JPH0556643B2 - - Google Patents

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JPH0556643B2
JPH0556643B2 JP60044536A JP4453685A JPH0556643B2 JP H0556643 B2 JPH0556643 B2 JP H0556643B2 JP 60044536 A JP60044536 A JP 60044536A JP 4453685 A JP4453685 A JP 4453685A JP H0556643 B2 JPH0556643 B2 JP H0556643B2
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windings
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Masaru Ono
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12Two-phase, three-phase or polyphase transformers
    • H01F30/14Two-phase, three-phase or polyphase transformers for changing the number of phases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、き電用変圧器として使用されるスコ
ツト結線変圧器に関するものである。
[発明の技術的背景とその問題点] 高速電気車に電力を供給するための、き電用変
圧器には第8図に示すような変形ウツドブリツジ
結線と呼ばれる3相2相変換用変圧器1と昇圧用
変圧器2とで構成されたものが使用されている。
(例えば「鉄道技術研究所速報」1984年3月、No.
−A−84−39、国鉄発行、P2,3) 3相2相変換用変圧器1は1次巻線がY結線で
あり電圧E1で受電し、2次巻線はV相を並列接
続した二重三角結線である。
この2次巻線の1組の出力端子ac間の電圧を
E2とすれば、もう1組の出力端子b′d′間の電圧は
E2/√3となり、端子a,c間と端子b′,d′間の
電圧の位相差は90度になつている。
昇圧用変圧器2は入力端子b′,d′間の電圧E2
√3を昇圧し出力端子b,d間に電圧E2を発生
する単巻変圧器である。
この変形ウツドブリツジ結線変圧器方式では、
1次側中性点0が直接接地できるので、超高圧線
路から直接受電でき、1次巻線の絶縁が大幅に低
減できる利点がある。
しかしながら、受電するのは超高圧線路からだ
けでなく、受電電圧E1が154KV以下になる場合
もありこの場合は必らすしも1次側の中性点を引
出し、接地する必要はない。
そして、3相2相変換用変圧器1のほかに昇圧
用変圧器2が必要となるため、大形化し、製造価
格が高くなり、かつ広い設置場所と多額の工事費
が必要となる欠点がある。
次に2次側の絶縁階級の低減について説明す
る。
第9図は変形ウツドブリツジ結線変圧器の片座
と等価である単相二巻線形の電用変圧器3の1次
側に電源4を接続し、2次側にしや断器5を介し
て単巻変圧器6を接続し、電気車7に給電する従
来の単巻変圧器き電方式(AT方式)を示してい
る。この方式ではき電用変圧器3の2次側は非接
地方式となつているため、単巻変圧器6が接続さ
れていない状態、すなわちしや断器5が開の時
に、2次側で地絡が発生することを考慮して、電
気車電圧ETの2倍である2次電圧E2に相当する
絶縁階級としている。
第10図は最近開発された新AT方式を示した
ものであり、そのき電用変圧器8は電気車電圧
ETに等しい電圧E2/2である2次巻線と3次巻
線を有する単相三巻線形である。
すなわち、1次巻線9には電圧E1の電源4が
接続され、2次巻線10と3次巻線11は直列に
接続され、その接続点Nは接地され、両端の端子
T,Fに、しや断器5を介して単巻変圧器6を接
続し、電気車7に給電する回路図である。
実際の使用では、これらの回路を両座分用意
し、それらの出力電圧の位相差を90度になるよう
に構成し、両座の負荷が同一であれば1次側の3
相電源からの電流は3相平衡が得られるようにし
たものである。
この新AT方式では、たとえ、しや断器5が開
の時にも接続点Nは接地されているので2次側と
3次側の絶縁階級は電気車電圧ETすなわち2次、
3次の電圧E2/2に相当する値でよく、従来方
式の半分にすることができる。
しかし、接続点Nで一端が接続されていても、
2次巻線10と3次巻線11は独立しているので
両巻線に通電する負荷電流には不平衡を生じる
し、地絡事故時には異常電圧が発生する恐れがあ
るので、き電用変圧器8の巻線間のもれインピー
ダンスには適正な配分が必要である。次にそれを
説明する。
もれインピーダンスはi,j2組の巻線の一方j
を短絡し、他方iに電圧を加えその他の巻線は開
放としたときの電圧、電流から計測され、基準の
容量と電圧に換算した値をZijとして表示する。
そして各巻線に分離したもれインピーダンスZ1
Z2,Z3は(1)式となる。
Z1=(Z21+Z31−Z23)/2 Z2=(Z21+Z23−Z31)/2 Z3=(Z31+Z23−Z21)/2 ……(1) このもれインピーダンスZ1,Z2,Z3の関係にお
いて、Z2とZ3はほぼ同一値にする必要があるし、
Z1の値についても、その絶対値を小さくすること
が必要である。すなわち、Z1の値が正の方向にあ
まりに大きいと、この新AT方式の特性として3
次巻線に比べて2次巻線の方により多く流れる電
流不平衡の度合が大きくなり、逆にZ1の値が負の
方向にあまり大きいと2次側が短絡した場合3次
側の電圧上昇が大きくなり、3次側が短絡した場
合には2次側の電圧上昇が大きくなり好ましくな
い。
このように、運転上の制約からき電用変圧器8
のもれインピーダンス特性は(2)式の関係を満足さ
せることが大きな要因である。
Z1≒0 Z2≒Z3 ……(2) [発明の目的] 本発明の目的は以上説明したような点に鑑みて
受電電圧E1が154KV以下の場合に適用すれば、
小形で製造価格が低減できる三巻線スコツト結線
変圧器を得ることである。
[発明の概要] 本発明によるき電用変圧器は従来から使用され
ているスコツト結線変圧器の2組に相当する鉄心
と巻線を1つのタンクに収納し、2組の1次巻線
をタンク内で並列に接続し、UVWの3本のブツ
シングによつて1次側線路に接続するようにし、
そして2次と3次の絶縁階級を従来の半分にでき
しかももれインピーダンス特性の前記(2)式の関係
を満足できるようにしたものである。
[発明の実施例] 以下本発明を第1図に示す実施例について説明
する。第1の鉄心脚12には主座用2次巻線16
とそれに対応する主座用1次巻線17を巻装し、
第2の鉄心脚13には主座用3次巻線18とそれ
に対応する主座用1次巻線19を巻装する。尚第
1、第2の鉄心脚12と13は同一寸法であり、
2次巻線16と3次巻線18および1次巻線17
と19は各々同一寸法、同一巻回数としておく。
第3の鉄心脚14にはT座用2次巻線20とそ
れに対応するT座用1次巻線21を巻装し、第4
の鉄心脚15にはT座用3次巻線22とそれに対
応するT座用1次巻線23を巻装する。尚第3、
第4の鉄心脚14と15は同一寸法であり、2次
巻線20と3次巻線22および1次巻線21と2
3は各々同一寸法、同一巻回数としておく。
主座用の2次巻線16と3次巻線18は上下振
分け巻きで交差接続で循環回路ができる構成とし
ておく。
主座用の1次巻線17,19は上下端を線路端
子U,Wとし、その中央を接続点M1,M2とす
る。
T座用の2次巻線20と3次巻線22は普通の
巻き方であり、1次巻線21,23は上下振分け
巻きで、上下端を線路端子Vとし、その中央を接
続点M1,M2とする。
そして、主座用とT座用の接続点M1,M2をそ
れぞれ接続する。
T座用1次巻線21,23に発生する電圧は主
座用1次巻線17,19に印加される電圧E1
√3/2倍となるようにし、2次巻線16,20
および3次巻線18,22に各々発生する電圧の
大きさをE2/2となるようにする。
以上のような構成にし、1次側端子U,V,W
に3相電源を印加すれば普通のスコツト結線変圧
器と同様に作用し、主座用の2次巻線16と3次
巻線18には同一位相の電圧が、T座用の2次巻
線20と3次巻線22には主座用の電圧と90度の
位相差をもつ電圧が、それぞれ得られる。
そして各々の2次巻線と3次巻線に同一負荷を
同時に接続する1次側から流れ込む3相電流は平
衡することも、普通のスコツト結線変圧器と同様
である。
2次巻線と3次巻線の絶縁階級については、使
用時その一端Nが必らず接地されているので従来
の半分でよいことは明確である。
次にこの構成における、もれインピーダンス特
性を第2図から第5図までを使つて説明する。こ
れらの関係は第1図に示す構成をより、わかり易
く、位相差をもわかるように表示したものであ
り、鉄心脚は省略してある。
第2図から第5図までは、この変圧器の巻線間
のもれインピーダンス測定を行なう場合の回路図
でもあり、単相電源24と短絡リード25につい
て、各場合を表示し、流れる電流を矢印で示して
いる。
第2図は主座用の2次巻線と1次巻線の間のも
れインピーダンスZ21の測定時であり、2次巻線
16と1次巻線17に電流が流れる。
次に主座用の3次巻線と1次巻線の間のもれイ
ンピーダンスZ31の測定時は第2図で3次巻線1
8に電源24を移すだけであり、2次巻線18と
1巻線19に電流が流れる。この2回の測定は同
一寸法、同一巻回数の巻線での組合せであるので
(3)式が得られる。
Z21=Z31 ……(3) 第3図は主座用の2次巻線と3次巻線の間のも
れインピーダンスZ23の測定時であり、主座用の
全巻線に電流が流れ、Z21とZ31を測定した条件を
直列接続としたことに相当し、(4)式が得られる。
Z28=Z21+Z31 ……(4) (3),(4)式の関係を(1)式に代入するとZ1=0,Z2
=Z8=Z21の関係が得られ(2)式を満足することが
わかる。
第4図はT座用の2次巻線と1次巻線の間のも
れインピーダンスZ′21の測定時であり、2次巻線
20と1次巻線21および主座用の1次巻線17
と2次巻線16に電流が流れる。1次巻線21の
電流は端子Vで分流し短絡リード25を通つて1
次巻線17に流れ、接続点M1で合流するように
流れる。そして1次巻線17に発生したアンペア
ターンを打消すように2次巻線16には循環電流
が流れる。
この第4図におけるもれインピーダンスZ′21
が前述したZ21と同一値になるように設計される。
次にT座用の3次巻線と1次巻線の間のもれイ
ンピーダンスZ′31の測定時には、第4図で3次巻
線22に電源24を移すだけであり、3次巻線2
2と1次巻線23および主座用の1次巻線19と
3次巻線18に電流が流れる。
この2回の測定は、同一寸法、同一巻回数の巻
線での組合せであるので(5)式がが得られる。
Z′21=Z′31 ……(5) 第5図はT座用の2次巻線と3次巻線の間のも
れインピーダンスZ′23の測定時であり、2次巻線
20に電源24を接続し、3次巻線22が短絡リ
ード25により短絡されている。この場合に通電
する巻線は主座とT座用の全部であり、前述のも
れインピーダンスZ′21とZ′31と測定した条件を直
列接続としたことに相当するので、(6)式が得られ
る。
Z′23=Z′21+Z′31 ……(6) (5),(6)式の関係を(1)式に代入するとZ1=0,Z2
=Z3=Z′21の関係が得られ(2)式を満足することが
わかる。
鉄心構成は一般には鉄心脚12と13を、鉄心
脚14と15を各々一体とする2鉄心方式である
が、各脚を別々に、あるいは4脚を一体とする方
式であつてもわまわない。設置場所までの輸送や
設置場所の条件などで最適となる方法を採用すれ
ばよい。
尚、1次側の中性点接地による1次側の低減絶
縁、段絶縁は本発明では不可能であるが、1次側
の絶縁階級が140号以下への適用を考えれば中性
点を引出さなくても、絶縁低減という観点からは
さほど問題にならない。
以上の説明からわかるように本発明によればも
れインピーダンス特性を満足すると共に次の特長
がある。
(1) 1タンク方式なので小形・軽量化ができる。
(2) 2次と3次の絶縁階級を従来の半分にでき
る。そして2次と3次の回路に使用される。し
や断器、断路器および避雷器などについても同
様に低い絶縁階級の機器でよいことになる。
(3) 高電圧である1次巻線を外側配置としている
ので、1次巻線のタツプ引出しが容易であり絶
縁構造上有利となり、1次巻線を内側配置する
サンドイツチ巻線方式より、寸法の縮少化が可
能である。
(4) 鉄心脚12と13の各巻線、鉄心脚14と1
5の各巻線は、各々同一寸法、同一巻回数であ
るので、その種類が少なく、工作が容易であ
る。
第6図は主座用巻線の変形例を示したものであ
り、1次巻線26を交差接続として、T座用1次
巻線からの流入する電流を矢印に示すように通す
構成としている。1次巻線26は複雑になるが2
次巻線16や3次巻線18に循環電流を発生しな
いですむ利点がある。
次に2次側と3次側の負荷のかかり方におい
て、3次側より2次側の方により大きな負荷がか
かる場合がある。例えば2次側に130%の、3次
側に70%の各負荷が短時間であるがかかる場合が
ある。第1図の結線の場合であれば、2次巻線1
6,20に130%電流が流れる1次巻線17には
130%電流が流れる。3次巻線18,22に70%
電流が流れると1次巻線19には70%電流が流れ
る。このような負荷のアンバランスに対しても変
圧器として耐える必要がある。
この目的を達成するための手段を第7図に示
す。第7図においては第1図に示す結線において
T座用変圧器の2次巻線20と3次巻線22を入
れ替えている。このような結線にすると2次巻線
16に130%電流が、3次巻線22には70%電流
が流れるので1次巻線17には約118%電流が流
れる。3次巻線18に70%電流が、2次巻線20
に130%電流が流れると1次巻線19には約89%
電流が流れる。
すなわち第1図では1次巻線17に大きな電流
が、1次巻線19には小さな電流が各々流れるの
で、1次巻線17の温度が高くなる。これに対し
て第7図では1次巻線17の電流は大きくはなる
が、130%にはならないし、1次巻線19には100
%より小さい電流となるので、1次巻線17の温
度は第1図の場合より低くなる。
このようにアンバランス負荷が、このスコツト
結線変圧器にかかつても1次巻線17の温度上昇
は少なくなり、温度の高いことによる絶縁物の劣
化が小さくできる。逆にいえば、温度が高くなら
ないので、その分だけ細い素線が使用できるの
で、材料費の低減が可能となる。
このように巻線の構成はその要旨を変更しない
範囲で適宜変形し実施し得ることは勿論である。
又容量が大きくあるいは輸送条件が小さく、輸
送が困難となる場合には主座用変圧器とT座用変
圧器を別々のタンクに収納し、油中ダクトで接続
し、一体とする方法を採用してもよい。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば主座変圧器用の1
次巻線と2次巻線を第1の鉄心脚に巻装し、主座
変圧器用の1次巻線と3次巻線を第2の鉄心脚に
巻装し、T座変圧器用1次巻線と2次巻線を第3
の鉄心脚に巻装し、T座変圧器の1次巻線と3次
巻線を第4の鉄心脚に巻装したものにておいて、
第1の鉄心脚と第3の鉄心脚に巻装した1次巻線
および第2の鉄心脚と第4の鉄心脚に巻装した1
次巻線を別々にスコツト結線し、第1の鉄心脚と
第2の鉄心脚に巻装した1次巻線の線路に接続さ
れる端子を並列に接続し、第3の鉄心脚と第4の
鉄心脚に巻装した1次巻線の線路に接続される端
子を並列に接続したのでもれインピーダンス特性
を満足し運転上の不具合をなくし、2次および3
次の巻線および回路の絶縁階級が半減でき、しか
も小形軽量化が可能で製造価格が低減できる三巻
線スコツト結線変圧器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による三巻線スコツト結線変圧
器の一実施例を示す結線図、第2図から第5図ま
では本発明による巻線の接続と各巻線間のもれイ
ンピーダンス測定を示す結線図、第6図は本発明
による他の実施例の一部を示す結線図、第7図は
本発明の従属発明を示す結線図、第8図は従来の
変形ウツドブリツジ結線のき電変圧器の結線図、
第9図は従来の変形ウツドブリツジ結線における
AT方式の回路構成説明図、第10図は新しい三
巻線き電用変圧器によるAT方式の回路構成説明
図である。 1……3相2相変換用変圧器、2……昇圧用変
圧器、3,8……き電用変圧器、5……しや断
器、6……単巻変圧器、7……電気車、12,1
3,14,15……鉄心脚、9,17,19,2
1,23……1次巻線、10,16,20……2
次巻線、11,18,22……3次巻線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主座変圧器用の1次巻線と2次巻線を第1の
    鉄心脚に巻装し、主座変圧器用の1次巻線と3次
    巻線を第2の鉄心脚に巻装し、T座変圧器用1次
    巻線と2次巻線を第3の鉄心脚に巻装し、T座変
    圧器の1次巻線と3次巻線を第4の鉄心脚に巻装
    したものにおいて、第1の鉄心脚と第3の鉄心脚
    に巻装した1次巻線および第2の鉄心脚と第4の
    鉄心脚に巻装した1次巻線を別々にスコツト結線
    し、第1の鉄心脚と第2の鉄心脚に巻装した1次
    巻線の線路に接続される端子を並列に接続し、第
    3の鉄心脚と第4の鉄心脚に巻装した1次巻線の
    線路に接続される端子を並列に接続したことを特
    徴とする三巻線スコツト結線変圧器。 2 主座変圧器用の1次巻線と2次巻線を第1の
    鉄心脚に巻装し、主座変圧器用の1次巻線と3次
    巻線を第2の鉄心脚に巻装し、T座変圧器用1次
    巻線と3次巻線を第3の鉄心脚に巻装し、T座変
    圧器の1次巻線と2次巻線を第4の鉄心脚に巻装
    したものにおいて、第1の鉄心脚と第3の鉄心脚
    に巻装した1次巻線および第2の鉄心脚と第4の
    鉄心脚に巻装した1次巻線を別々にスコツト結線
    し、第1の鉄心脚と第2の鉄心脚に巻装した1次
    巻線の線路に接続される端子を並列に接続し、第
    3の鉄心脚と第4の鉄心脚に巻装した1次巻線の
    線路に接続される端子を並列に接続したことを特
    徴とする三巻線スコツト結線変圧器。
JP60044536A 1985-03-08 1985-03-08 三巻線スコツト結線変圧器 Granted JPS61204919A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5257938B2 (ja) * 2009-02-20 2013-08-07 トクデン株式会社 三相単相変換型電圧調整変圧器
CN104575999A (zh) * 2015-01-13 2015-04-29 正泰电气股份有限公司 一种同相供电用牵引变压器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60163739A (ja) * 1984-02-07 1985-08-26 Japanese National Railways<Jnr> Atき電方式用変電所の絶縁低減方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60163739A (ja) * 1984-02-07 1985-08-26 Japanese National Railways<Jnr> Atき電方式用変電所の絶縁低減方法

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