JP2666946B2 - コンデンサ開閉性能試験装置 - Google Patents

コンデンサ開閉性能試験装置

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JP2666946B2 JP3561188A JP3561188A JP2666946B2 JP 2666946 B2 JP2666946 B2 JP 2666946B2 JP 3561188 A JP3561188 A JP 3561188A JP 3561188 A JP3561188 A JP 3561188A JP 2666946 B2 JP2666946 B2 JP 2666946B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は遮断器や開閉器等のコンデンサ開閉性能を評
価するためのコンデンサ開閉性能試験装置に関する。
(従来の技術) 電力系統の調相設備の1つとしてSCバンクや系統に発
生する高調波成分を抑制するためのフィルタバンクが使
用される。この場合、SCバンク7およびフィルタバンク
の主構成要素としてはコンデンサが用いられるため、進
相電流が流れる。
しかして、このような進相電流の開閉を目的とするも
のとして、遮断器や開閉器が使用される。ところが、こ
のようなものに使用される開閉装置は、一般の変圧器や
回転電機などに使用される開閉装置と比較して、電流遮
断時に開閉極間に加わる回復電圧が著しく大きくなるた
め、厳しい条件下で使用されると言える。このためSCバ
ンクやフィルタバンクへ適用する開閉装置は、事前にど
の程度の条件まで適用可能か充分評価する必要がある。
一般に中圧クラスの系統ではSCバンクやフィルタバン
クは非接地の3相回路構成となっている。この回路で電
流遮断を行なうと、まず、遮断第1相では第5図(a)
に示すように電源側対地電圧11に対して1.5PUの直流電
圧が負荷側対地電圧12として残り、遮断第2相では第5
図(b)に示すように電源側対地電圧113に対して0.87P
Uの直流電圧が負荷側対地電圧14として残り、さらに遮
断第3相では第5図(c)に示すように電源側対地電圧
15に対して−0.87PUの直流電圧が負荷側対地電圧16とし
て残るようになる。ここで、1PUは系統相電圧波高値で
ある。このため、開閉極間には遮断第1相では2.5PU、
遮断第2,3相では1.87PUの電圧が加わる。このような現
象の基で開閉装置のコンデンサ開閉性能を評価する手法
としては、実規模の回路を構成し評価する手法が最も正
確である。
しかし、最近のように系統が大容量化して来ると、コ
ンデンサバンク,フィルタバンクの高電圧化,大容量化
が進められ、このような回路へ適用する開閉装置の性能
を実規模回路で評価するとすれば評価装置が大形化し、
費用的にも問題が生じてくる。
そこで、最近では、合成試験でコンデンサ開閉性能を
評価する方法が検討されている。現在使用されている合
成試験法に用いられる構成として第6図に示すようなも
のがある。このものは電流源電源21と電圧源電源22を夫
々1個有し、電流源電源21の出力部にリアクトル23を介
して補助遮断器24を接続し、そらに供試開閉装置25が接
続され、電圧源電源22の出力はコンデンサ26を介して、
補助遮断器24と供試開閉装置25に接続される構成となっ
ている。このような構成において、通電中の補助遮断器
24と供試開閉装置25を同時に開極し電流を遮断すると供
試開閉装置25極間には第7図に示す電圧が印加される。
共通評価試験を行なう場合には、極間電圧に加わる電圧
が最も高くなる遮断第1相の場合を模擬し、第7図に示
すように実系統での遮断第1相極間電圧27に対して合成
試験時の極間電圧28の波高値が同じになるように合成試
験が行なわれる。
ここで3相実系統においてコンデンサバンク,フィル
タバンク回路へ適用される開閉装置では、電流遮断時に
極間に加わる電圧は上述したように各相2.5PU,±1.87PU
の値となり、これら値は各電流遮断毎により発生する相
がランダムに変化する。またアーク時間も遮断第1相に
ついて言えば、実系統では1/6サイクル程度が最大であ
るが、単相の合成試験では1/2サイクル程度である。ま
たコンデンサ開閉時に発生する再点弧はかならずしも最
大極間電圧の発生する遮断第1相で発生するとは言え
ず、極間電圧の低い遮断第2,3相で発生することもあ
る。このため、これら異なる条件の下での単相合成試験
では実系統の現象と異なる結果になってしまうことがあ
る。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来の試験装置による単相合成試験で
は、極間に発生する電圧,アーク時間,各相ランダム開
閉等に問題があった。そこで、本発明ではこれら問題点
を3相合成試験で実系統で発生する電流,極間電圧を模
擬し、実際の現象と等価の試験を実現できるコンデンサ
開閉性能試験装置を提供するにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 少なくとも中性点が共通接続された3相の電流源電源
と、少なくとも中性点が共通接続された3相の電圧源
と、これら電流源電源と電圧源電源の間に直列接続され
た3相の第1の開閉装置およびコンデンサと、これら第
1の開閉装置とコンデンサの接続点に一方の各相端子が
接続されるとともに少なくとも他方の各相端子が共通接
続された3相の第2の開閉装置を具備し、上記第1およ
び第2の開閉装置の一方を補助開閉装置、他方を供試開
閉装置とするようになっている。
(作用) このような構成において通電中の補助遮断器と、供試
開閉装置を同時開局すると、供試開閉装置の遮断第1相
極間には遮断時のコンデンサの電位と電圧源電圧及び第
1相より第2,3相遮断点までの電圧源電源中性点電位シ
フト分が加えられ、最大2.5PUの電圧が印加される。一
方、遮断する第2,3相での供試開閉装置の極間には遮断
時のコンデンサの電位と電圧源電圧が加えられ、最大1.
87PUの電圧が印加される。
これにより電流遮断過程で、見かけ上供試開閉装置の
極間には、実系統において開閉装置極間に印加されると
同等の電圧が印加されるようになる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例を図面にしたがい説明す
る。
第1図は同実施例の回路構成を示している。図におい
て、31は中性点を共通接続されるとももに接地された3
相の電流源電源、22は中性点が共通接続され且つ非接地
の3相の電圧源電源で、これら電流源電源31と電圧源電
源の間に3相のリアクトル33、補助遮断器34およびコン
デンサ35を直列に接続する。
そして、3相の補助遮断器34とコンデンサ35との接続
点に3相の供試開閉装置35の一方の各相端子を接続す
る。この場合、供試開閉装置36は他方の各相端子を共通
接続し且つ非接地状態になっている。
次に、このように構成した実施例の動作を説明する。
この場合、電流源電源31の電圧Viと電圧源電源32の電
圧Vvは各相同相電圧で、Vi<Vv、リアクトル33のインピ
ーダンスZLとコンデンサ35のインピーダンスZCの関係は
ZL≪ZL、そして電流源電源31より流出する電流iiと電圧
電源32より流出する電流ivはii≫ivとなるように夫々設
定され、かつ、iiとivは180゜位相のずれた波形で、各
電流零点は一致するものとする。
ここで、補助遮断器34と供試開閉装置36が投入状態に
あると、ii,ivの合成電流が供試開閉装置36を流れる。
このときii≫ivであるから合成電流はiiで決まる。
この状態から補助遮断器33と供試開閉装置36を同時に
開極する。すると、合成電流の最初の零点(開極後、す
ぐ電流零点が来る時は次の零点)で3相中の1相が遮断
される。この時の電圧源電源32の当該相電圧値がコンデ
ンサ35にチャージされ維持される。ここで、1相が遮断
されると、他の2相が遮断されるまでの位相差は90゜あ
り、また、ZL≪ZCであるから供試開閉装置36の共通接続
点の電位はほぼ大地電位に近い状態を維持する。このた
め、電圧源電源32の中性点が1相遮断後他の2相遮断ま
での時間の間に電圧シフトされる。この結果として、供
試開閉装置36の遮断第1相極間には第2図(a)に示す
電圧が印加される。また、遮断第2,3相は、電圧源電源3
2の当該相電圧値と中性点の電圧シフトに対応した値が
コンデンサ35に各々チャージされ、維持されるので、遮
断第2,3相の供試開閉装置36の極間には第2図(b)
(c)に示すような電圧が印加されることになる。
したがって、このようにすれば電流遮断の過程におい
て、見掛け上供試開閉装置の極間に、実系統の開閉装置
が局間に印加されると同等の電圧を与えるようにできる
ので、開閉装置のコンデンサ開閉性能の評価を精度よく
行なうことができる。また、リアクトルを調整すること
で負荷電流を調整することができ、さらに、変圧器とIV
Rを組合わせることで電圧源電源による試験電圧を調整
できるなど、電圧、電流を簡単に可変することもできる
ので、幅の広い性能評価を行なうことができる。
次に、第3図は本発明の他の実施例を示すものであ
る。
ところで、実系統で再点弧が発生すると、数PUのサー
ジが発生し、このサージにより、さらに再点弧が繰返さ
れ、対地間、相間で絶縁破壊を招くことがある。従来の
単相の合成試験では、供試開閉装置が再点弧を1回発生
するかどうかの評価が可能なだけで、再点弧が発生する
ことで2次的にどのような影響が現われるか評価するこ
とができなかった。そこで、この他の実施例では、再点
弧が発生したときに他相に発生する過電圧を実系統と同
等に発生させることで繰返し再点弧を発生する現象につ
いても評価可能にしている。
この場合、第3図では、3相の電圧源電源32の共通接
続された中性点をコンデンサ37の介して接地し、また、
供試開閉装置36の共通接続された他方端子をコンデンサ
38を介して接地している。その他は、第1図と同様であ
り、同一部分には同符号を付して説明を省略している。
しかして、このように構成しても上述した実施例と同
様な効果が期待できる。この場合、電流が遮断されると
遮断第1相には2.5PU、遮断第2,3相には1.87PUもの電圧
が極間に印加される。ここで、供試開閉装置36の極間耐
圧がこの電圧に耐えられないと、極間で絶縁破壊、即ち
再点弧が発生する。そして、再点弧が発生すると過電圧
が発生することが知られているが、この過電圧が他相に
廻りこみ、他相の極間電圧に過電圧が発生し、この過電
圧により多層でも再点弧が発生し、さらに大きな過電圧
を発生する。
この他の実施例では遮断第1相極間電圧の最初の波高
値で再点弧が発生したと仮定すると、図に示す高周波電
流39が流れる。すると、この高周波電流39により電圧源
電源32の中性点電圧が変動し、この変動分が他相の極間
電圧に重畳する。これによって他相の極間電圧にも、再
点弧にともなう過電圧が第4図に示すように発生する。
これにより、供試開閉装置36の1相が再点弧を起したこ
とによる影響で他相が再点弧するかどうかの評価を行な
うこともできるようになる。
なお、この発明は、上記実施例にのみ限定されず、要
旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例え
ば、補助遮断器34と供試開閉装置36を入替えるようにし
ても上述した実施例と同様と効果が期待できる。また、
電圧源電源32の各相電源にリアクトルとコンデンサの直
列回路を並列接続するようにしてもよい。こうすると、
再点弧時に流れる高周波電流がリアクトルとコンデンサ
の直列回路に分流するため、リアクトルとコンデンサの
定数選定により再点弧時に他相に発生するサージ周波数
を選択することができる。さらに、電流源電源31の中性
点を非接地とし、供試開閉装置36の共通接続部を直接接
地するようにしてもよい。
[発明の効果] この発明は、少なくとも中性点が共通接続された3相
の電流源電源と、少なくとも中性点が共通接続された3
相の電圧源電源と、これら電流源電源と電圧源電源の間
に直列接続された3相の第1の開閉装置およびコンデン
サと、これら第1の開閉装置とコンデンサの接続点に一
方の各相端子が接続されるとともに少なくとも他方の各
相端子が共通接続された3相の第2の開閉装置を有し、
上記第1および第2の開閉装置の一方を補助開閉装置、
他方を供試開閉装置とするようになっている。これによ
り3相合成試験において実系統で発生する電流、極間電
圧を模擬し、実際の現象と等価な試験を実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第2図は
同実施例の動作を説明するための図、第3図は本発明の
他実施例を示す回路構成図、第4図は同実施例の動作を
説明するための図、第5図乃至第7図は従来のコンデン
サ開閉性能試験装置の一例を説明するための図である。 31……電流源電源、32……電圧源電源、33……リアクト
ル、34……補助遮断器、35……コンデンサ、36……供試
開閉装置、37,38……コンデンサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも中性点が共通接続された3相の
    電流源電源と、少なくとも中性点が共通接続された3相
    の電圧源電源と、これら電流源電源と電圧源電源の間に
    直列接続された3相の第1の開閉装置およびコンデンサ
    と、これら第1の開閉装置とコンデンサの接続点に一方
    の各相端子が接続されるとともに少なくとも他方の各相
    端子が共通接続された3相の第2の開閉装置を具備し、
    上記第1および第2の開閉装置の一方を補助開閉装置、
    他方を供試開閉装置とするようにしたことを特徴とする
    コンデンサ開閉性能試験装置。
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