JPH0464206A - 負荷時タップ切換装置 - Google Patents

負荷時タップ切換装置

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JPH0464206A
JPH0464206A JP17910190A JP17910190A JPH0464206A JP H0464206 A JPH0464206 A JP H0464206A JP 17910190 A JP17910190 A JP 17910190A JP 17910190 A JP17910190 A JP 17910190A JP H0464206 A JPH0464206 A JP H0464206A
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JP17910190A
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Mitsuo Imai
今井 満夫
Katsumi Ekusa
江草 克己
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005Tap change devices
    • H01H2009/0061Monitoring tap change switching devices

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は負荷時タップ切換装置に係り、特にその切換
開閉器のアーク接点の交換時期を予知する手段に関する
ものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕一般
に負荷時タップ切換装置は切換開閉器およびタップ選択
器からなる負荷時タップ切換器とこの負荷時タップ切換
器を切換情報によって駆動する操作機構とから構成され
ている。そして、送配電系統の負荷状況に応じて切換情
報が負荷時タップ切換装置に与えられ、変圧器の巻線に
設けられているタップを切換え系統の電圧を調整してい
る。
この負荷時タップ切換変圧器が接続される送配電系統は
主幹線である場合が多く、負荷時タップ切換装置が故障
した場合、広範囲にわたって停電する恐れがある。従っ
て、負荷時タップ切換装置の信頼度を高く維持しておく
ことが重要であり、このため充実した保守が必要不可欠
となる。
ところで、負荷時タップ切換装置の保守として最も重要
なことは、切換開閉器のアーク接点の消耗に関するもの
である。即ち、このアーク接点の消耗はその電流開閉機
能に大きな影響を及ぼし、一定の限度量を越えると電流
開閉不能やタップ間短絡に陥り重大故障を招くこととな
る。
そこで、通常5〜10年間隔年間族されている定期点検
において、アーク接点の消耗程度を目視等により点検し
てその良否を判定するとともに、その点検時点までの変
圧器の平均負荷状態をも考慮して当該接点の余寿命を推
定していた。
しかしながら、例えば、点検時点以降、変圧器の負荷状
態が当該点検時点に想定した値から大きく増大したよう
な場合には接点の消耗が予想以上に急速に進行し、次回
の点検時点には既に限界に至っていることもあり得る。
こうした事態になると交換用の接点部品の調達などに時
間がかかり、予定外の停電を余儀なくされ系統の給電障
害となる。また、これを防ぐために交換用部品を常備す
ることにすればその公費用の増大となって経済的に望し
くない。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、負荷の変動にかかわらず切換開閉器のアーク
接点の余寿命を高い精度で推定することを可能とするも
のである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る負荷時タップ切換装置は、その操作機構
の動作時の切換方向、巻線の電圧および負荷電流を検出
する検出部と、この検出部の出力からアーク接点が正常
に動作していると仮定した場合の各アーク接点毎の接点
消耗量を演算し、タップ切換回数とともに上記演算値を
タップ切換毎に積算する第1の演算部と、この第1の演
算部の出力と予め設定された所定の許容消耗量とから上
記アーク接点の交換時期を演算する第2の演算部とを備
えたものである。
〔作 用〕
検出部の出力から各アーク接点に流れる電流を求めると
ともに遮断、投入の判別を行う、これらの情報をもとに
、アーク接点の正常動作時に成立する計算式により各ア
ーク接点の消耗量を演算する。この演算値と許容消耗量
とを比較し、その時点までのタップ切換回数をもとに消
耗量が上記許容値に至るまでのタップ切換回数を演算し
切換時期を推定する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例による負荷時夕・ンプ切換
装置を示すブロック図である。図において、(1)は変
圧器の巻線(2)に接続された負荷時タップ切換器、(
3)は負荷時タップ切換器(1)の切換開閉器を駆動す
る操作機構、(2)は操作機構(3)の動作方向と切換
直前のタップ位置を検出する切換検出部、((5)は変
圧器の巻線(2)の電圧を検出する電圧センサ、(6)
は変圧器の負荷電流を検出する電流センサで、これらG
4)ないしく6)からなる検出器口からの出力は収録部
矧に収録される。(9)は収録部8のデータから後述の
計算式によって各アーク接点毎の接点消耗量を演算し、
タップ切換回数とともにその演算値をタップ切換毎に積
算する第1の演算部、G0)は各アーク接点の許容消耗
量と各アーク接点間の消耗量差の許容値を予め設定して
記憶する記憶部、(11)は第1の演算部(9)と記憶
部−とのデータから各アーク接点の交換時期を演算する
第2の演算部である。
次に、以上の各演算部(91(+1)の具体的な演算内
容を説明するため、先ず切換開閉器のアーク接点の動作
とその接点消耗時の現象について第2図ないし第4図に
より説明する。
第2図はアーク接点AないしCを有する切換開閉器(1
a)とタップ選択器(lb)とを含む回路図で、図中、
(12)は抵抗値Rの限流抵抗器、■は変圧器の巻線(
2)の電圧、■、はステップ電圧、■は負荷電流である
。そして、ここてはアーク接点の可動部が矢印(13)
の向きに駆動され、接点Aから接点Bを経て接点Cに至
る一連の動作が行われる。
アーク接点の消耗量の限度は、各アーク接点毎の絶対量
と、アーク接点間の消耗量差との両面から検討する必要
がある。前者は各アーク接点の電流開閉機能から決定さ
れるもので、アーク接点が正常な動作を継続すると仮定
した場合、消耗量りは次式で求められる。
L=u・■t・ta ここで工は遮断電流、Uは定数、pは指数(1<p<2
)−taは平均アーク持続時間で0.3サイクル程度で
ある。
また、遮断電流は第2図の場合、次の通りとなる。
接点Aの遮断電流I 、−I +V、/R但し、切換方
向が図示と逆向きの場合は ■11−V、/Rとなる。
また、V、=K(n)−Vとなる。ここで、Kはステッ
プ電圧V、と巻線電圧■との比で、タップ位置nによっ
て変化し得る。
接点Bの遮断電流I 1 = V −/ R但し、図示
の切換方向では投入となるので 110となる。
接点Cの遮断電流 I 、= I 但し、図示の切換方向では投入となるので 11−〇と
なる。
次に消耗量差からの限界について説明する。第3図は、
−例として、接点Bの消耗程度が接点A。
Cに比較して相当大きくなった場合の状態を示すもので
、接点の可動部は丁度接点Bに投入された位置にある0
図中、点線は新品時等、消耗が無い場合の状態を示す、
この図から判るように、接点Bの消耗によりその接点B
の投入時点が遅れることになる。この遅れは可動部の回
転角度で図のθで表わされる。
第4図は各接点の一連の動作を示すタイムチャートであ
る。接点Aは接点Bの投入によって開極するので、第3
図に示したように接点Bの投入が遅れるとこれに伴って
接点Aの開極時点も遅れることになる。この結果、接点
Aの開極によって発生するアークの持続時間に対して接
点Cの投入までの時間的余裕が減少しタップ間短絡の危
険性が高まることになる。
このため、第1図の第2の演算部(11)は、各接点毎
の消耗量とともに各接点間の消耗量差をそれぞれの許容
値と比較し、それまでのタップ切換回数の積算値をもと
に、それぞれの消耗量が許容値に至るまでの切換回数を
交換時期として出力する訳である。
以上のように、変圧器の運転を止め切換開閉器を取出し
て接点消耗量を測定しなくてもそれに匹敵する程の正確
さで消耗状態を常時知ることができ、負荷状態の急変に
も適確に対応することが可能となり、変換用部品の事前
準備も計画的経済的に行うことができる。
更に、5〜10年毎に定期点検を行いアーク接点の消耗
量を実測して上記積算値と比較するようにしてもよい。
この場合、積算値と比較して実測値が大きいと、これは
、例えばアーク接点の駆動系の摩擦が増加して接点の開
極速度が低下している等、平均アーク持続時間を増大さ
せる不具合個所が存在していることを示唆しているとみ
なし得るので、これら不具合を想定した点検の重点実施
を行うことができ保守の充実を図り得る。
なお、上記実施例では切換検出部(イ)により各切換時
点のタップ位置nを検出するようにしたが、ステップ電
圧V、=K(n>・VのK(n)がタップ位置nにかか
わらず常に一定である場合には、特にこのタップ位置n
の検出は不要である。
また、この発明は負荷時タップ切換器の活線浄油装置の
濾過材の交換時期の演算にも全く同様に適用することが
でき同等の結果を奏する。即ち、活線浄油装置は、アー
ク接点の動作により切換開閉器内の絶縁油が分解して発
生するカーボンを常時濾過材で除去することにより絶縁
油の汚損劣化を防止するものである。そして、この濾過
材のカーボン捕捉量は各アーク接点のアークエネルギに
比例し、更にこのアークエネルギは遮断電流、アーク電
圧およびアーク接続時間に比例するが、この内アーク電
圧は正常遮断時一般に60〜100Vで一定であるので
、この捕捉量は前述したアーク接点の消耗量りの算式と
同様の算式により演算することが可能である。従って、
本願特許請求の範囲に記載する第2の演算部は、その許
容消耗量を上記濾過材のカーボン捕捉量の許容値として
設定し、濾過材の交換時期を演算する場合をもその概念
に含むものとする。
〔発明の効果〕
この発明は以上のように構成されているので、負荷の変
動にかかわらず切換開閉器のアーク接点の余寿命、交換
時期が常時高い精度で知ることができ、経済的で充実し
た保守が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による負荷時タップ切換装
置を示すブロック図、第2図は各アーク接点を含む回路
図、第3図は各アーク接点の消耗量に差がある場合の同
様の回#r図、第4図は各アーク接点の一連の動作を示
すタイムチャートである。 図において、(1)は負荷時タップ切換器、〈1a)は
切換開閉器、(2)は巻線、(3)は操作機構、mは検
出部、(9)は第1の演算部、(1りは第2の演算部、
■は巻線の電圧、■は負荷電流である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  複数のアーク接点を有する切換開閉器を備えた負荷時
    タップ切換器とこの負荷時タップ切換器を駆動する操作
    機構とを備え、負荷電流通電時に巻線のタップの切換を
    行うものにおいて、 上記操作機構の動作時の切換方向、上記巻線の電圧およ
    び負荷電流を検出する検出部と、この検出部の出力から
    上記アーク接点が正常に動作していると仮定した場合の
    各アーク接点毎の接点消耗量を演算し、タップ切換回数
    とともに上記演算値をタップ切換毎に積算する第1の演
    算部と、この第1の演算部の出力と予め設定された所定
    の許容消耗量とから上記アーク接点の交換時期を演算す
    る第2の演算部とを備えたことを特徴とする負荷時タッ
    プ切換装置。
JP2179101A 1990-07-04 1990-07-04 負荷時タップ切換装置 Expired - Lifetime JPH07123086B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10003918C1 (de) * 2000-01-29 2001-07-05 Reinhausen Maschf Scheubeck Verfahren zur Überwachung des Kontaktabbrandes bei Stufenschaltern

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JPS4946583A (ja) * 1972-09-11 1974-05-04

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