JPH09115738A - ガス絶縁変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タップ切換器を大型化しなくとも、大容量化
が可能なガス絶縁変圧器を提供する。 【解決手段】 鉄心１に低圧巻線２及び高圧巻線３を巻
回することにより構成された変圧器本体を、ＳＦ6 ガス
等の絶縁ガスを封入したタンク９内に、無電圧タップ切
換器５とともに収容する。タンク９の上面に絶縁ガスの
排出口９ａ、側面下部に絶縁ガスの流入口９ｂを設け
る。排出口９ａと流入口９ｂとの間に配管８を接続す
る。配管８に絶縁ガスを強制循環させるための送風機７
と絶縁ガス冷却用の冷却器１０とを設ける。タンク９内
の無電圧タップ切換器５を、タンク９の流入口９ｂの近
傍に横方向に配置し、高圧巻線３に設けられたタップに
タップリード４を介して接続する。無電圧タップ切換器
５を、タンク９の側面にハンドルが設けられた操作機構
６により操作可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器本体を収容
したタンク内に絶縁ガスを封入したガス絶縁変圧器に係
り、特に、タップ切換器の配置を改良したガス絶縁変圧
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、変圧器の絶縁・冷却媒体として
は、ＳＦ6 ガス等の絶縁ガスが使用されることが多い。
ＳＦ6 ガスは絶縁油等に比べて不燃性、不活性、軽量と
いう特徴を有しているので、ＳＦ6 ガスを用いたガス絶
縁変圧器は安全性に優れ、劣化しにくく、軽量化が実現
できるという利点がある。

【０００３】また、変圧器においては、系統の電圧変動
や負荷の変化による電圧降下の変動を補償し、出力電圧
を所定の値に保ちたい場合や、負荷の状態に応じて２次
出力電圧を任意に変えたい場合がある。このように変圧
比を調節する目的で１次側巻線又は２次側巻線に設けら
れた口出しをタップという。タップはタップリードを介
して切換器に接続され、切換器を操作することにより出
力電圧の変更が可能となる。このようなタップ切換器の
うち、変圧器を無電圧状態にした後にタップ切換えを行
うものが無電圧タップ切換変圧器であり、比較的低電圧
の変圧器に用いられている。

【０００４】以上のような無電圧タップ切換器を備えた
従来のガス絶縁変圧器の一例を、図５、図６を参照して
以下に説明する。すなわち、鉄心１に低圧巻線２及び高
圧巻線３を巻回することにより構成された変圧器本体
が、無電圧タップ切換器５とともに、ＳＦ6 ガス等の絶
縁ガスを封入したタンク９内部に収容されている。

【０００５】タンク９の上面には絶縁ガスの排出口９ａ
が設けられ、側面下部には絶縁ガスの流入口９ｂが設け
られている。排出口９ａと流入口９ｂとの間には、配管
８が接続されている。この配管８には、絶縁ガスを強制
循環させるための送風機７と絶縁ガス冷却用の冷却器１
０とが設けられ、タンク９内部の絶縁ガスが配管８内を
循環しながら冷却される構成となっている。

【０００６】タンク９内部の無電圧タップ切換器５は、
タンク９の中央部近傍に横方向に配置され、高圧巻線３
に設けられた複数のタップ（図示せず）に、タップリー
ド４を介して接続されている。さらに、無電圧タップ切
換器５は、タンク９の側面にハンドルが設けられた操作
機構６によって、タンク９の外部から操作可能な構成と
なっている。

【０００７】以上のような構成のガス絶縁変圧器におい
ては、操作機構部６のハンドルを操作することにより、
タンク９の外部から高圧巻線３側の出力電圧を変化させ
ることができる。なお、図７、図８に示すように、無電
圧タップ切換器５を縦方向とし、操作機構部６のハンド
ルをタンク９の上面に設けたガス絶縁変圧器も提案され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなガス絶縁変圧器の従来例には以下のような問題点
があった。すなわち、ＳＦ6 ガスは絶縁油と比較すると
熱伝達率が悪い。このため、上記のような構成のガス絶
縁変圧器においては、運転中に、特に無電圧タップ切換
器５の接点部における温度が上昇する傾向がある。この
温度上昇は、無電圧タップ切換器５に流れる通電電流に
よって決まるが、この電流は変圧器の容量によって異な
る。従って、変圧器容量が大きい場合には、接点部の温
度上昇が許容温度上昇を超過する可能性が高く、これに
対処するために無電圧タップ切換器５を大形にする必要
があった。しかし、無電圧タップ切換器５を大型にする
と、タンク９の方もその分大きくする必要があり、変圧
器全体が大型化することとなる。

【０００９】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その主たる目
的は、タップ切換器を大型化しなくとも、大容量化が可
能なガス絶縁変圧器を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は、絶縁ガスを充填した複数のタンクの内
部に、鉄心及び巻線により構成した変圧器本体を収容
し、前記タンクに設けた前記絶縁ガスの排出口と流入口
との間に、前記絶縁ガスが循環可能となるように配管を
接続するとともに、前記配管にその内部を流れる前記絶
縁ガスを冷却する冷却器を設けたガス絶縁変圧器におい
て、以下のような特徴を有する。

【００１１】すなわち、請求項１記載の発明は、前記巻
線に少なくとも一つのタップ切換器を設け、前記タップ
切換器を前記タンク内部の前記流入口近傍に配置したこ
とを特徴とする。

【００１２】以上のような請求項１記載の発明では、変
圧器本体の発熱により温度上昇した絶縁ガスが排出口か
ら排出されて配管を介して冷却器において冷却される。
このように冷却された絶縁ガスは、配管を介して流入口
からタンク内に流入するが、この流入口近傍にタップ切
換器が配置されているので、タップ切換器の接点部に最
も低温状態の絶縁ガスが当たることとなる。従って、タ
ップ切換器の温度上昇が抑制される。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載のガ
ス絶縁変圧器において、前記配管に、前記絶縁ガスを強
制的に循環させる送風機を設けたことを特徴とする。

【００１４】以上のような請求項２記載の発明では、送
風機によって強制的に発生されるガス流により、流入口
近傍に配置されたタップ切換器に対しては、最も低温状
態の絶縁ガスが吹き付けられることとなる。従って、タ
ップ切換器の温度上昇がさらに抑制される。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載のガス絶縁変圧器において、前記タップ切換器
が無電圧タップ切換器であることを特徴とする。

【００１６】以上のような請求項３記載の発明では、タ
ップ切換器が無電圧タップ切換器であるため、機器の構
成が単純となる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載のガス絶縁変圧器において、前記タップ切換器
が負荷時タップ切換器であることを特徴とする。

【００１８】以上のような請求項４記載の発明では、タ
ップ切換器が負荷時タップ切換器であるため、電力供給
を中断することなく、負荷をかけたままでタップ切換え
を行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のガス絶縁変圧器の実施の
形態を、図面に従って以下に説明する。

【００２０】（１）実施の形態の構成 まず、請求項１〜３記載の発明に対応する一つの実施の
形態の構成を、図１、図２を参照して以下に説明する。
すなわち、鉄心１に低圧巻線２及び高圧巻線３を巻回す
ることにより構成された変圧器本体が、ＳＦ6 ガス等の
絶縁ガスを封入したタンク９内部に、無電圧タップ切換
器５とともに収容されている。

【００２１】タンク９の上面には絶縁ガスの排出口９ａ
が設けられ、側面下部には絶縁ガスの流入口９ｂが設け
られている。排出口９ａと流入口９ｂとの間には、配管
８が接続されている。この配管８には、絶縁ガスを強制
循環させるための送風機７と絶縁ガス冷却用の冷却器１
０とが設けられ、タンク９内の絶縁ガスが配管８内を循
環しながら冷却される構成となっている。

【００２２】タンク９内部の無電圧タップ切換器５は、
タンク９の流入口９ｂの近傍に横方向に配置され、変圧
器本体の高圧巻線３に設けられた複数のタップ（図示せ
ず）に、タップリード４を介して接続されている。さら
に、無電圧タップ切換器５は、タンク９の側面にハンド
ルが設けられた操作機構６によって、タンク９の外部か
ら操作可能な構成となっている。

【００２３】（２）実施の形態の作用 以上のような構成を有する本実施の形態の作用は以下の
通りである。すなわち、変圧器本体の発熱によって絶縁
ガスの温度が上昇する。この絶縁ガスは、送風機７よっ
て生じるガス流によって強制的に排出口９ａから排出さ
れ、配管８内を流れて冷却器１０において冷却される。
このように冷却された絶縁ガスは配管８内を流れて流入
口６ｂから流入するが、このとき流入口６ｂ近傍に設け
られた無電圧タップ切換器５に対して絶縁ガスが直接吹
き付けられる。

【００２４】（３）実施の形態の効果 以上のような本実施例の効果は以下の通りである。すな
わち、冷却器１０によって冷却された絶縁ガスは、最も
低温である流入時に無電圧タップ切換器５に直接吹き付
けられるので、接点部に対する冷却能力が高まる。この
ため、変圧器本体の容量を大きくすることによって通電
電流が大きくなっても、無電圧タップ切換器５の温度上
昇を抑えることができる。従って、無電圧タップ切換器
５を大型化することなく、変圧器本体の容量を大きくす
ることができる。

【００２５】（４）他の実施の形態 本発明は、以上のような実施例に限定されるものではな
く、各部材の配置、種類等は適宜変更可能である。例え
ば、図３、図４に示すように無電圧タップ切換器５を縦
にして、操作機構６のハンドルの位置をタンク９の上部
とすることも可能である。かかる構成にすれば、多数の
変圧器を近接して並置する場合に、タンク９の側面にハ
ンドルがある場合よりも操作しやすくなる。

【００２６】また、請求項１記載の発明に対応する一つ
の実施の形態として、変圧器本体が比較的小容量で発熱
量が少ない場合には、上記実施の形態における送風機７
を設けない乾式密閉自冷式の変圧器として構成すること
も可能である。かかる構成にすれば、送風機７のための
スペースが節約でき、小形、軽量化が実現できる。

【００２７】そして、排出口９ａと流入口９ｂの位置
は、加熱される絶縁ガスの循環経路からすると、上記実
施の形態における位置が適切であるが、必ずしもこれに
限定されるものではない。流入口９ｂ近傍にタップ切換
器が配置されていれば、排出口９ａ及び流入口９ｂの位
置は適宜変更可能である。

【００２８】さらに、上記実施の形態におけるタップ切
換器は、無電圧タップ切換器であり、構造が単純でコス
トがかからないため、比較的低電圧の変圧器に用いるこ
とに適していた。しかし、例えば送配電用の変圧器で
は、負荷の電流や力率の変動に対しても一定周波数、一
定電圧で電力を供給すること、電力系統を合理的に運営
することが要請されるので、負荷をかけたままで敏速に
タップ切換操作をする必要がある。そこで、請求項４記
載の発明に対応する一つの実施の形態として、上記実施
の形態における無電圧タップ切換器５の代わりに負荷時
タップ切換器を用いれば、上記要請に沿ったガス絶縁変
圧器を構成することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
巻線に設けられたタップ切換器を、タンク内の絶縁ガス
流入口近傍に配置することによって、タップ切換器を大
型化しなくとも、大容量化が可能なガス絶縁変圧器を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス絶縁変圧器の一つの実施の形態に
おける内部構成を示す側面透視図である。

【図２】図１の実施の形態における内部構成を示す平面
透視図である。

【図３】本発明のガス絶縁変圧器の他の実施の形態にお
ける内部構成を示す側面透視図である。

【図４】図３の実施の形態における内部構成を示す平面
透視図である。

【図５】従来のガス絶縁変圧器の一例における内部構成
を示す側面透視図である。

【図６】図５の従来例における内部構成を示す平面透視
図である。

【図７】従来のガス絶縁変圧器の他の一例における内部
構成を示す側面透視図である。

【図８】図７の従来例における内部構成を示す平面透視
図である。

【符号の説明】

１…鉄心 ２…低圧巻線 ３…高圧巻線 ４…タップリード ５…無電圧タップ切換器 ６…操作機構 ７…送風機 ８…配管 ９…タンク １０…冷却器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスを充填した複数のタンクの内部
   に、鉄心及び巻線により構成した変圧器本体を収容し、
   前記タンクに設けた前記絶縁ガスの排出口と流入口との
   間に、前記絶縁ガスが循環可能となるように配管を接続
   するとともに、前記配管にその内部を流れる前記絶縁ガ
   スを冷却する冷却器を設けたガス絶縁変圧器において、 前記巻線に少なくとも一つのタップ切換器を設け、 前記タップ切換器を前記タンク内部の前記流入口近傍に
   配置したことを特徴とするガス絶縁変圧器。
2. 【請求項２】 前記配管に、前記絶縁ガスを強制的に循
   環させる送風機を設けたことを特徴とする請求項１記載
   のガス絶縁変圧器。
3. 【請求項３】 前記タップ切換器が無電圧タップ切換器
   であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガ
   ス絶縁変圧器。
4. 【請求項４】 前記タップ切換器が負荷時タップ切換器
   であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガ
   ス絶縁変圧器。