JPS6161690B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１次側又は２次側が２つの定格電圧
を有する変圧器に係り、特に系統の昇圧又は降圧
の際に定格電圧を切換えられるものに関する。

送電系統の運用の関係から、例えば当初275kV
の送電電圧で運転開始（以下、運開という）し、
何年か後に550kVに昇圧するという計画がある。
この場合、当初275kVの変圧器を設置しておく
と、550kVに昇圧するときには、550／275kVの
単巻変圧器が必要となる。

したがつてこの方法では、予め単巻変圧器の据
付スペースを確保する必要があると共に、単巻変
圧器の追加により、通常の低圧巻線と高圧巻線か
らなる550kV変圧器に比較して、550kVの電圧を
確保するのに1.5倍以上の等価容量となり、損失
が1.6倍、インピーダンスも1.8倍に大きくなる。
また、発電所用変圧器では高圧の２次側はケーブ
ル直結あるいはGIS（ガス絶縁開閉器）直結とな
るため、昇圧時の改造にはケーブルあるいはGIS
の改造まで伴ない、その費用は膨大となる。

これに対する改良案としては、容量1/2の変圧
器を２台設置し、275kV時には、第１図ａに示す
ように、２つの変圧器１，２の低圧巻線３，４を
並列接続すると共に、高圧巻線５，６を並列接続
して使用し、550kV時には、同図ｂに示すよう
に、高圧巻線５，６を直列接続して使用する方法
がある。なお、第１図において、７，８は鉄心、
Ｎは中性点端子である。

しかしこの方法では、等価容量的には普通の
550kV変圧器と同じであるが、２台の変圧器を用
いているため、価格的には高く、損失も1.3倍以
上となる。しかも接続換えが大変で、据付スペー
スも大幅に必要となる欠点がある。

また、この２台の変圧器の中身を同一タンク内
に収納する案もあるが、この案では、昇圧時に現
地で油抜きして内部の接続換えを行なう必要があ
り、信頼性に問題がある。

さらに、これらに対する改良案として、近時本
発明者により第２図に示すような変圧器が提案さ
れている（特願昭55−116375号）。

この変圧器は、低圧側が通常の変圧器と同様１
つの低圧巻線９で構成されているのに対し、高圧
側が中圧巻線１０と高圧巻線１１の２つの巻線か
ら単巻巻線に構成されている。なお、１２は鉄心
である。これらの巻線９，１０，１１および鉄心
１２は油入タンク１３内に収納されている。

低圧巻線９の両端子９Ａ，９Ｂは気中プツシン
グを通してタンク１３外へ引出されている。中圧
巻線１０の一方の端部からは中性点端子１０Ｎが
他方の端部と高圧巻線１１の短絡された両端部と
の接続部からは共通の中圧端子１４が、また高圧
巻線１１の中央からは高圧端子１１Ａが、それぞ
れ気中ブツシングを通してタンク１３外へ引出さ
れている。

当初、中圧電圧（低い方の定格電圧例えば
275kV）で運開するときは、第２図ａのように、
中圧端子１４と架線１５を接続し、電流の流れて
いない高圧巻線１１の高圧端子１１Ａを避雷器１
６を介して接地して使用する。その後、高圧電圧
（高い方の定格電圧例えば550kV）に切換えると
きは、第２図ｂのように、避雷器１６を取外し
て、架線１５を中圧端子１４から高圧端子１１Ａ
に接続換えすればよい。

このように、この変圧器は、１台で２つの定格
電圧に対応できるので、据付スペースが少なくて
済み、また電圧の切換えも簡単に行なうことがで
きる。特に電圧切換えの際には、タンク内に全く
手を加えないで済むため、信頼性が低下すること
もない。また、等価容量及び損失の増加も比較的
少なくて済む。しかし、等価容量及び損失の増加
が少なくて済むとはいつても、通常の550kV変圧
器に比べて、等価容量が25％、損失が10％も増加
するとともに、中圧電圧使用時に、中圧端子に雷
インパルスが侵入した場合における高圧端子への
移行電圧を抑制するために避雷器を必要とする。
また、漏れ磁束密度が中圧電圧使用時および高圧
電圧使用時で、第３図の実線MVおよび鎖線HV
に示すような分布となるため、高圧電圧使用時の
インピーダンスは中圧電圧使用時の1.5倍にもな
り、系統の安定度を低下させるという問題があつ
た。

本発明の目的は、上記した問題点を解消し、１
台で２つの定格電圧を有し、等価容量が変らず、
損失の増加もさらに少なく、両定格電圧使用時で
インピーダンスの変化がなく、電圧の切換えも変
圧器本体タンク内の油を抜かずに行なえる変圧器
を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、少なくと
も１つが超高圧以上である２つの定格電圧を有す
る側を、低い電圧が印加される第１の巻線と高い
方の電圧が印加される第２の巻線とから構成する
とともに、第１および第２の巻線を１つの定格電
圧を有する側の巻線を挾んでその両側に配置し、
かつ第１および第２の巻線の巻始めおよび巻終り
端子をそれぞれ変圧器本体タンク外に引出し、低
い方の定格電圧が印加されるときには第１および
第２の巻線を並列に接続し、高い方の定格電圧が
印加されるときには第１および第２の巻線を直列
に接続することを特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。

第４図は本発明の一実施例を示す。

この実施例の変圧器では、高圧側を構成する中
圧巻線１０と高圧巻線１１が低圧巻線９を挾んで
その内側および外側にそれぞれ配置されており、
かつこれらの各巻線９〜１１および鉄心１２は油
入タンク１３内に収納されている。

低圧巻線９の両端子９Ａ，９Ｂは気中ブツシン
グを通してタンク１３外へ引出され、また中圧巻
線１０の両端子１０Ａ，１０Ｎと、高圧巻線１１
の両端子１１Ａ，１１Ｂもそれぞれ気中ブツシン
グを通してタンク１３外に引出されている。

この変圧器は、当初、中圧電圧（低い方の定格
電圧例えば275kV）で運開するときには、第４図
ａのように、中圧巻線１０の一方の端子１０Ａと
高圧巻線１１の一方の端子１１Ａを接続するとと
もにこれらと架線１５を接続し、また中圧巻線１
０の他方の端子、つまり中性点端子１０Ｎと高圧
巻線１１の他方の端子１１Ｂを接続する。すなわ
ち、２つの定格電圧を有する高圧側の中圧巻線１
０と高圧巻線１１を並列に接続して使用する。そ
の後、高圧電圧（高い方の定格電圧例えば
550kV）に切換えるときは、第４図ｂのように、
中圧巻線１０の一方の端子１０Ａと高圧巻線１１
の一方の端子１１Ａとの接続、および中圧巻線１
０の中性点端子１０Ｎと高圧巻線１１の他方の端
子１１Ｂとの接続を外し、中圧巻線１０の一方の
端子１０Ａと高圧巻線１１の他方の端子１１Ｂを
接続して、中圧巻線１０と高圧巻線１１を直列に
接続すればよい。

このように、この実施例の変圧器は、１台で２
つの定格電圧に対応できるので、据付スペースが
少なくて済み、また電圧の切換えも簡単に行なう
ことができる。特に電圧切換えの際には、タンク
内に全く手を加えないで済むため、信頼性が低下
することもない。また、等価容量についても通常
の550kV変圧器と変らず、前述した高圧端子への
移行電圧もないので、避雷器の必要もない。さら
に、第５図に示すように、漏れ磁束密度の大きさ
が第３図に示したものの半分となり、かつ中圧電
圧使用時と高圧電圧使用時とで変わりがないの
で、インピーダンスの変化もなく、系統の安定度
を良好に維持できるとともに、漏れ磁束密度の半
減により漂遊損が減り、その分だけ損失も低減す
ることができる。

第６図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例が第４図の実施例と異なるところ
は、タンク１３の外側に油入接続箱１７が設けら
れ、この油入接続箱１７内に中圧巻線１０の両端
子１０Ａ，１０Ｎおよび高圧巻線１１の両端子１
１Ａ，１１Ｂが油中ウオールブツシングあるいは
油中端子板を用いて引出されていることと、この
油入接続箱１７内に高圧巻線１１の一方の端子１
１Ａに接続されたケーブル１８接続用のケーブル
ヘツド１９と、中圧巻線１０の中性点端子１０Ｎ
に接続された中性点ブツシング２０が設置されて
いることである。

第４図と同様、ａは中圧電圧使用時、ｂは高圧
電圧使用時である。中圧電圧から高圧電圧に切換
えるときは、油入接続箱１７内の油を抜き、ａか
らｂのように接続を切換えた後、再び接続箱１７
内に油を充填する。それ以外の構成は第４図の実
施例と同じであるので、同一部分には同一符号を
付して詳細な説明は省略する。

第７図は本発明のさらに他の実施例を示す。こ
の実施例は低圧側が２つの定格電圧を有する例で
ある。

この実施例の変圧器は、高圧側が通常の変圧器
と同様１つの高圧巻線２１で構成されているのに
対し、低圧側が中圧巻線２２と低圧巻線２３の２
つの巻線から構成され、その中圧巻線２２と低圧
巻線２３が高圧巻線２１を挾んでその外側および
内側にそれぞれ配置されている。なお、２４は安
定巻線、２５は鉄心である。これらの各巻線２１
〜２４及び鉄心２５は油入タンク２６内に収納さ
れている。油入タンク２６の外側には高圧用油入
接続箱２７及び低圧用油入接続箱２８が設けられ
ている。

高圧巻線２１の一方の端子、つまり高圧端子２
１Ａは油中ウオールブツシングあるいは油中端子
板を通して高圧用油入接続箱２７内に引出され、
かつ接続箱２７内においてケーブル２９と接続さ
れた高圧側のケーブルヘツド３０に接続されてい
る。また、高圧巻線２１の他方の端子、つまり中
性点端子２１Ｎは気中ブツシングを通してタンク
２６外に引出されている。中圧巻線２２の両端子
２２Ａ，２２Ｂおよび低圧巻線２３の両端子２３
Ａ，２３Ｎはそれぞれ油中ウオールブツシングあ
るいは油中端子板を通して低圧用油入接続箱２８
内に引出されており、これらのうち中圧巻線２２
の一方の端子２２Ａおよび低圧巻線２３の中性点
端子２３Ｎは接続箱２８内においてケーブル３１
と接続された低圧側のケーブルヘツド３２および
中性点ブツシング３３にそれぞれ接続されてい
る。

この変圧器は、当初、低圧電圧（低い方の定格
電圧）で運開するときは、第７図ａのように、中
圧巻線２２の一方の端子２２Ａと低圧巻線２３の
一方の端子２３Ａを接続するとともに、中圧巻線
２２の他方の端子２２Ｂと低圧巻線２３の中性点
端子２３Ｎを接続し、２つの定格電圧を有する低
圧側の中圧巻線２２と低圧巻線２３を並列に接続
して使用する。その後、低圧側を中圧電圧（高い
方の定格電圧）に切換えるときは、低圧側油入接
続箱２８内の油を抜き、同図ｂのように端子２２
Ａと端子２３Ａの接続、および端子２２Ｂと端子
２３Ｎの接続をそれぞれ外し、端子２２Ｂと端子
２３Ａを接続した後、再び接続箱２８内に油を充
填する。

なお、この実施例において、高圧端子２１Ａは
必ずしもケーブル、GIS引出しの必要はない。ま
た、低圧、中圧電圧の値によつては損失との兼合
いで低圧巻線２３を高圧巻線２１の外側に、中圧
巻線２２を高圧巻線２１の内側に配置することも
できる。

上記各実施例では、２つの定格定圧として
275KVと550KVを例示して説明したが、必ずしも
このような超高圧と超々高圧との切換に限ること
はなく、２つの定格電圧の一方が超高圧以上であ
るとき、例えば、187KV／274KVのような場合、
にも適用可能である。又、上記各実施例では、高
圧巻線を円筒巻線としたが、電圧によつては円板
巻線で上下並列とすることもできる。

以上説明したように、本発明によれば、１台の
変圧器で２つの定格電圧に切換え使用することが
できるので、据付スペースを少なくすることがで
き、しかも損失及び等価容量の低減、電圧切換え
の際の停止期間の短縮、移行電圧の改善、系統安
定度及び信頼性の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは２つの定格電圧に対応する従来
の変圧器装置の各定格電圧使用時における構成
図、第２図ａ，ｂは既提案に係る変圧器の各定格
電圧使用時における構成図、第３図は第２図に示
した変圧器の漏れ磁束密度を示す説明図、第４図
ａ，ｂは本発明の一実施例に係る変圧器の各定格
電圧使用時における構成図、第５図は第４図に示
した変圧器の漏れ磁束密度を示す説明図、第６図
ａ，ｂ及び第７図ａ，ｂは本発明の他の各実施例
に係る変圧器の各定格電圧使用時における構成図
である。 ９，２３……低圧巻線、１０，２２……中圧巻
線、１１，２１……高圧巻線、１３……変圧器本
体タンク、１７……油入接続箱、２７……高圧側
油入接続箱、２８……低圧側油入接続箱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １次側、２次側のいずれか一方が、少なくと
   も１つが超高圧以上の２つの定格電圧を有する変
   圧器において、前記２つの定格電圧を有する側
   を、低い方の定格電圧が印加される第１の巻線と
   高い方の定格電圧が印加される第２の巻線とから
   構成するとともに、前記第１および第２の巻線を
   １つの定格電圧を有する側の巻線を挟んでその両
   側に配置し、かつ前記第１および第２の巻線の巻
   始めおよび巻終り端子をそれぞれ変圧器本体タン
   ク外に引出し、低い方の定格電圧が印加されると
   きには前記第１および第２の巻線を並列に接続
   し、高い方の定格電圧が印加されるときには前記
   第１および第２の巻線を直列に接続することを特
   徴とする変圧器。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記２つの
   定格電圧を有する側は電圧側であつて、前記第１
   の巻線は中圧巻線であり、前記第２の巻線は高圧
   巻線であることを特徴とする変圧器。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記２つの
   定格電圧を有する側は低圧側であつて、前記第１
   の巻線は低圧巻線であり、前記第２の巻線は中圧
   巻線であることを特徴とする変圧器。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記第１お
   よび第２の巻線の巻始めおよび巻終り端子は、前
   記変圧器本体タンクの外側に設けられた油入接続
   箱内に引出されていることを特徴とする変圧器。