WO2012059980A1 - 位相制御開閉装置および閉極位相制御方法 - Google Patents

位相制御開閉装置および閉極位相制御方法 Download PDF

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翔 常世田
森　智仁
健次 亀井
伊藤　弘基
定之 木下
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    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H02H9/002—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off limiting inrush current on switching on of inductive loads subjected to remanence, e.g. transformers

Definitions

  • the rate of change in dielectric strength between breaker poles during the closing process of the breaker Depending on the slope of the Decrease of Dielectric Strength and the mechanical variation of the circuit breaker, the range of the magnetic flux error between the residual magnetic flux and the steady magnetic flux at that phase may increase depending on the target phase.
  • the magnetic flux error becomes large, the generation of the magnetizing inrush current cannot be suppressed.
  • the phase that minimizes the range of the magnetic flux error of one of the phases is the target application phase, the remaining one phase is the simultaneous input of two phases. Therefore, there is a possibility that the phase at which the current becomes large may be set as the target input phase, and thus there is a problem that the generation of the excitation inrush current may not be suppressed.
  • the load side voltage detecting unit 83 detects the voltage between each phase load side and the ground based on signals from the load side voltage measuring units 73a, 73b, and 73c, and outputs the detected voltage to the load side magnetic flux calculating unit 85 and the phase detecting unit 86. .
  • the power supply side magnetic flux calculating unit 84 integrates each phase power supply side ground voltage to calculate each phase power supply side magnetic flux, and outputs it to the phase detection unit 86.
  • the phase detection unit 86 detects each phase target application phase based on each phase power supply side voltage, each phase power supply side magnetic flux, each phase load side voltage, and each phase load side magnetic flux, and outputs it to the input command control unit 87. .
  • FIG. 5 (b) shows the circuit breaker pole voltage of each phase.
  • the solid line indicates the A-phase circuit breaker electrode voltage waveform
  • the broken line indicates the B-phase circuit breaker voltage waveform
  • the alternate long and short dash line indicates the C-phase circuit breaker electrode.
  • An inter-voltage waveform is shown.
  • FIG. 5B a voltage waveform between the breaker poles obtained by subtracting the voltage between each phase load side and ground from the voltage between each phase power supply side and ground is shown.
  • the phase detector 86 detects the phase having the largest absolute value of each phase load-side magnetic flux input from the load-side magnetic flux calculator 85, and sets this phase as the first input phase (in the example shown in FIG. ) Detects the phase (hereinafter referred to as “magnetic flux matching phase”) in which the polarity and magnitude of the load-side magnetic flux (residual magnetic flux) matches the polarity and magnitude of the power-side magnetic flux (steady magnetic flux) in the first input phase. To do. As shown in FIG. 5 (c), the magnetic flux matching phase of the first input phase includes a magnetic flux matching phase T1 in the rising region of the power supply side magnetic flux and a magnetic flux matching phase T2 in the falling region of the power supply side magnetic flux in one cycle. There are two each.
  • the phase detection unit 86 selects the one of the two magnetic flux coincidence phases T1 and T2 that has a smaller magnetic flux error range (here, T2) as the target application phase, so that the mechanical circuit breaker 52 is mechanically operated. It is possible to reduce the influence due to the operation variation.
  • phase t2 a phase shifted from each magnetic flux matching phase T1, T2 is obtained so that the magnetic flux error range is minimized, and the magnetic flux error range is smaller among the obtained phases.
  • phase t2 is set as the target input phase of the first input phase.
  • the making command control part 87 controls the circuit breaker 52 so that the first making phase is electrically turned on at the target making phase of the first making phase (here, A phase).
  • the phase detector 86 determines the remaining B phase or C phase as the second input phase (shown in FIG. 5).
  • the magnetic flux matching phase in which the polarity and magnitude of the load side magnetic flux and the polarity and magnitude of the power source side magnetic flux coincide with each other is detected.
  • the mechanical operation variation of the circuit breaker 52 is varied by shifting the target closing phase so that the range of the magnetic flux error obtained in accordance with the selected magnetic flux matching phase is minimized. The influence by can be minimized.
  • a phase shifted from each magnetic flux matching phase so as to minimize the magnetic flux error range is obtained.
  • the smaller one may be set as the target charging phase of the second charging phase.
  • the making command control unit 87 controls the circuit breaker 52 so that the second making phase is electrically turned on at the target making phase of the second making phase (here, B phase).
  • the phase detector 86 sets the remaining C phase as the third input phase, and in the third input phase, the polarity and magnitude of the load-side magnetic flux
  • the magnetic flux coincidence phase in which the polarity and the magnitude of the power supply side magnetic flux coincide is detected.
  • the smaller magnetic flux error range may be set as the target charging phase of the third charging phase.
  • the magnetic flux matching phase is obtained individually for each phase, and the phase that minimizes the range of the magnetic flux error obtained according to each magnetic flux matching phase is set as the target closing phase, and the phase is electrically switched on at each phase target closing phase.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a magnetic flux error when two phases are simultaneously input.
  • 7A shows an absolute value waveform of the A-phase and B-phase circuit breaker pole voltages
  • FIG. 7B shows a residual magnetic flux waveform (load-side magnetic flux waveform) and a steady magnetic flux of the A-phase and the B-phase.
  • the waveform power supply side magnetic flux waveform
  • the phase having the largest absolute value of the load-side magnetic flux is detected as the first input phase, and the polarity and magnitude of the load-side magnetic flux of the first input phase are determined.
  • the range of the magnetic flux error between the load side magnetic flux and the power source side magnetic flux due to the mechanical operation variation of the circuit breaker among the two magnetic flux coincidence phases in which the polarity and magnitude of the power source side magnetic flux coincide in one cycle The first input phase is input with the smaller one as the target input phase of the first input phase, and after the first input phase is input, any of the remaining phases is set as the second input phase, and the second input phase Of the two magnetic flux coincidence phases in which the polarity and magnitude of the load-side magnetic flux and the polarity and magnitude of the power-source side magnetic flux coincide in one cycle, the one with the smaller magnetic flux error range is the target application phase of the second application phase.
  • the remaining phase is the third input phase, and the polarity and magnitude of the load side magnetic flux and the polarity and magnitude of the power supply side magnetic flux in the third input phase match in one cycle. Since the third input phase is input as the target input phase of the third input phase of the two magnetic flux coincidence phases, the one with the smaller magnetic flux error range is input. Thus, it is possible to suppress the occurrence of a magnetizing inrush current associated with the closing operation of a non-load three-phase transformer of neutral point non-grounding or neutral point non-effective grounding.
  • phase control switchgear suppresses the generation of the magnetizing inrush current accompanying the closing operation of the neutral point non-grounded or neutral point non-effective grounded no-load three-phase transformer. It is useful as an invention that can

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Abstract

　中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器の閉極動作に伴う励磁突入電流の発生を抑制可能とする位相制御開閉装置を得ること。残留磁束の絶対値が最も大きい相を検出して第一投入相とし、第一投入相が投入された後に、残る相のうちの任意の相を第二投入相とし、第二投入相が投入された後に、残る相を第三投入相とし、各相毎に、各投入相の負荷側磁束の極性および大きさと、電源側磁束の極性および大きさとが、１サイクル中において一致する２つの磁束一致位相のうち、遮断器の機械的な動作ばらつきによる負荷側磁束と電源側磁束との間の磁束誤差が小さい方を各投入相の目標投入位相として、各相個別に各目標投入位相で投入するようにした。

Description

位相制御開閉装置および閉極位相制御方法
　本発明は、遮断器の開閉タイミングを制御する位相制御開閉装置に関する。
　従来、中性点非接地あるいは、中性点を高抵抗によって接地された中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器に電源を投入する際には、三相電源の線間の定常磁束と三相変圧器の１次側の線間の残留磁束との極性、および大きさが一致する位相を検出し、その位相において、その線間に接続された２相の遮断器を投入し、その後残る１相の遮断器を投入することにより、励磁突入電流の発生を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２０１０－００４６８６号公報
　しかしながら、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）の傾きと遮断器の機械的なばらつきとにより、投入目標とする位相によっては、その位相における残留磁束と定常磁束との間の磁束誤差の範囲が大きくなる場合があり、この磁束誤差が大きくなると、励磁突入電流の発生を抑制できなくなる。上記従来技術では、どちらか１相の磁束誤差の範囲が最小となるような位相を目標投入位相とすると、残りの１相については、２相同時投入であるので、必然的に磁束誤差の範囲が大きくなるような位相を目標投入位相とせざるを得ない可能性があるため、励磁突入電流の発生を抑制できない場合がある、という課題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器の閉極動作に伴う励磁突入電流の発生を抑制可能とする位相制御開閉装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる位相制御開閉装置は、電源と、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器との間に三相開閉装置が接続される構成に適用され、前記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、前記三相開閉装置の開極後において、前記三相開閉装置側における各相負荷側磁束の絶対値が最も大きい相を検出して第一投入相とし、前記第一投入相以外の任意の相を第二投入相および第三投入相とし、各相毎に、前記各相負荷側磁束の極性および大きさと、前記電源側における各相電源側磁束の極性および大きさとが、一周期中において一致する２つの磁束一致位相のうち、前記三相開閉装置の機械的な動作ばらつきによる前記負荷側磁束と前記電源側磁束との間の磁束誤差が小さい方を各相目標投入位相とし、前記各相目標投入位相で各相個別に投入することを特徴とする。
　本発明によれば、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器の閉極動作に伴う励磁突入電流の発生を抑制することができる、という効果を奏する。
図１は、実施の形態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２は、実施の形態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３は、実施の形態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４は、実施の形態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５は、実施の形態にかかる位相制御開閉装置の動作を説明するための各部波形図である。 図６は、第一投入相の目標投入位相の決定手法を説明するための図である。 図７は、二相を同時に投入する場合における磁束誤差範囲を説明する図である。
　以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる位相制御開閉装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１～図４は、各々実施の形態にかかる位相制御開閉装置の一構成例を示す図である。実施の形態にかかる位相制御開閉装置は、図１～図４に示すように、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器２０を負荷側回路として接続される。図１～図４において、三相開閉装置である遮断器５２は、同図左方側に示されるＡ相電源１０ａ、Ｂ相電源１０ｂ、およびＣ相電源１０ｃからなる三相電源と、同図右方側に示される三相変圧器２０との間に接続されている。この遮断器５２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可能である。遮断器５２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が設けられている。また、遮断器５２の三相変圧器２０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。
　三相変圧器２０の構成としては、例えば図１～図４に示す構成例が本実施の形態の対象となる。図１に示す例では、三相変圧器２０は、Ｙ結線の一次巻線２１、Δ結線の二次巻線２２、およびΔ結線の三次巻線２３を備えている。また、図２に示す例では、三相変圧器２０は、Ｙ結線の一次巻線２１、およびΔ結線の二次巻線２２を備えている。また、図３に示す例では、三相変圧器２０は、Ｙ結線の一次巻線２１、Ｙ結線の二次巻線２２、およびΔ結線の三次巻線２３を備えている。また、図４に示す例では、三相変圧器２０は、Ｙ結線の一次巻線２１、およびＹ結線の二次巻線２２を備えている。なお、図１～図３に示す構成では、シェルタイプ（Shell Type：外鉄形鉄心）あるいはコアタイプ（Core Type：内鉄形鉄心）のいずれであってもよい。一方、図４に示す構成のように、二次、三次巻線にΔ結線を一つも含まない場合には、コアタイプである必要がある。また、図１～図４に示す例では、三相変圧器２０は、一次巻線２１の中性点を高抵抗器２４で接地した中性点非有効接地型の変圧器として記載しているが、一次巻線２１の中性点を接地しない中性点非接地型の変圧器であってもよい。
　実施の形態にかかる位相制御開閉装置８０は、例えばコンピュータ等により構成され、電源側電圧検出部８２と、負荷側電圧検出部８３と、各相電源側磁束を算出する電源側磁束算出部８４と、各相負荷側磁束を算出する負荷側磁束算出部８５と、位相検出部８６と、各相消弧室５２ａ，５２ｂ，５２ｃ内の各接触子に独立して投入指令を出力する投入指令制御部８７と、を備えて構成される。
　電源側電圧検出部８２は、各電源側電圧計測部７２ａ，７２ｂ，７２ｃからの信号に基づいて各相電源側対地間電圧を検出し、電源側磁束算出部８４および位相検出部８６に出力する。
　負荷側電圧検出部８３は、各負荷側電圧計測部７３ａ，７３ｂ，７３ｃからの信号に基づいて各相負荷側対地間電圧を検出し、負荷側磁束算出部８５および位相検出部８６に出力する。
　電源側磁束算出部８４は、各相電源側対地間電圧を積分して各相電源側磁束を算出し、位相検出部８６に出力する。
　負荷側磁束算出部８５は、各相負荷側対地間電圧を積分して各相負荷側磁束を算出し、位相検出部８６に出力する。
　位相検出部８６は、各相電源側電圧、各相電源側磁束、各相負荷側電圧、および各相負荷側磁束に基づいて各相目標投入位相を検出し、投入指令制御部８７に出力する。
　投入指令制御部８７は、各相目標投入位相で各相が電気的に投入されるように各相消弧室５２ａ，５２ｂ，５２ｃ内の各接触子を制御する。
　つぎに、実施の形態にかかる位相制御開閉装置の動作について説明する。図５は、実施の形態にかかる位相制御開閉装置の動作を説明するための各部波形図である。
　図５において、横軸は時間を示している。図５の各図では、時刻Ｔにおいて遮断器５２の各相接触子が遮断され、時刻ＴａにおいてＡ相接触子５２ａが投入され、時刻ＴｂにおいてＢ相接触子５２ｂが投入され、時刻ＴｃにおいてＣ相接触子５２ｃが投入された場合の各部波形を示している。
　図５（ａ）は、各相電源側および各相負荷側の対地間電圧波形を示している。図５（ａ）において、実線で示す線はＡ相対地間電圧波形を示し、破線で示す線はＢ相対地間電圧波形を示し、一点鎖線で示す線はＣ相対地間電圧波形を示している。また、遮断時刻Ｔから各相接触子の投入時刻Ｔａ,Ｔｂ,Ｔｃまでの各相対地間電圧波形は、各細線は各相電源側対地間電圧波形を示し、各太線は各相負荷側対地間電圧波形を示している。
　図５（ｂ）は、各相の遮断器極間電圧を示している。図５（ｂ）において、実線で示す線はＡ相遮断器極間電圧波形を示し、破線で示す線はＢ相遮断器極間電圧波形を示し、一点鎖線で示す線はＣ相遮断器極間電圧波形を示している。なお、図５（ｂ）に示す例では、各相電源側対地間電圧から各相負荷側対地間電圧を差し引いて得られる遮断器極間電圧波形を示している。
　図５（ｃ）は、各相電源側および各相負荷側の磁束波形を示している。図５（ｃ）において、実線で示す線はＡ相磁束波形を示し、破線で示す線はＢ相磁束波形を示し、一点鎖線で示す線はＣ相磁束波形を示している。また、遮断時刻Ｔから各相接触子の投入時刻Ｔａ,Ｔｂ,Ｔｃまでの各相磁束波形は、各細線は各相電源側磁束波形を示し、各太線は各相負荷側磁束波形を示している。
　図５（ｄ）は、遮断器５２の各相消弧室５２ａ，５２ｂ，５２ｃ内の各接触子を流れる各相遮断器電流を示している。
　まず、第一投入相の遮断器投入動作について説明する。時刻Ｔにおいて遮断器５２の各相消弧室５２ａ，５２ｂ，５２ｃ内の各接触子が遮断されると、各相負荷側磁束波形は、図５（ｃ）に示すように、一定の残留磁束が生じる。
　位相検出部８６は、負荷側磁束算出部８５から入力された各相負荷側磁束の絶対値が最も大きい相を検出して、この相を第一投入相とし（図５に示す例ではＡ相）、その第一投入相において、負荷側磁束（残留磁束）の極性および大きさと、電源側磁束（定常磁束）の極性および大きさとが一致する位相（以下、「磁束一致位相」という）を検出する。この第一投入相の磁束一致位相は、図５（ｃ）に示すように、１サイクル中に電源側磁束の上昇領域における磁束一致位相Ｔ１と、電源側磁束の下降領域における磁束一致位相Ｔ２との２つずつ存在する。
　図６は、第一投入相の目標投入位相の決定手法を説明するための図である。図６（ａ）は、第一投入相（ここではＡ相）の投入前における遮断器極間電圧の絶対値波形を示し、図６（ｂ）は、同図（ａ）と同区間に相当するＡ相の負荷側磁束波形（残留磁束波形）および電源側磁束波形（定常磁束波形）を示している。
　遮断器５２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（以下、「極間絶縁耐力変化率特性線」という）は、図６に示すような下降特性（例えば－４５ｋＶ／ｍｓ程度）を有しており、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる時間誤差（例えば±１．５ｍｓ程度）を有している。このため、図６に示す例では、遮断器極間電圧の絶対値の下降領域に存在する磁束一致位相Ｔ１を目標投入位相とすると、負荷側磁束と電源側磁束との間の磁束誤差（以下、単に「磁束誤差」という）は、図６（ｂ）に示す範囲ｈとなる。
　一方、遮断器極間電圧の絶対値の上昇領域に存在する磁束一致位相Ｔ２を目標投入位相とすると、磁束誤差の範囲は、図６（ｂ）に示す範囲ｉとなり、磁束一致位相Ｔ１を目標投入位相とした場合よりも小さくなる。
　したがって、位相検出部８６は、２つの磁束一致位相Ｔ１，Ｔ２のうち、磁束誤差の範囲が小さくなる方（ここではＴ２）を選択して目標投入位相とすれば、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響を小さくすることができる。
　さらに、選択した磁束一致位相（ここではＴ２）に応じて求められる磁束誤差の範囲が最小となるように目標投入位相をシフトすれば、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響を最小限とすることができる。つまり、図６に示す例では、目標投入位相をｔ２とすれば、磁束誤差の範囲を最小範囲ｊとすることができる。
　あるいは、各磁束一致位相Ｔ１，Ｔ２毎に、磁束誤差の範囲が最小となるように各磁束一致位相Ｔ１，Ｔ２からシフトした位相を求め、求めた位相のうち磁束誤差の範囲がより小さくなる方（ここでは位相ｔ２）を、第一投入相の目標投入位相としても、同様の効果が得られる。
　そして、投入指令制御部８７は、第一投入相（ここではＡ相）の目標投入位相で第一投入相が電気的に投入されるように遮断器５２を制御する。
　続いて、第二投入相の遮断器投入動作について説明する。第一投入相が投入されることにより、残るＢ相およびＣ相の負荷側磁束波形は、図５（ｃ）に示すように、それぞれ第一投入相が投入される前の残留磁束に第一投入相（ここではＡ相）の定常磁束が重畳した波形となる。
　位相検出部８６は、時刻Ｔａにおいて第一投入相（ここではＡ相）が投入された後、残るＢ相あるいはＣ相のいずれか一方の相を第二投入相として決定し（図５に示す例ではＢ相）、その第二投入相において、負荷側磁束の極性および大きさと、電源側磁束の極性および大きさとが一致する磁束一致位相を検出する。この第二投入相の磁束一致位相は、第一投入相の場合と同様に、１サイクル中に２つずつ存在する。
　第二投入相の２つの磁束一致位相においても、第一投入相の場合と同様に、いずれか一方の磁束一致位相における磁束誤差の範囲が、他方の磁束一致位相における磁束誤差の範囲よりも小さくなる。したがって、位相検出部８６は、第一投入相の場合と同様に、２つの磁束一致位相のうち、磁束誤差の範囲が小さくなる方を選択して目標投入位相とすれば、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響を小さくすることができる。
　さらに、第一投入相の場合と同様に、選択した磁束一致位相に応じて求められる磁束誤差の範囲が最小となるように目標投入位相をシフトすることにより、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響を最小限とすることができる。
　あるいは、第一投入相の場合と同様に、２つの磁束一致位相毎に、磁束誤差の範囲が最小となるように各磁束一致位相からシフトした位相を求め、求めた位相のうち磁束誤差の範囲がより小さくなる方を、第二投入相の目標投入位相としてもよい。
　そして、投入指令制御部８７は、第二投入相（ここではＢ相）の目標投入位相で第二投入相が電気的に投入されるように遮断器５２を制御する。
　続いて、第三投入相の遮断器投入動作について説明する。第一投入相および第二投入相が投入されることにより、残るＣ相の負荷側磁束波形は、図５（ｃ）に示すように、第二投入相が投入される前の負荷側磁束波形にさらに第二投入相（ここではＢ相）の定常磁束が重畳した波形となる。
　位相検出部８６は、時刻Ｔｂにおいて第二投入相（ここではＢ相）が投入された後、残るＣ相を第三投入相とし、その第三投入相において、負荷側磁束の極性および大きさと、電源側磁束の極性および大きさとが一致する磁束一致位相を検出する。この第三投入相の磁束一致位相は、第一投入相および第二投入相の場合と同様に、１サイクル中に２つずつ存在する。
　第三投入相の２つの磁束一致位相においても、第一投入相および第二投入相の場合と同様に、いずれか一方の磁束一致位相における磁束誤差の範囲が、他方の磁束一致位相における磁束誤差の範囲よりも小さくなる。したがって、位相検出部８６は、第一投入相および第二投入相の場合と同様に、２つの磁束一致位相のうち、磁束誤差の範囲が小さくなる方を選択して目標投入位相とすれば、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響を小さくすることができる。
　さらに、第一投入相および第二投入相の場合と同様に、選択した磁束一致位相に応じて求められる磁束誤差の範囲が最小となるように目標投入位相をシフトすることにより、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響を最小限とすることができる。
　あるいは、第一投入相および第二投入相の場合と同様に、２つの磁束一致位相毎に、磁束誤差の範囲が最小となるように各磁束一致位相からシフトした位相を求め、求めた位相のうち磁束誤差の範囲がより小さくなる方を、第三投入相の目標投入位相としてもよい。
　そして、投入指令制御部８７は、第三投入相（ここではＣ相）の目標投入位相で第三投入相が電気的に投入されるように遮断器５２を制御する。
　このように、各相個別に磁束一致位相を求め、それぞれの磁束一致位相に応じて求められる磁束誤差の範囲が最小となる位相を目標投入位相として、各相目標投入位相で電気的に投入されるように各相消弧室５２ａ，５２ｂ，５２ｃ内の各接触子を制御することにより、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響を最小限とすることができ、図５（ｄ）に示すように、三相変圧器２０の閉極動作に伴う励磁突入電流の発生を抑制することができる。
　ここで、本実施の形態との比較として、二相を同時に投入する例において、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる極間絶縁耐力変化率特性線の時間誤差が磁束誤差に与える影響について説明する。図７は、二相を同時に投入する場合における磁束誤差を説明する図である。図７（ａ）は、Ａ相およびＢ相の遮断器極間電圧の絶対値波形を示し、図７（ｂ）は、Ａ相およびＢ相の残留磁束波形（負荷側磁束波形）および定常磁束波形（電源側磁束波形）を示している。
　図７に示すように、二相を同時に投入する場合は、一方の相（ここではＢ相）については、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響が小さく、磁束誤差の範囲（図７（ｂ）の範囲ｋ）が小さくなる位相で投入することができるが、他方の相（ここではＡ相）については、遮断器５２の機械的な動作ばらつきによる影響が大きくなり、磁束誤差の範囲（図７（ｂ）の範囲ｌ）が大きくなる位相で投入せざるを得ない。つまり、図７に示す二相を同時に投入する例では、いずれか一方の相の投入位相における磁束誤差の範囲が大きくなるため、励磁突入電流の発生を抑制することができない可能性がある。
　以上説明したように、実施の形態の位相制御開閉装置によれば、負荷側磁束の絶対値が最も大きい相を検出して第一投入相とし、第一投入相の負荷側磁束の極性および大きさと、電源側磁束の極性および大きさとが、１サイクル中において一致する２つの磁束一致位相のうち、遮断器の機械的な動作ばらつきによる負荷側磁束と電源側磁束との間の磁束誤差の範囲が小さい方を第一投入相の目標投入位相として第一投入相を投入させ、第一投入相が投入された後に、残る相のうちの任意の相を第二投入相とし、第二投入相の負荷側磁束の極性および大きさと、電源側磁束の極性および大きさとが、１サイクル中において一致する２つの磁束一致位相のうち、磁束誤差の範囲が小さい方を第二投入相の目標投入位相として第二投入相を投入させ、第二投入相が投入された後に、残る相を第三投入相とし、第三投入相の負荷側磁束の極性および大きさと、電源側磁束の極性および大きさとが、１サイクル中において一致する２つの磁束一致位相のうち、磁束誤差の範囲が小さい方を第三投入相の目標投入位相として第三投入相を投入させるようにしたので、各相個別に最適な目標投入位相で投入することができ、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器の閉極動作に伴う励磁突入電流の発生を抑制することができる。
　また、各相毎に、磁束一致位相に応じて求められる磁束誤差の範囲が最小となるように目標投入位相をシフトすることにより、さらに効果的に励磁突入電流の発生を抑制できる。
　なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
　以上のように、本発明にかかる位相制御開閉装置は、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器の閉極動作に伴う励磁突入電流の発生を抑制することができる発明として有用である。
　１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　三相電源
　２０　三相変圧器
　２１　一次巻線
　２２　二次巻線
　２３　三次巻線
　２４　高抵抗器
　５２　遮断器（三相開閉装置）
　５２ａ，５２ｂ，５２ｃ　消弧室
　７２ａ，７２ｂ，７２ｃ　電源側電圧計測部
　７３ａ，７３ｂ，７３ｃ　負荷側電圧計測部
　８０　位相制御開閉装置
　８２　電源側電圧検出部
　８３　負荷側電圧検出部
　８４　電源側磁束算出部
　８５　負荷側磁束算出部
　８６　位相検出部
　８７　投入指令制御部

Claims (5)

  1. 　電源と、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器との間に三相開閉装置が接続される構成に適用され、前記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、
    　前記三相開閉装置の開極後において、前記三相開閉装置側における各相負荷側磁束の絶対値が最も大きい相を検出して第一投入相とし、前記第一投入相以外の任意の相を第二投入相および第三投入相とし、各相毎に、前記各相負荷側磁束の極性および大きさと、前記電源側における各相電源側磁束の極性および大きさとが、一周期中において一致する２つの磁束一致位相のうち、前記三相開閉装置の機械的な動作ばらつきによる前記負荷側磁束と前記電源側磁束との間の磁束誤差が小さい方を各相目標投入位相とし、前記各相目標投入位相で各相個別に投入する
    　ことを特徴とする位相制御開閉装置。
  2. 　前記三相変圧器は、Ｙ結線の一次巻線と、少なくとも一つ以上のΔ結線の二次巻線あるいは三次結線とを有する変圧器であり、
    　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、
    　前記三相変圧器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を積分して前記各相電源側磁束を算出する電源側磁束算出部と、
    　前記各相負荷側電圧を積分して前記各相負荷側磁束を算出する負荷側磁束算出部と、
    　前記三相開閉装置の開極後における前記各相負荷側磁束の絶対値に基づいて投入順序を決定すると共に、各相毎に、前記磁束誤差が小さい前記磁束一致位相を前記各相目標投入位相とする位相検出部と、
    　前記各相目標投入位相で各相個別に投入されるように前記三相開閉装置を制御する投入指令制御部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の位相制御開閉装置。
  3. 　前記三相変圧器は、Ｙ結線の一次巻線と、Ｙ結線の二次巻線とを有するコアタイプの変圧器であり、
    　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、
    　前記三相変圧器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を積分して前記各相電源側磁束を算出する電源側磁束算出部と、
    　前記各相負荷側電圧を積分して前記各相負荷側磁束を算出する負荷側磁束算出部と、
    　前記三相開閉装置の開極後における前記各相負荷側磁束の絶対値に基づいて投入順序を決定すると共に、各相毎に、前記磁束誤差が小さい前記磁束一致位相を前記各相目標投入位相とする位相検出部と、
    　前記各相目標投入位相で各相個別に投入されるように前記三相開閉装置を制御する投入指令制御部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の位相制御開閉装置。
  4. 　前記位相検出部は、各相毎に、前記磁束一致位相に応じて求められる前記磁束誤差が最小となるように、前記各相目標投入位相をシフトすることを特徴とする請求項２または３に記載の位相制御開閉装置。
  5. 　電源と、中性点非接地あるいは中性点非有効接地の無負荷の三相変圧器との間に三相開閉装置が接続される構成に適用される閉極位相制御方法であって、
    　前記電源側の各相電源側電圧を検出するステップと、
    　前記三相変圧器側の各相負荷側電圧を検出するステップと、
    　前記各相電源側電圧を積分して各相電源側磁束を算出するステップと、
    　前記各相負荷側電圧を積分して各相負荷側磁束を算出するステップと、
    　前記負荷側磁束の絶対値が最も大きい相を検出して第一投入相とするステップと、
    　前記第一投入相の負荷側磁束の極性および大きさと、前記第一投入相の電源側磁束の極性および大きさとが、前記第一投入相の一周期中において一致する２つの磁束一致位相のうち、前記三相変圧器の機械的な動作ばらつきによる前記負荷側磁束と前記電源側磁束との間の磁束誤差が小さい方を前記第一投入相の目標投入位相として前記第一投入相を投入させるステップと、
    　前記第一投入相が投入させた後に、残る相のうちの任意の相を第二投入相とするステップと、
    　前記第二投入相の負荷側磁束の極性および大きさと、前記第二投入相の電源側磁束の極性および大きさとが、前記第二投入相の一周期中において一致する２つの磁束一致位相のうち、前記磁束誤差が小さい方を前記第二投入相の目標投入位相として前記第二投入相を投入させるステップと、
    　前記第二投入相が投入させた後に、残る相を第三投入相とするステップと、
    　前記第三投入相の負荷側磁束の極性および大きさと、前記第三投入相の電源側磁束の極性および大きさとが、前記第三投入相の一周期中において一致する２つの磁束一致位相のうち、前記磁束誤差が小さい方を前記第三投入相の目標投入位相として前記第三投入相を投入させるステップと、
    　を有することを特徴とする閉極位相制御方法。
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