CN103238197A - 励磁浪涌电流抑制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种励磁浪涌电流抑制装置，其能够高精度地计算三相变压器的残留磁通并能够抑制励磁浪涌电流。励磁浪涌电流抑制装置（10）具备：电压测量部（1），测量变压器（23）的各相电压和各相的系统电压；有效断路定时计算部（2），计算出各相电压的全部三相的瞬时值收敛为0值的有效断路定时；铁芯磁通计算部（3），分别对各相电压进行积分来计算变压器（23）的铁芯的各相的磁通；有效残留磁通计算部（4），将各相的磁通中的有效断路定时的各相的磁通作为有效残留磁通，计算该各相的有效残留磁通；接通相位角计算部（5），根据各相的有效残留磁通计算针对系统侧断路器（21）的接通相位角；接通相位角控制部（6），根据各相的系统电压和接通相位角，接通系统侧断路器（21）。

Description

励磁浪涌电流抑制装置

技术领域

本发明涉及一种对连接在三相变压器和电力系统的电源（以下称为系统电源）之间的断路器（以下称为系统侧断路器）进行控制的励磁浪涌电流抑制装置，特别涉及以抑制在将三相变压器并入电力系统中的操作时产生的励磁浪涌电流为目的，进行系统侧断路器的有效的接通控制的励磁浪涌电流抑制装置。

背景技术

已知从电力系统分离的状态的三相变压器在通过系统侧断路器的接通操作而与电力系统连接的瞬间，流过过大的励磁浪涌电流，对其周围的电路产生电压降低、波形失真等坏影响。

另外，励磁浪涌电流对将三相变压器并入到电力系统时的系统电源的系统电压的相位和在三相变压器的铁芯中剩余的残留磁通有很大影响也是公知的事实，为了抑制励磁浪涌电流，重要的是精确地计算出三相变压器的残留磁通。

与此相对，作为与三相变压器的残留磁通有关的简单的说明，大多说明了“在无负载励磁状态下运转中的三相变压器被解列的情况下，断路瞬间的励磁磁通的瞬时值作为残留磁通原样地残留在铁芯中”。另外，无负载励磁状态是断开三相变压器的次级侧（低压侧、负载侧）的断路器（以下称为负载侧断路器）的状态（无负载状态），是接通三相变压器的初级侧（高压侧、电力系统侧）的系统侧断路器的状态（励磁状态）。

例如，现有的变压器保护控制装置，设置与变压器的各端子电流的差对应地断开设置在变压器各端子的断路器的保护装置，并且存储断路器断开的时刻的变压器端子电压相位，对该断路器的再接通进行控制，使得电源电压相位与上述存储的电压相位一致（例如参照专利文献1）。

另外，现有的三相变压器的励磁浪涌电流抑制装置具备：测量变压器绕组的电压和接入变压器的电源电压的电压测量单元；对上述电压测量单元的变压器绕组的测量电压进行积分来计算变压器铁芯的磁通的残留磁通计算单元；接通相位控制单元，其输入通过上述电压测量单元所得的电源电压，为了按照目标相位接通断路器而控制接通指令的输出时期，上述残留磁通计算单元，在断开断路器来将变压器从电源断开时，根据测量电压计算出变压器各相的残留磁通的极性和大小，上述接通相位控制单元在接通断路器来对变压器进行励磁时，将在稳定状态下向该变压器施加三相交流电压时的各相的稳定磁通的极性与通过上述残留磁通计算单元计算出的变压器各相的残留磁通的极性相同的相位范围对三相都重叠的相位范围作为目标接通相位，同时接通断路器的所有相（例如参照专利文献2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭55-100034号公报

专利文献2：特开2008-140580号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，现有的变压器保护控制装置、现有的三相变压器的励磁浪涌电流抑制装置，以上述的“在无负载励磁状态下运转中的三相变压器被解列的情况下，断路瞬间的励磁磁通的瞬时值作为残留磁通原样地残留在铁芯中”为前提，控制断路器的接通相位。

对此，本申请发明人根据现场实验的结果，确认了三相变压器中的各相的铁芯内的磁通在无负载励磁状态下将运转中的三相变压器解列的瞬间以后也经过过渡性变化在稍微延迟的定时收敛到一定值，理论上明确了残留磁通的过渡现象。特别由于位于三相变压器的低压侧的电涌吸收装置、杂散电容等的影响，残留磁通的过渡现象的过渡性变化变大。

即，现有的变压器保护控制装置、现有的三相变压器的励磁浪涌电流抑制装置，使用变压器解列的瞬间的变压器的磁通作为变压器的残留磁通，控制断路器使得设置在变压器的各端子的断路器断开的时刻的变压器端子电压相位与电源电压相位一致，因此具有在抑制励磁浪涌电流的方面不充分的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，提供一种励磁浪涌电流抑制装置，其前提是假设在无负载励磁状态下运转中的三相变压器解列的瞬间的磁通成为残留磁通的简易理论、基于该理论的控制装置是错误的，而导入新的技术概念作为真正的残留磁通，能够抑制励磁浪涌电流。

用于解决课题的手段

在本发明的励磁浪涌电流抑制装置中，具备：电压测量部，测量三相变压器的各相电压和系统电源的各相的系统电压；有效断路定时计算部，计算出由电压测量部测量出的各相电压的全部三相的瞬时值收敛为0值的定时作为有效断路定时；铁芯磁通计算部，分别对由电压测量部测量出的各相电压进行积分来计算三相变压器的铁芯的各相的磁通；有效残留磁通计算部，将由铁芯磁通计算部计算出的各相的磁通中的有效断路定时的各相的磁通作为有效残留磁通，计算该各相的有效残留磁通；接通相位角计算部，根据由有效残留磁通计算部计算出的各相的有效残留磁通，计算针对断路器的接通相位角；接通相位角控制部，根据由电压测量部测量出的各相的系统电压和由接通相位角计算部计算出的接通相位角，接通断路器。

发明效果

在本发明的励磁浪涌电流抑制装置中涉及一种励磁浪涌电流抑制装置，其能够高精度地计算三相变压器的残留磁通，并能够抑制励磁浪涌电流。

附图说明

图1是表示第一实施方式的励磁浪涌电流抑制装置的概要结构、励磁浪涌电流抑制装置和变压器的连接关系的概要结构图。

图2的（a）是与时间一起描绘无负载励磁状态的变压器从电力系统解列前和解列后的变压器的三相电压和对该三相电压进行时间积分来计算出的变压器的铁芯内的磁通的状况的波形图，（b）是与时间一起描绘无负载励磁状态的变压器从电力系统解列前和解列后的变压器的三相电压和对该三相电压进行时间积分来计算出的变压器的铁芯内的磁通的状况的矢量图，（c）是以相同相位角施加电压的情况下的有效残留磁通和初始励磁磁通的关系的矢量图，（d）是以相反相位角施加电压的情况下的有效残留磁通和初始励磁磁通的关系的矢量图。

图3的（a）是表示图1所示的接通相位角计算部的概要结构的框图，（b）是表示图1所示的励磁浪涌电流抑制装置的处理动作的流程图。

图4的（a）是在有效残留磁通和初始励磁磁通的矢量正三角形的相位关系一致的定时并入变压器时的初始励磁磁通的波形图，（b）是用于说明使有效残留磁通和初始励磁磁通的矢量正三角形的相位关系一致的方法的说明图。

图5的（a）是表示第二实施方式的接通相位角计算部的概要结构的框图，（b）是表示由图5（a）所示的接通相位角计算部进行的图3所示的步骤S7的详细处理的流程图。

图6的（a）是表示第三实施方式的接通相位角计算部的概要结构的框图，（b）是表示第四实施方式的接通相位角计算部的概要结构的框图。

图7是表示使接通相位角在0度~360度变化时的初始励磁磁通与有效残留磁通的关系的说明图。

具体实施方式

（本发明的第一实施方式）

在说明本实施方式的励磁浪涌电流抑制装置10时，使用图1和图2说明系统侧断路器21被断开，在无负载励磁状态（负载侧断路器22：断开状态，系统侧断路器21：接通状态）下运转中的三相变压器（以下称为变压器23）从电力系统解列的情况下残留在变压器23的铁芯内的残留磁通。

在以下的说明中，电压v、电流i和磁通φ的下标a、b、c表示是a相、b相或c相的值。

在将运转中的变压器23从电力系统解列的情况下，首先，变压器23的次级侧（低压侧、负载侧）的负载侧断路器22断开，变压器23成为无负载励磁状态。

在该阶段（无负载励磁状态），变压器23的初级绕组（高压侧线圈）被施加作为励磁电压的初级电压（v_Ha（t）、v_Hb（t）、v_Hc（t）），流过作为励磁电流的初级电流（i_Ha（t）、i_Hb（t）、i_Hc（t））。

另外，在变压器23的次级绕组（低压侧线圈）中产生次级电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t）），但不流过次级电流（i_La（t）、i_Lb（t）、i_Lc（t））（为0）。

另外，在变压器23的铁芯内存在磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））。

在此，系统电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））或变压器23的初级电压或次级电压与变压器23的铁芯内的磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））存在下式（1）的关系，并且不区别稳定状态和过渡状态地成立。

[公式1]

φ_a（t）＝∫v_a（t）dt

φ_b（t）＝∫v_b（t）dt

φ_c（t）＝∫v_c（t）dt                    （1）

另外，系统电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））和变压器23的初级电压和次级电压是三相平衡状态的正弦波的稳定状态，因此，能够用下式（2）表示无负载励磁状态的系统电压（初级电压、次级电压），根据公式（1）、公式（2），能够用下式（3）表示无负载励磁状态下的变压器23的铁芯内的磁通。

[公式2]

v_a（t）＝Vcos（t）

v_b（t）＝Vcos（t）（t-2π/3）

v_c（t）＝Vcos（t）（t+2π/3）            （2）

[公式3]

φ_a（t）＝Φcos（t-π/2）＝Φsin（t）

φ_b（t）＝Φcos（t-2π/3-π/2）＝Φsin（t-2π/3）

φ_c（t）＝Φcos（t+2π/3-π/2）＝Φsin（t+2π/3）        （3）

这样，稳定状态下的变压器23的铁芯内的磁通是三相平衡状态的正弦波，能够表现为相对于同相的电压（系统电压、初级电压、次级电压）具有90度的相位差角，例如对于图2（a）的上图所示的次级电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））的波形，能够得到图2（a）的下图所示的磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））的波形。

另外，能够使用仪表用变压器（Voltage Transformer：VT）直接观测（实测）变压器23的初级电压的各相的电压波形和变压器23的次级电压的各相的电压波形，但不能直接观测变压器23的铁芯内的磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））的波形（基于实测的电压的积分值）。

在此，图2（a）和图2（b）所示的时间t_open0是在系统侧断路器21断开，无负载励磁状态的变压器23从电力系统解列的情况下，经过系统侧断路器21的断路动作时间和在系统侧断路器21的固定触点和可动触点之间产生的发弧的时间，向变压器23的初级卷线的励磁电流的供给实际被切断的瞬间（以下称为断路时间t_open0）。

另外，在变压器23的次级侧，如图1所示配设有具备未图示的避雷器的电涌吸收装置24、低压侧仪表用变压器25a等，作为微小负载电路而连接到变压器23的次级卷线，构成闭合电路。另外，将变压器23和负载侧断路器22连接起来的架空线、电缆的漏电容等也为该闭合电路的构成要素。

因此，在断路时间t_open0以后，在变压器23的初级卷线中不流过电流（为0），但在变压器23的次级卷线中，通过变压器23的次级侧的闭合电路流过过渡电流。

另外，该过渡电流以与安培匝数抵消的形式，局部电流作为涡电流在变压器23的铁芯内流过，作为热被消耗，因此在短时间内衰减，在预定时间（以下称为有效断路时间t_open1），电流值收敛为0值。

另外，变压器23的次级电压也同样，各相的电压波形如图2（a）上图所示，在断路时间t_open0后也立即伴随着过渡电流作为过渡电压而自由振荡地衰减，在变压器23内，在持续数ms~十几ms左右的过渡现象后，在有效断路时间t_open1，各相的电压值收敛为0值。

另外，变压器23的铁芯内的磁通也同样，各相的磁通波形如图2（a）下图所示那样过渡性地变化，作为过渡时间段中的各相的过渡电压的积分值而连续计算的各相的铁芯内的磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））的过渡值（瞬时波形），在过渡电压和过渡电流的过渡现象收敛的有效断路时间t_open1，各相的磁通值同时收敛为一定值。

这样，有效断路时间t_open1时的变压器23的铁芯内的磁通（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））在将变压器23从电力系统解列的情况下是直流地残存在变压器23的铁芯内的真正的残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc），能够用下式（4）表示。另外，在以下的说明中，将残留在变压器23的铁芯内的真正的残留磁通称为“有效残留磁通”来进行说明。

[公式4]

φ_ra＝φ_a（t_open1）

φ_rb＝φ_b（t_open1）

φ_rc＝φ_c（t_open1）                （4）

将变压器23的各相从电力系统解列（系统侧断路器21的各相断开），向变压器23的励磁电流的供给被切断的定时在各相间不错开，各相都是同时的断路时间t_open0，这是由于以下的理由。

断路器一般在交流通电电流成为其“电流零点”的定时被断路消弧，在进行三相平衡电路的三相断路的情况下，各相的电流相位（成为电流零点的定时）不同，因此，三相中的系统侧断路器21的最初成为电流零点的相被断路，接着，其他相在成为电流零点的定时分别被断路。即，在因负载电流、故障电流造成的断路现象中，一般在各相电流的断路定时间产生时间差。

但是，在切断向本发明设为励磁浪涌电流的抑制对象的无负载励磁状态的变压器23的励磁电流的供给的情况下，由于该励磁电流是1A左右的极微小的电流，所以在系统侧断路器21的固定触点和可动触点机械地分离的瞬间（即使不是电流零点），系统侧断路器21断开（电流截断、断续（chopping）现象）。

另外，系统侧断路器21的各固定触点与各可动触点的机械分离的定时事实上是相同的定时。

即，可以说切断向变压器23的各相的励磁电流的供给时（定时），事实上是在相同的断路时间t_open0进行的。

另一方面，产生上述过渡现象的变压器23和变压器23的次级侧的闭合电路的微小负载电路一般是三相平衡电路。另外，对于通过来自电力系统的系统电压对变压器23的施加电压（励磁电压），直到系统侧断路器21的断开前不久为止是三相平衡状态。

因此，从断路时间t_open0开始的过渡现象的电路条件可以理论地判断为全部处于三相平衡条件下。即，在各相的过渡现象产生的过渡时间段（从断路时间t_open0到有效断路时间t_open1的时间段）中，变压器23中的全部电量和磁量从过渡时间段的开始（断路时间t_open0）到结束（有效断路时间t_open1）为止，应该作为三相平衡状态的过渡现象而推移。

在此，例如可以通过图2（b）上图所示的矢量图来表示图2（a）上图所示的次级电压的波形，例如可以通过图2（b）下图所示的矢量图来表示图2（a）下图所示的磁通的波形。

变压器23的各相的次级电压如图2（b）上图所示那样，通过过渡时间段（从断路时间t_open0到有效断路时间t_open1的时间段）作为三相平衡状态的过渡现象而动作，并马上消失。另外，作为次级电压的矢量，在该过渡时间段中，在保持三相平衡的矢量正三角形的状态下，伴随着相位旋转（滑动（slip））而缩小，马上在有效断路时间t_open1时成为零值而消失。

同样，变压器23的铁芯内的各相的磁通如图2（b）下图所示那样，通过过渡现象（从断路时间t_open0到有效断路时间t_open1的时间段）作为三相平衡的过渡现象而动作。另外，作为铁芯内的磁通的矢量，在该过渡时间段中，在保持三相平衡的矢量正三角形的同时伴随着相位旋转（滑动），但其旋转速度逐渐变慢，马上在有效断路时间t_open1时停止相位旋转（滑动）。

在该静止时刻成为一定值的变压器23的各相的铁芯内的磁通，作为真正的残留磁通（有效残留磁通）在变压器23的停止时间中也被保持。另外，在该过渡时间段中，磁通能量的一部分在变压器23的铁芯等中被热消耗，因此可以认为三相磁通矢量保持正三角形而其大小稍微缩小。

但是，过渡现象中的磁通的变化并不意味着各相的残留磁通的绝对值一定缩小。另外，理论上表示出可能出现有效断路时间t_open1时的任意相（例如a相）的有效残留磁通φ_ra（＝φ_a（t_open1））相对于断路时间t_open0时的磁通φ_a（t_open0）极性变化的情况、有效断路时间t_open1时的变压器23的铁芯内的磁通的绝对值比断路时间t_open0时的变压器23的铁芯内的磁通的绝对值大的情况。

接着，说明抑制励磁浪涌电流的基本思路。

适当地对系统电压或变压器23的各相电压的瞬时值进行采样来实测，根据需要能够将实测值描绘为电压波形。

另外，如果每时每刻对该电压的实测值进行积分，则能够作为每时每刻的瞬时值来计算出各相的磁通值，还能够根据需要将积分值描绘为磁通波形。

另外，在切断向变压器23的励磁电流的供给的情况下，如果使断路时间t_open0的前后连续，持续进行磁通的瞬时值的计算（积分），则积分值收敛为一定值后的值是有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）。

另外，该各相的有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）作为正或负的值的绝对值而得到，其磁通值在矢量上构成正三角形。另外，在过渡现象持续后，能够作为磁通的瞬时值收敛为一定值的定时而通过计算知道有效断路时间t_open1。

在此，作为有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）的矢量的形式是三相平衡，作为磁通计算的结果也判明了该三相平衡的相位角度。

另一方面，在再次接通系统侧断路器21来并入（再励磁）变压器23的情况下，因系统电压而产生的励磁磁通的初始值在矢量上当然也是三相平衡的。因此，再次接通系统侧断路器21来并入（再励磁）变压器23的相位角（以下称为接通相位角θ_close）或时间（以下称为接通时间t_close）下的变压器23的铁芯的各相的励磁磁通（以下称为初始励磁磁通）（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close））或（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））是三相平衡的。

因此，如果控制接通相位角θ_close使得残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）的三相平衡和初始励磁磁通（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close））的三相平衡在相同相位角下成为重叠的关系（如果将接通相位角θ_close控制为与有效断路相位角θ_open1（将有效断路时间t_open1换算为弧度显示所得的相位角）一致），则应该能够理想地抑制各相的励磁浪涌电流。

例如在图2（c）中是表示残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）和初始励磁磁通（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））的矢量的各相的相位关系比较符合的情况，特别地如果能够使两者的相位角度（大小、极性）完全一致，则事实上使全部三相的励磁浪涌电流极限地大致达到接近0的值。

相反，如果残留磁通的三相平衡与初始励磁磁通的三相平衡的相位关系错开，则各相的初始励磁磁通和残留磁通的绝对值的差变大，变压器23的磁通密度提高，成为容易产生励磁浪涌电流的状况。

例如，在图2（d）中是表示残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）和初始励磁磁通（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））的矢量的各相的相位关系在同一相位间接近相反相位的状态的情况，特别地如果两者的各相为相反相位，则会产生最大的励磁浪涌电流。另外，图2（c）和图2（d）的矢量图的右侧所示的双向箭头表示残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）和初始励磁磁通（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））的偏移的大小。

特别在图2（c）所示的情况下，各相的初始励磁磁通和有效残留磁通成为在理论上大致完全一致的理想的接通相位角，但在图2（d）所示的情况下，虽然a相的初始励磁磁通φ_a（t_close）和有效残留磁通φ_a（t_open1）一致，但b相的初始励磁磁通φ_b（t_close）和有效残留磁通φ_b（t_open1）、以及c相的初始励磁磁通φ_c（t_close）和有效残留磁通φ_c（t_open1）极端不一致，变压器23的铁芯成为极度饱和的最差的接通相位角。

接着，使用图1和图3（a）说明本实施方式的励磁浪涌电流抑制装置10。

励磁浪涌电流抑制装置10大体具备电压测量部1、有效断路定时计算部2、铁芯磁通计算部3、有效残留磁通计算部4、接通相位角计算部5、接通相位角控制部6。另外，励磁浪涌电流抑制装置10根据需要具备断路时间计算部2b、表观残留磁通计算部4a、接通动作时间计算部7、接通相位角实际值计算部8、瞬时电压下降量计算部9。

电压测量部1测量变压器23的各相电压和系统电源的各相的系统电压。即，电压测量部1具有以下功能：每时每刻对从系统侧仪表用变压器25b和低压侧仪表用变压器25a得到的各相电压的瞬时值进行采样实测，对其瞬时值的大小、极性和波形进行实测。

另外，电压测量部1具备：第一电压测量部1a，经由连接在变压器23的次级侧和负载侧断路器22之间的低压侧仪表用变压器25a，测量变压器23的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））；第二电压测量部1b，经由连接在系统电源和系统侧断路器21之间的系统侧仪表用变压器25b，测量系统电源的各相的系统电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））。

另外，本实施方式的第一电压测量部1a是测量变压器23的次级侧的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））的结构，但也可以是将高压侧仪表用变压器连接在变压器23的初级侧和系统侧断路器21之间，经由该高压侧仪表用变压器测量变压器23的初级侧的各相电压（v_Ha（t）、v_Hb（t）、v_Hc（t））的结构。

有效断路定时计算部2计算出由电压测量部1（第一测量部1a）测量出的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））的全部三相的瞬时值收敛为0值的定时，作为有效断路定时（有效断路时间t_open1或有效断路相位角θ_open1）。另外，弧度显示换算部2a将有效断路时间t_open1换算为弧度显示（有效断路相位角θ_open1）。

断路时间计算部2b根据由电压测量部1（第一电压测量部1a）测量出的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t）），计算出各相电压的正弦波的波形紊乱的瞬间，即事先流过的励磁电流各相同时地消失为0的瞬间，作为断路时间t_open0。

铁芯磁通计算部3分别对由电压测量部1（第一电压测量部1a）测量出的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））进行积分，计算出变压器23的铁芯的各相的磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））。即，铁芯磁通计算部3具有以下的功能：每时每刻对实测出的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））的瞬时值进行积分，作为变压器23的铁芯的各相的磁通的时间波形值（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））进行计算。另外，假设铁芯磁通计算部3在通过系统侧断路器21各相同时地切断励磁电流的断路时间t_open0的前后，也持续地进行计算。

有效残留磁通计算部4将由铁芯磁通计算部3计算出的各相的磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））中的有效断路定时（有效断路时间t_open1或有效断路相位角θ_open1）的各相的磁通（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））或（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））作为有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc），计算该各相的有效残留磁通。

表观残留磁通计算部4a计算通过铁芯磁通计算部3计算出的各相的磁通（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））中的断路时间t_open0的各相的磁通，作为表观（伪）的残留磁通（φ_a（t_open0）、φ_b（t_open0）、φ_c（t_open0））。另外，表观残留磁通计算部4a能够将表观的残留磁通（φ_a（t_open0）、φ_b（t_open0）、φ_c（t_open0））输出到输出部（显示装置、打印装置、存储介质等），由励磁浪涌电流抑制装置10的操作者进行确认。

接通相位角计算部5根据通过有效残留磁通计算部4计算出的各相的有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc），计算出针对系统侧断路器21的接通相位角θ_close。

特别地，本实施方式的接通相位角计算部5如图3（a）所示那样，具备相量值计算部5a和接通相位角确定部5b。

相量值计算部5a根据通过有效残留磁通计算部4计算出的各相的有效残留磁通（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））和下式（5），计算出将有效残留磁通的矢量正三角形的重心和各顶点连接起来的线段的大小（以下称为相量值）Φ_r。

[公式5]

${\mathrm{\Φ}}_r=\sqrt{}\{(2/3)\×{\left(\right\{{\mathrm{\φ}}_a\left({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{open}1}\right)\}}^2+{\left\{{\mathrm{\φ}}_b\left({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{open}1}\right)\right\}}^2+{\left\{{\mathrm{\φ}}_c\left({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{open}1}\right)\right\}}^2)\}---\left(5\right)$

接通相位角确定部5b根据通过有效残留磁通计算部4计算出的各相的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））、通过相量值计算部5a计算出的相量值Φ_r以及下式（6），确定接通相位角θ_close（θ_a、θ_b、θ_c）。

[公式6]

θ_a＝sin^-1（φ_a（θ_open1）/Φ_r）

θ_b＝sin^-1（φ_b（θ_open1）/Φ_r）

θ_c＝sin^-1（φ_c（θ_open1）/Φ_r）                （6）

接通相位角控制部6根据通过电压测量部1（第二电压测量部1b）测量出的各相的系统电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））、通过接通相位角计算部5计算出的接通相位角θ_close，将系统侧断路器21接通。

接通动作时间计算部7根据通过电压测量部1（第一电压测量部1a）测量出的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t）），计算各相电压从0值变化的实际时间。另外，接通动作时间计算部7从接通相位角控制部6接收与输出了从接通相位角控制部6向系统侧断路器21的接通信号的指示时间有关的信息，计算从指示时间到实际时间的系统侧断路器21的接通动作时间，并反馈到接通相位角控制部6。

接通相位角实际值计算部8根据通过电压测量部1（第一电压测量部1a）测量出的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t）），计算各相电压从0值变化的时间的通过电压测量部1（第二电压测量部1b）测量出的各相电压的相位角的实际值。另外，接通相位角实际值计算部8将各相电压的相位角的实际值输出到输出部（显示装置、打印装置、存储介质等），由励磁浪涌电流抑制装置10的操作者进行确认。

瞬时电压下降量计算部9根据通过电压测量部1（第二电压测量部1b）测量出的各相的系统电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））的电压波形，计算出接通系统侧断路器21前的系统电压的有效值和接通系统侧断路器21后的系统电压的有效值，计算出瞬时电压下降量。另外，瞬时电压下降量计算部9将瞬时电压下降量输出到输出部（显示装置、打印装置、存储介质等），由励磁浪涌电流抑制装置10的操作者进行确认。

接着，使用图3（b）说明本实施方式的励磁浪涌电流抑制装置10的处理动作。

首先，说明将无负载励磁状态的变压器23从电力系统解列的情况。

励磁浪涌电流抑制装置10在接收到操作者对系统侧断路器21的“断”指令时（步骤S1），第一电压测量部1a开始测量变压器23的次级侧的各相电压的瞬时值（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））并每时每刻记录测量值（步骤S2）。

系统侧断路器21在检测出系统侧断路器21的“断”指令时，机械地分离固定触点和可动触点，完成断路。在该瞬间，变压器23停止运转功能，从电力系统被解列（步骤S3）。

有效断路定时计算部2根据通过第一电压测量部1a测定的各相电压的每时每刻的瞬时值（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））计算出有效断路时间t_open1并记录（步骤S4）。另外，有效断路定时计算部2的弧度显示换算部2a将有效断路时间t_open1换算为弧度显示（有效断路相位角θ_open1）。即，有效断路定时计算部2（弧度显示换算部2a）根据通过第一电压测量部1a测定的各相电压的每时每刻的瞬时值（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t）），计算出有效断路定时（有效断路时间t_open1、有效断路相位角θ_open1）（步骤S4）。

另外，断路时间计算部2b根据通过第一电压测量部1a测定的各相电压的每时每刻的瞬时值（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t）），计算出系统侧断路器21断开的瞬间的断路时间t_open0并记录，但在本发明中并不是必须的步骤。

铁芯磁通计算部3对通过第一电压测量部1a测定的各相电压的每时每刻的瞬时值（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））进行积分，计算出磁通值作为每时每刻的瞬时值（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t））（步骤S5）。

有效残留磁通计算部4根据通过铁芯磁通计算部3计算出的磁通值（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t）），计算出有效断路定时（有效断路时间t_open1、有效断路相位角θ_open1）的磁通值作为有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）（步骤S6）。

另外，表观残留磁通计算部4a根据通过铁芯磁通计算部3计算出的磁通值（φ_a（t）、φ_b（t）、φ_c（t）），计算出断路时间t_open0时的磁通值作为表观残留磁通（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1）），但在本发明中并不是必须的步骤。

接通相位角计算部5在将变压器23并入到电力系统来对变压器23进行再励磁的情况下，决定理想的接通相位角θ_close，使得接通相位角θ_close（或接通时间t_close）下的接通各相的初始励磁磁通（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close））、或（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））的相位关系与通过有效残留磁通计算部4计算出的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））、或（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））的相位关系在三相上都大致一致（步骤S7）。

即，接通相位角计算部5从1个周期（1周期：0度~360度（0[rad]～2π[rad（弧度）]））中提取出通过有效残留磁通计算部4计算出的有效残留磁通的三相矢量正三角形与因变压器23的并入（再励磁）产生的初始励磁磁通的三相矢量正三角形的相位关系一致的接通相位角θ_close。

另外，决定接通相位角θ_close的步骤S7由以下所示的步骤S7a和步骤S7b组成。

接通相位角计算部5的相量值计算部5a根据通过有效残留磁通计算部4计算出的各相的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））以及上述公式（5），计算出有效残留磁通的相量值Φ_r（步骤S7a）。

然后，接通相位角计算部5的接通相位角确定部5b根据通过有效残留磁通计算部4计算出的各相的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））、通过相量值计算部5a计算出的相量值Φ_r、以及上述公式（6），确定接通相位角θ_close（θ_a、θ_b、θ_c）（步骤S7b）。

接着，说明将停止中的变压器23并入到电力系统的情况。

励磁浪涌电流抑制装置10在接收到操作者对系统侧断路器21的“通”指令时（步骤S8），第二电压测量部1b开始测量系统电压的各相电压的瞬时值（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t）），并每时每刻记录测量值（步骤S9）。

接通相位角控制部6在检测出操作者对系统侧断路器21的“通”指令时，根据由第二电压测量部1b测定的系统电压的各相电压的瞬时值（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t）），判断当前的系统电压的各相电压的相位角（步骤S10）。

然后，接通相位角控制部6考虑从接通动作时间计算部7输入的系统侧断路器21的接通动作时间，向系统侧断路器21输出“通”指令，使得系统电压以接通相位角θ_close施加到变压器23（步骤S11）。

系统侧断路器21在接收到来自接通相位角控制部6的“通”指令时，机械地接触固定触点和可动触点，以接通相位角θ_close将系统电压施加到变压器23，使变压器23成为无负载励磁状态（步骤S12）。

特别在本实施方式中，如图4（a）所示，将有效残留磁通的矢量正三角形（相量值Φ_r）与初始励磁磁通的矢量正三角形（相量值Φ）的三相的相位关系一致的相位角定时作为成为目标的理想的接通相位角θ_close，来控制系统侧断路器21的接通。

即，接通相位角控制部6进行控制使得接通相位角θ_close（在此为a相的接通相位角θ_close）与有效断路相位角θ_open1（例如a相的有效断路相位角θ_open1）一致，由此能够使有效残留磁通的矢量正三角形与初始励磁磁通的矢量正三角形的相位关系一致。

另外，作为使有效残留磁通（例如φ_a（θ_open1））与初始励磁磁通（φ_a（θ_close））的相位关系一致的控制，如图4（b）所示，也考虑以下的方法。

作为第一方法，将有效残留磁通φ_a（θ_open1）与初始励磁磁通φ_a（θ_close）的标量积“φ_a（θ_open1）·φ_a（θ_close）＝|φ_a（θ_open1）||φ_a（θ_close）|cosδ”设为零（0）。另外，δ是φ_a（θ_open1）和φ_a（θ_close）的矢量之间所成的角。

作为第二方法，将有效残留磁通φ_a（θ_open1）和初始励磁磁通φ_a（θ_close）作为2边的三角形的边中的剩余一边的长度设为零（0）。

作为第三方法，将有效残留磁通φ_a（θ_open1）与初始励磁磁通φ_a（θ_close）作为2边的三角形的面积Sa（或矢量积“φ_a（θ_open1）×φ_a（θ_close）＝|φ_a（θ_open1）||φ_a（θ_close）|sinδ”）设为零（0）。

作为第四方法，使各相的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））与各相的初始励磁磁通（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close））之间的差矢量或标量值一致（|φ_a（θ_open1）-φ_a（θ_close）|＝|φ_b（θ_open1）-φ_b（θ_close）|＝|φ_c（θ_open1）-φ_c（θ_close）|）。

另外，也可以根据需要在步骤S12后追加以下的各处理。

接通动作时间计算部7根据通过第一电压测量部1a测量的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t））计算各相电压从0值变化的实际时间。另外，接通动作时间计算部7从接通相位角控制部6接收与输出从接通相位角控制部6向系统侧断路器21的接通信号的指示时间有关的信息，计算从指示时间到实际时间的系统侧断路器21的接通动作时间，并将接通动作时间输出到接通相位角控制部6。通过该处理，接通相位角控制部6能够考虑到从接通动作时间计算部7输入的接通动作时间，反映到下次的接通操作时。

接通相位角实际值计算部8根据通过第一电压测量部1a测量的各相电压（v_La（t）、v_Lb（t）、v_Lc（t）），计算各相电压从0值变化的时间的通过第二电压测量部1b测量出的各相电压的相位角的实际值。

瞬时电压下降量计算部9根据通过第二电压测量部1b测量出的各相的系统电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））的电压波形，计算出接通系统侧断路器21前的系统电压的有效值和接通系统侧断路器21后的系统电压的有效值，计算出瞬时电压下降量。

如上所述，本实施方式的励磁浪涌电流抑制装置10考虑到变压器23的铁芯内的残留磁通的过渡现象，计算出真正的残留磁通（有效残留磁通），根据该有效残留磁通计算出变压器23的接通相位角。另外，本实施方式的励磁浪涌电流抑制装置10根据计算出的接通相位角控制系统侧断路器21，由此起到能够抑制励磁浪涌电流的作用效果。

（本发明的第二实施方式）

图5（a）是表示第二实施方式的接通相位角计算部的概要结构的框图，图5（b）是表示由图5（a）所示的接通相位角计算部进行的图3所示的步骤S7的详细处理的流程图。在图5中，与图1~图4相同的符号表示相同或相当的部分，并省略其说明。

本实施方式的接通相位角计算部5根据通过有效残留磁通计算部4计算出的各相的有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）的大小（绝对值）和极性，计算针对系统侧断路器21的接通相位角θ_close。

另外，接通相位角θ_close是以下相位角度，即在系统电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））在稳定状态下施加到变压器23的情况下的该变压器23的铁芯的各相的初始励磁磁通（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close））的极性和与该各相的初始励磁磁通分别对应的各相的有效残留磁通（φ_ra、φ_rb、φ_rc）的极性分别相同，各相的初始励磁磁通中的作为任意一相的第一相的初始励磁磁通的磁通值和与该第一相的初始励磁磁通对应的第一相的有效残留磁通的磁通值相同。

特别地，本实施方式的接通相位角计算部5如图5（a）所示，具备接通相位角候补计算部11以及接通相位角决定部12。

接通相位角候补计算部11计算出各相的有效残留磁通中的作为任意一相的第一相的有效残留磁通的磁通值和极性分别相同的2个相位角θ_α、θ_β，作为该第一相的接通相位角θ_close的候补。

接通相位角决定部12分别计算出相对于2个接通相位角候补θ_α、θ_β错开了2π/3弧度或-2π/3弧度的相位的相位角，在错开了该相位的一个相位角下的第二相的励磁磁通的磁通值和与该第二相的励磁磁通对应的第二相的有效残留磁通的磁通值之间的差的绝对值比错开了相位的另一个相位角下的第二相的励磁磁通的磁通值和与该第二相的励磁磁通对应的第二相的有效残留磁通的磁通值之间的差的绝对值大的情况下，将与另一个相位角对应的第一相的接通相位角候补决定为该第一相的接通相位角。

另外，接通相位角决定部12具备励磁磁通计算部12a、基准相决定部12b、非基准相比较部12c。

励磁磁通计算部12a分别对通过电压测量部1（第二电压测量部1b）测量出的系统电压的各相电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））进行积分，计算稳定状态的各相的励磁磁通（Φ_a（t）、Φ_b（t）、Φ_c（t）），并换算为弧度显示（Φ_a（θ）、Φ_b（θ）、Φ_c（θ）），进而计算出将一边的长度设为1.0的励磁磁通（Φ_a（θ）、Φ_b（θ）、Φ_c（θ））的矢量正三角形。

基准相决定部12b决定用于对通过励磁磁通计算部12a计算出的励磁磁通和有效残留磁通进行比较的基准相。

非基准相比较部12c，作为通过基准相决定部12b决定的基准相以外的相，对接通相位角候补下的励磁磁通和有效残留磁通进行比较，决定接通相位角θ_close。

接着，使用图5（b）详细说明本实施方式的通过接通相位角计算部5决定接通相位角θ_close的步骤S7。

首先，接通相位角候补计算部11根据通过有效残留磁通计算部4计算出的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1）），计算出有效残留磁通的大小成为将矢量正三角形的重心和各顶点连接起来的线段（相量值）的相位角度θ_α、θ_β（0[rad]~2π[rad]中的2值），即各相的有效残留磁通中的作为任意一相的第一相的有效残留磁通的磁通值和极性分别相同的2个相位角θ_α、θ_β，作为该第一相的接通相位角θ_close的候补，并决定为接通相位角的候补（步骤S7a）。

接通相位角决定部12的励磁磁通计算部12a分别对通过第二电压测量部1b测量出的系统电压的各相电压（v_a（t）、v_b（t）、v_c（t））进行积分，计算稳定状态的各相的励磁磁通（Φ_a（t）、Φ_b（t）、Φ_c（t）），并换算为弧度显示（Φ_a（θ）、Φ_b（θ）、Φ_c（θ））。然后，励磁磁通计算部12a根据下式（7），计算出将一边的长度设为1.0的励磁磁通（Φ_a（θ）、Φ_b（θ）、Φ_c（θ））的矢量正三角形（步骤S7b）。

[公式7]

Φ_a＝Φcos（θ）

Φ_b＝Φcos（θ-2π/3）

Φ_c＝Φcos（θ+2π/3）                （7）

另外，励磁磁通计算部12a根据下式（8）计算出接通相位角候补θ_α下的励磁磁通的矢量正三角形、或根据下式（9）计算出接通相位角候补θ_β下的励磁磁通的矢量正三角形（步骤S7c）。

[公式8]

Φ_a（θ_α）＝Φcos（θ_α）

Φ_b（θ_α）＝Φcos（θ_α-2π/3）

Φ_c（θ_α）＝Φcos（θ_α+2π/3）            （8）

[公式9]

Φ_a（θ_β）＝Φcos（θ_β）

Φ_b（θ_β）＝Φcos（θ_β-2π/3）

Φ_c（θ_β）＝Φcos（θ_β+2π/3）            （9）

然后，接通相位角决定部12的基准相决定部12b决定用于比较通过励磁磁通计算部12a计算出的励磁磁通和有效残留磁通的基准相（步骤S7d）。

具体来说，基准相决定部12b，将成为|φ_a（θ_α）-φ_a（θ_open1）|、|φ_b（θ_α）-φ_b（θ_open1）|、|φ_c（θ_α）-φ_c（θ_open1）|中的最小值的相决定为基准相。或者，基准相决定部12b将成为|φ_a（θ_β）-φ_a（θ_open1）|、|φ_b（θ_β）-φ_b（θ_open1）|、|φ_c（θ_β）-φ_c（θ_open1）|中的最小值的相决定为基准相。

另外，本实施方式的基准相决定部12b将成为最小值的相决定为基准相，但也可以将“成为最大值的相”、“成为中间值的相”或“预先决定的任意一相”决定为基准相。但是，因为基准相以外的相的成为最差的接通相位角的情况下的初始励磁磁通与有效残留磁通的差变大，容易判别最优的接通相位角和最差接通相位角，所以将成为最小值的相作为基准相是理想的。

另外，在以下的说明中，说明假设基准相决定部12b的比较结果为最小值的相是a相，将a相决定为基准相的情况。

接通相位角决定部12的非基准相比较部12c，作为通过基准相决定部12b决定的基准相以外的相，对接通相位角候补的励磁磁通和有效残留磁通进行比较，决定接通相位角θ_close（步骤S7e）。

具体地说，非基准相比较部12c，作为比较1，如果|φ_b（θ_α）-φ_b（θ_open1）|＜|φ_b（θ_β）-φ_b（θ_open1）|，则将接通相位角候补θ_α决定为接通相位角θ_close，如果|φ_b（θ_α）-φ_b（θ_open1）|＞|φ_b（θ_β）-φ_b（θ_open1）|，则将接通相位角候补θ_β决定为接通相位角θ_close。或者，非基准相比较部12c，作为比较2，如果|φ_c（θ_α）-φ_c（θ_open1）|＜|φ_c（θ_β）-φ_c（θ_open1）|，则将接通相位角候补θ_α决定为接通相位角θ_close，如果|φ_c（θ_α）-φ_c（θ_open1）|＞|φ_c（θ_β）-φ_c（θ_open1）|，则将接通相位角候补θ_β决定为接通相位角θ_close。另外，通过比较1或比较2进行的接通相位角θ_close的决定，理论上是一致的。

然后，接通相位角控制部6将通过接通相位角计算部5计算出的接通相位角θ_close记录为将变压器23并入电力系统时的成为目标的接通相位。

另外，在本第二实施方式中，只有接通相位角计算部5的结构不同这一点与第一实施方式不同，起到与第一实施方式相同的作用效果。

（本发明的第三实施方式）

图6（a）是表示第三实施方式的接通相位角计算部的概要结构的框图。在图6（a）中，与图1~图5相同的符号表示相同或相当的部分，并省略其说明。

本实施方式的接通相位角计算部5具备：基准相决定部5c，决定在决定接通相位角方面成为基准的相；接通相位角候补计算部5d，决定接通相位角的2个候补；接通相位角决定部5e，选定接通相位角候补中的最优的相位角（例如图2（c）的情况），舍弃最差的相位角（例如图2（d）的情况）。

基准相决定部5c对各相的有效残留磁通（（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））、或（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1）））的绝对值（大小、标量）的大小关系进行比较，将其绝对值为最小值的相（例如a相）决定为基准相。

另外，基准相决定部5c也可以将“有效残留磁通的绝对值为最大值的相”、“有效残留磁通的绝对值为中间值的相”或“预先决定的任意一相”决定为基准相。但是，因为基准相以外的相的成为最差的接通相位角的情况下的初始励磁磁通与有效残留磁通的差变大，容易判别最优的接通相位角和最差的接通相位角，所以将有效残留磁通的绝对值成为最小值的相作为基准相是理想的。

另外，接通相位角候补计算部5d将由基准相决定部5c决定的相（在此为a相）的初始励磁磁通（φ_a（t_close）、或φ_a（θ_close））以及有效残留磁通（φ_a（t_open1）、或φ_a（θ_open1））的大小和极性一致的相位角定时（在1个周期中存在2次）决定为接通相位角的候补。

另外，接通相位角决定部5e将由接通相位角候补计算部5d决定的接通相位角候补中的基准相（例如a相）以外的一个相（例如b相）的初始励磁磁通（φ_b（t_close）或φ_b（θ_close））以及有效残留磁通（φ_b（t_open1）或φ_b（θ_open1））的极性一致，其他相（例如c相）的初始励磁磁通（φ_c（t_close）、或φ_c（θ_close））以及有效残留磁通（φ_c（t_open1）、或φ_c（θ_open1））的极性一致的情况决定为理想的接通相位角的情况。

即，有效残留磁通（（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））或（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1）））的矢量正三角形和初始励磁磁通（（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））或（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close）））的矢量正三角形的、a相、b相或c相中的任意一相的大小和极性一致的定时在1个周期中存在2次，该2次的定时中的一个成为使有效残留磁通和初始励磁磁通的矢量正三角形的相位角度大致一致的理想的定时。

因此，接通相位角决定部5e通过对基准相以外的2相的有效残留磁通和初始励磁磁通的极性进行比较，来区别由接通相位角候补计算部5d决定的接通相位角候补中的最优的接通相位角和最差的接通相位角。

另外，在本第三实施方式中只有接通相位角计算部5的结构不同这一点与第一实施方式不同，起到与第一实施方式相同的作用效果。

（本发明的第四实施方式）

图6（b）是表示第四实施方式的接通相位角计算部的概要结构的框图。图7是表示使接通相位角在0度~360度变化时的初始励磁磁通与有效残留磁通的关系的说明图。在图6（b）中，与图1~图5相同的符号表示相同或相当的部分，并省略其说明。

本实施方式的接通相位角计算部5具备：参数变更部5f，将各相的励磁磁通作为参数在角度0度~360度（0[rad]～2π[rad]）的范围内进行变更；磁通比较部5g，对每个角度计算励磁磁通和有效残留磁通的对应的相的该励磁磁通的磁通值与该有效残留磁通的磁通值的差的绝对值；接通相位角决定部5h，将成为对每个角度加上各相的该差的绝对值所得的值中的最小值的角度决定为接通相位角。

参数变更部5f如图7所示，将接通时间t_close（接通相位角θ_close）作为参数在角度0度~360度（0[rad]～2π[rad]）的范围内进行变更，计算出初始励磁磁通（（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））或（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close）））（换一种说法，旋转地计算励磁磁通的矢量正三角形）。

另外，磁通比较部5g针对每个相对通过参数变更部5f计算出的初始励磁磁通（（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））或（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close）））和有效残留磁通（（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））、或（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1）））进行比较，计算初始励磁磁通和有效残留磁通的差（φ_a（t_close）-φ_a（t_open1）、φ_b（t_close）-φ_b（t_open1）、φ_c（t_close）-φ_c（t_open1））、或（φ_a（θ_close）-φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_close）-φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_close）-φ_c（θ_open1）））。

另外，接通相位角决定部5h根据磁通比较部5g的计算结果，将成为对每个角度加上初始励磁磁通和有效残留磁通的各相的差的绝对值所得的值中的最小值的角度决定为接通相位角θ_close。

另外，在本第四实施方式中，只有接通相位角计算部5的结构不同这一点与第一实施方式不同，起到与第一实施方式相同的作用效果。

（本发明的其他实施方式）

接通相位角计算部5也可以构成为求出有效残留磁通（（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））、或（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1）））、以及初始励磁磁通（（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））或（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close）））的矢量正三角形，计算出两者的面积差为最小的定时（接通时间t_close、接通相位角θ_close）来作为接通相位角θ_close。

另外，接通相位角计算部5求出有效残留磁通（（φ_a（t_open1）、φ_b（t_open1）、φ_c（t_open1））或（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1）））、以及初始励磁磁通（（φ_a（t_close）、φ_b（t_close）、φ_c（t_close））或（φ_a（θ_close）、φ_b（θ_close）、φ_c（θ_close）））的矢量正三角形。然后，接通相位角计算部5求出矢量（φ_a（t_open1）-φ_a（t_close））或（φ_a（θ_open1）-φ_a（θ_close））为最小的定时相位θ_aclose，同样，求出其他2相的定时相位θ_bclose、θ_cclose。然后，接通相位角计算部5也可以构成为确认存在定时相位θ_aclose、θ_bclose、θ_cclose相互具有约120度（2π/3[rad]）的相位差的情况，将容许精度内的相位决定为接通相位角θ_close。

符号说明

1：电压测量部；1a：第一电压测量部；1b：第二电压测量部；2：有效断路定时计算部；2a：弧度显示换算部；2b：断路时间计算部；3：铁芯磁通计算部；4：有效残留磁通计算部；4a：表观残留磁通计算部；5：接通相位角计算部；5a：相量值计算部；5b：接通相位角确定部；5c：基准相决定部；5d：接通相位角候补计算部；5e：接通相位角决定部；5f：参数变更部；5g：磁通比较部；5h：接通相位角决定部；6：接通相位角控制部；7：接通动作时间计算部；8：接通相位角实际值计算部；9：瞬时电压下降量计算部；10：励磁浪涌电流抑制装置；11：接通相位角候补计算部；12：接通相位角决定部；12a：励磁磁通计算部；12b：基准相决定部；12c：非基准相比较部；21：系统侧断路器；22：负载侧断路器；23：变压器；24：电涌吸收装置；25a：低压侧仪表用变压器；25b：系统侧仪表用变压器。

Claims (5)

1.一种励磁浪涌电流抑制装置，控制连接在三相变压器和系统电源之间的断路器，其特征在于，具备：

电压测量部，其测量上述三相变压器的各相电压和上述系统电源的各相的系统电压；

铁芯磁通计算部，其分别对通过上述电压测量部测量出的各相电压进行积分，计算出上述三相变压器的铁芯的各相的磁通；

有效断路定时计算部，其计算出通过上述电压测量部测量出的各相电压的全部三相的瞬时值收敛为0值的定时、或通过上述铁芯磁通计算部计算出的磁通值在各相都达到一定值的定时，作为有效断路定时；

有效残留磁通计算部，其将通过上述铁芯磁通计算部计算出的各相的磁通中的上述有效断路定时的各相的磁通作为有效残留磁通，计算该各相的有效残留磁通；

接通相位角计算部，其根据通过上述有效残留磁通计算部计算出的上述各相的有效残留磁通，计算针对上述断路器的接通相位角；以及

接通相位角控制部，其根据通过上述电压测量部测量出的各相的系统电压和通过上述接通相位角计算部计算出的接通相位角，接通上述断路器。

2.根据权利要求1所述的励磁浪涌电流抑制装置，其特征在于，

上述接通相位角计算部具备：

相量值计算部，其根据通过上述有效残留磁通计算部计算出的上述各相的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））以及下述式（1），计算出该有效残留磁通的矢量正三角形的相量值Φ_r；以及

接通相位角确定部，其根据通过上述有效残留磁通计算部计算出的上述各相的有效残留磁通（φ_a（θ_open1）、φ_b（θ_open1）、φ_c（θ_open1））、通过上述相量值计算部计算出的相量值Φ_r、以及下述式（2），确定上述接通相位角θ_close（θ_a、θ_b、θ_c），其中，

[公式1]

${\mathrm{\Φ}}_r=\sqrt{}\{(2/3)\×{\left(\right\{{\mathrm{\φ}}_a\left({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{open}1}\right)\}}^2+{\left\{{\mathrm{\φ}}_b\left({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{open}1}\right)\right\}}^2+{\left\{{\mathrm{\φ}}_c\left({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{open}1}\right)\right\}}^2)\}---\left(1\right)$

[公式2]

θ_a＝sin^-1（φ_a（θ_open1）/Φ_r）

θ_b＝sin^-1（φ_b（θ_open1）/Φ_r）

θ_c＝sin^-1（φ_c（θ_open1）/Φ_r）            （2）。

3.根据权利要求1所述的励磁浪涌电流抑制装置，其特征在于，

上述接通相位角是以下这样的相位角度，即在上述系统电压在稳定状态下被施加到上述三相变压器的情况下的该三相变压器的铁芯的各相的励磁磁通的极性和与该各相的励磁磁通分别对应的各相的上述有效残留磁通的极性分别相同，上述各相的励磁磁通中的作为任意一相的第一相的励磁磁通的磁通值和与该第一相的励磁磁通对应的第一相的上述有效残留磁通的磁通值相同。

4.根据权利要求1或3所述的励磁浪涌电流抑制装置，其特征在于，

上述接通相位角计算部具备：

接通相位角候补计算部，其计算出上述各相的有效残留磁通中的作为任意一相的第一相的有效残留磁通的磁通值以及极性分别相同的两个相位角，作为该第一相的接通相位角的候补；以及

接通相位角决定部，其分别计算出相对于上述两个接通相位角候补错开了2π/3弧度或-2π/3弧度的相位的相位角，在错开了该相位的一个相位角下的第二相的上述励磁磁通的磁通值和与该第二相的励磁磁通对应的第二相的上述有效残留磁通的磁通值之间的差的绝对值比错开了上述相位的其他相位角下的第二相的上述励磁磁通的磁通值和与该第二相的励磁磁通对应的第二相的上述有效残留磁通的磁通值之间的差的绝对值大的情况下，将与上述其他相位角对应的上述第一相的接通相位角候补决定为该第一相的接通相位角。

5.根据权利要求1或3所述的励磁浪涌电流抑制装置，其特征在于，

上述接通相位角计算部将上述各相的励磁磁通作为参数在角度0度~360度的范围内进行变更，针对每个角度计算上述励磁磁通以及有效残留磁通的对应相的该励磁磁通的磁通值与该有效残留磁通的磁通值之间的差的绝对值，将针对每个角度相加各相的该差的绝对值所得的值中的成为最小值的角度决定为接通相位角。

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