JP7310250B2 - Measuring device and its measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、計測装置及びその計測方法に関する。 The present invention relates to a measuring device and its measuring method.

例えば、電気機器の1つである電力用変圧器の巻線や鉄心の異常を診断する方法として、周波数応答解析(Frequency Response Analysis)を用いる方法が知られている。 For example, a method using frequency response analysis is known as a method of diagnosing abnormalities in the windings and cores of a power transformer, which is one type of electrical equipment.

上記の方法は、電力用変圧器に入力される正弦波信号(例えば電圧)の周波数(測定周波数)を数十Hzから数MHzまで掃引させたときに変圧器から出力される出力信号(例えば電流)に基づいて、各測定周波数に対応する伝達関数(例えばインピーダンス)を算出した後、電力用変圧器が健全であることを示す予め用意されている伝達関数と比較することによって、電力用変圧器が健全であるか否かを診断する方法である(例えば、特許文献1を参照)。 In the above method, the output signal (e.g. current ), the transfer function (e.g., impedance) corresponding to each measurement frequency is calculated, and then compared with a previously prepared transfer function that indicates that the power transformer is healthy. is a method of diagnosing whether or not is healthy (see Patent Document 1, for example).

特開2011-253885号公報JP 2011-253885 A

電力系統において、電力用変圧器には計器用変圧器やサージアブソーバ等のキャパシタンス成分を有する付属設備(電気機器)が配線を介して接続されているため、このままでは、電力用変圧器の他に付属設備を含む周波数応答解析が一度に行われてしまい、電力用変圧器が単体で健全であるか否かを正確に診断することはできない。そこで、電力用変圧器の周波数応答解析を行う場合、電力用変圧器が単体で健全であるか否かを診断することができるように、電力用変圧器と付属設備との間の配線を取り外している。しかし、電力用変圧器と付属設備との間の配線をわざわざ取り外さなければならないため、周波数応答解析のための停電作業時間が長くなる虞があった。 In an electric power system, since auxiliary equipment (electrical equipment) with capacitance components such as instrument transformers and surge absorbers are connected to power transformers via wiring, Since the frequency response analysis including the auxiliary equipment is performed at once, it is impossible to accurately diagnose whether the power transformer is sound by itself. Therefore, when performing a frequency response analysis of a power transformer, disconnect the wiring between the power transformer and its auxiliary equipment so that it can be diagnosed whether or not the power transformer is sound on its own. ing. However, since the wiring between the power transformer and the attached equipment has to be removed, there is a possibility that the power outage work time for the frequency response analysis will be long.

そこで、本発明は、周波数応答解析のための停電作業時間を短縮することが可能な計測装置及びその計測方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a measuring apparatus and a measuring method thereof capable of shortening the power failure work time for frequency response analysis.

前述した課題を解決する主たる本発明は、第1電気機器に入力される正弦波信号の周波数を第1測定周波数から前記第1測定周波数よりも高い第2測定周波数まで変化させたときに、前記第1電気機器から前記正弦波信号の周波数の変化に応じて出力される出力信号に基づいて、周波数応答波形生成装置が、前記第1測定周波数から前記第2測定周波数までの各測定周波数に対応する伝達関数を算出し、前記伝達関数から前記第1電気機器の周波数応答波形を生成するように、前記第1電気機器に前記正弦波信号を入力するとともに前記第1電気機器から出力される前記出力信号を前記周波数応答波形生成装置に入力するために用いられる計測装置であって、前記第1電気機器に接続されている第2電気機器のキャパシタンス成分と共振回路を形成するように、前記キャパシタンス成分に対して並列に接続される可変インダクタと、前記共振回路に流れる電流を計測する電流計と、前記正弦波信号の周波数を前記第1測定周波数から前記第2測定周波数まで変化させたときに、前記電流計によって計測される電流の値がゼロとなるように、前記可変インダクタの値を制御する制御装置と、を備える。 The main aspect of the present invention for solving the above-described problems is that when the frequency of a sine wave signal input to a first electrical device is changed from a first measurement frequency to a second measurement frequency higher than the first measurement frequency, the A frequency response waveform generation device corresponds to each measurement frequency from the first measurement frequency to the second measurement frequency based on the output signal output from the first electrical device according to the frequency change of the sine wave signal. and inputting the sine wave signal to the first electrical device and outputting the sine wave signal from the first electrical device so as to generate a frequency response waveform of the first electrical device from the transfer function. A measurement device used to input an output signal to the frequency response waveform generator, wherein the capacitance is configured to form a resonant circuit with a capacitance component of a second electrical device connected to the first electrical device. a variable inductor connected in parallel to the component; an ammeter for measuring the current flowing through the resonant circuit; and a controller for controlling the value of the variable inductor so that the value of the current measured by the ammeter becomes zero.

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。 Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description herein.

本発明によれば、周波数応答解析のための停電作業時間を短縮することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to shorten the power failure work time for frequency response analysis.

本実施形態に係る計測装置の一例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram showing an example of a measuring device concerning this embodiment. 本実施形態に係る計測装置が用いられる周波数応答波形生成装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of a frequency response waveform generating device in which the measuring device according to the present embodiment is used. 本実施形態に係る計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of operation of a measuring device concerning this embodiment. 本実施形態に係る計測装置の他の例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram showing another example of the measuring device according to the present embodiment.

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

===計測装置===
図1は、本実施形態に係る計測装置の一例を示す回路ブロック図である。尚、本実施形態において、計測装置には、配電系統で電圧を降圧した電力を需要家に供給するための常設型又は移動型の電力用変圧器(第1電気機器)が接続され、電力用変圧器には、計器用変圧器やサージアブソーバ等のキャパシタンス成分を有する付属設備(第2電気機器)が配線を介して接続されていることとする。
===Measuring device===
FIG. 1 is a circuit block diagram showing an example of a measuring device according to this embodiment. In the present embodiment, the measuring device is connected to a permanent or mobile power transformer (first electrical device) for supplying power whose voltage has been stepped down in the distribution system to the customer. It is assumed that attached equipment (second electrical equipment) having a capacitance component such as a voltage transformer and a surge absorber is connected to the transformer via wiring.

計測装置100は、周波数応答波形生成装置200が電力用変圧器300単体に対する周波数応答波形を生成することができるように、正弦波信号の周波数を広範囲に亘って変化させながら当該正弦波信号を電力用変圧器300に入力するとともに、電力用変圧器300から正弦波信号の周波数の変化に応じて出力される出力信号を周波数応答波形生成装置200に入力する装置である。 The measuring device 100 converts the sine wave signal into power while changing the frequency of the sine wave signal over a wide range so that the frequency response waveform generating device 200 can generate a frequency response waveform for the power transformer 300 alone. It is a device that inputs to the power transformer 300 and inputs to the frequency response waveform generator 200 an output signal that is output from the power transformer 300 according to the frequency change of the sine wave signal.

計測装置100は、上記の機能を実現するための手段として、入力電圧発生器110、抵抗120、交流回路用の電圧計130、140、スイッチ150、可変インダクタ160、制御装置170、交流回路用の電流計190を含んで構成されている。 The measurement device 100 includes an input voltage generator 110, a resistor 120, AC circuit voltmeters 130 and 140, a switch 150, a variable inductor 160, a control device 170, an AC circuit It is configured including an ammeter 190 .

入力電圧発生器110は、入力電圧Vin(jω)(正弦波信号)を発生する発生器であって、入力電圧Vin(jω)の周波数を第1測定周波数(例えば数十Hz)から第2測定周波数(例えば数MHz)まで変化させる掃引機能を有している。抵抗120は入力電圧発生器110に対して直列に接続され、その抵抗値は例えば50Ωに設定されている。入力電圧発生器110及び抵抗120からなる直列接続体は、電力用変圧器300の2次巻線320に対して並列に接続されている。電圧計130は、入力電圧発生器110に対して並列に接続され、第1測定周波数から第2測定周波数まで周波数が連続的に変化する入力電圧Vin(jω)を計測する。電圧計140は、抵抗120に対して並列に接続され、入力電圧Vin(jω)が2次巻線320に供給されたときに抵抗120の両端に発生する出力電圧Vout(jω)(出力信号)を計測する。尚、jは虚数単位、ωは角周波数を表している。 The input voltage generator 110 is a generator that generates an input voltage Vin(jω) (sine wave signal), and changes the frequency of the input voltage Vin(jω) from a first measurement frequency (for example, several tens of Hz) to a second measurement frequency. It has a sweep function that changes up to a frequency (for example, several MHz). A resistor 120 is connected in series with the input voltage generator 110 and its resistance value is set to 50Ω, for example. A series connection of input voltage generator 110 and resistor 120 is connected in parallel to secondary winding 320 of power transformer 300 . The voltmeter 130 is connected in parallel to the input voltage generator 110 and measures the input voltage Vin(jω) whose frequency continuously changes from the first measurement frequency to the second measurement frequency. The voltmeter 140 is connected in parallel with the resistor 120 and measures the output voltage Vout(jω) (output signal) across the resistor 120 when the input voltage Vin(jω) is supplied to the secondary winding 320. to measure Note that j represents an imaginary unit, and ω represents an angular frequency.

スイッチ150は、電力用変圧器300の1次巻線310に対して並列に接続されている。電力用変圧器300の巻線の異常を診断する場合、スイッチ150を閉じて1次巻線310を短絡させた状態で、入力電圧Vin(jω)及び出力電圧Vout(jω)を計測する。一方、電力用変圧器300の鉄心の異常を診断する場合、スイッチ150を開いて1次巻線310を開放させた状態で、入力電圧Vin(jω)及び出力電圧Vout(jω)を計測する。 Switch 150 is connected in parallel with primary winding 310 of power transformer 300 . When diagnosing an abnormality in the windings of the power transformer 300, the input voltage Vin(jω) and the output voltage Vout(jω) are measured with the switch 150 closed and the primary winding 310 short-circuited. On the other hand, when diagnosing an abnormality in the iron core of the power transformer 300, the input voltage Vin(jω) and the output voltage Vout(jω) are measured with the switch 150 opened and the primary winding 310 opened.

付属設備に含まれるキャパシタンス成分500は、2次巻線320に対して並列に接続されることと等価である。そこで、可変インダクタ160は、キャパシタンス成分500と共振回路400を形成するように、キャパシタンス成分500に対して並列に接続されている。 Capacitance component 500 included in the accessory is equivalent to being connected in parallel to secondary winding 320 . Therefore, variable inductor 160 is connected in parallel with capacitance component 500 so as to form resonant circuit 400 with capacitance component 500 .

制御装置170は、入力電圧Vin(jω)の周波数が第1測定周波数から第2測定周波数まで変化している期間、共振回路400が常に並列共振するように、入力電圧Vin(jω)の周波数の変化に応じて可変インダクタ160の値を調整する装置である。 The control device 170 adjusts the frequency of the input voltage Vin(jω) so that the resonance circuit 400 is always in parallel resonance while the frequency of the input voltage Vin(jω) changes from the first measurement frequency to the second measurement frequency. It is a device that adjusts the value of the variable inductor 160 according to changes.

制御装置170は、上記の機能を実現するための手段として、制御部170A及びアクチュエータ170Bを含んで構成されている。尚、制御部170Aの機能は、マイクロコンピュータのソフトウエア処理によって実現される。 The control device 170 includes a control section 170A and an actuator 170B as means for realizing the above functions. The functions of the control section 170A are implemented by software processing of a microcomputer.

ここで、可変インダクタ160を流れる電流Iは、可変インダクタ160のインダクタンス値をL、2次巻線320に現れる電圧をEとすると、以下の式(1)で表される。 Here, the current I L flowing through the variable inductor 160 is represented by the following equation (1), where L is the inductance value of the variable inductor 160 and E is the voltage appearing in the secondary winding 320 .

Figure 0007310250000001
又、キャパシタンス成分500を流れる電流Iは、キャパシタンス成分500のキャパシタンス値をCとすると、以下の式(2)で表される。
Figure 0007310250000001
Also, the current I C flowing through the capacitance component 500 is expressed by the following equation (2), where C is the capacitance value of the capacitance component 500 .

Figure 0007310250000002
ここで、“ωL=1/ωC”を満足するインダクタンス値Lを選択すると、“I=-I”となるため、計測装置100から共振回路400へ電流が流れなくなって、共振回路400は並列共振する。このとき、計測装置100と共振回路400との間には無限大のインピーダンスが存在することとなるため、キャパシタンス成分500が2次巻線320に接続された状態であっても、電力用変圧器300単体としての出力電圧Vout(jω)を得ることが可能となる。
Figure 0007310250000002
Here, when an inductance value L that satisfies "ωL=1/ωC" is selected, "I L =−I C " is obtained. parallel resonance. At this time, since an infinite impedance exists between the measuring device 100 and the resonant circuit 400, even if the capacitance component 500 is connected to the secondary winding 320, the power transformer It becomes possible to obtain the output voltage Vout(jω) of the 300 unit.

可変インダクタ160は、円筒型のコイル巻線160Aと、コイル巻線160A内に挿通される鉄心160Bとを含んで構成されている。アクチュエータ170Bは、鉄心160Bと機械的に連結されている。 The variable inductor 160 includes a cylindrical coil winding 160A and an iron core 160B inserted through the coil winding 160A. Actuator 170B is mechanically connected to iron core 160B.

そして、制御部170Aは、電圧計130と可変インダクタ160との間の配線180上に接続されている電流計190の値を監視し、電流計190によって計測される電流の値がゼロとなるように(共振回路400が並列共振するように)、コイル巻線160Aの軸線方向に沿って鉄心160Bを出し入れして磁束密度を変化させることによって、可変インダクタ160の値を調整する。 Then, control unit 170A monitors the value of ammeter 190 connected to wiring 180 between voltmeter 130 and variable inductor 160 so that the current value measured by ammeter 190 becomes zero. Similarly, the value of variable inductor 160 is adjusted by moving iron core 160B in and out along the axial direction of coil winding 160A to change the magnetic flux density (so that resonant circuit 400 is in parallel resonance).

これによって、計測装置100は、電力用変圧器300にキャパシタンス成分500を含む付属設備を接続したままの状態で、電力用変圧器300単体としての出力電圧Vout(jω)を得ることが可能となる。 As a result, the measuring device 100 can obtain the output voltage Vout(jω) of the power transformer 300 alone while the auxiliary equipment including the capacitance component 500 is connected to the power transformer 300. .

===周波数応答波形生成装置===
図2は、本実施形態に係る計測装置が用いられる周波数応答波形生成装置の一例を示すブロック図である。
===Frequency Response Waveform Generator===
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a frequency response waveform generating device using the measuring device according to this embodiment.

周波数応答波形生成装置200は、電力用変圧器300が健全な状態で稼働しているか否かを診断するに際して、電力用変圧器300と接続された計測装置100によって測定された入力電圧Vin(jω)及び出力電圧Vout(jω)から伝達関数を算出し、伝達関数から周波数応答波形を生成する装置である。 When diagnosing whether the power transformer 300 is operating in a sound state, the frequency response waveform generation device 200 measures the input voltage Vin(jω ) and the output voltage Vout(jω), and generates a frequency response waveform from the transfer function.

周波数応答波形生成装置200は、上記の機能を実現するための手段として、入力部210、伝達関数算出部220、周波数応答波形生成部230、記憶部240、出力部250を含んで構成されている。 The frequency response waveform generation device 200 includes an input section 210, a transfer function calculation section 220, a frequency response waveform generation section 230, a storage section 240, and an output section 250 as means for realizing the above functions. .

入力部210は、計測装置100から入力電圧Vin(jω)及び出力電圧Vout(jω)を示す情報が供給される、計測装置100と周波数応答波形生成装置200との間の信号路を接続するインターフェースである。 The input unit 210 is supplied with information indicating the input voltage Vin(jω) and the output voltage Vout(jω) from the measuring device 100, and is an interface that connects a signal path between the measuring device 100 and the frequency response waveform generating device 200. is.

伝達関数算出部220は、入力部210から入力電圧Vin(jω)及び出力電圧Vout(jω)を示す情報が供給されることによって、測定周波数ごとに、例えば以下に示す式(4)で定義される伝達関数H(jω)を算出する。尚、伝達関数H(jω)は、電圧レシオを示す関数として定義されているが、巻線インピーダンスやアドミタンスを示す関数として定義されてもよい。伝達関数H(jω)は、記憶部240の記憶領域240Aに記憶される。 The transfer function calculator 220 is supplied with information indicating the input voltage Vin(jω) and the output voltage Vout(jω) from the input unit 210, and is defined by, for example, Equation (4) below for each measurement frequency. A transfer function H(jω) is calculated. Although the transfer function H(jω) is defined as a function indicating the voltage ratio, it may be defined as a function indicating the winding impedance or admittance. Transfer function H(jω) is stored in storage area 240A of storage unit 240 .

Figure 0007310250000003
周波数応答波形生成部230は、記憶部240の記憶領域240Aから読み出される伝達関数H(jω)を繋ぎ合わせて周波数応答波形を生成する。周波数応答波形を示す情報は、記憶部240の記憶領域240Bに記憶される。
Figure 0007310250000003
The frequency response waveform generating section 230 connects the transfer functions H(jω) read from the storage area 240A of the storage section 240 to generate a frequency response waveform. Information indicating the frequency response waveform is stored in storage area 240B of storage unit 240 .

記憶部240は、上記の記憶領域240A、240Bを有する。尚、記憶部240は、1つの記憶領域を2つの記憶領域240A、240Bに分割する1つの記憶部であってもよいし、2つの記憶領域240A、240Bを個別に有する2つの記憶部であってもよい。 The storage unit 240 has the storage areas 240A and 240B described above. Note that the storage unit 240 may be one storage unit that divides one storage area into two storage areas 240A and 240B, or may be two storage units each having two storage areas 240A and 240B. may

出力部250は、記憶部240の記憶領域240Bから読み出された周波数応答波形を示す情報を後段の診断装置(不図示)に出力する。 The output unit 250 outputs information indicating the frequency response waveform read out from the storage area 240B of the storage unit 240 to a subsequent diagnostic device (not shown).

診断装置は、例えば、出力部250から供給された電力用変圧器300の現在の周波数応答波形を、電力用変圧器300が健全であることを示す予め用意されている周波数応答波形と比較し、両波形の乖離の度合に応じて、電力用変圧器300が健全な状態で稼働しているか否かを診断する。 The diagnostic device compares, for example, the current frequency response waveform of the power transformer 300 supplied from the output unit 250 with a preset frequency response waveform indicating that the power transformer 300 is healthy, Whether or not the power transformer 300 is operating in a sound state is diagnosed according to the degree of divergence between the two waveforms.

===計測装置の動作===
図3は、本実施形態に係る計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。尚、図3における動作の主体は、制御部170Aである。
=== Operation of measuring device ===
FIG. 3 is a flow chart showing an example of the operation of the measuring device according to this embodiment. It should be noted that the main body of the operation in FIG. 3 is the control section 170A.

先ず、制御部170Aは、入力電圧発生器110から発生する入力電圧Vin(jω)の周波数が第1測定周波数から第2測定周波数まで連続的に変化するように、入力電圧Vin(jω)の掃引を開始する(ステップS1)。 First, the control unit 170A sweeps the input voltage Vin(jω) so that the frequency of the input voltage Vin(jω) generated by the input voltage generator 110 continuously changes from the first measurement frequency to the second measurement frequency. is started (step S1).

次に、制御部170Aは、アクチュエータ170Bを制御することによって、鉄心160Bをコイル巻線160Aの軸線方向に沿って移動させ、電流計190によって計測される電流の値がゼロとなるように(共振回路400が並列共振するように)可変インダクタ160の値を調整する(ステップS2)。 Next, the controller 170A controls the actuator 170B to move the iron core 160B along the axial direction of the coil winding 160A so that the current value measured by the ammeter 190 becomes zero (resonance The value of variable inductor 160 is adjusted (step S2) so that circuit 400 is in parallel resonance.

次に、制御部170Aは、入力電圧Vin(jω)の周波数が第2測定周波数であるか否かを判別する(ステップS3)。入力電圧Vin(jω)の周波数が第2測定周波数ではない場合(ステップS3:NO)、ステップS2以降の処理を再度実行する。一方、入力電圧Vin(jω)の周波数が第2測定周波数である場合(ステップS3:YES)、一連の処理を終了する。 Next, the control section 170A determines whether or not the frequency of the input voltage Vin(jω) is the second measurement frequency (step S3). If the frequency of the input voltage Vin(jω) is not the second measurement frequency (step S3: NO), the processing after step S2 is executed again. On the other hand, if the frequency of the input voltage Vin(jω) is the second measurement frequency (step S3: YES), the series of processing ends.

これによって、共振回路400を並列共振させることによって計測装置100とキャパシタンス成分500との間のインピーダンスを無限大とできるため、電力用変圧器300にキャパシタンス成分500を含む付属設備を接続したままの状態で、電力用変圧器300単体としての出力電圧Vout(jω)を得ることが可能となる。 As a result, the impedance between the measuring device 100 and the capacitance component 500 can be made infinite by causing the resonance circuit 400 to resonate in parallel. , it is possible to obtain the output voltage Vout(jω) of the power transformer 300 alone.

===まとめ===
以上説明したように、電力用変圧器300に入力される入力電圧Vin(jω)の周波数を第1測定周波数(数十Hz)から第2測定周波数(数MHz)まで変化させたときに、電力用変圧器300から入力電圧Vin(jω)の周波数の変化に応じて出力される出力電圧Vout(jω)に基づいて、周波数応答波形生成装置200が、第1測定周波数から第2測定周波数までの各測定周波数に対応する伝達関数H(jω)を算出し、伝達関数H(jω)から電力用変圧器300の周波数応答波形を生成するように、電力用変圧器300に入力電圧Vin(jω)を入力するとともに電力用変圧器300から出力される出力電圧Vout(jω)を周波数応答波形生成装置200に入力するために用いられる計測装置100であって、電力用変圧器300に接続されている付属設備(計器用変圧器やサージアブソーバ等)のキャパシタンス成分500と共振回路400を形成するように、キャパシタンス成分500に対して並列に接続される可変インダクタ160と、共振回路400に流れる電流を計測する電流計190と、入力電圧Vin(jω)の周波数を第1測定周波数から第2測定周波数まで変化させたときに、電流計190によって計測される電流の値がゼロとなるように、可変インダクタ160の値を制御する制御装置170と、を備える。これによって、計測装置100とキャパシタンス成分500との間のインピーダンスを無限大とできるため、電力用変圧器300にキャパシタンス成分500を含む付属設備を接続したままの状態で、電力用変圧器300単体としての出力電圧Vout(jω)を得ることが可能となる。つまり、電力用変圧器300の周波数応答解析を行う際の停電作業時間を短縮することが可能となる。
===Summary===
As described above, the power Based on the output voltage Vout(jω) output from the transformer 300 according to the change in the frequency of the input voltage Vin(jω), the frequency response waveform generator 200 generates a frequency response from the first measurement frequency to the second measurement frequency. A transfer function H(jω) corresponding to each measurement frequency is calculated, and an input voltage Vin(jω) to the power transformer 300 is generated so as to generate a frequency response waveform of the power transformer 300 from the transfer function H(jω). is input and the output voltage Vout (jω) output from the power transformer 300 is input to the frequency response waveform generation device 200, and is connected to the power transformer 300 Measure the current flowing through the resonant circuit 400 and the variable inductor 160 connected in parallel to the capacitance component 500 so as to form the resonant circuit 400 with the capacitance component 500 of the auxiliary equipment (instrument transformer, surge absorber, etc.) and a variable inductor so that the value of the current measured by the ammeter 190 becomes zero when the frequency of the input voltage Vin(jω) is changed from the first measurement frequency to the second measurement frequency. and a controller 170 that controls the value of 160 . As a result, the impedance between the measuring device 100 and the capacitance component 500 can be made infinite. of output voltage Vout(jω) can be obtained. In other words, it is possible to shorten the power failure work time when performing the frequency response analysis of the power transformer 300 .

又、可変インダクタ160は、円筒型のコイル巻線160Aと、コイル巻線160A内に挿通される鉄心160Bとを含み、制御部170Aは、電流計190によって計測される電流の値がゼロとなるように、コイル巻線160に対して鉄心160Bを出し入れするアクチュエータ170Bを含んで構成される。 Also, the variable inductor 160 includes a cylindrical coil winding 160A and an iron core 160B inserted into the coil winding 160A. , includes an actuator 170B for moving the iron core 160B in and out of the coil winding 160. As shown in FIG.

===計測装置の他の例===
図4は、本実施形態に係る計測装置の他の例を示す回路ブロック図である。尚、図1に示す計測装置100と同一の構成については、同一番号を記すとともにその説明を省略する。
=== Other examples of measuring devices ===
FIG. 4 is a circuit block diagram showing another example of the measuring device according to this embodiment. The same numbers are given to the same components as those of the measuring apparatus 100 shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted.

計測装置700は、計測装置100に対して、制御装置170の代わりに制御装置710を備え、キャパシタンス成分500に対して可変キャパシタ600を直列に接続したところが異なっている。 Measuring device 700 differs from measuring device 100 in that control device 710 is provided instead of control device 170 and variable capacitor 600 is connected in series to capacitance component 500 .

可変キャパシタ600は、入力電圧Vin(jω)の周波数に応じて容量値を変化させるために、キャパシタンス成分500に対して直列に接続されている。可変キャパシタ600は、例えば、軸を回転させる極板の対向面積や電極同士の距離を変化させるようにした構造であってもよいし、それぞれが固定の容量値を有する複数のキャパシタを直列又は並列に接続し、複数のキャパシタをスイッチによって選択的に接続する構造であってもよい。 A variable capacitor 600 is connected in series with the capacitance component 500 in order to change the capacitance value according to the frequency of the input voltage Vin(jω). The variable capacitor 600 may have, for example, a structure in which the facing area of the electrode plates rotating the shaft or the distance between the electrodes is changed, or a plurality of capacitors each having a fixed capacitance value may be connected in series or in parallel. , and selectively connecting a plurality of capacitors by a switch.

制御装置710は、制御部710A及びアクチュエータ710Bを含んで構成されている。制御部710Aは、電流計190によって計測される電流の値がゼロとなるように、
アクチュエータ710Bを制御することによって、可変インダクタンス160及び可変キャパシタ600の値を調整する。アクチュエータ710Bは、可変インダクタ160の鉄心160Bをコイル巻線160Aの軸線方向に沿って移動させる構造を有している。更に、アクチュエータ710Bは、可変キャパシタ600の極板の対向面積や極板同士の距離を変化させたり、複数のキャパシタに選択的に接続するためのスイッチを切り替えたりする構造を有している。尚、スイッチは、制御部710Aからの指示に従って電気的に切り替えてもよい。
The control device 710 includes a control section 710A and an actuator 710B. The control unit 710A controls the current value measured by the ammeter 190 to be zero.
The values of variable inductance 160 and variable capacitor 600 are adjusted by controlling actuator 710B. Actuator 710B has a structure for moving iron core 160B of variable inductor 160 along the axial direction of coil winding 160A. Furthermore, the actuator 710B has a structure for changing the facing area of the electrode plates of the variable capacitor 600 and the distance between the electrode plates, and switching switches for selectively connecting to a plurality of capacitors. Note that the switch may be electrically switched according to an instruction from the control section 710A.

これによって、共振回路800を並列共振させることによって計測装置700とキャパシタンス成分500との間のインピーダンスを無限大とできるため、電力用変圧器300にキャパシタンス成分500を含む付属設備を接続したままの状態で、電力用変圧器300単体としての出力電圧Vout(jω)を得ることが可能となる。 As a result, the impedance between the measuring device 700 and the capacitance component 500 can be made infinite by causing the resonance circuit 800 to resonate in parallel. , it is possible to obtain the output voltage Vout(jω) of the power transformer 300 alone.

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、図4において、共振回路400を共振させるために、可変インダクタ160及び可変キャパシタ600の少なくとも一方の値を調整するようにしてもよい。 It should be noted that the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit and interpret the present invention. The present invention may be modified and improved without departing from its spirit, and the present invention also includes equivalents thereof. For example, in FIG. 4, the value of at least one of the variable inductor 160 and the variable capacitor 600 may be adjusted in order to resonate the resonant circuit 400 .

100、700 計測装置
110 入力電圧発生器
120 抵抗
130、140 電圧計
150 スイッチ
160 可変インダクタ
160A コイル巻線
160B 鉄心
170、710 制御装置
170A、710A 制御部
170B、710B アクチュエータ
180 配線
190 電流計
200 周波数応答波形生成装置
210 入力部
220 伝達関数算出部
230 周波数応答波形生成部
240 記憶部
240A、240B 記憶領域
250 出力部
300 電力用変圧器
310 1次巻線
320 2次巻線
400、800 共振回路
500 キャパシタンス成分
600 可変キャパシタ
100, 700 Measuring device 110 Input voltage generator 120 Resistors 130, 140 Voltmeter 150 Switch 160 Variable inductor 160A Coil winding 160B Iron cores 170, 710 Control devices 170A, 710A Control units 170B, 710B Actuator 180 Wiring 190 Ammeter 200 Frequency response Waveform generator 210 Input unit 220 Transfer function calculator 230 Frequency response waveform generator 240 Storage units 240A, 240B Storage area 250 Output unit 300 Power transformer 310 Primary winding 320 Secondary windings 400, 800 Resonant circuit 500 Capacitance Component 600 variable capacitor

Claims (7)

第1電気機器に入力される正弦波信号の周波数を第1測定周波数から前記第1測定周波数よりも高い第2測定周波数まで変化させたときに、前記第1電気機器から前記正弦波信号の周波数の変化に応じて出力される出力信号に基づいて、周波数応答波形生成装置が、前記第1測定周波数から前記第2測定周波数までの各測定周波数に対応する伝達関数を算出し、前記伝達関数から前記第1電気機器の周波数応答波形を生成するように、前記第1電気機器に前記正弦波信号を入力するとともに前記第1電気機器から出力される前記出力信号を前記周波数応答波形生成装置に入力するために用いられる計測装置であって、
前記第1電気機器に接続されている第2電気機器のキャパシタンス成分と共振回路を形成するように、前記キャパシタンス成分に対して並列に接続される可変インダクタと、
前記共振回路に流れる電流を計測する電流計と、
前記正弦波信号の周波数を前記第1測定周波数から前記第2測定周波数まで変化させたときに、前記電流計によって計測される電流の値がゼロとなるように、前記可変インダクタの値を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする計測装置。
When the frequency of the sine wave signal input to the first electrical device is changed from a first measurement frequency to a second measurement frequency higher than the first measurement frequency, the frequency of the sine wave signal from the first electrical device A frequency response waveform generator calculates a transfer function corresponding to each measurement frequency from the first measurement frequency to the second measurement frequency based on the output signal output according to the change in the transfer function, Inputting the sine wave signal to the first electrical device and inputting the output signal output from the first electrical device to the frequency response waveform generating device so as to generate a frequency response waveform of the first electrical device A measuring device used to
a variable inductor connected in parallel to the capacitance component so as to form a resonance circuit with the capacitance component of a second electrical device connected to the first electrical device;
an ammeter that measures the current flowing through the resonant circuit;
The value of the variable inductor is controlled such that the current value measured by the ammeter becomes zero when the frequency of the sine wave signal is changed from the first measurement frequency to the second measurement frequency. a controller;
A measuring device comprising:
前記可変インダクタは、円筒型のコイル巻線と、前記コイル巻線内に挿通される鉄心とを含み、
前記制御装置は、前記電流計によって計測される電流の値がゼロとなるように、前記コイル巻線に対して前記鉄心を出し入れするアクチュエータを含む
ことを特徴とする請求項に記載の計測装置。
The variable inductor includes a cylindrical coil winding and an iron core inserted into the coil winding,
The measuring device according to claim 1 , wherein the control device includes an actuator that moves the iron core in and out of the coil winding so that the current value measured by the ammeter becomes zero. .
前記キャパシタンス成分に対して直列に接続される可変キャパシタを備え、
前記制御装置は、前記正弦波信号の周波数を前記第1測定周波数から前記第2測定周波数まで変化させたときに、前記電流計によって計測される電流の値がゼロとなるように、前記可変キャパシタの値を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
A variable capacitor connected in series with the capacitance component,
The controller controls the variable capacitor so that the value of the current measured by the ammeter becomes zero when the frequency of the sine wave signal is changed from the first measurement frequency to the second measurement frequency. The measuring device according to claim 1, wherein the value of is controlled.
前記第1電気機器は、電力用変圧器であり、
前記第2電気機器は、計器用変圧器又はサージアブソーバである
ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の計測装置。
The first electrical device is a power transformer,
The measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second electrical device is a voltage transformer or a surge absorber.
第1電気機器に入力される正弦波信号の周波数を第1測定周波数から前記第1測定周波数よりも高い第2測定周波数まで変化させたときに、前記第1電気機器から前記正弦波信号の周波数の変化に応じて出力される出力信号に基づいて、周波数応答波形生成装置が、前記第1測定周波数から前記第2測定周波数までの各測定周波数に対応する伝達関数を算出し、前記伝達関数から前記第1電気機器の周波数応答波形を生成するように、前記第1電気機器に前記正弦波信号を入力するとともに前記第1電気機器から出力される前記出力信号を前記周波数応答波形生成装置に入力するために用いられる計測装置の計測方法であって、
前記第1電気機器に接続されている第2電気機器のキャパシタンス成分と共振回路を形成するように、前記キャパシタンス成分に対して可変インダクタを並列に接続する第1ステップと、
電流計によって前記共振回路に流入する電流を計測する第2ステップと、
前記正弦波信号の周波数を前記第1測定周波数から前記第2測定周波数まで変化させたときに、前記電流計によって計測される電流の値がゼロとなるように、前記可変インダクタの値を制御する第3ステップと、
を備えたことを特徴とする計測方法。
When the frequency of the sine wave signal input to the first electrical device is changed from a first measurement frequency to a second measurement frequency higher than the first measurement frequency, the frequency of the sine wave signal from the first electrical device A frequency response waveform generator calculates a transfer function corresponding to each measurement frequency from the first measurement frequency to the second measurement frequency based on the output signal output according to the change in the transfer function, Inputting the sine wave signal to the first electrical device and inputting the output signal output from the first electrical device to the frequency response waveform generating device so as to generate a frequency response waveform of the first electrical device A measuring method for a measuring device used for
a first step of connecting a variable inductor in parallel to said capacitance component so as to form a resonant circuit with said capacitance component of a second electrical device connected to said first electrical device;
a second step of measuring the current flowing into the resonant circuit with an ammeter;
The value of the variable inductor is controlled such that the current value measured by the ammeter becomes zero when the frequency of the sine wave signal is changed from the first measurement frequency to the second measurement frequency. a third step;
A measuring method comprising:
前記可変インダクタは、円筒型のコイル巻線と、前記コイル巻線内に挿通される鉄心とを含み、
前記第3ステップは、前記電流計によって計測される電流の値がゼロとなるように、アクチュエータによって前記コイル巻線に対して前記鉄心を出し入れする第4ステップを含む
ことを特徴とする請求項5に記載の計測方法。
The variable inductor includes a cylindrical coil winding and an iron core inserted into the coil winding,
6. The third step includes a fourth step of moving the iron core in and out of the coil winding by an actuator so that the value of the current measured by the ammeter becomes zero. The measurement method described in .
前記第3ステップは、更に、前記正弦波信号の周波数を前記第1測定周波数から前記第2測定周波数まで変化させたときに、前記電流計によって計測される電流の値がゼロとなるように、前記キャパシタンス成分に対して直列に接続される可変キャパシタの値を制御する
ことを特徴とする請求項5に記載の計測方法。
In the third step, the current value measured by the ammeter becomes zero when the frequency of the sine wave signal is changed from the first measurement frequency to the second measurement frequency, The measuring method according to claim 5, further comprising controlling a value of a variable capacitor connected in series with the capacitance component.
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