JP4935707B2

JP4935707B2 - 変電所における変圧器のタップ切換制御装置

Info

Publication number: JP4935707B2
Application number: JP2008037027A
Authority: JP
Inventors: 清志木村
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2028-02-19
Also published as: JP2009201177A

Description

この発明は、変圧器のタップ切換制御装置に関し、特に複数の負荷時タップ切換変圧器を有する変電所において、１台を予備機として不使用であって、運転中の変圧器に故障が発生して系統から切り離された際に、健全変圧器が過負荷となった場合に、予備機を系統に接続して過負荷を解消するようにした変電所における変圧器のタップ切換制御装置に関するものである。

図２は従来の複数の負荷時タップ切換変圧器を有する変電所の正常時の系統構成図を示し、１ａは一次甲母線、１ｂは一次乙母線、２ａは二次甲母線、２ｂは二次乙母線である。一次甲母線１ａと一次乙母線１ｂ間は、閉状態のＬＳ７，９及び閉状態のブスタイ遮断器８を介して接続される。又、ＬＳ３，４の接続点は閉状態の一次側遮断器１４を介して＃１Ｂの負荷時タップ切換変圧器１５の一次側に接続され、同様にＬＳ５，６の接続点は閉状態の一次側の遮断器１６を介して＃２Ｂの負荷時タップ切換変圧器１７の一次側に接続され、ＬＳ１０，１１の接続点は閉状態の一次側遮断器１８を介して＃３Ｂの負荷時タップ切換変圧器１９の一次側に接続され、ＬＳ１２，１３の接続点は閉状態の一次側遮断器２０を介して予備機である＃４Ｂの負荷時タップ切換変圧器２１の一次側に接続される。又、一次甲母線１ａ及び一次乙母線１ｂの電圧は変圧器２２，２３を介して外部に取り出される。

一方、二次甲母線２ａと二次乙母線２ｂ間は、閉状態のＬＳ３４，３６及び閉状態のブスタイ遮断器３５を介して接続される。ＬＳ２４，２５の接続点は閉状態の二次側遮断器４１を介して負荷時タップ切換変圧器１５の二次側に接続され、同様にしてＬＳ２６，２７の接続点は閉状態の二次側遮断器４２を介して負荷時タップ切換変圧器１７の二次側に接続され、ＬＳ３７，３８の接続点は閉状態の二次側遮断器４３を介して負荷時タップ切換変圧器１９の二次側と接続され、ＬＳ３９，４０の接続点は自動投入の開状態の二次側遮断器４４を介して負荷時タップ切換変圧器２１の二次側に接続される。また、ＬＳ２８，２９、３０，３１、３２，３３の各接続点は負荷に接続される。又、母線２ａ，２ｂの電圧は変圧器４５，４６を介して外部に取り出される。

前記構成の変電所においては、＃４Ｂの負荷時タップ切換変圧器２１を予備機としているとき、＃１Ｂ〜＃３Ｂの３台の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９により二次甲，乙母線２ａ，２ｂに接続される負荷を分担している。この時、二次甲母線２ａに事故が発生すると、図３に示すようにブスタイ遮断器３５、＃１Ｂの負荷時タップ切換変圧器１５の二次側の遮断器４１及び＃３Ｂの負荷時タップ切換変圧器１９の二次側の遮断器４３が開かれ、二次甲母線２ａは停電し、矢印で示すように二次乙母線２ｂに接続されている＃２Ｂの負荷時タップ切換変圧器１７に二次乙母線２ｂの負荷が集中し、過負荷となる恐れがある。例えば、事故前の二次甲母線２ａの負荷が変圧器１台分で二次乙母線２ｂの負荷が変圧器２台分の負荷であれば、事故後においては＃２ｂの負荷時タップ切換変圧器１７に変圧器２台分の負荷がかかることになる。そこで、予備機の＃４Ｂの負荷時タップ切換変圧器２１の二次側の遮断器４４を投入し、＃２Ｂと＃４Ｂの負荷時タップ切換変圧器１７，２１を併用することにより負荷を分散し、＃２Ｂの過負荷状態を解消することができる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開昭６２−４００２６号公報特開平９−２６１８６９号公報

一般に、複数の負荷時タップ切換変圧器を並列で運転する場合、それぞれのタップ位置が異なると、それぞれの出力電圧も異なり、変圧器間に横流が発生する。このため、各負荷時タップ切換変圧器のタップ位置を合わせて運転する必要がある。そのため、２次母線電圧が変化すると、その２次母線電圧を適正に維持しようとして電圧調整継電器が動作し、運転中の変圧器のタップを一斉に操作する。なお、電圧調整継電器は図２，３に示した装置とは別に設けられている。ここで、予備機の＃４Ｂの負荷時タップ切換変圧器２１は並列運転されていないので、運転中他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と異なったタップ位置になってしまい、予備機の負荷時タップ切換変圧器２１の2次側遮断器４４を投入した場合に横流が発生し、過負荷が解消されない場合がある。従って、予備機の負荷時タップ切換変圧器２１も運転中他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と同時にタップ操作し、常にタップ位置を他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と合わせておくことにより、予備機の負荷時タップ切換変圧器２１を他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と並列にすることができる。

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、予備機の負荷時タップ切換変圧器を運転中の負荷時タップ切換変圧器と同時にタップ操作し、常にタップ位置を合わせておくことにより、予備機を投入した際の横流の発生を防止し、過負荷を解消することができる変電所における変圧器のタップ切換制御装置を得ることを目的とする。

この発明の請求項１に係る変電所における変圧器のタップ切換制御装置は、予備の負荷時タップ切換変圧器を含めて複数の負荷時タップ切換変圧器の一次側を一次側の遮断器、ＬＳ及びブスタイ遮断器を介して複数の一次母線に接続するとともに、各負荷時タップ切換変圧器の二次側を二次側の遮断器、ＬＳ及びブスタイ遮断器を介して複数の二次母線に接続した変電所における変圧器のタップ切換制御装置において、検出された二次母線電圧に応じて電圧調整指令を発生する電圧調整指令手段と、各負荷時タップ切換変圧器の二次側の遮断器、ＬＳ及びブスタイ遮断器の開閉状態により各負荷時タップ切換変圧器が同一の二次母線に接続されているか否か判定し、同一の二次母線に接続されている場合には並列運転中と判定する並列運転判定手段と、電圧調整指令手段の指令に応じて並列運転している各負荷時タップ切換変圧器のタップ切換を行うタップ切換手段と、二次母線と遮断されている予備の負荷時タップ切換変圧器が二次母線と接続されて運転中の負荷時タップ切換変圧器と並列運転されているように見せかける手段とを備えたものである。

以上のようにこの発明の請求項１によれば、二次母線電圧が変化すると、これに応じて電圧調整指令手段が電圧調整指令を発生する。一方、並列運転判定手段は、各負荷時タップ切換変圧器の二次側の遮断器、ＬＳ、及びブスタイ遮断器の開閉状態により各負荷時タップ切換変圧器が同一の二次母線に接続されているか否かを判定し、同一の二次母線に接続されている場合には、並列運転中と判定する。タップ切換手段は、電圧調整指令手段の指令に応じて並列運転している各負荷時タップ切換変圧器のタップ切換を行う。二次母線と遮断されている予備の負荷時タップ切換変圧器は並列運転判定手段により通常は並列運転中とは見なされないが、この予備の負荷時タップ切換変圧器が二次母線と接続されて運転中の負荷時タップ切換変圧器と並列運転されているように見せかける手段が設けられているので、予備の負荷時タップ切換変圧器も運転中の負荷時タップ切換変圧器と同時にタップ操作され、タップ位置が常に同じとなる。このため、予備の負荷時タップ切換変圧器の二次側遮断器を投入した際に横流が発生せず、確実に過負荷が解消される。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１は母線電圧調整装置４７ａにおける予備の負荷時タップ切換変圧器２１の状態入力回路４７ｂを含む変圧器自動制御装置４７の回路図である。変電所の系統構成は従来と同様に図２に示す通りである。別に設けられた電圧調整継電器（電圧調整指令手段）４８は検出された二次母線２ａ、２ｂの電圧を入力され、この電圧に応じて電圧調整指令を母線電圧調整装置４７ａに対して発生する。母線電圧調整装置４７ａは各負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９，２１の二次側の遮断器４１〜４４、二次側のＬＳ２４〜３４、３６〜４０及びブスタイ遮断器３５の開閉状態を取り込み（図１では負荷時タップ切換変圧器２１の二次側の開閉状態のみを制御電源４９及び電磁接触器５０〜５５を介して取り込んでいるが、実際には他の負荷時タップ切換変圧器についても同様に取り込んでいる。）、その開閉状態から各負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９，２１が同一の二次母線２ａ，２ｂに接続されているか否かを判定している。即ち、母線電圧調整装置４７ａは二次側遮断器４１，４３及びＬＳ２４，３７が閉状態にあることにより、負荷時タップ切換変圧器１５，１９が二次甲母線２ａに接続されていると判定し、また二次側遮断器４２及びＬＳ２７が閉状態にあることにより、負荷時タップ切換変圧器１７が二次乙母線２ｂに接続されていると判定し、さらにＬＳ３４，３６及びブスタイ遮断器３５が閉状態にあることにより、二次甲乙母線２ａ，２ｂが接続されていると判定し、負荷時タップ切換変圧器１５，１７、１９が同一の二次母線に接続されていて並列運転中であると判定する。そして、電圧調整継電器４８から電圧調整指令が出ていることを受けて、母線電圧調整装置４７ａは並列運転されている各負荷時タップ切換変圧器１５，１７、１９に対して同時にタップ切換操作を行う。

一方、変圧器自動制御装置４７の使用時には補助リレーＸ１の接点をオンし、これにより母線電圧調整装置４７ａ内の補助リレーＸ２をオンする。この補助リレーＸ２の接点を負荷時タップ切換変圧器２１の二次側の状態入力回路４７ｂにおける遮断器４４の状態入力回路に接続し、電磁接触器５４（５２ａ）をオン、電磁接触器５５（５２ｂ）をオフとすることにより、母線電圧調整装置４７ａは遮断器４４が閉状態であると判定し、負荷時タップ切換変圧器２１が二次母線に接続されているように見せかける。この結果、負荷時タップ切換変圧器２１は実際には遮断器４４が開状態であり、二次母線と接続されていないが、母線電圧調整装置４７ａは遮断器４４が閉状態であり、負荷時タップ切換変圧器２１が二次母線と接続されていると判定し、他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と並列運転されていると判定し、電圧調整継電器４８の電圧調整指令に応じて他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と同時にタップ切換を行う。なお、状態入力回路４７ｂには負荷時タップ切換変圧器２１の二次側の甲母線２ａ側のＬＳ及び乙母線２ｂ側のＬＳの状態も入力される。

前記実施最良形態によれば、実際には二次母線と遮断されている予備機の負荷時タップ切換変圧器２１が二次母線と接続されているように見せかけることにより、同一の二次母線に接続されている他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と並列運転されているように見せかけており、電圧調整継電器４８の指令に応じて他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と同時にタップ切換が行われる。これにより、予備の負荷時タップ切換変圧器２１のタップ位置は常に他の並列運転中の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９と一致している。このため、予備の負荷時タップ切換変圧器２１の二次側遮断器４４を速やかに投入することができるとともに、二次側遮断器４４を投入した際に並列運転中の他の負荷時タップ切換変圧器１５，１７，１９とタップ位置が合っているので、横流が発生せず、確実に過負荷を解消することができる。

この発明の実施最良形態による母線電圧調整装置を含む変圧器自動制御装置の回路図である。従来の複数の負荷時タップ切換変圧器を有する変電所の正常時の系統構成図である。従来の複数の負荷時タップ切換変圧器を有する変電所の事故除去後の系統構成図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…一次母線
２ａ，２ｂ…二次母線
３〜７、９〜１３、２４〜３４，３６〜４０…ＬＳ
８，３５…ブスタイ遮断器
１４，１６，１８，２０，４１〜４４…遮断器
４７…変圧器自動制御装置
４７ａ…母線電圧調整装置
４７ｂ…状態入力回路
４８…電圧調整継電器
５０〜５５…電磁接触器

Claims

予備の負荷時タップ切換変圧器を含めて複数の負荷時タップ切換変圧器の一次側を一次側の遮断器、ＬＳ及びブスタイ遮断器を介して複数の一次母線に接続するとともに、各負荷時タップ切換変圧器の二次側を二次側の遮断器、ＬＳ及びブスタイ遮断器を介して複数の二次母線に接続した変電所における変圧器のタップ切換制御装置において、検出された二次母線電圧に応じて電圧調整指令を発生する電圧調整指令手段と、各負荷時タップ切換変圧器の二次側の遮断器、ＬＳ及びブスタイ遮断器の開閉状態により各負荷時タップ切換変圧器が同一の二次母線に接続されているか否か判定し、同一の二次母線に接続されている場合には並列運転中と判定する並列運転判定手段と、電圧調整指令手段の指令に応じて並列運転している各負荷時タップ切換変圧器のタップ切換を行うタップ切換手段と、二次母線と遮断されている予備の負荷時タップ切換変圧器が二次母線と接続されて運転中の負荷時タップ切換変圧器と並列運転されているように見せかける手段とを備えたことを特徴とする変電所における変圧器のタップ切換制御装置。