JPH01307676A - 負荷時タップ切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、負荷時タップ切換装置に関するもので、特に
負荷時タップ切換器の駆動トルクを検出し、これにより
異常の有無を監視する様にした負荷時タップ切換装置に
関する。

（従来の技術） 送配電系統の変圧器に設けられる負荷時タップ切換装置
は、送配電系統の倉荷が変動して、この変動による電圧
変化が一定限度を越えた際に、変圧器に設けられている
タップを切換ることにより送配電系統の電圧を一定に保
つものである。また、産業用変圧器に設けられる負荷時
タップ切換装置は、産業機器が要求する電力に応じて、
変圧器のタップを切換して必要な電力を供給せしめるも
のである。

この負荷時タップ切換装置は、切換信号発生部と、負荷
時タップ切換器及び電動操作機構から構成され、負荷時
タップ切換器は更に切換開閉器とタップ選択器より構成
されている。

この構成を有する同装置において、切換動作の概略は次
の通りである。即ち、電圧変化が一定限度を越えた際に
は、まず、切換信号発生部で信号が作成され、これによ
り電動操作機構が始動して、負荷時タップ切換器を駆動
する。その結果、負荷時タップ切換器の駆動軸が回転し
、この駆動力によりタップ選択器の可動接点が一つの固
定接点から外れて移動し、他の固定接点に投入し新たな
タップを選択した後、切換開閉器が現在のタップから新
たなタップへと切換動作を行う。ところで、例えば特に
主幹線である送配系統において、この負荷時タップ切換
装置が故障すると、広範囲に停電する可能性がある為、
同装置の遊転状況が正常であるか常に監視しておく必要
がある。

特に、機械的駆動力が正常な大きさでタップ切換を終了
したか否かを監視することは、長寿命が期待される負荷
時タップ切換装置にとって重要なことであり例えば特開
昭５９−０３１４０８の如く切換駆動トルクを記録し、
正常トルクパターンと比較して異常を検出する方法が提
案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の様な従来提案されている方法は以
下の様な異常監視に十分対応できないという問題がある
。

α）負荷時タップ切換器のタップ選択器は変圧器中身本
来と一緒に設置されるのが常でありこれを目視点検する
ことは通常実施できない。またこのタップ選択器はタッ
プ巻線と直接的に接続されているので、不具合があった
場合は変圧器本体にまで事故が確大する可能性がある。

従って駆動トルクの異常がタップ選択器で発生している
ことを独立判別して検出せねばならない。

■　負荷時タップ切換器の切換開閉器は高速で電流開閉
を行う程に瞬発エネルギーを菩える蓄勢バネを有してい
る。これは切換開閉器駆動系統のいわゆる心臓部に値す
るもので、この蓄勢エネルギーが十分に蓄勢されている
か、またエネルギーを十分しやく放して切換が終了して
いるかを監視する必要がある。そしてこの監視は前述の
タップ切換器と同じく独立して異常を判別する必要があ
る。

■　さらに駆動トルクの検出は可能な限り負荷時タップ
切換器に近い場所で行う必要がある。これは負荷時タッ
プ切換器と電動操作機構間の連結伝動軸の歯車比によっ
て電動操作機構に近づくに従い駆動トルクが減少するこ
とや連結伝動軸自身の駆動トルクによってトルク検出が
困難となる為である。

本発明は上述の如き従来技術の問題点を解決する為にな
されたもので検出された負荷トルクからタップ選択器の
駆動トルクと切換開閉器の蓄勢トルクを分離し各々異常
の有無を判定するようにした負荷時タップ切換装置を提
供することにある。

〔発明の構成〕

（ｉｌ１題を解決するための手段） 本発明は、以上の目的を達する為に、負荷時タップ切換
器の切換開閉器の一次側にトルク検出部を設け、検出さ
れたトルクを時系続刊的に記録し、トルク値の変化点か
ら切換開閉器の動作点を検出する異常判定監視部を設け
たことを特徴とするものである。

（作　　用） この様な構成を有することにより異常判定監視部でタッ
プ選択器の駆動トルクと切換開閉器の蓄勢トルクを分離
して異常が発生した場合どこに異常が有るか判定できる
。

（実　施　例） 以下、本発明による負荷時タップ切換装置の一実施例を
図面を用いて説明する。

第１図は実施例の構成図である。上は負荷時タップ切換
器で、切換開閉器２とタップ選択器３から構成されてい
る。

切換開閉器２とタップ選択器３は共に駆動力を駆動軸６
から受けこの駆動軸６の上部にトルク検出部７を設けて
いる。

切換開閉器２は直接的に駆動軸６の回転力を受けるので
はなく駆動軸６の回転力が蓄勢装置４に設けた蓄勢バネ
５を圧縮して行き、十分圧縮されエネルギーが蓄えられ
るとこのバネを瞬発的に解放しこの解放エネルギーが切
換開閉器２を駆動するのである。

一方タツブ選択器３は駆動軸６と歯車機構２３を介して
連結されており、駆動軸６の回転が開始すると共に駆動
され可動接点（図示せず）が現在投入している固定接点
（図示せず）からはずれ新たな固定接点に投入する。前
述の蓄勢バネ５の正常蓄積エネルギーはこの投入後に解
放されることになり切換開閉器２が動作電流開閉を行い
タップ切換が完了する構成となっている。駆動軸６の回
転駆動力は電動操作機構（図示せず）から連結伝動転２
０によって伝達されて来るものである。

トルク検出部７は異常判定監視部−旦−に接続され、異
常判定監視部旦は電気的なアナログ信号をディジタル信
号に変換するＡ−Ｄ変換回路９と前記検出トルクのデジ
タル信号を記憶する記憶回路部１０と演算判定部１１か
ら構成されている。

記憶回路部１０と演算判定部】１は以下の記憶及び演算
判定を行う。

（１）検出トルク値を時系列的に記憶する。

■　検出トルクが急激に降下する点、すなわち蓄勢エネ
ルギー解放点を演算検出する。

■　上記降下点の降下量から蓄勢バネ力を検出しさらに
これと共に切換開始から降下点の時間を検出して蓄勢エ
ネルギーを算出し、これらの値が正常か否かの判定を行
なう。

０）降下後のトルク値、すなわちタップ選択器のみの駆
動トルク値が正常か否かの判定を行う。

さらに異常判定監視部旦は演算判定部の異常表示を行う
異常表示部１２からも構成され、演算判定部１１は変圧
器２２の課電を開閉する線路しゃ断器１３に接続されて
いる。

上記の様に構成された、負荷時タップ切換装置の作用に
ついて正常負荷トルクを記載した第２図（ａ）、　（ｂ
）、　（ｃ）と演算判定部１１の判定フローチャートを
示す第３図を用いて説明する。

正常切換時には切換開閉器２の負荷トルクは第２図（ａ
）の如くに変化する。蓄勢バネ５が圧縮されるにつれ負
荷トルクが増加し圧縮バネ力が瞬時に解放される点ｔ、
ｄの点でトルクが急激に降下し０に近ずく。

一方、正常切換時のタップ切換器３の負荷トルクは第２
図（ｂ）の如くに変化する。切換が開始し可動接点が現
在投入されている固定接点から外れる点Ａでトルク値は
一度ピーク値となりその後新たな固定接点に投入される
点Ｂで再びピーク値となる。投入後はトルクは減少しＴ
Ｔとなり切換終了点ｔＰで０となる。

タップ選択器３の可動接点が投入してトルクがＴＴとな
った後に切換開閉器２の蓄勢バネ５が解放点をしｄを迎
えることになる。

第１図に示す、トルク検出部７によって検出されるトル
クは上記第２図（ａ）と第２図（ｂ）に示される各負荷
トルク７の合成トルクとなり第２図（ｃ）の如くに変化
する。

次に演算判定部１１の作用は第３図に従い下記の如くで
ある。記憶回路部１０によって時系統的に記憶された合
成負荷トルクパターンより蓄勢バネ解放点ｔｄを検出す
る。この検出は蓄勢バネ解放点の最少時間限度ｔ１と最
大時間限度ｔ２をあらかじめ設定しこの範囲で検出トル
ク値が急変する点によって検出される。

ｔ８時間からｔ２時間に達してもトルク値が降下しない
場合は切換開閉器とタップ選択器両者に異常があると判
定する。

この演算判定はｔ１時のトルクＴ１、ｔ２の時のトルク
Ｔ２として Ｔ２＜Ｔ１　　　・・・・・・　■ （式１）によって行なわれる。

次に蓄勢バネ解放点ｔｄにおけるトルク降下開始点Ｔυ
と降下後のトルクＴＯを検出しこれらの差７ｘ＝Ｔυ−
ＴＤを演算する。

演算されたＴｘは蓄勢バネ５の最終圧縮力と比例関係に
あるから、この値が正常圧縮力か否かを式２によって判
定する。

Ｉ　Ｔｘ　　Ｔｄｌ　＜ΔＴｄ　　　・・・・・・　■
すなわち、ΔＴｄは標準の蓄勢完了時の負荷トルクＴｄ
の変動範囲を示し、この範囲内にＴＸが有るか否かを演
算判定し結果として蓄勢バネ力の異常の有無が判定でき
る。

り演算し、このエネルギーＥｘが標準エネルギーＥｄの
変動範囲ΔＥｄ内に有か否かを式３によって演算し蓄勢
エネルギーの異常の有無が判定できる。

！Ｅｘ−Ｅｄｌ＜ΔＥｄ　　　・・・・・・　■上記式
２１式３で示される変動範囲に演算値が無い場合は切換
開閉器に異常があると判定する。−例としてこの場合の
検出トルクパターンを第４図（ａ）に示す。

次にｔｄ時のトルク降下点ＴＩ）が標準降下点トルクＴ
Ｔの変動範囲ΔＴＴに有るか否かを式４によって演算判
定する。

ｌ　ＴＯＴＴ　Ｉ　＜ΔＴＴ　　・・・・・・　Ｃ４）
式４が満足されない場合はタップ選択器３の駆動１−ル
クが増大していることを示すからこの場合はタップ選択
器に異常があると判定する。−例としてこの場合の検出
トルクパターンを第４図（ｂ）に示す。

本実施例によればトルク検出部７によって検出された切
換開閉器とタップ選択器の合成負荷トルクを異常判定監
視部８によって切換開閉器蓄勢トルクとタップ選択器負
荷トルクを分離して各々異常の有無判定を行なっている
ので異常が切換開閉器で発生しているのかタップ選択器
で発生しているのか判別できる。

また、本実施例によれば切換開閉器２の一次側駆動軸６
にトルク検出部７を設けているので、例えば変圧器の各
相毎に負荷時タップ切換器を設置される如くの複数台の
負荷時タップ切換器を一つの連結軸で駆動する場合でも
、どの負荷時タップ切換器に異常が発生しているかを認
識できる。

上述の実施例の簡単な応用例として、切換開閉器の駆動
軸に歪ゲージを取付して回転駆動トルクによるせん断器
を検出する例がある。第５図（ａ）、（ｂ）はその実施
例で４１は歪ゲージで駆動軸６に取付されている。取付
方向は第５図（ｂ）の詳細図にて示される如くである。

この歪ゲージによりトルクによりせん断器が検出される
がせん断器と負荷トルクは線形・関係があるから直ちに
トルクを検出することができる。このぜん断器をストレ
インアンプ４２を介してレコーダー４３に出力すれば簡
単に第２−３図の如く出力が得られ本発明の実施例の如
く異常判定を行えば良い。

この方法は簡便的な方法であって例えば負荷時タップ切
換時の点検時に実施することができる。

〔発明の効果〕

以上の様に、本発明によれば切換開閉器の一次側駆動軸
にトルク検出部を設けて、検出された負荷トルクを切換
開閉器を動作させる蓄積バネの蓄勢トルクとタップ選択
器の駆動トルクに分離することができる異常監視部を設
けたので、異常が発生した際に切換開閉器の異常かタッ
プ選択器の異常かを判別することができる。この為通常
目視点検が困難なタップ選択器の状態監視が可能となり
、かつ切換開閉器の状態監視も同時に実施できるので運
転信頼性が高く長寿命化に対応可能なタップ切換装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による負荷時タップ切換装置の構成図、
第２図（ａ）乃至第２図（ｃ）は正常切換時の切換開閉
器負荷トルクとタップ選択器負荷トルクと両者の合成ト
ルクを時系列的に示したトルクパターン図、第３図は本
発明による異常判定監視法のフローチャート、第４図（
ａ）と第４図（ｂ）は異常切換時の切換開閉器負荷トル
クパターン図とタップ選択器負荷トルクパターン図、第
５図は本発明の他の実施例を示す負荷時タップ切換装置
の構成図である。 １　・・・負荷時タップ切換器 ２・・・切換開閉器　　　　３・・・タブ選択器４・・
・蓄勢装置　　　　　５・・・蓄勢バネ６・・・駆動軸
　　　　　　７・・・トルク検出部８　・・・異常判定
監視部　　９・・・Ａ−Ｄ変換回路１０・・・記憶回路
部　　　　１１・・・演算判定部１２・・・異常表示部
　　　　１３・・・線路しゃ断器２０・・・連結伝動軸
　　　　２１・・・歯車機構２２・・・変圧器　　　　
　　２３・・・歯車機構４１・・・歪ゲージ　　　　　
４２・・・ストレインアンプ４３・・・レコーダー 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第１図 （Ｃン 第２図 第３図 Ｏｔ従　　　　　時間も （ｃＬ） Ｏｔｒｉ　　　　　　ａ耐量ｔ （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　負荷時タップ切換器の切換開閉器とタップ選択器を駆
   動する駆動系統に設けたトルク検出部と、このトルク検
   出部の出力信号をもとに負荷時タップ切換器の状態監視
   と異常判定を行う異常判定監視部を設けた負荷時タップ
   切換装置に於いて、前記トルク検出部を切換開閉器の一
   次側駆動軸に設けて切換開閉器とタップ選択器の負荷ト
   ルクのみが合成されたトルクを検出するようにし、前記
   異常判定監視部で切換開閉器を駆動する蓄勢エネルギー
   を蓄勢する負荷トルクとタップ選択器の駆動トルクを分
   離して状態監視と異常判定を行い異常が発生した際に切
   換開閉器の異常かタップ選択器の異常かを判別できるよ
   うにしたことを特徴とする負荷時タップ切換装置。