JPH0122972B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野の説明 本発明は三次巻線付単相単巻変圧器に関するも
のである。

(b) 従来技術の説明 我国の187KV〜275KVの超高圧送電以上の系
統では直接接地方式が採られており、これらの系
統間の連繋に使用される変圧器は、我国の厳しい
鉄道輸送制限に対応するため単相単巻変圧器が採
用されている。

第１図は従来の代表的な単相単巻変圧器の結線
図をしめしたもので、直列巻線１、分路巻線２、
タツプ巻線４を直列接続してその一端を高圧線路
端子Ｕとし、他端を中性点端子ｖとし、さらに三
次巻線３を設けてその端子を三次端子ａ，ｂと
し、この三次巻線３と、タツプ巻線４を励磁する
励磁巻線５とを並列接続したもので、直列巻線１
と分離巻線２との接続点となる低圧線路端子ｕの
電圧を一定にし、高圧線路端子Ｕの電圧を可変す
るものである。

この単相単巻変圧器の具体的な構成の一例を第
２図および第３図にしめす。第２図ａ，ｂは従来
の一般的な単相三脚鉄心をしめしたもので、ａは
鉄心抜板の配置をしめす正面図、ｂは各鉄心脚に
断面をしめす平面図である。第２図からわかるよ
うに一般に単相三脚鉄心は２組の同一断面積を有
する単相二脚鉄心７１，７２を長手方向に隣接さ
せて構成したもので、隣接する鉄心脚を組合せて
中央脚とし、両側の鉄心脚を側脚としたものであ
る。従つて中央脚の断面積は側脚の２倍の断面積
を有している。

第３図は第２図にしめした単相三脚鉄心に各巻
線を配置した単相単巻変圧器をしめす正面図で、
中央側に直列巻線１、分路巻線２および三次巻線
３が巻装され、一方の側脚にタツプ巻線４と、三
次巻線３に並列接続される励磁巻線５が巻装され
ている。第３図の構成によれば、励磁巻線５の電
圧が一般に電圧の低い三次電圧と同じになり、巻
線構成も比較的単純になるという利点はあるもの
の、中性点側でタツプ切換を行つて高圧線路端Ｕ
の電圧を可変するため鉄心の励磁がタツプ位置に
よつて変化し、そのため三次電圧が変動するとい
う欠点がある。例えば実際に使用されている
500KV／√３−275KV／√３−63KVの三次巻線
付単相単巻変圧器の場合、最高タツプ、定格タツ
プ、最低タツプの各々における鉄心励磁電圧比は
252.7KV（＝527.7−275）：225KV（＝500−225）：
202.7KV（＝477.7−275）となつている。従つて
三次電圧は各タツプで70.8KV，63KV，56.8KV
と大幅に変動する。三次端子ａ，ｂは一般に三相
バンクでデルタ結線され、コンデンサやリアクト
ルを接続し、無効電力調整を行なうから、上記の
ようにタツプ位置により端子電圧が大幅に変動す
ると、コンデンサ等の利用率が低下し、かつ無効
電力制御が複雑になるなどの問題が生じる。

さらに三次巻線容量は、一般に一次、二次容量
の20〜30％程度であらり、他の主巻線（直列巻線
および分路巻線）に較べて小さくなるが、第３図
の従来例ではこれらを同一の鉄心脚に巻いている
ため、三次巻線と他の巻線間インピーダンス、と
りわけ二次（低圧）一三次巻線間のインピーダン
スが小さくなりすぎるきらいがある。この三次イ
ンピーダンスが小さいということは三次外部短絡
時の事故電流が大きくなるので、このため三次巻
線は事故電流による大きな電磁機械力に耐えるよ
うに熱的に必要な容量以上に大きくすることが必
要になる。また三次回路の事故電流が大きいと、
三次回路のしや断器もそれだけ大容量のものが必
要になる。従つて大容量器になるほど、三次イン
ピーダンスを大きくすることが有効であるが、こ
のため三次巻線と他巻線間の距離を絶縁上必要な
距離以上に拡げることは変圧器全体が大きくなる
ので、輸送制限上および経済性の点から限界があ
る。また三次回路に限流リアクトルを設ける案も
あるが、構成が複雑になりまた経済性の点から不
利になる。

しかしならが一方では、三相バンクでデルタ結
線される三次巻線と他の巻線との間のインピーダ
ンスが余り大きくなると、一次域は二次からみた
変圧器の零相インピーダンスが大きくなるので、
直接接地系統に使用される変圧器としては不適当
になつてしまう。即ち直接接地系統では、系統一
線地絡事故時でも健全相の対地電圧上昇を出来る
だけ低く抑えることが望まれており、そのために
は系統の零相インピーダンスを小さくすることが
必要となる。

単相単巻変圧器３台を組み合せる三相バンクで
はデルタ結線される三次巻線と他の巻線との間の
インピーダンスがそのまま零相インピーダンスに
なるので、前述のように三次巻線のインピーダン
スは三次しや断容量の点からは大きい方がよい
が、余り大きいと系統運用上問題点になるわけで
ある。

(c) 発明の目的 本発明はこのような従来の単相単巻変圧器のも
つ欠点を除去し、三次インピーダンスを適度な値
に選ぶことが出来る改良された単相単巻変圧器を
提供することを目的とする。

(d) 発明の実施例 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第４図は本発明による単相単巻変圧器に使用
する単相三脚鉄心をしめたもので、ａは鉄心抜板
の配置をしめす正面図、ｂは各鉄心脚の断面をし
めす平面図である。第４図において長手方向に隣
接させた２組の単相二脚鉄心８１，８２はそれぞ
れ異なつた断面積を有しているが、それらの合
計、即ち隣接する鉄心脚を組合せた中央脚の断面
積は従来の第２図にしめす例の中央脚の断面積と
同じである。

第５図は第４図にしめした単相三脚鉄心に各巻
線を配置した本発明による単相単巻変圧器の正面
図をしめし、第６図はその結線図をしめす。即ち
単相三脚鉄心の中央脚に直列巻線１、分路巻線２
およびタツプ巻線４を巻装し、断面積の大きい方
の側脚に三次巻線３と低圧巻線６を巻装してあ
り、この低圧巻線６はその両端を低圧線路端子ｕ
と中性点ｖに接続している。

このように構成した場合、三次巻線３はその励
磁が、電圧が一定に保たれる低圧巻線６によつて
行なわれるため、タツプ巻線４のタツプの位置に
よつて電圧が変動することがない。また三次巻線
３は、その断面積が中央脚よりも小さな側脚に巻
装されるため、中央脚に巻装した場合に較べる
と、巻回数は断面積比 ａ（＝中央脚断面積／側脚断面積）倍だけ多くなるが
、その 結果巻線間もれインピーダンス、即ち三次インピ
ーダンスは略a²倍と大きくなる。従つて例えば小
さい断面積の側脚の断面積を中央脚の30％、大き
い断面積を有する側脚の断面積を中央脚の70％に
選べば、ａ＝１／0.7ゆえに三次インピーダンスは略 ２倍（＝１／0.72）になる。また同様にａ＝１／0.58に 選べば略３倍にすることが出来る。第２図の従来
例で同様の構成とした場合はａ＝１／0.5となり、三 次インピーダンスが略４倍にもなつてしまうこと
に較べると、本発明による単相単巻変圧器におい
ては、三次インピーダンスの大きさにはるかに融
通性がある。従つて三次インピーダンスの適度の
調整が可能となる。

次に第７図および第８図は本発明の他の実施例
よる単相単巻変圧器の正面図および結線図をしめ
したものである。この単相単巻変圧器は第４図に
しめした単相三脚鉄心の中央脚に直列巻線１、分
路巻線２を巻装し、断面積の大きい方の側脚に三
次巻線３と低圧巻線６を巻装してあり、この低圧
巻線６はその両端を低圧線路端子ｕと中性点ｖに
接続している。

また上記単相三脚鉄心とは別の鉄心８３に、タ
ツプ巻線４と励磁巻線５を巻装し、その励磁巻線
５は三次巻線３と並列接続して構成する。

このように構成した場合、第５図の実施例と同
等の効果が得られるだけでなく、タツプ巻線４を
変圧器本体の単相三脚鉄心と別の鉄心８３に巻い
てあるので、例えばこのタツプ部分を変圧器本体
とは別のタンクに収納しておけば、万一のタツプ
部分の事故に際しては、これを切離すことによ
り、変圧器本体はタツプなし変圧器として運転が
継続できるし、さらにこのタツプ部分を他の二相
と併せて三相器で構成することも出来、この場合
に三相星形結線中性点切換用タツプ切換器が有効
に使える大きな利点がある。

(e) 発明の効果 以上説明のように、本発明によれば、三次電圧
がタツプ位置によつて変動せず、かつ三次インピ
ーダンスの適度な調整が可能な改良された単相単
巻変圧器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の三次巻線単相単巻変圧器の結線
図、第２図ａおよびｂは従来の単相三脚鉄心の鉄
心抜板の配置をしめす正面図および各鉄心脚の断
面をしめす平面図、第３図は第２図の鉄心を使用
した、第１図の結線による単相単巻変圧器の正面
図、第４図ａおよびｂは本発明の単相単巻変圧器
に使用する単相三脚鉄心の鉄心抜板の配置をしめ
す正面図および各鉄心脚の断面を示す平面図、第
５図は本発明による単相単巻変圧器をしめす正面
図、第６図は第５図にしめす巻線の結線図、第７
図は本発明の単相単巻変圧器の他の実施例をしめ
す正面図、第８図は第７図にしめす巻線の結線図
である。 １…直列巻線、２…分路巻線、３…三次巻線、
４…タツプ巻線、５…励磁巻線、６…低圧巻線、
７１，７２，８１，８２…単相二脚鉄心、８３…
鉄心、Ｕ…高圧線路端子、ｕ…低圧線路端子、ｖ
…中性点端子、ａ，ｂ…三次端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄心脚の断面積が異なる２組の単相二脚鉄心
   を隣接させ、その隣接する鉄心脚を組合せて中央
   脚とし、両側に位置する鉄心脚を側脚として単相
   三脚鉄心を構成し、この単相三脚鉄心の中央脚に
   はそれぞれ直列接続される直列巻線、分路巻線、
   タツプ巻線を巻装し、一方の断面積の大きい側脚
   には三次巻線、低圧巻線を巻装し、該低圧巻線は
   その一端を前記直列巻線と分路巻線の接続点とな
   る低圧線路端子に、他端を前記タツプ巻線を介し
   て引き出される中性点端子に接続したことを特徴
   とする単相単巻変圧器。 ２ 鉄心脚の断面積が異なる２組の単相二脚鉄心
   を隣接させ、その隣接する鉄心脚を組合せて中央
   脚とし、両側に位置する鉄心脚を側脚として単相
   三脚鉄心を構成し、この単相三脚鉄心の中央脚に
   は直列接続される直列巻線および分路巻線を巻装
   し、一方の断面積の大きい側脚には三次巻線およ
   び低圧巻線を巻装し、前記単相三脚鉄心とは別の
   鉄心に前記分路巻線に直列接続されるタツプ巻線
   と、前記三次巻線に並列接続される励磁巻線を巻
   装し、前記低圧巻線はその一端を前記直列巻線と
   分路巻線の接続点となる低圧線路端子に、他端を
   前記タツプ巻線を介して引き出される中性点端子
   に接続したことを特徴とする単相単巻変圧器。