JPS60207418A - 主回路の保護装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、核融合用電源設備の保護装置に係るもので特
に、変圧器励磁突入電流を抑制するための抵抗を設けた
、主回路の保護装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に変圧器が無励磁から急激に全電圧で励磁されると
、助出過渡電流いわゆる突入電流が流れる。突入電流の
大きさは、変圧器１次側に電圧がかかる瞬間の端子電圧
位相によって決まり、太きいものでは、定格電流の１０
倍（二も達する。

通常の電力用変圧器に於いては、多頻度の１次側開閉を
行う事はあまりないので、特に多頻度の突入電流に耐え
るような強度には、製作されてなく、短絡電流に耐える
強度であれは、各種の規格。

基準を満足している。

そのため、一般には、変圧器の負荷を制御する場合、１
次側を常時励磁しておき、２次（負荷）側のしゃ断器％
またはスイッチ等で、負荷電流を開閉している。

一方、非常ζ二特殊な用途に使用される反圧器で比較的
突入電流の小さいものであれば多数回励磁突入電流ｌ二
耐える強度を有するものもある。しかし、このような変
圧器であっても、大容旭になるＣ二従い１巻線強度をと
るためには、技術的１＝ａ当な困難を共ない、またコス
ト高となり不経済である。

近年の核融合実験設備も、増に大容量となり。

使用する変圧器の容量も、非常に大きな設備となってい
る。

このような大容量の変圧器を、負荷側で電源を開閉すれ
ば、何んら問題ないが核融合用電源設備の場合変圧器の
負荷側が大電流の直流回路であり。

適切な開閉装置が得られない場合が多いこと、また実験
の都度他の設備や装置を電気的（二も機械的（二も完全
に分離し、実験に必要な個所のみを使用する運転がしば
しば要求されることなどの理由から、変圧器の１次側を
開閉している。

そして、大容量の電力を、パルス的に繰り返し使用する
。そのため、１日に多数回の１次側開閉となり、変圧器
の耐量年数内に数１０万回の励磁突入電流が流れる事に
なる。そこで多数回励磁突入電流対策として、変圧器の
１次側に、初め抵抗を直列に接続して電圧を印加し、数
ＩＱｍｓ鳶Ｃ以内（二抵抗を短絡して、変圧器Ｉ：全電
圧を印加する事（二より励起時の突入電流を定格電流よ
りも小さな値を流すようにして、突入電流の軽減を計り
、多数回動突入電流に対する巻線の保護を行なっている
。

この時の抵抗の容量は、変圧器励起時の数ＩＱｍｓＫｃ
だけ電流が流れるだけであり、大きな発熱を必要とぜす
、変圧器の容量に比べて、極めて小さな容量で済む。こ
のため、一般（二は、しゃ断器と同じキユービクルに収
納されている。

このように抵抗に流れる電流は、数１０ｍ５ｚｃ程度の
通電時間なため、従来は特に、抵抗を主体にした保護は
考えられてなかった。しかし、抵抗の容量に関係なく抵
抗本体は、変圧器と常時接続されており、電圧は常に抵
抗に印加されている。このため抵抗内部での短絡あるい
は抵抗近辺の主回路の事故に関して、従来の変圧器保護
用リレーだけでは十分な保瞳が出来ず、抵抗の焼損や、
最悪の場合は、キユービクルの火災等に到る危険があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑み、多頻度のｌ入側開閉を行う変
圧器の励磁突入電流を抑制するため設けられた抵抗と、
しゃ断器のトラブルによる主回路の事故拡大を防ぐ保護
装置を得ることを目的としたものである。

〔発明の概要〕

本発明は、変圧器の１次側に、全電圧を印加するしゃ断
器と、そのしゃ断器に並列に第２のしゃ断器および抵抗
器から成る直列回路を接続し、変圧器励起時は、ｆｉ２
のしゃ断器から、閉器して抵抗の効果により励磁突入電
流を抑制する回路に於いて、抵抗Ｉ：流れる電流を検出
する事により、抵抗の内部事故及び抵抗が接続された主
回路系統の事故を検出し、主回路の事故拡大を防ぐため
の保護装置を得ようとするものである。

〔発明の実施例〕

本発明の１実施例を第１図１二示すＣ，第１図において
１は電力系統母線であり、しゃ断器２を介して変圧器３
の１次側に接続されている。１は整流器、５は例えは核
融合装置に用いられる磁場発生用のコイルである。６は
変圧器３を励起する際に投入されるしゃ断器であり、抵
抗器７と直列Ｃ：されたうえ前記しゃ断器２と並列接続
されている。

なお８，９は変流器であり、それぞれしゃ断器２と変圧
器との間、抵抗器７と変圧器３との間に配置されており
、２次側にはそれぞれ保護リレー（過電流リレー）　１
０　、１１を接続している。

励起時、しゃ断器２を閉路すると電圧は系統１から抵抗
６を経て、変圧器３　に印加され、最初の突入電流が流
れる。次にしゃ断器２を閉路する事により、変圧器３に
は、全電圧が印加される。しゃ断器２が閉路した事によ
り、しゃ断器６を開路しておき１通常運転に入り、系統
１の電力は、しゃ断器２のみ閉で変圧器３、整流器４を
経て負荷りであるコイル５へ供給される。

このような運転状態から抵抗７としゃ断器６との間のＡ
点で短絡が発生した場合、故障電流は。

系統１からしゃ断器２を経て、抵抗器７を通ってＡ点に
流れる。との時の故障電流は、抵抗器７によって決まる
ので変圧器３を経てコイ、＋１１５へ流れている電流に
比べ非常に小さい。このため従来力）ら設けている保護
リレー１０では、変圧器の過負荷時や抵抗７と変圧器３
との間のＢ点の短絡事故時は大きな電流が流れるため検
出するが、Ａ点の短絡を判別動作する事が出来ない。そ
のため短絡電流が流れ続け、抵抗焼損にいたる。また、
励起時しゃ断器６を閉略にし、その後の制御で、しゃ断
器２が閉路となるが、もし何かのトラブルにより。

しゃ断器２が閉路しなかった場合、やはり抵抗器７（二
は、連続で電流が流れるため焼損する。

上述の欠点をなくするため１本発明では、変流器９と保
護リレー１１を設け、抵抗器７の焼損事故を防止するよ
うにしたものである。

第２図（〜、第２図（Ｂ）は、抵抗７　Ｃ電流れる電流
と保護リレー１１の保護動作範囲を示したものである。

Ｋ圧器３の運転時、しゃ断器６を閉路にすると。

抵抗器７には、第２図（５）のような電流が流れる。

抵抗器７の値から決まる電流■１の値が最初に流れＴ１
以降変圧器のインピーダンスが加わりｈ　”１の大きさ
に変化し、Ｔ２迄流れる。時刻Ｔ、はしゃ断器２が閉路
する時刻である。

第２図ＣＢ）は、しゃ断器２が閉路して、運転に入る前
の無負荷状態Ｃ：おいて、第１図に示したＡ点で短絡が
発生した場合、抵抗器７に流れる電流の値であり、しゃ
断器２が開路する逸流れる。

最初の突入電流Ｉ、の大きさは、印加された電圧の位相
によって決まるが、はぼ抵抗器７の値によって決丈り、
変圧器の定格電流よりも小さい。

抵抗器７は、第２図（Ｎで示したＴ２迄の数ＩＱｍｓＸ
ｃ間の電流による熱容量を許容するが、第２図の）のよ
うに工、の大きさの電流が連続で流れた場合は焼損Ｃ二
到る。

また第２図体）で時刻Ｔ２にしゃ断器２が閉されない場
合は、■、の大きさの電流がそのまま連続して流れる事
になり、やはり抵抗器７は焼損する。

本発明で付加した保護リレー１１は、Ｉｌの大きさの電
流がＴ、以上流れた場合、Ａ点の短絡と判定し。

■、以下の電流がＴ、経ても尚零にならない場合、しゃ
断器４が故障であると判定し、いづれの場合も即動作し
、しゃ断器６及びしゃ断器２をトリップさせるようにし
ている。

〔発明の効果〕

以上説明したよう３二、変流器と、保護リレーを。

従来の変圧器主回路系統と、抵抗器の間に設ける事によ
り通常運転中の、抵抗端に於ける短絡や。

しゃ断器によるトラブルが発生しても、抵抗器を焼損す
る事なく、主回路系統の事故拡大を、未然に防止できる
。

この事により、安価で確実な保護が可能であり。

多頻度開閉を行う変圧器の安全な運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は５本発明の一実施例による主回路系統構成図、
第２図（〜および第２図（Ｂ）は抵抗器に流れる電流と
保護リレーとの関係を表わした図である。 ｌ・・・電力系統 ２．６・・・しゃ断器 ７・・・抵抗器 １０　、１１・・・保護リレー ３・・・変圧器 ８．９・・・変流器 ５・・・負荷 （７３１７）代理人弁理士　則近憲佑（ほか１名）第１
図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変圧器を全電圧で励磁するｆｆ１ｌのしゃ断器と。 このしゃ断器と並列（二第２のしゃ断器および抵抗器か
   ら成る直列回路を接続して変圧器の初期突入電流を抑制
   する回路■二おいて、前記直列回路の抵抗器と変圧器と
   の間の回路に、前記抵抗器に流れる電流を検出し、この
   検出値が予定値以上のとき前記１１Ｌや断器、第２しゃ
   断器にトリップ指令を与える装置を設けた事を特徴とす
   る主回路の保護装置。