JPS6136695B2 - - Google Patents
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- JPS6136695B2 JPS6136695B2 JP54129750A JP12975079A JPS6136695B2 JP S6136695 B2 JPS6136695 B2 JP S6136695B2 JP 54129750 A JP54129750 A JP 54129750A JP 12975079 A JP12975079 A JP 12975079A JP S6136695 B2 JPS6136695 B2 JP S6136695B2
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- JP
- Japan
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- secondary winding
- impedance
- winding
- compensating
- core side
- Prior art date
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Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 49
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
- H01F27/422—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers
- H01F27/427—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers for current transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は誤差補償を目的とした変流器に係り、
特に能動素子を用いて高精度に誤差補償を行なう
誤差補償形変流器の改良に関する。
特に能動素子を用いて高精度に誤差補償を行なう
誤差補償形変流器の改良に関する。
第１図は従来の能動素子を用いた誤差補償形変
流器である。同図においてｌは鉄心であつて、こ
の鉄心ｌは１次側に巻数N1を巻装してなる１次
巻線２，２次側に巻数N2を巻装してなる２次巻
線３を備えている。４は演算増幅器であり、これ
の反転入力部は２次巻線３の一方出力端子５に、
非反転入力部は２次巻線３の他方出力端子６に接
続されている。さらに、演算増幅器４の反転入力
部と出力部との間に帰還抵抗７を接続している。
８，９は変流器の出力端子であつて出力電圧ｖp
を発生する。なお、演算増幅器４の非反転入力部
は端子６，９に共通接続して接地状態としてい
る。
流器である。同図においてｌは鉄心であつて、こ
の鉄心ｌは１次側に巻数N1を巻装してなる１次
巻線２，２次側に巻数N2を巻装してなる２次巻
線３を備えている。４は演算増幅器であり、これ
の反転入力部は２次巻線３の一方出力端子５に、
非反転入力部は２次巻線３の他方出力端子６に接
続されている。さらに、演算増幅器４の反転入力
部と出力部との間に帰還抵抗７を接続している。
８，９は変流器の出力端子であつて出力電圧ｖp
を発生する。なお、演算増幅器４の非反転入力部
は端子６，９に共通接続して接地状態としてい
る。
而して、第１図のような誤差補償形変流器は
Ｉ１／Ｉ２＝Ｎ２／Ｎ１＝Ｋ ……(1)
ｖp＝I2・ＲF＝−Ｉ１／Ｋ・ＲF ……(2)
の関係が成立する。但し、I1は１次巻線２の１
次電流、I2は２次巻線３の２次電流、ＲFは帰還
抵抗７の抵抗値である。ところで、第１図の回路
構成によつて誤差の改善される理由は次の通りで
ある。２次巻線３の出力端子５，６が演算増幅器
４の入力部に接続されているので、増幅器４の利
得が充分大きければ端子５−６間の電位ｅ5-6は
ほぼ零となる。つまり、鉄心１の２次巻線３の２
次負担が零となつて誤差が改善される。
次電流、I2は２次巻線３の２次電流、ＲFは帰還
抵抗７の抵抗値である。ところで、第１図の回路
構成によつて誤差の改善される理由は次の通りで
ある。２次巻線３の出力端子５，６が演算増幅器
４の入力部に接続されているので、増幅器４の利
得が充分大きければ端子５−６間の電位ｅ5-6は
ほぼ零となる。つまり、鉄心１の２次巻線３の２
次負担が零となつて誤差が改善される。
しかし、実験結果によると、誤差は完全に零と
ならず、高精度を必要とする変流器にあつては特
に励磁電流に伴う位相角誤差に問題があつた。
ならず、高精度を必要とする変流器にあつては特
に励磁電流に伴う位相角誤差に問題があつた。
このような誤差が完全に補償されない原因につ
いて検討してみると、２次巻線３の２次漏れイン
ピーダンスおよび励磁インピーダンスの存在によ
るものと考えられ、以下そのことについて説明す
る。今、第１図を等価回路で表わせば第２図のよ
うになる。第２図において３は第１図の２次巻線
３に相当し、Z2はその巻線３の２次漏れインピー
ダンス、E2は励磁インピーダンスによる２次誘
起電圧を示している。２次巻線３の出力端子５，
６を短絡している短絡線１０は演算増幅器４の働
きによつて端子５が仮想接地されるためである。
従つて、端子５−６間を仮想接地と考えれば、ｅ
5-6＝０となり、次式が成立する。
いて検討してみると、２次巻線３の２次漏れイン
ピーダンスおよび励磁インピーダンスの存在によ
るものと考えられ、以下そのことについて説明す
る。今、第１図を等価回路で表わせば第２図のよ
うになる。第２図において３は第１図の２次巻線
３に相当し、Z2はその巻線３の２次漏れインピー
ダンス、E2は励磁インピーダンスによる２次誘
起電圧を示している。２次巻線３の出力端子５，
６を短絡している短絡線１０は演算増幅器４の働
きによつて端子５が仮想接地されるためである。
従つて、端子５−６間を仮想接地と考えれば、ｅ
5-6＝０となり、次式が成立する。
E2＋I2・Z2＝０
∴E2＝−I2Z2 ……(3)
しかし、(3)式に示すように、端子５−６間を短
絡しても誤差の要因である２次誘起電圧E2は完
全に零とならず、２次巻線３の２次漏れインピー
ダンスZ2のために、その電圧降下分の値を持つて
しまうことを示している。従つて、この電圧E2
によつてわずかの励磁電流が発生し、これが位相
角誤差の生ずる原因となつている。すなわ、２次
電圧ｅ5-6を零としても、２次誘起電圧E2は零と
はならずこれが誤差の原因となつている。
絡しても誤差の要因である２次誘起電圧E2は完
全に零とならず、２次巻線３の２次漏れインピー
ダンスZ2のために、その電圧降下分の値を持つて
しまうことを示している。従つて、この電圧E2
によつてわずかの励磁電流が発生し、これが位相
角誤差の生ずる原因となつている。すなわ、２次
電圧ｅ5-6を零としても、２次誘起電圧E2は零と
はならずこれが誤差の原因となつている。
本発明は上記実情にかんがみてなされたもの
で、その目的とするところは、主鉄心側２次巻線
に該２次巻線から負荷側をみた電圧がほぼ零とな
る能動負荷を接続して機器が負荷の影響を受けな
いようにするとともに、主鉄心側２次巻線の２次
誘起電圧及び２次漏れインピーダンスによつて生
ずる誤差を負荷とは無関係に補償インピーダンス
を入れて補償することにより、高精度に電流変換
でき、任意の負荷を接続してもその度に補償イン
ピーダンスを可変する必要がなく、また小容量の
補償インピーダンスで補償し得る誤差補償形変流
器を提供することにある。
で、その目的とするところは、主鉄心側２次巻線
に該２次巻線から負荷側をみた電圧がほぼ零とな
る能動負荷を接続して機器が負荷の影響を受けな
いようにするとともに、主鉄心側２次巻線の２次
誘起電圧及び２次漏れインピーダンスによつて生
ずる誤差を負荷とは無関係に補償インピーダンス
を入れて補償することにより、高精度に電流変換
でき、任意の負荷を接続してもその度に補償イン
ピーダンスを可変する必要がなく、また小容量の
補償インピーダンスで補償し得る誤差補償形変流
器を提供することにある。
以下、本発明の一実施例について第３図を参照
して説明する。同図において２１は主鉄心、２２
は補助鉄心、２３は鉄心２１，２２に共通の１次
巻線であつて巻数N11で巻装されている。２４は
主鉄心２１に巻数N21で巻装してなる主鉄心側２
次巻線、２５は補助鉄心２２の２次巻線であつて
主鉄心側２次巻線２４と同極性でかつ巻数N31で
巻装されている。そして、主鉄心側２次巻線２４
の一端は、同巻線２４の２次誘起電圧及び２次漏
れインピーダンスを補償する補償インピーダンス
Ｚcを介して演算増幅器２６の反転入力部に、ま
た２次巻線２４の他端は演算増幅器２６の非反転
入力部に接続するとともに接地状態としている。
この演算増幅器２４としては、利得の充分大きな
ものを使用し、端子２８，２９間の電圧がほぼ零
となるようにし、変流器が負荷側の影響を受けな
いようにする。さらに、補助鉄心側２次巻線２５
の両端は補償インピーダンスZcと並列に接続
し、主鉄心側２次巻線２４の補償インピーダンス
Zcに所定の電流を与えることにより、専ら主鉄
心側２次巻線２４の２次誘起電圧及び２次漏れイ
ンピーダンスによつて生ずる誤差を補償するよう
にしている。２７は帰還抵抗、３０，３１は変流
器の出力端子である。
して説明する。同図において２１は主鉄心、２２
は補助鉄心、２３は鉄心２１，２２に共通の１次
巻線であつて巻数N11で巻装されている。２４は
主鉄心２１に巻数N21で巻装してなる主鉄心側２
次巻線、２５は補助鉄心２２の２次巻線であつて
主鉄心側２次巻線２４と同極性でかつ巻数N31で
巻装されている。そして、主鉄心側２次巻線２４
の一端は、同巻線２４の２次誘起電圧及び２次漏
れインピーダンスを補償する補償インピーダンス
Ｚcを介して演算増幅器２６の反転入力部に、ま
た２次巻線２４の他端は演算増幅器２６の非反転
入力部に接続するとともに接地状態としている。
この演算増幅器２４としては、利得の充分大きな
ものを使用し、端子２８，２９間の電圧がほぼ零
となるようにし、変流器が負荷側の影響を受けな
いようにする。さらに、補助鉄心側２次巻線２５
の両端は補償インピーダンスZcと並列に接続
し、主鉄心側２次巻線２４の補償インピーダンス
Zcに所定の電流を与えることにより、専ら主鉄
心側２次巻線２４の２次誘起電圧及び２次漏れイ
ンピーダンスによつて生ずる誤差を補償するよう
にしている。２７は帰還抵抗、３０，３１は変流
器の出力端子である。
而して、第３図を等価回路で表わすと第４図の
ようになる。この第４図においてZ3，E3は主鉄
心側２次巻線２４の２次漏れインピーダンスおよ
び２次誘起電圧を示し、またZ4，E4は補助鉄心
側２次巻線２５の２次漏れインピーダンスおよび
２次誘起電圧である。なお、２次漏れインピーダ
ンスと２次漏洩インピーダンスとは同一の概念で
ある。３２は演算増幅器２６の働きによつて仮想
接地される仮想短絡線である。従つて、第４図の
等価回路から第３図の関係が、成立する。
ようになる。この第４図においてZ3，E3は主鉄
心側２次巻線２４の２次漏れインピーダンスおよ
び２次誘起電圧を示し、またZ4，E4は補助鉄心
側２次巻線２５の２次漏れインピーダンスおよび
２次誘起電圧である。なお、２次漏れインピーダ
ンスと２次漏洩インピーダンスとは同一の概念で
ある。３２は演算増幅器２６の働きによつて仮想
接地される仮想短絡線である。従つて、第４図の
等価回路から第３図の関係が、成立する。
I21＝Ｎ１１／Ｎ２１・I11 ……(4)
I31＝Ｎ１１／Ｎ３１・I11 ……(5)
Ｎ１１／Ｎ２１＝１／ｋ ……(6)
Ｎ２１／Ｎ３１＝ａ ……(7)
I31＝aI21 ……(8)
とすると、
E3＝I21（Z3＋Ｚc）−I31・Ｚc ……(9)
∴E3＝I21・Z3＋（１−ａ）I21・Ｚc ……(10)
となる。ここで、誤差を零にするためには、そ
の要因となるE3を零になる必要がある。(10)式に
おいてE3＝０の条件を求めると、 Ｚc＝Ｚ３／ａ−１ ……(11) となる。但し、ａ＞１である。即ち、第３図に
示す構成にあつて本質的に誤差を補償する場合、
補償インピーダンスＺcの値は、(11)式で示したよ
うにZ3／（ａ−１）であればよいことになる。従
つて、以上のような構成とすれば、主鉄心側２次
巻線２４と負荷側との間に高利得の演算増幅器を
介挿することにより、２次巻線２４側から負荷側
をみた電圧をほぼ零とすることが可能となり、よ
つて２次巻線２４と負荷側とを電気的に分離した
構成とすることができる。よつて、補償インピー
ダンスZcは主鉄心側２次巻線２４の２次誘起電
圧及び２次漏れインピーダンスによつて生ずる誤
差のみを補償すればよいので、特に可変形のもの
を使用する必要がないばかりか、負荷が変るたび
に補償インピーダンスを可変する必要がなく、ま
た補償インピーダンス及び補助鉄心の容量を小さ
くすることができる。また、主鉄心側２次巻線よ
り得られた電流を高利得の演算増幅器で電圧に変
換して出力するようにしたので、演算増幅器の出
力をそのまま負荷に供給して使用できるものであ
る。
の要因となるE3を零になる必要がある。(10)式に
おいてE3＝０の条件を求めると、 Ｚc＝Ｚ３／ａ−１ ……(11) となる。但し、ａ＞１である。即ち、第３図に
示す構成にあつて本質的に誤差を補償する場合、
補償インピーダンスＺcの値は、(11)式で示したよ
うにZ3／（ａ−１）であればよいことになる。従
つて、以上のような構成とすれば、主鉄心側２次
巻線２４と負荷側との間に高利得の演算増幅器を
介挿することにより、２次巻線２４側から負荷側
をみた電圧をほぼ零とすることが可能となり、よ
つて２次巻線２４と負荷側とを電気的に分離した
構成とすることができる。よつて、補償インピー
ダンスZcは主鉄心側２次巻線２４の２次誘起電
圧及び２次漏れインピーダンスによつて生ずる誤
差のみを補償すればよいので、特に可変形のもの
を使用する必要がないばかりか、負荷が変るたび
に補償インピーダンスを可変する必要がなく、ま
た補償インピーダンス及び補助鉄心の容量を小さ
くすることができる。また、主鉄心側２次巻線よ
り得られた電流を高利得の演算増幅器で電圧に変
換して出力するようにしたので、演算増幅器の出
力をそのまま負荷に供給して使用できるものであ
る。
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はないことは言うまでもない。即ち、第３図で
は、Ｚcは(11)式で表わしたが、Z3は２次巻線２４
の直流抵抗r3とみなして、｜Z3｜≒r3とすれば、 Ｚc＝ｒ３／ａ−１ ……(12) となり、第５図のように補償インピーダンスＺ
cは単なる抵抗Ｒcであつてもよいものである。
はないことは言うまでもない。即ち、第３図で
は、Ｚcは(11)式で表わしたが、Z3は２次巻線２４
の直流抵抗r3とみなして、｜Z3｜≒r3とすれば、 Ｚc＝ｒ３／ａ−１ ……(12) となり、第５図のように補償インピーダンスＺ
cは単なる抵抗Ｒcであつてもよいものである。
また、第３図では、N21／N31＝ａとしたが、ａ
＞１の関係であればａは任意の値でよいものであ
る。
＞１の関係であればａは任意の値でよいものであ
る。
さらに、第３図では、１導電流I11に比例した
電圧ｖpを出力しているが、Ｖ／Ｉ変換を行なう
回路を用いてI11に比例する電圧又は電流の何れ
の信号を出力してもよいものである。
電圧ｖpを出力しているが、Ｖ／Ｉ変換を行なう
回路を用いてI11に比例する電圧又は電流の何れ
の信号を出力してもよいものである。
以上詳記したように本発明によれば、鉄心の２
次巻線の２次漏れインピーダンスと等しい補償イ
ンピーダンス又は純抵抗からなる補償素子を２次
巻線に挿入するとともに、該２次巻線に補償イン
ピーダンス又は純抵抗からなる補償素子を介して
高利得の演算増幅器を接続したことにより、負荷
側と無関係に高精度に補償できるばかりでなく、
小容量の補償素子で比較的簡単に補償できる。ま
た、種々の負荷を接続することが可能であるとと
もに、負荷が変る度に補償素子を可変する必要が
ないなどの種々の効果を有するものである。
次巻線の２次漏れインピーダンスと等しい補償イ
ンピーダンス又は純抵抗からなる補償素子を２次
巻線に挿入するとともに、該２次巻線に補償イン
ピーダンス又は純抵抗からなる補償素子を介して
高利得の演算増幅器を接続したことにより、負荷
側と無関係に高精度に補償できるばかりでなく、
小容量の補償素子で比較的簡単に補償できる。ま
た、種々の負荷を接続することが可能であるとと
もに、負荷が変る度に補償素子を可変する必要が
ないなどの種々の効果を有するものである。
また、補助鉄心側２次巻線は主鉄心側２次巻線
の２次漏れインピーダンス分のみ（ａ＝２の時）
又はその１／ａだけをその負荷とする（(11)式のＺ
c））だけでよいので、小形の鉄心を用いて誤差補
償を行うことができる。
の２次漏れインピーダンス分のみ（ａ＝２の時）
又はその１／ａだけをその負荷とする（(11)式のＺ
c））だけでよいので、小形の鉄心を用いて誤差補
償を行うことができる。
第１図は能動素子を用いた従来の誤差補償形変
流器の構成図、第２図は第１図の等価回路図、第
３図は本発明に係る誤差補償形変流器の一実施例
を示す構成図、第４図は第３図の等価回路図、第
５図は本発明の他の例を示す構成図である。 ２１……主鉄心、２２……補助鉄心、２３……
１次巻線、２４……主鉄心側２次巻線、２５……
補助鉄心側２次巻線、２６……演算増幅器、２７
……帰還抵抗、Ｚc……補償インピーダンス、Ｒc
……補償抵抗。
流器の構成図、第２図は第１図の等価回路図、第
３図は本発明に係る誤差補償形変流器の一実施例
を示す構成図、第４図は第３図の等価回路図、第
５図は本発明の他の例を示す構成図である。 ２１……主鉄心、２２……補助鉄心、２３……
１次巻線、２４……主鉄心側２次巻線、２５……
補助鉄心側２次巻線、２６……演算増幅器、２７
……帰還抵抗、Ｚc……補償インピーダンス、Ｒc
……補償抵抗。
Claims (1)
- １ 共通の１次巻線を有する主鉄心および補助鉄
心と、前記主鉄心側２次巻線に接続され、この２
次巻線側から負荷側をみた電圧がほぼ零となるよ
うに制御する能動負荷と、この能動負荷と主鉄心
側２次巻線との間に介挿された該２次巻線の２次
漏れインピーダンスに比例する補償インピーダン
ス又は補償用純抵抗からなる補償素子と、この補
償素子の両端に前記補助鉄心側２次巻線を並列に
接続して該補償素子に所定の電流を流して前記主
鉄心側２次巻線の２次漏れインピーダンスによつ
て生ずる電圧と等しい相殺電圧を生じさせる補償
手段とを備えたことを特徴とする誤差補償形変流
器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12975079A JPS5654020A (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Error compensation type current transformer |
| GB8007357A GB2045952B (en) | 1979-03-15 | 1980-03-04 | Current transforming circuits |
| US06/128,300 US4309652A (en) | 1979-03-15 | 1980-03-07 | Current transforming circuits |
| FR8005744A FR2451621B1 (fr) | 1979-03-15 | 1980-03-14 | Perfectionnements aux circuits de transformation de courant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12975079A JPS5654020A (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Error compensation type current transformer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5654020A JPS5654020A (en) | 1981-05-13 |
| JPS6136695B2 true JPS6136695B2 (ja) | 1986-08-20 |
Family
ID=15017268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12975079A Granted JPS5654020A (en) | 1979-03-15 | 1979-10-08 | Error compensation type current transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5654020A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4749940A (en) * | 1986-12-22 | 1988-06-07 | General Electric Company | Folded bar current sensor |
| RU2647875C2 (ru) * | 2016-07-05 | 2018-03-21 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар" | Способ компенсации погрешностей трансформатора тока в переходных режимах |
-
1979
- 1979-10-08 JP JP12975079A patent/JPS5654020A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5654020A (en) | 1981-05-13 |
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