JPH03152911A - 計器用変圧器 - Google Patents
計器用変圧器Info
- Publication number
- JPH03152911A JPH03152911A JP1291061A JP29106189A JPH03152911A JP H03152911 A JPH03152911 A JP H03152911A JP 1291061 A JP1291061 A JP 1291061A JP 29106189 A JP29106189 A JP 29106189A JP H03152911 A JPH03152911 A JP H03152911A
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- Japan
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- saturable reactor
- transformer
- voltage
- circuit
- magnetic flux
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、可飽和リアクトルを接続してなる計器用変圧
器に関する。
器に関する。
（従来の技術）
計器用変圧器を電源から切離した後にも、静電誘導と、
計器用変圧器磁気特性の非線形性に起因して、分数調波
の異常電圧が現れる鉄共振現象が発生する場合がある。
計器用変圧器磁気特性の非線形性に起因して、分数調波
の異常電圧が現れる鉄共振現象が発生する場合がある。
これを防止するために幾つかの施策が施されており、例
えば、出願人は、計器用変圧器１次主回路の調整によっ
て防止する方法を既に提案し７ているが、この方法は、
根本的な防止施策ではあるものの、高価となったり対応
として難しい場合がある。
えば、出願人は、計器用変圧器１次主回路の調整によっ
て防止する方法を既に提案し７ているが、この方法は、
根本的な防止施策ではあるものの、高価となったり対応
として難しい場合がある。
また、その他の施策に関しても、ある限られた側面に対
してのものであったり、別の不都合を発生ずるなど、不
変的な解決策ではなかった。
してのものであったり、別の不都合を発生ずるなど、不
変的な解決策ではなかった。
例えば、実公昭６３−４９０７３号公報に示された手段
においては、２次回路に可飽和リアクトルと直列の抑制
負担と並列に接続し、た固定負担を設けるとしているが
、この固定負担の１効な値としている１０Ω〜４０Ωを
実際に接続すると、常時の発熱が数１０ワット〜数１０
〔１ワットとな−〕で、大変なエネルギー損失となるば
かりでなく、周辺の部品に熱的変化をもたらすことにな
る。回路定数によってはさらに低い値の抵抗を接続しな
くては、有効でない場合もあり、発熱はさらに増加する
。また、常時負担をつないでおくのであるから、計器用
変圧器の誤差にも影響を及ぼし、使用するＩ−での制約
事項となる。さらに、抑制負担の有効な値と【７て、０
．１Ω〜１０Ωを示しているが、解析によると、〔）、
１Ω〜（１，５Ωでは、はとんど抑制効果はなく、２Ω
以１−では、可飽和リアクトル回路の電流が流れにくく
なってしまい、可飽和リアクトルとしての効果がなくな
るため、鉄共振を発生してしまう場合がある。
においては、２次回路に可飽和リアクトルと直列の抑制
負担と並列に接続し、た固定負担を設けるとしているが
、この固定負担の１効な値としている１０Ω〜４０Ωを
実際に接続すると、常時の発熱が数１０ワット〜数１０
〔１ワットとな−〕で、大変なエネルギー損失となるば
かりでなく、周辺の部品に熱的変化をもたらすことにな
る。回路定数によってはさらに低い値の抵抗を接続しな
くては、有効でない場合もあり、発熱はさらに増加する
。また、常時負担をつないでおくのであるから、計器用
変圧器の誤差にも影響を及ぼし、使用するＩ−での制約
事項となる。さらに、抑制負担の有効な値と【７て、０
．１Ω〜１０Ωを示しているが、解析によると、〔）、
１Ω〜（１，５Ωでは、はとんど抑制効果はなく、２Ω
以１−では、可飽和リアクトル回路の電流が流れにくく
なってしまい、可飽和リアクトルとしての効果がなくな
るため、鉄共振を発生してしまう場合がある。
（発明か解決しようとする課題）
以上のように、従来の計器用変圧器における鉄共振現象
を防止するための技術は、ある特定の条件でのみ有効で
あったり、副作用的な不“都合を誘発するなどの欠点を
有し２ていた。
を防止するための技術は、ある特定の条件でのみ有効で
あったり、副作用的な不“都合を誘発するなどの欠点を
有し２ていた。
本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
提案されたものであり、その目的は、いかなる条件に対
しても、鉄共振現象を防止でき、無駄な発熱がなく、計
器用変圧器の誤差特性にも影響を及ぼさないような、優
れた旧器用変圧器を提供することである。
提案されたものであり、その目的は、いかなる条件に対
しても、鉄共振現象を防止でき、無駄な発熱がなく、計
器用変圧器の誤差特性にも影響を及ぼさないような、優
れた旧器用変圧器を提供することである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明による計器用変圧器は、２次側に可飽和リアクト
ルを接続してなる計器用変圧器において、可飽和リアク
トルに追加抵抗を設け、可飽和リアクトル回路の直列抵
抗値を、可飽和リアクトルの巻線と追加抵抗との調整に
よって所定の範囲の値に設定することを特徴としている
。
ルを接続してなる計器用変圧器において、可飽和リアク
トルに追加抵抗を設け、可飽和リアクトル回路の直列抵
抗値を、可飽和リアクトルの巻線と追加抵抗との調整に
よって所定の範囲の値に設定することを特徴としている
。
（作用）
以」二のような構成を有する本発明においては、可飽和
リアクトルに追加抵抗を接続し、可飽和リアクトル回路
の直列抵抗値を所定の範囲に設定することにより、鉄共
振を効果的に抑制することができる。
リアクトルに追加抵抗を接続し、可飽和リアクトル回路
の直列抵抗値を所定の範囲に設定することにより、鉄共
振を効果的に抑制することができる。
（実施例）
以下に、本発明による＝１器用変圧器の一実施例につい
て、図面を参照し２て具体的に説明する。
て、図面を参照し２て具体的に説明する。
第１図は、計器用変圧器の接続された回路を表し、これ
は、全く等偏向に第２図の、ように示すことができる。
は、全く等偏向に第２図の、ように示すことができる。
これらは、本実施例の基本原理を説明するための回路図
であり、電源電圧１、電源インピーダンス２、スイッチ
３、極間キャパシタンス４、対地キャパシタンス５、計
器用変圧器抵抗６、計器用変圧器インダクタンス７、相
当並列抵抗８、計器用変圧器の非線形磁気特性９、可飽
和リアクトル回路の直列抵抗１０、可飽和リアクトルの
非線形磁気特性１１からなる。
であり、電源電圧１、電源インピーダンス２、スイッチ
３、極間キャパシタンス４、対地キャパシタンス５、計
器用変圧器抵抗６、計器用変圧器インダクタンス７、相
当並列抵抗８、計器用変圧器の非線形磁気特性９、可飽
和リアクトル回路の直列抵抗１０、可飽和リアクトルの
非線形磁気特性１１からなる。
第１図および第２図における回路素子の数値は、２２０
ｋＶ系統での例である。計器用変圧器および可飽和リア
クトルの磁気特性である非線形物性は、同様に図中にＡ
（電流二アンペア）とｗｂ（磁束二ウェーバ）で表して
いる。なお、両図は、別器用変圧器の２次側を全て１次
側に換算して表している。
ｋＶ系統での例である。計器用変圧器および可飽和リア
クトルの磁気特性である非線形物性は、同様に図中にＡ
（電流二アンペア）とｗｂ（磁束二ウェーバ）で表して
いる。なお、両図は、別器用変圧器の２次側を全て１次
側に換算して表している。
第２図において、ｒ＝８Ｘ１０５Ω（２次側の値で０．
２Ω）、誘導電圧（第２図の９０ｋＶ）を零として、ス
イッチＳｗを開いて自由放電させたものが、第３図であ
り、振動の減衰が不１分であるために揺れている。
２Ω）、誘導電圧（第２図の９０ｋＶ）を零として、ス
イッチＳｗを開いて自由放電させたものが、第３図であ
り、振動の減衰が不１分であるために揺れている。
この回路状態で、第２図の誘導電圧を９０ ｋ Ｖとし
た場合の解析結果を第４図に示す。計器用変圧器の電圧
は、顕著な鉄共振状態になっていることが示されている
。このときの放電電流は、大半が可飽和リアクトルに流
れている。このような鉄共振状態は、自由振動の電圧極
性反転時における誘導電圧の駆動によって発生する。
た場合の解析結果を第４図に示す。計器用変圧器の電圧
は、顕著な鉄共振状態になっていることが示されている
。このときの放電電流は、大半が可飽和リアクトルに流
れている。このような鉄共振状態は、自由振動の電圧極
性反転時における誘導電圧の駆動によって発生する。
第５図は、ｒ−４，８Ｘ１０６Ωに増した場合の自由放
電振動である。ここで、ｒの値は、合成キャパシタンス
Ｃ＝ １６ Ｃ１ＯＰ Ｆと、可飽和リアクトルの飽和
インダクタンスＬ２ｓＲ−９０００１１、すなわち、 Ｌ２ＳＲ＝ （０，１５３ｘ１．０４−０．６２ｘ１０３ ）÷（０
，１−０，０００１５） ’、 ９０００ Ｈ による、振動回路の臨界制動抵抗値ｒは、４．８Ｘ１０
６Ωである。
電振動である。ここで、ｒの値は、合成キャパシタンス
Ｃ＝ １６ Ｃ１ＯＰ Ｆと、可飽和リアクトルの飽和
インダクタンスＬ２ｓＲ−９０００１１、すなわち、 Ｌ２ＳＲ＝ （０，１５３ｘ１．０４−０．６２ｘ１０３ ）÷（０
，１−０，０００１５） ’、 ９０００ Ｈ による、振動回路の臨界制動抵抗値ｒは、４．８Ｘ１０
６Ωである。
振動の第１波は、２次側のインピーダンスが増加してし
まうことで、１次側にも電流が流れるが、第２波以後は
２次のみに流れ、完全に振動が抑制されている。
まうことで、１次側にも電流が流れるが、第２波以後は
２次のみに流れ、完全に振動が抑制されている。
この回路状態で、誘導電圧を９ Ｃ１ｌｃ Ｖとした場
合の解析結果を第６図に示す。鉄共振が完全に抑制され
て、計器用変圧器端子には、誘導電圧のみが現れ、効果
的に鉄共振を防止しでいる。
合の解析結果を第６図に示す。鉄共振が完全に抑制され
て、計器用変圧器端子には、誘導電圧のみが現れ、効果
的に鉄共振を防止しでいる。
抵抗ｒの値は」二記のように臨界制動抵抗値に近い値と
するのが効果的で、ｒの値がこれ、より小さいと、第４
図のように振動してしまい、抑制効果はない。また、ｒ
の値が過大であると可飽和リアクトルとしてのインピー
ダンスが過大になって可飽和リアクトルに電流がほとん
ど流れなくなり、可飽和リアクトルとしての役目を宋さ
なくなるため、鉄共振を発生ずることがある。これに対
し、発明者の検証によれば、臨界制動抵抗値の±５０％
の範囲であれば、はぼ効果的に抑制できることが判明し
た。すなわち、抵抗ｒの値を、次式のような可飽和リア
クトル回路の直列抵抗ｒの値を次式のような範囲に設定
することで、効果的に鉄共振を抑制できる。
するのが効果的で、ｒの値がこれ、より小さいと、第４
図のように振動してしまい、抑制効果はない。また、ｒ
の値が過大であると可飽和リアクトルとしてのインピー
ダンスが過大になって可飽和リアクトルに電流がほとん
ど流れなくなり、可飽和リアクトルとしての役目を宋さ
なくなるため、鉄共振を発生ずることがある。これに対
し、発明者の検証によれば、臨界制動抵抗値の±５０％
の範囲であれば、はぼ効果的に抑制できることが判明し
た。すなわち、抵抗ｒの値を、次式のような可飽和リア
クトル回路の直列抵抗ｒの値を次式のような範囲に設定
することで、効果的に鉄共振を抑制できる。
≧２〜〒ｉ７で・０．５
また、第７図は、計器用変圧器と可飽和リアクトルの磁
束と電流の特性を示す図であるが、計器用変圧器の飽和
磁束ＢＳＰＴが可飽和リアクトルの飽和磁束ＢＳＳＲよ
りもある程度大きくないと、制動のない１次電流が流れ
てしまい、有効でない。
束と電流の特性を示す図であるが、計器用変圧器の飽和
磁束ＢＳＰＴが可飽和リアクトルの飽和磁束ＢＳＳＲよ
りもある程度大きくないと、制動のない１次電流が流れ
てしまい、有効でない。
すなわち、一般に、誘導電圧の上限は、概ね０゜５Ｅ（
Ｅ：系統電圧の対地電圧波高値）程度なので、計器用変
圧器を電源から切離した後は、この電圧で振動を考える
ので、合成キャパシタンス（第２図では１６００ Ｐ
Ｆ ）と可飽和リアクトルの飽和領域（第７図のし２Ｓ
Ｒ）との振動が、計器用変圧器の飽和磁束Ｂ８．□に対
応した領域に達］７ないことが必要で、第７図においで
、Ｌ２ｓＲに沿ってのトレースで、Ｂの値力脣１器用変
圧器の飽和磁束ＢＳＰＴの値を越えない範囲の電流であ
ればよい。すなわち、振動電流ｉは、 ｉ−０，５ＥＪＥ７「７２高−であり、従って、Ｂ
＞ Ｌ Ｌ ２ＳＲ″−ＢＳＳＲＰＴ ＝０．５ＥＭ雇−下’−ＢＳＳＲ がおおよそのＬ］安となる。
Ｅ：系統電圧の対地電圧波高値）程度なので、計器用変
圧器を電源から切離した後は、この電圧で振動を考える
ので、合成キャパシタンス（第２図では１６００ Ｐ
Ｆ ）と可飽和リアクトルの飽和領域（第７図のし２Ｓ
Ｒ）との振動が、計器用変圧器の飽和磁束Ｂ８．□に対
応した領域に達］７ないことが必要で、第７図においで
、Ｌ２ｓＲに沿ってのトレースで、Ｂの値力脣１器用変
圧器の飽和磁束ＢＳＰＴの値を越えない範囲の電流であ
ればよい。すなわち、振動電流ｉは、 ｉ−０，５ＥＪＥ７「７２高−であり、従って、Ｂ
＞ Ｌ Ｌ ２ＳＲ″−ＢＳＳＲＰＴ ＝０．５ＥＭ雇−下’−ＢＳＳＲ がおおよそのＬ］安となる。
以上のような本実施例においては、次のような効果を得
られる。
られる。
すなわち、別器用変圧器運転状態では、可飽和リアクト
ルは非飽和領域にあり、その電流は、極めて小さく、抵
抗ｒの発熱量は全く無視できる程度に小さい。また、電
源から切離し２時に過渡的に電流が流れるが、ごく短時
間の現象であり、発熱量は極めて小さい。
ルは非飽和領域にあり、その電流は、極めて小さく、抵
抗ｒの発熱量は全く無視できる程度に小さい。また、電
源から切離し２時に過渡的に電流が流れるが、ごく短時
間の現象であり、発熱量は極めて小さい。
さらに、」二記の理由によって運転中の誤差の要因には
ならない。
ならない。
なお、他の実施例として、可飽和リアクトルの飽和イン
ダクタンス” ２ＳＲと合成キャパシタンスとの共振周
波数を商用周波数の１−／２以下にすると、誘導電圧に
よる振動駆動の感度が極めて小さくなり、鉄共振を防止
できる。すなわち、次式の通りである。
ダクタンス” ２ＳＲと合成キャパシタンスとの共振周
波数を商用周波数の１−／２以下にすると、誘導電圧に
よる振動駆動の感度が極めて小さくなり、鉄共振を防止
できる。すなわち、次式の通りである。
１／（２πｒ下）≦５０ Ｈｚ
または６０Ｈｚ
可飽和リアクトルの飽和インダクタンスＬ２ＳＲの調整
は、鉄心材料の選択、コイルと鉄心間の空隙および直列
に空心リアクトルの接続などによって容易に調整できる
。
は、鉄心材料の選択、コイルと鉄心間の空隙および直列
に空心リアクトルの接続などによって容易に調整できる
。
なお、この場合も、１次の電流を抑制しなくてはならな
いので、前記の別器用変圧器の飽和磁束Ｂ８ＲＴの条件
が同様に必要である。すなわち、次式の通りである。
いので、前記の別器用変圧器の飽和磁束Ｂ８ＲＴの条件
が同様に必要である。すなわち、次式の通りである。
Ｂ ＞Ｑ、５Ｅム、２８Ｒ・Ｃ＋ Ｂ ｓｓ＋、ＲＴ
［発明の効果］
以上のように説明した通り、本発明によれば、効果的に
鉄共振の発生を防止でき、無用な発熱もなく、計器用変
圧器の誤差特性にも影響を及ぼさず、しかも、別器用変
圧器の２次側の調整のみでよいことからコストも低（、
実用性に優れた別器用変圧器を提（」（できる。
鉄共振の発生を防止でき、無用な発熱もなく、計器用変
圧器の誤差特性にも影響を及ぼさず、しかも、別器用変
圧器の２次側の調整のみでよいことからコストも低（、
実用性に優れた別器用変圧器を提（」（できる。
また、可飽和リアクトルの飽和インダクタンス” ２Ｓ
Ｒの小さいものを使用することで、計器用変圧器の飽和
磁束Ｂ８１．も低い設計にできるため、さらにコストを
低減できる。
Ｒの小さいものを使用することで、計器用変圧器の飽和
磁束Ｂ８１．も低い設計にできるため、さらにコストを
低減できる。
第１図は、本発明による別器用変圧器の一実施例を示す
回路図であり、第２図は第１図の等価回路を示す回路図
である。 第３図乃至第６図は、第１図及び第２図の回路１ ２ の、異なった状態を解析した電圧波形と電流波形を示す
図で、各図とも（ａ）は電圧波形図、（１））は電流波
形図であり、第３図は、計器用変圧器を電源から切離し
た際の自由放電で、誘導電圧を加えていない場合、第４
図は、第３図と同じ回路条件で誘導電圧を加えて解析し
た場合の、鉄共振発生状態、第５図は、第３図の抵抗ｒ
を臨界制動抵抗値にした場合の電圧と電流の波形で、誘
導電圧を加えていない場合、第６図は、第５図と同じ条
件で、誘導電圧を加えて解析した場合である。 第７図は、計器用変圧器と可飽和リアクトルの、磁束と
電流の特性を示す特性図である。 １・・・電源電圧、２・・・電源インピーダンス、３・
・・スイッチ、４・・・極間キャパシタンス、５・・・
対地キャパシタンス、６・・・計器用変圧器抵抗、７・
・・計器用変圧器インダクタンス、８・・・相当並列抵
抗、９・・・計器用変圧器の非線形磁気特性、１０・・
・可飽和リアクトル回路の直列抵抗、１１・・・可飽和
リアクトルの非線形磁気特性。
回路図であり、第２図は第１図の等価回路を示す回路図
である。 第３図乃至第６図は、第１図及び第２図の回路１ ２ の、異なった状態を解析した電圧波形と電流波形を示す
図で、各図とも（ａ）は電圧波形図、（１））は電流波
形図であり、第３図は、計器用変圧器を電源から切離し
た際の自由放電で、誘導電圧を加えていない場合、第４
図は、第３図と同じ回路条件で誘導電圧を加えて解析し
た場合の、鉄共振発生状態、第５図は、第３図の抵抗ｒ
を臨界制動抵抗値にした場合の電圧と電流の波形で、誘
導電圧を加えていない場合、第６図は、第５図と同じ条
件で、誘導電圧を加えて解析した場合である。 第７図は、計器用変圧器と可飽和リアクトルの、磁束と
電流の特性を示す特性図である。 １・・・電源電圧、２・・・電源インピーダンス、３・
・・スイッチ、４・・・極間キャパシタンス、５・・・
対地キャパシタンス、６・・・計器用変圧器抵抗、７・
・・計器用変圧器インダクタンス、８・・・相当並列抵
抗、９・・・計器用変圧器の非線形磁気特性、１０・・
・可飽和リアクトル回路の直列抵抗、１１・・・可飽和
リアクトルの非線形磁気特性。
Claims (4)
- （１）２次側に可飽和リアクトルを接続してなる計器用
変圧器において、 前記可飽和リアクトルに追加抵抗を設け、可飽和リアク
トル回路の直列抵抗値を、可飽和リアクトルの巻線と追
加抵抗との調整によって所定の範囲の値に設定すること
を特徴とずる計器用変圧器。 - （２）計器用変圧器および２次側の可飽和リアクトルの
それぞれの飽和磁束Ｂ＿Ｓ＿Ｐ＿ＴとＢ＿Ｓ＿Ｓ＿Ｒの
値を、以下［１］、［２］の条件を満たすように設定し
たことを特徴とする請求項１に記載の計器用変圧器。 ［１］可飽和リアクトルの飽和磁束＿Ｓ＿Ｓ＿Ｒを、使
用する回路の最高電圧に対し若干の余裕を加味し、概略
２０％程度高い電圧で飽和を開始するように設定する。 ［２］計器用変圧器の飽和磁束＿Ｓ＿Ｐ＿Ｔと、可飽和
リアクトルの飽和磁束＿Ｓ＿Ｓ＿Ｒとを、次式のような
関係にする。 ▲数式、化学式、表等があります▼ この場合、 Ｂ＿Ｓ＿Ｐ＿Ｔ：計器用変圧器の飽和磁束 Ｂ＿Ｓ＿Ｓ＿Ｒ：可飽和リアクトルの飽和磁束Ｅ：使用
する回路の電圧波高値 Ｃ：計器用変圧器が接続される回路の キャパシタンス Ｌ＿２＿Ｓ＿Ｒ：可飽和リアクトルの飽和インダクタン
ス - （３）可飽和リアクトル回路の直列抵抗ｒの値を次式の
ような範囲に設定したことを特徴とする請求項２に記載
の計器用変圧器。 ▲数式、化学式、表等があります▼ - （４）２次側に可飽和リアクトルを接続してなる計器用
変圧器において、 可飽和リアクトル回路の共振周波数 ▲数式、化学式、表等があります▼が、使用する回路 の商用周波数の１／２以下になるような可飽和リアクト
ルを接続し、計器用変圧器の飽和磁束Ｂ＿Ｓ＿Ｐ＿Ｔが
次式のような関係を有するように設定したことを特徴と
する計器用変圧器。 ▲数式、化学式、表等があります▼
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291061A JPH088177B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 計器用変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291061A JPH088177B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 計器用変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03152911A true JPH03152911A (ja) | 1991-06-28 |
| JPH088177B2 JPH088177B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17763924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1291061A Expired - Lifetime JPH088177B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 計器用変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088177B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6349073U (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-02 |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1291061A patent/JPH088177B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6349073U (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088177B2 (ja) | 1996-01-29 |
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