零相変圧器（ZPD）【使い方・注意点】

構内で地絡事故が起きた時の零相電圧と零相電流の位相は、零相電流が少し進み位相となります。
構外で地絡事故が起きた時の零相電圧と零相電流の位相は、零相電流が90°遅れ位相となります。
そのため、左図の様に位相によって動作領域を決めることで、もらい事故を防ぐことが出来ます。

U・V・W相の各相にCu・Cv・Cwのコンデンサを接続し、もう一端を三相一括してCgに接続します。
Cgのもう一端はA種接地します。

・Cu・Cv・Cwは250pF
・Cgは0.15uF
・変圧器の変圧比は20:1
とします。

通常時は、(V_u+V_v+V_w=0)となり、
(V_u)、(V_v)、(V_w)がそれぞれ打ち消しあうため、(V_g=0)となります。

V相が一線地絡したとした場合、零相電圧Vgは、相電圧をEとすると、零相電圧はその３倍の3Eとなるので、

\(\displaystyle 3E=3×\frac{6600}{\sqrt{3}}=11430V\)

となります。
その零相電圧を、直列接続したコンデンサで分圧するので、
\(\displaystyle \begin{eqnarray}
V_g&=&\frac{C}{C+C_g}×3E \\
&=&\frac{250}{250+150000}×11430 \\
&=&19.02[V]
\end{eqnarray}\)

と求まります。
出力トランスが、\(V_g:V_o=20:1\)とすると、
\(\displaystyle V_o=\frac{1}{20}V_g=0.95[V]\)

と求まり、完全地絡時には、約1[V]の電圧が出力されます。

【NG例】
U・V相に単相負荷の結線を接続し、W相には何も接続しなかった場合。
U・V相には対地静電容量Cu・Cvが発生しますが、W相には何も接続されていない状態となります。その結果、対地静電容量がアンバランスになり、零相電圧が発生します。

【OK例】
対地静電容量が発生することを考慮し、３芯の線を使用します。
単相負荷には接続しなくとも、W相にもケーブルを接続することで、対地静電容量のアンバランスを防ぐことが出来ます。

【NG例】
ZPDの出力線の極性を逆にして保護継電器に取り付けると、不要動作や不動作の原因となります。

【NG例】
ZPD、ZCTのそれぞれで接地をして２箇所接続としてしまうのはNGです。
誘導などで還流が発生し、不要動作につながる可能性があるため、接地は１箇所にしましょう。

【OK例】
ZPD、ZCTをDGRに接続するときは、左図のように接続します。
ZPDは、y1-Y1、y2-Y2の接続
ZCTは、z1-Z1、z2-Z2の接続をします。

接地は１箇所だけします。