JPH0518449B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電磁誘導機器に関するものであ
り、もう少し詳しくいうと、主鉄心と、この主鉄
心に鎖交する主巻線を備えた、変圧器、リアクト
ルなどの電磁誘導機器に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は従来の変電所における主要機器の配置
を示す簡略化した結線図であり、主変圧器１と配
電用変圧器２が、それぞれ複数の遮断器５、断路
器６、ケーブル７を介して接続されている。８は
母線連絡である。配電用変圧器２にケーブル７、
遮断器５を介して接続された母線連絡９には、ケ
ーブル、遮断器を介して所内用変圧器４が接続さ
れている。３は分路リアクトルである。

所内用変圧器４はこのように従来は別個の機器
として設置され、主要機器である主変圧器１、配
電用変圧器２、分路リアクトル３等の冷却器駆動
用電源、制御盤用電源等、変電所内の各種低圧電
源を、こゝでは図示しない低圧回路を介して供給
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の電源方式では、低圧電源を
供給されるべき主要機器１〜３と所内用変圧器４
とが、回路的あるいは空間的に離れていたり、そ
れらの間に遮断器５、断路器６等の多くの開閉機
器あるいはケーブル７等を介しているのが普通で
あつた。したがつて所内用変圧器４が主要機器１
〜３等に関わりない他の原因により故障したり、
使用できなくなるおそれがあつた。

この場合、たとえば、主要機器１〜３等の冷却
用のポンプやフアンの電源が停止すると、主要機
器の巻線や鉄心の温度上昇が大きくなり、やがて
はこれら主要機器の運転を停止せざるを得なくな
る場合が想定される。従来は、かかる事態を避け
るために、こゝでは図示しないが、母線連絡８ま
たは９により接続される隣接の別系統にも別の所
内用変圧器を併設し、一方の所内用変圧器に支障
が起きた場合に、自動的に回路を切換えて他方の
所内用変圧器を緊急用電源とする方法が広く行わ
れている。

しかし、上記の方法では、所内用変圧器の所要
台数が多くなるほか、母線から所内用変圧器への
接続設備あるいは低圧の配線、制御回路等も複数
系列必要になつたり、故障時の制御も複雑化する
などの問題点があつた。

この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、上記のような複数個の機器や回路設
備、制御設備等が不要であるに加え、必要なとき
には必ず、しかも自らが供給可能な補助電源を備
えた電磁誘導機器を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電磁誘導機器は、主鉄心の断面
積全体と鎖交する主巻線の他に、主鉄心の一部分
と鎖交する補助巻線と、補助巻線の外部引出し用
端子を備えている。

〔作用〕

この発明においては、補助巻線が主鉄心断面積
の一部分と鎖交することから、主鉄心断面積全体
と鎖交する主巻線が１ターン当りに発生する電圧
よりも低い１ターン当りの電圧を補助巻線から取
出すことができ、したがつて、補助巻線の巻回数
を適当回数とすることにより、たとえば200、
400V等の通常の低圧電源電圧が得られ、かつ、
補助巻線導体の電流容量に応じた出力が得られ
る。さらにこの出力は、通常用電源としても、ま
たは別個に設置した本来の補助電源が使用できな
い場合の予備電源としても機能する。

〔実施例〕

第１図〜第３図はこの発明の一実施例の三相変
圧器を示し、変圧器タンク１１内に、主巻線の高
圧巻線１２Ａおよび主巻線の低圧巻線１２Ｂが主
鉄心１３Ａ，１３Ｂと鎖交して収納されている。
この場合は、外鉄形変圧器の例で、高、低圧巻線
１２Ａ，１２Ｂは交互に分けて巻かれ、主鉄心１
３Ａ，１３Ｂは２つの磁路に分れている。主巻線
１２Ａ，１２Ｂは、第３図のようにコイルの窓１
４の部位に、主鉄心１３Ａ，１３Ｂの両磁路の断
面積全部を囲み、これらと磁気的に鎖交し、高
圧、低圧主巻線１２Ａ，１２Ｂのいずれかの側か
ら入力された商用周波電圧を、巻線１ターン当り
に誘導される電圧が、その周波数、鉄心断面積、
鉄心内磁束密度の積に比例する電磁誘導作用によ
り、他の電圧の側の主巻線に変成し、電気出力と
して、ブツシング２１Ａまたは２１Ｂを介して外
部に取出される。三相変圧器の場合は、これら主
巻線１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ各相毎に三組設け
られ、主鉄心１３Ａ，１３Ｂも各相対応して主巻
線に囲まれる脚部と外側の継鉄部を有している。

変圧器タンク１１内には、上記の主巻線や主鉄
心を冷却する電気絶縁油、SF₆ガスあるいは各種
不燃性冷却媒体等が変圧器の種類に応じて封入さ
れ、またタンク外には、これら冷却媒体を冷却す
る冷却器が設けられているが、本発明の記述には
あまり関係ないので図示は省略している。

１５は補助巻線であり、けい素鋼板を積層した
主鉄心１３Ａまたは１３Ｂのけい素鋼板の積層方
向の一部を巻回して主鉄心１３Ａ，１３Ｂの断面
積の一部分と鎖交するもので、その概略構造は、
たとえば第４図に示すように、絶縁電線を複数回
巻回し適当な絶縁を施して形成するとともに、リ
ード１５Ａ，１５Ｂを三相の外部引出し用端子１
６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに順次二端子ずつ三角結線
になるように接続したものである。第４図の例で
は外部引出し端子１６Ａ，１６Ｂに接続してい
る。こうすることにより、外部引出し用端子１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃには、変圧器の図示しない冷
却用ポンプや冷却フアン等の補機を駆動するなど
の用途に使用できる三相の低電圧、たとえば200
ボルト、400ボルト等を取出すことができる。

なお、補助巻線１５を鉄心断面積の一部と鎖交
させるようにした理由について述べると、最近の
大形変圧器はその容量が数十万キロボルトアンペ
アから百万キロボルトアンペアに達し、その主鉄
心断面積も非常に大きく、この主鉄心に導線を１
回巻回したときの発生電圧、すなわちターン当り
電圧が数百ボルトに達することは珍しくない。し
たがつて、主鉄心全体に巻回したコイルで正確な
200、400ボルトという電圧を得ることが困難とな
り、無理にこれを得ようとすると、変圧器本体の
設計を非常に不自由にしてしまうことになる。そ
の点以上の実施例のように、補助巻線１５を主鉄
心断面積の一部と鎖交させることにより、その鎖
交部分の断面積を任意に変え得るから、任意のタ
ーン当り電圧を取出すことができる。よつて、補
助巻線１５の巻数を調整することにより、容易に
所望の200、400ボルト等の電圧を得ることができ
る。

また、補助巻線１５は、こゝでは図示しない
が、主鉄心１３Ｂとの間に冷却媒体の通路を設け
ることにより冷却される。通常、このような補助
巻線１５に必要な容量は数百キロボルトアンペア
程度あるいはそれ以下であるから、この冷却は容
易に行うことができる。冷却媒体の種類は、油入
変圧器であれば電気絶縁油、ガス絶縁変圧器であ
ればSF₆ガスや不燃性液体冷媒であるパークロル
エチレン（C₂Cl₄）、フロン（C₂Cl₃F₃、C₂Cl₄F₂
等）またはフロロカーボン（C₈F₁₆O）等、本来
その電磁誘導機器に使用されているものをその
まゝ用いればよい。さらに、この補助巻線１５
を、本来別に設置された所内用変圧器や補機電源
が使用できなくなつた場合にだけ使用する緊急用
電源として短時間の使用のみ行うことになれば、
上記の冷却はより一層簡単になり、補助電源をコ
ンパクトにすることができる。

また、主鉄心１３Ａ，１３Ｂを従来の変圧器と
同じとしたまゝ補助巻線１５を設けることも可能
であるが、第５図のように、主鉄心１３Ａまたは
１３Ｂのうち、補助巻線１５と鎖交する部分１３
Ｃのみを補助巻線１５分だけ幅、高さ、長さ方向
とも小さく形成し、主巻線、すなわちこの場合は
低圧巻線１２Ｂと補助巻線１５との間に金属箔や
金網等の金属導体を絶縁物で覆つた接地導体板１
７を設けることにより、主巻線１２Ｂと低圧巻線
である補助巻線１５が混触を起こすこともなく、
安全上問題ない。なお、主鉄心の部分１３Ｃを他
の部分より小さく形成したことにより、厳密には
その部分の主鉄心断面積が少し小さくなる訳であ
るが、主鉄心の全断面積に比べれば小さな割合で
あるから、主鉄心全体を大きめに作るといつた補
償は不要かあるいは必要としてもそれが高圧器の
大きさに与える影響はごくわずかといえる。ま
た、第１図〜第３図では、補助巻線１５を、外鉄
形三相変圧器の主鉄心１３Ｂの各相の片側の継鉄
部分に設けた場合を示したが、主鉄心１３Ａ，１
３Ｂの両側に分割してもよく、さらに主巻線内側
の主脚部分あるいは鉄心積層の上部、中間部、下
部等適当な場所に設けることができる。

さらに、補助巻線１５が緊急用電源に適する理
由の一つは、主巻線１２Ａまたは１２Ｂのどちら
かが送配電系統に接続されているとき、すなわち
変圧器が活線状態にあるときしか補助巻線１５か
らの出力が得られず、変圧器本体が停止している
ときの他用途の電源としては使えないという不便
があるためである。

ところで上記説明では、外鉄形変圧器を例に述
べたが、この発明は、内鉄形、外鉄形を問わず、
また変圧器のほかリアクトル等、他の電磁誘導機
器にも適用できることはいうまでもない。また、
単相変圧器でも単相補助電源として使えるほか、
外部で三相接続することにより三相補助電源が得
られる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上の説明から明らかなように、
鋼板の積層方向の一部を巻回して主鉄心の断面積
の一部分と鎖交する補助巻線と、この補助巻線の
外部取出し用端子を設けたことにより、その鎖交
部分の断面積を任意に選ぶことができ、補助巻線
の出力として、例えば200V、400V等の通常の低
圧電源電圧を容易に取り出すことができる。ま
た、従来、位置的、回路的に離れた所に設置され
ていた所内用変圧器に相当するものを、主要機器
の補助巻線として一体化したことにより、変電所
用機器が複合化されて全体としてコンパクトにな
るとともに、所内用変圧器の一次巻線やブツシン
グなど、これへの引込み設備および開閉器類や回
路設備が省略でき、したがつて主要機器にかかわ
りない他の原因による補助電源の故障の機会を減
らし、主要機器が運転、使用されているときは必
ず補機電源が確保できる。また、鋼板を積も重ね
る段階で補助巻線を容易に取り付けることができ
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の一実施例を示し、
第１図は一部切欠き平面図、第２図は一部切欠き
正面図、第３図は一部切欠き側面図、第４図は一
部概略斜視図である。第５図は他の実施例の一部
側面図である。第６図は従来の変電所における主
要機器の簡略結線図である。 １２Ａ……主巻線の高圧巻線、１２Ｂ……主巻
線の低圧巻線、１３Ａ，１３Ｂ……主鉄心、１５
……補助巻線、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ……外部
引出し用端子。なお、各図中、同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼板を積層してなる主鉄心と、この主鉄心の
   断面全体を通過する磁束と鎖交する主巻線と、上
   記主鉄心を通過する磁束の一部分と鎖交して低圧
   電源電圧を発生する補助巻線と、この補助巻線の
   発生する低圧電源電圧を取り出し、低圧負荷に給
   電する外部引出し用端子とを備えてなる電磁誘導
   機器。 ２ 補助巻線からとり出す低圧電源容量が、電磁
   誘導機器本体の補機用電源に必要な容量以上であ
   る特許請求の範囲第１項記載の電磁誘導機器。