JPS6160680B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6160680B2 JPS6160680B2 JP53088702A JP8870278A JPS6160680B2 JP S6160680 B2 JPS6160680 B2 JP S6160680B2 JP 53088702 A JP53088702 A JP 53088702A JP 8870278 A JP8870278 A JP 8870278A JP S6160680 B2 JPS6160680 B2 JP S6160680B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- circuit
- short
- phase
- current transformer
- 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.)
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は三相４線式自励交流発電機用の励磁装
置に関する。
置に関する。
発電装置とその給配電回路の過電流保護対策と
して発電機から見て負荷点に近いほど過電流引き
外し動作電流の小さいしや断器を使用し、ある点
で短絡事故等が発生した場合、その事故点に一番
近いしや断器のみを過電流引き外し装置により選
択しや断し、他の負荷には送電を持続するための
保護協調が採用される。
して発電機から見て負荷点に近いほど過電流引き
外し動作電流の小さいしや断器を使用し、ある点
で短絡事故等が発生した場合、その事故点に一番
近いしや断器のみを過電流引き外し装置により選
択しや断し、他の負荷には送電を持続するための
保護協調が採用される。
この際、発電装置として重要なことは配電線路
等で短絡事故が発生した場合にその回路のしや断
器が過電流によつて、引き外ししや断動作をする
に充分な短絡電流を流し続けることである。もし
短絡電流が小さくてしや断器がしや断されない場
合には配電線路の電圧はほぼ零となり続け、他の
健全な負荷にも電力を送ることができない。
等で短絡事故が発生した場合にその回路のしや断
器が過電流によつて、引き外ししや断動作をする
に充分な短絡電流を流し続けることである。もし
短絡電流が小さくてしや断器がしや断されない場
合には配電線路の電圧はほぼ零となり続け、他の
健全な負荷にも電力を送ることができない。
一般に三相交流発電機より三相負荷と単相負荷
に電力を供給する場合、三相交流発電機の中性点
を引き出し、三相４線式として単相負荷には各相
と中性線より電力を供給する場合が多い。このよ
うな三相４線式配電系発電機の従来の励磁装置を
第１図に示し、その動作を説明する。１は交流発
電機、２はその界磁巻線、３は上記交流発電機の
電圧成分による励磁電流を得るためのリアクト
ル、４Ｒ，４Ｓ，４Ｔは負荷電流成分による励磁
電流を得るための変流器、５は上記リアクトルと
変流器よりの電流を整流して上記界磁巻線２に与
えるための整流器、６は発電機用しや断器、７は
各配電用しや断器、Ｎは中性線である。
に電力を供給する場合、三相交流発電機の中性点
を引き出し、三相４線式として単相負荷には各相
と中性線より電力を供給する場合が多い。このよ
うな三相４線式配電系発電機の従来の励磁装置を
第１図に示し、その動作を説明する。１は交流発
電機、２はその界磁巻線、３は上記交流発電機の
電圧成分による励磁電流を得るためのリアクト
ル、４Ｒ，４Ｓ，４Ｔは負荷電流成分による励磁
電流を得るための変流器、５は上記リアクトルと
変流器よりの電流を整流して上記界磁巻線２に与
えるための整流器、６は発電機用しや断器、７は
各配電用しや断器、Ｎは中性線である。
いま、ある配電用線路でＲ，Ｓ，Ｔの線間で短
絡事故が発生した場合には発電機１の端子電圧は
ほとんど零になるためリアクトル３からの励磁電
流は消滅するが短絡電流成分による電流が変流器
４Ｒ，４Ｓおよび４Ｔより供給され、界磁巻線２
には励磁電流が流れ続けるため短絡点には短絡電
流が持続して流れ過電流引き外し装置が動作し
て、短絡事故回路のしや断器のみしや断し、他の
負荷には送電を持続することができる。ところが
Ｒ，ＳまたはＴ相の内の一相と中性線Ｎの間で短
絡事故が発生した場合には変流器の２次側には電
流が流れ得ないのである。このことを例えばＲ相
と中性線Ｎの間で短絡事故が発生した場合につい
て説明する。その時はＳ相とＴ相には一次電流が
流れないため変流器の二次巻線４Ｓ−２と４Ｔ−
２は高インピーダンスとなり、変流器４Ｒの一次
巻線４Ｒ−１には短絡電流が流れるが、その二次
巻線４Ｒ−２には電流が流れ得ないため、変流器
４Ｒは飽和して二次巻線４Ｒ−２には急瞬な異常
高電圧が発生する。この異常高電圧のピーク値は
数千ボルトにも達し変流器二次巻線４Ｒ−２の絶
縁破壊をもたらす外整流器５、界磁巻線２、およ
び他の変流器４Ｓ，４Ｔにも加わり絶縁破壊等の
事故が発生するおそれがある。さらにこの場合リ
アクトル３よりの励磁電流は若干確保されるが、
上記のように短絡電流成分による励磁電流が流れ
得ないため、短絡電流はしや断器の引き外し装置
が動作するほど流れず、短絡点のしや断ができな
いため危険な異常高電圧が発生したままで、他の
健全な負荷にも電力を供給することができない問
題点があつた。この問題点の解決例として、第２
図に示される如き提案（特許出願公告、昭43−
10694号、発明の名称、自励複巻交流発電機の励
磁装置）がなされている。なお第２図における可
飽和リアクトル１７の代りに、変流器１５の２次
巻線に並列に適宜数値を有するインピーダンス素
子を接続しても同じ効果を得ることができる。し
かし、前記提案は高価な可飽和リアクトルを用う
る必要があるので、この可飽和リアクトルを用い
ない場合に比べて、部品の点数がふえると共に収
容スペースの増加と結線も複雑となり、製品の生
産性がその分だけ低下することとなる。
絡事故が発生した場合には発電機１の端子電圧は
ほとんど零になるためリアクトル３からの励磁電
流は消滅するが短絡電流成分による電流が変流器
４Ｒ，４Ｓおよび４Ｔより供給され、界磁巻線２
には励磁電流が流れ続けるため短絡点には短絡電
流が持続して流れ過電流引き外し装置が動作し
て、短絡事故回路のしや断器のみしや断し、他の
負荷には送電を持続することができる。ところが
Ｒ，ＳまたはＴ相の内の一相と中性線Ｎの間で短
絡事故が発生した場合には変流器の２次側には電
流が流れ得ないのである。このことを例えばＲ相
と中性線Ｎの間で短絡事故が発生した場合につい
て説明する。その時はＳ相とＴ相には一次電流が
流れないため変流器の二次巻線４Ｓ−２と４Ｔ−
２は高インピーダンスとなり、変流器４Ｒの一次
巻線４Ｒ−１には短絡電流が流れるが、その二次
巻線４Ｒ−２には電流が流れ得ないため、変流器
４Ｒは飽和して二次巻線４Ｒ−２には急瞬な異常
高電圧が発生する。この異常高電圧のピーク値は
数千ボルトにも達し変流器二次巻線４Ｒ−２の絶
縁破壊をもたらす外整流器５、界磁巻線２、およ
び他の変流器４Ｓ，４Ｔにも加わり絶縁破壊等の
事故が発生するおそれがある。さらにこの場合リ
アクトル３よりの励磁電流は若干確保されるが、
上記のように短絡電流成分による励磁電流が流れ
得ないため、短絡電流はしや断器の引き外し装置
が動作するほど流れず、短絡点のしや断ができな
いため危険な異常高電圧が発生したままで、他の
健全な負荷にも電力を供給することができない問
題点があつた。この問題点の解決例として、第２
図に示される如き提案（特許出願公告、昭43−
10694号、発明の名称、自励複巻交流発電機の励
磁装置）がなされている。なお第２図における可
飽和リアクトル１７の代りに、変流器１５の２次
巻線に並列に適宜数値を有するインピーダンス素
子を接続しても同じ効果を得ることができる。し
かし、前記提案は高価な可飽和リアクトルを用う
る必要があるので、この可飽和リアクトルを用い
ない場合に比べて、部品の点数がふえると共に収
容スペースの増加と結線も複雑となり、製品の生
産性がその分だけ低下することとなる。
本発明は高価な可飽和リアクトル等を用いて、
ピーク電圧を抑制しようとする従来の技術思想と
発想を異にし、地絡事故の発生に際して、変流器
の２次巻線に異常電圧を発生させることなく、短
絡電流成分による励磁電流を界磁巻線に流して事
故点に短絡電流を流し続け、事故点に近い配電用
のしや断器をしや断し、他の健全な負荷に電力の
供給を持続せしめる自励交流発電機用励磁装置の
提供を目的とするもので、負荷電流補償用変流器
を備えた三相４線式自励交流発電機用励磁装置に
おいて、上記変流器に３次巻線を設け、これら３
次巻線をリング持続してなることを特徴とするも
のである。
ピーク電圧を抑制しようとする従来の技術思想と
発想を異にし、地絡事故の発生に際して、変流器
の２次巻線に異常電圧を発生させることなく、短
絡電流成分による励磁電流を界磁巻線に流して事
故点に短絡電流を流し続け、事故点に近い配電用
のしや断器をしや断し、他の健全な負荷に電力の
供給を持続せしめる自励交流発電機用励磁装置の
提供を目的とするもので、負荷電流補償用変流器
を備えた三相４線式自励交流発電機用励磁装置に
おいて、上記変流器に３次巻線を設け、これら３
次巻線をリング持続してなることを特徴とするも
のである。
次に本発明による方式をその一実施例である第
３図にもとずき説明する。第３図において第１図
と同一符号のものは第１図において説明したもの
と同一で同じ動作をするものである。１は交流発
電機、２はその界磁巻線、３は交流発電機１の各
出力線と整流器５間に挿入されたリアクトル、４
Ｒ，４Ｓ，４Ｔは交流発電機１の各出力線に一次
巻線４Ｒ−１，４Ｓ−１，４Ｔ−１が夫々挿入さ
れた三次巻線４Ｒ−３，４Ｓ−３，４Ｔ−３を有
する変流器、５はリアクトル３及び変流器４Ｒ，
４Ｓ，４Ｔの二次巻線４Ｒ−２，４Ｓ−２，４Ｔ
−２と界磁巻線２との間に挿入された整流器、６
は交流発電機１の各出力線に挿入された発電機用
しや断器、Ｒ，Ｓ，Ｔは配電用線路、Ｎは中性線
である。変流器４Ｒ，４Ｓ，４Ｔの二次巻線４Ｒ
−２，４Ｓ−２，４Ｔ−２は星形結線される。上
記のような構成において本発明では変流器４Ｒ，
４Ｓ，４Ｔのそれぞれ三次巻線４Ｒ−３，４Ｓ−
３，４Ｔ−３が付加され且つリング状に接続され
る。この第３図においてＲ相と中性線Ｎの間で短
絡事故が発生した場合について説明する。
３図にもとずき説明する。第３図において第１図
と同一符号のものは第１図において説明したもの
と同一で同じ動作をするものである。１は交流発
電機、２はその界磁巻線、３は交流発電機１の各
出力線と整流器５間に挿入されたリアクトル、４
Ｒ，４Ｓ，４Ｔは交流発電機１の各出力線に一次
巻線４Ｒ−１，４Ｓ−１，４Ｔ−１が夫々挿入さ
れた三次巻線４Ｒ−３，４Ｓ−３，４Ｔ−３を有
する変流器、５はリアクトル３及び変流器４Ｒ，
４Ｓ，４Ｔの二次巻線４Ｒ−２，４Ｓ−２，４Ｔ
−２と界磁巻線２との間に挿入された整流器、６
は交流発電機１の各出力線に挿入された発電機用
しや断器、Ｒ，Ｓ，Ｔは配電用線路、Ｎは中性線
である。変流器４Ｒ，４Ｓ，４Ｔの二次巻線４Ｒ
−２，４Ｓ−２，４Ｔ−２は星形結線される。上
記のような構成において本発明では変流器４Ｒ，
４Ｓ，４Ｔのそれぞれ三次巻線４Ｒ−３，４Ｓ−
３，４Ｔ−３が付加され且つリング状に接続され
る。この第３図においてＲ相と中性線Ｎの間で短
絡事故が発生した場合について説明する。
各変流器４Ｒ，４Ｓおよび４Ｔの１次、２次お
よび３次巻線の巻回数をそれぞれn1，n2，n3とし
今第３図においてＲ相と中性線Ｎ間で短絡事故が
発生し短絡電流ｉが流れた場合に、上記各変流器
の２次巻線４Ｒ−２，４Ｓ−２および４Ｔ−２の
それぞれに流れる電流ｉR2，ｉS2およびｉT2、ま
たリング接続された３次巻線４Ｒ−３，４Ｓ−３
および４Ｔ−３に流れ電流i3について考える。変
流器４Ｓおよび４Ｔの１次巻線４Ｓ−１および４
Ｔ−１にはこの電流成分は流れ得ない。また各３
次巻線４Ｓ−３および４Ｔ−３に流れる電流はi3
で等しいためｉS2とｉT2は等しくｉR2を２等分し
た値となる。変流器４Ｓおよび４Ｔの３次巻線４
Ｓ−３および４Ｔ−３の電流i3は周知の等アンペ
アターンの法則より i3・n3＝ｉS2・n2＝１／２・ｉR2・n2 ……(1) からi3＝ｉS2・ｎ２／ｎ３＝１／２ｉR2ｎ２／ｎ３……
(2) となる。この電流i3は変流器4Rの３次巻線４Ｒ−
３にも流れる。変流器４Ｒについて等アンペアタ
ーンの法則を適用すると in1＝ｉR2・n2＋i3・n3 ……(3) (3)式に(2)式のi3を代入すると in1＝ｉR2・n2＋１／２ｉR2・n2＝３／２ｉR2・n2 ∴ｉR2＝２／３ｉ・ｎ１／ｎ２ ……(4) ｉS2＝ｉT2＝１／３ｉ・ｎ１／ｎ２ ……(5) (1)式に(4)式ｉR2を代入 i3＝１／２×２／３ｉ・ｎ１／ｎ２×ｎ２／ｎ３＝１／
３ｉ・ｎ１／ｎ３……(6) 各部の電流は(4)、(5)および(6)式の値となり変流器
４Ｒの２次巻線を流れる電流ｉR2は整流器５で整
流されて界磁巻線に流れるため、短絡点にしや断
器の過電流引き外し装置が動作するに充分な短絡
電流を流し続けることができる。また短絡電流成
分の電流は上記説明のように各変流器の２次およ
び３次巻線を流れるため、各変流器は磁気飽和す
ることなく異常高電圧も発生することはない。
よび３次巻線の巻回数をそれぞれn1，n2，n3とし
今第３図においてＲ相と中性線Ｎ間で短絡事故が
発生し短絡電流ｉが流れた場合に、上記各変流器
の２次巻線４Ｒ−２，４Ｓ−２および４Ｔ−２の
それぞれに流れる電流ｉR2，ｉS2およびｉT2、ま
たリング接続された３次巻線４Ｒ−３，４Ｓ−３
および４Ｔ−３に流れ電流i3について考える。変
流器４Ｓおよび４Ｔの１次巻線４Ｓ−１および４
Ｔ−１にはこの電流成分は流れ得ない。また各３
次巻線４Ｓ−３および４Ｔ−３に流れる電流はi3
で等しいためｉS2とｉT2は等しくｉR2を２等分し
た値となる。変流器４Ｓおよび４Ｔの３次巻線４
Ｓ−３および４Ｔ−３の電流i3は周知の等アンペ
アターンの法則より i3・n3＝ｉS2・n2＝１／２・ｉR2・n2 ……(1) からi3＝ｉS2・ｎ２／ｎ３＝１／２ｉR2ｎ２／ｎ３……
(2) となる。この電流i3は変流器4Rの３次巻線４Ｒ−
３にも流れる。変流器４Ｒについて等アンペアタ
ーンの法則を適用すると in1＝ｉR2・n2＋i3・n3 ……(3) (3)式に(2)式のi3を代入すると in1＝ｉR2・n2＋１／２ｉR2・n2＝３／２ｉR2・n2 ∴ｉR2＝２／３ｉ・ｎ１／ｎ２ ……(4) ｉS2＝ｉT2＝１／３ｉ・ｎ１／ｎ２ ……(5) (1)式に(4)式ｉR2を代入 i3＝１／２×２／３ｉ・ｎ１／ｎ２×ｎ２／ｎ３＝１／
３ｉ・ｎ１／ｎ３……(6) 各部の電流は(4)、(5)および(6)式の値となり変流器
４Ｒの２次巻線を流れる電流ｉR2は整流器５で整
流されて界磁巻線に流れるため、短絡点にしや断
器の過電流引き外し装置が動作するに充分な短絡
電流を流し続けることができる。また短絡電流成
分の電流は上記説明のように各変流器の２次およ
び３次巻線を流れるため、各変流器は磁気飽和す
ることなく異常高電圧も発生することはない。
本発明に係る装置においては、従来から使用さ
れている変流器にさほど高度な絶縁を必要とする
ことなく３次巻線を組成するだけでよい。従つて
第２図の如き高価な可飽和リアクトルを従来のよ
りも余分に必要とし、且つ収容スペースも従来例
より大きくなるのに比べると、本発明は必要とす
る部品点数が少なく、結線も簡単であるから、そ
れだけ経済性においても有利である。さらに本発
明の装置を使用すれば三相４線式自励交流発電装
置の負荷側で三相の内の一相と中性線の間で短絡
事故が発生した場合に電流補償用変流器が磁気飽
和することなく、短絡電流成分による励磁電流を
界磁巻線に流し続け、短絡点に近いしや断器の過
電流引き外し装置が動作するに充分な短絡電流を
流すことができるため、短絡点を回路からすみや
かに切離し他の健全な負荷には電力の供給を持続
することができると共に、短絡相の負荷電流補償
用変流器２次巻線に異常高電圧を誘起させない効
果もある。つまり、特に配電線路の中性線と三相
のうちの何れかが短絡すると、短絡相に介在され
た負荷電流補償用交流器の３次巻線に短絡電流に
対応した電流が誘起され、負荷電流補償用変流器
の３次巻線が互いにリング接続されているため
に、３次巻線に上記誘起電流が流れ、この誘起電
流により負荷電流補償用変流器の短絡相以外の２
次巻線に電流が誘起され、この結果、負荷電流補
償用変流器の短絡相以外の２次巻線にも電流が誘
起されて、高インピーダンスにならず、三相４線
式自励交流発電機からは短絡事故の発生した地点
に近いしや断器をしや断動作させるのに充分な出
力を供給できるだけの電流が負荷電流補償用交流
器の２次巻線より界磁巻線に供与できる。よつて
従来の励磁装置を備えた発電装置と比較して信頼
性と安全性を大巾に向上させる効果は大きい。
れている変流器にさほど高度な絶縁を必要とする
ことなく３次巻線を組成するだけでよい。従つて
第２図の如き高価な可飽和リアクトルを従来のよ
りも余分に必要とし、且つ収容スペースも従来例
より大きくなるのに比べると、本発明は必要とす
る部品点数が少なく、結線も簡単であるから、そ
れだけ経済性においても有利である。さらに本発
明の装置を使用すれば三相４線式自励交流発電装
置の負荷側で三相の内の一相と中性線の間で短絡
事故が発生した場合に電流補償用変流器が磁気飽
和することなく、短絡電流成分による励磁電流を
界磁巻線に流し続け、短絡点に近いしや断器の過
電流引き外し装置が動作するに充分な短絡電流を
流すことができるため、短絡点を回路からすみや
かに切離し他の健全な負荷には電力の供給を持続
することができると共に、短絡相の負荷電流補償
用変流器２次巻線に異常高電圧を誘起させない効
果もある。つまり、特に配電線路の中性線と三相
のうちの何れかが短絡すると、短絡相に介在され
た負荷電流補償用交流器の３次巻線に短絡電流に
対応した電流が誘起され、負荷電流補償用変流器
の３次巻線が互いにリング接続されているため
に、３次巻線に上記誘起電流が流れ、この誘起電
流により負荷電流補償用変流器の短絡相以外の２
次巻線に電流が誘起され、この結果、負荷電流補
償用変流器の短絡相以外の２次巻線にも電流が誘
起されて、高インピーダンスにならず、三相４線
式自励交流発電機からは短絡事故の発生した地点
に近いしや断器をしや断動作させるのに充分な出
力を供給できるだけの電流が負荷電流補償用交流
器の２次巻線より界磁巻線に供与できる。よつて
従来の励磁装置を備えた発電装置と比較して信頼
性と安全性を大巾に向上させる効果は大きい。
第１図、第２図は従来の発電装置の回路例、第
３図は本発明を使用した発電装置の一実施例であ
る。 １……交流発電機、２……界磁巻線、３……リ
アクトル、５……整流器、４Ｒ，４Ｓ，４Ｔ……
負荷電流補償用変流器、６，７……しや断器。
３図は本発明を使用した発電装置の一実施例であ
る。 １……交流発電機、２……界磁巻線、３……リ
アクトル、５……整流器、４Ｒ，４Ｓ，４Ｔ……
負荷電流補償用変流器、６，７……しや断器。
Claims (1)
- １ 負荷電流補償用変流器を備えた三相４線式自
励交流発電機用励磁装置において、上記変流器に
３次巻線を設け、その３次巻線をリング接続する
ことを特徴とする自励交流発電機用励磁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8870278A JPS5517243A (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Excitation device for self-excited ac generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8870278A JPS5517243A (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Excitation device for self-excited ac generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5517243A JPS5517243A (en) | 1980-02-06 |
| JPS6160680B2 true JPS6160680B2 (ja) | 1986-12-22 |
Family
ID=13950199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8870278A Granted JPS5517243A (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Excitation device for self-excited ac generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5517243A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07109202B2 (ja) * | 1988-12-20 | 1995-11-22 | 豊興工業株式会社 | 速度制御回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132358Y1 (ja) * | 1969-05-08 | 1976-08-12 |
-
1978
- 1978-07-20 JP JP8870278A patent/JPS5517243A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5517243A (en) | 1980-02-06 |
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