專利名稱：相位控制開關裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在使開關浪涌成為更小的最佳相位來控制電力開關設備的開關時刻的相位控制開關裝置。
背景技術(shù)：
以往有一種相位控制開關裝置，該裝置在對三相空載的輸電線接通電源時，計測各相的電源電壓，并檢測每相的電源電壓零點，通過在檢測的電源電壓零點附近分別將各相的斷路器合閘，來抑制產(chǎn)生過渡電壓、電流(例如下述專利文獻l)。
專利文獻1:日本專利再表W000 / 004564號公報(第28 29頁、圖1、
圖3)

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，已知若斷開空載的輸電線，則根據(jù)輸電線側(cè)的條件，不僅在斷路器的電源側(cè)，而且在斷路器的負載側(cè)也會產(chǎn)生各種電壓。例如，在負載側(cè)連接具有分路電抗器的補償輸電線時，在負載側(cè)會產(chǎn)生一定頻率的正弦波電壓。
在這樣的狀況下，為了抑制將斷路器再合閘時的過電壓，需要這樣使斷路器閉極，以使得在電源側(cè)電壓與負載側(cè)電壓之差成為最小的時刻(即，出現(xiàn)將電源側(cè)電壓與負載側(cè)電壓合成的電壓波形的斷路器極間的電壓成為最小的時刻)合閘。
然而，在上述專利文獻l等為代表的以往的相位控制開關裝置中，由于只著眼于各相的電源電壓的零點或各相間電壓的零點來進行斷路器的合鬧相位控制，因此如上所述，存在的問題是在負載側(cè)產(chǎn)生不期望的電壓波形時，有時無法抑制斷路器合閘時的過渡電壓、電流。
本發(fā)明是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供一種無論負載側(cè)電壓的狀態(tài)如何也可以抑制斷路器合閘時的過渡電壓、電流的閉極相位控制裝置。
為了解決上述課題，達到目的，本發(fā)明所涉及的相位控制開關裝置，控制連接于電源側(cè)輸電線與具有分路電抗器的補償輸電線之間的三相開關裝置的閉極相位，其特征是，包括計測上述電源側(cè)輸電線的各相電壓的電壓計測部;檢測將由上述電壓計測部計測的各相電壓進行時間微分而得到的各相電壓變化率的零點的周期的電壓變化率零點周期檢測部；計測流過插入上述補償輸電線的每相的上述分路電抗器的各相電流的電流計測部；檢測由上述電流計測部計測的各相電流的零點的周期的電流零點周期檢測部；以及閉極相位控制部，上述閉極相位控制部基于對上述三相開關裝置的閉極指令進行動作，生成每相的閉極相位，控制上述三相開關裝置，使得在上述電壓變化率的零點與上述分路電抗器電流的零點一致的零點中，在相互的極性都反轉(zhuǎn)為同極性的零點閉極。
根據(jù)本發(fā)明所涉及的相位控制開關裝置，由于生成每相的閉極相位，控制斷路器，使得在將由電壓計測部計測的各相電壓進行時間微分而得到的電壓變化率的零點與由電流計測部計測的分路電抗器電流的零點一致的零點中，在相互的極性都反轉(zhuǎn)為同極性的零點閉極，因此無論補償輸電線側(cè)的電壓的狀態(tài)如何，都取得可以抑制斷路器合閘時的過渡電壓、電流這樣的效果。


圖1是用于說明本發(fā)明所涉及的相位控制開關裝置的理想的實施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是用于說明圖1所示的相位控制開關裝置的動作的波形圖。標號說明
1R、 1S、 1T 輸電線
10 斷路器
IIR、 IIS、 11T 消弧室
12R、 12S、 12T 操作部
13R、 13S、 13T 電壓計測部
20R、 20S、 20T 分路電抗器21R、21S、 21T 電流計測部
30閉極相位計算處理部
31電壓變化率零點周期檢測部
32電流零點周期檢測部
33閉極相位控制部
40閉極指令
說明書第3/6頁
具體實施例方式
下面，基于附圖詳細說明本發(fā)明所涉及的相位控制開關裝置的理想的實施方式。另外，本發(fā)明不限于以下的實施方式。
(本發(fā)明的特征)
本發(fā)明的目的在于提供一種無論負載側(cè)電壓的狀態(tài)如何都能抑制斷路器合閘時的過渡電壓、電流的閉極相位控制裝置，可以解決以往的技術(shù)思想中無法解決的課題，其特征在于，通過考慮到斷路器閉極過程中的斷路器極間的絕
緣強度特性(RDDS，絕緣強度下降率)，始終可以在斷路器極間電壓變低的時刻將斷路器合閘。(裝置的結(jié)構(gòu))
接下來，說明本發(fā)明所涉及的相位控制開關裝置的理想的實施方式。圖1是用于說明本發(fā)明所涉及的相位控制開關裝置的理想的實施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖1中，三相開關裝置即斷路器IO連接于該圖左側(cè)所示的電源側(cè)電路與該圖右側(cè)所示的輸電線1R、 1S、 1T之間。另外，斷路器10包括消弧室11R、 IIS、 IIT，并包括各相獨立的操作部12R、 12S、 12T，以使設置在消弧室IIR、 IIS、 11T內(nèi)的各觸頭可以獨立地進行開關動作。在斷路器10的電源側(cè)，設置計測各相的電源側(cè)電壓的電壓計測部13R、 13S、 13T。另一方面，在斷路器10的輸電線側(cè)，設置用于計測流過設置在每相的分路電抗器20R、 20S、 20T的電流的電流計測部21R、 21S、 21T。
閉極相位計算處理部30是具有進行包含閉極相位控制的計算處理的功能的結(jié)構(gòu)部，例如可以由微型計算機或控制處理器等構(gòu)成。另外，閉極相位控制計算處理部30的結(jié)構(gòu)包括基于來自電壓計測部13R、 13S、 13T的輸出進行動作的電壓變化率零點周期檢測部31;基于來自電流計測部21R、 21S、 21T 的輸出進行動作的電流零點周期檢測部32;以及基于來自這些結(jié)構(gòu)部(電壓變 化率零點周期檢測部31及電流零點周期檢測部32)的各輸出及向閉極相位計 算處理部30輸入的閉極指令40進行動作的閉極相位控制部33。 (裝置的動作)
接下來，參照圖2說明圖l所示的相位控制開關裝置的動作。此處，圖2 是用于說明相位控制開關裝置的動作的波形圖。另外，在以下的動作說明中， 首先說明圖2所示的各波形圖，之后基于圖2的各波形圖，說明求出閉極相位 的閉極相位控制部33的動作。另外，實際的動作是雖然對于每相都進行的， 但為了簡化說明，只說明一相(R相)的動作，省略關于其他相的動作說明。
圖2 (a) (e)是表示使斷路器10在如波狀線部所示的斷路器開極點開 極時的各部波形的一個例子的圖，進一步詳細說明，則該圖(a)表示從電壓 計測部13R輸出的電源側(cè)電壓波形，圖2 (b)表示輸電線側(cè)電壓波形。另外， 該圖(c)是表示將從電壓計測部13R輸出、輸入電壓變化率零點周期檢測部 31的電源側(cè)電壓進行時間微分而得到的電源側(cè)電壓的變化率的波形，該圖(d) 是表示從電流計測部21R輸出、輸入電流零點周期檢測部32的分路電抗器電 流的波形。并且，該圖(e)是表示在將斷路器10分閘之后的極間出現(xiàn)的電壓 的絕對值的波形。
在本實施方式中，這樣進行控制，使得在電源側(cè)電壓的電壓變化率的波形 上的零點(參照圖2 (c))、與分路電抗器電流的零點(參照圖2 (d)) — 致的零點中，將它們的極性都反轉(zhuǎn)為同極性的零點(各極性都從負極性反轉(zhuǎn)為 正極性的零點、或者各極性都從正極性反轉(zhuǎn)為負極性的零點)的相位作為用于 閉極的目標相位。
接下來，說明考慮到構(gòu)成斷路器10的各極間的絕緣強度特性(RDDS)時 的動作。
此處，圖2 (e)的波形上所示的Tl點及T2點表示作為斷路器10機械地 接觸的機械的閉極點。另外，從T1點及T2點向左上方延伸的直線表示斷路器 閉極過程的極間的絕緣強度特性(RDDS)、即操作斷路器使得分別在Tl點及 T2點機械地閉極時的極間絕緣強度。因此，這些各直線與該圖(e)的波形的
6交點即A點及B點表示在最靠近機械地接觸的閉極點的時刻電接觸的電閉極點。
另一方面，如圖2 (c) 、 (d)所示，電源側(cè)電壓的電壓變化率與分路電 抗器電流呈現(xiàn)以零為基線的近似正弦波的波形，相互的零點一致的點存在兩 種。即，在該零點中，存在相互的極性都反轉(zhuǎn)為同極性的相位點T1 (都從負 極反轉(zhuǎn)為正極)；以及相互的極性反轉(zhuǎn)為相反的極性的相位點T2 (該圖(c) 中從負極反轉(zhuǎn)為正極，該圖(d)中從正極反轉(zhuǎn)為負極)。
另一方面，在電閉極點即A點、B點中，各點的橫軸上的位置為將斷路器 閉極時的合閘相位，縱軸上的位置為破壞極間的絕緣時的極間施加電壓的大 小。另外，由于該極間施加電壓的大小為由于斷路器的合閘而開始的過渡現(xiàn)象 的初始值，因此該極間施加電壓越大，對電力系統(tǒng)等的影響也越大。因此，以 圖2的例子為例，作為電閉極點，需要進行控制，以選擇極間施加電壓較小的 A點。另外，將這樣的技術(shù)思想作為圖l所示的相位控制開關裝置的控制形態(tài) 說明如下。
艮P，閉極相位計算處理部30在由電壓變化率零點周期檢測部31檢測的電 源側(cè)電壓的電壓變化率的零點、與由電流零點周期檢測部32檢測的負載側(cè)電 流的零點一致的零點中，選定在該零點的前后振幅值的極性都反轉(zhuǎn)為同極性的 零點，并向斷路器IO輸出選定的零點為斷路器10的合閘點的輸出(閉極相位) 即可。利用這樣的控制，由于斷路器10的電接觸是在極間電壓的電壓值更低 的電閉極點進行的，因此無論負載側(cè)電壓的狀態(tài)如何，都得到可以抑制斷路器 合閘時的過渡電壓、電流這樣的效果。
如以上說明，根據(jù)本實施方式的相位控制開關裝置，由于生成每相的閉極 相位，控制斷路器，使得在將計測的各相電壓進行時間微分而得到的電壓變化 率的零點、與計測的分路電抗器電流的零點一致的零點中，在相互的極性都反 轉(zhuǎn)為同極性的零點閉極，因此無論補償輸電線側(cè)的電壓的狀態(tài)如何，都可以抑 制斷路器合閘時的過渡電壓、電流。
另外，在上述實施方式中，說明了電壓變化率零點周期檢測部31檢測的 電源側(cè)電壓的電壓變化率的零點、與電流零點周期檢測部32檢測的負載側(cè)電 流的零點一致的情況。實際上，由于分路電抗器20R、 20S、 20T是只具有電抗器(感應電抗器)分量的電路元件，因此可以將其零點作為一致處理。
另一方面，由于分路電抗器20R、 20S、 20T的特性、電壓變化率零點周期 檢測部31及電流零點周期檢測部32的檢測精度，還需要考慮檢測的各零點在 嚴格意義上不一致的情況。然而，即使在這樣的情況下，只要在滿足上述控制 形態(tài)的電源側(cè)電壓的電壓變化率的零點或者負載側(cè)電流的零點中，將任意一個 零點作為基準進行控制即可。即使進行這樣的控制，無論負載側(cè)電壓的狀態(tài)如 何，都可以解決抑制斷路器合閘時的過渡電壓、電流這樣的本發(fā)明申請的課題。
另外，在本實施方式中，表示了將電壓變化率零點周期檢測部31作為檢 測電壓變化率的零點周期的結(jié)構(gòu)部，但毋庸置疑的是，也可以是不檢測零點周 期而直接地檢測零點本身的結(jié)構(gòu)部。另外，關于電流零點周期檢測部32也一 樣，也可以是不檢測電流零點的周期而直接地檢測電流零點本身的結(jié)構(gòu)部。
工業(yè)上的實用性
如上所述，本發(fā)明所涉及的相位控制開關裝置作為無論補償輸電線側(cè)的電 壓的狀態(tài)如何都有助于抑制斷路器合閘時的過渡電壓、電流的發(fā)明是有用的。
權(quán)利要求
1.一種相位控制開關裝置，控制連接于電源側(cè)輸電線與具有分路電抗器的補償輸電線之間的三相開關裝置的閉極相位，該相位控制開關裝置的特征在于，包括計測所述電源側(cè)輸電線的各相電壓的電壓計測部；檢測將由所述電壓計測部計測的各相電壓進行時間微分而得到的各相電壓變化率的零點的周期的電壓變化率零點周期檢測部；計測流過插入所述補償輸電線的每相的所述分路電抗器的各相電流的電流計測部；檢測由所述電流計測部計測的各相電流的零點的周期的電流零點周期檢測部；以及閉極相位控制部，所述閉極相位控制部基于對所述三相開關裝置的閉極指令進行動作，生成每相的閉極相位，控制所述三相開關裝置，使得在所述電壓變化率的零點與所述分路電抗器電流的零點一致的零點中，在相互的極性都反轉(zhuǎn)為同極性的零點閉極。
2. 如權(quán)利要求l所述的相位控制開關裝置，其特征在于， 所述閉極相位控制部生成的閉極相位是以所述電壓變化率的零點為基準生成的。
3. 如權(quán)利要求l所述的相位控制開關裝置，其特征在于， 所述閉極相位控制部生成的閉極相位是以所述分路電抗器電流的零點為基準生成的。
全文摘要
相位控制開關裝置控制連接于電源側(cè)輸電線和補償輸電線之間的斷路器，抑制斷路器合閘時的過渡電壓、電流。包括電壓變化率零點周期檢測部(31)，其檢測將由計測電源側(cè)輸電線的各相電壓的電壓計測部(13R、13S、13T)計測的各相電壓進行時間微分而得到的各相電壓變化率的零點周期；電流零點周期檢測部(32)，其檢測由計測流過插入補償輸電線的分路電抗器(20R、20S、20T)的各相電流的電流計測部(21R、21S、21T)計測的各相電流的零點周期；以及閉極相位控制部(33)，其基于對連接于電源側(cè)輸電線和補償輸電線之間的斷路器(10)的閉極指令(40)進行動作，生成每相的閉極相位，控制斷路器，使得在電壓變化率的零點與分路電抗器電流的零點一致的零點中，在相互的極性都反轉(zhuǎn)為同極性的零點閉極。
文檔編號H01H33/59GK101601111SQ20078005114
公開日2009年12月9日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者木下定之, 森智仁, 香山治彥, 龜井健次 申請人:三菱電機株式會社