JPH0582035U - 計器用変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２次負担を増加させた場合の比誤差及び位相誤
差を小さくすることができる計器用変圧器を提供する。 【構成】２次コイル３の一端３ａから一方の２次端子ｕ
を引出し、２次コイルの他端３ｂ側に追加巻線３Ａを設
けて、この追加巻線の誘起電圧を抵抗１０とリアクトル
１１との直列回路からなる分圧回路の両端に印加する。
リアクトルの両端の電圧を変圧する補助トランス１２を
設けて、この補助トランスの出力巻線の一端を２次コイ
ルの他端に接続する。２次コイルの他端３ｂにつながる
タップｖ1と、補助トランスの出力巻線の誘起電圧を取
り出すタップｖ2 とを設けて、これらのタップをタップ
選択スイッチ１４を通して他方の２次端子ｖに接続す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、計器用変圧器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の計器用変圧器は、図６に示すように、鉄心１と、該鉄心に巻回された１ 次コイル２及び２次コイル３とにより構成されていて、１次コイル２の一端及び 他端にそれぞれつながる１次端子Ｕ及びＶ間に１次電圧が印加され、２次コイル ３の一端及び他端からそれぞれ導出された２次端子ｕ及びｖ間に２次電圧が得ら れる。この計器用変圧器の等価回路は図７に示す通りである。図７において４は 励磁インピーダンス、５は１次インピーダンス、６は２次インピーダンス、７は 電源、８は負担インピーダンスである。

【０００３】 上記の計器用変圧器においては、その内部インピーダンスと鉄心の励磁電流及 び負担電流とによる電圧降下分が誤差となる。これを誤差円線図に示すと図８に 示すようになる。図８においてＡo は２次が無負担で励磁電流と内部インピーダ ンスとによる電圧降下のみが生じる場合の誤差ポイントを示し、Ａ1 は２次端子 ｕ，ｖ間に定格負担が接続されていて、励磁電流と内部インピーダンスとによる 電圧降下に加えて、負担電流と内部インピーダンスとによる電圧降下が生じる場 合の誤差ポイントである。またＰ1 及びＱ1 は誤差の規定値であり、εo 及びε 1 はそれぞれ誤差ポイントＡo 及びＡ1 における比誤差の値を示している。更に θo 及びθ1 はそれぞれ誤差ポイントＡo 及びＡ1 における位相誤差の値を示し ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記の計器用変圧器では、変圧器を小形に構成するために、コイルの電線サイ ズを小さくすると、内部インピーダンスが大きくなるため、２次負担を大きくし たときに誤差が規格範囲を超えてしまうという問題があった。図９は２次負担を 図８の２倍にした場合の誤差特性を示したもので、２次負担が２倍になった場合 の誤差ポイントはＡ2 となり、比誤差及び位相誤差ともに規格範囲からはみ出し てしまう。そのため従来は計器用変圧器の内部インピーダンスを小さくするため に、コイルの電線サイズを大きくする必要があり、計器用変圧器本体が大形化し てその設置スペースが大きくなるという問題があった。

【０００５】 本考案の目的は、変圧器本体の大形化を招くことなく、２次負担を大きくした 場合の比誤差及び位相誤差を小さくすることができるようにした計器用変圧器を 提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、１次コイル及び２次コイルを鉄心に巻装してなる計器用変圧器に係 わるもので、本考案においては、２次コイルの一端から一方の２次端子ｕを導出 し、該２次コイルの他端側に追加巻線を設ける。該追加巻線の誘起電圧を抵抗と リアクトルとの直列回路からなる分圧回路の両端に印加し、該分圧回路のリアク トルの両端の電圧を補助トランスに入力して変圧する。補助トランスの出力巻線 の一端を２次コイルの他端に接続し、２次コイルの他端につながるタップと、補 助トランスの出力巻線の誘起電圧を取り出すタップとをそれぞれ設けて、これら のタップをタップ選択スイッチを介して他方の２次端子ｖに接続する。タップ選 択スイッチによりタップを選択することにより、２次コイルの一端と他端との間 の電圧または２次コイルの一端と他端との間の電圧に補助トランスの出力巻線の 誘起電圧を加えた電圧のいずれかを選択して２次端子ｕ，ｖ間に取り出し得るよ うにする。

【０００７】 本考案において、補助トランスの出力巻線から取り出す電圧は１つとは限らず 、該補助トランスから複数の電圧を取り出すようにタップを設けることができる 。

【０００８】

【作用】 上記のように構成すると、２次負担の大きさに応じてタップを選択することに より、比誤差及び位相誤差を規格範囲内に収めることができる。即ち、２次コイ ルの他端につながるタップを選択したときには、誤差特性が図２の直線ａのよう になり、無負担時の誤差ポイントＡo ないし定格負担時の誤差ポイントＡ1 の範 囲で比誤差及び位相誤差を規格範囲内に収めることができる。従ってこの状態で は、無負担ないし定格２次負担の範囲で、比誤差及び位相誤差を規格範囲内とし て電圧を測定することができる。この状態で２次負担を定格負担の２倍にすると 、誤差ポイントはＡ2 となって比誤差及び位相誤差が規格範囲から外れるが、こ こで補助トランスの出力コイルの誘起電圧を取り出すタップを選択すると、２次 コイルの誘起電圧が該補助トランスの誘起電圧によりシフトされるため、例えば 誤差ポイントＡ1 及びＡ2 がそれぞれＡ1 ´及びＡ2 ´に移動し、誤差特性が図 ２の直線ｂのようになる。この状態では誤差ポイントＡ2 ´とＡ1 ´との間で比 誤差及び位相誤差を規格範囲内に収めることができるため、定格２次負担ないし 該定格２次負担の２倍の２次負担の範囲で比誤差及び位相誤差を規格範囲内に収 めて電圧の測定を行うことができる。更に補助トランスから複数の電圧を取り出 し得るようにタップを設けておけば、２次負担の大きさを更に広範囲に変化させ ても比誤差及び位相誤差を規格範囲内に収めることができる。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示したもので、同図において１は鉄心、２及び３はそ れぞれ鉄心１に巻回された１次コイル及び２次コイルである。１次コイル２の一 端２ａ及び他端２ｂからそれぞれ１次端子Ｕ，Ｖが導出され、２次コイルの一端 ３ａから一方の２次端子ｕが導出されている。

【００１０】 本考案においては、２次コイルの他端側に、該２次コイルと直列につながる追 加巻線３Ａが設けられて、該追加巻線の誘起電圧が抵抗１０とリアクトル１１と の直列回路からなる分圧回路の両端に印加されている。リアクトル１１の両端に 補助トランス１２の入力巻線１２ｐが接続され、該補助トランスの出力巻線１２ ｓの両端に、リアクトル１１の両端電圧を昇圧した電圧が得られるようになって いる。出力巻線１２ｐの一端は２次コイル３の他端３ｂに接続され、２次コイル ３の他端３ｂからタップｖ1 が引き出されている。また補助トランスの出力巻線 １２ｓの他端につながるタップｖ2 が設けられて、これらのタップｖ1 及びｖ2 がタップ選択スイッチ１４を介して他方の２次端子ｖに接続されている。タップ ｖ2 は、補助トランス１２の出力巻線１２ｓの誘起電圧を取り出すために設けら れたもので、タップ選択スイッチ１４によってタップｖ1 を選択したときに、２ 次コイル３の一端３ａと他端３ｂとの間の電圧が２次端子ｕ，ｖ間に得られ、タ ップ選択スイッチ１４によりタップｖ2 を選択したときに、２次コイル３の一端 ３ａと他端３ｂとの間の電圧に補助トランス１２の出力電圧を加えた電圧が２次 端子ｕ，ｖ間に得られるようになっている。

【００１１】 図３（Ａ）〜（Ｃ）は上記実施例の電圧ベクトルを示したもので、同図におい てＥは１次端子Ｕ，Ｖ間の電圧、Ｅ2 は２次端子ｕ，ｖ間の電圧を示している。 タップ選択器１４によりタップｖ1 が選択されている状態では、従来の計器用変 圧器と同じになり、電圧ベクトルは図３（Ａ）のようになる。同図の電圧Ｅe が 誤差電圧となる。また図３（Ｃ）の電圧Ｅa は追加巻線の誘起電圧、ＥR 及びＥ L はそれぞれ抵抗１０及びリアクトル１１の両端の電圧であり、リアクトルの両 端電圧ＥL が補助トランス１２の入力電圧となる。タップｖ2 が選択されている ときには、２次コイル３の両端の電圧に、補助トランス１２の出力電圧ＥL'が加 わるため、２次端子ｕ，ｖ間の電圧は図３（Ｂ）のＥ2 ´のようにシフトさせら れる。

【００１２】 上記の実施例において、タップ選択スイッチ１４によりタップｖ1 が選択され ているときには、図７に示した例と同様に、誤差特性が図２の直線ａのようにな り、無負担時の誤差ポイントＡo ないし２次端子ｕ，ｖ間に定格２次負担を接続 した時の誤差ポイントＡ1 の範囲で比誤差及び位相誤差が規格範囲内に収まる。 従って、無負担ないし定格２次負担の範囲で、比誤差及び位相誤差を規格範囲内 として電圧を測定することができる。

【００１３】 この状態で２次負担を定格２次負担の２倍にすると、誤差ポイントはＡ2 とな って比誤差及び位相誤差が規格範囲から外れるが、ここで補助トランス１２の出 力コイルの誘起電圧を取り出すタップｖ2 を選択すると、２次コイル３の誘起電 圧が該補助トランス１２の出力電圧によりシフトされるため、誤差ポイントＡ1 及びＡ2 がそれぞれＡ1 ´及びＡ2 ´に移動し、誤差特性が図２の直線ｂのよう になる。この状態では２次端子ｕ，ｖ間に定格２次負担を接続したときの誤差ポ イントＡ1 ´と定格２次負担の２倍の２次負担を接続したときの誤差ポイントＡ 2 ´との間で比誤差及び位相誤差が規格範囲内に収まるため、定格２次負担ない し該定格２次負担の２倍の範囲の２次負担を接続した状態で、比誤差及び位相誤 差を規格範囲内に収めて電圧の測定を行うことができる。

【００１４】 図４は本考案の他の実施例を示したもので、この実施例では、補助トランス１ ２の出力巻線１２ｓの中間部からタップｖ2 が引き出され、該出力巻線１２ｓの 他端からタップｖ3 が引き出されている。２次コイル３の他端３ｂからタップｖ 1 が引き出されている点は図１の実施例と同様である。タップｖ1 ないしｖ2 は タップ選択スイッチ１４´を介して２次端子ｖに接続されている。

【００１５】 図４の実施例において、タップ選択スイッチ１４によりタップｖ1 が選択され ているときには、誤差特性が図５の直線ａのようになり、無負担時の誤差ポイン トＡo ないし２次端子ｕ，ｖ間に定格２次負担を接続した時の誤差ポイントＡ1 の範囲で比誤差及び位相誤差が規格範囲内に収まる。従って、無負担ないし定格 ２次負担の範囲で、比誤差及び位相誤差を規格範囲内として電圧を測定すること ができる。

【００１６】 この状態で２次負担を定格２次負担の２倍にすると、誤差ポイントはＡ2 とな り、２次負担を更に定格２次負担の３倍にすると、誤差ポイントはＡ3 となって 、いずれの場合も比誤差及び位相誤差が規格範囲から外れる。ここで補助トラン ス１２の出力コイルの誘起電圧を取り出すタップｖ2 を選択すると、２次コイル ３の誘起電圧が補助トランス１２の出力巻線１２ｓの中間タップに得られる電圧 によりシフトされるため、誤差ポイントＡ1 ，Ａ2 及びＡ3 がそれぞれＡ1 ´， Ａ2 ´及びＡ3 ´に移動し、誤差特性が図５の直線ｂのようになる。この状態で は２次端子ｕ，ｖ間に定格２次負担を接続したときの誤差ポイントＡ1 ´と定格 ２次負担の２倍の２次負担を接続したときの誤差ポイントＡ2 ´との間で比誤差 及び位相誤差が規格範囲内に収まるため、定格２次負担ないし該定格２次負担の ２倍の範囲の２次負担を接続した状態で、比誤差及び位相誤差を規格範囲内に収 めて電圧の測定を行うことができる。

【００１７】 更にタップｖ3 が選択されたときには、誤差ポイントＡ1 ´，Ａ2 ´及びＡ3 ´がそれぞれＡ1 ″，Ａ2 ″及びＡ3 ″に移動し、誤差特性が図５の直線ｃのよ うになる。この状態では２次端子ｕ，ｖ間に定格２次負担の２倍の負担を接続し たときの誤差ポイントＡ2 ″と定格２次負担の３倍の２次負担を接続したときの 誤差ポイントＡ3 ″との間で比誤差及び位相誤差が規格範囲内に収まるため、定 格２次負担の２倍ないし３倍の範囲の２次負担を接続した状態で、比誤差及び位 相誤差を規格範囲内に収めて電圧の測定を行うことができる。

【００１８】 本考案は、上記実施例の構成に限定されるものではなく、補助トランスの出力 巻線に更に多くのタップを設けて、２次負担の増加に対処することもできる。

【００１９】 また上記実施例では、補助トランスがリアクトルの両端電圧を昇圧するとした が、該補助トランスによりリアクトルの両端電圧を降圧することによって比誤差 及び位相誤差を調整する場合も本考案の範囲に包合される。

【００２０】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、２次負担の大きさに応じてタップを選択する ことにより、比誤差及び位相誤差を規格範囲内に収めることができるので、２次 負担が大きくなった場合にも誤差規格を満足する計器用変圧器を得ることができ る利点がある。

【００２１】 更に本考案によれば、誤差を規格範囲内に収めるために巻線サイズを大きくす る必要がないため、計器用変圧器が大形化するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す回路図である。

【図２】図１の実施例の誤差特性を示す線図である。

【図３】（Ａ）ないし（Ｂ）は図１の実施例の各部の電
圧の位相関係を示す電圧ベルトル図である。

【図４】本考案の他の実施例を示す回路図である。

【図５】図４の実施例の誤差特性を示す線図である。

【図６】従来の計器用変圧器の構成図である。

【図７】図６の計器用変圧器の等価回路図である。

【図８】図６の計器用変圧器の誤差特性を示す線図であ
る。

【図９】図６の計器用変圧器において２次負担を増加さ
せた場合の誤差特性を示す線図である。

【符号の説明】

１…鉄心、２…１次コイル、３…２次コイル、３Ａ…追
加巻線、１０…抵抗、１１…リアクトル、１２…補助ト
ランス、ｖ1 〜ｖ3 …タップ、ｕ，ｖ…２次端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次コイル及び２次コイルを鉄心に巻装
   してなる計器用変圧器において、 前記２次コイルの一端から一方の２次端子ｕが導出さ
   れ、 前記２次コイルの他端側に追加巻線が設けられて、該追
   加巻線の誘起電圧が抵抗とリアクトルとの直列回路から
   なる分圧回路の両端に印加され、 前記リアクトルの両端の電圧を入力とする補助トランス
   が設けられて該補助トランスの出力巻線の一端が前記２
   次コイルの他端に接続され、 前記２次コイルの他端につながるタップと、補助トラン
   スの出力巻線の誘起電圧を取り出すタップとがそれぞれ
   設けられて、これらのタップがタップ選択スイッチを介
   して他方の２次端子ｖに接続され、 前記タップ選択スイッチによって前記タップを選択する
   ことにより、前記２次コイルの一端と他端との間の電圧
   または前記２次コイルの一端と他端との間の電圧に前記
   補助トランスの出力電圧を加えた電圧を選択して前記２
   次端子ｕ，ｖ間に取り出し得るようにしたことを特徴と
   する計器用変圧器。