JP4717158B1 - 位相制御開閉装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本実施の形態にかかる位相制御開閉装置は、進相性負荷への遮断器投入による過渡的な電圧、電流を抑制可能とする機能を有する。位相制御開閉装置を用いた遮断器の閉極過程では、接触子の極間距離の減少に伴い極間の絶縁耐力が低下するが、この絶縁耐力が、接触子の極間に加わる系統電圧による電界値以下になった時点で、接触子の極間の絶縁破壊に伴う先行アークが発生して電気的に投入される。接触子の極間距離の変化は、遮断器の開閉極動作時間で決まるので、機械的特性試験で評価することができ、接触子の極間の絶縁耐力は、接触子の極間に加わる電圧および接触子の極間距離で決まるので、電気的特性試験で評価することができる。よって、これらの機械的特性試験および電気的特性試験から、遮断器の閉極過程における遮断器極間の絶縁耐力変化率特性線(RDDS:Rate of Decrease of Dielectric Strength)が得られる。但し、遮断器開極後の進相性負荷に残留電圧が生じている場合には、遮断器極間電圧は、電源電圧に加えて、残留電圧が重畳された電圧となる。そこで、本実施の形態の位相制御開閉装置では、遮断器開極後の残留電圧を推定し、遮断器の閉極過程における遮断器極間の絶縁耐力変化率特性線を考慮して、遮断器極間電圧の低くなるタイミングでの遮断器投入を可能とする機能を付加するものである。
図1は、実施の形態1にかかる位相制御開閉装置の一構成例を示す図である。図1において、三相開閉装置である遮断器50は、同図右方側に示されるR相、S相、およびT相からなる電源側回路と、同図左方側に示される進相性負荷(例えば、中性点が接地されたコンデンサバンクもしくは無負荷の送電線等が相当する)10a,10b,10cとの間に接続されている。この遮断器50は、消弧室52a,52b,52cを具備すると共に、消弧室52a,52b,52c内の各接触子が独立して開閉動作することができるように、それぞれ独立の操作部54a,54b,54cを具備している。遮断器50の電源側には、各相電源側電圧を計測する各電源側電圧計測部72a,72b,72cと、電源側回路から進相性負荷側に流れる各相電流を計測する各電流計測部74a,74b,74cとが設けられている。一方、遮断器50の進相性負荷側には、各相負荷側電圧を計測する各負荷側電圧計測部73a,73b,73cが設けられている。
実施の形態1では、各相遮断直前の各相負荷側電圧の零点における負荷側電圧の時間微分値の極性を、遮断器開極後における各相残留電圧の極性として推定する手法について説明したが、実施の形態2では、各相遮断後の各相遮断器極間電圧の瞬時値あるいは積分値の逆極性を、遮断器開極後における各相残留電圧の極性として推定する手法について説明する。なお、実施の形態2にかかる位相制御開閉装置の構成は、残留電圧極性推定部以外の構成部は実施の形態1で示した構成と同一であるので、それらの詳細な説明は省略する。
実施の形態1では、各相遮断直前の各相負荷側電圧の零点における負荷側電圧の時間微分値の極性を、遮断器開極後における各相残留電圧の極性として推定する手法について説明し、実施の形態2では、各相遮断後の各相遮断器極間電圧の瞬時値あるいは積分値の逆極性を、遮断器開極後における各相残留電圧の極性として推定する手法について説明したが、実施の形態3では、各相遮断後の各相負荷側電圧の積分値の極性を、遮断器開極後における各相残留電圧の極性として推定する手法について説明する。なお、実施の形態3にかかる位相制御開閉装置の構成は、残留電圧極性推定部以外の構成部は実施の形態1,2で示した構成と同一であるので、それらの詳細な説明は省略する。
31 開閉極指令
50 遮断器
52a,52b,52c 消弧室
54a,54b,54c 操作部
72a,72b,72c 電源側電圧計測部
73a,73b,73c 負荷側電圧計測部
74a,74b,74c 電流計測部
80 位相制御開閉装置
81 制御部
81a 残留電圧極性推定部
81b 閉極位相制御部
82 電源側電圧検出部
83 負荷側電圧検出部
84 電流検出部
Claims (11)
- 電源と進相性負荷との間に接続された三相開閉装置の閉極位相を制御する位相制御開閉装置において、
前記電源側の各相電源側電圧を検出する電源側電圧検出部と、
前記進相性負荷側の各相負荷側電圧を検出する負荷側電圧検出部と、
前記各相負荷側電圧の零点が周期的に検出できなくなった時点で、最後に検出された前記各相負荷側電圧の零点における前記各相負荷側電圧の時間微分値の極性を、前記三相開閉装置の開極後における前記進相性負荷側の各相残留電圧の極性として推定する残留電圧極性推定部と、
前記各相電源側電圧の周期を検出して、前記各相電源側電圧が前記各相残留電圧の極性からその逆極性に転ずる点で閉極されるように前記三相開閉装置の閉極位相を制御する閉極位相制御部と、
を備えることを特徴とする位相制御開閉装置。 - 電源と進相性負荷との間に接続された三相開閉装置の閉極位相を制御する位相制御開閉装置において、
前記電源側の各相電源側電圧を検出する電源側電圧検出部と、
前記進相性負荷側の各相負荷側電圧を検出する負荷側電圧検出部と、
前記各相電源側電圧および前記各相負荷側電圧に基づいて各相遮断器極間電圧を求め、前記各相遮断器極間電圧が所定の正の電圧閾値以上あるいは所定の負の電圧閾値以下となった時点における前記各相遮断器極間電圧の瞬時値の極性に基づいて、前記三相開閉装置の開極後における前記進相性負荷側の各相残留電圧の極性を推定する残留電圧極性推定部と、
前記各相電源側電圧の周期を検出して、前記各相電源側電圧が前記各相残留電圧の極性からその逆極性に転ずる点で閉極されるように前記三相開閉装置の閉極位相を制御する閉極位相制御部と、
を備えることを特徴とする位相制御開閉装置。 - 前記各相遮断器極間電圧は、前記電源側電圧から前記負荷側電圧を差し引いて得られる値であり、
前記残留電圧極性推定部は、前記瞬時値の逆極性を前記各相残留電圧の極性として推定することを特徴とする請求項2に記載の位相制御開閉装置。 - 前記各相遮断器極間電圧は、前記負荷側電圧から前記電源側電圧を差し引いて得られる値であり、
前記残留電圧極性推定部は、前記瞬時値の極性を前記各相残留電圧の極性として推定することを特徴とする請求項2に記載の位相制御開閉装置。 - 電源と進相性負荷との間に接続された三相開閉装置の閉極位相を制御する位相制御開閉装置において、
前記電源側の各相電源側電圧を検出する電源側電圧検出部と、
前記進相性負荷側の各相負荷側電圧を検出する負荷側電圧検出部と、
前記各相電源側電圧および前記各相負荷側電圧に基づいて各相遮断器極間電圧を求め、前記各相遮断器極間電圧が所定の正の電圧閾値以上あるいは所定の負の電圧閾値以下となった時点前後における前記各相遮断器極間電圧の積分値の極性に基づいて、前記三相開閉装置の開極後における前記進相性負荷側の各相残留電圧の極性を推定する残留電圧極性推定部と、
前記各相電源側電圧の周期を検出して、前記各相電源側電圧が前記各相残留電圧の極性からその逆極性に転ずる点で閉極されるように前記三相開閉装置の閉極位相を制御する閉極位相制御部と、
を備えることを特徴とする位相制御開閉装置。 - 前記各相遮断器極間電圧は、前記電源側電圧から前記負荷側電圧を差し引いて得られる値であり、
前記残留電圧極性推定部は、前記積分値の逆極性を前記各相残留電圧の極性として推定することを特徴とする請求項5に記載の位相制御開閉装置。 - 前記各相遮断器極間電圧は、前記負荷側電圧から前記電源側電圧を差し引いて得られる値であり、
前記残留電圧極性推定部は、前記積分値の極性を前記各相残留電圧の極性として推定することを特徴とする請求項5に記載の位相制御開閉装置。 - 電源と進相性負荷との間に接続された三相開閉装置の閉極位相を制御する位相制御開閉装置において、
前記電源側の各相電源側電圧を検出する電源側電圧検出部と、
前記進相性負荷側の各相負荷側電圧を検出する負荷側電圧検出部と、
前記各相負荷側電圧の零点が周期的に検出できなくなった時点で、最後に検出された前記各相負荷側電圧の零点の検出時刻に基づいて各相遮断時刻を推定し、前記各相遮断時刻以降における前記各相負荷側電圧の積分値の極性を、前記三相開閉装置の開極後における前記進相性負荷側の各相残留電圧の極性として推定する残留電圧極性推定部と、
前記各相電源側電圧の周期を検出して、前記各相電源側電圧が前記各相残留電圧の極性からその逆極性に転ずる点で閉極されるように前記三相開閉装置の閉極位相を制御する閉極位相制御部と、
を備えることを特徴とする位相制御開閉装置。 - 前記残留電圧極性推定部は、前回の前記各相負荷側電圧の零点の検出時刻から電源周波数の1/2サイクル期間未満の期間内に少なくとも1つ以上の前記各相負荷側電圧の零点を検出した相を事故相と判定し、
前記閉極位相制御部は、前記事故相の任意の前記電源側電圧の零点で閉極されるように前記三相開閉装置の閉極位相を制御することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の位相制御開閉装置。 - 前記電源から前記進相性負荷に流れる各相電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記残留電圧極性推定部は、前記各相電流の大きさが所定の電流閾値以上である相を前記事故相と判定し、
前記閉極位相制御部は、前記事故相の任意の前記電源側電圧の零点で閉極されるように前記三相開閉装置の閉極位相を制御することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の位相制御開閉装置。 - 前記電源から前記進相性負荷に流れる各相電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記残留電圧極性推定部は、前回の前記各相負荷側電圧の零点の検出時刻から電源周波数の1/2サイクル期間未満の期間内に少なくとも1つ以上の前記各相負荷側電圧の零点を検出した相、および、前記各相電流の大きさが所定の電流閾値以上である相を前記事故相と判定し、
前記閉極位相制御部は、前記事故相の任意の前記電源側電圧の零点で閉極されるように前記三相開閉装置の閉極位相を制御することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の位相制御開閉装置。
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