JP2676928B2 - 三巻線スコット結線変圧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、饋電用変圧器として使用されるスコット結
線変圧器に関するものである。

Ｂ 発明の概要 本発明は、饋電用の三巻線スコット結線変圧器におい
て、主座変圧器の二つの鉄心脚にそれぞれ主座二次巻線
又は主座三次巻線、Ｕ相一次巻線、Ｗ相一次巻線、Ｕ相
一次タップ巻線とＷ相一次タップ巻線を共通の並列巻と
した主座一次タップ巻線を巻装し、また、Ｔ座変圧器の
二つの鉄心脚にそれぞれＴ座二次巻線又はＴ座三次巻
線、Ｖ相一次巻線および並列巻線としたＶ相一次タップ
巻線を巻装し、主座変圧器およびＴ座変圧器の各タップ
によるアンペアターンのアンバランスが少なく、軸方向
の短絡機械力が小さく、製造の容易な三巻線スコット結
線変圧器としたものである。

Ｃ 従来の技術 第７図は従来の三巻線スコット結線変圧器の結線図
で、５タップの場合を示す。第７図において、主座変圧
器のＵ相一次端子Ｕに接続されるＵ相第１一次巻線23の
中央部からタップリード線24が引出され、このＵ相一次
巻線23の他端は第１主座巻線中点M₁に接続され、主座変
圧器のＵ相一次端子に接続されるＵ相第２一次巻線25の
中央部からタップリード線26が引出され、このＵ相第２
一次巻線25の他端は第２主座巻線中点M₂に接続されてい
る。同様に、主座変圧器のＷ相一次端子Ｗに接続される
Ｗ相第１一次巻線27の中央部からタツプリード線28が引
出されており、このＷ相第１一次巻線27の他端は第１主
座巻線中点M₁に接続され、主座変圧器のＷ相一次端子Ｗ
に接続されるＷ相第２一次巻線29の中央部からタツプリ
ード線30が引出されており、このＷ相第２一次巻線29の
他端は第２主座巻線中点M₂に接続されている。

そして、前記Ｕ相第１一次巻線23に対応して主座二次
巻線31が巻装され、Ｗ相第２一次巻線29に対応して主座
三次巻線32が巻装されている。各巻線の配置については
後述する。

一次端子電圧をE₁とすると、Ｕ相第１一次巻線23とＵ
相第２一次巻線25とがE₁/2を分担し、Ｗ相第１一次巻線
27とＷ相第２一次巻線29とがE₁/2を分担する。

一方、Ｔ座変圧器のＶ相一次端子Ｖに接続されるＶ相
第１一次巻線33の中央部からタップリード線34が引出さ
れ、このＶ相第１一次巻線33の他端は第１主座巻線中点
M₁に接続され、Ｔ座変圧器のＶ相一次端子Ｖに接続され
るＶ相第２一次巻線35の中央部からタップリード線36が
引出され、このＶ相第２一次巻線35の他端は第２主座巻
線中点M₂に接続される。このＶ相第１一次巻線33には、
Ｔ座二次巻線37が対応して巻装され、Ｖ相第２一次巻線
35にはＴ座巻線38が対応して巻装されている。各巻線の
配置については後述する。

Ｖ相第１一次巻線33とＶ相第２一次巻線35が を分担している。二次端子電圧および三次端子電圧をE_t
とすると、主座二次巻線31、主座三次巻線32、Ｔ座二次
巻線37およびＴ座三次巻線38には、それぞれE_tを誘起す
る。

主座二次巻線31は端子T_u,N_u1に、主座三次巻線32は端
子F_u,N_u2に接続され、N_u1とN_u2は外部で直列に接続され
て、その接続点N_uは単巻変圧器の中点に接続して接地さ
れ、両端の端子T_u,F_uは遮断器を介して単巻変圧器の端
子と接続され、T_u−N_u間、N_u−F_u間で電気車に給電す
る。

Ｔ座二次巻線37は端子T_v,N_v1に、Ｔ座三次巻線38は端
子F_v,N_v2に接続され、N_v1とN_v2は外部で直列に接続され
て、その接続点N_vは単巻変圧器の中点に接続して接地さ
れ、両端の端子T_v,F_vに遮断器を介して単巻変圧器の端
子と接続され、T_v−N_v間、N_v−F_v間で電気車に給電す
る。T_u−F_uとT_v−F_vの間は90度の位相差がある。

第８図は、従来の三巻線スコット結線変圧器の巻線配
置図で、第８図において、主座変圧器の第１鉄心脚39の
外周には内側に上部主座二次巻線40、下部主座二次巻線
41が巻線され、その外側上部にＵ相第１一次巻線23、外
側下部にＷ相第１一次巻線27が巻装されている。前記上
部主座二次巻線40と下部主座二次巻線41は上下２回路並
列に接続されて、前記主座二次巻線31を形成している。

主座変圧器の第２鉄心脚42の外周には内側に上部主座
三次巻線43、下部主座三次巻線44が巻装され、その外側
上部にＵ相第２一次巻線25、外側下部にＷ相第２一次巻
線29が巻装され、前記上部主座三次巻線43と下部主座三
次巻線44は上下２回路並列に接続されて、前記主座三次
巻線32を形成している。

Ｔ座変圧器の第１鉄心脚45の外周には内側にＴ座二次
巻線37、外側に相第１一次巻線33が巻装され、Ｔ座変圧
器の第２鉄心脚46の外周には内側にＴ座二次巻線38、外
側にＶ相第２一次巻線35が巻装されている。

前記Ｔ座二次巻線37はＴ座二次端子T_vとN_v1に接続さ
れ、Ｔ座二次巻線38はＴ座三次端子F_vとN_v2に接続され
ている。

Ｄ 発明が解決しようとする課題 従来の三巻線スコット結線変圧器においては、 主巻線からタップリードを引出すので、工作的に手間
がかかり、絶縁寸法が大きくなる。

タップ巻線が部弁的に使用された場合に、アンペアタ
ーンのバランスが崩れ、短絡機械力が大きい。

タップリード線の引出部の絶縁のために、寸法が大き
くなる。

二次または三次巻線は上下２回路並列に接続するリー
ドのため、巻線軸方向の寸法が大となる。

などの課題を有していた。

本発明は、従来の技術の有するこのような課題を解決
し、アンペアターンのバランスを良くし、軸方向の短絡
機械力が小さく、かつ、小形化を図り、製造の容易な三
巻線スコット結線変圧器を提供することを目的とする。

Ｅ 課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために、本発明における三巻線
スコット結線変圧器においては、タップ巻線を独立した
別巻線とし、一次タップ巻線を並列巻とし、特に主座変
圧器のＵ相とＷ相の一次タップ巻線を並列巻として、一
つの巻線としたものである。

Ｆ 作用 本発明の三巻線スコット結線変圧器は、主座変圧器お
よびＴ座変圧器のタップ巻線を別巻の並列巻とすること
により、主巻線からタップを引出す構造よりも工作的に
容易であり、特にタップ数の多い場合に有効である。タ
ップ巻線を別巻とすることにより、絶縁のための寸法が
小さくてすむ。また、タップ巻線を並列巻としたので、
タップ抜けの場合でも各巻線の間のアンペアターンのバ
ランスがよく、軸方向の短絡機械力が小さくなる。さら
に、一次タップ巻線を一次Ｕ相と一次Ｗ相の共通並列巻
として一つの巻線としたので、Ｕ相、Ｗ相を別々の巻線
とするよりも、製作上も絶縁寸法的にも有利となる。

Ｇ 実施例 以下、本発明による三巻線スコット結線変圧器の実施
例について図面を参照して説明する。第１図本発明の三
巻線スコット結線変圧器の実施例を示す結線図で、４タ
ップの場合を示す。主座変圧器のＵ相第１一次巻線１、
Ｕ相第１一次タップ巻線２、Ｗ相第１一次タップ巻線３
およびＷ相第１一次巻線４を直列に接続し、Ｕ相第２一
次巻線５、Ｕ相第２一次タップ巻線６、Ｗ相第２一次タ
ップ巻線７およびＷ相第２一次巻線８を直列に接続し、
Ｕ相第１一次タップ巻線２とＷ相第１一次タップ巻線３
との接続点の第１主座巻線中点M₁と、Ｕ相第２一次タッ
プ巻線６とＷ相第２一次タップ巻線７との接続点の第２
主座巻線中点M₂とをそれぞれ独立に引出すとともに、一
次Ｕ相端子ＵではＵ相第１一次巻線１とＵ相第２一次巻
線５とを並列に接続し、一次Ｗ相端子ＷではＷ相第１一
次巻線４とＷ相第２一次巻線８とを並列に接続し、Ｔ座
変圧器のＶ相第１一次巻線９とＶ相第１一次タップ巻線
10と第１主座巻線中点M₁の順に直列に接続し、Ｖ相第２
一次巻線11とＶ相第２一次タップ巻線12と第２主座巻線
中点M₂の順に直列に接続した、一次Ｖ相端子ＶではＶ相
第１一次巻線９とＶ相第２一次巻線11とが並列に接続さ
れている。

Ｕ相第１一次タップ巻線２は第１主座巻線中点M₁側か
ら順にタップ端子u₁₁,u₁₂,u₁₃,u₁₄が引出され、Ｗ相第
１一次タップ巻線３は第１主座巻線中点M₁側から順にタ
ップ端子w₁₁,w₁₂,w₁₃,w₁₄が引出され、Ｖ相第１一次タ
ップ巻線10は第１主座巻線中点M₁側から順にタップ端子
v₁₁,v₁₂,v₁₃,v₁₄が引出されている。

また、Ｕ相第２一次タップ巻線６は第２主座巻線中点
M₂側から順にタップ端子u₂₁,u₂₂,u₂₃,u₂₄が引出され、
Ｗ相第２一次タップ巻線７は第２主座巻線中点M₂側から
順にタップ端子w₂₁,w₂₂,w₂₃,w₂₄が引出され、Ｖ相第２
一次タップ巻線12は第２主座巻線中点M₂側から順にタッ
プ端子v₂₁,v₂₂,v₂₃,v₂₄が引出されている。

一次タップ切換え時には、最高電圧の場合は第１主座
巻線中点M₁はタップ端子u₁₁,v₁₁,w₁₁と接続され、第２
主座巻線中点M₂はタップ端子u₂₁,v₂₁,w₂₁と接続されて
おり、最低電圧の場合は第１主座巻線中点M₁はタップ端
子u₁₄,v₁₄,w₁₄と接続され、第２主座巻線中点M₂はタッ
プ端子u₂₄,v₂₄,w₂₄と接続されており、中間の電圧調整
時には順次切り換えるようになっている。

そして、Ｕ相第１一次巻線１とＷ相第１一次巻線４に
対応して主座二次巻線13が巻装され、Ｗ相第２一次巻線
８に対応して主座三次巻線14が巻装され、Ｕ相第２一次
巻線５とＷ相第２一次巻線８に対応して主座三次巻線14
が巻装され、Ｖ相第１一次巻線９に対応してＴ座二次巻
線15が巻装され、Ｖ相第２一次巻線11に対応してＴ座三
次巻線16が巻装されている。各巻線の配置については後
述する。

一次端子電圧をE₁とすると、一次Ｕ相端子Ｕと第１主
座巻線中点M₁の間に直列接続されたＵ相第１一次巻線１
とＵ相第１一次タップ巻線２、および一次Ｕ相端子Ｕと
第２主座巻線点M₂の間に直列に接続されたＵ相第２一次
巻線５とＵ相第２一次タップ巻線６とがそれぞれE₁/2を
分担し、一次Ｗ相端子Ｗと第１主座巻線中点M₁の間に直
列接続されたＷ相第１一次巻線４とＷ相第１一次タップ
巻線３、および一次Ｗ相端子Ｗと第２主座巻線中点M₂の
間に直列に接続されたＷ相第２一次巻線８とＷ相第２一
次タップ巻線７とがそれぞれE₁/2を分担する。

一次Ｖ相端子Ｖと第１主座巻線中点M₁の間に直列接続
されたＶ相第１一次巻線９とＶ相第１一次タップ巻線1
0、および一次Ｖ相端子Ｖと第２主座巻線中点M₂の間に
直列接続されたＶ相第２一次巻線11とＶ相第２一次タッ
プ巻線12とがそれぞれ を分担している。

二次端子電圧および三次端子電圧をE_tとすると、主座
二次端子T_uとN_u1に接続された主座二次巻線13、主座三
次端子F_uとN_u2に接続された主座三次巻線14、Ｔ座二次
端子T_vとN_v1に接続されたＴ座二次巻線15およびＴ座三
次端子F_vとN_v2に接続されたＴ座三次巻線16にはそれぞ
れE_tを誘起する。主座二次巻線、主座三次巻線、Ｔ座二
次巻線およびＴ座三次巻線の端子間の接続は前記の従来
例と同じである。

第２図は本発明の三巻線スコット結線変圧器の第１実
施例の主座変圧器の巻線配置図で、第２図において、主
座変圧器第１鉄心脚17に、内側から順に主座二次巻線1
3、Ｕ相第１一次巻線１、Ｗ相第１一次巻線４、Ｕ相第
１一次タップ巻線２とＷ相第１一次タップ巻線３を並列
巻した主座第１一次タップ巻線18を配置して巻装され、
主座変圧器第２鉄心脚19に、内側から順に主座三次巻線
14、Ｕ相第２一次巻線５、Ｗ相第２一次巻線８およびＵ
相第２一次タップ巻線６とＷ相第２一次タップ巻線７を
並列巻した主座第２タップ巻線20を配置して巻装されて
いる。

第３図は本発明の三巻線スコット結線変圧器の第１の
実施例のＴ座変圧器の巻線配置図で、第３図において、
Ｔ座変圧器第１鉄心脚21に、内側から順に、Ｔ座二次巻
線15、Ｖ相第１一次巻線９およびＶ相第１一次タップ巻
線10を配置して巻装され、Ｔ座変圧器第２鉄心脚22に、
内側から順にＴ座三次巻線16、Ｖ相第２一次巻線11およ
びＶ相第２一次タップ巻線12が配置して巻装されてい
る。

第４図は本発明の三巻線スコット結線変圧器の第２実
施例の主座変圧器の巻線配置図で、第４図において、主
座変圧器第１鉄心脚17に、内側から順に主座二次巻線1
3、Ｕ相第１一次巻線１、Ｕ相第１一次タップ巻線２と
Ｗ相第１一次タップ巻線３を並列巻した主座第一次タッ
プ巻線18およびＷ相第１一次巻線４を配置して巻装さ
れ、主座変圧器第２鉄心脚19に、内側から順に主座三次
巻線14、Ｕ装第２一次巻線５、Ｕ相第２一次タップ巻線
６とＷ相第２一次タップ巻線７を並列巻した主座第２タ
ップ巻線20およびＷ相第２一次巻線８を配置して巻装さ
れている。

第５図は本発明の三巻線スコット結線変圧器の第２お
よび第３実施例のＴ座変圧器の巻線配置図で、第５図に
おいて、Ｔ座変圧器第１鉄心脚21に、内側から順にＴ座
二次巻線15、Ｖ相第１一次タップ巻線10およびＶ相第１
一次巻線９を配置して巻装され、Ｔ座変圧器第２鉄心脚
22に、内側から順にＴ座三次巻線16、Ｖ相第２一次タッ
プ巻線12およびＶ相第２一次巻線11が配置して巻装され
ている。

第６図は本発明の三巻線スコット結線変圧器の第３実
施例の主座変圧器の巻線配置図で、第６図において、主
座変圧器第１鉄心脚17に、内側から順に主座二次巻線1
3、Ｕ相第１一次タップ巻線２とＷ相第１一次タップ巻
線３を並列巻した主座第一次タップ巻線18、Ｕ相第１一
次巻線１およびＷ相第１一次巻線４を配置して巻装さ
れ、主座変圧器第２鉄心脚19に、内側から順に主座三次
巻線14、Ｕ相第２一次タップ巻線６とＷ相第２一次タッ
プ巻線７を並列巻した主座第２タップ巻線20、Ｕ相第２
一次巻線５、Ｗ相第２一次巻線８を配置して巻装されて
いる。

Ｈ 発明の効果 本発明は、上述のとおり構成されており、 主座変圧器およびＴ座変圧器のタップ巻線を別巻の並
列巻としたので、主巻線からタップを引出すよりも工作
的に容易である。特にタップ数の多い場合に、有効であ
る。

タップ巻線を別巻としたので、絶縁のための寸法が小
さくてすむ。

タップ巻線を並列巻としたので、タップ抜けの場合で
も各巻線の間のアンペアターンのバランスがよく、幅方
向の短絡機械力が小さくなる。

タップ巻線でＵ相、Ｗ相共通並列巻として一つの巻線
としたので、Ｕ相、Ｗ相を別々の巻線とするよりも、製
作上も絶縁寸法的にも有利である。

各巻線のインピーダンス特性も良好である。

などの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の三巻線スコット結線変圧器の実施例を
示す結線図、第２図は本発明の三巻線スコット結線変圧
器の第１実施例の主座変圧器の巻線配置図、第３図は本
発明の三巻線スコット結線変圧器の第１実施例のＴ座変
圧器の巻線配置図、第４図は本発明の三巻線スコット結
線変圧器の第２実施例の主座変圧器の巻線配置図、第５
図は本発明の三巻線スコット結線変圧器の第２および第
３実施例のＴ座変圧器の巻線配置図、第６図は本発明の
三巻線スコット結線変圧器の第３実施例の主座変圧器の
巻線配置図、第７図は従来の三巻線スコット結線変圧器
の結線図、第８図は従来の三巻線スコット結線変圧器の
巻線配置図である。 １……Ｕ相第１一次巻線、 ２……Ｕ相第１一次タップ巻線、 ３……Ｗ相第１一次タップ巻線、 ４……Ｗ相第１一次巻線、 ５……Ｕ相第２一次巻線、 ６……Ｕ相第２一次タップ巻線、 ７……Ｗ相第２一次タップ巻線、 ８……Ｗ相第２一次巻線、 ９……Ｖ相第１一次巻線、 10……Ｖ相第１一次タップ巻線、 11……Ｖ相第２一次巻線、 12……Ｖ相第２一次タップ巻線、 13……主座二次巻線、 14……主座三次巻線、 15……Ｔ座二次巻線、 16……Ｔ座三次巻線、 17……主座変圧器第１鉄心脚、 18……主座第１一次タップ巻線、 19……主座変圧器第２鉄心脚、 20……主座第２一次タップ巻線、 21……Ｔ座変圧器第１鉄心脚、 22……Ｔ座変圧器第２鉄心脚、 F_u……主座三次端子、 F_v……Ｔ座三次端子、 M₁……第１主座巻線中点、 M₂……第２主座巻線中点、 N_u1……主座二次端子、 N_u2……主座三次端子、 N_v1……Ｔ座二次端子、 N_v2……Ｔ座三次端子、 T_u……主座二次端子、 T_v……Ｔ座三次端子、 Ｕ……一次Ｕ相端子 u₁₁,u₁₂,u₁₃,u₁₄,u₂₁,u₂₂,u₂₃,u₂₄……Ｕ相タップ端
子、 Ｖ……一次Ｖ相端子、 v₁₁,v₁₂,v₁₃,v₁₄,v₂₁,v₂₂,v₂₃,v₂₄……Ｖ相タップ端
子、 Ｗ……一次Ｗ相端子、 w₁₁,w₁₂,w₁₃,w₁₄,w₂₁,w₂₂,w₂₃,w₂₄……Ｗ相タップ端
子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主座変圧器とＴ座変圧器がそれぞれ一次巻
   線、一次タップ巻線、二次巻線および三次巻線からなる
   三巻線スコット結線変圧器において、主座変圧器の第１
   鉄心脚に主座二次巻線、Ｕ相第１一次巻線、Ｗ相第１一
   次巻線、Ｕ相第１一次タップ巻線とＷ相第１一次タップ
   巻線を共通の並列巻とした第１一次タップ巻線を巻装
   し、主座変圧器の第２鉄心脚に主座三次巻線、Ｕ相第２
   一次巻線、Ｗ相第２一次巻線、Ｕ相第２一次タップ巻線
   とＷ相第２一次タップ巻線を共通の並列巻とした第２一
   次タップ巻線を巻装して、一次Ｕ相端子ではＵ相第１一
   次巻線とＵ相第２一次巻線を並列接続し、一次Ｗ相端子
   では前記Ｗ相第１一次巻線とＷ相第２一次巻線を並列接
   続し、さらに前記Ｕ相第１一次巻線、Ｕ相第１一次タッ
   プ巻線、Ｗ相第１一次タップ巻線およびＷ相第１一次巻
   線を直列に接続し、前記Ｕ相第２一次巻線、Ｕ相第２一
   次タップ巻線、Ｗ相第２一次タップ巻線およびＷ相第２
   一次巻線を直列に接続し、前記Ｕ相第１一次タップ巻線
   とＷ相第１一次タップ巻線の第１主座巻線中点M₁と、前
   記Ｕ相第２一次タップ巻線とＷ相第２一次タップ巻線の
   第２主座巻線中点M₂とをそれぞれ独立に引出すととも
   に、Ｔ座変圧器の第１鉄心脚にＴ座二次巻線、Ｖ相第１
   一次巻線および並列巻としたＶ相第１一次タップ巻線を
   巻装し、Ｔ座変圧器の第２鉄心脚にＴ座三次巻線、Ｖ相
   第２一次巻線および並列巻としたＶ相第２一次タップ巻
   線を巻装し、一次Ｖ相端子では前記Ｖ相第１一次巻線と
   Ｖ相第２一次巻線を並列接続し、さらに前記Ｖ相第１一
   次巻線とＶ相第１一次タップ巻線および前記第１主座巻
   線中点M₁の順に直列に接続し、前記Ｖ相第２一次巻線と
   Ｖ相第２一次タップ巻線および前記第２主座巻線中点M₂
   の順に直列に接続したことを特徴とする三巻線スコット
   結線変圧器。