JPH065248B2 - 変圧器特性模擬装置 - Google Patents
変圧器特性模擬装置Info
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- JPH065248B2 JPH065248B2 JP61283772A JP28377286A JPH065248B2 JP H065248 B2 JPH065248 B2 JP H065248B2 JP 61283772 A JP61283772 A JP 61283772A JP 28377286 A JP28377286 A JP 28377286A JP H065248 B2 JPH065248 B2 JP H065248B2
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Description
〔産業上の利用分野〕 この発明は、電力系統に用いる変圧器の電気的特性が模
擬できる変圧器特性模擬装置に関するものである。 〔従来の技術〕 電力系統が巨大化，複雑化するにしたがい、その計画お
よび運用は格段の精密さを持つシステム技術が必要とさ
れるようになってきた。 しかしながら、このような技術を実際の系統上で実験，
評価するのは不可能に近く、机上または実験室での検討
に委ねている。そのため、発達の著しいコンピュータに
よるオフラインシミュレーションと、実験室で模擬送電
線設備と称して電力系統の縮小型モデルを電気回路で構
成し、これに制御保護設備を接続したモデルの実験とを
比較し、前者の妥当性を検討しつつ、その改善，高精度
化を図っている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の変圧器特性模擬装置は以上のように構成されてい
るので、変圧器はスケールファクタを各定数について実
現するのは困難である。 したがって、線路，発電機との組合せや、機器の制御保
護設備との組合せによる諸現象，諸動作の詳細な検討は
オフラインシミュレーションのみに依存することとな
り、現実性に欠けるという問題点があった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、変圧器との相似性を保ちつつ、比較的容易
に特性が模擬できる変圧器特性模擬装置を得ることを目
的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る変圧器特性模擬装置は、変圧器実器の一
次巻線抵抗を模擬する第１の抵抗及び一次巻線漏洩イン
ピーダンスを模擬する第１のインピーダンスが直列接続
された第１の模擬回路に電圧を印加する一次端子、変圧
器実器の二次巻線抵抗を模擬する第２の抵抗及び二次巻
線漏洩インピーダンスを模擬する第２のインピーダンス
が直列接続された第２の模擬回路に電圧を印加する二次
端子、上記第１の模擬回路に流れる電流に応じた電圧及
び一次端子の印加電圧を一次側の第１及び第２のコイル
を介して導入し、応じた電圧を二次側の第１のコイルを
介して上記第１の模擬回路の出力端子に変成すると共
に、上記第２の模擬回路に流れる電流に応じた電圧及び
二次端子の印加電圧を一次側の第３及び第４のコイルを
介して導入し、応じた電圧を二次側に第２のコイルを介
して上記第２の模擬回路の出力端子に変成する磁化特性
模擬回路、上記第１の模擬回路に流れる電流に応じた電
圧を第１の模擬回路に印加する第１の電圧印加手段、上
記第２の模擬回路に流れる電流に応じた電圧を第２の模
擬回路に印加する第２の電圧印加手段を備えたものであ
る。
擬できる変圧器特性模擬装置に関するものである。 〔従来の技術〕 電力系統が巨大化，複雑化するにしたがい、その計画お
よび運用は格段の精密さを持つシステム技術が必要とさ
れるようになってきた。 しかしながら、このような技術を実際の系統上で実験，
評価するのは不可能に近く、机上または実験室での検討
に委ねている。そのため、発達の著しいコンピュータに
よるオフラインシミュレーションと、実験室で模擬送電
線設備と称して電力系統の縮小型モデルを電気回路で構
成し、これに制御保護設備を接続したモデルの実験とを
比較し、前者の妥当性を検討しつつ、その改善，高精度
化を図っている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の変圧器特性模擬装置は以上のように構成されてい
るので、変圧器はスケールファクタを各定数について実
現するのは困難である。 したがって、線路，発電機との組合せや、機器の制御保
護設備との組合せによる諸現象，諸動作の詳細な検討は
オフラインシミュレーションのみに依存することとな
り、現実性に欠けるという問題点があった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、変圧器との相似性を保ちつつ、比較的容易
に特性が模擬できる変圧器特性模擬装置を得ることを目
的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る変圧器特性模擬装置は、変圧器実器の一
次巻線抵抗を模擬する第１の抵抗及び一次巻線漏洩イン
ピーダンスを模擬する第１のインピーダンスが直列接続
された第１の模擬回路に電圧を印加する一次端子、変圧
器実器の二次巻線抵抗を模擬する第２の抵抗及び二次巻
線漏洩インピーダンスを模擬する第２のインピーダンス
が直列接続された第２の模擬回路に電圧を印加する二次
端子、上記第１の模擬回路に流れる電流に応じた電圧及
び一次端子の印加電圧を一次側の第１及び第２のコイル
を介して導入し、応じた電圧を二次側の第１のコイルを
介して上記第１の模擬回路の出力端子に変成すると共
に、上記第２の模擬回路に流れる電流に応じた電圧及び
二次端子の印加電圧を一次側の第３及び第４のコイルを
介して導入し、応じた電圧を二次側に第２のコイルを介
して上記第２の模擬回路の出力端子に変成する磁化特性
模擬回路、上記第１の模擬回路に流れる電流に応じた電
圧を第１の模擬回路に印加する第１の電圧印加手段、上
記第２の模擬回路に流れる電流に応じた電圧を第２の模
擬回路に印加する第２の電圧印加手段を備えたものであ
る。
この発明における第１及び第２の電圧印加手段は、一次
及び二次端子からみた第１及び第２の抵抗と第１及び第
２のインピーダンスの比率が変圧器実器の一次及び二次
巻線抵抗と一次及び二次巻線漏洩インピーダンスの比率
となるよう調整された電圧を第１及び第２の模擬回路に
印加し、磁化特性模擬回路は一次及び二次端子電圧と第
１及び第２の模擬回路に流入する電流とが変圧器実器の
一次及び二次電圧と各々の流入電流と相似の関係となる
よう調整された電圧を第１及び第２の模擬回路に変成出
力するものである。 〔実施例〕 まず、実施例を説明する前に原理について説明する。 第４図は変圧器の等価回路図、第５図は磁化特性図であ
る。 第４図に示す変圧器を模擬する場合、励磁電流によって
生ずる誘導起電力をｅ１φ，ｅ２φとすると、主回路レ
ベルで、 が成立し、理想的な縮小型モデルが得られた場合は、縮
小比をｋ1，ｋ2として、 ｋ1ｅ1−ｋ1Ｒ1ｉ1−ｋ1Ｌ1ｐｉ1＝ｋ1ｅ1φ……(1) ｋ2ｅ2φ−ｋ2Ｒ2ｉ2−ｋ2Ｌ2ｐｉ2＝ｋ2ｅ2……(2) が得られる。 しかしながら、漏洩リアクタンスＬ1をモデル化してｋ1
Ｌ1としたとき、抵抗Ｒ1はｋ′Ｒ1となり、ｋ１′＞ｋ
となる。すなわち、ωＬ／Ｒはモデルの方が小さくな
る。 したがって、 ｋ1ｅ1−ｋ１′Ｒ１ｉ1′−ｋ1Ｌ1ｐｉ１′…………(5) という電圧降下が得られる。 そこで、（ｋ１′−ｋ1）Ｒ1の大きさの電圧を発生させ
る部分を作り、これをｋ１′Ｒ1と逆向きの極性にして
印加すれば、 ｋ1ｅ1−ｋ１′Ｒ1ｉ1′-k1Ｌ1ｐｉ１′＋（ｋ１′−ｋ1）Ｒ1ｉ１′ ＝ｋ1ｅ1−ｋ1Ｒ1ｉ１′−ｋ1Ｌ1ｐｉ１′…………(6) となり、第(1)式とｉ１′，ｉ1の違いを除き合同であ
る。すなわち、第(1)式を忠実に模擬できる。 第(2)式についても同様で、 ｋ2ｅ2φ−ｋ２′Ｒ2ｉ２′−ｋ2Ｌ2ｐｉ２′………(7) という電圧降下に対し、（ｋ２′−ｋ2）Ｒ2の大きさの
電圧を発生させる部分を作り、これをｋ2′Ｒ2と逆向き
の極性にして印加すれば、 ｋ2ｅ2＝ｋ2ｅ2φ−ｋ２′Ｒ2ｉ２′−ｋ2Ｌ2ｐｉ２′＋（ｋ２′−ｋ2）Ｒ2ｉ
２′ ＝ｋ2ｅ2φ−ｋ2Ｒ2ｉ２′−ｋ2Ｌ2ｐｉ２′……(8) となり、第(2)式とはｉ２′とｉ2の違いを除き合同であ
る。 次に、変圧器の励磁インピーダンスに相当する電圧発生
部分については、 であり、 φ＝ｆ（ｉｅ）…………(11) と表現できる。すなわち、第(12)式で表わされるｉeを
導出し、これを第(9)式，第(10)式の電圧降下を発生す
る回路に導入すればよい。 ここで、必要なｆ(ie)の関数は、変圧器鉄心の飽和特性
を示し、小型変圧器の特性設計によって相似の非線形特
性が得られる。ただし、電流の大きさについては不適合
なので、増幅器によって補正する必要がある。 また、 の関係は上述の変圧器の磁束鎖交の中で演算した形にし
てもよく、差動増幅器によっても実現できる。 以上のことより、 となる変圧器の基本式が模擬できることが分る。そし
て、特に、ｅ1φ，ｅ2φを変化させることにより、第５
図の磁化特性曲線を変形させることができる。 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１，２は模擬しようとする変圧器の１次，
２次端子、１１，２１は同じく１次，２次巻線抵抗
Ｒ1，Ｒ2に相当する抵抗相当素子（以下、単に抵抗とい
う）、１２，２２は１次，２次漏洩リアクタンスＬ1，
Ｌ2に相当するリアクタンス相当素子（以下、単にリア
クタンスという）を示す。３は内部誘起電圧に相当する
磁化特性模擬回路を示し、巻線３1〜３4等で構成されて
いる。４は磁化特性模擬回路３の出力側に接続されてい
る増幅器、５は増幅器４の出力を調整して端子６1〜６4
へ供給する。１３，２３は変圧器の１次，２次側の模擬
回路を流れる励磁電流を検出する励磁電流検出回路とし
ての変流器、１４，２４は増幅器１５，２５の出力を受
けて一定出力電圧を抵抗１１，２１による電圧降下分を
打ち消す方向へ印加する変圧器を示し、増幅器１５，２
５は磁化特性模擬回路３へも入力を与えている。１６，
２６は変圧器の１次，２次端子１，２に印加される電圧
を検出し、その大きさ，位相によって開閉回路１７，２
７へ信号を与える電圧検出回路を示し、開閉回路１７，
２７は磁化特性模擬回路３へ入力を与えている。 第１図のように構成することにより、変圧器の動作時の
磁束を強制的に変更させたり、飽和や残留磁束の発生を
行わせることができる。 次に、調整の操作について説明する。 まず、端子６1，６2間を短絡し、変圧器の１次漏洩リア
クタンスＬ1の模擬を行うが、抵抗およびリアクタンス
分を模擬対象の実器と同じ比率とするため、変圧器１４
の入力側または出力側を調整して抵抗１１による電圧降
下を補償し、１次端子１からみた１次巻線抵抗Ｒ1，１
次漏洩リアクタンスＬ1が実器と同じ比率となるように
調整する。変圧器の２次漏洩リアクタンス2についても
同様に変圧器２４の入出力を調整して抵抗２１による電
圧降下分を補償し、２次端子２からみた２次巻線抵抗Ｒ
2，２次漏洩リアクタンスＬ2が実器と同じ比率となるよ
うに調整する。 次に、端子６3，６4を開放し、磁化特性模擬回路３の巻
線３1の入力及び鉄心の積厚，ギャップを調整して１次
端子１から電流を印加し、１次端子１の両端に発生する
電圧降下と流入電流が実器と相似の特性関係となるよう
に調整する。そして、端子６1，６2を開放し、巻線３2
の入力を調整して２次端子２から電流を印加し、２次端
子２の両端に発生する電圧降下と流入電流とが実器と相
似の特性関係となるように調整する。 以上のように磁化特性模擬回路３、変圧器１４，２４を
調整すると、この変圧器特性模擬装置は次のように動作
する。 まず、１次端子１に電圧が印加されると、抵抗１１，リ
アクタンス１２に電圧降下を生じ、変流器１３の１次側
に電流が流れる。この電流は増幅器１５で増幅されて磁
化特性模擬回路３の巻線３3へ流れ、磁化特性模擬回路
３の２次側に電圧降下分が発生する。この電圧は増幅器
４で増幅され、インピーダンス変換部５を経由して２次
側の端子６1，６2に印加され、この電圧は抵抗１１，リ
アクタンス１２，変圧器１４の電圧降下分と相殺され、
１次端子１の印加電圧と平衡する。 次に、２次端子２に電圧が印加された場合も１次端子１
に電圧を印加した場合と同様になり、抵抗２１，リアク
タンス２２に電圧降下が生じ、変流器２３の１次側に電
流が流れる。この電流は巻線３4へ流れ、磁化特性模擬
装置３の２次側に電圧降下分が発生する。この電圧は端
子６3，６4に印加され、抵抗２１，リアクタンス２２，
変圧器２４の電圧降下分と相殺され、２次端子２の印加
電圧と平衡する。 以上の動作によって第(1)式〜第(4)式の関係を比例縮小
させて回路上で実現させることができる。すなわち、変
圧器の１次，２次の漏洩インピーダンスを個別に模擬調
整した後、変圧器励磁部分のみ特性を模擬調整して漏洩
インピーダンス回路に直列に印加し、それぞれ１次，２
次電源を接続すればよい。 このような変圧器では、電圧を印加して磁束が確立する
までの動作は実器と異なって単純ではないので、電圧検
出回路１６，２６で１次，２次の電圧確立までの過渡状
態を監視，検出し、開閉回路１７，２７を制御する。す
なわち、１次端子１から電圧を印加すると、端子６1，
６2を閉じて電圧検出回路１６の入力端電圧を計測し、
漏洩リアクタンスおよびインピーダンスを所定の入力範
囲で調整する。 次に、電圧検出回路１６で開閉回路１７を制御して巻線
３1に電圧を印加し、この値を適切なレベルに保つよう
に増幅器４の出力を調整する。 さらに、端子６1，６2を開放して変圧器の１次側相当回
路（符号で１，３1，３3，６1，６2，１１〜１７）を消
勢した後、端子６3，６4を閉じて同様に変圧器の２次側
相当回路の調整を行い、漏洩リアクタンスおよびインピ
ーダンスを所定の電圧範囲内で調整する。 最後に電圧検出回路２６で電圧を検出しつつ開閉回路２
７を制御して巻線３2に電圧を印加し、励磁特性模擬に
相当した電圧を２次側に発生させる。この電圧を増幅器
４によって増幅調整して所定値に達すると、端子６3，
６4の短絡を解いて端子６3，６4から電圧を印加する。 上記のように構成すると、受動回路相互間、例えば１次
巻線抵抗Ｒ1，１次漏洩リアクタンスＬ1と１次励磁巻
線，２次巻線抵抗Ｒ2，２次漏洩リアクタンスＬ2と２次
励磁巻線との間には必ず増幅器１５，２５が介されるの
で、それぞれの回路のパワーレベルを独立に選定でき、
縮小モデルに起り易い性能特性の低下をきたさなくな
る。 第２図はこの発明による他の実施例を示す構成図であ
り、図において、第１図と同一部分には同一符号が付し
てある。 ７は開閉切換回路を示し、磁化特性模擬回路３への入力
を制御する。 １８，２８は増幅器を示し、電圧検出回路１６，２６の
検出結果の制御を受け、電圧位相に同期した電圧を開閉
切換回路７へ印加する。 このように構成することにより、磁化特性模擬回路３へ
相対的に大きな値を印加することができるので、磁化特
性を相対的に低く設定できる。また、磁化特性模擬回路
３の制御を電圧検出回路１６，２６の出力で行うことよ
り、直流的な磁化を行うことができるほか、増幅器１
５，２５、１８，２８の出力の大きさを調整することに
より、交流的な磁化を加減することができる。すなわ
ち、磁化特性模擬回路３に加える１次側電流の大きさと
位相とを変更することにより、変圧器磁心の交流飽和お
よび直流飽和を自在に発生させることができる。 なお、増幅器１８，２８の交流増幅器の出力を多重化
し、その一つに整流回路を配して直流出力を得、この直
流出力を開閉切換回路７に加え、その出力発生タイミン
グを制御して磁化特性模擬回路３の励磁入力に直流印加
ができるようにしてもよい。この場合は、直流飽和をよ
り適確に発生，制御させることができる。 第３図はこの発明によるさらに他の実施例を示す構成図
であり、図において、第２図と同一部分には同一符号が
付してある。 ８は開閉増幅器を示し、磁化特性模擬回路３への入力を
制御する。 ９は電圧検出回路を示し、増幅器４の出力を検出し、こ
の結果で開閉増幅器８を制御する。 このように構成することにより、磁化特性模擬回路３の
出力電圧は磁束を微分したものであるから、この電圧を
積分した波形は磁束の瞬時変化を電圧検出回路９で直接
的に連続計測することになる。したがって、磁化特性模
擬回路３の出力を直接計測監視することとなり、変圧器
鉄心の磁化状態を模擬し、直流飽和，交流飽和の発生状
況を再現することが確実にできるようになる。 なお、第１図〜第３図の実施例で説明したが、要旨をま
げないで種々の変形例に適用できることはいうまでもな
い。 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、調整手段で調整した
磁束／電圧発生分発生手段の電圧は印加電圧から各電圧
低下分発生手段の電圧を差し引いたものと平衡し、実際
の変圧器と相似する。 したがって、漏洩インピーダンス，励磁インピーダンス
の模擬が忠実に行え、励磁特性の時間軸上模擬が可能と
なる。 また、受動型回路においても性能が向上する等の効果が
ある。
及び二次端子からみた第１及び第２の抵抗と第１及び第
２のインピーダンスの比率が変圧器実器の一次及び二次
巻線抵抗と一次及び二次巻線漏洩インピーダンスの比率
となるよう調整された電圧を第１及び第２の模擬回路に
印加し、磁化特性模擬回路は一次及び二次端子電圧と第
１及び第２の模擬回路に流入する電流とが変圧器実器の
一次及び二次電圧と各々の流入電流と相似の関係となる
よう調整された電圧を第１及び第２の模擬回路に変成出
力するものである。 〔実施例〕 まず、実施例を説明する前に原理について説明する。 第４図は変圧器の等価回路図、第５図は磁化特性図であ
る。 第４図に示す変圧器を模擬する場合、励磁電流によって
生ずる誘導起電力をｅ１φ，ｅ２φとすると、主回路レ
ベルで、 が成立し、理想的な縮小型モデルが得られた場合は、縮
小比をｋ1，ｋ2として、 ｋ1ｅ1−ｋ1Ｒ1ｉ1−ｋ1Ｌ1ｐｉ1＝ｋ1ｅ1φ……(1) ｋ2ｅ2φ−ｋ2Ｒ2ｉ2−ｋ2Ｌ2ｐｉ2＝ｋ2ｅ2……(2) が得られる。 しかしながら、漏洩リアクタンスＬ1をモデル化してｋ1
Ｌ1としたとき、抵抗Ｒ1はｋ′Ｒ1となり、ｋ１′＞ｋ
となる。すなわち、ωＬ／Ｒはモデルの方が小さくな
る。 したがって、 ｋ1ｅ1−ｋ１′Ｒ１ｉ1′−ｋ1Ｌ1ｐｉ１′…………(5) という電圧降下が得られる。 そこで、（ｋ１′−ｋ1）Ｒ1の大きさの電圧を発生させ
る部分を作り、これをｋ１′Ｒ1と逆向きの極性にして
印加すれば、 ｋ1ｅ1−ｋ１′Ｒ1ｉ1′-k1Ｌ1ｐｉ１′＋（ｋ１′−ｋ1）Ｒ1ｉ１′ ＝ｋ1ｅ1−ｋ1Ｒ1ｉ１′−ｋ1Ｌ1ｐｉ１′…………(6) となり、第(1)式とｉ１′，ｉ1の違いを除き合同であ
る。すなわち、第(1)式を忠実に模擬できる。 第(2)式についても同様で、 ｋ2ｅ2φ−ｋ２′Ｒ2ｉ２′−ｋ2Ｌ2ｐｉ２′………(7) という電圧降下に対し、（ｋ２′−ｋ2）Ｒ2の大きさの
電圧を発生させる部分を作り、これをｋ2′Ｒ2と逆向き
の極性にして印加すれば、 ｋ2ｅ2＝ｋ2ｅ2φ−ｋ２′Ｒ2ｉ２′−ｋ2Ｌ2ｐｉ２′＋（ｋ２′−ｋ2）Ｒ2ｉ
２′ ＝ｋ2ｅ2φ−ｋ2Ｒ2ｉ２′−ｋ2Ｌ2ｐｉ２′……(8) となり、第(2)式とはｉ２′とｉ2の違いを除き合同であ
る。 次に、変圧器の励磁インピーダンスに相当する電圧発生
部分については、 であり、 φ＝ｆ（ｉｅ）…………(11) と表現できる。すなわち、第(12)式で表わされるｉeを
導出し、これを第(9)式，第(10)式の電圧降下を発生す
る回路に導入すればよい。 ここで、必要なｆ(ie)の関数は、変圧器鉄心の飽和特性
を示し、小型変圧器の特性設計によって相似の非線形特
性が得られる。ただし、電流の大きさについては不適合
なので、増幅器によって補正する必要がある。 また、 の関係は上述の変圧器の磁束鎖交の中で演算した形にし
てもよく、差動増幅器によっても実現できる。 以上のことより、 となる変圧器の基本式が模擬できることが分る。そし
て、特に、ｅ1φ，ｅ2φを変化させることにより、第５
図の磁化特性曲線を変形させることができる。 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１，２は模擬しようとする変圧器の１次，
２次端子、１１，２１は同じく１次，２次巻線抵抗
Ｒ1，Ｒ2に相当する抵抗相当素子（以下、単に抵抗とい
う）、１２，２２は１次，２次漏洩リアクタンスＬ1，
Ｌ2に相当するリアクタンス相当素子（以下、単にリア
クタンスという）を示す。３は内部誘起電圧に相当する
磁化特性模擬回路を示し、巻線３1〜３4等で構成されて
いる。４は磁化特性模擬回路３の出力側に接続されてい
る増幅器、５は増幅器４の出力を調整して端子６1〜６4
へ供給する。１３，２３は変圧器の１次，２次側の模擬
回路を流れる励磁電流を検出する励磁電流検出回路とし
ての変流器、１４，２４は増幅器１５，２５の出力を受
けて一定出力電圧を抵抗１１，２１による電圧降下分を
打ち消す方向へ印加する変圧器を示し、増幅器１５，２
５は磁化特性模擬回路３へも入力を与えている。１６，
２６は変圧器の１次，２次端子１，２に印加される電圧
を検出し、その大きさ，位相によって開閉回路１７，２
７へ信号を与える電圧検出回路を示し、開閉回路１７，
２７は磁化特性模擬回路３へ入力を与えている。 第１図のように構成することにより、変圧器の動作時の
磁束を強制的に変更させたり、飽和や残留磁束の発生を
行わせることができる。 次に、調整の操作について説明する。 まず、端子６1，６2間を短絡し、変圧器の１次漏洩リア
クタンスＬ1の模擬を行うが、抵抗およびリアクタンス
分を模擬対象の実器と同じ比率とするため、変圧器１４
の入力側または出力側を調整して抵抗１１による電圧降
下を補償し、１次端子１からみた１次巻線抵抗Ｒ1，１
次漏洩リアクタンスＬ1が実器と同じ比率となるように
調整する。変圧器の２次漏洩リアクタンス2についても
同様に変圧器２４の入出力を調整して抵抗２１による電
圧降下分を補償し、２次端子２からみた２次巻線抵抗Ｒ
2，２次漏洩リアクタンスＬ2が実器と同じ比率となるよ
うに調整する。 次に、端子６3，６4を開放し、磁化特性模擬回路３の巻
線３1の入力及び鉄心の積厚，ギャップを調整して１次
端子１から電流を印加し、１次端子１の両端に発生する
電圧降下と流入電流が実器と相似の特性関係となるよう
に調整する。そして、端子６1，６2を開放し、巻線３2
の入力を調整して２次端子２から電流を印加し、２次端
子２の両端に発生する電圧降下と流入電流とが実器と相
似の特性関係となるように調整する。 以上のように磁化特性模擬回路３、変圧器１４，２４を
調整すると、この変圧器特性模擬装置は次のように動作
する。 まず、１次端子１に電圧が印加されると、抵抗１１，リ
アクタンス１２に電圧降下を生じ、変流器１３の１次側
に電流が流れる。この電流は増幅器１５で増幅されて磁
化特性模擬回路３の巻線３3へ流れ、磁化特性模擬回路
３の２次側に電圧降下分が発生する。この電圧は増幅器
４で増幅され、インピーダンス変換部５を経由して２次
側の端子６1，６2に印加され、この電圧は抵抗１１，リ
アクタンス１２，変圧器１４の電圧降下分と相殺され、
１次端子１の印加電圧と平衡する。 次に、２次端子２に電圧が印加された場合も１次端子１
に電圧を印加した場合と同様になり、抵抗２１，リアク
タンス２２に電圧降下が生じ、変流器２３の１次側に電
流が流れる。この電流は巻線３4へ流れ、磁化特性模擬
装置３の２次側に電圧降下分が発生する。この電圧は端
子６3，６4に印加され、抵抗２１，リアクタンス２２，
変圧器２４の電圧降下分と相殺され、２次端子２の印加
電圧と平衡する。 以上の動作によって第(1)式〜第(4)式の関係を比例縮小
させて回路上で実現させることができる。すなわち、変
圧器の１次，２次の漏洩インピーダンスを個別に模擬調
整した後、変圧器励磁部分のみ特性を模擬調整して漏洩
インピーダンス回路に直列に印加し、それぞれ１次，２
次電源を接続すればよい。 このような変圧器では、電圧を印加して磁束が確立する
までの動作は実器と異なって単純ではないので、電圧検
出回路１６，２６で１次，２次の電圧確立までの過渡状
態を監視，検出し、開閉回路１７，２７を制御する。す
なわち、１次端子１から電圧を印加すると、端子６1，
６2を閉じて電圧検出回路１６の入力端電圧を計測し、
漏洩リアクタンスおよびインピーダンスを所定の入力範
囲で調整する。 次に、電圧検出回路１６で開閉回路１７を制御して巻線
３1に電圧を印加し、この値を適切なレベルに保つよう
に増幅器４の出力を調整する。 さらに、端子６1，６2を開放して変圧器の１次側相当回
路（符号で１，３1，３3，６1，６2，１１〜１７）を消
勢した後、端子６3，６4を閉じて同様に変圧器の２次側
相当回路の調整を行い、漏洩リアクタンスおよびインピ
ーダンスを所定の電圧範囲内で調整する。 最後に電圧検出回路２６で電圧を検出しつつ開閉回路２
７を制御して巻線３2に電圧を印加し、励磁特性模擬に
相当した電圧を２次側に発生させる。この電圧を増幅器
４によって増幅調整して所定値に達すると、端子６3，
６4の短絡を解いて端子６3，６4から電圧を印加する。 上記のように構成すると、受動回路相互間、例えば１次
巻線抵抗Ｒ1，１次漏洩リアクタンスＬ1と１次励磁巻
線，２次巻線抵抗Ｒ2，２次漏洩リアクタンスＬ2と２次
励磁巻線との間には必ず増幅器１５，２５が介されるの
で、それぞれの回路のパワーレベルを独立に選定でき、
縮小モデルに起り易い性能特性の低下をきたさなくな
る。 第２図はこの発明による他の実施例を示す構成図であ
り、図において、第１図と同一部分には同一符号が付し
てある。 ７は開閉切換回路を示し、磁化特性模擬回路３への入力
を制御する。 １８，２８は増幅器を示し、電圧検出回路１６，２６の
検出結果の制御を受け、電圧位相に同期した電圧を開閉
切換回路７へ印加する。 このように構成することにより、磁化特性模擬回路３へ
相対的に大きな値を印加することができるので、磁化特
性を相対的に低く設定できる。また、磁化特性模擬回路
３の制御を電圧検出回路１６，２６の出力で行うことよ
り、直流的な磁化を行うことができるほか、増幅器１
５，２５、１８，２８の出力の大きさを調整することに
より、交流的な磁化を加減することができる。すなわ
ち、磁化特性模擬回路３に加える１次側電流の大きさと
位相とを変更することにより、変圧器磁心の交流飽和お
よび直流飽和を自在に発生させることができる。 なお、増幅器１８，２８の交流増幅器の出力を多重化
し、その一つに整流回路を配して直流出力を得、この直
流出力を開閉切換回路７に加え、その出力発生タイミン
グを制御して磁化特性模擬回路３の励磁入力に直流印加
ができるようにしてもよい。この場合は、直流飽和をよ
り適確に発生，制御させることができる。 第３図はこの発明によるさらに他の実施例を示す構成図
であり、図において、第２図と同一部分には同一符号が
付してある。 ８は開閉増幅器を示し、磁化特性模擬回路３への入力を
制御する。 ９は電圧検出回路を示し、増幅器４の出力を検出し、こ
の結果で開閉増幅器８を制御する。 このように構成することにより、磁化特性模擬回路３の
出力電圧は磁束を微分したものであるから、この電圧を
積分した波形は磁束の瞬時変化を電圧検出回路９で直接
的に連続計測することになる。したがって、磁化特性模
擬回路３の出力を直接計測監視することとなり、変圧器
鉄心の磁化状態を模擬し、直流飽和，交流飽和の発生状
況を再現することが確実にできるようになる。 なお、第１図〜第３図の実施例で説明したが、要旨をま
げないで種々の変形例に適用できることはいうまでもな
い。 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、調整手段で調整した
磁束／電圧発生分発生手段の電圧は印加電圧から各電圧
低下分発生手段の電圧を差し引いたものと平衡し、実際
の変圧器と相似する。 したがって、漏洩インピーダンス，励磁インピーダンス
の模擬が忠実に行え、励磁特性の時間軸上模擬が可能と
なる。 また、受動型回路においても性能が向上する等の効果が
ある。
第１図，第２図，第３図はそれぞれこの発明の実施例に
よる変圧器特性模擬装置を示す構成図、第４図は変圧器
の等価回路図、第５図は磁化特性図である。 図において、３は磁化特性模擬回路、４は増幅器、５は
インピーダンス変換部、１１，２１は抵抗相当素子、１
２，２２はリアクタンス相当素子、１３，２３は変流
器、１４，２４は変圧器、１５，２５は増幅器、１７，
２７は開閉回路を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
よる変圧器特性模擬装置を示す構成図、第４図は変圧器
の等価回路図、第５図は磁化特性図である。 図において、３は磁化特性模擬回路、４は増幅器、５は
インピーダンス変換部、１１，２１は抵抗相当素子、１
２，２２はリアクタンス相当素子、１３，２３は変流
器、１４，２４は変圧器、１５，２５は増幅器、１７，
２７は開閉回路を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】変圧器実器の一次巻線抵抗を模擬する第１
の抵抗及び一次巻線漏洩インピーダンスを模擬する第１
のインピーダンスが直列接続された第１の模擬回路に電
圧を印加する一次端子、変圧器実器の二次巻線抵抗を模
擬する第２の抵抗及び二次巻線漏洩インピーダンスを模
擬する第２のインピーダンスが直列接続された第２の模
擬回路に電圧を印加する二次端子、上記第１の模擬回路
に流れる電流に応じた電圧及び一次端子の印加電圧を一
次側の第１及び第２のコイルを介して導入し、応じた電
圧を二次側の第１のコイルを介して上記第１の模擬回路
の出力端子に変成すると共に、上記第２の模擬回路に流
れる電流に応じた電圧及び二次端子の印加電圧を一次側
の第３及び第４のコイルを介して導入し、応じた電圧を
二次側に第２のコイルを介して上記第２の模擬回路の出
力端子に変成する磁化特性模擬回路、上記第１の模擬回
路に流れる電流に応じた電圧を第１の模擬回路に印加す
る第１の電圧印加手段、上記第２の模擬回路に流れる電
流に応じた電圧を第２の模擬回路に印加する第２の電圧
印加手段を備え、上記第１及び第２の模擬回路に印加す
る第１及び第２の電圧印加手段の出力は、一次及び二次
端子からみた第１及び第２の抵抗と第１及び第２のイン
ピーダンスの比率が変圧器実器の一次及び二次巻線抵抗
と一次及び二次巻線漏洩インピーダンスの比率となるよ
う調整された電圧であり、上記磁化特性模擬回路が第１
及び第２の模擬回路に変成する出力は、一次及び二次端
子電圧と第１及び第２の模擬回路に流入する電流とが変
圧器実器の一次及び二次電圧と各々の流入電流と相似の
関係となるよう調整された電圧であることを特徴とする
変圧器特性模擬装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61283772A JPH065248B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 変圧器特性模擬装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61283772A JPH065248B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 変圧器特性模擬装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63135875A JPS63135875A (ja) | 1988-06-08 |
| JPH065248B2 true JPH065248B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=17669920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61283772A Expired - Lifetime JPH065248B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 変圧器特性模擬装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065248B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009018850A1 (de) * | 2007-08-06 | 2009-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur ermittlung der magnetischen streuflusskopplung eines transformators |
| CN106526433B (zh) * | 2016-09-20 | 2019-05-21 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 变压器电流波形特征试验方法和装置 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61283772A patent/JPH065248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63135875A (ja) | 1988-06-08 |
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