[发明专利]相位控制开关装置

说明书

本发明涉及一种相位控制开关装置，它控制电力开关设备的通断定时，从而可抑制对变压器、电抗器和电容器等系统部件严酷的励磁冲击电流和开关浪涌电压的产生，或控制断路器的起弧时间，从而可以在无再点弧的起弧时间或最佳断路时间使断路器动作以进行断路。

设置通断(闭合、断开)相位控制装置的开关设备的应用范围近年来不断扩大，该通断相位控制装置控制电力开关设备的通断定时从而抑制合闸时产生的励磁冲击电流或开关浪涌电压；或控制断路器的起弧时间，从而使断路器在无再点弧的起弧时间或最佳断路时间动作，切断从电力母线向负荷提供的电力。

图13(a)、(b)是例如特开平6-20564号公报中揭示的以往的断路器断路控制装置的构成图。图14是以往装置断开动作时的基准电压波形与R相、S相、T相的3相电流波形。

在图13(a)中，91是分路电抗器，它经断路器2连接电力母线5。4是断路器断开相位控制装置本体，它由基准相位检测部41及对电力母线5的R、S、T相进行控制的各控制部42R、42S、42T构成。又，自电力母线5提供的系统电压由输入变换器73变换成断路器断开相位控制装置4内部处理所需的电压，输入至基准相位检测部41。

接着，对以往装置的动作加以说明。

经仪用变压器3由电力母线5输入的系统电压，由输入变换器73变换成断路器断开相位控制装置4内部处理所需的电压，输入至基准相位检测部41。在向断路器2输出断开指令时，基准相位检测部41，如图14所示，检测基准相位电压的电压零点，设定作为基准的周期电压零点。

把由周期电压零点，对电压相位延迟1/4周期的时刻设定为周期电流零点。同时，由基准相位检测部41，向各相位控制部42R、42S、42T输出信号，各相位控制部42R、42S、42T计算对应的R、S、T相断路器2从断开指令时刻至CB断开开始点止的断开动作时间(CB断开时间)。

然后，基准相位检测部41计算动作同步时间(控制时间)，使在各R、S、T相为无再点弧的预定起弧时间(从CB断开时刻至最终断路时刻止的时间)后电流零点来临。

这时，设定预计发生在从基准电压零点起经断路时间(预定起弧时间(2)加断开动作(CB断开)时间(1))((2)+(1))以后的目标电流零点(断路点)。然后，计算从基准电压零点至目标电流零点的完成时间((1)+(2)+(3)+(4))中减去断路时间((1)+(2))所得的动作同步时间(控制时间)((3)+(4))。其中，(3)是输入电压(R相电压)与分路电抗器中所流各相电流之间的相位差(R相、S相、T相各产生90°、210°、330°相位差)。(4)是为使最终断路点处于各相电流零点所需的修正时间。

基准相位检测部41，在基准电压零点起经动作同步时间后，向对应相的控制部42发出断路器2的控制动作指令，使断路器2开始动作。

通过这种控制开始动作的断路器2，在断开动作时间后，触点分离，各R、S、T相均经预定起弧时间(2)后，达到最终断路点。若把这种断开方法用于负责分路电抗器断路的接通相位控制装置，可在各相断路器2的触点间充分确保绝缘距离的时刻进行断路控制，因而不会产生再点弧。

13(b)是在示于13(a)的断路器断开相位控制装置4中增加平均周期测定部44而构成的。其他构成与图13(a)相同。单相输入电压(V)经输入变换器43输入平均周期测定部44。该部测定输入电压各周期的时间，求若干次测定时间的平均周期。平均周期测定部44向基准相位检测部41输出与平均周期相应的信号(正弦波或方波等输入电压零点明显的信号)。以后的动作与示于图13(a)的装置相同。

图15说明以往的断路器断开相位控制装置检测电流零点、实施断开相位控制时的电流波形、各动作定时及其时间。

待机时间与动作同步时间的相加值、动作时间、触点分离时刻、目标断路点分别相当于控制时间、CB断开动作、CB断开开始点及最终断路点。

又，图16表示该断路动作中断路器断开相位控制装置的动作顺序。

一旦断路器2接收断开指令，基准相位检测部41用通过电流计测部71内部的仪用变流器CT取入的阻断系统电流，计测电流零点时刻，计算以后各相的电流零点时刻Tai。

同时，各相的通断控制部42由温度计测部51、操作力计测部52、控制室的控制电压计测部53分别取入操作机构周围温度Temp、控制压力或弹簧操作力Edrive、控制电压Vcontrol，预先计算作为它们的函数提供的动作时间topen。又，起弧时间设定为预定时间。