JPH07123087B2 - 負荷時タップ切換装置の異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は変圧器等の電磁誘導機器に使用される負荷時
タップ切換装置の切換動作異常を検出する装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

送配電系統に接続される負荷時タップ切換変圧器に設け
られる負荷時タップ切換装置は、変圧器の巻線の各タッ
プに接続される負荷時タップ切換器とこれを駆動操作す
る操作機構とからなる。更に、負荷時タップ切換器は負
荷電流の切換えを行う切換開閉器、タップとの選択接続
を行うタップ選択器および極性または転位切換を行う転
換器から構成され、これらを適宜操作することにより送
配電系統の電圧を一定に保つ訳である。

負荷時タップ切換装置は、負荷電流が流れる課電中に変
圧器巻線のタップを切換えるもので、このため切換対象
タップ間では一時その変圧器タップ巻線を抵抗またはリ
アクトルを通じて短絡させる。従って、万一、タップ切
換機構に異常が発生し正常な切換動作をしない場合には
変圧器タップ巻線に過大な短絡電流が流れて大事故に発
展する恐れがある。このため、これら切換動作の異常の
兆候を早期に検出することが重要な課題となっている。

第５図は例えば特開昭60−176213号公報に開示されたこ
の種従来の負荷時タップ切換装置の異常検出装置を示す
ブロック図である。図において、（１）は電動操作機構
（２）へ動作信号を送出する動作信号発信部、（３）は
電動操作機構（２）によって駆動される負荷時タップ切
換器、（４）は動作信号を検出する切換検出部、（５）
は電動操作機構（２）の駆動軸に発生するトルクを検出
するトルクセンサ部、（６）は正常な切換動作時の正常
トルクパターンを記憶する記憶回路部（７）からの出力
とトルクセンサ部（５）からの出力とを比較して異常か
否かを判定する異常判定部、（８）は異常判定部（６）
の出力を表示する異常表示部である。

次に動作について説明する。動作信号発信部（１）から
の動作信号により電動操作機構（２）が負荷時タップ切
換器（３）を駆動して切換動作に入る。この時、その駆
動軸に発生するトルクがトルクセンサ部（５）により検
出され異常判定部（６）に送出される。異常判定部
（６）はこの検出トルクと記憶回路部（７）からの正常
トルクパターンとを比較演算し、例えば、切換機構の異
常で上記駆動軸のトルクが増大し両者の比率が所定の設
定値を越えると異常の兆候ありまたはタップ渋滞発生等
と判断して信号を出力し異常表示部（８）がその異常内
容を表示する。

以上により、負荷時タップ切換装置の切換動作の異常の
兆候を早期に検出し、また重大事故時の他機器への波及
等を防止することができる訳である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の負荷時タップ切換装置の異常検出装置は以上のよ
うに構成されているので、操作機構の駆動軸に発生する
トルクの変化から切換機構の異常を検出することが可能
となるが、トルクの検出は必ずしも容易でなくその出力
信号も微弱なため信号の取扱いも複雑になるという問題
点があった。

また、負荷時タップ切換器を構成する切換開閉器、タッ
プ選択器および転換器は切換態様や切換方向によりそれ
ぞれ動作が異なり、異常がどの要素で発生しているのか
を判別するのが容易でないという問題点があった。

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、信号の検出およびその取扱いが簡便で、異
常発生個所も確実に判別することができる負荷時タップ
切換装置の異常検出装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕

この発明に係る負荷時タップ切換装置の異常検出装置
は、その電動操作機構の電動機の電流を一連の切換動作
に係るパターンで検出する電流センサ部、動作信号から
その時の切換開閉器の動作が上記切換開閉器のみのもの
かタップ選択器の動作を伴うものか上記タップ選択器と
転換器との両者の動作を伴うものかの切換態様から定ま
る３種類の切換パターンのうちのいずれのパターンかを
判別する切換パターン判別部、上記３種類の切換パター
ン毎の正常動作時の電流パターンを正常電流パターンと
して記憶する正常電流パターン記憶部、および上記切換
パターン判別部からの出力に基づき上記正常電流パター
ン記憶部から当該切換パターンにおける正常電流パター
ンを判別し上記電流センサ部からの出力と比較すること
により動作異常個所を判定する異常個所判定部を備えた
ものである。

異常個所判定部は、電流センサ部からの電流パターンと
正常電流パターン記憶部からの正常電流パターンとの各
電流ピークの大きさ、時間間隔を比較演算し、異常ない
しその兆候の有無および、異常有りの場合はその発生個
所をその時間帯から求めて出力する。

〔実施例〕

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
置の異常検出装置を示すブロック図である。図におい
て、動作信号発信部（１）、電動操作機構（２）、負荷
時タップ切換器（３）および異常表示部（８）は従来と
同一のもので説明は省略する。（9a）および（9b）は電
動操作機構（２）の電動機の電流を検出する電流センサ
およびこの電流センサ（9a）から得られた電流波形を一
連の切換動作に係るパターン出力に変換するパターン変
換器で、両者により電流センサ部（９）を構成する。
（10）は動作信号発信部（１）からの動作信号と電流セ
ンサ部（９）により検出された電流パターンとを記憶す
る記憶部、（11）は動作信号から後述する要領により当
該切換動作がいずれの切換パターンに該当するかを判別
する切換パターン判別部、（12）は後述する合計３種類
の切換パターン毎の正常動作時の電流パターンを正常電
流パターンとして記憶する正常電流パターン記憶部、
（13）は記憶部（10）からの検出電流パターンと正常電
流パターン記憶部（12）からの正常電流パターンとを比
較して切換動作の異常の有無ないし異常個所を検出する
異常個所判定部である。

第２図ないし第４図は電流センサ部（９）で検出する電
流パターンの実測例を示すもので、先ず、第２図は一連
の切換動作において、切換開閉器、タップ選択器および
転換器の３者すべてが動作する切換パターンの場合で、
図に示すように、はじめに起動電流が流れ、時刻t1から
切換開閉器駆動のための蓄勢電流に移行して比較的緩や
かな増加傾向を示し、やがて放勢され切換開閉器が動作
する（時刻t6）。そして、この間に、タップ選択器の開
極時刻t2と投入時刻t5との間のタップ選択器駆動のため
の電流と、転換器の開極時刻t3と投入時刻t4との間の転
換器駆動のための電流とが加わる。

第３図は、切換開閉器およびタップ選択器が動作する切
換パターンの場合で、図に示すように、切換開閉器駆動
のための蓄勢電流は第２図の場合と同様であるが、切換
開閉器の動作までの時刻t2から時刻t5の間にタップ選択
器の駆動のための電流が加わる。

そして、第４図は切換開閉器のみが動作する切換パター
ンである。

このように、切換パターンの種類としては、合計３種類
が存在することになる。

ところで、負荷時タップ切換器において、転換器が動作
するのは、ある特定のタップ位置から上昇あるいは下降
方向へ切換えるときのみである。従って、切換パターン
判別部（11）は動作信号のタップ位置番号および切換方
向の情報から当該切換動作が第２図に示すパターンに該
当するか否かを判別する。

また、負荷時タップ切換器において、１切換前の切換方
向と逆方向に切換えるときは、タップ選択器、転換器は
共に動作せず切換開閉器のみが動作する。従って、切換
パターン判別部（11）は動作信号の切換方向の推移から
当該切換動作が第４図に示すパターンに該当するか否か
を判別する。

切換パターン判別部（11）は上述した要領で記憶部（1
0）からの動作信号に基づき切換パターンを判別し、そ
の情報を正常電流パターン記憶部（12）へ送出する。

異常個所判定部（13）は、記憶部（10）からの当該切換
動作時の電流パターンと切換パターン判別部（11）で選
別された正常電流パターン記憶部（12）内の正常電流パ
ターンとを比較演算する。

例えば、第２図に示す切換パターンの場合、各電流ピー
クの大きさとそれらの時間間隔とを比較する。そして、
両者の比（差）が所定の設定値を越えると異常有りない
し異常の兆候有りと判断し、かつ下記のように、その発
生時間帯から異常発生個所を特定する。

ここで、異常の兆候有りと判断する具体的基準として
は、例えば電流の大きさが正常時の２倍を越えるという
程度に設定するのが適当である。これは、負荷時タップ
切換器の規格（JEC−2220）では80万回の機械的寿命が
要求されており、摺動部分が摩耗して電流が年々徐々に
増加していくことを考慮したものである。

また、異常有りと判断する具体的基準としては、例え
ば、電流の大きさが正常時の５倍以上、または電流ピー
ク間隔t1−t2,t2−t3…が正常時間隔の1.5倍以上という
程度に設定される。この程度の変化があると、負荷時タ
ップ切換器の可動接点の溶着あるいは摺動部材の焼き付
き現象等が想定されるからである。

更に、電動操作機構の起動において、電流発生時間間隔
t0−t1が正常切換時の２倍以上の場合、負荷時タップ切
換器駆動系統の固渋あるいは電動機電源の電線のゆるみ
による欠相などの異常と判断する。これによって起動不
能の現象を検出することができる。

また、電動機電流の通流時間が正常切換時の２倍以上の
場合、電動機の電源開閉器の開極不能などの異常故障で
あると判断してその旨出力表示を行う。これにより、こ
の開極不能による暴走の現象を検出することができる。

以上の通り、この実施例では異常ないしその兆候を電動
操作機構の電動機電流のデータを基に判断しているの
で、従来のトルクのデータによる場合と比較してその検
出手段が簡便であり、また、信号としてのS/N比が高
く、検出特性の信頼性が向上する。

〔発明の効果〕

この発明は以上のように構成されているので、信号の検
出およびその取扱いが簡便で検出特性の信頼性も高く、
しかも負荷時タップ切換器の異常ないしその兆候を、そ
の発生個所を特定して検出することができる。

【図面の簡単な説明】

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
置の異常検出装置を示すブロック図、第２図ないし第４
図はそれぞれ異なる切換パターンにおける正常電流パタ
ーンを示す特性図、第５図は従来の負荷時タップ切換装
置の異常検出装置を示すブロック図である。 図において、（１）は動作信号発信部、（２）は電動操
作機構、（３）は負荷時タップ切換器、（９）は電流セ
ンサ部、（10）は記憶部、（11）は切換パターン判別
部、（12）は正常電流パターン記憶部、（13）は異常個
所判定部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切換開閉器とタップ選択器と転換器とから
   なる負荷時タップ切換器および動作信号に基づき上記負
   荷時タップ切換器を駆動する電動操作機構を備えた負荷
   時タップ切換装置の動作異常を検出するものにおいて、 上記電動操作機構の電動機の電流を一連の切換動作に係
   るパターンで検出する電流センサ部、上記動作信号から
   その時の切換開閉器の動作が上記切換開閉器のみのもの
   か上記タップ選択器の動作を伴うものか上記タップ選択
   器と転換器との両者の動作を伴うものかの切換態様から
   定まる３種類の切換パターンのうちのいずれのパターン
   かを判別する切換パターン判別部、上記３種類の切換パ
   ターン毎の正常動作時の電流パターンを正常電流パター
   ンとして記憶する正常電流パターン記憶部、および上記
   切換パターン判別部からの出力に基づき上記正常電流パ
   ターン記憶部から当該切換パターンにおける正常電流パ
   ターンを選別し上記電流センサ部からの出力と比較する
   ことにより動作異常個所を判定する異常個所判定部を備
   えたことを特徴とする負荷時タップ切換装置の異常検出
   装置。