專利名稱：有載分接頭切換裝置的切換動作控制裝置及切換動作控制方法
技術領域：
本發明涉及進行變壓器分接頭切換的有載分接頭切換裝置的切換動作控 制裝置及切換動作控制方法。
背景技術：
眾所周知，有載分接頭切換裝置是通過切換處于負載運行狀態下的變壓器 的分接頭，來進行變壓器的一次/二次繞組的匝數比、即變壓比的變更調整。該有載分接頭切換裝置采用利用電動操作機構進行驅動從而動作的結構， 該電動操作機構接受來自始終監視變壓器的負載電壓狀態的自動電壓調整繼 電器(通常設置在中央控制室)或在中央控制室中監視運行狀態的操作員的遙 操作指令，在例如與變壓器的二次側連接的負載的電壓降低時，對于二次電壓 降低的部分，使有載分接頭切換裝置動作，進行變壓器的二次側電壓調整。該有載分接頭切換裝置的動作，在切換動作過程中，產生在分接頭之間跨 接的過程，為了在該跨接時限制分接頭之間的跨接電流的目的，采用限流電阻 器，并將這種方式稱為電阻式有載分接頭切換裝置。以往，電阻式有載分接頭切換裝置的電流切斷，通過滿足下述條件，在一 個分接頭的切換動作中能夠正常成功。這些考慮方法還采用有載分接頭切換裝置的國內標準(有載分接頭切換裝置JEC2220)及國際標準(IEC-214)，制定了 性能試驗方法及評價等。1) 切斷電流是50Hz或60Hz的工頻。2) 在電流零點進行電流切斷。若在上述條件下實施分接頭切換動作，則有載分接頭切換裝置正常進行電 流切斷，完成對目標分接頭的切換。因而，以往的有載分接頭切換裝置作為是滿足上述l)及2)項的電流切斷 條件的裝置，為了調整變壓器的負載側的電壓為一定，不監視實際上通過有載分接頭切換裝置的電流波形有無電流零點，或不測量電流零點周期，根據上述 的自動電壓調整繼電器或操作員的操作指令，進行切換動作。但是，在變壓器的負載是特殊負載的情況下，例如在對交流電車或脈動等 負載供給功率的情況、或將多臺帶有載分接頭切換裝置的變壓器并聯運行的情 況下，有下述的問題。例如，在特殊負載的情況下，其供給電流成為包含高次諧波分量的非正弦 波電流，有時不像通常的工頻那樣以一定周期通過電流零點。這樣，在特殊負載引起的非正弦波電流下，使有載分接頭切換裝置動作時， 由于切斷電流不以工頻的周期通過電流零點，因此特別在其周期變長的情況 下，從觸頭斷開到滅弧的電弧放電持續時間延長，成為能夠正常切斷的允許電弧發生時間的10ms以上的持續電弧放電，在正常切換時間以內不能滅弧，在 最惡劣的情況下，若到下一個分接頭側的主觸頭接通之前還不能滅弧，則因電 弧導通而在分接頭之間短路，存在成為分接頭之間短路的重大事故的可能性。另外，在通常的負載(工頻)之下，在并聯運行多臺帶有載分接頭切換裝置 的變壓器并對負載供給功率時，由于各有載分接頭切換裝置的微小的切換時間 差，在并聯變壓器之間產生一個分接頭差電壓，因該分接頭差電壓，而在并聯 變壓器之間通過疊加了直流電流的環流。為了盡量縮短該環流的通過時間、盡量抑制因環流通過而引起的變壓器的 溫度上升的目的，通過與有載分接頭切換裝置連接的驅動軸部，來調整驅動該 有載分接頭切換裝置的電動操作機構，使得各有載分接頭切換裝置盡量在相同 時刻動作。但是，由于結構上的理由，難以調整多臺分接頭切換裝置，使得在相同時 刻動作，并允許具有極微小的時間差進行切換動作。因此，在各有載分接頭切換裝置中，對因微小的動作時刻差而產生的環流 再疊加對各變壓器分流的負載電流，進行流通。由于該疊加的電流如專利文獻 1中也記載的那樣包含直流分量，因此成為不通過電流零點的過渡電流，在該 直流分量衰減、直到穩定在通常的通過電流零點的電流為止的期間，在領先的 有載分接頭切換裝置動作之后利用以極微小的時間差延遲、后續的有載分接頭 切換裝置切斷電流時，在不符合電流切斷條件的情況下進行電流切斷，不能用
切斷側主觸頭正常切斷電流，變成一面伴有長時間龜弧放電， 一面有電流通過， 在最惡劣的情況下，直到下一個分接頭側主觸頭接通為止，電流持續通過，有 可能導致分接頭之間短路的重大事故。[專利文獻1]特開2005-12954號公報但是以往，還沒有提出防止用有載分接頭切換裝置對于在特殊用戶負載 (產生高次諧波分量的電流波形的負載)的環境下產生的非正弦波形、即不以工 頻以外的周期通過電流零點的電流進行電流切斷用的具體解決策略的方案，另 外，也沒有提出防止用有載分接頭切換裝置對于在帶有載分接頭切換裝置的變 壓器并聯運行時、因各有載分接頭切換裝置的動作時刻差而引起產生的直流電 流疊加的過渡電流進行電流切斷用的具體解決策略的方案。本發明正是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種有載分接頭 切換裝置的切換動作控制裝置及切換動作控制方法，它在任何種類的用戶負 載、以及單獨或并聯的任何運行環境下，也能確實進行通過工頻電流零點的電 流切斷，防止因切斷失敗而導致的分接頭之間短路的重大事故。發明內容本發明的有載分接頭切換裝置的切換動作控制裝置，具有檢測通過有載 分接頭切換裝置的電流波形的零點的電流零點檢測單元；測量利用該電流零點 檢測單元檢測的電流零點的周期的電流零點周期測量單元；在利用該電流零點 周期測量單元測量的電流零點的周期與工頻相對應時，產生輸出信號的工頻周 期判定單元；以及輸出利用該工頻周期判定單元的輸出信號進行前述有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作的操作信號的操作信號輸出單元。另外，本發明的有載分接頭切換裝置的切換動作控制方法，該有載分接頭 切換裝置是對多臺并聯運行的變壓器分別設置，并利用電動操作機構通過連接 軸進行驅動的、聯動進行有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作，其中，將前 述各有載分接頭切換裝置的電動操作機構與上述連接軸的連接位置依次偏移， 使得各有載分接頭切換裝置的切換動作位置不相同或不靠近。在本發明的有載分接頭切換裝置的切換動作控制裝置及切換動作控制方 法中，由于能夠防止用有載分接頭切換裝置對由于向特殊負載供給功率而產生 的非正弦波形的負載電流進行滅弧，因此能夠事先防止因非正弦波形負載電流 滅弧失敗而引起的變壓器分接頭繞組中的短路事故，能夠進行電力系統的安全 運行。另外，在帶有載分接頭切換裝置的變壓器并聯運行時，由于能夠進行運行 控制，使得不用有載分接頭切換裝置對分接頭切換裝置動作時由于設備間的微 小的動作時間差異而產生的過渡性的疊加直流電流的負載電流進行滅弧，因此 能夠事先防止因疊加直流電流的負載電流的滅弧失敗而引起的變壓器分接頭 繞組中的短路事故，能夠進行電力系統的安全運行。
圖1所示為電阻式LTC的一般構成的例子的連接圖。圖2所示為電阻式LTC中的電流切斷過程例子的波形圖。圖3所示為電阻式LTC中的切換開關的切換順序及電流切斷過程的說明圖。圖4所示為特殊負載情況下的變壓器單相電路的電路圖。 圖5所示為圖4中所示的負載電流的波形圖。圖6所示為將本發明實施形態1的LTC的切換動作控制裝置用于單相電路 的例子作為代表的構成圖。圖7為說明實施形態1的切換動作控制裝置的動作用的時序圖。圖8為用兩臺帶LTC的變壓器進行并聯運行時的等效電路圖。圖9所示為圖8的等效電路中的電流波形的波形圖。圖10為說明本發明實施形態2的、帶LTC的變壓器并聯運行時的分接頭 切換操作方法用的構成圖。圖11為用單相電路表示實施形態2的帶LTC的變壓器并聯運行狀態的連 接關系的電路圖。圖12所示為實施形態2中并聯運行的變壓器的各LTC的一個分接頭切換 動作過程、以及此間通過各LTC的電流波形的說明圖。圖13所示為LTC本體與其驅動用電動操作機構114的關系的立體圖。 圖14為說明LTC本體的齒輪機構的功能用的說明圖。
圖15所示為連接LTC本體與其驅動用電動操作機構的部分的結構的說明圖。圖16所示為LTC本體動作及電動操作機構的一個分接頭切換動作圖例。 圖17所示為將兩臺變壓器并聯運行時的LTC本體及電動操作機構的動作 圖例。圖18所示為實施形態2中的、將兩臺變壓器并聯運行時的調整后的LTC 本體及電動操作機構的動作圖例。圖19所示為本發明實施形態3中的驅動電動操作機構的電動機電路的構 成圖。圖20為說明圖19的電路的動作用時序圖。圖21為說明本發明實施形態4的、帶LTC的變壓器并聯運行時的分接頭 切換操作方法用的構成圖。圖22所示為實施形態4中的振動傳感器及動作檢測裝置的動作的說明圖。 圖23為說明實施形態4中的分接頭切換動作用的時序圖。
具體實施方式
實施形態l圖1所示為電阻式有載分接頭切換裝置(以下稱為LTC)的一般構成的例子。 圖1所示為星形聯接的三相變壓器的二次側的一相部分，變壓器100具有二次 側主繞組102A及二次側分接頭繞組102B，具有進行二次側分接頭繞組102B的 分接頭切換的LTCllO。LTC110具有包含奇數側分接頭選擇器112A和偶數側分接頭選擇器112B 的分接頭選擇器112、以及與它連接的切換開關113。切換開關113由與奇數側分接頭選擇器112A連接的奇數側主觸頭113A及 奇數側電阻觸頭113B及奇數側限流電阻器113E、以及與偶數側分接頭選擇器 112B連接的偶數側主觸頭113C及偶數惻電阻觸頭113D及偶數側限流電阻器 113F構成。圖2所示為該LTC中電流切斷的過程例子。在圖2(a)中，若切換開關113 的奇數側主觸頭113A在某負載電流IL的時刻tl進行觸頭斷開，則在主觸頭 113A產生電弧，該電弧利用觸頭附近的冷卻介質例如油、氣體等進行冷卻，在 切斷電流通過零點的t2時刻，滅弧成功，使負載電流IL換流至奇數側電阻觸 頭113B。由于根據電弧的特性，該滅弧只有在通過電流零點時電流切斷，即滅弧成 功，因此例如在圖2(b)中，若觸頭在某電流相位的時刻t3觸頭斷開，則產生 電弧放電，直到電流波形的零點t4為止，因電弧而持續流過電流，若在該零 點t4滅弧成功，則切斷電流換流至已經利用機械動作閉合的奇數側電阻觸頭 113B，但假設在最初通過的電流零點t4未切斷成功時，則直到通過下一個電 流零點t5為止，電弧繼續，形成電流通路。再有，若在該電流零點t5滅弧不成功，則直到下一個電流零點t6為止， 電弧繼續，最終若直到偶數側主觸頭113C接通為止不能滅弧，則因電弧電流 流過，而分接頭之間短路，成為分接頭之間短路的重大事故。圖3所示為切換開關113從奇數側分接頭切換至偶數側分接頭時的切換順 序例子及電流切斷過程。tl表示奇數側電阻觸頭113B的接通時刻，t2表示奇 數側主觸頭113A的觸頭斷開時刻，t3表示電流零點的時刻，t4表示偶數側電 阻觸頭113D的接通時刻，t5表示偶數側主觸頭113C的接通時刻，圖中表示的 情況是，在奇數側主觸頭113A的觸頭斷開的時刻t2產生電弧放電，直到電流 零點t3為止，放電繼續，在電流零點t3的時刻，電弧放電進行滅弧。通常，電阻式LTC110的切換開關113的電流切斷是這樣設計、制造的， 即在觸頭斷開之后10ms以內的時間TO結束滅弧，由于從主觸頭斷開例如奇數 側主觸頭113A到下一個分接頭側電阻觸頭例如偶數側電阻觸頭113D接通為 止，采用作為機械動作時間確保最低10ms以上的時間T0的結構，因此在工頻 電流流過進行切斷的情況下，在對方側電阻觸頭、例如偶數側電阻觸頭113D 接通之前，能夠正常切斷電流。但是，例如在特殊負載的情況下，有時在它的供給電流中包含高次諧波分 量，形成非正弦波電流，形成不像通常工頻那樣以一定周期通過電流零點的電 流流過。圖4所示為這種情況的電路圖的構成例子。在圖4中，300表示交流電源，IOO表示帶有載分接頭切換的變壓器，110 表示LTC， 400表示用戶的特殊負載，500表示負載電流測量用的電流檢測器， IL是負載電流，圖5表示該電流波形。另外，102表示一次側繞組，102A表示 二次側主繞組，102B表示二次側分接頭繞組。這樣，在特殊負載的非正弦波電流的情況下，在切換LTC110的切換開關 時，如圖5所示，由于切斷電流不以工頻的周期通過電流零點，因此特別是它 的周期延長時，從觸頭斷開之后直到滅弧為止的電弧放電持續時間延長，形成 能夠正常切斷的允許電弧發生時間的10ms以上的持續電弧放電，在正常切換 時間以內不能滅弧，在最惡劣的情況下，若直到下一個分接頭側的主觸頭接通 為止不能滅弧，則因電弧通路使分接頭之間短路，結果是導致分接頭之間短路 的重大事故。圖6所示為將為了解決這樣的問題而提出的本發明實施形態1的LTC的切 換動作控制裝置用于單相電路作為代表例子的構成圖。具有電阻式LTC的變壓器100具有由一次側主繞組101A和一次側分接頭 繞組IOIB構成的一次側繞組101、以及由二次側主繞組102A和二次側分接頭 繞組102B構成的二次側繞組102，將一次側繞組101與交流電源300連接，將 二次側繞組102與負載400連接。切換變壓器100的一次側分接頭繞組101B的LTC110由LTC本體111、驅 動用電動操作機構114、以及切換動作控制裝置119構成。(圖中省略切換二次 側分接頭繞組102B的LTC的例子)LTC本體111由分接頭選擇器112及切換開關113構成。驅動用電動操作 機構114包含電動機電路115，電動機電路115中，由驅動LTC本體111的電 動機115A、切斷電源電路用的斷路器115B、開閉電源電路的電磁接觸器115C、 它的觸頭即電磁接觸器觸頭115D、接通該電磁接觸器115C的接通用觸頭115E、 以及從外部輸入操作信號用的操作信號輸入端U5F構成。切換動作控制裝置119具有檢測通過LTC本體111的負載電流IL的電 流波形的零點的電流零點檢測單元119A;測量利用電流零點檢測單元119A檢 測的電流零點的周期的零點周期測量單元119B;在利用電流零點周期測量單元 119B測量的電流零點的周期與工頻相對應時、產生輸出信號的工頻周期判定單 元119C;以及輸出利用工頻周期判定單元119C的輸出信號進行LTC110的分接 頭切換動作的操作信號的操作信號輸出單元119D。
艮P，切換動作控制裝置119利用電流零點檢測單元119A檢測利用一次側 電流檢測器500檢測出的電流波形的零點，利用零點周期測量單元119B及工 頻周期判定單元119C，對電流零點的周期進行運算處理，僅在該運算結果成為 工頻的50Hz或60Hz時，從操作信號輸出單元119D發出操作信號，將驅動用 電動操作機構114的電動機電路115中的電磁接觸器115C進行勵磁，使該電 磁接觸器觸頭115D閉合，驅動電動機115A，進行LTC本體111的切換動作。圖7為說明一次側負載電流IL與電流零點檢測單元119A的輸出信號脈沖 PO的關系的時序圖。圖7(a)所示為一次側負載電流IL的波形，圖7(b)所示為電流零點檢測單 元119A的輸出信號脈沖PO。用電流零點檢測單元119A檢測一次側負載電流IL的電流零點位置，用零 點周期測量單元119B測量上述電流零點的脈沖波形間隔時間(T1、 T2、…Tn)， 用工頻周期判定單元119C判定是否成為50Hz或60Hz的周期。順便提一下，50Hz的電流零點的周期是10ms， 60Hz的電流零點的周期是 8. 33ms。另外，電流零點檢測單元119a是眾所周知的專用電路，零點周期測量單 元119b例如是可編程控制器的計數器功能，工頻周期判定單元119C及操作信 號輸出單元119D例如能夠分別利用可編程控制器的程序來實現。如上所述，根據實施形態1的LTC的切換動作控制裝置，通過具有檢測 通過LTC的電流波形的零點的電流零點檢測單元；測量利用該電流零點檢測單 元檢測的電流零點的周期的電流零點周期測量單元；在利用該電流零點周期測 量單元測量的電流零點的周期與工頻相對應時、產生輸出信號的工頻周期判定 單元；以及輸出利用該工頻周期判定單元的輸出信號進行LTC的分接頭切換動 作的操作信號的操作信號輸出單元，從而能夠在因用戶使用特殊負載而產生高 次諧波負載電流的情況下，在變壓器中、即LTC中通過與工頻不同周期的非正 弦波負載電流期間，使得LTC不動作，在成為工頻的周期時，使LTC動作，不 會在超出LTC切斷性能的情況下進行電流切斷，能夠防止因切斷失敗而擴大為 分接頭之間短路事故。
實施形態2在實施形態2中，作為變壓器并聯運行時的LTC的切換動作控制方法，是 在通過機械連接LTC與驅動該LTC的電動操作機構之間的連接軸的連接位置， 調整軸對準位置，使得各LTC的切換開關的動作位置不在同一點，力圖防止LTC 的切換開關切斷疊加直流電流的過渡電流。圖8所示為用兩臺帶LTC的變壓器進行并聯運行時的等效電路圖，圖9所 示為圖8的等效電路中的電流波形。在圖8中，300表示交流電源，100、 200表示并聯運行的各個帶LTC的變 壓器，IIO表示領先動作的LTC， 210表示比領先的LTC110在時間上滯后動作 的后續的LTC， 400是用戶的負載，在本例中，表示電容器負載。另外，600表 示由于領先的LTC110與后續的LTC210的相互動作時刻差而在電路中產生的一 個分接頭差電壓。IC表示因一個分接頭差電壓600而在并聯運行的變壓器100與200之間流 通的環流，IL表示利用交流電源300向電容器負載400供給的負載電流，I表 示以環流IC和負載電流IL的合成電流通過各LTC110及210的電流。在圖9中，(a)表示合成電流p工L+工C+ID的電流波形，該合成電流中的負 載電流IL與環流IC的關系是IL二2IC，而且在負載電流的相位270°產生一個 分接頭差電壓時(時刻tl)，對環流IC疊加過渡時產生的直流電流ID，流過后 續側LTC210; (b)表示負載電流IL與環流IC的關系是IL=IC、而且在與上述 同樣的條件下流過后續側LTC210的合成電流I的電流波形；(c)表示負載電流 IL與環流IC的關系是IL=1/2IC、而且在與上述同樣的條件下流過后續側 LTC210的合成電流I的電流波形。如上述例子所示，在負載電流IL的相位270。(或90° )時，包含過渡的 直流電流ID的環流IC與負載電流IL的合成電流流過后續側LTC210的時刻， 若后續側LTC210動作，則成為切斷無電流零點的、即所謂直流電流，由于滅 弧能力不夠，將導致因電弧而使變壓器分接頭繞組之間短路的重大事故。圖10所示為將為了解決這樣的問題而提出的本發明實施形態2的變壓器 并聯運行時的LTC的切換動作控制方法用于兩臺變壓器并聯運行作為代表例子 的構成圖。 在圖10中，IOO表示1號機的變壓器，200表示與它并聯運行的2號機的 變壓器，這些變壓器通過母線700連接。g卩，如圖11所示，l號機的變壓器 100的一次側主繞組IOIA及一次側分接頭繞組IOIB、與2號機的變壓器200 的一次側主繞組201A及一次側分接頭繞組201B并聯連接，l號機的變壓器100 的二次側繞組102、與2號機的變壓器200的二次側繞組202并聯連接。110是1號機的變壓器100的LTC，由包含分接頭選擇器112及切換開關 113的LTC本體111、驅動用電動操作機構114及將它們進行機械連接的連接 軸117構成。另外，210是2號機的變壓器的LTC，由包含分接頭選擇器212 及切換開關213的LTC本體211、驅動用電動操作機構214及將它們進行機械 連接的連接軸217構成，這些完全是與以往的裝置相同構成的。在這樣的構成中，本發明實施形態2的變壓器并聯運行時的LTC的切換動 作控制方法，是在通過機械連接LTC110、210與驅動該LTC的電動操作機構114、 214之間的連接軸117、 217的連接位置，偏移軸對準位置連接，使得各LTCllO、 210的切換開關113、 213的動作位置不在同一點，通過這樣強制使得各切換開 關113、 213的動作位置偏移。圖12所示為使各切換開關113、 213的動作位置偏移的變更前后的各 LTCllO、 210的一個分接頭切換動作過程、以及這時的通過各LTC的負載電流 IL的電流波形，(a)(b)為與變更前相對應的結果，(c)(d)為與變更后相對應的 結果。變更前如圖12(a) (b)所示，切換開關113的動作時刻tl與切換開關213 的動作時刻t2的時間差為幾ms至幾十ms,在這種情況下，必須用后續的LTC210 的切換開關213切斷無電流零點的通過電流，滅弧失敗的可能性高，但變更后 如圖12(c) (d)所示，使切換開關113的動作時刻tl與切換開關213的動作時 刻t2不相同，通過后續的LTC210的切換開關213的通過電流中包含的直流電 流部分(圖9的ID)完全衰減，在通過電流中出現電流零點后，使切換開關213 動作，通過這樣能夠防止滅弧失敗。圖13所示為LTC110中的LTC本體111與其驅動用電動操作機構114的關 系的立體圖。如圖13所示是這樣構成的，即LTC本體111與電動操作機構114通過連 接軸117連接，通過利用連接軸117驅動的齒輪機構110A，使分接頭選擇器 112與切換開關113聯動動作。齒輪機構110A與連接軸117的前端部的蝸輪耦合，具有驅動分接頭選擇 器112的第1齒輪Gl、與該第1齒輪通過第2齒輪G2耦合并驅動切換開關113 的第3齒輪G3。對齒輪G1、 G2、 G3如圖14所示，刻印對準標記Ma，在該對準標記位置組 合齒輪，通過這樣進行設定，使得LTC本體1U的分接頭選擇器112及切換開 關113在規定的動作點(一個分接頭切換過程中的動作點)動作。圖15所示為連接LTC本體111與其驅動用電動操作機構114的部分(圖13 的部分A)的結構的說明圖，如該圖所示，電動操作機構114的輸出軸116與連 接軸117是通過插入連接銷118進行連接的。而且，該連接銷118的插入位置在設分接頭切換過程所需要的輸出軸116 的旋轉數例如為33轉時，以電動操作機構114內表示的對準標記Mb(監視一個 分接頭切換的l度刻度的分度器)為基準進行位置對準，使得LTC本體111的 分接頭選擇器112及切換開關113在規定的動作點動作。例如，若表示如圖14及周15那樣調整后的LTC110的動作及電動操作機 構114的一個分接頭切換動作圖例，則如圖16所示。該圖是從分接頭2向分接頭3切換時的例子，將連接銷118對準位置，使 得電動操作機構114的輸出軸旋轉數及LTC本體111的動作點成為圖16那樣 的關系。在沒有很好調整時，將連接銷118從連接軸117拔出，僅使電動操作機構 114的輸出軸116的旋轉數向增加或減少的方向旋轉(采用該旋轉調整能夠用電 動操作機構的手動手柄操作來實現的結構)。然后，將連接銷118再次插入連接軸117，進行調整，使得LTC本體lll 的動作及電動操作機構1M的輸出軸116的旋轉數成為圖16所示的關系。但 是，旋轉數值僅僅表示一個例子(根據LTC的形式，實際上也有的情況下旋轉 數不一樣)。上述的例子說明的是對一臺變壓器安裝LTC的情況，而圖17所示為例如 將兩臺變壓器并聯運行時的LTC及電動操作機構的動作圖例。
在兩臺LTC110及LTC210都完全相同進行LTC本體與電動操作機構連接時， 其動作時刻如圖17的時序圖所示，LTC110與LTC210都相同。但是，在兩臺LTC110與210之間，即使用同一方法進行LTC本體與電動 操作機構的連接，但由于極微小的連接誤差，將產生少許動作時刻的偏移。由 于該微小的動作時刻偏移，將產生上述的分接頭差電壓。實施形態2是例如將LTC210的動作位置與LTC110偏移，使得LTC110與 LTC210的該動作時刻不相同，即，使得LTC本體211與電動操作機構214的連 接銷的插入位置對于LTC110的組合偏移幾轉。這例如像圖18的時序圖那樣，能夠通過在LTC210側使連接銷118的插入 位置偏移來實現。作為具體的調整例子，是在LTC110中，在切換開關113的動作位置是與 輸出軸的24轉相對應的位置處，將連接銷118插入，在LTC210中，在切換開 關213的動作位置是與輸出軸的26轉相對應的位置處，將連接銷118插入。另外，在上述的例子中，其差為2轉，但可以在任意的轉數差的情況下插 入連接銷118，能夠任意設定切換開關113及213的動作位置。根據本實施形態2，由于LTC是對多臺并聯運行的變壓器分別設置，并利 用電動操作機構通過連接軸進行機械驅動，在將該LTC的分接頭切換動作聯動 進行的LTC的切換動作控制方法中，將上述各LTC的電動操作機構與上述連接 軸的連接位置依次偏移，使得各LTC的切換動作位置不相同或不靠近，因此即 使在將多臺帶LTC的變壓器并聯運行時，也能夠在因一個分接頭差電壓發生而 產生的過渡環流的直流電流完全衰減之后，依次使LTC動作，確實在工頻的電 流零點的位置進行電流滅弧，能夠防止因超出LTC的切換開關的切斷性能所導 致的電流切斷失敗而擴大為分接頭之間短路事故。實施形態3在實施形態2中，說明了使LTC本體與電動操作機構輸出軸的連接位置偏 移而使多臺LTC動作位置不相同的切換動作控制方法，而在實施形態3中，如 下所述，是通過改變多臺電動操作機構的電動運行開始時刻，來實現同樣的功 圖19所示為實施形態3的驅動電動操作機構的電動機電路的構成圖。在 驅動LTCllO的電動操作機構的電動機電路115、以及驅動與LTCllO聯動運行 的LTC210的電動操作機構的電動機電路215中，將定時器115G及215G分別 與各電動機電路115及215的輸入電源連接，將該定時器115G及215G的時限 觸點115H及215H與使得電動運行開始時刻延遲的LTC側的電動操作機構的電 動機電路的操作信號輸入端(在本例中是LTC210的電動機電路215的操作信號 輸入端215F)連接。在圖19中，對于驅動LTC110的電動操作機構的電動機電路115的操作信 號輸入端115F，如圖20的時序圖所示，若在時刻tl輸入遙操作信號X，則LTC110 的電動操作機構114的電動機電路115的電動機115A在時刻tl起動，與電動 機起動同時開始LTC110動作及定時器115G勵磁，在定時器設定時限后的時刻 t2，定時時間到，該信號作為操作信號向LTC210的電動操作機構214輸入。 由于該操作信號輸入，則電動操作機構214的電動機215A起動，LTC210開始 切換動作。另外，領先的LTC110的切換開關113在t3時刻動作，結束向下一個分接 頭側的切換。與切換結束同時，在并聯運行中的變壓器之間產生一個分接頭差 電壓，由于該差電壓，在兩變壓器之間流過包含直流分量的過渡電流，然后直 流電流以取決于電路常數的時間常數衰減，在t5時刻收斂為穩定電流。之后， 后續的分接頭切換裝置210的切換開關213在t6時刻動作，正常切斷收斂為 穩定電流的電流，結束向下一個分接頭側的切換。在兩切換開關113及213動作結束后，兩電動操作機構114及214在各自 的正規停止位置t4及t7時刻停止，全部結束一個分接頭切換動作過程。這樣，能夠在從領先的LTC110的電動操作機構114的運行開始時刻起的 任意設定的時限，使后續的LTC210的電動操作機構214延遲動作。另外，還可以有一種方法是，代替電動機電路115及215內設置的定時器 115G及215G，在控制LTC動作的遙控盤內具有使操作信號延遲的電路或定時 器，對各個LTC用電動操作機構在不同的時刻輸入操作信號，改變各電動操作 機構的動作開始時刻，使各LTC的切換開關的動作時刻不相同。如上所述，根據本實施形態3，由于LTC是對多臺并聯運行的變壓器分別設
置，并利用電動操作機構進行驅動，在將該LTC的分接頭切換動作聯動進行的 LTC的切換動作控制方法中，在使領先的LTC的電動操作機構動作后，在設定 的時限后，對后續的LTC的電動操作機構依次發送操作信號，使得各LTC的切 換動作時刻不相同或不靠近，因此能夠在使領先的LTC動作、因一個分接頭差 電壓發生而產生的疊加直流電流的過渡環流完全衰減之后，依次使后續的LTC 動作，確實在工頻的電流零點的位置進行電流滅弧，能夠防止因超出LTC的切 換開關的切斷性能所導致的電流切斷失敗而擴大為分接頭之間短路事故。實施形態4實施形態4是表示適用于多臺并聯運行的帶LTC的變壓器的LTC的切換動 作控制方法的其它例子。圖21所示為根據實施形態4的LTC的具體構成圖，例如在變壓器100的 LTC110側設置檢測切換開關113動作的振動傳感器120、以及由處理該振動傳 感器的振動波形的振動波形處理電路121A及信號輸出電路121B構成的動作檢 測裝置121，將它的輸出信號B向變壓器200的LTC210側傳送，同時在變壓器 200的LTC210側設置與門電路212，該與門電路212的輸出是其本身的切換動 作控制裝置219的輸出信號A與傳送來的動作檢測裝置121的輸出信號B的邏 輯與信號，并將該輸出作為LTC210側的電動操作機構214的操作信號。這里，振動傳感器120設置在LTC本體111的頭部，通過檢測LTC本體111 的切換開關113動作時的機械振動，來感知切換開關113動作。圖22所示為振動傳感器120及動作檢測裝置121的動作說明圖，(a)所示 為切換開關113的動作的信號波形，(b)所示為振動傳感器120的信號波形， (c)所示為動作檢測裝置121的信號波形。另外，切換動作控制裝置219,具有與圖6所示的切換動作控制裝置119 同樣的構成及功能，具有電流零點檢測單元219A、零點周期測量單元219B、 工頻周期判定單元219C、及操作信號輸出單元219D。用圖23說明具有以上那樣的構成的實施形態4的動作。(l)首先，領先側LTC110利用電動操作機構114進行電動操作。這時后續 的LTC210側的電動操作機構側214處于停止狀態(操作指令信號僅供給LTC110
側的電動操作機構114)。(2) 在LTC110切換過程中，切換開關113動作。用振動傳感器120檢測這 時的機械振動，從動作檢測裝置121的信號輸出電路121B將輸出信號B輸出， 輸入至與門電路212的一個輸入端。(3) 接著用切換動作控制裝置219對流過后續側LTC210的負載電流ILb的 電流檢測電流零點，測量其周期，僅在該測量時間與預先設定的工頻50Hz或 60Hz—致時，使輸出信號A為"1"，輸入至與門電路212的另一個輸入端。(4) 上述(2)及(3)項的兩信號A與B的"1"的條件一致，與門電路212的 輸出信號發出"1"信號。(5) 與門電路212的"1"輸出信號輸入至后續側電動操作機構214的操作 信號輸入端215F，后續側電動操作機構214進行電動運行，LTC210進行一個 分接頭切換動作。另外，在控制更多臺LTC時，對于后續側LTC210也與LTC110相同，具有 振動傳感器及切換動作控制裝置兩部分，能夠以同樣的方法，依次控制各LTC 的電動操作機構的操作時刻。如上所述，根據本實施形態4，由于LTC是對多臺并聯運行的變壓器分別設 置，并利用電動操作機構進行驅動，在將該LTC的分接頭切換動作聯動進行的 LTC的切換動作控制方法中，領先的LTC將檢測進行該切換動作的振動傳感器 的輸出信號向后續的LTC傳送，前述后續的LTC根據進行其本身的切換動作的 操作信號與前述振動傳感器的輸出信號的邏輯與信號，進行切換動作，因此能 夠在使領先的LTC動作、因一個分接頭差電壓發生而產生的疊加直流電流的過 渡環流完全衰減之后，依次使后續的LTC動作，確實在工頻的電流零點的位置 進行電流滅弧，能夠防止因超出LTC的切換開關的切斷性能所導致的電流切斷 失敗而擴大為分接頭之間短路事故。
權利要求
1.一種有載分接頭切換裝置的切換動作控制裝置，其特征在于，具有檢測通過有載分接頭切換裝置的電流波形的零點的電流零點檢測單元；測量利用該電流零點檢測單元檢測的電流零點的周期的電流零點周期測量單元；在利用該電流零點周期測量單元測量的電流零點的周期與工頻相對應時，產生輸出信號的工頻周期判定單元；以及輸出利用該工頻周期判定單元的輸出信號進行所述有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作的操作信號的操作信號輸出單元。
2. —種有載分接頭切換裝置的切換動作控制方法，其特征在于， 測量通過有載分接頭切換裝置的電流的零點周期，在測量的零點周期與工頻相對應時，輸出進行所述有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作的操作信 號。
3. —種有載分接頭切換裝置的切換動作控制方法，該有載分接頭切換裝置 是對多臺并聯運行的變壓器分別設置，并利用電動操作機構通過連接軸進行驅 動的、聯動進行有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作，其特征在于，將所述各有載分接頭切換裝置的電動操作機構與上述連接軸的連接位置 依次偏移，使得各有載分接頭切換裝置的切換動作位置不相同或不靠近。
4. 一種有載分接頭切換裝置的切換動作控制方法，該有載分接頭切換裝置是對多臺并聯運行的變壓器分別設置，并利用電動操作機構進行驅動的、聯動 進行有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作，其特征在于，使領先的有載分接頭切換裝置的電動操作機構動作后，在設定的時限后，對后續的有載分接頭切換裝置的電動操作機構依次傳送 操作信號，依次使后續的有載分接頭切換裝置的電動操作機構延遲動作，使得各有載 分接頭切換裝置的切換動作時刻不相同或不靠近。
5. —種有載分接頭切換裝置的切換動作控制方法，該有載分接頭切換裝置是對多臺并聯運行的變壓器分別設置，并利用電動操作機構進行驅動的、聯動進行有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作，其特征在于，領先的有載分接頭切換裝置將檢測進行該切換動作的振動傳感器的輸出信號，傳送到后續的有載分接頭切換裝置，所述后續的有載分接頭切換裝置根據進行其本身的切換動作的操作信號和所述振動傳感器的輸出信號的邏輯與信號，進行切換動作。
6.如權利要求5所述的有載分接頭切換裝置的切換動作控制方法，其特征在于，所述后續的有載分接頭切換裝置檢測通過其本身的電流波形的零點，測量 檢測的電流零點的周期，在測量的電流零點的周期與工頻相對應時，輸出進行 所述有載分接頭切換裝置的分接頭切換動作的操作信號。
全文摘要
本發明揭示一種有載分接頭切換裝置(LTC)的切換動作控制裝置及切換動作控制方法，它在任何種類的用戶負載、以及單獨或并聯的任何運行環境下，也確實進行通過工頻電流零點的電流切斷，防止因切斷失敗而導致的分接頭之間短路的重大事故。具有檢測通過LTC的電流波形的零點的電流零點檢測單元119A；測量利用該電流零點檢測單元檢測的電流零點的周期的電流零點周期測量單元119B；在利用該電流零點周期測量單元測量的電流零點的周期與工頻相對應時、產生輸出信號的工頻周期判定單元119C；以及輸出利用該工頻周期判定單元的輸出信號進行前述LTC的分接頭切換動作的操作信號的操作信號輸出單元119D。
文檔編號H01F29/00GK101154498SQ20071010266
公開日2008年4月2日 申請日期2007年4月25日 優先權日2006年9月27日
發明者源川一志 申請人:三菱電機株式會社