JPH056649Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、限流リアクトルを内蔵した変圧器に
関する。

［考案の技術的背景とその問題点］ 送電系統に使用される変圧器は、例えば変電所
の所内電源用の低圧巻線を持つ場合、低圧回路の
遮断器の遮断容量を小さくしたり、短絡時の変圧
器巻線の機械力などを考慮して低圧巻線の漏れイ
ンピーダンスを増大させることが望ましいことが
ある。

変圧器の低圧巻線と高圧巻線や中圧巻線の他の
巻線との間の漏れインピーダンスを増大させる方
法として、一般の内鉄形変圧器では低圧巻線と他
の巻線との間の主間隙距離を絶縁や構造上で決ま
る寸法以上に大きくすることでその要求に応じる
ことが行なわれている。内鉄形変圧器では、一般
に低圧巻線が鉄心の直ぐ外側に巻装されているた
め、低圧巻線と直ぐ外側の中圧巻線等の巻線間の
距離を大きくすることになる。

このような方法を採ると、巻線の外径が大きく
なり、巻線や鉄心の重量・損失が増大して不経済
な変圧器となつてしまう。これを避けるため、低
圧巻線と他の巻線との間の主間隙を絶縁や構造上
で決まる正規の寸法とし、不足する漏れインピー
ダンスを低圧巻線と直列に接続される限流リアク
トルで分担する方法も多く採用されている。いま
この限流リアクトルを採用した例として電圧定格
500／√３KV±10％（17P）−220／√３KV−22KVの単 相変圧器について説明する。

その単相変圧器の結線を示す第３図において、
高圧端子Ｕと中圧端子ｕ間に280／√３KVの電
圧を分担する直列巻線１と、50／√３KVの電圧
を分担するタツプ巻線２とを直列に接続し、中圧
端子ｕと中性点Ｎとの間に220／√３KVの分路
巻線３を接続し、低圧端子ａ，ｂ間に低圧巻線４
と漏れインピーダンス調整用の限流リアクトル５
を接続したものである。

第３図に示す単相変圧器の各々の巻線配置を第
４図に示している。鉄心脚６の外側に同心状に内
側から低圧巻線４、タツプ巻線２、分路巻線３お
よび直列巻線１の順序で巻装し、低圧巻線４のａ
端子の反対側の一端Ｘに漏れインピーダンス調整
用の限流リアクトル５を接続し、この各端子Ｕ，
ｕ，Ｎ，ａ，ｂはブツシングを通して変圧器外部
と接続される。

この第３図および第４図のように構成された単
相変圧器において、中圧端子ｕ（端子Ｕ，Ｎ，ａ，
ｂは接地）に雷インパルス電圧を印加した場合、
タツプ巻線の両端P₁，P₂にはタツプ巻線２と分
路巻線３との巻線比50／√３／220／√３＝0.227の数倍
に もおよぶ高い振動電圧が発生する。一方低圧巻線
４への移行電圧は、前記タツプ巻線２の振動電圧
により大きく影響を受けるが、低圧巻線４の一端
Ｘに限流リアクトル５が接続されている場合、電
位振動的には低圧巻線４のＸ端子を開放した状態
とほゞ等しく、Ｘ端では低圧巻線４のインダクタ
ンスとキヤパシタンス分による自由振動を起こ
す。

このような要因によつて低圧巻線４への移行電
圧は、低圧巻線４に限流リアクトル５を取付けず
に低圧巻線４の両端を直接接地した場合と比べて
非常に大きな値となる。例えば第４図の巻線配置
において、中圧端子ｕに900KVの雷インパルス
電圧を印加した場合、限流リアクトル５と低圧巻
線４との接続端Ｘの電位は630KVにも上昇する
ことがあり、低圧巻線自身の雷インパルス試験電
圧150KVの4.2倍の電圧が発生することになる。
そのため低圧巻線４や限流リアクトル５の絶縁を
強化するとともに、低圧巻線４−鉄心間、低圧巻
線４−タツプ巻線２間の主間隙寸法を大きくして
この電圧に耐えるようにする必要がある。

［考案の目的］ 本考案の目的は、限流リアクトル付低圧巻線へ
の移行電圧を低く抑えるとともに、コンパクトで
低損失な変圧器を提供するにある。

［考案の概要］ 本考案による変圧器は、低圧巻線と直列に接続
される限流リアクトルに所定電圧以上の電圧が加
わると抵抗値が減少する特性を持つ比直線性素子
を並列に接続したことを特徴とするものである。

［考案の実施例］ 以下本考案を第１図に示す実施例について説明
する。第１図において、第３図および第４図と同
一符号は同一部分を示すものであるからその説明
を省略する。第１図において、本考案による変圧
器も、直列巻線１、タツプ巻線２、分路巻線３お
よび限流リアクトル５と直列に接続した低圧巻線
４を同一タンク内に納めて構成し、その高圧端子
Ｕ，中圧端子ｕ，中性点端子Ｎおよび低圧巻線４
と限流リアクトル５との各々の一端子ａ，ｂをブ
ツシングを通して外部に導き出している。そして
本考案においては、限流リアクトル５と並列に所
定電圧以上の電圧が加わると抵抗値が減少する第
２図に示す特性を有する比直線性素子９を接続し
たことを特徴とするものである。

第１図における本考案の変圧器の各巻線の配置
構成は、第４図と同一構成であり、便宜上から限
流リアクトル５に本考案により比直線性素子９を
並列に接続したことを点線で示している。

第１図および第４図において、中圧端子ｕ（Ｕ，
Ｎ，ａ，ｂ端子は接地）に雷インパルス電圧を印
加した場合、低圧巻線と限流リアクトルの接続点
Ｘの電位が低圧巻線４自身の試験電圧よりも高い
レベルまで上昇することは前述の通りである。こ
のとき本考案では、限流リアクトル５の両端子
Ｘ，ｂ間に第２図に示すように電圧が或る所定電
圧以上になると、その抵抗値が減少する特性を持
つ非直線性素子９を接続しており、さらに雷イン
パルス試験時に限流リアクトル５の一端子ｂが接
地されているため、低圧巻線４への移行電圧によ
つて接続点Ｘの電圧がある電圧以上に上昇する
と、今まで限流リアクトル５に流れていた電流が
非直線性素子９に分流して点Ｘの電圧上昇を抑え
ることができる。このため点Ｘの電位は、低い電
圧レベルに保護することが可能となる。

一般に低圧巻線４の電圧は、10KV〜34KV程
度と低い上に限流リアクトル５の％インピーダン
スは低圧巻線４の容量基準で高々10％程度であ
り、したがつて常時限流リアクトルに加わる誘起
電圧は1KV〜3.4KVとなる。非直線性素子９は
熱的寿命の観点から素子１枚当りに常時印加され
る電圧の制約があり、また一方では雷インパルス
電圧に対して素子１枚当りの分担電圧、すなわち
制限電圧が決まるから、使用上は常時誘起電圧に
較べて雷インパルス侵入時の誘起電圧が大きいほ
ど大きな保護効果が得られる。

限流リアクトル５に並列接続される常時誘起電
圧は１〜3.4KV程度と低いため、これに耐える非
直線性素子９の枚数は非常に少なくて済む。すな
わち低圧巻線４と限流リアクトル５との接続点Ｘ
の電圧保護レベルを非常に効果的に下げることが
可能である。例えば非直線性素子を取りつけない
場合、点Ｘの振動電圧は630KV程度であつたも
のが、これを入れることによつて20KV程度まで
保護レベルを下げることができ、非常に効果的で
あることがわかる。また端子ａ，ｂから直接印加
された雷インパルスに対しても有効な保護作用を
行なうことも明らかである。

［考案の効果］ 以上のように本考案によれば、低圧巻線と直列
接続した限流リアクトルと並列に所定電圧以上の
電圧が加わると抵抗値が減少する特性を有する非
直線性素子を接続したことにより、低圧巻線と限
流リアクトルの接続点の電位振動が非常に低くく
抑えることができ、低圧巻線自身の絶縁が楽にな
るとともに、他巻線間の主間隙寸法を小さくで
き、低損失でかつコンパクトな変圧器を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の変圧器の一実施例を示す結線
図、第２図は本考案に使用する非直線性素子の特
性図、第３図は従来の変圧器を示す結線図、第４
図は変圧器の巻線配置を示す配置構成図である。 １……直列巻線、２……タツプ巻線、３……分
路巻線、４……低圧巻線、５……限流リアクト
ル、９……非直線性素子、Ｘ……接続点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 鉄心脚の外側に同心状に内側から低圧巻線、
   タツプ巻線、分路巻線および直列巻線の順序で
   巻装し、前記低圧巻線と直列に接続された漏れ
   インピーダンス調整用の限流リアクトルを内蔵
   した変圧器において、前記限流リアクトルに所
   定電圧以上の電圧が加わると抵抗値が減少する
   特性を有する非直線性素子を並列に接続したこ
   とを特徴とする変圧器。 (2) 相互に直列に接続された低圧巻線と限流リア
   クトルのそれぞれの一端をブツシングを通して
   外部に引き出したことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の変圧器。