JPS5918850B2 - コンデンサ形計器用変圧器 - Google Patents
コンデンサ形計器用変圧器Info
- Publication number
- JPS5918850B2 JPS5918850B2 JP56163929A JP16392981A JPS5918850B2 JP S5918850 B2 JPS5918850 B2 JP S5918850B2 JP 56163929 A JP56163929 A JP 56163929A JP 16392981 A JP16392981 A JP 16392981A JP S5918850 B2 JPS5918850 B2 JP S5918850B2
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- capacitor
- voltage
- voltage dividing
- divided
- transformer
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はコンデンサ形計器用変圧器、特に周波数特性を
改善して基本周波数（商用周波数５０または６０Ｈ２）
ならびに基本周波数の２倍の周波附近を除くそれ以上の
周波数において正確に電圧を変成すると共にこのように
して得られた電圧信号を正確に所望の地点に伝送し得る
ようにしたコンデンサ形計器用変成器に関するものであ
る。
改善して基本周波数（商用周波数５０または６０Ｈ２）
ならびに基本周波数の２倍の周波附近を除くそれ以上の
周波数において正確に電圧を変成すると共にこのように
して得られた電圧信号を正確に所望の地点に伝送し得る
ようにしたコンデンサ形計器用変成器に関するものであ
る。
一般に、送電線および発変電所の母線等の線路には主に
基本周波数（５Ｏ、６０Ｈ２）の電圧以外に負荷特性、
系統特性にもとづく第５次、第７次、第１１次等の高調
波電圧が存在する。したがつて計器用変圧器としては、
これら全ての周波数の電圧を良好に変成することが要請
されるのであるが、いずれの変成器にあつても満足し得
る結果を得ることはできない。すなわち、絶縁に対する
信頼性が大きく、小形、低廉な計器用変成器として一般
にブーヘロ一（ＢＯｕｃｈｅｒＯｔ）回路によるコンデ
ンサ形計器用変圧器が公知である。この変圧器は第１図
に示すように主コンデンサ１、分圧コンデンサ２、共振
リアクトル３および変圧器４，２次負担５よ勺構成され
るもので、コンデンサ１，２と共振リアクトル３とを商
用周波数において共振させたものである。このために、
基本周波数における変成特性は極めて良好であるが、１
次電圧Ｅ１が各種高調波を含んだ歪み波形であるときは
、コンデンサ１と２との共振から外れるために、Ｅ１と
相似な電圧を２次電圧Ｅ２として得ることはできない。
そして、この事は従来の送電系統ではあま力問題となら
なかつたのであるが、近時の送電系統のようにサイリス
タあるいはダイオード等の電子装置を大巾に採用―各種
高調波電流の発生源が頻発する傾向にあつてはきわめて
重要な問題となつてお勺、電力系統としては第３〜１１
次位までの高調波電圧の情報を計測する必要性が生じて
いる。
基本周波数（５Ｏ、６０Ｈ２）の電圧以外に負荷特性、
系統特性にもとづく第５次、第７次、第１１次等の高調
波電圧が存在する。したがつて計器用変圧器としては、
これら全ての周波数の電圧を良好に変成することが要請
されるのであるが、いずれの変成器にあつても満足し得
る結果を得ることはできない。すなわち、絶縁に対する
信頼性が大きく、小形、低廉な計器用変成器として一般
にブーヘロ一（ＢＯｕｃｈｅｒＯｔ）回路によるコンデ
ンサ形計器用変圧器が公知である。この変圧器は第１図
に示すように主コンデンサ１、分圧コンデンサ２、共振
リアクトル３および変圧器４，２次負担５よ勺構成され
るもので、コンデンサ１，２と共振リアクトル３とを商
用周波数において共振させたものである。このために、
基本周波数における変成特性は極めて良好であるが、１
次電圧Ｅ１が各種高調波を含んだ歪み波形であるときは
、コンデンサ１と２との共振から外れるために、Ｅ１と
相似な電圧を２次電圧Ｅ２として得ることはできない。
そして、この事は従来の送電系統ではあま力問題となら
なかつたのであるが、近時の送電系統のようにサイリス
タあるいはダイオード等の電子装置を大巾に採用―各種
高調波電流の発生源が頻発する傾向にあつてはきわめて
重要な問題となつてお勺、電力系統としては第３〜１１
次位までの高調波電圧の情報を計測する必要性が生じて
いる。
本発明者等はかかる観点から第２図に示す如く、共振リ
アクトル３の端子間に、次の条件を満足する補償コンデ
ンサ６を接続することを提案した。即ち、上記の補償コ
ンデンサ６、主コンデンサ１、分圧コンデンサ２の容量
をそれぞれＣＬ，Ｃｌ，Ｃ２とＬ共振リアクトル３のイ
ンダクタンスをＬとした場合、但し、ＦＯは商用醸波数
、ｆは阻止周波数の条件を満足する補償コンデンサ６を
共振リアクトル３の端子間に接続することによ勺例えば
商用周波数を５０Ｈｚとした場合、第５調波の２５０Ｈ
ｚから１０００Ｈｚまでの周波数の電圧と相似な電圧を
２次電圧として得ることができることを提案した。
アクトル３の端子間に、次の条件を満足する補償コンデ
ンサ６を接続することを提案した。即ち、上記の補償コ
ンデンサ６、主コンデンサ１、分圧コンデンサ２の容量
をそれぞれＣＬ，Ｃｌ，Ｃ２とＬ共振リアクトル３のイ
ンダクタンスをＬとした場合、但し、ＦＯは商用醸波数
、ｆは阻止周波数の条件を満足する補償コンデンサ６を
共振リアクトル３の端子間に接続することによ勺例えば
商用周波数を５０Ｈｚとした場合、第５調波の２５０Ｈ
ｚから１０００Ｈｚまでの周波数の電圧と相似な電圧を
２次電圧として得ることができることを提案した。
本発明は、これを更に改善し、特に負担電力を有しない
情報量の信号として１０００Ｈｚ以上の周波数帯に於て
も一次電圧と位相、振巾、波形ともに相似な電圧を得る
ようにＬ既設の２次負担に無関係に一次電圧の広帯域周
波数の観測、或は近時採用されているコンピユータ計測
制御等との結合を容易にしたものである。
情報量の信号として１０００Ｈｚ以上の周波数帯に於て
も一次電圧と位相、振巾、波形ともに相似な電圧を得る
ようにＬ既設の２次負担に無関係に一次電圧の広帯域周
波数の観測、或は近時採用されているコンピユータ計測
制御等との結合を容易にしたものである。
また更に、この電圧信号を電気所内または遠隔地に伝送
する場合に問題となる外乱を除去するようにして正確な
電圧信号を所望の地点に伝送し得ることができるように
したものである。
する場合に問題となる外乱を除去するようにして正確な
電圧信号を所望の地点に伝送し得ることができるように
したものである。
以下本発明を第３図乃至第４図に基いて詳細に説明する
。
。
第３図は、本発明によるコンデンサ形計器用変圧器の実
施例を示す回路図でありｏ図中７，８は互に直列に接続
された主コンデンサ、分圧コンデンサで、主コンデンサ
７の一端は電圧Ｅ，の送電線または母線等の高圧線路１
２に、又この直列回路の他端である分圧コンデンサの１
端は接地されている。
施例を示す回路図でありｏ図中７，８は互に直列に接続
された主コンデンサ、分圧コンデンサで、主コンデンサ
７の一端は電圧Ｅ，の送電線または母線等の高圧線路１
２に、又この直列回路の他端である分圧コンデンサの１
端は接地されている。
しかして分圧コンデンサ８はコンデンサ８１と８２とに
分割する。これらの関係は分圧コンデンサ８の容量をＣ
８、コンデンサ８１，８２の容量をそれぞれＣ８，，Ｃ
８，とすると―＋―・＝になるように選定されている。
Ｃ， ９は上記分圧コンデンサ８の接地端に一端が接続され、
他端が変圧器１０の１次巻線に接続された共振リアクト
ルである。
分割する。これらの関係は分圧コンデンサ８の容量をＣ
８、コンデンサ８１，８２の容量をそれぞれＣ８，，Ｃ
８，とすると―＋―・＝になるように選定されている。
Ｃ， ９は上記分圧コンデンサ８の接地端に一端が接続され、
他端が変圧器１０の１次巻線に接続された共振リアクト
ルである。
変圧器１０の１次巻線１の他の一端は、主コンデンサ７
と分圧コンデンサ８の接続点に接続されている。変圧器
１０の２次巻線の一端は接地されている。
と分圧コンデンサ８の接続点に接続されている。変圧器
１０の２次巻線の一端は接地されている。
１１は上記変圧器１０の２次負担であり、その両端に２
次電圧Ｅ，が現われる。
次電圧Ｅ，が現われる。
６は、共振リア”クトル９の端子間に接続された補助コ
ンデンサで、このコンデンサは第２図の回路図によつて
さきに説明した如く本発明者等の提案によ勺設けられた
もので、補助コンデンサ６並に主コンデンサ７の容量を
Ｃ６，Ｃ７とすると主コンデンサ７、分圧コンデンサ８
並に補助コンデンサ６の容量と共振リアクトル９のイン
ダクタンスＬの関係は１２υ の条件を満足させることは勿論である。
ンデンサで、このコンデンサは第２図の回路図によつて
さきに説明した如く本発明者等の提案によ勺設けられた
もので、補助コンデンサ６並に主コンデンサ７の容量を
Ｃ６，Ｃ７とすると主コンデンサ７、分圧コンデンサ８
並に補助コンデンサ６の容量と共振リアクトル９のイン
ダクタンスＬの関係は１２υ の条件を満足させることは勿論である。
本発明においては、上記補授コンデンサ６も２分されコ
ンデンサ６１と６２の直列接続からなｂ１Ｃ６，，Ｃ６
２とすると「＋フ一＝ァ一になるように分割されている
。
ンデンサ６１と６２の直列接続からなｂ１Ｃ６，，Ｃ６
２とすると「＋フ一＝ァ一になるように分割されている
。
しかして、コンデンサ８２の分担電圧ＥＣ８２とコンデ
ンサ６２の端子電圧所謂補償電圧ＥＣ６２とを差動合成
器３３に入力する如く構成している。
ンサ６２の端子電圧所謂補償電圧ＥＣ６２とを差動合成
器３３に入力する如く構成している。
次に本発明の咋用について説明する。本発明ではコンデ
ンサ８２の分担電圧ＥＣ８２とコンデンサ６２の補償電
圧ＥＣ６２とを差動的に合成するものであるから、通常
コンデンサ８２の分担電圧ＥＣ８２は負担１１の大きさ
とその種類に応じてその大きさと位相が変化するもので
あるが、この分担電圧ＥＣ８２の変化を補償電圧ＥＣ６
２で差動的にその大きさと位相の変化分を追随して補償
することができ、差動合成器３３の出力側には、電圧Ｅ
，と振巾、波形並に位相ともに同一の広帯域波形の信号
電圧ｅを得ることができる。
ンサ８２の分担電圧ＥＣ８２とコンデンサ６２の補償電
圧ＥＣ６２とを差動的に合成するものであるから、通常
コンデンサ８２の分担電圧ＥＣ８２は負担１１の大きさ
とその種類に応じてその大きさと位相が変化するもので
あるが、この分担電圧ＥＣ８２の変化を補償電圧ＥＣ６
２で差動的にその大きさと位相の変化分を追随して補償
することができ、差動合成器３３の出力側には、電圧Ｅ
，と振巾、波形並に位相ともに同一の広帯域波形の信号
電圧ｅを得ることができる。
即ち、いま、２次負担，１のインピーダンスをＺとし、
Ｃ８／Ｃ８２＝Ｃ６／Ｃ６２となるように静電容量を選
ぶと差動合成器３３の入力電圧即ち信号電圧ｅは次式で
表わされる。
Ｃ８／Ｃ８２＝Ｃ６／Ｃ６２となるように静電容量を選
ぶと差動合成器３３の入力電圧即ち信号電圧ｅは次式で
表わされる。
ここで、ω＝２πｆ 但しｆは阻止周波数基本周波数を
Ｆ。
Ｆ。
とし、Ｌ，Ｃ６によつてきまる阻止周波数を２ｆ０にと
ると、入力電圧ｅの大きさと位相は、第４図のようにな
力、阻止周波数２ｆ０の附近を除くと基本周波数Ｆ。お
よびそれ以上の広帯域において極めて良好な特性を呈す
る。なお、第４図に於て、横軸は周波数を、縦軸ｅは差
動合成器３３への入力電圧で、５０Ｈｚ時の電圧を１０
０％として示している。また縦軸θｅは入力電圧の位相
を示し、図中実線は、入力電圧の対周波数変化、点線は
入力電圧ｅの位相についての対周波数変化を示している
。本発明では、電圧変成用の変圧器１０を途中に介さな
いので、さきに説明した第２図の場合のように１ＫＨｚ
以上において特性を損うと云うことはなく、本実施例で
は、更に周波数が高くなればなればなる程良好な特性を
確保できると云う格別な特徴を有するものである。
ると、入力電圧ｅの大きさと位相は、第４図のようにな
力、阻止周波数２ｆ０の附近を除くと基本周波数Ｆ。お
よびそれ以上の広帯域において極めて良好な特性を呈す
る。なお、第４図に於て、横軸は周波数を、縦軸ｅは差
動合成器３３への入力電圧で、５０Ｈｚ時の電圧を１０
０％として示している。また縦軸θｅは入力電圧の位相
を示し、図中実線は、入力電圧の対周波数変化、点線は
入力電圧ｅの位相についての対周波数変化を示している
。本発明では、電圧変成用の変圧器１０を途中に介さな
いので、さきに説明した第２図の場合のように１ＫＨｚ
以上において特性を損うと云うことはなく、本実施例で
は、更に周波数が高くなればなればなる程良好な特性を
確保できると云う格別な特徴を有するものである。
而して、本発明では更に、差動合成器３３で得られる信
号電圧３４を遠隔地に正確に伝送するもので、第３図に
おいて、３５は上記合成器３３の出力信号３４を周波数
−電圧変換（Ｖ／Ｆ）などコード変換するコード化変調
器、３６は発光器、３Ｔは光フアイバ、３８は光検出器
、３９は復調器、４０はたとえば電圧指示計である。
号電圧３４を遠隔地に正確に伝送するもので、第３図に
おいて、３５は上記合成器３３の出力信号３４を周波数
−電圧変換（Ｖ／Ｆ）などコード変換するコード化変調
器、３６は発光器、３Ｔは光フアイバ、３８は光検出器
、３９は復調器、４０はたとえば電圧指示計である。
このような構成において、合成器３３の出力信号３４は
、変調器３５に送出された後、発光器３６に供給され、
光信号に変換されて光フアイバ３？で伝送される。
、変調器３５に送出された後、発光器３６に供給され、
光信号に変換されて光フアイバ３？で伝送される。
伝送後この信号は光検出器３８を介して復調器３９に供
給されて復調され、電圧計４０で表示される。すなわち
、信号３４が光信号に変換されて伝送される結果、断路
器あるいはしや断器等の開閉時に発生するいわゆる開閉
サージにもとづく伝送路に対する外乱を除去でき又減衰
特性、位相特性、平衡度等をも改善できる。ここで、本
実施例においては基本周波数は５０Ｈｚであるとして説
明したが、本発明はこれに限定されず６０Ｈｚの場合．
も同様に適用できることは附言を要しない。以上説明し
たように、本発明によるコンデンサ形計器用変圧器によ
ると負荷状態に無関係に簡単に基本周波数Ｆ。
給されて復調され、電圧計４０で表示される。すなわち
、信号３４が光信号に変換されて伝送される結果、断路
器あるいはしや断器等の開閉時に発生するいわゆる開閉
サージにもとづく伝送路に対する外乱を除去でき又減衰
特性、位相特性、平衡度等をも改善できる。ここで、本
実施例においては基本周波数は５０Ｈｚであるとして説
明したが、本発明はこれに限定されず６０Ｈｚの場合．
も同様に適用できることは附言を要しない。以上説明し
たように、本発明によるコンデンサ形計器用変圧器によ
ると負荷状態に無関係に簡単に基本周波数Ｆ。
は勿論、２ｆ０域を除く高調波のすべての周波数に於て
、極めて良好な特性を得ることができ而も、この電圧信
号を光に変換して伝送するものであるから正確に所望の
地点に伝送することができるので近時高度の保護制御が
要求されているのに対処できるとともに普及しつつある
コンピユータ等の電子機器による計測制御が容易となる
外、遠隔計測制御が容易となる等の種々の効果を奏する
。
、極めて良好な特性を得ることができ而も、この電圧信
号を光に変換して伝送するものであるから正確に所望の
地点に伝送することができるので近時高度の保護制御が
要求されているのに対処できるとともに普及しつつある
コンピユータ等の電子機器による計測制御が容易となる
外、遠隔計測制御が容易となる等の種々の効果を奏する
。
第１図は従来のコンデンサ形計器用変圧器の一例を示す
回路図、第２図は、本発明者が別に提案したコンデンサ
形計器用変圧器の回路図、第３図は、本発明によるコン
デンサ形計器用変圧器の回路図、第４図は、本発明によ
るコンデンサ形計器用変圧器の周波数特性を示す図であ
る。 ７は主コンデンサ、８は分圧コンデンサ、８１，８２は
２分された分圧コンデンサ、６は補助コンデンサ、６１
，６２は２分された補助コンデンサ、９は共振リアクト
ル、１０は変圧器、１１は負荷、３３は差動合成器、３
５は変調器、３６は発光器、３７は光フアイバ３８は光
検出器、 ３９は複調 器、 ４０は電圧指示計。
回路図、第２図は、本発明者が別に提案したコンデンサ
形計器用変圧器の回路図、第３図は、本発明によるコン
デンサ形計器用変圧器の回路図、第４図は、本発明によ
るコンデンサ形計器用変圧器の周波数特性を示す図であ
る。 ７は主コンデンサ、８は分圧コンデンサ、８１，８２は
２分された分圧コンデンサ、６は補助コンデンサ、６１
，６２は２分された補助コンデンサ、９は共振リアクト
ル、１０は変圧器、１１は負荷、３３は差動合成器、３
５は変調器、３６は発光器、３７は光フアイバ３８は光
検出器、 ３９は複調 器、 ４０は電圧指示計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主コンデンサ、これに直列接続された分圧コンデン
サ、この分圧コンデンサの両端に接続された変圧器１次
巻線と共振リアクトルの直列回路、前記共振リアクトル
に並列接続された補助コンデンサからなり、前記主コン
デンサ、分圧コンデンサ並に補助コンデンサの容量をそ
れぞれＣ＿７、Ｃ＿８、Ｃ＿６とし、且つ、共振リアク
トルのインダクタンスをＬとしたとき、１／√（Ｃ＿７
＋Ｃ＿８＋Ｃ＿６）Ｌ＝２πｆ＿０１／√（ＬＣ＿６）
＝２πｆ但し、ｆ＿０は商用周波数、ｆは阻止周波数の
条件を満足すると共に、前記分圧コンデンサ、並に補助
コンデンサを同比で２分し、この２分された分圧コンデ
ンサから得られる分圧電圧と補助コンデンサから得られ
る補償電圧とを差動的に合成し、その出力信号を得る如
くしたことを特徴とするコンデンサ形計器用変圧器。 ２ 主コンデンサ、これに直列接続された分圧コンデン
サ、この分圧コンデンサの両端に接続された変圧器１次
巻線と共振リアクトルの直列回路、前記共振リアクトル
に並列接続された補助コンデンサからなり、前記主コン
デンサ、分圧コンデンサ並に補助コンデンサの容量をそ
れぞれＣ＿７、Ｃ＿８、Ｃ＿６とし、且つ共振リアクト
ルのインダクタンスをＬとしたとき、１／√（Ｃ＿７＋
Ｃ＿８＋Ｃ＿６）Ｌ＝２πｆ＿０１／√（ＬＣ＿６）＝
２πｆ但し、ｆ＿０は商用周波数、ｆは阻止周波数の条
件を満足すると共に、前記分圧コンデンサ並に補助コン
デンサを同比で２分し、この２分された分圧コンデンサ
から得られる分圧電圧と補助コンデンサから得られる補
償電圧とを差動的に合成し、その出力信号を光信号に変
換してこれを遠隔地に伝送し、受信点で電気信号に復調
する如くしたことを特徴とするコンデンサ形計器用変圧
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56163929A JPS5918850B2 (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | コンデンサ形計器用変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56163929A JPS5918850B2 (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | コンデンサ形計器用変圧器 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13322476A Division JPS5358619A (en) | 1976-11-08 | 1976-11-08 | Capacitor instrument transformer |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58119680A Division JPS5990061A (ja) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | コンデンサ形計器用変圧器の出力信号伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57159006A JPS57159006A (en) | 1982-10-01 |
| JPS5918850B2 true JPS5918850B2 (ja) | 1984-05-01 |
Family
ID=15783502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56163929A Expired JPS5918850B2 (ja) | 1981-10-13 | 1981-10-13 | コンデンサ形計器用変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918850B2 (ja) |
-
1981
- 1981-10-13 JP JP56163929A patent/JPS5918850B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57159006A (en) | 1982-10-01 |
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