに、この電流比較判定部は前記検出された電流値が前記範囲内にあるときは前記大型の負荷が起動中であると判定し、前記自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に拘わらず前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置の制御を停止させる構成にしたことを特徴とする負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項２】
前記電流比較判定部は、上限突変許容電流値と下限突変許容電流値とで定められる電流範囲を格納するとともに、この電流範囲と前記変流器で検出される電流値とを比較演算し、この範囲内にある場合に前記大型の負荷が起動中であると判定させる構成にしたことを特徴とする請求項１記載の負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項３】
電力系統に変圧器を介して接続される負荷時タップ切換変圧器と、
この負荷時タップ切換変圧器の２次側に遮断器を介して接続される大型の負荷と、
この大型の負荷の起動や停止に伴う所内母線における電圧変動を検出する計器用変圧器と、
この計器用変圧器からの検出電圧と予め定められた設定電圧とを比較する自動電圧調整装置と、
この自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に基づいて前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を制御する負荷時タップ切換変圧器の制御装置において、
前記負荷時タップ切換変圧器と前記大型の負荷とを結ぶ系統に変流器を設け、この変流器で検出される無効電力値を予め設定された無効電力値範囲と比較する無効電力比較判定部を設けるとともに、この無効電力比較判定部は前記検出された無効電力値が前記範囲内にあるときは前記大型の負荷が起動中であると判定し、前記自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に拘わらず前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置の制御を停止させる構成にしたことを特徴とする負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項４】
前記無効電力比較判定部は、上限突変許容無効電力値と下限突変許容無効電力値とで定められる電力値範囲を格納するとともに、この電力値範囲と前記変流器で検出される無効電力値とを比較演算し、この範囲内にある場合に前記大型の負荷が起動中であると判定させる構成にしたことを特徴とする請求項３記載の負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項５】
電力系統に変圧器を介して接続される負荷時タップ切換変圧器と、
この負荷時タップ切換変圧器の２次側に遮断器を介して接続される大型の負荷と、
この大型の負荷の起動や停止に伴う所内母線における電圧変動を検出する計器用変圧器と、
この計器用変圧器からの検出電圧と予め定められた設定電圧とを比較する自動電圧調整装置と、
この自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に基づいて前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を制御する負荷時タップ切換変圧器の制御装置において、
前記負荷時タップ切換変圧器と前記大型の負荷とを結ぶ系統に変流器を設け、この変流器で検出される力率を予め設定された力率範囲と比較する力率比較判定部を設けるとともに、この力率比較判定部は前記検出された力率が前記範囲内にあるときは前記大型の負荷が起動中であると判定し、前記自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に拘わらず前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置の制御を停止させる構成にしたことを特徴とする負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項６】
前記力率比較判定部は、上限突変許容力率と下限突変許容力率とで定められる力率範囲を格納するとともに、この力率範囲と前記変流器で検出される力率とを比較演算し、この範囲内にある場合に前記大型の負荷が起動中であると判定させる構成にしたことを特徴とする請求項５記載の負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項７】
自動電圧調整装置は、少なくとも２本以上の反限時曲線を持った反限時特性線を備えたことを特徴とする請求項１，３または５記載の負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項８】
少なくとも２本以上の反限時曲線を持った反限時特性線は、規定電圧に対し、電圧降下側であることを特徴とする請求項７記載の負荷時タップ切換変圧器の制御装置。
【請求項９】
１次側が変圧器を介して電力系統に接続されるとともにその２次側が遮断器を介して大型の負荷に接続される負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を、所内母線に設けられた計器用変圧器からの電圧値と自動電圧調整装置内に予め設定された電圧値を比較演算して制御する負荷時タップ切換変圧器の制御方法において、
前記大型の負荷の起動時や停止時の所内母線における電流値の変化を検出する工程と、この検出された電流値を電流比較判定部内に予め設定された上限突変許容電流値と下限突変許容電流値の範囲内にある否かを判定する工程と、前記範囲内にあった場合に前記自動電圧調整装置内での電圧値の比較結果に拘わらずタップ位置の制御を停止させる工程とを有すること特徴とする負荷時タップ切換変圧器の制御方法。
【請求項１０】
１次側が変圧器を介して電力系統に接続されるとともにその２次側が遮断器を介して大型の負荷に接続される負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を、所内母線に設けられた計器用変圧器からの電圧値と自動電圧調整装置内に予め設定された電圧値を比較演算して制御する負荷時タップ切換変圧器の制御方法において、
前記大型の負荷の起動時や停止時の所内母線における無効電力値の変化を検出する工程と、この検出された無効電力値を、無効電力比較判定部内に予め設定された上限突変許容無効電力値と下限突変許容無効電力値の範囲内にある否かを判定する工程と、前記範囲内にあった場合に前記自動電圧調整装置内での電圧値の比較結果に拘わらずタップ位置の制御を停止させる工程とを有すること特徴とする負荷時タップ切換変圧器の制御方法。
【請求項１１】
１次側が変圧器を介して電力系統に接続されるとともにその２次側が遮断器を介して大型の負荷に接続される負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を、所内母線に設けられた計器用変圧器からの電圧値と自動電圧調整装置内に予め設定された電圧値を比較演算して制御する負荷時タップ切換変圧器の制御方法において、
前記大型の負荷の起動時や停止時の所内母線における力率の変化を検出する工程と、この検出された力率を、力率比較判定部内に予め設定された上限突変許容力率値と下限突変許容力率値の範囲内にある否かを判定する工程と、前記範囲内にあった場合に前記自動電圧調整装置内での電圧値の比較結果に拘わらずタップ位置の制御を停止させる工程とを有すること特徴とする負荷時タップ切換変圧器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電所等における負荷時タップ切換変圧器に係り、特に所内の大型補機の起動時や停止時、負荷時タップ切換器の不用な動作を防止する負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の電力用変圧器では、負荷時タップ切換器を設け、負荷をかけたまま出力電圧を調整する負荷時タップ切換変圧器が多くなっている。
【０００３】
この負荷時タップ切換変圧器は、図９に示すように、例えば電力会社の電源設備（電力系統）１１から供給される電力を、変圧器１、負荷時タップ切換器２、受電用遮断器７、所内母線８、遮断器９、大型の負荷、例えば大形の補機用電動機１０等を備えている。
【０００４】
また、負荷時タップ切換変圧器は、所内母線８の電圧を計器用変圧器４で検出し、検出した電圧に基づいて演算し、その演算信号を負荷時タップ切換器２に制御指令として出すタップ切換器制御装置３を備えている。
【０００５】
このタップ切換器制御装置３は、所内母線８の電圧が予め定められた規定電圧との間に偏差が出ると、その偏差を演算し、その演算信号により負荷時タップ切換器２のタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を出す自動電圧調整装置５と、所内母線８の電圧が規定電圧から逸脱したことを検出する異常電圧検出部６とを備えている。
【０００６】
このような構成を備える負荷時タップ切換変圧器は、負荷時タップ切換器２にタップ上げ、またはタップ下げの動作を行わせる場合、図１０に示すフローチャートに基づいて実行されている。
【０００７】
負荷時タップ切換変圧器は、まず、負荷時タップ切換器２を使用するか否かを確認し、使用しない場合、除外（制御はしない）し（ステップ２）、使用する場合、複数の並列的に配置された変圧器のそれぞれに設けられた負荷時タップ切換器２のうち、大型補機の起動時に、タップ上げまたはタップ下げの制御指令のロック対象となる負荷時タップ切換器２を使用し（ステップ１）、負荷時タップ切換器２のタップ上げまたはタップ下げのロック制御をタップ切換器制御装置３に開始させる（ステップ３）。
【０００８】
次に、負荷時タップ切換変圧器は、タップ上げ、タップ下げの制御指令に対して、その制御をロックする対象機器が起動しているか否かの判定を行う（ステップ４）。この判定は、所内母線８とこの対象機器との間に接続されている負荷遮断器９の開または閉を根拠とし、負荷遮断器９が閉の場合、補機電動機が起動していると、負荷遮断器９が開の場合、補機電動機が停止していると、それぞれ判定する。負荷の起動の判定に関して、制御対象となる負荷（母線）が複数ある場合に、運用されている負荷（母線）を、変圧器と母線との間に接続された受電遮断器の接点の情報に基づいて、どの負荷（母線）が運用されているかを判定するものがある（特許文献１）。
【０００９】
一方、所内母線から計器用変圧器４により検出された２次電圧は、それぞれ制御用、警報用として用いられる（ステップ６、ステップ９）。制御用として入力された２次電圧は、自動電圧調整装置５の不感帯よりも高くかつ上限値以上か、もしくは不感帯よりも低くかつ下限値以下であるかが判定される（ステップ７）。そして、この２次電圧が不感帯よりも上限値以上もしくは下限値以下の場合、タップ制御のロック対象機器が停止中である信号との間でＡＮＤ条件（第１のＡＮＤ信号）が取られる。
【００１０】
同時に、警報用として入力された２次電圧（ステップ９）は、異常電圧か否かが判定される（ステップ１０）。そして、異常電圧である場合には、その信号とタップ制御のロック対象機器が停止中である信号との間でＡＮＤ条件（第２のＡＮＤ信号）が取られる。この第２のＡＮＤ信号の入力に基づいてＬＴＣがロックされているか否かを判定し、ロックされている場合には異常警報を出力する（ステップ１１）。また、ＬＴＣがロックされていない場合には前記第１のＡＮＤ信号との間でさらにＡＮＤ条件が取られ、両者が揃ったところでＬＴＣを動作、すなわちタップの上げもしくはタップの下げの動作が行われる（ステップ８）。
【００１１】
このようなフローチャートを実行する負荷時タップ切換変圧器は、補機用電動機１０の起動の際に発生する電圧降下から予め定められた規定電圧復帰までの一定時間、負荷時タップ切換器２のタップ上げ、またはタップ下げ動作によるチャタリングを防止して不用動作を抑制する観点から、タップ切換器制御装置３から負荷時タップ切換器２に与えられるタップ上げまたはタップ下げの制御指令をロックさせている。
【００１２】
そして、補機用電動機１０の起動による電圧降下から規定電圧まで復帰してタップ上げ、またはタップ下げの制御指令のロックが解除されると、負荷時タップ切換変圧器は通常運転に入る。
【００１３】
通常運転中、所内母線８から検出された電圧が、例えば規定電圧に自動電圧調整装置５の不感帯を加えた電圧よりも低くなっているとき、タップ切換器制御装置３は、負荷時タップ切換器２に電圧増加、例えば１タップ上げの制御指令を出す。
【００１４】
また、所内母線８から検出された電圧が規定電圧に不感帯を加えた電圧より高くなっているとき、タップ切換器制御装置３は、負荷時タップ切換器２に、例えば１タップ下げの制御指令を出している。
【００１５】
この負荷時タップ切換器２のタップ上げ、またはタップ下げの動作は、自動電圧調整装置５に組み込まれた、例えば図１１に示す反限時特性線図に基づいて行われている。
【００１６】
この反限時特性線図は、破線で示す所内母線８からの実電圧が規定電圧に不感帯を加えた値よりも低くなっているとき、タップ下げ動作域を区画する反限時曲線Ｌに交差するまでの偏差電圧ΔＶに時間ΔＴの積を積算したもので、その演算信号によりタップ切換器制御装置３の自動電圧調整装置５から負荷時タップ切換器２に、例えば１タップ下げの制御指令を出すようになっている。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−２３８６４号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、負荷時タップ切換変圧器は、大型の負荷である補機用電動機１０の起動時、過渡的ではあるが、電圧が降下から規定値まで変動し、この変動に伴ってタップ切換器制御装置３から負荷時タップ切換器２にタップ上げ、またはタップ下げの制御指令が繰り返し出されていた。このため、補機用電動機１０の起動時にも拘らず、タップ上げ、またはタップ下げの制御指令の都度、負荷時タップ切換器２は動作しなければならず、不用な動作になっていた。この不用な動作を防止する観点から、タップ切換器制御装置３の自動電圧調整装置５には、図１１に示すように、１本の反限時曲線Ｌを組み込み、補機用電動機１０の起動時、電圧降下から規定電圧復帰までの過渡時、タップ切換器制御装置３から負荷時タップ切換器２へのタップ制御指令をロックさせていた。
【００１９】
しかも、ロック条件は、負荷遮断器９がＯＮしていることが条件になっていた。
【００２０】
しかし、このようなロック条件にしておくと、負荷時タップ切換変圧器は、補機用電動機１０の容量が増加したり、あるいは新たに電動機などの補機類を並列的に追設したりすると、もはや従来のロック条件だけでは新たな補機類の起動時におけるタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックすることができなくなり、新たな制御回路を組み込む複雑化を招いていた。
【００２１】
また、例えば図１２に示すように、一つの電気設備のＡ号機から別のＢ号機に母連遮断器１３，１３を介して電力を救援供給する場合、Ｂ号機は自身のロック条件のほかにＡ号機のロック条件も組み込まなければならず、制御回路がより一層複雑化する等の問題があった。
【００２２】
このように、従来の負荷タップ切換変圧器には、将来の補機の容量増加、新たな補機の並列的追設、他設備への電力救援供給等を考慮して補機の起動の際、タップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックさせるより一層簡素化されたロック制御回路が求められていた。
【００２３】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、大型の負荷である補機用電動機等の起動時、負荷時タップ切換器の不用な動作を確実に防止する一方、将来の補機用電動機等の容量増加、追加新設等があっても起動時のタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックさせるロック制御回路の簡素化を図った負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、電力系統に変圧器を介して接続される負荷時タップ切換変圧器と、この負荷時タップ切換変圧器の２次側に遮断器を介して接続される大型の負荷と、この大型の負荷の起動や停止に伴う所内母線における電圧変動を検出する計器用変圧器と、この計器用変圧器からの検出電圧と予め定められた設定電圧とを比較する自動電圧調整装置と、この自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に基づいて前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を制御する負荷時タップ切換変圧器の制御装置において、前記負荷時タップ切換変圧器と前記大型の負荷とを結ぶ系統に変流器を設け、この変流器で検出される電流値を予め設定された電流範囲と比較する電流比較判定部を設けるとともに、この電流比較判定部は前記検出された電流値が前記範囲内にあるときは前記大型の負荷が起動中であると判定し、前記自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に拘わらず前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置の制御を停止させる構成にしたことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、前記電流比較判定部は、上限突変許容電流値と下限突変許容電流値とで定められる電流範囲を格納するとともに、この電流範囲と前記変流器で検出される電流値とを比較演算し、この範囲内にある場合に前記大型の負荷が起動中であると判定させる構成にしたことを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、電力系統に変圧器を介して接続される負荷時タップ切換変圧器と、この負荷時タップ切換変圧器の２次側に遮断器を介して接続される大型の負荷と、この大型の負荷の起動や停止に伴う所内母線における電圧変動を検出する計器用変圧器と、この計器用変圧器からの検出電圧と予め定められた設定電圧とを比較する自動電圧調整装置と、この自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に基づいて前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を制御する負荷時タップ切換変圧器の制御装置において、前記負荷時タップ切換変圧器と前記大型の負荷とを結ぶ系統に変流器を設け、この変流器で検出される無効電力値を予め設定された無効電力値範囲と比較する無効電力比較判定部を設けるとともに、この無効電力比較判定部は前記検出された無効電力値が前記範囲内にあるときは前記大型の負荷が起動中であると判定し、前記自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に拘わらず前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置の制御を停止させる構成にしたことを特徴とするものである。
【００２７】
さらに、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、前記無効電力比較判定部は、上限突変許容無効電力値と下限突変許容無効電力値とで定められる電力値範囲を格納するとともに、この電力値範囲と前記変流器で検出される無効電力値とを比較演算し、この範囲内にある場合に前記大型の負荷が起動中であると判定させる構成にしたことを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、電力系統に変圧器を介して接続される負荷時タップ切換変圧器と、この負荷時タップ切換変圧器の２次側に遮断器を介して接続される大型の負荷と、この大型の負荷の起動や停止に伴う所内母線における電圧変動を検出する計器用変圧器と、この計器用変圧器からの検出電圧と予め定められた設定電圧とを比較する自動電圧調整装置と、この自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に基づいて前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を制御する負荷時タップ切換変圧器の制御装置において、前記負荷時タップ切換変圧器と前記大型の負荷とを結ぶ系統に変流器を設け、この変流器で検出される力率を予め設定された力率範囲と比較する力率比較判定部を設けるとともに、この力率比較判定部は前記検出された力率が前記範囲内にあるときは前記大型の負荷が起動中であると判定し、前記自動電圧調整装置おける電圧値の比較結果に拘わらず前記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置の制御を停止させる構成にしたことを特徴とするものである。
【００２９】
本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、前記力率比較判定部は、上限突変許容力率と下限突変許容力率とで定められる力率範囲を格納するとともに、この力率範囲と前記変流器で検出される力率とを比較演算し、この範囲内にある場合に前記大型の負荷が起動中であると判定させる構成にしたことを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、自動電圧調整装置は、少なくとも２本以上の反限時曲線を持った反限時特性線を備えたものである。
【００３１】
また、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、少なくとも２本以上の反限時曲線を持った反限時特性線は、規定電圧に対し、電圧降下側であることを特徴とするものである。
【００３２】
さらに、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御方法は、上述の目的と達成するために、請求項９に記載したように、１次側が変圧器を介して電力系統に接続されるとともにその２次側が遮断器を介して大型の負荷に接続される負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を、所内母線に設けられた計器用変圧器からの電圧値と自動電圧調整装置内に予め設定された電圧値を比較演算して制御する負荷時タップ切換変圧器の制御方法において、前記大型の負荷の起動時や停止時の所内母線における電流値の変化を検出する工程と、この検出された電流値を電流比較判定部内に予め設定された上限突変許容電流値と下限突変許容電流値の範囲内にある否かを判定する工程と、前記範囲内にあった場合に前記自動電圧調整装置内での電圧値の比較結果に拘わらずタップ位置の制御を停止させる工程とを有すること特徴とするものである。
【００３３】
また、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御方法は、上述の目的と達成するために、請求項１０に記載したように、１次側が変圧器を介して電力系統に接続されるとともにその２次側が遮断器を介して大型の負荷に接続される負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を、所内母線に設けられた計器用変圧器からの電圧値と自動電圧調整装置内に予め設定された電圧値を比較演算して制御する負荷時タップ切換変圧器の制御方法において、前記大型の負荷の起動時や停止時の所内母線における無効電力値の変化を検出する工程と、この検出された無効電力値を、無効電力比較判定部内に予め設定された上限突変許容無効電力値と下限突変許容無効電力値の範囲内にある否かを判定する工程と、前記範囲内にあった場合に前記自動電圧調整装置内での電圧値の比較結果に拘わらずタップ位置の制御を停止させる工程とを有すること特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御方法は、上述の目的と達成するために、請求項１１に記載したように、１次側が変圧器を介して電力系統に接続されるとともにその２次側が遮断器を介して大型の負荷に接続される負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を、所内母線に設けられた計器用変圧器からの電圧値と自動電圧調整装置内に予め設定された電圧値を比較演算して制御する負荷時タップ切換変圧器の制御方法において、前記大型の負荷の起動時や停止時の所内母線における力率の変化を検出する工程と、この検出された力率を、力率比較判定部内に予め設定された上限突変許容力率値と下限突変許容力率値の範囲内にある否かを判定する工程と、前記範囲内にあった場合に前記自動電圧調整装置内での電圧値の比較結果に拘わらずタップ位置の制御を停止させる工程とを有すること特徴とするものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００３６】
図１は、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器のの制御装置およびその制御方法の第１実施形態を示す概略系統図である。
【００３７】
本実施形態に係る負荷時タップ切換変圧器は、例えば電力会社の電源設備（電力系統）１２から供給される電圧を、変圧器１３、負荷時タップ切換器１４、変流器１５、受電遮断器１６、所内母線１７、負荷遮断器１８、負荷、例えば大形の負荷である補機用電動機１９等を備えている。
【００３８】
また、負荷時タップ切換変圧器は、所内母線１７の電圧を計器用変圧器２０で検出し、検出した電圧に基づいて演算し、その演算信号を負荷時タップ切換器１４にタップ上げまたはタップ下げの制御指令として出すタップ切換器制御装置２１を備えている。
【００３９】
このタップ切換器制御装置２１は、所内母線１７の電圧が予め定められた規定電圧との間に偏差が出ると、その偏差を演算し、その演算信号により負荷時タップ切換器１４のタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を出す自動電圧調整装置２２と、所内母線１７の電圧が規定電圧から逸脱したことを検出する異常電圧検出部２３とを備えている。
【００４０】
また、タップ切換器制御装置２１は、負荷時タップ切換変圧器の２次側の電流を変流器１５で検出し、検出した電流値が予め定められた規定電流値と比較し、偏差が出たとき、その偏差を演算し、自動電圧調整装置２２から負荷時タップ切換器１４へタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を出す演算信号をロックする電流比較判定部２４を備えている。
【００４１】
このような構成を備える負荷時タップ切換変圧器は、負荷時タップ切換器１４にタップ上げ、またはタップ下げの動作を行わせる場合、図２に示すフローチャートに基づいて実行されている。
【００４２】
負荷時タップ切換変圧器は、まず、負荷時タップ切換器１４が動作するかの有無を確認し、動作する場合、複数の並列的に配置された変圧器のそれぞれに設けられた負荷時タップ切換器１４のうち、補機の起動時、タップ上げまたはタップ下げの制御指令をロックする対象となる負荷時タップ切換器１４を選択し（ステップ１）、負荷時タップ切換器１４のタップ上げまたはタップ下げのロック制御をタップ切換器制御装置２１に開始させる（ステップ２）。
【００４３】
次に、負荷時タップ切換変圧器は、タップ上げまたはタップ下げの制御指令に対してその制御をロックする対象となっている補機用電動機１９が起動しているか停止しているかを判定する（ステップ３）。この判定は、タップ切換器制御装置２１の電流比較判定部２４にて行われる。すなわち、変流器１５で検出される補機用電動機１９が起動する際の電流変化量に基づいて行われる。具体的には、補機用電動機１９が起動した後の電流値を予め規定電流値として定め、この電流値に対してさらに許容上限電流値および許容下限電流値を定める。そして、前記変流器１５で検出された電流変化量がこの上限電流値と下限電流値の間に入っているときに、補機用電動機１９が起動したと判定される。なお、この電流比較判定部２１のさらに詳細な判定方法については後述する。
【００４４】
ステップ３で補機用電動機１９が起動していると判定されたときには、自動電圧調整装置２２はタップ上げ、タップ下げの制御を停止する。
【００４５】
なお、タップ上げまたはタップ下げの制御指令をロックしない場合には、自動電圧調整装置２２は、従来と同様に、計器用変圧器２０から検出した母線１７の電圧が規定電圧に不感帯を増減させた値を基準にして較べ増減変動している場合、その偏差に基づいてタップ上げまたはタップ下げの制御指令を演算している。
【００４６】
ステップ３で補機用電動機１９が停止していると判定されたときには、この「補機用電動機１９が停止」の信号と、変圧器１３の２次側である母線１７における計器用変圧器２０の電圧監視信号からの「２次異常電圧」信号とが揃ったことを条件に、「異常警報」を出す。
【００４７】
ここで、補機用電動機１９の起動時、自動電圧調整装置２２で演算した負荷時タップ切換器１４へのタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックする電流比較判定部２４には、例えば図３に示す電流変動特性線図が組み込まれている。
【００４８】
この電流変動特性線図は、負荷時タップ切換変圧器の２次側に流れる電流Ｉ１を基準電流とする場合、補機用電動機１９が起動するとき、基準電流Ｉ１が突変し、基準電流Ｉ１に加え過分電流ΔＩが流れることを示している。
【００４９】
この場合、電流比較判定部２４は、基準電流Ｉ１に上限許容電流（誤差）ΔＩＡを加えた上限許容突変電流（Ｉ１＋ΔＩＡ）を比較電流値Ａとするとともに、基準電流Ｉ１に下限許容変動電流（誤差）ΔＩＢを加えた下限許容突変電流（Ｉ１＋ΔＩＢ）を比較電流値Ｂとし、基準電流Ｉ１に過分電流ΔＩを加えた実突変電流（Ｉ１＋ΔＩ）が上限許容突変電流（Ｉ１＋ΔＩＡ）から下限許容突変電流（Ｉ１＋ΔＩＢ）の範囲に入っているかの有無を判定し、その比較電流値Ａと比較電流値Ｂの範囲に入っているとき、前記自動電圧調整装置２２から負荷時タップ切換器１４に出されるタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックするようになっている。
【００５０】
このように、本実施形態は、負荷時タップ切換変圧器の２次側に変流器１５を設け、この変流器１５で補機用電動機１９の起動時の電流を検出し、検出した電流が予め定められた上限許容突変電流（Ｉ１＋ΔＩＡ）から下限許容突変電流（Ｉ１＋ΔＩＢ）の範囲に入っているかの有無を電流比較判定部２４で判定させ、その範囲に入っているとき、自動電圧調整装置２２で演算されたタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックさせるので、補機用電動機１９の容量増加、あるいは追設等があっても、従来のように、その都度、遮断器ＯＮ条件に基づくロック回路の大幅な改造を必要とすることがなく、簡素な構造のままタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を容易にロックさせ、補機用電動機１９の起動の際、負荷タップ切換器１４に不用な動作をさせることがない。
【００５１】
図４は、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法の第２実施形態を示す概略系統図である。
【００５２】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００５３】
本実施形態に係る負荷時タップ切換変圧器は、補機用電動機１９が起動するときに流れる電流を変流器１５が検出し、検出した電流から発生する無効電力が予め定められた規定無効電力値と比較され、偏差が出たとき、その偏差を演算し、自動電圧調整装置２２から負荷時タップ切換器１４へタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を出す演算信号をロックする無効電力比較判定部２５をタップ切換器制御装置２１に設けたものである。
【００５４】
なお、他の構成は、第１実施形態に示す構成と同一なので、その重複説明を省略する。
【００５５】
無効電力比較判定部２５には、例えば図５に示す無効電力変動特性線図が組み込まれている。
【００５６】
この無効電力変動特性線図は、変圧器への２次側を流れる電流から発生する無効電力を基準無効電力Ｑとする場合、補機用電動機１９が起動するとき、基準無効電力Ｑが突変し、基準無効電力Ｑに加え過分無効電力ΔＱになったことを示している。
【００５７】
この場合、無効電力比較判定部２５は、基準無効電力Ｑに上限許容変動無効電力ΔＱＡを加えた上限許容突変無効電力（Ｑ＋ΔＱＡ）を比較無効電力Ａゾーンとするともに、基準無効電力Ｑに下限許容変動無効電力（誤差）ΔＱＢを加えた下限許容突変無効電力（Ｑ＋ΔＱＢ）を比較無効電力Ｂとし、基準無効電力Ｑに過分無効電力ΔＱを加えた実突変無効電力（Ｑ＋ΔＱ）が上限許容突変無効電力（Ｑ＋ΔＱＡ）と下限許容突変無効電力（Ｑ＋ΔＱＢ）の間の範囲に入っているかの有無を判定し、この比較無効電力Ａから比較無効電力Ｂの範囲に入っているとき、前記自動電圧調整装置２２から負荷時タップ切換器１４に出されるタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックするようになっている。
【００５８】
このように、本実施形態は、変圧器の２次側に変流器１５を設け、この変流器１５で補機用電動機１９の起動時の電流を検出し、検出した電流から発生する無効電力が予め定められた上限許容突変無効電力（Ｑ＋ΔＱＡ）から下限許容突変無効電力（Ｑ＋ΔＱＢ）の範囲に入っているか否かを無効電力比較判定部２５で判定させ、その範囲に入っているとき、自動電圧調整装置２２で演算されたタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックさせるので、補機用電動機１９の容量増加、あるいは追設等があっても、従来のように、その都度、遮断器ＯＮ条件に基づくロック回路の大幅な改造を必要とすることがなく、簡素な構造のままタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を容易にロックさせ、補機用電動機１９の起動の際、負荷タップ切換器１４に不用な動作をさせることがない。
【００５９】
図６は、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法の第３実施形態を示す概略系統図である。
【００６０】
なお、第１実施形態の構成部分と同一構成部分には同一符号を付す。
【００６１】
本実施形態に係る負荷時タップ切換変圧器は、補機用電動機１９が起動するときに流れる電流を変流器１５が検出し、検出した電流から演算される力率を予め定められた規定力率と比較し、偏差が出たとき、その偏差を演算し、自動電圧調整装置２２から負荷時タップ切換器１４へタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を出す演算信号をロックする力率比較判定部２６をタップ切換器制御装置２１に設けたものである。
【００６２】
なお、他の構成は、第１実施形態に示す構成と同一なので、その重複説明を省略する。
【００６３】
力率比較判定部２６には、例えば図７に示す電力ベクトル線図が組み込まれている。
【００６４】
この電力ベクトル線図は、変圧器への２次側を流れる電流から発生する力率を基準力率θとする場合、補機用電動機１９が起動するとき、基準力率θが突変し、基準力率θに加圧過分力率Δθになったことを示している。
【００６５】
この場合、力率比較判定部２６は、基準力率θに上限許容変動力率（誤差）ΔθＡを加えた上限許容突変力率（θ＋ΔθＡ）を比較力率Ａとするとともに、基準力率θに下限許容変動（誤差）力率ΔθＢを加えた下限許容突変力率（θ＋ΔθＢ）を比較力率Ｂとし、基準力率θに過分力率Δθを加えた実突変力率（θ＋Δθ）が上限許容突変力率（θ＋ΔθＡ）と下限許容突変力率（θ＋ΔθＢ）の間の範囲に入っているかの有無を判定し、その比較力率Ａから比較力率Ｂの範囲に入っているとき、前記自動電圧調整装置２２から負荷時タップ切換器１４に出されるタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックするようになっている。
【００６６】
このように、本実施形態は、変圧器の２次側に変流器１５を設け、この変流器１５で補機用電動機１９の起動時の電流を検出し、検出した電流から発生する力率が予め定められた上限許容突変力率（θ１＋ΔθＡ）から下限許容突変力率（θ１＋ΔθＢ）の範囲に入っているか否かを力率比較判定部２６で判定させ、その範囲に入っているとき、自動電圧調整装置２２で演算されたタップ上げ、またはタップ下げの制御指令をロックさせるので、補機用電動機１９の容量増加、あるいは追設等があっても、従来のように、その都度、遮断器ＯＮ条件に基づくロック回路の大幅な改造を必要とすることがなく、簡素な構造のままタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を容易にロックさせ、補機用電動機１９の起動の際、負荷タップ切換器１４に不用な動作をさせることがない。
【００６７】
図８は、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法に適用する自動電圧調整装置２２に組み込んだ反限時曲線を示す反限時特性線図である。
【００６８】
本実施形態は、自動電圧調整装置２２に組み込んだ反限時特性線図において、従来の破線で示す１本の反限時曲線Ｌから起動時の電力降下の場合、少なくとも２本以上の複数本の反限時曲線Ｌ１，Ｌ２にしたものである。
【００６９】
従来の反限時特性線図は、図１１に示すように、反限時曲線Ｌを１本にしていた。しかし、補機用電動機１９が起動すると、電圧Ｖは、規定電圧に自動電圧調整装置２２の不感帯を加えた値よりも降下するが、その降下に変動が認められた。このため、電圧降下に変動があると、負荷時タップ切換器１４へのタップ上げ、またはタップ下げの制御指令が確実にロックできず、負荷時タップ切換器１４に不用な動作をさせることがあった。
【００７０】
本実施形態は、この点を考慮したもので、自動電圧調整装置２２に組み込む反限時特性線図において、規定電圧に対し電圧降下側に少なくとも２本以上の複数本の反限時曲線Ｌ１，Ｌ２を設けたものである。
【００７１】
したがって、本実施形態によれば、補機用電動機１９の起動の際、電圧の降下変動に対し、充分に対処できる複数本の反限時曲線Ｌ１，Ｌ２を備えたので、負荷時タップ切換器１４へのタップ上げ、またはタップ下げの制御指令を確実にロックすることができ、負荷時タップ切換器１４に不用な動作をさせることがない。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法は、補機用電動機の起動時、負荷時タップ切換器へのタップ切換制御指令のロックを、電圧降下と遮断器のＯＮとの条件を基に演算していた従来の手法に代えて、電流変化量、無効電力量、力率変化および複数本の反限時曲線の作成のうち、いずれか一の方法でタップ切換制御指令のロックを行うので、補機用電動機の容量増加や追設等があってもロック制御回路を大幅に改造することもなく、そのまま充分に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法の第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法に適用する負荷時タップ切換器にタップ上げ、またはタップ下げの動作を行わせるステップを示すフローチャート図。
【図３】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法に適用する電流比較判定部に組み込んだ電流変動特性線を示す線図。
【図４】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法の第２実施形態を示す概略系統図。
【図５】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法に適用する無効電力比較判定部に組み込んだ無効電力特性線を示す線図。
【図６】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法の第３実施形態を示す概略系統図。
【図７】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法に適用する力率比較判定部に組み込んだ電力ベクトルを示す線図。
【図８】本発明に係る負荷時タップ切換変圧器の制御装置およびその制御方法に適用する自動電圧調整装置に組み込んだ反限時特性線を示す線図。
【図９】従来の負荷時タップ切換変圧器を示す概略系統図。
【図１０】従来の負荷時タップ切換変圧器に適用する負荷時タップ切換器にタップ上げ、またはタップ下げの動作を行わせるステップを示すフローチャート図。
【図１１】従来の負荷時タップ切換変圧器に適用する自動電圧調整装置に組み込んだ反限時特性線を示す線図。
【図１２】従来の別の負荷時タップ切換変圧器を示す概略系統図。
【符号の説明】
１  変圧器
２  負荷時タップ切換器
３  タップ切換器制御装置
４  計器用変圧器
５  自動電圧調整装置
６  異常電圧検出部
７  受電遮断器
８  所内母線
９  負荷遮断器
１０  補機用電動機
１１，１２  電源設備（電力系統）
１３  変圧器
１４  負荷時タップ切換器
１５  変流器
１６  受電遮断器
１７  所内母線
１８  負荷遮断器
１９  補機用電動機
２０  計器用変圧器
２１  タップ切換器制御装置
２２  自動電圧調整装置
２３  異常電圧検出部
２４  電流比較判定部
２５  無効電力比較判定部
２６  力率比較判定部
【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】
2004235587.tif 000008
【図７】
2004235587.tif 000009
【図８】
2004235587.tif 000010
【図９】
2004235587.tif 000011
【図１０】
2004235587.tif 000012
【図１１】
2004235587.tif 000013
【図１２】
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