JPH0572728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、３つの異なる巻線を有する変圧器に
関するものである。この様な変圧器としては、低
圧巻線単位、中圧巻線単位、及び高圧巻線単位よ
りなる三巻線変圧器や、三次巻線単位、分路巻線
単位及び直列巻線単位よりなる単巻変圧器等があ
るが、本考案は、特に、複数個の単位変圧器に分
割される変圧器に係る。

［発明の技術的背景］ 近年、電力需要の増大と系統運用及び経済性の
面から、送電系統に使用される変圧器は、超高
圧、大容量化をたどつているが、特に内部におけ
る大容量変圧器としては、単巻変圧器の他に、１
相について３つの異なる独立した巻線を有する三
巻線変圧器が広く採用されている。

以下、特にこの三巻線変圧器について説明す
る。三巻線変圧器は、系統の連繋、力率調整、第
三高周波抑制に特性を有するため、送電系統の大
容量変圧器として優れているが、機器が大型化し
すぎると、輸送が困難となるため、一般に複数個
の単位変圧器に分割して製造され個々の単位変圧
器毎に輸送される。そして、機器の据付け時に単
位変圧器相互間を接続する方法が広く採用されて
いる。

従来、この様な三巻線変圧器は、高圧、中圧、
低圧巻線の分割構成とした単位変圧器を複数製作
し、単位変圧器の巻線単位同士を夫々並列接続し
たものであつた。

ところで、変圧器においては系統機器の保護
上、巻線端子間での短絡電流を系統のしや断容量
以下に抑えることが必要となるが、三巻線変圧器
の場合には、三次巻線（低圧巻線）の端子電圧は
10〜70KVであるのに対し、これに適用されるし
や断器の容量は高々50KAに限定されるため、三
次巻線端子間での短絡電流をしや断容量以下に抑
えることが大きな課題となる。この短絡電流の容
量は、巻線間のインピーダンス、特に中圧及び低
圧巻線間のインピーダンスにより決まるが、上述
の如き各巻線単位を並列接続する構成の従来の三
巻線変圧器においては、巻線間のインピーダンス
は低く、短絡電流をしや断容量以下に抑えること
が困難である。

そのため、近年では、巻線間のインピーダンス
を高めて三次巻線端子間の短絡電流を減少させる
べく、第１図に示す如き直列接続と並列接続を併
用した構成の三巻線変圧器が採用されている。

即ち、第１図に示す如くこの三巻線変圧器は、
一方で高圧巻線の線路端側の巻線単位１１と中圧
巻線単位２１が鉄心４１に巻装され、これらがタ
ンク５１内に収納されることで、線路端側の単位
変圧器６１を形成しており、他方で、高圧巻線の
中性点側巻線単位１２と中圧巻線単位２２及び低
圧巻線３が鉄心４２に巻装され、タンク５２内に
収納されて、中性点側の単位変圧器６２を形成し
ている配置構成となつている。そして、各中圧巻
線単位２１，２２同士は互いに並列接続されてい
る。この構成によると、前述の如き各巻線単位を
並列接続する構成の変圧器に比べ、低圧巻線と中
圧巻線の間のインピーダンスを約２倍に大きくで
きる長所があることは公知の事実である。

また、第１図の構成では中性点側高圧巻線単位
１２の電圧が低くなることから、単位変圧器６２
については対地絶縁が容易になるという利点もあ
る。

なお、同様に直列接続と並列接続を併用した構
成の単巻変圧器も上記の利点を有するものであ
る。

［背景技術の問題点］ ところで、第１図の構成の場合には、線路端側
の単位変圧器６１において、絶縁階級の高い中圧
巻線単位２１が鉄心４１に対向しているため、そ
の間の絶縁が問題となる。これは、鉄心が薄い方
向性ケイ素鋼板を積み重ねて製作されており、そ
の断面形状が第２図に示す様にエツジ形状を持つ
ため、その部分に電界が集中するからである。

これに対処するには、中圧巻線単位２１と鉄心
４１の間の絶縁距離を大きくとるか、又は中圧巻
線単位２１と鉄心４１の間に大地電位を持たせた
接地シールド６を入れて鉄心４１を保護し、絶縁
距離を詰めるか、という２つの手段があるが、輸
送条件によりタンク寸法が制限されるため、従来
では第１図に示すような後者の手段が選択されて
いた。

しかしながら、接地シールドを設けることは、
材料費の面でコスト高になるという欠点があつ
た。

なお、同様の構成を有する単巻変圧器について
も上記の欠点が存在することは言うまでもない。

［発明の目的］ 本発明は上述の如き従来技術の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、複数個に分割さ
れた単位変圧器から成る三巻線変圧器や単巻変圧
器において、巻線の配置構成を改良して接地シー
ルドを不要とし、なお且つインピーダンスを高め
ることにより、コストを低下させ、しかも三次端
子の短絡を十分に低減することを可能とした変圧
器を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明の変圧器は、複数個に分割された単位変
圧器から構成され、各単位変圧器の夫々の鉄心
に、３つの異なる巻線単位を巻装し、且つ、異な
る単位変圧器間において、 一方の単位変圧器の高圧側の巻線単位と他方の
単位変圧器の高圧側の巻線単位、及び一方の単位
変圧器の低圧側の巻線単位と他方の単位変圧器の
低圧側の巻線単位を夫々直列接続し、 一方の単位変圧器と他方の単位変圧器における
中央の巻線単位同士を互いに並列接続したことを
特徴とする。

また、特許請求の範囲第２項記載のような高圧
巻線単位、低圧巻線単位及び中圧巻線単位を備え
た複数の単位変圧器から構成された三巻変圧器に
おいては、 各単位変圧器の高圧巻線単位同士と、低圧巻線
単位同士を直列に接続し、各単位変圧器の中圧巻
線単位同士を並列に接続したことを特徴とする。

更に、特許請求の範囲第３項記載のような高圧
線路側直列巻線単位、三次巻線単位及び分路巻線
単位を有する単位変圧器と、タツプ巻線を含む中
圧線路端側直列巻線単位、三次巻線単位及び分路
巻線単位を有する単位変圧器とから構成された単
巻変圧器においては、 一方の単位変圧器の高圧線路側直列巻線単位と
他方の変圧器のタツプ巻線及び中圧線路端側直列
巻線単位、及び両方の単位変圧器の三次巻線同士
を直列接続し、単位変圧器の分路巻線同士を並列
接続したことを特徴とする。

［発明の実施例］ 上述の如き本発明による変圧器を、特に三巻線
変圧器に適用した場合の一実施例を第３図を用い
て具体的に説明する。なお、前述の従来の変圧器
と同一部分については同一符号を使用する。

第３図において、まず、高圧巻線の線路端側巻
線単位１１と中圧巻線単位２１及び低圧巻線全体
のごく一部である低圧巻線単位３１が、鉄心４１
に巻装された状態で一方のタンク５１内に収納さ
れて、線路端側の単位変圧器６１を形成してい
る。また、高圧巻線の中性点側巻線単位１２と中
圧巻線単位２２及び低圧巻線全体の大部分である
低圧巻線単位３２が、鉄心４２に巻装された状態
でタンク５２に収納されて、もう１つの単位変圧
器６２を形成している。各高圧巻線単位１１，１
２は互いに直列接続され、各中圧巻線単位２１，
２２は互いに並列接続され、各低圧巻線単位３
１，３２は互いに直列接続されている。

以上の様な構成を有する本実施例の変圧器の作
用は次の通りである。

まず、本実施例においては、線路端側の単位変
圧器６１の鉄心４１に低圧巻線単位３１を巻装し
た為、この低圧巻線単位３１により、鉄心の絶縁
保護を行なうことができる。

即ち、鉄心の絶縁保護の為に従来使用されてい
た接地シールド６が大地電位であるのに対し、巻
線３１の電位は大地電位ではないが、絶縁階級の
低い低圧巻線であることから、鉄心のエツジ形状
の絶縁保護が可能である。従つて、この低圧巻線
単位３１を配置したことにより接地シールドが不
要となる。

次に、本実施例において、三次端子の短絡容量
として問題となる中圧及び低圧巻線間のインピー
ダンス％IZは、中圧巻線単位２１と鉄圧巻線単位
３１との間のインピーダンス％IZ₁と、中圧巻線
単位２２と低圧巻線単位３２との間のインピーダ
ンス％IZ₂の和として与えられる。ところで、各
単位変圧器の鉄心に夫々低圧巻線単位を巻装し、
各低圧巻線単位同士を直列する結線によれば、第
１図で示した様な１つの単位変圧器の鉄心にのみ
低圧巻線を巻装する結線に比べ、一般には巻線間
のインピーダンスが低くなる。しかしながら、本
実施例の如く各鉄心に巻装する低圧巻線の巻数の
格差を大きくすることにより、巻線のインピーダ
ンスを高くすることができる。例えば、第３図の
実施例において、接地シールドの代用として巻く
低圧巻線単位３１を低圧巻線全体の容量の５％と
すると、この時、低圧巻線と中圧巻線の間のイン
ピーダンス％IZは、第１図の場合の約90％の値と
なり、第１図で示した従来の三巻線変圧器におけ
る三次低圧巻線が高インピーダンスであるという
特性を、ほとんど損うことがない。また、同様な
考え方により、巻線３１として巻き込む割合を任
意に選ぶことにより、三次低圧巻線のインピーダ
ンスを自由に調整できるという効果もある。

本実施例では、高圧巻線単位１１を持つ単位変
圧器６１に巻装される低圧巻線単位３１を低圧巻
線のごく一部とし、残りの大部分の低圧巻線単位
３２は中性点側高圧巻線単位１２を持つ単位変圧
器６２に巻装しているが、この低圧巻線単位の比
率を逆にしても全く同様の効果を持つことは明ら
かである。

この様に、本発明によれば、従来必要であつた
接地シールドを省略でき、なお且つ三次低圧巻線
と他巻線間のインピーダンスを高くすることがで
きる。

第４図は、本発明を単巻変圧器に適用した場合
の一実施例を示す結線図である。第４図におい
て、中圧線路端側直列巻線単位７２と分路巻線単
位８２、三次巻線単位３２、タツプ巻線９が１つ
の単位変圧器６２を構成し、高圧線路端側直列巻
線単位７１、分路巻線単位８１及び三次巻線単位
３１がもう一つの単位変圧器を構成している。そ
して、各単位変圧器の各直列巻線単位７１，７２
とタツプ巻線９を直列接続し、各分路巻線単位８
１，８２を並列接続し、各三次巻線単位３１，３
２を直列接続している。この場合にも、第１の実
施例で説明したのと同様の効果が得られることは
明らかである。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、複数個の
単位変圧器の鉄心に３つの異なる巻線単位を巻装
し、各高圧側及び低圧側の巻線単位同士を直列接
続し、中央の巻線単位同士を互いに並列接続した
構成とすることにより、三次低圧巻線のインピー
ダンスを高く保ち、なお且つ低圧側の巻線で、鉄
心の絶縁保護を行なつて、コストを低下させなが
ら、しかも、三次端子間の短絡容量を十分に低減
できる変圧器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器の一例を示す概略構成
図、第２図は変圧器の鉄心の断面図、第３図乃至
第４図は夫々本発明による変圧器の異なる実施例
を示す概略構成図である。 １１……線路端側高圧巻線単位、１２……中性
点側高圧巻線単位、２１，２２……中圧巻線単
位、３……低圧巻線、３１，３２……三次低圧巻
線単位、４１，４２……鉄心脚、５１，５２……
単位変圧器タンク、６１，６２……単位変圧器、
７１……高圧線路端側直列巻線単位、７２……中
圧線路端側直列巻線単位、８１，８２……分路巻
線単位、９……タツプ巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個に分割された単位変圧器から構成さ
   れ、各単位変圧器の夫々の鉄心に、３つの異なる
   巻線単位を巻装し、且つ、異なる単位変圧器間に
   おいて、 一方の単位変圧器の高圧側の巻線単位と他方の
   単位変圧器の高圧側の巻線単位、及び一方の単位
   変圧器の低圧側の巻線単位と他方の単位変圧器の
   低圧側の巻線単位を夫々直列接続し、 一方の単位変圧器と他方の単位変圧器における
   中央の巻線単位同士を互いに並列接続したことを
   特徴とする変圧器。 ２ 前記変圧器が、それぞれ高圧巻線単位、低圧
   巻線単位及び中圧巻線単位を備えた複数の単位変
   圧器から構成された三巻変圧器であつて、 前記３つの異なる巻線単位の内、直列接続され
   る高圧側の巻線単位が各単位変圧器の高圧巻線単
   位であり、低圧側の巻線単位が各単位変圧器の低
   圧巻線単位であり、 並列接続される中央の巻線単位が各単位変圧器
   の中圧巻線単位である特許請求の範囲第１項記載
   の変圧器。 ３ 前記変圧器が、高圧線路側直列巻線単位、三
   次巻線単位及び分路巻線単位を有する単位変圧器
   と、タツプ巻線を含む中圧線路端側直列巻線単
   位、三次巻線単位及び分路巻線単位を有する単位
   変圧器とから構成された単巻変圧器であつて、 前記３つの異なる巻線単位の内、直列接続され
   る高圧側の巻線単位が、一方の単位変圧器の高圧
   線路側直列巻線単位と他方の変圧器のタツプ巻線
   及び中圧線路端側直列巻線単位であり、 直列接続される低圧側の巻線単位が、両方の単
   位変圧器の三次巻線であり、 並列接続される中央の巻線単位が両方の単位変
   圧器の分路巻線である特許請求の範囲第１項記載
   の変圧器。