JPS5834740Y2 - 三相負荷時タップ切換変圧器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は三相負荷時タップ切換変圧器に関するもので
ある。

一般にソウダミ解、アルミ精練などの電気化学工業用の
直流電源や、アーク炉、抵抗炉などの交流電源に使用さ
れる変圧器は低電圧、大電流の出力が要求されるばかり
でなく、出力電圧の広範囲にわたる負荷時電圧調整が要
求される。

この広範囲にわたる負荷時電圧調整は、負荷時タップ切
換により巻数比を負荷時に変化させることによって出力
電圧を段階的に調整する方式が普通に使用される。

しかしこの場合変圧器の出力巻線は低電圧、大電流であ
りこの巻線に必要な多くのタップを設けることは一般に
構造的、経済的に困難であり、またタップ範囲が広いな
どの理由から普通の負荷時タップ切換方法としては前段
調整方式と直列変圧器方式などが用いられる。

前者は低電圧、大電流用変圧器の前段に負荷時タップ切
換変圧器を設けて負荷時タップ切換を行ない低電圧、大
電流用変圧器の入力電圧を変化させることによって出力
電圧を調整する方式である。

後者は低電圧、大電流変圧器の出力回路に直列変圧器の
２次巻線を直列に挿入し、その１次巻線を前記低電圧、
大電流変圧器の３次巻線によって励磁することによって
出力電圧を変化させる方式である。

これら両方式には一長一短があり必要に応してどちらか
の方式が採用されているが、この考案は前者の前段調整
方式の改良に関するものである。

前段調整方式の従来例として２つの例を図面を参照して
説明する。

１番目の例として、第１図を参照して説明する。

なお、図示においては一相分の回路のみ示しである。

複数個のタップ１を有するタップ巻線２と主巻線３を同
一の鉄心４に巻装する。

主巻線３は一端を入力端子８に接続し、他端を中性点５
で他の相の主巻線の他端と共通接続し、三相分の主巻線
で星形結線を構成する。

タップ巻線２は極性切換器９を介して入力端子８に接続
し、またそのタップ側を負荷時タップ切換器７の可動接
点７ａを介して出力端子６に接続する。

従ってこのような構成によれば、タップ巻線２のタップ
を負荷時タップ切換器７の可動接点７ａを介して切換え
ることにより、入力電圧（入力端子８と中性点５間の電
圧）を適当な電圧に調整して出力端子６と中性点５間に
出力することができる。

しかしながら、このような構成の前段調整方式において
は、負荷時タップ切換器７が線路側に挿入されているた
めその対地電位が高く、それに耐える絶縁構造にする必
要がある。

しかもタップ巻線２も線路側に入っているため耐雷設計
上不経済な構造にする必要がある。

一方、第２図に示す例においては、主巻線３の一端を入
力端子８及び出力端子６に接続するとともに他端を他の
相の主巻線の他端と共通接続して中性点５とし、タップ
巻線２は両端を極性切換器９を介して出力端子６′に接
続するとともにタップ側を三相中性点切換用の負荷時タ
ップ切換器７の可動接点７ａを介して共通接続点１０に
て他の相の負荷時タップ切換器の可動接点側と共通接続
する構成としたものである。

なお、共通接続点１０は主巻線３の中性点５と接続して
もよい。

この構成においても、負荷時タップ切換器７の可動接点
７ａによりタップを切換えることにより、入力電圧（入
力端子８と中性点５間の電圧）を適当な電圧に調整して
出力端子６，６′間に出力することかで゛きる。

しかもタップ巻線２及び負荷時タップ切換器７が線路側
ではなく、中性点側に挿入されているので、タップ巻線
２を耐雷設計にするに必要がなくなるとともに負荷時タ
ップ切換器７も対地電圧が低いのでその絶縁構造も簡単
になる利点がある。

しかしながら、この場合には、入力電圧、タップ範囲等
の仕様がきまると、タップ切換電流が大きく決まってし
まうため、電流しゃ断容量の大きい負荷時タップ切換器
７を用いなければならない不便があった。

すなわち、第２図において、タップ数Ｔが１１に設定さ
れた場合に、主巻線３の巻線をＮ１、タップ巻線２の１
ステツプあたりの巻線をＮ２、極性切換器９の各接点Ｐ
。

、Ｐｌ、Ｐ２、負荷時タップ切換器７の可動接点７ａを
Ｍ、タップ巻線２の各タップをＴ１〜Ｔ５．Ｔｏとする
と、タップ切換は第１表のようになる。

第１表から明らかなように、この場合の出力電圧は入力
電圧を基準にして表わすと、 最大が となり、 最小が となる。

すなわち、 出力電圧は の範囲となる。

従ってタップＮｏ、が７〜１１の場合の出力電圧は入力
電圧より低くなるので、タップ切換電流が大きくなり、
最小タップの切換電流に対応した電流しゃ断容量の大き
い負荷時タップ切換器を用いなければならない不便があ
った。

本考案は上述の点を考慮してなされたもので、タップ巻
線及び負荷時タップ切換器を中性点側に挿入した構成の
利点を生かし、しかもタップ切換電流を小さくして電流
しゃ断容量の小さい負荷時タップ切換器が使用できる前
段調整方式の三相負荷時タップ切換変圧器を提供するこ
とを目的とする。

かかる目的を達成するため、本考案はタップ巻線を、密
タツプ巻線と粗タツプ巻線で構成し、両者を転位切換器
を介して接続して出力電圧を入力電圧より高い範囲で調
整することにより、タップ切換電流を小さくするように
したものである。

以下本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

第３図において、複数個のタップ１を有するタップ巻線
を、密タツプ巻線１１と粗タツプ巻線１２で構成し、こ
のタップ巻線及び主巻線３を同一の鉄心４に巻装する。

主巻線３は一端を入力端子８及び出力端子６に接続し、
他端を中性点５にて他の相の主巻線の他端と共通接続し
て星形結線とする。

一方、タップ巻線を構成する密タツプ巻線１１と粗タツ
プ巻線１２は転位切換器１４を介して接続し、その出力
端側すなわち粗タツプ巻線１２の一端を出力端子６′に
接続する。

またこのタップ巻線の各タップは負荷時タップ切換器７
に接続する。

この負荷時タップ切換器７は第２図の場合同様に、三相
分が一体となって標準化され、可動接点７が各相共通接
続されて中性点（共通接続点１０）を形成している三相
中性点切換用のものを用いる。

従って各相のタップ巻線がこの負荷時タップ切換器７の
各相に接続されると各相の可動接点７を介して共通接続
点１０にて共通接続されることになる。

なお、共通接続点１０は中性点５に接続してもよい。

しかるにこのように構成すれば、密、粗タツプ巻線１１
．１２及び負荷時タップ切換器が線路側ではなく、中性
点側に入っているため、密、粗タツプ巻線１１．１２を
耐雷設計にする必要がなく、シかも負荷時タップ切換器
も対地電位が低いので絶縁構成を簡単にすることができ
る等、タップ巻線及び負荷時タップ切換器を中性点側に
挿入した構成による利点が得られるほか、後述するよう
に出力電圧が高くなるので、タップ切換電流を小さくす
ることができる。

すなわち、第３図に示す本考案の実施例において、タッ
プ数丁が１１に設定された場合には、主巻線３の巻線を
Ｎ１、密タツプ巻線１１の１ステツプあたりの巻線をＮ
２、粗タツプ巻線１２の１ステツプの巻数をＮ２の６倍
、転位切換器１４の各接点をＰｏ、Ｐｌ、Ｐ２、負荷時
タップ切換器の可動接点をＭ、密、粗タツプ巻線１１．
１２の各タップをＴ１〜Ｔ５．Ｔｏとすると、タップ切
換は第２表のようになる。

第２表から明らかなように、この場合の出力電圧（出力
端子６，６′間の電圧）は入力電圧（入力端子８と中性
点５間の電圧）を基準にして表わすと、最大が となり、 最小が となる。

すなわち出力電圧は入力電圧より高いの範囲となる。

従って第２図に示した従来例に比べて出力電圧か゛ 高くなるので、その分タップ切換電流が小さくなり、電
流しゃ断容量の小さい負荷時タップ切換器を使用できる
ことになる。

第４図は本考案の他の実施例を示すもので、粗タツプ巻
線１２の出力側端子と出力端子６′との間に補助巻線１
３を挿入したものである。

この構成によれば、ターン数Ｎ３の補助巻線１３を付加
したことにより、出力電圧は の範囲となり、従ってタップ切換電流を更に小さくでき
る。

この場合、ターン数Ｎ３を適当に選ぶことにより、負荷
時タップ切換器の適性選択ができる。

以上説明のように本考案はタップ巻線を、密タツプ巻線
と粗タツプ巻線で構威し、両者を転位切換器を介して接
続して出力電圧を入力電圧より高い範囲で調整すること
により、タップ巻線及び負荷時タップ切換器を、中性点
側に挿入した構成の利点を生かし、しかもタップ切換電
流を小さくして電流しゃ断容量の小さい負荷時タップ切
換器が使用できる三相負荷時タップ切換変圧器が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来の三相負荷時タップ切
換変圧器を示す回路図、第３図は本考案による三相負荷
時タップ切換変圧器を示す回路図、第４図は本考案の他
の実施例を示す回路図である。 ３・・・・・・主巻線、４・・・・・・鉄心、５・・・
・・・中性点、６．６’・・・・・・出力端子、７・・
・・・・負荷時タップ切換器、１１・・・・・・密タツ
プ巻線、１２・・・・・・粗タツプ巻線、１４・・・・
・・転位切換器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 三相分の主巻線及びタップ巻線を有し、各相のタップ巻
   線のタップを、三相中性点切換用負荷時タップ切換器に
   より切換えるものにおいて、前記各相の主巻線はそれぞ
   れ一端を入力端子及び第１の出力端子に接続するととも
   に他端を共通接続して中性点とし、かつ前記各相のタッ
   プ巻線はそれぞれ密タツプ巻線及び粗タツプ巻線を転位
   切換器を介して接続して構成し、その各タップ側をそれ
   ぞれ前記負荷時タップ切換器の各相に接続するとともに
   各出力端側をそれぞれ第２の出力端子に接続したことを
   特徴とする三相負荷時タップ切換変圧器。