JPH02159003A - ネットワーク変圧器 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は励磁特性の改善を図るようにしたネットワーク
変圧器に関する。

（従来の技術） 無停電配電方式の代表的なものとしては、ネットワーク
配電方式即ちスポットネットワーク配電方式及びレギュ
ラーネットワーク配電方式がある。

第６図にこの内のスポットネットワーク配電方式の概略
的な単線接続図を示す。即ち、変電所１からは、夫々し
ゃ断器２を介して複数本例えば三本の配電線３が導出さ
れている。需要家４においては、これらの三本の配電線
３とネットワーク母線５との間に夫々断路器６．ネット
ワーク変圧器７及びネットワークプロテクタ８の直列回
路が接続され、その各ネットワーク変圧器７の二次側と
ネットワークプロテクタ８との間には変流器９が配設さ
れ、この変流器９の二次側にネットワークリレー（図示
せず）が接続されている。

ところで、三本の配電線３の内の一本に短絡。

地絡等の事故が発生したとすると、変電所１におけるそ
の事故配電線３に属するしゃ断器２がしゃ断されるが、
この時には、他の健全な配電線３及びこれに接続された
断路器６．ネットワーク変圧器７．ネットワークプロテ
クタ８並びにネットワーク母線５を介して事故配電線３
側のネットワーク変圧器７の二次側に電力が逆流する。

この逆流電力はネットワーク変圧器７の二次側に設けら
れた変流器９を介してネットワークリレーにより検出さ
れ、これによって事故配電線３側のネットワークプロテ
クタ８がしゃ断され、以て、事故配電線３の完全分離が
終了する。このような逆電力しゃ断を行なわせるために
は、ネットワーク変圧器７としてはネットワークリレー
の検出感度に適した励磁特性−逆電力しゃ断時性が要求
される。

第３図はネットワークリレーの検出感度特性を示すベク
トル図であり、ｖＮは電圧ベクトル、ＩＯはネットワー
ク変圧器の励磁電流である。ここで、−次ケーブルの充
電電流を無視して考えると、ネットワークリレーは斜線
で示すしゃ断領域に入った時に動作することになる。具
体的には、ネットワークリレーには誤動作を防止するた
めに最大感度角αが整定されており、励磁電流１ｏのこ
の最大感度角（Ｚへの投影分電流ＩＲが最低値！閂を超
えるとしゃ断領域に入ることになる。即ち、ネットワー
ク変圧器が逆電力しゃ断時性をもつには、その励磁電流
１ｏの最大感度角ａへの投影分電流！Ｒが最低値ＩＭを
超える大きさを有することが必要となる。

一方、ネットワーク変圧器の鉄心としては、−般に変圧
器の小形化を図り得るといわれている方向性珪素鋼板を
積層したものが採用されている。

第７図及び第８図に従来のネットワーク変圧器に用いら
れている鉄心を示している。即ち、第７図（ａ）に示す
組合せパターンの方向性珪素鋼板１０と第７図（ｂ）に
示す組合せパターンの方向性珪素鋼板１１とを交互に積
層することによって、所定積層厚を有するラップジヨイ
ント方式の鉄心１２が構成されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の如く方向性珪素鋼板１０．１１を積層してなる鉄
心］２を用いたネットワーク変圧器においては、例えば
インピーダンス電圧が大きな場合或いは容量が大きな場
合には、負荷電流に対する励磁電流の比が小さいので、
投影分電流ＩＲを最低値ＩＭより大とするために鉄心１
２として負荷電流を流す通常運転時に必要とされる以上
に大形のものを用いるのが現状である。従って、鉄心１
２の大形化にともなって全体が大形化するという問題が
ある。

尚、ネットワーク変圧器に励磁電流、鉄損の大なる無方
向性珪素鋼板で構成された鉄心を用いることも考えられ
る。しかしながら、この場合には、鉄心の巻線に及ぼす
発生熱が多くなるので、方向性珪素ｍ　仮で構成された
鉄心と同じ磁束密度のものとすることはできず、磁束密
度を相当下げたものを用いなければならなくなる。従っ
て、励磁電流、鉄損を大きくとれるというメリッ！・は
相殺され、結果として鉄心が大形化するという問題が生
ずる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、鉄心を大形化することなく逆電力しゃ断時性を満足す
ることができるネットワーク変圧器を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のネットワーク変圧器は、脚部を方向性珪素鋼板
で形成し継鉄部を無方向性珪素鋼板で形成した鉄心を用
いる構成に特徴を有する。

（作用） 本発明のネットワーク変圧器によれば、鉄心の継鉄部が
無方向性珪素鋼板で形成されているので、継鉄部の鉄損
電流が増加することになって、逆電力しゃ断時性を満足
させることができ、又、鉄心の脚部が方向性珪素鋼板で
形成されているので、脚部は小形のものでよくなって、
鉄心として小形化を図り得ることになり、全体の小形化
が可能になる。

（実施例） 以下本発明の第１の実施例につき第１図乃至第３図に基
づいて説明する。

先ず、第１図及び第２図に従って本実施例のネットワー
ク変圧器に用いられる鉄心について述べる。即ち、２１
．２２は左脚部を形成する方向性珪素鋼板、２３．２４
は右脚部を形成する方向性珪素鋼板、２５．２６は中央
脚部を形成する方向性珪素鋼板、２７乃至２９は上納鉄
部を形成する無方向性珪素鋼板、３０乃至３２は下線鉄
部を形成する無方向性珪素鋼板である。この場合、これ
らの珪素鋼板２１乃至３２は矩形状に形成されている。

そして、珪素調成２１．２３．２５．２７゜３０及び３
１を互いの端部を衝合させて組合せてなる第１図（ａ）
に示すパターンのものと珪素鋼板２２，２４，２６，２
８．２９及び３２を互いの端部を衝合させて組合せてな
る第１図（ｂ）に示すパターンのものとを交互に積層す
ることによって、第２図に示す如き所定積層厚を有する
ラップジヨイント方式による三脚形鉄心３３が構成され
る。

次に、本実施例の作用につき第３図を参照して説明する
。

第３図において、Ｉｏは鉄心１２を用いた従来例のネッ
トワーク変圧器の励磁電流であり、これは電圧ｖＮと直
角をなす成分の磁化電流１ｅと電圧ｖＮと並行をなす成
分の鉄損型ｍＩｃとからなっている。この場合、磁化電
流１ｅは、鉄心１２中の磁束を通すための起磁力を生じ
させるための電流成分で、鉄心１２の磁気抵抗の大小に
よりその大きさが決定される。そして、鉄心１２の磁気
抵抗は用いる珪素鋼板の透磁率とジヨイント方式に依存
する。又、鉄損電流ＩＣは、鉄心１２に鉄損を生じさせ
るための電流成分である。以上のことは鉄心３３を用い
た本実施例のネットワーク変圧器についても同様である
。

今、鉄心３３及び１２の脚部の大きさが同一であるとす
ると、継鉄部に無方向性珪素鋼板２７乃至３２を用いた
本実施例の鉄心３３の鉄損電流■Ｃ′は従来例の鉄心１
２の鉄損電流ＩＣよりも大幅に増加する。即ち、第３図
に示すように、鉄損電流１ｃ’　は鉄損電流１ｃの１．
５〜２．０倍程度になる。一方、磁化電流１ｅは、本実
施例の鉄心３３及び従来例の鉄心１２の双方ともラップ
ジヨイント方式を採用しているので、変化はない。

従って、本実施例における鉄心３３の励磁電流は、磁化
電流１ｅと鉄損電流１ｃ　　の合成として第３図１ｏ　
　のように表わされることになる。この励磁電流１ｏ−
をネットワークリレーの最大感度角αに投影すると、そ
の投影分電流はＩＲ”となり、従来例の投影分電流ＩＲ
よりも大きくなる。このことは、鉄心３３を鉄心１・２
よりもＩＲ／ＩＲ（く１）分だけ小形にしても従来例の
投影分電流！Ｒと同等の投影分電流が得られることを意
味する。

尚、以上は、便宜上谷電流の値を変流器９（第６図参照
）の変流比を無視して説明したものであるが、これを考
慮したとしても同様の結果が得られる。

このような本実施例によれば、次のような効果を得るこ
とができる。即ち、ネットワーク変圧器に、脚部を方向
性珪素鋼板２１乃至２６で形成し継鉄部を無方向性珪素
鋼板２７乃至３２で形成してなる鉄心３３を用いるよう
にしたので、鉄損電流１ｃｍを従来例の鉄心１２の鉄損
電流１ｃよりも増加させることができる。従って、鉄心
３３としては従来例の鉄心１２と同等の投影分電流ＩＲ
を得るのに小形のものでよくなり、それだけネットワー
ク変圧器全体として小形化を図り得且つ軽量化をも図る
ことができる。

尚、ネットワーク配電方式特にスポットネットワーク配
電方式は、主としてビル用配電に採用されていることか
ら、本実施例の如くネットワーク変圧器の小形軽量化を
図り得ることは、電気室の縮小化に大きく寄り、し、ビ
ル建設費の節減若しくは床面積のａ効活用につながる（
り点がある。

第４図は本発明の第２の実施例を示すものである。即ち
、３４は前記鉄心３３に代わる鉄心であり、これは、脚
部を形成する方向性珪素鋼板３５乃至３７と、継鉄部を
形成する無方向性珪素鋼板３８乃至４１とをマイタージ
ョイントシて構成されている。この場合、左脚部用、右
脚部用及び中央脚部用の珪素鋼板３５．３６及び３７は
、両端部が４５度の傾斜面をなす長尺な台形状に形成さ
れ、上継鉄部用及び下継鉄部用の珪素鋼板３８及び４０
は、一端部が４５度の傾斜面をなし且つ他端部が垂直面
をなす短尺な台形状に形成され、上継鉄部用及び下継鉄
部用の珪素ｍ阪３９及び４１は、両端部が４５度の傾斜
面をなす短尺な台形状に形成されている。

第５図は本発明の第３の実施例を示すものである。即ち
、４２は鉄心３３に代わる鉄心であり、これは、脚部を
形成する方向性珪素鋼板４３乃至４５と、継鉄部を形成
する無方向性珪素鋼板４６及び４７とをマイタージヨイ
ントして構成されている。この場合、左脚部用及び右脚
部用の珪素鋼板４３及び４４は、両端部が４５度の傾斜
面をなす長尺状に形成され、中央脚部用の珪素鋼板４５
は、両端部が直角二等辺の三角山形をなす短尺状に形成
され、上線鉄部用及び下継鉄部用の珪素調成４６及び４
７は、両端部が４５度の傾斜面をなし且つ中央部にＶ字
形の切欠を有する長尺状に形成されている。

以上の第２及び第３の実施例によっても前記第１の実施
例と同様の作用効果が得られる。

［発明の効果コ 本発明のネットワーク変圧器は以上説明しように、脚部
を方向性珪素鋼板で形成し継鉄部を無方向性珪素ｍ仮で
形成してなる鉄心を用いるようにしたので、逆電力しゃ
断時性を満足しながら小形軽量化を図り得るという優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例を示す
鉄心における夫々珪素鋼板の異なる組合せパターンの正
面図、第２図は同鉄心の部分拡大分解斜現図、第３図は
同作用説明用の検出感度特性を示すベクトル図である。 又、Ｔ４４図及び第５図は本発明の第２及び第３の実施
例を示す鉄心の正面図である。 第６図はスポットネットワーク配電方式を示す単線結線
図である。 そして、第７図（ａ）及び（ｂ）は従来例を示す第１図
（ａ）及び（ｂ）相当図、第８図は同第２図相当図であ
る。 図面中、２１乃至２６は方向性珪素鋼板（脚部）２７乃
至３２は無方向性珪素鋼板（ｍ、鉄部）、３３は鉄心、
３４は鉄心、３５乃至３７は方向性珪素鋼板（脚部）１
．３８乃至４１は無方向性珪素ｆ１４．ｌＲ（継鉄部）
、４２は鉄心、４３乃至４５は方向性珪素鋼板（脚部）
、４６及び４７は無方向性珪素鋼板（継鉄部）を示す。 第１図 第３　図 第２　図 第４図 ムロ 第５図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．脚部を方向性珪素鋼板で形成し継鉄部を無方向性珪
   素鋼板で形成した鉄心を用いたことを特徴とするネット
   ワーク変圧器。