JP2004173384A - 自動電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンティング制御を行ったことを自動検出する機能を有し、検出時は対応処置を行うことにより、安定した電圧調整行う自動電圧調整装置を得る。
【解決手段】負荷時タップ切換変圧器によって連系される電力系統の電圧値が予め定められた許容範囲を逸脱した場合に、電力系統の電圧値が許容範囲に収まるように負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を切換えるとき、電力系統の電圧値の上げ、下げが繰返されるハンティング制御をハンティング制御検出部５３により検出し、検出されたときは、設定部１１によって設定された設定値を、設定値補正部５２により補正して、ハンティング制御を防止し、一定時間経過後に、元の設定値に戻すようにした。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、負荷時タップ切換変圧器にて連系される電力系統において、電力系統の電圧値が許容範囲内に収まるように、負荷時タップ切換変圧器のタップを制御する自動電圧調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特許文献１に示された自動電圧調整装置（以下ＡＶＲ）による自動制御方式では、電力系統の電圧が変動し、ＡＶＲの設定により決まる電圧値の許容範囲を逸脱すると、その逸脱量△Ｖ１または△Ｖ２を求め、それぞれにつき積分する。この積分値があらかじめＡＶＲで設定された量を超過した場合は、負荷時タップ切換変圧器（ＬＲＴ）のタップ切換電動操作機構に対し、ＡＶＲからタップ切換信号、すなわち△Ｖ１の積分値が設定された値を超過した場合には電圧が下がる方向のタップ制御出力を、△Ｖ２の積分値が設定された値を超過した場合には電圧が上がる方向のタップ切り替え信号を発信する。タップ切換電動操作機構が動作すると、その接点のオン動作により生じる運転中信号にて、ＡＶＲの積分回路がリセットされる。またＬＲＴのタップが１タップ分切り換わり、タップ切換が完了する。タップ切換後、タップ切換電動操作機構が停止してその接点がオフになると、新たに電力系統の電圧とＡＶＲの設定により決まる電圧値の許容範囲から逸脱した量の積分が行われ、電力系統の電圧値の変動に応じ前述の動作が繰り返され、これにより調整電圧を許容範囲内に収め、許容範囲内に収まるとタップ切換は行なわない。
【０００３】
【特許文献１】
特公平８−２３７７８号公報（第２〜３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は、以上のように構成されるので、ＡＶＲの許容範囲の設定が適切でない場合、積分値がＡＶＲの設定値を超過して、ＡＶＲよりＬＲＴへ電圧値が低めとなる方向のタップ切換信号を送出し、その結果調整電圧の値が変動した場合は、上記と同様の過程で今度は電圧値が上がる方向のタップ切換信号を送出し、これを繰返すことになる。このような切換えの繰返しは不要であり、タップ切換機構の寿命を短縮するという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ハンティング制御を行ったことを自動検出する機能を有し、検出時は対応処置を行うことにより、安定した電圧調整を行う自動電圧調整装置を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる自動電圧調整装置においては、負荷時タップ切換変圧器によって連系される電力系統の電圧値が予め定められた許容範囲を逸脱した場合に、電力系統の電圧値が許容範囲に収まるように負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を切換える自動電圧調整装置において、許容範囲を設定する設定部、電力系統の電圧値の上げ、下げが繰返されるタップ位置の切換えの繰返し制御が行われたことを検出するハンティング制御検出部、及びこのハンティング制御検出部によってタップ位置の切換えの繰返し制御が検出されたときは、設定部によって設定された許容範囲を変更する設定値補正部を備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による自動電圧調整装置のシステム構成を示す図である。
図１において、三相交流電源１に接続して、負荷時タップ切換変圧器（ＬＲＴ）２が配置されている。タップ切換電動操作機構３は、ＬＲＴ２のタップ制御回路を有し、タップを駆動する。電力系統の電圧値（以下調整電圧）は、計器用変圧器４を介して、ＡＶＲ５に入力される。信号接点６は、タップ切換中オンし、タップ切換電動操作機構３の動作に連動する。ＡＶＲ５は、積分回路７を有し、積分回路７は、ＡＶＲ５の設定値と調整電圧との差を積分する機能を持つ。
【０００８】
図２は、この発明を実施の形態１による自動電圧調整装置の不感帯幅と調整電圧の関係を示す図であり、ＡＶＲ５の積分回路７における調整電圧とＡＶＲ５の設定値との関係を示す。
図２において、Ｖは電圧値を示す座標軸、Ｔは経過時間を示す座標軸である。ＶＳはＡＶＲ５の設定にて定まる目標電圧値、ＶＤＢはＡＶＲ５の設定にて定まる不感帯幅であり、ＶＩＮは調整電圧の時間に伴う変化の例を示す。電圧の許容範囲の上限をＶＨ、下限をＶＬで示している。この上限ＶＨは、目標電圧値ＶＳ＋不感帯幅ＶＤＢにより決まり、下限ＶＬは、目標電圧値ＶＳ−不感帯幅ＶＤＢにより決まる。図２において、調整電圧の値が許容範囲の上限ＶＨを上回っている場合はΙの領域に位置し、下限ＶＬを下回っている場合は‖の領域に位置する。
【０００９】
図３は、この発明の実施の形態１による自動電圧調整装置を示す構成図である。
図３において、ＡＶＲ５、積分回路７は、図１におけるものと同一のものである。設定部１１は、ＶＳ、ＶＤＢの設定値を積分回路７へ送信する。設定部１１により設定された設定値は、後述するように設定値補正部５２により補正される。積分回路７の積分結果により、タップ制御（電圧下げ方向）信号７１と、タップ制御（電圧上げ方向）信号７２が出力される。ハンティング制御検出部５３は、タップ切換えの上げ、下げを繰返すハンティング制御を検出し、ハンティング制御検出部５３でハンティング制御を検出したときは、ハンティング制御確定信号７３が出力される。設定値補正部５２を構成する６１、６３はＡＮＤロジック、６２はＮＯＴロジック、６４はＯＲロジックである。
【００１０】
図４は、この発明の実施の形態１による自動電圧調整装置のハンティング制御検出部の詳細を示す図である。
図４において、８１と９２はタップ制御を記憶するフリップフロップ、８２と９３は１タップ制御終了をカウントするタイマ、８３と９４はハンティング制御を検出するために所定時間を計測する間隔タイマである。８７と９７はハンティング制御の発生回数をカウントするカウンタ、８８と９９はハンティング制御の確定を判断するための判定部である。９０はハンティング制御が確定した場合にこれを記憶するフリップフロップ、９１はフリップフロップ９０をリセットするためのタイマである。８５と９６はＡＮＤロジック、８４と９５はＮＯＴロジック、８６、９８、８９はＯＲロジックである。
【００１１】
次に、ＡＶＲの動作について説明する。
ＡＶＲ５の設定部１１より、積分回路７へＶＳ、ＶＤＢの設定値を送信する。電力系統の電圧が変動し、ＡＶＲ５の設定により決まる電圧値の許容範囲を逸脱すると、その逸脱量△Ｖ１または△Ｖ２を求め、それぞれにつき積分する。この積分値があらかじめＡＶＲ５で設定された量を超過した場合は、タップ切換器電動操作機構３に対し、ＡＶＲからタップ切換信号、すなわち△Ｖ１の積分値が設定された値を超過した場合には電圧が下がる方向（電力系統の電圧値が図２のΙの領域に位置する）のタップ制御出力７１（記号ＬＸ）を発信し、△Ｖ２の積分値が設定された値を超過した場合には電圧が上がる方向（電力系統の電圧値が図２の‖の領域に位置する）のタップ制御信号７２（記号ＲＸ）を発信する。タップ切換電動操作機構３が動作すると、その接点６のオン動作により生じる運転中信号にて、ＡＶＲ５の積分回路７がリセットされる。またＬＲＴ２のタップが１タップ分切り換わり、タップ切換が完了する。
【００１２】
タップ切換後、タップ切換電動操作機構３が停止してその接点６がオフになると、新たに電力系統の電圧とＡＶＲ５の設定により決まる電圧値の許容範囲から逸脱した量の積分が行われ、電力系統の電圧値の変動に応じて前述の動作が繰り返され、これにより調整電圧を図２における許容範囲内すなわちＶＨとＶＬの間に収め、許容範囲内に収まるとタップ切換は行なわない。実施の形態１は、ここで、タップ切換の上げ下げの繰り返し制御（ハンティング制御）を検出し、検出したときは、設定値を自動変更してハンティング制御を防止するために、ハンティング制御検出部が設けられている。
【００１３】
次に、ＡＶＲの動作についてさらに詳しく、特にハンティング制御検出部の動作について説明する。
（１）図３のＶＩＮは調整電圧であり、計器用変圧器４よりＡＶＲ５内の積分回路７に入力される。
（２）積分回路７の動作は、上述の内容と同じである。
（３）積分回路７からの出力である電圧下げ方向のタップ制御信号７１（記号ＬＸ）と電圧上げ方向のタップ制御信号７２（記号ＲＸ）は、タップ切換電動操作機構に出力され、ＬＲＴ２のタップを駆動するとともに、ハンティング制御検出部５３にも出力される。
（４）以下、電圧上げ方向から電圧下げ方向へタップのハンティング制御を行った場合のハンティング制御の検出方法について説明する。ハンティング制御検出部５３では、図４に示すように、タップ制御信号ＲＸをフリップフロップ８１により記憶し、フリップフロップ８１の出力により、タイマ８２および間隔タイマ８３を駆動する。
【００１４】
（５）タイマ８２は、１タップの制御が終了するまでの時間待ちタイマであり、間隔タイマ８３は、ハンティング制御を検出する時間間隔タイマである。
（６）ＡＮＤ回路８５へは、タイマ８２の出力と間隔タイマ８３の出力がＮＯＴ回路８４を介して出力され、またフリップフロップ８１で記憶されたタップ制御信号７２（記号ＲＸ）とは逆方向のタップ制御信号７１（記号ＬＸ）が出力される。このように、タップ制御信号ＲＸは、フリップフロップ８１で記憶され、タイマ８２がタイムアップし（すなわち１タップの制御が完了した）、間隔タイマ８３がタイムアップするまでに、反対方向のタップ制御が行われた場合は、ＡＮＤ回路８５で検出することができる。すなわち、一定間隔内（タイマ８２がタイムアップして、間隔タイマ８３がタイムアップするまで）でのハンティング制御が検出できる。
（７）ＡＮＤ回路８５で検出されたハンティング制御は、カウンタ８７により、その検出回数をカウントする。
【００１５】
（８）ハンティング制御の確定判定部８８では、カウンタ８７でカウントしたハンティング制御検出回数が、設定値を超過した場合は、ハンティング制御確定と判断し、ＯＲ回路８９を介してフリップフロップ９０で記憶する。フリップフロップ９０の出力、すなわちハンティング制御確定情報７３は、設定値補正部５２に出力されるとともに、タイマ９１を駆動する。タイマ９１は、その出力がフリップフロップ９０のリセット部に出力される。すなわち、ハンティング制御確定後、一定時間（タイマ９１のタイムアップ時間）後、ハンティング制御の確定はリセットされる。
（９）タップのハンティング制御を検出した場合は、ＡＮＤ回路８５の出力でＯＲ回路８６を介して、タップ制御の記憶しているフリップフロップ８１をリセットする。タップ制御をフリップフロップ８１で記憶後、所定時間経過（間隔タイマ８３がタイムアップ）すれば、すなわちタップ制御後間隔タイマ８３のタイムアップ時間内に逆方向のタップ制御が無かった場合は、ＯＲ回路８６を介してフリップフロップ８１のリセットを行う。フリップフロップ８１は、リセットされることにより、次タップ制御時のハンティング制御の検出に備える。
（１０）上記のようにタップ制御について、ハンティング制御を検出すれば、その回数が設定値を超過した場合、ハンティング制御確定としてその確定信号７３を設定値補正部５２へ送信する。
【００１６】
（１１）以上は、タップが電圧上げ方向から電圧下げ方向へタップのハンティング制御を行った場合について述べたが、タップが電圧下げ方向から電圧上げ方向へのタップ制御を行った場合も、同様にハンティング制御を検出し、ハンティング制御の確定信号７３を設定値補正部５２へ送信することができる。
（１２）設定値補正部５２では、ハンティング制御確定の信号７３を受信するとＡＮＤ回路６１を介して、設定された不感帯幅ＶＤＢにあらかじめ設定された補正値αを加算する。この補正された不感帯幅ＶＤＢ´をＯＲ回路６４を介して積分回路７に送信する。また、ハンティング制御の信号が無い場合は、ハンティング制御確定信号７３がＮＯＴ回路６２を介して出力され、ＡＮＤ回路６３が成立し補正無しの不感帯幅ＶＤＢ´を積分回路７に送信する。
（１３）ハンティング制御確定の記憶部であるフリップフロップ部９０は、記憶後タイマ９１がタイムアップすれば、リセットされるため、設定値補正部５２における補正も、フリップフロップ９０のリセットと同時に補正無しの設定不感帯幅不感帯幅ＶＤＢ´を積分回路７に送信する。
【００１７】
実施の形態１によれば、自動電圧調整装置は、ハンティング制御を行った場合、これを自動検出し、自動的に不感帯幅を修正するため、ハンティング制御の回数が低減またはハンティング制御が解消される。
また、不感帯自動修正後、一定時間後に修正不感帯幅を修正前の設定値に戻すため、不感帯幅修正による継続的な電圧調整の粗さも防止できる。
【００１８】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による自動電圧調整装置を示す構成図である。
図５において、設定部１１の通常パターンは、複数の運転パターンを含んでいるが、図では複数の運転パターンの記載を省略している。また、設定値補正部５２は、設定部１１の構成に合わせて、運転パターンを変更し、これに応じて設定値を変更するよう構成されている。積分回路７及びハンティング制御検出部５３の構成は、図３と同様である。なお、運転パターンは、電力需要に合わせて電力系統を運転するためのパターンであり、具体的には自動電圧調整装置の許容範囲のパターンである。
【００１９】
実施の形態２は、実施の形態１の変形例として、図５に示すように、設定部１１内に複数の運転パターンを有するＡＶＲ５では、複数の運転パターンの内、１パターンを、許容範囲の広いハンティング制御用のパターンに割り当てる。ハンティング制御確定情報７３により、設定値補正部５２にてハンティング制御用のパターンに切換を行い、一定時間後、元の運転パターンに戻すことにより、実施の形態１と同様の結果となる。
【００２０】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２１】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による自動電圧調整装置を示す構成図である。
図６において、設定部１１と積分回路７とハンティング制御検出部５３の構成は、図３と同様である。
【００２２】
実施の形態３は、実施の形態１の変形例として、図６に示すように、図３の設定値補正部５２で補正を行わず、ハンティング制御確定信号７３を、ハンティング制御警報信号として送出する。これにより人間系で設定値を変更することにより、実施の形態１と同様の結果が得られる。
【００２３】
実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
負荷時タップ切換変圧器によって連系される電力系統の電圧値が予め定められた許容範囲を逸脱した場合に、電力系統の電圧値が許容範囲に収まるように負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を切換える自動電圧調整装置において、許容範囲を設定する設定部、電力系統の電圧値の上げ、下げが繰返されるタップ位置の切換えの繰返し制御が行われたことを検出するハンティング制御検出部、及びこのハンティング制御検出部によってタップ位置の切換えの繰返し制御が検出されたときは、設定部によって設定された許容範囲を変更する設定値補正部を備えたので、ハンティング制御を行った場合でも、これを検出し、自動的に許容範囲を修正するため、ハンティング制御の回数が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による自動電圧調整装置のシステム構成を示す図である。
【図２】この発明を実施の形態１による自動電圧調整装置の不感帯幅と調整電圧の関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による自動電圧調整装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による自動電圧調整装置のハンティング制御検出部の詳細を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２による自動電圧調整装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３による自動電圧調整装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 三相交流電源、２ 負荷時タップ切換変圧器（ＬＲＴ）、
３ タップ切換電動操作機構、４ 計器用変圧器、
５ 自動電圧調整装置（ＡＶＲ）、６ 信号接点、７ 積分回路、
１１ 設定部、５２ 設定値補正部、５３ ハンティング制御検出部、
６１，６３ ＡＮＤロジック、６２ ＮＯＴロジック、６４ ＯＲロジック、
７１ タップ制御（電圧下げ方向）信号、
７２ タップ制御（電圧上げ方向）信号、７３ ハンティング制御確定信号、
８１，９２ フリップフロップ、８２，９３ タイマ、
８３，９４ 間隔タイマ、８４，９５ ＮＯＴロジック、
８５，９６ ＡＮＤロジック、８６，９８，８９ ＯＲロジック、
８７，９７ カウンタ、８８，９９ 判定部、９０ フリップフロップ、
９１ タイマ。

Claims (4)

1. 負荷時タップ切換変圧器によって連系される電力系統の電圧値が予め定められた許容範囲を逸脱した場合に、上記電力系統の電圧値が上記許容範囲に収まるように上記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を切換える自動電圧調整装置において、上記許容範囲を設定する設定部、上記電力系統の電圧値の上げ、下げが繰返される上記タップ位置の切換えの繰返し制御が行われたことを検出するハンティング制御検出部、及びこのハンティング制御検出部によって上記タップ位置の切換えの繰返し制御が検出されたときは、上記設定部によって設定された許容範囲を変更する設定値補正部を備えたことを特徴とする自動電圧調整装置。
2. 負荷時タップ切換変圧器によって連系され、複数の運転パターンによって運転される電力系統の電圧値が、上記電力系統の運転パターンに応じて予め定められた許容範囲を逸脱した場合に、上記電力系統の電圧値が上記許容範囲に収まるように上記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を切換える自動電圧調整装置において、上記電力系統の運転パターンに応じた許容範囲のパターンを設定する設定部、上記電力系統の電圧値の上げ、下げが繰返される上記タップ位置の切換えの繰返し制御が行われたことを検出するハンティング制御検出部、及びこのハンティング制御検出部によって上記タップ位置の切換えの繰返し制御が検出されたときは、上記設定部によって設定された許容範囲のパターンを別の運転パターンに応じた許容範囲のパターンに変更する設定値補正部を備えたことを特徴とする自動電圧調整装置。
3. 負荷時タップ切換変圧器によって連系される電力系統の電圧値が予め定められた許容範囲を逸脱した場合に、上記電力系統の電圧値が上記許容範囲に収まるように上記負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を切換える自動電圧調整装置において、上記電力系統の電圧値の上げ、下げが繰返される上記タップ位置の切換えの繰返し制御が行われたことを検出するハンティング制御検出部を備え、上記ハンティング制御検出部によって上記タップ位置の切換えの繰返し制御が検出されたときは、警報を出力することを特徴とする自動電圧調整装置。
4. 上記ハンティング制御検出部は、１タップの制御が完了してから、所定時間を計測する間隔タイマを有し、上記所定時間内に上記タップの制御と反対方向のタップの制御が行われたときハンティング制御と判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の自動電圧調整装置。

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