JP6995904B2 - 対地静電容量測定方法 - Google Patents
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本構成によれば、前記演算式の右辺の分子(Y a ・V a +Y b ・V b +Y c ・V c )が、制限抵抗の抵抗値Rによらず一定である。このため、制限抵抗の抵抗値Rを異ならせて2回前記測定を行い、各測定結果から得られるV 0 と、各測定に用いた制限抵抗の抵抗値Rと、三次変圧比nと、をそれぞれ前記演算式に代入し、当該代入後の異なる値を入力して得られた二つの式によって前記分子(Y a ・V a +Y b ・V b +Y c ・V c )を相殺して、Y a +Y b +Y c が示すベクトルを導出することができる。
そして、Ya+Yb+Ycが示すベクトルから、既知のa、b、c相の負荷のアドミッタンスを示すベクトルを減算することで、a、b、c相の配電線の対地静電容量のアドミッタンスのベクトルの和を算出することができる。その結果、当該ベクトルの和から3相一括の対地静電容量を算出することができる。
本構成によれば、試験者は、制限抵抗の抵抗値を第一抵抗値と第二抵抗値とに切り替えて前記測定をそれぞれ行うという、簡易な測定作業を行うだけで、三相一括の対地静電容量を算出することができる。
ただし、一相の負荷のアドミッタンスを他相の負荷のアドミッタンスと異ならせると、接地変圧器の変圧比の誤差特性によって、接地変圧器の二次電圧に、前記一相の負荷の抵抗値と前記他相の負荷の抵抗値との差分に応じた電圧降下が生じ得る。この場合、接地変圧器の一次電圧にも接地変圧器の一次側のインピーダンスに応じた電圧降下が生じる結果、接地変圧器の三次側に接続された制限抵抗の両端間電圧にも、接地変圧器の一次側及び三次側のインピーダンスに応じた電圧降下が生じ得る。
本構成によれば、前記換算式に基づき、制限抵抗の抵抗値と接地変圧器の一次側及び三次側のインピーダンスと接地変圧器の二次電圧と前記差分とを用いて、一相の負荷のアドミッタンスを他相の負荷のアドミッタンスと異ならせた場合に生じ得る上述の電圧降下を考慮し、接地変圧器の三次変圧比を用いて、制限抵抗の両端間電圧の測定結果から、接地変圧器の一次側の零相電圧を精度良く換算することができる。
このため、本構成によれば、地絡事故が発生していない場合に各相の配電線の対地静電容量が平衡状態にあるときでも、人工接地試験を行うことなく、制限抵抗の両端間電圧の測定結果から得られる精度の良い接地変圧器の一次側の零相電圧と、既知の制限抵抗の抵抗値と、接地変圧器の所謂一次・三次間変圧比である三次変圧比と、を用いた演算式に基づき、非接地系統における三相の配電線の三相一括の対地静電容量を精度良く算出することができる。
一相の負荷のアドミッタンスを他相の負荷のアドミッタンスと異ならせた場合、実際には、制限抵抗の両端間電圧に、三次回路を構成する配線の抵抗値に応じた電圧降下も生じ得る。本構成によれば、前記換算式によって、一相の負荷のアドミッタンスを他相の負荷のアドミッタンスと異ならせた場合に生じ得る、制限抵抗の抵抗値Rと接地変圧器の一次側及び三次側のインピーダンスを示すベクトルZ1、Z3と接地変圧器の二次電圧を示すベクトルV2と前記差分R3とに基づく上述の電圧降下を考慮し、更に、一相の負荷のアドミッタンスを他相の負荷のアドミッタンスと異ならせた場合に生じ得る、接地変圧器の三次回路を構成する配線の抵抗値に基づく上述の電圧降下も考慮して、より精度良く、接地変圧器の一次側の零相電圧を算出することができる。
本発明者は、上記特許文献1に記載のように、地絡事故が発生していない場合に各相の配電線の対地静電容量が平衡状態にあるときでも、ユーザや試験者に負担のかかる人工接地試験を行うことなく、非接地系統における三相の配電線の三相一括の対地静電容量を測定する測定方法を考案した。
以下、本発明に係る測定方法の一実施形態について図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る非接地系統の一実施形態である6.6kV非接地系統1の構成を示す図である。図1に示すように、6.6kV非接地系統1(以下、非接地系統1)は、配電用変圧器2、三相の配電線3a、3b、3c、接地変圧器5、切替スイッチSW1、制限抵抗R1、R2、スイッチSW2、抵抗R3、及び負荷4を備えている。
尚、前記実施形態は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明を前記実施形態に限定する趣旨ではない。
2 配電用変圧器
3k(k=a、b、c) k相の配電線
4k(k=a、b、c) k相の負荷
5 接地変圧器
51 一次回路
52 二次回路
53 三次回路
Ck(k=a、b、c) k相の配電線の対地静電容量
R 制限抵抗の抵抗値
R1、R2 制限抵抗
V0、V01、V02 零相電圧
V2 接地変圧器の二次電圧
Vk(k=a、b、c) k相の電圧
Z1 接地変圧器の一次側のインピーダンス
Z3 接地変圧器の三次側のインピーダンス
n 三次変圧比
Claims (2)
- 非接地系統における三相の配電線に接続された接地変圧器の二次側に接続された三相の負荷のうち、一相の負荷のアドミッタンスを他相の負荷のアドミッタンスと異ならせ、
前記接地変圧器の三次側に接続された制限抵抗の両端間電圧を測定し、
前記測定した前記制限抵抗の両端間電圧と、前記制限抵抗の抵抗値と、前記接地変圧器の一次電圧に対する三次電圧の比率である三次変圧比と、前記接地変圧器の一次側及び三次側のインピーダンスと、前記接地変圧器の二次電圧と、前記一相の負荷の抵抗値と前記他相の負荷の抵抗値との差分と、を用いた換算式に基づき、前記接地変圧器の一次側の零相電圧を算出し、
前記算出した前記接地変圧器の一次側の零相電圧と、前記制限抵抗の抵抗値と、前記三次変圧比と、を用いた演算式に基づき、前記配電線の三相一括の対地静電容量を算出し、
前記換算式は、下式で表され、
V0は前記零相電圧を示すベクトルであり、
V’0は前記測定した前記制限抵抗の両端間電圧を示すベクトルであり、
V2は前記二次電圧を示すベクトルであり、
nは前記三次変圧比であり、
Z1は前記接地変圧器の一次側のインピーダンスを示すベクトルであり、
Z3は前記接地変圧器の三次側のインピーダンスを示すベクトルであり、
Rは前記制限抵抗の抵抗値であり、
R3は前記一相の負荷の抵抗値と前記他相の負荷の抵抗値との差分であり、
前記演算式は、下式で表され、
V0は、前記零相電圧を示すベクトルであり、
Yk(k=a、b、c)は、k相の配電線の対地静電容量のアドミッタンスを示すベクトルと前記接地変圧器の二次側に接続されているk相の負荷のアドミッタンスを示すベクトルとの和であり、
Vk(k=a、b、c)は、k相の対地電圧を示すベクトルから前記零相電圧を示すベクトルを減算した結果であり、
nは前記三次変圧比であり、
Rは前記制限抵抗の抵抗値であり、
前記制限抵抗の両端間電圧の測定では、
前記制限抵抗の抵抗値を第一抵抗値と前記第一抵抗値とは異なる第二抵抗値とに切り替えて前記測定をそれぞれ行い、
前記接地変圧器の一次側の零相電圧の算出では、
前記制限抵抗の抵抗値を前記第一抵抗値にした場合に行った前記測定の結果を用いた前記換算式である第一換算式に基づき、前記制限抵抗の抵抗値を前記第一抵抗値にした場合における前記零相電圧を算出し、前記制限抵抗の抵抗値を前記第二抵抗値にした場合に行った前記測定の結果を用いた前記換算式である第二換算式に基づき、前記制限抵抗の抵抗値を前記第二抵抗値にした場合における前記零相電圧を算出し、
前記配電線の三相一括の対地静電容量の算出では、
前記制限抵抗の抵抗値を前記第一抵抗値にした場合における前記零相電圧の算出の結果を用いた前記演算式である第一演算式と、前記制限抵抗の抵抗値を前記第二抵抗値にした場合における前記零相電圧の算出の結果を用いた前記演算式である第二演算式と、の二式によって、前記第一演算式及び前記第二演算式の分子を相殺して、前記配電線の対地静電容量の三相一括のアドミッタンスを示すベクトルと前記三相の負荷の三相一括のアドミッタンスを示すベクトルとの和を導出し、
前記導出した和から前記三相の負荷のアドミッタンスを示すベクトルを減算して得られる前記配電線の対地静電容量の三相一括のアドミッタンスを示すベクトルから、前記配電線の三相一括の対地静電容量を算出する、
対地静電容量測定方法。 - 非接地系統における三相の配電線に接続された接地変圧器の二次側に接続された三相の負荷のうち、一相の負荷のアドミッタンスを他相の負荷のアドミッタンスと異ならせ、
前記接地変圧器の三次側に接続された制限抵抗の両端間電圧を測定し、
前記測定した前記制限抵抗の両端間電圧と、前記制限抵抗の抵抗値と、前記接地変圧器の一次電圧に対する三次電圧の比率である三次変圧比と、前記接地変圧器の一次側及び三次側のインピーダンスと、前記接地変圧器の二次電圧と、前記一相の負荷の抵抗値と前記他相の負荷の抵抗値との差分と、を用いた換算式に基づき、前記接地変圧器の一次側の零相電圧を算出し、
前記算出した前記接地変圧器の一次側の零相電圧と、前記制限抵抗の抵抗値と、前記三次変圧比と、を用いた演算式に基づき、前記配電線の三相一括の対地静電容量を算出し、
前記換算式は、下式で表され、
V0は前記零相電圧を示すベクトルであり、
V’0は前記測定した前記制限抵抗の両端間電圧を示すベクトルであり、
V2は前記二次電圧を示すベクトルであり、
nは前記三次変圧比であり、
Z1は前記接地変圧器の一次側のインピーダンスを示すベクトルであり、
Z3は前記接地変圧器の三次側のインピーダンスを示すベクトルであり、
Rは前記制限抵抗の抵抗値であり、
RLは前記接地変圧器の三次回路を構成する配線の抵抗値であり、
R3は前記一相の負荷の抵抗値と前記他相の負荷の抵抗値との差分であり、
前記演算式は、下式で表され、
V0は、前記零相電圧を示すベクトルであり、
Yk(k=a、b、c)は、k相の配電線の対地静電容量のアドミッタンスを示すベクトルと前記接地変圧器の二次側に接続されているk相の負荷のアドミッタンスを示すベクトルとの和であり、
Vk(k=a、b、c)は、k相の対地電圧を示すベクトルから前記零相電圧を示すベクトルを減算した結果であり、
nは前記三次変圧比であり、
Rは前記制限抵抗の抵抗値であり、
前記制限抵抗の両端間電圧の測定では、
前記制限抵抗の抵抗値を第一抵抗値と前記第一抵抗値とは異なる第二抵抗値とに切り替えて前記測定をそれぞれ行い、
前記接地変圧器の一次側の零相電圧の算出では、
前記制限抵抗の抵抗値を前記第一抵抗値にした場合に行った前記測定の結果を用いた前記換算式である第一換算式に基づき、前記制限抵抗の抵抗値を前記第一抵抗値にした場合における前記零相電圧を算出し、前記制限抵抗の抵抗値を前記第二抵抗値にした場合に行った前記測定の結果を用いた前記換算式である第二換算式に基づき、前記制限抵抗の抵抗値を前記第二抵抗値にした場合における前記零相電圧を算出し、
前記配電線の三相一括の対地静電容量の算出では、
前記制限抵抗の抵抗値を前記第一抵抗値にした場合における前記零相電圧の算出の結果を用いた前記演算式である第一演算式と、前記制限抵抗の抵抗値を前記第二抵抗値にした場合における前記零相電圧の算出の結果を用いた前記演算式である第二演算式と、の二式によって、前記第一演算式及び前記第二演算式の分子を相殺して、前記配電線の対地静電容量の三相一括のアドミッタンスを示すベクトルと前記三相の負荷の三相一括のアドミッタンスを示すベクトルとの和を導出し、
前記導出した和から前記三相の負荷のアドミッタンスを示すベクトルを減算して得られる前記配電線の対地静電容量の三相一括のアドミッタンスを示すベクトルから、前記配電線の三相一括の対地静電容量を算出する、
対地静電容量測定方法。
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