(57)【要約】【課題】正確かつ容易に変圧器の過励磁状態を検出する。【解決手段】一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算された上で、励磁インピーダンス計算回路２５により、測定された入力電圧Ｖの値が励磁電流Ｉ０の値で除算されて励磁インピーダンス値が計算され、判別回路２７により、励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準器２６で設定された励磁インピーダンス基準値とが比較され、励磁インピーダンス値が励磁インピーダンス基準値以下である場合に、変圧器１が過励磁状態であると判別される。【選択図】　　図５
2004040955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器が有する励磁インピーダンス値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項２】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器で発生する電力値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項３】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器で発生する励磁電流に含まれる高調波成分の電流値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項４】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器で発生する励磁電流に含まれる高調波成分の電流値と入力電圧値との乗算により得られる電力値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項５】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器の入力電圧値を測定する電圧値測定手段と、
前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、
前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、
前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、
前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値を前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値で除算して励磁インピーダンス値を算出する励磁インピーダンス値算出手段と、
この励磁インピーダンス値算出手段により算出された励磁インピーダンス値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段と
を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項６】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器の入力電圧値を測定する電圧値測定手段と、
前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、
前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、
前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、
前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値と前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値とを乗算して電力値を算出する電力値算出手段と、
この電力値算出手段により算出された電力値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段と
を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項７】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、
前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、
前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、
前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値に含まれる高調波成分の電流値を算出する高調波電流値算出手段と、
この高調波電流値算出手段により算出された高調波成分の電流値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段と
を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項８】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器の電圧値を測定する電圧値測定手段と、
前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、
前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、
前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、
前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値に含まれる高調波成分の電流値を算出する高調波電流値算出手段と、
前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値と前記高調波電流値算出手段により算出された高調波成分の電流値とを乗算して電力値を算出する電力値算出手段と、
この電力値算出手段により算出された電力値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段と
を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項９】
変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、
前記変圧器の電圧値を測定する電圧値測定手段と、
前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、
前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、
前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、
前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値を前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値で除算して励磁インピーダンス値を算出する励磁インピーダンス値算出手段と、
前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値と前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値とを乗算して前記変圧器の電力値を算出する電力値算出手段と、
前記励磁インピーダンス値算出手段により算出された励磁インピーダンス値が所定の条件を満たしているかどうかを判別するインピーダンス値判別手段と、
前記電力値算出手段により算出された電力値が所定の条件を満たしているかどうかを判別する電力値判別手段と、
前記インピーダンス値判別手段および前記電力値判別手段のうちの少なくとも一方の判別結果に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段と
を備えたことを特徴とする過励磁検出装置。
【請求項１０】
前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値に含まれる高調波成分の電流値を算出する高調波電流値算出手段と、
前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値と前記高調波電流値算出手段により算出された高調波成分の電流値を乗算して電力値を算出する第２の電力値算出手段と、
この第２電力値算出手段により算出された電力値が所定の条件を満たしているかどうかを判別する第２の電力値判別手段とを備え、
前記過励磁状態判別手段は、前記インピーダンス値判別手段、前記電力値判別手段および前記第２の電力値判別手段のうちの少なくとも１つの判別結果に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別することを特徴とする請求項９記載の過励磁検出装置。
【請求項１１】
変圧器の過励磁状態を検出するために用いられる過励磁検出方法であって、
前記変圧器が有する励磁インピーダンス値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別することを特徴とする過励磁検出方法。
【請求項１２】
変圧器の過励磁状態を検出するために用いられる過励磁検出方法であって、
前記変圧器で発生する電力値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別することを特徴とする過励磁検出方法。
【請求項１３】
変圧器の過励磁状態を検出するために用いられる過励磁検出方法であって、
前記変圧器で発生する励磁電流に含まれる高調波成分の電流値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別することを特徴とする過励磁検出方法。
【請求項１４】
変圧器の過励磁状態を検出するために用いられる過励磁検出方法であって、
前記変圧器で発生する励磁電流に含まれる高調波成分の電流値と入力電圧値との乗算により得られる電力値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別することを特徴とする過励磁検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変圧器の過励磁状態を検出する過励磁検出装置および過励磁検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器に、定格電圧を大きく超える電圧を与えた場合には、鉄心内で発生する鉄損が増大して、機器の異常加熱を引き起こすとともに効率の低下を招く、すなわち過励磁状態に陥る可能性がある。そこで、変圧器が過励磁状態にあるかどうかを検出する過励磁検出用装置（特開平５−３１６８００号公報等）が従来から用いられており、この過励磁検出用装置により、この変圧器の入力電圧Ｖの値もしくは入力電圧Ｖを入力周波数Ｆで除算した値であるＶ／Ｆ値が一定値以上に上昇したかどうかを確認することにより、変圧器が過励磁状態であるかどうかを判別する方法を用いている。
【０００３】
図１４は、従来の過励磁検出装置の構成を示す図である。
【０００４】
同図に示すように、この過励磁検出装置には、電源に発電機を用いた場合の発電機起動から系統併入までの低周波帯域においても過励磁状態の検出が可能であり、過励磁保護対象である変圧器１０１、この変圧器１０１が過励磁状態かどうかを検出する過励磁検出回路１０２、一次側から印加された電圧を過励磁検出回路１０２に供給する計器用変圧器１０３および過励磁状態にあるかどうかの表示をする表示器１０４が設けられる。
【０００５】
つまり、このような構成の過励磁検出回路１０２にあっては、変圧器１０１の入力電圧Ｖの周波数が定格周波数領域にある場合は、整定値すなわち所定の電圧の範囲であった場合に過励磁状態と判別して表示器１０４にその判別結果を出力する。
【０００６】
図１５は、従来の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１０２の構成を示した図である。
【０００７】
同図に示すように、この過励磁検出回路１０２には、入力電圧Ｖ及び入力周波数Ｆを測定する測定器１１１、この測定器１１１で測定した入力電圧Ｖ及び入力周波数Ｆに基づいてＶ／Ｆ値を計算するＶ／Ｆ値計算回路１１２およびこのＶ／Ｆ計算回路１１２により計算されたＶ／Ｆ値に基づいて過励磁状態かどうかを判別する過励磁判別回路１１３が設けられる。
【０００８】
つまり、図１５に示すように、変圧器１０１で発生する磁束φは入力電圧Ｖおよび入力周波数Ｆの比に比例する性質に従って、入力電圧Ｖの周波数定格周波数の前後の範囲（７０％〜１５０％程度）における周波数にある場合は、過励磁検出回路１０２内のＶ／Ｆ計算回路１１２により算出されるＶ／Ｆ値が一定値以上に達した場合に過励磁状態と判別する方法を用いていた。
【０００９】
なお、図１４で示した過励磁検出装置は、過励磁状態になる電圧が低い低周波数領域においても、変圧器が過励磁状態かどうかを検出することが可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、変圧器１０１に規定されている最大磁束密度が同じ値であっても、使用される鉄心ごとに磁化力−磁束密度特性（Ｂ−Ｈ特性）すなわち磁気飽和に至るまでの過程が異なるために、最大磁束密度を超えた場合の鉄損の発生状況には差があるので、単にＶ／Ｆ値のみで過励磁状態かどうかを判断した場合でも、実際の過励磁状態の有無とは異なる場合がある問題があった。
【００１１】
また、変圧器１０１において、過励磁検出回路１０２が接続されていない端子を入力側として用いた場合、つまり過励磁検出回路１０２が接続されていない巻線から逆励磁が起こる場合には、変圧器１０１が過励磁状態であっても、それを判別することができない問題があった。
【００１２】
また、この方法は、Ｖ／Ｆ値の上昇つまり入力周波数Ｆに対して入力電圧Ｖが高い値となった場合のみに過励磁状態であることを検出する方法であるので、変圧器１０１に定格電圧を長時間印加した際に、励磁電流が長時間流れた場合における過励磁状態を検出することが出来ない問題があった。
【００１３】
入力電圧Ｖを印加することで、励磁電流が流れ、その励磁電流により磁束が発生することにより過励磁状態を引き起こすわけであるが、この励磁電流は第３高調波および第５高調波を多く含む非正弦波であり、主な過励磁状態の原因となるのが第３高調波の発生によるものであるので、この第３高調波の値つまり一定時間における振幅の平均値は、単純にＶ／Ｆ値に比例するものではない。
【００１４】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、正確かつ容易に変圧器の過励磁状態を検出することが可能になる過励磁検出装置および過励磁検出方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第１の発明に係わる過励磁検出装置は、変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、前記変圧器の入力電圧値を測定する電圧値測定手段と、前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値を前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値で除算して励磁インピーダンス値を算出する励磁インピーダンス値算出手段と、この励磁インピーダンス値算出手段により算出された励磁インピーダンス値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
つまり、本発明の第１の発明に係わる過励磁検出装置では、電圧値測定手段により変圧器の電圧値が測定され、一次電流値測定手段により変圧器の一次電流値が測定され、二次電流値測定手段により変圧器の二次電流値が測定され、励磁電流値算出手段により、変圧器の励磁電流の値が算出され、励磁インピーダンス値算出手段により、変圧器の電圧値および励磁電流の値に基づいた励磁インピーダンス値が算出されるとともに、過励磁状態判別手段により、変圧器が過励磁状態であるか否かが励磁インピーダンス値に基づいて判別されることになるので、過励磁状態の原因となる励磁電流が考慮された上で判別されることになり、変圧器が過励磁状態にあるかどうか正確に判別することができる。
【００１７】
また、本発明の第２の発明に係わる過励磁検出装置は、変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、前記変圧器の入力電圧値を測定する電圧値測定手段と、前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、前記電圧値測定手段により測定された入力電圧値と前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値とを乗算して電力値を算出する電力値算出手段と、この電力値算出手段により算出された電力値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
つまり、本発明の第２の発明に係わる過励磁検出装置では、電圧値測定手段により変圧器の電圧値が測定され、一次電流値測定手段により変圧器の一次電流値が測定され、二次電流値測定手段により変圧器の二次電流値が測定され、励磁電流値算出手段により、変圧器の励磁電流の値が算出され、電力値算出手段により、変圧器の電圧値および励磁電流の値に基づいた電力値が算出されるとともに、過励磁状態判別手段により、変圧器が過励磁状態であるか否かが電力値に基づいて判別されることになるので、過励磁状態により変圧器が発熱しているかどうか容易に判別することができる。
【００１９】
また、本発明の第３の発明に係わる過励磁検出装置は、変圧器の過励磁状態を検出するために使用される過励磁検出装置であって、前記変圧器の一次電流値を測定する一次電流値測定手段と、前記変圧器の二次電流値を測定する二次電流値測定手段と、前記一次電流値測定手段により測定された一次電流値と前記二次電流値測定手段により測定された二次電流値から励磁電流値を算出する励磁電流値算出手段と、前記励磁電流値算出手段により算出された励磁電流値に含まれる高調波成分の電流値を算出する高調波電流値算出手段と、この高調波電流値算出手段により算出された高調波成分の電流値に基づいて、前記変圧器が過励磁状態であるか否かを判別する過励磁状態判別手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
つまり、本発明の第３の発明に係わる過励磁検出装置では、一次電流測定手段により変圧器の一次電流値が測定され、二次電流測定手段により変圧器の二次電流値が測定され、励磁電流値算出手段により、変圧器の励磁電流値の算出がなされ、高調波電流値算出手段により、変圧器の励磁電流の高調波成分の振幅値が算出され、過励磁状態判別手段により、励磁電流の高調波成分の振幅値に基づいて、変圧器が過励磁状態であるか否かが判別されることになるので、過励磁状態に陥る大きな原因となる励磁電流の高調波成分のみを判別要素とすることになり、過励磁状態かどうかの判別を正確になすことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施形態を説明する前に、本発明が適用される変圧器について説明する。
【００２２】
図１は、変圧器１の構成を示す図である。
【００２３】
同図に示すように、過励磁状態の保護対象である変圧器１には、一次側コイル２、二次側コイル３および鉄心４が設けられ、この変圧器１の一次側コイル２に電源５が接続され、二次側コイル３に負荷６が接続される。
【００２４】
電源５から変圧器１に入力電圧Ｖを印加すると、一次側に一次全電流Ｉが流れるとともに、一次誘起起電力Ｅ１、磁束φおよび二次誘起起電力Ｅ２が発生し、二次負荷電流Ｉ２が二次側に流れ、また、一次誘起起電力Ｅ１および二次誘起起電力Ｅ２に対して９０度近く位相が遅れる励磁電流Ｉ０（図２参照）が流れる。
【００２５】
図２は、前記変圧器１の各電気量の位相関係を示す図である。
【００２６】
同図に示すように、変圧器１で生じる一次誘起起電力Ｅ１および二次誘起起電力Ｅ２ならびに一次負荷電流Ｉ１および二次負荷電流Ｉ２はそれぞれ同相の関係にあり、一次誘起起電力Ｅ１と二次誘起起電力Ｅ２および一次負荷電流Ｉ１と二次負荷電流Ｉ２は、それぞれ変圧器１の巻線比に比例する。また、一次全電流Ｉは、一次負荷電流Ｉ１および励磁電流Ｉ０のベクトル和であり、一次全電流Ｉと一次負荷電流Ｉ１との間には位相差θが生じている。
【００２７】
図３は、前記変圧器１の鉄心４に生じる磁束φと励磁電流Ｉ０との関係を示す図であって、図３（ａ）は、横軸を励磁電流Ｉ０、縦軸を励磁電流Ｉ０より発生した磁束φとしたＢ−Ｈ特性であり、図３（ｂ）は、横軸を時間ｔ、縦軸を磁束φとした時間−磁束特性および横軸を時間、縦軸を励磁電流Ｉ０とした時間−励磁電流特性である。
【００２８】
図３（ｂ）に示すように、励磁電流Ｉ０は、鉄心４における磁気飽和現象およびヒステリシス現象のために非正弦波となり、この励磁電流Ｉ０には第３高調波が多く含まれる。
【００２９】
なお、図３（ａ）と図３（ｂ）との関係は、図３（ｂ）の磁束０−ｂに等しく左図にａ−ｂをとると、このときの励磁電流Ｉ０が０−ａとなり、図３（ｂ）に０−ａになる点をプロットしたものであり、同様に正弦波電流１サイクル分について作図すると、図３（ｂ）に示す励磁電流Ｉ０の軌跡が求まるとともに、磁束φが正弦波でも励磁電流Ｉ０が非正弦波になることを示している。
【００３０】
以下に、前記変圧器１の過励磁状態を検出するための過励磁検出装置について、各実施形態に分けて説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００３２】
図４は、本発明の第１実施形態に係わる第１の過励磁検出装置の構成を示すブロック図である。
【００３３】
同図に示すように、この第１の過励磁検出装置には、過励磁保護対象である変圧器１、一次側変流器１１、二次側変流器１２、変圧器１の過励磁状態を検出する過励磁検出回路１３、計器用変圧器１４および過励磁状態かどうかを表示する表示器１５が設けられる。
【００３４】
変圧器１の一次側には一次側変流器１１が接続され、二次側には二次側変流器１２が接続される。また、変圧器１の一次側には計器用変圧器１４および過励磁検出回路１３が直列に接続され、過励磁検出回路１３に対して、一次側変流器１１および二次側変流器１２がそれぞれ接続され、過励磁検出回路１３に対して、表示器１５が接続される。
【００３５】
一次側変流器１１は、変圧器１の一次側に流れる一次全電流Ｉを測定するために設けられるもので、測定器の特性上、一次側に流れる一次全電流Ｉをそのまま測定に用いることは出来ないので、所定の変流比に従った弱い電流に変換して過励磁検出回路１３に出力する。
【００３６】
二次側変流器１２は、変圧器１の二次側に流れる二次負荷電流Ｉ２を測定に用いるために設けられるもので、測定器の特性上、二次側に流れる二次負荷電流Ｉ２をそのまま測定に用いることは出来ないので、一次側変流器１１と同様に、所定の変流比に従った弱い電流に変換して過励磁検出回路１３に出力する。
【００３７】
計器用変圧器１４は、変圧器１の一次側に印加される入力電圧Ｖを測定に用いるために設けられるもので、測定器の特性上、一次側に印加される入力電圧Ｖをそのまま測定に用いることは出来ないので、所定の変圧比に従った弱い電圧に変換して過励磁検出回路１３に出力する。
【００３８】
なお、変圧器１の入力電圧Ｖのみならず、変圧器１の二次側に発生する二次電圧を測定したい場合には、計器用変圧器１４を変圧器１の二次側に接続して、所定の変圧比に従った電圧に変換して過励磁検出回路１３に出力する構成としてもよい。
【００３９】
図５は、前記第１の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を示すブロック図である。
【００４０】
同図に示すように、この過励磁検出回路１３には、変圧器１の入力電圧Ｖの値を測定する電圧測定器２１、一次全電流Ｉすなわち一次側の負荷６に流れる一次負荷電流Ｉ１と鉄心４で発生する励磁電流Ｉ０とのベクトル和である一次全電流Ｉの値を測定する一次電流測定器２２、二次側に流れる二次負荷電流Ｉ２を測定する二次電流測定器２３、一次電流測定器２２で測定された一次全電流Ｉと二次電流測定器２３で測定された二次負荷電流Ｉ２に基づいて励磁電流Ｉ０を算出する励磁電流計算回路２４、入力電圧Ｖと励磁電流Ｉ０に基づいて励磁インピーダンス値を計算する励磁インピーダンス計算回路２５、過励磁状態かどうかを判別する基準となる励磁インピーダンスの基準値の情報が設定される励磁インピーダンス基準器２６および算出された励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準値に基づいて過励磁状態であるかどうかを判別する判別回路２７が設けられる。
【００４１】
この過励磁検出回路１３において、電圧測定器２１は計器用変圧器１４から接続される。また、一次電流測定器２２は、一次側変流器１１から、二次電流測定器２３は二次側変流器１２からそれぞれ接続され、これらの一次電流測定器２２および二次電流測定器２３に対して励磁電流計算回路２４が接続される。
【００４２】
電圧測定器２１および励磁電流計算回路２４は励磁インピーダンス計算回路２５に接続され、この励磁インピーダンス計算回路２５および励磁インピーダンス基準器２６に対して判別回路２７および表示器１５が直列に接続される。
【００４３】
励磁電流計算回路２４は、具体的には、例えば、２系統の交流電圧を示す信号を加算して出力するオペアンプ回路である。
【００４４】
励磁インピーダンス計算回路２５は、変圧器１に対する入力電圧Ｖを励磁電流Ｉ０で除算した値は変圧器１が有する励磁インピーダンスに相当する性質に基づいて、励磁インピーダンス値を算出する。
【００４５】
次に、前記構成の第１の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順について説明する。
【００４６】
図６は、前記第１の過励磁検出装置の過励磁検出回路１３による過励磁状態の検出手順を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、変圧器１の一次側に入力電圧Ｖを印加して、この入力電圧Ｖが、計器用変圧器１４を介して電圧測定器２１に入力されることにより入力電圧Ｖの値が測定され、この入力電圧Ｖの値を示す信号が励磁インピーダンス計算回路２５に出力される。
【００４８】
また、変圧器１の一次側に流れる一次全電流Ｉが一次側変流器１１を介して過励磁検出回路１３内の一次電流測定器２２に入力されることにより一次全電流Ｉの値を示す信号に変換され、変圧器１の二次側に流れる二次負荷電流Ｉ２が二次側変流器１２を介して過励磁検出回路１３内の一次電流測定器２２に入力されることにより二次負荷電流Ｉ２の値を示す信号に変換される。
【００４９】
次に、一次電流測定器２２により測定された一次全電流Ｉの値を示す信号および二次電流測定器２３により測定された二次負荷電流Ｉ２の値を示す信号が励磁電流計算回路２４に入力される。
【００５０】
図２に示すベクトル図によれば、一次全電流Ｉと二次負荷電流Ｉ２は位相差θだけずれており、励磁電流Ｉ０は一次全電流Ｉと一次負荷電流Ｉ１のベクトル差により求められ、一次負荷電流Ｉ１は二次負荷電流Ｉ２と同相の関係にあって、変圧器１の二次側の巻線数を一次側の巻線数で除算した巻線比Ｎに比例するので、励磁電流計算回路２４により、二次負荷電流Ｉ２の値を示す信号とこの巻線比Ｎに基づいて一次負荷電流Ｉ１の値を示す信号が生成されるとともに、この一次全電流Ｉの値を示す信号と二次負荷電流Ｉ２の値を示す信号とに基づいて、両者のベクトル差である励磁電流Ｉ０の値を示す信号が励磁インピーダンス計算回路２５に出力される（ステップＳ１）。
【００５１】
そして、入力電圧Ｖおよび励磁電流Ｉ０の値を示す信号に基づいて、励磁インピーダンス計算回路２５により入力電圧Ｖを励磁電流Ｉ０で除算した値である励磁インピーダンス値が算出され（ステップＳ２）、この励磁インピーダンス値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、励磁インピーダンス基準器２６に設定される励磁インピーダンス基準値を示す信号が判別回路２７に出力される。
【００５２】
そして、判別回路２７により、励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準値が比較され（ステップＳ３）、励磁インピーダンス値が励磁インピーダンス基準値以下であれば過励磁状態であると判別され、励磁インピーダンス値が励磁インピーダンス基準値を超えていれば過励磁状態ではないと判別され、この判別結果がメッセージなどにより表示器１５に出力表示される（ステップＳ４）。
【００５３】
このように、前記構成の第１の過励磁検出装置によれば、一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算された上で、励磁インピーダンス計算回路２５により、測定された入力電圧Ｖの値が励磁電流Ｉ０の値で除算されて励磁インピーダンス値が計算され、判別回路２７により、励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準器２６で設定された励磁インピーダンス基準値とが比較され、励磁インピーダンス値が励磁インピーダンス基準値以下である場合に、変圧器１が過励磁状態であると判別されるので、過励磁状態の原因となる励磁電流Ｉ０の大小に基づいた判別がなされることになり、過励磁状態であるかどうかを正確に把握することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５５】
図１に示す変圧器１が過励磁状態になると発熱するが、この変圧器１での発熱は、励磁電流Ｉ０を長時間継続して流し続けることにより変圧器１で発生する電力により引き起こされるものである。例えば、変圧器１が密閉された機器に搭載される場合は、この発熱が二次的な損害を引き起こす可能性がある。図４および図５に示す前記第１実施形態において、過励磁状態の有無の判別はインピーダンス基準器２６に設定する励磁インピーダンス基準値に左右されるが、変圧器１が発熱しているかどうかを直接判別する判別方法ではない。そこで、変圧器１が発熱状態にあるかどうかを判別するのが、この第２実施形態の趣旨である。
【００５６】
図７は、本発明の第２実施形態に係わる第２の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を示すブロック図である。
【００５７】
同図に示すように、この第２の過励磁検出装置における過励磁検出装置１３は、図５に示す第１の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３内の励磁インピーダンス計算回路２５を電力値計算回路３１に、励磁インピーダンス基準器２６を電力値基準器３２に置き換えたものであり、その他の構成は図５に示す構成と同様である。
【００５８】
また、第２の過励磁検出装置全体の構成は、図４に示した第１の過励磁検出装置のそれと同様である。
【００５９】
過励磁検出回路１３内の電力値計算回路３１は、電圧測定器２１により測定された入力電圧Ｖおよび、励磁電流計算回路２４により算出された励磁電流Ｉ０に基づいて電力値を計算する。
【００６０】
電力値基準器３２は、過励磁状態かどうかを判別する基準となる電力値の基準値の情報が設定される。
【００６１】
次に、前記構成の第２の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順について説明する。
【００６２】
まず、図４および図５に示す前記第１の過励磁検出装置と同様の手順で、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算されるとともに、電圧測定器２１により入力電圧Ｖの値が測定されると、励磁電流Ｉ０の値を示す信号が励磁電流計算回路２４から電力値計算回路３１に出力されるとともに、入力電圧Ｖの値を示す信号が電力値計算回路３１に出力される。
【００６３】
そして、入力電圧Ｖの値を示す信号と励磁電流Ｉ０の値を示す信号に基づいて、電力値計算回路３１により入力電圧Ｖの実効値と励磁電流Ｉ０の実効値とを乗算した値である電力値が計算され、この電力値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、電力値基準器３２に設定される電力基準値を示す信号が判別回路２７に出力される。
【００６４】
そして、判別回路２７により、電力値と電力基準値が比較され、電力値が電力基準値以上であれば過励磁状態であると判別され、電力値が電力基準値未満であれば過励磁状態ではないと判別され、この判別結果が表示器１５に出力表示される。
【００６５】
このように、前記構成の第２の過励磁検出装置によれば、一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算された上で、電力値計算回路３１により、測定された入力電圧Ｖの値と励磁電流Ｉ０の値が乗算されて電力値が計算され、判別回路２７により、電力値と電力基準器で設定された電力基準値とが比較され、電力値が電力基準値以下である場合に、変圧器１が過励磁状態であると判別されるので、過励磁状態にともない引き起こされる発熱の大小に基づいて過励磁状態であるか判別されることにより、過励磁状態かどうか正確に把握することが出来る。
【００６６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６７】
変圧器１における励磁電流Ｉ０の増加は過励磁状態の原因となるが、この励磁電流Ｉ０において、基本波成分は、過励磁状態を引き起こす主な原因にはならず、励磁電流Ｉ０中に多く含まれる第３高調波成分が変圧器１の過励磁状態を引き起こす主な原因となっている。つまり、変圧器１における励磁電流Ｉ０が異常に増加するとともに、この励磁電流Ｉ０の波形が歪んで第３高調波成分が増加することで過励磁状態になる。図５に示す前記第１実施形態において、過励磁状態の有無の判別は励磁インピーダンスの大小に基づいてなされるが、この励磁インピーダンスは、基本波成分および第３高調波以外の高調波成分を含んだ励磁電流Ｉ０に基づいて計算がなされるので、インピーダンス基準器２６に設定する励磁インピーダンス基準値によっては、励磁電流Ｉ０中の第３高調波成分の増加を検出できずに過励磁状態かどうかを正しく把握できない可能性がある。そこで、この性質に基づいて、変圧器１が過励磁状態であるかどうかを判別するのが、この第３実施形態の趣旨である。
【００６８】
図８は、本発明の第３実施形態に係わる第３の過励磁検出装置の構成を示すブロック図である。
【００６９】
同図に示すように、この第３の過励磁検出装置には、過励磁保護対象である変圧器１、一次側変流器１１、二次側変流器１２、変圧器１の過励磁状態を検出する過励磁検出回路１３および表示器１５が設けられる。
【００７０】
この第３の過励磁検出装置において、変圧器１の一次側には一次側変流器１１が接続され、二次側には二次側変流器１２が接続される。
【００７１】
また、過励磁検出回路１３に対して、一次側変流器１１および二次側変流器１２がそれぞれ接続され、また、過励磁検出回路１３に対して、表示器１５が接続される。
【００７２】
図９は、前記第３の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を示すブロック図である。
【００７３】
同図に示すように、この過励磁検出回路１３には、一次全電流Ｉの値を測定する一次電流測定器２２、二次負荷電流Ｉ２を測定する二次電流測定器２３、一次全電流Ｉと二次負荷電流Ｉ２に基づいて励磁電流Ｉ０を算出する励磁電流計算回路２４、励磁電流Ｉ０に基づいて励磁電流Ｉ０の第３高調波成分を計算する第３高調波計算回路４１、変圧器１が過励磁状態かどうかを判別する基準となる第３高調波成分の基準値の情報が設定される第３高調波基準器４２および第３高調波成分の値と第３高調波基準値に基づいて過励磁状態であるかどうかを判別する判別回路２７が設けられる。
【００７４】
また、一次電流測定器２２は一次側変流器１１から、二次電流測定器２３は二次側変流器１２からそれぞれ接続され、これらの一次電流測定器２２および二次電流測定器２３に対して励磁電流計算回路２４が接続される。
【００７５】
励磁電流計算回路２４は第３高調波計算回路４１に接続され、この第３高調波計算回路４１および第３高調波基準器４２に対して判別回路２７および表示器１５が直列に接続される。
【００７６】
この第３高調波計算回路４１は、励磁電流計算回路２４より出力された励磁電流Ｉ０の値を示す信号に基づいて、励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の値すなわち励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の一定周期における実効値が算出される。なお、第３高調波計算回路４１の具体例としては、帯域通過フィルタまたはソフト演算回路などが挙げられる。
【００７７】
次に、前記構成の第３の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順について説明する。
【００７８】
まず、図４および図５に示す前記第１の過励磁検出装置と同様の手順で、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算されると、この励磁電流Ｉ０の値を示す励磁電流信号が励磁電流計算回路２４から第３高調波計算回路４１に出力される。
【００７９】
そして、励磁電流信号に基づいて、第３高調波計算回路４１により励磁電流Ｉ０の第３高調波成分が抽出されて、この第３高調波成分を示す第３高調波信号が判別回路２７に出力されるとともに、第３高調波基準器４２に設定される第３高調波基準値を示す信号が判別回路２７に出力される。
【００８０】
そして、判別回路２７により、第３高調波計算回路４１により計算された第３高調波成分の値と、第３高調波基準器４２に設定された第３高調波基準値とが比較され、第３高調波成分の値が第３高調波基準値以上であれば過励磁状態であると判別され、第３高調波成分の値が第３高調波基準値未満であれば過励磁状態でないと判別され、この判別結果が表示器１５に出力表示される。
【００８１】
このように、前記構成の第３の過励磁検出装置によれば、一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算された上で、第３高調波計算回路４１により、励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の値が計算され、判別回路２７により、励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の値と第３高調波基準器４２で設定された第３高調波基準値とが比較され、励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の値が第３高調波基準値以下である場合に、変圧器１が過励磁状態であると判別されるので、変圧器１が過励磁状態にあるかを正確に把握することができる。
【００８２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【００８３】
既に示したように、励磁電流Ｉ０中に多く含まれる第３高調波成分が変圧器１の過励磁状態を引き起こす原因となっているので、変圧器１の異常な発熱も、この第３高調波成分の増加により引き起こされるものであると考えられる。図７に示す前記第２実施形態において、過励磁状態の有無の判別は入力電圧Ｖの値および励磁電流Ｉ０の値の積である電力値に基づいてなされるが、この電力値は基本波成分および第３高調波以外の高調波成分を含んだ励磁電流Ｉ０に基づいて計算がなされるので、電力値基準器３２に設定する電力基準値によっては、励磁電流Ｉ０中の第３高調波成分の増加を検出できずに過励磁状態かどうかを正しく把握できない可能性がある。そこで、この性質に基づいて、変圧器１が過励磁状態であるかどうかを判別するのが、この第４実施形態の趣旨である。
【００８４】
図１０は、本発明の第４実施形態に係わる第４の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を示すブロック図である。
【００８５】
同図に示すように、この第４の過励磁検出回路における過励磁検出装置１３内には、図７に示す第２の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３内の励磁電流計算回路２４と電力値計算回路３１との間に、図９に示す前記第３の過励磁検出装置で用いた第３高調波計算回路４１が設けられ、その他の構成は図７に示す構成と同様である。
【００８６】
また、第４の過励磁検出装置全体の構成は、図４に示した第１の過励磁検出装置のそれと同様である。
【００８７】
次に、前記構成の第４の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順について説明する。
【００８８】
まず、図４および図５に示す前記第１の過励磁検出装置と同様の手順で、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算されるともに、電圧測定器２１により入力電圧Ｖの値が測定されると、励磁電流Ｉ０の値を示す信号が励磁電流計算回路２４から第３高調波計算回路４１に出力されるとともに、入力電圧Ｖの値を示す信号が電力値計算回路３１に出力される。
【００８９】
次に、第３高調波計算回路４１により励磁電流Ｉ０の第３高調波成分が抽出されて、この第３高調波を示す信号が電力値計算回路３１に出力される。
【００９０】
そして、入力電圧Ｖの値を示す信号と励磁電流Ｉ０の値を示す信号に基づいて、電力値計算回路３１により入力電圧Ｖの実効値と励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の実効値とを乗算した値である電力値が計算され、この電力値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、電力値基準器３２に設定される電力基準値を示す信号が判別回路２７に出力される。
【００９１】
そして、判別回路２７により、電力値と電力基準値が比較され、電力値が電力基準値以上であれば過励磁状態であると判別され、電力値が電力基準値未満であれば過励磁状態ではないと判別され、この判別結果が表示器１５に出力表示される。
【００９２】
このように、前記構成の第４の過励磁検出装置によれば、一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算されて、第３高調波計算回路４１により、励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の値が計算された上で、電力値計算回路３１により、測定された入力電圧Ｖの値と励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の値が乗算されて電力値が計算され、判別回路２７により、電力値と電力基準器で設定された電力基準値とが比較され、電力値が電力基準値以下である場合に、変圧器１が過励磁状態であると判別されるので、変圧器１が過励磁状態にあるかを正確に把握することができる。
【００９３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【００９４】
図５に示す前記第１実施形態および図７に示す前記第２実施形態において、過励磁状態の有無の判別は励磁インピーダンスまたは電力値に基づいてそれぞれなされるが、この判別は、インピーダンス基準器２６に設定される励磁インピーダンス基準値または電力基準器３２に設定される電力基準値にそれぞれ左右されるものであるため、これらの基準値の設定によっては、正確に過励磁状態であるかどうか把握できない可能性がある。そこで、この性質を考慮して、変圧器１が過励磁状態であるかどうかを判別するのが、この第５実施形態の趣旨である。
【００９５】
図１１は、本発明の第５実施形態に係わる第５の過励磁検出装置に備えられる第５の過励磁検出回路１３の構成を示すブロック図である。
【００９６】
この第５の過励磁検出回路における過励磁検出回路１３内の構成は、図５に示す第１の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を図１１に示す構成に置き換えたものであり、第５の過励磁検出装置全体の構成は、図４に示した第１の過励磁検出装置のそれと同様である。
【００９７】
図１１に示すように、この過励磁検出回路１３には、電圧測定器２１、一次電流測定器２２、二次電流測定器２３、励磁電流計算回路２４、励磁インピーダンス判別回路５１、電力値判別回路５２および論理積回路５３が設けられる。
【００９８】
この過励磁検出回路１３において、電圧測定器２１は計器用変圧器１４から接続される。また、一次電流測定器２２は一次側変流器１１から、二次電流測定器２３は二次側変流器１２からそれぞれ接続され、これらの一次電流測定器２２および二次電流測定器２３に対して励磁電流計算回路２４が接続される。
【００９９】
電圧測定器２１は、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２にそれぞれ接続され、励磁電流計算回路２４も電圧測定器２１と同様に励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２にそれぞれ接続される。
【０１００】
そして、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２に対して論理積回路５３が出力され、この論理積回路５３に表示器１５が接続される。
【０１０１】
励磁インピーダンス判別回路５１には、図５に示す第１の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３内の励磁インピーダンス計算回路２５、励磁インピーダンス基準器２６および判別回路２７が設けられ、この励磁インピーダンス判別回路５１内の励磁インピーダンス計算回路２５に対して電圧測定器２１および励磁電流計算回路２４が接続され、判別回路２７に対して論理積回路５３が接続される。
【０１０２】
また、電力値判別回路５２には、図７に示す第２の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３内の電力値計算回路３１、電力値基準器３２および判別回路２７が設けられ、この電力値判別回路５２内の電力値計算回路３１に対して電圧測定器２１および励磁電流計算回路２４が接続され、判別回路２７に対して論理積回路５３が接続される。
【０１０３】
励磁インピーダンス判別回路５１は、励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準値に基づいて、“１”または“０”の信号を出力する。
【０１０４】
電力値判別回路５２は、電力値と電力基準値に基づいて、“１”または“０”の信号を出力する。
【０１０５】
論理積回路５３は、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２より出力された“１”または“０”の信号に基づいて、変圧器１が過励磁状態であるかどうかを判別する。
【０１０６】
次に、前記構成の第５の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順について説明する。
【０１０７】
まず、図４および図５に示す前記第１の過励磁検出装置と同様の手順で、励磁インピーダンス判別回路５１内の励磁インピーダンス計算回路２５により入力電圧Ｖと励磁電流Ｉ０に基づいた励磁インピーダンス値が計算されると、この励磁インピーダンスを示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、励磁インピーダンス基準値を示す信号が励磁インピーダンス基準器２６から判別回路２７に出力される。
【０１０８】
次に、この判別回路２７により、励磁インピーダンス値および励磁インピーダンス基準値とが比較され、励磁インピーダンス値が励磁インピーダンス基準値以上であると判別されれば“１”を示す信号が、そうでないと判別されれば、“０”を示す信号が論理積回路５３に出力される。
【０１０９】
また、図７に示す前記第２の過励磁検出装置と同様の手順で、電力値判別回路５２内の電力値計算回路３１により入力電圧Ｖと励磁電流Ｉ０に基づいた電力値が計算されると、この電力値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、電力基準値を示す信号が電力値基準器３２から判別回路２７に出力される。
【０１１０】
次に、この判別回路２７により、電力値および電力基準値とが比較され、電力値が電力基準値以上であると判別されれば“１”を示す信号が、そうでないと判別されれば、“０”を示す信号が論理積回路５３に出力される。
【０１１１】
そして、論理積回路５３により、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２より出力された“１”または“０”の信号に基づいて、これら入力された信号がともに“１”であれば“１”の信号を出力し、そうでなければ“０”の信号を出力する。つまり、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２による判別の結果に基づいて最終的に変圧器１が過励磁状態と判別されれば“１”を示す信号が出力され、過励磁状態でないと判別されれば“０”を示す信号が出力されて、これらの信号に基づく判別結果が表示器１５に出力表示される。
【０１１２】
このように、前記構成の第５の過励磁検出装置によれば、一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算された上で、励磁インピーダンス判別回路５１により、算出された励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準値とが比較されて、“１”または“０”の信号が出力され、また、電力値判別回路５２により、算出された電力値と電力基準値とが比較されて、“１”または“０”の信号が出力され、論理積回路５３により、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２から出力された“１”または“０”の信号に基づいて、入力されたすべての信号が“１”である場合に過励磁状態であると判別されるので、励磁インピーダンスの値が励磁インピーダンス基準値以下であり、かつ電力値が電力基準値以上であると判別された場合のみ過励磁状態と判別されることになり、変圧器１が過励磁状態かどうか正確に把握することが出来る。
【０１１３】
この判別方法は、例えば、変圧器１が、常時稼動が前提になっている機器に搭載されている場合などで、過励磁状態であると判別された場合の信頼性をより高めたい場合に有効である。
【０１１４】
なお、本実施形態においては、論理積回路５３により、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２より出力された“１”または“０”の信号に基づいて、入力されたすべての信号が“１”である場合に過励磁状態であると判別する構成としたが、論理積回路５３の代わりに論理和回路５５を設けて、この論理和回路５５に入力された信号の中で１つでも“１”の信号がある場合に過励磁状態であると判別する構成としてもよい。このような構成とすると、励磁インピーダンスの値が励磁インピーダンス基準値以下である、または電力値が電力基準値以上であると判別された場合に過励磁状態であると判別されるので、変圧器１が過励磁状態である疑いがある場合、これを速やかに判別したい場合に有効である。
【０１１５】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
【０１１６】
図１２は、本発明の第６実施形態に係わる第６の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を示すブロック図である。
【０１１７】
同図に示すように、この第６の過励磁検出回路における過励磁検出回路１３は、図１１に示す前記第５の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３内の励磁電流計算回路２４と電力値計算回路３１との間に、図９に示す前記第３の過励磁検出装置で用いた第３高調波計算回路４１を設けたものであり、その他の構成は図１１に示す構成と同様である。
【０１１８】
また、第６の過励磁検出装置全体の構成は、図４に示した第１の過励磁検出装置のそれと同様である。
【０１１９】
次に、前記構成の第６の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順について説明する。
【０１２０】
まず、図４および図５に示す前記第１の過励磁検出装置と同様の手順で、励磁インピーダンス判別回路５１内の励磁インピーダンス計算回路２５により入力電圧Ｖの値と励磁電流Ｉ０の値に基づいた励磁インピーダンス値が計算されると、この励磁インピーダンス値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、励磁インピーダンス基準値を示す信号が励磁インピーダンス基準器２６から判別回路２７に出力される。
【０１２１】
次に、この判別回路２７により、励磁インピーダンス値および励磁インピーダンス基準値とが比較され、励磁インピーダンス値が励磁インピーダンス基準値以上であると判別されれば“１”を示す信号が、そうでないと判別されれば、“０”を示す信号が論理積回路５３に出力される。
【０１２２】
また、図７に示す前記第２の過励磁検出装置と同様の手順で、電力値判別回路５２内の電力値計算回路３１により入力電圧Ｖと励磁電流Ｉ０の第３高調波成分に基づいた電力値が計算されると、この電力値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、電力基準値を示す信号が電力値基準器３２から判別回路２７に出力される。
【０１２３】
次に、この判別回路２７により、電力値および電力基準値とが比較され、電力値が電力基準値以上であると判別されれば“１”を示す信号が、そうでないと判別されれば、“０”を示す信号が論理積回路５３に出力される。
【０１２４】
そして、図１１に示す前記第５の過励磁検出装置と同様に、論理積回路５３により、変圧器１が過励磁状態であるかどうかが判別され、この判別結果が表示器１５に出力表示される。
【０１２５】
このように、前記構成の第６の過励磁検出装置によれば、一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算された上で、励磁インピーダンス判別回路５１により、算出された励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準値とが比較されて、“１”または“０”の信号が出力され、また、第３高調波計算回路４１により励磁電流Ｉ０の第３高調波成分が計算された上で、電力値判別回路５２により、算出された電力値と電力基準値とが比較されて、“１”または“０”の信号が出力され、論理積回路５３により、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２から出力された“１”または“０”の信号に基づいて、入力されたすべての信号が“１”である場合に過励磁状態であると判別されるので、励磁インピーダンスの値が励磁インピーダンス基準値以下であり、かつ電力値が電力基準値以上であると判別された場合のみ過励磁状態と判別されることになり、変圧器１が過励磁状態かどうか正確に把握することが出来る。
【０１２６】
なお、本実施形態においては、論理積回路５３により、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２より出力された“１”または“０”の信号に基づいて、入力されたすべての信号が“１”である場合に変圧器１が過励磁状態であると判別する構成としたが、論理積回路５３の代わりに論理和回路５５を設けて、入力された信号の中で１つでも“１”の信号がある場合に変圧器１が過励磁状態であると判別する構成としてもよい。
【０１２７】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
【０１２８】
図１３は、本発明の第７実施形態に係わる第７の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を示すブロック図である。
【０１２９】
この第７の過励磁検出回路における過励磁検出回路１３の構成は、図４に示す第１の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路１３の構成を図１３に示す構成に置き換えたものであり、第７の過励磁検出装置全体の構成は、図４に示した第１の過励磁検出装置のそれと同様である。
【０１３０】
図１３に示すように、この過励磁検出回路１３には、電圧測定器２１、第１電流測定器、第２電流測定器、励磁電流計算回路２４、励磁インピーダンス判別回路５１、電力値判別回路５２、電力値第２判別回路５４および論理和回路５５が設けられる。
【０１３１】
なお、電力値第２判別回路５４の構成は、電力値判別回路５２と同様である。
【０１３２】
この過励磁検出回路１３において、電圧測定器２１は計器用変圧器１４から接続される。また、一次電流測定器２２は一次側変流器１１から、二次電流測定器２３は二次側変流器１２からそれぞれ接続され、これらの一次電流測定器２２および二次電流測定器２３に対して励磁電流計算回路２４が接続される。
【０１３３】
電圧測定器２１は、励磁インピーダンス判別回路５１内の励磁インピーダンス計算回路２５ならびに電力値判別回路５２内および電力値第２判別回路５４内の電力値計算回路３１にそれぞれ接続され、励磁電流計算回路２４は、励磁インピーダンス判別回路５１内の励磁インピーダンス計算回路２５および電力値判別回路５２内の電力値計算回路３１および第３高調波計算回路４１にそれぞれ接続される。
【０１３４】
この第３高調波計算回路４１に対して、電力値第２判別回路５４が接続される。
【０１３５】
そして、励磁インピーダンス判別回路５１、電力値判別回路５２および電力値第２判別回路５４に対して論理和回路５５が接続され、この論理和回路５５に表示器１５が接続される。
【０１３６】
論理和回路５５は、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２より出力された“１”または“０”の信号に基づいて、変圧器１が過励磁状態であるかどうかを判別する。
【０１３７】
次に、前記構成の第７の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順について説明する。
【０１３８】
まず、図４および図５に示す前記第１実施形態と同様の手順で、励磁インピーダンス判別回路５１内の励磁インピーダンス計算回路２５により入力電圧Ｖと励磁電流Ｉ０に基づいた励磁インピーダンス値が計算されると、この励磁インピーダンスを示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、励磁インピーダンス基準値を示す信号が励磁インピーダンス基準器２６から判別回路２７に出力される。
【０１３９】
次に、この判別回路２７により、励磁インピーダンス値および励磁インピーダンス基準値とが比較され、励磁インピーダンス値が励磁インピーダンス基準値以上であると判別されれば“１”を示す信号が、そうでないと判別されれば、“０”を示す信号が論理和回路５５に出力される。
【０１４０】
また、図７に示す前記第２実施形態と同様の手順で、電力値判別回路５２内の電力値計算回路３１により入力電圧Ｖと励磁電流Ｉ０に基づいた電力値が計算されると、この電力値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、電力基準値を示す信号が電力値基準器３２から判別回路２７に出力される。
【０１４１】
次に、この判別回路２７により、電力値および電力基準値に基づいて、電力値が電力基準値以上であると判別されれば“１”を示す信号が、そうでないと判別されれば、“０”を示す信号が論理和回路５５に出力される。
【０１４２】
また、図１０に示す前記第４の過励磁検出装置と同様に、電力値第２判別回路５４内の電力値計算回路３１により入力電圧Ｖと励磁電流Ｉ０の第３高調波成分に基づいた電力値が計算されると、この電力値を示す信号が判別回路２７に出力されるとともに、電力基準値を示す信号が電力値基準器３２から判別回路２７に出力される。
【０１４３】
次に、判別回路２７により、電力値および電力基準値とが比較され、電力値が電力基準値以上であると判別されれば“１”を示す信号が、そうでないと判別されれば、“０”を示す信号が論理和回路５５に出力される。
【０１４４】
そして、論理和回路５５により、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２より出力された“１”または“０”信号のうちで、１つでも“１”であれば、最終的に変圧器１が過励磁状態であると判別されて、“１”の信号が出力され、励磁インピーダンス判別回路５１および電力値判別回路５２より出力された信号がすべて“０”であれば、最終的に変圧器１が過励磁状態ではないと判別されて、“０”の信号が出力される。
【０１４５】
そして、この論理和回路５５による出力に基づいた判別結果が表示器１５に出力表示される。
【０１４６】
このように、前記構成の第７の過励磁検出装置によれば、一次電流測定器２２および二次電流測定器２３により一次全電流Ｉおよび二次負荷電流Ｉ２がそれぞれ測定され、励磁電流計算回路２４により励磁電流Ｉ０が計算された上で、励磁インピーダンス判別回路５１により、算出された励磁インピーダンス値と励磁インピーダンス基準値とが比較されて、“１”または“０”の信号が出力され、また、電力値判別回路５２により、算出された電力値と電力基準器で設定された電力基準値とが比較されて、“１”または“０”の信号が出力され、また、第３高調波計算回路４１により、励磁電流Ｉ０の第３高調波成分の値が計算された上で、電力値第２判別回路５４により、算出された電力値と電力基準器で設定された電力基準値とが比較されて、“１”または“０”の信号が出力された上で、論理和回路５５により、励磁インピーダンス判別回路５１、電力値判別回路５２および電力値第２判別回路５４から出力された“１”または“０”の信号に基づいて、“１”の信号が１つでも入力された場合に過励磁状態であると判別されるので、変圧器１が過励磁状態にあるかどうかを正確に把握することが出来る。
【０１４７】
この判別方法は、励磁インピーダンス判別回路５１、電力値判別回路５２および電力値第２判別回路５４にそれぞれ設定された電力基準値のうち、どれか１つでも基準を満たせば過励磁状態と判断されるので、変圧器１が過励磁状態である疑いがある場合に、これを迅速に発見したい場合に有効である。
【０１４８】
なお、本実施形態においては、論理和回路５５により、励磁インピーダンス判別回路５１、電力値判別回路５２および電力値第２判別回路５４より出力された“１”または“０”の信号に基づいて、入力された信号の中で“１”の信号が１つでもある場合に過励磁状態であると判別する構成としたが、論理和回路５５の代わりに論理積回路５３を設けて、この論理積回路５３に入力された信号がすべて“１”である場合に過励磁状態であると判別する構成としてもよい。
【０１４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１の発明に係わる過励磁検出装置によれば、電圧値測定手段により変圧器の電圧値が測定され、一次電流値測定手段により変圧器の一次電流値が測定され、二次電流値測定手段により変圧器の二次電流値が測定され、励磁電流値算出手段により、変圧器の励磁電流の値が算出され、励磁インピーダンス値算出手段により、変圧器の電圧値および励磁電流の値に基づいた励磁インピーダンス値が算出されるとともに、過励磁状態判別手段により、変圧器が過励磁状態であるか否かが励磁インピーダンス値に基づいて判別されるようになるので、過励磁状態の原因となる励磁電流が考慮された上で判別されることになり、変圧器が過励磁状態にあるかどうか正確に判別することができる。
【０１５０】
また、本発明の第２の発明に係わる過励磁検出装置によれば、電圧値測定手段により変圧器の電圧値が測定され、一次電流値測定手段により変圧器の一次電流値が測定され、二次電流値測定手段により変圧器の二次電流値が測定され、励磁電流値算出手段により、変圧器の励磁電流の値が算出され、電力値算出手段により、変圧器の電圧値および励磁電流の値に基づいた電力値が算出されるとともに、過励磁状態判別手段により、変圧器が過励磁状態であるか否かが電力値に基づいて判別されるようになるので、過励磁状態により変圧器１が発熱しているかどうか容易に判別することができる。
【０１５１】
また、本発明の第３の発明に係わる過励磁検出装置によれば、一次電流測定手段により変圧器の一次電流値が測定され、二次電流測定手段により変圧器の二次電流値が測定され、励磁電流値算出手段により、変圧器の励磁電流値の算出がなされ、高調波電流値算出手段により、変圧器の励磁電流の高調波成分の振幅値が算出され、過励磁状態判別手段により、励磁電流の高調波成分の振幅値に基づいて、変圧器が過励磁状態であるか否かが判別されるようになるので、過励磁状態に陥る大きな原因となる励磁電流の高調波成分のみを判別要素とすることになり、過励磁状態かどうかの判別を正確になすことができる。
【０１５２】
したがって、本発明は、正確かつ容易に変圧器の過励磁状態を検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】変圧器の構成を示す図。
【図２】前記変圧器の各電気量の位相関係を示す図。
【図３】前記変圧器の鉄心に生じる磁束と励磁電流との関係を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態に係わる第１の過励磁検出装置の構成を示すブロック図。
【図５】前記第１の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示すブロック図。
【図６】前記第１の過励磁検出装置による過励磁状態の検出手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係わる第２の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第３実施形態に係わる第３の過励磁検出装置の構成を示すブロック図。
【図９】前記第３の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係わる第４の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の第５実施形態に係わる第５の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第６実施形態に係わる第６の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第７実施形態に係わる第７の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示すブロック図。
【図１４】従来の過励磁検出装置の構成を示す図。
【図１５】従来の過励磁検出装置に備えられる過励磁検出回路の構成を示した図。
【符号の説明】
１・・・変圧器
２・・・一次側コイル
３・・・二次側コイル
４・・・鉄心
５・・・電源
６・・・負荷
１１・・・一次側変流器
１２・・・二次側変流器
１３・・・過励磁検出回路
１４・・・計器用変圧器
１５・・・表示器
２１・・・電圧測定器
２２・・・一次電流測定器
２３・・・二次電流測定器
２４・・・励磁電流計算回路（ベクトル和計算回路）
２５・・・励磁インピーダンス計算回路
２６・・・励磁インピーダンス基準器
２７・・・判別回路
３１・・・電力値計算回路
３２・・・電力値基準器
４１・・・第３高調波計算回路
４２・・・第３高調波基準器
５１・・・励磁インピーダンス判別回路
５２・・・電力値判別回路
５３・・・論理積回路
５４・・・電力値第２判別回路
５５・・・論理和回路
【図１】
2004040955.tif 000003
【図２】
2004040955.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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