JPH0411177Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電圧調整器のタツプ切換動作の責務
動作試験を行なうための電圧調整器の試験装置に
関するものである。

複数のタツプが設けられたタツプ巻線を有する
電圧調整器は製品の完成後、タツプ切換動作の動
作責務試験を行なう。動作責務試験は電圧調整器
を使用する際に接続される配電線路等の実線路の
線路電圧に等しい定格電圧と定格電流を与えて、
実際に数十万回にもおよぶタツプ切換動作を行な
つて、支障なく切換回路が動作するか否かを確認
するための試験である。このように動作責務試験
は試験に当つて大電力を必要とするため、この種
の試験装置では、従来から電力損失の少ないもの
が要求されている。

本考案の目的は、電圧調整器におけるタツプ切
換動作の動作責務試験を少ない電力損失で行なえ
るようにした電圧調整器の試験装置を提供するこ
とにある。

本考案は上記目的を達成するため、第１の１次
巻線及び一端が模擬負荷の一端に接続された第１
の２次巻線とを有する第１の試験用変圧器と、第
２の１次巻線と中点が上記第１の２次巻線の他端
に接続され両端が電圧調整器のタツプ巻線に並列
接続された第２の２次巻線とを有する第２の試験
用変圧器と、上記第１の２次巻線の一端と上記第
２の２次巻線の両端との間にそれぞれ接続された
一対の補償用コンデンサとを設け、上記第１の２
次巻線の出力電圧を上記第２の２次巻線の出力電
圧の５倍以上に設定した、電圧調整器の試験装置
を提供する。

第１図には、動作責務試験が行なわれる電圧調
整器の一例としての静止形自動電圧調整器が示し
てある。本考案に係る試験装置を説明する前に、
試験の対象となる電圧調整器について説明する。

第１図の電圧調整器において１は単巻変圧器か
らなる調整変圧器、２ｓ，２′ｓは電源側線路端
子、２ｒ，２′ｒは負荷側線路端子、３は制御用
の電圧を得る制御巻線、S₁〜S₆は調整変圧器１の
タツプt₁〜t₆にそれぞれ接続されたサイリスタス
イツチ、l₁〜l₆は限流リアクトルである。ここで
サイリスタスイツチS₁〜S₆はそれぞれ、サイリス
タを逆並列に接続して双方向性をもたせたものか
らなり、制御巻線３を制御電源とする図示しない
制御回路により、所定のタツプに接続されたサイ
リスタスイツチに点弧信号が与えられるようにな
つている。サイリスタスイツチS₁〜S₆のタツプが
接続されていない反対側の端子と一方の電源側端
子２ｓとの間にそれぞれ限流リアクトルl₁〜l₆が
挿入されているが、この限流リアクトルの設け方
は任意である。

調整変圧器１に設けられている複数のタツプ
t₁，t₂…のうち、負荷側線路端子２ｒに接続され
たタツプと反対側の最端タツプt₆に口出線４を接
続して試験用端子５を導出している。この試験用
端子５は電源側及び負荷側の線路端子２ｓ，２′
ｓ及び２ｒ，２′ｒとともに電圧調整器の図示し
ていないケースの上面に設けたブツシングまで引
出すか、あるいはケース内に取付けて、ケースに
設けたハンドホールをあけて試験時に外部から試
験装置を簡単に接続できるようにしてある。

このように構成することにより、タツプ切換の
動作責務の試験を行う場合に、負荷側線路端子２
ｒと試験用端子５との間に、タツプt₁からt₆間の
タツプ間電圧を加えて電圧調整器の定格使用電圧
よりも大幅に低い試験電圧で試験を行なうことが
できる。

尚上記例では、試験用端子５を負荷側線路端子
に接続されたタツプt₁と反対側の最短タツプt₆の
みから導出したが、特定のタツプ及びタツプ数に
限定されるものではなく、例えば負荷側線路端子
２ｒをタツプt₃に接続して導出した場合には、タ
ツプ₁からも試験用端子を導出する。この場合に
も両試験用端子を用いてタツプt₁からt₆間のタツ
プ間電圧を試験電圧として加えることができ、同
様にして試験をすることができる。

以下に、上記の電圧調整器のタツプ切換動作責
務試験を行う場合を例にして、本考案に係る試験
装置の一実施例を第２図により説明する。第２図
において、第１図に示した電圧調整器の構成部分
と同一部分には同一符号を付している。第２図に
おいて１０は模擬負荷となるリアクトル、１１は
第１の試験用変圧器、１１ａはその１次巻線（第
１の１次巻線）、１１ｂはその２次巻線（第１の
２次巻線）である。１２は１次巻線１２ａ（第２
の１次巻線）及び２次巻線１２ｂ（第２の２次巻
線）からなる第２の試験用変圧器である。第１の
試験用変圧器１１の２次巻線１１ｂの一端は、第
２の試験用変圧器１２の２次巻線１２ｂの全巻数
の中央に接続されている。したがつて両試験用変
圧器の２次巻線の出力電圧の位相差は90°になつ
ている。そして前記第２の試験用変圧器の２次巻
線１２ｂの夫々の端部は電圧調整器のタツプ接続
端子１３，１３′に接続され、この電圧調整器の
タツプ接続端子１３，１３′と前記第１の試験用
変圧器１１の２次巻線１１ｂの他端との夫々の間
には、電源に対してリアクトル電流を補償する同
一容量の補償用コンデンサ１４，１５が接続され
ている。ここで夫々の補償用コンデンサ１４，１
５に流れる電流Icはリアクトル１０に流れる電流
I_Lの1/2となるように選定されている。１３″は前
記電圧調整器のサイリスタスイツチS₁〜S₆のタツ
プに接続しない側を共通に接続するサイリスタス
イツチ端子であり、該サイリスタスイツチ端子１
３″と第１の試験用変圧器１１の２次巻線１１ｂ
の他端との間に前記リアクトル１０が接続されて
おり、これらにより本考案に係る電圧調整器の試
験装置の一実施例が構成されている。

この試験装置により電圧調整器のタツプ切換動
作の試験を行うには、第１図に示した電圧調整器
の一方の負荷側線路端子２ｒを例えば一方のタツ
プ接続端子１３に接続し、試験用端子５を他方の
タツプ接続端子１３′に接続するとともに、夫々
の限流リアクトルを取除いた状態でサイリスタス
イツチS₁〜S₆のタツプt₁〜₆に接続されない側の
端部を共通に接続してサイリスタスイツチ端子１
３″に接続する。このような試験回路の第１及び
第２の試験用変圧器１１，１２の１次巻線１１
ａ，１２ａを適宜の方法で、例えばＶ結線して３
相電源に接続し、電圧調整器１の適当な１つのサ
イリスタスイツチを導通させることにより第１、
第２の試験用変圧器１１，１２から電圧調整器１
を介してリアクトル等の模擬負荷１０に負荷電流
を供給する。

いま、タツプ切換の動作責務試験を行うべく、
電圧調整器１のサイリスタスイツチS₂のみを導通
させた場合を考える。このときの電圧ベクトルを
第３図に、電流ベクトルを第４図に示してある。
第３図においてV〓₂は第２図における電圧調整器
１の点Ｑと点Ｓとの間の電圧のベクトルを示し、
V〓sは点Ｐと点Ｒとの間の電圧のベクトルを示し、
V〓c及びV〓′cはそれぞれ点Ｐと点Ｓ及び点Ｒと点Ｓ
との間の電圧のベクトルを示し、またV〓_Tは点Ｒ
と点Ｑとの間の電圧のベクトルを示している。そ
してV〓t₂₆は点Ｒと電圧調整器１のタツプt₂即ち点
Ｔとの間の電圧のベクトルを示している。従つ
て、電圧調整器１のタツプt₁とt₆との間、即ち点
Ｐと点Ｒとの間のタツプ間電圧のベクトルはV〓s
であるため、タツプt₁とt₂との間、即ち点Ｐと点
Ｔとの間のタツプ間電圧のベクトルはV〓t₁₂であ
り、タツプt₂と₆との間。即ち点Ｔと点Ｒとの間
の電圧ベクトルはV〓t₂₆の合成電圧ベクトルとな
る。一方、リアクトルの模擬負荷１０に加わる電
圧は点Ｔと点Ｓとの間を結ぶ電圧ベクトルV〓_Lと
なる。

一方、第４図に示す電流ベクトルは第２図にお
ける点Ｓを基準点S′として表わしたものである。
従つて、サイリスタスイツチS₂に流れる電流は電
圧ベクトルV〓_Lより90°遅相した電流ベクトルI〓s₂と
なり、この電流がタツプt₂でタツプt₁側とタツプ
t₃側とに分流し、電圧ベクトルV〓t₁₂／V〓sの電圧と
V〓t₂₆／V〓sの電圧の逆比で、タツプt₂からタツプt₁
側及びt₃側にI〓t₁及びI〓t₃の電流ベクトルで示され
る電流がそれぞれ流れる。

そして補償用コンデンサ１４に加わる電圧は
V〓cで示される電圧ベクトルであつて、その電流
は電圧ベクトルV〓cより90°進相した電流ベクトル
I〓cとなり、補償用コンデンサ１５に加わる電圧は
V〓′cで示される電圧ベクトルであつて、その電流
は電圧ベクトルV〓′cより90°進相した電流ベクトル
I〓′cとなる。また第２の試験用変圧器１２の２次
巻線１２ｂのタツプ接続端子１３側からタツプ接
続端子１３′側に流れ込む電流は、I〓t₁とI〓cで示さ
れている電流ベクトルの合成電流ベクトルI〓₁₂と
なる。一方２次巻線１２ｂのタツプ接続端子１
３′側からタツプ接続端子１３側に流れ込む電流
は、I〓t₃とI〓′cで示されている電流ベクトルの合成
電流ベクトルI〓′₁₂となる。これらの電流は、いま
コンデンサ１４及びコンデンサ１５に加わる電圧
ベクトルV〓c及びV〓′cと第１の試験用変圧器の２次
巻線電圧ベクトルV〓₂とがなす角度を夫々θ、電
圧調整器のタツプt₂の電圧ベクトルV〓_Lと第１の試
験用変圧器の２次巻線電圧ベクトルV〓₂とがなす
角度をαとし、電圧ベクトルV〓sの大きさを１と
したときの電圧ベクトルV〓t₂₆の大きさをｋ（１≧
ｋ≧０）とした場合には、第２の試験用変圧器の
２次巻線を流れる電流ベクトルI〓₁₂を基準として
この電流ベクトルとコンデンサ１４に流れる電流
ベクトルI〓cとの角度はθであり、タツプt₂の電圧
ベクトルに対して流れる電流ベクトルI〓t₁との角
度はαである。また電流ベクトルI〓t₁はタツプ巻
線の巻数比に反比例してkIs₂となる。従つて、タ
ツプt₁側から２次巻線１２ｂに流れ込む電流I〓₁₂は
電流ベクトルI〓t₁とI〓cの合成電流であり、電流ベ
クトルI〓t₁と補助線で示した電流ベクトル（I〓c）
とがなす角度はθ−αであるから、 I₁₂ ²＝Ic²＋（kI₁₂）²−2kIcIs₂cos（θ−α） …(1) となる。また、基準とした電流ベクトルI〓₁₂とタ
ツプt₂の電圧ベクトルで流れる電流ベクトルI〓t₃と
の角度はαであり、電流ベクトルI〓′cとの角度は
θであつてタツプt₃側から２次巻線１２ｂに流れ
込む電流I〓′₁₂は電流ベクトルI〓t₃とI〓′cの合成電
流で
あり、電流ベクトルI〓t₃と補助線で示した電流ベ
クトル（I〓′c）とがなす角度はθ＋αとなる。ま
た、電流ベクトルI〓t₃は巻数に反比例して（１−
ｋ）Is₂となる。

従つて、電流ベクトルI〓t₃とI〓′cとのなす角度が
θ＋αであるから、 I′₁₂２＝I′c²＋（１−ｋ）²Is₂ ² −２（１−ｋ）I′cIs₂cos（θ＋α） …(2) となる。

ここでIs₂＝2Icであり、第３図の電圧ベクトル
図からtanθ＝Vs／（2V₂），tanα＝（2k−１）
｛Vs／（2V₂）｝である。またｋは ｋ＝（１／２）（１＋tanα／tanθ） …(3) で与えらえるので、 １−ｋ＝（１／２）（１−tanα／tanθ） …(3)′ となる。従つて、(1)式は （I₁₂／Ic）²＝１＋（１＋tanα／tanθ）²−
２（１＋tanα／tanθ）（cosθcosα＋sinθsinα）…
(4) となり、(2)式は （I′₁₂／I′c）²＝１＋（１−tanα／tanθ）
²−２（１−tanα／tanθ）（cosθcosα＋sinθsinα
）…(5) となる。

ここでIc＝I′c＝Ｉとおき(4)式と(5)式の差をと
ると、 （I₁₂／Ic）²−（I′₁₂／I′c）²＝I₁₂ ²−I′₁₂ ²／I² ＝４（tanα／tanθ−sinθsinα−tanα／tanθcos
θcosα） ＝４（tanα／tanθ−sinα／sinθ） …(6) 上記I〓₁₂とI〓′₁₂のベクトル和の電流を第１の変圧
器の巻数比で換算した電流i₀が第１の変圧器１１
の１次巻線１１ａに流れる。またI〓₁₂とI〓′₁₂のベク
トル差の電流を第２の変圧器１２の巻数比で換算
した電流i₁が第２の変圧器１２の１次巻線１２ａ
に流れる。これら２つの１次電流i₀，i₁のベクト
ルの向きが互いに直交するときには、２つの１次
巻線１1a，１２ａを例えばスコツト結線として
３相平衡電源から無効電力によつてのこれらの１
次電流を供給することができる。もし両１次電流
i₀，i₁のベクトルの向きが直交しないときには、
電力損失が生じることは一般に良く知られている
ところである。ここでI〓₁₂とI〓′₁₂のベクトル和とベ
クトル差が直角に交わる条件は、I〓₁₂とI〓′₁₂の大き
さが等しいことであつて、ｋ（即ちα）の如何に
拘らず電流偏差が殆んど零であることが望まし
い。

電流偏差ε％は、 ε（％）＝｜（I₁₂−I′₁₂）／｛（I₁₂＋I′₁₂）／
２｝｜×100＝２｜（I₁₂ ²−I′₁₂ ²）／（I₁₂＋I′₁₂）²
｜×100…(7) 試験設備としてI₁₂，I′₁₂はIc以下であるが、I₁₂
＋I′₁₂＞Icとなるように設計するので、 ε（％）＜２｜（I₁₂ ²−I′₁₂ ²）／Ic²｜×100＝８
｜tanα／tanθ−sinα／sinθ｜×100…(8) εが最大になるのは、ｆ≡tanα／tanθ−
sinα／sinθとして、 df／dα＝１／tanθcos²α−cosα／sinθ＝０ …(9) が成立するとき、即ちcosα＝ ³√のときであ
る。試験設備の設計上、V₂≫Vsのときtanθ≒
sinθtanα≒sinαとなり、上記(8)式のε（％）≒０
となる。

いま一例としてV₂＝5Vsに選定すると、tanθ＝
0.1，cosθ＝0.995037，sinθ＝0.099504となる。ε
が最大になるのはcosα＝ ³√＝0.998343のと
きで、このときtanα＝0.057639，sinα＝0.057543
である。したがつて、εは、(8)式よりε＜1.53％
となる。このことから上記のような試験設備によ
れば、第１の試験用変圧器１１の２次巻線電圧を
第２の試験用変圧器の２次巻線電圧の略５倍以上
に選定すれば実用上何ら問題を生ぜず、電圧調整
器を経済的に試験をすることが可能になる。

以上のように本考案によれば、第１の１次巻線
及び一端が模擬負荷の一端に接続される第１の２
次巻線を有する第１の試験用変圧器と、第２の１
次巻線と中点が第１の２次巻線の他端に接続され
て両端が電圧調整器のタツプ巻線に並列接続され
る第２の２次巻線とを有する第２の試験用変圧器
と、第１の２次巻線の一端と第２の２次巻線の両
端との間にそれぞれ接続された補償用コンデンサ
とを用いて構成し、第１の２次巻線の出力電圧を
第２の２次巻線の出力電圧の５倍以上に設定した
ので、電力損失を少なくして、電圧調整器を経済
的に試験できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電圧調整器の例を示す接続図である。
第２図は電圧調整器を試験する本考案に係る試験
装置の一実施例を示す回路図、第３図は電圧ベク
トル図、第４図は電流ベクトル図である。 １……調整変圧器、２ｓ，２′ｓ……電源側線
路端子、２ｒ，２′ｒ……負荷側線路端子、５…
…試験用端子、t₁〜t₆……タツプ、S₁〜S₆……サ
イリスタスイツチ、１０……模擬負荷、１１……
第１の試験用変圧器、１２……第２の試験用変圧
器、１３，１３′……タツプ接続端子、１３″……
サイリスタスイツチ端子、１４，１５……補償用
コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数のタツプが設けられたタツプ巻線を有する
   電圧調整器に模擬負荷を通して定格電流を流して
   動作責務試験を行なう電圧調整器の試験装置にお
   いて、電源に接続される第１の１次巻線及び一端
   が前記模擬負荷の一端に接続された第１の２次巻
   線を有する第１の試験用変圧器と、電源に接続さ
   れる第２の１次巻線及び中点が前記第１の２次巻
   線の他端に接続され両端に前記電圧調整器のタツ
   プ巻線が並列接続される第２の２次巻線を有する
   第２の試験用変圧器と、前記第１の２次巻線の一
   端と前記第２の２次巻線の両端との間にそれぞれ
   接続された一対の補償用コンデンサとを備えてな
   り、前記第１の２次巻線の出力電圧が前記第２の
   ２次巻線の出力電圧の５倍以上に設定されている
   ことを特徴とする電圧調整器の試験装置。