JP4068624B2

JP4068624B2 - 静電型高圧同期検相方法及び装置

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Publication number: JP4068624B2
Application number: JP2005033000A
Authority: JP
Inventors: 袈裟文松本
Original assignee: 株式会社興研
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2025-02-09
Also published as: JP2006220481A

Description

本発明は、常用発電所及び移動式発電設備等に用いられる発電設備に係る静電型高圧同期検相方法及びその実施に直接使用する静電型高圧同期検相装置に関する。

現在、系統連係の常用発電所や、移動式発電設備における発電機の運転に際しては、低負荷時の効率を高めるために複数の小容量の高圧発電機を使用し運転を行う方法が一般的である。

その具体的運転方法としては、個々の発電機を母線に並列する方法が用いられ、この並列運転は負荷の増加に応じて停止中の発電機が自動起動し、発電機毎に備えられた同期装置（自動並列装置）で、電圧と周波数及び位相差の三要素が規定の条件に収まると自動並列するように設定されている。そして、上記値の下降とともに解列を行い、次の起動への待機を行うようになる。

これまでの発電設備には、図８に示すように複数の発電機Ｇ´（１、２…ｎ）を個別にパッケージ形状に分散し、母線Ｌｎを三相に対応した三本の銅バーγ（１、２…ｎ）で整然と配列されたものが使用されていたが、現在は、図９（ａ）の並列接続の配線図に示すように、発電機Ｇ´の個々のパッケージ間を単芯の高圧ケーブル三本を撚り合わせたトリプレックスで順次並列に接続する方法が用いられている。なお、図中Ｌｄは負荷と、Ｗは電力計をそれぞれ示す。

その同期時期と電圧の確認方法について同図９の（ａ）を用いて説明すると、発電機Ｇ´には、複合計器同期装置Ｄと母線電圧を検出するための計器用変圧器Ｖｔが備えられ、計器用変圧器の二次側（図中Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３）には電圧要素を必要とするいずれも図示しない電圧計、電力計及び保護装置等が順次並列接続される。

また、学術的には、相回転はＲ相を基準にしてＲＳＴもしくはＵＶＷの順に左か右にまわすため、図９（ｂ）に示すようにＲＳＴ（ＵＶＷ）が計器用変圧器Ｖｔの二次側Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３に対応し、母線側のＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３の値を計測することにより、同期の確認を行っていた。

図１０が、上記システムを抱合した従来の発電設備の配置図であり、発電設備β´は、発電機Ｇ´、並列遮断機δ´、発電機高圧線１７、発電機出力ケーブル１１´、母線ケーブル１２´、計器用変圧器Ｖｔを具備し、発電機Ｇ´から出力された高電圧が発電機高圧線１７を通じて、並列遮断機δ´、発電機出力ケーブル１１´、母線ケーブル１２´に流れ、計器用変圧器Ｖｔを介し変圧したものを計測するという一連の手段を通して、その同期時期の確認を行っていた。

ここにおいて、上記に記載する発電設備を用いる系統連係の常用発電所または移動式発電設備等が完成するまでの試験工程において発生する問題として、発電機の単機試運転が完了した後に同期装置で並列を行うと、相回転が逆になり同期失敗が生じ発電設備が瞬間短絡を引き起こすことがあるという点が挙げられる。

瞬間短絡を引き起こした場合、例えば、ガスタービンエンジンではシャーピン（異常な負荷が加わったときに切り離す装置）の折損や、ディーゼルエンジンではクランクシャフトの折損などが重障害として引き起こされ、特に、クランクシャフトの折損においては、勢い余ったコンロッドがオイルパンを突き破り飛び出すことによって、装置の点検と調整に携わる作業員の人身事故が発生する危険性がある。

また、電気的な保護装置で解列されたため、外見上では故障に至らなかったものでも、機械的に脆弱な部分において弊害が残っていることが予測できず、その残留弊害が後日の不具合や重故障の原因となるという品質保証や保守に関わる課題も発生する。

この瞬間短絡の原因となる同期失敗は、並列遮断機が解列するまでに発生し、母線と発電機および高圧ケーブルの接続で相回転が逆になることによって発生することが最も多い。

まず同期失敗の原因として挙げられるのが、高圧ケーブルの識別ミスである。一般的に、各電源のＲＳＴもしくはＵＶＷの配線ケーブルに色を割り当て、その認識を行っている。

例えば、発電機の製造者と高圧配線作業者はＲＳＴ（ＵＶＷ）をそれぞれ赤、白、青もしくは黒の配置を慣習的に用いている。しかし、電気事業者と通信業者は下記表１に示すように、伝統的に独自の識別表示を用いており、ときとして両者間における高圧ケーブル両端の識別表示の認識の誤りが複合的な線路識別の混乱となり、相回転を逆にする原因となる。

また、図９（ｂ）において説明した計器用変圧器Ｖｔの二次側（Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３）において、Ｐ_１、Ｐ_２が同期装置Ｄに至るまでに入れ違い相回転の逆を引き起こす場合もある。

近年の同期装置においては、上記のように、高圧側（図９中点線部Ｖ’１を示す）と低圧側（図９中点線部Ｖ’２を示す）に接続違いが生じても、並列遮断機δ´両端の計器用変圧器Ｖｔの単相の三要素である電圧、周波数、位相差が一致していれば相回転の逆が起こった場合においても、図１１のように、位相差が約１８０゜でも並列信号を発生させることが可能となっているため、接続違いによる同期失敗となる。

しかしながら、複合計器とシーケンサーの入力ミスは丹念な事前点検をもってしても回避できない場合がある。

そこで、最も正確に同期失敗を予防する方法として、据え付け現場で調査員が母線Ｌｎと発電機Ｇ´を立ち上げ、並列遮断機δ´の母線Ｌｎと発電機Ｇ´の両端の高圧三相を実測する方法が用いられている。

現況では、並列遮断機δ´両端の相回転と同期時期を同時に検出できる高圧検電相器は未開発の分野のため、高圧架空線路用や地中線路用の検電検相器が用いられている

図１２は検電検相器Ａ（１、２、３）の例であり、その構造や形状は（ａ）〜（ｃ）のように様々であるが、いずれもペン状の検電検相器Ａの先端に接触部Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１が存在し、その接触部Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１を端子に直接接触させることにより電圧の検査を行う。

この場合、検電検相器Ａは電気的には周波数が一定で、構造的には検出部が吊り下げ型か接触型になり、調査員が線路に触れないように（ｃ）の中継棒Ａ３２などを用いて可能な限り長く作られている。

しかしながら、相回転と同期時期の検出においては図１０の発電設備の配置図にも示されるように、並列遮断機δ´の周りは計器用変圧器Ｖｔなどの高圧配線が入り組み、各々の部品はボルトで固定されるものの、固定方法のない高圧線路用検電検相器Ａの先端を並列遮断機δ´の端子に接続するために、ビニールテープ等で固定し、胴を他の部分に絶縁性の紐等で括り付け固定しながら検出を行うこととなる。

この方法では、不安定な固定になるため導通不良を起こす上に、その手直しに気をとられ、絶縁手袋をしたにもかかわらず、体が他の高圧線に誤って触れることにより感電事故を誘発する怖れがある。

また、上記例で述べた同期失敗において、その原因として調査員のミスが最初に疑われるため、原因解明を遅らせる結果ともなる。

さらに、常設の発電所においては一度、同期の連係を確立すれば調整員が高圧に曝されることがないが、発電所の増設や工場整備を行うと、その後の並列調整に同様の危険が抱合されるとともに、移動式の発電装置においては、移動した先々で並列調整を行う必要があるため、さらなる危険頻度が高まることとなる。

ここにおいて、本発明の解決すべき主要な目的は、次の通りである。

即ち、本発明の第１の目的は、並列遮断機両端の高圧端子に調査員が近づくことなく、高圧回路の相回転と、適正な同期時期を検出し、同期装置の発生する並列信号が適正か否かを判定する同期検相方法及び装置を提供せんとするものである。

本発明の第２の目的は、新たに大掛かりな設備等を設置することなく、容易に同期時期の確認と高圧三相の実測を可能とする同期検相方法及び装置を提供せんとするものである。

本発明第３の目的は、作業上不安定危険操作のある検電検相器を使用しない、スイッチ操作のみの同期検相方法及び装置を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、明細書、図面、特に特許請求の範囲の各請求項の記載から、自ずと明らかとなろう。

本発明装置では、常用又は移動式の発電設備における静電型同期検相装置αに、高電圧を低圧微小電流に変換し、変換された低圧微小電流の発電機側と母線側の合成電流をそれぞれ算出する静電型計器用変圧器と、母線側、発電機側、合成電流の切換を行う主切換えスイッチ回路と相回転の同期状態の自己診断を行うＮ／Ｒスイッチ回路とで組合構成する低圧盤回路と、発電機側、母線側、同期状態、切状態の４パターンを、その切換え情報を下に切換操作する前記主切換スイッチ回路にて導通した電流の値を表示する電流計群Ａと、を備える手段を講じる特徴を有する。

また、本発明方法においては、発電設備における発電機に接続されている介接した並列遮断機の母線側と発電機側の各三相に静電型計器用変圧器を配置し、高電圧を低圧電流に変換した三相の合計電流を電流計で計測することにより、三相の相回転と同期タイミングの確認を行うことが可能となる手法を講じる特徴を有する。

さらに具体的詳細に述べると、当該課題の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念に亙る新規な特徴的構成手法又は、手段を採用することにより、前記目的を達成するよう為される。

即ち、本発明装置の第１の特徴は、系統連係の常用発電所もしくは移動式発電装置等の発電設備において、複数の高圧発電機の並列接続の相回転と適正な同期時期の確認を行う静電型高圧同期検相装置であって、介接した並列遮断機を中に挟んだ両側の発電機側、母線側に前記発電機を通じてそれぞれ出力された各三相ＲＳＴ（ＵＶＷ）の高電圧を低圧微小電流に変換し、当該発電機側、母線側の当該低圧微小電流の各合成電流を算出する静電型計器用変圧器と、前記発電機側、母線側の各低圧微小電流及び、当該低圧微小電流の合成電流の前記各三相の値を切換える低圧盤回路と、当該低圧盤回路にて切り換えられた当該合成電流の値を、視覚的に表示する電流計群と、を具備し、前記低圧盤回路は、前記各三相の前記発電機側、母線側の前記低圧微小電流及び、その前記合成電流の値を切換える主切替スイッチ回路と、各相の最高値を基準にして他の相が示す値をもとに、Ｎ、Ｒの接点の切換により、正常に相回転が行われているか否かを自己判断するためのＮ／Ｒスイッチ回路と、からなり、前記低圧盤回路における前記発電機側、母線側、同期状態、切状態のＯＮ／ＯＦＦ切換え情報に応じて前記主切換スイッチ回路を切換操作自在に構成してなる、静電型高圧同期検相装置の構成採用にある。

本発明方法の第２の特徴は、上記本発明装置の第１の特徴における前記静電型計器用変圧器が、静電碍子であって、零相電圧検出用コンデンサを構成してなる、静電型高圧同期検相装置の構成採用にある。

本発明装置の第３の特徴は、上記本発明装置の第１の特徴における、前記静電碍子が、一般的に使用されている汎用碍子より中間外周に亙る山谷段数の多い以外は、外径、長さがほぼ同寸法の屋内用碍子である、静電型高圧同期検相装置の構成採用にある。

本発明装置の第４の特徴は、上記本発明装置の第１又は２の特徴における前記主切換スイッチ回路が、前記発電機側、前記母線側、同期状態、切状態の４つのパターンの切換情報に応じて導通した前記低圧微小電流の値を計測表示する電流計群に伝達する連動スイッチである、静電型高圧同期検相装置の構成採用にある。

本発明装置の第５の特徴は、上記本発明装置の第１、２、３又は第４の特徴における前記主切換スイッチ回路が、小型リレー又は、カムスイッチで形成されてなる、静電型高圧同期検相装置の構成採用にある。

本発明装置の第６の特徴は、上記本発明装置の第１、２又は第３の特徴における前記電流計群が、前記並列遮断機付近に設置するに際し、容易に監視可能な感電の怖れのない位置に設置されてなる、静電型高圧同期検相装置の構成採用にある。

即ち、本発明方法の第１の特徴は、系統連係の常用発電所もしくは移動式発電装置等の発電設備において、複数の高圧発電機の並列接続の相回転と適正な同期時期の確認を行う静電型高圧同期検相方法であって、並列遮断機を中に挟んだ両側における前記高圧発電機側と母線側のそれぞれの高圧端子ＲＳＴ（ＵＶＷ）の各三相に静電型計器用変圧器を接続し前記発電機の各高電圧を低圧微小電流に変換し、合成電流として算出したものを、低圧盤回路内で主切換スイッチ回路を用いて、前記発電機側と前記母線側それぞれの前記低圧微小電流と算出された合成電流の切換えを行い、当該合成電流が最大値となったときを前記並列遮断機の健全な同期投入時機とした上で、前記高圧発電機の前記三相が相回転の状態が正常か異常かを判断することにより発電設備の同期状態の確認を行ってなる、静電型高圧同期検相方法の構成採用にある。

本発明装置の第２の特徴は、上記本発明方法の第１の特徴における前記低圧微小電流の合成電流が、約１ｍＡ以内の各相電流計で測定し、相回転が正常状態の場合には三相が一致して振幅し、相回転が異常状態の場合には三相が１２０゜ずれて振幅することで、相回転の状態確認を行ってなる、静電型高圧同期検相方法の構成採用にある。

本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方法の第１又は第２の特徴における、前記主切換スイッチ回路が、前記発電機側と前記母線側の前記低圧微小電流と、前記合成電流を表示する電流計群に直結し、高圧電流の誘導を防止するために、前記主切換スイッチ回路の４接点のうち２接点を常時閉路してなる、静電型高圧同期検相方法の構成採用にある。

本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方法の第１、２又は第３の特徴における前記電流計群が、前記主切換スイッチ回路の総ての接点群がＯＮ状態で、前記母線との接続前に前記発電機の電圧確立を行った後に前記並列遮断機を投入すると、正常であれば前記三相とも前記発電機側と前記母線側の前記低圧微小電流の和の最高値を示してなる、静電型高圧同期検相方法の構成採用にある。

本発明方法の第５の特徴は、上記本発明方法の第１、２、３又は第４の特徴における前記静電型計器用変圧器が、零相電圧検出用コンデンサを形成する静電碍子を用いる際、前記並列遮断機の周辺に設置される既設の支持碍子と置き換えるか、または新たに追加して使用してなる、静電型高圧同期検相方法の構成採用にある。

本発明によれば、発電設備の並列調整の際に作業員が危険物に曝されることなく安全な同期装置の並列信号の適正を判定することが可能となる。

また、低圧微小電流を計測の値として使用することにより、正確な数値が導き出され、容易に並列遮断機の同期投入領域とその時機の確認を行うことが可能となるため、電源の並列接続が安定した安全運転の確保が可能となる。

以下、本発明の実施の形態につき、添付の図面を参照しつつ、その装置例並びにこれに対応する方法例を説明する。

（装置例）
まず、本装置例の概要を図１を用いて説明する。図１は本発明に係る発電設備β内の配置構成を示した構成図である。

同図に示すように、発電設備βは、発電機Ｇ、並列遮断機δ、静電型高圧同期検相装置αを備えており、発電機高圧線１７は並列遮断機δを介して、発電機出力ケーブル１１と母線ケーブル１２に分かれ静電型高圧同期検相装置α内に入り静電碍子１３ａで高電圧が低圧微小電流に変換され、発電機側、母線側それぞれの電流の和である合成電流が算出されたのち、パネル１６に実装した電流計ＡＲ、ＡＳ、ＡＴ群にその値が視覚的に表示される。

静電型高圧同期検相装置αは、静電碍子１３ａと低圧盤回路１４で構成され、図２（ａ１）、（ａ２）は、本発明に使用される静電碍子１３ａの正面図及び側面構成図であり、（ｂ１）、（ｂ２）は一般的に使用されている汎用碍子１３ｂの正面図及び側面構成図である。（ａ）、（ｂ）両図に記載されているように本発明で使用する静電碍子１３ａの外径と長さの寸法と、汎用碍子１３ｂの外径と長さの寸法はほぼ同寸であるため、並列遮断機δに新たに静電碍子１３ａの設置場所を設ける必要はなく、並列遮断機δの周辺に常用として設置されている汎用碍子１３ｂと静電碍子１３ａとを容易に置きかえることが可能である。静電碍子１３ａの汎用碍子１３ｂに対する違いは、中間外周に亙る山谷段数が多いことと、先端面に一対設けたボルト孔間距離を少し大きくして変圧機能特性を高めたことである。

また、一般的に使用される計器用変圧器Ｖｔと比較すると、静電碍子１３ａは小型かつ軽量であるとともに比較的安価であるため、置き換えるだけでなく、新たに追加設置を行ったとしても配置スペース等に支障が発生しない。

次に低圧盤回路１４は、静電碍子１３ａによって高電圧から変換された低圧微小電流を電圧計としてパネル１６の電流計ＡＲ、ＡＳ、ＡＴに表示するための回路であり、算出された低圧微小電流のみでなく、母線ケーブル１２と発電機Ｇそれぞれの電圧の値ＯＮ／ＯＦＦを切換えるための主切換スイッチ回路１５ａを含む。この場合主切換スイッチ回路１５ａの接点には、小型リレーやカムスイッチなどを用いると良い。

図３は、調査員が三相の同期タイミングを視覚的に確認するためのパネル１６の一例を示したものであり、パネル１６には、主切換ロータリースイッチ１５ｂと、各相に対応した低圧微小電流計ＡＲ、ＡＳ、ＡＴが実装される。図中１８は、Ｎ／Ｒスナップスイッチ、１９、２０はそれぞれ発電機側接続端子群と母線側接続端子群である。

パネル１６は、並列遮断機δ付近に設置される。図１におけるパネル１６の設置位置は一例であり、設置位置に指定はなく調査員が容易に監視可能であり、感電の怖れのない位置に設置すれば、検査時の安全性が増すといえる。

主切換ロータリースイッチ１５ｂは、母線、発電機、同期、切の４パターンが存在し、回転し切換えると、母線側の電流値、発電機側の電流値、母線と発電機の低圧微小電流の合成電流値を表示するように電流計ＡＲ、ＡＳ、ＡＴ群に切換情報が伝達される。

電流計ＡＲ、ＡＳ、ＡＴは、主切換ロータリースイッチ１５ｂの旋回操作により主切換スイッチ回路１５ａに伝達され、主切換スイッチ１５ａから導入した電源Ｒ、Ｓ、Ｔの各三相の電流値を視覚的に示し、同期Ｎ／Ｒスナップスイッチ１８がＮ接点の閉路を選択されている状態で、すべての値が最高値になった場合を並列遮断機δを閉路とすべき同期投入領域Ｂとして判断する。

（方法例）
次に、図４〜図７を用いて、上記装置例を適用した本発明方法に係る実施形態例について説明する。

図４は、静電型高圧検相装置α及び並列遮断機δの電気回路図であり、（ａ）は、その接続内容の詳細を示す配線図であり、（ｂ）はＲ相及びＵ相のみの場合についての回路図である。図４の（ａ）に示すように並列遮断機βの母線側電源Ｒ、Ｓ、Ｔ及び、発電機側電源Ｕ、Ｖ、Ｗのそれぞれの相には、静電碍子１３が接続され、さらにそれぞれ低圧盤回路１４に接続される。

図４（ａ）においてＲ相及びＵ相部分を抽出したものが（ｂ）であり、この場合において、Ｒ相で静電碍子１３の静電容量が２５０ＰＦの場合、使用電圧６６００Ｖ、５０Ｈｚを以下の数式１にあてはめ、算出を行うと、対地電流約０．３ｍＡが導き出され、約１ｍＡの電流計ＡＲで計測することが可能となる。

上記数式１において、Ｉ_ＣＯは対地電流値を示し、Ｉ_ＣＯは電圧Ｅと、周波数ｆによって導き出される。

数式１によって導き出された数値をもとに、母線ケーブル１２と発電機Ｇを同電圧及び同相（０度位置）で並列接続したときには以下の数式２より０．６ｍＡが最大値、０ｍＡが最小値として導き出される。この最大値の状態が、同期のタイミングとなる同期投入領域Ｂとなる。

このとき、Ｉ_ＲはＲ相における低圧微小電流の値を表す。Ｉ_ＣＲは母線側の低圧微小電流の値、Ｉ_ＣＵは発電機側の低圧微小電流の値をそれぞれ指し示し、母線側と発電機側の低圧微小電流の合計電流の和が最大値、つまり位相差φ＝０゜のとき、同期投入領域Ｂとなり、位相差φ＝１８０゜のときは最小値０が導き出される。

上記数式２をＲ相同様にＳ相、Ｔ相それぞれにあてはめ相回転の波形図として示したものが図５であり、（ａ）は正相状態、（ｂ）は反相（相回転の逆）状態、（ｃ）は、従来の計器用変圧器を用いた場合のビート電圧のそれぞれの波形図である。

相回転が正相状態のとき、上記数式１及び式２より位相差φが０゜のとき０．６ｍＡが最大値であることが算出され、最大値のときを同期投入領域Ｂとする。位相のずれとともに、電流は小さくなり位相差φが１８０゜のとき０ｍＡの最小値を示す。

図５の（ａ）の状態において、相回転が一致すると（正相状態）、各三相の電流計ＡＲ、ＡＳ、ＡＴは約同値を示し、周波数の差に応じて振幅を行うが、三相の周波数が近づくにつれて、最大値が持続し、同期投入領域Ｂが明らかとなる。また、相回転が逆の場合（反相状態）には、三相が約１２０゜ずれて振幅を行う。

従来の計器変圧器を用いた方式では、同期投入領域Ｂを電圧が最小値（零ビート）を示すときとしているが、高電圧における最小電圧の値は確認しづらい。それに対して、本発明においては、電流値の範囲が１ｍＡ以内なため、最大値の確認がしやすい点も効果として挙げられる。

上記原理をもとにして配線を接続することによって、母線ケーブル１２と発電機Ｇの高電圧から変換された低圧微小電流を主切換スイッチ回路１５ａと主切換ロータリースイッチ１５ｂで回転切換ながら低圧微小電流計ＡＲ、ＡＳ、ＡＴで計測することが可能となる。

低圧盤回路１４内にあるＮ／Ｒスイッチ回路は、母線ケーブル１２に接続する前に、発電機Ｇの電圧確立を行ったあと、並列遮断機δを投入すると、正相状態であれば三相とも同期投入領域（約０゜線上）の最高値を示す。

Ｎ／Ｒスイッチ回路２１をＲ（リバース）側に切り換えた場合、Ｒ相は健全な同期投入領域（約０゜線上）で最高値を示し、その他のＳ相、Ｔ相は著しく異なった値（各１２０゜の位相差相当分）を示すため、判断基準として利用することができる。

図６は主切換スイッチ回路１５ａに小型リレーを用いた場合の使用例を示し、下記表２のように、主切換ロータリースイッチ１５ｂを母線、発電機、同期、切のいずれかに合わせ、各部の相回転及び同期タイミングの確認を行う。

上記表において、１はＯＮ、０はＯＦＦ状態を示す。

また、図７は、主切換スイッチ回路１５ａにカムスイッチを用いた例であるが、１は母線、２は発電機、３は切、４は同期のそれぞれの状態を図示し、上記小型リレーを用いた場合と同様に主切換ロータリースイッチ１５ｂを各部に合わせ相回転および同期タイミングが正常であるか否かを確認することが可能となる。

このとき、主切換スイッチ回路１５ａのＹ_Ｐ、Ｙ_Ｇの接点は常時閉路させ、高圧誘電の防止を行う。

以上が本発明における装置例及び本発明方法に係る実施形態例について説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定されるものではなく、前述した効果を有する範囲内において、適宜、変更実施することが可能なものである。

本発明の装置例に係る静電型高圧同期検相装置を搭載する発電設備の概要図である。本発明の装置例に係る静電碍子を示す説明図であり、（ａ１）、（ａ２）は本発明に用いられる静電碍子のそれぞれ正面図及び側面図であり、（ｂ１）、（ｂ２）は一般的に使用されている碍子のそれぞれ正面図及び側面図である。本発明の装置例に係るパネル上の実装配置例の説明図である。本発明の実施形態例に係る静電型高圧同期方法の説明図であり、（ａ）は回路図であり、（ｂ）はＲ相及びＵ相に係る部分のみを抽出した回路図である。本発明方法の実施形態例に係る三相の相回転の説明図であり、（ａ）は相回転の一致（正相）時における波形図、（ｂ）は相回転の逆（反相）時における波形図、（ｃ）は従来の計器用変圧器に用いられるビート電圧の波形図である。本発明の実施形態例に係る主切換スイッチ回路に小型リレーを用いた場合の回路説明図である。本発明の実施形態例に係る主切換スイッチ回路にカムスイッチを用いた場合の回路説明図である。従来の発電設備における並列接続機器の配置構成図である。従来の発電設備における発電機の並列接続の構成図である。従来の発電設備における計器変圧器を用いた同期装置の説明図であり、（ａ）は並列接続の回路図であり、（ｂ）は母線及び発電機の相回転方向の説明図である。従来の発電設備における同期装置の説明図であり、（ａ）は正常接続時の正接続の説明図であり、（ｂ）は異常接続時の反接続の説明図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来の発電設備における各種検電器の説明図であり、高圧架空線路用や地中線路用の高圧検電棒の構成図である。

符号の説明

α…静電型高圧同期検相装置
β、β’…発電設備
Ｇ、Ｇ´…発電機
γ１、γ２、γｎ…銅バー
δ、δ´…並列遮断機
Ａ１、Ａ２、Ａ３…高圧検電棒
Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１…接触部分
Ａ３２…中継棒
ＡＲ、ＡＳ、ＡＴ…低圧微小電流計
Ｖｔ…計器用変圧器
Ｄ…複合計器同期装置
Ｌｎ…母線
Ｌｄ…負荷
Ｗ…電力計
１１…発電機出力ケーブル
１２…母線ケーブル
１３ａ…静電碍子
１４…低圧盤回路
１５ａ…主切換スイッチ回路
１５ｂ…主切換ロータリースイッチ
１６…パネル
１７…発電機高圧線
１８…Ｎ／Ｒスナップスイッチ
１９…発電機側接続端子群
２０…母線側接続端子群
２１…Ｎ／Ｒスイッチ回路

Claims

系統連係の常用発電所もしくは移動式発電装置等の発電設備において、複数の高圧発電機の並列接続の相回転と適正な同期時期の確認を行う静電型高圧同期検相装置であって、
介接した並列遮断機を中に挟んだ両側の発電機側、母線側に前記発電機を通じてそれぞれ出力された各三相ＲＳＴ（ＵＶＷ）の高電圧を低圧微小電流に変換し、当該発電機側、母線側の当該低圧微小電流の各合成電流を算出する静電型計器用変圧器と、
前記発電機側、母線側の各低圧微小電流及び、当該低圧微小電流の合成電流の前記各三相の値を切換える低圧盤回路と、
当該低圧盤回路にて切り換えられた当該合成電流の値を、視覚的に表示する電流計群と、を具備し、
前記低圧盤回路は、前記各三相の前記発電機側、母線側の前記低圧微小電流及び、その前記合成電流の値を切換える主切替スイッチ回路と、
各相の最高値を基準にして他の相が示す値をもとに、Ｎ、Ｒの接点の切換により、正常に相回転が行われているか否かを自己判断するためのＮ／Ｒスイッチ回路と、からなり、
前記低圧盤回路における前記発電機側、母線側、同期状態、切状態のＯＮ／ＯＦＦ切換え情報に応じて前記主切換スイッチ回路を切換操作自在に構成する、
ことを特徴とする、静電型高圧同期検相装置。
前記静電型計器用変圧器は、
静電碍子であって、零相電圧検出用コンデンサを構成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の静電型高圧同期検相装置。
前記静電碍子は、
一般的に使用されている汎用碍子より中間外周に亙る山谷段数の多い以外は、外径、長さがほぼ同寸法の屋内用碍子である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の静電型高圧同期検相装置。
前記主切換スイッチ回路は、
前記発電機側、前記母線側、同期状態、切状態の４つのパターンの切換情報に応じて導通した前記低圧微小電流の値を計測表示する電流計群に伝達する連動スイッチである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電型高圧同期検相装置。
前記主切換スイッチ回路は、
小型リレー又は、カムスイッチで形成される、
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の静電型高圧同期検相装置。
前記電流計群は、
前記並列遮断機付近に設置するに際し、容易に監視可能な感電の怖れのない位置に設置する、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の静電型高圧同期検相装置。
系統連係の常用発電所もしくは移動式発電装置等の発電設備において、複数の高圧発電機の並列接続の相回転と適正な同期時期の確認を行う静電型高圧同期検相方法であって、
並列遮断機を中に挟んだ両側における前記高圧発電機側と母線側のそれぞれの高圧端子ＲＳＴ（ＵＶＷ）の各三相に静電型計器用変圧器を接続し前記発電機の各高電圧を低圧微小電流に変換し、合成電流として算出したものを、
低圧盤回路内で主切換スイッチ回路を用いて、前記発電機側と前記母線側それぞれの前記低圧微小電流と算出された合成電流の切換えを行い、
当該合成電流が最大値となったときを前記並列遮断機の健全な同期投入時機とした上で、
前記高圧発電機の前記三相が相回転の状態が正常か異常かを判断することにより発電設備の同期状態の確認を行う、
ことを特徴とする静電型高圧同期検相方法。
前記低圧微小電流の合成電流は、
約１ｍＡ以内の各相電流計で測定し、相回転が正常状態の場合には三相が一致して振幅し、
相回転が異常状態の場合には三相が１２０゜ずれて振幅することで、相回転の状態確認を行う、
ことを特徴とする請求項７に記載の静電型高圧同期検相方法。
前記主切換スイッチ回路は、
前記発電機側と前記母線側の前記低圧微小電流と、前記合成電流を表示する電流計群に直結し、
高圧電流の誘導を防止するために、前記主切換スイッチ回路の４接点のうち２接点を常時閉路する、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の静電型高圧同期検相方法。
前記電流計群は、
前記主切換スイッチ回路の総ての接点群がＯＮ状態で、前記母線との接続前に前記発電機の電圧確立を行った後に前記並列遮断機を投入すると、
正常であれば前記三相とも前記発電機側と前記母線側の前記低圧微小電流の和の最高値を示す、
ことを特徴とする請求項７、８又は９に記載の静電型高圧同期検相方法。
前記静電型計器用変圧器は、
零相電圧検出用コンデンサを形成する静電碍子を用いる際、前記並列遮断機の周辺に設置される既設の支持碍子と置き換えるか、または新たに追加して使用する、
ことを特徴とする請求項７、８、９又は１０に記載の静電型高圧同期検相方法。