(57)【要約】【課題】内部アルゴリズムを用いて変圧器の変成比の誤設定を判断し、これを使用者などに通知して変圧器の変成比を再設定させることにより、系統運転における継電器の誤動作を防止し、システムの安定性を向上させる、変圧器保護継電器、その変圧器保護方法、及びそれを含む変圧器保護システムを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による変圧器保護継電器６０は、変圧器１０に設定された変圧比と、変圧器１０に接続された１次側変流器２０及び２次側変流器３０の変流比が入力される入力モジュール６１と、変圧器１０の変圧比と１次側変流器２０及び２次側変流器３０の変流比を利用して変圧器１０の誤設定を判断する制御モジュール６３とを含む。【選択図】図４
2012157241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器に設定された変圧比と、前記変圧器に接続された１次側変流器及び２次側変流器の変流比が入力される入力モジュールと、
前記変圧器の変圧比と前記変流比を利用して前記変圧器の誤設定を判断する制御モジュールと、
を含む、変圧器保護継電器。
【請求項２】
前記制御モジュールは、前記変圧比と前記変流比を乗算した値が所定範囲から外れた場合に誤設定と判断することを特徴とする請求項１に記載の変圧器保護継電器。
【請求項３】
前記制御モジュールは、下記数式を利用してＫを算出し、前記Ｋが１を中心にして予め設定された所定範囲から外れた場合に誤設定と判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の変圧器保護継電器。
【数１】
2012157241.tif 000005
【請求項４】
前記判断の結果を外部に出力する出力モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の変圧器保護継電器。
【請求項５】
変圧器保護継電器を用いる変圧器保護方法において、
変圧器の変圧比と、前記変圧器に接続された１次側変流器及び２次側変流器の変流比が設定される段階と、
前記変圧器の変圧比と前記変流比を利用して前記変圧器の誤設定を判断する段階と、
を含む、変圧器保護方法。
【請求項６】
前記誤設定を判断する段階は、
前記変圧比と前記変流比を乗算した値と所定範囲とを比較する過程と、
前記比較の結果、前記乗算した値が所定範囲内であれば正常と判断し、前記乗算した値が所定範囲から外れれば誤設定と判断する過程と、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の変圧器保護方法。
【請求項７】
前記誤設定を判断する段階は、
下記数式を利用してＫを算出する過程と、
前記Ｋが１を中心にして予め設定された所定範囲内であるか否かを比較する過程と、
前記比較の結果、前記Ｋが所定範囲内であれば正常と判断し、前記Ｋが所定範囲から外れれば誤設定と判断する過程と、
を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の変圧器保護方法。
【数２】
2012157241.tif 000006
【請求項８】
前記判断の結果を外部に出力する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の変圧器保護方法。
【請求項９】
所定の変圧比を有し、入力側電源の電圧を変換して出力側電源に供給する変圧器と、
前記変圧器の入力側及び出力側にそれぞれ接続される１次側変流器及び２次側変流器と、
前記変圧器の変圧比と前記１次側変流器及び２次側変流器の変流比を設定するための使用者設定部と、
前記変圧器の変圧比と前記変流比を利用して使用者の誤設定を判断する継電器と、
を含む、変圧器保護システム。
【請求項１０】
前記継電器は、下記数式を利用してＫを算出し、前記Ｋが１を中心にして予め設定された所定範囲から外れた場合に誤設定と判断することを特徴とする請求項９に記載の変圧器保護システム。
【数３】
2012157241.tif 000007
【請求項１１】
前記変圧器と前記１次側変流器との間に接続され、遮断信号により接続を遮断する入力側スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の変圧器保護システム。
【請求項１２】
前記変圧器と前記２次側変流器との間に接続され、遮断信号により接続を遮断する出力側スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の変圧器保護システム。
【請求項１３】
前記継電器は、前記遮断信号を発生することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の変圧器保護システム。
【請求項１４】
前記継電器は、前記判断の結果を外部に通知することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の変圧器保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器保護継電器に関し、特に、変圧器の変成比を誤設定することにより発生する誤動作を防止する変圧器保護継電器、それを用いる変圧器保護方法、及びそれを含む変圧器保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、従来の変圧器保護継電器は、使用者などが変圧器の変成比を設定するようになっている。すなわち、使用者などは基本的に変圧器の１次及び２次側の変圧比と変流器の１次及び２次側の変流比を設定する。
【０００３】
これは、変圧器の両側に入力される範囲の異なる電気量を単位のない定数にするためのものであり、変圧器保護継電器は、このようにして同レベルになった電気量に基づいて事故を判断する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の変圧器保護継電器においては、使用者などの過失により変圧器の変成比が誤設定された場合、系統運転時に当該継電器が誤動作するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、内部アルゴリズムを用いて変圧器の変成比の誤設定を判断することにより、系統運転時の誤動作を防止する、変圧器保護継電器、その変圧器保護方法、及びそれを含む変圧器保護システムを提供することを一目的とする。
【０００６】
本発明は、内部アルゴリズムを用いて変圧器の変成比の誤設定を判断し、これを使用者などに通知することにより、変圧器の変成比を再設定させる、変圧器保護継電器、その変圧器保護方法、及びそれを含む変圧器保護システムを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態による変圧器保護継電器は、変圧器に設定された変圧比と、前記変圧器に接続された１次側変流器及び２次側変流器の変流比が入力される入力モジュールと、前記変圧器の変圧比と前記変流比を利用して前記変圧器の誤設定を判断する制御モジュールとを含む。また、前記変圧器保護継電器は、前記判断の結果を外部に出力する出力モジュールをさらに含む。
【０００８】
本発明の一実施形態による変圧器保護継電器において、前記制御モジュールは、前記変圧比と前記変流比を乗算した値が所定範囲から外れた場合に誤設定と判断する。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一実施形態による変圧器保護方法は、変圧器保護継電器を用いる変圧器保護方法において、変圧器の変圧比と、前記変圧器に接続された１次側変流器及び２次側変流器の変流比が設定される段階と、前記変圧器の変圧比と前記変流比を利用して前記変圧器の誤設定を判断する段階とを含む。また、前記変圧器保護方法は、前記判断の結果を外部に出力する段階をさらに含む。
【００１０】
本発明の一実施形態による変圧器保護方法において、前記誤設定を判断する段階は、前記変圧比と前記変流比を乗算した値と所定範囲とを比較する過程と、前記比較の結果、前記乗算した値が所定範囲内であれば正常と判断し、前記乗算した値が所定範囲から外れれば誤設定と判断する過程とを含む。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の一実施形態による変圧器保護システムは、所定の変圧比を有し、入力側電源の電圧を変換して出力側電源に供給する変圧器と、前記変圧器の入力側及び出力側にそれぞれ接続される１次側変流器及び２次側変流器と、前記変圧器の変圧比と前記１次側変流器及び２次側変流器の変流比を設定するための使用者設定部と、前記変圧器の変圧比と前記変流比を利用して使用者の誤設定を判断する継電器とを含む。
【００１２】
前記変圧器保護システムは、前記変圧器と前記１次側変流器との間に接続され、遮断信号により接続を遮断する入力側スイッチと、前記変圧器と前記２次側変流器との間に接続され、遮断信号により接続を遮断する出力側スイッチとをさらに含む。また、前記継電器は、前記判断の結果を外部に通知し、前記遮断信号を発生する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による変圧器保護継電器、その変圧器保護方法、及びそれを含む変圧器保護システムにおいては、使用者の過失による系統事故を防止することにより、システムの安定性を向上させる。
【００１４】
本発明においては、内部アルゴリズムを用いて使用者などによる変圧器の変成比の誤設定を予め検出し、これを使用者などに通知することにより、系統運転における継電器の誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による変圧器保護システムを説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態による変圧器保護継電器の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態による変圧器保護継電器の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態による変圧器保護継電器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による変圧器保護方法を概略的に示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による変圧器保護方法を概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明による変圧器保護継電器、その変圧器保護方法、及びそれを含む変圧器保護システムを詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施形態による変圧器保護システムは、所定の変圧比を有し、入力側電源７０の電圧を変換して出力側電源８０に供給する変圧器１０と、変圧器１０の入力側及び出力側にそれぞれ接続される１次側変流器２０及び２次側変流器３０と、変圧器１０の変圧比と１次側変流器２０及び２次側変流器３０の変流比を設定するための使用者設定部（図示せず）と、変圧器１０の変圧比と１次側変流器２０及び２次側変流器３０の変流比を利用して使用者の誤設定を判断する継電器６０とを含む。
【００１８】
また、前記変圧器保護システムは、変圧器１０と１次側変流器２０との間に接続され、遮断信号により接続を遮断する入力側スイッチ４０をさらに含む。また、前記変圧器保護システムは、変圧器１０と２次側変流器３０との間に接続され、遮断信号により接続を遮断する出力側スイッチ５０をさらに含む。
【００１９】
前記変圧器保護システムにおいて、継電器６０は、前記判断の結果を外部に通知し、前記遮断信号を発生する。
【００２０】
変圧器１０に異常が発生すると、継電器６０は、入力側スイッチ４０と出力側スイッチ５０に遮断信号を発生する。例えば、変圧器１０に地絡事故が発生すると、事故電流により両端の電流値に大きな差が生じるので、継電器６０における差電流又は流入電流及び流出電流の位相符号の違いが生じ、この場合、事故と認識して入力側スイッチ４０と出力側スイッチ５０に遮断信号を伝送する。
【００２１】
図４に示すように、本発明の一実施形態による変圧器保護継電器６０は、変圧器１０に設定された変圧比と、変圧器１０に接続された１次側変流器２０及び２次側変流器３０の変流比が入力される入力モジュール６１と、変圧器１０の変圧比と１次側変流器２０及び２次側変流器３０の変流比を利用して変圧器１０の誤設定を判断する制御モジュール６３とを含む。また、変圧器保護継電器６０は、前記判断の結果を外部に出力する出力モジュール６５をさらに含む。
【００２２】
入力モジュール６１は、使用者などが前記変圧比と前記変流比を設定する際にその値が直接入力されるように構成してもよく、使用者などが変成比を設定した後に変圧器１０、１次側変流器２０、及び２次側変流器３０に接続されてそれを読み込むように構成してもよい。
【００２３】
制御モジュール６３は、内部アルゴリズムを保存し、前記内部アルゴリズムを用いて使用者などにより設定された変成比を検証する。すなわち、制御モジュール６３は、内部アルゴリズムを用いて、前記変圧比と前記変流比を乗算した値が予め設定された所定範囲から外れた場合に誤設定と判断する。
【００２４】
変圧器１０の電気量を数学的に表現すると、１次と２次の関係で理想的には下記数式１となる。
【００２５】
【数１】
2012157241.tif 000003
【００２６】
前記数式１のように、１次側電圧と２次側電圧が比例関係であれば、１次側電流と２次側電流は反比例関係となる。すなわち、減圧変圧器（２次側電圧が低くなる）の場合は、１次側よりも２次側電流の方が大きくなって２次側変流比の値が非常に大きくなり、昇圧変圧器（２次側電圧が高くなる）の場合は、１次側よりも２次側電流の方が小さくなって２次側変流比の値が非常に小さくなる。
【００２７】
制御モジュール６３は、下記数式２を利用してＫを算出し、前記Ｋが１を中心にして予め設定された所定範囲から外れた場合に誤設定と判断する。
【００２８】
【数２】
2012157241.tif 000004
【００２９】
前記数式１から前記数式２を導き出すことができ、理論上、Ｋ値は「１」であり、使用者の設定から算出されたＫ値を利用して誤設定であるか否かを検出することができる。
【００３０】
以下、図２及び図３を参照して、本発明の実施形態による変圧器保護継電器の動作を説明する。
【００３１】
図２は、使用者などにより、変圧器の設定は１次側が２２．９［ｋＶ］、２次側が３．３［ｋＶ］となっており、変流器の設定は１次側が４００［Ａ］、２次側が３０００［Ａ］となっている場合である。
【００３２】
この場合、前記数式２を利用してＫ値を算出すると、（２２９００×４００）／（３３００×３０００）＝０．９２５となる。
【００３３】
それに対して、図３は、使用者などにより、変圧器の設定は１次側が２２．９［ｋＶ］、２次側が３．３［ｋＶ］となっており、変流器の設定は１次側が３０００［Ａ］、２次側が４００［Ａ］となっている場合である。
【００３４】
この場合、前記数式２を利用してＫ値を算出すると、（２２９００×３０００）／（３３００×４００）＝５２．０４５という非常に大きい値となることが分かる。
【００３５】
制御モジュール６１は、前記Ｋ値を基準として所定範囲（例えば、０．８〜１．２）を予め設定し、前記算出したＫ値が前記範囲内に存在するか否かを判断する。前記Ｋ値が前記範囲内に存在しない場合、出力モジュール６５は、外部装置により誤設定を通知し、使用者などに再設定させる。ここで、前記外部装置は、ＬＥＤやＬＣＤなどの視覚装置もしくはディスプレイ装置、アラームやビープなどの音響装置などであり、出力モジュール６５は、適切な信号を出力することで前記外部装置により誤設定が通知されるようにする。
【００３６】
図５に示すように、本発明の一実施形態による変圧器保護方法は、変圧器保護継電器を用いる変圧器保護方法において、変圧器の変圧比と、前記変圧器に接続された１次側変流器及び２次側変流器の変流比が設定されるステップ（Ｓ１０）と、前記変圧器の変圧比と前記変流比を利用して前記変圧器の誤設定を判断するステップ（Ｓ２０）とを含む。また、前記変圧器保護方法は、前記判断の結果を外部に出力するステップ（Ｓ３０）をさらに含む。
【００３７】
図６に示すように、本発明の一実施形態による変圧器保護方法において、前記誤設定を判断するステップ（Ｓ２０）は、前記変圧比と前記変流比を乗算した値と所定範囲とを比較するステップ（Ｓ２３）と、前記比較の結果、前記乗算した値が所定範囲内であれば正常と判断し（Ｓ２５）、前記乗算した値が所定範囲から外れれば誤設定と判断するステップ（Ｓ２７）とを含む。以下、装置の構成は図１〜図４を参照する。
【００３８】
変圧器１０の電気量を数学的に表現すると、１次と２次の関係で理想的には前記数式１となる。前記数式１のように、１次側電圧と２次側電圧が比例関係であれば、１次側電流と２次側電流は反比例関係となる。
【００３９】
変圧器保護継電器６０は、前記数式２を利用してＫを算出し（Ｓ２１）、前記Ｋが１を中心にして予め設定された所定範囲から外れた場合に誤設定と判断する。前記数式１から前記数式２を導き出すことができ、理論上、Ｋ値は「１」であり、使用者の設定から算出されたＫ値を利用して誤設定であるか否かを検出することができる。
【００４０】
変圧器保護継電器６０は、前記Ｋ値を基準として所定範囲（例えば、０．８（Ｋ1）〜１．２（Ｋ2））を予め設定し、前記算出したＫ値が前記範囲内に存在するか否かを判断する。前記Ｋ値が前記範囲内に存在しない場合、変圧器保護継電器６０は、出力画面に使用者などに対する警告メッセージを出力する（Ｓ３０）。すなわち、図３に示すように、使用者などにより、変圧器の設定は１次側が２２．９［ｋＶ］、２次側が３．３［ｋＶ］となっており、変流器の設定は１次側が３０００［Ａ］、２次側が４００［Ａ］となっている場合、前記数式２を利用してＫ値を算出すると、（２２９００×３０００）／（３３００×４００）＝５２．０４５という非常に大きい値となることが分かる。ここで、変圧器保護継電器６０は、使用者などに対して、ＬＥＤやＬＣＤなどを用いて警告メッセージを出力したり、アラームやビープなどを用いて警告音を発生する。
【００４１】
以上のように、本発明による変圧器保護継電器、その変圧器保護方法、及びそれを含む変圧器保護システムにおいては、内部アルゴリズムを用いて変圧器の変成比の誤設定を判断し、これを使用者などに通知することにより、変圧器の変成比を再設定させ、従って、系統運転における継電器の誤動作を防止し、システムの安定性を向上させる。
【符号の説明】
【００４２】
１０    変圧器
２０    １次側変流器
３０    ２次側変流器
４０    入力側スイッチ
５０    出力側スイッチ
６０    継電器
６１    入力モジュール
６３    制御モジュール
６５    出力モジュール
７０    入力側電源
８０    出力側電源
【図１】
2012157241.tif 000008
【図２】
2012157241.tif 000009
【図３】
2012157241.tif 000010
【図４】
2012157241.tif 000011
【図５】
2012157241.tif 000012
【図６】
2012157241.tif 000013