JPS6325486B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は補助変流器付直流変成器の改良に係
り、特に直流送電装置などの高圧主回路の電流も
しくは電圧を検出するに好適な補助変流器付直流
変成器に関する。

〔従来の技術〕

従来、直流送電装置の高圧主回路の電流検出に
は、第１図に示す補助変流器付直流変成器が使用
されていた。これは、次のように構成が簡単であ
るが出力波形にスリツトが生じるため入力電流を
精度良く検出できないなどの問題点があつた。

第１図で主変流器は衆知のいわゆるクレーマ型
変流器であり、２個の鉄心５，６にそれぞれ巻か
れた二次巻線７，８は一次巻線３，４に対して図
示の極性に差動で直列に接続され、これを交流電
源９で励磁している。そして、端子１，２に直流
電流が流れると主変流器の１０の点にはこの電流
に比例する波高値の交流電源が流れる（第２図の
上側の波形）。この電流を、鉄心１３に巻かれた
一次巻線１２に流すと、二次巻線１４には同様の
交流電源が流れ、これを整流回路１５で整流して
抵抗１６に加えることにより第２図の下側の波形
のごとき直流出力が得られる。ここで、１２，１
３，１４，１５及び１６からなる補助変流器は主
変流器と絶縁し、かつ他の補助変流器（１７，１
８，１９，２０及び２１からなり、各部分はそれ
ぞれ１２，１３，１４，１５及び１６に対応す
る）フローテイングする目的で用いられる。すな
わち、高圧主回路に変流器を接続する場合は変流
器の一次側と二次側の漏れ容量を介してサージ電
圧が移行してくる危険があるため、これが図示し
ていない後段の制御装置に悪影響を与えないよう
にするために主変流器の二次側に更に補助変流器
を設けるのが一般的である。そして、通常主変流
器の二次側のいずれかの点（例えば交流電源の一
端）をアースしている。

以上の従来例によれば主回路との絶縁及び補助
変流器間のフローテイングは容易に行えるが、第
２図に見られるように、補助変流器の出力波形に
はスリツトが生じるため精度が悪い欠点があつ
た。また、これを改善するには第１図のごとき単
相クレーマ型変流器に対して、いわゆる三相クレ
ーマ型変流器があるが、回路部品が約３倍となり
また３相電源が必要であるなどの構成が複雑でか
つ高価である。

このようなクレーマ型の変流器を主体とする方
式に替わるものとしては、第３図に示すごとき回
路方式がある（特公昭52−11407号、第２図）。し
かし、この方式では次のように主変流器の鉄心が
飽和した時に主変流器回路に過大な電流が流れる
ため励磁電源容量が増加するなどの問題があり実
用されていない。

第３図に示す回路の説明は前記特公昭52−
11407号でなされているので、ここでは簡単に述
べる。主変流器２００は鉄心３５，３６に一次巻
線３３，３４及び二次巻線３７，３８を巻回した
２台の可飽和リアクトルと、二次巻線３７と３８
の接続点と補助変流器３００の一次巻線４０と４
１の接続点との間に挿入した交流電源３９から構
成され、入力端子３１と３２間に直流電流が流れ
ると、二次巻線３７及び３８には第４図に示すご
とくの電流が流れる。補助変流器３００は鉄心４
２，４３に一次巻線４０，４１及び二次巻線４
４，４５を巻回した２台の可飽和リアクトルと、
二次巻線４４及び４５に流れる電流の最大値を優
先し出力抵抗５２の両端に生じる電圧波形にスリ
ツトが生じないようにするためのダイオード５０
及び５１と、鉄青４２及び４３の磁束のリセツト
を行うためのリセツト電圧を得るために必要なリ
セツト抵抗４８及び４９と、変流器動作時の二次
巻線電流をリセツト抵抗からバイパスするための
ダイオード４６及び４７から構成され、出力電圧
は第４図で一番下に示したような波形となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ここで、この補助変流器付直流電流検出器には
次のような重大な問題がある。すなわち、第４図
に見られるように時刻t_aの時点で鉄心３５の磁束
が飽和して変流器作用がなくなり、交流電源３９
−補助変流器の一次巻線４０−主変流器の二次巻
線３７−交流電源３９の間に図示の如くの過大な
短絡電流（変流電流の数倍以上）が流れる。この
ため、交流電源の容量が大きくなり、また二次巻
線３７，３８の線径はこれに耐えるように太めに
せざるを得なくなり装置が大型化するという問題
点がある。

本発明は上述の状況に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、以上の問題点を解決し高
圧主回路と絶縁して直流電流もしくは電圧を検出
でき、かつその出力波形にスリツトがない小型の
補助変流器付直流変成器を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴とするところは、前記従来技術に
おける主変流器の２つの二次巻線の直列接続点を
接地するとともに交流電源の一端に接続し、この
交流電源の他端から夫々補助変流器の各一次巻線
を通して主変流器の各二次巻線の他端へ戻る径路
中に、ダイオードと電流制限抵抗の並列回路を挿
入することである。

〔作用〕

電流制限抵抗は、リセツト電流を制限し、その
波高値を変流器動作時のレベルまで低減すること
ができる。

〔実施例〕

以下に具体的実施例に基づき本発明の特徴と作
用効果について説明する。

第５図は本発明の一実施例であり、その各部動
作波形を第６図Ａ，Ｂに示す。第５図の符号で第
３図と同じものは先と同様であるので説明は省略
する。また、符号６０〜７２は符号４０〜５２と
それぞれ対応するものであり、２台目の補助変流
器回路である。

ここで、第２図に示す従来例に対して、本発明
の特徴とするところは、第５図の実施例のごとく
交流電源３９の一端と、主変流器２００の二次巻
線３７と３８の直列接続点とを接続して接地する
とともに、補助変流器３００の一次巻線４０，４
１と主変流器２００の二次巻線３７，３８との間
に、鉄心３５，３６が飽和したときに流れる電流
を制限する電流制限抵抗５５，５６と鉄心非飽和
時の変流器電流を電流制限抵抗５５，５６からバ
イパスするダイオード５３，５４との並列回路素
子を設けたことにある。従つて、第６図Ａの動作
波形に見られるように、t₇〜t₉のごとくの鉄心３
５が飽和した期間に流れる二次巻線電流i_a1は大
幅に制限できる。このため、交流電源に流れる電
流i₅（i₅＝i_a1−i_a2）の波高値はほぼ変流器動作時
の二次巻線に流れる電流程度に低減されるので、
第２図の従来例の場合のように短絡電流による電
源容量の大幅な増加はなくなる。ダイオード５
３，５４は、鉄心３５，３７が非飽和時に等アン
ペアターンの法則に基づいて二次巻線３７，３８
に流れる電流を電流制限抵抗５５，５６からバイ
パスすることにより主変流器の負担を軽くするた
めに設けたものである。このような主変流器２０
０の二次巻線電流i_a1及びi_a2を入力として、補助
変流器３００の各部は第６図Ｂのごとく動作し、
ダイオード５０及び５１の最大電流優先動作によ
り補助変流器の二次巻線電流i_a51及びi_a52の大きい
方の電流が出力抵抗５２に流れるため図示のごと
くに出力電流i_Lの波形にはスリツトが生じない。

次に、この補助変流器付直流変成器のアースの
取り方及び直流変圧器への適用について述べる。

主変流器２００のアースは、高圧回路からスト
レー容量を介して二次巻線側に移行してくるサー
ジ電圧などをアースに逃がし補助変流器３００へ
の移行を防ぐために設ける。従つて、二次巻線側
に近い方が望ましく、第５図で二次巻線３７と３
８の共通接続点と交流電源３９の一端を接続した
箇所９９をアースに落とす。

なお、第５図における主変流器回路２００の電
流制限抵抗５５，５６とダイオード５３，５４の
並列回路部分は場合によつては第７図のように構
成するのが良い。すなわち、回路条件により電流
制限抵抗５５の値が比較的小さくなる場合は、ダ
イオード５３に流れるべき電流がダイオード５３
の順方向電圧降下により電流制限抵抗側にも少し
漏れ、このため鉄心磁束のゲート量がリセツト量
を上廻つて変流器作用が異常（出力にスリツトが
でてくる）となる場合がある。このような場合
は、第７図に示すように電流制限抵抗５５０に直
列にダイオード５５１を挿入する（極性はダイオ
ード５３１と逆向き）ことにより防げる。この
時、リセツト時のダイオード５５１の順方向電圧
降下分だけリセツト量が減るので、ゲート量も減
らすために図のようにゲート時に電流が流れるダ
イオード５３１〜５３５の直列数を増やして電圧
降下分を大きくする必要がある。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば高圧主回路
と絶縁して直流電流もしくは電圧を出力波形にス
リツトがない状態で検出できる、小型の補助変流
器付直流変成器を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は補助変流器付電流検出器の従来例を示
す回路図、第２図は第１図に示す回路の動作波形
図、第３図は別の従来例を示す回路図、第４図は
第３図に示す回路の動作波形図、第５図は本発明
になる補助変流器付直流変成器の回路図、第６図
Ａ，Ｂは第５図に示す回路の動作波形図、第７図
はダイオードと電流制限抵抗からなる回路素子の
変形例を示す回路図である。 ３３，３４……主変流器の一次巻線、３５，３
６……鉄心、３７，３８……主変流器の二次巻
線、３９……交流電源、４０，４１……補助変流
器の一次巻線、４２，４３……鉄心、４４，４５
……補助変流器の二次巻線、４６，４７……ダイ
オード、４８，４９……リセツト抵抗、５０，５
１……最大電流優先ダイオード，５２……出力抵
抗、５３，５４……ダイオード、５５，５６……
電流制限抵抗、２００……主変流器、３００……
補助変流器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主変流器及び補助変流器を備えた補助変流器
   付の直流変成器であつて、 主変流器は、一次巻線と二次巻線が巻回された
   ２台の主可飽和リアクトルと、主可飽和リアクト
   ルを励磁する１台の交流電源と、交流電源と二次
   巻線と後記補助変流器の一次巻線とを一巡する２
   つの閉回路とを備え、 補助変流器は、一次巻線と二次巻線が巻回され
   た２台の補助可飽和リアクトルと、出力抵抗の両
   端に接続した２つのダイオードの直列体と、該ダ
   イオードの直列体の中間点と補助可飽和リアクト
   ルの二次巻線とダイオードの直列体の他端とを一
   巡する２つの閉回路中にそれぞれ挿入したダイオ
   ードとリセツト抵抗からなる回路素子とを備えた
   ものにおいて、 主変流器の２つの二次巻線を直列接続し、この
   直列接続点を接地するとともに前記交流電源の一
   端に接続し、この交流電源の他端から夫々前記補
   助変流器の各一次巻線を通して主変流器の各二次
   巻線の他端に戻る２つの径路中に夫々ダイオード
   と電流制限抵抗の並列回路を挿入し、これらのダ
   イオードの向きを前記２つの閉回路において前記
   交流電源に対して互いに逆向きとしたことを特徴
   とする補助変流器付直流変成器。