JP2001013170A - Transformer for meter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、変電機器の一次電
流または一次電圧を変成する計器用変成器に係り、特
に、電流電圧情報を上位システムに伝送する電子回路基
板を備えた計器用変成器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an instrument transformer for transforming a primary current or a primary voltage of a transformer, and more particularly to an instrument transformer having an electronic circuit board for transmitting current and voltage information to a host system. It is about.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的に、変電機器には計器用変成器
(計器用変流器および計器用変圧器の総称)が組み込ま
れている。計器用変成器は、変電機器の一次電圧あるい
は一次電流を上位システムに適合するレベルの二次電圧
あるいは二次電流に変成するものであり、変電機器の課
電通電状態の計測や、事故等により大電流が流れた場合
の変電機器の保護を目的としている。2. Description of the Related Art Generally, a transformer for an instrument (general term for an instrument current transformer and an instrument transformer) is incorporated in a substation equipment. An instrument transformer transforms the primary voltage or primary current of substation equipment into a secondary voltage or secondary current of a level that is compatible with the host system. The purpose is to protect substation equipment when a large current flows.
【0003】このような計器用変成器の代表的な従来例
としては、鉄心と巻線を主体として構成し電磁誘導作用
を利用して一次電圧または一次電流を変成するものが知
られている。この計器用変成器では鉄心あるいは巻線の
断面積を一般の変圧器よりも大きくすることにより負担
を大きくとっても精度が保たれるようにしているので、
上位システムがアナログ形であって入力部消費電力が大
きい場合に特別な付加装置を必要としないといった利点
がある。しかしその反面、鉄心を用いるので、鉄共振や
磁気飽和現象による悪影響が生じる可能性があった。ま
た近年では、上位システムのディジタル化が進み、計器
用変成器に要求される負担は軽減されており、前記利点
の重要度は低下しつつある。しかも、精度およびシステ
ム合理化の観点から見て、計器用変成器から電流電圧情
報を直接、ディジタルデータの形で伝送することが望ま
れている。As a typical conventional example of such a transformer for an instrument, there is known a transformer mainly composed of an iron core and a winding, which transforms a primary voltage or a primary current by utilizing an electromagnetic induction effect. In this instrument transformer, the cross-sectional area of the iron core or winding is made larger than that of a general transformer so that the accuracy can be maintained even if the load is increased.
There is an advantage that no special additional device is required when the host system is an analog type and the power consumption of the input section is large. However, on the other hand, since the iron core is used, there is a possibility that adverse effects due to ferroresonance and magnetic saturation phenomenon may occur. In recent years, digitalization of higher-level systems has progressed, and the load required for instrument transformers has been reduced, and the importance of the above advantages has been decreasing. In addition, from the viewpoints of accuracy and system rationalization, it is desired to directly transmit current and voltage information from an instrument transformer in the form of digital data.
【0004】そこで最近では、鉄心を用いる方式ではな
く、変電機器の一次電流または一次電圧を測定する検出
手段と、この検出手段の出力を上位システムに伝送する
電子回路基板とを組み合わせた方式の計器用変成器が開
発されている。検出手段の具体例としては、ロゴスキー
コイル等の電流センサ、容量分圧器等の電圧センサ、さ
らにはファラデー効果あるいはポッケルス効果等の光学
効果を有する光学素子といったものが実用化されてい
る。この方式の計器用変成器によれば、鉄共振や磁気飽
和現象による悪影響を排除することができると同時に、
電流電圧情報を直接、ディジタルデータの形で伝送する
ことが可能であり、精度の向上とシステムの合理化を図
る上で極めて有利である。[0004] Recently, instead of using a core, an instrument that combines detection means for measuring the primary current or primary voltage of a substation equipment and an electronic circuit board for transmitting the output of the detection means to a host system. Transformers have been developed. Specific examples of the detection means include a current sensor such as a Rogowski coil, a voltage sensor such as a capacitive voltage divider, and an optical element having an optical effect such as the Faraday effect or the Pockels effect. According to the instrument transformer of this type, it is possible to eliminate the adverse effects due to ferroresonance and magnetic saturation,
It is possible to directly transmit current and voltage information in the form of digital data, which is extremely advantageous in improving accuracy and rationalizing the system.
【0005】ここで、検出手段と電子回路基板とを組み
合わせた方式の計器用変成器の従来例について、図6の
ブロック図を用いて詳しく説明する。図に示すように計
器用変成器30にはタンク11が設けられており、タン
ク11内には高電圧導体12が設置されている。そし
て、高電圧導体12の周囲を囲むようにして検出手段で
あるロゴスキーコイル1および容量分圧器2が設置され
ている。ロゴスキーコイル1は高電圧導体12を流れる
一次電流の時間変化に比例した電圧を出力する電流セン
サであり、容量分圧器2は高電圧導体12に印加される
一次電圧に比例した電圧を出力する電圧センサである。[0005] Here, a conventional example of an instrument transformer using a combination of a detecting means and an electronic circuit board will be described in detail with reference to the block diagram of FIG. As shown in the figure, a tank 11 is provided in the instrument transformer 30, and a high-voltage conductor 12 is provided in the tank 11. A Rogowski coil 1 and a capacitive voltage divider 2 as detection means are provided so as to surround the high voltage conductor 12. The Rogowski coil 1 is a current sensor that outputs a voltage proportional to the time change of the primary current flowing through the high-voltage conductor 12, and the capacitive voltage divider 2 outputs a voltage proportional to the primary voltage applied to the high-voltage conductor 12. It is a voltage sensor.
【0006】また、計器用変成器30とは独立して上位
システム15が設置されている。上位システム15の内
部には電子回路基板3が配置されており、電子回路基板
3には電源ケーブル28を介して定電圧電源27が接続
されている。この定電圧電源27から電子回路基板3に
電源が供給されるようになっている。さらに、ロゴスキ
ーコイル1および容量分圧器2にはそれぞれ接続ケーブ
ル5,6の一端部が接続されており、これら接続ケーブ
ル5,6の他端部は上位システム15内の電子回路基板
3に接続されている。つまり、接続ケーブル5,6を介
して、ロゴスキーコイル1および容量分圧器2と電子回
路基板3とが接続されている。Further, an upper system 15 is installed independently of the instrument transformer 30. The electronic circuit board 3 is disposed inside the host system 15, and a constant voltage power supply 27 is connected to the electronic circuit board 3 via a power cable 28. Power is supplied to the electronic circuit board 3 from the constant voltage power supply 27. Further, one ends of connection cables 5 and 6 are connected to the Rogowski coil 1 and the capacity voltage divider 2, respectively, and the other ends of these connection cables 5 and 6 are connected to the electronic circuit board 3 in the host system 15. Have been. That is, the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2 are connected to the electronic circuit board 3 via the connection cables 5 and 6.
【0007】ところで、上記のような計器用変成器にお
いては、検出手段の温度特性が計器用変成器全体の精度
を決定する上で大きな要因となっている。例えばロゴス
キーコイル1の場合、巻線や巻枠の熱伸縮によるコイル
断面積の変化、温度による巻線抵抗の変化等によって出
力が変化する。また、容量分圧器2の場合には、熱伸縮
による電極寸法の変化、温度による誘電体の誘電率の変
化等により、やはり出力が変化する。さらに、光学素子
を用いる場合にも、光学効果の大きさが温度によって変
化することにより、出力が影響を受けることになる。す
なわち、検出手段の周囲温度の変化に伴い、検出手段の
出力が変化して、変成比(変圧比あるいは変流比)が変
わるおそれがある。したがって、高精度を要求される計
測用や電力取引用の計器用変成器では、検出手段の温度
特性を補償することが不可欠であった。In the above-described instrument transformer, the temperature characteristic of the detecting means is a major factor in determining the accuracy of the entire instrument transformer. For example, in the case of the Rogowski coil 1, the output changes due to a change in coil cross-sectional area due to thermal expansion and contraction of the winding and the winding frame, a change in winding resistance due to temperature, and the like. In the case of the capacitive voltage divider 2, the output also changes due to changes in electrode dimensions due to thermal expansion and contraction, changes in the dielectric constant of the dielectric due to temperature, and the like. Furthermore, even when an optical element is used, the output is affected by the magnitude of the optical effect changing with temperature. That is, the output of the detecting means may change with the change of the ambient temperature of the detecting means, and the transformation ratio (the transformation ratio or the current transformation ratio) may change. Therefore, it is essential to compensate for the temperature characteristics of the detecting means in a measuring and power transformer for an instrument that requires high accuracy.
【0008】図6に示した計器用変成器30ではタンク
11外壁部に周囲の温度を測定する温度センサ4が設置
されており、接続ケーブル7を介して温度センサ4と電
子回路基板3とが接続されている。このような構成を有
する計器用変成器30では、温度センサ4がタンク11
周囲の温度を測定し、接続ケーブル7を介してこれを電
子回路基板3に出力する。そして電子回路基板3におい
て、あらかじめ実験等により求めておいた温度とロゴス
キーコイル1および容量分圧器2の出力との間の関係式
から演算を行い、演算結果に基づいてロゴスキーコイル
1および容量分圧器2の温度特性を補償して変成比を常
に一定に維持する。したがって、ロゴスキーコイル1お
よび容量分圧器2の周囲の温度が変化しても、変成比が
変わることがなく、計器用変成器30は優れた精度を確
保することができる。In the instrument transformer 30 shown in FIG. 6, a temperature sensor 4 for measuring the ambient temperature is installed on the outer wall of the tank 11, and the temperature sensor 4 and the electronic circuit board 3 are connected via a connection cable 7. It is connected. In the instrument transformer 30 having such a configuration, the temperature sensor 4 is connected to the tank 11.
The ambient temperature is measured and output to the electronic circuit board 3 via the connection cable 7. In the electronic circuit board 3, an operation is performed from a relational expression between the temperature previously obtained by an experiment or the like and the outputs of the Rogowski coil 1 and the capacity voltage divider 2, and the Rogowski coil 1 and the capacity are calculated based on the calculation result. The temperature characteristic of the voltage divider 2 is compensated to keep the conversion ratio constant. Therefore, even if the temperature around the Rogowski coil 1 and the capacity voltage divider 2 changes, the transformation ratio does not change, and the instrument transformer 30 can ensure excellent accuracy.
【0009】ところが、上記の従来例では、ロゴスキー
コイル1用、容量分圧器2用および温度センサ4用とい
う3つの接続ケーブル5,6,7が必要であり、それら
の接続ケーブル5,6,7は計器用変成器30とは離隔
された上位システム15内の電子回路基板3までの長距
離を配線していた。したがって、ケーブル配線量が増大
した。この結果、システムの複雑化を招くだけではな
く、ノイズの影響を受け易いという問題点があった。However, in the above conventional example, three connection cables 5, 6, 7 for the Rogowski coil 1, for the capacity voltage divider 2, and for the temperature sensor 4 are required. Reference numeral 7 denotes a long wiring to the electronic circuit board 3 in the host system 15 which is separated from the instrument transformer 30. Therefore, the amount of cable wiring has increased. As a result, not only does the system become complicated, but also there is a problem that the system is easily affected by noise.
【0010】このような事情を鑑みて、システムの簡略
化・合理化および接続ケーブルの影響低減を図る試みが
実施されている。例えば、G.Schettら (ABB High Volta
geTechnologies Ltd.)による論文、CIGRE Session-1996
34-104 "The IntelligentGIS - A Fundamental Change
in the Combination of Primary and SecondaryEquipm
ent" に記載されている。図7は前記論文の提案に基づ
いた計器用変成器の従来例を示すブロック図である。[0010] In view of such circumstances, attempts have been made to simplify and rationalize the system and reduce the influence of connection cables. For example, G. Schett et al. (ABB High Volta
geTechnologies Ltd.), CIGRE Session-1996
34-104 "The IntelligentGIS-A Fundamental Change
in the Combination of Primary and SecondaryEquipm
ent ". FIG. 7 is a block diagram showing a conventional example of an instrument transformer based on the proposal of the above-mentioned paper.
【0011】図7に示す計器用変成器31においては、
タンク11の外部でロゴスキーコイル1および容量分圧
器2の近傍となる位置に電子回路ケース13が設けられ
ており、その内部にセンサ出力計測および通信用の電子
回路基板3が収められている点に特徴がある。ロゴスキ
ーコイル1の出力部は接続ケーブル5によって、また容
量分圧器2の出力部は接続ケーブル6によってそれぞれ
電子回路基板3に接続されている。さらに電子回路基板
3にはディジタルデータ伝送用の通信用光ケーブル10
が接続されている。一方、上位システム15内には上位
側電子回路基板16および定電圧電源27が配置されて
いる。定電圧電源27は電源ケーブル28によって電子
回路基板3に接続され、上位側電子回路基板16は前記
通信用光ケーブル10によって計器用変成器30側の電
子回路基板3に接続されている。In the instrument transformer 31 shown in FIG.
An electronic circuit case 13 is provided outside the tank 11 in the vicinity of the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2, and the electronic circuit board 3 for sensor output measurement and communication is housed inside. There is a feature. The output of the Rogowski coil 1 is connected to the electronic circuit board 3 by a connection cable 5, and the output of the capacitive voltage divider 2 is connected to the electronic circuit board 3 by a connection cable 6. Further, a communication optical cable 10 for digital data transmission is provided on the electronic circuit board 3.
Is connected. On the other hand, an upper electronic circuit board 16 and a constant voltage power supply 27 are arranged in the upper system 15. The constant voltage power supply 27 is connected to the electronic circuit board 3 by a power cable 28, and the upper electronic circuit board 16 is connected to the electronic circuit board 3 of the instrument transformer 30 by the communication optical cable 10.
【0012】以上のような計器用変成器31において
は、ロゴスキーコイル1および容量分圧器2と電子回路
基板3との間の接続ケーブル5,6の長さが極小とな
り、計器用変成器31と上位システム15とをつなぐ手
段は、通信用光ケーブル10および電源ケーブル28だ
けで済む。そのため、接続ケーブルの配線量を大幅に削
減することができ、計器用変成器31および上位システ
ム15を含むシステム全体の構成を簡略化・合理化でき
る。また、センサ出力に対する接続ケーブルの影響を低
減することも可能である。In the instrument transformer 31 as described above, the length of the connecting cables 5 and 6 between the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2 and the electronic circuit board 3 is minimized, and the instrument transformer 31 is provided. Only means for connecting the communication system 10 and the host system 15 is the communication optical cable 10 and the power cable 28. Therefore, the wiring amount of the connection cable can be significantly reduced, and the configuration of the entire system including the instrument transformer 31 and the host system 15 can be simplified and rationalized. It is also possible to reduce the influence of the connection cable on the sensor output.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記論
文の提案に基づいた計器用変成器は、ロゴスキーコイル
や容量分圧器等の検出手段の温度特性を補償する方法に
ついての記載がないため、検出手段の周囲温度が変動す
ると、計器用変成器の変成比が変化して精度が悪化する
おそれがあった。また、検出手段と電子回路基板とを組
み合わせた方式の計器用変成器は、上位システムのディ
ジタル化する現在、高い需要を得ており、さらなるシス
テム構成の簡略化・合理化や、長寿命化が求められてい
る。However, the transformer for an instrument based on the proposal of the above-mentioned article does not describe a method for compensating the temperature characteristic of the detecting means such as a Rogowski coil and a capacitive voltage divider. If the ambient temperature of the means fluctuates, there is a possibility that the transformation ratio of the instrument transformer changes and accuracy deteriorates. In addition, there is a high demand for instrument transformers that combine the detection means and the electronic circuit board, as digitization of higher-level systems is in progress, and further simplification and rationalization of the system configuration and longer life are required. Have been.
【0014】本発明は上記の課題を解決するために提案
されたものであり、その主たる目的は、システム構成の
簡略化・合理化および接続ケーブルの影響低減と、温度
補償による高精度化とを同時に実現した計器用変成器を
提供することにある。The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and the main objects of the present invention are to simultaneously simplify and rationalize the system configuration, reduce the influence of the connecting cable, and increase the accuracy by temperature compensation. It is an object of the present invention to provide a realized instrument transformer.
【0015】また、本発明の他の目的は、システム構成
のいっそうの簡略化・合理化、さらには長寿命化を実現
することにある。Another object of the present invention is to realize further simplification and rationalization of the system configuration, and further to extension of the service life.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、変電機器の一次電流または一次電圧を
測定する検出手段と、この検出手段の出力を上位システ
ムに伝送する電子回路基板とを備えた計器用変成器にお
いて、以下のような技術的特徴を有するものである。To achieve the above object, the present invention provides a detecting means for measuring a primary current or a primary voltage of a substation equipment, and an electronic circuit for transmitting an output of the detecting means to a host system. An instrument transformer including a substrate has the following technical features.
【0017】請求項1記載の発明は、検出手段に近接し
て周囲の温度を測定する温度センサが設置されたことを
特徴とする。このような請求項1記載の発明において
は、上位システム側ではなく、計器用変成器側に検出手
段と接続した電子回路基板を設けたので、検出手段と電
子回路基板とをつなぐ接続ケーブルを短くして、システ
ム構成の簡略化・合理化および接続ケーブルの影響低減
を図ることができる。と同時に、温度センサが検出手段
の周囲の温度を測定するため、温度センサの出力に基づ
いて検出手段の温度特性を補償して、計器用変成器の変
成比を一定に保つことが可能である。The invention according to claim 1 is characterized in that a temperature sensor for measuring an ambient temperature is provided near the detecting means. In the first aspect of the present invention, since the electronic circuit board connected to the detecting means is provided not on the host system side but on the instrument transformer side, the connecting cable connecting the detecting means and the electronic circuit board is shortened. Thus, the system configuration can be simplified and rationalized, and the influence of the connection cable can be reduced. At the same time, since the temperature sensor measures the temperature around the detecting means, the temperature characteristic of the detecting means can be compensated based on the output of the temperature sensor, and the transformation ratio of the instrument transformer can be kept constant. .
【0018】請求項2記載の発明は、請求項1記載の計
器用変成器において、前記検出手段の近傍に前記電子回
路基板が配置され、この電子回路基板上に前記温度セン
サが設置されたことを特徴とする。このような請求項2
記載の発明によれば、電子回路基板が検出手段の近傍に
配置されていることから、電子回路基板上の温度センサ
により測定された温度は、検出手段の周囲の温度にほぼ
等しいとみなすことができる。従って、上記請求項1記
載の計器用変成器と同様、検出手段の温度特性を補償し
て、高精度化を図ることができる。しかも、温度センサ
を電子回路基板上に設置したので、温度センサと上位シ
ステムとをつなぐための接続ケーブルが不要となり、ケ
ーブルの配線量をいっそう削減して、システム構成の簡
略化・合理化および接続ケーブルの影響低減を進めるこ
とができる。According to a second aspect of the present invention, in the instrument transformer according to the first aspect, the electronic circuit board is arranged near the detecting means, and the temperature sensor is installed on the electronic circuit board. It is characterized by. Claim 2
According to the invention described above, since the electronic circuit board is disposed near the detecting means, the temperature measured by the temperature sensor on the electronic circuit board can be regarded as substantially equal to the temperature around the detecting means. it can. Therefore, as in the case of the instrument transformer according to the first aspect, the temperature characteristics of the detecting means can be compensated, and high accuracy can be achieved. In addition, since the temperature sensor is installed on the electronic circuit board, there is no need for a connection cable to connect the temperature sensor to the host system, further reducing the amount of cable wiring, simplifying and streamlining the system configuration, and connecting cables. Can be reduced.
【0019】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の計器用変成器において、電子回路基板が、温度セ
ンサの出力に基づいて検出手段の温度特性を補償し変成
比を一定に保つように構成されたことを特徴とする。こ
のような請求項3記載の発明では、電子回路基板自体で
温度センサの出力に基づいて検出手段の温度特性を補償
するための演算処理を行うことができる。そのため、温
度センサの出力を上位システムへ伝送する必要が無くな
り、上位システムへの通信量および上位システムにおけ
る演算量が減少する。したがって、システム構成をさら
に簡略化・合理化することが可能となる。The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
The above described transformer for an instrument is characterized in that the electronic circuit board is configured to compensate the temperature characteristic of the detecting means based on the output of the temperature sensor and keep the transformation ratio constant. According to the third aspect of the present invention, the electronic circuit board itself can perform the arithmetic processing for compensating the temperature characteristic of the detecting means based on the output of the temperature sensor. Therefore, it is not necessary to transmit the output of the temperature sensor to the host system, and the amount of communication to the host system and the amount of calculation in the host system are reduced. Therefore, the system configuration can be further simplified and rationalized.
【0020】請求項4記載の発明は、請求項1または2
記載の計器用変成器において、電子回路基板が、検出手
段の出力と共に温度センサの出力を上位システムに伝送
するように構成されたことを特徴とする。このような請
求項4記載の発明によれば、電子回路基板が検出手段の
出力および温度センサの出力を上位システムに伝送する
ので、電子回路基板では検出手段の温度特性を補償する
ための演算処理を行わない。そのため、電子回路基板に
おける消費電力を減らして寿命を延ばすことができる。The invention described in claim 4 is the invention according to claim 1 or 2
The above-described instrument transformer is characterized in that the electronic circuit board is configured to transmit the output of the temperature sensor to the host system together with the output of the detecting means. According to the fourth aspect of the present invention, the electronic circuit board transmits the output of the detecting means and the output of the temperature sensor to the host system. Do not do. Therefore, the power consumption of the electronic circuit board can be reduced and the life can be extended.
【0021】請求項5記載の発明は、請求項1、2、3
または4記載の計器用変成器において、上位システムと
電子回路基板とが光ケーブルによって接続されたことを
特徴とする。このような請求項5記載の発明によれば、
電子回路基板と上位システムとの間を光ケーブルによっ
て接続するので、ノイズの影響を受けることがなく優れ
た測定精度を発揮できる。しかも、両者を電気的に完全
に絶縁することができる。そのため、電子回路基板の配
置上の制限を緩和でき、高電圧導体の近傍に電子回路基
板を配置することが可能となり、電子回路基板と検出手
段とを結ぶ接続ケーブルの長さを極めて短くして、構成
を簡略化することができる。The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1, 2, and 3.
Or the instrument transformer according to 4, wherein the host system and the electronic circuit board are connected by an optical cable. According to the fifth aspect of the invention,
Since the electronic circuit board and the host system are connected by the optical cable, excellent measurement accuracy can be exhibited without being affected by noise. Moreover, both can be completely electrically insulated. Therefore, the restriction on the arrangement of the electronic circuit board can be relaxed, and the electronic circuit board can be arranged near the high-voltage conductor, and the length of the connection cable connecting the electronic circuit board and the detecting means is extremely reduced. , The configuration can be simplified.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、図面に従って、本発明の実
施の形態の一例について、具体的に説明する。なお、図
6および図7に示した従来例と同一の部材に関しては同
一の符号を付し、説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. The same members as those in the conventional example shown in FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0023】 (1)第1の実施の形態…請求項1、2、3、5対応 [構成]図1および図2を参照して第1の実施の形態に
ついて説明する。第1の実施の形態は請求項1、2、
3、5記載の発明に対応するもので、図1は第1の実施
の形態の構成を示すブロック図、図2は電子回路基板3
の回路構成を示すブロック図である。(1) First Embodiment—Corresponding to Claims 1, 2, 3, and 5 [Structure] A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The first embodiment is described in claims 1 and 2.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the first embodiment, and FIG. 2 is an electronic circuit board 3.
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of FIG.
【0024】第1の実施の形態における計器用変成器3
2では、検出手段であるロゴスキーコイル1および容量
分圧器2の近傍に電子回路基板3が配置されており、こ
の電子回路基板3上に温度センサ4が設置されている。
また、電子回路基板3が温度センサ4の出力に基づいて
ロゴスキーコイル1および容量分圧器2の温度特性を補
償し変成比を一定に保つように構成されている。さら
に、上位システム15と電子回路基板3とが通信用光ケ
ーブル10によって接続されている。Instrument transformer 3 according to the first embodiment
In the electronic circuit board 2, an electronic circuit board 3 is disposed near the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2, which are detection means, and a temperature sensor 4 is provided on the electronic circuit board 3.
Further, the electronic circuit board 3 is configured to compensate the temperature characteristics of the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2 based on the output of the temperature sensor 4 to keep the transformation ratio constant. Further, the host system 15 and the electronic circuit board 3 are connected by the communication optical cable 10.
【0025】なお、上位システム15には通常、複数の
計器用変成器32が接続されており、各計器用変成器3
2から高速にデータを収集し、比較判断することにより
動作するようになっている。また、電子回路基板3の電
源は上位システム15内の電源ケーブル28によって供
給される。In general, a plurality of instrument transformers 32 are connected to the host system 15, and each instrument transformer 3
2 to operate at high speed by collecting data and comparing and judging. The power of the electronic circuit board 3 is supplied by a power cable 28 in the host system 15.
【0026】続いて、図2のブロック図を用いて電子回
路基板3における信号の流れを説明する。電子回路基板
3には低域通過フィルタ21、アナログ−ディジタル変
換器22、処理装置23および光リンク24が設けられ
ている。ロゴスキーコイル1、容量分圧器2および温度
センサ4からの各出力信号は、まず低域通過フィルタ2
1へ入力され、次にアナログ−ディジタル変換器22に
通される。その後、処理装置23へと導かれる。低域通
過フィルタ21にて出力電圧信号中に含まれる高周波ノ
イズが除去され、アナログ信号である出力電圧信号がア
ナログ−ディジタル変換器22においてディジタル信号
に変換される。Next, the signal flow in the electronic circuit board 3 will be described with reference to the block diagram of FIG. The electronic circuit board 3 is provided with a low-pass filter 21, an analog-digital converter 22, a processing device 23, and an optical link 24. Output signals from the Rogowski coil 1, the capacitive voltage divider 2 and the temperature sensor 4 are first passed through a low-pass filter 2
1 and then passed through an analog-to-digital converter 22. After that, it is guided to the processing device 23. The high-frequency noise included in the output voltage signal is removed by the low-pass filter 21, and the output voltage signal, which is an analog signal, is converted into a digital signal by the analog-digital converter 22.
【0027】アナログ−ディジタル変換器22から出力
されたディジタル信号は処理装置23に入力される。処
理装置23ではロゴスキーコイル1の出力が積分され、
一次電流が復元されると共に、あらかじめ実験等により
求めておいた温度と出力との間の関係式ならびに温度セ
ンサ4によって測定された周囲温度に基づいて、変成比
を一定に保つための補正演算が実施され、ロゴスキーコ
イル1および容量分圧器2の温度特性が補償される。そ
して、補正演算後のディジタル信号は、上位システム1
5に対する伝送手順に適合するシリアル出力信号に変換
された後、光リンク24を介して通信用光ケーブル10
により上位システム15へと伝えられる。The digital signal output from the analog-digital converter 22 is input to a processing unit 23. In the processor 23, the output of the Rogowski coil 1 is integrated,
While the primary current is restored, a correction operation for keeping the metamorphic ratio constant is performed based on the relational expression between the temperature and the output, which is obtained in advance through experiments and the like, and the ambient temperature measured by the temperature sensor 4. The temperature characteristics of the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2 are compensated. The digital signal after the correction operation is transmitted to the host system 1
5 after being converted into a serial output signal conforming to the transmission procedure for the communication optical cable 10 via the optical link 24.
To the host system 15.
【0028】[作用効果]以上の構成を有する第1の実
施の形態によれば、次のような作用効果が得られる。第
1に、電子回路基板3をロゴスキーコイル1および容量
分圧器2の近傍に配置したので、電子回路基板3上の温
度センサ4によって測定された温度を、ロゴスキーコイ
ル1および容量分圧器2の周囲温度とみなすことができ
る。したがって、温度センサ4が測定した温度に基づい
て、電子回路基板3はロゴスキーコイル1および容量分
圧器2の温度特性を補償し変流比を一定に保つための補
正演算を行うことができる。この結果、ロゴスキーコイ
ル1および容量分圧器2の周囲温度が大きく変動して
も、計器用変成器32の測定精度の悪化を確実に防ぐこ
とができ、優れた測定精度を維持することができる。[Operation and Effect] According to the first embodiment having the above configuration, the following operation and effect can be obtained. First, since the electronic circuit board 3 is disposed near the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2, the temperature measured by the temperature sensor 4 on the electronic circuit board 3 can be used for the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2. Ambient temperature. Therefore, based on the temperature measured by the temperature sensor 4, the electronic circuit board 3 can perform a correction operation for compensating for the temperature characteristics of the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2 and keeping the current conversion ratio constant. As a result, even if the ambient temperature of the Rogowski coil 1 and the capacity voltage divider 2 greatly fluctuates, deterioration of the measurement accuracy of the instrument transformer 32 can be reliably prevented, and excellent measurement accuracy can be maintained. .
【0029】第2に、電子回路基板3上に温度センサ4
を設置したので、温度センサ4と上位システム15とを
つなぐ接続ケーブルが不要であり、ケーブル配線量を減
らすことができる。そのため、システム構成の簡略化・
合理化および接続ケーブルの影響低減をさらに進めるこ
とができる。Second, the temperature sensor 4 is mounted on the electronic circuit board 3.
Is installed, a connection cable for connecting the temperature sensor 4 and the host system 15 is unnecessary, and the amount of cable wiring can be reduced. Therefore, simplification of the system configuration
The rationalization and the effect of the connection cable can be further reduced.
【0030】第3に、計器用変成器32側の電子回路基
板3において温度補償に関する演算を実施しているた
め、上位システム15に対して温度情報を伝送する必要
が無く、通信量が減少させることができる。したがっ
て、上位システム15における演算量も減少し、システ
ム構成の簡略化・合理化を達成することができる。Third, since the electronic circuit board 3 on the instrument transformer 32 performs an operation relating to temperature compensation, it is not necessary to transmit temperature information to the host system 15 and the amount of communication is reduced. be able to. Therefore, the amount of calculation in the host system 15 is also reduced, and simplification and rationalization of the system configuration can be achieved.
【0031】第4に、電子回路基板3と上位システム1
5との間を光ケーブル10によって接続するので、両者
を電気的に完全に絶縁できる。そのため、電子回路基板
3の配置上の制限が緩くなり、高電圧導体12近傍への
電子回路基板3の配置が可能となる。したがって、接続
ケーブル5,6を極めて短くでき、構成の簡略化が可能
となる。また、通信用光ケーブル10により信号を伝送
しているので、ノイズの影響を受けることがなく、優れ
た測定精度を得ることができる。Fourth, the electronic circuit board 3 and the host system 1
5 is connected by the optical cable 10, so that both can be electrically insulated completely. Therefore, restrictions on the arrangement of the electronic circuit board 3 are relaxed, and the electronic circuit board 3 can be arranged near the high-voltage conductor 12. Therefore, the connecting cables 5 and 6 can be extremely short, and the configuration can be simplified. Further, since the signal is transmitted by the communication optical cable 10, the measurement is not affected by noise, and excellent measurement accuracy can be obtained.
【0032】 (2)第2の実施の形態…請求項4、5対応 [構成]請求項4および5記載の発明に対応する第2の
実施の形態を、図3および図4を参照して説明する。な
お、図3および図4において、図1および図2と共通の
構成要素には同一の記号を付し、説明は省略する。第2
の実施の形態による計器用変成器は主に気中変電所にお
いて用いられる。(2) Second Embodiment Corresponding to Claims 4 and 5 [Configuration] A second embodiment corresponding to the inventions described in claims 4 and 5 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. explain. 3 and 4, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Second
The instrument transformer according to the embodiment of the present invention is mainly used in an air substation.
【0033】図3は第2の実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。第2の実施の形態に係る計器用変成器3
3では、電子回路ケース13が絶縁支持体40に支えら
れており、気中高電圧導体14近傍の高電位箇所に設置
されている。また、電子回路ケース13に収められた電
子回路基板3は、前記第1の実施の形態と同じく、通信
用光ケーブル10によって上位側電子回路基板16に接
続されている。さらに電子回路基板3には光電変換装置
25が設けられており、ここに給電用光ケーブル26の
一端部が接続されている。給電用光ケーブル26の他端
部は上位システム15内の上位側電子回路基板16に接
続されている。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment. Instrument transformer 3 according to the second embodiment
In 3, the electronic circuit case 13 is supported by an insulating support 40, and is installed at a high potential location near the aerial high-voltage conductor 14. Further, the electronic circuit board 3 housed in the electronic circuit case 13 is connected to the upper electronic circuit board 16 by the communication optical cable 10 as in the first embodiment. Further, a photoelectric conversion device 25 is provided on the electronic circuit board 3, to which one end of a power supply optical cable 26 is connected. The other end of the power supply optical cable 26 is connected to the upper electronic circuit board 16 in the upper system 15.
【0034】図4は電子回路基板3の回路構成とその間
の信号の流れを示すブロック図である。処理装置23で
はロゴスキーコイル1の出力が積分され一次電流が復元
されると共に、電流、電圧、温度の情報が補正されるこ
となくそのまま、光リンク24および通信用光ケーブル
10を介して光信号として上位システム15へ伝えられ
る。そして、上位システム15内の上位側電子回路基板
16において、温度補償の演算が行われる。なお、電子
回路基板3の電源は給電用光ケーブル26に接続された
光電変換装置25によって供給されている。FIG. 4 is a block diagram showing the circuit configuration of the electronic circuit board 3 and the flow of signals therebetween. In the processing device 23, the output of the Rogowski coil 1 is integrated to restore the primary current, and the current, voltage, and temperature information is not corrected and converted into an optical signal via the optical link 24 and the communication optical cable 10. The information is transmitted to the host system 15. Then, in the upper electronic circuit board 16 in the upper system 15, the calculation of the temperature compensation is performed. The power of the electronic circuit board 3 is supplied by the photoelectric conversion device 25 connected to the power supply optical cable 26.
【0035】[作用効果]以上の構成を有する第2の実
施の形態の作用効果は以下の通りである。すなわち、電
子回路基板3と上位システム15との間は通信用光ケー
ブル10および給電用光ケーブル26によってのみ接続
されるので、電気的に完全に絶縁される。従って、電子
回路基板3の配置上の制限が緩和され、気中高電圧導体
14の近傍に配置することが容易である。また、通信用
光ケーブル10により信号を伝送するので、上位システ
ム15への伝送によって測定精度が低下したりノイズの
影響を受けることがない。さらに、温度補償の演算を上
位システム15内の上位側電子回路基板16において行
っているので、電子回路基板3内の処理装置23の動作
速度は比較的低速で済む。そのため、電子回路基板3の
消費電力を低減することができる。したがって、給電用
光の強度を低くすることができ、電子回路基板3(より
具体的には電子回路基板3上の光素子等)の寿命を延長
することができる。[Functions and Effects] The functions and effects of the second embodiment having the above configuration are as follows. That is, since the electronic circuit board 3 and the host system 15 are connected only by the communication optical cable 10 and the power supply optical cable 26, they are completely electrically insulated. Therefore, the restriction on the arrangement of the electronic circuit board 3 is relaxed, and it is easy to arrange the electronic circuit board 3 in the vicinity of the airborne high-voltage conductor 14. Further, since the signal is transmitted by the communication optical cable 10, the measurement accuracy is not reduced by the transmission to the host system 15, and the signal is not affected by noise. Further, since the operation of temperature compensation is performed in the upper electronic circuit board 16 in the upper system 15, the operation speed of the processing device 23 in the electronic circuit board 3 can be relatively low. Therefore, the power consumption of the electronic circuit board 3 can be reduced. Therefore, the intensity of the power supply light can be reduced, and the life of the electronic circuit board 3 (more specifically, the optical element or the like on the electronic circuit board 3) can be extended.
【0036】(3)他の実施の形態 本発明は以上のような実施の形態に限定されるものでは
なく、例えば図5に示す計器用変成器34では、ロゴス
キーコイル1に密接して温度センサ4aが、容量分圧器
2に密接して温度センサ4bが、それぞれ配置されてい
る。このとき、温度センサ4a、4bの出力部は、ごく
短い接続ケーブル7によって電子回路基板3に接続され
ている。このような実施の形態によっても、上記実施の
形態と同様、構成の簡略化・合理化と高精度化という作
用効果を得ることができる。また、対象となる変電機器
は、ガス絶縁開閉装置をはじめとして、気中開閉装置、
変圧器等に広く適用可能である。さらに、一次電流また
は一次電圧の検出手段としては、ロゴスキーコイル1や
容量分圧器2だけではなく、各種の原理に基づく様々な
センサを用いることができ、温度補償を行う処理装置に
関してもマイクロプロセッサやディジタルシグナルプロ
セッサ等、様々な装置を適用することができる。(3) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in an instrument transformer 34 shown in FIG. A temperature sensor 4b is arranged in close proximity to the capacitive voltage divider 2 with the sensor 4a. At this time, the output parts of the temperature sensors 4a, 4b are connected to the electronic circuit board 3 by a very short connection cable 7. According to such an embodiment as well, it is possible to obtain operational effects such as simplification and rationalization of the configuration and higher accuracy, as in the above embodiment. In addition, the target substation equipment includes gas insulated switchgear, air switchgear,
It is widely applicable to transformers and the like. Further, as the primary current or primary voltage detecting means, not only the Rogowski coil 1 and the capacitive voltage divider 2 but also various sensors based on various principles can be used. Various devices such as a digital signal processor and a digital signal processor can be applied.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の計器用変
成器によれば、変電機器の一次電流または一次電圧を測
定する検出手段の出力を上位システムに伝送する電子回
路基板を備えると共に、検出手段に近接して周囲の温度
を測定する温度センサを設置するといった極めて簡単な
構成により、接続ケーブルの配線量を削減してシステム
全体の構成を簡略化・合理化すると同時に、周囲温度が
大きく変動しても温度特性を補償し変流比を一定に保っ
て高精度化を実現することができる。As described above, according to the instrument transformer of the present invention, an electronic circuit board for transmitting an output of a detecting means for measuring a primary current or a primary voltage of a substation apparatus to a host system is provided. Extremely simple configuration, such as installing a temperature sensor that measures the ambient temperature in close proximity to the detection means, reduces the amount of connecting cables and simplifies and rationalizes the overall system configuration, while at the same time greatly changing the ambient temperature. Even if the temperature characteristic is compensated for, the current transformation ratio can be kept constant, and high accuracy can be realized.
【図1】本発明の第1の実施の形態のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態の電子回路基板の回
路構成と信号の流れを示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration and a signal flow of the electronic circuit board according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施の形態の電子回路基板の回
路構成と信号の流れを示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration and a signal flow of an electronic circuit board according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施形態のブロック図。FIG. 5 is a block diagram of another embodiment of the present invention.
【図6】従来の温度補償方式による計器用変成器のブロ
ック図。FIG. 6 is a block diagram of a conventional transformer for temperature compensation.
【図7】デジタルデータ伝送に対応した計器用変成器の
ブロック図。FIG. 7 is a block diagram of an instrument transformer compatible with digital data transmission.
1…ロゴスキーコイル 2…容量分圧器 3…電子回路基板 4,4a,4b…温度センサ 5,6,7…接続ケーブル 10…通信用光ケーブル 11…タンク 12…高電圧導体 13…電子回路ケース 14…中高電圧導体 15…上位システム 16…上位側電子回路基板 21…低域通過フィルタ 22…アナログ−ディジタル変換器 23…処理装置 24…光リンク 25…光電変換装置 26…給電用光ケーブル 27…定電圧電源 28…電源ケーブル 30,31,32,33,34…計器用変成器 40…絶縁支持体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rogowski coil 2 ... Capacitance voltage divider 3 ... Electronic circuit board 4, 4a, 4b ... Temperature sensor 5, 6, 7 ... Connection cable 10 ... Communication optical cable 11 ... Tank 12 ... High voltage conductor 13 ... Electronic circuit case 14 ... Medium and high voltage conductors 15 ... Host system 16 ... Host electronic circuit board 21 ... Low-pass filter 22 ... Analog-to-digital converter 23 ... Processor 24 ... Optical link 25 ... Photoelectric converter 26 ... Power supply optical cable 27 ... Constant voltage Power supply 28 ... Power supply cable 30, 31, 32, 33, 34 ... Instrument transformer 40 ... Insulating support
Claims (5)
定する検出手段と、この検出手段の出力を上位システム
に伝送する電子回路基板とが設けられた計器用変成器に
おいて、 前記検出手段に近接して周囲の温度を測定する温度セン
サが設置されたことを特徴とする計器用変成器。1. An instrument transformer provided with a detecting means for measuring a primary current or a primary voltage of a substation equipment and an electronic circuit board for transmitting an output of the detecting means to a host system. And a temperature sensor for measuring the ambient temperature.
が配置され、この電子回路基板上に前記温度センサが設
置されたことを特徴とする請求項1記載の計器用変成
器。2. An instrument transformer according to claim 1, wherein said electronic circuit board is arranged near said detecting means, and said temperature sensor is mounted on said electronic circuit board.
出力に基づいて前記検出手段の温度特性を補償して変成
比を一定に保つように構成されたことを特徴とする請求
項1または2記載の計器用変成器。3. The electronic circuit board according to claim 1, wherein the electronic circuit board is configured to compensate a temperature characteristic of the detecting means based on an output of the temperature sensor to maintain a constant transformation ratio. An instrument transformer as described.
力と共に前記温度センサの出力を前記上位システムに伝
送するように構成されたことを特徴とする請求項1また
は2記載の計器用変成器。4. The instrument transformer according to claim 1, wherein the electronic circuit board is configured to transmit the output of the temperature sensor to the host system together with the output of the detection means. .
が光ケーブルによって接続されたことを特徴とする請求
項1、2、3または4記載の計器用変成器。5. The instrument transformer according to claim 1, wherein the host system and the electronic circuit board are connected by an optical cable.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11187285A JP2001013170A (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Transformer for meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11187285A JP2001013170A (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Transformer for meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001013170A true JP2001013170A (en) | 2001-01-19 |
Family
ID=16203333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11187285A Pending JP2001013170A (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Transformer for meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001013170A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102221413A (en) * | 2011-03-11 | 2011-10-19 | 厦门骐航实业有限公司 | Electronic current voltage combined type mutual inductor with temperature measuring apparatus |
KR101078355B1 (en) | 2010-08-11 | 2011-10-31 | 주식회사 케이원 | Temperature compensation control apparatus of powertrans using fiber optic probe |
CN102759647A (en) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | 三菱电机株式会社 | Converter for meters |
-
1999
- 1999-07-01 JP JP11187285A patent/JP2001013170A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101078355B1 (en) | 2010-08-11 | 2011-10-31 | 주식회사 케이원 | Temperature compensation control apparatus of powertrans using fiber optic probe |
CN102221413A (en) * | 2011-03-11 | 2011-10-19 | 厦门骐航实业有限公司 | Electronic current voltage combined type mutual inductor with temperature measuring apparatus |
CN102759647A (en) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | 三菱电机株式会社 | Converter for meters |
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---|---|---|---|
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