JPH02217905A - 変電所の母線電圧制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、変電所の変圧器タップを切り換えることによ
って負荷時の母線電圧を調整する変電所の母線電圧ｉ’
ｆｉｌＪ御方法、及びこの方法に用いることのできる電
圧調整継電器に関する。

［従来の技術〕 変電所においＣは、変圧器二次側の電圧をなるべく一定
に保つべ・く、この変圧器二次側の母線電圧を計３１１
シ、この計測電圧値が予め設定された整定電圧値よりも
大きければ変圧器のタップを母線電圧が低くなる側に切
ｐ）換え、計測電圧値が整定電圧値よりも小さい場合は
変圧器のタップを母線電圧が高くなる側に切り換えるよ
うにしている。

そして、この母線電圧の制御にあたっては、前記計測電
圧値と整定電圧値を比較し、その結果に基づいて変圧器
タップに村する昇圧指令もしくは降圧指令信号を出力す
る電圧調整継電器が用いられている。

しかし、母線に接続される各配電線の需給点電圧を一定
に保つためには、単に母線電圧を一定に保つだけでは十
分でなく、負荷電流の変化に対応して配電線等のインピ
ーダンス分降下する電圧を補償する必要がある。すなわ
ち、前記母線電圧は１孝Ｔ：電圧分を士乗せ１．た電圧
となることが望ま１−２いものである。

従来における上記の々１１き配電線等による電圧降十分
の補償は、第５図に示すようにして行われていた。この
第５図において、１００は前記電圧調整継電器であり、
計器用変圧器１０１り斤−次側から取り出す入力電圧ｖ
ｐと予め設定されｆＳ整定電圧値Ｖｓとを比較して、そ
の比較結果に基づいて形成される昇圧指令もし５くは降
圧指令信号を出力している。すなわち、比較した電圧の
うち入力電圧Ｖｐの方が高い場合は変電所の変圧器７０
２のタップを電圧降圧側に切りＩＱえ９．入力電圧Ｖｐ
の方が低い場合にはタップを電圧昇圧側に切り換える指
令を出すのである。前記電圧降下分の補償は、線路降下
補償器１０３を用いて行われている。この線路降下補償
器１０３は、変圧器１０２の二次電流を所定比率で変流
する変流器１０４の二次側に設けられており、抵抗Ｒと
リアクタンスＸでなるインピーダンス回路として形成さ
れている。したがって、このインピーダンス回路両端に
発生する電圧は負荷電流に応じて変ＩＬすることになる
。前記抵抗ｒ（とりアクタンスＸの値は、変圧器１０２
の負荷中心点までのインピーダンスに対応し、インピー
ダンス回路両端に発生する電圧と前記計器用変圧器１０
１の二次電圧とのベクトル和が、その時点の所定の需給
点電圧に対応した模擬需給点電圧となるよう停電されて
いる。すなわち、インピーダンス回路両端に発生ずる電
圧が、負荷電流に応じて変化する変圧器二次側から需給
点までの電圧降下分を補償するようにしている。そして
、このようにして線路降下補償器１０３のインピーダン
ス回路両端に発生ずる電圧により電圧降下分を補償され
た模擬需給点電圧値すなわち入力電圧値Ｖｐを、前記電
圧調整継電器１００において所定の整定電圧値Ｖｓと比
較するようにしているのである。

従来における母線電圧制御は、以上のようにし°Ｃ配電
線等による電圧降下分を補償し、需給点電圧をなるべく
整定電圧値Ｖｐに保つようにするものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のようなｉｔ来手段による母線電圧制御は、単純な
枝状配電線を持ちＩ２かもこれら配電線を個々に電圧ル
制御する場合は、負荷中心を比較的正確且つ容易に定め
ることができ、ある程度実用に即することができる。し
かしながら、近時における多くの変電所におけるように
、負荷曲線の異なる複数の配電線群に対し、変圧器のタ
ップを切り換えることによって調整される母線電圧を供
給するようにしている場合は、負荷中心を特定すること
自体に無理があり、このため力率の実態管理が困難とな
って前記リアクタンスＸ要素による整定誤差が生じる可
能性が高いという問題があった３（、かも、前記抵抗Ｒ
及びリアクタンスＸの値の整定に係わる手間がきわめて
多大で効率が悪く、整定誤差が生じた場合にその度に面
倒な整定計算を繰り返さなくてはならないという問題が
あった。

本発明は上記のような事情に鑑みなされたものであって
、変電所の変圧器のタップを切り換えることによって母
線電圧を調整するようにした変電所の母線電圧制御方法
において従来必要であった、抵抗Ｒ及びリアクタシスＸ
の整定を排することができる変電所の７７線電圧制御方
法を提供することを目的としている。

本発明の他の目的は、に記ｆｆｌ線電圧制御方法に使用
することのできる電圧調整継電器を提供することにある
。

［課題を解決するための手段」 本発明による変電所の母線電圧制御方法は、上記し１的
を達成するなめに、変圧器二次側の負荷電流とｆｕ線電
圧をｇ＋ａａＬ、負荷電流に対応する整定電圧値とＩ：
Ｊ線電圧値とを比較し、これら整定電圧値と母線電圧（
ｈｔｔの偏差が予め定めた電圧不感帯幅３超えていると
き、この偏差を小さくするよう変圧器のタップを切りＪ
ｆｉ疋ることを特徴としている。

この方法において、１つの時間帯における任意の負荷電
流に対応する整定電圧値は、予め整定された最高重負荷
時と最低軽負荷時の各整定電圧値と整定電流値に基づい
て得ることができる。また、１目差を小さくするよう変
圧器のタップを切り換える条件は、単に前記ｉ＝差が電
圧不感帯幅を超えていることのみならず、（−差の電圧
不感帯幅超過分の超過継続時間積分値が予め定めたた定
積分値を超えたことを条件とするのが良い。

本発明による電圧調１３継電器は、負荷−に流と母線電
圧を入力する入力部と、少なくとも１つの時間帯内にお
ける最高重負荷時及び最低軽負荷時の各整定電圧値とり
定電流値を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された
各整定電圧値と整定電流値に基づいて、Ａ　／”’　Ｄ
変換１−た負荷電流値に対応する整定電圧値を得る演算
を行うと共に、この整定電圧値をＡ／’Ｄ変換した母線
電圧値と比較してその比較結果に基づく昇圧指令もしく
は降圧指令信号を形成する演算部と９具備することを特
徴としている。

１作　用］ 本発明の変電所の母線電圧制御方法では、負荷電流値に
対応する整定電圧値が直接母線電圧値と比較され、この
比較結果に基づいて母線電圧が制御される。このとき、
任意の負荷電流値に対応する整定電圧値を、最高重負荷
時と最低軽負荷時の各整定電圧値と整定電流値の基づい
て得ることができるようにしておけば、負荷電流毎の整
定電圧値と母線電圧値を比較するようにしているにも拘
らず、前記各整定電圧と整定電流のみを整定するだけで
母線電圧を制御することが可能となる。偏差の電圧不感
帯幅超過分の超過継続時間積分値が予め定めた整定積分
値を超えたことを変圧器のタップ切り換えの条件として
おけば、短時間の負荷変動等による煩雑な夕・ノブ切り
換えが生じることがない。

本発明による電圧調整継電器は、入力した負荷電流と母
線電圧をディジタル化するとともに、記憶部から最高重
負荷時と最低軽負荷時の各整定電圧値と整定電流値を読
み出し、これらの数値に基づいて負荷電流値に対応する
整定電圧値を演算し、この整定電圧値と前記ｊＪ線電圧
値と比較して、その比較結果として昇圧指令もしくは降
圧指令信号を出ノｊする。

［実施例１ 第１図は本発明の母線電圧制御方法により汀線電圧を制
御される変電所の要部を示ず構成図である。

この第１図において、１は変電所の変圧２πであって、
この変圧器１は二次側に複数の電圧切ＩＱタップを備え
ている。この変圧器１の二次（！［すには図示しない複
数の配電線を持つ母線２が接続されており、この母線２
には、負荷電流計測用の電流変成器３とＩ′Ｊ、線電圧
針ＪｊＱ用の計器用変圧器１１がそれぞれ設けられてい
る。これら電流変成器３と計器用変圧器４の二次電流及
び二次電圧は共に電圧調整継電器５に送り込まれている
。この電圧１！ｌ整継電器５は、後述するようにして得
た昇圧指令信号もしくは降圧指令信号を発生ずるもので
、これらの指令信号は前記変圧器１のタップ切換装置（
不図示）に送り込まれている。このタップ切換装置は、
ｉ圧、ｉｌＡ［継電器５から昇圧指令信号を受は取ると
変圧器１の二次電圧が高くなる側へタップを切り換え、
降圧指令信号を受は取ると二次電圧が低くなる側へタッ
プを切り換える。

第２図は前記電圧Ｊ１整継電器５のブロック図である、
この第２図において、１１は前記電流変成器３の二次側
に接続される電流入力端子、１２は計器用変圧器７１の
二次側に接続される電圧入力端子であって、それぞれ前
記母線２に流れる負荷電流及び母線電圧を所定の比率で
変成した電流もしくは電圧を入力している。これら電流
入力端子１１及び電圧入力端子１２から入力された電流
及び電圧は、それぞれ補助変成器１３．１４を介して実
効値変換器１５、１６に送られ、ここで実効値に変換さ
れたのちＡ／Ｄ変換器１７でディジタル値に変換される
ようになっている。このようにしてディジタル変換され
た負荷電流とｎ線電圧は後述する中央演算処理装置２２
に送り込まれている。

１Ｂは主記憶部であって、を裔述するような整定電流値
及び整定電圧値が書き込まれるＲ　Ａ　Ｍ　１８ａ、他
の必要伊報が書き込まれたＲ　ＯＭ　１８ｂからなる。

前記ＲＡＭ１８ａに書き込まれる整定電流値及び整定電
圧値は、任意の時間幅で分けられた１日の各時間帯毎の
、最高重負荷時の整定電流値ＡＨ，。

Ａ　Ｈｘ・・・、整定電圧値ＶＨ＋　、ＶＨ２・・・と
、各時間帯のうちの一つの時間帯における最低軽負荷時
の整定電流値ＡＬ、及び整定電圧値■［７１であり、こ
れら各整定電流値及び整定電圧値は過去のデータに基づ
いて整定されたものである。すなわち、例えば１２時〜
１８時の時間帯について、最高重負荷時（例えば１６時
）の整定電流値Ａ　Ｈ＋及び整定電圧値■Ｈ２と最低軽
負荷時（例えば１７時）の整定電流値ＡＬ＋及び整定電
圧値ＶＬ、が整定されるとともに、他の各時間帯につい
ては最高重負荷時のみの整定電流値Ａ　）（２・・・及
び整定電圧値ＶＩ４□・・・が整定される。ＲＡＭ１８
ａには、こうした１日分の整定電流値及び整定電圧値が
、例えば平日用と休日用といったように複数組書き込ま
れる。尚、１８ｃは中央演算処理部２２に時間情報を与
えるカレンダー時計である。

１９はＲＡＭ１８ａに対する書き込みを行うためのキー
人力部であって、平日、休日表示のモード切換えや運転
表示のモード切換えを行いながら、前述の如き各整定電
流値及び整定電圧値の書き込みを行うの用いる。

２０は信号出力用接点群であって、中央演算処理装置２
２の演算結果を出力する昇圧指令信号用出力接点２０ａ
及び降圧指令信号用出力接点２０ｂを備えている。この
信号出力用接点群は電圧異常信号出力接点等の他の出力
接点を備えることもできる。

２１は信号入力用接点群であって、中央演算処理装置２
２に対し、平日モードによる整定グログラムで運転する
ように指令を出す平日運転指令ＪＴ１信号の入力接点２
？ａ及び体ロモードによる整定１０゛グラムで運転する
ように指令を出す休日運転指令用信号の入力接点２１１
）　’ｚ備えている。この信号入力用接点群２１はさら
に、母線電圧の整定を行わないよう指令を出す手動指令
用入力接点や、前記変圧器１の電圧切換タップを上限タ
ップあるいは下限タップに固定するように指令するため
の信号用入力接点を備えることもできる。

中央演算処理装置２２は、前記出力接点２０ａもしくは
出力接点２０ｂから昇圧指令信号もしくは降圧指令信号
を出力するために、以下のようにして必要な演算処理を
行う。

中央演算処理装置２２はまず、前記Ａ／Ｄ変換器１７か
ら負荷電流及び母線電圧のディジタル変換値を人力する
とともに、前記信号入力Ｉｎ接点群２】を介して与えら
れる指令及びカレンダー時計１８Ｃより得られる時ｆｍ
　ｔｎ報に基づいて、ＲＡＭ１８ａから必要な整定電流
値及び整定電圧値を読み出す、そして、まず入力された
負荷電流値及び読み出された各整定値を用いて所定の演
算を行い、負荷電流値に対応した整定電圧値Ｖを得る。

これを具体的に説明する。

今、前記信号入力用接点Ｔｌ２１を介して与えられる指
令及びカレンダー時計１８ｃより得られる時１乃）情報
が平日の１５時であるときに、負荷電流値ｊ、母線電圧
値ＶをＡ／Ｄ変換器１７から入力したとする。中央演算
処理装置２２は、この平日の１５時を含む時間帯におい
て負荷電流値ｉに対応する整定電圧値を得るために、Ｒ
Ａ、Ｍ１８ａからこの時間帯におけるｆ＆高重負荷時の
整定電流値Ａ　Ｈ＋と整定電圧値Ｖｌ−１，、及び最低
軽負荷時の整定電流値ＡＬ、と整定電圧値ＶＬ、を読み
出し、これら各整定値と前記負荷電流値ｉから以下の演
算を行い、負荷電流値ｉに対応する整定電圧値Ｖを得る
。

・・・（イ） この（イ）式は、第３図に整定電圧特性線ａとして示す
ように、負荷電流に対し整定電圧値が直線的に変移する
ものとして形成したものである。

次に、負荷電流及び母線電圧が、最低軽負荷時の整定電
流値と整定電圧値を整定していない時間帯に属する時間
に入力されている場合は、前記整定電流値ＡＨＩと整定
電圧値Ｖ　Ｈ、及び整定電流値ＡＬ、と整定電圧値ＶＬ
、に加え、その入力時間を含む時間帯の最高重負荷時の
整定電流値と整定電圧値く例えば整定電流値Ａ　Ｈｘと
整定電圧値ＶＨ，）を読み出し、第３図に一点鎖線で示
すような、前記整定電圧変移線ａと平行な整定電圧特性
線すを設定する。このようにすれば、前記（イ）式から
所定値を減じる（あるいは（イ）式に所定値を加える）
ことにより、この時間帯における負荷電流に対応する整
定電圧値を得ることができる。

尚、（イ）式に代えてこの特性線ａを曲線的な変移とす
る式を用いることができるのはらちろんである。

次に、中央演算処理装置２２は、入力したＩＩ線線電圧
値上前記整定電圧値Ｖの電圧偏差Ｄ＝ｖ−Ｖを演算し、
この電圧偏差りが予め定めた第４図に示すような偏差量
−ｂ〜＋ｂ間の不感帯幅Ｂを超えたとき、この不感帯幅
Ｂ超過分の超過継続時間積分値を演算するようにしてい
る。そして、この積分値が予め定めた整定桔分値を超え
たときに、この中央演算処理装置２２は、前述した昇圧
指令信号もしくは降圧指令信号を出力接点２０ａもしく
は出力接点２０ｂから出力する。このうち昇圧指令信号
は前記電圧偏差りが負の値である場合、すなわち計測さ
れた母線電圧値■よりも整定電圧値Ｖの方が大きい場合
に出力接点２０ａから出され、一方降圧指令信号は電圧
偏差りが正の値である場合、すなわち計測された母線電
圧値■の方が整定電圧値Ｖよりも大きい場合に出力接点
２０１１から出される。

第４図は時間１．において正の電圧偏差りが不感帯幅Ｂ
を超え１時間ｔ２において超過継続時間（４分値が整定
積分値を超えたことによって、出力接点２０ｂから降圧
指令信号が出され、変圧器１の母線電圧が降下したこと
を示している。

尚、電圧偏差りが不感帯幅Ｂを超えることを、昇圧指令
信号及び降圧指令信号を出す条件とするのは、変圧器１
のタップ切り換えによる母線電圧の変動が段階的である
ためであり、タップを切り換えて電圧を変動させること
によって電圧偏差りがよりＯに近づくようにするために
必要な条件である。したがって、不感帯幅Ｂはタップ切
り換えによる電圧変動幅に対応して定められる。また、
電圧＋４ｉｉ差りの不感帯幅Ｂ超過分の超過継続時間積
分値を演算するのは、短期間の電圧の変動により頻繁に
タップが切り換えられてしまうことのないようにするた
めである。

第２図において、２３はカードリーダである。このカー
ドリーダ２３は、入力した負荷電流ｉ及び母線電圧■を
ＩＣカードに読み出すのに利用することができ、このよ
うにすれば、従来のように電流計や電圧計を設けて目視
により負荷電流や母線電圧を監視するのに比べ、データ
集計の省力化を計ることができるという効果がある。ま
た、前記カードリーダ２３は、前述の如き整定電圧値や
整定電流値を読み込ませておき、これを前記ＲＡＭ１８
ａに書き込むのに利用することもでき、このようにすれ
ば現場においてこの電圧調整継電器５に整定値を入力す
るのがきわめて容易になるという効果も奏する。

但し、第２図において、２４は電圧調整継電器５の制御
電圧を入力する電源入力端子、２５は定電圧回路等を含
む電源ユニツｈ、２６は中央演算処理装置２２とキー人
力部の間のインターフェース、２７は中央演算処理装置
２２と信号出力用接点群２０との間のインターフェース
、２８はカードリーダ２３用のＩＣカードインターフェ
ース、２９は整定電圧値や整定電流値あるいは平日、休
日モードを表示するための表示部である。

［発明の効果１ 請求項１により、ば、面倒な抵抗値やりアクタンス値の
整定を行う必要がなく、整定を迅速に行うことができる
という効果を奏する。また、こうした整定誤差要素を排
することができるから、特に負荷曲線の異なる複数の枝
状配電線を持つ母線の電圧制御を行う上で、母線電圧制
御の精度を向上させることができる。さらに、抵抗やり
アクタンスを排することができるから、母線電圧制御に
要する部品点数を削減することができ、コストダウン・
を遂げることができる。

請求項２によれば、負荷電流に対応する整定電圧値を演
算により得ることが可能となり、コンピュータに対する
適応性がよいという効果を奏する。

請求項３によれば、変圧器の煩雑なタップ切り換えが防
止され、タップ切換装置の寿命を延ばすことができる。

請求項４によれば、実質上、少なくとも２つの整定電圧
値を整定するだけで変電所の母線電圧をＪ１整するため
の信号を形成することができるから。

ａ線電圧に対する整定作業を簡単にできるという効果を
奉する。また、リアクタンスのように実態管理が困難な
ものの整定値を用いる必要がないから、母線電圧制御の
精度を向」−さぜることができるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の母線電圧制御方法を採用する変電所の
要部を示す構成図、第２図は電圧調整継電器め１１１７
７２図、第３図は整定電圧特性を示すグラフ、第４図は
昇圧指令信号及び降圧指令信号の発生条件を説明するグ
ラフ、第５図は従来の母線電圧制御方法を採用する変電
所の概略＋７４成図である。 ■・・・変圧器 ５・・・電圧調整継電器 ■・・・母線電圧値 ｉ・・・負荷電流値 ■・・−整定電圧値 ト３−・・不（み帯幅 Ｖ　１４　、　、　Ｖ　Ｉ１２・・・最高重負荷時の整
定電圧値ＡＩ”ｌ　１．Ａ　）Ｉ２・・・最高重負荷時
の整定電流値■１゜、・・・最低軽負荷時の整定電圧値
Ａｌ、・・・最低軽負荷時の整定電流値１１・・・電流
入力端子（人力部） １２・・・電圧入力端子（入力部） １８・・・主記憶部（記憶部） ２２・・・中央演算処理装置（演算部）茅　１　ス 特許出願入　　関西電力株式会社 東光精機株式会社 代　理　人　　弁理士　鈴江孝− ヱ 図 −ｂＬ−−−−−−− Ｑ４Ｓ　　３　　ｖＡ ＡＬ＋ ・イ・　　ど’　　ＡＨ＋ ご藺ｔ７を 裏 ！ °すＪ■

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）変電所の変圧器のタップを切り換えることによっ
   て母線電圧を調整するようにした変電所の母線電圧制御
   方法において、 変圧器二次側の負荷電流と母線電圧を計測し、負荷電流
   に対応する整定電圧値と前記母線電圧値とを比較し、こ
   れら整定電圧値と母線電圧値の偏差が予め定めた電圧不
   感帯幅を超えているとき、この偏差を小さくするよう変
   圧器のタップを切り換えることを特徴とする変電所の母
   線電圧制御方法。
2. （２）１つの時間帯内における最高重負荷時と最低軽負
   荷時の各整定電圧値と整定電流値を予め整定し、これら
   各整定電圧値と整定電流値に基づいて、演算により前記
   時間帯内における任意の負荷電流に対応する整定電圧値
   を得ることを特徴とする請求項１の変電所の母線電圧制
   御方法。
3. （３）整定電圧値と母線電圧値の偏差が予め定めた電圧
   不感帯幅を超えているとき、この偏差の電圧不感帯幅超
   過分の超過継続時間積分値が予め定めた整定積分値を超
   えたとき、前記偏差を小さくするよう変圧器のタップを
   切り換えることを特徴とする請求項１又は２の変電所の
   母線電圧制御方法。
4. （４）負荷電流と母線電圧を入力する入力部と、少なく
   とも１つの時間帯内における最高重負荷時及び最低軽負
   荷時の各整定電圧値と整定電流値を記憶する記憶部と、
   この記憶部に記憶された各整定電圧値と整定電流値に基
   づいて、Ａ／Ｄ変換した負荷電流値に対応する整定電圧
   値を得る演算を行うと共に、この整定電圧値をＡ／Ｄ変
   換した母線電圧値と比較してその比較結果に基づく昇圧
   指令もしくは降圧指令信号を形成する演算部とを具備す
   ることを特徴とする電圧調整継電器。