特許 7403952 電源変圧器の保護の改良またはそれに関連する改良

(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】

(24)【登録日】2023-12-15

(45)【発行日】2023-12-25

(54)【発明の名称】電源変圧器の保護の改良またはそれに関連する改良

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/04 20060101AFI20231218BHJP

   H02H 3/093 20060101ALI20231218BHJP

   H02H 7/045 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

H02H7/04 A

H02H3/093

H02H7/045 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018537727

(86)(22)【出願日】2016-10-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-02-14

(86)【国際出願番号】 EP2016074517

(87)【国際公開番号】W WO2017064148

(87)【国際公開日】2017-04-20

【審査請求日】2019-09-30

【審判番号】

【審判請求日】2023-02-03

(31)【優先権主張番号】15275215.0

(32)【優先日】2015-10-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】ハ，ヘンスゥ

(72)【発明者】

【氏名】ウェン，ユ

(72)【発明者】

【氏名】バラクリシュナン，ガジェンディラン

【合議体】

【審判長】高野 洋

【審判官】寺谷 大亮

【審判官】稲葉 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－３２２３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６４８３６８０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開昭６２－１１０４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５７６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２５２７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２５９５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－１３７２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－４１７９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H02H3/08-3/253

H02H7/04-7/055

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力ネットワークに配置され、保護装置により保護される変圧器を保護する方法であって、
（ａ）外部障害表示信号（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）を制御ユニットが監視するステップと、
（ｂ）障害判定（２２）を制御ユニットが実行するステップと、
（ｃ）突入電流判定を制御ユニットが実行するステップと、
（ｄ）前記変圧器を保護するために前記保護装置を作動させるトリップ信号（４８）を制御ユニットが発行するステップであって、
（ｉ）前記外部障害表示信号（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）が、障害が発生したことを識別し、前記実行された障害判定（２２）が、障害が発生したことを制御ユニットが確認した場合、または、
（ｉｉ）前記外部障害表示信号（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）が、障害が発生したことを識別し、前記実行された障害判定（２２）が、障害が発生していないことを識別するが、所定の遅延の後に、前記実行された突入電流判定（４６）が、突入電流が存在しないことを制御ユニットが確認した場合に、前記トリップ信号（４８）を制御ユニットが発行するステップと
を含み、
前記外部障害表示信号（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）が、前記変圧器が配置されている前記電力ネットワークにおいて、前記変圧器の外部において障害が発生したことを監視する外部保護手段から受信する信号であり、
前記保護装置は、前記トリップ信号（４８）を受信したことに応答して、前記変圧器と前記電力ネットワークとの間を遮断する、変圧器を保護する方法。

【請求項2】

障害判定（２２）を制御ユニットが実行するステップ（ｂ）は、前記変圧器の測定電流の異なる周波数成分の振幅同士を制御ユニットが比較するステップを含み、
前記測定電流は、前記変圧器の一次コイルまたは二次コイルを流れる電流に対応する、請求項１に記載の変圧器を保護する方法。

【請求項3】

前記変圧器の測定電流の異なる周波数成分を制御ユニットが比較するステップは、
前記測定電流の第１および第２の周波数帯域成分を制御ユニットが抽出するステップ（１６）と、
前記第１および第２の周波数帯域成分の振幅を制御ユニットが判定するステップ（１８）と、
前記第１および第２の周波数帯域成分の振幅の比を制御ユニットが求めるステップ（２０）と、
前記第１および第２の周波数帯域成分の振幅の比が所定の値と異なる場合に前記電力ネットワークで障害が発生したことを制御ユニットが確認するステップと
を含む、請求項２に記載の変圧器を保護する方法。

【請求項4】

突入電流の判定のために、制御ユニットが前記変圧器の高調波電流を前記変圧器の基本電流と比較するステップを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の変圧器を保護する方法。

【請求項5】

制御ユニットが前記変圧器の高調波電流を前記変圧器の基本電流と比較するステップは、
前記変圧器の測定電流の第２高調波周波数成分と基本周波数成分とを制御ユニットが取得するステップと、
前記第２高調波周波数成分および前記基本周波数成分の振幅の大きさを制御ユニットが求めるステップと、
前記第２高調波周波数成分の振幅の大きさと前記基本周波数成分の振幅の大きさとの比を制御ユニットが求めるステップと、
前記第２高調波周波数成分の振幅の大きさと前記基本周波数成分の振幅の大きさとの比が所定値と異なる場合に突入電流の存在を制御ユニットが特定するステップと
を含む、請求項４に記載の変圧器を保護する方法。

【請求項6】

前記第２高調波周波数成分の前記振幅の大きさは、複素係数による前記測定電流の畳み込みを利用して求められ、前記複素係数は、前記変圧器の測定電流のサンプリングに使用されるサンプリング周期に基づくパラメータ行列を使用して求められる、請求項５に記載の変圧器を保護する方法。

【請求項7】

前記基本周波数成分の前記振幅の大きさは、半周期フーリエ法を用いて求められる、請求項５または６に記載の変圧器を保護する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源変圧器を保護する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電源変圧器に最初に通電すると、通常、定格変圧器電流の１０～１５倍の大きな突入電流がほぼ１秒間流れる傾向がある。このような大きな電流の流れは、外部保護方式、例えば差動保護方式に対して、障害電流のように見えるので、それによって外部保護方式が保護回路遮断器などの関連する保護装置を誤動作させる。このような保護装置の誤動作は、例えば電力網における電源変圧器への通電およびその後の電源変圧器の使用を妨げるので望ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２６２７６号明細書

【発明の概要】

【0004】

本発明の第１の態様によれば、電源変圧器を保護する方法が提供され、本方法は、
（ａ）外部障害表示信号を監視するステップと、
（ｂ）障害判定を局所的に実行するステップと、
（ｃ）突入電流判定を局所的に実行するステップと、
（ｄ）電源変圧器を保護するための最終トリップ信号を発行するステップであって、
（ｉ）外部障害表示信号が、障害が発生したことを識別し、局所的に実行された障害判定が、障害が発生したことを確認した場合、または、
（ｉｉ）外部障害表示信号が、障害が発生したことを識別し、局所的に実行された障害判定が、障害が発生していないことを識別するが、所定の遅延の後に、局所的に実行された突入電流判定が、突入電流が存在しないことを確認した場合に、最終トリップ信号を発行するステップと
を含む。

【0005】

本発明の方法は、電源変圧器を保護するための最終トリップ信号を発行することによって、例えば、保護回路遮断器または他の保護装置の動作を引き起こし、局所的に実行された障害判定が、従来の障害が発生したことを確認するや否や、障害電流と突入電流とを区別しようと試みるときに生じるかもしれない、このような最終トリップ信号を発行する際の遅延を回避し、電源変圧器を損傷させるおそれがある大きな障害電流から電源変圧器を直ちに保護することを保証するのを助けることができる。

【0006】

一方、局所的に実行された突入電流判定が、突入電流がないことを確認した場合にのみ最終トリップ信号を発行する本発明の方法の能力は、局所的に実行された障害判定によって障害を識別することができない場合、例えば障害がゼロポイントオンウェーブ障害の場合に、本方法が特定の状況において電源変圧器を同様に保護することを可能にする。

【0007】

さらに、この後者の機能は突入電流の存在を迅速に確立することができ、大きな突入電流が正常に流れているときに、電源変圧器の初期通電中に最終トリップ信号（および関連する保護装置の誤動作）が誤って発行されるのを防ぐのに役立つ。

【0008】

したがって、本発明の方法は、大部分の時間、すなわち、従来の障害が発生した場合に、直ちに電源変圧器を保護することができ、はるかに少ない頻度で特定の障害、例えばゼロポイントオンウェーブ障害が発生するおそれがある場合に、このような障害と突入電流とを区別し、例えば電源変圧器が最初に通電される際に関連する保護装置の誤動作を回避しながら、必要に応じて電源変圧器の保護を適正に開始することができる。

【0009】

好ましくは、障害判定を局所的に実行するステップ（ｂ）は、電源変圧器の測定電流の異なる周波数成分を比較するステップを含む。

【0010】

任意選択的に、電源変圧器の測定電流の異なる周波数成分を比較するステップは、
測定電流の第１および第２の周波数帯域の成分を抽出するステップと、
第１および第２の周波数帯域成分の振幅を判定するステップと、
障害判定値に対する振幅の比を比較するステップと、
比が障害判定値と異なる場合に障害が発生したことを確認するステップと
を含む。

【0011】

前述のステップを実行することにより、障害が発生したかどうかを局所的にチェックする迅速かつ信頼性のある手段を提供する。

【0012】

突入電流判定を局所的に実行するステップ（ｃ）は、電源変圧器の高調波電流を変圧器の基本電流と比較するステップを含むことができる。

【0013】

本発明の好ましい実施形態では、変圧器の高調波電流を電源変圧器の基本電流と比較するステップは、
電源変圧器の測定電流の第２高調波周波数成分と基本周波数成分とを取得するステップと、
第２高調波周波数成分および基本周波数成分の大きさを判定するステップと、
突入電流判定値に対する大きさの比を比較するステップと、
比が突入電流判定値と異なる場合に突入電流の存在を特定するステップと
を含む。

【0014】

任意選択的に、電源変圧器の測定電流の第２高調波周波数成分を取得し、第２高調波周波数成分の前日大きさを求めるステップは、複素係数による測定電流の畳み込みを含み、複素係数は、電源変圧器の電流を測定するために使用されるサンプリング方式に基づいて所定のパラメータ行列によって確立される。

【0015】

好ましくは、基本周波数成分の大きさは、半周期フーリエ法を用いて決定される。

【0016】

上記のステップにより、突入電流の存在を可能な限り迅速に局所的にチェックすることが可能になる。

【0017】

次に、以下の図面を参照して、非限定的な例によって、本発明の好ましい実施形態の簡単な説明を行う。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１の実施形態による電源変圧器を保護する方法における原理ステップの概略を示す図である。

【図2】図１に示す方法の一部として局所的に障害判定を実行することに関わるステップを概略的に示す図である。

【図3】図１に示す方法の一部として突入電流判定を局所的に実行することに関わるステップを概略的に示す図である。

【図4】電源変圧器を保護するために最終トリップ信号を発行するか否かを判定するために適用される例示的なロジックを概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１に示すように、本発明の第１の実施形態による電源変圧器を保護する方法における原理ステップの概略は、符号１０で全体的に示されている。

【0020】

説明される第１の実施形態の方法は、例として、第１、第２および第３の相Ａ、Ｂ、Ｃを有する三相電源変圧器に適用される。しかしながら、本発明の方法は、三相よりも少ないまたはより多い相を有する電源変圧器に適用可能である。

【0021】

図１に概略的に示される第１の実施形態の方法に戻ると、本方法は、外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを監視するステップ（ａ）を含む。このような信号は、保護されている電源変圧器が配置されている電力ネットワークを監視している別個の外部保護方式、例えば、差動保護方式から受信することができる。各信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、それぞれ、外部保護方式が対応する相Ａ、Ｂ、Ｃに関する障害、例えば短絡の発生を判定したことを示す。

【0022】

第１の実施形態の方法はまた、第１の処理ブロック１４によって図１に概略的に示すように、局所的に障害判定を実行するステップ（ｂ）を含む。本発明の文脈内では、局所的に障害判定を行うことは、例えば、本発明の方法を実施するように保護されかつプログラムされた電源変圧器に配置されたまたはそれに隣接して配置された制御ユニットによって、そのような障害判定が本発明を実施する目的のために具体的に実行されることを意味することを意図している。これは、個別に確立され、おそらく別個の保護方式によって遠隔的に確立される前述の外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃとは対照的である。

【0023】

障害判定を局所的に実行するステップは、電源変圧器の測定電流の異なる周波数成分を比較するステップを含み、より詳細には、電源変圧器の各相Ａ、Ｂ、Ｃに対応するそれぞれの相電流ｉ_ａ、ｉ_ｂ、ｉ_ｃの異なる周波数成分を比較するステップを含む。

【0024】

それぞれの相電流ｉ_ａ、ｉ_ｂ、ｉ_ｃの異なる周波数成分のそのような比較は、図２に概略的に示すように、
測定電流ｉ_ａ、ｉ_ｂ、ｉ_ｃの第１および第２の周波数帯域の成分ｉ_Ｈ、ｉ_Ｌを抽出する第１のステップ１６と、
第１および第２の周波数帯域成分ｉ_Ｈ、ｉ_Ｌの振幅Ｅ_Ｈ、Ｅ_Ｌを決定する第２のステップ１８と、
振幅Ｅ_Ｈ、Ｅ_Ｌの比Ｒ_Ｈ／Ｌを障害判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＦＴ}と比較する第３のステップ２０と、
比Ｒ_Ｈ／Ｌが障害判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＦＴ}と異なる場合に、すなわち局所的障害表示信号２２を出力することにより、障害が発生したことを確認するステップと、を含む。

【0025】

より詳細には、測定電流ｉ_ａ、ｉ_ｂ、ｉ_ｃの第１および第２の周波数帯域成分ｉ_Ｈ、ｉ_Ｌを抽出する第１のステップ１６は、測定された３つの相電流ｉ_ａ、ｉ_ｂ、ｉ_ｃを高周波数帯域フィルタ２４および低周波数帯域フィルタ２６を通過させるステップを含む。

【0026】

図２に概略的に示す第１の実施形態の方法では、各フィルタ２４、２６はウェーブレットフィルタバンクであるが、有限インパルス応答フィルタまたは無限インパルス応答フィルタを使用することもできる。

【0027】

例として、図示するウェーブレットフィルタバンク２４、２６（サンプリング周波数ｆｓを仮定して）では、
高周波数帯域フィルタ２４（例えば、約ｆｓ／４～ｆｓ／２の範囲にわたって動作するフィルタ）の帯域通過フィルタ係数は、
［０．００２１－０．０６０４ ０．３０６２－０．６３１２ ０．６３１３－０．３０６３ ０．０６０４－０．００２１］であり、
低周波数帯域フィルタ２６（例えば、約ｆｓ／８～ｆｓ／４の範囲にわたって動作するフィルタ）の帯域通過フィルタ係数は、
［０．０００５－０．０１５１ ０．０７８１－０．２０３１ ０．３８９１－０．５９５３ ０．７１８８－０．７１８８ ０．５９５３－０．３８９１ ０．２０３１－０．０７８１ ０．０１５１－０．０００５］である。

【0028】

第１および第２の周波数帯域成分ｉ_Ｈ、ｉ_Ｌの振幅Ｅ_Ｈ、Ｅ_Ｌを判定する第２のステップ１８は、対応する第１および第２の処理サブブロック２８、３０内で、第１および第２の周波数帯域成分ｉ_Ｈ、ｉ_Ｌのそれぞれのノルム値を計算するステップを含む。そのようなそれぞれのノルム値を計算することができる１つの方法は、以下のように、二乗平均（ＲＭＳ）計算によるものである。

【0029】

【数1】

ここで、
ＮはＲＭＳ計算のためのウィンドウ長のサンプル数であり、Ｎは１周期あたりのサンプル数を４で除算した数となるように選択され、例えば、１周期あたりのサンプル数が４８の場合にはＮ＝１２となる。

【0030】

振幅Ｅ_Ｈ、Ｅ_Ｌの比Ｒ_Ｈ／Ｌと障害判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＦＴ}を比較し、その比Ｒ_Ｈ／Ｌが障害判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＦＴ}と異なる場合に障害が発生したことを確認する第３のステップ２０は、以下の式に従って実行され、

【0031】

【数2】

ここで、
Ｒ_{ｓｅｔ＿ＦＴ}は所定値であって、例えば０．２とすることができるが、本発明の他の実施形態では異なっていてもよい。

【0032】

したがって、振幅Ｅ_Ｈ、Ｅ_Ｌの比Ｒ_Ｈ／Ｌが障害判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＦＴ}よりも大きい場合には、局所的障害表示信号２２が出力される、すなわち障害が発生したことを確認することになる。

【0033】

図１に概略的に示す本発明の第１の実施形態の方法に戻ると、本方法は、第２の処理ブロック３２によって概略的に表されるように、突入電流判定を局所的に実行するステップ（ｃ）をさらに含む。

【0034】

ここでもまた、本発明の文脈内では、局所的に突入電流判定を行うことは、例えば、本発明の方法を実施するように保護されかつプログラムされた電源変圧器に配置されたまたはそれに隣接して配置された制御ユニットによって、そのような突入電流判定が本発明を実施する目的のために具体的に実行されることを意味することを意図している。

【0035】

突入電流判定を局所的に実行することに関わるステップは、図３に概略的に示されている。

【0036】

このような突入電流判定には、電源変圧器の高調波周波数成分を電源変圧器の基本電流と比較するステップが含まれ、より詳細には、第２高調波周波数成分Ｅ_２ｎｄの大きさと基本周波数成分Ｅ_１ｓｔの大きさとの比Ｒ_{２ｎｄ／１ｓｔ}を突入電流判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＩＣ}と比較するステップを含む。

【0037】

図３に示すように、第２高調波周波数成分Ｅ_２ｎｄの大きさは、測定された３つの相電流ｉ_ａ、ｉ_ｂ、ｉ_ｃを合計して、次式により残留電流ｉ_Ｒを求める第１のステップ３４によって決定される。

【0038】

ｉ_Ｒ＝ｉ_ａ＋ｉ_ｂ＋ｉ_ｃ
次いで、第２高調波周波数成分Ｅ_２ｎｄの大きさは、Ｉ_{２ｎｄＲｅａｌ}およびＩ_{２ｎｄＩｍａｇ}として示される複素数を生成するために、一連の複素係数を有する残留電流ｉＲの畳み込み（第３の処理サブブロック３６内で）によって、次に（第４の処理サブクロック３８内で）次式に従ってＲＭＳ計算を利用することによって得られる。

【0039】

【数3】

前述の畳み込みに使用される複素係数は、以下のようにして得られる。

【0040】

パラメータ行列Ａは、オイラーの式を参照して、また電源変圧器の相電流ｉ_ａ、ｉ_ｂ、ｉ_ｃを測定するために使用される選択されたサンプリング方式に基づいて、すなわち次式により、予め決定される。

【0041】

【数4】

ここで、
ω_０はラジアン単位の基本周波数で、２πｆ_０で与えられ、
Ｔ_ｓはサンプリング周期であり、
Ｎ_ｓは選択されたウィンドウ長のサンプル数である。

【0042】

次に、最小二乗行列Ｐを次の式で計算する。

【0043】

Ｐ＝（Ａ^ＴＡ）^－１Ａ^Ｔ
その後に、最小二乗行列Ｐの第３行は、上述の畳み込みにより第２高調波周波数成分Ｉ_{２ｎｄＲｅａｌ}、Ｉ_{２ｎｄＩｍａｇ}を抽出するための複素係数を提供する。

【0044】

例えば、システムの基本周波数ｆ_０が５０Ｈｚであり、サンプリング周波数が２４００Ｈｚであり、ウィンドウ長が２４サンプルとして選択された場合には、複素係数は、
［－０．２７０８－０．０７４０ｉ，－０．０７０２－０．０５９６ｉ，０．０６８７－０．０３８９ｉ，０．１４９３－０．０１４９ｉ，０．１７８０＋０．００９７ｉ，０．１６４４＋０．０３２０ｉ，０．１１９８＋０．０４９８ｉ，０．０５６５＋０．０６１２ｉ，－０．０１３０＋０．０６５１ｉ，－０．０７７４＋０．０６１１ｉ，－０．１２７１＋０．０４９５４ｉ，－０．１５５４＋０．０３１７ｉ；－０．１５８３＋０．００９３ｉ；－０．１３５７－０．０１５２３ｉ；－０．０９０７－０．０３９１ｉ；－０．０２９５－０．０５９６ｉ；０．０３８７－０．０７３６ｉ；０．１０２８－０．０７８８ｉ；０．１５０６－０．０７３１ｉ；０．１６９６－０．０５５１ｉ；０．１４８２－０．０２４０ｉ；０．０７６６＋０．０１９９ｉ；－０．０５２４＋０．０７５４ｉ；－０．２４２８＋０．１４０７ｉ］である。

【0045】

基本周波数成分Ｅ_１ｓｔの大きさは、第５の処理サブブロック４２内の第２のステップ４０において、残留電流ｉ_Ｒから、次式による半周期フーリエ法を用いて得られる。

【0046】

【数5】

ここで、
Ｎは基本周波数の半周期の時間ウィンドウであり、サンプリング周波数が２４００ＨｚであればＮ＝２４となる。

【0047】

その後に、第２高調波周波数成分Ｅ_２ｎｄの大きさと基本周波数成分Ｅ_１ｓｔの大きさの比Ｒ_{２ｎｄ／１ｓｔ}を、第３のステップ４４において、すなわち次式により、突入電流判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＩＣ}と比較する。

【0048】

【数6】

突入電流の有無を識別する識別基準は、すなわち、比Ｒ_{２ｎｄ／１ｓｔ}が突入電流判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＩＣ}と異なる場合に、次式により与えられ、
Ｒ_{２ｎｄ／１ｓｔ}（ｎ）＞Ｒ_{ｓｅｔ＿ＩＣ}
ここで、
Ｒ_{ｓｅｔ＿ＩＣ}は所定値であり、例えば０．５とすることができるが、本発明の他の実施形態では異なってもよい。

【0049】

第２高調波周波数成分および基本周波数成分Ｅ_２ｎｄ、Ｅ_１ｓｔの大きさの比Ｒ_{２ｎｄ／１ｓｔ}が突入電流判定値Ｒ_{ｓｅｔ＿ＩＣ}より大きい場合には、突入電流の存在を識別するための局所的突入表示信号４６が出力される。

【0050】

最後に、本発明の第１の方法は、電源変圧器を保護するために、すなわち回路遮断器などの保護装置の動作を開始するために、
（ｉ）外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが、障害が発生したことを識別し、局所的に実行された障害判定が、障害が発生したことを確認した場合、すなわち第１の処理ブロック１４が局所的障害表示信号２２を出力した場合、または、
（ｉｉ）外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが、障害が発生したことを識別し、局所的に実行された障害判定が、障害が発生していないことを識別するが、すなわち第１の処理ブロック１４によって局所的障害表示信号２２が出力されていないが、所定の遅延の後に、局所的に実行された突入電流判定が、突入電流が存在しないことを確認した場合に、最終トリップ信号４８を発行するステップ（ｄ）を含む。

【0051】

本明細書で説明されている例示的な方法の実施形態では、上記の基準に従って最終トリップ信号４８を発行するステップ（ｄ）が、図１に示すように第３の処理ブロック５０内で実施され、図４に示すロジックを具体化する。しかし、処理ブロックの他のロジックおよび／または構成を使用することもできる。

【0052】

第３の処理ブロック５０および関連するロジックは、以下の３つの可能なシナリオに対処することができる。

【0053】

（ｉ）従来の障害の発生、
（ｉｉ）障害判定を局所的に行うことによって通常検出できない特定の障害の発生、例えば、ゼロポイントオンウェーブ障害、および
（ｉｉｉ）電源変圧器の初期通電時の突入電流の存在。

【0054】

第１のシナリオ、すなわち従来の障害の発生では、電源変圧器の三相Ａ、Ｂ、Ｃのうちの１つまたは複数に関する障害を示す１つまたは複数の外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが受信される。

【0055】

同様に、局所的に実行された障害判定は、局所的障害表示信号２２を出力することによって障害が発生したことを識別する。

【0056】

局所的障害表示信号２２がＯＲゲート６２を介して第１のＡＮＤゲート５２に到達する間に、それぞれの外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは第１のＡＮＤゲート５２に直接通過する。そのような信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、２２の両方の正味の結果が第１のＡＮＤゲート５２に到達すると、直ちに保護装置の起動を許可して電源変圧器を保護する最終トリップ信号４８を遅延なしに発行する。

【0057】

局所的に実行された障害判定が特定できない、すなわちシナリオ（ｉｉ）における特定の障害が発生すると、１つまたは複数の外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが受信されるが、局所的障害表示信号２２は出力されない。

【0058】

局所的障害表示信号２２は、第２のＡＮＤゲート５６を通過する前に第１のＮＯＴゲート５４を通過し、一方、外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのうちの１つまたは複数は、所定の遅延（遅延ユニット５８により挿入される）の後に、同じ第２のＡＮＤゲート５６を通過する。

【0059】

一方、局所的に実行された突入電流判定によって突入電流がないことが確認された場合には、すなわち局所的突入表示信号４６が出力されない場合には、第２のＮＯＴゲート６０を通過した後のそのような論理ゼロは、第２のＡＮＤゲート５６にも現れる。

【0060】

結果として、第２のＡＮＤゲート５６への全ての入力はハイであり、したがって、それはＯＲゲート６２を通過する論理ハイを出力し、それにより、第１のＡＮＤゲート５２における元の外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのうちの１つまたは複数と結合し、所定の遅延の後に、最終トリップ信号４８が発行されて、電源変圧器の保護を再び開始する。

【0061】

突入電流判定を局所的に実行するための上述のステップは、非常に迅速に完了することができるので、所定の遅延は約５ｍｓだけでよい。その結果、特定の障害、例えばゼロポイントオンウェーブ障害が発生した場合に電源変圧器の保護を開始する最終的な遅延も非常に小さく、すなわち約５ｍｓだけである。

【0062】

シナリオ（ｉｉｉ）では、突入電流が存在するので、このような突入電流は障害ではないので、局所的障害表示信号２２は出力されないが、第１のＮＯＴゲート５４を通過した後、これは第２のＡＮＤゲート５６の入力に論理ハイとして現れる。さらに、１つまたは複数の外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが受信されるが、これは、関連する別個の外部保護方式が突入電流を障害として誤って識別し、その結果、第２のＡＮＤゲート５６の入力にさらなる論理ハイが現れるからである。

【0063】

しかし、局所的に実行される突入電流判定は、一方、第２のＮＯＴゲート６０を通過した後に第２のＡＮＤゲート５６の入力に論理ゼロとして現れる局所的突入表示信号４６を出力することによって突入電流の存在を示す。

【0064】

第２のＡＮＤゲート５６への１つの入力が論理ゼロであることの帰結として、第２のＡＮＤゲート５６は、（局所的障害表示信号２２が存在しない場合に）ＯＲゲート６２における同一の論理ゼロと結合する論理ゼロを同様に出力し、これにより、第１のＡＮＤゲート５２にも論理ゼロが渡され、１つまたは複数の誤った外部障害表示信号１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの第１のＡＮＤゲート５２における入力に関わらず、最終トリップ信号４８の発行が防止される。このようにして、電源変圧器を誤って保護する保護装置の誤動作が回避される。

【符号の説明】

【0065】

１０ 原理ステップ
１２Ａ 外部障害表示信号
１２Ｂ 外部障害表示信号
１２Ｃ 外部障害表示信号
１４ 第１の処理ブロック
１６ 第１のステップ
１８ 第２のステップ
２０ 第３のステップ
２２ 局所的障害表示信号
２４ 高周波数帯域フィルタ
２６ 低周波数帯域フィルタ
２８ 第１の処理サブブロック
３０ 第２の処理サブブロック
３２ 第２の処理ブロック
３４ 第１のステップ
３６ 第３の処理サブブロック
３８ 第４の処理サブクロック
４０ 第２のステップ
４２ 第５の処理サブブロック
４４ 第３のステップ
４６ 局所的突入表示信号
４８ 最終トリップ信号
５０ 第３の処理ブロック
５２ 第１のＡＮＤゲート
５４ 第１のＮＯＴゲート
５６ 第２のＡＮＤゲート
５８ 遅延ユニット
６０ 第２のＮＯＴゲート
６２ ＯＲゲート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】