JP4381711B2 - 遮断器を配電系統同期的に開閉する方法及びこの方法を実施する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１，４の上位概念に記載の遮断器を配電系統同期的(netzsynchrones)に開閉する方法及び請求項３の上位概念に記載のこの方法を実施する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に接触子の消耗つまりその都度の開閉操作によって引き起こされる過電圧又は過電流の発生に配慮するときでも、その都度の遮断器の負荷が可能な限り僅かであるように、遮断器が配電系統(Energieverteilungsnetzen)内で開閉時に操作され得ることが公知である。
【０００３】
交流遮断器を配電系統同期的に起動可能にする装置が、ドイツ連邦共和国特許出願公報第 1 565 995号明細書から公知である。この装置の場合、電流測定部と電圧測定部が設けられている。この電流測定部と電圧測定部は、両測定信号を生成する。これらの測定信号は、同期用の固有の制御装置に入力される。電源電圧が電源側で常に発生するので、この測定は、一般に遮断器のこの電源側で実施される。この電源電圧は、配電系統同期的な開閉に対する参照値として使用される。配電系統同期的な開閉に対する参照値として使用できる電圧が負荷の遮断時に負荷側で発生しないので、遮断器のこの負荷側には電圧測定部が設けられていない。
【０００４】
しかしながら、負荷の順方向が遮断器によって一義的に規定されていない配電設備が存在する。このような配電設備では、配電系統同期的な開閉を説明した装置によって全ての運転状況で行うことは不可能である。
【０００５】
独立請求項中に記載の発明は、負荷の順方向に依存しない遮断器の配電系統同期的な開閉を可能にし、かつこの方法を実施する装置を提供するという課題を解決する。
【０００６】
遮断器を配電系統同期的に開閉する方法は、以下の方法ステップを有する：
−遮断器に流れる電流が測定され、さらに電源電圧がこの遮断器の１次側で測定され、
−さらに、電圧が、この遮断器の２次側で測定され、
−全ての測定信号が、制御装置内に入力され、
−１つの測定データが、起こりうる全ての開閉状況に対して記憶された特徴データに基づいてこの遮断器を配電系統同期的に起動するための参照値としてこの制御装置内で使用され、
−この遮断器の配電系統同期的な開閉を起動する１つの開閉命令が、この制御装置内でこの判定にしたがって生成され、
−この遮断器が、この開閉命令を実行する。
【０００７】
制御装置は、起こりうる全ての開閉状況を検出し、その都度の開閉状況に割当てられた配電系統同期的な開閉を実行する。
【０００８】
遮断器を配電系統同期的に開閉するこの方法を実施する装置は、遮断器の１次側に変流器と変圧器を有する。さらに別の変圧器が、遮断器の２次側に設けられている。制御装置との接続部が、この変流器とこれらの両変圧器の測定信号用に設けられている。起こりうる全ての開閉状況に関する特徴データを有する記憶器が、制御装置内に設けられている。どの測定信号が遮断器を配電系統同期的に起動する参照値として使用可能であるかがこれらのデータに基づいて判定される。遮断器の配電系統同期的な開閉を起動する開閉命令が、制御装置内で生成され得る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のその他の構成及びこの構成によって実現可能な利点を起こりうる実施の形態を１つだけ示した図面に基づいて詳しく説明する。
【００１０】
図１は、配電系統の開閉設備のうちの１相を簡略化して示す。
【００１１】
本発明を直接理解するのに不要な全ての要素は、図示しないか又は説明しない。
【００１２】
図１は、開閉設備のうちの１相を簡略化して示す。同様にこの開閉設備も、さらに説明しない配電系統の一部と解することができる。この開閉設備は、例えば２つの母線１，２を有する。導線４が、母線１の端子３から分岐する。この導線４は、母線２の端子５に接続されている。遮断器７が、端子３と導線４に同様に接続されている端子６との間に配置されている。この遮断器７は、導線４を遮断できる。第２遮断器９が、端子６と導線４に同様に接続されている端子８との間に配置されている。この第２遮断器９は、導線４を遮断できる。第３遮断器１０が、端子８と端子５との間に配置されている。この第３遮断器１０は、導線４を遮断できる。
【００１３】
接続１１が、端子６から分岐する。この接続導線１１は、端子６を変成器１２に接続する。導線１３が、変成器１２から延在している。この接続導線１１は、配電系統の運転状況に応じて電力供給のために使用できる。または、この接続導線１１は、電力を導線１３経由で電力をすぐに必要とする配電系統の一部に送ることができる。導線１４が、端子８から同様に分岐する。この導線１４は、配電系統の運転状況に応じて電力を需給又は供給できる。導線４による送電は、配電系統のその都度の運転状況に左右されるものの、この送電は、その方向を比較的迅速に変更できる。
【００１４】
変流器１５が、端子６と遮断器９との間の接続部内に設けられている。さらに、変圧器１６が、端子６に接続されているこの領域内で接続されている。別の変圧器１７が、端子８と遮断器９との間の領域内で接続されている。これらの両変圧器１６，１７は、制御装置１８に接続されている。この制御装置１８は、これらの変圧器の測定信号をさらに処理する。変流器１５から得られた測定信号も、同様にさらに処理される。制御装置１８は、受信した測定信号を既に記憶されたデータと比較する。
【００１５】
制御装置１８は、遮断器９に割当てられている。この制御装置１８内に記憶されたデータは、この設置場所で起こりうる全ての運転状況と故障状況の特徴を有し、かつ一義的に特定する。さらに、制御装置１８内に記憶されたデータは、アルゴリズムを有する。遮断器９の適切な系統同期起動が、このアルゴリズムによって各々に固有な開閉状況に対して保証される。遮断器のその時の運転状況、例えば運転に起因した応答時間の変化，消耗に起因した接触距離の変化等に関するデータも、センサによって検出でき、制御装置１８によって適切に考慮され得る。遮断器９は、この遮断器９に割当てられた制御装置１８と共に配電系統同期的な開閉に適する。ここでは電圧測定部が遮断器９の両側に設けられているので、制御装置１８は、遮断器９のどちらの側が配電系統同期的な開閉に対する参照値として利用され得るかがこの制御装置１８内に記憶されたデータと比較することによって起こりうるどんな故障状況においても常に一義的に特定できる。特に定格運転中でも、この遮断器９の配電系統同期的な開閉が、遮断器９による負荷の順方向に関係なく保証されている。
【００１６】
破線で示された作用線１９は、プリセットされた起動基準のうちの１つを満たしたときに、制御装置１８が遮断器９を操作することを意味する。遮断器９が配電系統同期的に開閉するように、この遮断器９は常に起動される。
【００１７】
作用を説明するため、図１を詳しく考察する。遮断器９が遮断されていて、そして投入されなければならない場合、両変圧器１６，１７が、それぞれの側で発生する電圧に相当する測定信号を出力する。両側の電圧が等しいときは、制御装置１８がこれを認識し、投入が問題なく実施される。しかしながら電圧が遮断器９の片側で存在しないとき、すなわち配電系統のこの側が遮断されているときは、制御装置１８は、電圧のある別の側を配電系統同期的な投入に対する参照値として選択する。このとき、投入過電圧又は過電流が発生することなしに又はほとんど発生することなしに、接触が実施されるように、遮断器９が制御装置１８によって起動される。この場合、配電系統の絶縁部には、電圧的な負荷があまりかからない。そのため、配電系統の運転の信頼性が有効に改善される。遮断器９の両側での電圧測定及び測定値の比較は、故障のせいで非同期に運転される２つの配電系統が一緒に接続されうることも阻止する。このような間違った接続は、２次破損を引き起こしうる。容量性負荷が接続されなければならないときは、大きい投入電流が回避されるように、遮断器９が起動される。
【００１８】
地絡時の遮断の場合、アーク発生時間が可能な限り短くなるように、遮断器９が起動される。その結果、遮断器９の接触消耗が小さく保持される。このことは、接触子の寿命を有効に長くする。通電されていない(leerlaufenden)導線を遮断する場合、この開閉状況が、同様に制御装置１８によって検出され、小さい誘導電流が早めに遮断しないように、遮断器９が起動される。また、制御装置１８が導線又は小さい誘導性負荷を動作的に遮断する場合、可能な限り長い接触距離がアークの消弧時に遮断器９内で得るため、より長いアーク時間が設定される。この比較的長い接触距離は、遮断器９内で比較的大きい耐再点弧性(Wiederzuendfestigkeit) を伴う。その結果、再点弧によって励起される過電圧が、配電系統内で発生し得ない。この場合、配電系統の絶縁体にかかる負荷が有効に非常に小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 開閉設備のうちの１相を簡略化して示す。
【符号の説明】
１ 母線
２ 母線
３ 端子
４ 導線
５ 端子
６ 端子
７ 遮断器
８ 端子
９ 遮断器
１０ 遮断器
１１ 接続導線
１２ 変成器
１３ 導線
１４ 導線
１５ 変流器
１６ 変圧器
１７ 変圧器
１８ 制御装置
１９ 作用線

Claims (4)

1. 遮断器を配電系統同期的に開閉する方法にあって、この方法では、遮断器（９）に通電する電流及び前記遮断器（９）の１次側の系統電圧が測定され、
   電圧測定が、前記遮断器（９）の２次側でさらに測定され、
   全ての測定信号が、制御装置（１８）に入力され、前記遮断器（９）は、電力配電系統の開閉設備内に配置されていて、前記遮断器（９）は、２つの接続導線（１１，１４）間に配置されていて、
   前記制御装置（１８）内に記憶された起こりうる全ての開閉状況に関する特徴データが、前記制御装置（１８）によって使用されて、どの測定信号が前記遮断器（９）を配電系統同期的に遮断する参照値として使用されるかを判定し、
   前記遮断器（９）の配電系統同期的な開閉を起動する１つの開閉命令が、当該判定に基づいて前記制御装置（１８）内で生成され、そして
   前記遮断器（９）が、当該開閉命令を実行する方法において、
   前記接続導線（１１，１４）の各々は、前記配電系統の運転状況に応じて電力を需給又は供給するために使用されること、
   故障のせいで非同期に運転される２つの配電系統が接続されることが、前記遮断器（９）の両側の電圧測定及び当該測定値の比較に基づいて阻止されることを特徴とする方法。
2. 前記制御装置（１８）は、起こりうる全ての開閉状況を検出し、その都度の開閉状況に割当てられた前記遮断器（９）の配電系統同期的な開閉を起動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 遮断器（９）の１次側に１つの変流器（１５）と１つの変圧器（１６）を有し、遮断器を配電系統同期的に開閉する方法を実施する装置において、
   もう１つの別の変圧器（１７）が、前記遮断器（９）の２次側に設けられていて、
   制御装置（１８）との複数の接続部が、前記変流器（１５）と２つの前記変圧器（１６，１７）からの測定信号のために存在し、前記遮断器（９）は、電力配電系統の開閉設備内に配置されていて、前記遮断器（９）は、２つの接続導線（１１，１４）間に配置されていて、
   前記制御装置（１８）は、起こりうる全ての開閉状況に関する特徴であるデータを有する記憶器を備え、前記データは、どの測定信号がその都度の開閉状況で前記遮断器（９）を配電系統同期的に遮断する参照値として使用され得るかを決定するために使用され、
   前記制御装置（１８）は、前記遮断器（９）の配電系統同期的な開閉を起動する１つの開閉命令を生成できる手段を有する装置において、
   前記接続導線（１１，１４）の各々は、前記配電系統の運転状況に応じて電力を需給又は供給するために使用されることを特徴とする装置。
4. 遮断器を配電系統同期的に開閉する方法にあって、この方法では、遮断器（９）に通電する電流及び前記遮断器（９）の１次側の系統電圧が測定され、
   電圧測定が、前記遮断器（９）の２次側でさらに測定され、
   全ての測定信号が、制御装置（１８）に入力され、前記遮断器（９）は、電力配電系統の開閉設備内に配置されていて、前記遮断器（９）は、２つの接続導線（１１，１４）間に配置されていて、
   前記制御装置（１８）内に記憶された起こりうる全ての開閉状況に関する特徴データが、前記制御装置（１８）によって使用されて、どの測定信号が前記遮断器（９）を配電系統同期的に遮断する参照値として使用されるかを判定し、
   前記遮断器（９）の配電系統同期的な開閉を起動する１つの開閉命令が、当該判定に基づいて前記制御装置（１８）内で生成され、そして
   前記遮断器（９）が、当該開閉命令を実行する方法において、
   故障のせいで非同期に運転される２つの配電系統が接続されることが、前記遮断器（９）の両側の電圧測定及び当該測定値の比較に基づいて阻止されること、
   前記接続導線（１１，１４）の各々は、前記配電系統の運転状況に応じて電力を需給又は供給するために使用されること、
   前記遮断器のその時の状況に関するデータが、この遮断器自体の開閉時期に影響し且つ応答時間の変化又は消耗に起因した接触距離の変化に依存し、当該データも、センサによって検出され、前記制御装置によって適切に考慮されることを特徴とする方法。

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