JPH067143B2 - 電子バ−デン - Google Patents

電子バ−デン

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JPH067143B2
JPH067143B2 JP62080871A JP8087187A JPH067143B2 JP H067143 B2 JPH067143 B2 JP H067143B2 JP 62080871 A JP62080871 A JP 62080871A JP 8087187 A JP8087187 A JP 8087187A JP H067143 B2 JPH067143 B2 JP H067143B2
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baden
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ゾルタン イストヴァン
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TETETSUKUSU AG
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TETETSUKUSU AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/02Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of auxiliary devices, e.g. of instrument transformers according to prescribed transformation ratio, phase angle, or wattage rating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62Testing of transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明は、変流器をテストするための電子バーデン(B
urden)に関する。
(技術的背景と解決すべき問題点) バーデンもしくは負荷は変流器(Current Transformer)
及び電圧変成器(Voltage Transformer)をテストしたり
較正したりするために用いられ、ここでは前記変流器及
び電圧変成器を集合的に“測定変圧器”と称する。テス
トは測定変圧器についてそれぞれ異なる定格電力,定格
電流及び定格電圧で行なわれる。バーデンは、これら測
定変圧器が負荷に接続された時、測定変圧器の誤差を測
定するために供される。この事実から、一方では異なっ
た公称データ又は定格データを有する種々の測定変圧器
を測定する必要があり、他方では異なる負荷での同様な
測定変圧器を測定する必要があるため、対応して異なっ
たバーデン値を持つことが要求される。
受動的なインピーダンス素子で構成された受動的なバー
デンがある。この受動的なバーデンの欠点は、ライン及
びテスト用又は較正用装置のインピーダンスがバーデン
の値をゆがめることである。そのためにバーデンの多く
の種類と同様に、テスト用又は較正用装置及びラインや
リード(leed)の種類がある。受動的なバーデンは更に、
リモートコントロールやプログラミングを不可能にする
手動操作電力/電流スイッチを含んでいる欠点を有して
いる。これは測定変圧器の完全自動テストに逆行するも
のである。
ハンガリー特許第181,188号明細書は特許請求の範囲第
1項及び第7項に記載された特徴を有する電子バーデン
を示している。この公知の電子バーデンは、電流/電圧
変換器,電圧/電圧変換器及び制御電圧又は電流発生器
の間に存在するインピーダンスの調整によって異なった
要求に応用され得る。テスト用又は較正用装置のインピ
ーダンス並びにラインインピーダンスは、この電子バー
デンに含まれている制御ループによって影響される傾向
がある。
測定変圧器の定格電力,定格2次電流及び電圧はそれぞ
れ標準化されている。特別の定格電力を有する測定変圧
器がこの定格電力で、更にはこの定格電力の種々の部分
でテストされるべきテスト用仕様がある。
上記ハンガリー特許明細書から分る電子バーデンでは、
インピーダンスのみが可変である。このことは、測定変
圧器の特別な定格2次電力が1つの特別な定格2次電流
又は1つの特別な定格2次電圧によってのみ得られるこ
とを意味している。
(発明の目的) この発明は上述のような事情よりなされたものであり、
この発明の目的は、インピーダンスに予め定められてい
る定格電力を用いて、定格2次電流又は定格2次電圧が
それぞれインピーダンス調整の修正なしに付加的に選択
される電子バーデンを提供することにある。
(問題点を解決するための手段) この発明は、電流/電圧変換器の入力と、バーデンの入
力電圧端子の間に接続されている可変電圧発生器の出力
とを含む直列接続で、前記電圧/電圧変換器の入力は前
記バーデンの入力電圧端子の間に接続され、前記電流/
電圧変換器及び電圧/電圧変換器の各出力は前記可変電
圧発生器の入力を制御するインピーダンスを介して接続
されている変流器をテストするための電子バーデンに関
するもので、この発明の上記目的は、前記電圧/電圧変
換器(KU)及び前記電流/電圧変換器(KI)はそれぞれ可変
増幅度の少なくとも1つの増幅器(ANU及びANI)で成り、
2つの可変増幅器(ANU,ANI)の増幅度は一方の増幅器の
増幅度が増加すれば他方のそれは減少するというように
互いに逆の関係で可変になっており、定格2次電流を増
加するために前記変流器の所定の定格2次電力で前記電
流/電圧変換器(KI)の増幅度は減少され、前記電圧/電
圧変換器(KU)の増幅度は増加され、前記変流器の定格2
次電流を減少するために前記電圧/電圧変換器(KU)の増
幅度は減少され、前記電流/電圧変換器(KI)の増幅度は
増加されるようにすることによって達成される。また、
前記電圧/電圧変換器(KU)及び電流/電圧変換器(KI)は
それぞれ可変増幅度の少なくとも1つの増幅器(ANU,
ANI)で成っており、前記2つの可変増幅器(ANU,ANI)の
増幅度は一方の増幅器の増幅度が増加すれば他方の増幅
器の増幅度が減少するというように互いに逆の関係で可
変であり、定格2次電圧を増加するために、前記電圧変
成器の所定の定格2次電力で前記電圧/電圧変換器(KU)
の増幅度は減少され、前記電流/電圧変換器(KI)の増幅
度は増加され、前記定格2次電圧を減少するために前記
電圧/電圧変換器(KU)の増幅度は増加され、前記電流/
電圧変換器(KI)の増幅度は減少されるようにすることに
よって達成さる。
(発明の作用) 可変増幅度の増幅器を用いることによって、電圧発生器
又は電流発生器の上流側に接続されたインピーダンスの
固定化された調整で、調整された定格電力に影響を与え
ることなく定格2次電流又は定格2次電圧を変化するこ
とが可能である。電流/電圧変換器の支線(branch)及び
電圧/電圧変換器の支線の両方共が増幅度が互いに異な
る方向に変化される可変増幅器、つまり一方の増幅器の
増幅度が増加すれば他方のそれは減少するようになって
いる可変増幅器を用いることに基づき、比較的小さい増
幅度レンジのみを持つことが必要な増幅器を提供するこ
とができる。これにより、可変増幅器が電流/電圧変換
器の支線にのみ用いられるか、又は電圧/電圧変換器の
支線にのみに用いられるときに発生し、次に対応して大
きな増幅度レンジを持たねばならない動的なノイズの問
題を避けている。
特許請求の範囲第2項及び第8項によるこの発明の実施
例においては、変流器の支線の場合には電流/電圧変換
器の支線に設けられ、電圧変成器の支線の場合には電圧
/電圧変換器の支線に設けられるような可変増幅度の付
加的な増幅器が提供される。この付加的な可変増幅器を
調整することによって要求された定格又は公称電力、更
にテスト仕様に対応した定格電力の部分を調整すること
ができる。そして、可変電圧発生器又は可変電流発生器
の上流側に接続されたインピーダンスのために固定化さ
れたインピーダンスを用いることが可能である。それで
この実施例では、いかなる可変インピーダンス網も提供
する必要はない。可変増幅度の増幅器を実現すること
は、多くの異なった段階に対して可変であるインピーダ
ンス網よりも技術的に容易であることは明らかである。
特許請求の範囲第3項及び第9項によれば制御電圧発生
器又は制御電流発生器は電圧の入力部に設けられても良
く、変圧比が電圧/電圧変換器又は電流/電圧変換器の
増幅度と共に調整可能であり、その調整が互いに逆方向
となっている可変変圧比の変流器に設けられても良い。
このことは変流器に対するバーデンの場合、電圧/電圧
変換器の増幅度は増加するのに電圧変成器の変圧比は減
少し、電圧変成器に対するバーデンの場合は、電流/電
圧変換器の増幅度は増加するのに変流器の変圧比は減少
することを意味している。このような電圧変成器又は変
流器を提供することにより非接地の出力が得られ、変流
器又は電圧変成器は規定された点に接地され得る。電圧
変成器及び変流器の変圧比の可変性に基づき、所定の定
格2次電流及び所定の定格2次電圧において電力増幅器
に供給する電力を得る。また、変圧比の変化が電圧/電
圧変換器及び電流/電圧変換器の増幅度の変化方向が互
いに逆であることに基づき、均一ループ増幅度及び全体
の制御システムの安定性を得ることができる。
特許請求の範囲第4項及び第10項による高入力抵抗の差
動増幅器が提供されると、バーデン誤差及び測定誤差の
発生は避けられる。このような可変増幅度の高入力抵抗
の差動増幅器を実現するのは非常に困難なことであり、
この差動増幅器の下流側に可変増幅器を設けることが望
ましいのである。
変流器及び電圧変成器の両方を具備した万能バーデンは
特に効果的である。特許請求の範囲第6項及び第12項に
よれば、第2の可変増幅器が電流/電圧変換器又は電圧
/電圧変換器に選択的に切換えられたとき、及び更に制
御電圧発生器から制御電流発生器に切換えることが可能
なとき、上記万能バーデンのための技術的な消費は特に
低くなる。
特許請求の範囲第5項及び第11項によれば、電圧が測定
変圧器の間の接続線に降下してバーデン電流端子が無視
できるほど低いとき、入力電流端子は入力電圧端子に対
応して接続されるか又は同一端子にされる。
(発明の実施例) 第1図の実施例は変流器に対するバーデンを示してい
る。このバーデンは、2つの入力電圧端子U1、U2と2つ
の入力電流端子I1、I2とで成っている。高入力抵抗を持
つ差動増幅器AUの入力は、入力電圧端子U1,U2の間に接
続されている。差動増幅器AUの出力には、可変増幅度の
増幅器ANUが接続されている。
入力電流端子I1,I2の間には、電流検知抵抗RI及び電圧
変成器Atの2次巻線を含む直列接続に接続されている。
高入力抵抗の差動増幅器AIの2つの入力は、抵抗RIの2
つの電圧端子に接続されている。差動増幅器AIの出力は
可変増幅度の増幅器ANIに接続されている。また、増幅
器ANIの出力には更に可変増幅度の増幅器ASが接続され
ている。
インピーダンスZBは増幅器ASの出力に接続され、インピ
ーダンスRは増幅器ANUの出力に接続されている。これ
ら2つのインピーダンスZB及びRは互いに一端が接続さ
れ、その接続部が加算増幅器SVに接続されている。加算
増幅器SVの出力は補償手段ACに接続され、補償手段Ac
電力増幅器APに接続され、電力増幅器APの出力は電圧変
成器Atの1次側に接続されている。2次側に示されるよ
うな実施例の場合、電圧変成器Atの変圧比は可変であ
る。
増幅器ANIの増幅度の調整,増幅器ANUの増幅度及び電圧
変成器Atの変圧比の調整は連動的に行なわれる。そのた
め、増幅器ANI及びANUの各増幅度の調整は互いに逆に行
なわれる。増幅器ANUの増幅度及び変成器Atの変圧比の
調整もまた逆に行なわれる。加算増幅器ASの増幅度の調
整は、増幅器ANI,ANU及び変成器Atの連動的な調整とは
独立である。同様にインピーダンスZBは、加算増幅器
AS,増幅器ANI,ANU及び変成器Atの調整とは独立であ
る。そして、電流検知抵抗RI及び増幅器AI,ANI,ASが電
流/電圧変換器KIを構成し 増幅器AU及びANUが電圧/
電圧変換器KUを構成している。また、電力増幅器AP及び
電圧変成器Atは制御電圧発生器Gを構成している。
このような構成の変流器バーデンの動作を以下に説明す
る。
第1図は入力電圧端子U1及びU2の間の、被測定用変流器
の2次側を表わした電流源を示している。変流器の2次
電流に依存する電圧Uは、変流器の2次側のバーデンに
よって特徴づけられる。電圧Uは電圧/電圧変換器KU
よって、変換器KUの変換要素であるkuで電圧kU×Uに変
換される。電流Iは抵抗RIによって測定され、電流Iは
電流/電圧変換器KIによって、変換器KIの変換要素であ
るkiで電圧ki×Iに変換される。
変換器KI及びKUの出力に現われる電圧は、インピーダン
スZB及びRによって互いに比較され、バーデンの安定し
た状態では仮想的な接地電位がインピーダンスZB及びR
の接続点に生じる。また、安定した状態では、所望のバ
ーデン値に対応した電圧が電力増幅器APの出力に現われ
る。
変流器の2次側から見られるように、バーデンは次のよ
うなインピーダンスZCを持っている。
この(1)式においてインピーダンスZCはバーデンのイン
ピーダンスである。そして、変換器KI及びKU内の各増幅
器AI,ANI,AS及びAU,ANUの増幅度をそれぞれai,ani,as
びau,anuとすれば、上記バーデンインピーダンスZCは次
式(2)のようになる。
ここに、上記(2)式の右辺の前3項RI,ai/au,Rは望まし
くは一定であり、バーデンインピーダンスZCへの影響は
後2項ani/anu,as/ZBに依存している。
増幅器ANI,ANU,ASの増幅度の調整可能性及びインピーダ
ンスZBの調整可能性は、次の(3)〜(5)式に示すような回
路要素の調整の関数として、定格2次電力SN,電力要素
cosB及び定格2次電流INを選択する可能性を与える。
SN=f(as) ………(3) cosB=f(ZB) ………(4) IN=f(anu/ani) ………(5) 上述のことはこの発明の利点、すなわち定格2次電力,
電力要素cosB及び定格2次電流が互いに独立に調整可能
であることを示している。加算増幅器SVと電力増幅器AP
との間の補償手段ACは制御システムを安定化するために
用いられる。
次に、第2図に示されるこの発明による電圧変成器のた
めのバーデンを以下に説明する。第1図と同一要素には
同一符号を付している。
第2図の電圧変成器バーデンは以下(1)〜(4)の点で第1
図の変流器バーデンと異なっている。
(1)バーデンに接続された電圧変成器は、バーデンに対
する電圧源として動作する。
(2)可変増幅度の増幅器ASは電圧/電圧変換器KU内に設
けられている。
(3)出力側の発生器は制御電流発生器である。
(4)制御電流発生器の出力に接続されている変圧器は変
流器である。
さらに回路要素に関しては、第2図の電圧変成器バーデ
ンは第1図の変流器バーデンに対応しているので、ここ
ではこれら回路要素の説明は省略する。上述(1)〜(4)に
関連して、変流器バーデンの動作とは異なる変圧器バー
デンの動作を以下に説明する。
第2図による電圧変成器バーデンは、前記(1)式で説明
した内容に対応するバーデンインピーダンスZCを有して
いる。電圧変成器バーデンの場合、可変増幅器ASが電流
/電圧変換器KIの中に設けられているのではなく、電圧
/電圧変換器KUの中に設けられていることから、バーデ
ンインピーダンスZCは前記(2)式とは異なり、次の(6)式
のようになる。
上記(6)式より、定格2次電力,電力要素cosB及び定格
2次電力UNは互いに独立に調整可能であり、増幅度as
インピーダンスZB及び表現式ani/anuの関数として次の
(7)〜(9)式のように表わされることが明らかである。こ
れら式から明らかなように、(7)及び(8)式は前記(3)及
び(4)式と同一である。
SN=f(as) ………(7) cosB=f(ZB) ………(8) UN=f(ani/anu) ………(9) (発明の効果) 以上のようにこの発明の電子バーデンによれば、インピ
ーダンスに予め定められている定格電力を用いることに
より、インピーダンス調整の修正なしに定格2次電流又
は定格2次電圧を付加的に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による変流器に対する電子バーデンの
一例を示す結線図、第2図はこの発明による電圧変成器
に対する電子バーデンの一例を示す結線図である。 AI,AU…差動増幅器、ANI,ANU,AS…増幅器、SV…加算増
幅器、AC…補償手段、AP…電力増幅器、KI…電流/電圧
変換器、KU…電圧/電圧変換器。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流/電圧変換器の入力と、バーデンの入
    力電圧端子の間に接続されている可変電圧発生器の出力
    とを含む直列接続で、前記電圧/電圧変換器の入力は前
    記バーデンの入力電圧端子の間に接続され、前記電流/
    電圧変換器及び電圧/電圧変換器の各出力は前記可変電
    圧発生器の入力を制御するインピーダンスを介して接続
    されている変流器をテストするための電子バーデンにお
    いて、前記電圧/電圧変換器(KU)及び前記電流/電圧変
    換器(KI)はそれぞれ可変増幅度の少なくとも1つの増幅
    器(ANU及びANI)で成り、2つの可変増幅器(ANU,ANI)の
    増幅度は一方の増幅器の増幅度が増加すれば他方のそれ
    は減少するというように互いに逆の関係で可変になって
    おり、定格2次電流を増加するために前記変流器の所定
    の定格2次電力で前記電流/電圧変換器(KI)の増幅度は
    減少され、前記電圧/電圧変換器(KU)の増幅度は増加さ
    れ、前記変流器の定格2次電流を減少するために前記電
    圧/電圧変換器(KU)の増幅度は減少され、前記電流/電
    圧変換器(KI)の増幅度は増加されるようになっているこ
    とを特徴とする電子バーデン。
  2. 【請求項2】前記電流/電圧変換器(KI)が、増幅度が所
    望の定格2次電力に比例して可変である第2の可変増幅
    器(AS)で成っている特許請求の範囲第1項に記載の電子
    バーデン。
  3. 【請求項3】制御電圧発生器(G)が可変変圧比の電圧変
    成器の入力に設けられ、前記電圧/電圧変換器(KU)の変
    圧比及び増幅度が、前記電圧/電圧変換器(KU)の増幅度
    が増加すれば前記電圧変成器(At)の変圧比が減少すると
    いうように逆の関係で可変になっている特許請求の範囲
    第1項又は第2項に記載の電子バーデン。
  4. 【請求項4】前記電圧/電圧変換器(KU)が高入力抵抗の
    差動増幅器(AU)の入力に設けられており、前記電流/電
    圧変換器(KI)が高入力抵抗の差動増幅器(AI)を有する測
    定抵抗(RI)の入力に設けられている特許請求の範囲第1
    項ないし第3項に記載の電子バーデン。
  5. 【請求項5】入力電流端子(I1,I2)が同一側に位置する
    入力電圧端子(U1,U2)にそれぞれ接続されるか又は共用
    となっている特許請求の範囲第1項ないし第4項に記載
    の電子バーデン。
  6. 【請求項6】前記変流器又は電圧変成器で前記電子バー
    デンの選択的な使用のために、前記第2の可変増幅器(A
    S)が前記電流/電圧変換器(KI)又は電圧/電圧変換器(K
    U)に選択的に切換えられるように適用され、制御電圧発
    生器(G)から制御電流発生器(G)に切換えることを可能に
    している特許請求の範囲第2項又は第3項に記載の電子
    バーデン。
  7. 【請求項7】電流/電圧変換器の入力と、バーデンの入
    力電流端子の間に接続されている可変電流発生器の出力
    とを含む直列接続で、前記電圧/電圧変換器の入力は入
    力電圧端子の間に接続され、前記電流/電圧変換器及び
    電圧/電圧変換器の各出力は前記可変電流発生器の入力
    を制御するインピーダンスを介して接続されている電圧
    変成器をテストするための電子バーデンにおいて、前記
    電圧/電圧変換器(KU)及び電流/電圧変換器(KI)はそれ
    ぞれ可変増幅度の少なくとも1つの増幅器(ANU,ANI)で
    成っており、前記2つの可変増幅器(ANU,ANI)の増幅度
    は一方の増幅器の増幅度が増加すれば他方の増幅器の増
    幅度が減少するというように互いに逆の関係で可変であ
    り、定格2次電圧を増加するために、前記電圧変成器の
    所定の定格2次電力で前記電圧/電圧変換器(KU)の増幅
    度は減少され、前記電流/電圧変換器(KI)の増幅度は増
    加され、前記定格2次電圧を減少するために前記電圧/
    電圧変換器(KU)の増幅度は増加され、前記電流/電圧変
    換器(KI)の増幅度は減少されるようになっていることを
    特徴とする電子バーデン。
  8. 【請求項8】前記電圧/電圧変換器(KU)が、増幅度が所
    望の定格2次電力に比例して可変である第2の可変増幅
    器(AS)で成っている特許請求の範囲第7項に記載の電子
    バーデン。
  9. 【請求項9】制御電流発生器(G)が可変変圧比の変流器
    (At)の入力に設けられ、前記電流/電圧変換器(KI)の変
    圧比及び増幅度が、前記電流/電圧変換器(KI)の増幅度
    が増加すれば前記変流器(At)の変圧比が減少するという
    ように逆の関係で可変になっている特許請求の範囲第7
    項又は第8項に記載の電子バーデン。
  10. 【請求項10】前記電圧/電圧変換器(KU)が高入力抵抗
    の差動増幅器(AU)の入力に設けられており、前記電流/
    電圧変換器(KI)が高入力抵抗の差動増幅器(AI)を有する
    測定抵抗(RI)の入力に設けられている特許請求の範囲第
    7項ないし第9項に記載の電子バーデン。
  11. 【請求項11】入力電流端子(I1,I2)が同一側に位置す
    る入力電圧端子(U1,U2)にそれぞれ接続されるか又は共
    用となっている特許請求の範囲第7項ないし第10項に記
    載の電子バーデン。
  12. 【請求項12】前記変流器又は電圧変成器で前記電子バ
    ーデンの選択的な使用のために、前記第2の可変増幅器
    (AS)が前記電流/電圧変換器(KI)又は電圧/電圧変換器
    (KU)に選択的に切換えられるように適用され、制御電圧
    発生器(G)から制御電流発生器(G)に切換えることを可能
    にしている特許請求の範囲第7項又は第11項に記載の電
    子バーデン。
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