JPH03211709A - 負荷時タップ切換変圧器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、タップ巻線の両端子間に油中避雷器壱接続
してタップ巻線に発生する過電圧を抑制することによっ
て絶縁信頼性を向上させた負荷時り、ブ切換変圧器に関
する。

［従来の技術） 第３図は従来の負荷時タップ切換変圧器の主としてタッ
プ切り換え部を示す模式図であり、変圧器タンク９内に
収納されている単巻変圧器としての１相分の巻線群であ
る直列巻線の主巻ｗＡ３１、そのタップ巻線３２、並列
巻線３３のそれぞれの１相分の結線図を示している。並
列巻線３３の中性点側端子は他の相と一括されて星形結
線を形成しているとともに直接接地されている。このよ
うな巻線の結線方式は、図のり端子で示す高圧側の電圧
が５００にν、Ｕ端子で示す低圧側が２７５ｋＶの系統
にそれぞれ接続される超々高圧大容量単巻変圧器を想定
して描かれである。

タップ巻線３２は切換開閉器１１によってそのタップ端
子が切り換えられる。切り換えられるべきタップ端子の
選択はタップ選択器で行われるがこの図では単に３つの
矢印で示しである。切換開閉器１１はタップ選択器が選
択した２つのタップ端子の現在負荷電流が流れている一
方のタップ端子から他方のタップ端子に切り換えを行う
もので、負荷を漬が流れている状態のままで切り換える
ために一時的に切換開閉器１１のコンタク間でアークが
発生ずるという特徴がある。したがって、この切換開閉
器１１内の絶縁油の劣化、コンタクトの消耗などがある
ので、定期的に切換開閉器１１を吊り上げて点検するこ
とが義務づけられている。

切換開閉器１１は絶縁１１０内に収納されており、この
絶縁筒１０は上部で変圧器タンク９に取付けられていて
常時ばふた１８で密封されていてこの中には絶縁油が封
入されている。

この図から明らかなように、切換開閉器１１はＵ端子に
つなかるリードに接続されており、その絶縁強度はＵ端
子と同じ２７５ｋＶに相当するものが必要であり、その
絶縁強度は絶縁筒１０によって確保されている。

タップ巻線３２の両端には油中避雷器１が接続されてい
る。この図ではこの油中避雷器１の特性の劣化を検査す
るために油中避雷器１の両端を電気回路的に外部に引き
出しておくために高電圧用プッシング７１．７２．７４
．７５で接続リード８３．８６を変圧器タンク９の外部
に引き出した構成を示すものである。タップ巻線３２０
図の上部の端子は接続リード８１に接続された高電圧プ
ッシング７１によって変圧器タンク９の外に引き出され
接続リード８３を介して再度高電圧プッシング７２によ
って内部に戻され接続リード８２によって油中避雷器１
の図の上部の端子に接続されている。同じようにしてタ
ップ巻線３２の図の下部の端子も接続リード８４が接続
された高電圧プッシング７４によって変圧器タンク９の
外に引き出され接続リード８６を介して再度高電圧プッ
シング７５によって内部に戻され接続リード８５によっ
て油中避雷器ｌの図の下部の端子に接続されでいる。

４本の高電圧プッシング７１，７２，７４．７５によっ
て油中避雷器１の両端を外部に引き出した構成としであ
るのは前述のように油中避雷器１の劣化の検査のためで
ある。油中避雷器１は酸化亜鉛を材料にした一般にＺｎ
Ｏアレスタと呼ばれているもので、特性が良いことから
避雷器に広く使用されているものである。

ＺｎＯアレスタは過電圧が印加さ才１で大きな電流が流
れて電圧の上昇を抑制するという動作が繰り返されると
徐々にその特性が劣化していくことが知られている。特
性の劣化とは印加電圧が制限電圧よりも低い状態での漏
れ電流と呼ばれている微小電流の値が大きくなることで
あり、劣化が進んでこの漏れ電流がある程度大きくなる
と、この漏れ電流によって発生する抵抗損がＺｎＯアレ
スタの温度を上昇させ、温度が上がると更に劣化が進ん
で漏れ電流が増大するということが重なって、結果的に
破壊してしまって短絡状態になってしまうという現象が
生ずる。油中避雷器ｌにこのような現象が発生するとタ
ップ巻線３２が短絡されたことになり、短絡電流が流れ
てタップ巻線３２、ひいては負荷時タップ切換変圧器そ
のものが損傷するという事故に発展してしまうことにな
る。このような事故になる前に油中避雷器１の劣化を検
出することによって未然に事故を防止することが必要で
ある。

油中避雷器１の劣化の検出法は油中避雷器１の両端子に
制限電圧以下の電圧を印加してそのとき流れる漏れｔｉ
を測定して記録していくことによって漏れ電流増大の経
時変化を把握することができるので、漏れ電流値そのも
のとともにこの経時変化を考慮して劣化の程度の判断を
し、事故が発生する前に油中避雷器ｌを新品と取り替え
ることにする。

油中避雷器ｌの両端に電圧を印加して電流を測定するた
めには、油中避雷器Ｉを回路から切り離す必要がある。

第３図の場合には、負荷時タップ切換変圧器を系統から
切り離して無電圧状態にした上で接続リード８３．８６
を切り離すことによって油中避雷器１をタップ巻線３２
から切り離し、高電圧プッシング７２．７５の端子間に
電圧を印加し電流を測定する。高電圧プッシング７１．
７２．７４．７５、及び接続リード８１．８２．８３．
８４．８５．８６はこのような油中避雷器ｌの漏れ電流
測定のために設けられているものであり、負荷時タップ
切換変圧器の運転中は何の働きもしないものである。

並列巻線３３のＵ端子が接続される系統電圧は２７５に
νでその絶縁階級は２００号であるが、高電圧プッシン
グ？１．７２．７４．７５もこれと同じ絶縁階級の絶＆
！強度を持つものでなければならない、絶縁階級が２０
０号のプッシングはその長さが数メータにもなる大きな
ものである。このようなプッシングを一相で４本、三相
分で１２本を変圧器タンク上に設けるのは大きな面積を
必要とし、またプッシングも高価なので、結果的に負荷
時タップ切換変圧器の寸法が増大するとともに高価格の
ものになってしまう。

第３図のような構成でなく、タップ巻線３２と油中避雷
器ｌとを直接接続し、油中避雷器１の漏れ電流測定の際
には負荷時タップ切換変圧器を系統から切り離して無電
圧状態にした後、変圧器タンク９内の絶縁油を抜き取っ
た上で測定者が変圧器タンク９の中に入って油中避雷器
１とタップ巻線３２との接続部を切り離して油中避雷器
１の両端子間に電圧を印加して漏れ電流を測定するとい
う方法がある。この方法は、高電圧プッシングを必要と
せず接続リードを遠回しに引き回す必要もないので、前
述のように寸法と価格が増大することはないが、絶縁油
を抜き取るとそれぞれの巻線３１３２、３３を始めとし
て変圧器中身を構成する絶縁物が空気にさらされること
になって、水分を吸収して絶縁劣化を起こすという問題
があるとともに、絶縁油の殆どをいったん抜き取り、測
定終了後再度注入するという作業に多くの時間を要する
とともに、費用もかかることになる。

〔発明が解決しようとする課題］ 前述のように、第３図に示すように高電圧プッシングで
油中避雷器１の両端子を変圧器タンク９の外部に引き出
しておいて、油中避雷器１の漏れ電流の測定の際には高
電圧プッシングから接続リードを外すことによって油中
避雷器１を回路から切り離す方法は、高価な高電圧プッ
シングを１２本も必要とし、これらを設けるために変圧
器タンク９を大きくする必要があって負荷時タップ切換
変圧器の寸法、重量が増大し価格が上昇するという問題
があり、高電圧プッシングを使用せず油中避雷器ｌの漏
れｔ流測定の際には変圧器タンク９に充填しである絶縁
油を抜き取って測定者がタンク内に入って測定し、その
後再度絶縁油を注入する方法は、変圧器中身を構成する
絶縁物が水分を吸収して絶縁劣化を起こしたり、絶縁油
の抜き取り、注入作業に多くの時間と費用を要するとい
う問題がある。

この発明は、このような問題を解決し、高電圧プッシン
グを使用せずしかも絶縁油を抜き取らずに油中避雷器の
漏れ電流測定が可能な負荷時タップ切換変圧器を提供す
ることを目的とする。

［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、切換開閉
器が絶縁筒に収納されてタンク内に配設されるとともに
、タップ巻線の両端子間に油中避雷器を接続してなる負
荷時タップ切換変圧器において、前記油中避雷器と前記
タップ巻線との両端子間の接続リードをそれぞれ低電圧
用プッシングを介して前記絶縁筒内に引き入れた上で再
度低電圧用プッシングで前記絶縁筒内から引き出してな
るものとする。

［作用〕 この発明の構成において、油中避雷器とタンプ巻線との
両端子間の接続リードをそれぞれ低電圧用プッシングを
介して前記絶縁筒内に引き入れた上で再度低電圧用プッ
シングで前記絶縁筒内から引き出した構成としたことに
より、絶縁筒自身が変圧器タンクに対して油中避雷器が
必要とする対地絶縁強度を持っているので、絶縁筒を貫
通してその中と外とを結ぶプッシングとしては油中避雷
器の漏れ電流を測定する際に印加する電圧に耐えること
ができる程度の低電圧プッシングでよく、切換開閉器の
定期点検は絶縁筒の中から切換開閉器を吊り出し外部に
取り出して行うので、その間に油中避雷器の漏れ電流の
測定を行うことによって、変圧器タンク内の絶縁油を抜
き取ることなく容易に行うことができる。高電圧プッシ
ングを変圧器タンクに取付けておく必要もないので、変
圧器タンクの寸法を大きくする必要もなくなる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示す負荷時タップ切換変圧器の主とし
てタップ切り換え部を示す模式図であり、第３図と共通
の構成要素については同じ参照符号を付けることにより
詳しい説明を省略する。この図において、低電圧プッシ
ング４１．４２４４、４５は絶縁筒１０を貫通してその
内外の接続リードを電気的に連結するもので、機能的に
は第３図の高電圧プッシング？１．７２，７４．７５と
同一である。

接続リード５１．５２，５３．５４．５５．５６も第３
図の接続リード８１．８２．８３．８４．８５．８６と
それぞれ下１桁が同じ参照符号同士の接続リードの機能
はそれぞれ共通である。

絶縁筒１０は切換開閉器１１を変圧器タンク９に対して
絶縁階級２００−８に相当する絶縁強度を確保するため
のものなので、この絶縁筒１０を貫通する低電圧プッシ
ング４１．４２．４４．４５の対地絶縁強度はこの絶縁
筒１０で確保されていることから、低電圧プッシング４
１．４２．４４．４５それぞれ自身は油中避雷器の漏れ
電流測定時に印加する測定電圧に耐える程度の低い絶縁
強度のものでよい。

負荷時タップ切換変圧器の運転中は油中避雷器１の図の
上端子は、接続リード５２、低電圧プッシング４２、接
続リード５３、低電圧プッシング４１、接続リード５１
の順の接続でタップ巻線３２の図の上端子に接続されて
おり、同じようにして油中避雷器ｌの図の下端子は、接
続リード５５、低電圧プッシング４５、接続リード５６
、低電圧プッシング４４、接続リード５４の順の接続で
タップ巻線３２の図の下端子に接続されていて、タップ
巻線３２の両端子間に油中避雷器ｌの制限電圧を越える
過電圧が発生したときに油中避雷器１が動作して電流を
流し過電圧を抑制してタップ巻線３２やこれに接続され
るリードの絶縁を保護している。

第２図は第１図の構成において、油中避雷器の漏れ電流
測定作業をする状態を示す負荷時タップ切換変圧器の主
としてタップ切り換え部を示す模式図であり、第１図と
異なる点は、ふた１８が取り外されて切換開閉器１１が
外部に取り出されてなくなっている点と、低電圧プッシ
ング４１と４２とを接続する接続リード５３及び低電圧
プッシング４４と４５とを接続する接続リード５６がそ
れぞれ外され、代わりに低電圧プッシング４２と４５と
の間に直流電源６が接続されている点とである。この図
には示していないが当然油中避雷器１に印加される電圧
と流れる電流を計測する電圧針、電流計が挿入されてい
るものである。

第１図の接続リード５３．　’５６を取り外しであるの
で油中避雷器１はタップ巻線３２から完全に切り離され
ているので、低電圧プッシング４２．４５を介して油中
避雷器ｌに直流電圧を印加してもその電流は油中避雷器
ｌだけに流れることから、何の支障もなしに油中避雷器
１の漏れ電流を測定することができる。油中避雷器１へ
の印加電圧を直流電圧とするのは油中避雷器１には大き
なキャパシタンスがあって、商用周波数の交流を印加す
るとこのキャパシタンスの充電電流の方が漏れ電流より
もはるかに大きいことから、劣化判定に必要な漏れ１ｉ
、流の測定感度が低下するからであり、直流電源６を使
用すると、印加してしばらくすると充電電流は零になっ
て漏れ電流だけが残るので、この漏れ電流を高精度に測
定することができる。

〔発明の効果〕

二の発明は前述のように、油中避雷器とタップ巻線との
両端子間の接続リードをそれぞれ低電圧用プッシングを
介して絶縁筒内に引き入れた上で再度低電圧用プッシン
グで絶縁筒内から引き出した構成としたことにより、絶
縁筒自身が変圧器タンクに対して油中避雷器が必要とす
る対地絶縁強度を確保しているので、絶縁筒を貫通して
その中と外とを結ぶプッシングとしては油中避雷器の漏
れ電流を測定する際に印加する電圧に耐えることができ
る程度の低電圧プッシングでよい、切換開閉器の定期点
検は絶縁筒の中から切換開閉器を吊り出して外部に取り
出して行うので、その間に切換開閉器を取り去った後の
絶縁筒内の空間を利用して接続リードの取外しや取付け
などの作業を行い油中避雷器の漏れ電流の測定を行うこ
とによって、変圧器タンク内の絶縁油を抜き取ることな
く容易に行うことができる。高電圧プッシングを変圧器
タンクに取付けておく必要もないので、変圧器タンクの
寸法を大きくする必要ともなくなる。

その結果、油中避雷器の特性の゛劣化を測定するために
高電圧プッシングを設けるために負荷時タップ切換変圧
器の寸法や価格が増大したり、高電圧プッシングを設け
ない代わりに変圧器タンク内の絶縁油を抜き取ってその
中に測定者が入って油中避雷器の特性劣化を測定するた
めに、絶縁油の抜き取り、注入に多くの時間と費用を要
するというようなことがなくなるという効果が得られる
。

なお、前述の実施例では単巻変圧器の低圧側にタップ巻
線を設ける主として高電圧側が５００ｋＶの超々高圧電
力系統に設置される負荷時タップ切換変圧器についてで
あったが、この発明はこのような仕様のものに限らず他
の仕様の負荷時タップ切換変圧器に適用しても同し効果
を得ることができる。例えば、高電圧側が２７５ｋＶや
１５４ｋＶの電力系統に設置される大容量変圧器の場合
、ター、ブ巻線は高圧巻線の中性点側に設けられるのが
普通であるが、このような変圧器の中性点は直接接地や
有効接地などと呼ばれている接地方式によって、運転中
に中性点に発生する過電圧は余り高くないものであって
も、種々の理由から中性点の絶縁強度として絶縁階級が
７０号なり８ｏ号相当に設定され、この絶縁階級相当の
プッシングもかなり大きな寸法と価格なので、この発明
を適用して前述の実施例と１１４以の効果を上げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す主としてタップ切り換
え部を示す模式図、第２図は第１図の油中避雷器の漏れ
電流測定作業を行う状態を示す模式図、第３図は従来の
負荷時タップ切換変圧器の主としてタップ切り換え部を
示す模式図である。 １・・・油中避雷器、３１・・・直列巻線の主巻線、３
２・・・タップ巻線、３３・・・並列巻線、４１、４２
．　４４．４５．４６．・・・低電圧プッシング、７１
、７２．　７４．７５．７６・・・高電圧ブノノング、
５１、５２．５３．５４．５５．５６．８Ｌ　８２．８
３．８４　８５８６・・・接続リード、 ９・・・変圧器タンク、１０・・・絶縁筒、１１・・・
切換開閉器、１８・・・ふた、６・・・直流電源。 −九、７ 笛１巳 竿２固

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）切換開閉器が絶縁筒に収納されてタンク内に配設さ
   れるとともに、タップ巻線の両端子間に油中避雷器を接
   続してなる負荷時タップ切換変圧器において、 前記油中避雷器と前記タップ巻線との両端子間の接続リ
   ードをそれぞれ低電圧用プッシングを介して前記絶縁筒
   内に引き入れた上で再度低電圧用プッシングで前記絶縁
   筒内から引き出してなることを特徴とする負荷時タップ
   切換変圧器。