地絡検出②EVTの動作原理 - パワエレ学生の備忘録

　前記事（地絡検出①ZPDの動作原理 - 便所の落書き）にてZPDの動作原理を解説しました．今度はEVTについて紹介します．

　EVTとは正式には，接地計器用変圧器（Earthed Voltage Tran-sformer）と言い，ZPDと同じく，地絡検出を目的に使用されます．

EVTの動作原理

　考え方自体はZPDと全く同じです．三相交流平衡電源の対地電圧は全相健全であればそのフェーザの総和は零になる，という零相電圧の考え方です．すなわち，

$$\sum e = e_{uv} + e_{vw} + e_{wu} = 0.$$

　EVTは下図のように接続して使用されます．

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　 $\displaystyle L_{u1},L_{v1},L_{w1}$ はそれぞれ， $\displaystyle L_{u2},L_{v2},L_{w2}$ と電磁結合していて，変圧器になっています．

　このように，２次側を直列に接続することによって， $\displaystyle V_o$ には零相電圧が発生します．

　一線地絡時，例えばU相が地絡した場合，その等価回路は下図のように描き直すことができます．

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　U相のEVT１次巻線は短絡されることになり，電圧は印加されないことになります．従って２次巻線に電圧は発生せず， $\displaystyle V_o$ にはV,W相の電圧のみが加算されます．したがって，総和が非零になります．

　この時の $\displaystyle L_{v1},L_{w1}$ にはUV,UW相の対地電圧が印加されることになります．つまり，

$\displaystyle \vec{V_{v1}} = \vec{E_U} + \vec{E_V} = E \varepsilon ^{j0} + E \varepsilon ^{-j\frac{2}{3}\pi} = E \left( \frac{1}{2} -j\frac{\sqrt{3}}{2} \right) = E \varepsilon ^{-j\frac{1}{3}\pi}$

$\displaystyle \vec{V_{w1}} = \vec{E_U} + \vec{E_W} = E \varepsilon ^{j0} + E \varepsilon ^{-j\frac{4}{3}\pi} = E \left( \frac{1}{2} +j\frac{\sqrt{3}}{2} \right) = E \varepsilon ^{-j\frac{5}{3}\pi}$

となり，

$\displaystyle V_o = V_{v2} + V_{w2}$

なので，巻線比を $\displaystyle K$ とすると，

$\displaystyle V_o = K \left( \vec{V_{v1}} + \vec{V_{w1}} \right) = \frac{1}{2}KE$

と計算できます．