JPH0122971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は単相単巻変圧器に関するものである。 最近の電力需要のめざましい伸びに対応して我
国でも約10年前に500KV送電が開始され、近い
将来には1000KV級送電も計画されている。とこ
ろでこれらの500KV送電など直接接地系統間の
連系に使用される変圧器は経済性から単巻変圧器
が採用されているが、それらは我国の厳しい鉄道
輸送限界、道路のトレーラー輸送制限などから一
般に単相器として製作、輸送され、現地で三相パ
ンクとして運転されている。 第１図は代表的な単相単巻変圧器を示す結線図
で、１は直列巻線、２は分路巻線、３は三次巻
線、４はタツプ巻線、５は励磁巻線であり、タツ
プ巻線４を分路巻線２の中性点側に直列接続し、
中圧線路端子ｕの電圧を一定にし、高圧線路端子
Ｕの電圧を可変するものである。このような単相
単巻変圧器の具体的な巻線配置の一例を第２図に
示す。単相四脚鉄心の２つの主脚７Ａ，７Ｂにそ
れぞれ直列、分路、三次の各巻線１Ａと１Ｂ，２
Ａと２Ｂ，３Ａと３Ｂを並列に巻装し、側脚７Ｃ
にタツプ巻線４と前記三次巻線３Ａ，３Ｂに並列
接続された励磁巻線５を巻装している。 ところで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
利点はあるものの、中性点側でタツプ切換えを行
なつて高圧線路端子Ｕの電圧を可変するため鉄心
の励磁がタツプ位置によつて変化と、そのため三
次巻線３の端子ａ，ｂ間の電圧も変化するという
欠点がある。 例えば実際に使用されている

【式】の三次巻線付単相単巻 変圧器を例にとると、最高タツプ、定格タツプ、
最低タツプの各場合の電圧比は

【式】

【式】

【式】となつている。従つ て三次端子ａ，ｂ電圧も、定格時の電圧を73KV
とすれば最高、定格、最低の各タツプで82.6KV、
73.5KV、66.2KVとなり大幅に変化する。 三次端子ａ，ｂには一般にコンデンサやリアク
トルを接続し、無効電力調整を行なうから上記の
ようにタツプ位置により大幅に三次端子ａ，ｂ電
圧が変化するとコンデンサ等の利用率が低下す
る、無効電力制御が複雑になるなどの問題が生じ
る。 このため三次端子ａ，ｂ電圧を一定とすべくこ
れまでに第３図のように三次回路の途中に直列変
圧器６を設け、これをタツプ巻線４から励磁し、
三次巻線３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６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。 このようにこれまでの中性点側タツプ切換の単
相単巻変圧器では三次電圧がタツプ位置によつて
変化するので機器の運用が複雑となつている欠点
があつた。 本発明は上記の欠点を除去するためになされた
もので、三次端子電圧がタツプによつて変化せず
かつ据付スペースも少なくてすむ小形の三次巻線
付単相単巻変圧器を提供することを目的とするも
のである。 以下本発明を図面に示す一実施例を参照して説
明する。 第４図は本発明による単相単巻変圧器を示す結
線図で、直列巻線１、分路巻線２、タツプ巻線４
を直列に接続し、直列巻線１側端を高圧線路端子
Ｕとし、タツプ巻線４側端を中性点側端子ｖとす
る。直列接続された分路巻線２およびタツプ巻線
４と並列に励磁巻線５０を接続し、この励磁巻線
５０とタツプ巻線４および三次巻線３０を、直列
巻線１および分路巻線２を巻装した鉄心脚とは別
の鉄心脚に巻装するものである。なお、ｕは中圧
線路端子、ａ，ｂは三次端子である。 第５図は第４図の結線を有する単相単巻変圧器
の巻線配置を示す図で、単相四脚鉄心の第１の主
脚７Ａに直列巻線１と分路巻線２を同心状に巻装
し、第２の主脚７Ｂにタツプ巻線４、三次巻線３
０、励磁巻線５０を巻装し、タツプ巻線４は分路
巻線２の中性点側と直列接続し、かつ励磁巻線５
０は直列接続された分路巻線２およびタツプ巻線
４の両端子ｕ，ｖで並列接続する。 この場合、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個の巻線単位２ｃ，
２ｄに分割し、その一方の中圧線路端子側巻線単
位２ｄを直列巻線１の外側に配置し、他方の巻線
単位２ｃを直列巻線１の内側に配置して同心状に
巻装することもできる。 また第７図に示すように分割した直列、分路の
両巻線１Ａと１Ｂ，２Ａと２Ｂをそれぞれ単相五
脚鉄心の２個の主脚１Ａ，１Ｂに巻装して並列接
続し、タツプ巻線４、三次巻線３０、励磁巻線５
０を他の主脚１Ｄに巻装して構成することもでき
る。タツプ巻線４は第６図および第７図に示すよ
うに偶数本の素線を用いて２回路構成として２個
の分路巻線と対応接続し、負荷時タツプ切換器の
２個以上の開閉切換器と対応接続してもよいし、
また負荷時タツプ切換器の容量が大きければ分路
巻線同さを並列接続して１回路構成のタツプ巻線
と接続してもよい。 次に本発明による単相単巻変圧器の作用効果を
説明する。 中圧端子電圧（ｕ，ｖ間電圧）を

【式】 一定とし、高圧端子電圧（Ｕ，ｖ間電圧）を

【式】に可変する場合を例にとる。 励磁巻線５０の両端子ｕ，ｖ間の電圧は一定で
あるから、この励磁巻線５０が巻装されている鉄
心脚１Ｂまたは１Ｄの励磁はタツプ位置によつて
変化しない。従つて、三次巻線３０の電圧もタツ
プ位置によらず一定となり、同様にタツプ巻線４
の誘起電圧も一定となる。第８図は本発明による
単相単巻変圧器の最高タツプ位置の状態を示す結
線図で、この図にもとづいて最高、定格、最低の
各タツ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。なおｘは分路巻線２とタ
ツプ巻線４の接続点である。

【表】 第１表からもわかるようにこれまでの単相単巻
変圧器と異なり、タツプ巻線４の誘起電圧が一定
のためステツ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つて変圧器の制
御が容易になる。また第３図に示す従来のものに
較べれば、直列変圧器も不要であるから結線、構
成が単純化され、しかも三次巻線３０を分路、直
列巻線１または１１および１２，２または２１，
２２と同一脚に巻装しないことから、第５図のよ
うに分路、直列巻線２、１を１脚１Ａだけに集中
して巻装しても巻線径を極端に大きくすることも
なく輸送限界内で製作できる。さらに容量が大き
くなれば、第７図に示す構成を採用することによ
り巻線径を所要の値に抑えることもできる。また
第５図に示すように分路、直列２，１の各巻線を
１個の主脚１Ａだけに集中して巻装するとインピ
ーダンスが大きくなりすぎる場合、あるいはタツ
プ切換器に流れる電流を２回路に分流して１個の
開閉切換器の容量が小さくてすむタツプ切換器を
使用したい場合は第６図に示す構成をとればよい
ことになる。 なお三次巻線を巻いてあ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
ツプ巻線、励磁巻線の順など他の配置でもよいこ
とは勿論である。 以上説明のように本発明によればいずれも三次
電圧をタツプ位置の変化によらず一定とすること
ができ、かつ小形で経済的な単相単巻変圧器を得
ることができる。 さらに従来のようなタツプ巻線の誘起電圧、ス
テツプ電圧がタツプ位置によつて変化せずに、こ
れを一定とできる長所も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単相単巻変圧器の結線図、第２
図はその巻線配置を示す図、第３図は従来の直列
変圧器を利用した単相単巻変圧器の結線図、第４
図は本発明による単相単巻変圧器の結線図、第５
図ないし第７図はそれぞれ第４図の結線を有する
単相単巻変圧器の種々の巻線配置を示す図、第８
図は本発明による単相単巻変圧器の各タツプ位置
における電圧変化を説明するための結線図であ
る。 １，１Ａ，１Ｂ…直列巻線、２，２Ａ，２Ｂ…
分路巻線、３，３Ａ，３Ｂ，３０…三次巻線、４
…タツプ巻線、５，５０…励磁巻線、６…直列変
圧器、７Ａ，７Ｂ，７Ｄ…鉄心主脚、７Ｃ…鉄心
側脚、Ｕ…高圧線路端子、ｕ…中圧線路端子、ｖ
…中性点端子、ａ，ｂ…三次端子、ｘ…分路巻線
とタツプ巻線の接続点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単相鉄心の少なくとも１個の第１の主脚に直
   列巻線および分路巻線を巻装し、前記単相鉄心の
   第２の主脚に三次巻線、タツプ巻線および励磁巻
   線を巻き、前記タツプ巻線は前記分路巻線の中性
   点側と直列接続し、かつ励磁巻線は直列接続され
   た前記分路巻線およびタツプ巻線と並列接続した
   ことを特徴とする単相単巻変圧器。 ２ 単相鉄心を単相四脚鉄心で構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の単相単巻変
   圧器。 ３ 分路巻線を中圧線路端側と中性点側の２つの
   巻線単位に分割して直列巻線の内側および外側に
   配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の単相単巻変圧器。 ４ 単相鉄心を単相五脚鉄心で構成し、そのうち
   の２個の主脚に直列巻線および分路巻線をそれぞ
   れ分割して巻装して並列接続したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の単相単巻変圧器。