JPS6055604A - 変圧器の制御方式 - Google Patents

変圧器の制御方式

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JPS6055604A
JPS6055604A JP58163169A JP16316983A JPS6055604A JP S6055604 A JPS6055604 A JP S6055604A JP 58163169 A JP58163169 A JP 58163169A JP 16316983 A JP16316983 A JP 16316983A JP S6055604 A JPS6055604 A JP S6055604A
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JP
Japan
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transformer
phase
flux density
voltage
magnetic flux
Prior art date
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Pending
Application number
JP58163169A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaomi Nagae
永江 正臣
Motoshirou Kaneda
金田 元四郎
Koji Konno
昆野 康二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP58163169A priority Critical patent/JPS6055604A/ja
Publication of JPS6055604A publication Critical patent/JPS6055604A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H02H9/002Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off limiting inrush current on switching on of inductive loads subjected to remanence, e.g. transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、変圧器に交流電圧を印加し喪場合に過渡的に
発生する励磁突入電流を抑制する変圧器の制御方式に関
し、特に3脚鉄心変圧器における励磁突入電流の発生を
抑制する場合の制御方式に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
一般に、変圧器に交流電圧を印加した場合に発生する励
磁突入電流Fi、定常時の入力電流に比較してio倍以
上にも達することが知られておシ、f流器誤差による変
圧器保謙継電器の誤動作、電源発電装置(4Iに11用
発電機郷)の出力電圧変動の拡大等、この種の変圧器を
組込んだプラントの運用上多くの問題があった。
ここで、交流電圧投入時の励磁突入電流の発生について
詳述すると、変圧a4cおける交流電圧・(1)の投入
時S磁束密度B (i)は一般に次式で示される。
6(す=Emsin(ω1+f) B(す= (B−r 十Bm aos f) a−“’
−Bm oos(ωr十g+) −(1)ここで。
?を交流電圧e (t)の投入位相角 Br菖残留磁束密度 Bm+4大磁束密度 かくして、前記式(1)よp、交流電圧投入初期におい
ては、磁束密度は最大−2Bm+Brに達する可能性が
あLこの結果、変圧器鉄心を飽和させ、励磁突入電流が
発生することとなる。
一方、前記式(1)において、 仁の条件を満足する位相角ψで交流電圧6(t)を投入
することがで暑れに、励磁突入電流の発生を防止できる
。すなわち、前記式(1)g/項の過渡直流分が零とな
る特定の位相角デで交流電圧・(モ)を投入できれば、
励磁突入電流は発生しない。
しかしながら、残留磁束密度Brは変圧器の運転の履歴
によル+Bmと−Bmとの間の任意の値をとるので、一
般的には前−ピ式(2)を満足する投入位相角ψをめる
ことはできない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、簡単な構成で、変圧器に交流電圧を印
加する際に、変圧器巻l1iIlに流入する励磁突入電
流を有効に抑制することができる変圧器の制御方式を提
供するにある。
〔発明の要点〕
本発明は、交流電圧を印加する巻線を備えた変圧器にお
いて、交流電圧の印加に先立ってコ脚の巻線に対し2脚
の鉄心の残留磁束密度が互いに同大で反対極性となるよ
うに直流励磁電流を供給し、との−脚の巻線に印加され
る交流電圧による交流磁束密度定常値の瞬時値の極性が
゛相互に反対関係にある期間内に交流電圧を印加するこ
とを特徴とする。
すなわち、本発明においては、変圧器の4脚の巻線に直
流励磁電流を流し、J脚の鉄心の残留磁束密度が互いに
同大で反対極性とし、さら3− にこの巻線に印加される交流電圧による交流磁束密度の
瞬時値の極性が相互に反対関係にある期間内に交流電圧
を印加するととによル、変圧器巻線Kg人する励磁突入
電流を大幅に抑制することができる。
従って、本発明は、3相3脚鉄心変圧器の制御方式とし
て好適に応用することがでも、この場合変圧器の各脚に
巻回された巻線を高速度投入器を介して交流電源に接続
し、これらの高速度投入器の投入時刻を、交流電圧の投
入位相角から定まる時刻よシも高速度投入器の投入遅れ
時間分早めるよう構成すれば好適である。
〔発明の実施例〕
次に2本発明に係る変圧器の制御方式の実施例につき、
添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図は1本発明制御刃式の一実施例を示す、J相J脚
変圧器の制御囲路図である。すなわち、第1図において
、参照符号10tiJ相J脚鉄心変圧器を示し、仁の変
圧器IOには1脚毎に電p− 118巻1a/2./−、/4と負荷11411i/r
lJ0.コJとが設けられてお如、これらの巻線はそれ
でれY−△MIili!されている。前記電源側巻@/
2./44./4はそれぞれ高速度投入器J$ 、Jj
 、Jrt−介してJ相交流電源に接続されている。ま
た、前記電源側巻線/、2./4と高速度投入器λN、
、2#との接続ライン間に直流励磁用開閉器JOを介し
て直流電源J−を接続する。すなわち、この場合、電源
側巻線/J、/ぶ(U@、w相)を直流電源JJKより
[体励磁するように構成する。さらに、高速度投入器コ
41’、Jfと交流電源(U相2.W相)との接続ジイ
ン間に電圧変成器1’を介して投入位相演算検出(9)
路34を接続する。この投入位相演算検出回路J・4に
は、投入位相角を設定する回路srを接続すると共に、
投入指令回路4!oを介して前記高速度投入器コ弘、λ
lに投入指令を与え4.仁の場合、高速度投入器1へ、
2A、Jrは同時に投入動作するように構成する。
次に、仁のように構成し九J@J脚鉄心変圧器IOの制
御回路の動作につき、第一図および#IJ図に示す動作
波形図を参照して説明する。
まず、変圧器ioに対し交流電源電圧を印加するに先立
って直流励磁用開閉路30を短時間投入して直流電源3
コからU相脚およびW相脚の電源側巻@/2./4Vc
励磁電流を流す。この結果、変圧器ioには、第一図に
示すように。
磁界H,に相当する直流励磁がU相脚とW相脚の鉄心に
加えられる。この場合、磁界H,を充分大きくとれば、
初期残留磁束密度Broの値にほとんど関係なく、変圧
器IOのW相脚およびυ相脚のそれぞれの所定磁束密度
は、 Bry=十BrおよびBrU=−Brとなる。一
方、変圧器10のV相脚は、磁界HPを充分大きくとる
ことによ如、3相脚の磁束和が零である条件から、その
残留磁束密度11rvは#′!!は零となる。
そζで、とのように変圧器10の磁束密度を所定値に保
持した後、第3図中の破線で示す位相角、すなわち、 fu=コ10”、fyx90°+ 隋=J j O’で
交流電源電圧eυl ”V laWを印加する。この時
、高速度投入器、2411 、J4.λtの遅れ時間t
dを考慮して投入指令は破線で示す位相よp時間tdだ
け前に与える。
このよりにして、5&圧器10に交流電源電圧11U 
、 6V 、 6Wが印加されると、U相脚、V相脚お
よびW相脚における磁束密度の過渡直流分Bity 、
 ntV 、 Btwは次式で示される。
ntu=(BrU十BmaosψU)″”=(−Br十
BmcosJ#)’)”BtV=(BrV+f1moo
sψV)−”:=(<7十Bm@osりOつ−a t=
B tW : (B rW+Bm aom 9)1y)
−α’=(+Br十BmoosjJo’)−αを仔 = (+Br 十−Bm)−αt λ ζこで、過渡直流分Btυ、lltwが零となるたに設
定すればよいことが解る。
以上述べたように、変圧器ioのU相脚、W相脚に祉直
流励al HPによf) Bru=−Br=0.rt4
Bm。
Brw=十Br=−0344Bmの所定磁束密度を発生
させ、V相脚はBrv=Oとなるようにし、交流電源電
圧・U + eV +・Wの投入位相角やをψυ8コ/
 0” 、 tp、=fO” 、ψ、=JJO”とする
ととK J j) Th磁束vH度の過渡直流分Btu
 、 Btv 、 Btwの全てを零にすることができ
るので、電源側壱@/2./41./lに流入する励磁
突入電流は有効に抑制することができる。
なお、投入時間の多少の変動に対しては1式(1)で与
えられる磁束密度B (t)が飽和領域に達しない範囲
であれば、v相脚と曽相脚の巻線に印加される3相交流
電圧による交流磁束密度定常値の瞬時値が少なくともそ
のli性が相互に反対関係にある期間内にJ相交流電圧
を印加することにより%充分動員突入電流を抑制でをる
次に、本発明制御方式をΔ−Δ結線の3相J脚変圧器に
適用する場合について説明する。
第一図Fi、この場合の制御回路図を示すものであって
、基本的IC!/図に示す回路図と同様である。従って
、N1図に示す構成部分と同一の構成部については同一
の参照符号に百位の数字を追加して示し、その詳細な説
明は省略する。
本実1例においては、前述のY−Δ結線と同様に、変圧
器iioの脚J/および脚j3はそれでれ十Btおよび
−Br lc磁化され、胛jコ紘はぼ零に磁化される。
七のwk、第1図の破線で示す位相角で交流電源電圧を
印加すれば、Y−Δ結1liIo場合と同様の動作で励
磁突入電源は抑制される。
〔発明の効果〕
前述し九実施例から明らかなようK、本発明によれに、
比較的簡単表回路構成にょシ、励磁突入電流を有効に抑
制することかで龜る。
また、前述のN/’IAに示す実施例において。
変圧器10に対する直流励磁紘負荷側巻1111920
、ココに、適宜直流励磁用開閉器JOを介して直流電源
3.2を接続することによって行ってもよい。すなわち
、直流励磁が可能であれに、どの巻線から励磁するかは
問わない。この場合、λ次@に常時接続負荷があれば、
それによる分流効果に留意する必要がある。また、投入
位相演算検出回路J≦は、電子回NIVcより容易に実
現できる。一方、高速度投入器λ参、J4.Jfは總断
器Oように電tILv点待ち時間の必要がないので2強
力なスプリングまたは電磁反撥原理勢を応用して可動接
点移動速度を上げることによシ、投入時間JmsQ度ま
での高速化は可能である。%に高速度投入器−N、、2
4.コtを電子化すれニ、#丘とんど瞬時動作となル好
適である。
以上1本発明の好適な実施例について説明し九が、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第7図線本発明に係る制御方式の一実施例を示すニーΔ
結線されたJ相J脚鉄心変圧器の制御回路図。 第一図はWl/図に示す変圧器の鉄心磁化特性曲線図。 第3図(1)〜(4’)は第1図に示す回路の動作状態
−//− を示す波形図。 me図は本発明制御方式の別の実施例を示すΔ−Δ結線
されfcJ相Jj&iI鉄心変圧器の制御回路図、第5
図(1)〜(りはjI参図に示す回路の動作状態を示す
波形図である。 io、iio・・・383脚鉄心変圧器7.2μ≠、/
鶴iiλ、/14I、//≦・・中室源側巻線it 、
Jo 、JJ 、lit 、iao 、/JJ −・・
負荷餡巻線J$、、2j、JJ、/コp、/#、/Jl
・・・高速度投入器JO,/JO・・・直流励磁用開閉
器 J2./Jコ・・・直流電源 J4I、/#・・・電圧変成器 # 、lit・・・投入位相演算検出回路Jl、/Jl
r・・・設定囲路 PI、#0・・・投入指令囲路 6U、・V、・W・・・U相、■相、W相の交流電圧B
U、By、Bw・・・U相、■相、W相の交流磁束密度
(定常値)661+652 reS& ”’脚j/ 、
12 、jJ(2)巻線に印加される交流電圧 Bit 1B521BB!l ”’脚ji 、 z−2
,z3off<心(D交流磁束密度(定常値) −/J−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 交流電圧を印加する巻線を備えた変圧器におい
    て、交流電用の印加に先立って、2胸の巻線に対し一脚
    の鉄心の残留磁束密度が互iに同大で反対極性となるよ
    うに直流励磁電流を供給し、この2脚の巻線に印加され
    る交流電圧による交流磁束密度定常値の瞬時値の極性が
    相互に反対関係にある期間内に交流電圧を印加すること
    を%黴とする変圧器の制御方式。
  2. (2)%11!l−錆求の範囲第1項記載の変圧器の制
    御方式において%変圧器はJ相J脚鉄心変圧器からなる
    変圧器の制御方式。
  3. (3)特許請求の範囲第1項また社第−項記載の変圧器
    の制御方式において、変圧器の各脚に巻回された巻線を
    為速度投入器を介して交流電源に接続し、これらの高速
    度投入器の投入時刻を、交流電圧の投入位相角から定ま
    る時刻よ1も高速度投入器の投入遅れ時間分早めてなる
    変圧器の制御方式。
JP58163169A 1983-09-07 1983-09-07 変圧器の制御方式 Pending JPS6055604A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7075764B2 (en) 2001-05-25 2006-07-11 Abb Oy Method and arrangement for reducing stress in electrical network
JP2010130849A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Toshiba Corp 変圧器の励磁突入電流抑制装置および方法
CZ303043B6 (cs) * 2010-12-15 2012-03-07 Technická univerzita v Liberci Zpusob eliminace zapínacího proudu trífázového transformátoru, a zarízení pro magnetování jádra trífázového transformátoru stejnosmerným proudem

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