JP3077310B2 - 送ガス式ガス絶縁変圧器 - Google Patents

送ガス式ガス絶縁変圧器

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JP3077310B2
JP3077310B2 JP03272957A JP27295791A JP3077310B2 JP 3077310 B2 JP3077310 B2 JP 3077310B2 JP 03272957 A JP03272957 A JP 03272957A JP 27295791 A JP27295791 A JP 27295791A JP 3077310 B2 JP3077310 B2 JP 3077310B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、SF6 と略称される
六ふっ化硫黄からなる絶縁ガスを絶縁媒体と冷却媒体と
を兼ねて密封容器に封入し高電圧部を有する巻線や鉄心
を含む変圧器中身をその中に収納してなるガス絶縁変圧
器、特に負荷時タップ切換器を備え絶縁ガスを強制的に
循環させる冷却方式が採用された送ガス式ガス絶縁変圧
器に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来のガス絶縁変圧器の中身及び
負荷時タップ切換器と冷却構造を示す模式図である。こ
の図において、密封容器13の内部には数気圧の絶縁ガ
スが封入されていて、鉄心2、巻線3と図示しないその
付属部品からなる変圧器中身20が収納され、更に、上
部を密封容器13の上ふた部に取付けられた負荷時タッ
プ切換器2が収納されている。
【0003】密封容器13には冷却器5が接続されてい
て図でで示す変圧器中身20の上部位置からで示す
冷却器5の上部位置に符号を付さない配管を通って絶縁
ガスが流れ、符号を付さない送風機が設けられた冷却器
5の中で冷却されながら下部に流れ冷却ガスとしてで
示す冷却器5の下部位置からガスブロア6によってで
示す密封容器13の下部位置に流れ込む。変圧器中身2
0の下部はガスガイド73で覆われていて、変圧器中身
20に設けられている上下方向に冷却ガスが流れる図示
しない冷却用ダクトを通って上部に出ての位置に戻る
循環する冷却経路が構成されている。この冷却経路を絶
縁ガスが流通する圧力は殆どがガスブロア6によるもの
である。変圧器中身20内でのトンネル効果による圧力
差の発生は僅かである。言い換えれば、変圧器中身20
内でのトンネル効果による圧力差によって絶縁ガスが流
れる自然冷却式に比べてはるかに速い速度で絶縁ガスを
流通させ冷却効果を高めているのである。
【0004】変圧器中身20の中に冷却用ダクトを設け
その中だけに冷却媒体としての絶縁ガスを流して冷却す
る構成を採用しているのは、絶縁ガスの流速が大きいほ
ど熱伝達係数が大きく冷却効率が向上するからである。
特に、変圧器中身20の中で巻線3が多くの熱を発生す
るので、特に巻線3の中に前述の冷却ダクトが多く設け
られており、この中を有効に絶縁ガスが流通するように
配慮されている。
【0005】変圧器中身20の上部から出る絶縁ガスは
変圧器中身20を冷却して熱を奪い加熱されて温度上昇
しており、この位置での絶縁ガスの温度は、周囲温度が
40度で負荷電流が100%の条件の下では約120度
である。負荷時タップ切換器4ので示す上部位置はこ
の温度に近い高温にさらされており、したがって、負荷
時タップ切換器4を構成する絶縁材料はこの高温に耐え
るものが採用されている。負荷時タップ切換器4そのも
のが発生する熱は僅かなので特に冷却ガスを流して冷却
するという構成は採用されていない。前述のように12
0度程度の高温にさらされるのは変圧器中身20を冷却
して高温になった絶縁ガスにさらされるためである。ち
なみに、冷却器5で冷却された後の冷却ガスの温度は負
荷電流100パーセントのときで前述の最高温度から約
50度低い温度である。周囲温度が40度のときには約
70度になる。
【0006】図8は各部の温度の分布を示すグラフであ
る。この図において、横軸は図7で○の中に数値で示し
た各部の位置であり、縦軸は絶縁ガスの温度である。前
述のように、の位置は冷却された絶縁ガスが流れる
のでその温度は低く、、の位置は変圧器中身20を
冷却した後の温度上昇した高温の絶縁ガスになってお
り、の位置はこの温度に略一致した高温になっている
ことを示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、高温に
さらされる負荷時タップ切換器4を構成する絶縁材料は
120度もの高温に耐えるだけの材料を使用する必要が
ある。最も多く使用されている大容量の変圧器の絶縁媒
体である絶縁油の場合でのプレスボードなどの絶縁材料
がさらされる温度は概ね100度以下であり、これに対
して120度に耐える絶縁材料としてはガラス繊維強化
合成樹脂やポリアミド紙などがあるが、これらはいずれ
もプレスボードに比べて約10倍の価格なので、送ガス
冷却式ガス絶縁変圧器に備える負荷時タップ切換器は高
価なものになってしまうという問題がある。
【0008】この発明の目的はこのような問題を解決
し、負荷時タップ切換器がさらされる温度を低くして安
価な絶縁材料の使用できる送ガス冷却式ガス絶縁変圧器
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、変圧器中身、負荷時タップ切換
器、これらが収納され絶縁ガスが封入された密封容器、
前記変圧器中身によって加熱されて温度上昇した絶縁ガ
スを冷却して冷却ガスを生成する冷却器、この冷却ガス
を前記密封容器に送り込むガスブロア及び送り込まれた
冷却ガスを変圧器中身の下部に送り込む案内板としての
ガスガイドからなる送ガス式ガス絶縁変圧器において、
前記変圧器中身と前記負荷時タップ切換器とのそれぞれ
が設けられた空間を仕切る仕切り板を設け、冷却ガスの
流入口を負荷時タップ切換器が設けられた空間に設け、
この空間と変圧器中身下部の空間とを連絡して冷却ガス
が通過する流通路を設けてなるものとし、また、変圧器
中身と、これに並べて直立して設けた負荷時タップ切換
器との間にガスガイドと連結する仕切り板を設け、冷却
ガスの流入口を前記負荷時タップ切換器が設けられた空
間の上部に設け、変圧器中身下部の空間と前記負荷時タ
ップ切換器が設けられた空間とを連絡する貫通孔を前記
ガスガイドに設けてなるものとし、また、変圧器中身
と、これの上部に水平に設けた負荷時タップ切換器との
間に仕切り板を設け、冷却ガスの流入口を前記負荷時タ
ップ切換器が設けられた空間の一方の端に設け、他方の
端からこの空間と変圧器中身下部の空間とを連通する配
管を設けてなるものとし、また、配管が、密封容器の外
に設けた外部配管からなるものとし、また、配管が、密
封容器の中に設けた内部配管からなるものとする。
【0010】
【作用】この発明の構成において、負荷時タップ切換器
と変圧器中身とを仕切る仕切り板を設けてそれぞれの空
間を絶縁ガスの流通の点で独立させ、冷却ガスの流入口
を負荷時タップ切換器が設けられた空間に設けて負荷時
タップ切換器を冷却ガスにさらされる状態にし、この空
間とガスガイドで形成された変圧器中身下部の空間とを
連絡して絶縁ガスが通過する流通路を設けることによっ
て、負荷時タップ切換器が設けられた空間から殆ど温度
上昇しない冷却ガスが変圧器中身下部の空間に入り、そ
の後は従来のものと同様に変圧器中身を冷却しながら上
部に上昇して高温の絶縁ガスとなる。
【0011】また、変圧器中身と、これに並べて直立し
て設けた負荷時タップ切換器との間にガスガイドと連結
する仕切り板を設けてそれぞれが設けられた空間を独立
させ、冷却ガスの流入口を負荷時タップ切換器が設けら
れた空間の上部に設け、ガスガイドに変圧器中身下部と
前記負荷時タップ切換器が設けられた空間とを連絡する
貫通孔を設けることによって、負荷時タップ切換器が設
けられた空間に流入した冷却ガスは殆ど温度上昇するこ
となく変圧器中身の下部の空間に流入する。
【0012】また、変圧器中身と、これの上部に水平に
設けた負荷時タップ切換器との間に仕切り板を設けてそ
れぞれが設けられた空間を独立させ、冷却ガスの流入口
を負荷時タップ切換器が設けられた空間の一方の端に設
け、この空間の他方の端から変圧器中身下部の空間とを
連通する配管を設けることによって、負荷時タップ切換
器は冷却ガスにさらされ変圧器中身には冷却ガスが流入
する。この場合、配管として密封容器の外に配される外
部配管であっても中に配される内部配管であってもよ
い。
【0013】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の第1の実施例を示すガス絶縁変圧器中
身及び負荷時タップ切換器と冷却構造を示す模式図であ
り、図7と同じ構成要素に対しては共通の符号を付けて
詳しい説明を省略する。また、図2は各位置での温度分
布を示すグラフであり、図8と同じ事項については説明
を省略する。これらの図において、冷却器5で冷却され
て生成した冷却ガスはの位置でガスブロア6に入り、
このガスブロア6から出た冷却ガスは配管9の中を流れ
て負荷時タップ切換器4の上部位置に設けたで示す流
入口から密封容器1の中に流入する。負荷時タップ切換
器4と変圧器中身20とがそれぞれが設けられた空間を
仕切り板8で仕切ってある。更に、ガスガイド7の負荷
時タップ切換器4が設けられている空間に接する部分に
貫通孔74を設けて負荷時タップ切換器4が設けられて
いる空間に流入した冷却ガスがこの貫通孔74を通って
ガスガイド7で形成された変圧器中身10下部の空間に
流入するようにする。ガスガイド7の中に流入した冷却
ガスは従来の変圧器と同様に変圧器中身20を冷却しな
がら加熱されて温度上昇し高温ガスとなっての位置か
ら冷却器5に流入する。
【0014】負荷時タップ切換器4が発生する熱は巻線
2が発生する熱に比べてはるかに小さいのでの位置か
らの位置に至る間の冷却ガスの温度変化は僅かであ
り、変圧器中身20の冷却効果に影響を与えるほどでは
ない。負荷時タップ切換器4は冷却ガスにされされてい
るから低温の状態が維持されている。したがって、これ
に用いられる絶縁材料も高温に耐える高価な材料を使用
する必要がなく、油入変圧器と同じ材料を使用すること
ができる。その結果、負荷時タップ切換器も安価にな
る。また、構成する部品が油入変圧器の負荷時タップ切
換器と共通になることから、標準化が可能になって量産
効果によるコストダウンも期待できる。
【0015】図3はこの発明の第2の実施例を示すガス
絶縁変圧器中身及び負荷時タップ切換器と冷却構造を示
す模式図であり、図1と同じ構成要素に対しては共通の
符号を付けて詳しい説明を省略する。また、図4は各位
置での温度分布を示すグラフであり、図2と同じ事項に
ついては説明を省略する。これらの図において、負荷時
タップ切換器4は変圧器中身20の上部に設けられてあ
りその間を仕切り板81で仕切ってある。
【0016】負荷時タップ切換器4を水平にして変圧器
中身20の上部に設けるのは変圧器の床面積を小さくす
る必要のある場合であり、その代わり変圧器の高さ寸法
は大きくなるのでこれが許容される場合にこのような構
成が採用される。冷却ガスはの位置でガスブロア6に
入り配管91の中を流れて負荷時タップ切換器4が設け
られている空間の図の右端ので示す位置から流入す
る。その反対側の左端ので示す位置から外部配管92
に流出し、で示す位置からガスガイド71に流入す
る。後は図1と同様である。の負荷時タップ切換器4
位置は冷却ガスにさらされているから低温の状態が維持
される点も図1、図2と同様である。
【0017】図5はこの発明の第3の実施例を示すガス
絶縁変圧器中身及び負荷時タップ切換器と冷却構造を示
す模式図であり、図3と異なる点は外部配管92の代わ
りに密封容器12内を通過する内部配管93を採用して
ある点であり、その他については図3と同じある。ま
た、図6は図5の各部の絶縁ガスの温度分布を示すグラ
フであり図4と全く同じである。内部配管93は図5で
は密封容器12の左壁を共用した配管として図示してあ
るが、勿論これにこだわるものではなく、配管93を密
封容器12の壁面に関係なしに設ける構成を採用するこ
ともできる。
【0018】
【発明の効果】この発明は前述のように、仕切り板を設
けて負荷時タップ切換器と変圧器中身とのそれぞれが設
けられた空間を仕切り絶縁ガスの流通の点で独立させ、
冷却ガスの流入口を負荷時タップ切換器が設けられた空
間に設けて負荷時タップ切換器を冷却ガスにさらされる
状態にし、この空間とガスガイドで形成された変圧器中
身下部の空間とを連結して絶縁ガスが通過する流通路を
設けることによって、従来のものと同様に変圧器中身を
冷却する作用は変わらずに負荷時タップ切換器は冷却ガ
スにさらされて低温が維持される。したがって、これに
用いられる絶縁材料も高温に耐える高価な材料を使用す
る必要がなく、油入変圧器と同じ安価な材料を使用する
ことができることから、負荷時タップ切換器が安価にな
るという効果が得られる。更に、構成する部品が油入変
圧器の負荷時タップ切換器と共通になることから、負荷
時タップ切換器の標準化が可能になって量産効果による
コストダウンが期待できるという効果も得られる。
【0019】また、負荷時タップ切換器を変圧器中身に
並べて直立して設け、これと変圧器中身との間にガスガ
イドと連結する仕切り板を設けてそれぞれが設けられた
空間を独立させ、冷却ガスの流入口を負荷時タップ切換
器が設けられた空間の上部に設け、ガスガイドに変圧器
中身下部と前記負荷時タップ切換器が設けられた空間と
を連絡する貫通孔を設けることによって、負荷時タップ
切換器が設けられた空間に流入した冷却ガスは殆ど温度
上昇することなく変圧器中身の下部の空間に流入するの
で、負荷時タップ切換器は常に冷却ガスと同等の低温に
維持されることから前述の構成と同様の効果が得られ
る。
【0020】また、変圧器中身と、これの上部に水平に
設けた負荷時タップ切換器との間に仕切り板を設けてそ
れぞれが設けられた空間を独立させ、冷却ガスの流入口
を負荷時タップ切換器が設けられた空間の一方の端に設
け、この空間の他方の端から変圧器中身下部の空間とを
連通する配管を設けることによって、負荷時タップ切換
器は冷却ガスにさらされ変圧器中身には冷却ガスが流入
する。この場合、配管として密封容器の外に配される外
部配管であっても中に配される内部配管であってもよ
い。このように、負荷時タップ切換器が常に冷却ガスに
さらされていることから、前述の構成と同様の効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示すガス絶縁変圧器
の模式図
【図2】図1の各位置での温度分布を示すグラフ
【図3】この発明の第2の実施例を示すガス絶縁変圧器
の模式図
【図4】図3の各位置での温度分布を示すグラフ
【図5】この発明の第3の実施例を示すガス絶縁変圧器
の模式図
【図6】図5の各位置での温度分布を示すグラフ
【図7】従来のガス絶縁変圧器の模式図
【図8】図7の各部の温度の分布を示すグラフ
【符号の説明】
1 密封容器 11 密封容器 12 密封容器 13 密封容器 2 鉄心 3 巻線 20 変圧器中身 4 負荷時タップ切換器 5 冷却器 6 ガスブロア 7 ガスガイド 71 ガスガイド 72 ガスガイド 73 ガスガイド 8 仕切り板 81 仕切り板 82 仕切り板 9 配管 91 配管 92 外部配管 93 内部配管

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】変圧器中身、負荷時タップ切換器、これら
    が収納され絶縁ガスが封入された密封容器、前記変圧器
    中身によって加熱されて温度上昇した絶縁ガスを冷却し
    て冷却ガスを生成する冷却器、この冷却ガスを前記密封
    容器に送り込むガスブロア及び送り込まれた冷却ガスを
    変圧器中身の下部に送り込む案内板としてのガスガイド
    からなる送ガス式ガス絶縁変圧器において、前記変圧器
    中身と前記負荷時タップ切換器とのそれぞれが設けられ
    た空間を仕切る仕切り板を設け、冷却ガスの流入口を負
    荷時タップ切換器が設けられた空間に設け、この空間と
    変圧器中身下部の空間とを連絡して冷却ガスが通過する
    流通路を設けてなることを特徴とする送ガス式ガス絶縁
    変圧器。
  2. 【請求項2】変圧器中身と、これに並べて直立して設け
    た負荷時タップ切換器との間にガスガイドと連結する仕
    切り板を設け、冷却ガスの流入口を前記負荷時タップ切
    換器が設けられた空間の上部に設け、変圧器中身下部の
    空間と前記負荷時タップ切換器が設けられた空間とを連
    絡する貫通孔を前記ガスガイドに設けてなることを特徴
    とする請求項1記載の送ガス式ガス絶縁変圧器。
  3. 【請求項3】変圧器中身と、これの上部に水平に設けた
    負荷時タップ切換器との間に仕切り板を設け、冷却ガス
    の流入口を前記負荷時タップ切換器が設けられた空間の
    一方の端に設け、他方の端からこの空間と変圧器中身下
    部の空間とを連通する配管を設けてなることを特徴とす
    る請求項1記載の送ガス式ガス絶縁変圧器。
  4. 【請求項4】配管が、密封容器の外に設けた外部配管か
    らなることを特徴とする請求項3記載の送ガス式ガス絶
    縁変圧器。
  5. 【請求項5】配管が、密封容器の中に設けた内部配管か
    らなることを特徴とする請求項3記載の送ガス式ガス絶
    縁変圧器。
JP03272957A 1991-10-22 1991-10-22 送ガス式ガス絶縁変圧器 Expired - Lifetime JP3077310B2 (ja)

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