JP4136421B2 - 負荷時タップ切換器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷時タップ切換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
切換開閉器部に真空バルブを用いた従来技術の負荷時タップ切換器は、複数の真空バルブおよび限流抵抗と補助スイッチの組合せにより、いくつかの切換開閉器回路構成があった。それらの切換開閉器回路構成について図7から図9に示す例を用いて説明する。
図7に示す切換開閉器回路は、変圧器巻線1から引き出した隣り合うタップ6a、6bの一方を選択したタップ選択器の各可動接点5a、5bと中性点との間に2個の真空バルブ4a1、4a2また4b1、4b2を直列に接続し、中性点側に近い前記真空バルブと並列に限流抵抗2a、2bを接続した2抵抗4バルブ方式の切換開閉器回路であり特公昭62−16004号公報で紹介されている。
【0003】
図8に示す切換開閉器回路は、変圧器巻線1から引き出した隣り合うタップ6a、6bの一方を選択したタップ選択器の可動接点5a、5bのどちらかを選択して接続する切換スイッチ3と負荷電流を遮断する真空バルブ4a3を直列に接続し、この真空バルブのもう一方の一端を中性点に接続する。また変圧器巻線1から引き出した隣り合うタップ6a、6bの一方を選択したタップ選択器の可動接点5bに接続した限流抵抗2と循環電流を遮断する真空バルブ4a4を直列に接続し、この真空バルブのもう一方の一端を中性点に接続した1抵抗2バルブ方式の切換開閉器回路であり第2653585号特許公報で紹介されている。
【0004】
図9に示す切換開閉器回路は、変圧器巻線1から引き出した隣り合うタップ6a、6bの一方を選択したタップ選択器の各可動接点5a、b5と中性点との間に真空バルブ4a5、4b5を接続し、限流抵抗と直列に接続した真空バルブ4b6を前記真空バルブ4b5と並列に接続した1抵抗3バルブ方式の切換開閉器回路である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、切換開閉器の遮断部に真空バルブを採用した負荷時タップ切換器が製品化されている。この負荷時タップ切換器は電流遮断を真空バルブによって行うため遮断性能向上のメリットがあり、また油中絶縁変圧器においては油が汚損されないメリットがあるため急速に普及している。
【0006】
しかしながら真空バルブの遮断性能は真空バルブ内の真空度に依存しているため、真空バルブの絶縁筒の破損や真空バルブ可動接点動作用の伸縮ベローズの劣化などの異常により真空バルブ内の真空度が低下し、その状態のままで使用を継続すると真空バルブによる遮断が不可能になり、切換開閉器の回路構成によってはタップ間短絡や補助スイッチ電流遮断の遮断アークで発生するカーボンでの油汚損により切換開閉器各部の絶縁性能低下などの恐れがあった。
【0007】
従来の負荷時タップ切換器の切換開閉器における真空バルブ異常時の状態について図10から図12に示す例を用いて説明する。
図10の(a)および(b)は2抵抗4バルブ式切換開閉器の各真空バルブ異常時の状態を示した回路図である。図10の(a)は真空バルブ4a2が異常時の状態を示し、図10の(b)は真空バルブ4a1が異常時の状態を示している。図10の(a)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6aからタップ6bへの切換終了時点でタップ6aとタップ6b間が、図の点線で示すように真空バルブ4b2と真空バルブ4b1と限流抵抗2aと真空バルブ4a2からなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗2aが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。なお真空バルブ4b2異常時も同じ現象になる。
【0009】
しかしながら、図10の(b)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6aからタップ6bへの切換過程で図の点線で示すように真空バルブ4b2と限流抵抗2bと真空バルブ4a1と真空バルブ4a2からなる回路により、循環電流を制限する限流抵抗2aが無効になるため、循環電流が正規状態より多くタップ6aとタップ6b間に流れることになり、真空バルブ4a2の遮断電流が多くなることから真空バルブの接点消耗に影響する恐れがあり、さらに変圧器巻線1が損傷する可能性がある。また真空バルブ4a1異常の場合はタップ間短絡状態が継続がなく限流抵抗が焼損しないため外部に外部に異常を警報できない。そのため真空バルブ4a1が異常状態のまま使用し、さらに真空バルブ4a2が異常状態になると図10の(c)の点線で示すようにタップ6aとタップ6b間が完全短絡することになり変圧器巻線1が損傷する。なお真空バルブ4b1異常時も同じ現象になる。
【0010】
図11の(a)および(b)は1抵抗2バルブ式切換開閉器の各真空バルブ異常時の状態を示した回路図である。図11の(a)は真空バルブ4a4が異常時の状態を示し、図11の(b)は真空バルブ4a3が異常時の状態を示している。図11の(a)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6bからタップ6aへの切換終了時点でタップ6aとタップ6b間が、図の点線で示すように限流抵抗2と真空バルブ4a4と真空バルブ4a3と補助スイッチ3からなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗2が焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0011】
しかしながら、図11の(b)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6aからタップ6bへの切換過程で図の点線で示すように、真空バルブ4a3が異常(閉路)状態で補助スイッチが動作するため、本来は無負荷状態で動作する補助スイッチが有負荷状態で動作し電流遮断を行うことにより、遮断アーク9が発生し、そのアークによるカーボンでの油汚損により切換開閉器各部の絶縁性能低下などの恐れがあった。
またタップ間短絡状態の継続がなく限流抵抗2が焼損しないため外部に外部に異常を警報できず、この異常状態での継続使用により極間および相間絶縁低下による不具合拡大の恐れがあった。
【0012】
図12の(a)および(b)は1抵抗3バルブ式切換開閉器の各真空バルブ異常時の状態を示した回路図である。図12の(a)は真空バルブ4b6が異常時の状態を示し、図12の(b)は真空バルブ4b5が異常時の状態を示している。図12の(a)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6bからタップ6aへの切換終了時点でタップ6aとタップ6b間が、図の点線で示すように限流抵抗2と真空バルブ4b6と真空バルブ4a5からなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗2が焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0013】
しかしながら、図12の(b)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6aからタップ6bへの切換終了時でタップ6aとタップ6b間が図の点線で示すように、真空バルブ4b5と真空バルブ4a5からなる回路により完全短絡することになり変圧器巻線1が損傷する。なお真空バルブ4a5異常時も同じ現象になる。
【0014】
以上、説明の通り、従来の負荷時タップ切換器の切換開閉器では、真空バルブ異常時にその真空バルブの部位によっては、真空バルブ異常を検出できずに不具合が拡大する恐れがあった。
【0015】
そこで本発明は、切換開閉器に真空バルブを用いた負荷時タップ切換器において、前記切換開閉器に用いた各部位の真空バルブ異常時にその異常を検出し外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる切換開閉器を備えた負荷時タップ切換器を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では次のような手段により負荷時タップ切換器の切換開閉器を構成する。請求項1に対応する発明は、変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に3位置(入−切−入)タイプの真空バルブを各相2個使用し、各真空バルブの一方の固定接点に補助スイッチを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することにより、各部位の真空バルブ異常時に前記限流抵抗を介した状態でタップ間短絡状態になり、その限流抵抗の焼損により圧器巻線を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などで検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐものである。
【0017】
請求項2に対応する発明は、変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に3位置(入−切−入)タイプの真空バルブを各相2個使用し、この真空バルブの一方の固定接点に保護ヒューズを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することにより、各部位の真空バルブ異常時に前記限流抵抗または保護ヒューズを介した状態でタップ間短絡状態になり、その限流抵抗あるいは保護ヒューズの焼損により圧器巻線を保護すると共に限流抵抗あるいは保護ヒューズ焼損による圧力上昇を保護継電器などで検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図を用いて説明する。
図1は本発明の負荷時タップ切換器の切換開閉器回路の実施例を示し、図3は本発明の負荷時タップ切換器の切換開閉器回路の他の実施例を示し、図2および図4は本発明の負荷時タップ切換器の切換開閉器回路の図1および図3の切換動作を順次示すしている。
【0019】
図1に示す本発明の一実施例では、変圧器巻線1より引き出した隣り合うタップ6a、6bを選択するタップ選択器の可動接点5a、5b。タップ切換過程での循環電流を制限する限流抵抗2a、2bと電流遮断を行う3位置(入−切−入)タイプの真空バルブ4a、4bと、この真空バルブと前記タップ選択器の可動接点5a、5bとの接続を交互に行うための補助スイッチ3a、3bから構成されている。
【0020】
3位置(入−切−入)タイプの各真空バルブ4a、4bの一方の固定接点4aL、4bRに補助スイッチ3a、3bを介して変圧器巻線1より引き出した隣り合うタップ6a、6bを選択するタップ選択器の可動接点5aまたは5bに接続し、もう一方の固定接点4aR、4bLには限流抵抗2a、2bを介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点5aまたは5bに接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続する。
【0021】
図1に示す一実施例の切換動作について図2の(a)から(f)により説明する。
(a)の状態は、真空バルブ4aの接点4aLと補助接点3aが閉路であり、タップ6aに接続された運転状態を示し、負荷電流ILは図の点線の如くタップ6aに流れる。
(b)の状態は、切換動作が開始され真空バルブ4aの接点4aLが開路になった状態を示し、負荷電流ILは真空バルブ4bの接点4bLから限流抵抗2bを介してタップ6aに流れる。
(c)の状態は、真空バルブ4aの接点4aRが閉路になった状態を示し、真空バルブ4aの接点4aRと真空バルブ4bの接点4bLおよび限流抵抗2a、2bを通して、タップ6aとタップ6bの間に短絡開路が形成され、限流抵抗2a、2bによって制限された循環電流ICが流れる。
(d)の状態は、無負荷の補助スイッチ3aおよび3bが動作した状態を示し、循環電流ICは継続して流れる。
(e)の状態は、真空バルブ4bの接点4bLが開路になった状態を示し、負荷電流ILは真空バルブ4aの接点4aRから限流抵抗2aを介してタップ6bに流れる。
(f)の状態は、真空バルブ4bの接点4bRが閉路になった状態を示し、負荷電流ILは図の点線の如くタップ6bに流れ切換動作が完了する。
【0022】
図1に示す一実施例における真空バルブ異常時の状態を図5の(a)および(b)により説明する。図5の(a)は真空バルブ4aが異常時の状態を示し、図5の(b)は真空バルブ4bが異常時の状態を示している。
図5の(a)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6bからタップ6aへの切換終了時点でタップ6aとタップ6b間が、図の点線で示すように限流抵抗2aと真空バルブ4aと補助スイッチ3aからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗2aが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0023】
図5の(b)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6aからタップ6bへの切換終了時点でタップ6aとタップ6b間が、図の点線で示すように限流抵抗2bと真空バルブ4bと補助スイッチ3bからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗2bが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0024】
また図1における真空バルブ4aと4bが同時に異常になった場合でも、補助スイッチ3aあるいは3bの一方が開路状態のため、タップ6aとタップ6b間で完全短絡状態にはならずに図5の(a)および(b)になるため、限流抵抗2aまたは2bが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0025】
図3に示す本発明の一実施例では、変圧器巻線1より引き出した隣り合うタップ6a、6bを選択するタップ選択器の可動接点5a、5b。タップ切換過程での循環電流を制限する限流抵抗2a、2bと電流遮断を行う3位置(入−切−入)タイプの真空バルブ4a、4bと、この真空バルブと前記タップ選択器の可動接点5a、5bとの間に設置し過電流から変圧器巻線1を保護するための保護ヒューズ7a、7bから構成されている。
【0026】
3位置(入−切−入)タイプの各真空バルブ4a、4bの一方の固定接点4aL、4bRに保護ヒューズ7a、7bを介して変圧器巻線1より引き出した隣り合うタップ6a、6bを選択するタップ選択器の可動接点5aまたは5bに接続し、もう一方の固定接点4aR、4bLには限流抵抗2a、2bを介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点5aまたは5bに接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続する。
【0027】
図3に示す一実施例の切換動作について図4の(a)から(e)により説明する。
(a)の状態は、真空バルブ4aの接点4aLとが閉路であり、タップ6aに接続された運転状態を示し、負荷電流ILは図の点線の如くタップ6aに流れる。
(b)の状態は、切換動作が開始され真空バルブ4aの接点4aLが開路になった状態を示し、負荷電流ILは真空バルブ4bの接点4bLから限流抵抗2bを介してタップ6aに流れる。
(c)の状態は、真空バルブ4aの接点4aRが閉路になった状態を示し、真空バルブ4aの接点4aRと真空バルブ4bの接点4bLおよび限流抵抗2a、2bを通して、タップ6aとタップ6bの間に短絡開路が形成され、限流抵抗2a、2bによって制限された循環電流ICが流れる。
(d)の状態は、真空バルブ4bの接点4bLが開路になった状態を示し、負荷電流ILは真空バルブ4aの接点4aRから限流抵抗2aを介してタップ6bに流れる。
(e)の状態は、真空バルブ4bの接点4bRが閉路になった状態を示し、負荷電流ILは図の点線の如くタップ6bに流れ切換動作が完了する。
【0028】
図3に示す一実施例における真空バルブ異常時の状態を図6の(a)および(b)により説明する。図6の(a)は真空バルブ4aが異常時の状態を示し、図6の(b)は真空バルブ4bが異常時の状態を示している。
図6の(a)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6bからタップ6aへの切換終了時点でタップ6aとタップ6b間が、図の点線で示すように限流抵抗2aと真空バルブ4aと保護ヒューズ7aからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗2aが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0029】
図6の(b)に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ6aからタップ6bへの切換終了時点でタップ6aとタップ6b間が、図の点線で示すように限流抵抗2bと真空バルブ4bと保護ヒューズ7bからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗2bが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線1を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0030】
また図3における真空バルブ4aと4bが同時に異常になった場合でも、保護ヒューズ7aあるいは7bの一方が短絡電流により瞬時に溶断し、タップ6aとタップ6b間で完全短絡状態が継続せずに短絡器巻線1を保護すると共に保護ヒューズ溶断による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、切換開閉器の各部位の真空バルブが異常状態になっても、タップ間の完全短絡状態を防ぎ、変圧器巻線を保護すると共に異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す負荷時タップ切換器の回路図。
【図2】第1図に示した実施例の切換動作を(a)から(f)に順次示す回路図。
【図3】本発明の他の実施例を示す負荷時タップ切換器の回路図。
【図4】第3図に示した実施例の切換動作を(a)から(e)に順次示す回路図。
【図5】第1図に示した実施例における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図6】第3図に示した実施例における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図7】従来の負荷時タップ切換器における2抵抗4バルブ式の切換開閉器の回路図。
【図8】従来の負荷時タップ切換器における1抵抗2バルブ式の切換開閉器の回路図。
【図9】従来の負荷時タップ切換器における1抵抗3バルブ式の切換開閉器の回路図。
【図10】第7図に示した従来の負荷時タップ切換器における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図11】第8図に示した従来の負荷時タップ切換器における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図12】第9図に示した従来の負荷時タップ切換器における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【符号の説明】
1 変圧器巻線
2a,2b限流抵抗
3a,3b補助スイッチ
4a,4b真空バルブ
6a,6bタップ
7a,7b保護ヒューズ
Claims (2)
- 変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に3位置(入−切−入)タイプの真空バルブを各相2個使用し、各真空バルブの一方の固定接点に補助スイッチを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することを特徴とした負荷時タップ切換器。
- 変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に3位置(入−切−入)タイプの真空バルブを各相2個使用し、この真空バルブの一方の固定接点に保護ヒューズを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することを特徴とした負荷時タップ切換器。
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