JPH07104736B2 - 変圧器の直流偏磁検出方法 - Google Patents
変圧器の直流偏磁検出方法Info
- Publication number
- JPH07104736B2 JPH07104736B2 JP1004373A JP437389A JPH07104736B2 JP H07104736 B2 JPH07104736 B2 JP H07104736B2 JP 1004373 A JP1004373 A JP 1004373A JP 437389 A JP437389 A JP 437389A JP H07104736 B2 JPH07104736 B2 JP H07104736B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transformer
- bias
- search coil
- magnetic
- peak value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は変圧器の直流偏磁を検出する方法に関するも
のである。
のである。
〔従来の技術〕 例えば、トランジスタを用いたインバータでは、インバ
ータ回路の各アームの電圧降下のばらつきやトランジス
タの導通期間のばらつきなどにより、出力交流電圧に直
流成分が含まれる。この直流成分によってインバータの
主回路の出力に接続される負荷の変圧器が直流偏磁を生
じて鉄損、励磁電流、騒音が増大するなど特性の悪化を
来すので、直流偏磁は防止しなければならない。
ータ回路の各アームの電圧降下のばらつきやトランジス
タの導通期間のばらつきなどにより、出力交流電圧に直
流成分が含まれる。この直流成分によってインバータの
主回路の出力に接続される負荷の変圧器が直流偏磁を生
じて鉄損、励磁電流、騒音が増大するなど特性の悪化を
来すので、直流偏磁は防止しなければならない。
従来、この種の変圧器の直流偏磁を検出する方法として
は、例えば、特願昭62−28353号のようにインバータの
主回路に並列に可飽和リアクトルを接続し、可飽和リア
クトルによって電流を検出する電流検出手段とこの電流
検出手段によって検出されたリアクトルの電流極性をフ
ォトカプラによって判別する極性判別手段と用いるよう
な方法がある。
は、例えば、特願昭62−28353号のようにインバータの
主回路に並列に可飽和リアクトルを接続し、可飽和リア
クトルによって電流を検出する電流検出手段とこの電流
検出手段によって検出されたリアクトルの電流極性をフ
ォトカプラによって判別する極性判別手段と用いるよう
な方法がある。
〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記のような従来の変圧器の直流偏磁検
出方法では、可飽和リアクトルという別の装置を必要と
するので、設置スペースを余計に必要とし、又、可飽和
リアクトルそのものが損失や騒音を発生する、あるい
は、運転中には可飽和リアクトルの保守が難しいなどの
問題点があった。
出方法では、可飽和リアクトルという別の装置を必要と
するので、設置スペースを余計に必要とし、又、可飽和
リアクトルそのものが損失や騒音を発生する、あるい
は、運転中には可飽和リアクトルの保守が難しいなどの
問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、余計なスペースを必要とせず、又、損失及び
騒音が発生することのない変圧器の直流偏磁検出方法を
得ることを目的とする。
たもので、余計なスペースを必要とせず、又、損失及び
騒音が発生することのない変圧器の直流偏磁検出方法を
得ることを目的とする。
この発明に係る変圧器の直流偏磁検出方法は、変圧器の
鉄心が直流偏磁を生じると鉄心の磁化力が正負非対称に
なることに着目し、鉄心で構成される磁気回路の近傍に
近接したタンクの高抵抗非磁性部分の外面にサーチコイ
ルを設けて鉄心の磁化力をタンク外から直接監視して変
圧器の直流偏磁を検出するようにしたものである。
鉄心が直流偏磁を生じると鉄心の磁化力が正負非対称に
なることに着目し、鉄心で構成される磁気回路の近傍に
近接したタンクの高抵抗非磁性部分の外面にサーチコイ
ルを設けて鉄心の磁化力をタンク外から直接監視して変
圧器の直流偏磁を検出するようにしたものである。
この発明においては、サーチコイルの出力電圧を積分し
た波形の正・負ピーク値の大小を比較することにより鉄
心の磁化力の変化を検出し、直流偏磁の有無を判別す
る。
た波形の正・負ピーク値の大小を比較することにより鉄
心の磁化力の変化を検出し、直流偏磁の有無を判別す
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を説明するための変圧器を示す
水平断面図であり、ここでは外鉄形の変圧器を例にとっ
ている。第２図（ａ）（ｂ）は第１図の変圧器を正面及
び側面からみた場合の構成図であり、第１図は第２図の
Ａ−Ａ′断面を示している。第３図はこの発明の一実施
例に用いられる直流偏磁検出回路を示すブロック図であ
る。第４図（ａ）（ｂ）及び第５図（ａ）（ｂ）は第３
図の直流偏磁検出回路で得られる磁界Ｈを磁束φと共に
示す特性図であり、第４図は直流偏磁が生じていない場
合、第５図は直流偏磁が生じている場合を示している。
図はこの発明の一実施例を説明するための変圧器を示す
水平断面図であり、ここでは外鉄形の変圧器を例にとっ
ている。第２図（ａ）（ｂ）は第１図の変圧器を正面及
び側面からみた場合の構成図であり、第１図は第２図の
Ａ−Ａ′断面を示している。第３図はこの発明の一実施
例に用いられる直流偏磁検出回路を示すブロック図であ
る。第４図（ａ）（ｂ）及び第５図（ａ）（ｂ）は第３
図の直流偏磁検出回路で得られる磁界Ｈを磁束φと共に
示す特性図であり、第４図は直流偏磁が生じていない場
合、第５図は直流偏磁が生じている場合を示している。
第１図において、１−１、１−２は高圧コイル２および
低圧コイル３が巻かれている変圧器の鉄心、４は変圧鉄
心１−１、１−２に近接したタンク５の高抵抗非磁性部
分15（例えばステンレス製）の外面に設けられているサ
ーチコイルであり、サーチコイル取付箱８およびカバー
９内に収納されており、タンク５内の変圧器鉄１−１、
１−２から漏れる磁束の一部はタンクの高抵抗非磁性部
分15を通過しタンク５の外面に設置したサーチコイル４
に鎖交する。サーチコイル４には出力端子７が設けら
れ、サーチコイル取付箱８から引き出されている。ま
た、第１図に示されているiL,φ,Hなる記号は、それぞ
れに、この変圧器が低圧側からの無負荷励磁状態にある
ときの励磁電流，磁束，磁界（鉄心の磁化力に対応す
る）を示している。
低圧コイル３が巻かれている変圧器の鉄心、４は変圧鉄
心１−１、１−２に近接したタンク５の高抵抗非磁性部
分15（例えばステンレス製）の外面に設けられているサ
ーチコイルであり、サーチコイル取付箱８およびカバー
９内に収納されており、タンク５内の変圧器鉄１−１、
１−２から漏れる磁束の一部はタンクの高抵抗非磁性部
分15を通過しタンク５の外面に設置したサーチコイル４
に鎖交する。サーチコイル４には出力端子７が設けら
れ、サーチコイル取付箱８から引き出されている。ま
た、第１図に示されているiL,φ,Hなる記号は、それぞ
れに、この変圧器が低圧側からの無負荷励磁状態にある
ときの励磁電流，磁束，磁界（鉄心の磁化力に対応す
る）を示している。
第２図において、タンク５は鉄１−1,1−２、高圧コイ
ル２及び低圧コイル３を収納しており、変圧器を構成し
ている。高圧コイル２にはプッシング６−１及び６−２
が接続され、タンク５との絶縁を確保している。
ル２及び低圧コイル３を収納しており、変圧器を構成し
ている。高圧コイル２にはプッシング６−１及び６−２
が接続され、タンク５との絶縁を確保している。
第３図において、10は第１図、第２図に示された変圧器
を示しており、該変圧器10の高圧コイル２にはインバー
タ11が接続されている。
を示しており、該変圧器10の高圧コイル２にはインバー
タ11が接続されている。
サーチコイル４の出力端子から得られる出力電圧Ｅは積
分器12により積分され、積分された出力電圧EHは正側ピ
ーク値検出器13−１及び負側ピーク値検出器13−２に入
力される。
分器12により積分され、積分された出力電圧EHは正側ピ
ーク値検出器13−１及び負側ピーク値検出器13−２に入
力される。
各ピーク値検出器13−１及び13−２により検出された正
側ピーク値H+P及び負側ピーク値H-Pは比較器14に入力さ
れ、この比較器14からは、 ΔＨ＝H+P−H-P で与えられるピーク差ΔＨが出力される。
側ピーク値H+P及び負側ピーク値H-Pは比較器14に入力さ
れ、この比較器14からは、 ΔＨ＝H+P−H-P で与えられるピーク差ΔＨが出力される。
次に、第４図及び第５図の特性波形図を参照しながら、
正側ピーク値H+P及び負側ピーク値H-Pの大小を比較して
直流偏磁を検出するこの発明の一実施例について説明す
る。サーチコイル４の出力電圧Ｅはサーチコイル４が設
置されている空間の磁界の時間微分、即ち（１）式で与
えられる。
正側ピーク値H+P及び負側ピーク値H-Pの大小を比較して
直流偏磁を検出するこの発明の一実施例について説明す
る。サーチコイル４の出力電圧Ｅはサーチコイル４が設
置されている空間の磁界の時間微分、即ち（１）式で与
えられる。
Ｅ＝Ｎ・Ｓ・μdH/dt ……（１） ここで、E:サーチコイル出力［Ｖ］ N:サーチコイル巻線［ターン］ S:サーチコイル断面積［m2］ μ：サーチコイルの磁心の透磁率［H/m］ H:磁界［Ａ］ 又、積分器12の出力EHはサーチコイル出力Ｅの時間積分
であり、元の磁界Ｈに対応している。
であり、元の磁界Ｈに対応している。
即ち、（２）式の関係にある。
EH＝Ａ∫Edt ＝AH/N・Ｓ・μ ……（２） ここで、A:積分器の積分定数 第３図の正側ピーク値検出器13−１と負側ピーク値検出
器13−２は第４図，第５図に示す磁界のそれぞれ正側ピ
ーク値H+Pと負側ピーク値H-Pを検出する。
器13−２は第４図，第５図に示す磁界のそれぞれ正側ピ
ーク値H+Pと負側ピーク値H-Pを検出する。
このとき、直流偏磁が生じていなければ、鉄心１の磁化
力は正負対称であるから、磁界Ｈの正側ピーク値H+P及
び負側ピーク値H-Pは第４図のように対称になり、ピー
ク差ΔＨは零となる。
力は正負対称であるから、磁界Ｈの正側ピーク値H+P及
び負側ピーク値H-Pは第４図のように対称になり、ピー
ク差ΔＨは零となる。
一方、直流偏磁が生じると、鉄心１の磁化力が正負非対
称となるため、第４図と同様の磁束φに対して、各ピー
ク値H+P及びH-Pは第５図のように非対称となり、例え
ば、負側ピーク値H-Pが小さくなる。従って、比較器14
から出力されるピーク差ΔＨによって、直流偏磁が生じ
ていることが分かる。
称となるため、第４図と同様の磁束φに対して、各ピー
ク値H+P及びH-Pは第５図のように非対称となり、例え
ば、負側ピーク値H-Pが小さくなる。従って、比較器14
から出力されるピーク差ΔＨによって、直流偏磁が生じ
ていることが分かる。
サーチコイル４の出力電圧波形をフーリエ級数展開する
か、又は積分後にフーリエ級数展開するかによって直流
偏磁を検出することも可能である。直流偏磁が生じてい
る場合にはＥ及びEHの波形には正側と負側が非対称にな
るために、偶数調波が含まれる。従って、フーリエ級数
展開して偶数調破の有無によって直流偏磁が生じている
ことを判断できる。
か、又は積分後にフーリエ級数展開するかによって直流
偏磁を検出することも可能である。直流偏磁が生じてい
る場合にはＥ及びEHの波形には正側と負側が非対称にな
るために、偶数調波が含まれる。従って、フーリエ級数
展開して偶数調破の有無によって直流偏磁が生じている
ことを判断できる。
ところで、サーチコイルによる直流偏磁検出方法とし
て、変圧器のタンク内鉄心の近傍、例えば鉄心１−1,1
−２のほぼ中央に配置することも考えられるが、サーチ
コイルが故障した場合の取り替えが困難である。
て、変圧器のタンク内鉄心の近傍、例えば鉄心１−1,1
−２のほぼ中央に配置することも考えられるが、サーチ
コイルが故障した場合の取り替えが困難である。
これに対し、第１図，第２図に示したように構成された
ものにおいては、例えばサーチコイル４が故障した場
合、カバー９を取り外しサーチコイル４を点検し故障箇
所の修理あるいは全体交換するなどの状況に応じた処置
を行う。それが終わればカバー９を取り付け作業は完了
する。このように、変圧器の外部より直流偏磁が検出で
きるので、サーチコイルが故障しても取り替えが容易で
ある。
ものにおいては、例えばサーチコイル４が故障した場
合、カバー９を取り外しサーチコイル４を点検し故障箇
所の修理あるいは全体交換するなどの状況に応じた処置
を行う。それが終わればカバー９を取り付け作業は完了
する。このように、変圧器の外部より直流偏磁が検出で
きるので、サーチコイルが故障しても取り替えが容易で
ある。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、磁性体からなるタン
ク外壁の変圧器鉄心に近接した一部分を高抵抗非磁性部
分で構成し、この高抵抗非磁性部分の外面に、変圧器鉄
心の偏磁状態を検出するサーチコイルを設置したので、
変圧器の直流偏磁をタンクの外部に設けたサーチコイル
で容易に検出でき、変圧器の運転中にもサーチコイルの
交換や保守を容易に行なうことができるという効果があ
る。
ク外壁の変圧器鉄心に近接した一部分を高抵抗非磁性部
分で構成し、この高抵抗非磁性部分の外面に、変圧器鉄
心の偏磁状態を検出するサーチコイルを設置したので、
変圧器の直流偏磁をタンクの外部に設けたサーチコイル
で容易に検出でき、変圧器の運転中にもサーチコイルの
交換や保守を容易に行なうことができるという効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例を説明するための外鉄形の
変圧器の水平断面図、第２図（ａ）（ｂ）は第１図の変
圧器を正面及び側面からみた構成図、第３図はこの発明
の一実施例に用いられる直流偏磁検出回路を示すブロッ
ク図、第４図（ａ）（ｂ）及び第５図（ａ）（ｂ）はこ
の発明の一実施例を説明するための磁界と磁束の特性を
示す各種波形図である。 １−1,1−２……鉄心、４……サーチコイル ５……タンク、12……積分器 13−１……正側ピーク値検出器 13−１……負側ピーク値検出器 14……比較器、15……タンクの高抵抗非磁性部分 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
変圧器の水平断面図、第２図（ａ）（ｂ）は第１図の変
圧器を正面及び側面からみた構成図、第３図はこの発明
の一実施例に用いられる直流偏磁検出回路を示すブロッ
ク図、第４図（ａ）（ｂ）及び第５図（ａ）（ｂ）はこ
の発明の一実施例を説明するための磁界と磁束の特性を
示す各種波形図である。 １−1,1−２……鉄心、４……サーチコイル ５……タンク、12……積分器 13−１……正側ピーク値検出器 13−１……負側ピーク値検出器 14……比較器、15……タンクの高抵抗非磁性部分 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】磁気回路を構成する変圧器鉄心の近傍にサ
ーチコイルを設け、このサーチコイルの出力電圧を積分
し、積分後の波形の正側ピーク値と負側ピーク値との大
小を比較することによって直流偏磁を検出する変圧器の
直流偏磁検出方法に於て、 前記変圧器鉄心を収容する磁性体からなるタンクの外壁
の一部を高抵抗非磁性部分で構成し、この高抵抗非磁性
部分の外面に前記サーチコイルを設けることを特徴とす
る変圧器の直流偏磁検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004373A JPH07104736B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 変圧器の直流偏磁検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004373A JPH07104736B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 変圧器の直流偏磁検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02183816A JPH02183816A (ja) | 1990-07-18 |
| JPH07104736B2 true JPH07104736B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=11582563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1004373A Expired - Lifetime JPH07104736B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 変圧器の直流偏磁検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104736B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112415300B (zh) * | 2020-10-25 | 2021-12-31 | 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种轨道交通与变压器直流偏磁关联性分析方法 |
| CN113836718B (zh) * | 2021-09-23 | 2023-12-29 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种高速磁浮主变电所变压器直流偏磁计算方法 |
| CN114994443B (zh) * | 2022-06-07 | 2024-11-12 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种变压器中性点直流偏磁电流测量仪 |
| CN119959603B (zh) * | 2025-02-17 | 2025-10-03 | 西安西电变压器有限责任公司 | 一种变压器直流偏磁电流确定方法及相关装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2635714B2 (ja) * | 1988-09-14 | 1997-07-30 | 株式会社東芝 | 変圧器鉄心の直流偏磁検出方法 |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP1004373A patent/JPH07104736B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02183816A (ja) | 1990-07-18 |
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