JPH03500224A - サイリスタ転換スイッチ - 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】 サイリスター負荷切換開閉器 この発明は、変圧器の制御巻線を動作したままで切り換えるための負荷時タップ 切換器の負荷切換開閉器の場合の装置に関する。

通常、負荷時タップ切換変圧器の場合、動作したままで負荷切換は電圧下で機械 的部材を用いて行われている。開閉すべき制御巻線には、−個の選択器に連結す る複数のタップがある。この選択器は負荷切換開閉器を介して共通の帰線に選択 的にタップを選ぶ。

この切換は、必ず隣のタップ間で、つまり一段づつ行われる。このため、先ず所 望のタップを前記選択器で予め選択する。その後、負荷切換開閉器は複数の遷移 抵抗を暫定的に中間接続して、電流を選択しているタップから予め選択したタッ プに切り換える。二つの最終位置では、前記遷移抵抗は負荷切換開閉器の主接触 子を介して橋絡するので、これ等の遷移抵抗には電流が印加しない。

選択器と負荷切換開閉器は、通常変圧器のケースに収納しである。この場合、負 荷切換開閉器は主ケースに配設しである。このケースの充填油は気密部材によっ て変圧器の油に対して分離しである。

この場合、切換時に生じる接触子の消耗と開閉時に生じるアークによる油の汚れ 生じる難点がある。

それ故、確実な運転を保証するには、接触子と油を所定切換回数の後には交換す る必要があり、変圧器を必ず止めることによって運転の中断が生じる。

更に、機械的切換部材とサイリスクを組み合わせた負荷切換を行う構成は公知で ある。英国特許第１３９９５２８号明細書にそのような組み合わせが開示されて いる。

上記の装置は、少なくとも二個の選択器接触子と二つの持続接触子、遷移抵抗、 及び逆並列接続された二つのサイリスタを備えた放電回路、二つのトリガーダイ オード及びサイリスタ制御接触子で構成されている。

両方の選択器の基礎接続端子から、一方の導電接続が直接行われ、他方の導電接 続は遷移抵抗を経由して両方の持続接触子のそれぞれ一個の基礎接続端子に行わ れる。

選択器接触子と持続接触子を経由し、開閉位置に応じて直接又はサイリスク回路 を経由して、共通帰線への接続が行われる。

中間の位置では、持続接触子はサイリスクを短絡させる。持続接触子もサイリス タ制御接触子も駆動回転軸に固定連結している。

投入過程では、先ずサイリスク群が負荷電流を受け持つ０次いで、このサイリス クを遮断し、その後負荷電流を遷移抵抗の電流路に流す。次の制御段に予備選択 するには、二つの選択器接触子の一方を所望のタップに移動させて行われる。そ うすると、サイリスタ回路は負荷電流をこの予備選択したタップに切り換える０ 選択器接触子を介して負荷電流が流れる間、第二選択器接触子はバランス流を流 す。

この装置から、多数の難点が生じる。切換過程の場合、サイリスタには負荷電流 とバランス電流の加算値が印加される。最終位置では、両方の選択器はあるタッ プを占める。それ故、接触子の数が同じ場合タップの半分しか選択器の周囲に持 ち込めない。

更に、選択器接触子がゆっくり動くのでサイリスクの短時間負荷導入を少なくと も一桁上げるように、切換過程で選択器接触子を組み込む。

機械的切換部材とサイリスタを備えた他の負荷切換装置は、***特許第２１０４ ０７６号明細書に開示されている。

ここでも、負荷電流は制御巻線の制御段の巻線タップを経由し、選択器接触子と 持続接触子を経由して共通の帰線に導入される。二つの通常の遷移抵抗の代わり に、ここでは逆並列接続されたサイリスタを装備したそれぞれ一つのサイリスタ 回路が配設しである０両方のサイリスタ回路はそれぞれ一個の分離接触子を経由 して共通の帰線に連結している。

切換シーケンスは、論理回路によって制御されている。この経過は負荷電流を常 時サイリスクによって切り換え、その都度行われる切換過程に応じて、引き続き 持続接触子に切り換えるか、あるいは前もって持続接触子からサイリスクに切り 換えるように進行する。

この場合、制御に要する電子部品に経費が嵩み、故障し易い欠点がある。

他の欠点は、電子部品が高電圧の影響を受ける点にある。更に、変圧器巻線の磁 場がサイリスタの誤動作点火を発生させる恐れがある。

英国特許第１００７４９６号明細書には、負荷切換用の他の装置が開示しである 。この場合、変圧器の制御巻線の各タップから、逆並列接続されたサイリスタの 各一対に導電接続が行われ、その排出電流通路は共通の帰線に連結している。

変圧器の制御電流回路を介してこれ等のサイリスクを切り換える。一方の段から 他方の段に切り換えるには、選択しているサリスタ対を導通開閉状態から非導通 開閉状態にし、予め選択したサイリスク対を非導通開閉状態から導通開閉状態に して実行される。

この装置の欠点は、技術的な出費が嵩み、制御に要する電子部品が故障し易い点 にある。

***特許第２３２７６１０号明細書には、二つの負荷分岐路で形成され、これ等 の分岐路がそれぞれ一個のタップを共通の帰線に連結している実施例が開示され ている、各負荷分岐路には、それぞれ−個の選択器接触子と分離接触子、及びサ イリスタと持続接触子から成る並列回路が直列配置されている。これ等のサイリ スクは逆極に接続しである。

二つの負荷分岐路の間には、−個の負荷切換開閉器を経由して両方の負荷分岐路 のそれぞれ一つに並列接続できる電流通路がある。この電流通路は逆並列接続さ れたダイオードで構成されている。これ等のダイオードには、電圧検出・トリガ ー装置の入力端が並列に配設しである。

この構成では、第一タップがら第二タップに切り換える初頭に、第一タップない しは第一負荷分岐路に付属する分離接触子と持続接触子は閉じている。

補助電流路は同期切換開閉器を介してこの負荷分岐路に並列接続さている。

第一負荷分岐路の持続接触子を開くと、負荷電流は補助電流路に切り換わる。第 二負荷分岐路の分離接触子を閉じた後、第一サイリスクがトリガーされ、同時に 同期切換開閉器の切換パルスがリセットされる。同期切換開閉器は第一切換接触 子から離れ、電流を第一サイリスクに切り換える。第一サイリスクを遮断し、第 二サイリスクをトリガーすると、電流は第一タップから第二タップに切り換わる ので、第二選択器接触子を経由して第二サイリスクに移行する。

その間に、同期切換開閉器は第二切換接触子に達する。補助電流通路が負荷電流 を引き受ける。第一負荷分岐路の分離接触子を開にし、第二負荷分岐路の持続接 触子を閉じて、切換過程は完了する。

この構成には、切換がどんな運転状態に対しても、また切換時点に対しても保証 できない。何故なら、切換は複雑で故障し易い電子装置によって初めて測定でき る電流零点で行う必要があると言う欠点がある。

それ故、この発明の課題は公知装置の前記難点を回避し、切換過程でサイリスク の電圧及び電流負荷を最小に維持する変圧器の制御巻線を運転中断することなし に切り換える負荷時タップ切換器の負荷切換開閉器の場合の装置を提供すること にある。

上記の課題は、この発明によって解決されている。

この発明は、負荷電流を制御巻線の制御段の低い又は高い巻線タップを経由し、 少なくとも二個の選択器接触子と二個の持続接触子を共通帰線に接続する箇所を 経由して導入でき、低い巻線タップから高い巻線タップに切り換えること又はそ の逆は、−個の切換開閉器によって行われ、その場合負荷電流は切換開閉器の基 礎接続端子と共通帰線の間に配設しである放電回路に短時間移され、切換開閉器 の用法の接触子の一方がそれぞれ選択器接触子を持続接触子に連結する箇所に置 かれることに特徴がある。

切換開閉器を放電回路に直列に配置したことによって、一方の制御段から他方の 制御段にアーク放電なしに切り換えるため、部品経費が比較的低く維持される。

この発明の他の構成によれば、放電回路はサイリスクを逆並列に接続した二つの 並列サイリスタ回路で構成されている。この場合、一方のサイリスタ回路は遷移 抵抗に直列に設置されている。従って、負荷切換用のサイリスクは切換るべきタ ップ電圧上にのみ置かれている。これ等のサイリスクは足型交点に置かれている ので、ただ二つのトリガ装置しか必要でない。−個のトリガ装置は遷移抵抗なし にサイリスク回路に給電し、他方のサイリスク回路は遷移抵抗を用いて変圧器の 金相に給電している。更に、永続運転期間にはサイリスクは過電圧による負荷を 受けな９い、従って、そのために必要な保護回路を省略できる。当然、アーク発 生も、それによる持続接触子の接点消耗も防止される。　′ 最終位置では、サイリスクは負荷を受けない、何故なら、サイリスタはそれぞれ 並列配置しである持続接触子に橋絡されているからである。これ等のサイリスク に短絡電流が印加することも回避される。

切換時間が１２０　ｍｓであることを基礎にして、公知の負荷切換開閉器の場合 に使用されている機械的な開閉部材及び持続抵抗を使用できる。

他の構成は、放電回路が一個の切換開閉器とこの開閉器に直列に設置され、逆並 列接続サイリスクを備えた一つのサイリスク回路から成り、遷移抵抗は橋絡開閉 器を経由して共通の帰線に連結し、切換開閉器の一方の切換接触子が直接、また 他方の切換接触子が遷移抵抗を経由して切換開閉器の基礎接続端子に連結してい る点にある。従って、必要なサイリスタの数が既に説明した放電回路に比べて半 分に低減する利点がある。更に、−回の切換過程の間二回操作されるただ一個の トリガ装置しか必要でない。

他の構成によれば、両方の持続接触子が一個の切換接触子として形成される。従 って、切換接触子を節約でき、その上簡単な方法で負荷選択器として作成できる 。

この発明のより詳しい説明を図面の補助手段の下に行う。その場合、第１図と第 ２図はこの発明による負荷切換開閉器の変形構造であり、第３．４及び５図はそ れぞれ付属するフローチャートである。

第１図と第２図には制御巻線の一つの制御段１３が示しである。この巻線の負荷 電流は低い又は高い巻線タップ１１．１２を経由し、また少なくとも二個の選択 器接触子１４．１５及び二つの持続接触子９．１０を経由して共通の帰線１６に 導入できる。

低い巻線タップから高い巻線タップに切り換えること又はこの逆は、−個の切換 開閉器５によって行われる、その場合、負荷電流は切換開閉器５の基礎接続端子 ６と共通の帰線１６間に配設しである放電回路１７に短時間移し換えられる。切 換開閉器５の両方の接触子７．８のそれぞれ一個が選択器接触子１４．１５を持 続接触子９．１０に連結する箇所に置かれる。

第１図では、放電回路１７は並列設置された二つのサイリスク回路２，３で構成 されている。これ等の回路のサイリスタ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは逆並列に接続 されている。その場合、これ等のサイリスク回路の一方３は遷移抵抗４に直列で ある。

第２図では、放電回路１７は一個の切換開閉器１８とこの開閉器に直列に設置さ れ、逆並列接続サイリスク２ａ、２ｂを装備したサイリスタ回路２とから構成さ れている。遷移抵抗４は橋絡開閉器３を経由して共通の帰線１６に連結している 。切換開閉器１８の一方の切換接触子２ｏは直接、また他方の接触子２０は遷移 抵抗４を経由して切換開閉器５０基礎接続端子６に連結している。

フローチャート３．４及び５がら理解できるように、サイリスタ２ａ、２ｂ、３ ａ、３ｂをトリガーする切換時間は非対称にずれている。

両方の開閉装置の非対称及び切換開閉器５の最終接点切換は機械的に作製するこ とができる。

以下に、第１図と第２図に基づき制御巻線の制御段１３のタップ１１からタップ １２に切り換えることを段階的に説明する。第３図の左側の引用符号は第１図の 開閉器又はサイリスク及び接触子に対応する。更に、１１→１２はタップ１１か ら１２に切り換える方向を意味する。サイリスタ２ないし３に関連する二つの区 間の各々の第一区間はトリガーパルスの期間を示し、各第二区間はサイリスクを 通過する電流通過期間を示す。

ステップ Ａ　選択器接触子１４．１５及び持続接触子９は閉じ、持続接触子１０は開いて いる。

切換開閉器５は接触子７を基礎接続端子を介して放電回路１７に連結している。

放電回路１７は非導通開閉状態にある。

負荷電流は制御巻線の制御段１３の巻線タップ１１を経由して、及び選択器接触 子１４と持続接触子９を経由して共通の帰線１６に流れる。サイリスタ２．３は トリガされる。

Ｂ　持続接触子９が開き、サイリスク回路２が負荷電流を引き受ける。

Ｃサイリスタ回路２は最早トリガされなくて、電流はただ次の零点まで流れ。そ の後、サイリスク回路３が負荷電流を引き受ける。

Ｄ　持続接触子１０が閉じ、負荷電流は今度は巻線タップ１２を経由し、選択器 接触子１５と持続接触子１０を経由して共通の帰線１６に流れる。サイリスク回 路３はバランス電流を流す。

Ｅ　サイリスタ回路３は最早トリガされなくて、バランス電流はただ次の零点ま で流れる。

Ｆ　切換開閉器５は基礎接続端子６を接触子７から接触子８に切り換える。サイ リスク回路２及び遷移抵抗４付のサイリスタ回路３は持続接触子１０に並列接続 してあり、次のタップ切換のために準備されれいる。

第１図の放電回路に対して、以下の関係が当てはまる。

サイリスタ回路２の電流負荷： ■１　・・・　１５÷２０　ｍｓ サイリスタ回路２の電圧負荷： ＵｔＸ・・・ＩＬｘＲゎ サイリスタ回路３の電流負荷： ■Ｌ　・・・　２０＋２５−ｓ サイリスタ回路３の電圧負荷：　ただＥＳ？＊ここで、 ＬＬ　・・・負荷電流、 Ｉ＾　・・・バランス電流、 ＴＪｙｘ・・・サイリスクの電圧、 Ｅｓテ・・・タップ電圧、 Ｒ，・・・遷移抵抗、 である。

以下に、第２図と第４図に基づき、制御巻線の制御段１３のタップ１１からタッ プ１２に切り換える操作の説明をする。この場合、放電回路は一個の切換開閉器 と一個の橋絡開閉器、一つのサイリスク回路及び遷移抵抗で構成されている。第 ４図の左端の参照符号は、第２図の開閉器ないしサイリスク及び接触子を意味す る。更に、１１→１２はタップ１１からタップ１２への切換方向を意味する。サ イリスク回路２に係わる二つの区間のうち第一区間はトリガパスルの期間を指し 、第二区間はサイリスクを流れる電流通過期間を指す。

ステップ Ａ　選択器接触子１４．１５及び持続接触子９は閉じている。切換開閉器５は接 触子７を基礎接続端子６を経由して放電回路１７に連結させる。放電回路１７は 非導通開閉状態にある。切換開閉器１８は接触子２０を基礎接続端子１９に連結 させている、サイリスク回路２は非導通開閉状態にある。橋絡開閉器２３は閉じ ている。負荷電流は制御巻線の制御段１３の巻線タップ１１を経由し、選択器接 触子１４と持続接触子９を経由して共通の帰線１６に流れている。サイリスク回 路２はトリガされる。

Ｂ　持続接触子９が開く。サイリスタ回路２は負荷電流を引き受ける。

Ｃサイリスク回路２は最早トリガされず、電流をただ次の零点まで流す。その後 、負荷電流は遷移抵抗４と橋絡開閉器２３を経由して流れる。

Ｄ　切換開閉器１８が開き、持続接触子１０が閉じる。負荷電流はバランス電流 分はど減少して巻線タップ１２、選択器接触子１５及び持続接触子１０を経由し て共通の帰線１６に流れる。バランス電流は遷移抵抗４と橋絡開閉器２３を経由 して流れる。

Ｅ　切換開閉器１８は基礎接続端子１９を接触子２１に繋ぎ、サイリスク回路２ をトリガさせる。

Ｆ　橋絡開閉器２３を開にする。バランス電流をサイリスタ回路２を経由して流 す。

Ｇ　サイリスク回路２は最早トリガされず、バランス電流をただ次の零点まで流 す。

その後、負荷電流が巻線タップ１２、選択器接触子１５と持続接触子１０を経由 して共通の帰線１６に流す。

Ｈ切換開閉器５は基礎接続端子６を接触子７から接触子８に切り換える。

■　切換開閉器１８は接触子２１から接触子２０に切り換える。橋絡開閉器２３ は閉じる。従って、放電回路は次のタップ切換の準備状態になる。

第２図と第５図に基づき、制御巻線の制御段１３のタップ１１からタップ１２へ の切換の変形を説明する。

ステップＡ−Ｃは切換過程の最後に説明と等しい。

他のステップは以下のようになる。

Ｄ　切換開閉器１８は基礎接続端子１９を接触子２０から接触子２１に切り換え る。

サイリスク回路２がトリガされる。

Ｅ　橋絡開閉器２３が開く。サイリスク回路２が負荷電流を引き受ける。

Ｆ　持続接触子１０が閉じる。負荷電流はバランス電流分はど減少してタップ１ ２、選択器接触子１５及び持続接触子１０を経由して共通の帰線１６に流れる。

サリスタ回路２はバランス電流を流す。

Ｇ　サイリスタ回路２は最早トリガされず、ただバランス電流を次の零点まで流 す。

Ｈ切換開閉器５は基礎接続端子６を接触子７から接触子８に切り換える。

■　切換開閉器１８は接触子２１から接触子２０に切り換える。橋絡開閉器２３ が閉じる。従って、放電回路は次のタップ切り換えの準備をする。

ＦＩＧ、　７ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成１年１２月８日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．変圧器の制御巻線を運転中断することなしに切り換える負荷時タップ切換器 の負荷開閉器の場合の装置において、負荷電流は制御巻線の制御段（１３）の低 い又は高い巻線タップ（１１，１２）を経由し、少なくとも二個の選択器接触子 （１４，１５）及び二つの持続接触子（９，１０）を共通の帰線（１６）に接続 する箇所を経由して導入でき、低い巻線タップから高い巻線タップヘの切換又は その逆は切換開閉器（５）によって行われ、負荷電流は切換開閉器（５）の基礎 接続端子（６）と共通の帰線（１６）の間に配設された放電回路（１７）に短時 間移行し、切換開閉器（５）の両方の接触子（７，８）の一方はそれぞれ選択器 接触子（１４，１５）を持続接触子（９，１０）に接続する箇所に配設してある ことを特徴とする装置。
2. ２．放電回路（１７）はサイリスタ（２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ）を逆並列接続し ている二つの並列サイリスタ回路（２，３）から成り、上記サイリスタ回路の一 方（３）は遷移抵抗（４）に直列に設置してあることを特徴とする請求項１記載 の装置。
3. ３．放電回路（１７）は切換開閉器（１８）とこの開閉器に直列に設置され、逆 並列接続されたサイリスタ（２ａ，２ｂ）を備えたサイリスタ回路（２）とで構 成され、遷移抵抗（４）は橋絡開閉器（２３）を経由して共通の帰線（１６）に 連結し、切換開閉器（１８）の一方の切換接触子（２０）は直接、また他方の接 触子（２１）は遷移抵抗（４）を経由して切換開閉器（５）の基礎接続端子（６ ）に連結していることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. ４．両方の持続接触子（９，１０）は一つの切換接触子として形成してあること を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。