JPH07335455A - 静止形負荷時タップ切換器とそのタップ切り換え方法 - Google Patents
静止形負荷時タップ切換器とそのタップ切り換え方法Info
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- JPH07335455A JPH07335455A JP12720494A JP12720494A JPH07335455A JP H07335455 A JPH07335455 A JP H07335455A JP 12720494 A JP12720494 A JP 12720494A JP 12720494 A JP12720494 A JP 12720494A JP H07335455 A JPH07335455 A JP H07335455A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】機械的接点のないメンテナンス・フリーとなる
負荷時タップ切換器を提供する。 【構成】機械的接点の代わりに逆阻止三端子サイリスタ
を採用し、タップ巻線２のそれぞれのタップ端子20と負
荷端子３の間にサイリスタ切換器11,12,13,14 を接続
し、これらサイリスタ切換器を逆並列接続された逆阻止
三端子サイリスタからなる第１のサイリスタモジュール
111 と第２のサイリスタモジュール113とを直列接続
し、限流抵抗112 を第１のサイリスタモジュール111 に
並列接続する回路構成として、所定の順序でサイリスタ
モジュールを開閉させることによって、負荷電流を遮断
したり過大な過渡電圧を発生させることなくタップ切り
換えを行うことができる。機械的接点がなくなるので接
点の損耗などの経時変化をする要素がなくなって定期点
検や部品交換などが不要になる。
負荷時タップ切換器を提供する。 【構成】機械的接点の代わりに逆阻止三端子サイリスタ
を採用し、タップ巻線２のそれぞれのタップ端子20と負
荷端子３の間にサイリスタ切換器11,12,13,14 を接続
し、これらサイリスタ切換器を逆並列接続された逆阻止
三端子サイリスタからなる第１のサイリスタモジュール
111 と第２のサイリスタモジュール113とを直列接続
し、限流抵抗112 を第１のサイリスタモジュール111 に
並列接続する回路構成として、所定の順序でサイリスタ
モジュールを開閉させることによって、負荷電流を遮断
したり過大な過渡電圧を発生させることなくタップ切り
換えを行うことができる。機械的接点がなくなるので接
点の損耗などの経時変化をする要素がなくなって定期点
検や部品交換などが不要になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電力用変圧器、工業
用変圧器のように、負荷電流が流れている状態で電圧比
を変えることのできる負荷時タップ切換変圧器、特にタ
ップ切り換えのためのスイッチにサイリスタなどの半導
体スイッチング素子が使用された静止形負荷時タップ切
換器に関する。
用変圧器のように、負荷電流が流れている状態で電圧比
を変えることのできる負荷時タップ切換変圧器、特にタ
ップ切り換えのためのスイッチにサイリスタなどの半導
体スイッチング素子が使用された静止形負荷時タップ切
換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の負荷時タップ切換変圧器に使用さ
れる負荷時タップ切換器は電流が流れない状態でタップ
切り換えが行われるタップ選択器と、負荷電流が流れて
いる状態で選択されたタップを切り換える負荷スイッチ
とから構成される。タップ選択器や負荷スイッチは機械
式接点を持ったものが使用されている。機械式接点の場
合、アークなどによって接点が磨耗し、油中での接点切
り換え方式のものでは油が汚れるなどの経時変化がある
ために、定期的な点検及び部品の交換を必要とする。
れる負荷時タップ切換器は電流が流れない状態でタップ
切り換えが行われるタップ選択器と、負荷電流が流れて
いる状態で選択されたタップを切り換える負荷スイッチ
とから構成される。タップ選択器や負荷スイッチは機械
式接点を持ったものが使用されている。機械式接点の場
合、アークなどによって接点が磨耗し、油中での接点切
り換え方式のものでは油が汚れるなどの経時変化がある
ために、定期的な点検及び部品の交換を必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近、変圧器のメンテ
ナンス・フリーの要求が強くなり、前述のような構成の
負荷時タップ切換器ではこの要求を満足することはでき
ないという問題がある。この発明の目的はこのような問
題を解決し、サイリスタ素子のような半導体スイッチン
グ素子を使用して機械的接点のない静止形負荷時タップ
切換器を提供することにある。
ナンス・フリーの要求が強くなり、前述のような構成の
負荷時タップ切換器ではこの要求を満足することはでき
ないという問題がある。この発明の目的はこのような問
題を解決し、サイリスタ素子のような半導体スイッチン
グ素子を使用して機械的接点のない静止形負荷時タップ
切換器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明によれば、複数のタップ端子が引き出された
タップ巻線を持つ変圧器の負荷時タップ切換器が、半導
体スイッチング素子で構成されてなるものとする。ま
た、半導体スイッチング素子が逆阻止三端子サイリスタ
であり、タップ端子に一端が接続され他端が負荷端子に
接続されるタップ端子と同数のサイリスタ切換器が、逆
並列接続された逆阻止三端子サイリスタからなる第１と
第２のサイリスタモジュール及び限流抵抗で構成され、
第１のサイリスタモジュールと限流抵抗とが並列接続さ
れ、この並列回路に第２のサイリスタモジュールが接続
されてなるものとする。また、この静止形負荷時タップ
切換器において、サイリスタ切換器によって負荷端子が
１つのタップ端子から他のタップ端子に切り換えられる
ときに、最初のタップ端子に接続されたサイリスタ切換
器を切換器Ａ、後のタップ端子に接続されたサイリスタ
切換器を切換器Ｂと呼ぶとき、切換器Ａの第１と第２の
サイリスタモジュールが「閉」、切換器Ｂの第１と第２
のサイリスタモジュールが「開」の状態から、次の順序
でそれぞれのサイリスタモジュールの開閉が行われるも
のとする。 ａ）切換器Ｂの第２のサイリスタモジュールを「閉」に
し、 ｂ）切換器Ａの第１のサイリスタモジュールを「開」に
し、 ｃ）切換器Ｂの第１のサイリスタモジュールを「閉」に
し、 ｄ）切換器Ａの第２のサイリスタモジュールを「開」に
する。
にこの発明によれば、複数のタップ端子が引き出された
タップ巻線を持つ変圧器の負荷時タップ切換器が、半導
体スイッチング素子で構成されてなるものとする。ま
た、半導体スイッチング素子が逆阻止三端子サイリスタ
であり、タップ端子に一端が接続され他端が負荷端子に
接続されるタップ端子と同数のサイリスタ切換器が、逆
並列接続された逆阻止三端子サイリスタからなる第１と
第２のサイリスタモジュール及び限流抵抗で構成され、
第１のサイリスタモジュールと限流抵抗とが並列接続さ
れ、この並列回路に第２のサイリスタモジュールが接続
されてなるものとする。また、この静止形負荷時タップ
切換器において、サイリスタ切換器によって負荷端子が
１つのタップ端子から他のタップ端子に切り換えられる
ときに、最初のタップ端子に接続されたサイリスタ切換
器を切換器Ａ、後のタップ端子に接続されたサイリスタ
切換器を切換器Ｂと呼ぶとき、切換器Ａの第１と第２の
サイリスタモジュールが「閉」、切換器Ｂの第１と第２
のサイリスタモジュールが「開」の状態から、次の順序
でそれぞれのサイリスタモジュールの開閉が行われるも
のとする。 ａ）切換器Ｂの第２のサイリスタモジュールを「閉」に
し、 ｂ）切換器Ａの第１のサイリスタモジュールを「開」に
し、 ｃ）切換器Ｂの第１のサイリスタモジュールを「閉」に
し、 ｄ）切換器Ａの第２のサイリスタモジュールを「開」に
する。
【０００５】
【作用】この発明の構成において、負荷時タップ切換器
を半導体スイッチング素子で構成することによって、機
械的接点が不要になって接点の損耗などの経時変化する
要素がなくなる。また、半導体スイッチング素子に逆阻
止三端子サイリスタを採用し、タップ端子に一端を接続
し他端を負荷端子に接続したタップ端子と同数のサイリ
スタ切換器を、逆並列接続された逆阻止三端子サイリス
タからなる第１と第２のサイリスタモジュール及び限流
抵抗で構成し、第１のサイリスタモジュールと限流抵抗
とを並列接続し、この並列回路に第２のサイリスタモジ
ュールを接続した回路構成とすることによって、特定の
タップ端子に接続されたサイリスタ切換器の２つのサイ
リスタモジュールを共に「閉」、他の全てのサイリスタ
切換器の少なくとも第２のサイリスタモジュールを
「開」とすることによって、前述の特定のタップ端子が
選択された状態にすることができる。タップ切り換えの
ときには、第１のサイリスタモジュールを「開」にして
限流抵抗に一時的に電流を流す期間を設けることによっ
てタップ間の一時的な短絡による過電流の発生を防ぐこ
とができる。
を半導体スイッチング素子で構成することによって、機
械的接点が不要になって接点の損耗などの経時変化する
要素がなくなる。また、半導体スイッチング素子に逆阻
止三端子サイリスタを採用し、タップ端子に一端を接続
し他端を負荷端子に接続したタップ端子と同数のサイリ
スタ切換器を、逆並列接続された逆阻止三端子サイリス
タからなる第１と第２のサイリスタモジュール及び限流
抵抗で構成し、第１のサイリスタモジュールと限流抵抗
とを並列接続し、この並列回路に第２のサイリスタモジ
ュールを接続した回路構成とすることによって、特定の
タップ端子に接続されたサイリスタ切換器の２つのサイ
リスタモジュールを共に「閉」、他の全てのサイリスタ
切換器の少なくとも第２のサイリスタモジュールを
「開」とすることによって、前述の特定のタップ端子が
選択された状態にすることができる。タップ切り換えの
ときには、第１のサイリスタモジュールを「開」にして
限流抵抗に一時的に電流を流す期間を設けることによっ
てタップ間の一時的な短絡による過電流の発生を防ぐこ
とができる。
【０００６】また、負荷端子を１つのタップ端子から他
のタップ端子に切り換えるときに、最初のタップ端子に
接続されたサイリスタ切換器を切換器Ａ、後のタップ端
子に接続されたサイリスタ切換器を切換器Ｂと呼ぶと
き、切換器Ａの第１と第２のサイリスタモジュールが
「閉」、切換器Ｂの第１と第２のサイリスタモジュール
が「開」の状態から、次の順序でそれぞれのサイリスタ
モジュールの開閉を行うことによって、負荷電流が一時
的に遮断されたり過大な過渡電圧が発生することなくタ
ップ切り換えを行うことができる。 ａ）切換器Ｂの第２のサイリスタモジュールを「閉」に
し、ｂ）切換器Ａの第１のサイリスタモジュールを
「開」にし、ｃ）切換器Ｂの第１のサイリスタモジュー
ルを「閉」にし、ｄ）切換器Ａの第２のサイリスタモジ
ュールを「開」にする。
のタップ端子に切り換えるときに、最初のタップ端子に
接続されたサイリスタ切換器を切換器Ａ、後のタップ端
子に接続されたサイリスタ切換器を切換器Ｂと呼ぶと
き、切換器Ａの第１と第２のサイリスタモジュールが
「閉」、切換器Ｂの第１と第２のサイリスタモジュール
が「開」の状態から、次の順序でそれぞれのサイリスタ
モジュールの開閉を行うことによって、負荷電流が一時
的に遮断されたり過大な過渡電圧が発生することなくタ
ップ切り換えを行うことができる。 ａ）切換器Ｂの第２のサイリスタモジュールを「閉」に
し、ｂ）切換器Ａの第１のサイリスタモジュールを
「開」にし、ｃ）切換器Ｂの第１のサイリスタモジュー
ルを「閉」にし、ｄ）切換器Ａの第２のサイリスタモジ
ュールを「開」にする。
【０００７】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施例を示す静止形負荷時タップ切換
器の回路図である。この図において、タップ巻線２には
複数のタップ端子20が引き出されていて、それぞれのタ
ップ端子20にサイリスタ切換器11,12,13,14 が接続され
タップ端子20の反対側が一括して負荷端子３に接続され
ている。三相変圧器の場合、負荷端子３は中性点端子な
のが普通である。なお、この図でタップ巻線２と電気的
に接続される主巻線などの変圧器を構成する要素の図示
は省略してある。
図１はこの発明の実施例を示す静止形負荷時タップ切換
器の回路図である。この図において、タップ巻線２には
複数のタップ端子20が引き出されていて、それぞれのタ
ップ端子20にサイリスタ切換器11,12,13,14 が接続され
タップ端子20の反対側が一括して負荷端子３に接続され
ている。三相変圧器の場合、負荷端子３は中性点端子な
のが普通である。なお、この図でタップ巻線２と電気的
に接続される主巻線などの変圧器を構成する要素の図示
は省略してある。
【０００８】サイリスタ切換器11,12,13,14 は全て同じ
構成なので以下にはサイリスタ切換器11についてその構
成を説明する。サイリスタ切換器11は２つのサイリスタ
モジュール111,113 と限流抵抗112 とからなっていて、
第１のサイリスタモジュール111 の一端はタップ端子20
の一つに接続され限流抵抗112 が並列に接続されてお
り、第２のサイリスタモジュール113 はこの並列回路に
直列接続されて他端が負荷端子３に接続されている。す
なわち、全てのタップ端子20はそれぞれごとに設けられ
たサイリスタ切換器を介して負荷端子３に接続された構
成である。
構成なので以下にはサイリスタ切換器11についてその構
成を説明する。サイリスタ切換器11は２つのサイリスタ
モジュール111,113 と限流抵抗112 とからなっていて、
第１のサイリスタモジュール111 の一端はタップ端子20
の一つに接続され限流抵抗112 が並列に接続されてお
り、第２のサイリスタモジュール113 はこの並列回路に
直列接続されて他端が負荷端子３に接続されている。す
なわち、全てのタップ端子20はそれぞれごとに設けられ
たサイリスタ切換器を介して負荷端子３に接続された構
成である。
【０００９】第１と第２のサイリスタモジュール111,11
3 はそれぞれ最も一般的なサイリスタ素子である逆阻止
三端子サイリスタ素子が逆並列接続されたものである。
第１と第２のサイリスタモジュール111,113 がともに
「閉」の状態にあるときがサイリスタ切換器11が「閉」
の状態にあるときであり、２つのサイリスタモジュール
111,113 がともに「開」の状態にあるときがサイリスタ
切換器11が「閉」の状態にあるときである。タップ切り
換え動作の過程では後述のように２つのサイリスタモジ
ュールの開閉動作が異なる。
3 はそれぞれ最も一般的なサイリスタ素子である逆阻止
三端子サイリスタ素子が逆並列接続されたものである。
第１と第２のサイリスタモジュール111,113 がともに
「閉」の状態にあるときがサイリスタ切換器11が「閉」
の状態にあるときであり、２つのサイリスタモジュール
111,113 がともに「開」の状態にあるときがサイリスタ
切換器11が「閉」の状態にあるときである。タップ切り
換え動作の過程では後述のように２つのサイリスタモジ
ュールの開閉動作が異なる。
【００１０】仮にサイリスタ切換器11が「閉」の状態に
あるときには他のサイリスタ切換器12,13,14は全て
「開」の状態にある。ただ、タップ切り換えのときには
２つのサイリスタ切換器が後述の限流抵抗を介して同時
に「閉」になることがある。図２〜図６は図１に示す静
止形負荷時タップ切換器のタップ切り換え動作を説明す
るための回路図である。これらの図において、図１に示
すサイリスタモジュール111,113 は単にスイッチの記号
で表してある。そして、図２はサイリスタ切換器11が
「閉」、サイリスタ切換器12が「開」の状態を示し、図
６はタップ切り換え動作が終了してサイリスタ切換器11
が「開」、サイリスタ切換器12が「閉」になって、サイ
リスタ切換器11に接続されたタップ端子20からサイリス
タ切換器12が接続されたタップ端子20にタップが切り換
わった後の状態を示す。図３〜図５はタップ切り換え動
作の途中経過を示すものである。サイリスタ切換器11,1
2は図１のサイリスタ切換器11,12,13,14 の内の２つを
例として取り上げたものであって、図１の符号11,12 と
一致したものとしてこれにこだわるものではない。ま
た、図１の第１のサイリスタモジュール111 を図２では
スイッチＳ1A、第２のサイリスタモジュール113 をスイ
ッチＳ1B、限流抵抗112 を抵抗Ｒ1 でそれぞれ符号を付
けて示してある。同じようにしてサイリスタ切換器12の
第１、第２のサイリスタモジュール及び限流抵抗もサイ
リスタ切換器11のそれぞれに対応して添字１の代わりに
添字２を付けて表示してある。以下に、図に基づいてタ
ップ切り換え動作を説明する。なお、サイリスタ素子は
周知のように約１Ｖの順方向電圧降下があり、過渡的な
電流が流れる場合にはタップ巻線２などにインダクタン
スが存在するが、以下の説明ではこれらを無視し、スイ
ッチが「開」のときはインピーダンスは無限大、「閉」
のときは零、回路に流れる電流は抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 だけに
よって決まるものとする。 ａ）図２において、サイリスタ切換器11のスイッチ
Ｓ1A，Ｓ1Bは「閉」、サイリスタ切換器12のスイッチＳ
2A，Ｓ2Bは「開」の状態になっていて、サイリスタ切換
器11には負荷電流Ｉが流れサイリスタ切換器12には電流
は流れていない。また、抵抗Ｒ1 はスイッチＳ1Aで短絡
されているので電流は流れない。スイッチＳ1A，Ｓ1Bが
「閉」の状態にあるということはサイリスタモジュール
111,113 にゲート電流が供給されて導通状態にあること
であり、スイッチＳ2A，Ｓ2Bが「開」であるということ
はゲート電流が供給されていないということである。 ｂ）図３において、スイッチＳ2Bが「閉」にされる。そ
の結果、抵抗Ｒ2 を通ってサイリスタ切換器11と12とを
循環する循環電流ｉが流れる。循環電流ｉの値は、タッ
プ間電圧をｖ、抵抗Ｒ2 の抵抗値をｒとすると、ｉ＝ｖ
／ｒである。サイリスタ切換器11では負荷電流Ｉと循環
電流ｉとが重畳して電流（Ｉ−ｉ）が流れる。 ｃ）図４において、スイッチＳ1Aが「開」にされる。そ
の結果、回路的にサイリスタ切換器11と12とは同じにな
って、負荷電流Ｉは両方のサイリスタ切換器11,12 に半
分ずつ流れるとともに、循環電流は抵抗Ｒ1 にも流れる
ので図３の循環電流ｉの半分、すなわち、ｉ／２にな
る。したがって、サイリスタ切換器11の電流をＩ1 、サ
イリスタ切換器12の電流をＩ2 とすると、これらは次の
式で表される値になる。
あるときには他のサイリスタ切換器12,13,14は全て
「開」の状態にある。ただ、タップ切り換えのときには
２つのサイリスタ切換器が後述の限流抵抗を介して同時
に「閉」になることがある。図２〜図６は図１に示す静
止形負荷時タップ切換器のタップ切り換え動作を説明す
るための回路図である。これらの図において、図１に示
すサイリスタモジュール111,113 は単にスイッチの記号
で表してある。そして、図２はサイリスタ切換器11が
「閉」、サイリスタ切換器12が「開」の状態を示し、図
６はタップ切り換え動作が終了してサイリスタ切換器11
が「開」、サイリスタ切換器12が「閉」になって、サイ
リスタ切換器11に接続されたタップ端子20からサイリス
タ切換器12が接続されたタップ端子20にタップが切り換
わった後の状態を示す。図３〜図５はタップ切り換え動
作の途中経過を示すものである。サイリスタ切換器11,1
2は図１のサイリスタ切換器11,12,13,14 の内の２つを
例として取り上げたものであって、図１の符号11,12 と
一致したものとしてこれにこだわるものではない。ま
た、図１の第１のサイリスタモジュール111 を図２では
スイッチＳ1A、第２のサイリスタモジュール113 をスイ
ッチＳ1B、限流抵抗112 を抵抗Ｒ1 でそれぞれ符号を付
けて示してある。同じようにしてサイリスタ切換器12の
第１、第２のサイリスタモジュール及び限流抵抗もサイ
リスタ切換器11のそれぞれに対応して添字１の代わりに
添字２を付けて表示してある。以下に、図に基づいてタ
ップ切り換え動作を説明する。なお、サイリスタ素子は
周知のように約１Ｖの順方向電圧降下があり、過渡的な
電流が流れる場合にはタップ巻線２などにインダクタン
スが存在するが、以下の説明ではこれらを無視し、スイ
ッチが「開」のときはインピーダンスは無限大、「閉」
のときは零、回路に流れる電流は抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 だけに
よって決まるものとする。 ａ）図２において、サイリスタ切換器11のスイッチ
Ｓ1A，Ｓ1Bは「閉」、サイリスタ切換器12のスイッチＳ
2A，Ｓ2Bは「開」の状態になっていて、サイリスタ切換
器11には負荷電流Ｉが流れサイリスタ切換器12には電流
は流れていない。また、抵抗Ｒ1 はスイッチＳ1Aで短絡
されているので電流は流れない。スイッチＳ1A，Ｓ1Bが
「閉」の状態にあるということはサイリスタモジュール
111,113 にゲート電流が供給されて導通状態にあること
であり、スイッチＳ2A，Ｓ2Bが「開」であるということ
はゲート電流が供給されていないということである。 ｂ）図３において、スイッチＳ2Bが「閉」にされる。そ
の結果、抵抗Ｒ2 を通ってサイリスタ切換器11と12とを
循環する循環電流ｉが流れる。循環電流ｉの値は、タッ
プ間電圧をｖ、抵抗Ｒ2 の抵抗値をｒとすると、ｉ＝ｖ
／ｒである。サイリスタ切換器11では負荷電流Ｉと循環
電流ｉとが重畳して電流（Ｉ−ｉ）が流れる。 ｃ）図４において、スイッチＳ1Aが「開」にされる。そ
の結果、回路的にサイリスタ切換器11と12とは同じにな
って、負荷電流Ｉは両方のサイリスタ切換器11,12 に半
分ずつ流れるとともに、循環電流は抵抗Ｒ1 にも流れる
ので図３の循環電流ｉの半分、すなわち、ｉ／２にな
る。したがって、サイリスタ切換器11の電流をＩ1 、サ
イリスタ切換器12の電流をＩ2 とすると、これらは次の
式で表される値になる。
【００１１】
【数１】Ｉ1 ＝（Ｉ−ｉ）／２ Ｉ2 ＝（Ｉ＋ｉ）／２ なお、スイッチＳ1Aが「開」になるのはサイリスタ素子
の性質から電流が零点を通ったときである。したがっ
て、ゲート電流が零になった時点から次の零点を通る時
点までは「閉」が維持される。しかし、この期間は長く
ても半サイクル以下である。また、スイッチＳ2Bを
「閉」にするためにゲート電流を供給する時点と同時に
スイッチＳ1Aを「開」にするためにゲート電流を零にし
たとしても前述の理由から最長半サイクルのずれが生ず
るのでゲート電流の制御上からは同時に一方を零から所
定の値に、他方を零にすることでよい。 ｄ）図５において、スイッチＳ2Aが「閉」にされる。そ
の結果、回路的に図３とサイリスタ切換器11と12とが逆
になっただけの類似の回路条件になる。循環電流ｉはタ
ップ間電圧ｖの位相の関係からサイリスタ切換器11に流
れる電圧は−ｉになる点が異なる。 ｄ）図６において、スイッチＳ1Bが「開」にされる。そ
の結果、サイリスタ切換器11の電流は零になり、サイリ
スタ切換器12には負荷電流Ｉが流れてここにタップ切り
換えが完了する。なお、この場合もスイッチＳ1Bが
「開」になるのはゲート電流が零にされてからスイッチ
Ｓ1Bに流れる電流が次の零点を通る時点なので、スイッ
チＳ1Bのゲート電流を零にする時点をスイッチＳ2Aを
「閉」にする時点と同じ時点にしたとしても最長半サイ
クル遅れて「開」になる。したがって、前述と同様にス
イッチＳ2Aのゲート信号を零から所定の値にするのと同
時にスイッチＳ1Bのゲート電流を零にする制御であって
もよい。
の性質から電流が零点を通ったときである。したがっ
て、ゲート電流が零になった時点から次の零点を通る時
点までは「閉」が維持される。しかし、この期間は長く
ても半サイクル以下である。また、スイッチＳ2Bを
「閉」にするためにゲート電流を供給する時点と同時に
スイッチＳ1Aを「開」にするためにゲート電流を零にし
たとしても前述の理由から最長半サイクルのずれが生ず
るのでゲート電流の制御上からは同時に一方を零から所
定の値に、他方を零にすることでよい。 ｄ）図５において、スイッチＳ2Aが「閉」にされる。そ
の結果、回路的に図３とサイリスタ切換器11と12とが逆
になっただけの類似の回路条件になる。循環電流ｉはタ
ップ間電圧ｖの位相の関係からサイリスタ切換器11に流
れる電圧は−ｉになる点が異なる。 ｄ）図６において、スイッチＳ1Bが「開」にされる。そ
の結果、サイリスタ切換器11の電流は零になり、サイリ
スタ切換器12には負荷電流Ｉが流れてここにタップ切り
換えが完了する。なお、この場合もスイッチＳ1Bが
「開」になるのはゲート電流が零にされてからスイッチ
Ｓ1Bに流れる電流が次の零点を通る時点なので、スイッ
チＳ1Bのゲート電流を零にする時点をスイッチＳ2Aを
「閉」にする時点と同じ時点にしたとしても最長半サイ
クル遅れて「開」になる。したがって、前述と同様にス
イッチＳ2Aのゲート信号を零から所定の値にするのと同
時にスイッチＳ1Bのゲート電流を零にする制御であって
もよい。
【００１２】図２から図６までの経過では最長１サイク
ルの経過を必要とする。したがって、50Hz系統ではタッ
プ切り換え動作の所要時間は最長20msとなる。それでも
従来の負荷時タップ切換器に比べればはるかに短い時間
である。抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の値ｒは、小さ過ぎると循環電
流ｉが大きくなり過ぎ、大きすぎるとスイッチＳ1Aなど
の「閉」から「開」に移るいわゆる電流遮断時の電圧が
高くなり過ぎる。したがって、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の値ｒは
これら相反する事項が考慮されて適正な値が選定され
る。
ルの経過を必要とする。したがって、50Hz系統ではタッ
プ切り換え動作の所要時間は最長20msとなる。それでも
従来の負荷時タップ切換器に比べればはるかに短い時間
である。抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の値ｒは、小さ過ぎると循環電
流ｉが大きくなり過ぎ、大きすぎるとスイッチＳ1Aなど
の「閉」から「開」に移るいわゆる電流遮断時の電圧が
高くなり過ぎる。したがって、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の値ｒは
これら相反する事項が考慮されて適正な値が選定され
る。
【００１３】前述のようにサイリスタ切換器11からサイ
リスタ切換器12にタップ切り換えされる例について説明
したが、勿論サイリスタ切換器12から13あるいは12から
11にタップ切り換えされる場合も同じである。更に、サ
イリスタ切換器11から13にタップ切り換えをするよう
に、隣のタップではなく２タップ分以上離れたタップ間
のタップ切り換えも可能である。このとき、例えば２つ
離れたタップ間の場合にはタップ間電圧は２倍になるの
で、限流抵抗113 の抵抗値ｒの値が同じならば循環電流
も２倍になるから、この点を考慮して限流抵抗の値ｒを
選定するなどの配慮を行う必要がある。前述のように１
回のタップ切り換えに要する時間は１サイクル以下であ
り、その後次のタップ切り換えを直ちに実行することも
可能なので、たとえ隣りあうタップ間だけのタップ切り
換えに限定したとしても素早いタップ切り換えが可能で
あるが、２タップ以上飛ばしてのタップ切り換え方式を
採用することによってなおのこと素早いタップ切り換え
が可能になる。
リスタ切換器12にタップ切り換えされる例について説明
したが、勿論サイリスタ切換器12から13あるいは12から
11にタップ切り換えされる場合も同じである。更に、サ
イリスタ切換器11から13にタップ切り換えをするよう
に、隣のタップではなく２タップ分以上離れたタップ間
のタップ切り換えも可能である。このとき、例えば２つ
離れたタップ間の場合にはタップ間電圧は２倍になるの
で、限流抵抗113 の抵抗値ｒの値が同じならば循環電流
も２倍になるから、この点を考慮して限流抵抗の値ｒを
選定するなどの配慮を行う必要がある。前述のように１
回のタップ切り換えに要する時間は１サイクル以下であ
り、その後次のタップ切り換えを直ちに実行することも
可能なので、たとえ隣りあうタップ間だけのタップ切り
換えに限定したとしても素早いタップ切り換えが可能で
あるが、２タップ以上飛ばしてのタップ切り換え方式を
採用することによってなおのこと素早いタップ切り換え
が可能になる。
【００１４】前述のようにサイリスタ素子を使用して機
械的接点を一切使用しない静止形負荷時タップ切換器の
例を示したが、この方式以外の種々のものを採用するこ
とができる。例えば、タップ選択器と負荷スイッチをそ
れぞれ別個に半導体素子に置き換える構成を採用するこ
とができる。このとき、タップ選択器は電流が流れない
状態でタップ切り換えが行われるので前述のような限流
抵抗112 は不要なので回路構成は簡単である。その代わ
り負荷スイッチは図１に示すサイリスタ切換器を２つ使
用した構成を採用することによって実現することができ
る。
械的接点を一切使用しない静止形負荷時タップ切換器の
例を示したが、この方式以外の種々のものを採用するこ
とができる。例えば、タップ選択器と負荷スイッチをそ
れぞれ別個に半導体素子に置き換える構成を採用するこ
とができる。このとき、タップ選択器は電流が流れない
状態でタップ切り換えが行われるので前述のような限流
抵抗112 は不要なので回路構成は簡単である。その代わ
り負荷スイッチは図１に示すサイリスタ切換器を２つ使
用した構成を採用することによって実現することができ
る。
【００１５】サイリスタ素子には種々のものがあり、例
えばＧＴＯサイリスタと呼ばれている自己消弧機能を持
つ素子もある。このような自己消弧素子を使用するとま
た別な構成の静止形負荷時タップ切換器にすることがで
きる。逆阻止三端子サイリスタはサイリスタ素子の中で
最も広く使用されている安価な素子なので、これを採用
することによって安価な静止形負荷時タップ切換器とす
ることができる。
えばＧＴＯサイリスタと呼ばれている自己消弧機能を持
つ素子もある。このような自己消弧素子を使用するとま
た別な構成の静止形負荷時タップ切換器にすることがで
きる。逆阻止三端子サイリスタはサイリスタ素子の中で
最も広く使用されている安価な素子なので、これを採用
することによって安価な静止形負荷時タップ切換器とす
ることができる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は前述のように、負荷時タップ
切換器を半導体スイッチング素子で構成することによっ
て、機械的接点が不要になって接点の損耗などの経時変
化する要素がなくなることから定期的な点検や部品交換
などのメンテナンスが不要になるという効果が得られ
る。
切換器を半導体スイッチング素子で構成することによっ
て、機械的接点が不要になって接点の損耗などの経時変
化する要素がなくなることから定期的な点検や部品交換
などのメンテナンスが不要になるという効果が得られ
る。
【００１７】また、半導体スイッチング素子に逆阻止三
端子サイリスタを採用し、タップ巻線のそれぞれのタッ
プ端子と負荷端子の間にサイリスタ切換器を接続し、こ
れを逆並列接続された逆阻止三端子サイリスタからなる
第１と第２のサイリスタモジュールを直列接続し、限流
抵抗を第１のサイリスタモジュールに並列接続する回路
構成とすることによって、特定のタップ端子に接続され
たサイリスタ切換器の２つのサイリスタモジュールを共
に「閉」、他の全てのサイリスタ切換器の少なくとも第
２のサイリスタモジュールを「開」とすることによっ
て、前述の特定のタップ端子が負荷端子に電気的に接続
された状態にすることができ、タップ切り換えのときに
は、第１のサイリスタモジュールを「開」にして限流抵
抗に電流を流す期間を設けることによってタップ間の一
時的な短絡による過電流の発生を防いで確実なタップ切
り換えが可能になるという効果が得られる。
端子サイリスタを採用し、タップ巻線のそれぞれのタッ
プ端子と負荷端子の間にサイリスタ切換器を接続し、こ
れを逆並列接続された逆阻止三端子サイリスタからなる
第１と第２のサイリスタモジュールを直列接続し、限流
抵抗を第１のサイリスタモジュールに並列接続する回路
構成とすることによって、特定のタップ端子に接続され
たサイリスタ切換器の２つのサイリスタモジュールを共
に「閉」、他の全てのサイリスタ切換器の少なくとも第
２のサイリスタモジュールを「開」とすることによっ
て、前述の特定のタップ端子が負荷端子に電気的に接続
された状態にすることができ、タップ切り換えのときに
は、第１のサイリスタモジュールを「開」にして限流抵
抗に電流を流す期間を設けることによってタップ間の一
時的な短絡による過電流の発生を防いで確実なタップ切
り換えが可能になるという効果が得られる。
【００１８】また、前述のような順序でサイリスタモジ
ュールの開閉を行うことによって、負荷電流が一時的に
遮断されたり過大な過渡電圧が発生することなくタップ
切り換えを行うことのできる静止形負荷時タップ切換器
を提供することができる。
ュールの開閉を行うことによって、負荷電流が一時的に
遮断されたり過大な過渡電圧が発生することなくタップ
切り換えを行うことのできる静止形負荷時タップ切換器
を提供することができる。
【図１】この発明の実施例を示す静止形負荷時タップ切
換器の回路図
換器の回路図
【図２】図１に示す静止形負荷時タップ切換器のタップ
切り換えの動作を説明するためのもので、切り換え動作
前の状態を示す回路図
切り換えの動作を説明するためのもので、切り換え動作
前の状態を示す回路図
【図３】図２と同様に、タップ切り換え動作を説明する
ためのもので、図２の次にスイッチの１つが開閉動作し
たときの回路図
ためのもので、図２の次にスイッチの１つが開閉動作し
たときの回路図
【図４】図２と同様に、タップ切り換え動作を説明する
ためのもので、図３の次にスイッチの１つが開閉動作し
たときの回路図
ためのもので、図３の次にスイッチの１つが開閉動作し
たときの回路図
【図５】図２と同様に、タップ切り換え動作を説明する
ためのもので、図４の次にスイッチの１つが開閉動作し
たときの回路図
ためのもので、図４の次にスイッチの１つが開閉動作し
たときの回路図
【図６】図２と同様に、タップ切り換え動作を説明する
ためのもので、図５の次にスイッチの１つが開閉動作し
てタップ切り換え動作が完了した状態の回路図
ためのもので、図５の次にスイッチの１つが開閉動作し
てタップ切り換え動作が完了した状態の回路図
２…タップ巻線、１… 静止形負荷時タップ切換器、1
1,12,13,14 …サイリスタ切換器、111,113 …サイリス
タモジュール、112 …限流抵抗
1,12,13,14 …サイリスタ切換器、111,113 …サイリス
タモジュール、112 …限流抵抗
Claims (3)
- 【請求項１】複数のタップ端子が引き出されたタップ巻
線を持つ変圧器の負荷時タップ切換器が、半導体スイッ
チング素子で構成されてなることを特徴とする静止形負
荷時タップ切換器。 - 【請求項２】半導体スイッチング素子が逆阻止三端子サ
イリスタであり、タップ端子に一端が接続され他端が負
荷端子に接続されるタップ端子と同数のサイリスタ切換
器が、逆並列接続された逆阻止三端子サイリスタからな
る第１と第２のサイリスタモジュール及び限流抵抗で構
成され、第１のサイリスタモジュールと限流抵抗とが並
列接続され、この並列回路に第２のサイリスタモジュー
ルが接続されてなることを特徴とする静止形負荷時タッ
プ切換器。 - 【請求項３】請求項２記載の静止形負荷時タップ切換器
において、サイリスタ切換器によって負荷端子が１つの
タップ端子から他のタップ端子に切り換えられるとき
に、最初のタップ端子に接続されたサイリスタ切換器を
切換器Ａ、後のタップ端子に接続されたサイリスタ切換
器を切換器Ｂと呼ぶとき、切換器Ａの第１と第２のサイ
リスタモジュールが「閉」、切換器Ｂの第１と第２のサ
イリスタモジュールが「開」の状態から、次の順序でそ
れぞれのサイリスタモジュールの開閉が行われることを
特徴とする静止形負荷時タップ切換器のタップ切り換え
方法。 ａ）切換器Ｂの第２のサイリスタモジュールを「閉」に
し、 ｂ）切換器Ａの第１のサイリスタモジュールを「開」に
し、 ｃ）切換器Ｂの第１のサイリスタモジュールを「閉」に
し、 ｄ）切換器Ａの第２のサイリスタモジュールを「開」に
する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12720494A JPH07335455A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 静止形負荷時タップ切換器とそのタップ切り換え方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12720494A JPH07335455A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 静止形負荷時タップ切換器とそのタップ切り換え方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335455A true JPH07335455A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14954298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12720494A Pending JPH07335455A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 静止形負荷時タップ切換器とそのタップ切り換え方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07335455A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009290005A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Toshiba Corp | 負荷時タップ切換装置 |
| CN102193044A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 华东电力试验研究院有限公司 | 故障电流限制器阀组低压加压试验方法 |
| JP2014501441A (ja) * | 2010-12-17 | 2014-01-20 | マシイネンフアブリーク・ラインハウゼン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | タップ切換器 |
| CN103534768A (zh) * | 2011-02-23 | 2014-01-22 | 赖茵豪森机械制造公司 | 电子分级开关 |
| CN105702494A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-22 | 河北科技师范学院 | 一种变压器无弧有载分接开关 |
| CN109038606B (zh) * | 2018-08-08 | 2024-04-02 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种有载调压变压器及统一潮流控制*** |
-
1994
- 1994-06-09 JP JP12720494A patent/JPH07335455A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009290005A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Toshiba Corp | 負荷時タップ切換装置 |
| CN102193044A (zh) * | 2010-03-17 | 2011-09-21 | 华东电力试验研究院有限公司 | 故障电流限制器阀组低压加压试验方法 |
| JP2014501441A (ja) * | 2010-12-17 | 2014-01-20 | マシイネンフアブリーク・ラインハウゼン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | タップ切換器 |
| CN103534768A (zh) * | 2011-02-23 | 2014-01-22 | 赖茵豪森机械制造公司 | 电子分级开关 |
| CN105702494A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-22 | 河北科技师范学院 | 一种变压器无弧有载分接开关 |
| CN109038606B (zh) * | 2018-08-08 | 2024-04-02 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种有载调压变压器及统一潮流控制*** |
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