JP3103407B2 - 光応用計器用変圧器 - Google Patents
光応用計器用変圧器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気光学素子を用いた
光応用計器用変圧器に関するものである。
光応用計器用変圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気光学素子の電気光学効果（ポッケル
ス効果）を利用して電圧を測定する光電圧センサは、光
ファイバ伝送技術を利用するため、絶縁信頼性が高く電
磁誘導騒音を受けにくい測定系を構成できるので、近年
注目を浴びている。
ス効果）を利用して電圧を測定する光電圧センサは、光
ファイバ伝送技術を利用するため、絶縁信頼性が高く電
磁誘導騒音を受けにくい測定系を構成できるので、近年
注目を浴びている。
【０００３】例えば、光電圧センサをガス絶縁開閉装置
（以下ＧＩＳと略す）用の計器用変圧器として応用する
試みもなされている。［参考文献 電気学会 技術報告
（II部）第３３１号ｐ３５，ｐ３６］ 光電圧センサを電力分野で応用する場合、被測定電圧が
高電圧であるため、交流電圧が課電された課電部と大地
電位との間に分圧用コンデンサを配設し、コンデンサ分
圧された電圧を光電圧センサに印加する構成がとられ
る。
（以下ＧＩＳと略す）用の計器用変圧器として応用する
試みもなされている。［参考文献 電気学会 技術報告
（II部）第３３１号ｐ３５，ｐ３６］ 光電圧センサを電力分野で応用する場合、被測定電圧が
高電圧であるため、交流電圧が課電された課電部と大地
電位との間に分圧用コンデンサを配設し、コンデンサ分
圧された電圧を光電圧センサに印加する構成がとられ
る。
【０００４】コンデンサ分圧方式と光電圧センサを組合
わせた光応用計器用変圧器（以下光ＣＶＴと称する）と
しては、図７に示すように、コンデンサ分圧された高電
圧側を光電圧センサに印加されるものと、図８に示すよ
うに低電圧側を光電圧センサに印加するものとがある。
わせた光応用計器用変圧器（以下光ＣＶＴと称する）と
しては、図７に示すように、コンデンサ分圧された高電
圧側を光電圧センサに印加されるものと、図８に示すよ
うに低電圧側を光電圧センサに印加するものとがある。
【０００５】図７において、交流電圧が課電された課電
部１と、大地電位間に高圧側分圧コンデンサ２、低圧側
分圧コンデンサ３が配設され、高圧側分圧コンデンサ２
での分圧電圧が光電圧センサ６に印加される。
部１と、大地電位間に高圧側分圧コンデンサ２、低圧側
分圧コンデンサ３が配設され、高圧側分圧コンデンサ２
での分圧電圧が光電圧センサ６に印加される。
【０００６】一方、信号処理器８を出射した光は、光フ
ァイバ７ａで光伝送されて光電圧センサ６に入射し、分
圧コンデンサ２での分圧電圧により変調を受けた後、光
ファイバ７ｂで光伝送され、信号処理器８で受光され
る。信号処理器８で受光された光は、電気信号に変換さ
れた後、分圧コンデンサ２での分圧電圧に比例した電圧
となり、絶縁変圧器９を介して外部に出力される。信号
処理器８と絶縁変圧器９からなる信号処理部１０は、図
示していない屋外盤に収納され、課電部１から数１０〜
数１００ｍ離れた場所に設置される。
ァイバ７ａで光伝送されて光電圧センサ６に入射し、分
圧コンデンサ２での分圧電圧により変調を受けた後、光
ファイバ７ｂで光伝送され、信号処理器８で受光され
る。信号処理器８で受光された光は、電気信号に変換さ
れた後、分圧コンデンサ２での分圧電圧に比例した電圧
となり、絶縁変圧器９を介して外部に出力される。信号
処理器８と絶縁変圧器９からなる信号処理部１０は、図
示していない屋外盤に収納され、課電部１から数１０〜
数１００ｍ離れた場所に設置される。
【０００７】また、図８に示す光ＣＶＴは、低圧側分圧
コンデンサ３での分圧電圧が光電圧センサ６に印加され
る点が、図７のものと異なるだけで、その他は図７の光
ＣＶＴと同じ構成及び機能である。
コンデンサ３での分圧電圧が光電圧センサ６に印加され
る点が、図７のものと異なるだけで、その他は図７の光
ＣＶＴと同じ構成及び機能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光ＣＶＴを実際の電力系統で使用した場合、電力系統
の遮断器（以下ＣＢと略す）で開閉操作が行なわれる
と、この開閉操作によって、分圧コンデンサでの充放電
現象が現れる。図８に示した光ＣＶＴにおける印加電圧
の開閉操作について、図９に示した等価回路で説明す
る。なお、一般に、電気光学素子は、抵抗ＲP と静電容
量ＣP で電気的に表すことができるので、図９において
もこれに従っている。
た光ＣＶＴを実際の電力系統で使用した場合、電力系統
の遮断器（以下ＣＢと略す）で開閉操作が行なわれる
と、この開閉操作によって、分圧コンデンサでの充放電
現象が現れる。図８に示した光ＣＶＴにおける印加電圧
の開閉操作について、図９に示した等価回路で説明す
る。なお、一般に、電気光学素子は、抵抗ＲP と静電容
量ＣP で電気的に表すことができるので、図９において
もこれに従っている。
【０００９】図９において、Ｃ1 ，Ｃ2 は分圧コンデン
サであり、光電圧センサを電気光学素子抵抗ＲP と電気
光学素子静電容量ＣP で表しており、印加電圧Ｖx がＣ
Ｂで開閉される。このＣＢを開閉した際、開閉時の電圧
位相によって、分圧コンデンサＣ1 ，Ｃ2 に電荷が残留
する。更に、分圧コンデンサＣ2 に残留した電荷は、電
気光学素子抵抗ＲP によって減衰する。この減衰時定数
は、Ｃ2 ，ＣP ，ＲP で決まる。参考として、印加電圧
Ｖx をＣＢで開閉したときの分圧電圧波形Ｖ2の測定例
を図１０に示す。
サであり、光電圧センサを電気光学素子抵抗ＲP と電気
光学素子静電容量ＣP で表しており、印加電圧Ｖx がＣ
Ｂで開閉される。このＣＢを開閉した際、開閉時の電圧
位相によって、分圧コンデンサＣ1 ，Ｃ2 に電荷が残留
する。更に、分圧コンデンサＣ2 に残留した電荷は、電
気光学素子抵抗ＲP によって減衰する。この減衰時定数
は、Ｃ2 ，ＣP ，ＲP で決まる。参考として、印加電圧
Ｖx をＣＢで開閉したときの分圧電圧波形Ｖ2の測定例
を図１０に示す。
【００１０】ここで、図８，図９に示した光ＣＶＴにお
いて、印加電圧と分圧電圧を下記の通りとした場合の減
衰時定数を検討してみる。
いて、印加電圧と分圧電圧を下記の通りとした場合の減
衰時定数を検討してみる。
【００１１】
【数１】 一般に、ＧＩＳでは高圧側分圧コンデンサＣ1 はＧＩＳ
の高圧導体と、接地側に設けられた中間電極で構成さ
れ、その値は数ｐＦ〜数１０ｐＦ程度である。また、光
電圧センサは、被測定系電圧に影響を与えないとの特徴
を有することからも分かるように、電気光学素子は高イ
ンピーダンスである。電気光学素子の形状、表面状態及
び周囲条件にもよるが、電気光学素子抵抗ＲP は１０10
Ω以上の値を有すると考えられる。
の高圧導体と、接地側に設けられた中間電極で構成さ
れ、その値は数ｐＦ〜数１０ｐＦ程度である。また、光
電圧センサは、被測定系電圧に影響を与えないとの特徴
を有することからも分かるように、電気光学素子は高イ
ンピーダンスである。電気光学素子の形状、表面状態及
び周囲条件にもよるが、電気光学素子抵抗ＲP は１０10
Ω以上の値を有すると考えられる。
【００１２】参考文献として示す、「ＯＰＴＩＣＡＬ
ＶＯＬＴＡＧＥ ＡＮＤＣＵＲＲＥＮＴ ＭＥＡＳＵＲ
ＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ Ｐ
ＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭＳ （ＩＥＥＥ／ＰＥＳ，１９
８５，Ｓｕｍｍｅｒｍｅｅｔｉｎｇ）」によれば、Ｂｉ
4 Ｇｅ3 Ｏ20の抵抗率は、１０15Ω・ｃｍである。ま
た、「ＦＩＢＥＲ−ＯＰＴＩＣＳ ＣＵＲＲＥＮＴ Ａ
ＮＤ ＶＯＬＴＡＧＥＳＥＮＳＯＲＳ ＵＳＩＧ Ａ
Ｂｉ12ＧｅＯ20 ＳＩＮＧＬＥ ＣＲＹＳＴＡＬ（Ｊｏ
ｕｒｎａｒ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．ＬＴ−１，Ｎｏ１．１９８３−３
月）」によれば、Ｂｉ12ＧｅＯ20の抵抗率は、１０11〜
１０13Ω・ｃｍである。
ＶＯＬＴＡＧＥ ＡＮＤＣＵＲＲＥＮＴ ＭＥＡＳＵＲ
ＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ Ｐ
ＯＷＥＲ ＳＹＳＴＥＭＳ （ＩＥＥＥ／ＰＥＳ，１９
８５，Ｓｕｍｍｅｒｍｅｅｔｉｎｇ）」によれば、Ｂｉ
4 Ｇｅ3 Ｏ20の抵抗率は、１０15Ω・ｃｍである。ま
た、「ＦＩＢＥＲ−ＯＰＴＩＣＳ ＣＵＲＲＥＮＴ Ａ
ＮＤ ＶＯＬＴＡＧＥＳＥＮＳＯＲＳ ＵＳＩＧ Ａ
Ｂｉ12ＧｅＯ20 ＳＩＮＧＬＥ ＣＲＹＳＴＡＬ（Ｊｏ
ｕｒｎａｒ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．ＬＴ−１，Ｎｏ１．１９８３−３
月）」によれば、Ｂｉ12ＧｅＯ20の抵抗率は、１０11〜
１０13Ω・ｃｍである。
【００１３】よって、Ｃ1 ＝１ｐＦ，ＲP ＝１０10Ωと
したとき、
したとき、
【数２】 であり、Ｃ2 ＞＞ＣP （ＣP は数ｐＦ程度）となること
から、減衰時定数は、Ｃ2 ・ＲP ＝６秒となる。
から、減衰時定数は、Ｃ2 ・ＲP ＝６秒となる。
【００１４】図７に示した光ＣＶＴでは、信号処理部１
０の出力段に、絶縁変圧器９が設けられ、出力回路の耐
絶縁性及び耐ノイズ性の向上が図られている。このた
め、上述のような減衰時定数を持つ電圧が、絶縁変圧器
９に印加されるとすれば、直流偏磁による鉄心の飽和を
避けるため絶縁変圧器９が大形化する。従って、この絶
縁変圧器９と信号処理器８から信号処理部１０を収納す
る屋外盤の据付面積を増大させるという問題が生じる。
０の出力段に、絶縁変圧器９が設けられ、出力回路の耐
絶縁性及び耐ノイズ性の向上が図られている。このた
め、上述のような減衰時定数を持つ電圧が、絶縁変圧器
９に印加されるとすれば、直流偏磁による鉄心の飽和を
避けるため絶縁変圧器９が大形化する。従って、この絶
縁変圧器９と信号処理器８から信号処理部１０を収納す
る屋外盤の据付面積を増大させるという問題が生じる。
【００１５】更に、実際の電力系統では、ＣＢ開放後に
接地装置（以下ＥＳと略す）の投入が行なわれるが、こ
のときには、Ｃ1 に残留した電荷による異常現象が生じ
る。この異常現象を、図１１で説明する。
接地装置（以下ＥＳと略す）の投入が行なわれるが、こ
のときには、Ｃ1 に残留した電荷による異常現象が生じ
る。この異常現象を、図１１で説明する。
【００１６】図１１は、等価回路と機器操作及び、その
ときの一次電圧Ｖ1、分圧電圧Ｖ2 の変化について時刻
ｔを横軸にとって図示したものであり、時間経過に従っ
て生じる現象を以下に説明する。
ときの一次電圧Ｖ1、分圧電圧Ｖ2 の変化について時刻
ｔを横軸にとって図示したものであり、時間経過に従っ
て生じる現象を以下に説明する。
【００１７】（ａ）交流電圧Ｖx が印加された状態か
ら、時刻ｔ＝ｔ0 において、ＣＢを開放。
ら、時刻ｔ＝ｔ0 において、ＣＢを開放。
【００１８】（ｂ）ＣＢ開放時の電圧位相によって、Ｃ
1 ，Ｃ2に電荷が残留。Ｃ2 に残留して電荷はＲP によ
って放電。（減衰時定数Ｃ2 ・ＲP ，なお、Ｃ2 ＞＞Ｃ
P ）更に、時刻ｔ＝ｔ1 において、ＥＳを投入。
1 ，Ｃ2に電荷が残留。Ｃ2 に残留して電荷はＲP によ
って放電。（減衰時定数Ｃ2 ・ＲP ，なお、Ｃ2 ＞＞Ｃ
P ）更に、時刻ｔ＝ｔ1 において、ＥＳを投入。
【００１９】（ｃ）Ｃ1 に残留した電荷Ｑ（＝Ｃ1 ・Ｖ
0 ）が、ＥＳの投入によりＱ 1，Ｑ2に分配された後、
ＲP によって放電。ここで、
0 ）が、ＥＳの投入によりＱ 1，Ｑ2に分配された後、
ＲP によって放電。ここで、
【数３】 となることから、
【数４】 となり、ＣＢを開放したときと逆極性且つ同一波形で電
圧が減衰する。
圧が減衰する。
【００２０】一般に、接地装置は、系統電圧が存在する
状態での誤投入を避けるため、しきい値（Ｖt ）以上の
電圧が検出された場合、ＥＳの投入を阻止する機能を有
している。従って、この系統電圧の検出に光ＣＶＴを使
用した場合、上述の異常現象により、検出電圧がしきい
値（Ｖt ）をこえる時間（Δｔ）によっては、ＥＳの動
作途中で系統電圧ありと判断され、誤投入阻止機能が働
き、ＥＳの不完全投入状態を招く恐れがある。以上の理
由から、分圧コンデンサＣ2 に残留した電荷の減衰時定
数は、短いことが要求される。
状態での誤投入を避けるため、しきい値（Ｖt ）以上の
電圧が検出された場合、ＥＳの投入を阻止する機能を有
している。従って、この系統電圧の検出に光ＣＶＴを使
用した場合、上述の異常現象により、検出電圧がしきい
値（Ｖt ）をこえる時間（Δｔ）によっては、ＥＳの動
作途中で系統電圧ありと判断され、誤投入阻止機能が働
き、ＥＳの不完全投入状態を招く恐れがある。以上の理
由から、分圧コンデンサＣ2 に残留した電荷の減衰時定
数は、短いことが要求される。
【００２１】一方、計器用変圧器に適用される規格とし
て、ＪＥＣ−１２０１（保護継電器用）であるが、これ
に規定されている位相角の限度は、確度階級ＩＴ級の場
合、定格電圧において４０分である。従って、上述の光
ＣＶＴでは、信号処理部で何らかの位相角補正を行い、
印加電圧Ｖ1 と光ＣＶＴ出力電圧ＶOUT との位相角差
を、規格の位相角限度内に収める対策が必要である。
て、ＪＥＣ−１２０１（保護継電器用）であるが、これ
に規定されている位相角の限度は、確度階級ＩＴ級の場
合、定格電圧において４０分である。従って、上述の光
ＣＶＴでは、信号処理部で何らかの位相角補正を行い、
印加電圧Ｖ1 と光ＣＶＴ出力電圧ＶOUT との位相角差
を、規格の位相角限度内に収める対策が必要である。
【００２２】しかしながら、従来の光ＣＶＴでは、この
ような限度内に位相格差を収めることが困難であり、分
圧コンデンサＣ1 ，Ｃ2 からなる分圧部または抵抗Ｒと
光電圧センサからなる光センサ部の各々を単独で誤差試
験することができない。従って、前記の光ＣＶＴの誤差
試験において、試験電圧は常に、高電圧（Ｖ1 ）側から
印加してやる必要があり、試験が大掛かりになるといっ
た問題が生じる。
ような限度内に位相格差を収めることが困難であり、分
圧コンデンサＣ1 ，Ｃ2 からなる分圧部または抵抗Ｒと
光電圧センサからなる光センサ部の各々を単独で誤差試
験することができない。従って、前記の光ＣＶＴの誤差
試験において、試験電圧は常に、高電圧（Ｖ1 ）側から
印加してやる必要があり、試験が大掛かりになるといっ
た問題が生じる。
【００２３】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するもので、その主たる目的は、分圧コンデンサＣ2
に残留した電荷の減衰時定数を短縮することにより、信
号処理部が小形で、実系統におけるＥＳ投入での異常現
象によってＥＳの誤投入防止装置が不要応動する恐れが
ない、信頼性の高い光ＣＶＴを提供することにある。
決するもので、その主たる目的は、分圧コンデンサＣ2
に残留した電荷の減衰時定数を短縮することにより、信
号処理部が小形で、実系統におけるＥＳ投入での異常現
象によってＥＳの誤投入防止装置が不要応動する恐れが
ない、信頼性の高い光ＣＶＴを提供することにある。
【００２４】また、本発明の他の目的は、前記のような
分圧コンデンサＣ2に残留した電荷の減衰時定数が短縮
された光ＣＴＶにおいて、誤差試験の実施を容易に行な
えるようにしたものである。
分圧コンデンサＣ2に残留した電荷の減衰時定数が短縮
された光ＣＴＶにおいて、誤差試験の実施を容易に行な
えるようにしたものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本出願の請求項１の発明は、コンデンサ分圧と光
電圧センサを利用した光応用計器用変圧器において、コ
ンデンサ分圧と光電圧センサを利用した光応用計器用変
圧器において、分圧コンデンサと並列に接続された、調
整抵抗と調整コンデンサの直列回路と、前記調整抵抗の
分担電圧が印加される光電圧センサと、前記光電圧セン
サに対して光ファイバを用いて光を伝送し、光電圧セン
サで変調された光を受光し、前記分担電圧に比例した電
圧を出力する信号処理部と、前記信号処理部に設けられ
た出力電圧の位相角補正手段と、を備えていることを特
徴とする。
めに、本出願の請求項１の発明は、コンデンサ分圧と光
電圧センサを利用した光応用計器用変圧器において、コ
ンデンサ分圧と光電圧センサを利用した光応用計器用変
圧器において、分圧コンデンサと並列に接続された、調
整抵抗と調整コンデンサの直列回路と、前記調整抵抗の
分担電圧が印加される光電圧センサと、前記光電圧セン
サに対して光ファイバを用いて光を伝送し、光電圧セン
サで変調された光を受光し、前記分担電圧に比例した電
圧を出力する信号処理部と、前記信号処理部に設けられ
た出力電圧の位相角補正手段と、を備えていることを特
徴とする。
【００２６】
【００２７】
【作用】このような構成を有する請求項１の光ＣＶＴに
おいては、分圧コンデンサと並列に接続された調整抵抗
の分担電圧が、光電圧センサに印加されるため、分圧コ
ンデンサに残留した電荷の減衰時定数が短くなる。その
結果、光ＣＶＴの信号処理部に使用される絶縁変圧器が
小形化される。また、調整コンデンサと調整抵抗の直列
回路が分圧コンデンサと並列に接続されると共に、信号
処理器において印加電圧に対する光ＣＶＴ出力電圧が規
格に定められた位相角限度内に収めるように補正される
ことにより、分圧電圧と出力電圧との位相角を十分小さ
くすることができ、誤差試験時に試験電圧を高電圧側か
らでも分圧電圧からでも印加することが可能となる。
おいては、分圧コンデンサと並列に接続された調整抵抗
の分担電圧が、光電圧センサに印加されるため、分圧コ
ンデンサに残留した電荷の減衰時定数が短くなる。その
結果、光ＣＶＴの信号処理部に使用される絶縁変圧器が
小形化される。また、調整コンデンサと調整抵抗の直列
回路が分圧コンデンサと並列に接続されると共に、信号
処理器において印加電圧に対する光ＣＶＴ出力電圧が規
格に定められた位相角限度内に収めるように補正される
ことにより、分圧電圧と出力電圧との位相角を十分小さ
くすることができ、誤差試験時に試験電圧を高電圧側か
らでも分圧電圧からでも印加することが可能となる。
【００２８】
（１）第１実施例 本発明の第１実施例を、図１〜図３により説明する。な
お、前記の従来技術と同一の部分は、同一番号とする。
お、前記の従来技術と同一の部分は、同一番号とする。
【００２９】図１において、交流電圧が課電された課電
部１と大地電位との間に、高圧側分圧コンデンサ２、低
圧側分圧コンデンサ３が配設され、この低圧側分圧コン
デンサ３に対して調整抵抗５が並列に接続されると共
に、調整抵抗５での分担電圧が光電圧センサ６に印加さ
れる。
部１と大地電位との間に、高圧側分圧コンデンサ２、低
圧側分圧コンデンサ３が配設され、この低圧側分圧コン
デンサ３に対して調整抵抗５が並列に接続されると共
に、調整抵抗５での分担電圧が光電圧センサ６に印加さ
れる。
【００３０】一方、信号処理器８を出射した光は、光フ
ァイバ７ａで光伝送され、光電圧センサ６に入射し、調
整抵抗５での分担電圧により変調を受けた後、光ファイ
バ７ｂで光伝送され、信号処理器８で受光される。信号
処理器８で受光された光は電気信号に変換され、調整抵
抗５での分担電圧に比例した電圧となり、位相角調整の
後、絶縁変圧器９を介して外部に出力される。
ァイバ７ａで光伝送され、光電圧センサ６に入射し、調
整抵抗５での分担電圧により変調を受けた後、光ファイ
バ７ｂで光伝送され、信号処理器８で受光される。信号
処理器８で受光された光は電気信号に変換され、調整抵
抗５での分担電圧に比例した電圧となり、位相角調整の
後、絶縁変圧器９を介して外部に出力される。
【００３１】図２は、図１における光電圧センサ６を電
気的等価回路で示したものである。図２において、課電
部１と大地電位との間に高圧側分圧コンデンサ２、低圧
側分圧コンデンサ３が配設され、これらの分圧コンデン
サによって分圧部１１が構成されている。この低圧側コ
ンデンサ３と並列に調整抵抗５が接続されると共に、調
整抵抗５と並列に電気光学素子抵抗ＲP （１３）と電気
光学素子静電容量ＣP （１４）が接続され、これらの各
素子によって光センサ部１２が形成されている。
気的等価回路で示したものである。図２において、課電
部１と大地電位との間に高圧側分圧コンデンサ２、低圧
側分圧コンデンサ３が配設され、これらの分圧コンデン
サによって分圧部１１が構成されている。この低圧側コ
ンデンサ３と並列に調整抵抗５が接続されると共に、調
整抵抗５と並列に電気光学素子抵抗ＲP （１３）と電気
光学素子静電容量ＣP （１４）が接続され、これらの各
素子によって光センサ部１２が形成されている。
【００３２】図２において、低圧側分圧コンデンサに残
留した電荷の減衰時定数τは、Ｃ2 ＞＞ＣP ，ＲP ＞＞
Ｒ3 とすれば、 τ＝Ｃ2 ・Ｒ3 ［秒］……（１）式 となる。また、
留した電荷の減衰時定数τは、Ｃ2 ＞＞ＣP ，ＲP ＞＞
Ｒ3 とすれば、 τ＝Ｃ2 ・Ｒ3 ［秒］……（１）式 となる。また、
【数５】 であり、
【数６】
【数７】 となり、前記（１）（２）式から、
【数８】 となる。
【００３３】ここで、
【数９】 とし、分圧コンデンサＣ2 に残留した電荷の時定数τを
周波数の１サイクル相当の０．０２秒とした場合、
（４）式から調整抵抗Ｒ3 の選定によって高圧側分圧コ
ンデンサＣ1 が決まることが分かる。このＣ1 とＲ3 と
の関係を図３に示す。
周波数の１サイクル相当の０．０２秒とした場合、
（４）式から調整抵抗Ｒ3 の選定によって高圧側分圧コ
ンデンサＣ1 が決まることが分かる。このＣ1 とＲ3 と
の関係を図３に示す。
【００３４】図３から、例えばＲ3 ＝５０ＭΩとすれ
ば、Ｃ1 ＝０．７ｐＦであり、このことから調整抵抗Ｒ
3 を高くすることによって、高圧側分圧コンデンサＣ1
が小さくなり、この分圧コンデンサＣ1 を形成する中間
電圧を小形化できることが分かる。また、減衰時定数τ
が小さくなるため、時定数τの大きな残留電荷が絶縁変
圧器９の鉄心を直流偏磁により飽和させることもないの
で、小型の鉄心を使用して絶縁変圧器９を小形化するこ
とができる。
ば、Ｃ1 ＝０．７ｐＦであり、このことから調整抵抗Ｒ
3 を高くすることによって、高圧側分圧コンデンサＣ1
が小さくなり、この分圧コンデンサＣ1 を形成する中間
電圧を小形化できることが分かる。また、減衰時定数τ
が小さくなるため、時定数τの大きな残留電荷が絶縁変
圧器９の鉄心を直流偏磁により飽和させることもないの
で、小型の鉄心を使用して絶縁変圧器９を小形化するこ
とができる。
【００３５】更に、残留電荷の時定数τの減少により、
遮断器の開放後のＥＳ投入に際しても、しきい値（Ｖ
ｔ）を越える時間（Δｔ）が短くなるため、ＥＳの誤投
入阻止機能が不要な応動を起こす恐れもない。
遮断器の開放後のＥＳ投入に際しても、しきい値（Ｖ
ｔ）を越える時間（Δｔ）が短くなるため、ＥＳの誤投
入阻止機能が不要な応動を起こす恐れもない。
【００３６】なお、この第１実施例においても、後述す
る第２実施例において説明するような位相角補正手段を
設けることも可能である。そのようにすると、光ＣＶＴ
の出力電圧Ｖout と印加電圧Ｖ1 との位相角をほぼ
「０」とすることができる。
る第２実施例において説明するような位相角補正手段を
設けることも可能である。そのようにすると、光ＣＶＴ
の出力電圧Ｖout と印加電圧Ｖ1 との位相角をほぼ
「０」とすることができる。
【００３７】（２）第２実施例 第１実施例においては、残留電荷の時定数τ減少によ
り、装置の小形化及びＥＳ投入時の信頼性の向上が可能
となるが、誤差試験の実施という観点からは、更に次ぎ
のような点が要望される。
り、装置の小形化及びＥＳ投入時の信頼性の向上が可能
となるが、誤差試験の実施という観点からは、更に次ぎ
のような点が要望される。
【００３８】即ち、図１の実施例において、
【数１０】 とし、減衰時定数を周波数の１サイクル相当０．０２秒
とした場合、Ｃ1 ＝１ｐＦ、ＲP ＝１０10Ω、Ｃ2 ＝５
０００ｐＦ、Ｃ2 ＞＞ＣP となることから、抵抗１５は
Ｒ＝４×１０6 Ωとすれば良いことが分かる。このと
き、印加電圧Ｖ1 に対して分圧電圧Ｖ2 の位相角は、Ｃ
2 ＞＞Ｃ1 、ＲP ＞＞Ｒであるから、
とした場合、Ｃ1 ＝１ｐＦ、ＲP ＝１０10Ω、Ｃ2 ＝５
０００ｐＦ、Ｃ2 ＞＞ＣP となることから、抵抗１５は
Ｒ＝４×１０6 Ωとすれば良いことが分かる。このと
き、印加電圧Ｖ1 に対して分圧電圧Ｖ2 の位相角は、Ｃ
2 ＞＞Ｃ1 、ＲP ＞＞Ｒであるから、
【数１１】 となる。
【００３９】一方、計器用変圧器に適用される規格とし
て、ＪＥＣ−１２０１（保護継電器用）であるが、これ
に規定されている位相角の限度は、確度階級ＩＴ級の場
合、定格電圧において４０分である。従って、上述の光
ＣＶＴでは、信号処理部で何らかの位相角補正を行い、
印加電圧Ｖ1 と光ＣＶＴ出力電圧ＶOUT との位相角差
を、規格の位相角限度内に収める対策が必要である。
て、ＪＥＣ−１２０１（保護継電器用）であるが、これ
に規定されている位相角の限度は、確度階級ＩＴ級の場
合、定格電圧において４０分である。従って、上述の光
ＣＶＴでは、信号処理部で何らかの位相角補正を行い、
印加電圧Ｖ1 と光ＣＶＴ出力電圧ＶOUT との位相角差
を、規格の位相角限度内に収める対策が必要である。
【００４０】しかしながら、上述の対策によって、
【数１２】 となるため、分圧コンデンサＣ1 ，Ｃ2 からなる分圧部
１１、または、抵抗Ｒと光電圧センサからなる光センサ
部１２、各々単独での誤差試験ができない。従って、図
１に示した光ＣＶＴの誤差試験において、試験電圧は常
に、高電圧（Ｖ1 ）側から印加してやる必要があり、試
験が大掛かりになる。この第２実施例は、前記第１実施
例におけるこの点を改善したものである。
１１、または、抵抗Ｒと光電圧センサからなる光センサ
部１２、各々単独での誤差試験ができない。従って、図
１に示した光ＣＶＴの誤差試験において、試験電圧は常
に、高電圧（Ｖ1 ）側から印加してやる必要があり、試
験が大掛かりになる。この第２実施例は、前記第１実施
例におけるこの点を改善したものである。
【００４１】以下、この第２実施例を図４〜図６により
説明する。なお、前記第１実施例と同一の部分には、同
一の符号を付して説明を省略する。
説明する。なお、前記第１実施例と同一の部分には、同
一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】この第２実施例においては、第１実施例の
光ＣＶＴにおいて、調整抵抗５と直列に調整コンデンサ
４が設けられている。また、信号処理器８には、一例と
して図６に示すような回路から成る位相角補正手段が設
けられている。
光ＣＶＴにおいて、調整抵抗５と直列に調整コンデンサ
４が設けられている。また、信号処理器８には、一例と
して図６に示すような回路から成る位相角補正手段が設
けられている。
【００４３】この第２実施例において、低圧側分圧コン
デンサに残留した電荷の減衰時定数τは、Ｃ2 ＞＞
ＣP ，Ｃ2 ＞＞Ｃ3 ，ＲP ＞＞Ｒ3 とすれば、τ＝Ｃ3
・Ｒ3 となる。従って、Ｒ3 ，Ｃ3 を適切に選定するこ
とで、減衰時定数は任意に設定できる。
デンサに残留した電荷の減衰時定数τは、Ｃ2 ＞＞
ＣP ，Ｃ2 ＞＞Ｃ3 ，ＲP ＞＞Ｒ3 とすれば、τ＝Ｃ3
・Ｒ3 となる。従って、Ｒ3 ，Ｃ3 を適切に選定するこ
とで、減衰時定数は任意に設定できる。
【００４４】また、 Ｒ3 ＞＞１／ωＣ3 とすれば、印加電圧Ｖ1 と分圧電圧Ｖ2 の位相角は、
【数１３】 であり、Ｃ3 ，Ｒ3 を適切に選定することで、印加電圧
Ｖ1 と分圧電圧Ｖ2 の位相角を十分小さくすることがで
きる。
Ｖ1 と分圧電圧Ｖ2 の位相角を十分小さくすることがで
きる。
【００４５】一方、印加電圧Ｖ1 と光電圧センサに印加
される電圧ＶR の位相角は、
される電圧ＶR の位相角は、
【数１４】 となるが、この第２実施例では、図６に示すような位相
角補正手段が信号処理器８に付加されているので、
角補正手段が信号処理器８に付加されているので、
【数１５】 となるよう位相角が補正され、印加電圧Ｖ1 と出力電圧
ＶOUTとの位相角を十分小さくすることができる。
ＶOUTとの位相角を十分小さくすることができる。
【００４６】例えば、
【数１６】 その周波数５０Ｈｚ、
【数１７】 として、Ｃ1 ＝１ｐＦ、Ｃ2 ＝５０００ｐＦ、Ｒ3 ＝１
００ＭΩ、Ｃ3 ＝２０００ｐＦとした場合、Ｃ2 に残留
した電荷の減衰時定数は、
００ＭΩ、Ｃ3 ＝２０００ｐＦとした場合、Ｃ2 に残留
した電荷の減衰時定数は、
【数１８】 と周波数の１サイクル相当まで短くできる。
【００４７】また、位相角は、
【数１９】 となる。ここで、図６で説明したような位相角補正手段
において、
において、
【数２０】 の位相角補正を行い、
【数２１】 となることから、
【数２２】 となる。
【００４８】以上説明したように、この第２実施例によ
れば、分圧コンデンサに残留した電荷の減衰時定数を短
くできるので、光ＣＶＴの信号処理部に使用される絶縁
変圧器が小形になり、これを収納する屋外盤の据付面積
を小さくできる。また、ＣＢ開放後のＥＳ投入に際して
も、しきい値（Ｖt ）をこえる時間（Δｔ）が短くなる
ため、ＥＳの誤投入阻止機能が不要応動を起こすことも
なくなる。
れば、分圧コンデンサに残留した電荷の減衰時定数を短
くできるので、光ＣＶＴの信号処理部に使用される絶縁
変圧器が小形になり、これを収納する屋外盤の据付面積
を小さくできる。また、ＣＢ開放後のＥＳ投入に際して
も、しきい値（Ｖt ）をこえる時間（Δｔ）が短くなる
ため、ＥＳの誤投入阻止機能が不要応動を起こすことも
なくなる。
【００４９】更に、印加電圧Ｖ1 及び分圧電圧Ｖ2 と光
ＣＶＴ出力電圧との位相角
ＣＶＴ出力電圧との位相角
【数２３】 を十分小さく設定できるので、誤差試験において、試験
電圧は高電圧（Ｖ1）側から印加するほかに、分圧電圧
（Ｖ2 ）側から印加して試験を実施できる。従って、分
圧コンデンサＣ1 ，Ｃ2 からなる分圧部１１または調整
コンデンサ４、調整抵抗５と光電圧センサ６からなる光
センサ部１２、各々単独で誤差試験ができる。
電圧は高電圧（Ｖ1）側から印加するほかに、分圧電圧
（Ｖ2 ）側から印加して試験を実施できる。従って、分
圧コンデンサＣ1 ，Ｃ2 からなる分圧部１１または調整
コンデンサ４、調整抵抗５と光電圧センサ６からなる光
センサ部１２、各々単独で誤差試験ができる。
【００５０】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、調整コン
デンサと調整抵抗の直列回路が分圧コンデンサと並列に
接続され、前記調整抵抗の分担電圧が光電圧センサに印
加されるとともに、信号処理器において位相角の補正が
行われるため、信号処理部が小形であり、ＣＢ開放後の
ＥＳ投入に際してもＥＳの誤投入阻止機能が不要応動を
起こすことがなく、更に、誤差試験が容易にできる光Ｃ
ＶＴを提供することができる。
デンサと調整抵抗の直列回路が分圧コンデンサと並列に
接続され、前記調整抵抗の分担電圧が光電圧センサに印
加されるとともに、信号処理器において位相角の補正が
行われるため、信号処理部が小形であり、ＣＢ開放後の
ＥＳ投入に際してもＥＳの誤投入阻止機能が不要応動を
起こすことがなく、更に、誤差試験が容易にできる光Ｃ
ＶＴを提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す光ＣＶＴの構成図。
【図２】図１の実施例の等価回路図。
【図３】図１の実施例における分圧コンデンサと調整抵
抗の関係を示すグラフ。
抗の関係を示すグラフ。
【図４】本発明の第２実施例を示す光ＣＶＴの構成図。
【図５】図４の実施例の等価回路図。
【図６】図４の実施例における位相角補正手段の一例を
示す回路図。
示す回路図。
【図７】従来技術の一例を説明する光ＣＶＴの構成図。
【図８】従来技術の他の例を説明する光ＣＶＴの構成
図。
図。
【図９】図８の光ＣＶＴの等価回路図。
【図１０】従来の光ＣＶＴにおける異常現象の測定例を
グラフ。
グラフ。
【図１１】光ＣＶＴで生じる異常現象を詳細に説明する
各部電圧波形図。
各部電圧波形図。
１…課電部 ２…高圧側分圧コンデンサ ３…低圧側分圧コンデンサ ４…調整コンデンサ ５…調整抵抗 ６…光電圧センサ ７ａ，７ｂ…光ファイバ ８…信号処理器 ９…絶縁変圧器 １０…信号処理部 １１…分圧部 １２…光センサ １３…電気光学素子抵抗 １４…電気光学素子静電容量
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−82108（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−179275（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−189667（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−121232（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/24 G01R 15/06
Claims (1)
- 【請求項１】コンデンサ分圧と光電圧センサを利用した
光応用計器用変圧器において、分圧コンデンサと並列に接続された、調整抵抗と調整コ
ンデンサの直列回路と、 前記調整抵抗の分担電圧が印加される光電圧センサと、 前記光電圧センサに対して光ファイバを用いて光を伝送
し、光電圧センサで変調された光を受光し、前記分担電
圧に比例した電圧を出力する信号処理部と、 前記信号処理部に設けられた出力電圧の位相角補正手段
と、 を備えていることを特徴とする光応用計器用変圧器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19239791 | 1991-08-01 | ||
| JP3-192397 | 1991-08-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587837A JPH0587837A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3103407B2 true JP3103407B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16290633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03312806A Expired - Fee Related JP3103407B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-11-27 | 光応用計器用変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103407B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9540459B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-01-10 | Mitsui Chemicals, Inc. | Production method of olefin polymer and olefin polymerization catalyst |
| CN110361686A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-10-22 | 华北电力大学（保定） | 基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106597349B (zh) * | 2017-01-25 | 2023-05-23 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于二次电压的cvt计量误差在线监测方法与*** |
| CN110689252B (zh) * | 2019-09-20 | 2023-07-18 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种电容式电压互感器计量误差态势感知*** |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP03312806A patent/JP3103407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9540459B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-01-10 | Mitsui Chemicals, Inc. | Production method of olefin polymer and olefin polymerization catalyst |
| CN110361686A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-10-22 | 华北电力大学（保定） | 基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587837A (ja) | 1993-04-06 |
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