JPH0195505A - 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） 本発明は負荷時タツ７’Ｅ、ｌＪ換装置に関するもので
、特に切換開閉器油槽内の圧力を検出し、これによシ圧
力上昇率を算出して切換開閉器の異常の有無を判定する
ようＫ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、送配電系統の負荷が変動して、この変動による電圧
変化が一定限度を越えた際Ｋ、変圧器に設けられている
タップを切換ることによシ送配電系統の電圧を一定に保
つものである。又、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油槽内にしゃ断部を収納した切換開
閉器とタップ選択器とによシ構成されている。

この構成を有する負荷時タップ切換装置において、切換
動作の概略は次の通シである。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、これによシミ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。

この駆動力によシ切換開閉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される。これ
に対応してタップ選択器が無電圧の状態で一方のタップ
から他方のタラ７’に切換動作を行う。ところで１例え
ば特に主幹線である送配電系統において、この負荷時タ
ップ切換装置が故障すると、広範囲に停電し事故が拡大
波及する恐れがある為、負荷時タップ切換装置が故障し
た際には、それを−刻も早く検出、認知して、これに対
処する必要がある。

従来、負荷時タップ切換器の故障検出手段としては、切
換開閉器の油槽内部で発生する異常アークや加熱によシ
絶縁油が分解されて発生した多量のガスによって引き起
こされる絶縁油の流速度を検出する機械式油流継電器が
用いられておシ、また油槽の内部圧力上昇に対する保護
は異常圧力に至った場合破裂する放圧板が設けられてい
るだけであった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の様な従来の負荷時タップ切換器は
以下の様な欠点を有している。

負荷時タップ切換器の切換開閉器は変圧器本体の絶縁油
と隔離する独立の油槽内に設置され、この油槽内で電流
を高ひん度に且つ高速度に開閉す−る。例えば、切換開
閉器が何らかの損傷を受けたシ、電流の開閉に失敗した
シ、また異常電流が通電され続けたシすると、接点の損
耗によシ異常アークの発生や著しい加熱が生じ、これＫ
よって油槽内の絶縁油は分解されて多量のガスが油槽内
に発生する。この発生ガス圧力によって油槽は過大な内
部圧力を受けるので故障の拡大によって油槽が破壊する
という大事故となシ変圧器本体にも被害が及ぶ。

しかしながら従来の機械式油流継電器の動作特性では油
槽内の圧力上昇率が高い場合、すなわち大事故の場合は
ど動作時間は速いものの動作点の圧力は既に危険圧力域
を越えてしまう。従って、油槽及び内部機器を保護でき
ない為、油槽に放圧板を設けこれを破壊させ圧力を外部
に放圧させ機械的損傷から保護している。しかし、この
ような放圧板の破壊圧力点はある程度のばらつきを持た
ざるを得ないことと、圧力上昇率が高い場合はど機械的
衝撃力が大きいから、放圧板が破裂する程度の事故では
すでに事故が拡大してしまつている恐れがある。

一方、圧力上昇率が低い場合、すなわち小事故の場合は
機械式油流継電器が動作するまでに時間を要する。これ
は正常な電流開閉時でも油槽内に少量のガスが発生する
ので、これによる機械式油流継電器の誤動作を防ぐ為に
動作圧力点をある程度上げざるを得ないからである。従
って小事故はどすみやかに事故を検出できない。

本発明は上述した如き従来技術の問題点を解決する為に
なされたもので、その目的は負荷時タップ切換器の切換
開閉器油槽内の圧力を常に監視検出して経過時間と検出
圧力によシ圧力上昇率を算出して、切換開閉器の異常の
有無を早期に且つ確実に検出することを可能にし、さら
に異常が有った場合は危険圧力に達する前に内部圧力か
ら保護すゐことができる様な異常検出の信頼性の高い負
荷時タップ切換装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決する為の手段） 本発明は以上の目的を達成する為に、負荷時タップ切換
器の切換開閉器油槽内部に圧力検出器を設置し、負荷時
タップ切換変圧器の外部にこの圧力検出器からの検出信
号をもとに異常判定を行う異常判定監視部を設けた事を
特徴とするものである。

（作用） この様な構成とすることｋよシ、異常判定監視部で切換
開閉器油槽内部の圧力変化から圧力上昇率を算出し、切
換開閉器の異常を短時間に検出でき、さらに油槽内圧力
が危険圧力となる前に切換開閉器を保護できる。

（実施例） 以下１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図は本発明の一実施例の構成図である。１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は変圧器３０のタンク内絶
縁油と隔離する油槽４と、この油槽４内に収納された電
流を開閉するしゃ断部５と、油槽４内に満たされた絶縁
油６とから構成され、絶縁油６の上部に電流開閉により
て絶縁油６が分解して発生したガスを空間に溜めるガス
溜り１を形成している。油槽頭部８に拡散圧板９と油槽
４内のガスを放出する自己間閉形調整弁１０が取付られ
ている。また油槽４は油配管１１によって変圧器３０の
上部に設けられたコンチーベーター１２１Ｃ接続され油
配管１１を通過するガスはコンチーベーター１２を介し
て外部へ放出される。２１は圧力検出器で、油槽４内の
ガス溜シ１中に設置され、その検出信号は油槽４外に設
けた異常判定監視部２２に送られる。

異常判定監視部２２は電気的なアナログ信号をデジタル
信号に変換するＡ−Ｄ変換回路２３と前記検出圧力のデ
ジタル信号から ■　油槽４内の現在圧力が危険圧力以上であるか否かの
判定と、 ■　時間変化に対する油ｐＨ４内の圧力上昇率を゛算出
し、この圧力上昇率が危険圧力上昇率以上であるか否か
の判定と。

■・油槽４内の現在圧力が危険圧力以下で現在。

圧力上昇率が危険圧力上昇率以下であっても圧力上昇が
あうた場合は圧力上昇が一定時間内に降下するか否かの
監視を行う 機能を有した演算判定監視部２４と、故障や事故の判定
結果を表示する異常表示部２５とで構成されている。さ
らに演算判定監視部２４は変圧器３０の課電を開閉する
線路しゃ断器２６と油ＨＩ４内のガス溜シフを外部に放
出する自己間閉形調整弁１０に指令を出すように構成さ
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、切換開閉器油槽４内の圧力変化形態を示す第２
図と演算判定監視部２４の判定監視フローチャートを示
す第３図を用いて説明する。

切換開閉器２の正常切換時には油槽４内ガス溜シフの圧
力は第２図ウニ点鎖線に示す如くに変化する。正常切換
時でも少量の分解ガスが発生するが、圧力上昇率は低く
また一定時間を経ると膨張したガス溜り７のガスは第１
図の油配管１１及びコンチーベータ１２を経て外部に放
出され、元の状態にもどる。極めて危険な事故時には実
線に示す如く高い圧力上昇率を持って急速に圧力は上昇
し続ける。危険′圧力は危険圧力域の下限値でＦＯＲと
する。

ｐ 上昇率を（π）０只とすゐ。

切換開閉器２に異常が発生しても急速な圧力上昇が無い
場合は破線の如く圧力は比較的緩やかに上昇し続ける上
昇率は低いが異常を放置しておくと危険圧力域へ達して
しまう。

またｔ８は圧力が上昇を開始する時刻で、ｔｗは正常切
換の場合の上昇した圧力が降下し始めるまでの最大時間
限度であシ降下時間限度と呼ぶ。

これらの危険圧力Ｐａｎ、危険圧力上昇率”Ｈ）ＣＲ１
降下時間限度ｔｗは切換開閉器２の電流開閉能力や油槽
４の容量や機械的強度によって設定されるものである。

次に演算判定監視部２４の作用について第２図及び第３
図を用いて説明する。

現在時間１ｎの圧力Ｐｎを検出する。Ｐｎが危険圧力Ｆ
ＯＲを越えていれば１重大事故と判定し、自己間閉形調
整弁１０を開き、油槽４内圧力を放出する。これと共に
線路しゃ断器２６を動作させ変圧器３０の回路を開く。

Ｐ ＰｎがＦＯＲ以下の時は圧力上昇率”ａＴ　）　”を（
１）式によシ算出する。

ここでｐｎ、と１ｎ−、は現在時刻よシーつ前に検出し
た圧力と検出時刻を示す。これが危険圧力上Ｐ 昇率（Ｔｒ）ＣＲを越えていれば１重大事故と判定し。

前記と同様に自己間閉形調整弁１０を開き、油槽内圧力
を放出し、また線路しゃ断器２６を動作させる。これは
危険圧力上昇率によりて油槽４や切換開閉器２が衝撃圧
力を受は破損し事故が拡大することを防ぐ為である。

ｄＰ　　　　　　　ｄＰ （”１ｎ）ｎが（”ｎ）’、”以下の時はまず圧力上昇
の有シ無しを判断して無い場合は正常と判定する。

圧力上昇が有る場合は以下の状態監視に入る。

圧力上昇が初めて検出された時刻ｔ８と現在時刻ｔｎま
での間隔（ｔｎ−ｔｓ）が降下時間限度ｔｗ以内の時は
正常切換の場合でも、まだ圧力上昇が降下し始めないか
ら正常に切換を終了しているかどうか判定できない。従
りて、次の時刻ｎ＋１の圧力検出によシ再度Ｐｎ＋ｓの
判定と、（Ｈ）ｎ＋ｓの判定に入る。これをくシ返して
降下時間限度ｔｗ以内に圧力が降下しはじめれば判Ｐ 定（π）＞Ｏが「ＮＯ」となシ、正常と判定される。

降下時間限度ｔｗを経ても圧力が降下しない場合は故障
が有ると判定し、警報を発生させる。

このように本実施例によれば、切換開閉器油槽内部に圧
力検出器２１を設は異常判定監視部２２にて圧力上昇率
を算出し圧力上昇率が危険圧力上昇率を越えていれば事
故、危険圧力上昇率以下でも圧力上昇の持続時間が降下
時間限度を過ぎれば故障と短時間に判定すると左ができ
る。

さらに圧力上昇率の判定によって危険圧力に達する前に
圧力を放出して切換開閉器を保護できるｂ本発明は前記
実施例に限定されるものでは無く。

圧力検出時間の間隔を短かくして、三点以上の検出点に
よシ多項弐によりて−”；ｌｊ　）ｎを算出すれば更に
演算精度を高めることができる。

上述の実施例は切換開閉器油槽４に溜められるガス溜シ
フの圧力を検出したが、内部圧力によりて変形される放
圧板９の歪から圧力を検出するようにしてもよい。第４
図はその実施例であシ。

４１は歪検出器で、放圧板９の外表面に取付けられて内
部圧力によって生ずる放圧板９の歪を検出する。検出さ
れた歪出力は異常判定監視部２２内に設けた歪−圧力変
換部４２によりて放圧板９の歪から油槽４内の圧力値に
変換され演算判定監視部２４Ｖｃ入る。他の構成部は第
１図に同一符号で記載されたものと同一でその作用も同
一である。

第４図の構成を取るととＫよシ、従来の負荷時タップ切
換器に簡単に検出器４１と異常判定監視部２２を取付す
ることが可能で本発明の効果を得ることができる。

また歪検出器４１が放圧板９の外部に取付られているの
で歪検出器４１の保守点検が容易である。

〔発明の効果〕

以上の様に、本発明によれば油槽内に絶縁油と共にしゃ
断部を収納した切換開閉器の前記油槽内の圧力を検出す
る圧力検出器を設け、この圧力検出器の圧力検出信号を
もとに油槽内の圧力上昇率を算出し、切換開閉器の異常
判定と状態監視を行うようにしたので、圧力上昇率が高
い場合は重大事故、圧力上昇率が低く圧力上昇が持続し
た場合は故障と短時間に判定すゐと共に判定結果から油
槽内の圧力を直ちに放出できるので切換開閉器の異常の
有無を早期に且つ確実に検出でき、異常検出の信頼性の
高い負荷時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図は切換開閉器油槽内の圧力変化を説明する特性図
、第３図は本発明による異常判定監視手段のフローチャ
ート、第４図は本発明の他の実施例を示す負荷時タラｆ
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
・・・タップ選択器、４・・・油槽、５・・・しゃ断部
、６・・・絶縁油、７・・・ガス溜シ、９・・・放圧板
、１０・・・自己間閉形調整弁、１１・・・油配管、２
１・・・圧力検出部、２２・・・異常判定監視部、２３
・・・Ａ−Ｄ変換回路。 ２４・・・演算判定監視部、２５・・・異常表示部、２
６・・・線路しゃ断器、３０・・・変圧器、３２・・・
機械式継電器、４１・・・歪検出部、４２・・・歪−圧
力変換部。 出願人代理人　弁理士　　鈴　　江　　武　　彦第　３
　図 １４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　油槽内に絶縁油とともにしゃ断部を収納した切換開閉
   器の前記油槽内の圧力を検出する圧力検出器を設け、こ
   の圧力検出器の圧力検出信号をもとに油槽内の圧力上昇
   率を算出し、負荷時タップ切換器の異常判定と状態監視
   を行う異常判定監視部を設けたことを特徴とする負荷時
   タップ切換装置。