JPH0638547A - 変圧器の直流偏磁防止装置 - Google Patents
変圧器の直流偏磁防止装置Info
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- JPH0638547A JPH0638547A JP4184256A JP18425692A JPH0638547A JP H0638547 A JPH0638547 A JP H0638547A JP 4184256 A JP4184256 A JP 4184256A JP 18425692 A JP18425692 A JP 18425692A JP H0638547 A JPH0638547 A JP H0638547A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 系統と連系運転するインバ―タの出力側に接
続される変圧器の直流偏磁を防止する。 【構成】 出力電圧の正側及び負側のパルス幅を制御可
能なインバ―タ２の出力側に変圧器５を接続した装置に
おいて、前記変圧器５の鉄心ギャプ部の磁束を検出する
手段１２と、この手段によって検出された磁束の正側及
び負側のピ―ク値を検出する手段１６と、この手段の出
力に応答し前記磁束の正側と負側のピ―ク値が等しくな
るように前記インバ―タの出力電圧パルス幅を制御する
手段２５を具備したことを特徴とする変圧器の直流偏磁
防止装置。
続される変圧器の直流偏磁を防止する。 【構成】 出力電圧の正側及び負側のパルス幅を制御可
能なインバ―タ２の出力側に変圧器５を接続した装置に
おいて、前記変圧器５の鉄心ギャプ部の磁束を検出する
手段１２と、この手段によって検出された磁束の正側及
び負側のピ―ク値を検出する手段１６と、この手段の出
力に応答し前記磁束の正側と負側のピ―ク値が等しくな
るように前記インバ―タの出力電圧パルス幅を制御する
手段２５を具備したことを特徴とする変圧器の直流偏磁
防止装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流を交流に変換する
インバ―タ装置の出力側に接続される変圧器の直流偏磁
を防止できる変圧器の直流偏磁防止装置に関する。
インバ―タ装置の出力側に接続される変圧器の直流偏磁
を防止できる変圧器の直流偏磁防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゲ―トタ―ンオフサイリスタ（以下単に
ＧＴＯと記す）等の半導体スイッチング素子から構成さ
れるインバ―タは、半導体スイッチング素子のスイッチ
ング時間のバラツキや半導体スイッチング素子をオン・
オフするゲ―ト信号パルス幅のバラツキにより、インバ
―タ出力電圧の電圧時間積が正負で等しくなくなりイン
バ―タの出力側に接続される変圧器を直流偏磁させるこ
とがある。
ＧＴＯと記す）等の半導体スイッチング素子から構成さ
れるインバ―タは、半導体スイッチング素子のスイッチ
ング時間のバラツキや半導体スイッチング素子をオン・
オフするゲ―ト信号パルス幅のバラツキにより、インバ
―タ出力電圧の電圧時間積が正負で等しくなくなりイン
バ―タの出力側に接続される変圧器を直流偏磁させるこ
とがある。
【０００３】そこで従来より、種々の直流偏磁防止装置
が考えられて来た。その一例を図４に示す。図４におい
て、１は直流電源、２は公知のインバ―タで、そのゲ―
ト制御回路３のゲ―ト信号により出力電圧の正側及び負
側のパルス幅が制御される。５は変圧器、６は電力系統
で、インバ―タ２は変圧器５を介して電力系統と連系運
転される。１１はインバ―タ２の出力電流Ｉ1 を検出す
るホ―ルＣＴでその出力はその内部の増幅器により電圧
信号に変換される。１５はホ―ルＣＴ１１の出力信号を
所定期間積分することにより出力電流Ｉ1 に含まれる直
流分を検出する積分器、２１は積分器１５で検出された
直流分信号に応じてゲ―ト制御回路３の出力のゲ―ト信
号のパルス幅の補正を行う偏磁補正回路である。
が考えられて来た。その一例を図４に示す。図４におい
て、１は直流電源、２は公知のインバ―タで、そのゲ―
ト制御回路３のゲ―ト信号により出力電圧の正側及び負
側のパルス幅が制御される。５は変圧器、６は電力系統
で、インバ―タ２は変圧器５を介して電力系統と連系運
転される。１１はインバ―タ２の出力電流Ｉ1 を検出す
るホ―ルＣＴでその出力はその内部の増幅器により電圧
信号に変換される。１５はホ―ルＣＴ１１の出力信号を
所定期間積分することにより出力電流Ｉ1 に含まれる直
流分を検出する積分器、２１は積分器１５で検出された
直流分信号に応じてゲ―ト制御回路３の出力のゲ―ト信
号のパルス幅の補正を行う偏磁補正回路である。
【０００４】図５は、何等かの原因でインバ―タ２の出
力電圧Ｖ1 の電圧時間積が正側と負側でアンバランスに
なった場合の各部の波形を表す図で、Φは変圧器５の鉄
心を通る磁束を表す。尚、この場合電力系統６の電圧Ｖ
2 （以下系統電圧Ｖ2 と記す）の波形は正弦波で且つ直
流分は含まないものとする。
力電圧Ｖ1 の電圧時間積が正側と負側でアンバランスに
なった場合の各部の波形を表す図で、Φは変圧器５の鉄
心を通る磁束を表す。尚、この場合電力系統６の電圧Ｖ
2 （以下系統電圧Ｖ2 と記す）の波形は正弦波で且つ直
流分は含まないものとする。
【０００５】次に、図４と図５を参照して従来装置の動
作を説明する。インバ―タ２の出力電圧Ｖ1 の電圧時間
積が正側と負側でアンクバランスになると、図５のハッ
チング部に示すように、出力電流Ｉ1 及び磁束Φも正側
と負側でアンバランスになる。積分器１５は出力電流Ｉ
1 即ち、ホ―ルＣＴ１１の出力電圧の電圧時間積が正側
と負側で等しい場合には、出力は零であるが、図５の場
合アンバランス波形のため直流分が出力され。つづいて
偏磁補正回路は出力電圧Ｖ1 の正側と負側の電圧時間積
が等しくなるようにインバ―タ２のゲ―ト信号のパルス
幅を補正する。
作を説明する。インバ―タ２の出力電圧Ｖ1 の電圧時間
積が正側と負側でアンクバランスになると、図５のハッ
チング部に示すように、出力電流Ｉ1 及び磁束Φも正側
と負側でアンバランスになる。積分器１５は出力電流Ｉ
1 即ち、ホ―ルＣＴ１１の出力電圧の電圧時間積が正側
と負側で等しい場合には、出力は零であるが、図５の場
合アンバランス波形のため直流分が出力され。つづいて
偏磁補正回路は出力電圧Ｖ1 の正側と負側の電圧時間積
が等しくなるようにインバ―タ２のゲ―ト信号のパルス
幅を補正する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の説明は系統電圧
Ｖ2 が常に正弦波で且つ直流分を含まないという仮定で
進めてきた。一般に、図示しない系統の変圧器や力率改
善用のコンデンサが投入されると、系統電圧波形が一時
的に歪み直流分が生じることが知られている。以下この
場合の問題点について説明する。
Ｖ2 が常に正弦波で且つ直流分を含まないという仮定で
進めてきた。一般に、図示しない系統の変圧器や力率改
善用のコンデンサが投入されると、系統電圧波形が一時
的に歪み直流分が生じることが知られている。以下この
場合の問題点について説明する。
【０００７】図６はインバ―タ２が電力系統６に連系運
転される場合、変圧器５がインバ―タ２と電力系統６の
両方から励磁される様子を表した等価回路で、変圧器５
の等価回路は簡略化している。図６において、５１，５
２，５３はそれぞれ変圧器３の１次側洩れリアクタン
ス、２次側洩れリアクタンス、励磁リアクタンスであ
る。Ｉ11，Ｉ12はそれぞれインバ―タ２、電力系統６が
供給する励磁電流を表している。励磁電流Ｉ11に直流分
が含まれないとしても、系統電圧Ｖ2 が歪むと、励磁電
流Ｉ12は直流分が重畳されるが従来装置ではホ―ルＣＴ
１１がインバ―タ２に設置されているため該直流分を検
出できない。従って、変圧器５は直流偏磁する。この場
合のインバ―タ２の出力電圧Ｖ1 と変圧器５の鉄心を通
る磁束Φの波形を図７に示す。図７において、ΦP ，Φ
N はそれぞれ磁束Φの正側ピ―ク値と負側ピ―ク値を示
す。
転される場合、変圧器５がインバ―タ２と電力系統６の
両方から励磁される様子を表した等価回路で、変圧器５
の等価回路は簡略化している。図６において、５１，５
２，５３はそれぞれ変圧器３の１次側洩れリアクタン
ス、２次側洩れリアクタンス、励磁リアクタンスであ
る。Ｉ11，Ｉ12はそれぞれインバ―タ２、電力系統６が
供給する励磁電流を表している。励磁電流Ｉ11に直流分
が含まれないとしても、系統電圧Ｖ2 が歪むと、励磁電
流Ｉ12は直流分が重畳されるが従来装置ではホ―ルＣＴ
１１がインバ―タ２に設置されているため該直流分を検
出できない。従って、変圧器５は直流偏磁する。この場
合のインバ―タ２の出力電圧Ｖ1 と変圧器５の鉄心を通
る磁束Φの波形を図７に示す。図７において、ΦP ，Φ
N はそれぞれ磁束Φの正側ピ―ク値と負側ピ―ク値を示
す。
【０００８】インバ―タ２が進相無効電力を出力する運
転モ―ドでは、インバ―タ２の出力電圧は高めとなり、
変圧器５の磁束も増加する。この状態で図示しない系統
の変圧器等が投入され系統電圧Ｖ2 が歪むと、従来装置
では、電力系統６が供給する励磁電流Ｉ12に含まれる直
流分を抑制することができないので、変圧器５が飽和す
ることがあった。その結果、図示しない過電流保護リレ
―が動作し、システム停止に至るという問題があった。
転モ―ドでは、インバ―タ２の出力電圧は高めとなり、
変圧器５の磁束も増加する。この状態で図示しない系統
の変圧器等が投入され系統電圧Ｖ2 が歪むと、従来装置
では、電力系統６が供給する励磁電流Ｉ12に含まれる直
流分を抑制することができないので、変圧器５が飽和す
ることがあった。その結果、図示しない過電流保護リレ
―が動作し、システム停止に至るという問題があった。
【０００９】本発明の目的は、このような問題を解決す
るためになされたもので、系統電圧波形が歪んでも、イ
ンバ―タの出力側に接続された変圧器の直流偏磁を防止
できる変圧器の直流偏磁防止装置を提供することにあ
る。
るためになされたもので、系統電圧波形が歪んでも、イ
ンバ―タの出力側に接続された変圧器の直流偏磁を防止
できる変圧器の直流偏磁防止装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、インバ―タ出力側に接続された変圧器の鉄
心のギャップ部の磁束を検出する手段と、この手段で検
出された磁束の正側と負側のピ―ク値を検出する手段
と、このピ―ク値検出手段に応じてインバ―タの出力パ
ルス幅を制御する手段を具備したことを特徴とするもの
である。
に本発明は、インバ―タ出力側に接続された変圧器の鉄
心のギャップ部の磁束を検出する手段と、この手段で検
出された磁束の正側と負側のピ―ク値を検出する手段
と、このピ―ク値検出手段に応じてインバ―タの出力パ
ルス幅を制御する手段を具備したことを特徴とするもの
である。
【００１１】
【作用】本発明は、上記手段を具備することにより、イ
ンバ―タの出力側に接続された変圧器が直流偏磁した場
合に、該変圧器の鉄心ギャップ部を通る磁束の正側と負
側のピ―ク値が等しくなるようにインバ―タの出力電圧
パルス幅を制御するものである。
ンバ―タの出力側に接続された変圧器が直流偏磁した場
合に、該変圧器の鉄心ギャップ部を通る磁束の正側と負
側のピ―ク値が等しくなるようにインバ―タの出力電圧
パルス幅を制御するものである。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を締す構成図であ
り、図４と同一部に同一符号を付してその説明は省略す
る。図２は図１における変圧器５の鉄心を簡略化して表
現した図である。図３は本発明の動作を説明するための
タイムチャ―トである。
り、図４と同一部に同一符号を付してその説明は省略す
る。図２は図１における変圧器５の鉄心を簡略化して表
現した図である。図３は本発明の動作を説明するための
タイムチャ―トである。
【００１３】図１において、１２は変圧器５の鉄心ギャ
ップ部を通る磁束を検出するホ―ル素子、１３はホ―ル
素子１２の出力を増幅する増幅器でその出力は電圧波形
である。１６は増幅器１３の出力信号の正側及び負側の
ピ―ク値を個別に検出するピ―ク値検出回路、１７はピ
―ク値検出回路１６より出力される正負のピ―ク値を加
算し正負ピ―ク値の差分を得るための加算器、２５は加
算器１７の出力信号の極性と大きさに応じてゲ―ト制御
回路３の出力ゲ―ト信号のパルス幅の補正を行う偏磁補
正回路である。図２において、５５は変圧器５の鉄心で
ある。
ップ部を通る磁束を検出するホ―ル素子、１３はホ―ル
素子１２の出力を増幅する増幅器でその出力は電圧波形
である。１６は増幅器１３の出力信号の正側及び負側の
ピ―ク値を個別に検出するピ―ク値検出回路、１７はピ
―ク値検出回路１６より出力される正負のピ―ク値を加
算し正負ピ―ク値の差分を得るための加算器、２５は加
算器１７の出力信号の極性と大きさに応じてゲ―ト制御
回路３の出力ゲ―ト信号のパルス幅の補正を行う偏磁補
正回路である。図２において、５５は変圧器５の鉄心で
ある。
【００１４】前述のように構成することにより、系統電
圧Ｖ2 が歪み、変圧器５の磁束が図７のように正負アン
バランスになったとすると、図７においてΦP ＞ΦN の
ため加算器１７には磁束の正負ピ―ク値の差分信号Δｅ
が現れる。続いて偏磁補正回路２５は差分信号Δｅが零
になるようゲ―ト制御回路３の出力のゲ―ト信号パルス
幅の補正を行う。パルス幅の補正が行われた後の出力電
圧Ｖ1 と磁束Φの波形を図３に示す。図３の磁束Φにつ
いては、０はパルス幅補正前の零点、０´はパルス幅補
正後の零点を表わす。パルス幅の補正が行われる結果、
磁束の正負ピ―ク値は等しくなるので系統電圧Ｖ2 が歪
んでも変圧器５は飽和することはない。以上は単相イン
バ―タの例で説明したが、三相インバ―タの場合にも本
発明が適用できることは言うまでもない。その場合は少
くとも２台の主脚鉄心のギャップ部にホ―ル素子を設置
し、少くとも３相のうち２相の磁束を制御すれば良い。
圧Ｖ2 が歪み、変圧器５の磁束が図７のように正負アン
バランスになったとすると、図７においてΦP ＞ΦN の
ため加算器１７には磁束の正負ピ―ク値の差分信号Δｅ
が現れる。続いて偏磁補正回路２５は差分信号Δｅが零
になるようゲ―ト制御回路３の出力のゲ―ト信号パルス
幅の補正を行う。パルス幅の補正が行われた後の出力電
圧Ｖ1 と磁束Φの波形を図３に示す。図３の磁束Φにつ
いては、０はパルス幅補正前の零点、０´はパルス幅補
正後の零点を表わす。パルス幅の補正が行われる結果、
磁束の正負ピ―ク値は等しくなるので系統電圧Ｖ2 が歪
んでも変圧器５は飽和することはない。以上は単相イン
バ―タの例で説明したが、三相インバ―タの場合にも本
発明が適用できることは言うまでもない。その場合は少
くとも２台の主脚鉄心のギャップ部にホ―ル素子を設置
し、少くとも３相のうち２相の磁束を制御すれば良い。
【００１５】
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、磁束
検出部はインバ―タ主回路とは電気的に絶縁されるの
で、インバ―タ主回路が高電圧化しても磁束検出部の絶
縁耐圧を上げる必要はなく、安価な変圧器の直流偏磁防
止装置を提供出来る。更に、系統電圧が歪んでもインバ
―タの出力側に接続された変圧器がその影響で飽和する
ということがなくインバ―タが保護停止しなくなるの
で、システムの稼動率が向上する。
検出部はインバ―タ主回路とは電気的に絶縁されるの
で、インバ―タ主回路が高電圧化しても磁束検出部の絶
縁耐圧を上げる必要はなく、安価な変圧器の直流偏磁防
止装置を提供出来る。更に、系統電圧が歪んでもインバ
―タの出力側に接続された変圧器がその影響で飽和する
ということがなくインバ―タが保護停止しなくなるの
で、システムの稼動率が向上する。
【図１】本発明の一実施例を示す変圧器の直流偏磁防止
装置の構成図。
装置の構成図。
【図２】［図１］のインバ―タ出力側の変圧器の鉄心の
簡略図。
簡略図。
【図３】本発明の動作を説明するためのタイムチャ―
ト。
ト。
【図４】従来の変圧器の直流偏磁防止装置の構成図。
【図５】従来の変圧器の直流偏磁防止装置の動作を説明
するためのタイムチャ―ト。
するためのタイムチャ―ト。
【図６】従来の変圧器の直流偏磁防止装置を説明するた
めの変圧器の等価回路。
めの変圧器の等価回路。
【図７】従来の変圧器の直流偏磁防止装置の動作を説明
するためのタイムチャ―ト。
するためのタイムチャ―ト。
１ …直流電源 ２ …イ
ンバ―タ ３ …ゲ―ト制御回路 ５ …変
圧器 ６ …電力系統 １１ …ホ
―ルＣＴ １２ …ホ―ル素子 １３ …増
幅器 １５ …積分器 １６ …ピ
―ク値検出回路 １７ …加算器 ２１，２５ …偏
磁補正回路 ５１，５２…洩れリアクタンス ５３ …励
磁リアクタンス器 ５５ …鉄心
ンバ―タ ３ …ゲ―ト制御回路 ５ …変
圧器 ６ …電力系統 １１ …ホ
―ルＣＴ １２ …ホ―ル素子 １３ …増
幅器 １５ …積分器 １６ …ピ
―ク値検出回路 １７ …加算器 ２１，２５ …偏
磁補正回路 ５１，５２…洩れリアクタンス ５３ …励
磁リアクタンス器 ５５ …鉄心
Claims (1)
- 【請求項１】 出力電圧の正側及び負側のパルス幅を制
御可能なインバ―タの出力側に変圧器を接続した装置に
おいて、前記変圧器の鉄心ギャプ部の磁束を検出する手
段と、この手段によって検出された磁束の正側及び負側
のピ―ク値を検出する手段と、この手段の出力に応答し
前記磁束の正側と負側のピ―ク値が等しくなるように前
記インバ―タの出力電圧パルス幅を制御する手段を具備
したことを特徴とする変圧器の直流偏磁防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4184256A JPH0638547A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 変圧器の直流偏磁防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4184256A JPH0638547A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 変圧器の直流偏磁防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0638547A true JPH0638547A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16150132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4184256A Pending JPH0638547A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 変圧器の直流偏磁防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638547A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008228537A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Nissin Electric Co Ltd | 並列補償型瞬時電圧低下停電対策装置及びその瞬停・停電対策方法、直列補償型瞬時電圧低下対策装置及びその瞬停対策方法、ならびに、自立運転機能付並列接続型交直変換装置及びその交直変換方法 |
| CN103439605A (zh) * | 2013-08-28 | 2013-12-11 | 国家电网公司 | 变压器直流偏磁能力的检测方法 |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP4184256A patent/JPH0638547A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008228537A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Nissin Electric Co Ltd | 並列補償型瞬時電圧低下停電対策装置及びその瞬停・停電対策方法、直列補償型瞬時電圧低下対策装置及びその瞬停対策方法、ならびに、自立運転機能付並列接続型交直変換装置及びその交直変換方法 |
| CN103439605A (zh) * | 2013-08-28 | 2013-12-11 | 国家电网公司 | 变压器直流偏磁能力的检测方法 |
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