JPS5843890B2 - 親子形計器用変圧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば系統保護継電器と親巻線を接続するリー
ド線において、絶縁破壊などが生じ親巻線端子間が短絡
状態になったとき、別に巻いた子巻線の残留電圧によっ
て、系統保護継電器の誤動作を防止するために使用する
親子形計器用変圧器に関するものである。

第１図は従来の親子形計器用変圧器の構成とその使用を
説明した図である。

図で１は一次巻線、２は親巻線、３は子巻線で、これら
の巻線は鉄心４に巻いである。

これらの構成が従来の親子形計器用変圧器である。

５は系統異常時に動作させる系統保護継電器（保護Ｒｙ
）、６は親巻線２と子巻線３のそれぞれの電圧の差が一
定の電圧以上になったとき動作する電圧差動継電器（動
作Ｒｙ）である。

この保護Ｒｙ５と差動Ｒｙ６の間には動作時間について
協調がとられているものである。

７は親巻線２と保護Ｒｙ ５を接続するケーブルなどの
リード線である。

第１図の構成において、リード線７のＦ Ｆ’間で絶
縁破壊し短絡状態になると保護ＲＹ ５と差動ＲＹ ６
の保護Ｒｙ ５側の入力は零となり、一方、子巻線３か
らの電圧は若干残留することで差動ＲＹ６は動作する。

この動作時間以上に保護Ｒｙ５の動作時間を遅くしてお
けば、リード線などの給電系統に関係ない故障に対して
は、保護Ｒｙ ５は動作せず、電力の供給支障を起すこ
とがなくなる。

このような使用目的に用いる親子形計器用変圧器では上
述から明らかなように、親巻線２の端子間の短絡時に差
動Ｒｙ６を動作させるに足る子巻線３の残留電圧が必要
である。

この残留電圧はつぎのようにして生ずる。

すなわち、リード線７のＦ−Ｆ’間の短絡で親巻線２に
は過電流が流れる。

この過電流は一次巻線１と親巻線２の漏れインピーダン
スによって制限され、このとき鉄心に残る磁束はその過
電流と親巻線２の漏れインピーダンス（Ｆ−Ｆ’点まで
のリード線インピーダンスを含む）の積により生ずる電
圧に相当する大きさとなる。

この磁束は子巻線３を通るので、その磁束に対応した電
圧が残留電圧として子巻線３に生ずる。

この残留電圧が差動Ｒｙ ６を動作させるに足る電圧で
あることが必要であるが、従来の親子形計器用変圧器で
は子巻線３の正常電圧の３０〜４５％で従来の差動Ｒｙ
を高速に動作させることはむづかしく、より高師な高感
度の差動ＲＶを開発使用しなければならない欠点があっ
た。

本発明はこの欠点を除くためになされたもので安価な差
動Ｒｙを使用できる親子形計器用変圧器を提供すること
を目的とする。

以下本発明の一実施例を第２図を参照して説明する。

第２図から明らかなように、本発明の親子形計器用変圧
器は、−次巻線１、二次巻線８、結合巻線１０および鉄
心４からなる主絶縁を施した第１の変圧器と、新巻線２
と結合巻線１１を鉄心１２に子巻線３を鉄心１３に巻き
、これら鉄心１２゜１３に共通に入力巻線９を巻いた第
２の変圧器を組合せ、第１の変圧器の二次巻線８、結合
巻線１０を第２の変圧器の入力巻線９、結合巻線１１に
それぞれ接続したもので、新巻線２を保護Ｒｙ５と差動
Ｒｙ６に、また子巻線３を差動Ｒｙ ６に接続すること
は従来と同様である。

このような親子形計器用変圧器において、−次巻線１の
端子Ｕ−Ｖ間に電圧を印加すると、−次巻線１と二次巻
線８の巻数比に従った電圧が二次巻線８に生ずる。

この電圧は入力巻線９を介し新巻線２、子巻線３に鉄心
１２，１３を介して伝えられる。

また新巻線２の電圧を安定にするため結合巻線ｉｏ、１
ｉが接続されている。

このような状態でもし、鉄心１２．１３の断面積を等し
く選び、二次巻線８、入力巻線９、結合巻線１０の巻数
をそれぞれＮターンに、結合巻線１１、新巻線２、子巻
線３の巻線をそれぞれ２Ｎターンに選ぶと、つきの理由
で二次巻線８、新巻線２、子巻線３の電圧ははゾ等しく
なる。

すなわち、−次巻線１に電圧を印加した場合、二次巻線
８に電圧■２が発生すると、結合巻線１０にもＶ２が発
生する。

この■２は入力巻線９で鉄心１２ 、１３を励磁する。

このときの全磁束をφとすると、このφは鉄心１２．１
３に分流して流れる。

このφの分流は親、子巻線２，３それぞれに接続される
負担の影響を大きく受けるので、それを防ぎかつ親、子
巻線２，３それぞれの電圧を確定するため結合巻線ｉｏ
、ｉｉを接続する。

結合巻線１０と１１はそれぞれＮターン対２Ｎターンと
なっているので、この結合巻線ｉｏ、１ｉの作用により
鉄心１２中の磁束は入力巻線９により生ずる磁束φの１
／２で確定される。

したがって鉄心１３の磁束もφ／２で確定される。

このとき親、子巻線２゜３にはそれぞれ２Ｎターンのた
め■２が発生することになる。

この■２が一次電圧印加時の１［常な親、子巻線２，３
の端子電圧である。

つぎに、この構成で新巻線２のリード線７の１１７間で
短絡が生じたとすると新巻線２には短絡電流（ＩＫ）が
流れる。

この■には結合巻線１０．１１を介して一次巻線１から
供給される。

この場合、鉄心１２の磁束は新巻線２に■えを流すに足
る程度で小さい値となっている。

この■えにたり、二次巻線８の端子電圧は一次巻線１の
漏洩インピーダンスと結合巻線ｉｏ、ｉ１、新巻線２の
各漏れインピーダンスの和との比となり、少なくても正
常時電圧（■２）の４０〜６０φ程度となる。

この電圧は入力巻線９に印加される。このとき入力巻線
９の電圧による磁束はＩＶ、常時の４０〜６０％である
。

−力鉄心１２の磁束は■えにより打消されるので入力巻
線９の電圧による磁束ははゾ鉄心１３を通ることになる
。

したがって２Ｎターンの子巻線３にはＮターンの入力巻
線９の電圧の２倍の電圧が生ずることになる。

すなわち、新巻線２の端子間短絡時、二次巻線８したが
って入力巻線９にはＩＥ常時電圧の４０〜６０ｆ０の電
圧が残留し、子巻線端子にはｉＥ常時電圧の８０〜１２
０φの電圧が残留することになる。

このような大きさの残留電圧が得られれば従来から使用
されている安価な差動ＲＶを充分な速度で動作させるこ
とが可能である。

第３図は本発明の他の実施例で、第２図の場合には入力
巻線９を鉄心１２．１３に共通に巻いたが、これは入力
巻線９，９′を各鉄心１２．１３毎に巻き、組立時に各
巻線の接続により親子形計器用変圧器を得るようにした
ものでその作用、効果は第２図の場合と全く同じである
。

また上記の説明は新巻線回路の短絡時について行なった
が実用上は子巻線回路の場合もあり得る。

この場合は結合巻線の作用で新巻線の端子にはほぼＥｊ
Ｅ常時の電圧が残留することは自明のことである。

以上のように、本発明によれば、親（子）巻線のリード
線などの短絡時でも、子（親）巻線には正常時電圧と同
程度あるいはそれ以上の残留電圧が得られ、従来多用さ
れている安価で経済的な電圧差動継電器がそのまＳ使用
できること。

また、本発明の構成では、鉄心１２．１３及び巻線２，
３，９，１１で構成する低電圧回路用の補助変圧器とし
て製作すれば、従来の親子形計器用変圧器と組合せ容易
に高性能の親子形計器用変圧器が得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の親子形計器用変圧器の概略図、第２図は
本発明の親子形計器用変圧器の概略図、第３図は本発明
の他の実施例を示す親子形計器用変圧器の概略図である
。 １・・・・・・−次巻線、２・・・・・・新巻線、３・
・・・・・子巻線、５・・・・・・保護継電器、６・・
・・・・電圧差動継電器、８・・・・・・二次巻線、９
，９／・・・・・・入力巻線、４，１２．１３・・・・
・・鉄心、ｉｏ、ｉｉ・・・・・・結合巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 親巻線と結合巻線を巻いた鉄心と子巻線を巻いた鉄
   心とを組み合せて内鉄心に共通に入力巻線を巻いた変成
   器と、一つの鉄心に一次巻線、二次巻線、結合巻線を巻
   いた変成器とを組合せ、前記人力巻線と二次巻線及び両
   変成器の結合巻線をそれぞれ接続してなる親子形計器用
   変圧器。 ２ 親巻線と結合巻線を巻いた鉄心と子巻線を巻いた鉄
   心のそれぞれに入力巻線を巻いた変成器と、一つの鉄心
   に一次巻線、二次巻線、結合巻線を巻いた変成器とを組
   合せ、前記入力巻線と二次巻線及び両変成器の結合巻線
   をそれぞれ接続してなる親子形計器用変圧器。