JPS58112309A - 変圧器 - Google Patents

変圧器

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Publication number
JPS58112309A
JPS58112309A JP56212373A JP21237381A JPS58112309A JP S58112309 A JPS58112309 A JP S58112309A JP 56212373 A JP56212373 A JP 56212373A JP 21237381 A JP21237381 A JP 21237381A JP S58112309 A JPS58112309 A JP S58112309A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
transformer
cooling
tank
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP56212373A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Ikeda
池田 正己
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP56212373A priority Critical patent/JPS58112309A/ja
Publication of JPS58112309A publication Critical patent/JPS58112309A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08Cooling; Ventilating
    • H01F27/10Liquid cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transformer Cooling (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

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】 発明の技術分野 本発明は金属シートと絶縁シートを重ねて巻回した箔巻
巻線を備え、且つ冷却媒体が通される冷却ダクトを**
内に貯蔵し友変圧器に関する。
発明の技術的背景 箔巻巻線を僑えた箔巻変圧器は、占積率かよく、小形・
□軽量゛化を実現できる特長があるために、数kV、数
100 kVA程度の比較的電圧の低い小容量の変圧器
においてはすでに実用化され、かな9市場に出まわって
いる。
最近、その優れた長所に1み、よりA電圧・大容量の変
圧器例えは275 kV、300MVム変圧器にも適用
拡大が研究されているが、最大の鍵はいかに巻線に対す
る冷却能力を向上させ、高い絶縁能力を巻線にもたせら
れるかにかかつている。tだ、このような高電圧大容量
変圧器は実用化はされてい表いが、この箔巻変圧器にお
ける巻線に対する冷却方式としては、巻線内に冷却ダク
トを内蔵させ、絶縁特性の秀れた冷媒を送り込んで巻線
損失から発生する熱を直接的に冷やす、いわばヒートパ
イグ式のものが考えられている。
第1図はこのような方式の変圧器の一例を示している0
図中1は絶縁媒体として8F6ガスなどの絶縁ガスを封
入したタンクで、このタンク10内部には鉄心2が設け
られる。この鉄心2の主脚2aの外側に杜絶縁部Sを介
して低圧巻−4が巻羨され、この低圧巻114の外側に
は絶縁バリアσを介して高圧巻線5が巻義されている。
これら低圧巻li4と高圧巻tssFiアルj=りム箔
などの金属シートrと樹脂フィルムなどの絶縁シート1
を重ねて巻回してなる箔巻IIkIIIKよシ栴成され
ているatお、各111.jaタンク1内に封入された
絶縁ガスによ〕絶縁されている。また、低圧巻l1ll
14の内部には例えd1個の冷却ダクト#が、高圧巻@
J(p内IIKは複数の冷却ダクト9が夫々内蔵されて
いる。この冷却ダクト9は電気的に1ターン管形成しな
い筒状をなすもので、ステンレス鋼などの金属板からま
る薄い平形ダクトを例えa’ dfq y 7”を残し
て円筒状に彎曲させた形状をなすものであって、巻@4
.J中に同心円的に配置されて一諸に巻込まれている。
この冷却ダクト9内には、フロンR111やFCFj&
ど0冷媒が通されるようになっておplこの冷媒は冷却
ダクト9内を通る過程で巻fiiA4.ls内の発熱を
冷媒の強制対流熱伝達で奪って巻1ii、4 、5を冷
却する。
そして、温まった冷媒は外部冷却器10において水冷却
により冷却され、冷された冷媒は冷媒タンク11に貯め
られてポンプ12により巻紐4.5内に設けた冷却ダク
ト9内に送ル込まれるという冷却循環ハ略がとられてい
る。すなわち、この冷媒循環回路と変圧器とは分離され
ている。この冷媒循環回路において、タンク1の内部に
は巻84.5の両端側にステンレス鋼−などで形成され
た導液管13が設けられてお9、こO導液管13と各冷
却ダクト9の両端部とは絶縁パイf14を介して接続さ
れている。また、上側の導液管13、夕/り1外部に設
置された外部冷却器10、タンク11、//プ12、下
側の導液管13の夫々の間は接続管15で接続されてい
る。このため、導液管13、絶縁/4イグI4および接
続管15は冷媒循環回路における管路を構成している。
なお、冷却ダクトpは111@4t5と同電位に結合さ
れ、冷却ダクト9と導液管13とは絶縁されている。
なお、第1図では本発明と直接関係のない巻114 、
6のリード線や引出しプッシングヵどは省略しである。
この冷却方式の変圧器は、絶縁媒体と冷媒循環回路とは
分離されているので、セパレート式箔変圧器と呼dれる
背景技術の間観点 この変圧器において拡、冷媒を絶縁ガスとれ分離して循
環させながら冷却を行なうので、従来の強制冷却型の油
入蜜圧#に比して、冷媒の量が大幅に少なくて嵐いとい
う利点があゐ、その反面この変圧器では壱−が箔巻巻線
で構成されるために軽量であることやタンク1内に絶縁
油が封入されていないことなどの理由によシ、変圧器全
体の熱容量が従来OmNからなる41111を用いた油
入変圧器に比して小さい。このため、セパレート方式の
箔巻変圧器で社短時閣過負荷耐量(すなわち、変圧器が
過負荷電流に対して耐えられる時間)が従来の油入変圧
器に比して約半分程で大変小さく、過負荷電流が流れて
いる状態を放置すれば巻線が破損するなどの事故が生ず
る問題がある。
一方、この変圧器において4、夕/り1内に非ljI縮
性の絶縁ガスが封入され、冷!slSタンク1内に設置
られた冷却ダクト9、導液管13および絶縁バイア”x
4内を流れているので、これらの管路やその接続部に漏
れが生じ次場合には、タンク1内のガスがその漏れ部分
から管路内を流れる冷媒液体内に気泡とな9て混入する
。このため、気泡の存在にょシ冷媒の冷却能力が低下し
、そのtま放置しておくと絶縁ガスの冷媒への混入が進
行して冷却特性が著しく悪下する問題がある。
発明の目的 本発明は変圧器の過負荷状態と、タンク内のガスが管路
内の冷媒中へ混入したことt−監視して、これらによる
変圧器運転の息下を防止できるセパレート方式の変圧器
を提供するものである。
発明の概要 本発明の変圧器は、冷媒循環回路における冷媒を流す管
路に気泡検出器を設け、この気泡検出器により管路を流
れる冷媒内に含まれる気泡を検出することによ)、過負
荷状態および冷媒内への絶縁ガスの混入を自動的に検出
するものである。
発−0II施例 第2図は本発明の変圧器の一実施例を示し、第1園と同
一部分は同一符号を付して説明を省略する。すなわち、
この実施例では第1図の構成に気泡検出器を加えたもの
である。
第2図において16は気泡検出器で、この気泡検出器1
6は巻114tJの上端部上側に位置する4を管13の
タンク1から突出した端部に介在して設けられている。
すなわち気泡検出器16は、冷厳循環回路の管路におい
て、冷却ダクト9にて巻1114 、5を冷却した冷#
&が通る戻シ管路@部分の冷却ダクト9と外部冷却器1
06間に位置に設けられている。この気泡検出器16は
上側の導液管13、すなわち冷媒循環回路の管路を流れ
る冷媒液体に含まれる気泡の存在を検出するものである
。気泡検出器16の原理は既に公知であるが、この検出
器16は電磁波、光、超音波、リーク電流などの横用手
段を利用して液体中の気泡の存在を検出する装置である
。例えば光を利用したもの社、液体通路の両側に発光部
と受光部を設けて発光部から受光部へ一定量の光を照し
、液体中の気泡が発光部と受光部との間を通過すると光
の一部が気泡によシ屈折するために、受光部へ達する光
の量が減少する。このことを利用して気泡oH在を検出
する。
しかして、壱@495を冷却するために冷媒**回路を
流れるフロンR−113やF C−75などの冷媒には
沸点が存在し、大気中において例えばフロンR−113
は476℃、FC−75では112℃でちゃ、これらの
沸点ii[以上になゐと冷媒は気化する。まえ、セパレ
ート方式a変圧器においては、絶縁媒体とは分離した冷
媒循環回路に冷媒を強制循環させて冷却を行なうためK
、通常の負荷状態すなわち壱−4,5に通常電流が流れ
ている場合では、冷媒が巻線4.5に温められても沸点
以下の温度で循環されるように冷媒流量などの条件を設
定している・しかし、巻lid、J4c過大電流が流れ
て過負荷限度を越えた状態になると、巻線4.1の温度
が異常に上昇するので、管路を流れる冷媒が沸点以上に
加熱されて一部が気化する。このため、冷媒中に気泡が
共存した状態となる。
このように変圧器の過負荷限度を越えると、冷媒が温度
上昇しついには沸点を越えて冷#&に気泡が含まれる仁
とになゐ、このため、冷媒循環回路には気泡を含んだ冷
媒が流れる。そして、気泡を含んだ冷媒が冷厳循環回路
に設けた気泡検出器16を通過すると、気泡検出器16
が冷媒**回路を流れる冷媒に気泡が含まれていること
おるいはその開会を検出する。具体的には冷却ダクト9
を出た冷媒が、上側の導液管1sを通過する過程で外部
冷却器10に入る前に、気泡検出器16を通過する。こ
こで、気泡検出器16が冷媒中に含まれる気泡が一定量
に違した時に検出信号を発し、この検出信号によシ変圧
器の運転状態が過負荷にな−)fcことを自動的に検出
し監視することができる。そして、気泡検出器16から
の検出信号を利用して、警報器により警報を出す、ある
いは変圧器電源のし中断器を開放動作させて電源をし中
断する、さらには負荷を低減させるなどの方法によシ、
変圧器運転に対する自動的な監視制御を行なう、従って
、変圧器が過負荷状態になったことを自動的に検出して
監視でき、過負荷状態のi1絖による変圧器の破損事故
を防止できる。
一方、タンク1内に設けられた冷却〆クト9、導液管1
3および絶縁パイプ14の管路およびこれらの接続部に
漏れが生じfc場合には、タンク1内の絶縁ガスが気泡
となりて管路を流れる冷厳に混入する。この場合にも冷
媒循環回路の管路に気泡を含んだ冷媒が流れるので、管
路に設けた気泡検出器ICが冷媒中の気泡を検出する。
このため、タンク1内の絶縁ガスが冷媒中に混入したこ
とを自動的に検出し監視でき、気泡検出a16からの検
出信号によシ変圧器の運転を停止する、冷媒の循環を停
止する、警報を発するなどの監視制御を行なえる。従っ
て、絶縁ガスの冷媒中への混入が進行して冷却特性が低
下することを防止できる。
なお、気泡検出器1#が動作した鳩舎に、変圧器の過負
荷状態によるもの、あるい紘冷媒中への絶縁ガスの混入
によるもののいずれの原因−で動作したか判断できない
と考えられがちであるか、初めに変圧器の運転負荷を軽
減し、その軽負荷状態においても気泡検出器16が動作
すれば、それは絶縁ガスが冷媒中に混入したことが原因
である判断できる。
なお、気泡検出器の数は1個に限らず、2個以上であっ
ても良い。
発明の効果 本発明の変圧器は、冷媒循環回路の管路に設、けた気泡
検出器で、管路を流れる冷媒に気泡が責まれていること
を検出することにより、変圧器が過負荷であることおよ
びタンク内の絶縁ガスが冷媒中に混入したことを自動的
に検出し監視でき、これらの原因による変圧器運転の悪
化、変圧器の破損などの事故を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の変圧器を示す縦断正面図、第2図は本発
明の変圧器の一実施例を示す縦断正面図である。 1・・・タンク、2・・・鉄心、4・・・低圧巻線、6
・・・高圧巻線、1・・・金属シート、8・・・絶縁シ
ート、9・・・冷却ダクト、10・・・外部冷却器、1
1・・・冷媒タンク、12・・・ポンプ、13・・・導
液管、14・・・絶縁、p4イグ、15・・・接続管、
16・・・気泡検出器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁ガスを封入したタンクと、このタンクの内部に設け
    た鉄心に巻装され金属シート絶縁シートとを重ねて*v
    itされ九箔巻**と、この箔巻巻線の内部に設けられ
    た冷媒を流す冷却ダクトと、前記冷媒を外部冷#器で冷
    却して微積させる冷媒循環管路と、この冷媒微積管路に
    おける前記冷却ダクトと前記外部冷却器との間の冷1s
    戻9饅部分に設けられ前記冷媒中に會まれる気泡を検出
    する気泡検出−とを具備し九ことを特徴とする変圧器。
JP56212373A 1981-12-25 1981-12-25 変圧器 Pending JPS58112309A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56212373A JPS58112309A (ja) 1981-12-25 1981-12-25 変圧器

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JP56212373A JPS58112309A (ja) 1981-12-25 1981-12-25 変圧器

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JPS58112309A true JPS58112309A (ja) 1983-07-04

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ID=16621486

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JP56212373A Pending JPS58112309A (ja) 1981-12-25 1981-12-25 変圧器

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JP (1) JPS58112309A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63245913A (ja) * 1987-03-31 1988-10-13 Toshiba Corp ガス絶縁変圧器
WO1993014507A1 (fr) * 1992-01-17 1993-07-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif de refroidissement d'un transformateur monte sur un vehicule electrique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63245913A (ja) * 1987-03-31 1988-10-13 Toshiba Corp ガス絶縁変圧器
WO1993014507A1 (fr) * 1992-01-17 1993-07-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif de refroidissement d'un transformateur monte sur un vehicule electrique

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