JPS586110A - 単巻変圧器 - Google Patents

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】 本発明は三次巻線を有する単巻変圧器に関するものであ
る。最近の電力１螢のめざましい伸びに対応して我国で
も約１０年前Ｋ　！＄　００　ＫＶ送電が開始され、近
い将来には１００ＯＫＶ級送電も計−されている。とこ
ろで、これら５００　ＫＶ送電などの直＊＊地系統間の
連系に使用される変圧器は、経済性から単４Ｉ変圧器が
採用されている。しかもそれらは我国の厳しい鉄道輸送
限界、道路のトレーラ−輸送制限などから一般に単相器
として製作輸送され現地で三相バンクとして組立て、運
転されている。

第１図は代表的な単巻変圧器の結線図を示すものである
。第１図において、１は高圧線路端子Ｕに接続された直
列巻線、２はこの直列巻線１に接続され且つその接続端
が中圧線路端子Ｕに接続された分路巻線、３は三次端子
ａ、ｂに接続された二次巻−１４は中性点端子Ｖに接続
されたタップ切換器によりタップ切換されるタップ巻線
、５は三次暢繍３Ｋｍ列接続された励磁巻線である。第
２図はかかる単巻変圧器の具体的な４１線配置の一例を
示すものである。すなわち、＃１２図に示すように単相
ｇｇ＊鉄心の２つの主脚７１．７２にそれぞれ直列巻線
１１　、１２、分路巻線２１，２２、三次巻線３１゜冨
の各巻線を並列に巻装し、＠脚８にはタップ巻線４と、
三次者ｆ／Ｍ３１．詔に並列破線される励磁巻線５を巻
装している。

このような単巻変圧器においては、中圧ｌＩ回路趨熾子
の電圧を一定にしてタップＩＩｋｌＩｉ４のタップ位置
を切換えることにより、高圧線路端子Ｕの電圧を可変す
ることができる。

しかしながらこの結線の変圧器では励磁巻線５の電圧も
低く、巻線構成が比較的単純になるという利点はあるが
、中性点側でタップ切換えを行なって高圧線路端子Ｕの
電圧を可変する場合、鉄心の励磁がタップ位置によって
変化するため、三次潮干電圧も変化してしまうという欠
点がある。

例えば実際に使用されている５００／ＶＴＫＶ−２７５
／、／ＴＫＶの三次巻線付単相単巻変圧器の場合、最高
タップ、定格タップ、最低タップにおける高圧線路端子
Ｕ１中中圧線路端子の各電圧比は５２’１．’１／ＪＴ
ＫＶ−２７５／ｆｆＫＶ、　５００／ｎ　ＫＶ−２７１
！１％ｆｆ　ＫＶ。

４ｒｒ、７Ｊｒ　ＫＶ−ｚｙｓ／ｆｆ　ＫＶ　　トナツ
ｒイル、　ｉｔツで三次電圧も定格時の電圧を７３．５
　ＫＶｏとすれば最高、定格、最低の各タップで８２６
ＫＶ、７３．５ＫＶ　、　＠　６．２　ＫＶ　　となり
大幅に変化する。

一般に三次端子ａ　、ｂＫはコンデンサやりアクドルを
接続し、無効亀カ１１１ｉを行うようにしているため、
上記のようにタップ位置により大−に端子電圧が変動す
るとコンデンサ等の利用率が低下する。無効電力制御が
複ＭＪＣなるなどの問題が生じる。

を設け、これをタップ巻線から励磁し、三次巻線３の電
圧変化分をこの直列変圧器６の電圧変化で補償する方法
が提案されている。

しかし実際にはこの方法は直列変圧器を別に必要とする
ため据付スペースが大きくなること、結線が複雑になり
機器の信頼性を損なうなどの理由からこれまでまだ採用
されていない。

仁のようにこれまでの中性点側タップ切換の単ＩＩ！変
圧器では三次電圧がタップ位置によって変化するので機
器の運用が複雑となっている欠点があった。

本発明は上記の欠点にがんが６、二次電圧がタップによ
って変化せず、かつ三次巻線のインピーダンスが小さく
ならないような三次巻線付単相単巻変圧器を提供するこ
とを目的とする。

以下本発明を図面に示す実施例を参照して説明する。

第４図は本発明を説明する結線図で、高圧線路端子Ｕと
中性点端子マとの関に直列巻線１１分路巻線２及びタッ
プ巻Ｉｓ４を直列に接続する。直列巻線１と分路巻線２
の間から中圧線路端子Ｕを引出し、この中圧線路端子Ｕ
と中性点端子マとの間に、２分割されて並列接続される
励磁巻線５０ｍ、５０ｂを接続する。そしてこれら励磁
４）ｌａＢｏａ、５０ｂによりそれぞれ励磁され、２分
割されて直列接続される三次巻線３０ａ、３０ｂを設け
て構成したものである。

第５図は上述の結線を有する単巻変圧器の巻線配置を示
す図で、単相四脚鉄心の第１の主脚ｎに直列巻線１と分
路巻線２を巻装し、第２の主脚ｎに２分割され互いに直
列に接続される呈次巻繍の一方３０ａと２分割され並列
に接続される励磁巻線の一方５０ａ及びタップ巻線４を
巻装し、側脚８に３分割された三次巻線の残りの一方３
０ｂと２分割された励磁巻線の残りの一方５０ｂを巻装
し、タップ巻線４は分路巻ａ２の中性点側と直列接続し
、かつ励磁巻ｍ　５０ｍ、５０ｂは直列接続された分路
巻線２％タップ巻線４の両端子ｕ、ｖで並列接続して構
成する。

この場合、亀２の主脚７２に巻装された三次巻線３０ｍ
と励磁巻１５０ｍ及びタップ巻ｍ４を鉄心側脚８ＫＩ＊
Ｌ、、逆に鉄心側脚８に巻装された三次巻線３０ｂと励
磁巻線５０ｂを第２の主脚ｎに巻装して構成することも
できる。

また鉄心の主脚に直列、分路の各巻線１．２をｅａｔ、
、その鉄心の側脚７３に２分割され互いに直列Ｋｍ続さ
れる三次巻線の一方３０ａと２分割され互いに並列に接
続される励磁巻線の一方５０ａを巻装し、別の鉄心に２
分割された三次巻線の残りの一方３０ｂと前記２分割さ
れた励磁巻線の残りの一方５０ｂ及びタップ４ｆＩａ４
を巻装して構成することもできる。

さらに第６図に示すように分路巻線を中圧線路端子側と
中性点側の２つの巻線部分４．２２に分割し、中圧線路
端子側分路巻線部分ｎを直列巻線１の外側に配置し、他
方の中性点端子側分路養線部分２１を直列壱ｍｌの内側
に配置して構成することもできる。なお分路巻線４．２
２は２回路構成で巻いたタップ巻ｆａ４１の回路と対応
させて接続してもよいし、あるいは−回路構成のタップ
巻線と接続してもよい。

また直列、分路の両巻線１．２をそれぞれ２つの主脚に
並列に巻装してもよい。この場合、タップ巻線は偶数本
の素線を用いて２回路構成として２つの分路巻線と対応
させて接続し、負荷時タップ切換器の２個以上の切換開
閉器と対応させて接続してもよいし、あるいは負荷時タ
ップ切換器の容量が大きければ分路巻線同士を並列接続
して１回路構成のタップ巻線と接続してもよい。

次に上述のように構成した本発明による単巻変圧器の作
用効果について説明する。中昆端子電圧（ｕ、ｙ間電圧
）をｚｙ、ｓ／Ｊ　ＫＶ　チ一定とし、高圧端子電圧（
Ｕ、マ関電圧）を上、下限差５０Ａ３ＫＶで可変する場
合を例にとって考えてみる。励磁巻線５９ａ、５０ｋ）
の両趨子ｕ、ｖ間の電圧は一定であるから、この励磁巻
線５０ａ、５０ｂが巻装されている鉄心脚７２．８の励
磁はタップ位置によって変化しない。従って励磁巻線５
０ａ、５０ｂと同一鉄心脚７２．８に巻装されている三
次巻線３０ａ、３０ｂの電圧もタップ位置によらず一定
となる。同一にタップ巻線４または４１の誘起電圧も一
定となるが最高、定格、最低の各タップ位置における各
巻線の誘起電圧を求めると第１表のようになる。第７図
は最高タップにおける結線を示している。

第１表からもわかるよりに、Ｃｎまでの早醤叢圧器と異
なりタップ巻線４または４１の誘起電圧が一定のためス
テップ電圧も一定になりプラス側、マイナス側の電圧変
化幅も同一となって変圧器の制御が容易になる。

さらに第３図の従来の対策に比べれば直列変圧器も不要
であるから結線、構成が単純化される。

また本発明の単巻変圧器では２分割され互いに直列に接
続され）三次巻線３０ｍ、３０ｂのどちらか一方が鉄心
側脚８に巻装される構成としている。側脚８は断面積が
主脚の号であり、巻線−巻回当りの誘起電圧も％となる
ため、三次巻線と励磁巻線を主脚に巻いた場合に比し側
脚に巻いた場合三次巻線と励磁巻線間のインピーダンス
は４倍になる。

このため本発明の単巻変圧器では三次巻線３０ａ　、３
０ｂと他者線間のインピーダンスが太き（なり、変圧器
の三次側に設櫨するしゃ断器の容量を小さくすることが
できる。

また三次巻線３０ｍ　、３０ｂを分路、直列巻線と同一
鉄心脚に巻装しないことから第２図における二つの分路
、直列巻−を第５図に示すように１脚だけに集中して巻
装しても巻線径が極端に増加することもなく輸送限界内
で製作できることが多い。もつと容量が大きくなれば分
路、直列巻線を・それぞれ２脚に分けて巻き、巻線径を
所要の値に抑えることもできる。

あるいはｇｓ゛図の分路、直列の各巻線を１脚だけに集
中して巻くとインピーダンスが大きくなりすぎる、ある
いはタップ切換器に流れる電流を２回路に分流して１個
の切換開閉器の容量が小さくてすむタップ切換器を使用
したい場合は第６図に示す構成とすればよいことになる
。

とζろで鉄心は脚によって励磁が異なるが、これは二つ
の側脚間の継鉄を磁束が過りやすい構成のものにしてお
けば特に問題はな（、例えば三相五脚鉄心などでは既に
実現されているものである。

このように本発明によれば、いずれも三次電圧をタップ
位置の変化によらず一定とでき、また三次巻線のインピ
ーダンスが大きくかつ小形で軽済的な単巻変圧器を得る
ことができる。

さらに従来のようにタップ壱−の一起電圧、ステップ電
圧がタップ位置によって変化せずＫこれを一定とできる
長所も有する。

なお、例えば三次巻線が巻装されている鉄心脚の巻線配
置は図示したものだけでなく、例えば、三次巻線、タッ
プ４Ｈｉ＋、励磁巻−の願なと他の配置でもよいことは
いうまでもない。

【図面の簡単な説明】

１１１図は従来の５００ＫＶ単相単巻変圧器の結線図、
第２図は第１図に示す単巻変圧器の巻線配置を示す構成
図、第３図は三次電圧をタップ位置によらず一定にする
ために直列変圧器を利用した従来の単巻変圧器を示す結
線図、第４図は本発明による単巻変圧器の一実施例を示
す結線図、第５図は本発明による単巻変圧器の巻線配置
の一例を示す構成図、第６図は本発明による単巻変圧器
の巻線配置の他の例を示す構成図、＠７図は本発明によ
る単巻変圧器の最高タップにおける結線の主要部を示す
結線図である。 １．１２−−−直列４Ｉｍ、　　　　２．２２−分路巻
線３　、３２，３０ａ　、３０ｂ　、、−三次巻線４　
・・・・・・・・・・・・　タップ巻線５、シ、５０ｂ
・・・・励磁・纏 ６　・・・・・・・・・・・・直列変圧器７１、７２・
・・・・・鉄心主脚 ８・・・・・・・・・・・・鉄心側脚 Ｕ　・・・・・・・・・・・・　高圧線路端子Ｕ　・・
・・・・・・・・・・　中圧線路端子ａ、ｂ・・・・・
・・三次端子 Ｖ　・・・・・・・・・・・・　中性点端子Ｘ　・・・
・・・・・・・・・　分路巻線とタ゛ノブ壱纏の接続。 （７３１７）代理人　弁理士　則　近　憲　佑（４１力
）１名第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）高圧線路端子と中性点端子との関ＫＩ［、列に接
   輯された直列巻線、分路巻線及びタップ巻線と、上記直
   列巻線と分路巻線の間から引出した中圧線路端子と上記
   中性点端子との間に接続され、８分割されて並列接続さ
   れた励磁巻線と、ヒの各励磁巻線に励磁され、２分割さ
   れて直列接続された三次巻線を有し、前記直列巻線と分
   路巻線を少なくとも１個の＃１１の鉄心脚に巻装し、前
   記励磁巻線の一方及び前記三次巻線の一方並びに前記タ
   ップ＊＊と、前記励磁巻線の他方及び前記三次ｉＩｋ＃
   １の他方をそれぞれ前記第１の鉄心脚と異なる總２及び
   第３の鉄心脚ＫＩＩｋ装してな轟単巻変圧器。 ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単巻変
   圧器。 （３）　　第１の鉄心脚及び第３の鉄心脚が１個の鉄心
   の主脚であり、第２の鉄心脚がその鉄心の側脚であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単巻変圧器
   。 （４）　　第１の鉄心脚及び第３の鉄心脚が１個の鉄心
   の主脚と側脚であり、ｌＨｚの鉄心脚が別鉄心であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単巻変圧器
   。 （５）分路巻線を中圧線路端子側と中性点備の２つの巻
   一部分に分割し、中圧線端子側分路巻ｍ部分を直列巻線
   の外備または内情に配置し、中性点側分路巻線部分を直
   列巻線の内情または外側に配置したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または謳２項才たは第３項または館
   ４項記載の単巻変圧器。