JP2017510234A - 配電系統用の電力系統接続点、電力系統接続点用の調整変圧器、及び電力系統接続点を操作するための方法 - Google Patents

Abstract

−１つの一次側と１つの二次側とを有する１つの調整変圧器１１と、−前記一次側に接続されている１つの入力線路１２と、−前記二次側に接続されている１つの出力線路１３と、−前記入力線路１２又は前記出力線路１３内に構成されている１つの保護開閉器１４と、−前記入力線路１２及び／又は前記出力線路１３内の電気パラメータを検出し得り、測定信号を生成し得る１つのセンサ１５と、−前記調整変圧器１１と前記保護開閉器１４と前記センサ１５とに相互接続されている１つの制御装置１６とから構成される、配電系統１９用の電力系統接続点１０、特に変電所又はローカルグリッドステーションであって、・前記調整変圧器１１が、既定の変換比を有するように、前記制御装置１６が、前記測定信号に応じて前記調整変圧器１１を制御し得り、・前記保護開閉器１４が開くように、前記制御装置１６が、前記測定信号に応じて前記保護開閉器１４を制御し得るように、前記制御装置１６は構成されている、前記電力系統接続点１０において、−前記調整変圧器１１が、前記既定の変換比を有すると、前記保護開閉器１４が、当該制御によって開かれる当該電力系統接続点１０。

Description

本発明は、配電系統、特に変電所又はローカルグリッドステーション用の電力系統接続点と、配電系統の電力系統接続点用の調整変圧器と、電力系統接続点を操作するための方法とに関する。

当該配電系統は、例えば、送電線網、エネルギーネットワーク、電力ネットワーク、電気エネルギーネットワーク、エネルギー供給ネットワーク、電力供給ネットワーク又は給電ネットワークでもよく、例えば、１つの相又は１つより多い相、特に３つの相を有してもよく、及び／又はリングネットワーク若しくはメッシュネットワーク若しくは網目状ネットワークとして構成されてもよい。

独国特許出願公開第１０２０１１０５５８３７号明細書は、電気エネルギー分配ネットワーク用の電気エネルギー分配接続点を記載している。当該電気エネルギー分配接続点は、変圧器９２と評価モジュールとを有し、中圧開閉器を有するローカルグリッドステーションである。この中圧開閉器が、リングケーブルを中圧ネットワークに接続するために適している。さらに、この明細書は、電力変圧器を介して中圧ネットワークに接続している高圧ネットワークを記載している。１つのリングケーブルが、この中圧ネットワークに接続されている。このリングケーブルは、オープンリングを構成して複数のローカルグリッドステーションを互いに接続する。この設備の場合、風力発電設備が、変圧器６０を介してローカルグリッドステーションの低圧側の端子に接続されている。この風力発電設備は、電気エネルギーを生成する。当該電気エネルギーは、当該ローカルグリッドステーションの低圧端子を通じて当該ローカルグリッドステーション中へ給電され、その結果として当該中圧ネットワーク中へ給電される。２つのローカルグリッドステーションが、当該中圧ネットワークのリングケーブルに接続するためにそれぞれ１つの中圧開閉器を有することが提唱されている。変圧器９２が、開閉器９１を介して当該中圧開閉器に接続されている。この変圧器９２は、当該中圧ネットワークの、１ｋＶ〜５０ｋＶの範囲内にある中圧を、電力最終消費設備又は電力最終消費機器に適した１相当たり例えば２２０Ｖの低圧に変換する。低圧分配装置が、変圧器９２に接続されている。この低圧分配装置は、この変圧器９２の低圧を出力するために複数の端子を有する。当該中圧開閉器が、３つの制御盤を備えていること、すなわち当該中圧ネットワークのリングケーブルの入力側の端子のための第１リングケーブル制御盤と、当該リングケーブルの出力側の端子のための第２リングケーブル制御盤と、開閉器９１と変圧器９２とに接続するための変圧器制御盤とを備えていることが提唱されている。当該中圧開閉器が、この中圧開閉器の開閉器９０ｄ及び９０ｅに作用する２つの開閉アクチュエータを備えることが提唱されている。この開閉アクチュエータは、当該割り当てられたそれぞれの開閉器９０ｄ又は９０ｅを投入又は遮断することを可能にする。別の開閉アクチュエータが、開閉器９１を投入又は遮断する。

独国特許出願公開第１０２０１２１０３４９０号明細書は、主巻線と、複数の巻線タップを有する調整巻線と、配電変圧器の異なる複数の巻線タップ間を遮断なしに切り換えるためのタップ調整装置とを備える、ローカルグリッドを電圧調整するための当該配電変圧器を記載している。この場合、それぞれ複数の固定選択器接触子を有する少なくとも１つの選択器接触装置が、１つの直線に沿って配置されていて、当該複数の固定選択器接触子がそれぞれ、当該個々の巻線タップに電気接続している。この場合、これらの固定選択器接触子が、長手方向に移動可能な２つの可動選択器接触子によって操作可能である。この場合、２つの真空バルブが、遮断なしに切り換えるために各相ごとに設けられている。この場合、モータドライブが、駆動動作を当該タップ調整装置に伝達させるために設けられている。この場合、当該モータドライブの駆動動作が、エネルギーの蓄積の介在なしに、当該少なくとも１つの選択器接触装置と当該遮断なし切り換えるための切換手段とに伝達されるように、当該少なくとも１つの選択器接触装置と当該遮断なしに切り換えるための切換手段とが、当該共通のモータドライブによって直接に操作可能である。

ローカルグリッドステーションは、通常は、−英語表記「Ｒｉｎｇ Ｍａｉｎ Ｕｎｉｔ」に対する略語であるＲＭＵとも記される−高圧開閉器又は一次側開閉器と、変圧器と、低圧開閉器又は二次側開閉器とから構成される。この変圧器は、多くの場合に、油槽を有する油変圧器として構成されている。この油槽は、油で充填されていて、この変圧器の能動部品を収容する。調整変圧器である変圧器内への負荷時タップ切換器の組み込み時に、特にこの油槽内への負荷時タップ切換器の配置時に、使用者は、少なくとも１２カ月間又は少なくとも２５年間さえの整備を要せず且つより確実な稼働を保証するのに十分な、切換要素の信頼性を確保すると考えられる。同様にローカルグリッドステーション内に存在する当該一次側開閉器が、かなり少ない開閉頻度を有し、当該変圧器を保護するために複数の保護開閉器を有する。これらの保護開閉器は、大抵は切換開閉器とヒューズとの組み合わせとして構成されている。当該ヒューズの交換のために当該ヒューズに触れる必要があるので、変圧器と一次側開閉器とを分離することが、現在では一般的である。当該一次側開閉器の負荷開閉器が、特に地絡、短絡又は落雷時の非常に高い電流によって負荷を強くかけられる。

独国特許出願公開第１０２０１１０５５８３７号明細書 独国特許出願公開第１０２０１２１０３４９０号明細書

本発明の課題は、特に地絡、短絡又は落雷による保護開閉器の解除時の、調整変圧器用の当該保護開閉器のより少ない負荷とより少ない摩耗とを可能にする、配電系統用の電力系統接続点と、配電系統の電力系統接続点用の調整変圧器と、電力系統接続点を操作するための方法とを提供することにある。

この課題は、独立請求項に記載の電力系統接続点と調整変圧器と方法とによって解決される。好適なその他の構成及び実施の形態は、従属請求項に記載されている。

本発明は、第１の側面にしたがって、
−１つの一次側と１つの二次側とを有する１つの調整変圧器と、
−当該一次側に接続されている１つの一次線路又は入力線路と、
−当該二次側に接続されている１つの二次線路又は出力線路と、
−当該入力線路又は当該出力線路内に構成されている１つの保護開閉器と、
−当該入力線路及び／又は当該出力線路内の電気パラメータを検出し得り、対応する少なくとも１つの測定信号を生成し得る１つのセンサと、
−当該調整変圧器と当該保護開閉器と当該センサとに相互接続されている１つの制御装置とを有するか又はから構成される、配電系統用の電力系統接続点を提唱する。
・当該調整変圧器が、既定の及び／又は既定可能な及び／又は予め設定されている及び／又は予め設定可能な及び／又は適切な変換比を有するように、当該制御装置が、当該測定信号に応じて当該調整変圧器を制御し得り、
・当該保護開閉器が開くように、当該制御装置が、当該測定信号に応じて当該保護開閉器を制御し得るように、当該制御装置は構成されている。

この場合、
−当該調整変圧器が、既定の変換比を有すると、又は有する後に、当該保護開閉器が、当該制御によって開かれる。

当該調整変圧器は、例えば、当該センサを用いて当該制御装置によって確認され得る地絡、短絡又は落雷のような故障事象時に適切な変換比を設定することによって、例えば、まだ解除されていない、すなわち閉じられている当該保護開閉器に通電する非常に高い電流を低減し得る。したがって、当該提唱されている調整変圧器は、特に、例えば地絡、短絡又は落雷による解除時に、より少ない負荷とより少ない摩耗とを可能にする。

当該提唱されている電力系統接続点は、例えば、一次側で超高圧ネットワーク若しくは高圧ネットワークに相互接続されていて、二次側で高圧ネットワーク若しくは中圧ネットワークに相互接続されている変電所として、又は一次側で中圧ネットワークに相互接続されていて、二次側で低圧ネットワークに相互接続されているローカルグリッドステーションとして構成され得る。

当該提唱されている電力系統接続点は、必要に応じて任意に構成され得る、例えば、追加若しくは別の少なくとも１つの調整変圧器、及び／又は追加若しくは別の少なくとも１つの入力線路、及び／又は追加若しくは別の少なくとも１つの出力線路、及び／又は追加若しくは別の少なくとも１つの保護開閉器、及び／又は追加若しくは別の少なくとも１つのセンサ、及び／又は追加若しくは別の少なくとも１つの制御装置から構成され得るか若しくは有し得る。特に、１つの入力線路と１つの出力線路とが、三相交流電源の各相ごとに設けられている。追加若しくは別の少なくとも１つのセンサが存在する場合、当該調整変圧器が、当該相互接続されたセンサに由来する複数の測定信号のうちの少なくとも１つの信号に応じて制御され、当該保護開閉器が、当該相互接続されたセンサに由来する複数の測定信号のうちの少なくとも１つの信号に応じて制御されるように、当該制御装置が、特に当該センサにも相互接続されていて且つ構成されている。

各調整変圧器は、必要に応じて任意に構成され得る、例えば、一相若しくは三相に構成され得る、及び／又はその一次側で及び／又はその二次側で調整可能である。特に、各調整変圧器は、その変換比を変更又は調整するために少なくとも１つの調整装置を有し、特にその一次側及び／又はその二次側に、当該調整装置に接続されている少なくとも２つのタップを有するそれぞれ少なくとも１つの調整巻線をさらに有する。各調整変圧器は、特に少なくとも１つの負荷時タップ切換器及び／又は少なくとも１つの半導体開閉器、特に電力半導体開閉器から構成され得、当該制御装置に相互接続され得る。当該電力系統接続点が、ローカルグリッドステーションである場合、当該調整変圧器は、例えば、調整可能なローカルグリッドトランス又はＲＯＮＴでもよい。

各調整変圧器は、例えば、第２の観点にしたがって提唱されている複数の調整変圧器のうちの１つの調整変圧器のように構成され得る。

各保護開閉器は、必要に応じて任意に構成され得る、例えば、少なくとも１つの断路器及び／又は少なくとも１つ遮断器から構成され得る。特に、当該電力系統接続点が、少なくとも１つの回路保護装置を有する。当該回路保護装置は、複数の保護開閉器のうちの少なくとも１つの保護開閉器を有し、さらに当該複数の保護開閉器のうちの少なくとも１つの保護開閉器を操作し得る少なくとも１つの解除装置若しくは操作装置も有し、及び／又は複数の操作装置のうちの少なくとも１つの操作装置に相互接続されている複数のセンサのうちの少なくとも１つのセンサを有する。

各断路器及び／又は各遮断器は、必要に応じて任意に構成され得る、例えば、少なくとも１つの真空遮断器、及び／又は少なくとも１つのＳＦ６ガス遮断器、及び／又は少なくとも１つの空気遮断器、及び／又は少なくとも１つの油遮断器、及び／又は少なくとも１つの小油量形油遮断器から構成され得る。

各センサが、必要に応じて任意に構成され得、例えば、電流又は電圧又は位相シフト又は効率又は力率又は移動係数を電気パラメータとして検出し得り、対応する測定信号を生成し得る。

各制御装置は、必要に応じて任意に構成され得、例えば、適切な既定の変換比が、既定の又は予め設定されている保護概念に相当するように構成され得る。当該保護概念は、要求に応じて選択可能に及び／又は任意に選択され得る。例えば、当該保護概念は、非常に高い電流がそれぞれの保護開閉器を備える線路内で減少若しくは回避される過電流の保護概念として、又は非常に高い電圧がそれぞれの保護開閉器を備える線路上で減少若しくは回避される過電圧の保護概念として、又は非常に低い電圧がそれぞれの保護開閉器を備える線路上で増大若しくは回避される不足電圧の保護概念として又は少なくとも２つのこれらの保護概念から成る組み合わせとして選択され得る。

一次側又は入力線路に対する過電流の保護概念の場合、すなわち、保護開閉器が、入力線路内に構成されているときは、適切な変換比が、例えば、実際の変換比よりも大きくし得り、特に、最大変換比にし得る。当該実際の変換比が、既に当該最大変換比である場合、当該実際の変換比は、当該最大変換比でかまわない。すなわち、より大きい変換比が、一次側のより小さい電流に相当する。

二次側又は出力線路に対する過電流の保護概念の場合、すなわち、保護開閉器が、出力線路内に構成されているときは、適切な変換比が、例えば、実際の変換比よりも小さくし得り、特に、最小変換比にし得る。当該実際の変換比が、既に当該最小変換比である場合、当該実際の変換比は、当該最小変換比でかまわない。すなわち、より小さい変換比が、二次側のより小さい電流に相当する。

一次側又は入力線路に対する過電圧の保護概念の場合、すなわち、保護開閉器が、入力線路内に構成されているときは、適切な変換比が、例えば、実際の変換比よりも小さくし得り、特に、最小変換比にし得る。当該実際の変換比が、既に当該最小変換比である場合、当該実際の変換比は、当該最小変換比でかまわない。すなわち、より小さい変換比が、一次側のより小さい電圧に相当する。

二次側又は出力線路に対する過電圧の保護概念の場合、すなわち、保護開閉器が、出力線路内に構成されているときは、適切な変換比が、例えば、実際の変換比よりも大きくし得り、特に、最大変換比にし得る。当該実際の変換比が、既に当該最大変換比である場合、当該実際の変換比は、当該最大変換比でかまわない。すなわち、より大きい変換比が、二次側のより小さい電圧に相当する。

適切な変換比は、好ましくはそれぞれの保護開閉器の特性又は特徴パラメータによって決まる。したがって、例えば、第１短絡耐量性能を有する第１保護開閉器と、当該１短絡耐量性能よりも大きい第２短絡耐量性能を有する第２保護開閉器との場合、第１保護開閉器のためには、当該調整変圧器が第１期間を必要とする第１変換比が適していて、第２保護開閉器のためには、当該調整変圧器がこの第１期間よりも大きい第２期間を必要とする第２変換比が適している。
−当該保護開閉器が、当該調整変圧器の制御後に制御されることが提唱され得る。

当該調整変圧器が、負荷時タップ切換器を有するタップ付き変圧器として構成されている場合、当該調整変圧器の制御と当該保護開閉器の制御との間の時間間隔は、例えば、当該調整変圧器が、１つのタップ又はステップから隣接した１つのタップ又はステップに切り換えるために必要とする当該調整変圧器の切り換え期間と少なくとも同じ程度の大きさに有益に選択される。
−当該保護開閉器が、当該調整変圧器の制御前に又は当該制御と同時に制御されるように、当該制御装置が構成されていて、
−当該保護開閉器が、この保護開閉器を遅延させて開くように構成されている１つの遅延手段に相互接続されていることが提唱され得る。

当該遅延手段は、必要に応じて任意に構成され得、当該保護開閉器が１つのリレーによって操作される場合は、例えば、このリレーの励磁コイルに直列に接続されている１つのコイル及び／又はこのリレーの当該励磁コイルに並列に接続されている１つのコンデンサを有する。

提唱されているそれぞれの電力系統接続点が、
・当該入力線路内に構成されている複数の保護開閉器のうちの少なくとも１つの保護開閉器と、
・２つの一次側端子又は入力端子と、
・これらの入力端子のそれぞれ１つの入力端子を、一次側に接続されていない当該入力線路の端部に接続する別の２つの保護開閉器とを有する、
−１つの一次側開閉器又は高圧開閉器を備えることが提唱され得る。

当該電力系統接続点は、当該入力端子を介して、例えばリングネットワーク又はメッシュネットワークとして構成された電力系統接続点内に含まれ得る。

それぞれの別の保護開閉器が、必要に応じて任意に構成され得、例えば、少なくとも１つの断路器及び／又は少なくとも１つの遮断器及び／又は少なくとも１つの負荷開閉器を有し得る。それぞれの遮断器は、使用されるその真空バルブに起因して、例えば、１０００回の負荷の切り換え当たり１０回の短絡投入と１０回の短絡遮断とに耐える遮断器又は真空負荷開閉器でもよい。

当該提唱されているそれぞれの電力系統接続点が、
−当該入力線路及び／又は当該出力線路に相互接続されていて、特に動的フィルタ及び／又は能動フィルタから構成される少なくとも１つのフィルタ、
−当該入力線路及び／又は当該出力線路に接続されている少なくとも１つのコンデンサーバンク、及び／又は
−当該入力線路及び／又は特に当該出力線路に相互接続されていて、特に電気エネルギー貯蔵システム及び／又は化学エネルギー貯蔵システム及び／又は熱エネルギー貯蔵システム及び／又は圧縮空気貯蔵システムから構成される少なくとも１つのエネルギー貯蔵システムを有することが提唱され得る。

当該提唱されている複数の方法のうちの１つの方法を実行するために、当該提唱されているそれぞれの電力系統接続点は使用され得、及び／又は、当該提唱されているそれぞれの電力系統接続点が、当該提唱されている複数の方法のうちの１つの方法を実行する及び／又は実行し得るように、当該提唱されているそれぞれの電力系統接続点は、構成される及び／又は使用される及び／又は適している。

本発明は、第２の側面にしたがって、
−１つの一次側及び１つの二次側と、
−当該一次側に接続されている１つの一次線路又は入力線路と、
−当該二次側に接続されている１つの二次線路又は出力線路と、
−当該入力線路又は当該出力線路内に構成されている１つの保護開閉器と、
−当該入力線路及び／又は当該出力線路内の電気パラメータを検出し得り、対応する少なくとも１つの測定信号を生成し得る１つのセンサと、
−当該変換比を変更又は設定又は調整するための１つの調整装置と、
−当該調整装置と当該保護開閉器と当該センサとに相互接続されている１つの制御装置とから構成される、配電系統の電力系統接続点用の調整変圧器を提唱する。この場合、この電力系統接続点は、特に当該第１の観点にしたがって提唱されている複数の電力系統接続点のうちの１つの電力系統接続点と同様である。
・当該調整変圧器が、既定の及び／又は既定可能な及び／又は予め設定されている及び／又は予め設定可能な及び／又は適切な変換比を有するように、当該制御装置が、当該測定信号に応じて当該調整装置を制御し得り、
・当該保護開閉器が開くように、当該制御装置が、当該測定信号に応じて当該保護開閉器を制御し得るように、当該制御装置は構成されている。

この場合、
・当該調整変圧器が、既定の変換比を有すると、又は有する後に、当該保護開閉器が、当該制御によって開かれる。

当該調整変圧器は、例えば、当該センサを用いて当該制御装置によって確認され得る地絡、短絡又は落雷のような故障事象時に適切な変換比を設定することによって、例えば、まだ解除されていない、すなわち閉じられている当該保護開閉器に通電する非常に高い電流を低減し得る。したがって、当該提唱されている調整変圧器は、特に、例えば地絡、短絡又は落雷による解除時に、より少ない負荷とより少ない摩耗とを可能にする。

当該提唱されている調整変圧器は、必要に応じて任意に構成され得、例えば一相又は三相に構成され得、及び／又はその一次側及び／又はその二次側で調整可能である。特に、当該調整変圧器は、その一次側及び／又はその二次側に、当該調整装置に接続されている少なくとも２つのタップを有するそれぞれ少なくとも１つの調整巻線を備える。この代わりに又はこれに加えて、当該調整変圧器は、例えば、追加の若しくは別の少なくとも１つの入力線路、及び／又は追加の若しくは別の少なくとも１つの出力線路、及び／又は追加の若しくは別の少なくとも１つの保護開閉器、及び／又は追加の若しくは別の少なくとも１つのセンサ、及び／又は追加の若しくは別の少なくとも１つの制御装置から構成され得るか又は有し得る。特に、１つの入力線路と１つの出力線路とが、１つの三相交流電源の各相ごとに設けられている。追加の又は別の少なくとも１つのセンサが設けられている場合、当該制御装置が、特に当該センサにも相互接続されていて、当該調整装置が、当該相互接続されたセンサに由来する複数の測定信号のうちの少なくとも１つの測定信号に応じて制御されるように、及び／又は、当該保護開閉器が、当該相互接続されたセンサに由来する複数の測定信号のうちの少なくとも１つの測定信号に応じて制御されるように、当該制御装置が構成されている。当該電力系統接続点が、１つのローカルグリッドステーションである場合、当該調整変圧器は、例えば、調整可能なローカルグリッドトランス又はＲＯＮＴでもよい。

各入力線路は、当該電力系統接続点の複数の入力線路のうちの１つの入力線路の特に一部でもよい。各出力線路は、当該電力系統接続点の複数の出力線路のうちの１つの出力線路の特に一部でもよい。各保護開閉器は、当該電力系統接続点の複数の保護開閉器のうちの１つの保護開閉器の特に一部でもよい。各センサは、当該電力系統接続点の複数のセンサのうちの１つのセンサの特に一部でもよい。各調整装置は、当該電力系統接続点の複数の調整装置のうちの１つの調整装置の特に一部でもよい。各制御装置は、当該電力系統接続点の複数の制御装置のうちの１つの制御装置の特に一部でもよい。

各調整装置は、必要に応じて任意に構成され得、例えば、少なくとも１つの負荷時タップ切換器及び／又は少なくとも１つの半導体開閉器、特に電力半導体開閉器を有し得る。

提唱されているそれぞれの調整変圧器が、
・当該入力線路内に構成されている複数の保護開閉器のうちの少なくとも１つの保護開閉器と、
・２つの一次側端子又は入力端子と、
・これらの入力端子のそれぞれ１つの入力端子を、一次側に接続されていない当該入力線路の端部に接続する別の２つの保護開閉器とを有する、
−１つの一次側開閉器又は高圧開閉器を備えることが提唱され得る。

各一次側開閉器は、当該電力系統接続点の複数の一次側開閉器のうちの１つの一次側開閉器の特に少なくとも一部でもよい。

提唱されているそれぞれの調整変圧器が、
−当該調整変圧器の能動部品と当該調整装置とが配置されている１つのハウジングを有することが提唱され得る。

この場合、
−当該保護開閉器及び／又は当該一次側開閉器が、当該ハウジング内に配置されている。

これにより、このような調整変圧器が配置されている当該電力系統接続点内のより良好な空間の最適利用加が可能になる。

非常に有益な構成が、当該ハウジング内へのこの組み込みによって得られる。当該構成では、当該負荷時タップ切換器の開閉器と当該保護開閉器とが、空間的に近くに統合される。その結果、このとき、当該負荷時タップ切換器用の駆動部と、当該保護開閉器の駆動部とが、共通の１つの駆動部内に組み込まれ得る。さらに、全ての開閉器の制御が、当該負荷時タップ切換器の制御コンピュータによって遂行され得る。

当該調整変圧器が、油槽を有する油変圧器として構成されている場合、当該ハウジングは、例えば油槽でもよい。
−当該調整変圧器が、その内部に、温度信号を生成し得る少なくとも１つの温度センサ及び／又は圧力信号を生成し得る少なくとも１つの圧力センサを有し、
−当該制御装置が、それぞれの温度センサ及び／又はそれぞれの圧力センサに相互接続されていて、
・当該複数の保護開閉器のうちの少なくとも１つの保護開閉器が開くように、当該制御装置が、当該複数の温度信号のうちの少なくとも１つの温度信号及び／又は当該複数の圧力信号のうちの少なくとも１つの圧力信号に応じて、当該複数の保護開閉器のうちの少なくとも１つの保護開閉器を制御し得るように、当該制御装置は構成されていることが提唱され得る。

この開くことは、好ましくは即座に又は直ぐに又は遅延しないで実行される。

当該温度センサは、例えば、バイメタルスイッチ又は限界値解除装置を有する温度計から構成され得る。

当該調整変圧器が、１つのハウジングを有する場合、当該温度センサ及び／又は当該圧力センサが、このハウジング内に配置されている。

本発明は、第３の側面にしたがって、
−特に当該第２の観点にしたがって提唱されている複数の調整変圧器のうちの１つの調整変圧器と同様に構成されている、１つの一次側と１つの二次側とを有する１つの調整変圧器と、
−当該一次側に接続されている１つの一次線路又は入力線路と、
−当該二次側に接続されている１つの二次線路又は出力線路と、
−当該入力線路又は当該出力線路内に構成されている１つの保護開閉器とから構成される、配電系統用の電力系統接続点を操作するための方法を提唱する。この場合、この配電系統は、特に当該第１の観点にしたがって提唱されている複数の電力系統接続点のうちの１つの電力系統接続点と同様に構成されている複数の電力系統接続点を有する。

この場合、
−当該入力線路又は当該出力線路内の少なくとも１つの電気パラメータが、監視及び／又は測定及び／又は検出され、
−複数のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータが、故障基準を充足するときに、
・ステップａ）で、当該調整変圧器が、既定の及び／又は既定可能な及び／又は予め設定されている及び／又は予め設定可能な及び／又は適切な変換比を有するように、当該調整変圧器が、特に当該複数のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータに応じて制御され、
・ステップｂ）で、当該保護開閉器が、特に当該複数のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータに応じて開かれ、
−当該調整変圧器が、既定の変換比を有すると、又は有する後に、当該保護開閉器が、ステップｂ）で開かれる。

当該調整変圧器は、例えば、監視によって確認され得る地絡、短絡又は落雷のような故障事象時に適切な変換比を設定することによって、まだ解除されていない、すなわち閉じられている当該保護開閉器に通電する非常に高い電流を低減し得る。したがって、当該提唱されている方法は、特に、例えば地絡、短絡又は落雷による解除時に、より少ない負荷とより少ない摩耗とを可能にする。

当該提唱されている方法は、必要に応じて任意に構成され得、例えば、当該適切な既定の変換比が、既定の又は予め設定されている保護概念に相当するように構成され得る。当該保護概念は、必要に応じて選択可能であり及び／又は任意に選択され得、例えば、過電流の保護概念若しくは過電圧の保護概念若しくは不足電圧の保護概念として又は少なくとも２つのこれらの保護概念から成る組み合わせとして選択され得る。

当該提唱されている方法は、例えば、当該提唱されている複数の電力系統接続点のうちの１つの電力系統接続点の操作を可能にする。

それぞれの電気パラメータが、必要に応じて任意に選択され得、例えば、電流又は電圧又は位相シフト又は効率又は力率又は移動係数として選択され得る。当該監視されたパラメータは、例えば直接に監視又は測定又は検出されない別のパラメータを得るために必要に応じて任意に組み合わせて評価され得る。したがって、例えば、電圧が、別のパラメータとしての２つのパラメータである電流と位相シフトとから算出され得る。

当該故障基準は、必要に応じて任意に選択され得、例えば、当該パラメータが第１閾値よりも大きいか否か、及び／又は、その変化率が第２閾値よりも大きいか否かを検査し得る。
−ステップａ）で当該調整変圧器を制御するため、ステップｃ）で、第１制御信号が、当該調整変圧器に送信され、及び／又は
−ステップｂ）で当該保護開閉器を開くため、ステップｄ）で、第２制御信号又は第１制御信号が、当該保護開閉器に送信されることが提唱され得る。
−ステップｄ）が、ステップｃ）の後に実行されることが提唱され得る。
−ステップｄ）が、ステップｃ）の前に又はステップｃ）と同時に実行され、
−ステップｂ）で、当該保護開閉器が、遅延させて開かれることが提唱され得る。
−当該温度センサ及び／又は当該圧力が、当該調整変圧器内で監視され、
−当該温度が、故障基準を充足するときに、及び／又は、当該圧力が、故障基準を充足するときに、当該保護開閉器が開かれることが提唱され得る。

この保護開閉器は、好ましくは即座に又は直ぐに又は遅延しないで開かれる。

これに応じて、本発明の上記の複数の観点のうちの１つの観点に対する、特にこの観点の個々の特徴に対する説明及び実施の形態は、本発明のその他の観点に対しても同様に成立する。

以下に、本発明のさらなる実施の形態を、添付図面に基づいて例示的に詳しく説明する。しかしながら、これらの実施の形態からもたらされる個々の特徴は、当該個々の実施の形態に限定されないで、上記の個々の別の特徴及び／又はその他の実施の形態の個々の特徴と結合及び／又は組み合わせされ得る。図面中の詳細は、説明にすぎず、限定するものではない。特許請求の範囲に記載されている符号は、本発明の保護範囲を全く限定せず、当該図面に示された実施の形態だけを示す。

環状の配電系統内に含まれている電力系統接続点の第１の実施の形態を示す。 調整変圧器の好適な実施の形態を有する配電系統用の電力系統接続点の第２の実施の形態を示す。

図１には、配電系統１９用の電力系統接続点１０の第１の実施の形態が、概略的に示されている。配電系統１９は、例えば、環状の配電系統のトポロジー内の中電圧の送電系統である。当該中電圧の送電系統は、図示されていない高電圧の送電系統から電力用変圧器２１を有する変電所２０経由で給電され、複数の電力系統接続点１０，１０′，１０″内に含まれている。これらの電力系統接続点１０，１０′，１０″のうちの電力系統接続点１０だけが詳しく説明されている。

この実施の形態の場合、電力系統接続点１０は、一次側と二次側とを有する調整変圧器１１と、この一次側に接続されている入力線路１２と、この二次側に接続されている出力線路１３と、この入力線路１２内に構成されている保護開閉器１４と、この入力線路１２内の電気的パラメータを検出し、測定信号を生成し得るセンサ１５と、この調整変圧器１１とこの保護開閉器１４とこのセンサ１５とに接続されている制御装置１６と、例えば低圧分配装置である二次側分配装置２２とを備える。

この実施の形態の場合、電力系統接続点１０は、例えば中電圧開閉器であり、保護開閉器１４と２つの入力線路２４′，２４″と２つの別の保護開閉器２５′，２５″とを有する一次側開閉器１７をさらに備える。この保護開閉器１４とこれらの入力線路２４′，２４″とこれらの別の保護開閉器２５′，２５″とは、制御装置１６に相互接続されている。それぞれの電力系統接続点１０が、保護開閉器２５′，２５″のうちの１つの保護開閉器を介して調整変圧器１１から離れた保護開閉器１４の端部と当該一次側に接続されていない入力線路１２の端部とに接続されていることによって、電力系統接続点１０が、入力端子２４′，２４″を介して環状の配電系統１９内に含まれている。

調整変圧器１１は、例えば調整可能なローカルグリッドトランスである。当該調整可能なこのローカルグリッドトランスは、ＲＯＮＴとも記され、能動部品２６と、調整変圧器１１の変換比を変更するための調整装置１８とハウジング２７とを有する。この能動部品２６及びこの調整装置１８が、このハウジング２７内に構成されている。この調整装置１８は、能動部品２６の一次側に接続されていて、制御のために制御装置１６に相互接続されていて、例えば負荷時タップ切換器である。調整装置１８が、配電系統１９の各相ごとに図示されていない複数のタップを有する調整巻線を備える。

二次側分配装置２２が、複数の端子を有する母線２３を備える。当該母線２３を通じて、例えば、世帯のようなエネルギー消費設備が、電力系統接続点１０によって生成された低電圧を取得し得り、及び／又は、太陽光発電システム及び風力タービンのようなエネルギー生成設備が、その生成された電気エネルギーを配電系統１９に供給し得る。

センサ１５は、例えば電流センサであり、変流器として構成されている。その結果、このセンサ１５は、パラメータとして入力線路１２中の電流を検出し得り、測定信号として電流信号を生成し得る。

調整変圧器１１が、予め設定されている保護概念に相当する、すなわち適切な既定の変換比を有するように、制御装置１６が、調整装置１８、すなわちこの調整変圧器１１を当該電流信号に応じて制御し得るように、且つ、保護開閉器１４が開くように、この制御装置１６が、この保護開閉器１４を当該測定信号に応じて制御し得るように、この制御装置１６は構成されている。この場合、調整変圧器１１が、適切な変換比を有すると、又は有する後に、保護開閉器１４が、当該制御によって開かれる。したがって、調整変圧器１１の当該制御に対して或る時間間隔だけ遅延して、保護開閉器１４が、当該制御によって開かれる。

例えば過電流の保護概念が、保護概念として制御装置１６内に格納されている。この過電流の保護概念によれば、実際の変換比が、最大変換比である場合は、制御装置１６が、この最大変換比を適切な変換比として決定し、実際の変換比が、最大変換比でない場合は、制御装置１６が、当該実際の変換比に対してその次に大きい変換比である変換比を適切な変換比として決定する。

この実施の形態の場合、保護開閉器１４の制御が、調整変圧器１１の制御と同時に実行され、この保護開閉器１４が、遅延手段２８に相互接続されているように、制御装置１６が構成されていて、この遅延手段２８が、この保護開閉器１４を既定の時間間隔だけ遅延させて開くように、この遅延手段２８は構成されている。保護開閉器１４は、例えば図示されていないリレーによって操作され、遅延手段２８が、例えば図示されていないコイルを有する。このコイルは、このリレーの励磁コイルに直列に接続されている。調整変圧器１１が、適切な変換比に切り換えられ得るように、当該既定の時間間隔が選択されている。

以下に、配電系統１９用の電力系統接続点１０を操作するための方法の第１の実施の形態を詳しく説明する。この場合、電力系統接続点１０は、例えば図１に示された電力系統接続点１０である。

この実施の形態の場合、入力線路１２中の電流が監視される。この監視は、例えばセンサ１５と制御装置１６とを用いて実行される。例えば、当該電流が、予め設定されている対応する過電流の保護概念、すなわち既定の閾値よりも大きいか否か、すなわち当該電流が、故障基準を満たすか否かが検査されるように、当該監視は実行される。

この検査が、この場合に該当することを明らかにする場合、すなわち当該電流が、当該故障基準を充足する場合は、調整変圧器１１が、既定の適切な変換比を有するように、この調整変圧器１１が、ステップａ）で制御され、保護開閉器１４が、ステップｂ）で開かれる。これらのステップは、例えば制御装置１６によって実行される。

ステップａ）で調整変圧器１１を制御するため、ステップｃ）で、第１制御信号が、調整装置１８、すなわち調整変圧器１１に送信される。当該送信は、例えば制御装置１６によって実行される。

ステップｂ）で保護開閉器１４を開くため、ステップｄ）で、当該第１制御信号が、保護開閉器１４に送信され、ステップｄ）が、ステップｃ）と同時に実行される。これらのステップは、例えば制御装置１６によって実行される。

ステップｂ）では、保護開閉器１４が、遅延して開かれる。当該遅延は、例えば遅延手段２８によって実行される。したがって、調整変圧器１１が、既定の変換比を有すると、又は有する後に、保護開閉器１４が、ステップｂ）で開かれる。

図２には、配電系統１９用の電力系統接続点１０の第２の実施の形態が概略的に示されている。この第２の実施の形態は、第１の実施の形態に似ているので、以下では特に相違点を詳しく説明する。

この実施の形態の場合、調整変圧器１１が、好適な実施の形態にしたがって構成されていて、遅延手段２８が省略されている。

調整変圧器１１は、例えば、入力線路１２と、出力線路１３と、保護開閉器１４と、センサ１５と、制御装置１６と、高圧開閉器１７と、温度信号を生成し得る温度センサ２９と、圧力信号を生成し得る圧力センサ３０とを有する。調整変圧器１１は、油変圧器として構成されている。そのハウジング２７が、密閉して閉鎖されている油槽である。当該油槽は、油で充填されていて、入力線路１２とセンサ１５と高圧開閉器１７と温度センサ２９と圧力センサ３０とを収容する。

保護開閉器１４が即座に開くように、例えば、ハウジング２７内の温度が、既定の閾値を超える場合に、当該温度信号に応じてこの保護開閉器１４を制御し得るように、及び、例えば、ハウジング２７内の温度が、既定の閾値を超える場合に、当該圧力信号に応じてこの保護開閉器１４を制御し得るように、制御装置１６が、温度センサ２９と圧力センサ３０とに相互接続されている。

電力系統接続点１０のこの実施の形態の場合、保護開閉器１４の制御が、調整変圧器１１の制御後に既定の時間間隔だけ遅延して実行される。それ故に、電力系統接続点１０の第１の実施の形態の場合のような遅延手段２８が必要でない。

以下に、配電系統１９用の電力系統接続点１０を操作するための方法の第２の実施の形態を詳しく説明する。この場合、電力系統接続点１０は、例えば図２に示された電力系統接続点１０である。この第２の実施の形態は、第１の実施の形態に似ているので、以下では特に相違点を詳しく説明する。

この実施の形態の場合、ステップｄ）で、第２制御信号が、保護開閉器１４に送信され、ステップｄ）は、ステップｃ）後に実行される。これらのステップは、例えば制御装置１６によって実行される。

ステップｂ）では、保護開閉器１４が、当該第２制御信号の取得後に即座に又は直ぐに又は遅延しないで開く。ステップｄ）が、ステップｃ）の後に実行されるので、調整変圧器１１が、既定の変換比を有すると、又は有する後に、保護開閉器１４が開かれる。

１０ 電力系統接続点、ローカルグリッドトランス
１１ 調整変圧器
１２ 入力線路
１３ 出力線路
１４ 保護開閉器
１５ センサ
１６ 制御装置
１７ 一次側開閉器（高圧開閉器）
１８ 調整装置
１９ 配電系統
２０ 変電所（サブステーション）
２１ 電力用変圧器
２２ 二次側分配装置（低圧分配装置）
２３ 母線
２４ 入力端子
２５ 別の保護開閉器
２６ １１の能動部品
２７ １１のハウジング
２８ 遅延手段
２９ 温度センサ
３０ 圧力センサ

Claims (14)

1. −１つの一次側と１つの二次側とを有する１つの調整変圧器（１１）と、
   −前記一次側に接続されている１つの入力線路（１２）と、
   −前記二次側に接続されている１つの出力線路（１３）と、
   −前記入力線路（１２）又は前記出力線路（１３）内に構成されている１つの保護開閉器（１４）と、
   −前記入力線路（１２）及び／又は前記出力線路（１３）内の電気パラメータを検出し得り、測定信号を生成し得る１つのセンサ（１５）と、
   −前記調整変圧器（１１）と前記保護開閉器（１４）と前記センサ（１５）とに相互接続されている１つの制御装置（１６）とから構成される、配電系統（１９）用の電力系統接続点（１０）、特に変電所又はローカルグリッドステーションであって、
   ・前記調整変圧器（１１）が、既定の変換比を有するように、前記制御装置（１６）が、前記測定信号に応じて前記調整変圧器（１１）を制御し得り、
   ・前記保護開閉器（１４）が開くように、前記制御装置（１６）が、前記測定信号に応じて前記保護開閉器（１４）を制御し得るように、前記制御装置（１６）は構成されている、前記電力系統接続点（１０）において、
   −前記調整変圧器（１１）が、前記既定の変換比を有すると、前記保護開閉器（１４）が、当該制御によって開かれる当該電力系統接続点（１０）。
2. −前記保護開閉器（１４）が、前記調整変圧器（１１）の制御後に制御されるように、前記制御装置（１６）が構成されている請求項１に記載の電力系統接続点（１０）。
3. −前記保護開閉器（１４）が、前記調整変圧器（１１）の制御前に又は当該制御と同時に制御されるように、前記制御装置（１６）が構成されていて、
   −前記保護開閉器（１４）が、この保護開閉器（１４）を遅延させて開くように構成されている１つの遅延手段に相互接続されている請求項２に記載の電力系統接続点（１０）。
4. ・前記入力線路（１２）内に構成されている前記保護開閉器（１４）と、
   ・２つの入力端子と、
   ・これらの入力端子のそれぞれ１つの入力端子を、前記一次側に接続されていない前記入力線路（１２）の端部に接続する別の２つの保護開閉器とを有する、
   −１つの一次開閉器（１７）を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力系統接続点（１０）。
5. −前記入力線路及び／又は前記出力線路に相互接続されていて、特に動的フィルタ及び／又は能動フィルタから構成される１つのフィルタ、
   −前記入力線路及び／又は前記出力線路に接続されている１つのコンデンサーバンク、及び／又は
   −前記入力線路及び／又は特に前記出力線路に相互接続されていて、特に電気エネルギー貯蔵システム及び／又は化学エネルギー貯蔵システム及び／又は熱エネルギー貯蔵システム及び／又は圧縮空気貯蔵システムから構成される１つのエネルギー貯蔵システムを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力系統接続点（１０）。
6. −１つの一次側及び１つの二次側と、
   −前記一次側に接続されている１つの入力線路（１２）と、
   −前記二次側に接続されている１つの出力線路（１３）と、
   −前記入力線路（１２）又は前記出力線路（１３）内に構成されている１つの保護開閉器（１４）と、
   −前記入力線路（１２）及び／又は前記出力線路（１３）内の電気パラメータを検出し得り、測定信号を生成し得る１つのセンサ（１５）と、
   −変換比を変更するための１つの調整装置（１８）と、
   −前記調整装置（１８）と前記保護開閉器（１４）と前記センサ（１５）とに相互接続されている１つの制御装置（１６）とから構成される、配電系統の電力系統接続点用の調整変圧器であって、前記電力系統接続点（１０）が、特に請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力系統接続点（１０）にしたがって構成されていて、
   ・前記調整変圧器（１１）が、既定の変換比を有するように、前記制御装置（１６）が、前記測定信号に応じて前記調整装置（１８）を制御し得り、
   ・前記保護開閉器（１４）が開くように、前記制御装置（１６）が、前記測定信号に応じて前記保護開閉器（１４）を制御し得るように、前記制御装置（１６）は構成されている当該調整変圧器（１１）において、
   −前記調整変圧器（１１）が、前記既定の変換比を有すると、前記保護開閉器（１４）が、当該制御によって開かれる当該調整変圧器（１１）。
7. ・前記入力線路（１２）内に構成されている前記保護開閉器（１４）と、
   ・２つの入力端子と、
   ・これらの入力端子のそれぞれ１つの入力端子を、前記一次側に接続されていない前記入力線路（１２）の端部に接続する別の２つの保護開閉器とを有する、１つの一次開閉器（１７）を備える請求項６に記載の調整変圧器（１１）。
8. −前記調整変圧器（１１）の能動部品と前記調整装置（１８）とが配置されている１つのハウジングを有し、
   −前記保護開閉器（１４）及び／又は前記一次開閉器（１７）が、前記ハウジング内に配置されている請求項６又は７に記載の調整変圧器（１１）。
9. −前記調整変圧器（１１）が、その内部に、温度信号を生成し得る１つの温度センサ及び／又は圧力信号を生成し得る１つの圧力センサを有し、
   −前記制御装置（１６）が、前記温度センサ及び／又は前記圧力センサに相互接続されていて、
   ・前記保護開閉器（１４）が開くように、前記制御装置（１６）が、前記温度信号及び／又は前記圧力信号に応じて、前記保護開閉器（１４）を制御し得るように、前記制御装置（１６）は構成されている請求項６〜８のいずれか１項に記載の調整変圧器（１１）。
10. 特に請求項１〜９のいずれか１項にしたがって構成されている電力系統接続点（１０）が、
    −１つの一次側と１つの二次側とを有する１つの調整変圧器（１１）と、
    −前記一次側に接続されている１つの入力線路（１２）と、
    −前記二次側に接続されている１つの出力線路（１３）と、
    −前記入力線路（１２）又は前記出力線路（１３）内に構成されている１つの保護開閉器（１４）とから構成される、配電系統（１９）用の前記電力系統接続点（１０）を操作するための方法において、
    −前記入力線路（１２）又は前記出力線路（１３）内の１つの電気パラメータが監視され、
    −前記パラメータが、故障基準を充足するときに、
    ・ステップａ）で、前記調整変圧器（１１）が、既定の変換比を有するように、前記調整変圧器（１１）が、特に前記パラメータに応じて制御され、
    ・ステップｂ）で、前記保護開閉器（１４）が、特に前記パラメータに応じて開かれ、
    −前記調整変圧器（１１）が、前記既定の変換比を有すると、前記保護開閉器（１４）が、ステップｂ）で開かれる当該方法。
11. −ステップａ）で前記調整変圧器（１１）を制御するため、ステップｃ）で、第１制御信号が、前記調整変圧器（１１）に送信され、及び／又は
    −ステップｂ）で前記保護開閉器（１４）を開くため、ステップｄ）で、第２制御信号又は前記第１制御信号が、前記保護開閉器（１４）に送信される請求項１０に記載の方法。
12. −ステップｄ）が、ステップｃ）の後に実行される請求項１１に記載の方法。
13. −ステップｄ）が、ステップｃ）の前に又はステップｃ）と同時に実行され、
    −ステップｂ）で、前記保護開閉器（１４）が、遅延させて開かれる請求項１２に記載の方法。
14. −前記温度センサ及び／又は前記圧力が、前記調整変圧器（１１）内で監視され、
    −温度が、故障基準を充足するときに、及び／又は、圧力が、故障基準を充足するときに、前記保護開閉器（１４）が開かれる請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の方法。

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