JPH07123086B2 - 負荷時タップ切換装置 - Google Patents
負荷時タップ切換装置Info
- Publication number
- JPH07123086B2 JPH07123086B2 JP2179101A JP17910190A JPH07123086B2 JP H07123086 B2 JPH07123086 B2 JP H07123086B2 JP 2179101 A JP2179101 A JP 2179101A JP 17910190 A JP17910190 A JP 17910190A JP H07123086 B2 JPH07123086 B2 JP H07123086B2
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- Japan
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- switching
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- tap
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/0005—Tap change devices
- H01H2009/0061—Monitoring tap change switching devices
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は負荷時タップ切換装置に係り、特にその切換
開閉器のアーク接点の交換時期を予知する手段に関する
ものである。
開閉器のアーク接点の交換時期を予知する手段に関する
ものである。
一般に負荷時タップ切換装置は切換開閉器およびタップ
選択器からなる負荷時タップ切換器とこの負荷時タップ
切換器を切換情報によって駆動する操作機構とから構成
されている。そして、送配電系統の負荷状況に応じて切
換情報が負荷時タップ切換装置に与えられ、変圧器の巻
線に設けられているタップを切換え系統の電圧を調整し
ている。
選択器からなる負荷時タップ切換器とこの負荷時タップ
切換器を切換情報によって駆動する操作機構とから構成
されている。そして、送配電系統の負荷状況に応じて切
換情報が負荷時タップ切換装置に与えられ、変圧器の巻
線に設けられているタップを切換え系統の電圧を調整し
ている。
この負荷時タップ切換変圧器が接続される送配電系統は
主幹線である場合が多く、負荷時タップ切換装置が故障
した場合、広範囲にわたって停電する恐れがある。従っ
て、負荷時タップ切換装置の信頼度を高く維持しておく
ことが重要であり、このため充実した保守が必要不可欠
となる。
主幹線である場合が多く、負荷時タップ切換装置が故障
した場合、広範囲にわたって停電する恐れがある。従っ
て、負荷時タップ切換装置の信頼度を高く維持しておく
ことが重要であり、このため充実した保守が必要不可欠
となる。
ところで、負荷時タップ切換装置の保守として最も重要
なことは、切換開閉器のアーク接点の消耗に関するもの
である。即ち、このアーク接点の消耗はその電流開閉機
能に大きな影響を及ぼし、一定の限度量を越えると電流
開閉不能やタップ間短絡に陥り重大故障を招くこととな
る。
なことは、切換開閉器のアーク接点の消耗に関するもの
である。即ち、このアーク接点の消耗はその電流開閉機
能に大きな影響を及ぼし、一定の限度量を越えると電流
開閉不能やタップ間短絡に陥り重大故障を招くこととな
る。
そこで、通常５〜10年間隔で実施されている定期点検に
おいて、アーク接点の消耗程度を目視等により点検して
その良否を判定するとともに、その点検時点までの変圧
器の平均負荷状態をも考慮して当該接点の余寿命を推定
していた。
おいて、アーク接点の消耗程度を目視等により点検して
その良否を判定するとともに、その点検時点までの変圧
器の平均負荷状態をも考慮して当該接点の余寿命を推定
していた。
しかしながら、例えば、点検時点以降、変圧器の負荷状
態が当該点検時点に想定した値から大きく増大したよう
な場合には接点の消耗が予想以上に急速に進行し、次回
の点検時点には既に限界に至っていることもあり得る。
こうした事態になると交換用の接点部品の調達などに時
間がかかり、予定外の停電を余儀なくされ系統の給電障
害となる。また、これを防ぐために交換用部品を常備す
ることにすればその分費用の増大となって経済的に望し
くない。
態が当該点検時点に想定した値から大きく増大したよう
な場合には接点の消耗が予想以上に急速に進行し、次回
の点検時点には既に限界に至っていることもあり得る。
こうした事態になると交換用の接点部品の調達などに時
間がかかり、予定外の停電を余儀なくされ系統の給電障
害となる。また、これを防ぐために交換用部品を常備す
ることにすればその分費用の増大となって経済的に望し
くない。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、負荷の変動にかかわらず切換開閉器のアーク
接点の余寿命を高い精度で推定することを可能とするも
のである。
たもので、負荷の変動にかかわらず切換開閉器のアーク
接点の余寿命を高い精度で推定することを可能とするも
のである。
この発明に係る負荷時タップ切換装置は、その操作機構
の動作時の切換方向、巻線の電圧および負荷電流を検出
する検出部と、この検出部の出力からアーク接点が正常
に動作していると仮定した場合の各アーク接点毎の接点
消耗量を演算し、タップ切換回数とともに上記演算値を
タップ切換毎に積算する第１の演算部と、この第１の演
算部の出力と予め設定された所定の許容消耗量とから上
記アーク接点の交換時期を演算する第２の演算部とを備
えたものである。
の動作時の切換方向、巻線の電圧および負荷電流を検出
する検出部と、この検出部の出力からアーク接点が正常
に動作していると仮定した場合の各アーク接点毎の接点
消耗量を演算し、タップ切換回数とともに上記演算値を
タップ切換毎に積算する第１の演算部と、この第１の演
算部の出力と予め設定された所定の許容消耗量とから上
記アーク接点の交換時期を演算する第２の演算部とを備
えたものである。
検出部の出力から各アーク接点に流れる電流を求めると
ともに遮断、投入の判別を行う。これらの情報をもと
に、アーク接点の正常動作時に成立する計算式により各
アーク接点の消耗量を演算する。この演算値と許容消耗
量とを比較し、その時点までのタップ切換回数をもとに
消耗量が上記許容値に至るまでのタップ切換回数を演算
し交換時期を推定する。
ともに遮断、投入の判別を行う。これらの情報をもと
に、アーク接点の正常動作時に成立する計算式により各
アーク接点の消耗量を演算する。この演算値と許容消耗
量とを比較し、その時点までのタップ切換回数をもとに
消耗量が上記許容値に至るまでのタップ切換回数を演算
し交換時期を推定する。
第１図はこの発明の一実施例による負荷時タップ切換装
置を示すブロック図である。図において、（１）は変圧
器の巻線（２）に接続された負荷時タップ切換器、
（３）は負荷時タップ切換器（１）の切換開閉器を駆動
する操作機構、（４）は操作機構（３）の動作方向と切
換直前のタップ位置を検出する切換検出部、（５）は変
圧器の巻線（２）の電圧を検出する電圧センサ、（６）
は変圧器の負荷電流を検出する電流センサで、これら
（４）ないし（６）からなる検出器（７）からの出力は
収録部（８）に収録される。（９）は収録部（８）のデ
ータから後述の計算式によって各アーク接点毎の接点消
耗量を演算し、タップ切換回路とともにその演算値をタ
ップ切換毎に積算する第１の演算部、（10）は各アーク
接点の許容消耗量と各アーク接点間の消耗量差の許容値
を予め設定して記憶する記憶部、（11）は第１の演算部
（９）と記憶部（10）とのデータから各アーク接点の交
換時期を演算する第２の演算部である。
置を示すブロック図である。図において、（１）は変圧
器の巻線（２）に接続された負荷時タップ切換器、
（３）は負荷時タップ切換器（１）の切換開閉器を駆動
する操作機構、（４）は操作機構（３）の動作方向と切
換直前のタップ位置を検出する切換検出部、（５）は変
圧器の巻線（２）の電圧を検出する電圧センサ、（６）
は変圧器の負荷電流を検出する電流センサで、これら
（４）ないし（６）からなる検出器（７）からの出力は
収録部（８）に収録される。（９）は収録部（８）のデ
ータから後述の計算式によって各アーク接点毎の接点消
耗量を演算し、タップ切換回路とともにその演算値をタ
ップ切換毎に積算する第１の演算部、（10）は各アーク
接点の許容消耗量と各アーク接点間の消耗量差の許容値
を予め設定して記憶する記憶部、（11）は第１の演算部
（９）と記憶部（10）とのデータから各アーク接点の交
換時期を演算する第２の演算部である。
次に、以上の各演算部（９）（11）の具体的な演算内容
を説明するため、先ず切換開閉器のアーク接点の動作と
その接点消耗時の現象について第２図ないし第４図によ
り説明する。
を説明するため、先ず切換開閉器のアーク接点の動作と
その接点消耗時の現象について第２図ないし第４図によ
り説明する。
第２図はアーク接点ＡないしＣを有する切換開閉器（1
a）とタップ選択器（1b）とを含む回路図で、図中、（1
2）は抵抗値Ｒの限流抵抗器、Ｖは変圧器の巻線（２）
の電圧、Vsはステップ電圧、Ｉは負荷電流である。そし
て、ここではアーク接点の可動部が矢印（13）の向きに
駆動され、接点Ａから接点Ｂを経て接点Ｃに至る一連の
動作が行われる。
a）とタップ選択器（1b）とを含む回路図で、図中、（1
2）は抵抗値Ｒの限流抵抗器、Ｖは変圧器の巻線（２）
の電圧、Vsはステップ電圧、Ｉは負荷電流である。そし
て、ここではアーク接点の可動部が矢印（13）の向きに
駆動され、接点Ａから接点Ｂを経て接点Ｃに至る一連の
動作が行われる。
アーク接点の消耗量の限度は、各アーク接点毎の絶対量
と、アーク接点間の消耗量差との両面から検討する必要
がある。前者は各アーク接点の電流開閉機能から決定さ
れるもので、アーク接点が正常な動作を継続すると仮定
した場合、消耗量Ｌは次式で求められる。
と、アーク接点間の消耗量差との両面から検討する必要
がある。前者は各アーク接点の電流開閉機能から決定さ
れるもので、アーク接点が正常な動作を継続すると仮定
した場合、消耗量Ｌは次式で求められる。
Ｌ＝ｕ・IP・ta ここでＩは遮断電流、ｕは定数、ｐは指数（１＜ｐ＜
２）、taは平均アーク持続時間で0.3サイクル程度であ
る。
２）、taは平均アーク持続時間で0.3サイクル程度であ
る。
また、遮断電流は第２図の場合、次の通りとなる。
接点Ａの遮断電流I1＝Ｉ＋Vs/R 但し、切換方向が図示と逆向きの場合は、I1＝Ｉ−Vs/R
となる。また、Vs＝Ｋ（ｎ）・Ｖとなる。ここで、Ｋは
ステップ電圧Vsと巻線電圧Ｖとの比で、タップ位置ｎに
よって変化し得る。
となる。また、Vs＝Ｋ（ｎ）・Ｖとなる。ここで、Ｋは
ステップ電圧Vsと巻線電圧Ｖとの比で、タップ位置ｎに
よって変化し得る。
接点Ｂの遮断電流I1＝Vs/R 但し、図示の切換方向では投入となるのでI1＝０とな
る。
る。
接点Ｃの遮断電流I1＝Ｉ 但し、図示の切換方向では投入となるのでI1＝０とな
る。
る。
次に消耗量差からの限界について説明する。第３図は、
一例として、接点Ｂの消耗程度が接点A,Cに比較して相
当大きくなった場合の状態を示すもので、接点の可動部
は丁度接点Ｂに投入された位置にある。図中、点線は新
品時等、消耗が無い場合の状態を示す。この図から判る
ように、接点Ｂの消耗によりその接点Ｂの投入時点が遅
れることになる。この遅れは可動部の回転角度で図のθ
で表わされる。
一例として、接点Ｂの消耗程度が接点A,Cに比較して相
当大きくなった場合の状態を示すもので、接点の可動部
は丁度接点Ｂに投入された位置にある。図中、点線は新
品時等、消耗が無い場合の状態を示す。この図から判る
ように、接点Ｂの消耗によりその接点Ｂの投入時点が遅
れることになる。この遅れは可動部の回転角度で図のθ
で表わされる。
第４図は各接点の一連の動作を示すタイムチャートであ
る。接点Ａは接点Ｂの投入によって開極するので、第３
図に示したように接点Ｂの投入が遅れるとこれに伴って
接点Ａの開極時点も遅れることになる。この結果、接点
Ａの開極によって発生するアークの持続時間に対して接
点Ｃの投入までの時間的余裕が減少しタップ間短絡の危
険性が高まることになる。
る。接点Ａは接点Ｂの投入によって開極するので、第３
図に示したように接点Ｂの投入が遅れるとこれに伴って
接点Ａの開極時点も遅れることになる。この結果、接点
Ａの開極によって発生するアークの持続時間に対して接
点Ｃの投入までの時間的余裕が減少しタップ間短絡の危
険性が高まることになる。
このため、第１図の第２の演算部（11）は、各接点毎の
消耗量とともに各接点間の消耗量差をそれぞれの許容値
と比較し、それまでのタップ切換回数の積算値をもと
に、それぞれの消耗量が許容値に至るまでの切換回数を
交換時期として出力する訳である。
消耗量とともに各接点間の消耗量差をそれぞれの許容値
と比較し、それまでのタップ切換回数の積算値をもと
に、それぞれの消耗量が許容値に至るまでの切換回数を
交換時期として出力する訳である。
以上のように、変圧器の運転を止め切換開閉器を取出し
て接点消耗量を測定しなくてもそれに匹敵する程の正確
さで消耗状態を常時知ることができ、負荷状態の急変に
も適確に対応することが可能となり、変換用部品の事前
準備も計画的経済的に行うことができる。
て接点消耗量を測定しなくてもそれに匹敵する程の正確
さで消耗状態を常時知ることができ、負荷状態の急変に
も適確に対応することが可能となり、変換用部品の事前
準備も計画的経済的に行うことができる。
更に、５〜10年毎に定期点検を行いアーク接点の消耗量
を実測して上記積算値と比較するようにしてもよい。こ
の場合、積算値と比較して実測値が大きいと、これは、
例えばアーク接点の駆動系の摩擦が増加して接点の開極
速度が低下している等、平均アーク持続時間を増大させ
る不具合個所が存在していることを示唆しているとみな
し得るので、これら不具合を想定した点検の重点実施を
行うことができ保守の充実を図り得る。
を実測して上記積算値と比較するようにしてもよい。こ
の場合、積算値と比較して実測値が大きいと、これは、
例えばアーク接点の駆動系の摩擦が増加して接点の開極
速度が低下している等、平均アーク持続時間を増大させ
る不具合個所が存在していることを示唆しているとみな
し得るので、これら不具合を想定した点検の重点実施を
行うことができ保守の充実を図り得る。
なお、上記実施例では切換検出部（４）により各切換時
点のタップ位置ｎを検出するようにしたが、ステップ電
圧Vs＝Ｋ（ｎ）・ＶのＫ（ｎ）がタップ位置ｎにかかわ
らず常に一定である場合には、特にこのタップ位置ｎの
検出は不要である。
点のタップ位置ｎを検出するようにしたが、ステップ電
圧Vs＝Ｋ（ｎ）・ＶのＫ（ｎ）がタップ位置ｎにかかわ
らず常に一定である場合には、特にこのタップ位置ｎの
検出は不要である。
また、この発明は負荷時タップ切換器の活線浄油装置の
過材の交換時期の演算にも全く同様に適用することが
でき同等の結果を奏する。即ち、活線浄油装置は、アー
ク接点の動作により切換開閉器内の絶縁油が分解して発
生するカーボンを常時過材で除去することにより絶縁
油の汚損劣化を防止するものである。そして、この過
材のカーボン捕捉量は各アーク接点のアークエネルギに
比例し、更にこのアークエネルギは遮断電流、アーク電
圧およびアーク接続時間に比例するが、この内アーク電
圧は正常遮断時一般に60〜100Vで一定であるので、この
捕捉量は前述したアーク接点の消耗量Ｌの算式と同様の
算式により演算することが可能である。従って、本願特
許請求の範囲に記載する第２の演算部は、その許容消耗
量を上記過材のカーボン捕捉量の許容値として設定
し、過材の交換時期を演算する場合をもその概念に含
むものとする。
過材の交換時期の演算にも全く同様に適用することが
でき同等の結果を奏する。即ち、活線浄油装置は、アー
ク接点の動作により切換開閉器内の絶縁油が分解して発
生するカーボンを常時過材で除去することにより絶縁
油の汚損劣化を防止するものである。そして、この過
材のカーボン捕捉量は各アーク接点のアークエネルギに
比例し、更にこのアークエネルギは遮断電流、アーク電
圧およびアーク接続時間に比例するが、この内アーク電
圧は正常遮断時一般に60〜100Vで一定であるので、この
捕捉量は前述したアーク接点の消耗量Ｌの算式と同様の
算式により演算することが可能である。従って、本願特
許請求の範囲に記載する第２の演算部は、その許容消耗
量を上記過材のカーボン捕捉量の許容値として設定
し、過材の交換時期を演算する場合をもその概念に含
むものとする。
この発明は以上のように構成されているので、負荷の変
動にかかわらず切換開閉器のアーク接点の余寿命、交換
時期が常時高い精度で知ることができ、経済的で充実し
た保守が可能となる。
動にかかわらず切換開閉器のアーク接点の余寿命、交換
時期が常時高い精度で知ることができ、経済的で充実し
た保守が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例による負荷時タップ切換装
置を示すブロック図、第２図は各アーク接点を含む回路
図、第３図は各アーク接点の消耗量に差がある場合の同
様の回路図、第４図は各アーク接点の一連の動作を示す
タイムチャートである。 図において、（１）は負荷時タップ切換器、（1a）は切
換開閉器、（２）は巻線、（３）は操作機構、（７）は
検出部、（９）は第１の演算部、（11）は第２の演算
部、Ｖは巻線の電圧、Ｉは負荷電流である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
置を示すブロック図、第２図は各アーク接点を含む回路
図、第３図は各アーク接点の消耗量に差がある場合の同
様の回路図、第４図は各アーク接点の一連の動作を示す
タイムチャートである。 図において、（１）は負荷時タップ切換器、（1a）は切
換開閉器、（２）は巻線、（３）は操作機構、（７）は
検出部、（９）は第１の演算部、（11）は第２の演算
部、Ｖは巻線の電圧、Ｉは負荷電流である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】複数のアーク接点を有する切換開閉器を備
えた負荷時タップ切換器とこの負荷時タップ切換器を駆
動する操作機構とを備え、負荷電流通電時に巻線のタッ
プの切換を行うものにおいて、 上記操作機構の動作時の切換方向、上記巻線の電圧およ
び負荷電流を検出する検出部と、この検出部の出力から
上記アーク接点が正常に動作していると仮定した場合の
各アーク接点毎の接点消耗量を演算し、タップ切換回数
とともに上記演算値をタップ切換毎に積算する第１の演
算部と、この第１の演算部の出力と予め設定された所定
の許容消耗量とから上記アーク接点の交換時期を演算す
る第２の演算部とを備えたことを特徴とする負荷時タッ
プ切換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2179101A JPH07123086B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 負荷時タップ切換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2179101A JPH07123086B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 負荷時タップ切換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0464206A JPH0464206A (ja) | 1992-02-28 |
| JPH07123086B2 true JPH07123086B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=16060053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2179101A Expired - Lifetime JPH07123086B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 負荷時タップ切換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123086B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10003918C1 (de) * | 2000-01-29 | 2001-07-05 | Reinhausen Maschf Scheubeck | Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes bei Stufenschaltern |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946583A (ja) * | 1972-09-11 | 1974-05-04 |
-
1990
- 1990-07-04 JP JP2179101A patent/JPH07123086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0464206A (ja) | 1992-02-28 |
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