JPH0329967Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は送電系統の安定度を高めるために用い
られるリアクトルに関するものである。

［従来の技術］ 長距離送電線の大きな線路容量の補償や負荷電
流遮断時の電圧上昇の抑制を図るため、受電端ま
たは送電端の変電所に分路リアクトルが設置され
る。

［考案が解決しようとする問題点］ この分路リアクトルは、送電系統においては通
常、送電線と中性点との間に直接接続される。そ
のため従来の分路リアクトルは単一定格容量のも
のが一般的であつたが、最近、電力の質の向上や
送電損失を低減するために、分路リアクトルの容
量の適正化を図ることが重視されるようになつ
た。また、単一定格容量の分路リアクトルでは、
通電開始時に大きな励磁突入電流が流れる虞れが
あるため、通電開始時に過電流リレーが事故電流
が流れた時と同様の動作をしてしまうという不都
合がある。

そのため、突入電流を抑制するために分路リア
クトルの鉄心断面積を大きくして磁束密度を低く
したり、巻線の巻回数を多くして鉄心飽和時のイ
ンダクタンスを大きくしたりする等の対策が考え
られているが、いずれの場合も巻線の周長が長く
なつて損失が増加するという問題があつた。

本考案の目的は通電開始時の励磁突入電流を抑
制でき、運転中は適正なリアクトル容量を得るこ
とができるタツプ切換器付リアクトルを提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案のリアクトルにおいては、その実施例を
示す第１図及び第２図に見られるように、閉磁路
鉄心の内側に配置された空隙付鉄心に主巻線とタ
ツプ巻線とがそれぞれ同心状に巻回されて該主巻
線とタツプ巻線とが直列に接続され、タツプ巻線
に設けられたタツプを切換える負荷時タツプ切換
器が設けられている。

［考案の作用］ 上記のように構成すると、タツプ巻線のタツプ
を切換えることによりリアクトルの容量を容易に
変更できる。従つて制御巻線を設けた従来のリア
クトルのように大型化することがなく、鉄心を可
動にしたもののように振動や騒音が発生すること
もない。また、本考案のようにリアクトルのタツ
プ巻線のタツプ切換えを負荷時タツプ切換器によ
り行うと、通電開始時はリアクトル容量の小さい
タツプに切換えておき、通電後に所定のタツプに
切換えて通電開始時の励磁突入電流を抑制するこ
とができる。従つて電力の質の向上を図ることが
出来る上に、通電開始時における励磁突入電流に
よる保護リレーの誤動作を防止することができ
る。

［実施例］ 以下本考案の実施例を図面を参照して詳細に説
明する。

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示した
もので、これらの図において１は左、右側脚部１
ａ，１a′と、上、下継鉄部１ｂ，１b′とで枠組み
された閉磁路鉄心、２は閉磁路鉄心１の内側に、
上、下部継鉄部１ｂ，１b′間に跨つて配設された
空隙付鉄心である。空隙付鉄心２は多数の単位鉄
心２ａ，２ａ，…を、相互間に非磁性体からなる
ギヤツプスペーサ（図示せず）を介在させて積層
したものからなり、単位鉄心２ａ，２ａ，…相互
間に介在された各ギヤツプスペーサにより空隙３
が形成されている。この空隙３は、磁束のフリン
ジングをでぎるだけ小さくする為に可及的に細区
分して多数設けられている。

４は空隙付鉄心２の外周側に巻装された主巻線
であり、この主巻線４の外周側には主巻線４の巻
回数より小ない巻回数のタツプ巻線５が、主巻線
４と同心的に巻装されている。

主巻線４及びタツプ巻線５は、第２図に示すよ
うに形成されている。即ち、主巻線４及びタツプ
巻線５は多重円筒巻線（レヤー巻線）で形成され
ていて、主巻線４は所定の巻回数で巻回された巻
回導体層４ａ，４ｂ及び４ｃからなり、巻回導体
層４ａ，４ｂ，４ｃのそれぞれは同心的に形成さ
れている。そして相隣接する巻回導体層の端部
が、巻回導体層の一端側と他端側で順次交互に渡
り接続されて、巻回導体層４ａ，４ｂ及び４ｃが
直列接続されている。そして最内周の側の巻回導
体層４ａの他端（巻き始め端部）は線路端子Ｌに
接続されている。

タツプ巻線５は、主巻線４の外周側に所定の巻
回数で巻回された巻回導体層５ａ，５ｂ及び５ｃ
からなり、この巻回導体層５ａの一端は主巻線４
の最外周側の巻回導体層４ｃの一端（巻終り端
部）に渡り接続されている。

６はタツプ巻線５の各タツプに接続された固定
接点６ａ乃至６ｇと、これら固定接点６ａ乃至６
ｇを適宜選択して切換える可動接点６ｈと、固定
接点６ａ乃至６ｇとを備えた負荷時タツプ切換器
であり、可動接点６ｈは接地されている。

従つて負荷時タツプ切換器６の可動接点６ｈを
固定接点６ｇに切換えた場合には、主巻線４とタ
ツプ巻線５とが直列接続された状態で線路側端子
Ｌと接地点Ｅとの間に挿入される。また可動接点
６ｈを固定接点６ａに切換えた場合には、主巻線
４のみが線路側端子Ｌと接地点Ｅとの間に接続さ
れる。そして、両端のタツプにつながつた固定接
点６ａ及び６ｇの途中の固定接点６ｂ乃至６ｆに
切換えた場合には、主巻線４に各タツプに相応す
る巻回数のタツプ巻線５が直列に接続されて、該
主巻線とタツプ巻線との直列回路が線路側端子Ｌ
と接地点Ｅとの間に挿入される。

分路リアクトルは電力を一時的に磁気エネルギ
ーの形で蓄える装置であり、この磁気エネルギー
は主として鉄心に設けられた空隙３に蓄積され
る。ここで、空隙３の透磁率をμ（≒真空の透磁
率：4π×10^-7）、磁束密度をBm［Wb／m²］、空隙
の体積をν［m³］とすると、空隙３に蓄積される
磁気エネルギーの大きさＰは、次式で表わすこと
ができる。

Ｐ＝（1/2μ）・Bm²・ν［ジユール］… (1) そして空隙付鉄心に巻回された巻線の巻回数と
電圧及び磁束密度との間には、電圧をＥ（ｖ）、鉄
心断面積をＳ（m²）、角周波数をＷ（2πf）とすると
次式の如き関係がある。

Ｎ＝Ｅ／（Bw・Ｓ）・（√２／ω）… (2) 従つて、巻線の巻回数Ｎを変更すると(2)式の関
係から磁束密度Bmは巻回数Ｎに反比例して変化
することが分る。また(1)式の関係から、空隙の蓄
積エネルギーを変化させて、分路リアクトルの容
量を変化させることができる。

そして、この容量Ｐの変化の割合は(1)、(2)式の
関係から、次式の如くなる。

Ｐ∽1/N²… (3) 即ち、分路リアクトルの容量は巻線の巻回数の自
乗に反比例することになる。

つまり、第２図の主巻線４が例えば30MVAの
分路リアクトルを構成する巻線であつて、タツプ
巻線５がリアクトルの容量を主巻線容量の半分の
15MVAにするために追加する巻線である。いま
仮に容量を1/2にするためには、主巻線４の巻回
数とタツプ巻線５の巻回数との和を主巻線４の巻
回数の√２倍にすることにより達成できる。即
ち、タツプ巻線５の巻回数を主巻線４の巻回数の
0.414（＝√２−１）倍とすればよい。

一方、巻線を流れる電流について考えてみる
と、回路電圧66Kvで主巻線４を流れる電流は
262A（30MVA）であるのに対し、タツプ巻線５
を流れる電流は131A（15MVA）であり、従つて、
タツプ巻線５の導体断面積は主巻線４の導体断面
積の1/2で良い。その結果、タツプ巻線５の銅量
は主巻線４に対して0.414×1/2＝0.207で良いこ
とになる。実際には第２図における負荷時タツプ
切換器６の可動接点６ｈを固定接点６ａ側に切換
えることにより15MVAの容量をもつ分路リアク
トルが得られ、固定接点６ｇ側に切換えることに
より30MVAの容量をもつ分路リアクトルが得ら
れる。また、その途中の固定接点６ｂ乃至６ｆに
切換えた場合には15〜30MVAの中間の所定の容
量をもつ分路リアクトルが得られる。なお、主巻
線４の巻回数とタツプ巻線５の巻回数とを同一と
して、タツプ巻線５の両端のタツプにつながる固
定接点６ｇに切換えた場合は分路リアクトルの容
量は1/4になる。

上記の分路リアクトルへの通電を開始する際に
は、タツプ巻線５の巻回数が多いタツプにつなが
る固定接点６ｇに可動接点６ｈを切換えておく。
このようにタツプ巻線の巻回数が多いタツプ位置
では、分路リアクトルの容量が小さく、鉄心の磁
束密度が低いため、この切換状態で通電を行つた
場合には励磁突入電流は最も小さな値となる。そ
して、通電後再び負荷時タツプ切換器を駆動し
て、可動接点を必要とする所定のリアクトル容量
を得る固定接点、つまり巻回数の少ないタツプ位
置に切換えることにより、励磁突入電流を抑制し
て正常な運転状態にすることができる。この通電
後における可動接点の切換動作は、負荷時タツプ
切換器が用いられているため、負荷電流を遮断せ
ずに、しかも可動接点を損傷せずに容易に行うこ
とができる。

第３図は本考案の他の実施例を示したもので、
この実施例では、通常の円筒巻線により本考案の
分路リアクトルが構成されている。第３図におい
て、第１図及び第２図に示した実施例の各部と同
等の部分には同一の符号を付してある。この第３
図の実施例の分路リアクトルによつても、第１図
及び第２図の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

なお、本実施例では主巻線を巻回した鉄心に、
空隙を形成した空隙付鉄心を用いたが、ギヤツプ
スペーサにより空隙が形成されない間隙のみを形
成した鉄心構造であつてもよく、空隙付鉄心に限
定されるものではない。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、リアクトルに
タツプ巻線を設けて、そのタツプの切換えを負荷
時タツプ切換器により行うようにしたので、タツ
プ切換えを無停電で短時間のうちに行つてリアク
トルの容量を容易に、しかも細かいステツプで変
更することができる。そのため、リアクトル容量
の適正化を容易に図ることができ、送電系統の安
定度の向上を図つて電力の質の向上を図ることが
できる。また本考案によれば、制御巻線を設けた
従来のリアクトルのようにリアクトルが大型化す
ることがなく、鉄心を可動にしたもののように振
動や騒音が発生することがないという利点があ
る。更に、本考案ではリアクトルのタツプ巻線の
タツプ切換えを負荷時タツプ切換器により行うよ
うにしたので、通電開始時はリアクトル容量の小
さいタツプに切換えておき、通電後に所定のタツ
プに切換えて通電開始時の励磁突入電流を抑制す
ることができ、通電開始時に励磁突入電流による
保護リレーの誤動作を防止できるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す概略構造図、第
２図は本考案の実施例の要部を示す構成図、第３
図は本考案の他の実施例を示す概略構造図であ
る。 １……閉磁路鉄心、２……空隙付鉄心、２ａ…
…単位鉄心、３……空隙、４……主巻線、５……
タツプ巻線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 閉磁路鉄心の内側に配置された空隙付鉄心に主
   巻線とタツプ巻線とがそれぞれ同心状に巻回され
   て前記主巻線とタツプ巻線とが直列に接続され、
   前記タツプ巻線に設けられたタツプを切換える負
   荷時タツプ切換器が設けられていることを特徴と
   するタツプ切換器付リアクトル。