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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6054163
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】励磁突入電流抑制システム
(51)【国際特許分類】
H01H 33/59 20060101AFI20161219BHJP
H01H 9/54 20060101ALI20161219BHJP
H01H 33/44 20060101ALI20161219BHJP
【ＦＩ】
H01H33/59 H
H01H9/54 H
H01H33/44
【請求項の数】7
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2012-273555(P2012-273555)
(22)【出願日】2012年12月14日
(65)【公開番号】特開2014-120271(P2014-120271A)
(43)【公開日】2014年6月30日
【審査請求日】2015年10月28日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100109830
【弁理士】
【氏名又は名称】福原 淑弘
(74)【代理人】
【識別番号】100088683
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100140176
【弁理士】
【氏名又は名称】砂川 克
(74)【代理人】
【識別番号】100158805
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 守三
(74)【代理人】
【識別番号】100172580
【弁理士】
【氏名又は名称】赤穂 隆雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100124394
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 立志
(74)【代理人】
【識別番号】100112807
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 貴志
(74)【代理人】
【識別番号】100111073
【弁理士】
【氏名又は名称】堀内 美保子
(72)【発明者】
【氏名】丸山 志郎
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 実
(72)【発明者】
【氏名】腰塚 正
(72)【発明者】
【氏名】三谷 智彦
【審査官】
出野 智之
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−２０８３９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２５９６８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００８／１３６０７１（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｈ ３３／５９
Ｈ０１Ｈ ９／５４
Ｈ０１Ｈ ３３／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の遮断器を介して第１の電源に接続され、第２の遮断器を介して第２の電源に接続される変圧器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制システムであって、
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第１の変圧器電圧計測手段と、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを検出する第１の変圧器遮断検出手段と、
前記第１の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第１の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第１の残留磁束演算手段と、
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第２の変圧器電圧計測手段と、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを検出する第２の変圧器遮断検出手段と、
前記第２の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第２の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第２の残留磁束演算手段と、
前記第１の電源の三相交流電圧を計測する第１の電源電圧計測手段と、
前記第１の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第１の電源電圧計測手段により計測された前記第１の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で投入する第１の投入手段と、
前記第１の投入手段による前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で投入する第２の投入手段と、
前記第２の電源の三相交流電圧を計測する第２の電源電圧計測手段と、
前記第２の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第２の電源電圧計測手段により計測された前記第２の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で投入する第３の投入手段と、
前記第３の投入手段による前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で投入する第４の投入手段と
を備えることを特徴とする励磁突入電流抑制システム。
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第１の変圧器電圧計測手段と、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを検出する第１の変圧器遮断検出手段と、
前記第１の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第１の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第１の残留磁束演算手段と、
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第２の変圧器電圧計測手段と、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを検出する第２の変圧器遮断検出手段と、
前記第２の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第２の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第２の残留磁束演算手段と、
前記第１の電源の三相交流電圧を計測する第１の電源電圧計測手段と、
前記第１の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第１の電源電圧計測手段により計測された前記第１の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で投入する第１の投入手段と、
前記第１の投入手段による前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で投入する第２の投入手段と、
前記第２の電源の三相交流電圧を計測する第２の電源電圧計測手段と、
前記第２の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第２の電源電圧計測手段により計測された前記第２の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で投入する第３の投入手段と、
前記第３の投入手段による前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で投入する第４の投入手段と
を備えることを特徴とする励磁突入電流抑制システム。
【請求項2】
第１の励磁突入電流抑制装置と、
第２の励磁突入電流抑制装置とを備え、
前記第１の励磁突入電流抑制装置は、
前記第１の変圧器電圧計測手段と、
前記第１の変圧器遮断検出手段と、
前記第１の残留磁束演算手段と、
前記第１の電源電圧計測手段と、
前記第１の投入手段と、
前記第２の投入手段とを備え、
前記第２の励磁突入電流抑制装置は、
前記第２の変圧器電圧計測手段と、
前記第２の変圧器遮断検出手段と、
前記第２の残留磁束演算手段と、
前記第２の電源電圧計測手段と、
前記第３の投入手段と、
前記第４の投入手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の励磁突入電流抑制システム。
第２の励磁突入電流抑制装置とを備え、
前記第１の励磁突入電流抑制装置は、
前記第１の変圧器電圧計測手段と、
前記第１の変圧器遮断検出手段と、
前記第１の残留磁束演算手段と、
前記第１の電源電圧計測手段と、
前記第１の投入手段と、
前記第２の投入手段とを備え、
前記第２の励磁突入電流抑制装置は、
前記第２の変圧器電圧計測手段と、
前記第２の変圧器遮断検出手段と、
前記第２の残留磁束演算手段と、
前記第２の電源電圧計測手段と、
前記第３の投入手段と、
前記第４の投入手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の励磁突入電流抑制システム。
【請求項3】
第１の遮断器を介して第１の電源に接続され、第２の遮断器を介して第２の電源に接続される変圧器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制システムであって、
第１の励磁突入電流抑制装置と、
第２の励磁突入電流抑制装置とを備え、
前記第１の励磁突入電流抑制装置は、
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第１の変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出する第１の変圧器遮断検出手段と、
前記第１の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出した場合、前記第１の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第１の残留磁束演算手段と、
前記第１の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束を前記第２の励磁突入電流抑制装置に送信する第１の残留磁束送信手段と、
前記第２の励磁突入電流抑制装置から前記変圧器の三相の残留磁束を受信する第１の残留磁束受信手段と、
前記第１の電源の三相交流電圧を計測する第１の電源電圧計測手段と、
前記第１の電源電圧計測手段により計測された前記第１の電源の三相交流電圧及び前記第１の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束又は前記第１の残留磁束受信手段により受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で投入する第１の投入手段と、
前記第１の投入手段による前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で投入する第２の投入手段とを備え、
前記第２の励磁突入電流抑制装置は、
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第２の変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出する第２の変圧器遮断検出手段と、
前記第２の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出した場合、前記第２の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第２の残留磁束演算手段と、
前記第２の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束を前記第１の励磁突入電流抑制装置の前記第１の残留磁束受信手段に送信する第２の残留磁束送信手段と、
前記第１の励磁突入電流抑制装置の前記第１の残留磁束送信手段から前記変圧器の三相の残留磁束を受信する第２の残留磁束受信手段と、
前記第２の電源の三相交流電圧を計測する第２の電源電圧計測手段と、
前記第２の電源電圧計測手段により計測された前記第２の電源の三相交流電圧及び前記第２の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束又は前記第２の残留磁束受信手段により受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で投入する第３の投入手段と、
前記第３の投入手段による前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で投入する第４の投入手段と
を備えることを特徴とする励磁突入電流抑制システム。
第１の励磁突入電流抑制装置と、
第２の励磁突入電流抑制装置とを備え、
前記第１の励磁突入電流抑制装置は、
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第１の変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出する第１の変圧器遮断検出手段と、
前記第１の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出した場合、前記第１の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第１の残留磁束演算手段と、
前記第１の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束を前記第２の励磁突入電流抑制装置に送信する第１の残留磁束送信手段と、
前記第２の励磁突入電流抑制装置から前記変圧器の三相の残留磁束を受信する第１の残留磁束受信手段と、
前記第１の電源の三相交流電圧を計測する第１の電源電圧計測手段と、
前記第１の電源電圧計測手段により計測された前記第１の電源の三相交流電圧及び前記第１の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束又は前記第１の残留磁束受信手段により受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で投入する第１の投入手段と、
前記第１の投入手段による前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で投入する第２の投入手段とを備え、
前記第２の励磁突入電流抑制装置は、
前記変圧器の三相交流電圧を計測する第２の変圧器電圧計測手段と、
前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出する第２の変圧器遮断検出手段と、
前記第２の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出した場合、前記第２の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第２の残留磁束演算手段と、
前記第２の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束を前記第１の励磁突入電流抑制装置の前記第１の残留磁束受信手段に送信する第２の残留磁束送信手段と、
前記第１の励磁突入電流抑制装置の前記第１の残留磁束送信手段から前記変圧器の三相の残留磁束を受信する第２の残留磁束受信手段と、
前記第２の電源の三相交流電圧を計測する第２の電源電圧計測手段と、
前記第２の電源電圧計測手段により計測された前記第２の電源の三相交流電圧及び前記第２の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束又は前記第２の残留磁束受信手段により受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で投入する第３の投入手段と、
前記第３の投入手段による前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で投入する第４の投入手段と
を備えることを特徴とする励磁突入電流抑制システム。
【請求項4】
前記第１の変圧器遮断検出手段は、前記第１の遮断器から受信する開放を示す信号及び前記第１の変圧器電圧計測手段により計測される三相交流電圧に基づいて、前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出し、
前記第２の変圧器遮断検出手段は、前記第２の遮断器から受信する開放を示す信号及び前記第２の変圧器電圧計測手段により計測される三相交流電圧に基づいて、前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出すること
を特徴とする請求項３に記載の励磁突入電流抑制システム。
前記第２の変圧器遮断検出手段は、前記第２の遮断器から受信する開放を示す信号及び前記第２の変圧器電圧計測手段により計測される三相交流電圧に基づいて、前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出すること
を特徴とする請求項３に記載の励磁突入電流抑制システム。
【請求項5】
前記第１の投入手段は、前記着目相を絶対値が最大の相とした場合は、前記第１の電源の三相交流電圧の前記着目相が前記残留磁束の前記着目相と同極性から逆極性に変化する零点となる位相を前記第１の投入位相とし、前記着目相を絶対値が最小の相とした場合は、前記第１の電源の三相交流電圧の前記着目相が波高値となる位相を前記第１の投入位相とし、
前記第３の投入手段は、前記着目相を絶対値が最大の相とした場合は、前記第２の電源の三相交流電圧の前記着目相が前記残留磁束の前記着目相と同極性から逆極性に変化する零点となる位相を前記第３の投入位相とし、前記着目相を絶対値が最小の相とした場合は、前記第２の電源の三相交流電圧の前記着目相が波高値となる位相を前記第３の投入位相とすること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制システム。
前記第３の投入手段は、前記着目相を絶対値が最大の相とした場合は、前記第２の電源の三相交流電圧の前記着目相が前記残留磁束の前記着目相と同極性から逆極性に変化する零点となる位相を前記第３の投入位相とし、前記着目相を絶対値が最小の相とした場合は、前記第２の電源の三相交流電圧の前記着目相が波高値となる位相を前記第３の投入位相とすること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制システム。
【請求項6】
第１の遮断器を介して第１の電源に接続され、第２の遮断器を介して第２の電源に接続される変圧器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
前記変圧器の三相交流電圧を第１の変圧器電圧計測手段により計測し、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを第１の変圧器遮断検出手段により検出し、
前記第１の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第１の変圧器電圧計測手段により計測した三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を第１の残留磁束演算手段により演算し、
前記変圧器の三相交流電圧を第２の変圧器電圧計測手段により計測し、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを第２の変圧器遮断検出手段により検出し、
前記第２の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第２の変圧器電圧計測手段により計測した三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を第２の残留磁束演算手段により演算し、
前記第１の電源の三相交流電圧を第１の電源電圧計測手段により計測し、
前記第１の残留磁束演算手段により演算した前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第１の電源電圧計測手段により計測した前記第１の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で第１の投入手段により投入し、
前記第１の投入手段による前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で第２の投入手段により投入し、
前記第２の電源の三相交流電圧を第２の電源電圧計測手段により計測し、
前記第２の残留磁束演算手段により演算した前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第２の電源電圧計測手段により計測した前記第２の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で第３の投入手段により投入し、
前記第３の投入手段による前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で第４の投入手段により投入すること
を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
前記変圧器の三相交流電圧を第１の変圧器電圧計測手段により計測し、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを第１の変圧器遮断検出手段により検出し、
前記第１の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第１の変圧器電圧計測手段により計測した三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を第１の残留磁束演算手段により演算し、
前記変圧器の三相交流電圧を第２の変圧器電圧計測手段により計測し、
前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを第２の変圧器遮断検出手段により検出し、
前記第２の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第２の変圧器電圧計測手段により計測した三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を第２の残留磁束演算手段により演算し、
前記第１の電源の三相交流電圧を第１の電源電圧計測手段により計測し、
前記第１の残留磁束演算手段により演算した前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第１の電源電圧計測手段により計測した前記第１の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で第１の投入手段により投入し、
前記第１の投入手段による前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で第２の投入手段により投入し、
前記第２の電源の三相交流電圧を第２の電源電圧計測手段により計測し、
前記第２の残留磁束演算手段により演算した前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第２の電源電圧計測手段により計測した前記第２の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で第３の投入手段により投入し、
前記第３の投入手段による前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で第４の投入手段により投入すること
を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【請求項7】
第１の遮断器を介して第１の電源に接続され、第２の遮断器を介して第２の電源に接続される変圧器の励磁突入電流を第１の励磁突入電流抑制装置及び第２の励磁突入電流抑制装置により抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器の三相交流電圧を計測し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出した場合、計測した前記変圧器の三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、演算した前記変圧器の三相の残留磁束を前記第２の励磁突入電流抑制装置に送信し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記第２の励磁突入電流抑制装置から前記変圧器の三相の残留磁束を受信し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記第１の電源の三相交流電圧を計測し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、計測した前記第１の電源の三相交流電圧及び演算した前記変圧器の三相の残留磁束又は受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で投入し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で投入し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器の三相交流電圧を計測し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出した場合、計測した前記変圧器の三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、演算した前記変圧器の三相の残留磁束を前記第１の励磁突入電流抑制装置に送信し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記第１の励磁突入電流抑制装置から前記変圧器の三相の残留磁束を受信し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記第２の電源の三相交流電圧を計測し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、計測した前記第２の電源の三相交流電圧及び演算した前記変圧器の三相の残留磁束又は受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で投入し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で投入すること
を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器の三相交流電圧を計測し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第１の遮断器により遮断されたことを検出した場合、計測した前記変圧器の三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、演算した前記変圧器の三相の残留磁束を前記第２の励磁突入電流抑制装置に送信し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記第２の励磁突入電流抑制装置から前記変圧器の三相の残留磁束を受信し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記第１の電源の三相交流電圧を計測し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、計測した前記第１の電源の三相交流電圧及び演算した前記変圧器の三相の残留磁束又は受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で投入し、
前記第１の励磁突入電流抑制装置が、前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で投入し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器の三相交流電圧を計測し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記変圧器が前記第２の遮断器により遮断されたことを検出した場合、計測した前記変圧器の三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、演算した前記変圧器の三相の残留磁束を前記第１の励磁突入電流抑制装置に送信し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記第１の励磁突入電流抑制装置から前記変圧器の三相の残留磁束を受信し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記第２の電源の三相交流電圧を計測し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、計測した前記第２の電源の三相交流電圧及び演算した前記変圧器の三相の残留磁束又は受信した前記変圧器の三相の残留磁束に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で投入し、
前記第２の励磁突入電流抑制装置が、前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で投入すること
を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、変圧器を電源投入する際に生じる励磁突入電流を抑制するための励磁突入電流抑制システムに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、変圧器鉄心に残留磁束がある状態で電源投入により無負荷励磁を行うと、大きな励磁突入電流が流れることが知られている。この励磁突入電流の大きさは変圧器の定格負荷電流の数倍になる。このように大きな励磁突入電流が流れると、系統電圧が変動する。その電圧変動が大きい場合、需要者に影響を与えることがある。
【0003】
この励磁突入電流を抑制する方法としては、変圧器が電源から遮断される場合に、変圧器の１次側電圧信号から残留磁束を算出し、基準相の定常磁束と残留磁束とが一致するタイミングで基準相の遮断器を投入させた後、他相の定常磁束と残留磁束の差が最小限になるように遅延させて残る２つの遮断器を投入させる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９−９９３４７号公報
【特許文献2】特開２０１０−４６８６号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】John H.Brunke、外１名，“Elimination of Transformer Inrush Currents by Controlled Switching −Part I: Theoretical Considerations”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, IEEE,２００１年４月，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．２，ｐ．２７６−２８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、１−１／２（one and half）母線構成のように、２つの遮断器によって、変圧器を電源に投入する系統構成においては、変圧器を電源から遮断する遮断器又は変圧器を電源に投入する遮断器が２つの遮断器のうちいずれの遮断器になるかが事前に把握できない。従って、２つの遮断器を励磁突入電流を抑制する位相で投入することが困難である。
【0007】
そこで、本発明の実施形態による目的は、２つの遮断器により変圧器を電源に投入する系統構成において、変圧器を電源投入する際に生じる励磁突入電流を抑制することのできる励磁突入電流抑制システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の実施形態の観点に従った励磁突入電流抑制システムは、第１の遮断器を介して第１の電源に接続され、第２の遮断器を介して第２の電源に接続される変圧器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制システムであって、前記変圧器の三相交流電圧を計測する第１の変圧器電圧計測手段と、前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを検出する第１の変圧器遮断検出手段と、前記第１の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第１の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第１の残留磁束演算手段と、前記変圧器の三相交流電圧を計測する第２の変圧器電圧計測手段と、前記第１の遮断器及び前記第２の遮断器からそれぞれ開放を示す信号を受信した場合に前記変圧器が遮断されたことを検出する第２の変圧器遮断検出手段と、前記第２の変圧器遮断検出手段により前記変圧器が遮断されたことを検出した場合、前記第２の変圧器電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の残留磁束を演算する第２の残留磁束演算手段と、前記第１の電源の三相交流電圧を計測する第１の電源電圧計測手段と、前記第１の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第１の電源電圧計測手段により計測された前記第１の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第１の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第１の投入位相で投入する第１の投入手段と、前記第１の投入手段による前記第１の遮断器の前記着目相を投入後、前記第１の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第２の投入位相で投入する第２の投入手段と、前記第２の電源の三相交流電圧を計測する第２の電源電圧計測手段と、前記第２の残留磁束演算手段により演算された前記変圧器の三相の残留磁束及び前記第２の電源電圧計測手段により計測された前記第２の電源の三相交流電圧に基づいて、前記三相の残留磁束のうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか１つの相を着目相として、前記第２の遮断器の前記着目相を励磁突入電流を抑制するための第３の投入位相で投入する第３の投入手段と、前記第３の投入手段による前記第２の遮断器の前記着目相を投入後、前記第２の遮断器の前記着目相以外の２相を、励磁突入電流を抑制するための第４の投入位相で投入する第４の投入手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制システムの構成を示す構成図。
【図2】第１の実施形態に係る第１の遮断器による変圧器の遮断から電源投入までの変圧器の相電圧を示す波形図。
【図3】第１の実施形態に係る第１の遮断器による変圧器の遮断から電源投入までの変圧器の鉄心の残留磁束を示す波形図。
【図4】第１の実施形態に係る第１の遮断器による変圧器の遮断から電源投入までの第１の遮断器を流れる遮断器電流を示す波形図。
【図5】本発明の第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制システムの構成を示す構成図。
【図6】本発明の第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制システムの構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【0011】
（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制システム１の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
【0012】
励磁突入電流抑制システム１は、１−１／２（one and half）母線構成の電力系統に適用されている。
【0013】
励磁突入電流抑制システム１は、２つの電源母線２ａ，２ｂと、３つの遮断器３ａ，３ｂ，３ｃと、２組の三相分の電源電圧検出器５Ｕａ，５Ｖａ，５Ｗａ，５Ｕｂ，５Ｖｂ，５Ｗｂと、変圧器７と、三相分の変圧器端子電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗと、２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂとを備えている。
【0014】
第１の電源母線２ａ及び第２の電源母線２ｂは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる三相交流の電源を備えた電力系統の母線である。
【0015】
変圧器７の１次側は、第１の遮断器３ａ及び第３の遮断器３ｃを介して第１の電源母線２ａと接続され、第２の遮断器３ｂを介して第２の電源母線２ｂと接続されている。第１の遮断器３ａと第３の遮断器３ｃとの間には、負荷が接続されている。変圧器７は、電源に投入されるときは、無負荷である。なお、以降では、特に言及しない限り、第３の遮断器３ｃは、常に投入されているものとする。
【0016】
変圧器７は、三相交流電圧を変圧する３巻線の三相変圧器である。変圧器７は、１次巻線７０１、２次巻線７０２及び３次巻線７０３を備えている。１次巻線７０１及び２次巻線７０２は、Ｙ結線されている。３次巻線７０３は、Δ結線されている。１次巻線７０１及び２次巻線７０２は、中性点が接地されている。
【0017】
第１の遮断器３ａは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の主接点３１Ｕａ，３１Ｖａ，３１Ｗａを個別に操作する各相操作型の遮断器である。また、第１の遮断器３ａには、主接点３１Ｕａ，３１Ｖａ，３１Ｗａの開閉状態に連動して動作する補助接点３２Ｕａ，３２Ｖａ，３２Ｗａが設けられている。補助接点３２Ｕａ〜３２Ｗａは、それぞれの主接点３１Ｕａ〜３１Ｗａの開放状態又は投入状態を示す補助接点信号を２つの励磁突入電流抑制装９ａ，９ｂにそれぞれ出力する。第２の遮断器３ｂが開放された状態で、第１の遮断器３ａが投入されることにより、変圧器７は、第１の電源母線２ａによる電源投入がされる。第２の遮断器３ｂが開放された状態で、第１の遮断器３ａが開放されることにより、変圧器７は、電源から遮断される。
【0018】
第２の遮断器３ｂは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の主接点３１Ｕｂ，３１Ｖｂ，３１Ｗｂを個別に操作する各相操作型の遮断器である。また、第２の遮断器３ｂには、主接点３１Ｕｂ，３１Ｖｂ，３１Ｗｂの開閉状態に連動して動作する補助接点３２Ｕｂ，３２Ｖｂ，３２Ｗｂが設けられている。補助接点３２Ｕｂ〜３２Ｗｂは、それぞれの主接点３１Ｕｂ〜３１Ｗｂの開放状態又は投入状態を示す補助接点信号を２つの励磁突入電流抑制装９ａ，９ｂにそれぞれ出力する。第１の遮断器３ａが開放された状態で、第２の遮断器３ｂが投入されることにより、変圧器７は、第２の電源母線２ｂによる電源投入がされる。第１の遮断器３ａが開放された状態で、第２の遮断器３ｂが開放されることにより、変圧器７は、電源から遮断される。
【0019】
第１の電源電圧検出器５Ｕａ，５Ｖａ，５Ｗａは、第１の電源母線２ａの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に設けられている。第１の電源電圧検出器５Ｕａ〜５Ｗａは、第１の電源母線２ａの各相の相電圧（対地電圧）を計測するための計器用機器である。第１の電源電圧検出器５Ｕａ〜５Ｗａは、例えば、計器用変圧器（ＶＴ, Voltage Transformer）又はコンデンサ形計器用変圧器（ＰＤ, Potential Device）などの電圧分圧装置である。第１の電源電圧検出器５Ｕａ〜５Ｗａは、電源母線２ａの各相と大地間に接続される。第１の電源電圧検出器５Ｕａ〜５Ｗａは、検出値を検出信号として、第１の励磁突入電流抑制装９ａに出力する。
【0020】
第２の電源電圧検出器５Ｕｂ，５Ｖｂ，５Ｗｂは、第２の電源母線２ｂの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に設けられている。第２の電源電圧検出器５Ｕｂ〜５Ｗｂは、第２の電源母線２ｂの各相の相電圧を計測するための計器用機器である。電源電圧検出器５Ｕｂ〜５Ｗｂは、例えば、計器用変圧器又はコンデンサ形計器用変圧器などの電圧分圧装置である。第２の電源電圧検出器５Ｕｂ〜５Ｗｂは、第２の電源母線２ｂの各相と大地間に接続される。第２の電源電圧検出器５Ｕｂ〜５Ｗｂは、検出値を検出信号として、第２の励磁突入電流抑制装９ｂに出力する。
【0021】
変圧器端子電圧検出器８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは、変圧器７の１次側の各端子（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを計測するための計器用変圧器である。変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗは、例えば、計器用変圧器又はコンデンサ形計器用変圧器などの電圧分圧装置である。変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗは、変圧器７の一次端子の各相に設けられている。変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗは、検出値を検出信号として、第１の励磁突入電流抑制装９ａ及び第２の励磁突入電流抑制装９ｂに出力する。
【0022】
第１の励磁突入電流抑制装９ａは、第１の電源電圧検出器５Ｕａ〜５Ｗａ及び変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗのそれぞれから受信した検出信号に基づいて、第１の遮断器３ａの各相の主接点３１Ｕａ〜３１Ｗａに対して投入指令を出力する。これにより、第１の遮断器３ａは投入される。
【0023】
第２の励磁突入電流抑制装９ｂは、第２の電源電圧検出器５Ｕｂ〜５Ｗｂ及び変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗのそれぞれから受信した検出信号に基づいて、第２の遮断器３ｂの各相の主接点３１Ｕｂ〜３１Ｗｂに対して投入指令を出力する。これにより、第２の遮断器３ｂは投入される。
【0025】
図２〜図４は、第１の遮断器３ａによる変圧器７の遮断から電源投入までの状態を示している。図２は、変圧器７の相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを示す波形図である。図３は、変圧器７の鉄心の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを示す波形図である。図４は、第１の遮断器３ａを流れる遮断器電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示す波形図である。時刻ｔ０は、変圧器７の遮断時点（遮断器３の開放時点）を示している。
【0026】
まず、第１の励磁突入電流抑制装置９ａの構成について説明する。
【0027】
第１の励磁突入電流抑制装置９ａは、電源電圧計測部９０１ａと、変圧器電圧計測部９０２ａと、残留磁束算出部９０３ａと、変圧器遮断検出部９０４ａと、位相検出部９０５ａと、投入指令出力部９０６ａとを備えている。
【0028】
電源電圧計測部９０１ａは、第１の電源電圧検出器５Ｕａ，５Ｖａ，５Ｗａにより検出された検出信号に基づいて、第１の電源母線２ａの各相電圧Ｖ１ｕ，Ｖ１ｖ，Ｖ１ｗを計測する。電源電圧計測部９０１ａは、計測した各相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗを位相検出部９０５ａに出力する。
【0029】
変圧器電圧計測部９０２ａは、変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗにより検出された検出信号に基づいて、変圧器７の１次側の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗを計測する。変圧器電圧計測部９０２ａは、計測した変圧器７の１次側の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗを残留磁束算出部９０３ａに出力する。
【0030】
変圧器遮断検出部９０４ａは、第１の遮断器３ａの補助接点３２Ｕａ〜３２Ｗａ及び第２の遮断器３ｂの補助接点３２Ｕｂ〜３２Ｗｂからそれぞれ出力された補助接点信号を受信する。変圧器遮断検出部９０４ａは、入力された第１の遮断器３ａ及び第２の遮断器３ｂのそれぞれの補助接点信号に基づいて、変圧器７が電源（第１の電源母線２ａ及び第２の電源母線２ｂ）から遮断されたことを検出する。具体的には、変圧器遮断検出部９０４ａは、第１の遮断器３ａ及び第２の遮断器３ｂの補助接点信号が共に、開放状態を示した場合に、変圧器７が遮断されたと判断する。変圧器遮断検出部９０４ａは、変圧器７の遮断を検出すると、残留磁束算出部９０３ａに検出信号を出力する。
【0031】
なお、変圧器遮断検出部９０４ａは、第１の遮断器３ａ又は第２の遮断器３ｂの補助接点信号と変圧器７の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗに基づいて、変圧器７の遮断を検出してもよい。例えば、第１の遮断器３ａ（又は、第２の遮断器３ｂ）の補助接点信号が投入状態から開放状態を示すように変わり、かつ変圧器７の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗが略零になった場合に、変圧器７が遮断されたと判断してもよい。
【0032】
残留磁束算出部９０３ａは、変圧器電圧計測部９０２ａにより計測された相電圧Ｖｕ〜Ｖｗに基づいて、第１の遮断器３ａによる変圧器７の遮断後のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各相電圧Ｖｕ〜Ｖｗをそれぞれ積分する。残留磁束算出部９０３ａは、変圧器遮断検出部９０４ａにより変圧器７の遮断（第１の遮断器３ａの開放又は第２の遮断器３ｂの開放）を検出した時点の各相電圧Ｖｕ〜Ｖｗの積分値を確定する。残留磁束算出部９０３ａは、この確定された積分値を変圧器７の鉄心の残留磁束（１次側相磁束）φＺｕ，φＺｖ，φＺｗとする。残留磁束算出部９０３ａは、演算した残留磁束φＺｕ〜φＺｗを位相検出部９０５ａに出力する。
【0033】
位相検出部９０５ａには、残留磁束算出部９０３ａにより演算された各相の残留磁束φＺｕ〜φＺｗ及び電源電圧計測部９０１ａにより計測された第１の電源母線２ａの各相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗが入力される。位相検出部９０５ａは、各相の残留磁束φＺｕ〜φＺｗのうち絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相を着目相として検出する。なお、位相検出部９０５ａは、絶対値が最大の相又は絶対値が最小の相のいずれか一方を常に着目相としてよい。
【0034】
絶対値が最大の相を着目相とした場合、位相検出部９０５ａは、検出された第１の電源母線２ａの相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗのうち着目相の電圧が、着目相の残留磁束の極性と同極性から逆極性に変化する零点の位相を投入目標位相θｃ１として検出する。一方、絶対値が最小の相を着目相とした場合、位相検出部９０５ａは、検出された第１の電源母線２ａの相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗのうち着目相の電圧が波高値となる位相を投入目標位相θｃ１として検出する。位相検出部９０５ａは、検出した着目相及び投入目標位相θｃ１を投入指令出力部９０６ａに出力する。
【0035】
ここで、投入目標位相θｃ１を上述のように決定する理由について説明する。
【0036】
着目相を絶対値が最大の残留磁束の相とした場合、着目相の残留磁束は、波高値に近い値になる。また、電圧を積分した定常磁束は、電圧よりも９０度遅れる。従って、着目相の電圧が、着目相の残留磁束の極性と同極性から逆極性に変化する零点となる位相で、第１の遮断器３ａを投入することで、着目相の残留磁束と定常磁束がともに波高値近傍に近い値になる。即ち、着目相の残留磁束と定常磁束の差が少なくなる。このため、着目相の励磁突入電流が抑制される。
【0037】
着目相を絶対値が最小の残留磁束の相とした場合、着目相の残留磁束は、零点に近い値になる。従って、着目相の電圧が、波高値となる位相で、第１の遮断器３ａを投入することで、着目相の残留磁束と定常磁束がともに零点近傍に近い値になる。即ち、着目相の残留磁束と定常磁束の差が少なくなる。このため、着目相の励磁突入電流が抑制される。
【0038】
第１の遮断器３ａを投入すると、変圧器７が電源投入される場合（例えば、第２の遮断器３ｂの補助接点信号が開放状態を示しているときに、第１の遮断器３ａを投入する場合）、投入指令出力部９０６ａは、位相検出部９０５ａで検出された投入目標位相θｃ１で第１の遮断器３ａの着目相のみを投入する。第１の遮断器３ａの着目相を投入後、投入指令出力部９０６ａは、着目相以外の残りの２相を投入目標位相θｃ２で投入する。投入目標位相θｃ２は、着目相の投入目標位相θｃ１から予め設定された時間経過後の着目相の相電圧零点の位相である。着目相以外の残りの２相が投入目標位相θｃ２で投入されることで、これら２相の投入時により生じる励磁突入電流も抑制される。
【0039】
変圧器７が既に電源投入されている場合（例えば、第２の遮断器３ｂの補助接点信号が投入状態を示しているときに、第２の遮断器３ｂを投入する場合）、投入指令出力部９０６ａは、第１の電源母線２ａと第２の電源母線２ｂが同期した状態で、第１の遮断器３ａを投入する。この場合、投入指令出力部９０６ａは、どのように第１の遮断器３ａの各相を投入してもよい。
【0040】
投入指令出力部９０６ａは、投入目標位相θｃ１，θｃ２に基づいて、第１の遮断器３ａの投入する相の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令を出力する。これにより、第１の遮断器３ａの投入する相の主接点が投入される。
【0041】
着目相を絶対値が最大の残留磁束の相とした場合、図３では、Ｕ相の残留磁束φＺｕの絶対値が最も大きいため、着目相は、Ｕ相となる。第１の遮断器３ａの着目相を投入目標位相θｃ１で投入し、第１の遮断器３ａの残りの２相を投入目標位相θｃ２で投入することで、図４に示すように、各相の遮断器電流（励磁突入電流）Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが定格電流よりも小さい数十アンペア程度に抑制される。
【0042】
次に、第２の励磁突入電流抑制装置９ｂの構成について説明する。第２の励磁突入電流抑制装置９ｂは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａと同様に構成されているため、異なる部分について主に説明する。
【0043】
第２の励磁突入電流抑制装置９ｂは、電源電圧計測部９０１ｂと、変圧器電圧計測部９０２ｂと、残留磁束算出部９０３ｂと、変圧器遮断検出部９０４ｂと、位相検出部９０５ｂと、投入指令出力部９０６ｂとを備えている。
【0044】
電源電圧計測部９０１ｂは、第２の電源電圧検出器５Ｕｂ，５Ｖｂ，５Ｗｂにより検出された検出信号に基づいて、第２の電源母線２ｂの各相電圧Ｖ２ｕ，Ｖ２ｖ，Ｖ２ｗを計測する。電源電圧計測部９０１ｂは、計測した各相電圧Ｖ２ｕ〜Ｖ２ｗを位相検出部９０５ｂに出力する。
【0045】
変圧器電圧計測部９０２ｂは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａの変圧器電圧計測部９０２ａと同様に、変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗにより検出された検出信号に基づいて、変圧器７の１次側の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗを計測する。変圧器電圧計測部９０２ｂは、計測した変圧器７の１次側の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗを残留磁束算出部９０３ｂに出力する。
【0046】
変圧器遮断検出部９０４ｂは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａの変圧器遮断検出部９０４ａと同様に、第１の遮断器３ａの補助接点３２Ｕａ〜３２Ｗａ及び第２の遮断器３ｂの補助接点３２Ｕｂ〜３２Ｗｂからそれぞれ出力された補助接点信号に基づいて、変圧器７の遮断を検出する。変圧器遮断検出部９０４ｂは、変圧器７の遮断を検出すると、残留磁束算出部９０３ｂに検出信号を出力する。
【0047】
残留磁束算出部９０３ｂは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａの残留磁束算出部９０３ａと同様に、変圧器電圧計測部９０２ｂにより計測された相電圧Ｖｕ〜Ｖｗに基づいて、変圧器７の鉄心の残留磁束φＺｕ〜φＺｗを演算する。残留磁束算出部９０３ｂは、演算した残留磁束φＺｕ〜φＺｗを位相検出部９０５ｂに出力する。
【0048】
位相検出部９０５ｂは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａの位相検出部９０５ａと同様に、残留磁束φＺｕ〜φＺｗに基づいて、着目相及び投入目標位相θｃ１を検出する。位相検出部９０５ｂは、検出した着目相及び投入目標位相θｃ１を投入指令出力部９０６ｂに出力する。
【0049】
第２の遮断器３ｂを投入すると、変圧器７が電源投入される場合（例えば、第１の遮断器３ａの補助接点信号が開放状態を示しているときに、第２の遮断器３ｂを投入する場合）、投入指令出力部９０６ｂは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａの投入指令出力部９０６ａと同様に、位相検出部９０５ｂで検出された投入目標位相θｃ１で第２の遮断器３ｂの着目相を投入し、予め設定された時間経過後の投入目標位相θｃ２で第２の遮断器３ｂの着目相以外の残りの２相を投入する。
【0050】
これにより、第２の励磁突入電流抑制装置９ｂで第２の遮断器３ｂを投入する場合も、第１の励磁突入電流抑制装置９ａと同様に、変圧器７の励磁突入電流が抑制される。
【0051】
変圧器７が既に電源投入されている場合（例えば、第１の遮断器３ａの補助接点信号が投入状態を示しているときに、第２の遮断器３ｂを投入する場合）、投入指令出力部９０６ｂは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａの投入指令出力部９０６ａと同様に、第２の遮断器３ｂを投入する。
【0052】
本実施形態によれば、２つの遮断器３ａ，３ｂにより変圧器７を電源投入する系統構成でも、遮断器３ａ，３ｂが開放された順序に関係なく、２つの遮断器３ａ，３ｂ毎に設けられた励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂで残留磁束φＺｕ〜φＺｗを演算することができる。これにより、励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂは、どちらの遮断器３ａ，３ｂで変圧器７が遮断された場合でも、電源投入する際に生じる変圧器７の励磁突入電流を抑制することができる。
【0054】
励磁突入電流抑制システム１Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制システム１において、２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂをそれぞれ２つの励磁突入電流抑制装置９ａＡ，９ｂＡに代えたものである。２つの励磁突入電流抑制装置９ａＡ，９ｂＡは、データを伝送するための伝送路で接続されている。その他の点は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制システム１と同様の構成である。
【0055】
第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡは、図１に示す第１の励磁突入電流抑制装置９ａにおいて、残留磁束算出部９０３ａ、変圧器遮断検出部９０４ａ及び位相検出部９０５ａをそれぞれ残留磁束算出部９０３ａＡ、変圧器遮断検出部９０４ａＡ及び位相検出部９０５ａＡに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る第１の励磁突入電流抑制装置９ａと同様の構成である。
【0056】
第２の励磁突入電流抑制装置９ｂＡは、図１に示す第２の励磁突入電流抑制装置９ｂにおいて、残留磁束算出部９０３ｂ、変圧器遮断検出部９０４ｂ及び位相検出部９０５ｂをそれぞれ残留磁束算出部９０３ｂＡ、変圧器遮断検出部９０４ｂＡ及び位相検出部９０５ｂＡに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る第２の励磁突入電流抑制装置９ｂと同様の構成である。
【0057】
第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの変圧器遮断検出部９０４ａＡは、第１の遮断器３ａの補助接点３２Ｕａ〜３２Ｗａから出力された補助接点信号を受信する。変圧器遮断検出部９０４ａＡは、入力された第１の遮断器３ａの補助接点信号に基づいて、変圧器７が電源から遮断されたことを検出する。具体的には、変圧器遮断検出部９０４ａＡは、第１の遮断器３ａの補助接点信号が投入状態から開放状態を示すように変わった場合に、変圧器７の遮断を検出する。このとき、第２の遮断器３ｂが投入されていて、実際には、変圧器７が電源から遮断されていない場合でも、変圧器７の遮断として検出してよい。なお、変圧器７が実際に電源から遮断された場合のみ、変圧器７の遮断として検出するようにしてもよい。変圧器遮断検出部９０４ａＡは、変圧器７の遮断を検出すると、残留磁束算出部９０３ａＡに検出信号を出力する。
【0058】
第２の励磁突入電流抑制装置９ｂＡの変圧器遮断検出部９０４ｂＡは、第２の遮断器３ｂの補助接点３２Ｕｂ〜３２Ｗｂから出力された補助接点信号を受信する。変圧器遮断検出部９０４ｂＡは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの変圧器遮断検出部９０４ａＡと同様に、変圧器７の遮断を検出する。具体的には、変圧器遮断検出部９０４ｂＡは、第２の遮断器３ｂの補助接点信号が投入状態から開放状態を示すように変わった場合に、変圧器７の遮断を検出する。変圧器遮断検出部９０４ｂＡは、変圧器７の遮断を検出すると、残留磁束算出部９０３ｂＡに検出信号を出力する。
【0059】
第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの残留磁束算出部９０３ａＡは、変圧器電圧計測部９０２ａにより計測された相電圧Ｖｕ〜Ｖｗに基づいて、第１の遮断器３ａによる変圧器７の遮断後の各相電圧Ｖｕ〜Ｖｗをそれぞれ積分する。変圧器遮断検出部９０４ａＡにより変圧器７の遮断を検出した時点で、相電圧Ｖｕ〜Ｖｗが略零になった場合（即ち、変圧器７が実際に遮断された場合）、残留磁束算出部９０３ａＡは、変圧器７の各相電圧Ｖｕ〜Ｖｗの積分値を確定する。残留磁束算出部９０３ａＡは、変圧器遮断検出部９０４ａＡにより変圧器７の遮断を検出した時点で、相電圧Ｖｕ〜Ｖｗが略零にならなかった場合（即ち、変圧器７が実際に遮断されていない場合）、各相電圧Ｖｕ〜Ｖｗの積分値を確定しない。残留磁束算出部９０３ａＡは、この確定された積分値を変圧器７の鉄心の残留磁束φＺｕ〜φＺｗとして、位相検出部９０５ａＡ及び第２の励磁突入電流抑制装置９ｂＡの位相検出部９０５ｂＡに出力する。第２の励磁突入電流抑制装置９ｂＡの位相検出部９０５ｂＡへの出力は、伝送路を介して行われる。その他の点は、第１の実施形態に係る残留磁束算出部９０３ａと同様の構成である。
【0060】
第２の励磁突入電流抑制装置９ｂＡの残留磁束算出部９０３ｂＡは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの残留磁束算出部９０３ａＡと同様に、変圧器７の鉄心の残留磁束φＺｕ〜φＺｗを確定する。残留磁束算出部９０３ｂＡは、確定した残留磁束φＺｕ〜φＺｗを位相検出部９０５ｂＡ及び第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの位相検出部９０５ａＡに出力する。第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの位相検出部９０５ａＡへの出力は、伝送路を介して行われる。
【0061】
第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの位相検出部９０５ａＡには、残留磁束算出部９０３ａＡ又は第２の励磁突入電流抑制装置９ｂＡの残留磁束算出部９０３ｂＡのいずれか一方から確定された残留磁束φＺｕ〜φＺｗが入力される。位相検出部９０５ａＡは、入力された残留磁束φＺｕ〜φＺｗ及び電源電圧計測部９０１ａにより計測された第１の電源母線２ａの各相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗに基づいて、第１の実施形態に係る位相検出部９０５ａと同様に、着目相及び投入目標位相θｃ１を検出する。位相検出部９０５ａＡは、検出した着目相及び投入目標位相θｃ１を投入指令出力部９０６ａに出力する。その他の点は、第１の実施形態に係る位相検出部９０５ａと同様の構成である。
【0062】
第２の励磁突入電流抑制装置９ｂＡの位相検出部９０５ｂＡは、第１の励磁突入電流抑制装置９ａＡの位相検出部９０５ａＡと同様に、着目相及び投入目標位相θｃ１を検出する。位相検出部９０５ｂＡは、検出した着目相及び投入目標位相θｃ１を投入指令出力部９０６ｂに出力する。
【0063】
本実施形態によれば、２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂがそれぞれ操作対象となる遮断器３ａ，３ｂのみから補助接点信号を受信する構成で、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0065】
励磁突入電流抑制システム１Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制システム１において、２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂを１つの励磁突入電流抑制装置９Ｂに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制システム１と同様の構成である。
【0066】
励磁突入電流抑制装置９Ｂは、２つの電源電圧計測部９０１ａ，９０１ｂと、変圧器電圧計測部９０２Ｂと、残留磁束算出部９０３Ｂと、変圧器遮断検出部９０４Ｂと、２つの位相検出部９０５ａ，９０５ｂと、２つの投入指令出力部９０６ａ，９０６ｂとを備えている。
【0067】
電源電圧計測部９０１ａは、第１の実施形態に係る第１の励磁突入電流抑制装置９ａの電源電圧計測部９０１ａと同じである。電源電圧計測部９０１ａは、計測した各相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗを位相検出部９０５ａに出力する。
【0068】
電源電圧計測部９０１ｂは、第１の実施形態に係る第２の励磁突入電流抑制装置９ｂの電源電圧計測部９０１ｂと同じである。電源電圧計測部９０１ｂは、計測した各相電圧Ｖ２ｕ〜Ｖ２ｗを位相検出部９０５ｂに出力する。
【0069】
変圧器電圧計測部９０２Ｂは、第１の実施形態に係る２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂのそれぞれの変圧器電圧計測部９０２ａ，９０２ｂを１つにした構成である。変圧器電圧計測部９０２Ｂは、第１の実施形態に係る変圧器電圧計測部９０２ａ，９０２ｂと同様に、計測した変圧器７の１次側の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗを残留磁束算出部９０３Ｂに出力する。
【0070】
変圧器遮断検出部９０４Ｂは、第１の実施形態に係る２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂのそれぞれの変圧器遮断検出部９０４ａ，９０４ｂを１つにした構成である。変圧器遮断検出部９０４Ｂは、第１の実施形態に係る変圧器遮断検出部９０４ａ，９０４ｂと同様に、第１の遮断器３ａ及び第２の遮断器３ｂのそれぞれの補助接点信号に基づいて、変圧器７の遮断を検出すると、残留磁束算出部９０３Ｂに検出信号を出力する。
【0071】
残留磁束算出部９０３Ｂは、第１の実施形態に係る２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂのそれぞれの残留磁束算出部９０３ａ，９０３ｂを１つにした構成である。残留磁束算出部９０３Ｂは、第１の実施形態に係る残留磁束算出部９０３ａ，９０３ｂと同様に、第１の遮断器３ａ又は第２の遮断器３ｂによる変圧器７の遮断後の各相の残留磁束φＺｕ〜φＺｗを演算する。残留磁束算出部９０３Ｂは、演算した残留磁束φＺｕ〜φＺｗを２つの位相検出部９０５ａ，９０５ｂに出力する。
【0072】
位相検出部９０５ａは、第１の実施形態に係る第１の励磁突入電流抑制装置９ａの位相検出部９０５ａと同じである。位相検出部９０５ａは、残留磁束算出部９０３Ｂにより演算された各相の残留磁束φＺｕ〜φＺｗ及び電源電圧計測部９０１ａにより計測された第１の電源母線２ａの各相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗに基づいて、第１の遮断器３ａを投入するための着目相及び投入目標位相θｃ１を検出する。
【0073】
位相検出部９０５ｂは、第１の実施形態に係る第１の励磁突入電流抑制装置９ｂの位相検出部９０５ｂと同じである。位相検出部９０５ｂは、残留磁束算出部９０３Ｂにより演算された各相の残留磁束φＺｕ〜φＺｗ及び電源電圧計測部９０１ｂにより計測された第２の電源母線２ｂの各相電圧Ｖ２ｕ〜Ｖ２ｗに基づいて、第２の遮断器３ｂを投入するための着目相及び投入目標位相θｃ１を検出する。
【0074】
投入指令出力部９０６ａは、第１の実施形態に係る第１の励磁突入電流抑制装置９ａの投入指令出力部９０６ａと同じである。投入指令出力部９０６ａは、第１の実施形態で説明したように、変圧器７を電源投入する場合は、位相検出部９０５ａにより検出された着目相及び投入目標位相θｃ１に基づいて、第１の遮断器３ａを２段階で投入する。
【0075】
投入指令出力部９０６ｂは、第１の実施形態に係る第１の励磁突入電流抑制装置９ｂの投入指令出力部９０６ｂと同じである。投入指令出力部９０６ｂは、第１の実施形態で説明したように、変圧器７を電源投入する場合は、位相検出部９０５ｂにより検出された着目相及び投入目標位相θｃ１に基づいて、第２の遮断器３ｂを２段階で投入する。
【0076】
本実施形態によれば、第１の実施形態に係る２つの励磁突入電流抑制装９ａ，９ｂの代わりに、１つの励磁突入電流抑制装置９Ｂを設けることで、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0077】
なお、各実施形態において、励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂ，９ａＡ，９ｂＡ，９Ｂでの位相制御における各種パラメータは、より精度を高めるため等により補正をしてもよい。例えば、遮断器３ａ，３ｂの投入では、主接点間に発生するプレアークと呼ばれる先行放電や、操作機構の動作ばらつきなどに起因する投入時間のばらつきが存在する。このプレアークによる投入ばらつきや、遮断器投入時のばらつきは、予めその特性を取得しておくことにより、位相制御を行う際にこの特性による補正をすることができる。このような補正をすることで、これらのばらつきがあっても、励磁突入電流をより確実に抑制することができる。
【0078】
各実施形態では、一般的な１−１／２母線構成の電力系統で説明したが、これに限らない。変圧器７を、２つ以上の遮断器により、２つ以上の電源（電源母線２ａ，２ｂ）に投入されるような電力系統であれば、どのような電力系統でもよい。例えば、各実施形態では、第３の遮断器３ｃは無くてもよい。
【0079】
各実施形態では、電源電圧検出器５Ｕａ〜５Ｗａ，５Ｕｂ〜５Ｗｂで、電源母線２ａ，２ｂの各相電圧Ｖ１ｕ〜Ｖ１ｗ，Ｖ２ｕ〜Ｖ２ｗを計測したが、電源母線２ａ，２ｂの各線間電圧を計測して、線間電圧から相電圧Ｖｕ〜Ｖｗに変換してもよい。同様に、変圧器端子電圧検出器８Ｕ〜８Ｗで、変圧器７の１次側の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗを計測したが、これに限らない。変圧器７の相電圧Ｖｕ〜Ｖｗは、二次巻線７０２の相電圧でもよいし、Δ結線の三次巻線７０３の線間電圧から相電圧に変換したものでもよい。
【0080】
各実施形態において、変圧器７は、三相交流電圧を三相交流電圧に変換する三相変圧器であれば、どのようなものでもよい。従って、変圧器７は、３巻線に限らず、２巻線でもよいし、４以上の巻線を有していてもよい。また、各巻線の結線は、Ｙ結線又はΔ結線のどちらでもよいし、それらをどのように組合せてもよい。
【0081】
各実施形態において、結果が同じになるのであれば、演算の順序や演算をさせる場所は適宜変更してもよい。演算をさせる場所は、励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂ，９ａＡ，９ｂＡ，９Ｂの内部や外部を問わず、各種検出器等で演算をさせてもよい。
【0082】
各実施形態において、各励磁突入電流抑制システム１〜１Ｂは、１つ又は２つの励磁突入電流抑制装置９ａ，９ｂ，９ａＡ，９ｂＡ，９Ｂで構成したが、いくつの励磁突入電流抑制装置で構成してもよい。
【0083】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0084】
１…励磁突入電流抑制システム、２ａ，２ｂ…電源母線、３ａ，３ｂ，３ｃ…遮断器、５Ｕａ，５Ｖａ，５Ｗａ，５Ｕｂ，５Ｖｂ，５Ｗｂ…電源電圧検出器、７…変圧器、８Ｕ，８Ｖ，８Ｗ…変圧器端子電圧検出器、９ａ，９ｂ…励磁突入電流抑制装置。