JPH0352207A

JPH0352207A - ガス絶縁変圧器

Info

Publication number: JPH0352207A
Application number: JP18595889A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Toda; 戸田　克敏
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-03-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、低圧巻線・高圧巻線等の主巻線と、３次巻線
、安定巻線、タップ巻線等の主巻線より容量の小さい巻
線とを、同一タンク内に収納したガス絶縁変圧器に関す
るものである。

（従来の技術）近年、変圧器は、不燃化・軽量化・現地据付工事と保守
の簡素化の要請から、油人変圧器に代ってＳ　Ｆ６ガス
等のガス絶縁媒体を使用したガス絶縁変圧器が多く採用
されるようになっている。

この様なガス絶縁変圧器に使用される封入ガスとしては
、絶縁性に優れていることから、ガス密閉形開閉装置に
も使用されているＳ　Ｆ６ガスを用いるのが一般的であ
る。しかし、Ｓ　Ｆ６ガスは絶縁性には優れているもの
の、絶縁油と比較すると、冷却性能が劣り、従来のガス
絶縁変圧器は数１０ＭＶＡまでの中小容量の変圧器に限
られていた。

しかし、より高電圧・大容量の変圧器を実現させるため
には、巻線に対する冷却能率をさらに向上させ、且つ、
高い絶縁能力を巻線に持たせることが不可欠となってお
り、巻線占積率に優れ、冷却特性が良く、電位分布特性
が良好のため、高い絶縁耐力を有するシート状巻線を用
いることが考えられている。

この種の変圧器としては、例えば特開昭５４−１　６８
６　１　３号公報に示されたものが知られている。即ち
、第４図に示した様に、鉄心脚１の周囲に金属シ一ト２
と絶縁シ一ト３を重ねて巻回して巻線が構成されている
。また、前記巻線は低圧巻線４と高圧巻線５とからなり
、これらの各巻線内には環状の冷却パネル６が内蔵され
ている。なお、この冷却パネル６は、冷媒が流れるため
の狭い間隙をおいて重ねた２枚の金属板の周囲を、溶接
等で封じたものである。そして、この隙間にフロンＲ−
１１３やフロリナートＦＣ−７５等の冷媒をポンプ７で
常時流し込み、冷媒に巻線内で発生した熱を奪い取らせ
ることで冷却を行っている。また、熱を吸収した冷媒は
、導出ノズルにより巻線の外部に送り出され、タンク８
の外部に設けられた冷却器９内で冷却され、再度冷却パ
ネル６内に送り込まれる。

なお、冷媒は冷却パネル６に送り込まれる前に、一旦集
液管１０に集められるが、この果液管１０はタンク８な
どと同電位のアース電位を保持しているため、金属シ一
ト２と同電位を有する冷却パネル６との接続は、絶縁パ
イプ１１を介して行なわれている。また、冷却バネル６
は金属シ一ト２を熱伝導により冷却するため、金属シー
ト２あるいは絶縁シ一ト３に接触しており、さらに巻線
内に巻き込まれているため、冷却パネル６にもほぼ同電
圧が印加され、この金属シ一ト２や冷却パネル６と外部
との絶縁は、タンク８内に封入されたＳ　Ｆ６ガスなど
の絶縁ガスによってなされている。

以上説明ｌ２たガス絶縁変圧器は、従来の平角線状の導
体を用いたガス絶縁変圧器に比較して、大幅な小形・軽
量・大容量・高電圧化が可能で、絶縁信頼性が高いなど
の利点を有している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した様な構成を有するガス絶縁変圧
器においては、以下に述べる様な解決すべき課題があっ
た。即ち、変圧器の容量が大きくなると、巻線４．５か
らの漏れ磁束量が大きくなり、巻線４，５自身に大きな
渦電流損を発生させ、局部過熱を引き起こすことが知ら
れているが、巻線４，５から発生した漏れ磁束１２は、
第５図に示した様に、巻線から絶縁空間１３及び鉄心１
、あるいは絶縁空間１３及びタンク８を介してループを
作る。このとき、漏れ磁束１２は金属シ一ト２を横切っ
て、最短の磁路（磁気エネルギーが最小）で、ループを
形戊しようとするが、金属シ一ト２の上下方向の幅が大
きいため、金属シ一ト２内に漏れ磁束１２の半径方向へ
の漏れを打消す向きに渦電流が流れる。この渦電流は、
特に金属シ一ト２の土下端に集中して流れ、大きな損失
を発生させる。また、この渦電流損失は、第６図に示し
た様に、鉄心脚に近い程、あるいはタンク壁に近い程大
きくなるという特徴を有している。さらに、この様な現
象は、従来の平角線状の導体を用いた変圧器に比べて、
シート状導体を用いた変圧器において、導体の幅が広い
分、顕著に現われる。

ところで、変圧器は一般に、低圧巻線及び高圧巻線等か
ら構成される主巻線の他に、タップ巻線や３次巻線等の
様に、主巻線に比べて容量が小さく電圧の低い巻線を主
巻線と組合せて用いることが多い。即ち、第７図に示し
た様に、鉄心脚１のまわりに、内側から順に、３次巻線
１４、主巻線である低圧巻線４及び高圧巻線５、さらに
タップ巻線１５が巻回されている。そして、これらの各
巻線がシート状巻線から構成されている場合、変圧器の
容量が大きくなると、前述した様に、各巻線１４．４．
５．１５からの漏れ磁束が大きくなり、各巻線に大きな
渦電流損を発生させる。また、この渦電流損は、第８図
に示した様に、鉄心脚１に最も近い３次巻線１４とタン
ク壁に最も近いタップ巻線１５において大きくなる。そ
のため、巻線容量の小さい３次巻線１４やタップ巻線１
５等において過大な損失が発生することになり、巻線に
局部過熱を起こす危険性があるばかりでなく、主巻線以
外の巻線を冷却する必要が生じ、冷却パネルの枚数を増
加させなければならず、コストが増大し、また、巻線の
大形化を招いていた。さらに、この様な欠点を解決する
ために、鉄心脚と巻線、あるいは巻線とタンク壁との距
離を拡大し、漏れ磁束の磁路長をのばすことによって、
シート状巻線に発生する損失を抑制することも考えられ
るが、変圧器の巻線及びタンクの大形化を招き、コスト
アップとなるという欠点があった。

本発明は以上の欠点を解消するために提案されたもので
、その目的は、変圧器の巻線及びタンクを大形化するこ
となく、巻線に発生する渦電流損失を低減し、局部過熱
防止を計った、高性能、高品質、コンパクトで安価なガ
ス絶縁変圧器を提供することにある。

［発明の構戊］（課題を解決するための手段）本発明は、鉄心脚に低圧巻線、高圧巻線等の主巻線と、
３次巻線、安定巻線、タップ巻線等の主巻線より容量の
小さい巻線とを巻回し、同一タンク内に収納したガス絶
縁変圧器において、主巻線を金属シートと絶縁シートを
重ね合せて巻回したシート状巻線から構成し、また、主
巻線以外の巻線を平角線状の導体を巻回した線状巻線か
ら構成し、これらの線状巻線を主巻線の内側あるいは外
側の少なくともいずれか一方に配設したことを特徴とす
るものである。

（作用）本発明のガス絶縁変圧器によれば、シート状巻線に比べ
て渦電流損失の発生が少ない線状巻線を、主巻線の内側
あるいは外側の少なくともいずれか一方に配設すること
によって、漏れ磁束による渦電流損失を抑制することが
できる。また、主巻線に発生する渦電流損失も、その内
側あるいは外側の少なくともいずれか一方に配設される
線状巻線によって、鉄心あるいはタンク壁との距離を保
持されるため、低減することができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて
具体的に説明する。なお、第４図乃至第８図に示した従
来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略
する。

本実施例においては、第１図及び第２図に示した様に、
主巻線である低圧巻線４及び高圧巻線５がシート状導体
から構成され、また、低圧巻線４の内側に配設される３
次巻線２０及び高圧巻線５の外側に配設されるタップ巻
線２１が、平角線状の導体を巻回して構成された線状導
体から構戊されている。

この様な構戊を有する本実施例のガス絶縁変圧器におい
ては、鉄心脚及びタンク壁に最も近い部分の巻線を線状
巻線で構成したことにより、第３図に示した様に、巻線
に発生する渦電流損失を大幅に低減することができる。

また、その結果、局部過熱が防止できるので、冷却パネ
ルの配設個数を削減することが可能となり、また、巻線
と鉄心あるいは巻線とタンク壁との間隔をあける必要も
ないので、巻線の寸法も縮小することができる。

一方、シート状巻線を用いた主巻線４．５においては、
その内側及び外側に配設される３次巻線２０及びタップ
巻線２１によって、鉄心１あるいはタンク８との距離を
確保されることになるため、巻線の寸法を大きくするこ
となく、渦電流損失を低減することができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、シート状巻線から戊る主巻線の内側あるいは外側に
配設される巻線は、線状巻線であれば、３次巻線、安定
巻線、タップ巻線等、いずれでも良く、また、主巻線の
内側及び外側に配設される巻線が同一の巻線から構成さ
れていても同様の効果が得られる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、低圧巻線及び高圧巻
線などの主巻線をシート状巻線から構戊し、また、主巻
線以外の巻線を平角線状の導体を巻回した線状巻線から
構威し、これらの線状巻線を主巻線の内側あるいは外側
の少なくともいずれか一方に配設するという簡単な手段
によって、変圧器の巻線及びタンクを大形化することな
く、巻線に発生する渦電流損失を低減し、局部過熱防止
を計った、高性能、高品質、コンパクトで安価なガス絶
縁変圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス絶縁変圧器の一実施例を示す断面
図、第２図はその要部拡大断面図、第３図は本発明の作
用を示すためのもので、渦電流損の半径方向分布図、第
４図は従来のガス絶縁変圧器の構成を示す断面図、第５
図は巻線に発生する漏れ磁束を示す断面図、第６図は第
４図に示した従来のガス絶縁変圧器における渦電流損の
半径方向分布図、第７図は従来のガス絶縁変圧器の構成
を示す断面図、第８図はその渦電流損の半径方向分布図
である。１・・・鉄心脚、２・・・金属シート、３・・・絶縁シ
ート、４・・・低圧巻線、５・・・高圧巻線、６・・・
冷却パネル、７・・・ポンプ、８・・・タンク、９・・
・冷却器、１０・・・果液管、１１・・・絶縁パイプ、
１２・・・漏れ磁束、１４・・・３次巻線、１５・・・
タップ巻線、２０・・・３次巻線、２１・・・タップ巻
線。

Claims

【特許請求の範囲】鉄心脚に低圧巻線、高圧巻線等の主巻線と、３次巻線、
安定巻線、タップ巻線等の主巻線より容量の小さい巻線
とを巻回し、同一タンク内に収納したガス絶縁変圧器に
おいて、前記主巻線を金属シートと絶縁シートを重ね合せて巻回
したシート状巻線から構成し、また、前記主巻線以外の
巻線を平角線状の導体を巻回した線状巻線から構成し、
これらの線状巻線を前記主巻線の内側あるいは外側の少
なくともいずれか一方に配設したことを特徴とするガス
絶縁変圧器。