励磁突入電流を抑制する為の方法

変圧器の起動時に励磁突入電流が発生する事は存じておりますが、その励磁突入電流を抑制する方法にはどのような方法があるのでしょうか？リアクトル初期充電法なる手法があることはインターネットで拝見しましたが、具体的な内容はわからず仕舞いでした。

また、励磁突入電流は、実際には定格電流の何倍程度になるものなのでしょうか？5～10倍程度であるとインターネットでは拝見しました。概ねその程度になるのでしょうか？

詳細なご回答を頂ければ幸いです。
宜しくお願い致します。

No.5 ベストアンサー 回答者： kuroshiba999 回答日時： 2015/12/09 19:38

Ｎｏ．４です

位相制御なんていうと何か難しそうですが、新幹線の発車時を体験するとよく分かると思います。
最新の新幹線はいつ発車したか分からないほどとてもスムーズに発進してアッという間に３００Ｋｍまで加速してしまいます。これが精密な位相制御された結果なのです。

変圧器やモーターなど誘導器は最初の突入電流を押さえればいいだけなので細かい制御は不要です。

突入電流は鉄心（コア）の最大磁束密度と巻き線のインダクタンス（巻き数）で決まってしまいます。
大電力の変圧器だと巻き線は太い銅線を使うので直流抵抗はほとんど"０”Ωでしょう。（テスターで計れない）
ここで鉄心の最大磁束密度とインダクタンスの駆け引きになります。

鉄心の最大磁束密度が勝てばコイルのインダクタンスが負け、（突入電流が大きくならない）鉄心の最大磁束密度が負ければ変圧器はショートと同じなので莫大な突入電流が流れてブレーカーが落ちるかヒューズが飛びます。

　　＊＊＊最大磁束密度を超えた変圧器の巻き線は銅線の直流抵抗と同じ＊＊＊

です。

これを天秤にかけて変圧器は設計されているのです。


細かいことをいうととっても長くなってしまいますが、単純には変圧器の大きさや重量と発熱を考慮して変圧器は造られているということです。
もっと簡単にいうと「お金」ですね。


電子回路制御なんて量産すれば値段などすぐ下がるのでたいしたことないですが壊れると解析修理はとてもむずかしい............
大電力を扱うところはやっぱり物理量がモノ言わせるところだと感じますね。

（自分は電子屋ですが、仕事で電力会社の方と話します。電力の方は６，６００Ｖ－５，０００Ａや１５，６００Ｖ－○Ａですが、電子屋は.0・・・Ｖ－____μＡ　ｎＡ　ｐＡの世界なのでなかなかピンときません。電流だけで１０－１５乗　１，０００，０００，０００，０００，０００アンペアですね）

６，６００Ｖ切り替えしてた現場の方に聞いたらお昼の時間で三相送電線は０．１２～０．１６Ａだそうです。夜はわかりません。




失礼します

この回答へのお礼

追加情報ありがとうございます。
電力系統向けの変圧器設計をしている者が友人におり、数百MVA、数百kV、数万Aという方向には何となく違和感ないのですが、逆にpAなんていう単位があることに驚きです。

お礼日時：2015/12/10 10:41

No.4 回答者： kuroshiba999 回答日時： 2015/12/09 12:55

突入電流の抑制につて

Ｎｏ．２回答者様が書かれているのは一般的に使われていて、簡単で信頼性も高いものです。

小電力（５００ＶＡ程度）では変圧器一次側に"ポジスター”という非線形抵抗を持つ部品を直列にいれて突入電流を抑える方法も使われています。
ポジスターは常温で２～１０オームほどの抵抗値がありますが、通電電流による発熱で急激に抵抗値が低下する性質があります。短時間のオンオフはできませんが簡単なのであまり大きな電力を扱わない回路ではよく使われます。
大きな電力を扱う変圧器の突入電流を抑えるには交流サイリスタ（トライアック）による位相制御でスイッチのオンオフをします。
突入電流が一番大きくなるのは交流電圧位相が９０°や２７０°のときなので、サイリスタのゲートを０°、１８０°など電圧位相が“０”Ｖのところでオンにすれば突入電流はなくなります。最近の半導体素子は小型で数１００Ａを扱える信頼性の高い製品がたくさんあってこんな制御が可能になりました。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
ポジスターですか・・・初耳です。通常の導体モデルでは発熱により抵抗は増加しますが、逆の特性を持つモノが存在するのですね。興味深いですね。調べてみます。
位相制御の話は、ちらっとだけ聞いたことがあります。原理的には当然の事と思いますが、技術としては難しそうだな、という感じがしています。電気機器、電気回路の話から半導体、パワエレ、制御の話になってきますね。まだ、そちらまでは勉強が進んでおらず、具体的な話だと正直ちんぷんかんぷんになってしまいそうです（笑）。
いずれにせよ、たいへん勉強になりました。ありがとうございます。

お礼日時：2015/12/09 16:43

No.3 回答者： koikoiarare 回答日時： 2015/12/09 12:30

回答ではありませんが、何故突入電流を抑制したいのかを説明して頂いた方が、より具体的な回答が得られるのではと思います。

この回答へのお礼

書き込みありがとうございます。
特に具体的な目的というよりは、変圧器について勉強中に気になった点について質問させて頂いた所存です。
理論的な教科書などでは、どうしても実際のレベルまでは推し量りづらいですよね。
ご指摘ありがとうございます。

お礼日時：2015/12/09 13:10

No.2 回答者： 富士山兄 回答日時： 2015/12/07 19:16

励磁突入電流を抑制する方法の例としては、次のような方法が考え

られます。

変圧器の仕様等によりますが、変圧器と電源の間に抵抗器を直列に
接続します。

1)電磁接触器(*)
2台の電磁接触器を用意します。
1台目の電磁接触器は電源投入用に使用します。
2台目の電磁接触器は抵抗器短絡用に使用します。

2)励磁電流抑制用抵抗器
抵抗器の抵抗値は抑制したい励磁突入電流の大きさにより選定しま
す。
実験により励磁突入電流の大きさを測定して、抵抗値を決定します。

3)タイマー付き電磁接触器投入回路
電磁接触器にて電源を投入しますと、数サイクル後には励磁突入電
流は通常の使用電流(含む励磁電流)に収まりますので抵抗器を別に
設ける2台目の電磁接触器(*)にて短絡します。

4)タイマーの設定時間
タイマーの設定時間は設定時間を調整しながら実験を繰り返して励
磁電流が収まる時間を実測して決定します。

(*)電源が高圧の場合は高圧電磁接触器(高圧真空電磁接触器)などを
使用します。

＜問＞定格電流の何倍程度になるものなのでしょうか？
通常5～10倍程度であると言われていますが、変圧器の仕様(高圧、
低圧、変圧器容量、用途など)により異なります。
変圧器メーカーにて「試験成績書」を用意しています。
この試験成績書に励磁電流や励磁突入電流の大きさが記載されてい
ますので、試験成績書を取り寄せると良いでしょう。
あるいは、使用する計画の変圧器メーカーへ問い合わせると適切な
回答を得られると思います。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
抵抗器の電圧降下により、変圧巻線に発生する電圧を、スイッチ投入直後のみ小さくし、励磁突入電流を抑制するという方法と理解しました。物によっては大きな抵抗を接続しなければならない気もしますが、原理についてはよく理解できました。また、質問し忘れていましたが、励磁突入電流の継続時間は数サイクルという短い時間なのですね。
ところで、励磁突入電流がなぜ減衰するのかについて質問していませんでしたが、理解していない事に気づきました。調べてみます。
詳細なご回答ありがとうございました。

お礼日時：2015/12/08 11:00

No.1 回答者： check-svc 回答日時： 2015/12/07 17:51

誘導電動機のようなケースと混同していませんか？

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
電動機でも突入電流が発生する事は存じていますが、いかんせん電動機に関する知識が乏しく、わかりかねます。
変圧器の突入電流は抑制することが難しいのでしょうか？

お礼日時：2015/12/07 18:04