JP2012080759A - 誘導性負荷を接続するための方法、及び、その方法を実行するための接続回路 - Google Patents

Abstract

【課題】最小限の突入電流の発生にとどめることを課題としている。
【解決手段】
本発明は、誘導負荷、特に発電機（１２）の巻き線（１３）を所定の交流中間電圧に接続するための方法に関し、誘導負荷は、ブレーカー（１７）を用いて中間電圧に接続されている。突入電流を減少させるために、中間電圧が所定の位相にある場合に、接続がなされるように調節される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電機電力発電の分野に関する。誘導性の負荷、特に、発電機のステータコアに巻かれる巻き線を、請求項１の前提部のように、所定の交流中間電圧に接続するための方法に関する。この方法を実行するための接続回路にも関している。

発電機のステータ上で、ハイフラックス試験を実行するために、６−１０ｋＶの中間電圧が、機械的にかつ電気的に、ステータコアに巻かれ、５−１２個の巻き線の中間電圧を備えたコイルまたは巻き線に接続されている。現在まで、中間電圧は、従来の中間電圧をスイッチボードから遮断する遮断機を密閉することによって接続されていた。この方法のための配置は、原理的に図１で示されている。図１の試験配置１０において、発電機１２の巻き線１３は、接続回路１１を介して、中間電圧スイッチボード１４に接続されている。

このように、一時的な直流電流成分による極めて高い突入電流が、スイッチングボードやステータコアの高磁束残留磁場でおきる。これは、突入電流が、流入中間電圧スイッチボードにおいて、過電流トリップの制限値を超えた場合に、回路遮断機がクローズに保たれるという深刻な問題を生じる。

ドイツ特許第３１２２２８０号明細書

本発明の目的は、それゆえ、従来の方法の不利益を回避し、最小限の突入電流の発生によって区別される、中間電圧に誘導負荷を接続させるための方法を提供することである。

目的は、請求項１及び８の全ての特徴によって達成される。本発明の本質的な特徴は、突入電流を減少させるために、中間電圧が所定の位相の場合に、接続が効力を生じるように調節されることである。

本発明による方法の実施例は、中間電圧が最大相を通過する場合に、接続がなされるように調節されていることを特徴としている。

本発明による方法の他の実施例は、時間に対しての中間電圧の特性がサンプリングされ、前記所定の位相を通過する前に、所定期間に達する代表値を中間電圧が想定している場合に構築されることを特徴としている。
特に、中間電圧の前記代表値は、ゼロクロスである。

他の実施例は、ブレーカーは、自身の遅れ時間を有しており、ブレーカーの遅れ時間より長く、所定の期間がとられていることを特徴としている。

本発明による方法の他の実施例は、中間電圧スイッチボードの遮断機は、ブレーカーとして用いられることを特徴としている。

本発明による方法の他の実施例は、６−１０ｋＶの中間電圧が用いられることを特徴としている。

方法を実行するための本発明による接続回路は、ブレーカーを介して互いに接続されている、中間電圧と、誘導負荷を接続するための巻き線接続部とを備え、第１の電圧変圧器は、中間電圧接続部とブレーカーとの間に配置され、第１の電圧変圧器の出力は、ゼロクロス検出器の入力に接続され、かつ、ゼロクロス検出器は、下流の遅延回路を介して、ブレーカーを制御することを特徴としている。

本発明による接続回路の実施例は、遅延回路（２３）の遅延時間が調節可能であることを特徴としている。
接続回路の他の実施例は、制御パネルが備えられ、該制御パネルを用いて、ゼロクロス検出器と遅延回路とが準備状態に置かれることを特徴としている。

発電機のステータのハイフラックス試験のための試験装置の非常に単純化した図面である。 本発明の例示的な実施例による図１における試験装置のための接続回路の構造を示したものである。 図２の第１の回路ブレーカーの前後の、測定電圧の時間に対する特性を示したものである。 本発明による方法の例示的な実施例によるスイッチングプロセスを電圧―時間図で示したものである。 図４のスイッチングプロセスのフロー図を示したものである。

本発明の根底となるアイデアは、ハイフラックス試験（高磁束試験）が実行される間に発生する突入電流を第１の近似値に最小化する場合に実行され、関連した巻き線を中間電圧源に接続する関連したブレーカーは、時間の適切な時間で閉じられる。特に、中間電圧源の交流電圧の最大相が時間の適切な時間としてみなされる。

本発明の方法を実行するための特に適切な、対応接続回路１１の内部構造は、図２で表されている。入力側で、接続回路１１は、使用される中間電圧が印加される２つの中間電圧接続部１５a、１５bを備えている。中間電圧接続部１５a及び１５bから、接続ケーブルが２つの巻き線接続部２１a及び２１bに走り、この巻き線接続部２１a及び２１bは、出力として配置され、かつ、試験される発電機１２の巻き線１３（ステータコアに巻かれる中間電圧ケーブルの巻き線）が接続される。巻き線接続部２１a及び２１bとの供給が絶たれ、アースする、アイソレータ（断路器）１９が、接続ケーブルに内臓されている。

実際のスイッチオンプロセスを制御するブレーカー１７は、アイソレータ（断路器）１９と中間電圧接続部１５a及び１５bとの間挿入されている。ブレーカー１７は、中間電圧接続部１５a及び１５b上に存在する中間電圧の時間特性に応じて制御されている。この交流電圧は、電圧変圧器１６を介して、タップオフされ、かつ、電圧変圧器１６の出力信号は、交流電圧のゼロクロスを検知し、遅延回路２３に適切な信号を通過させるゼロクロス検出器２２に供給される。時間遅れした検出器の信号は、ブレーカー１７を制御するために用いられる。時間遅れした検出器信号の１つが、ブレーカー１７を閉じることを可能にするために、ゼロクロス検出器２２と遅延回路２３は、まず、制御パネル２４からの適切な信号（許可命令）によって、準備状態に置かなければならない。これが生じたとき、ゼロクロス検出器２２からの次の検出器信号が、遅延回路２３での適切な遅延後、ブレーカー１７をスイッチオンするために用いられる。

ブレーカー１７とアイソレータ１９の間に配置された更なる電圧変圧器１８は、スイッチオンの間の出力電圧の挙動を監視するために用いられる。加えて、電流変圧器２０がスイッチオンプロセスの間に流れる電流をチェックするために用いられる。

スイッチオンの間、２つの電圧変圧器１６及び１８を用いて検出された電圧ＶＴ１及びＶＴ２が、図３で示されたように、時間に関する特性を持っている。スイッチオンの時点まで、ブレーカー１７後の変圧器電圧ＶＴ２はゼロであり、一方で、入力地点での電圧（ＶＴ１）は、フルに印加されている。ブレーカー１７が閉じられたとき、ブレーカー１７後の変圧器電圧ＶＴ２は、現在印加されている中間電圧に対応する電圧の値の大きさにジャンプし、その後、変圧器電圧ＶＴ１と同一になる。

セットアップモードで、ブレーカー１７とアイソレータ１９は、最初開いている。それから、ブレーカー１７が閉じられ、プロセス中、変圧器電圧ＶＴ１及びＶＴ２の電圧特性は、同時にオシロスコープで記憶される（図３参照）。遅延回路２３の遅延時間は、調節され、その結果、設定された遅延時間（図４のＴ１）と内在するブレーカー１７の遅延時間の合計が、交流電圧が相最大値に達するときに、交流電圧が巻き線接続部２１a及び２１bで現れるのに十分に大きい。

遅延時間が設定された場合、接続回路１１は、発電機のハイフラックス試験（高磁束試験）を実行するために用いられることが可能である。この目的のために、アイソレータ１９は、永久に閉じており、試験のスタート時（図４の時間ｔ１）に、準備信号が、制御パネル２４からゼロクロス検出器２２や遅延回路２３に送られる。ゼロクロス検出器２２によって、次のゼロクロスが検出された場合（図４のｔ２）に、ブレーカー１７は、設定された遅延時間Ｔ１と内在する遅延時間Ｔ２の終了後に閉じられ、それから、変圧器電圧ＶＴ２が、変圧器電圧ＶＴ１の特性に従う。

このプロセスの対応するフロー図が図５において示されている。フロー図は、５のセクションＦＣ１−ＦＣ５を備えている。第１のセクションＦＣ１は、アクティブテストモードへの移行が示されており、このアクティブテストモードにおいて、アイソレータ１９は閉じられる、一方で、ブレーカー１７はまだ開いている。それから、装置２２及び２３が第１の命令ｋ１によって、準備状態に置かれる。第２のセクションＦＣ２で、電圧変圧器１６の変圧器電圧ＶＴ１の次のゼロクロスが検出される。第３のセクションＦＣ３で、検出器信号が、回路２３の第１の時間遅れに従う。ブレーカー１７は、第２の命令ｋ２によって、スイッチオンの命令がなされる。ブレーカー１７は、実際には、ブレーカーの内在遅れ時間が過ぎた後に、閉じられる。

１０ 試験装置
１１ 接続回路
１２ 発電機
１３ 巻き線（発電機のステータコアに通じる中間電圧ケーブルの巻き線）
１４ 中間電圧スイッチボード
１５a、b 中間電圧接続部
１６、１８ 電圧変圧器
１７、１９ パワースイッチ、ブレーカー
２０ 電流変圧器
２１a、ｂ 巻き線接続部
２２ ゼロクロス検出器
２３ 遅延回路
２４ 制御パネル
ＶＴ１、ＶＴ２ 変圧器電圧
ｔ１、ｔ２、ｔ３ 時点
Ｔ１、Ｔ２ 遅延時間
ＦＣ１−ＦＣ５ フローチャートセクション
Ｋ１、Ｋ２ 命令

Claims (10)

1. 誘導負荷、特に発電機（１２）の巻き線（１３）を所定の交流中間電圧に接続するための方法であって、
   誘導負荷（１３）は、ブレーカー（１７）を用いて中間電圧に接続される方法において、
   突入電流を減少させるために、中間電圧が所定の位相にある場合に、接続がなされるように調節されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   中間電圧が最大相を通過する場合に、接続がなされるように調節されていることを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、
   時間に対しての中間電圧の特性がサンプリングされ、
   前記所定の位相を通過する前に、所定期間（Ｔ１＋Ｔ２）に達する代表値を中間電圧が想定している場合に構築されることと、
   接続が所定期間（Ｔ１＋Ｔ２）の終りに行われることと、
   を特徴とする方法。
4. 請求項３に記載されている方法において、
   中間電圧の前記代表値は、ゼロクロスであることを特徴とする方法。
5. 請求項３又は４に記載の方法において、
   ブレーカー（１７）は、自身の遅れ時間（Ｔ２）を有しており、
   ブレーカー（１７）の遅れ時間（Ｔ２）より長く、所定の期間（Ｔ１＋Ｔ２）がとられていることを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の方法において、
   中間電圧スイッチボード（１４）の遮断機は、ブレーカー（１７）として用いられることを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の方法において、
   ６−１０ｋＶの中間電圧が用いられることを特徴とする方法。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の方法を実行するための接続回路（１１）であって、前記接続回路（１１）は、ブレーカー（１７）を介して互いに接続されている、中間電圧と、誘導負荷を接続するための巻き線接続部（２１a、２１ｂ）とを備え、
   第１の電圧変圧器（１６）は、中間電圧接続部（１５a、１５b）とブレーカー（１７）との間に配置され、
   第１の電圧変圧器（１６）の出力は、ゼロクロス検出器（２２）の入力に接続され、かつ、
   ゼロクロス検出器（２２）は、下流の遅延回路（２３）を介して、ブレーカー（１７）を制御することを特徴とする接続回路。
9. 請求項８に記載の接続回路において、
   遅延回路（２３）の遅延時間は、調節可能であることを特徴とする接続回路。
10. 請求項８又は９に記載の接続回路において、
    制御パネル（２４）が備えられ、該制御パネル（２４）を用いて、ゼロクロス検出器（２２）と遅延回路（２３）とが準備状態に置かれることを特徴とする接続回路。

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