JPS5821309A

JPS5821309A - 負荷時タツプ切換変圧器

Info

Publication number: JPS5821309A
Application number: JP56117740A
Authority: JP
Inventors: Masaru Watanabe; 優渡辺; Minoru Hoshi; 稔星; Shigeo Kikuchi; 菊池　茂夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1981-07-29
Publication date: 1983-02-08
Also published as: JPS6236370B2; GB2104298B; GB2104298A; US4471334A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は粗および密タップコイルを備える負荷時タップ
切換変圧器としては第１図に示すように、粗タップコイ
ル２と密タップコイル３を、上下並列に使用される高圧
巻線１の上下両端部に配置したものが知られている。な
お図中、４は低圧巻線、５は鉄心、６は高圧線路端子で
ある。

この様な負荷時タップ切換変圧器では、粗タップコイル
２および密タップコイル３のターン数が全て抜けて全く
使用されない最少タップ状態のとき、高圧側に流終る電
流は高圧巻４１１だけとなり、その高さ方向の起磁力が
上下両端部で消えてしまうため、高圧側と同一高さに巻
回されている低圧巻線の起磁力に対して、上下両端部で
不平衡となシ、この部分での径方向の磁束の乱れが大き
くなる。その結果、大容量のものに適用しようとすると
、漂遊損失が大となり、また短絡時に発生する機械力も
大となるため、大容量のものには適用し得なかった。

この欠点を除去するものとして、第２図に示す様な負荷
時タップ切換変圧器が提案されている。

この変圧器では、粗タップコイル２および密タップコイ
ル３が高圧巻線ｌとは異なる径方向位置に配置されてお
り、高圧巻線１と低圧巻線４の高さが等しいため、粗タ
ップコイル２および密タップコイル３が全て抜けて使用
されない最少タップ状態でも、高圧、低圧両巻線１，４
間での筒さ方向の起磁力が不平衡になることはなく、前
述した第１図の欠点を除いて、大容量のものにも適用可
能となる。しかし、粗タップコイル２および密タップコ
イル３が径方向に別置されているため、径方向寸法が大
となって巻線の占積率が小となる欠点があった。

そこで、第３図に示す様に、粗タップコイル２を上下並
列に使用する高圧巻線１の上下両端部に配置し、密タッ
プコイル３′のみを径方向の異なる位置に配置すること
も提案されている。この変圧器によれば、最少タップ状
態における高圧、低圧両巻線１，４間での高さ方向の起
磁力の不平衡が比較的少ないため、大容量のものにも適
用可能であるとともに、径方向に別置されるものが密タ
ップコイル３だけとなるため、径方向寸法はさほど増大
せず、巻線の占積率も余り悪くなることはない。

しかし、この変圧器では、高圧線路端子６から雷インパ
ルスが侵入した場合、粗タツプコイル２端部と密タツプ
コイル３端部との間に発生する電圧が大きく、特に負荷
時タップ切換器の切換開閉装置されており、高圧巻線１
と低圧巻線４の高さが等しいため、粗タップコイル２お
よび密タップコイル３が全て抜けて使用されない最少タ
ップ状態でも、両正、低圧両巻線１．４間での高さ方向
の起磁力が不平衡にな′ることはなく、前述した第１図
の欠点を除いて、大容量のものにも適用可能となる。し
かし、粗タップコイル２および密タッ１、プコイル３が径方向に別置されているため、径方向寸法
が大となって巻線の占積率が小となる欠点があった。

そこで、第３図に示す様に、粗タップコイル２を上下並
列に使用する高圧巻線１の上下両端部に配置し、密タッ
プコイル３のみを径方向の異なる位置に配置することも
提案されている。この変圧器では第６図に示す如く低圧
巻線４の起磁力ＬＶの分布に対して、高圧巻線１におけ
る定格タップ時の起磁力ＨＶ　Ｒ、最高タップ時の起磁
力ＨＶ　Ｈ。

最低タップ時の起磁力ＨＶ　Ｌは、それぞれ破線、実線
、一点鎖線で示す分布となり、第１図の変圧器よシも改
善されるため、大容量のものにも適用可能となる。しか
も、この構成では径方向に別置されるものが密タップコ
イル３だけとなるため、径方向寸法はさほど増大せず、
巻線の占積率も余り悪くなることはない。

しかし、この変圧器では、高圧線路端子６から雷インパ
ルスが侵入した場付、粗タツプコイル２端部と密タツプ
コイル３端部との間に発生する電圧が大きく、特に負荷
時タップ切換器の切換開閉器における電極間の絶縁耐力
が大きな問題となる。

これを、第３図の変圧器のタップ結線図である第４図に
ついて、さらに詳細に説明する。この第４図において、
７は負荷時タップ切換器で、転位切換器８、タップ選択
器９および切換開閉器１０より構成されている。１１は
切換開閉器１０の電極である。また、粗タップコイル２
は高圧巻線１の中性点などの他端子側に接続されるとと
もに、密タップコイル３は転位切換器８を介して粗タッ
プコイル２に接続されており、これら粗タップコイル２
および密タップコイル３のタップはタップ選択器９で切
換えられる様になっている。

この様に構成された変圧器では、粗タップコイル２と密
タップコイル３が互いに異なる径方向位置に配置されて
おり、両者間め高周波に対する電磁的結合力が弱いため
、図示の様な定格タップ状態での切換開閉器１０の電極
１１間には、ＡＣ電圧は１タップ分の電圧が誘起される
だけであるが、筒周゛波の雷インパルス電圧が線路端子
に印加されると、粗および密タップコイル２，３の最大
発生電圧の絶対値がほぼ等しくても、その位相が異なり
、その差電圧は大となるので、はぼ最大タップ間発生電
圧と同程度の電圧が誘起される。したがって、そのタッ
プ構造は、使用する切換開閉器１０の電極１１間の絶縁
耐力によって制限され、高圧線路端子の絶縁階級の高い
、例えば１７０号以上の変圧器には適用できないことに
なる。

なお、この様な切換開閉器電極間の雷インノ（ルスに対
する絶縁耐力の問題は、第２図に示した従来の変圧器に
おいても、程度の差こそあれ同様に生じる。

また、転位切換器８を備えた負荷時タップ切換変圧器に
おける密タップコイル３は、その必要導体本数は奇数本
であることが多いため、タップ点数および導体の配置の
仕方により、第５図に示す様に、絶縁物１２等で埋めて
外形を整えなければならない場合が多かった。なお、第
５図に示した密タップコイル３は１５タップ用−で、半
径方向に絶縁物１２と３本の導体ａ、ｂ、、ｃ及び４本
の導体’ｌ　ｅｔ　　ｆｌｇを並べ、これを軸方向に２
重にし、１箇所に絶縁物１２を埋めてシリンドリカルヘ
ルカル状に巻回したものでめるｄこのため、密タップコ
イル３の製作には特別に絶縁物１２を用意せねばならず
、巻線作業が複雑となるなどの欠点がある。

本発明の負荷時タップ切換変圧器の目的は、各タップ時
においても高低圧巻線の起磁力の分布の変動をより改善
でき、しかも雷インパルスに対しても良好で線路端子の
絶縁階級が萬い大容量器も容易に製作できるようにする
ことにある。

この目的を達成するため、本発明の負荷時タップ切換変
圧器では、上下並列に使用する高圧巻線の上下の各他端
子側に粗タップコイルを配置して接続すると共に、密タ
ップコイルを各粗タップコイルとは巻線径方向の異なる
位置に配置し、これを転位切換器を介して粗タップコイ
ルと接続させ各タップをタップ選択器で切換えるように
する際、高圧巻線の他端子側を構成する導体を、密タッ
プコイルを構成する導体と共に巻回することを特徴とす
るものである。　　′ 以下、本発明の負荷時タップ切換変圧器の例について、
第７図から第１０図を用いて説明する。

同、これらの図においては、従来と同一符号は同一物ま
たは相当物を示している。

本発明の第７図に示す負荷時タップ切換変圧器では、高
圧巻線１、粗タップコイル２及び密タップコイルのそれ
ぞれは、第３図と同様に鉄心へ低圧巻線と共に配置され
るものである。そして、上下並列に接続して巻線軸方向
の中央部より高圧線路端子６を引出す高圧巻線１は、そ
の一部の他端子側部分ＩＡにおける巻回数分を、粗タッ
プコイル２とは巻線径方向の異なる位置に配置する密タ
ップコイル３の導体と共に巻回形成するようにしている
。すなわち、この詳細を第８図及び第９図に示すように
、高圧巻線１の一部となる他端子側部分ＩＡは、この部
分を構成する４体Ａが、密タツプコイル３側に引出され
、密タップコイル３のタップ１２部分を構成する導体（
導体符号ａ）に隣接して配置され、上下に分割配置した
導体Ａ。

３、ｂ、Ｃとｄｌ　ｅｔ　　’＋　ｇを一緒にシリンド
リカルヘルカル状に巻き込まれている。

この様な構成においては、互いに隣接して配置された高
圧巻線１の一部である他端子側部分ＩＡ粗タップコイル
２の導体（導体符号Ａ）と密タップコイル３の導体（導
体符号ａ）は静電的に緊密に結合することになり、これ
によって雷インパルス電圧が高圧線路端子６に印加され
た場合に発生する高圧巻ｌｓｌと密タップコイル３の電
圧の位相は、強制的に近付けられる。その結果、切換開
閉器１０の電極１１間に誘起される雷インパルス発生電
圧は著しく低減され、高圧線路端子の絶縁階級が高い変
圧器の場合にも切換開閉器１０の電極１１間の絶縁耐力
以下とすることができる。

上記の密タップコイル３では、第９図に示す如〈従来の
ものにおいて絶縁物が埋め込まれていたところに、高圧
巻線１の他端子側部分ＩＡの導体（導体符号Ａ）が巻き
込まれているので、タップコイルの占積率を向上するこ
とができる。また、密タップコイル３の導体ａ、ｂ・・
・・・・ｇの奇数本に他端子側部分ＩＡの導体Ａの１本
を加え、偶数本として巻回するので、導体の配置方法に
対する自由度が増す。すなわち、第９図では８本の導体
を半径方向に４本合せ、軸方向に２重の配置としている
が、これを例えば、半径方向に２木香せ、軸方向に４重
の配置とすることもできる。

さらに、中央タップ位置の場合、高圧巻線ｌと粗タップ
コイル２Ｖｃのみ電流が流れ、密タップコイル３には電
流が流れないのに対してＪ中央タップ位置より巻数の減
るタップ位置の場合、高圧巻線１と密タップコイル３に
のみ電流が流扛るため、これらの両タップ位置の間では
、漏洩インピーダンスが大幅に変化するという問題があ
る。しかし、本実施例では、密タップコイル３の各導体
と一緒に高圧巻線１の一部を構成する他端子側部分ＩＡ
の導体が巻き込まれているので、前記両タップ位置間で
の漏洩インピーダンスの変化幅が減少し、従来よりも滑
らかに変化する様になる。

なお、前記実施例では、高圧巻線１の一部となる他端子
側部分ＩＡを構成する導体Ａを、密タップコイル３のタ
ラ１１２部分を構成する導体（導体符号ａ）に隣接して
巻き込んでいるが、この巻き込み位置は任意に選択する
ことができ、特に両導体間の電圧差が最大となる最大タ
ラ１１８部分を構成する導体（導体符号ｇ）に隣接して
巻き込んだ場合には、前述した両導体間の靜電的紹会に
よる両タップコイルの発生電圧間の位相差低減効果を高
めることができる。また、密タップコイル３の導体中に
巻き込む他端子１１１１１部分ＩＡの導体の菫は、前記
実施例の様に密タップコイル３の１タップ分に限らず、
必要に応じて複数タップ分にわたって巻き込むこともで
きる。

尚圧巻線１の巻回数の約１０％を他端子側部分とし、こ
れを画成すｉ導体を密タツプ巻線の導体と共に巻回した
第３図の巻線配置における変圧器では、第１０図に示す
ように低圧巻線の起磁力ＬＶの分布に対し、高圧巻線の
尾格タップ時、最筒タップ時、破瓜タップ時における起
磁力ＨＶ　Ｒ。

ＨＶＨ，ＨＶＬの分布は、それぞれ破線、実線、一点鎖
線で示す分布となる。すなわち、最少タップ状態におい
ても高圧他端子側部分の巻込み分の起磁力が上下両端部
分に生ずるから、高低圧巻線間の起磁力分布の改善が図
れ、漂遊損失の少なく短絡時の慎械力も小さい大容量の
変圧器を製作できる。

また、前Ａｅ笑施例では、第３図に示す巻線配置の賀圧
器に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、第２図に示す巻線配置の変圧器にも同様に適用す
ることができ、ざらには第２図１第３図に示す様に粗及
び密タップコイルの全てのものが径方向の異なる位置に
配置されているものだけでなく、粗及び密タップコイル
の一１部が同一径方向位置に配置され、その他の一部の
みが径方向の異なる位置に配置されているものにも適用
することができる。

以上説明した嫌に負荷時タップ切換変圧器を構成すれば
、切換開閉器ｉｔｔ極向に誘起される雷インパルス元生
電圧を著しく低減することができ、切換開閉番電極間の
絶縁耐力を犬きくとる必要がないので、高圧線路端子の
絶縁階級が鍋いものへの適用が容易となる。また、高圧
巻線の一部分が密タツプコイル中に巻き込んでるるため
、起磁力分布が改善ａれ大容量の変圧器も支障なく製作
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は負荷時タップ切換変圧器の巻線配
置の各側を示す概略構成図、第４図は第３図に示した負
荷時タップ切換変圧器のタップ結線図、第５図は負荷時
タップ切換変圧器の密タツプコイル部分の導体配置を示
す断面図、第６図は第３図の負荷時タップ切換変圧器に
おける高低圧巻線の起磁力の分布図、第７図は本発明の
一実施例である負荷時タップ切換変圧器のタップ結線図
、第８図は第７図のに圧器の密タツプコイル部分の導体
接続状態を示す結線図、第９図は巣７図の変圧器の密タ
ツプコイル部分の導体配置の例を示す断面図、第１０図
は本発明の変圧器における高低圧巻線の起磁力の分布図
である。　　　　　　　−２１・・・高圧巻線、ＩＡ・
・・他端子側部分、２・・・粗タップコイル、３・・・
密タップコイル、４・・・低圧巻線、５・・・鉄心、６
・・・高圧線路端子、７・・・負荷時タップ切換器、８
・・・転位切換器、９・・・タップ選択器、１０・・・
切換開閉器、Ａ、ａ、・・・・・・ｇ・・・導体。第　　５　口ＪＰ　６　閉巻ａ＆ぎオ勾→ １７第　　？　　凹早　１０　起も綿、高さ方向　−

Claims

【特許請求の範囲】１、低圧巻線と、上下並列に使用する高圧巻線と、粗タ
ップコイルと、密タップコイルと、転位切換器、タップ
選択器および切換開閉器からなる負荷時タップ切換器と
を備え、前記粗タップコイルを前記高圧巻線の各他端子
側にそれぞれ配置して接続するとともに、前記密タップ
コイルを前記各粗タップコイルとは巻線径方向の異なる
位置に配置すると共に前記転位切換器を介してそれぞれ
前記粗タップコイルに接続し、前記粗タップコイルおよ
び密タップコイルのタップを前記タップ選択器で切換え
るようにしたものにおいて前記高圧巻線の他端子側部分
を構成する導体を、密タップコイルを構成する導体と共
に巻回したことを特徴とする負荷時タップ切換変圧器。２、特許請求の範囲第１項において、前記高圧巻線他端
子側部分を構成する導体を、前記密タップコイルの最大
タップ部分を構成する導体に隣接して巻回したことを特
徴とする負荷時タップ切換変圧器。