保護継電器と計器用変成器の概要【電験三種】

変電所での故障や異常は広い範囲に障害が発生します。そのようなことはできる限り避けなければなりません。
そこで、変電所には故障や異常を検出したり監視したりする、保護継電器や計器用変成器が設置されています。
本項ではその二つの設備について取り上げていきましょう。

変電所に保護継電器や計器用変成器は図のように設置されています。

初めに保護継電器について説明しましょう。
保護継電器は、保護する対象となる区間に設置した計器用変成器から電圧や電流を検出して、異常の有無を監視する機器です。異常を検出すると遮断器を作動させて、異常箇所を遮断して送電への影響を最小限にします。

保護継電器には表のような2つの方式でいくつかの種類があります。

電気的、機械的な方式とそれぞれの継電器が何を監視しているかは抑えておきましょう。

次に計器用変成器の説明です。
主変圧器や送電線に流れている電圧や電流を監視するために設置されている機器で、下記の2つの種類があります。

計器用変圧器：ＶＴ（ＶＯＬＴＡＧＥＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）もしくはＰＴ（ＰｏｔｅｎｔｉａｌＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）
電圧の異常を監視するための機器で、１１０Ｖほどの電圧に変換します。
注意点があり、１次側に電圧がかかった状態で２次側を短絡してはいけません。大きな短絡電流が１次側に流れるので、とても危険です。

計器用変流器：ＣＴ（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）
電流の異常を監視するための機器で、高圧用であれば５Ａ・特高用であれば１Ａ程度の電流に変換します。
こちらも注意点があり、１次側に電流が流れている状態で、２次側を開放してはいけません。２次側のインピーダンスが０Ωから∞Ωまで急上昇するのに従って、誘起電圧もそれに従って急上昇するため、アークが発生するなどとても危険です。

計器用変圧器も計器用変流器も構造はほぼ同じで図のようになります。

送電線の電圧や電流はとても大きいので、そのまま検出する機器に接続できません。
それで図のような構造にして、測定しやすい大きさに変換したものを保護継電器で検知するようにします。