JPH0632663Y2 - 配電用３相変圧器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、配電用の３相変圧器に関するものである。

［従来技術］ 高圧配電回路又は特別高圧配電回路と低圧配電回路とを
結合する配電用変圧器においては、混触防止板を備えて
いる場合を除き、低圧側の使用電圧が300Ｖを越える場
合に変圧器の中性点を接地しなければならない（電気設
備技術基準第23条）。

そのため、400Ｖ級配電で３相電力を供給する場合に
は、電源側に配置される配電用変圧器として、２次側
（400Ｖ級側）をスター結線して中性点を引出した３相
変圧器が用いられていた。

第６図は従来の配電用３相変圧器において１次側をデル
タ結線した場合の構成をベクトル図的に示したもので、
同図においてCu1ないしCw1はそれぞれＵないしＷ相の１
次巻線を示している。またＵ１ないしＷ１は３相の１次
端子を示し、更にCu2ないしCw2は３相の２次巻線を示
し、Ｕ２ないしＷ２は３相の２次端子を、またＯは中性
点をそれぞれ示している。

尚本明細書においてベクトルはすべて電圧ベクトルを意
味する。

また本明細書において、200Ｖ級電圧、400Ｖ級電圧と
は、我が国において低圧配電用として用いられる変圧器
の一般的な出力電圧の範囲を示すもので、それぞれ200
〜220Ｖ（一般的な電圧は210Ｖが用いられる），400〜4
40Ｖ（一般的な電圧は420V又は440Ｖが用いられる）の
範囲にある電圧を意味している。

また本出願人等は先願（特願昭62-138937号）において
第７図に示す配電用３相変圧器を提案した。この先願に
係わる配電用３相変圧器では、第５図に見られるよう
に、スター結線又はデルタ結線された３相１次巻線Cu1
ないしCw1と、第１の３相２次巻線Cu21ないしCw21と、
第２の３相２次巻線Cu22ないしCw22とが設けられ、第１
の３相２次巻線Cu21ないしCw21と第２の３相２次巻線Cu
22ないしCw22とが、それぞれから引出される３相端子の
対応する端子間に現れる電圧の位相差が60度になるよう
に相接続の方向を異ならせてデルタ結線されている。

また第１の３相２次巻線の端子と第２の３相２次巻線の
端子とが接地点に関しベクトル的に点対称になるよう
に、デルタ結線された第１の３相２次巻線Cu21〜Cw21の
一端子（第７図の例ではＵ21）と第２の３相２次巻線Cu
22〜Cw22の一端子（第７図の例ではＷ22）とが接地され
ている。

上記のように構成すると、その２次側のベクトルは例え
ば第５図に示すようになり、デルタ結線された第１の３
相２次巻線Cu21ないしCw21の端子Ｕ21〜Ｗ21間及び第２
の３相２次巻線Cu22ないしCw22の端子Ｕ22〜Ｗ22間に例
えば200Ｖ級の３相電圧を得ると同時に、接地点に関し
て対称なベクトル位置にある線路端子Ｕ22，Ｖ21間及び
Ｖ22，Ｗ21間にそれぞれ400Ｖ級電圧を得ることができ
る。

［考案が解決しようとする課題］ 第６図に示した従来の３相配電用変圧器では、200Ｖ級
電圧の配電と400Ｖ級電圧の配電との共用を行うことが
困難であるという問題があった。

第６図の場合は400Ｖ級側は端子間、200Ｖ級側は端子と
中性点間で得ることになるが、変圧器の端子間電圧を42
0Ｖ（現在一般的に適用されている電圧440Ｖ及び420Ｖ
の内の低い方）とすれば、端子と中性点間の電圧は420
／▲√▼３＝242Ｖとなり、負荷点までの電圧降下を
５％程度と考えれば、端子と中性点間を用いて負荷点で
の電圧は230Ｖ程度となる。

しかるに現在一般的に使用されている200Ｖ定格の負荷
側機器を230Ｖ又はそれ以上で使用することについては
技術上困難な点が多い。

第６図に示す結線の場合は２次端子間電圧を本明細書で
定義した400Ｖ級電圧にした場合、２次端子と中性点間
の電圧は本明細書で定義した200Ｖ級電圧の範囲を越え
てしまい、負荷機器との関係で問題が生じる。

第７図に示した先願の３相配電用変圧器は400Ｖ／200Ｖ
級電圧を同時に供給できしかも200Ｖ級電圧は400級電圧
の1/2であるから、200Ｖ定格の負荷機器の使用に際して
は第６図の変圧器による場合のような問題は生じない。
しかしこれを普通の３相200Ｖ級配電回路に適用した場
合には第１の３相２次巻線と第２の３相２次巻線との並
列運転ができないという問題が生じる。

本考案の目的は３相200Ｖ級配電を行う場合に２つの２
次巻線の並列運転を行うことができるようにするととも
に、200Ｖ級／400Ｖ級配電を行う場合に200Ｖ級電圧の
電圧値を400Ｖ級電圧の1/2として、200Ｖ級／400Ｖ級共
用の配電をも行うことができるようにした配電用３相変
圧器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案において、３相１次巻線はスターまたはデルタ結
線されている。

本考案の変圧器は第１の３相２次巻線と第２の３相２次
巻線とを有し、第１の３相２次巻線はデルタ結線されて
いる。

また第２の３相２次巻線の各相の巻線の巻始め端子及び
巻終り端子は接続切換盤の切換端子に接続されている。

接続切換盤は、切換端子間を接続する切換片を備えてい
て、該切換片の取付け位置を変えることにより、第２の
３相２次巻線の各相の巻き始め端子及び巻終り端子の隣
接相との接続を第１の３相２次巻線と同様にする第１の
接続と、第１の３相２次巻線と反対にする第２の接続と
に切換得るように構成されている。

そして上記第２の接続が成された場合に第１の３相２次
巻線の端子の誘起電圧と第２の３相２次巻線の端子の誘
起電圧とが接地点に関して点対称のベクトルを構成する
ように第１の３相２次巻線の一端子と第２の３相２次巻
線の一端子とが接地されている。

［考案の作用］ 上記のように構成すると、第１の接続における２次側ベ
クトルは第３図のようになり、同位相にある端子（例え
ば端子Ｕ21及びＵ22）を接地すれば、第１の３相２次巻
線と第２の３相２次巻線とを並列接続して通常の200Ｖ
級３相配電回路に使用できる。

第２の接続における２次側のベクトルは第５図に示すよ
うになり、デルタ結線された第１の３相２次巻線Cu21な
いしCw21の端子間及び第２の３相２次巻線Cu22ないしCw
22の端子間に例えば200Ｖ級の３相電圧を得ることがで
きる。また同時に接地点に関して対称なベクトル位置に
ある線路端子Ｕ22，Ｖ21間及びＶ22，Ｗ21間にそれぞれ
400Ｖ級電圧を得ることができる。この場合200Ｖ級の電
圧は400Ｖ級の電圧の正確に1/2となる。また400Ｖ級電
圧の中性点は接地されるので電気設備技術基準第２３条
の規定を満足する。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例の配電用３相変圧器（以下単
に変圧器と記す）の巻線間の接続を示している。

本考案の変圧器は、３相１次巻線Cu1ないしCw1と第１の
３相２次巻線Cu21ないしCw21と第２の３相２次巻線Cu22
ないしCw22とを備えている。

１次巻線Cu1ないしCw1の結線はスター結線またはデルタ
結線のいずれでもよいが本実施例ではスター接続として
いる。

第１の３相２次巻線Cu21ないしCw21及び第２の３相２次
巻線Cu22ないしCw22においては、図において各巻線の上
端が巻き始めまたは巻き終りとなっていて、各巻線とも
同一方向に巻回されている。以下の説明では各巻線の上
端を巻き始め端子とし、下端を巻終り端子とする。

第１図に示された２次巻線の接続を詳細に説明すると、
第１の３相２次巻線Cu21ないしCw21は、巻線Cu21の巻き
終りに巻線Cv21の巻き始めを、巻線Cv21の巻き終りに巻
線Cw21の巻き始めを、また巻線Cw21の巻き終りに巻線Cu
21の巻き始めをそれぞれ接続することによりデルタ結線
され、巻線Cu21、Cv21及びCw21の巻き始めがそれぞれ変
圧器ケースに取付けられたブッシングBu21，Bv21及びBw
21に接続されている。

一方第２の３相２次巻線Cu22ないしCw22は、直接相結線
されることなく、それぞれの巻始め端子及び巻終り端子
は接続切換盤ｔの切換端子に接続されている。

接続盤ｔは変圧器タンク内に取付けられていてハンドホ
ールを通して外部から手で切換得るようになっている。
尚ハンドホールを介しての作業がスペース的に困難な場
合は接続盤ｔの切換えを変圧器タンクの主カバーを取外
して行うか、または変圧器本体を吊下げて行う。

第２図及び第４図に示したように、接続切換盤ｔは１２
個の切換端子ｔ１〜ｔ12と、これらの切換端子の内の所
定の２個の切換端子間を選択的に接続する３個の切換片
ｔｃとを備えている。尚第１図では切換片の図示を省略
している。

第２の３相２次巻線の接続切換盤ｔへの接続を更に詳細
に説明すると、巻線Cu22の巻き始め端子は切換端子ｔ６
及びｔ７に接続され、巻線Cu22の巻終り端子は切換端子
ｔ１及びｔ12に接続されている。また巻線Cv22の巻き始
め端子は切換端子ｔ２及びｔ９に接続され、巻線Cv22の
巻き終り端子は切換端子ｔ３及びｔ８に接続されてい
る。更に巻線Cw22の巻き始め端子は切換端子ｔ４及びｔ
11に接続され、巻線Cw22の巻き終り端子は切換端子ｔ５
及びｔ10に接続されている。

第２の３相２次巻線Cu22，Cv22及びCw22の巻き始め端子
はそれぞれ変圧器ケースに取付けられたブッシングBu2
2，Bv22及びBw22に接続されている。

本考案の変圧器を通常の３相200Ｖ級配電回路に使用す
る場合には、接続切換盤ｔの接続を第２図に示した第１
の接続とする。この第１の接続では３枚の切換片ｔｃを
それぞれ切換端子ｔ１とｔ２との間、ｔ３とｔ４との間
及びｔ５とｔ６との間に接続する。これにより第２の３
相２次巻線は第１の３相２次巻線と同位相でデルタ結線
される。第３図にそのベクトル図を示す。この接続で
は、第１及び第２の３相２次巻線の２つのデルタ結線が
同位相関係にあるそれぞれの任意の１端子を接地する。
第３図は端子Ｕ21及びＵ22を接地した場合を示してい
る。この第１の接続を行った場合の本考案の変圧器は２
次側２巻のスター／デルタ、デルタ変圧器と同様であ
り、第１及び第２の３相２次巻線の並列運転ができる。

次に本考案の変圧器を200Ｖ級／400Ｖ級配電回路に使用
する場合には、接続切換盤ｔの接続を第４図に示す第２
の接続にする。この第２の接続では３枚の切換片ｔｃを
それぞれ切換端子ｔ７とｔ８との間、ｔ９とｔ10との間
及びｔ11とｔ12との間に接続する。これにより第２の３
相２次巻線は第１の３相２次巻線と相回転の方向が逆に
なった状態でデルタ結線される。そしてこの場合には、
ブッシングBu21及びBw22間を相互に接続して接地するこ
とにより端子Ｕ21及びＷ22を接地し、第１の３相２次巻
線Cu21〜Cw21の端子の誘起電圧と第２の３相２次巻線Cu
22〜Cw22の端子の誘起電圧とが接地点に関して点対称の
ベクトルを構成するようにする。この第２の接続を行っ
た場合のベクトル図は第５図に示す通りである。

この場合には、ブッシングBv21，Bu22間及びBv22，Bw21
間にそれぞれ400Ｖ級／200Ｖ級の単相３線式電圧を得る
ことができ、Bv21，Bw21，Ｏ相互間及びBu22，Bv22，Ｏ
相互間にそれぞれ200Ｖ級の３相電圧を得ることができ
る。

上記実施例のように構成すると、200Ｖ級配電用と400Ｖ
級／200Ｖ級配電用の切換を容易に行うことができ、し
かも200Ｖ級電圧を400Ｖ級電圧の1/2とすることができ
る。従って当初は200Ｖ級配電用として使用し、将来400
Ｖ級／200Ｖ級配電電圧に切換えるときには、接続切換
盤の接続を変更するだけで対応できる。この場合それま
で200Ｖ級電圧で使用していた負荷機器は、400Ｖ級／20
0Ｖ級配電における200Ｖ級電圧の配電を受けることによ
り、電圧切換前と同じ電圧で使用することができる。

本考案においては、１次巻線と第１の３相２次巻線との
間及び１次巻線と第２の３相２次巻線との間のインピー
ダンス特性を合せるため、及び２つの２次巻線のいずれ
か一方の線路が短絡された時に巻線に働く電磁機械力を
抑制するために、第１の３相２次巻線と第２の３相２次
巻線とを１次巻線に対して対称配置することが望まし
い。その意味で内鉄形変圧器の場合には、各相の１次巻
線の内側及び外側にそれぞれ各相の第１及び第２の３相
２次巻線を配置して両２次巻線により１次巻線を挟む構
造にすることが望ましい。

また上記の実施例では接続切換盤の接続を第２の接続と
した場合に接地される端子をＵ21及びＷ22としたが、本
考案はこれに限定されるものではなく、第１の３相２次
巻線の端子の誘起電圧と第２の３相２次巻線の端子の誘
起電圧とが接地点に関して点対称のベクトルを構成する
ように第１の３相２次巻線の一端子と第２の３相２次巻
線の一端子とを共通接続して接地すれば良い。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、接続切換盤の接続を変
更するだけで容易に３相200Ｖ級の配電と400Ｖ級／200
Ｖ級共用配電との双方に使用できる利点がある。また40
0Ｖ級／200Ｖ級共用配電に切換えて使用する場合には20
0Ｖ級電圧を400Ｖ級電圧の正確に1/2とすることができ
るため、切換え前に使用されていた200Ｖ級負荷機器を
そのまま問題なく使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例における変圧器の巻線間の接続
を示す接続図、第２図は本考案の第１の接続を行った場
合の接続切換盤の状態を示す正面図、第３図は本考案の
第１の接続を行った場合の変圧器のベクトル図、第４図
は本考案の第２の接続を行った場合の接続切換盤の状態
を示す正面図、第５図は本考案の第２の接続を行った場
合の変圧器のベクトル図、第６図は従来の変圧器野ベク
トル図、第７図は従来の他の変圧器の巻線間接続を示す
接続図である。 Cu1，Cv1，Cw1，…１次巻線、Cu21，Cv21，Cw21…第１
の３相２次巻線、Cu22，Cv22，Cw22…第２の３相２次巻
線、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１…１次端子、Ｕ21，Ｖ21，Ｗ21，
Ｕ22，Ｖ22，Ｗ22…２次端子、ｔ…接続切換盤、ｔ１〜
ｔ12…切換端子、ｔｃ…切換片。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スター結線又はデルタ結線された３相１次
   巻線と第１及び第２の３相２次巻線とを有する配電用３
   相変圧器において、 前記第１の３相２次巻線はデルタ結線され、 前記第２の３相２次巻線の各相の巻線の巻始め端子及び
   巻終り端子は接続切換盤の切換端子に接続され、 前記切換端子盤は、切換端子間を接続する切換片の取付
   け位置を変えることにより、前記第２の３相２次巻線の
   各相の巻線の巻き始め端子及び巻終り端子の隣接相との
   接続を前記第１の３相２次巻線と同様にする第１の接続
   と、前記第１の３相２次巻線と反対にする第２の接続と
   に切換えるように構成され、 前記第２の接続がされたときに前記第１の３相２次巻線
   の端子の誘起電圧と第２の３相２次巻線の端子の誘起電
   圧とが接地点に関して点対称のベクトルを構成するよう
   に前記第１の３相２次巻線の一端子と第２の３相２次巻
   線の一端子とが接地されていることを特徴とする配電用
   ３相変圧器。