JP2012043711A - 励磁突入電流抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を２組の単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制するための投入位相の制御をすることのできる励磁突入電流抑制装置を提供することにある。
【解決手段】 電源母線１とスコット結線変圧器３との接続を開閉する遮断器２の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置６であって、スコット結線変圧器３側の三相交流電圧を計測して、遮断後のスコット結線変圧器３の三線間の残留磁束を演算し、最も大きな残留磁束の線間を検出し、電源母線１の三相交流電圧を計測して、スコット結線変圧器３の三線間の定常磁束を演算し、検出した線間において、残留磁束と定常磁束とが略一致する位相で、遮断器２の検出した線間に対応する二相を投入後、残りの相を投入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遮断器を投入する際に生じる励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に関する。

一般に、変圧器鉄心に残留磁束がある状態で電源投入により無負荷励磁を行うと、大きな励磁突入電流が流れることが知られている。この励磁突入電流の大きさは変圧器の定格負荷電流の数倍になる。このように大きな励磁突入電流が流れると、系統電圧が変動し、その電圧変動が大きい場合、需要者に影響を与えることがある。

このため、励磁突入電流を抑制する方法として、投入抵抗と接点とが直列に接続された抵抗体付き遮断器を用いることが知られている。抵抗体付き遮断器は、遮断器主接点と並列に接続する。この抵抗体付き遮断器は、遮断器主接点に先行して投入する。これにより、励磁突入電流が抑制される。

また、他の抑制方法として、直接接地系の三相変圧器を３台の単相型遮断器で投入する際、任意の１相を先行投入し、その後に残りの２相を投入させるようにして励磁突入電流を抑制する方法が知られている。

さらに、非有効接地系の三相変圧器を三相一括操作型遮断器で投入する際の励磁突入電流を抑制する方法として、変圧器が遮断された時の鉄心に残留する磁束の値を計測し、変圧器投入時の励磁突入電流を遮断器の投入位相を制御することが知られている。

一方、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する方法として、スコット結線、ウッドブリッジ結線変圧器、又は変形ウッドブリッジ結線等が知られている。これらの結線の変圧器は、例えば、単相電気炉又は単相交流電気車などに給電する場合に用いられる。

特開２００２−７５１４５号公報 特開２００８−１６０１００号公報

John H.Brunke、外１名，"Elimination of Transformer Inrush Currents by Controlled Switching -Part I: Theoretical Considerations", IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, IEEE,２００１年４月，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．２，ｐ．２７６−２８０

しかしながら、上述のような励磁突入電流を抑制する方法では、以下のような問題がある。

抵抗体付き遮断器による励磁突入電流抑制方法では、通常の遮断器に対して抵抗体付き遮断器を付加する必要があるため、遮断器全体としてみた場合、大型化してしまう。

また、いずれの励磁突入電流を抑制する方法も、上述のような三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を投入することは想定されていない。

例えば、残留磁束を計測し、遮断器の投入位相を制御する方法では、電力系統に用いられる三相変圧器に対する制御方法を、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器にそのまま適用することはできない。これらの結線の変圧器の場合は、三相交流側の相電圧又は線間電圧を計測しても、変圧器鉄心の磁束をそのまま算出することができないからである。

本発明の実施形態の目的は、電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制するための投入位相の制御をすることのできる励磁突入電流抑制装置を提供することにある。

本発明の実施形態の観点に従った励磁突入電流抑制装置は、電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測する変圧器側三相交流電圧計測手段と、前記変圧器側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三線間の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、前記残留磁束演算手段により演算された前記三線間の残留磁束のうち最も大きな残留磁束の線間を検出する線間検出手段と、前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三線間の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、前記線間検出手段により検出された線間において、前記残留磁束演算手段により演算された残留磁束と前記定常磁束演算手段により演算された定常磁束とが略一致する位相を判断する第１の位相判断手段と、前記第１の位相判断手段により判断された位相で、前記線間検出手段により検出された線間に対応する二相を投入する第１の投入手段と、前記第１の投入手段による投入後、投入されていない相を投入する第２の投入手段とを備えている。

本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の構成を示す構成図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器における電圧ベクトルの位置を示す回路図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の１次側の電圧ベクトルを示すベクトル図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の２次側の電圧ベクトルを示すベクトル図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の１次線間電圧の電圧波形を示す波形図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の中点を基準とする１次巻線電圧の電圧波形を示す波形図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の１次巻線電圧の電圧波形を示す波形図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の２次巻線電圧の電圧波形を示す波形図。 第１の実施形態に係る定常磁束算出部により演算される線間電圧の各電圧波形を示す波形図。 第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置による投入位相を説明するための磁束波形を示す波形図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の遮断前後の１次線間電圧を示す波形図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の遮断前後の１次線間磁束を示す波形図。 第１の実施形態に係るスコット結線変圧器の遮断前後の遮断器の各相に流れる電流。 本発明の第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 第２の実施形態に係る変圧器電圧計測部により計測された２組の単相交流電圧の電圧波形を示す波形図。 第２の実施形態に係る変圧器電圧変換部による演算処理による変換後の１次側線間電圧の電圧波形を示す波形図。 第２の実施形態に係るスコット結線変圧器の１次側線間電圧の電圧波形を示す波形図。 本発明の第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 第３の実施形態に電源電圧計測部により計測された各線間電圧の電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る電源電圧変換部による変換後のスコット結線変圧器の１次巻線電圧の電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係るスコット結線変圧器の２次電圧の電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る位相検出部に入力される定常磁束に対応する１次巻線電圧の各電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る位相検出部による投入位相を説明するための磁束波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る遮断器によるスコット結線変圧器の遮断から遮断器の３相全てが投入されるまでの１次線間電圧の各電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る遮断器によるスコット結線変圧器の遮断から遮断器の３相全てが投入されるまでの２次電圧の各電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る遮断器によるスコット結線変圧器の遮断から遮断器の３相全てが投入されるまでの２次巻線磁束を示す波形図。 第３の実施形態に係る遮断器によるスコット結線変圧器の遮断から遮断器の３相全てが投入されるまでの各相に流れる相電流の電流波形を示す波形図。 本発明の第４の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 本発明の第５の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 本発明の第６の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６の適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。

本実施形態に係る電力系統システムは、電源母線１と、遮断器２と、スコット結線変圧器３と、電源母線１に設けられた３相分の電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗと、スコット結線変圧器３の１次側に設けられた３相分の変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗと、励磁突入電流抑制装置６とを備えている。

電源母線１は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相からなる三相交流の電源を備えた電力系統の母線である。

スコット結線変圧器３は、遮断器２を介して、電源母線１に接続されている。スコット結線変圧器３は、有効接地系又は非有効接地系に設置されている。スコット結線変圧器３は、電源母線１から供給される三相交流電圧を２組の単相交流電圧に変換する。スコット結線変圧器３は、三相交流側を１次側とし、単相交流側を２次側とする。

遮断器２は、電源母線１とスコット結線変圧器３との間に設けられている。遮断器２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相を個別に操作する各相操作型の遮断器である。遮断器２が投入されることにより、スコット結線変圧器３は、電源母線１による電源投入がされる。遮断器２が開放されることにより、スコット結線変圧器３は、電源母線１から遮断される。

３つの電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、それぞれ電源母線１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの相電圧（対地電圧）を計測するための計測用機器である。電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、例えば、計器用変圧器(VT, Voltage Transformer)である。電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６に出力する。

３つの変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、それぞれスコット結線変圧器３の１次側の各端子（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のそれぞれの端子電圧を計測するための計測用機器である。変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、例えば、計器用変圧器である。変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６に出力する。

励磁突入電流抑制装置６は、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ及び変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗのそれぞれから受信した検出信号に基づいて、遮断器２の主接点に対して投入指令を出力する。これにより、遮断器２は投入される。

図２は、本実施形態に係るスコット結線変圧器３の構成を示す構成図である。

スコット結線変圧器３は、Ｍ座変圧器（主座変圧器）３０２とＴ座変圧器３０１との２つの単相変圧器により構成されている。Ｍ座変圧器３０２の１次巻線の両端子は、Ｕ相とＶ相のそれぞれが接続されている。Ｍ座変圧器３０２は、１次巻線の１／２（０．５）の部分（中点Ｏ）をＴ座変圧器３０１の１次巻線の一端に接続する。Ｔ座変圧器３０１は、Ｍ座変圧器３０２の１次巻線の両端子に、電源母線１のＵ相及びＶ相が接続されたときに、電圧が０．８６６（√３／２）ｐ．ｕ．となるタップを電源母線１のＷ相に接続する。

図３〜図５は、本実施形態に係るスコット結線変圧器３における電圧ベクトルを説明するための図である。図３は、スコット結線変圧器３における電圧ベクトルの位置を示す回路図である。図４は、スコット結線変圧器３の１次側の電圧をベクトルで示すベクトル図である。図５は、スコット結線変圧器３の２次側の電圧をベクトルで示すベクトル図である。

図６〜図９は、本実施形態に係るスコット結線変圧器３における電圧波形を示す波形図である。図６は、１次線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの電圧波形を示している。図７は、スコット結線変圧器３の中点Ｏを基準とする１次巻線電圧Ｖｕｏ，Ｖｖｏ，Ｖｗｏの電圧波形を示している。図８は、１次巻線電圧ＥＭ，ＥＴの電圧波形を示している。図９は、２次巻線電圧Ｅｍ，Ｅｔの電圧波形を示している。

図中において、電圧Ｖｕｖは、スコット結線変圧器３の１次側のＵＶ相間の線間電圧を、電圧Ｖｖｗは、スコット結線変圧器３の１次側のＶＷ相間の線間電圧を、電圧Ｖｗｕは、スコット結線変圧器３の１次側のＷＵ相間の線間電圧を、電圧ＥＴは、Ｔ座変圧器３０１の１次巻線電圧を、電圧ＥＭは、Ｍ座変圧器３０２の１次巻線電圧を、電圧Ｅｔは、Ｔ座変圧器３０１の２次巻線電圧を、電圧Ｅｍは、Ｍ座変圧器３０２の２次巻線電圧を、電圧Ｖｕｏは、中点ＯとＵ相との間の１次巻線電圧を、電圧Ｖｖｏは、中点ＯとＶ相との間の１次巻線電圧を、電圧Ｖｗｏは、中点ＯとＷ相との間の１次巻線電圧をそれぞれ示している。

ＵＶ相間の線間電圧ＶｕｖとＭ座変圧器３０２の１次巻線電圧ＥＭは、同じ位相になる。Ｔ座変圧器３０１の１次巻線電圧ＥＴは、Ｍ座変圧器３０２の１次巻線電圧ＥＭよりも９０度位相が進む。これにより、Ｔ座変圧器３０１の２次巻線電圧Ｅｔは、Ｍ座変圧器３０２の２次巻線電圧Ｅｍよりも９０度位相が進む。

スコット結線変圧器３の２組の単相交流電圧は、ａ−ｏ端子間及びｂ−ｏ端子間に印加される。Ｍ座変圧器３０２の２次巻線電圧Ｅｍは、ａ−ｏ端子間から出力される。Ｔ座変圧器３０１の２次巻線電圧Ｅｔは、ｂ−ｏ端子間から出力される。

図１、図１０及び図１１を参照して、励磁突入電流抑制装置６の構成について説明する。

図１０は、本実施形態に係る定常磁束算出部６０２により演算される線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの各電圧波形を示す波形図である。図１１は、本実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６による投入位相Ｔｃ１を説明するための磁束波形を示す波形図である。

励磁突入電流抑制装置６は、電源電圧計測部６０１と、定常磁束算出部６０２と、変圧器電圧計測部６０３と、残留磁束算出部６０４と、位相検出部６０５と、投入指令出力部６０６とを備えている。

電源電圧計測部６０１は、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗにより検出された検出信号に基づいて、電源母線１の各相電圧を計測する。電源電圧計測部６０１は、計測した各相電圧を定常磁束算出部６０２に出力する。

定常磁束算出部６０２は、電源電圧計測部６０１により計測された各相電圧に基づいて、ＵＶ相間、ＶＷ相間、及びＷＵ相間の各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを演算する。定常磁束算出部６０２は、演算した各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕをそれぞれ積分する。定常磁束算出部６０２は、この積分された値を、定常時の磁束（定常磁束）φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕとする。定常磁束算出部６０２は、遮断器２が投入されるまで、定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕを演算する。定常磁束算出部６０２は、演算した定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕを位相検出部６０５に出力する。

変圧器電圧計測部６０３は、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗにより検出された検出信号に基づいて、スコット結線変圧器３の１次側の各相電圧を計測する。変圧器電圧計測部６０３は、計測した各相電圧を残留磁束算出部６０４に出力する。

残留磁束算出部６０４は、変圧器電圧計測部６０３により計測された各相電圧に基づいて、遮断器２によるスコット結線変圧器３の遮断直後のＵＶ相間、ＶＷ相間、及びＷＵ相間の各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを演算する。残留磁束算出部６０４は、演算した各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕをそれぞれ積分する。残留磁束算出部６０４は、この積分された値を、スコット結線変圧器３の鉄心の残留磁束（１次線間磁束）φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕとする。残留磁束算出部６０４は、演算した残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを位相検出部６０５に出力する。

位相検出部６０５は、残留磁束算出部６０４により演算された３線間の残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕのうち最も大きな残留磁束を検出する。図１１に示す波形図の場合、ＵＶ相間の残留磁束φＺｕｖとなる。

位相検出部６０５は、検出した最も大きな残留磁束と、この残留磁束と同一の線間の定常磁束との２つの値が略一致する位相を検出する。位相検出部６０５は、検出した位相を先行して遮断器２の２相を投入するための投入位相Ｔｃ１とする。位相検出部６０５は、検出した投入位相Ｔｃ１を投入指令出力部６０６に出力する。

ここで、先行して遮断器２を投入する２つの相とは、検出した最も大きな残留磁束の線間に対応する２相である。図１１に示す波形図の場合、最も大きな残留磁束φＺｕｖの線間はＵＶ相間である。このため、先行して遮断器２を投入する２つの相は、Ｕ相及びＶ相となる。

位相検出部６０５は、投入位相Ｔｃ１から予め設定された時間後の位相を、遮断器２の残りの１相を投入するための投入位相Ｔｃ２として、投入指令出力部６０６に出力する。

ここで、投入位相Ｔｃ２を出力するために予め設定される時間は、遮断器２を投入する相の相電圧が零点近傍になるような時間に設定する。

投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５により検出された投入位相Ｔｃ１を目標として、先行して投入する遮断器２の２相の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。これにより、遮断器２の３相のうち２相が先行して投入される。投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５により検出された投入位相Ｔｃ２を目標として、遮断器２の残りの１相の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。これにより、投入指令出力部６０６は、遮断器２の２相を投入後、予め設定された時間後に遮断器２の残りの１相を投入する。

次に、図１２〜図１４を参照して、励磁突入電流抑制装置６による励磁突入電流の抑制方法について説明する。ここで、スコット結線変圧器３は、１次定格電圧３３００ボルト、２次定格電圧４１５ボルトの２つの単相変圧器をスコット結線で接続したものとする。

図１２〜図１４は、遮断器２によるスコット結線変圧器３の遮断ＴＰ前後の状態の一例を示している。図１２は、１次線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを示す波形図である。図１３は、１次線間磁束φｕｖ，φｖｗ，φｗｕを示す波形図である。図１４は、遮断器２の各相に流れる電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示している。なお、説明の便宜上、遮断器２が遮断する前の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは省略する。

スコット結線変圧器３の１次側に三相電圧が印加されている場合、遮断器２の開放後は、図１３に示す３線間の残留磁束φｕｖ，φｖｗ，φｗｕがある。３線間の残留磁束φｕｖ，φｖｗ，φｗｕのうちＵＶ相間の残留磁束φｕｖが最も大きな値となる。

励磁突入電流抑制装置６は、ＵＶ相間の定常磁束と残留磁束との交点である投入位相Ｔｃ１で、遮断器２のＵ相及びＶ相を同時投入する。この投入により、図１４に示すように、投入位相Ｔｃ１から投入位相Ｔｃ２までは、Ｕ相電流Ｉｕ及びＶ相電流Ｉｖが流れる。この時点では、遮断器２のＷ相は、まだ投入されていないため、Ｗ相電流Ｉｗは、流れていない。

励磁突入電流抑制装置６は、図１２に示すように、遮断器２のＵ相及びＶ相の２相を先行投入した後、予め設定した時間後に、先行投入したＵ相及びＶ相の線間であるＵＶ間線間電圧Ｖｕｖの零点（投入位相Ｔｃ２）で、遮断器２のＷ相を投入する。この投入後は、３相の全てに電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れている。ここで、励磁突入電流抑制装置６により投入された遮断器２に流れる３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの大きさは最大でも数アンペアである。スコット結線変圧器３の励磁電流は数アンペアであるため、図１４に示された３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、励磁電流のレベルであることを示している。

本実施形態によれば、残留磁束の最も大きい線間における残留磁束と定常磁束の交点を目標とする投入位相Ｔｃ１で、この線間に対応する遮断器２の２相を残りの１相よりも先行して投入することで、励磁突入電流を抑制することができる。

また、後から投入する遮断器２の残りの１相を、励磁突入電流を抑制するように予め設定された時間後に、投入位相Ｔｃ２を目標として投入することで、さらに励磁突入電流を抑制することができる。

（第２の実施形態）
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

本実施形態に係る電力系統システムは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システムにおいて、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの代わりに変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍを設け、励磁突入電流抑制装置６の代わりに励磁突入電流抑制装置６Ａを設けた構成である。励磁突入電流抑制装置６Ａは、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６において、変圧器電圧計測部６０３及び残留磁束算出部６０４を、それぞれ変圧器電圧計測部６０３Ａ及び残留磁束算出部６０４Ａに代え、変圧器電圧計測部６０３Ａの出力信号を変圧器電圧変換部６１０を介して残留磁束算出部６０４Ａに入力するようにした構成である。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍは、スコット結線変圧器３の２次側の２組の単相交流電圧Ｖｍ，Ｖｔをそれぞれ計測するための計測用機器である。単相交流電圧Ｖｍは、主座変圧器３０２の２次巻線電圧（端子ａ−ｏ間電圧）である。単相交流電圧Ｖｔは、Ｔ座変圧器３０１の２次巻線電圧（端子ｂ−ｏ間電圧）である。変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍは、検出値を検出信号として、変圧器電圧計測部６０３Ａに出力する。その他の点は、第１の実施形態に係る変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗと同様である。

変圧器電圧計測部６０３Ａは、変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍにより検出された検出信号に基づいて、スコット結線変圧器３の２次側の２組の単相交流電圧Ｖｍ，Ｖｔを計測する。変圧器電圧計測部６０３Ａは、計測した２組の単相交流電圧Ｖｍ，Ｖｔを変圧器電圧変換部６１０に出力する。

図１６〜図１８を参照して、本実施形態に係る変圧器電圧変換部６１０による演算処理について説明する。

図１６は、変圧器電圧計測部６０３Ａにより計測された２組の単相交流電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧波形を示す波形図である。図１７は、変圧器電圧変換部６１０による変換後の１次側線間電圧ＶＤｕｖ，ＶＤｖｗ，ＶＤｗｕの電圧波形を示す波形図である。図１８は、スコット結線変圧器３の１次側線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの電圧波形を示す波形図である。

変圧器電圧変換部６１０は、変圧器電圧計測部６０３により計測された２組の単相交流電圧Ｖｔ，Ｖｍを、次式により、１次側線間電圧ＶＤｕｖ，ＶＤｖｗ，ＶＤｗｕに変換する。１次側線間電圧ＶＤｕｖは、変換後のＵＶ相間の線間電圧である。１次側線間電圧ＶＤｖｗは、変換後のＶＷ相間の線間電圧である。１次側線間電圧ＶＤｗｕは、変換後のＷＵ相間の線間電圧である。変圧器電圧変換部６１０は、変換した１次側線間電圧ＶＤｕｖ，ＶＤｖｗ，ＶＤｗｕを残留磁束算出部６０４Ａに出力する。

ＶＤｕｖ＝Ｖｍ …式（１）
ＶＤｖｗ＝−（√３／２）Ｖｔ−（１／２）Ｖｍ …式（２）
ＶＤｗｕ＝（√３／２）Ｖｔ−（１／２）Ｖｍ …式（３）
これにより、変圧器電圧変換部６１０は、図１８に示すスコット結線変圧器３の１次側に印加されている線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕと、ｐｕ値（定格に対する割合）で換算して、同じ電圧波形を求めることができる。

残留磁束算出部６０４Ａは、遮断器２によるスコット結線変圧器３の遮断直後に、変圧器電圧変換部６１０により変換された各線間電圧ＶＤｕｖ，ＶＤｖｗ，ＶＤｗｕをそれぞれ積分する。残留磁束算出部６０４Ａは、この積分された値を、スコット結線変圧器３の鉄心の残留磁束（１次線間磁束）φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕとする。残留磁束算出部６０４Ａは、演算した残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを位相検出部６０５に出力する。

位相検出部６０５は、第１の実施形態と同様に、定常磁束算出部６０２により演算された定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕ及び残留磁束算出部６０４Ａにより演算された残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕに基づいて、投入位相Ｔｃ１を同定する。位相検出部６０５は、同定した投入位相Ｔｃ１に基づいて、投入位相Ｔｃ２を算出する。

本実施形態によれば、スコット結線変圧器３の２次電圧Ｖｔ，Ｖｍを１次線間電圧ＶＤｕｖ，ＶＤｖｗ，ＶＤｗｕに変換することで、１次線間の残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを求めることができる。よって、電源母線１の線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを計測して、１次線間の定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕを求めることで、遮断器２を投入するための投入位相Ｔｃ１，Ｔｃ２を同定することができる。

従って、スコット結線変圧器３に変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍしか設置されていない場合であっても、第１の実施形態と同様に、励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを抑制することができる。

（第３の実施形態）
図１９は、本発明の第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ｂは、図１５に示す第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａにおいて、変圧器電圧変換部６１０の代わりに電源電圧変換部６１１を設け、定常磁束算出部６０２、残留磁束算出部６０４Ａ、及び位相検出部６０５を、それぞれ定常磁束算出部６０２Ｂ、残留磁束算出部６０４Ｂ、及び位相検出部６０５Ｂに代えた構成である。その他の構成は、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａと同様である。

残留磁束算出部６０４Ｂは、遮断器２によるスコット結線変圧器３の遮断直後に、変圧器電圧計測部６０３Ａにより計測された２組の単相交流電圧Ｖｔ，Ｖｍをそれぞれ積分する。残留磁束算出部６０４Ｂは、この積分された値を、スコット結線変圧器３の鉄心の残留磁束（２次巻線磁束）φＺｍ，φＺｔとする。残留磁束φＺｍは、主座変圧器３０２の２次巻線の残留磁束である。残留磁束φＺｔは、Ｔ座変圧器３０１の２次巻線の残留磁束である。残留磁束算出部６０４Ｂは、演算した残留磁束φＺｍ，φＺｔを位相検出部６０５Ｂに出力する。

電源電圧変換部６１１は、電源電圧計測部６０１により計測された各相電圧に基づいて、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを演算する。電源電圧変換部６１１は、演算した各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを、次式により、スコット結線変圧器３の１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔに変換する。１次巻線電圧ＶＤｍは、変換後の主座変圧器３０２の１次巻線電圧である。１次巻線電圧ＶＤｔは、変換後のＴ座変圧器３０１の１次巻線電圧である。電源電圧変換部６１１は、変換したスコット結線変圧器３の１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔを定常磁束算出部６０２Ｂに出力する。

ＶＤｍ＝（√３／２）Ｖｕｖ …式（４）
ＶＤｔ＝（Ｖｗｕ−Ｖｖｗ）／２ …式（５）
図２０〜図２２を参照して、本実施形態に係る電源電圧変換部６１１による演算処理について説明する。

図２０は、電源電圧計測部６０１により計測された各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの電圧波形を示す波形図である。電源電圧計測部６０１が各端子の対地電圧を計測し、それを線間電圧に変換してもよい。図２１は、電源電圧変換部６１１による変換後のスコット結線変圧器３の１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔの電圧波形を示す波形図である。図２２は、スコット結線変圧器３の２次電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧波形を示す波形図である。

電源電圧変換部６１１は、図２０に示す各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを、図２１に示すスコット結線変圧器３の１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔに変換する。この変換された１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔは、図２２に示すスコット結線変圧器３の２次電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧波形と、周期及び位相がそれぞれ同一の波形である。従って、電源電圧変換部６１１により変換された１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔは、スコット結線変圧器３の２次側の各巻線の定常磁束φＴｍ，φＴｔを演算するための２次電圧とみなして用いる。

定常磁束算出部６０２Ｂは、電源電圧変換部６１１により変換された１次巻線電圧（２次電圧とみなした電圧）ＶＤｍ，ＶＤｔをそれぞれ積分する。定常磁束算出部６０２Ｂは、この積分された値を、スコット結線変圧器３の鉄心の定常磁束（２次巻線磁束）φＴｍ，φＴｔとする。定常磁束算出部６０２Ｂは、演算した定常磁束φＴｍ，φＴｔを位相検出部６０５Ｂに出力する。

図２３は、本実施形態に係る位相検出部６０５Ｂに入力される定常磁束φＴｍ，φＴｔに対応する１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔの各電圧波形を示す波形図である。図２４は、本実施形態に係る位相検出部６０５Ｂによる投入位相Ｔｃ１ｂを説明するための磁束波形を示す波形図である。

次に、図２３及び図２４を参照して、位相検出部６０５Ｂによる投入位相Ｔｃ１ｂ，Ｔｃ２ｂの検出方法について説明する。

位相検出部６０５Ｂには、定常磁束算出部６０２Ｂにより演算された定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束算出部６０４Ｂにより演算された残留磁束φＺｍ，φＺｔが入力される。位相検出部６０５Ｂは、定常磁束算出部６０２Ｂにより演算された主座の定常磁束φＴｍと、残留磁束算出部６０４Ｂにより演算された主座の残留磁束φＺｍとが略一致する位相を検出する。位相検出部６０５Ｂは、検出した位相を、主座の１次巻線に接続されるＵ相及びＶ相の２相について遮断器２を投入させるための投入位相Ｔｃ１ｂとして投入指令出力部６０６に出力する。

位相検出部６０５Ｂは、投入位相Ｔｃ１ｂから予め設定された時間後の位相を、遮断器２の残りの１相のＷ相を投入するための投入位相Ｔｃ２ｂとして、投入指令出力部６０６に出力する。

ここで、投入位相Ｔｃ２ｂを出力するために予め設定される時間は、Ｔ座の１次巻線に接続されるＷ相の相電圧が零点近傍になるような時間に設定する。

投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５Ｂにより検出された投入位相Ｔｃ１ｂを目標として、先行して投入する遮断器２のＵ相及びＶ相のそれぞれの主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。これにより、遮断器２のＵ相及びＶ相が先行して投入される。投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５Ｂにより検出された投入位相Ｔｃ２を目標として、遮断器２の残りのＷ相の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。これにより、投入指令出力部６０６は、遮断器２のＵ相及びＶ相の投入後、予め設定された時間後に遮断器２のＷ相を投入する。

次に、図２５〜図２８を参照して、励磁突入電流抑制装置６Ｂによる励磁突入電流の抑制について説明する。

図２５〜図２８は、遮断器２によるスコット結線変圧器３の遮断ＴＰから遮断器２の３相全てが投入されるまでの状態の一例を示している。図２５は、１次線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの各電圧波形を示す波形図である。図２６は、２次電圧Ｖｍ，Ｖｔの各電圧波形を示す波形図である。これらの電圧波形は、電源電圧変換部６１１により演算される１次巻線電圧ＶＤｍ，ＶＤｔを変圧比換算したものと等価である。図２７は、２次巻線磁束φｍ，φｔ（定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束φＺｍ，φＺｔ）を示す波形図である。図２８は、各相に流れる相電流（励磁突入電流）Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの電流波形を示す波形図である。

スコット結線変圧器３の２次側に図２６に示す２次電圧Ｖｍ，Ｖｔが印加されている場合、遮断器２による遮断ＴＰ後は、図２７の遮断ＴＰから投入位相Ｔｃ１ｂの間に示す残留磁束φｍ，φｔがある。

励磁突入電流抑制装置６Ｂは、投入位相Ｔｃ１ｂで、遮断器２のＵ相及びＶ相を同時投入する。この投入により、図２８に示すように、Ｕ相電流Ｉｕ及びＶ相電流Ｉｖが流れる。この時点では、遮断器２のＷ相はまだ投入されていないため、Ｗ相電流Ｉｗは流れていない。

励磁突入電流抑制装置６Ｂは、図２５に示すように、遮断器２のＵ相及びＶ相の２相を先に投入した後、予め設定した時間後に、先行投入したＵ相及びＶ相の線間であるＵＶ間線間電圧の零点（投入位相Ｔｃ２ｂ）でＷ相を投入している。その後は、３相の全てに電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れている。ここで、３相のそれぞれの電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの大きさは、最大でも数アンペアである。スコット結線変圧器３の励磁電流は数アンペアであるため、図２８に示された三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、励磁電流のレベルであることを示している。

本実施形態によれば、電源母線１の線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕからスコット結線変圧器３の２次巻線磁束の定常磁束φＴｍ，φＴｔを求めることができる。よって、スコット結線変圧器３の２次電圧Ｖｔ，Ｖｍを計測して、２次巻線磁束の残留磁束φＺｍ，φＺｔを求めることで、遮断器２を投入するための投入位相Ｔｃ１ｂ，Ｔｃ２ｂを同定することができる。

また、主座の２次巻線磁束に基づいて検出された投入位相Ｔｃ１ｂを目標として、遮断器２のＵ相及びＶ相を先行投入することで、これら２相に流れる励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖを抑制することができる。さらに、Ｕ相及びＶ相の投入後、励磁突入電流を抑制するように予め設定された時間後に、投入位相Ｔｃ２ｂを目標として、Ｗ相を投入することで、Ｗ相の励磁突入電流Ｉｗを抑制することができる。

従って、スコット結線変圧器３に変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍしか設置されていない場合であっても、第１の実施形態と同様に、励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを抑制することができる。

（第４の実施形態）
図２９は、本発明の第４の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｃの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ｃは、図１に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６において、位相検出部６０５を位相検出部６０５Ｃに代え、計測情報保持部６０７、開極位相制御部６０８、及び開極指令出力部６０９を追加した構成である。その他の構成は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６と同様である。

励磁突入電流抑制装置６Ｃの運用前に、計測情報保持部６０７は、遮断器２を複数回遮断したときにおける、変圧器電圧計測部６０３により計測された電圧遮断位相と、残留磁束算出部６０４により算出された磁束信号とを計測する。計測情報保持部６０７は、計測された電圧遮断位相及び磁束信号に基づいて、遮断位相と残留磁束との関係などの残留磁束の特性に関する情報を計測情報として保持する。

開極位相制御部６０８には、計測情報保持部６０７に保持された計測情報及び電源電圧計測部６０１により計測された電源母線１の各相電圧が入力される。開極位相制御部６０８は、計測情報から各線間の残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを推定する。開極位相制御部６０８は、推定した残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕ及び各相電圧に基づいて、各相の遮断位相が常にそれぞれ同じになるように、遮断器２の各相の主接点の開極位相を制御する。開極位相制御部６０８は、制御した開極位相を開極指令出力部６０９に出力する。

開極指令出力部６０９は、開極位相制御部６０８から受信した開極位相に基づいて、遮断器２の各相の主接点を駆動する操作機構に対して開極指令を出力する。これにより、遮断器２は、開放される。

位相検出部６０５Ｃには、計測情報保持部６０７に保持されている計測情報及び定常磁束算出部６０２により算出された定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕが入力される。位相検出部６０５Ｃは、計測情報保持部６０７に保持されている計測情報から、残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを推定する。位相検出部６０５Ｃは、残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕ及び定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕに基づいて、遮断器２を投入する各相の投入位相Ｔｃ１，Ｔｃ２を同定する。投入位相Ｔｃ１，Ｔｃ２を同定する方法については、第１の実施形態と同様である。

ここで、開極位相制御部６０８は、常に各相の遮断位相がそれぞれ同じになるように、位相制御をしている。従って、位相検出部６０５Ｃは、計測情報保持部６０７に保持されている情報に変更がなければ（計測情報を更新していなければ）、常に投入位相Ｔｃ１，Ｔｃ２は同じでよい。

本実施形態によれば、第１実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

電力系統に遮断器２及びスコット結線変圧器３などを一旦設置した後は、この電力系統の回路条件は、常に同じである。このため、遮断器２が遮断するときの位相を常に同じにしておけば、スコット結線変圧器３の各相の残留磁束の値も常に同じになるはずである。

励磁突入電流抑制装置６Ｃは、遮断器２でスコット結線変圧器３を遮断する際、各相の遮断位相が常にそれぞれ同じになるように遮断器２の各相の開極位相を制御して遮断する。即ち、励磁突入電流抑制装置６Ｃは、残留磁束を常に同じ値とすることができる。従って、励磁突入電流抑制装置６Ｃは、遮断器２を投入してスコット結線変圧器３を励磁させるときも常に同じ位相で、励磁突入電流を抑制することができる。

従って、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが常時接続していない場合でも、励磁突入電流抑制装置６Ｃは、計測情報保持部６０７に保持されている計測情報に基づいて、遮断器２が遮断した後のスコット結線変圧器３の残留磁束の情報を常に得ることができる。従って、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、計測情報保持部６０７による計測時のみ接続し、通常の運用状態では取り外すこともできる。なお、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、恒久的に設置されていても良い。

（第５の実施形態）
図３０は、本発明の第５の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｄの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ｄは、図１５に示す第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａにおいて、位相検出部６０５を位相検出部６０５Ｄに代え、計測情報保持部６０７Ｄ、第４の実施形態に係る開極位相制御部６０８、及び第４の実施形態に係る開極指令出力部６０９を追加した構成である。その他の構成は、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａと同様である。

励磁突入電流抑制装置６Ｄの運用前に、計測情報保持部６０７Ｄは、遮断器２を複数回遮断したときにおける、変圧器電圧変換部６１０により演算された１次側線間電圧ＶＤｕｖ，ＶＤｖｗ，ＶＤｗｕと、残留磁束算出部６０４Ａにより算出された磁束信号とを計測する。計測情報保持部６０７Ｄは、計測された電圧遮断位相及び磁束信号に基づいて、遮断位相と残留磁束との関係などの残留磁束の特性に関する情報を計測情報として保持する。

開極位相制御部６０８には、計測情報保持部６０７Ｄに保持された計測情報及び電源電圧計測部６０１により計測された電源母線１の各相電圧が入力される。開極位相制御部６０８は、計測情報から各線間の残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを推定する。開極位相制御部６０８は、推定した残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕ及び各相電圧に基づいて、各相の遮断位相が常にそれぞれ同じになるように、遮断器２の各相の主接点の開極位相を制御する。開極位相制御部６０８は、制御した開極位相を開極指令出力部６０９に出力する。

位相検出部６０５Ｄには、計測情報保持部６０７Ｄに保持されている計測情報及び定常磁束算出部６０２により算出された定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕが入力される。位相検出部６０５Ｄは、計測情報保持部６０７Ｄに保持されている計測情報から、残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕを推定する。位相検出部６０５Ｄは、残留磁束φＺｕｖ，φＺｖｗ，φＺｗｕ及び定常磁束φＴｕｖ，φＴｖｗ，φＴｗｕに基づいて、遮断器２を投入する各相の投入位相Ｔｃ１，Ｔｃ２を同定する。投入位相Ｔｃ１，Ｔｃ２を同定する方法については、第１の実施形態と同様である。

ここで、開極位相制御部６０８は、常に各相の遮断位相がそれぞれ同じになるように、位相制御をしている。従って、位相検出部６０５Ｄは、計測情報保持部６０７Ｄに保持されている情報に変更がなければ（計測情報を更新していなければ）、常に投入位相Ｔｃ１，Ｔｃ２は同じでよい。

本実施形態によれば、第２実施形態及び第４の実施形態のそれぞれの作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

（第６の実施形態）
図３１は、本発明の第６の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｅの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ｅは、図１９に示す第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂにおいて、位相検出部６０５Ｂを位相検出部６０５Ｅに代え、計測情報保持部６０７Ｅ、開極位相制御部６０８Ｅ、及び第４の実施形態に係る開極指令出力部６０９を追加した構成である。その他の構成は、第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂと同様である。

励磁突入電流抑制装置６Ｅの運用前に、計測情報保持部６０７Ｅは、遮断器２を複数回遮断したときにおける、変圧器電圧計測部６０３Ａにより計測された電圧遮断位相と、残留磁束算出部６０４Ｂにより算出された磁束信号とを計測する。計測情報保持部６０７Ｅは、計測された電圧遮断位相及び磁束信号に基づいて、遮断位相と残留磁束との関係などの残留磁束の特性に関する情報を計測情報として保持する。

開極位相制御部６０８Ｅには、計測情報保持部６０７Ｅに保持された計測情報及び電源電圧計測部６０１により計測された電源母線１の各相電圧が入力される。開極位相制御部６０８Ｅは、計測情報からスコット結線変圧器３の２次巻線の残留磁束φＺｍ，φＺｔを推定する。開極位相制御部６０８Ｅは、推定した残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び各相電圧に基づいて、遮断位相が常に同じになるように、遮断器２の主接点の開極位相を制御する。開極位相制御部６０８Ｅは、制御した開極位相を開極指令出力部６０９に出力する。

開極指令出力部６０９は、開極位相制御部６０８Ｅから受信した開極位相に基づいて、遮断器２の主接点を駆動する操作機構に対して開極指令を出力する。これにより、遮断器２は、開放される。

位相検出部６０５Ｅには、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている計測情報及び定常磁束算出部６０２Ｂにより算出されたスコット結線変圧器３の２次巻線磁束の定常磁束φＴｍ，φＴｔが入力される。位相検出部６０５Ｅは、計測情報保持部６０７Ｆに保持されている計測情報から、残留磁束φＺｍ，φＺｔを推定する。位相検出部６０５Ｆは、残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び定常磁束φＴｍ，φＴｔに基づいて、遮断器２を投入する各相の投入位相Ｔｃ１ｂ，Ｔｃ２ｂを同定する。投入位相Ｔｃ１ｂ，Ｔｃ２ｂを同定する方法については、第３の実施形態と同様である。

ここで、開極位相制御部６０８Ｅは、常に遮断位相が同じになるように、位相制御をしている。従って、位相検出部６０５Ｅは、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている情報に変更がなければ（計測情報を更新していなければ）、常に投入位相Ｔｃ１ｂ，Ｔｃ２ｂは同じでよい。

本実施形態によれば、第３の実施形態及び第４の実施形態のそれぞれによる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

なお、各実施形態において、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗにより、電源母線１の各相電圧を計測したが、電源母線１の各線間電圧を計測してもよい。これにより、相電圧を線間電圧に変換する演算処理を省略することができる。

また、各実施形態において、励磁突入電流抑制装置６等での位相制御における各種パラメータは、より精度を高めるため等により補正をしてもよい。例えば、遮断器２の投入において、主接点間に発生するプレアークと呼ばれる先行放電や、操作機構の動作ばらつきなどに起因する投入時間のばらつきが存在する。このプレアークによる投入ばらつきや、遮断器投入時のばらつきは、あらかじめその特性を取得しておくことにより、位相制御を行う際にこの特性による補正をする。このような補正をすることで、これらのばらつきがあっても、励磁突入電流をより確実に抑制することができる。

さらに、各実施形態において、定常磁束及び残留磁束を演算する場合に、相電圧から線間電圧、又は線間電圧から各種巻線電圧などのように、電圧を変換してから磁束を求めたが、磁束を求めた後に、磁束を変換してもよい。例えば、各相電圧から各線間の磁束を求める場合、先に各相の磁束を求めた後に、各線間の磁束を求めてもよい。また、その他の演算においても、結果が同じになるのであれば、演算の順序や演算をさせる場所（励磁突入電流抑制装置の内部や外部を問わず、コンピュータや各種検出器等）は、適宜変更することができる。

また、各実施形態では、２相の遮断器２の先行投入後に、残りの１相の遮断器２を予め設定された時間後に投入したが、この他の方法で、残りの１相の遮断器２を投入してもよい。例えば、励磁突入電流を抑制するように投入位相を制御して残りの１相の遮断器２を投入してもよい。

さらに、第２の実施形態及び第６の実施形態では、主座及びＴ座のそれぞれの定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束φＺｍ，φＺｔを求める構成としたが、Ｍ座の定常磁束φＴｍ及び残留磁束φＺｍのみを求め、Ｔ座の定常磁束φＴｔ及び残留磁束φＺｔを求めない構成としてもよい。これにより、Ｔ座の定常磁束φＴｔ及び残留磁束φＺｔを求めるための機器及び演算処理などを省略した構成にすることができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電源母線、２…遮断器、３…スコット結線変圧器、４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ…電源電圧検出器、５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ…変圧器側電圧検出器、６…励磁突入電流抑制装置、６０１…電源電圧計測部、６０２…定常磁束算出部、６０３…変圧器電圧計測部、６０４…残留磁束算出部、６０５…位相検出部、６０６…投入指令出力部。

Claims (10)

1. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測する変圧器側三相交流電圧計測手段と、
   前記変圧器側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三線間の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、
   前記残留磁束演算手段により演算された前記三線間の残留磁束のうち最も大きな残留磁束の線間を検出する線間検出手段と、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、
   前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三線間の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、
   前記線間検出手段により検出された線間において、前記残留磁束演算手段により演算された残留磁束と前記定常磁束演算手段により演算された定常磁束とが略一致する位相を判断する第１の位相判断手段と、
   前記第１の位相判断手段により判断された位相で、前記線間検出手段により検出された線間に対応する二相を投入する第１の投入手段と、
   前記第１の投入手段による投入後、投入されていない相を投入する第２の投入手段と
   を備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
2. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、
   前記変圧器の単相交流電圧を計測する変圧器側単相交流電圧計測手段と、
   前記変圧器側単相交流電圧計測手段により計測された前記変圧器の単相交流電圧を、前記変圧器の三相交流電圧に変換する変圧器側電圧変換手段と、
   前記変圧器側電圧変換手段により変換された三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三線間の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、
   前記残留磁束演算手段により演算された前記三線間の残留磁束のうち最も大きな残留磁束の線間を検出する線間検出手段と、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、
   前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三線間の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、
   前記線間検出手段により検出された線間において、前記残留磁束演算手段により演算された残留磁束と前記定常磁束演算手段により演算された定常磁束とが略一致する位相を判断する第１の位相判断手段と、
   前記第１の位相判断手段により判断された位相で、前記線間検出手段により検出された線間に対応する二相を投入する第１の投入手段と、
   前記第１の投入手段による投入後、投入されていない相を投入する第２の投入手段と
   を備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
3. 電源を備えた三相交流の電力系統と主座変圧器及びＴ座変圧器を備えたスコット結線変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、
   前記主座変圧器の２次電圧を計測する主座２次電圧計測手段と、
   前記主座２次電圧計測手段により計測された２次電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記主座変圧器の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、
   前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記主座変圧器の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、
   残留磁束演算手段により演算された残留磁束と前記定常磁束演算手段により演算された定常磁束とが略一致する位相を判断する第１の位相判断手段と、
   前記第１の位相判断手段により判断された位相で、前記主座変圧器の１次巻線に対応する二相を投入する第１の投入手段と、
   前記第１の投入手段による投入後、投入されていない相を投入する第２の投入手段と
   を備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
4. 前記第２の投入手段は、励磁突入電流を抑制するように予め設定された時間後に投入すること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制装置。
5. 前記遮断器を少なくとも１回開放操作したときの前記変圧器の残留磁束及び前記遮断器の遮断位相を計測した情報を保持する計測情報保持手段と、
   前記計測情報保持手段に保持された情報に基づいて、同一の遮断位相で前記遮断器を開放するための開放手段とを備え、
   前記第１の投入手段は、前記開放手段による前記遮断位相に基づいて、前記遮断器を投入すること
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制装置。
6. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測し、
   計測した三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三線間の残留磁束を演算し、
   演算した前記三線間の残留磁束のうち最も大きな残留磁束の線間を検出し、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
   計測した三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三線間の定常磁束を演算し、
   検出した線間において、演算した残留磁束と演算した定常磁束とが略一致する位相を判断し、
   判断した位相で、検出した線間に対応する二相を投入し、
   検出した線間に対応する二相を投入後、投入されていない相を投入すること
   を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
7. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
   前記変圧器の単相交流電圧を計測し、
   計測した前記変圧器の単相交流電圧を、前記変圧器の三相交流電圧に変換し、
   変換した三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三線間の残留磁束を演算し、
   演算した前記三線間の残留磁束のうち最も大きな残留磁束の線間を検出し、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
   計測した三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三線間の定常磁束を演算し、
   検出した線間において、演算した残留磁束と演算した定常磁束とが略一致する位相を判断し、
   判断した位相で、検出した線間に対応する二相を投入し、
   検出した線間に対応する二相を投入後、投入されていない相を投入すること
   を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
8. 電源を備えた三相交流の電力系統と主座変圧器及びＴ座変圧器を備えたスコット結線変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
   前記主座変圧器の２次電圧を計測し、
   計測した２次電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記主座変圧器の残留磁束を演算し、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
   計測した三相交流電圧に基づいて、前記主座変圧器の定常磁束を演算し、
   演算した残留磁束と演算した定常磁束とが略一致する位相を判断し、
   判断した位相で、前記主座変圧器の１次巻線に対応する二相を投入し、
   前記主座変圧器の１次巻線に対応する二相を投入後、投入されていない相を投入すること
   を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
9. 前記投入されていない相の投入は、励磁突入電流を抑制するように予め設定された時間後に投入すること
   を特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制方法。
10. 前記遮断器を少なくとも１回開放操作したときの前記変圧器の残留磁束及び前記遮断器の遮断位相を計測した情報を保持し、
    保持した情報に基づいて、同一の遮断位相で前記遮断器を開放し、
    前記遮断位相に基づいて、前記遮断器を投入すること
    を含むことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制方法。

Images