JP2012173215A - 変圧器結線法の推定方法及び励磁突入電流発生源判定方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】３相結線変圧器の３相電流に基づいて閾値を用いることなく大小関係で変圧器の結線法を推定することである。
【解決手段】励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流を検出し、３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しいか否かを判定し、２つの相電流の絶対値が等しいときは２つの相電流の極性を判定する。そして、２つの相電流の極性が同一極性であるときは３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定し、２つの相電流の極性が逆極性であるときは３相結線変圧器の１次側の結線法が△結線法であると判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、励磁突入電流発生源の変圧器の結線法を推定する変圧器結線法の推定方法及び励磁突入電流発生源の変圧器を判定する励磁突入電流発生源判定方法に関する。

電力品質の重要な１項目である瞬時電圧低下の原因の１つに、無負荷変圧器の系統連系時の変圧器鉄心での磁気飽和による励磁突入電流がある。瞬時電圧低下は、制御機器の誤動作・停止などの障害を引き起こすので、瞬時電圧低下の原因となる変圧器を特定し、励磁突入電流発生源の推定を行うことが対策の基本となる。

励磁突入電流が測定不能な場合や発生源である変圧器の結線方法が不明な場合にも励磁突入電流現象を特定し、また、励磁突入電流発生源の変圧器の結線法を判定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。これは、変数変換のαβ変換により波形処理を行い、α相電圧もしくはβ相電圧を採用して閾値との比較により結線法を推定している。

特開２００９−１４８０１８号公報

しかし、変数変換のαβ変換によるα相電圧もしくはβ相電圧を採用して閾値との比較により変圧器の結線法を判定するようにしているので、適切な閾値を選択する必要がある。また、変圧器の結線法によりα相電圧もしくはβ相電圧のいずれを採用するかが異なるので判定処理が複雑になる。すなわち、α相電圧を採用して変圧器の結線法を判定できない場合には、β相電圧を採用して変圧器の結線法を判定することになるので、判定処理が複雑になる。

本発明の目的は、３相結線変圧器の３相電流に基づいて閾値を用いることなく大小関係で変圧器の結線法を推定できる変圧器結線法の推定方法及び励磁突入電流発生源の変圧器を判定できる励磁突入電流発生源判定方法を提供することである。

請求項１の発明に係る変圧器結線法の推定方法は、励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流を検出し、３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しいか否かを判定し、２つの相電流の絶対値が等しいときは２つの相電流の極性を判定し、２つの相電流の極性が同一極性であるときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定し、２つの相電流の極性が逆極性であるときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法が△結線法であると判定することを特徴とする。

請求項２の発明に係る変圧器結線法の推定方法は、励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流を検出し、２相回路理論により３相電流のうちの２相電流につき第１回路成分及び第２回路成分を求め、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より小さいときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法がΔ結線法であると判定し、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定することを特徴とする。

請求項３の発明に係る変圧器結線法の推定方法は、請求項１または２の発明において、前記変圧器の３相電流の各相の絶対値を求め、前記各相の絶対値のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値を求め、２つの相の絶対値の差の絶対値が最小の組合せの２相を求め、前記最小の組合せの２相を変圧器結線法の判定に必要な相電流とすることを特徴とする。

請求項４の発明に係る変圧器結線法の推定方法は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の変圧器結線法の推定方法において、前記３相電流のうちの最大の相の電流絶対値が閾値を越え、かつ、その持続時間が所定時間を越えた場合に、前記閾値を越えた最初の時刻を変圧器結線法の判定の推定開始時刻とすることを特徴とする。

請求項５の発明に係る励磁突入電流発生源判定方法は、過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流を検出し、３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しいか否かを判定し、２つの相電流の絶対値が等しいときは２つの相電流の極性を判定し、２つの相電流の極性が同一極性であるときは励磁突入電流発生源の変圧器であると判定することを特徴とする。

請求項６の発明に係る励磁突入電流発生源判定方法は、過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流を検出し、２相回路理論により３相電流のうちの２相電流につき第１回路成分及び第２回路成分を求め、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいときは励磁突入電流発生源の変圧器であると判定することを特徴とする。

請求項７の発明に係る励磁突入電流発生源判定方法は、請求項５または６の発明において、前記変圧器の３相電流の各相の絶対値を求め、前記各相の絶対値のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値を求め、２つの相の絶対値の差の絶対値が最小の組合せの２相を求め、前記最小の組合せの２相を励磁突入電流の判定に必要な相電流とすることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しく、２つの相電流の極性が同一極性であるときは３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定し、２つの相電流の極性が逆極性であるときは３相結線変圧器の１次側の結線法が△結線法であると判定するので、閾値を用いることなく大小関係で変圧器の結線法を推定でき、判定処理が簡明になり誤判定を防止できる。

請求項２の発明によれば、励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流のうちの２相電流につき２相回路理論により第１回路成分及び第２回路成分を求め、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より小さいときは３相結線変圧器の１次側の結線法がΔ結線法であると判定し、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいときは３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定するので、閾値を用いることなく大小関係で変圧器の結線法を推定でき、判定処理が簡明になり誤判定を防止できる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明において、変圧器の３相電流の各相の絶対値のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値を求め、２つの相の絶対値の差の絶対値が最小の組合せの２相を変圧器結線法の判定に必要な相電流とするので、変圧器結線法の判定に必要な相電流を容易に得ることができる。

請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１項の発明において、３相電流のうちの最大の相の電流絶対値が閾値を越え、かつ、その持続時間が所定時間を越えた場合に、閾値を越えた最初の時刻を変圧器結線法の判定の推定開始時刻とするので、励磁突入電流でない場合に変圧器結線法の判定を行うことを防止でき誤判定を防止できる。

請求項５の発明によれば、過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しく、２つの相電流の極性が同一極性であることは、Ｙ結線法の３相結線変圧器の励磁突入電流発生時の固有の現象であるので、これを判定することにより、励磁突入電流発生源の変圧器であると判定できる。

請求項６の発明によれば、過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流のうちの２相電流につき２相回路理論により求めた第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいことは、Ｙ結線法の３相結線変圧器の励磁突入電流発生時の固有の現象であるので、これを判定することにより、励磁突入電流発生源の変圧器であると判定できる。

請求項７の発明によれば、請求項５または６の発明において、変圧器の３相電流の各相の絶対値のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値を求め、２つの相の絶対値の差の絶対値が最小の組合せの２相を変圧器結線法の判定に必要な相電流とするので、励磁突入電流の判定に必要な相電流を容易に得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る変圧器結線法の推定方法の一例を示すフローチャート。 Δ結線法及びＹ接線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図。 本発明の第１実施形態に係る変圧器結線法の推定方法の他の一例を示すフローチャート。 電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が小で過渡高次振動電流が励磁突入電流と混同された場合の３相電流Ｉ及び指標ΔＩ_βの波形図。 ２つの相の鉄心飽和重複時のΔ結線法及びＹ接線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図。 電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が大で励磁突流電流の検出が遅れた場合の３相電流Ｉ及び指標ΔＩ_βの波形図。 電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が小で過渡高次振動電流が励磁突入電流と混同されないように電流絶対値が閾値を超えた持続時間の所定値τを設定して変圧器結線法の判定の推定開始時刻を判断する場合の３相電流Ｉ及び指標ΔＩ_βの波形図。 本発明の第２実施形態の励磁突入電流発生源判定方法の一例を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態の励磁突入電流発生源判定方法の他の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る変圧器結線法の推定方法の一例を示すフローチャート、図２はΔ結線法及びＹ接線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図であり、図２（ａ）はΔ結線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図、図２（ｂ）はＹ結線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図である。

Δ結線法の変圧器は、１次巻線がΔ結線法で２次巻線はΔ結線法またはＹ結線法のいずれでもよい変圧器であり、Ｙ結線法の変圧器は、１次巻線がＹ結線法で２次巻線はΔ結線法である変圧器である。図２（ａ）では、Δ結線法の変圧器として、１次巻線がΔ結線法で２次巻線がΔ結線法であるΔ−Δ変圧器を示し、図２（ｂ）では、Ｙ結線法の変圧器として、１次巻線がＹ結線法で２次巻線がΔ結線法であるＹ−Δ変圧器を示している。

いま、図２（ａ）に示すΔ結線法の変圧器では３相ＵＶＷのうちＶ相及びＷ相が飽和鉄心であるとし、図２（ｂ）に示すＹ結線法の変圧器では３相ＵＶＷのうちＵ相が飽和鉄心であるとする。

図２（ａ）に示すように、Δ結線法の変圧器のＶ相及びＷ相が飽和すると、ＶＷ相間に励磁突入電流Ｉ_ａが流れる。いま、励磁突入電流Ｉ_ａがＷ相からＶ相に流れるとすると、Δ結線法の変圧器の３相電流Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗは、下記（１）式で示される。

［数１］
Ｉ_ｕ＝０、Ｉ_ｖ＝−Ｉ_ａ、Ｉ_ｗ＝Ｉ_ａ
図２（ｂ）に示すように、Ｙ結線法の変圧器のＵ相が飽和すると、Ｖ相及びＷ相からＵ相に励磁突入電流Ｉ_ａが流れる。Ｙ結線法の変圧器の３相電流Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗは、下記（２）式で示される。

［数２］
−Ｉ_ｕ＝Ｉ_ａ、Ｉ_ｖ＝Ｉ_ａ／２、Ｉ_ｗ＝Ｉ_ａ／２
ここで、（１）式及び（２）式より、３相電流Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗのうちの２つの相電流Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗの絶対値は等しい。（１）式の場合には２つの相電流Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗの極性はそれぞれ逆極性、（２）式の場合には２つの相電流Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗの極性は同一極性である。

これらの関係から、３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しく、２つの相電流の極性が同一極性であるときは変圧器の１次側の結線法はＹ結線法であると判定でき、２つの相電流の極性が逆極性であるときは変圧器の１次側の結線法が△結線法であると判定できる。

図１は、（１）式及び（２）式の関係から変圧器結線法を推定する場合の一例を示すフローチャートである。まず、励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流を検出し（Ｓ１）、３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しいか否かを判定する（Ｓ２）。２つの相電流の絶対値が等しくないときは処理を終了する。

一方、２つの相電流の絶対値が等しいときは２つの相電流の極性が同一極性か否かを判定する（Ｓ３）。２つの相電流の極性が同一極性であるときは、（２）式から３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定する（Ｓ４）。一方、２つの相電流の極性が同一極性ではなく逆極性であるときは、（１）式から３相結線変圧器の１次側の結線法が△結線法であると判定する（Ｓ５）。このように、閾値を用いることなく大小関係で変圧器の結線法を推定できるので、判定処理が簡明になり誤判定を防止できる。

さらに、（１）式及び（２）式の特徴を生かすため、２相回路理論により２相回路成分を導入して、変圧器の結線法を推定することも可能である。２相回路理論による２相回路成分を（３）式に示す。

この（３）式に各結線法の電流条件(１)式及び（２）式を代入すると、２相回路成分には（４）式及び（５）式に示す特徴があるのが分かる。

［数４］
Ｉ_１＝０、Ｉ_２＝Ｉ_ａ
［数５］
Ｉ_１＝Ｉ_ａ／２、Ｉ_２＝０
従って、（４）式からΔ結線法の変圧器であることを判定する判定式として（６）式が得られ、（５）式からＹ結線法の変圧器であることを判定する判定式として（７）式が得られる。

［数６］
｜Ｉ_１｜＜｜Ｉ_２｜
［数７］
｜Ｉ_１｜＞｜Ｉ_２｜
この場合も、（６）式及び（７）式からわかるように、閾値を用いない大小関係による結線法の判別が可能となる。

図３は、本発明の第１実施形態に係る変圧器結線法の推定方法の他の一例を示すフローチャートであり、（６）式及び（７）式の関係から変圧器結線法を推定する場合の一例を示すフローチャートである。

まず、励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流を検出し（Ｓ１）、２相回路理論により３相電流のうちの２相電流につき第１回路成分Ｉ_１及び第２回路成分Ｉ_２を求め（Ｓ２）。そして、第１回路成分Ｉ_１の絶対値｜Ｉ_１｜が第２回路成分Ｉ_２の絶対値｜Ｉ_２｜より小さいか否かを判定する（Ｓ３）。

第１回路成分Ｉ_１の絶対値｜Ｉ_１｜が第２回路成分Ｉ_２の絶対値｜Ｉ_２｜より小さいときは、（６）式から３相結線変圧器の１次側の結線法がΔ結線法であると判定する（Ｓ４）。一方、第１回路成分Ｉ_１の絶対値｜Ｉ_１｜が第２回路成分Ｉ_２の絶対値｜Ｉ_２｜より大きいときは、（７）式から３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定する（Ｓ５）。このように、この場合も、閾値を用いることなく大小関係で変圧器の結線法を推定できるので、判定処理が簡明になり誤判定を防止できる。

次に、変圧器結線法の判定に必要な２相電流の求め方について説明する。図２の場合には、Ｖ相電流Ｉ_ｖとＷ相電流Ｉ_ｗとが変圧器結線法の判定に必要な２相電流であるが、実際のＶ相、Ｗ相が電流条件である(１)式、（２）式を満足するとは限らず、必要に応じ相を再振付けする必要がある。そこで、測定時の３相をＸＹＺ相として、(１)式、（２）式を満足する新しいＵＶＷ相の設定法を以下に説明する。

この、設定法は変圧器の結線法に非依存なことが望まれるので、変圧器結線法の判定に必要な条件のうちΔ結線法及びＹ結線法の双方に共通な次の関係を用いる。図２に示した場合では、（８）式に示すように、Ｖ相電流Ｉ_ｖの絶対値｜Ｉ_ｖ｜とＷ相電流Ｉ_ｗの絶対値｜Ｉ_ｗ｜とが等しいことである。

［数８］
｜Ｉ_ｖ｜＝｜Ｉ_ｗ｜
さらに、（８）式の条件を用い易くするため、β相分に類似の指標ΔＩ_βを導入する。この指標ΔＩ_βを（９）式に示す。

［数９］
ΔＩ_β，ｘ＝｜｜Ｉ_ｙ｜−｜Ｉ_ｚ｜｜
ΔＩ_β，ｙ＝｜｜Ｉ_ｚ｜−｜Ｉ_ｘ｜｜
ΔＩ_β，ｚ＝｜｜Ｉ_ｘ｜−｜Ｉ_ｙ｜｜
ここで、添え字ｘ、ｙ、ｚは、ＸＹＺ相を示し、ΔＩ_βの添え字ｘ、ｙ、ｚは、基準相を示す。すなわち、変圧器の３相電流の各相の絶対値｜Ｉ_ｘ｜、｜Ｉ_ｙ｜、｜Ｉ_ｚ｜を求め、各相の絶対値｜Ｉ_ｘ｜、｜Ｉ_ｙ｜、｜Ｉ_ｚ｜のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値｜｜Ｉ_ｙ｜−｜Ｉ_ｚ｜｜、｜｜Ｉ_ｚ｜−｜Ｉ_ｘ｜｜、｜｜Ｉ_ｘ｜−｜Ｉ_ｙ｜｜を求める。これを指標ΔＩ_β，ｘ、ΔＩ_β，ｙ、ΔＩ_β，ｚとする。そして、２つの相の絶対値の差の絶対値である指標ΔＩ_β，ｘ、ΔＩ_β，ｙ、ΔＩ_β，ｚが最小の組合せの２相を求める。

図２の場合には、Ｕ相の指標ΔＩ_β，ｕが最小であり、そのときの（１）式または（２）式は、指標ΔＩ_βを用いて表すと（１０）式のようになる。

［数１０］
ΔＩ_β，ｕ＝０、ΔＩ_β，ｖ＝ΔＩ_β，ｗ＝Ｋ_ｃ｜Ｉ_ａ｜
ここで、パラメータＫ_ｃはＹ結線法の変圧器の場合は１／２、Δ結線法の場合は１となる。このように、測定時のＸＹＺ相で３つのΔＩ_β，ｘ、ΔＩ_β，ｙ、ΔＩ_β，ｚを作成し、その内で最小のΔＩ_βを与える２相の組合せを新たなＶＷ相とする。この場合でも、判別は大小関係で行うため、閾値は必要ではない。

次に、変圧器結線法の推定法の実用性を高めるためには、結線法の推定開始時刻Ｔ_ｄを自動選択する機能が必要となる。この場合は、過電流の突入電流状態を確認するには、推定開始時刻Ｔ_ｄで電流絶対値が最大の相を対象に、その電流絶対値が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を逸脱であることが必要であるが、電流閾値｜Ｉ_ｃ｜のみを用いると、次なる二律背反の誤推定問題が生じる。

（１）電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が小の場合
変圧器連系時の過渡高次振動電流が大なるとき、過渡高次振動電流が励磁突入電流と混同され誤推定が生じる。すなわち、励磁突入電流を判定する電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が小の場合には、過渡高次振動電流が大となると、励磁突入電流でないにもかかわらず、３相電流のうちのいずれかの相電流が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を逸脱することがある。

図４は、電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が小で過渡高次振動電流が励磁突入電流と混同された場合の３相電流Ｉ（Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗ）及び指標ΔＩ_β（ΔＩ_β，ｕ、ΔＩ_β，ｖ、ΔＩ_β，ｗ）の波形図である。図４では、３相電流のうちのW相電流Ｉ_Wが時刻Ｔ_ｄで電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を逸脱した場合を示している。また、時刻Ｔ_ｓは、変圧器鉄心の磁気飽和開始時刻である。３相電流のうちのW相電流Ｉ_Wが時刻Ｔ_ｄで電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を逸脱したとすると、時刻Ｔ_ｄを結線法の推定開始時刻Ｔ_ｄとして結線法の推定を開始することになる。この場合は、励磁突入電流ではないので、（１）式及び（２）式、または（６）式及び（７）式の判定式で、変圧器の結線法を推定しても誤推定となる。

（２）電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が大の場合
電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が大の場合には過渡高次振動電流が励磁突入電流と混同することはないが、励磁突流電流の検出が遅れるので、変圧器の２つの相の鉄心飽和は、最初の飽和相(ａ相)と次の飽和相(ｂ相)とが重複することがある。最初の飽和相(ａ相)と次の飽和相(ｂ相)とが重複すると、重複領域に磁気飽和開始時刻Ｔ_ｓが存在することになり、電流条件（１）式及び（２）式または（６）式及び（７）式に誤差が発生する。

図５は、２つの相の鉄心飽和重複時のΔ結線法及びＹ接線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図であり、図５（ａ）はΔ結線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図、図５（ｂ）はＹ結線法の変圧器での励磁突入電流の流れの説明図である。

図５（ａ）に示すように、最初の飽和相(ａ相)がＶ相及びＷ相であると、励磁突入電流Ｉ_ａがＷ相からＶ相に流れるが、次の飽和相(ｂ相)がＵ相及びＶ相であると、励磁突入電流Ｉ_ｂがＵ相からＶ相に流れ、励磁突入電流Ｉ_ａに重複して流れる。

図５（ｂ）に示すように、最初の飽和相(ａ相)がＵ相であると、励磁突入電流Ｉ_ａがＶ相及びＷ相からＵ相に流れるが、次の飽和相(ｂ相)がＷ相であると、励磁突入電流Ｉ_ｂがＷ相からＵ相及びＶ相に流れ、励磁突入電流Ｉ_ａに重複して流れる。

図６は、電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が大で励磁突流電流の検出が遅れた場合の３相電流Ｉ（Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗ）及び指標ΔＩ_β（ΔＩ_β，ｕ、ΔＩ_β，ｖ、ΔＩ_β，ｗ）の波形図である。図６では、変圧器鉄心の磁気飽和開始時刻Ｔ_ｓから時刻Ｔ_０までが最初の飽和相(ａ相)により励磁突入電流Ｉ_ａが流れるphaseＡであり、時刻Ｔ_０から以降が最初の飽和相(ａ相)及び次の飽和相（ｂ相）の励磁突入電流（Ｉ_ａ＋Ｉ_ｂ）が流れる重複領域であるphaseＡ＆Ｂである。

このように、電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が大のときには重複領域に磁気飽和開始時刻Ｔ_ｓが存在し、（１）式及び（２）式、または（６）式及び（７）式の判定式で、変圧器の結線法を推定しても誤推定となる。

そこで、電流値が大の高次振動電流は振動電流で値大の時間幅が小なことに着目し、電流閾値｜Ｉ_ｃ｜は過渡高次振動電流よりも小さい値に設定しておき、３相電流のうちの最大の相の電流絶対値が閾値を越え、かつ、その持続時間が所定時間τを越えた場合に、閾値を越えた最初の時刻を変圧器結線法の判定の推定開始時刻とする。電流値が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を越えた所定時間τは、高次振動電流よりも高次の周期より大きい時間とする。例えば、高次の２５次の周期よりも大の１[ms]以上とする。

図７は、電流閾値｜Ｉ_ｃ｜が小で過渡高次振動電流が励磁突入電流と混同されないように、電流絶対値が閾値を超えた持続時間の所定値τを設定して変圧器結線法の判定の推定開始時刻を判断する場合の３相電流Ｉ（Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗ）及び指標ΔＩ_β（ΔＩ_β，ｕ、ΔＩ_β，ｖ、ΔＩ_β，ｗ）の波形図である。図７では過渡高次振動電流が発生した場合を示している。

いま、時刻Ｔ_１で、３相電流のうちの最大のW相の電流絶対値｜Ｉ_W｜が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を越えたとすると、電流絶対値｜Ｉ_W｜が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を越えた持続時間をカウントする。図７の場合には、電流絶対値｜Ｉ_W｜が閾値を越えた持続時間は、所定時間τより短いので、時刻Ｔ_１を変圧器結線法の判定の推定開始時刻としない。

一方、時刻Ｔ_ｓで鉄心が磁気飽和し、時刻Ｔ_ｄにおいて３相電流のうちの最大のＶ相の電流絶対値｜Ｉ_ｖ｜が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を越えたとすると、電流絶対値｜Ｉ_ｖ｜が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を越えた持続時間をカウントする。そして、所定時間τを経過した時刻Ｔ’_１になっても、電流絶対値｜Ｉ_ｖ｜が電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を越えているので、電流絶対値｜Ｉ_ｖ｜が最初に電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を超えた時刻Ｔ_ｄを変圧器結線法の判定の推定開始時刻とする。

このような推定開始時刻の判断の追加条件を付加するので、高次振動電流による誤判定は回避できる。すなわち、電流閾値｜Ｉ_ｃ｜を過大に設定しなくてもよいので、飽和重複領域に推定時刻Ｔ_ｄが設定されることがなくなり、推定精度の低下を回避できる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。図８は本発明の第２実施形態の励磁突入電流発生源判定方法の一例を示すフローチャートである。

以上の説明では、過電流を励磁突入電流であるとして、（１）式及び（２）式、または（６）式及び（７）式を用いて、励磁突入電流の発生源の変圧器の結線法を推定する場合について説明したが、逆に、予め変圧器の結線法がＹ結線法（Ｙ-Δ、Ｙ-Ｙ-Δ）であると知られている場合には、（２）式、または（７）式を用いて、過電流の原因が励磁突入電流か否かの推定に適用できる。

すなわち、過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しく、２つの相電流の極性が同一極性であることは、Ｙ結線法の３相結線変圧器の励磁突入電流発生時の固有の現象である。従って、これを判定することにより、励磁突入電流発生源の変圧器であると判定できる。

なお、Δ結線法の３相結線変圧器においては、３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しく２つの相電流の極性が逆極性であることは、直ちに励磁突入電流の発生であるとは判定できない。相間短絡事故や２線地絡事故の場合にも同様の現象が発生することがあるからである。

図８は、（２）式の関係からＹ結線法の３相結線変圧器の励磁突入電流を判定する場合の一例を示すフローチャートである。まず、 過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流を検出し（Ｓ１）、３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しいか否かを判定する（Ｓ２）。３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しくないときは処理を終了する。

２つの相電流の絶対値が等しいときは２つの相電流の極性が同一極性であるか否かを判定し（Ｓ３）、２つの相電流の極性が同一極性でないときは処理を終了する。一方、２つの相電流の極性が同一極性であるときは、励磁突入電流発生源の変圧器であると判定する（Ｓ４）。

図９は、本発明の第２実施形態に係る励磁突入電流発生源判定方法の一例を示すフローチャートであり、（７）式の関係から３相結線変圧器の励磁突入電流を判定する場合の一例を示すフローチャートである。

過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流を検出し（Ｓ１）、２相回路理論により３相電流のうちの２相電流につき第１回路成分及び第２回路成分を求める（Ｓ２）。そして、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいか否かを判定し（Ｓ３）、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きくないときは処理を終了する。一方、第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいときは、励磁突入電流発生源の変圧器であると判定する（Ｓ４）。

この変圧器の励磁突入電流を判定する場合においても、励磁突入電流の判定に必要な２相の相電流は、変圧器の結線法を推定する場合と同様に求める。すなわち、（９）式により、変圧器の３相電流の各相の絶対値のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値を求め、２つの相の絶対値の差の絶対値が最小の組合せの２相を求めて、最小の組合せの２相を励磁突入電流の判定に必要な相電流とする。

本発明の実施形態によれば、励磁突入電流を発生した相及び結線法を電流の大小比較で推定できる。また、変圧器の結線法が予めＹ結線法であることが分かっているときは、過電流が発生した場合に励磁突入電流であるか否かの判定を行うことができる。

Ｉ_１…第１回路成分、Ｉ_２…第２回路成分、ΔＩ_β…指標、Ｉ_ｃ…電流閾値、Ｔ_ｓ…磁気飽和開始時刻、Ｔ_ｄ…推定開始時刻

Claims (7)

1. 励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流を検出し、
   ３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しいか否かを判定し、
   ２つの相電流の絶対値が等しいときは２つの相電流の極性を判定し、
   ２つの相電流の極性が同一極性であるときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定し、
   ２つの相電流の極性が逆極性であるときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法が△結線法であると判定することを特徴とする変圧器結線法の推定方法。
2. 励磁突入電流を発生する３相結線変圧器の３相電流を検出し、
   ２相回路理論により３相電流のうちの２相電流につき第１回路成分及び第２回路成分を求め、
   第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より小さいときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法がΔ結線法であると判定し、
   第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいときは前記３相結線変圧器の１次側の結線法がＹ結線法であると判定することを特徴とする変圧器結線法の推定方法。
3. 前記変圧器の３相電流の各相の絶対値を求め、
   前記各相の絶対値のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値を求め、
   ２つの相の絶対値の差の絶対値が最小の組合せの２相を求め、
   前記最小の組合せの２相を変圧器結線法の判定に必要な相電流とすることを特徴とする請求項１または２に記載の変圧器結線法の推定方法。
4. 前記３相電流のうちの最大の相の電流絶対値が閾値を越え、かつ、その持続時間が所定時間を越えた場合に、前記閾値を越えた最初の時刻を変圧器結線法の判定の推定開始時刻とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の変圧器結線法の推定方法。
5. 過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流を検出し、
   ３相電流のうちの２つの相電流の絶対値が等しいか否かを判定し、
   ２つの相電流の絶対値が等しいときは２つの相電流の極性を判定し、
   ２つの相電流の極性が同一極性であるときは励磁突入電流発生源の変圧器であると判定することを特徴とする励磁突入電流発生源判定方法。
6. 過電流が発生したＹ結線法の３相結線変圧器の３相電流を検出し、
   ２相回路理論により３相電流のうちの２相電流につき第１回路成分及び第２回路成分を求め、
   第１回路成分の絶対値が第２回路成分の絶対値より大きいときは励磁突入電流発生源の変圧器であると判定することを特徴とする励磁突入電流発生源判定方法。
7. 前記変圧器の３相電流の各相の絶対値を求め、
   前記各相の絶対値のうちの２つの相の組合せの絶対値の差の絶対値を求め、
   ２つの相の絶対値の差の絶対値が最小の組合せの２相を求め、
   前記最小の組合せの２相を励磁突入電流の判定に必要な相電流とすることを特徴とする請求項５または６に記載の励磁突入電流発生源判定方法。

Images