JP2013030301A - 励磁突入電流抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制するための投入位相の制御をすることのできる励磁突入電流抑制装置を提供することにある。
【解決手段】電源母線１と有効接地された変形ウッドブリッジ結線の変圧器３との接続を開閉する三相一括操作型の遮断器２の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置６であって、電源母線１の三相交流電圧を計測して、変圧器３の定常磁束を演算し、変圧器３側の三相交流電圧を計測して、遮断後の変圧器３の残留磁束を演算し、定常磁束と残留磁束とが全ての相において極性が一致した場合に、遮断器２を投入する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、遮断器を投入する際に生じる励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置に関する。

一般に、変圧器鉄心に残留磁束がある状態で電源投入により無負荷励磁を行うと、大きな励磁突入電流が流れることが知られている。この励磁突入電流の大きさは変圧器の定格負荷電流の数倍になる。このように大きな励磁突入電流が流れると、系統電圧が変動し、その電圧変動が大きい場合、需要者に影響を与えることがある。

このため、励磁突入電流を抑制する方法として、投入抵抗と接点とが直列に接続された抵抗体付き遮断器を用いることが知られている。抵抗体付き遮断器は、遮断器主接点と並列に接続する。この抵抗体付き遮断器は、遮断器主接点に先行して投入する。これにより、励磁突入電流が抑制される。

また、他の抑制方法として、直接接地系の三相変圧器を３台の単相型遮断器で投入する際、任意の１相を先行投入し、その後に残りの２相を投入させるようにして励磁突入電流を抑制する方法が知られている。

さらに、非有効接地系の三相変圧器を三相一括操作型遮断器で投入する際の励磁突入電流を抑制する方法として、変圧器が遮断された時の鉄心に残留する磁束の値を計測し、遮断器の投入位相を制御することで変圧器投入時の励磁突入電流を抑制することが知られている。

一方、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する方法として、スコット結線、ウッドブリッジ結線変圧器、又は変形ウッドブリッジ結線等が知られている。これらの結線の変圧器は、例えば、単相電気炉又は単相交流電気車などに給電する場合に用いられる。

特開２００２−７５１４５号公報 特開２００８−１６０１００号公報 特開２００８−１４０５８０号公報

John H.Brunke、外１名，"Elimination of Transformer Inrush Currents by Controlled Switching -Part I: Theoretical Considerations", IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, IEEE,２００１年４月，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．２，ｐ．２７６−２８０

しかしながら、上述のような励磁突入電流を抑制する方法では、以下のような問題がある。

抵抗体付き遮断器による励磁突入電流抑制方法では、通常の遮断器に対して抵抗体付き遮断器を付加する必要があるため、遮断器全体としてみた場合、大型化してしまう。

また、いずれの励磁突入電流を抑制する方法も、上述のような三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器を投入することは想定されていない。

例えば、残留磁束を計測し、遮断器の投入位相を制御する方法では、電力系統に用いられる三相変圧器に対する制御方法を、三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器にそのまま適用することはできない。これらの結線の変圧器の場合は、三相交流側の相電圧又は線間電圧を計測しても、変圧器鉄心の磁束をそのまま算出することができないからである。

本発明の実施形態の目的は、電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制するための投入位相の制御をすることのできる励磁突入電流抑制装置を提供することにある。

本発明の実施形態の観点に従った励磁突入電流抑制装置は、電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測する変圧器側三相交流電圧計測手段と、前記変圧器側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三相の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、前記定常磁束演算手段により演算された前記三相の定常磁束と前記残留磁束演算手段により演算された前記三相の残留磁束とが三相のそれぞれで極性が一致する位相を判断する位相判断手段と、前記位相判断手段により判断された位相で、前記遮断器を三相一括で投入する投入手段とを備えている。

本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 第１の実施形態に係る変形ウッドブリッジ結線変圧器の構成を示す構成図。 第１の実施形態に係るウッドブリッジ結線変圧器の構成を示す構成図。 第１の実施形態に係る変形ウッドブリッジ結線変圧器の１次側相電圧をベクトルで示すベクトル図。 第１の実施形態に係る変形ウッドブリッジ結線変圧器の２次側電圧をベクトルで示すベクトル図。 第１の実施形態に係る電源電圧計測部により計測される相電圧の各電圧波形を示す波形図。 第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置による投入目標位相範囲を説明するための磁束波形を示す波形図。 第１の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の遮断前後の１次側相電圧を示す波形図。 第１の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の遮断前後の１次側相磁束を示す波形図。 第１の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の電源母線への投入前後の１次側相電圧を示す波形図。 第１の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の電源母線への投入前後の１次側相磁束を示す波形図。 第１の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の電源母線への投入前後の１次側相電流を示す波形図。 従来の遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の電源母線への投入前後の１次側相電圧を示す波形図。 従来の遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の電源母線への投入前後の１次側相磁束を示す波形図。 従来の遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の電源母線への投入前後の１次側相電流を示す波形図。 第１の実施形態の変形形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 本発明の第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 第２の実施形態の変形形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 本発明の第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 第３の実施形態に係る変圧器電圧計測部により計測された２組の２次側電圧の電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る変圧器電圧変換部による変換後の１次側相電圧の電圧波形を示す波形図。 第３の実施形態に係る１次側相電圧の電圧波形を示す波形図。 本発明の第４の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 本発明の第５の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。 第５の実施形態に係る電源電圧変換部による変換前の変形ウッドブリッジ結線変圧器の２次側電圧の電圧波形を示す波形図。 第５の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置による投入目標位相範囲を説明するための磁束波形を示す波形図。 第５の実施形態に係る電源電圧変換部による変換前の各相電圧の電圧波形を示す波形図。 第５の実施形態に係る電源電圧変換部による変換後の変形ウッドブリッジ結線変圧器の２次側電圧の電圧波形を示す波形図。 第５の実施形態に係る変形ウッドブリッジ結線変圧器の２次側電圧の電圧波形を示す波形図。 第５の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の遮断から投入までの２次側電圧を示す波形図。 第５の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の遮断から投入までの２次側磁束を示す波形図。 第５の実施形態に係る遮断器による変形ウッドブリッジ結線変圧器の遮断から投入までの１次側相電流を示す波形図。 本発明の第６の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置の適用された電力系統システムの構成を示す構成図。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６の適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。

本実施形態に係る電力系統システムは、電源母線（電力系統の母線）１と、遮断器２と、変形ウッドブリッジ結線変圧器３と、電源母線１に設けられた三相分の電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗと、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の１次側に設けられた三相分の変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗと、励磁突入電流抑制装置６とを備えている。

電源母線１は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相からなる三相交流の電源を備えた電力系統の母線である。

変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、遮断器２を介して、電源母線１に接続されている。変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、有効接地系に設置されている。変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、電源母線１から供給される三相交流電圧を２組の単相交流電圧に変換する。変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、三相交流側を１次側とし、単相交流側を２次側とする。なお、変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、変成原理の同じウッドブリッジ結線変圧器を用いてもよい。従って、以下（以降の実施形態も含む）においても、変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、特に区別しない限り、ウッドブリッジ結線変圧器に置き換えられるものとする。

遮断器２は、電源母線１と変形ウッドブリッジ結線変圧器３との間に設けられている。遮断器２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相の全ての主接点が一括操作される三相一括操作型の遮断器である。遮断器２が投入されることにより、変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、電源母線１による電源投入がされる。遮断器２が開放されることにより、変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、電源母線１から遮断（電気的な接続の切り離し）される。

３つの電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、それぞれ遮断器２よりも電源母線１側のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の相電圧（対地電圧）を計測するための計測用機器である。電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、例えば、計器用変圧器(VT, Voltage Transformer)である。電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６に出力する。

３つの変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、それぞれ遮断器２よりも変形ウッドブリッジ結線変圧器３側の１次側の各端子（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の端子電圧を計測するための計測用機器である。変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、例えば、計器用変圧器である。変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６に出力する。

励磁突入電流抑制装置６は、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ及び変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗのそれぞれから受信した検出信号に基づいて、遮断器２の主接点に対して投入指令Ｔｃ１を出力する。これにより、遮断器２は投入される。

図２は、本実施形態に係る変形ウッドブリッジ結線変圧器３の構成を示す構成図である。

変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、主座変圧器（Ｍ座変圧器）３０２とＴ座変圧器３０１とを備えている。

主座変圧器３０２は、２次側に等しい巻数の巻線２個を持つ。Ｔ座変圧器３０１は、２次側で１：０．３６６：０．３６６の巻数比となる巻線を持つ単巻変圧器と接続される。変形ウッドブリッジ結線変圧器３は、主座変圧器３０２及びＴ座変圧器３０１の２次側同士が２つのデルタ結線された巻線で背中合わせになるように接続されている。

次に、変圧器３がウッドブリッジ結線である場合について説明する。

図３は、本実施形態に係るウッドブリッジ結線変圧器３の構成を示す構成図である。

ウッドブリッジ結線変圧器３のＴ座変圧器３０１は、変形ウッドブリッジ結線で用いた単巻変圧器の代わりに、２次側に１：０．３６６：０．３６６の巻数比となる巻線を持つ。その他の点は、変形ウッドブリッジ結線変圧器３と同様の構成である。

図４は、本実施形態に係る変形ウッドブリッジ結線変圧器３の１次側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをベクトルで示すベクトル図である。図５は、本実施形態に係る変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側電圧Ｖｔ，Ｖｍをベクトルで示すベクトル図ある。

１次側のＶＷ相間の電圧Ｖｖｗは、主座変圧器３０２の２次側端子ｃ−ａ間に印加される電圧（主座の２次側電圧）Ｖｍと同位相になる。また、１次側のＵ相電圧Ｖｕは、Ｔ座変圧器３０１の２次側端子ｂ−ｄ間に印加される電圧（Ｔ座の２次側電圧）Ｖｔと同位相になる。よって、Ｔ座の２次側電圧Ｖｔは、主座の２次側電圧Ｖｍよりも９０度位相が進む。

図６は、本実施形態に係る電源電圧計測部６０１により計測される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの各電圧波形を示す波形図である。図７は、本実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６による投入目標位相範囲Ｔｃを説明するための磁束波形を示す波形図である。

図１、図６及び図７を参照して、励磁突入電流抑制装置６の構成について説明する。

励磁突入電流抑制装置６は、電源電圧計測部６０１と、定常磁束算出部６０２と、変圧器電圧計測部６０３と、残留磁束算出部６０４と、位相検出部６０５と、投入指令出力部６０６とを備えている。

電源電圧計測部６０１は、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗにより検出された検出信号に基づいて、電源母線１の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを計測する。電源電圧計測部６０１は、計測した各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを定常磁束算出部６０２に出力する。

定常磁束算出部６０２は、電源電圧計測部６０１により計測された各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをそれぞれ積分する。定常磁束算出部６０２は、この積分された値に基づいて、定常時の磁束（定常磁束）φＴｕ，φＴｖ，φＴｗを算出する。定常磁束算出部６０２は、演算した定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗを位相検出部６０５に出力する。

変圧器電圧計測部６０３は、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗにより検出された検出信号に基づいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の１次側の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを計測する。変圧器電圧計測部６０３は、計測した各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを残留磁束算出部６０４に出力する。

残留磁束算出部６０４は、変圧器電圧計測部６０３により計測された各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、遮断器２による変形ウッドブリッジ結線変圧器３の遮断前後のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗをそれぞれ積分する。残留磁束算出部６０４は、この積分された値に基づいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の鉄心の残留磁束（１次側相磁束）φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを算出する。残留磁束算出部６０４は、演算した残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを位相検出部６０５に出力する。

位相検出部６０５は、図７に示すように、相毎に、定常磁束算出部６０２により演算された定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗと、残留磁束算出部６０４により演算された残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗとの極性がそれぞれ一致する位相の区間Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗを検出する。位相検出部６０５は、検出した相毎の位相の区間Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗが３つの全ての区間で重なる区間Ｔｃを同定する。同定した区間Ｔｃは、遮断器２を投入する投入目標位相範囲である。位相検出部６０５は、検出した投入目標位相範囲（区間）Ｔｃを投入指令出力部６０６に出力する。

投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５により検出された投入目標位相範囲Ｔｃ内で、遮断器２の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令Ｔｃ１を出力する。これにより、遮断器２は、投入される。

次に、図８〜図１２を参照して、励磁突入電流抑制装置６による励磁突入電流の抑制について説明する。

図８及び図９は、遮断器２による変形ウッドブリッジ結線変圧器３の遮断Ｔｐ前後の状態の一例を示している。図８は、１次側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを示す波形図である。図９は、１次側相磁束φｕ，φｖ，φｗを示す波形図である。

図１０〜図１２は、遮断器２による変形ウッドブリッジ結線変圧器３の電源母線１への投入（投入指令Ｔｃ１）前後の状態の一例を示している。図１０は、１次側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを示す波形図である。図１１は、１次側相磁束φｕ，φｖ，φｗを示す波形図である。図１２は、１次側相電流（励磁突入電流）Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示す波形図である。

変形ウッドブリッジ結線変圧器３の１次側に図８に示す三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが印加されている場合、遮断器２の開放後は、図９に示す遮断後Ｔｐの残留磁束φＺｕ（φｕ），φＺｖ（φｖ），φＺｗ（φｗ）がある。

励磁突入電流抑制装置６により、図７に示す投入目標位相範囲Ｔｃで、遮断器２を投入すると、図１０に示す１次側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに対して、図１１に示す１次側相磁束φｕ，φｖ，φｗが現れる。この遮断器２の投入時に、図１２に示す励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが発生する。この励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、最大で約２００［Ａ］程度となっている。

次に、比較のため、図１３〜図１５を参照して、励磁突入電流抑制装置６によらない（投入目標位相範囲Ｔｃで投入しない）遮断器２の励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの一例を示す。

図１３〜図１５は、従来の投入方法を用いる変形ウッドブリッジ結線変圧器３の電源母線１への投入（投入指令Ｔｃ１）前後の状態の一例を示している。図１３は、１次側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを示す波形図である。図１４は、１次側相磁束φｕ，φｖ，φｗを示す波形図である。図１５は、１次側相電流（励磁突入電流）Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示す波形図である。図１３〜図１５における条件は、遮断器２の投入位相以外は、図８〜図１２に示す条件と同じである。

図１５に示すように、励磁突入電流抑制装置６による位相制御を行わずに遮断器２を投入した場合、励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、最大で約１２００［Ａ］近くまで達している。

本実施形態によれば、励磁突入電流抑制装置６により、定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗと、残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗとの極性が、三相の全ての相においてそれぞれ一致する位相区間で、遮断器２により変形ウッドブリッジ結線変圧器３が投入される。このように投入位相を制御して、変形ウッドブリッジ結線変圧器３を電源母線１に投入することにより、励磁突入電流を抑制することができる。

ここで、非有効接地系の三相変圧器では、電流遮断位相に差があると、中性点Ｎに直流電圧が残留することがある。この場合、相電圧に直流電圧が重畳することになるため、相電圧を積分しても、巻線の残留磁束を正確に算出することはできない。

これに対して、有効接地系の三相変圧器では、巻線に印加される電圧と相電圧とが等しくなる。従って、本実施形態のように、相電圧を積分することで、残留磁束を正確に算出することができる。

（第１の実施形態の変形形態）
図１６は、第１の実施形態の変形形態に係る励磁突入電流抑制装置６αの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

本変形形態による励磁突入電流抑制装置６αは、図１に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６において、位相検出部６０５の代わりに、位相検出部６０５αを設け、定常磁束算出部６０２を取り除いた構成である。その他の構成は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６と同様である。

位相検出部６０５αによる遮断器２の投入方法について説明する。

位相検出部６０５αは、残留磁束算出部６０４により演算された残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗのうち最も大きな残留磁束の相を検出する。検出した相の電源母線１の相電圧が、この相の残留磁束（最も大きな残留磁束）と同極性から逆極性に遷移する電圧零点を検出する。位相検出部６０５αは、検出した電圧零点を投入目標位相範囲Ｔｃとして投入指令出力部６０６に出力する。投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５αにより検出された投入目標位相範囲Ｔｃ（電圧零点）を投入位相目標として、遮断器２に投入指令Ｔｃ１を出力する。

例えば、図６及び図７に示す状態の場合、最も大きな残留磁束は、Ｖ相の残留磁束φＺｖである。また、従って、Ｖ相の残留磁束φＺの極性は、マイナスである。従って、位相検出部６０５αは、Ｖ相電圧Ｖｖがマイナスからプラスに遷移する電圧零点を投入目標位相範囲Ｔｃとして同定する。

本変形形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。

位相検出部６０５αにより検出された電圧零点は、図６及び図７に示すように、結果として、定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗと、残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗとの極性が、三相の全ての相においてそれぞれ一致する位相区間のほぼ中心になる。従って、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、位相検出部６０５αは、定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗを用いずに、投入目標位相範囲Ｔｃを同定することができる。従って、定常磁束算出部６０２を取り除いた構成とすることができる。

前記は残留磁束の最も大きな相電圧の零点としたが、その相に対応する線間、例えば、Ｕ相であれば、Ｕ−Ｖ間の線間電圧がＵ相の残留磁束と同極性から逆極性に遷移する電圧零点を検出してもよい。

相電圧と線間電圧の位相差は、３０度である。従って、本来比較するのが望ましい相電圧を線間電圧に代えて比較しても、３０度程度の位相差であれば、励磁突入電流の抑制効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
図１７は、本発明の第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６において、位相検出部６０５の代わりに、位相検出部６０５Ａを設け、計測情報保持部６０７、開極位相制御部６０８、及び開極指令出力部６０９を追加した構成である。その他の構成は、第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６と同様である。

励磁突入電流抑制装置６Ａの運用前に、計測情報保持部６０７は、遮断器２を複数回（少なくとも１回）遮断したときにおける、変圧器電圧計測部６０３により計測された１次側電圧の電圧遮断位相と、残留磁束算出部６０４により算出された磁束信号とを計測する。計測情報保持部６０７は、計測された電圧遮断位相及び磁束信号に基づいて、遮断位相と残留磁束との関係などの残留磁束の特性に関する情報を計測情報として保持する。

開極位相制御部６０８には、計測情報保持部６０７に保持された計測情報及び電源電圧計測部６０１により計測された電源母線１の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが入力される。開極位相制御部６０８は、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、遮断位相が常に同じになるように、遮断器２の主接点の開極位相を制御する。開極位相制御部６０８は、制御した開極位相を開極指令出力部６０９に出力する。

開極指令出力部６０９は、開極位相制御部６０８から受信した開極位相に基づいて、遮断器２の主接点を駆動する操作機構に対して開極指令を出力する。これにより、遮断器２は、開放される。

位相検出部６０５Ａには、計測情報保持部６０７に保持されている計測情報及び定常磁束算出部６０２により算出された各相の定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗが入力される。位相検出部６０５Ａは、計測情報保持部６０７に保持されている計測情報から、各相の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを推定する。位相検出部６０５Ａは、残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗ及び定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗに基づいて、遮断器２を投入する投入目標位相範囲Ｔｃを同定する。投入目標位相範囲Ｔｃを同定する方法については、第１の実施形態と同様である。

ここで、開極位相制御部６０８は、常に遮断位相が同じになるように、位相制御をしている。従って、位相検出部６０５Ａは、計測情報保持部６０７に保持されている情報に変更がなければ（計測情報を更新していなければ）、常に投入目標位相範囲Ｔｃは同じでよい。

本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。

電力系統に遮断器２及び変形ウッドブリッジ結線変圧器３などを一旦設置した後は、この電力系統の回路条件（電源母線１から変形ウッドブリッジ結線変圧器３までの回路条件）は、常に同じである。このため、遮断器２が遮断するときの位相を常に同じにしておけば、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の各相の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗの値も常に同じになるはずである。

励磁突入電流抑制装置６Ａは、遮断器２で変形ウッドブリッジ結線変圧器３を遮断する際、遮断位相が常に同じになるように遮断器２の開極位相を制御して遮断する。即ち、励磁突入電流抑制装置６Ａは、各相の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを常に同じ値とすることができる。従って、励磁突入電流抑制装置６Ａは、遮断器２を投入させて変形ウッドブリッジ結線変圧器３を励磁させるときも、励磁突入電流の抑制をするための投入目標位相範囲Ｔｃを常に同じ位相にすることができる。

従って、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが常時接続されていない場合でも、励磁突入電流抑制装置６Ａは、計測情報保持部６０７に保持されている計測情報に基づいて、遮断器２が遮断した後の変形ウッドブリッジ結線変圧器３の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗの情報を常に得ることができる。従って、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、計測情報保持部６０７による計測時のみ接続し、通常の運用状態では取り外すこともできる。もちろん、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、恒久的に設置されていても良い。

（第２の実施形態の変形形態）
図１８は、第２の実施形態の変形形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａαの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

本変形形態による励磁突入電流抑制装置６αは、図１７に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａにおいて、位相検出部６０５Ａの代わりに、位相検出部６０５Ａαを設け、定常磁束算出部６０２を取り除いた構成である。その他の構成は、第２の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ａと同様である。

位相検出部６０５Ａαによる遮断器２の投入方法は、第１の実施形態の変形形態に係る位相検出部６０５αと同様である。その他の点は、第２の実施形態に係る位相検出部６０５Ａと同様である。

即ち、位相検出部６０５Ａαは、計測情報保持部６０７に保持されている計測情報から、各相の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを推定する。位相検出部６０５Ａαは、推定された各相の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗのうち最大の残留磁束の相を検出する。位相検出部６０５Ａαは、検出した相に基づいて、第１の実施形態の変形形態と同様に、投入目標位相範囲Ｔｃを同定する。

本変形形態によれば、第２の実施形態による作用効果に加え、第１の実施形態に係る変形形態の作用効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図１９は、本発明の第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

本実施形態に係る電力系統システムは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システムにおいて、変圧器１次側電圧検出器５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの代わりに変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍを設けた構成である。

２つの変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍは、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側の各端子（主座、Ｔ座）の端子電圧を計測するための計測用機器である。変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍは、例えば、計器用変圧器である。変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍは、検出値を検出信号として、励磁突入電流抑制装置６Ｂに出力する。

励磁突入電流抑制装置６Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６において、変圧器電圧計測部６０３を変圧器電圧計測部６０３Ｂに代え、残留磁束算出部６０４を残留磁束算出部６０４Ｂに代え、変圧器電圧変換部６１０を追加した構成である。その他の構成については、第１の実施形態と同様である。

変圧器電圧計測部６０３Ｂは、変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍにより検出された検出信号に基づいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２組の２次側電圧Ｖｔ，Ｖｍを計測する。２次側電圧Ｖｍは、主座の２次側電圧（端子ｃ−ａ間電圧）である。２次側電圧Ｖｔは、Ｔ座の２次側電圧（端子ｂ−ｄ間電圧）である。変圧器電圧計測部６０３Ｂは、計測した２組の２次側電圧Ｖｔ，Ｖｍを変圧器電圧変換部６１０に出力する。

変圧器電圧変換部６１０は、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測された２組の単相交流電圧Ｖｔ，Ｖｍを、次式により、１次側相電圧ＶＤｕ，ＶＤｖ，ＶＤｗに変換する。１次側相電圧ＶＤｕは、変換後のＵ相電圧である。１次側相電圧ＶＤｖは、変換後のＶ相電圧である。１次側相電圧ＶＤｗは、変換後のＷ相電圧である。変圧器電圧変換部６１０は、変換した１次側相電圧ＶＤｕ，ＶＤｖ，ＶＤｗを残留磁束算出部６０４Ｂに出力する。

ＶＤｕ＝（１／√３）Ｖｔ …式（１）
ＶＤｖ＝（１／２）×（Ｖｍ−（１／√３）Ｖｔ） …式（２）
ＶＤｗ＝−（１／２）×（Ｖｍ＋（１／√３）Ｖｔ） …式（３）
なお、１／√３は、０．５７７に、１／２は、０．５にそれぞれ置き換えてもよい。

図２０〜図２２を参照して、本実施形態に係る変圧器電圧変換部６１０による演算処理について説明する。

図２０は、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測された２組の２次側電圧Ｖｔ，Ｖｍの電圧波形を示す波形図である。図２１は、変圧器電圧変換部６１０による変換後の１次側相電圧ＶＤｕ，ＶＤｖ，ＶＤｗの電圧波形を示す波形図である。図２２は、１次側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの電圧波形を示す波形図である。

変圧器電圧変換部６１０は、図２０に示す２組の２次側電圧Ｖｔ，Ｖｍを、図２１に示す１次側相電圧ＶＤｕ，ＶＤｖ，ＶＤｗに変換する。これにより、変圧器電圧変換部６１０は、ｐｕ値（定格に対する割合）で換算して、図２２に示す１次側相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと同一の電圧波形を求めることができる。

残留磁束算出部６０４Ｂは、遮断器２による変形ウッドブリッジ結線変圧器３の遮断前後に、変圧器電圧変換部６１０により変換された各相電圧ＶＤｕ，ＶＤｖ，ＶＤｗをそれぞれ積分する。残留磁束算出部６０４Ｂは、この積分された値に基づいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の鉄心の残留磁束（１次側相磁束）φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを算出する。残留磁束算出部６０４Ｂは、演算した残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗを位相検出部６０５に出力する。

位相検出部６０５は、第１の実施形態と同様に、定常磁束算出部６０２により演算された各相の定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗ及び残留磁束算出部６０４Ｂにより演算された各相の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗに基づいて、投入目標位相範囲Ｔｃを同定する。

本実施形態によれば、変形ウッドブリッジ結線変圧器３に変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍしか設置されていない場合であっても、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側電圧Ｖｔ，Ｖｍから１次側相電圧ＶＤｕ，ＶＤｖ，ＶＤｗに変換することで、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
図２３は、本発明の第４の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｃの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ｃは、図１９に示す第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂにおいて、位相検出部６０５の代わりに、第２の実施形態に係る位相検出部６０５Ａを設け、計測情報保持部６０７Ｃ、開極位相制御部６０８Ｃ、及び第２の実施形態に係る開極指令出力部６０９を追加した構成である。その他の構成は、第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂと同様である。

励磁突入電流抑制装置６Ｃの運用前に、計測情報保持部６０７Ｃは、遮断器２を複数回遮断したときにおける、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測された２次側電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧遮断位相と、残留磁束算出部６０４Ｂにより算出された磁束信号とを計測する。計測情報保持部６０７Ｃは、計測された電圧遮断位相及び磁束信号に基づいて、遮断位相と各相の残留磁束φＺｕ，φＺｖ，φＺｗとの関係などの残留磁束の特性に関する情報を計測情報として保持する。

開極位相制御部６０８Ｃには、計測情報保持部６０７Ｃに保持された計測情報及び電源電圧計測部６０１により計測された電源母線１の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが入力される。開極位相制御部６０８Ｃは、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、遮断位相が常に同じになるように、遮断器２の主接点の開極位相を制御する。開極位相制御部６０８Ｃは、制御した開極位相を開極指令出力部６０９に出力する。

開極指令出力部６０９は、開極位相制御部６０８Ｃから受信した開極位相に基づいて、遮断器２の主接点を駆動する操作機構に対して開極指令を出力する。これにより、遮断器２は、開放される。

位相検出部６０５Ａには、計測情報保持部６０７Ｃに保持されている計測情報及び定常磁束算出部６０２により算出された定常磁束φＴｕ，φＴｖ，φＴｗに基づいて、第２の実施形態と同様に、遮断器２を投入する投入目標位相範囲Ｔｃを同定する。

本実施形態によれば、第２の実施形態及び第３の実施形態のそれぞれによる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

（第５の実施形態）
図２４は、本発明の第５の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｄの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ｄは、図１９に示す第３の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｂにおいて、変圧器電圧変換部６１０の代わりに電源電圧変換部６１１を設け、定常磁束算出部６０２を定常磁束算出部６０２Ｄに代え、残留磁束算出部６０４Ｂを残留磁束算出部６０４Ｄに代え、位相検出部６０５を位相検出部６０５Ｄに代えた構成である。その他の構成については、第３の実施形態と同様である。

図２５は、本実施形態に係る電源電圧変換部６１１による変換後の変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側電圧ＶＤｍ，ＶＤｔの電圧波形を示す波形図である。図２６は、本実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｄによる投入目標位相範囲Ｔｃを説明するための磁束波形を示す波形図である。

図２４〜図２６を参照して、励磁突入電流抑制装置６Ｄの構成について説明する。

残留磁束算出部６０４Ｄは、遮断器２による変形ウッドブリッジ結線変圧器３の遮断前後に、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測された２組の２次側電圧Ｖｔ，Ｖｍをそれぞれ積分する。残留磁束算出部６０４Ｄは、この積分された値に基づいて、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の鉄心の残留磁束（２次側磁束）φＺｍ，φＺｔを算出する。残留磁束φＺｍは、主座の２次側残留磁束である。残留磁束φＺｔは、Ｔ座の２次側残留磁束である。残留磁束算出部６０４Ｄは、演算した残留磁束φＺｍ，φＺｔを位相検出部６０５Ｄに出力する。

図２７〜図２９を参照して、本実施形態に係る電源電圧変換部６１１による演算処理について説明する。

図２７は、電源電圧変換部６１１による変換前の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの電圧波形を示す波形図である。図２８は、電源電圧変換部６１１による変換後の変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側電圧ＶＤｍ，ＶＤｔの電圧波形を示す波形図である。図２９は、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧波形を示す波形図である。

電源電圧変換部６１１は、電源電圧計測部６０１により計測された図２７に示す各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを、次式により、図２８に示す変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２組の２次側電圧ＶＤｍ，ＶＤｔに変換する。

ＶＤｍ＝Ｖｖ−Ｖｗ …式（４）
ＶＤｔ＝√３×Ｖｕ …式（５）
なお、√３は、１．７３２と置き換えてもよい。

２次側電圧ＶＤｍは、変換後の主座の２次側電圧である。２次側電圧ＶＤｔは、変換後のＴ座の２次側電圧である。

これにより、電源電圧変換部６１１は、ｐｕ値（定格に対する割合）で換算して、図２９に示す２組の２次側電圧Ｖｍ，Ｖｔと同一の電圧波形を求めることができる。電源電圧変換部６１１は、変換した変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２組の２次側電圧ＶＤｍ，ＶＤｔを定常磁束算出部６０２Ｄに出力する。

定常磁束算出部６０２Ｄは、電源電圧変換部６１１により変換された２組の２次側電圧ＶＤｍ，ＶＤｔをそれぞれ積分する。定常磁束算出部６０２Ｄは、この積分された値に基づいて、定常磁束φＴｍ，φＴｔを演算する。定常磁束算出部６０２Ｄは、演算した定常磁束φＴｍ，φＴｔを位相検出部６０５Ｄに出力する。これにより、図２５に示す２組の２次側電圧ＶＤｍ，ＶＤｔから図２６に示す定常磁束φＴｍ，φＴｔが求まる。

位相検出部６０５Ｄは、図２６に示すように、定常磁束算出部６０２Ｄにより演算された定常磁束φＴｍ，φＴｔと、残留磁束算出部６０４Ｄにより演算された残留磁束φＺｍ，φＺｔとの極性が２次側の端子間毎に、それぞれ一致する位相の区間Ｔｍ，Ｔｔを検出する。位相検出部６０５Ｄは、検出した位相の区間Ｔｍ，Ｔｔが２つの区間で重なる区間Ｔｃを同定する。同定した区間Ｔｃは、遮断器２を投入する投入目標位相範囲である。位相検出部６０５Ｄは、検出した投入目標位相範囲（区間）Ｔｃを投入指令出力部６０６に出力する。

投入指令出力部６０６は、位相検出部６０５Ｄにより検出された投入目標位相範囲Ｔｃ内で、遮断器２の主接点を駆動する操作機構に対して投入指令Ｔｃ１を出力する。これにより、遮断器２は、投入される。

次に、図３０〜図３２を参照して、励磁突入電流抑制装置６Ｄによる励磁突入電流の抑制について説明する。

図３０〜図３２は、遮断器２による変形ウッドブリッジ結線変圧器３の遮断Ｔｐから投入（投入指令Ｔｃ１）までの状態の一例を示している。図３０は、２次側電圧Ｖｍ，Ｖｔを示す波形図である。図３１は、２次側磁束φｍ，φｔ（定常磁束φＴｍ，φＴｔ及び残留磁束φＺｍ，φＺｔ）を示す波形図である。図３２は、１次側相電流（励磁突入電流）Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示す波形図である。

変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側に図３０に示す２次側電圧Ｖｍ，Ｖｔが印加されている場合、遮断器２による遮断Ｔｐ後は、図３１に示す残留磁束φＺｍ，φＺｔがある。

励磁突入電流抑制装置６Ｄにより、投入目標位相範囲Ｔｃ内で遮断器２を投入すると、図３２に示す励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れる。この励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、最大で約１００［Ａ］程度に抑制されている。

本実施形態によれば、電源母線１の三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗから変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２組の２次側磁束の定常磁束φＴｍ，φＴｔを求めることができる。よって、変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側電圧Ｖｍ，Ｖｔを計測して、残留磁束φＺｍ，φＺｔを求めることで、遮断器２を投入するための投入目標位相範囲Ｔｃを同定することができる。

従って、変形ウッドブリッジ結線変圧器３に変圧器２次側電圧検出器５Ｔ，５Ｍしか設置されていない場合であっても、三相の各相に流れる励磁突入電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを抑制する位相制御をすることができる。

（第６の実施形態）
図３３は、本発明の第６の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｅの適用された電力系統システムの構成を示す構成図である。

励磁突入電流抑制装置６Ｅは、図２４に示す第５の実施形態に係る励磁突入電流抑制装置６Ｄにおいて、位相検出部６０５Ｄの代わりに、位相検出部６０５Ｅを設け、計測情報保持部６０７Ｅ、開極位相制御部６０８Ｅ、及び第２の実施形態に係る開極指令出力部６０９を追加した構成である。その他の構成は、第５の実施形態と同様である。

励磁突入電流抑制装置６Ｅの運用前に、計測情報保持部６０７Ｅは、遮断器２を複数回遮断したときにおける、変圧器電圧計測部６０３Ｂにより計測された２次側電圧Ｖｍ，Ｖｔの電圧遮断位相と、残留磁束算出部６０４Ｄにより算出された磁束信号とを計測する。計測情報保持部６０７Ｅは、計測された電圧遮断位相及び磁束信号に基づいて、遮断位相と残留磁束φＺｍ，φＺｔとの関係などの残留磁束の特性に関する情報を計測情報として保持する。

開極位相制御部６０８Ｅは、計測情報保持部６０７Ｅに保持された計測情報及び電源電圧計測部６０１により計測された電源母線１の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、遮断位相が常に同じになるように、遮断器２の主接点の開極位相を制御する。開極位相制御部６０８Ｅは、制御した開極位相を開極指令出力部６０９に出力する。

開極指令出力部６０９は、開極位相制御部６０８Ｅから受信した開極位相に基づいて、遮断器２の主接点を駆動する操作機構に対して開極指令を出力する。これにより、遮断器２は、開放される。

位相検出部６０５Ｅには、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている計測情報及び定常磁束算出部６０２Ｄにより算出された変形ウッドブリッジ結線変圧器３の２次側磁束の定常磁束φＴｍ，φＴｔが入力される。位相検出部６０５Ｅは、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている計測情報から、残留磁束φＺｍ，φＺｔを推定する。位相検出部６０５Ｅは、残留磁束φＺｍ，φＺｔ及び定常磁束φＴｍ，φＴｔに基づいて、遮断器２を投入する投入目標位相範囲Ｔｃを同定する。投入目標位相範囲Ｔｃを同定する方法については、第５の実施形態と同様である。

ここで、開極位相制御部６０８Ｅは、常に遮断位相が同じになるように、位相制御をしている。従って、位相検出部６０５Ｅは、計測情報保持部６０７Ｅに保持されている情報に変更がなければ（計測情報を更新していなければ）、常に投入目標位相範囲Ｔｃは同じでよい。

本実施形態によれば、第５の実施形態及び第２の実施形態のそれぞれによる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

なお、各実施形態において、電源電圧検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗにより、電源母線１の各相電圧を計測したが、電源母線１の各線間電圧を計測してもよい。各線間電圧を相電圧に変換することで、各実施形態と同様の構成にすることができる。

また、各実施形態において、励磁突入電流抑制装置６等での位相制御における各種パラメータは、より精度を高めるため等により補正をしてもよい。例えば、遮断器２の投入において、主接点間に発生するプレアークと呼ばれる先行放電や、操作機構の動作ばらつきなどに起因する投入時間のばらつきが存在する。このプレアークによる投入ばらつきや、遮断器投入時のばらつきは、あらかじめその特性を取得しておくことにより、位相制御を行う際にこの特性による補正をする。このような補正をすることで、これらのばらつきがあっても、励磁突入電流をより確実に抑制することができる。

さらに、各実施形態において、定常磁束及び残留磁束を演算する場合に、相電圧から各種巻線電圧などの電圧を変換してから磁束を求めたが、磁束を求めた後に、磁束を変換してもよい。例えば、１次側の三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗから２次側の２組の巻線磁束φｍ，φｔを求める場合、先に各相の磁束を求めた後に、２次側巻線毎の磁束を求めてもよい。また、その他の演算においても、結果が同じになるのであれば、演算の順序や演算をさせる場所（励磁突入電流抑制装置の内部や外部を問わず、コンピュータや各種検出器等）は、適宜変更することができる。

また、各実施形態において、遮断器２は、三相一括操作型の遮断器としたが、相毎に操作する各相操作型の遮断器でもよい。各相操作型遮断器であれば、各相の遮断器を同時に投入することで、三相一括操作型遮断器と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電源母線、２…遮断器、３…変形ウッドブリッジ結線変圧器、４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ…電源電圧検出器、５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ…変圧器側電圧検出器、６…励磁突入電流抑制装置、６０１…電源電圧計測部、６０２…定常磁束算出部、６０３…変圧器電圧計測部、６０４…残留磁束算出部、６０５…位相検出部、６０６…投入指令出力部。

Claims (12)

1. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測する変圧器側三相交流電圧計測手段と、
   前記変圧器側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三相の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、
   前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、
   前記定常磁束演算手段により演算された前記三相の定常磁束と前記残留磁束演算手段により演算された前記三相の残留磁束とが三相のそれぞれで極性が一致する位相を判断する位相判断手段と、
   前記位相判断手段により判断された位相で、前記遮断器を三相一括で投入する投入手段と
   を備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
2. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測する変圧器側三相交流電圧計測手段と、
   前記変圧器側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三相の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、
   前記残留磁束演算手段により演算された前記三相の残留磁束のうち最も大きな残留磁束の相を検出する相検出手段と、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、
   前記相検出手段により検出された相において、前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧が、前記残留磁束演算手段により演算された残留磁束と同極性から逆極性に遷移する電圧零点の位相を判断する位相判断手段と、
   前記位相判断手段により判断された位相で、前記遮断器を三相一括で投入する投入手段と
   を備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
3. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の単相交流電圧を計測する変圧器側単相交流電圧計測手段と、
   前記変圧器側単相交流電圧計測手段により計測された単相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三相の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、
   前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、
   前記定常磁束演算手段により演算された前記三相の定常磁束と前記残留磁束演算手段により演算された前記三相の残留磁束とが三相のそれぞれで極性が一致する位相を判断する位相判断手段と、
   前記位相判断手段により判断された位相で、前記遮断器を三相一括で投入する投入手段と
   を備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
4. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を２組の単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制装置であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の単相交流電圧を計測する変圧器側単相交流電圧計測手段と、
   前記変圧器側単相交流電圧計測手段により計測された単相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の単相の残留磁束を演算する残留磁束演算手段と、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測する電源側三相交流電圧計測手段と、
   前記電源側三相交流電圧計測手段により計測された三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の単相の定常磁束を演算する定常磁束演算手段と、
   前記定常磁束演算手段により演算された前記単相の定常磁束と前記残留磁束演算手段により演算された前記単相の残留磁束とが２組の単相のそれぞれで極性が一致する位相を判断する位相判断手段と、
   前記位相判断手段により判断された位相で、前記遮断器を三相一括で投入する投入手段と
   を備えたことを特徴とする励磁突入電流抑制装置。
5. 前記遮断器を少なくとも１回開放操作したときの前記変圧器の残留磁束及び前記遮断器の遮断位相を計測した情報を保持する計測情報保持手段と、
   前記計測情報保持手段に保持された情報に基づいて、同一の遮断位相で前記遮断器を開放するための開放手段とを備え、
   前記投入手段は、前記開放手段による前記遮断位相に基づいて、前記遮断器を投入すること
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制装置。
6. 前記遮断器は、三相の接点を一括操作する三相一括型であること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制装置。
7. 前記遮断器は、
   相毎に接点を操作する各相操作型であり、
   三相の接点を同時に投入及び開放すること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制装置。
8. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測し、
   計測した前記変圧器側の三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三相の残留磁束を演算し、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
   計測した前記電源側の三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の定常磁束を演算し、
   演算した前記変圧器の三相の定常磁束と演算した前記変圧器の三相の残留磁束とが三相のそれぞれで極性が一致する位相を判断し、
   判断した位相で、前記遮断器を三相一括で投入すること
   を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
9. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
   前記遮断器の前記変圧器側の三相交流電圧を計測し、
   計測した前記変圧器側の三相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三相の残留磁束を演算し、
   演算した前記三相の残留磁束のうち最も大きな残留磁束の相を検出し、
   前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
   検出した相において、計測した前記電源側の三相交流電圧が、演算した残留磁束と同極性から逆極性に遷移する電圧零点の位相を判断し、
   判断した位相で、前記遮断器を三相一括で投入すること
   を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
10. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
    前記遮断器の前記変圧器側の単相交流電圧を計測し、
    計測した前記変圧器側の単相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の三相の残留磁束を演算し、
    前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
    計測した前記電源側の三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の三相の定常磁束を演算し、
    演算した前記変圧器の三相の定常磁束と演算した前記変圧器の三相の残留磁束とが三相のそれぞれで極性が一致する位相を判断し、
    判断した位相で、前記遮断器を三相一括で投入すること
    を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
11. 電源を備えた三相交流の電力系統と三相交流電圧を２組の単相交流電圧に変換する有効接地された変圧器との接続を開閉する遮断器の励磁突入電流を抑制する励磁突入電流抑制方法であって、
    前記遮断器の前記変圧器側の単相交流電圧を計測し、
    計測した前記変圧器側の単相交流電圧に基づいて、前記遮断器による前記変圧器の遮断後の前記変圧器の単相の残留磁束を演算し、
    前記遮断器の前記電源側の三相交流電圧を計測し、
    計測した三相交流電圧に基づいて、前記変圧器の単相の定常磁束を演算し、
    演算した前記変圧器の単相の定常磁束と演算した前記変圧器の単相の残留磁束とが２組の単相のそれぞれで極性が一致する位相を判断し、
    判断した位相で、前記遮断器を三相一括で投入すること
    を含むことを特徴とする励磁突入電流抑制方法。
12. 前記遮断器を少なくとも１回開放操作したときの前記変圧器の残留磁束及び前記遮断器の遮断位相を計測した情報を保持し、
    保持した情報に基づいて、同一の遮断位相で前記遮断器を開放し、
    前記遮断位相に基づいて、前記遮断器を投入すること
    を含むことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の励磁突入電流抑制方法。

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