風力発電機の大電流測定に貢献する高精度電流センサー

背景

地球環境問題への対応として風力発電システムが導入されている再生可能エネルギー分野は、発電機用モーターによって作られた電力を系統に接続し電力供給しています。風力発電は、風の力を利用してタービンを回転させ、その回転運動を電力に変換する仕組みです。これにより、化石燃料を使用せずにクリーンなエネルギーを生成することができます。

課題

発電される再生可能エネルギーの量は、自然の状況により変動することが多いため、発電容量の急増により電力系統が不安定になることがあります。このような現象が起こった際には、波形観測器を用いて大電流波形の変動を捉え、詳細に確認する必要があります。
また、系統を長時間連続監視して異常な波形データをとらえる試験も必要になることがあります。しかし、長時間にわたる波形観測ではデータ量が多くなり、気になる波形や異常データを探しにくくなるという問題も生じます。
このような問題を解決するために、波形測定器と大電流を測定できるセンサーを用いて、波形データを長時間測定し、異常データなどを確認・監視することが求められます。

DL950、CT1000Sによる課題解決

• 電流確度（50/60 Hz）：
  ±（0.2％ of reading ＋ 0.01％ of full scale）
• ケーブル取り外し不要の高利便性＆高精度電流センサー
• AC1000 A/DC1500 A*までの大電流測定
  *動作環境温度 MAX＋40℃ではDC1500 A（連続）
• 300 kHz（－3 dB）高帯域でキャリア周波数測定
• 優れたCMRR特性でノイズ環境下でも精度良く測定
• リアルタイムの波形演算・電力演算（DL950）
• IEEE1588によるWT5000との同期計測（DL950）

大電流センサーでの波形測定

高精度なAC/DC電流センサー
波形測定器に簡単接続＆測定

AC/DCスプリットコア電流センサーCT1000Sは、電流確度（50/60 Hz）：±（0.2％ of reading ＋ 0.01％ of full scale）、最大AC1000 A/DC1500 A*までの大電流が測定できます。開閉型の形状を採用しており被測定ケーブルを取り外すことなく大電流測定が可能です。
また、電流センサーは波形測定器だけでなく電力測定器も直接接続できるので、電力測定においても大変便利です。
* 動作環境温度 MAX＋40℃ではDC1500 A（連続）

被測定ケーブルの軸位置の影響を軽減

電流センサーの原理上、被測定ケーブルが電流センサーの1次穴の中心を通っていることが理想となります。しかし、実際の測定では常に中心を通すことは難しく、ケーブルの位置による影響が測定値へ現れます。AC/DCスプリットコア電流センサーでは導体位置アジャスタを取り付けることにより、被測定ケーブルの軸位置を制限し、軸位置のずれによる影響を軽減します。

図1 センサー外観（左）と導体位置アジャスタ（右）

リアルタイム演算・電力演算

DL950のリアルタイム演算（/G03オプション）では、取り込んだ信号にさまざまな演算を施し、結果をリアルタイムにトレンド表示します。演算結果に対してトリガをかけたり、波形パラメータの自動測定やカーソル測定をすることも可能です。また入力信号および演算結果へのフィルター処理が可能です。さらにリアルタイム演算は、入力チャネルとは独立しているので、入力32チャネル ＋ 16チャネルのリアルタイム演算結果を同時に表示・解析できます。
電力演算（/G05オプション）では、リアルタイムに1周期ごとの実効値、有効電力、積算電力、高調波など最大126種類の電力パラメータを演算し、測定する電圧、電流信号と、演算した電力パラメータのトレンド波形を、同時にリアルタイム表示します。電力パラメータのトレンド波形でトリガをかけることも可能です。
※電力演算オプションには、リアルタイム演算オプションが含まれています。

図2　単相電圧・電流波形と電⼒パラメータ演算の例

また、さらに高速な信号測定が必要な場合、ミックスドシグナルオシロスコープDLM5000を使って大電流の三相電圧電流の波形測定ができます。