JPH09113544A

JPH09113544A - 変電所等の電流計測システム

Info

Publication number: JPH09113544A
Application number: JP7265619A
Authority: JP
Inventors: Naoki Tanaka; 直樹田中
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ブッシングＣＴの鉄心断面積を大型化するこ
となく、計測可能な大電流領域を大幅に拡大することが
できる変電所等の電流計測システムを提供する。【解決手段】ブッシングＣＴ２の二次側にソレノイド
コイル５または抵抗体21を接続し、このソレノイドコイ
ル５または抵抗体21に発生する磁界または電圧を検出で
きる部位に光センサ６を設置して、ブッシングＣＴ２に
流れる電流を光センサ６により計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電所、開閉所、
変電所等（以下、変電所等という）において、ブッシン
グを貫通して線路に流れる電流を計測するために用いら
れる電流計測システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】変電所等においてブッシングを貫通して
線路に流れる電流を計測するために、従来からブッシン
グＣＴを用いた電流計測システムが用いられている。こ
のブッシングＣＴを用いた電流計測システムは、例えば
図９に示すようにブッシング１に取り付けられたブッシ
ングＣＴ２の二次側に補助ＣＴ３を接続し、補助ＣＴ３
の二次側にリレーやメータ等を接続したものである。

【０００３】一般に、鉄心付ＣＴの大電流時の特性はそ
の負担抵抗により制約されており、負担抵抗以外の仕様
が同一であれば負担抵抗が大きいほど大電流が流れたと
きに誘導起電圧が高くなり励磁電流増加とともに鉄心磁
束密度が早く飽和に達してしまう性質がある。そして図
９に示すような従来の電流計測システムにおいては、敷
設ケーブル、リレー、メータ等のインピーダンスがある
ために、ブッシングＣＴ２の負担抵抗の低減化にも限界
があり、直流過渡電流を含んだ大電流までの電流値を正
確に計測するにはブッシングＣＴ２の鉄心断面積を大き
くし、鉄心磁束密度を低減化しなければならなかった。

【０００４】なお、単に線路に過電流が流れたことを検
出する場合や、事故検出時間が長くても良い場合は事故
直後の過渡電流を正確に計測する必要はなく、この飽和
現象はあまり問題とはならない。従って万一の事故時に
もそれ程系統の安定度をおびやかさない容量の変電所の
母線保護継電システムでは、図９に示すような電流計測
システムが用いられていた。ところが、最近では事故発
生後数サイクルで該当事故母線切り離しのため線路に流
れる事故直後の短絡電流の波形を正確に検出することが
求められており、しかも近年の電力需要の増加により系
統容量も増大化しており、万一の事故時に線路に流れる
短絡電流も増加している。このため、従来の電流計測シ
ステムによりこれらの要求に応えるためにはブッシング
ＣＴ２の鉄心断面積を非常に大きくしなければならず、
設備コストが非常に高くなるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、ブッシングＣＴの鉄心断面積を大
型化することなく、計測可能な大電流領域を大幅に拡大
することができる変電所等の電流計測システムを提供す
るためになされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、ブッシングＣＴの二次側に定格
負担に比べ負担抵抗の小さいソレノイドコイルまたは抵
抗体を接続し、このソレノイドコイルの内部または抵抗
体に発生する磁界または電圧を検出できる部位に光セン
サを設置して、ブッシングＣＴに流れる電流を光センサ
により計測することを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を示す。図１は本発明の基本的な実施の形態を示す部
分断面図であり、図２はその回路図である。これらの図
中、１はブッシング、２はブッシングＣＴである。この
ブッシングＣＴ２の近傍にはソレノイド型光ＣＴ４が設
置されている。ソレノイド型光ＣＴ４はソレノイドコイ
ル５と光センサ６とからなるもので、ブッシングＣＴ２
の二次側に定格負担に比べ負担抵抗が小さい（好ましく
は負担抵抗が定格負担の20％以下の) ソレノイドコイル
５が接続されており、このソレノイドコイル５の内部に
光センサ６が取り付けられている。光センサ６はブッシ
ングＣＴ２に流れる電流を光信号に変換して出力し、こ
の光信号は光ケーブル７を介して光電変換器８に送ら
れ、電気信号として取り出される。なおソレノイドコイ
ル５と光センサ６とはシールドケース９に収納されてい
る。10は気密端子である。

【０００８】このように構成された本発明の電流計測シ
ステムにおいては、ブッシングＣＴ２の二次側にはソレ
ノイドコイル５が接続されているのみであるために、ブ
ッシングＣＴ２の負担抵抗を図７に示した従来のものの
約1/50の２ＶＡ程度とすることができる。その結果、ブ
ッシングＣＴ２の飽和が大電流域まで生じにくくなるた
め、従来は20ＫＡまでしか計測できなかったブッシング
ＣＴ２により、その鉄心断面積を全く変化させることな
く、100 ＫＡ程度までの大電流の計測が可能となる。な
お、従来の電流計測システムにおいてブッシングＣＴ２
の鉄心断面積を増加させることにより100 ＫＡまでの大
電流の計測を可能とするためには、鉄心断面積を本発明
品の約８倍としなければならない。

【０００９】図３は本発明の第２の実施の形態を示す部
分断面図であり、図４はその回路図である。この場合に
は図１、図２のソレノイド型光ＣＴ４の代わりに、ブッ
シングＣＴ２の二次側に負担抵抗型光ＣＴ20が用いられ
ている。この負担抵抗型光ＣＴ20は、定格負担に比べ負
担抵抗の小さい抵抗体21と光センサ22とからなるもの
で、光センサ22は抵抗体21に発生する磁界または電圧を
検出できる部位に取り付けられている。この場合にもブ
ッシングＣＴ２の二次側には低負担な抵抗体21が接続さ
れているのみであるため、上記したと同様の優れた作用
効果を得ることができる。

【００１０】上記したように、本発明において用いられ
るソレノイドコイル５や抵抗体21の負担抵抗は、ブッシ
ングＣＴ２の定格負担の20％以下とすることが好まし
い。その理由は下記のとおりである。

【００１１】まず、もっとも一般的な275KV クラスの定
格電流4000A 、定格過電流50KA、定格負担100VA のメー
タ用のブッシングＣＴを想定する。一般にメータ用ＣＴ
は定格過電流定数が３倍程度であるから、このメータ用
ＣＴは4000A ×３＝12000Aで-10 ％以上飽和する。この
ＣＴにソレノイドコイルを接続する場合、定格過電流50
KA/12000A ＝4.2 であるので、定格過電流増加倍率が4.
2 以上となれば一般リレー用としても使用できることと
なる。図10はソレノイドコイル等の負担抵抗Ｒを横軸に
取り、定格過電流増加倍率ｎを縦軸に取ったグラフであ
り、このグラフ上で定格過電流増加倍率が4.2 となる負
担抵抗Ｒを求めると、4.7VAとなる。これはＣＴの定格
負担100VA の4.7 ％に相当する。

【００１２】同様に、275KV クラスの定格電流が6000A
、定格過電流50KAのＣＴを想定すると、一般リレー用
としても使用できるためには定格過電流増加倍率が2.9
程度となればよく、図10のグラフから負担抵抗Ｒは20VA
となってこれはＣＴの定格負担100VA の20％に相当す
る。275KV クラスのＣＴの定格電流は2000、3000、400
0、5000、6000A と定められているから、これらの全体
を考慮するとソレノイドコイル５や抵抗体21の負担抵抗
は、ブッシングＣＴ２の定格負担の20％以下とすること
が好ましいこととなる。なお、負担抵抗が0VA となるこ
とは現実にはあり得ないので、実際には１〜20％の範囲
とすることが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の電流計測システムの具体的な
適用例を示す。〔実施例１〕図５は、上記した電流計測システムを変電
所の母線保護継電システムに適用する場合を示すもの
で、光電変換器８に母線保護リレー11を接続してある。
このように本発明の電流計測システムを利用すれば、大
電流域まで過電流波形が正確に計測できるので、母線に
過電流が流れたときに直ちに故障母線を切り離す母線保
護継電システムをより的確に運用することができる。し
かもブッシングＣＴ２の鉄心断面積を増加させる必要は
ないので、既設のブッシングＣＴをそのまま利用できる
利点がある。なお、図５に示されるソレノイド型光ＣＴ
４の代わりに、図３、図４に示した負担抵抗型光ＣＴ20
を用いてもよい。

【００１４】〔実施例２〕図６は、本発明の電流計測シ
ステムの光電変換器８に、母線保護リレー11、機器用リ
レー12、メータ用リレー13を接続したものである。この
例においても、実施例１と同様に大電流域まで過電流波
形が正確に計測できる利点がある。また従来のシステム
においては各リレーのためにそれぞれブッシングＣＴを
必要とし、しかも各ブッシングＣＴとリレーとの間をケ
ーブルにより接続する必要があったのに対して、この実
施例によればケーブル数を1/3 とすることができる利点
がある。

【００１５】〔実施例３〕図７は既設の設備において、
メータ用リレー13が接続されていたブッシングＣＴ２を
本発明の電流計測システムに置き換え、光電変換器８に
母線保護リレー11とメータ用リレー13を接続したもので
ある。この図５の例では、機器用リレー12は従来の電流
計測システムのブッシングＣＴに接続されている。この
例によれば、既設のメータ用リレー13のためのブッシン
グＣＴを利用して、母線保護継電システムを構築するこ
とが可能となる。

【００１６】〔実施例４〕図８は、ブッシングＣＴ２に
機器用リレー12を接続した既設の回路に、本発明の電流
計測システムを組み込んだ例を示すものである。この場
合には、機器用リレー12に接続されているブッシングＣ
Ｔ２の二次側の回路にソレノイドコイル５を直列接続
し、その内部の磁界発生部または電圧発生部に光センサ
６を設けてある。そしてこの光センサ６に接続された光
電変換器８に、メータ用リレー13を接続してある。な
お、このメータ用リレー13の代わりに母線保護リレー11
を接続することもできる。前記したようにソレノイドコ
イル５の負担抵抗はきわめて小さいので、既設の機器用
リレー12の回路に接続してもほとんど悪影響を及ぼすこ
とがない。この例によれば、既設のブッシングＣＴ２を
利用できるので、設置スペースを減少させることができ
る。なお、いずれの実施例においてもソレノイド型光Ｃ
Ｔ４を図示したが、図３、図４に示した負担抵抗型光Ｃ
Ｔ20を用いてもよいことはいうまでもない。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の変電所
等の電流計測システムによれば、ブッシングＣＴの二次
側に定格負担に比べ非常に低負担なソレノイドコイルま
たは抵抗体を接続し、このソレノイドコイルの内部また
は抵抗体に発生する磁界または電圧を検出できる部位に
光センサを設置してブッシングＣＴに流れる電流を光セ
ンサにより計測するようにしたので、ブッシングＣＴの
鉄心断面積を大型化することなく、計測可能な大電流領
域を大幅に拡大することができる。またソレノイドコイ
ルや抵抗体の負担抵抗はきわめて小さいので、既設の電
流計測回路に組み込むことができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な実施の形態を示す部分断面図
である。

【図２】図１の回路図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す部分断面図であ
る。

【図４】図２の回路図である。

【図５】実施例１の回路図である。

【図６】実施例２の回路図である。

【図７】実施例３の回路図である。

【図８】実施例４の回路図である。

【図９】従来の電流計測システムを示す回路図である。

【図１０】ソレノイドコイルの負担抵抗Ｒと定格過電流
増加倍率ｎとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ブッシング、２ブッシングＣＴ、３補助ＣＴ、
４ソレノイド型光ＣＴ、５ソレノイドコイル、６
光センサ、７光ケーブル、８光電変換器、９シー
ルドケース、10 気密端子、11 母線保護リレー、12
機器用リレー、13 メータ用リレー、20 負担抵抗型光
ＣＴ、21 抵抗体、22 光センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブッシングＣＴの二次側に定格負担に比
べ負担抵抗の小さいソレノイドコイルまたは抵抗体を接
続し、このソレノイドコイルの内部または抵抗体に発生
する磁界または電圧を検出できる部位に光センサを設置
して、ブッシングＣＴに流れる電流を光センサにより計
測することを特徴とする変電所等の電流計測システム。