JPS6037706A - 無電圧タツプ切換器付変圧器 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は無電圧タップ切換器を有する変圧器のタップの
引出し構造の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点、） 通常変圧器にはタップを設けているが、常時タップ電圧
を変化させる必要がない場合圧は一般に無電圧タップ切
換方式を採用している。従来の無電圧タップ切換器付変
圧器の高圧巻線に５タツプ分の無電圧タップを設けた巻
線構造を第１図に示す。鉄心脚（１］に同心状に内側か
ら低圧巻線（２）、その外側に上下に高圧巻；腺（３）
を巻装する。図ＩＣおいてはこの高圧巻線（３）の縦方
向すなわちスタック方向のほぼ中央に線路端子Ｕを設け
る。また高圧巻線（３）はこの線路端子Ｕを中心として
上、不対称に巻回されておシ、下半分について図示しこ
れ（Ｃついて説明する。

高圧巻線（３ンは高圧主巻線（３−１）、（：３〜２）
とタップ巻線けり、（ハ）とからなシ、高圧巻線（３）
の両端にそ几ぞれ中性点Ｎを設け、この中性点Ｎと線路
端子Ｕとの間のほぼ中央にギャップを形成して油道部ｇ
。

（以下フリ〜りｇ。とする〕を設ける。このグリーりｇ
ｏを挾むようにして両側にタップ巻線（４σ、（４乃を
設ける。またタップ巻線（４１）にはタップ口出し■〜
■を引出し、タップ巻線（骨にはタップ口出し■〜■を
引出す。これらのタップ口出しは１タツプ成圧ｅに相当
する巻回数毎に引出され、最高タップから最低タップま
でのタップ口出しに対して、■と■間に電圧４ｅ、■と
■間に電圧３ｅ、■と０間に電圧２ｅ、■と０間に電圧
ｅ、■と０間に電圧Ｏの順に無電圧タップ切換器の可動
接触子（８）によって短絡切換えられ、上記のような５
タップ分の電圧を変化させることができる。

このような従来のタップ巻線構造においては、例えばタ
ップ口出し■と■を接続した最低タップの場合、タップ
口出し■、■につながるタップ巻線は電位的に浮いた状
態にあるため線路端子Ｕ　７）ｈら雷インパルスが侵入
してきた際に、タップ巻線内の電位振動によって、タッ
プ口出し■、■間に高い振動電圧が発生し、タップ巻線
（４＋）、（ハ）間に加わる電気的ストレスが大きくな
る。この高い電気的ストレスによシタツブ巻線＋４１）
　、　＋４；１間に形成した前述のブリーフｇ。Ｋ絶縁
破壊を起こさないようにブリーフｇｏのギャップを広げ
て設定する必要がある。

一方高圧巻線＜３７は各タップによって軸方向アンペア
ターン分布が変化するので、高圧巻線（３）のタップ巻
線（ｔυ、（４のに対向する低圧巻線（２）の斜線を施
した巻線部分（２ａ）の軸方向単位長短当シのアンペア
ターンを小さくして高、低圧巻線間のアンペアターン不
平衡の度合を少なくする必要がある。

すなわち、第２図（ａ）は、縦軸に巻線高さく鉤をと９
゜横軸にアンペアターン（ｑ６）をとると、高圧巻線の
最高タップＨ（２点鎖線で図示）、及び高圧巻線の最低
タップＬ（破線で図示）及び低圧巻線ＬＴ（実線で図示
）に示すような軸方向アンペアターン分布の線図を示す
。このように、軸方向アンペアターンの不平衡によって
、タップ巻線付近に半径方向、すなわち巻線軸と直角方
向の磁束が発生する。その結果軸方向機械力が増大した
シ、巻線導体内部やタンクや鉄心当板などで発生する漂
遊損が増大する。

系統などの要求でタップ範囲を広くする必要がある場合
には第１図のようにタップ巻線（４ｎ　、　ｕを１個所
に設けると、第２図（ｂ）に示すように縦軸に巻線高さ
優）をとシ、横軸にアンペアターンの差をとると、最高
タップＨ（２点鎖線で図示）と最低タップＬ（破線で図
示）に示すような起磁力分布差となる。このように高、
低圧巻線間のアンペアターンの起磁力差が大きくなりす
ぎて、軸方向機械力が非常に大きくなる。これに対処す
るために導体断面積を大きくした）、巻線上下に配置す
る巻線締付板の厚さを増したシ、鉄心当板に強度の高い
材質のものを使用したシするため、変圧器が大形化する
だけでなく高価となる。勿論、半径方向磁束が増大し漂
遊損が増大することにもなる。

又雷サージすなわち衝撃電圧が侵入してきた場合の全タ
ップ間電圧が大きくなシタツブ切換器の許容値を越える
場合もある。

これを避けるため、タップ巻線を分割して配置する方法
がある。その−例を第３図に示す。図にｊ、−１−／　
＃　ｎ＝　尭’ｉｎ　ＩＱＩ　ｔｙ’ｉ　ｄｒ　Ｉ用Ｉ
ｒ　９　ｍ　Ｗｅθ）ゴ　Ｉ＋　７　σ。

ｇ２を形成し、それぞれのブリーフｇ＋２ｇ２を挟むよ
うにして第１及び第２のタップ巻線部（４−１）、　（
４−２）を形成する。第１のタップ巻線部（４−１）は
高圧主巻線（３−３）及び（３−４）のそれぞれの端部
にブＩＪ−りｇ２を挾むよりにタップ巻線（ハ）、（４
Ｑを設ける。また第２のタップ巻線部（４−２）はブリ
ーフｇ２を挾むようにして高圧主巻線（３−４）、（３
−５）のそれぞれの端部にタップ巻線（４７）　、　（
４８）　′ｆｆ：設ける。

第１のタップ巻線部（４−１）のタップ巻線（４四には
タップ口出し■、■、■を、まだタップ巻線（旧にタッ
プ口出し■、■、■を設け、タップ切換器の可動接触子
αυを設ける。

また第２のタップ巻線部（４−２）のタップ巻線（４７
）にタップ口出し■、■、■を、またタップ巻線（４Ｓ
にタップ口出し■、■、■を設け、タップ切換器の可動
接触子（ｌａを設ける。各タップ間のタップ電圧は電圧
ｅとなるように形成さ〕Ｌる。そしてタップ切換器によ
るタップ電圧は第４図に示すように、タップ口出しを接
続することによって各通電タップ電圧を得て、８ステツ
プ（いわゆる９ｐ）の７は圧を出すことが可能である。

いまタップ指示■を基準としてこのタップ範囲を±４ｅ
（９ｐ）とする。

ブリーフｇ＋を有する第１のタップ巻線部（４−ｚ）に
よる高、低圧巻線間の軸方向アンペアターン不平衡の度
合は、第１図に示したようなタップ構成であってタップ
範囲が±２ｅ（５ｐ）の場合とほぼ同等にできる。すな
わち、第２図（ｂ）に示した最高タップＨ，最低タップ
Ｌの夫々の山は２分割されているため、第２図（ｂｌと
同様となり、特に夫々の山が２倍の高さとなるようなこ
とがない。

又ブリーフｇ２を有するタップ巻線（４−２）によるア
ンペアターン不平衡度合も同様であり、１個所に±４ｅ
のタップ巻線を配置する場合よりもアンペアターン不平
衡度合は小さくすることができ為。

すなわち、タップ巻線は高圧巻線中に２分割配置するこ
とによシ、タップ範囲が広くなっても軸方向短絡機械力
の増大はあまり大きくならず、又巻線導体やタンク等で
発生する漂遊損の増加程度も抑えることができる。

一方雷インパルスが侵入してきた場合、１つのタップ切
換器に加わる電圧は、タップ巻線を２分割にしているた
め、分割しない場合の約１／２に減少し、小形のタップ
切換器で済んでしまう。

しかし、第３図のようなタップ巻線構成では第１及び第
２のタップ巻線部（４−１）　、　（４−２）にそれぞ
れブリーフｇ□ｅ　ｇｚを必要とし、余分な空間が多く
なるばかシでなく、タップ口出しが１２個所も必要とな
り、工数が多くなるという改良すべき問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、タップ範囲が広くなっても軸方向短絡
機械力を増大することなく、又構造部材で発生する漂遊
損の増加程度も抑えることができ、ブリーフ個所を減ら
し、さらにタップ口出し数も低減させることのできる無
電圧タップ切換器付変圧器を提供することにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために本発明は、鉄心脚に内側か
ら低圧巻線も巻装し、その上に高圧巻線を巻装し、この
高圧巻線が巻線中央部から両側に対称に巻回されるとと
もに高圧主巻線とタップ巻線とを備え、タップ巻線を１
ｅの電圧を有する１タツプごとにタップ口出しを引出し
た複数個のタップを有する密タツプ巻線部と、少なくと
も２ｅ　。

の電圧を有する１タツプごとにタップ口出しを引出した
複数のタップを有する粗タツプ巻線部とに分割し、この
粗タツプ巻線部は高圧巻線の両端に配設され、かつこの
狙タップ巻線のタップ口出しがタップ切換器を通して中
性点に接続され、密タツプ巻線部を高圧主巻線の中間位
置に配設することにより、タップ範囲が広くなっても軸
方向短絡機械力を増大することなく、また漂遊損の増加
程度を抑え、ブリーフ個所を減らし、さらにタップ口出
し数も低減させることを七の！待機とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明による無電圧タップ切換器付変圧器の一実施
例を図面を参照して説明する。第１図ないし第、３図と
同一部分は同符号を付しである。第巻装し、その上に巻
線中から上下対称に巻回された高圧巻線（３）を配置す
る。高圧巻線（３）のほぼ中央に線路端子Ｕを設ける。

図示では線路端子Ｕの下側半分について説明する。高圧
巻線（３）には中間にギャップを形成した油道部、いわ
ゆるブリーフｇを配設する。

このブリーフｇを挾む高圧主巻線（３Ａ）、（３Ｂ）の
夫々端部にタップ巻線６０）　、　＜５１）からなる密
タツプ巻線部（６）を形成し、また高圧主巻線（３Ｂ）
のブリーフｇの反対側、すなわち中性点側にタップ巻線
（慢からなる粗タツプ巻線部（７−ｗ）を配設する。

密タツプ巻線部（６）のタップ巻線（５Ｇ　、　５］）
には、エタップ電圧ｅ毎にタップ口出しを引出し、タッ
プ巻線６Ｇにタップ口出し■、■、■を設け、タップ巻
線６Ｄにはタップ口出し■、■、■を設け、タップ切換
器の可動接触子叫を設けて密タツプ巻線部（６）を構成
する。

また、高圧主巻線（３Ｂ）のタップ巻線６つには１タツ
プ′成圧２ｅ毎にタップ口出し■、■、■を引出形成さ
れているため、タップ巻線（５湯と反対側にも同様な粗
タツプ巻線部（７−ｚ）が形成されておル、夫々同様に
タップ口出し■、■、■を設け、これらのタップ口出し
■、■、■に切換え接触する無電圧タップ切換器の可動
接触子ａωは一括して中性点Ｎと接続されて粗タツプ巻
線部（７−１）、（７−２）　を構成する。このように
密タツプ巻線（６）と粗タツプ巻線部（７−１）　、　
（７−２）とは連続して配置しないで、高圧主巻線の一
部を介して配置している。

そして、低圧巻線（２）に対して高圧巻線（３）の軸方
向の長さ、すなわちスタック長さは粗タツプ巻線部（７
−１）　、　（７−２）のそれぞれの１タップ分程度長
く形成されている。

次に未発明による実施例の作用効果につめて説明する。

無電圧タップ切換器の操作によって、第６図に示すよう
にタップ指示に応じた密タツプ巻線部（６）及び粗タツ
プ巻線部（”−ｔ　）　＋　（７−２）のタップ接続に
対応して、通電タップ電圧は電圧８ｅから電圧Ｏまで８
ステツプ（９ｐ）の電圧を切換えることができる。

本発明の実施例においてはタップ巻線間のブリーフの数
が従来の第３図においては２個所であったものが、１個
所に減少したため巻線の占積率が向上する。

まだ、タップ口出し数も従来の第３図において１２個で
あったものが９個に減少しただめ工数を低減できる。

その他、租タップ巻線部（７−１）、（７−２）が中性
点側にあるため、段絶縁巻線においては、粗タツプ巻線
側のタップ切換器とタンクなどとの対地絶縁距離が少な
くて済むという利点がある。このように変圧器の小形化
及びタップ口出しの工数低減に役立っている。

一方、粗タツプ巻線部（７−１）、（７−２）が高圧巻
線端に配置されるため、この部分で高、低圧巻線間のア
ンペアターンの不平衡の割合が増加する。しかし、軸方
向機械力が最大となるのは一般ｔｔｊに最低タップ、す
なわち第６図に示す徂タップ巻線部の接αＮ、■である
から、低圧巻線の巻線高感を高圧巻線よ）不妊く形成し
であるので、低圧巻線（２）の高さは最低タップ時の高
圧巻線高さにほぼ等しくなっている。したがって高、低
圧巻線間のアンペアターンの不平衡の割合が少なくなっ
ている。

まだ、粗タツプ巻線部（７−１）、（７−２）がそれぞ
れ対向している低圧巻線（２）の端部の単位長当シのア
ンペアターンを小さくするような対策によって、高、低
圧巻線間のアンペアターンの不平衡の割合を少なくする
ことができる。すなわち第３図におけるタップ巻線（，
１７）’　、　（４１に対向する低圧巻線の斜線を付し
た部分（２ａ）のアンペアターン／高さを小さくするこ
と、いわゆるアンペアターンを薄くすることと同様な働
きがある。

このようにして第３図の従来の巻線構成に比較して巻線
の占積率が低下することなく、また軸方向機械力を第１
図の従来の構成に比較してｌ」・さくすることができる
。

次に本発明の曲の実施例について説明する。第５図に示
した本発明の実施例においては、密タツプ巻線部（６）
、徂タップ巻線部（７−１）　、　（７−ｘ）とも′電
圧４ｅ分のタップ４圧を受けもっているが、例えばこの
割合を変え密タツプ巻線部（６）ではパホ圧６ｅ、粗タ
ツプ巻線部（７−１）及び（７−２）では電圧２ｅの電
圧を分担しても同様な効果がある。又タップ点数によっ
ては徂タップ巻線口出しを密タツプ巻線口出し電圧ｅの
２論以上の整数倍例えば２ないし４倍程度にしてもやは
シ同様な効果がある。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明の実施例によれば、同一タッ
プ点数をとるだめ少なしタップ口出し数でよく、又タッ
プ巻線間（、℃設けられるタップ巻線が電気的に浮くの
で、この絶縁を保つだめの一般部以上に犬きく広げた油
道部すなわちブリーフの数が少なくてすむ利点がある。

又タップ巻線を２分割しているため、タップ範囲が広く
なっても短絡時の巻線１ｉｆｉ１１方向機械カが過大と
なるようなこともなく、また段絶縁の場合中性点側につ
ながるタップ切換器の対地「ｄ圧もｌ」・さくてすむ。

このように巻線占積率を向上し、工数も少なくてすむ小
形な無１圧タツプ切換器付変圧器を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の無電圧タップ切換器付変圧器の巻線構成
の断面説明図、第２図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ第
１図の軸方向アンペアターン分布及び起磁力分布を示す
線図、第３図はタップ範囲が広い場合の従来の巻線構成
の断面説明図、第４図は第３図のタップ口出しの接続特
性の図面、第５図は本発明による無電圧タップ切換器付
変圧器の巻線構成の断面説明図、第６図は第５図のタッ
プ口出しの接続特性の図である。 （１）・・鉄心脚　（２）　低圧巻線 （３）高圧巻線　（３Ａ）　、　（：（Ｂ）　高圧主巻
線（６）密タツプ巻線部 （７−１）　、　（７−２）　粗タツプ巻線部Ｕ−・線
路端子　Ｎ　中性点端子 ｕ、ｖ　低圧巻線端子　ｇ　油道都（ブリーフ）代理人
　弁理士　井　上　−男 第　１　図 第３図 第　４　図 才汝　禦乞　゛　ヅし ｌ■■　■、＠８ｅ Ｉ　■■　■、＠７Ｃ Ｆ■、■　■、■ｇｅ ■■７■　■■　５ｅ ■■２■　■７■　〃ｅ ■７■　■、ｏ３ｅ 曹　の、■　■０２ｅ ■のω　の、○　／ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄心脚上に低圧巻線を巻装し、その外側に高圧巻線を巻
   装し、この高圧巻線が中央部に対して対称に巻回される
   とともに高圧主巻線とタップ巻線とを備えてなる無電圧
   タップ切換器付変圧器において、前記タップ巻線を、電
   圧ｅを有するエタツプごとにタップ口出しを引出した複
   数個のタップを有する密タツプ巻線部と、少なくとも電
   圧２ｅを有する１タツプごとにタップ口出し全引出しだ
   複数個のタップを有する粗タツプ巻線部に分割し、この
   粗タツプ巻線部が前記高圧巻線の両端に配設さｉｔ、か
   つこの粗タツプ巻線部の口出しがタップ切換器を通じて
   中性点に接続され、前記密タツプ巻線部を前記高圧主巻
   線の中間位置に配設したことを特徴とする無電圧タップ
   切換器付変圧器。