JP3022232B2 - 位相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法 - Google Patents
位相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法Info
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- H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
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- H02J3/1878—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using tap changing or phase shifting transformers
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位相調整用変圧器、及び
その変圧器の保護方法に係り、特に、電力系統の電圧位
相、または電圧値と電圧位相を調整するために電力系統
に挿入される変圧器と、該変圧器に位相調整のための電
圧を供給する調整変圧器とを備えているものに好的な位
相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法に関する。
その変圧器の保護方法に係り、特に、電力系統の電圧位
相、または電圧値と電圧位相を調整するために電力系統
に挿入される変圧器と、該変圧器に位相調整のための電
圧を供給する調整変圧器とを備えているものに好的な位
相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力用変圧器は、一般に各巻線の差電流
によって内部事故を検出し保護されている。電源投入時
などで変圧器鉄心が磁気飽和した際に発生する励磁突入
電流も差電流として検出されるので、何等かの方法で内
部事故と判別する必要がある。鉄心磁気飽和等の差電流
は一般に片極性の半波波形であり、第２高調波成分を多
く含むことから、第２高調波抑制法によって内部事故と
鉄心磁気飽和とを判定している。
によって内部事故を検出し保護されている。電源投入時
などで変圧器鉄心が磁気飽和した際に発生する励磁突入
電流も差電流として検出されるので、何等かの方法で内
部事故と判別する必要がある。鉄心磁気飽和等の差電流
は一般に片極性の半波波形であり、第２高調波成分を多
く含むことから、第２高調波抑制法によって内部事故と
鉄心磁気飽和とを判定している。
【０００３】一方、負荷時電圧調整器等のように、タッ
プ巻線のタップを切り換えて出力側の電圧値を調整する
ような場合には、タップ巻線の巻数が運転タップによっ
て変わるため電流の巻数換算が困難となり、上述のよう
な差電流を使う方法を用いることができない。
プ巻線のタップを切り換えて出力側の電圧値を調整する
ような場合には、タップ巻線の巻数が運転タップによっ
て変わるため電流の巻数換算が困難となり、上述のよう
な差電流を使う方法を用いることができない。
【０００４】一般にタップ巻線を有する変圧器では、例
えば日立評論ＶＯＬ．５６Ｎo.３Ｐ１３〜１８の「５０
０ｋＶ系統の保護継電方式」に記載されている如く、電
流位相比較方式が用いられる。この方式では、調整巻線
電流ＩE とタップ巻線電流ＩT の比ＩE／ＩTの比率と位
相を用いて内部事故を検出する電流比較継電器（６１Ｔ
Ｒ）が用いられる。この電流比較継電器の特性を図２に
示す。
えば日立評論ＶＯＬ．５６Ｎo.３Ｐ１３〜１８の「５０
０ｋＶ系統の保護継電方式」に記載されている如く、電
流位相比較方式が用いられる。この方式では、調整巻線
電流ＩE とタップ巻線電流ＩT の比ＩE／ＩTの比率と位
相を用いて内部事故を検出する電流比較継電器（６１Ｔ
Ｒ）が用いられる。この電流比較継電器の特性を図２に
示す。
【０００５】一般に、タップ巻線は低圧側になるので調
整巻線電流ＩE よりもタップ巻線電流ＩT の方が大き
く、健全時にはＩE／ＩTの比率は１よりも小さくほぼ巻
数比に等しくなる。ところが、内部事故時には事故電流
の影響によりＩE／ＩTの比率は健全時よりもかなり大き
くなる。この特性を利用してＩE／ＩTの比率が所定値を
超えた時に変圧器の内部事故であると判定する。図２の
例では位相情報は用いていないが、比率と併せて位相情
報も用いて判定する場合もある。
整巻線電流ＩE よりもタップ巻線電流ＩT の方が大き
く、健全時にはＩE／ＩTの比率は１よりも小さくほぼ巻
数比に等しくなる。ところが、内部事故時には事故電流
の影響によりＩE／ＩTの比率は健全時よりもかなり大き
くなる。この特性を利用してＩE／ＩTの比率が所定値を
超えた時に変圧器の内部事故であると判定する。図２の
例では位相情報は用いていないが、比率と併せて位相情
報も用いて判定する場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した電流比較継電
器では、調整巻線電流ＩE とタップ巻線電流ＩT の比Ｉ
E／ＩTを用いて内部事故を検出する。
器では、調整巻線電流ＩE とタップ巻線電流ＩT の比Ｉ
E／ＩTを用いて内部事故を検出する。
【０００７】ところで、図３に示すように、位相調整器
用変圧器には電力系統に並列に接続される調整巻線，タ
ップを有し、直列変圧器の励磁巻線に所定の電圧を供給
するタップ巻線に加えて、第３高調波抑制のために三角
結線された安定巻線も用いられる。
用変圧器には電力系統に並列に接続される調整巻線，タ
ップを有し、直列変圧器の励磁巻線に所定の電圧を供給
するタップ巻線に加えて、第３高調波抑制のために三角
結線された安定巻線も用いられる。
【０００８】図３において、３は電力系統に直列に接続
された直列変圧器、４は電力系統に並列に接続された調
整変圧器、１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂ，２ｃは直列
変圧器３、及び調整変圧器４が接続された電力系統の送
電線を示す。直列変圧器３は送電線１ａ，１ｂ，１ｃ，
２ａ，２ｂ，２ｃと直列に接続される直列巻線３１ａ，
３１ｂ，３１ｃ、該直列巻線３１ａ，３１ｂ，３１ｃに
電圧を供給する励磁巻線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、直列
巻線３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、及び励磁巻線３２ａ，３
２ｂ，３２ｃが巻回配置される鉄心(図示せず)とで構成
されている。調整変圧器４は、電力系統と並列に接続さ
れる調整巻線４１ａ，４１ｂ，４１ｃ、直列変圧器３の
励磁巻線３２ａ，３２ｂ，３２ｃに所定の電圧を供給す
るタップ巻線４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、三角結線される
安定巻線４３ａ,４３ｂ,４３ｃ、調整巻線４１ａ，４１
ｂ，４１ｃ、及びタップ巻線４２ａ，４２ｂ，４２ｃが
巻回配置される鉄心（図示せず）とで構成されている。
ここで、添字のａ，ｂ，ｃはａ相，ｂ相，ｃ相を表わ
す。
された直列変圧器、４は電力系統に並列に接続された調
整変圧器、１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂ，２ｃは直列
変圧器３、及び調整変圧器４が接続された電力系統の送
電線を示す。直列変圧器３は送電線１ａ，１ｂ，１ｃ，
２ａ，２ｂ，２ｃと直列に接続される直列巻線３１ａ，
３１ｂ，３１ｃ、該直列巻線３１ａ，３１ｂ，３１ｃに
電圧を供給する励磁巻線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、直列
巻線３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、及び励磁巻線３２ａ，３
２ｂ，３２ｃが巻回配置される鉄心(図示せず)とで構成
されている。調整変圧器４は、電力系統と並列に接続さ
れる調整巻線４１ａ，４１ｂ，４１ｃ、直列変圧器３の
励磁巻線３２ａ，３２ｂ，３２ｃに所定の電圧を供給す
るタップ巻線４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、三角結線される
安定巻線４３ａ,４３ｂ,４３ｃ、調整巻線４１ａ，４１
ｂ，４１ｃ、及びタップ巻線４２ａ，４２ｂ，４２ｃが
巻回配置される鉄心（図示せず）とで構成されている。
ここで、添字のａ，ｂ，ｃはａ相，ｂ相，ｃ相を表わ
す。
【０００９】このような巻線構成の場合、上記した従来
技術の電流位相比較方式では、調整巻線４１ａ，４１
ｂ，４１ｃ、及びタップ巻線４２ａ，４２ｂ，４２ｃと
いう２巻線の電流情報しか用いていないため、内部事故
と外部事故を判別できない状況も起こり得る。
技術の電流位相比較方式では、調整巻線４１ａ，４１
ｂ，４１ｃ、及びタップ巻線４２ａ，４２ｂ，４２ｃと
いう２巻線の電流情報しか用いていないため、内部事故
と外部事故を判別できない状況も起こり得る。
【００１０】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、上記従来技術の欠点を克服
し、タップ巻線と調整巻線の他に第３の巻線を有するよ
うな位相調整用変圧器であっても内部事故を確実に検出
できる位相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法を
提供するにある。
その目的とするところは、上記従来技術の欠点を克服
し、タップ巻線と調整巻線の他に第３の巻線を有するよ
うな位相調整用変圧器であっても内部事故を確実に検出
できる位相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法を
提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、調整変圧器を構成する調整巻線，タップ
巻線，安定巻線の全ての巻線の電流情報、すなわち少な
くとも調整巻線電流ＩE と安定巻線電流ＩV の差電流と
タップ巻線電流ＩT との比(ＩE＋ＩV)／ＩTの比率を用
いるか、若しくはこの比率が、鉄心磁気飽和を伴う系統
事故時の比率よりも大きいことを用いることにより、タ
ップの位置に係らず内部事故のみを確実に検出できるよ
うにしたものである。
に本発明では、調整変圧器を構成する調整巻線，タップ
巻線，安定巻線の全ての巻線の電流情報、すなわち少な
くとも調整巻線電流ＩE と安定巻線電流ＩV の差電流と
タップ巻線電流ＩT との比(ＩE＋ＩV)／ＩTの比率を用
いるか、若しくはこの比率が、鉄心磁気飽和を伴う系統
事故時の比率よりも大きいことを用いることにより、タ
ップの位置に係らず内部事故のみを確実に検出できるよ
うにしたものである。
【００１２】
【作用】本発明の作用を具体的に説明する。
【００１３】図４は健全時の調整変圧器のａ相の各巻線
に流れる電流の分布を模式的に示したもので、図中の矢
印が電流の流れを表わす。４１ａは調整巻線、４２ａは
タップ巻線、４３ａは安定巻線であり、ＩE，ＩT及びＩ
V はそれぞれ調整巻線４１ａ，タップ巻線４２ａ、及び
安定巻線４３ａの電流である。また、５１ａ，５２ａ，
５３ａは、それぞれＩE ，ＩT ，ＩV を検出するための
電流変成器である。
に流れる電流の分布を模式的に示したもので、図中の矢
印が電流の流れを表わす。４１ａは調整巻線、４２ａは
タップ巻線、４３ａは安定巻線であり、ＩE，ＩT及びＩ
V はそれぞれ調整巻線４１ａ，タップ巻線４２ａ、及び
安定巻線４３ａの電流である。また、５１ａ，５２ａ，
５３ａは、それぞれＩE ，ＩT ，ＩV を検出するための
電流変成器である。
【００１４】周知の如く、健全時には調整巻線電流ＩE
による起磁力をタップ巻線電流ＩTと安定巻線電流ＩV
で打ち消すような電流分布となる。但し、安定巻線は通
常三角結線され負荷をとらないので、安定巻線電流ＩV
としては三角結線内を循環するごく小さい電流成分（≒
０）のみが検出される。従って、従来技術で用いられる
電流比率ＩE／ＩTと本発明の電流比率(ＩE＋ＩV)／ＩT
はいずれも調整巻線とタップ巻線の巻数比にほぼ等しい
値となる。
による起磁力をタップ巻線電流ＩTと安定巻線電流ＩV
で打ち消すような電流分布となる。但し、安定巻線は通
常三角結線され負荷をとらないので、安定巻線電流ＩV
としては三角結線内を循環するごく小さい電流成分（≒
０）のみが検出される。従って、従来技術で用いられる
電流比率ＩE／ＩTと本発明の電流比率(ＩE＋ＩV)／ＩT
はいずれも調整巻線とタップ巻線の巻数比にほぼ等しい
値となる。
【００１５】図５は内部事故時の調整変圧器の各巻線に
流れる電流の分布を模式的に示したものである。図中の
実線の矢印は各巻線電流中に含まれる事故電流成分を、
点線の矢印は負荷電流成分を表わす。ＩF は事故電流で
ある。図４と同一部分には同一符号を付している。巻線
短絡等の内部事故時には、調整巻線４１ａ，タップ巻線
４２ａ、及び安定巻線４３ａには、負荷電流成分に加え
て事故電流ＩF による起磁力を打ち消すような事故電流
成分も流れると考えられる。
流れる電流の分布を模式的に示したものである。図中の
実線の矢印は各巻線電流中に含まれる事故電流成分を、
点線の矢印は負荷電流成分を表わす。ＩF は事故電流で
ある。図４と同一部分には同一符号を付している。巻線
短絡等の内部事故時には、調整巻線４１ａ，タップ巻線
４２ａ、及び安定巻線４３ａには、負荷電流成分に加え
て事故電流ＩF による起磁力を打ち消すような事故電流
成分も流れると考えられる。
【００１６】一般に、負荷電流成分に比べて事故電流成
分の方が大きく、図示したように調整巻線電流ＩE ，タ
ップ巻線電流ＩT ，安定巻線電流ＩV の位相はお互いに
ほぼ同相で事故電流ＩF に対しては逆相となる。また、
調整巻線電流ＩE ，タップ巻線電流ＩT の値も巻数比に
よらず健全時よりもかなり大きくなるとともに、安定巻
線にも健全時よりははるかに大きな循環電流ＩV が流れ
る。従って、従来技術で用いられる電流比率ＩE／ＩTと
本発明の電流比率（ＩE＋ＩV）／ＩT はいずれも健全時
よりは大きな値となり、調整巻線電流ＩEと安定巻線電
流ＩVがほぼ同相であることから（ＩE＋ＩV）／ＩT の
方がより大きくなる。
分の方が大きく、図示したように調整巻線電流ＩE ，タ
ップ巻線電流ＩT ，安定巻線電流ＩV の位相はお互いに
ほぼ同相で事故電流ＩF に対しては逆相となる。また、
調整巻線電流ＩE ，タップ巻線電流ＩT の値も巻数比に
よらず健全時よりもかなり大きくなるとともに、安定巻
線にも健全時よりははるかに大きな循環電流ＩV が流れ
る。従って、従来技術で用いられる電流比率ＩE／ＩTと
本発明の電流比率（ＩE＋ＩV）／ＩT はいずれも健全時
よりは大きな値となり、調整巻線電流ＩEと安定巻線電
流ＩVがほぼ同相であることから（ＩE＋ＩV）／ＩT の
方がより大きくなる。
【００１７】図６は外部事故時の調整変圧器の各巻線に
流れる電流の分布を模式的に示したものである。図中の
実線の矢印は各巻線電流中に含まれる事故電流成分を、
点線の矢印は負荷電流成分を表わす。図４，図５と同一
部分には同一符号を付している。外部事故時には、調整
巻線４１ａ，タップ巻線４２ａ、及び安定巻線４３ａに
は負荷電流成分に加えて事故電流ＩF による起磁力を打
ち消すような事故電流成分も流れると考えられる。この
場合は、健全時と同じく調整巻線電流ＩE による起磁力
をタップ巻線電流ＩT と安定巻線電流ＩV で打ち消すよ
うな電流分布となる。健全時と異なる点は、安定巻線に
も無視し得ないレベルの循環電流ＩV が流れることであ
る。
流れる電流の分布を模式的に示したものである。図中の
実線の矢印は各巻線電流中に含まれる事故電流成分を、
点線の矢印は負荷電流成分を表わす。図４，図５と同一
部分には同一符号を付している。外部事故時には、調整
巻線４１ａ，タップ巻線４２ａ、及び安定巻線４３ａに
は負荷電流成分に加えて事故電流ＩF による起磁力を打
ち消すような事故電流成分も流れると考えられる。この
場合は、健全時と同じく調整巻線電流ＩE による起磁力
をタップ巻線電流ＩT と安定巻線電流ＩV で打ち消すよ
うな電流分布となる。健全時と異なる点は、安定巻線に
も無視し得ないレベルの循環電流ＩV が流れることであ
る。
【００１８】従って、従来技術で用いられる電流比率Ｉ
E／ＩTの値は巻数比よりも大きく内部事故の場合と同程
度になる可能性もある。ところが、本発明の電流比率
(ＩE＋ＩV）／ＩTを用いれば、調整巻線電流ＩEと安定
巻線電流ＩVは位相がほぼ逆相となるため健全時よりは
若干大きくなるが内部事故時よりは確実に小さくなる。
E／ＩTの値は巻数比よりも大きく内部事故の場合と同程
度になる可能性もある。ところが、本発明の電流比率
(ＩE＋ＩV）／ＩTを用いれば、調整巻線電流ＩEと安定
巻線電流ＩVは位相がほぼ逆相となるため健全時よりは
若干大きくなるが内部事故時よりは確実に小さくなる。
【００１９】よって、本発明により電流比率に関する判
定値を適切に設定すれば確実に内部事故を検出すること
ができる。また、位相情報も加えればより確実に内部事
故を検出できる。
定値を適切に設定すれば確実に内部事故を検出すること
ができる。また、位相情報も加えればより確実に内部事
故を検出できる。
【００２０】
【実施例】以下、図示した実施例に基づいて本発明の一
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【００２１】図１は電力系統に直列に接続された直列変
圧器と電力系統に並列に接続された調整変圧器の３相の
うちの１相分ａ相を示したものである。図３と同一部分
は同一符号を付している。
圧器と電力系統に並列に接続された調整変圧器の３相の
うちの１相分ａ相を示したものである。図３と同一部分
は同一符号を付している。
【００２２】図１において１ａ，２ａは直列変圧器、及
び調整変圧器が接続された電力系統の送電線、３は電力
系統に直列に接続された直列変圧器、４は電力系統に並
列に接続された調整変圧器、６は本発明による変圧器の
保護装置の一部を示す。
び調整変圧器が接続された電力系統の送電線、３は電力
系統に直列に接続された直列変圧器、４は電力系統に並
列に接続された調整変圧器、６は本発明による変圧器の
保護装置の一部を示す。
【００２３】直列変圧器３は送電線１ａ，２ａと直列に
接続される直列巻線３１ａ、該直列巻線に電圧を供給す
る励磁巻線３２ａ，直列巻線３１ａ、及び励磁巻線３２
ａが巻回配置される鉄心（図示せず）とで構成されてい
る。調整変圧器４は、電力系統と並列に接続される調整
巻線４１ａ，直列変圧器３の励磁巻線３２ａに所定の電
圧を供給するタップ巻線４２ａ，三角結線される安定巻
線４３ａ，調整巻線４１ａ、及びタップ巻線４２ａが巻
回配置される鉄心（図示せず）とで構成されている。５
１ａ，５２ａ，５３ａは電流変成器で、各々調整巻線４
１ａ，タップ巻線４２ａ，安定巻線４３ａの電流を検出
するためのものである。
接続される直列巻線３１ａ、該直列巻線に電圧を供給す
る励磁巻線３２ａ，直列巻線３１ａ、及び励磁巻線３２
ａが巻回配置される鉄心（図示せず）とで構成されてい
る。調整変圧器４は、電力系統と並列に接続される調整
巻線４１ａ，直列変圧器３の励磁巻線３２ａに所定の電
圧を供給するタップ巻線４２ａ，三角結線される安定巻
線４３ａ，調整巻線４１ａ、及びタップ巻線４２ａが巻
回配置される鉄心（図示せず）とで構成されている。５
１ａ，５２ａ，５３ａは電流変成器で、各々調整巻線４
１ａ，タップ巻線４２ａ，安定巻線４３ａの電流を検出
するためのものである。
【００２４】本発明の保護装置６は、電流変成器５１
ａ，５３ａで検出した調整巻線電流ＩE ，安定巻線電流
ＩV の差電流と、電流変成器５３ａで検出したタップ巻
線電流ＩT の比（ＩE＋ＩV）／ＩT の比率と位相によっ
て内部事故を検出するようにしている。内部事故と外部
事故を判定するしきい値をηとすると、本発明の作用の
項で説明したように
ａ，５３ａで検出した調整巻線電流ＩE ，安定巻線電流
ＩV の差電流と、電流変成器５３ａで検出したタップ巻
線電流ＩT の比（ＩE＋ＩV）／ＩT の比率と位相によっ
て内部事故を検出するようにしている。内部事故と外部
事故を判定するしきい値をηとすると、本発明の作用の
項で説明したように
【００２５】
【数１】（ＩE＋ＩV）／ＩT＜ηのとき健全、あるいは
外部事故とし、
外部事故とし、
【００２６】
【数２】（ＩE＋ＩV）／ＩT＞ηのとき内部事故と判定
するものとする。但し、ηの値は位相により変えること
ができる。
するものとする。但し、ηの値は位相により変えること
ができる。
【００２７】また、電流比率として（ＩE＋ＩV＋ＩT）
／ＩTを用いればより確実に内部事故を検出できる。以
下に、その理由を説明する。
／ＩTを用いればより確実に内部事故を検出できる。以
下に、その理由を説明する。
【００２８】図５は内部事故時の調整変圧器の各巻線に
流れる電流の分布を模式的に示したものである。作用の
項で説明したように、巻線短絡等の内部事故時には、調
整巻線電流ＩE ，タップ巻線電流ＩT ，安定巻線電流Ｉ
V は事故電流ＩF による起磁力を打ち消すような分布に
なると考えられる。それ故、図示したように調整巻線電
流ＩE ，タップ巻線電流ＩT ，安定巻線電流ＩV の位相
はお互いにほぼ同相で事故電流ＩF に対しては逆相とな
る。また、調整巻線電流ＩE ，タップ巻線電流ＩT の値
も巻数比によらず健全時よりもかなり大きくなるととも
に、安定巻線にも健全時よりははるかに大きな循環電流
ＩV が流れる。従って、従来技術で用いられる電流比率
ＩE／ＩTと本発明の電流比率（ＩE＋ＩV）／ＩT はいず
れも健全時よりは大きな値となり、（ＩE＋ＩV）／ＩT
の方がより大きくなる。また、調整巻線電流ＩE とタッ
プ巻線電流ＩT も同相の関係になる。よって、比率(ＩE
＋ＩV＋ＩT）／ＩT は比率（ＩE＋ＩV）／ＩT よりもさ
らに大きな値になる。
流れる電流の分布を模式的に示したものである。作用の
項で説明したように、巻線短絡等の内部事故時には、調
整巻線電流ＩE ，タップ巻線電流ＩT ，安定巻線電流Ｉ
V は事故電流ＩF による起磁力を打ち消すような分布に
なると考えられる。それ故、図示したように調整巻線電
流ＩE ，タップ巻線電流ＩT ，安定巻線電流ＩV の位相
はお互いにほぼ同相で事故電流ＩF に対しては逆相とな
る。また、調整巻線電流ＩE ，タップ巻線電流ＩT の値
も巻数比によらず健全時よりもかなり大きくなるととも
に、安定巻線にも健全時よりははるかに大きな循環電流
ＩV が流れる。従って、従来技術で用いられる電流比率
ＩE／ＩTと本発明の電流比率（ＩE＋ＩV）／ＩT はいず
れも健全時よりは大きな値となり、（ＩE＋ＩV）／ＩT
の方がより大きくなる。また、調整巻線電流ＩE とタッ
プ巻線電流ＩT も同相の関係になる。よって、比率(ＩE
＋ＩV＋ＩT）／ＩT は比率（ＩE＋ＩV）／ＩT よりもさ
らに大きな値になる。
【００２９】図６は外部事故時の調整変圧器の各巻線に
流れる電流の分布を模式的に示したものである。この場
合は健全時と同じく調整巻線電流ＩE による起磁力をタ
ップ巻線電流ＩT と安定巻線電流ＩV で打ち消すような
電流分布となる。健全時と異なる点は、安定巻線にも無
視し得ないレベルの循環電流ＩV が流れることである。
従って、従来技術で用いられる電流比率ＩE／ＩTの値は
巻数比よりも大きく内部事故の場合と同程度になる可能
性もある。ところが、本発明の電流比率（ＩE＋ＩV）／
ＩTを用いれば、調整巻線電流ＩEと安定巻線電流ＩVは
位相がほぼ逆相となるため健全時よりは若干大きくなる
が内部事故時よりは確実に小さくなる。また、調整巻線
電流ＩE とタップ巻線電流ＩT も逆相の関係になる。よ
って、比率（ＩE＋ＩV＋ＩT）／ＩT は比率（ＩE＋
ＩV）／ＩTよりもさらに健全時に近づくことになる。
流れる電流の分布を模式的に示したものである。この場
合は健全時と同じく調整巻線電流ＩE による起磁力をタ
ップ巻線電流ＩT と安定巻線電流ＩV で打ち消すような
電流分布となる。健全時と異なる点は、安定巻線にも無
視し得ないレベルの循環電流ＩV が流れることである。
従って、従来技術で用いられる電流比率ＩE／ＩTの値は
巻数比よりも大きく内部事故の場合と同程度になる可能
性もある。ところが、本発明の電流比率（ＩE＋ＩV）／
ＩTを用いれば、調整巻線電流ＩEと安定巻線電流ＩVは
位相がほぼ逆相となるため健全時よりは若干大きくなる
が内部事故時よりは確実に小さくなる。また、調整巻線
電流ＩE とタップ巻線電流ＩT も逆相の関係になる。よ
って、比率（ＩE＋ＩV＋ＩT）／ＩT は比率（ＩE＋
ＩV）／ＩTよりもさらに健全時に近づくことになる。
【００３０】従って、外部事故時と内部事故時の比率
（ＩE＋ＩV＋ＩT）／ＩTの違いはより顕著になり、さら
に確実性を増す。但し、タップ巻線電流ＩT を巻数換算
する場合にタップ巻線の巻数は運転タップによって変化
するので、例えば巻数としては半分の値を用いる。
（ＩE＋ＩV＋ＩT）／ＩTの違いはより顕著になり、さら
に確実性を増す。但し、タップ巻線電流ＩT を巻数換算
する場合にタップ巻線の巻数は運転タップによって変化
するので、例えば巻数としては半分の値を用いる。
【００３１】次に、本発明の他の実施例について図７に
より説明する。図７において図１と同一部分には同一符
号を付してある。図７の構成において図１と異なるのは
電力系統と並列に接続される調整変圧器４の電圧を送電
線１ａからではなく、直列変圧器３の直列巻線３１ａの
中央部からとっていることである。このような場合でも
上述の方法により内部事故を検出することができる。
より説明する。図７において図１と同一部分には同一符
号を付してある。図７の構成において図１と異なるのは
電力系統と並列に接続される調整変圧器４の電圧を送電
線１ａからではなく、直列変圧器３の直列巻線３１ａの
中央部からとっていることである。このような場合でも
上述の方法により内部事故を検出することができる。
【００３２】さらに、本発明の他の実施例について図８
により説明する。図８において図１と同一部分には同一
符号を付してある。図８の構成において図１と異なるの
は電力系統と並列に接続される調整変圧器４のタップ巻
線電圧を電力系統と並列に接続される主変圧器７の一次
巻線７１ａ、及び二次巻線７２ａに供給する点である。
このような場合でも上述の方法により内部事故を検出す
ることができる。但し、主変圧器７の結線は特に限定す
るものではない。
により説明する。図８において図１と同一部分には同一
符号を付してある。図８の構成において図１と異なるの
は電力系統と並列に接続される調整変圧器４のタップ巻
線電圧を電力系統と並列に接続される主変圧器７の一次
巻線７１ａ、及び二次巻線７２ａに供給する点である。
このような場合でも上述の方法により内部事故を検出す
ることができる。但し、主変圧器７の結線は特に限定す
るものではない。
【００３３】以上に説明した実施例の調整変圧器４のタ
ップ巻線４２ａには、タップ切換装置が接続される。こ
のタップ切り換えスイッチには機械式スイッチ，半導体
スイッチ（サイリスタ，光点孤サイリスタ等）を用いる
ことができる。上記した保護方法はタップ切り換えスイ
ッチの構成に関しても限定するものではない。機械式ス
イッチを用いると他のスイッチに比べて電流容量を大き
くとることができる反面、切り換え時に接点でアークが
発生するため定期的な保守が必要、あるいは可動部があ
るため騒音，機械的なトラブルの増大等の問題も生じ
る。また、半導体スイッチを用いると高速制御が可能に
なるとともに、無接点化が図れるため保守の頻度を少な
くすることができる。
ップ巻線４２ａには、タップ切換装置が接続される。こ
のタップ切り換えスイッチには機械式スイッチ，半導体
スイッチ（サイリスタ，光点孤サイリスタ等）を用いる
ことができる。上記した保護方法はタップ切り換えスイ
ッチの構成に関しても限定するものではない。機械式ス
イッチを用いると他のスイッチに比べて電流容量を大き
くとることができる反面、切り換え時に接点でアークが
発生するため定期的な保守が必要、あるいは可動部があ
るため騒音，機械的なトラブルの増大等の問題も生じ
る。また、半導体スイッチを用いると高速制御が可能に
なるとともに、無接点化が図れるため保守の頻度を少な
くすることができる。
【００３４】ところで、変圧器の保護装置は変圧器の内
部事故を検出した唯一のリレー要素の判定結果のみで変
圧器のトリップ指令を出力することは少なく、誤動作防
止あるいは誤不動作防止の観点から一般には複数のリレ
ー要素の判定結果を総合判断し遮断器にトリップ指令を
出力するように構成される。本発明は、このような変圧
器保護装置における一つのリレー要素に関するものであ
り、変圧器保護装置全体の構成は特に限定するものでは
ない。
部事故を検出した唯一のリレー要素の判定結果のみで変
圧器のトリップ指令を出力することは少なく、誤動作防
止あるいは誤不動作防止の観点から一般には複数のリレ
ー要素の判定結果を総合判断し遮断器にトリップ指令を
出力するように構成される。本発明は、このような変圧
器保護装置における一つのリレー要素に関するものであ
り、変圧器保護装置全体の構成は特に限定するものでは
ない。
【００３５】
【発明の効果】以上説明した本発明の位相調整用変圧
器、及びその変圧器の保護方法によれば、調整変圧器を
構成する調整巻線，タップ巻線，安定巻線の全ての巻線
の電流情報、すなわち少なくとも調整巻線電流ＩE と安
定巻線電流ＩV の差電流とタップ巻線電流ＩT との比
（ＩE＋ＩV）／ＩT の比率を用いるか、若しくはこの比
率が、鉄心磁気飽和を伴う系統事故時の比率よりも大き
いことを用いたものであるから、タップ巻線と調整巻線
の他に第３の巻線を有するような位相調整用変圧器であ
っても内部事故を確実に検出でき、保護装置全体の信頼
性を向上させることができる。
器、及びその変圧器の保護方法によれば、調整変圧器を
構成する調整巻線，タップ巻線，安定巻線の全ての巻線
の電流情報、すなわち少なくとも調整巻線電流ＩE と安
定巻線電流ＩV の差電流とタップ巻線電流ＩT との比
（ＩE＋ＩV）／ＩT の比率を用いるか、若しくはこの比
率が、鉄心磁気飽和を伴う系統事故時の比率よりも大き
いことを用いたものであるから、タップ巻線と調整巻線
の他に第３の巻線を有するような位相調整用変圧器であ
っても内部事故を確実に検出でき、保護装置全体の信頼
性を向上させることができる。
【図１】本発明の位相調整用変圧器の一実施例を示す系
統図である。
統図である。
【図２】従来の電流位相比較方式に用いられる電流比較
継電器の特性図である。
継電器の特性図である。
【図３】一般的な位相調整用変圧器を示す系統図であ
る。
る。
【図４】本発明の作用を説明するための健全時の各巻線
の電流分布を説明する図である。
の電流分布を説明する図である。
【図５】本発明の作用を説明するための内部事故の各巻
線の電流分布を説明する図である。
線の電流分布を説明する図である。
【図６】本発明の作用を説明するための外部事故の各巻
線の電流分布を説明する図である。
線の電流分布を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す系統図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例を示す系統図であ
る。
る。
１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂ，２ｃ…送電線、３…直
列変圧器、４…調整変圧器、６…保護装置、７…主変圧
器、３１ａ,３１ｂ,３１ｃ…直列巻線、３２ａ，３２
ｂ，３２ｃ…励磁巻線、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…調整
巻線、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…タップ巻線、４３ａ，
４３ｂ，４３ｃ…安定巻線、５１ａ，５２ａ，５３ａ…
電流変成器、７１…一次巻線、７２…二次巻線。
列変圧器、４…調整変圧器、６…保護装置、７…主変圧
器、３１ａ,３１ｂ,３１ｃ…直列巻線、３２ａ，３２
ｂ，３２ｃ…励磁巻線、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…調整
巻線、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…タップ巻線、４３ａ，
４３ｂ，４３ｃ…安定巻線、５１ａ，５２ａ，５３ａ…
電流変成器、７１…一次巻線、７２…二次巻線。
Claims (12)
- 【請求項１】電力系統の電圧位相、または電圧値と位相
を調整するために電力系統に挿入される変圧器と、電力
系統に並列に接続される調整巻線，タップを有し所定の
位相調整用電圧を供給するタップ巻線，三角結線された
安定巻線とを備えた調整変圧器とで構成される位相調整
用変圧器において、 前記調整変圧器における安定巻線の電流、調整巻線の電
流、及びタップ巻線の電流によって該調整変圧器の内部
事故の有無を判定し保護する保護手段を有していること
を特徴とする位相調整用変圧器。 - 【請求項２】電力系統の電圧位相、または電圧値と位相
を調整するために電力系統に直列に挿入される直列巻
線、該直列巻線に電圧を供給するための励磁巻線とを備
えた直列変圧器と、電力系統に並列に接続される調整巻
線，タップを有し前記直列変圧器の励磁巻線に所定の電
圧を供給するタップ巻線，三角結線された安定巻線とを
備えた調整変圧器とで構成される位相調整用変圧器にお
いて、 前記調整変圧器における安定巻線の電流，調整巻線の電
流、及びタップ巻線の電流によって該調整変圧器の内部
事故の有無を判定し保護する保護手段を有していること
を特徴とする位相調整用変圧器。 - 【請求項３】前記調整変圧器の調整巻線の一方の端子
は、前記直列変圧器の直列巻線の中間部に接続されてい
ることを特徴とする請求項２記載の位相調整用変圧器。 - 【請求項４】電力系統の電圧位相、または電圧値と位相
を調整するために電力系統に並列に接続される主変圧器
と、電力系統に並列に接続される調整巻線，タップを有
し所定の位相調整用電圧を供給するタップ巻線，三角結
線された安定巻線とを備えた調整変圧器とで構成される
位相調整用変圧器において、 前記調整変圧器における安定巻線の電流、調整巻線の電
流、及びタップ巻線の電流によって該調整変圧器の内部
事故の有無を判定し保護する保護手段を有していること
を特徴とする位相調整用変圧器。 - 【請求項５】前記保護手段は、前記タップ巻線の電流に
対する調整巻線と安定巻線の差電流の比率と位相が所定
値を超えたとき内部事故と判定し保護するものであるこ
とを特徴とする請求項１，２、又は４記載の位相調整用
変圧器。 - 【請求項６】前記保護手段は、前記タップ巻線の電流に
対する調整巻線と安定巻線の差電流の比率と位相が、鉄
心磁気飽和を伴う系統事故時の比率と位相よりも大きい
所定値を超えたとき内部事故と判定し保護するものであ
ることを特徴とする請求項１，２、又は４記載の位相調
整用変圧器。 - 【請求項７】前記調整変圧器タップ巻線のタップ切換器
の切り換えスイッチに半導体スイッチを用いたことを特
徴とする請求項１〜６いずれかに記載の位相調整用変圧
器。 - 【請求項８】調整変圧器を構成する調整巻線，タップ巻
線，安定巻線の電流情報によって該調整変圧器の内部事
故の有無を判定することを特徴とする位相調整用変圧器
の保護方法。 - 【請求項９】電力系統に挿入され該電力系統の電圧位
相、または電圧値と位相を調整する変圧器に位相調整の
ための電圧を供給すると共に、前記電力系統に並列に接
続される調整巻線，タップを有し所定の位相調整用電圧
を供給するタップ巻線，三角結線された安定巻線とを備
えた調整変圧器を保護する位相調整用変圧器の保護方法
において、 前記調整変圧器における安定巻線の電流、調整巻線の電
流、及びタップ巻線の電流によって該調整変圧器の内部
事故の有無を判定することを特徴とする位相調整用変圧
器の保護方法。 - 【請求項１０】電力系統に挿入され該電力系統の電圧位
相、または電圧値と位相を調整する変圧器に位相調整の
ための電圧を供給すると共に、前記電力系統に並列に接
続される調整巻線，タップを有し所定の位相調整用電圧
を供給するタップ巻線，三角結線された安定巻線とを備
えた調整変圧器を保護する位相調整用変圧器の保護方法
において、 少なくとも前記タップ巻線の電流に対する調整巻線と安
定巻線の差電流の比率が所定値を超えたとき内部事故と
判定することを特徴とする位相調整用変圧器の保護方
法。 - 【請求項１１】電力系統に挿入され該電力系統の電圧位
相、または電圧値と位相を調整する変圧器に位相調整の
ための電圧を供給すると共に、前記電力系統に並列に接
続される調整巻線，タップを有し所定の位相調整用電圧
を供給するタップ巻線，三角結線された安定巻線とを備
えた調整変圧器を保護する位相調整用変圧器の保護方法
において、 少なくとも前記タップ巻線の電流に対する調整巻線と安
定巻線の差電流の比率が、鉄心磁気飽和を伴う系統事故
時の比率よりも大きい所定値を超えたとき内部事故と判
定することを特徴とする位相調整用変圧器の保護方法。 - 【請求項１２】電力系統に挿入され該電力系統の電圧位
相、または電圧値と位相を調整する変圧器に位相調整の
ための電圧を供給すると共に、前記電力系統に並列に接
続される調整巻線，タップを有し所定の位相調整用電圧
を供給するタップ巻線，三角結線された安定巻線とを備
えた調整変圧器を保護する位相調整用変圧器の保護方法
において、 少なくとも前記タップ巻線の電流に対する調整巻線と安
定巻線の差電流の比率が、内部事故と外部事故を判定す
るしきい値より小さいときには健全、或いは外部事故、
しきい値より大きいときには内部事故と判定することを
特徴とする位相調整用変圧器の保護方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7017662A JP3022232B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 位相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法 |
| DE69622056T DE69622056D1 (de) | 1995-02-06 | 1996-02-05 | Phasenverschiebungstransformator und Schutzsystem eines Phasenverschiebungstranformators |
| CN96102118A CN1048111C (zh) | 1995-02-06 | 1996-02-05 | 移相变压器和移相变压器的保护方法 |
| EP19960101618 EP0725470B1 (en) | 1995-02-06 | 1996-02-05 | Phase-shifting transformer and protection system of phase-shifting transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7017662A JP3022232B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 位相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213247A JPH08213247A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3022232B2 true JP3022232B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=11950073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7017662A Expired - Fee Related JP3022232B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 位相調整用変圧器、及びその変圧器の保護方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0725470B1 (ja) |
| JP (1) | JP3022232B2 (ja) |
| CN (1) | CN1048111C (ja) |
| DE (1) | DE69622056D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN101340407B (zh) * | 2008-08-08 | 2012-11-07 | 广州日滨科技发展有限公司 | 串行信号通讯方法、该方法所用通讯电路及通讯装置 |
| CN101740211B (zh) * | 2010-02-10 | 2012-02-08 | 上官远定 | 带平衡变第三绕组调压整流变压器 |
| CN104648159B (zh) * | 2013-11-18 | 2018-06-12 | 联合汽车电子有限公司 | 电动汽车低压用电设备的故障诊断系统 |
| CN108631265B (zh) * | 2017-03-24 | 2019-08-30 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种基于双差动模块联判的串联变压器纵差保护装置及方法 |
| CN111355263A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-30 | 湖南一二三智能科技有限公司 | 一种安全用电装置 |
| CN113013853B (zh) * | 2021-03-03 | 2023-06-23 | 贵州电网有限责任公司 | 一种考虑移相变压器接入输电线路的差动电流计算方法 |
| CN113241727B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-04-01 | 广东电网有限责任公司 | 一种移相变压器安匝平衡差动保护方法及系统 |
| CN113241728B (zh) * | 2021-06-04 | 2022-04-01 | 广东电网有限责任公司 | 一种全覆盖的移相变压器差动保护方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6246315A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | Toshiba Corp | 電圧位相調整変圧器 |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP7017662A patent/JP3022232B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-05 EP EP19960101618 patent/EP0725470B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-05 CN CN96102118A patent/CN1048111C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-05 DE DE69622056T patent/DE69622056D1/de not_active Expired - Lifetime
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| DE69622056D1 (de) | 2002-08-08 |
| CN1137157A (zh) | 1996-12-04 |
| EP0725470B1 (en) | 2002-07-03 |
| JPH08213247A (ja) | 1996-08-20 |
| CN1048111C (zh) | 2000-01-05 |
| EP0725470A1 (en) | 1996-08-07 |
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