JPS586294B2 - タツプ切換変圧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタップ切換変圧器に係り、特に高圧側巻線が主
巻線と疎タップおよび密タップ巻線からなっているタッ
プ切換変圧器に関する。

一般に転位切換方式のタップ切換器は、第１図に示すよ
うに低圧端子Ｘ１，Ｘ２を引出す低圧側巻線１と、高圧
端子Ｈｌ − Ｈｏを引出す高圧側巻線から構成される
。

この高圧側巻線は、端子Ｈ１を引出す主巻線２とこの主
巻線２の他端に直列接続される疎タップ巻線３、この疎
タップ巻線を切りかえる転位切換器４、並びに疎タップ
巻線３または主巻線２の一方に端子Ｐ１，Ｐ２を選択す
る転位切換器４を介して直列接続される密タップ巻線５
とから形成され、上記密タップ巻線５に設けた複数のタ
ツプＴ１〜Ｔ９をタップ切換器６により選択するように
構成されている。

高圧側巻線が上下並列の場合、第２図に示すように鉄心
脚１に対して順に低圧巻線１と中央より端子Ｈ１ を引
出す主巻線２を配置し、疎および密タップ巻線３，５を
高圧主巻線２の軸方向の両端部に配置するいわゆるタツ
プ直抜巻線構造が経済性等の点から数多く採られている
。

この場合、第２図に示すようにたとえば最高電圧タツプ
Ｔ１をタップ選択器６が選択している状態では、低圧巻
線１と主巻線２、タップ巻線３，５間のアンペアターン
（以下ＡＴと略称する）は、巻線軸方向および半径方向
とともに平衡状態におかれているが、タツプＴ１よりＴ
１０に移行して電圧調整を行うに伴ない、疎および密タ
ップ巻線３，５には負荷電流が流れない部分が生じる結
果、主巻線２、各タップ巻線３，５の高圧巻線と低圧巻
線１間のＡＴは、巻線軸方向および半径方向においで不
平衡を生じることは周知の通りである。

而して第３図ａ，ｂのように、タップ選択器６がたとえ
ばタツプＴ８，Ｔ９を使用せず最低電圧としたタップＴ
Ｉに移行した状態においては、第３図中斜線で示す密タ
ップ巻線５の一部（通常、密タップ巻線５のうち数タツ
プＴ８，Ｔ９，ＴＩＯ分の通電部）を除いた全タップ巻
線に負荷電流が流れていない状態となる。

すなわちこのときの低圧側巻線と高圧側巻線のＡＴ分布
は、第５図ａに示すように低圧側巻線のＡＴ分布２０Ａ
が全巻線高さにわたって均等に分布するのに対し、これ
に対向する高圧側巻線のＡＴ分布２ｌＡは、その両端部
では殆んど存在しない分布状況となるので、不平衡度は
最大となる。

かかるＡＴ分布の不平衡は、巻線半径方向に通る漏洩磁
束の成分を増大させる結果、タンク（図示せず）などの
構造材への漏洩磁束の巻線高さ方向成分は、第５図Ｃに
実線で示す特性曲線３０Ａの如く主巻線のＡＴ分布の両
端で０、その高さ方向の中央では集積されて正の最大、
また低圧巻線のＡＴ分布の両端で負の最大となって次第
に減少するようになり、これら正負の最大値も極めて大
きくなる。

この漏洩磁束の侵入は、渦電流損を増大させ局部温度上
昇を引起し、また巻線内の渦電流損の増加や、巻線軸方
向に作用する機械力を増大させることになる。

本発明のタップ切換変圧器の目的は、タップ切換時に生
ずる高低圧巻線間のＡＴ分布を改善し、漏洩磁束の巻線
高さ方向成分を低下させてこれに起因する問題点を改善
することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のタップ切換変圧器
では、密タップ巻線を主巻線および疎タップ巻線とは逆
方向に巻回形成し、この密タップ巻線は主巻線から最も
離れた個所を転位切換器に接続して疎タップ巻線に隣接
する側が最高電圧タップとなるようにし、最低電圧タッ
プ時に負荷電流の流れる部分を巻線の端部にしたり、更
にはこの部分を対向する低圧側巻線の軸方向端部より突
出するように配置することを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例であるタップ切換変圧器を、従
来と同一部分を同符号で示す第４図ａおよびｂを用いて
説明する。

この第４図ａおよびｂ例は本発明によって構成されたタ
ップ巻線を高圧側巻線か上下並列であるタップ切換変圧
器に適用した場合を示すものであり、転位切換器４は端
子Ｐ１に接続され、タップ選択器６はタップＴＩに接続
されたいわゆる最低電圧タップの状態を述べている。

密タップ巻線５０巻方向は主巻線２、疎タップ巻線３と
は逆巻きとし、しかも密タップ巻線５は主巻線２から最
も離れた個所つまり高圧側巻線の端部が転位切換器４に
接続され、誘起電圧は主巻線２、疎タップ巻線３と逆向
きに発生する、従って、従来とは違って密タップ巻線５
の最高電圧タツプＴ１と疎タツプ巻線３のタツプＴ１０
とが幾何学的に隣接する構造となっている。

タップ選択器６は、従来と同様に最高電圧タツプＴ１か
ら、転位切換器４の端子Ｐ２とＰ１の切撲動作を得て、
最低電圧タップＴ７まで作動するが、このタップ構造で
はタップ選択器６が最低電圧タップＴ７に接続された時
に密タップ巻線５に残る通電部（図中斜線部）が高圧側
巻線の端部に配置されることになる。

なお、最低電圧タップＴＩ時に密タップ巻線５に残る通
電部はこの例の場合、タツプＴ８〜Ｔ１０の３タップ分
であり密タップ巻線５の１／３のアンペアターンが残在
することになる。

このように構成したタップ切換変圧器では、最低電圧タ
ップ時におけるＡＴ分布は、第５図ｂに示すように従来
と同じ低圧巻線１のＡＴ分布２０Ａに対して、主巻線２
と疎および密タップ巻線３，５からなり、密タップ巻線
３０巻回方向と配置を改善した本発明の高圧側巻線では
、その両端にＡＴが存在するＡＴ分布２１Ｂとなる。

それ故、第３図に示す従来のものの如く最低電圧タップ
時に負荷電流の流れる密タップ巻線３の部分が、高圧側
巻線の両端より離れたところに位置するため、そのＡＴ
分布も第５図ａのように密タップ巻線分が低圧巻線のＡ
Ｔ分布２０Ａの両端部から離れた位置に存在するのに比
べ、本発明では密タップ巻線分が、低圧巻線のＡＴ分布
２０Ａの両端に対応する位置に存在することになるので
、端部における両巻線間のＡＴの不平衡を緩和できる。

このため、タンクへの漏洩磁束の巻線高さ方向成分は、
第５図Ｃに破線で示すような分布曲線３０Ｂに低減し、
改善することができる。

したかつて、漏洩磁束による損失や巻線軸方向の発生機
械力の減少が図れ、しかも高低圧巻線のＡＴ分布の不平
衡の程度に比例するインピーダンスの急変を緩和できる
効果がある。

次に本発明の他の実施例を第６図及び第７図により説明
する。

第６図の例は高圧側巻線が低圧側巻線１に比べ対向する
上下端部が寸法ｔずつ突出させでいる場合であり、最低
電圧タップＴＩ時において密タップ巻線５の端部に残る
通電部（図中斜線部）がそれぞれ低圧側巻線１の土下端
から巻線軸方向に寸法ｔだけ突出した構造となっている
。

この実施例の場合では上記通電部が低圧巻線１より突出
している関係上、タンク側への漏れる磁束の侵入に対し
反発する作用が強くなり、その効果は第４図の実施例で
述べたものを一層助長する傾向となる。

また、第７図に示す実施例は、鉄心７に対して低圧側巻
線１と高圧側巻線を同心配置する際、この高圧側巻線を
一端から高圧端子Ｈ１ を引出す主巻線２の他端側にの
み疎タップ巻線３および密タップ巻線５、巻線軸方向に
順に配置するいわゆる巻通し構造に適用したもので、こ
の構造においでも前述したものと同様な効果を達成でき
るし、また第６図のように密タップ巻線５の一部を突出
させることもできる。

以上のように、本発明の如くタップ切換変圧器を構成す
れば、タップ選択器により最高電圧タップから転位切換
動作を経て最低電圧タップへとタップ範囲が変化しても
ＡＴの不平衡程度が、従来構造に比べて大きく緩和させ
ることができるから漏洩磁束の巻線高さ方向成分を減少
させることができる。

したがって、漏洩磁束による漂遊損失低下を局部過熱防
止、発生機械力の低減、インピーダンスの急変を防止で
き、変圧器の性能を向上させることかできる。

また、密タップ巻線の最低電圧タップ時の通電部分を対
向する低圧側巻線の端部より突出させるようにすれば、
漏洩磁束の巻線高さ方向成分をより一層減少させること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の転位切換方式のタップ切換変圧器の結線
図、第２図は第１図の巻線配置図、第３図ａおよびｂは
第１図の最低電圧タップ時における結線図および巻線配
置図、第４図ａおよびｂは、本発明のタップ切換変圧器
の一実施例を示す結線図および巻線配置図、第５図ａは
第３図ａのＡＴ分布図、第５図ｂは第４図ａのＡＴ分布
図、第５図Ｃは巻線高さと漏洩磁束との関係図、第６図
および第７図はそれぞれ本発明のタツプ切換変圧器の他
の実施例を示す巻線配置図である。 １・・・・・・低圧側巻線、２・・・・・・主巻線、３
・・・・・・疎タップ巻線、４・・・・・・転位切換器
、５・・・・・・密タップ巻線、６・・・・・・タップ
選択器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄心脚に内側から順次少なくとも低圧側巻線と高圧
   側巻線とを巻回し、前記高圧側巻線は主巻線と、前記主
   巻線の軸方向端に配置して主巻線に直列接続する疎タッ
   プ巻線と、前記疎タップ巻線の軸方向端に配置して主巻
   線または疎タップ巻線に転位切換器を介して直列接続す
   ると共に、タップ選択器にて切換える複数のタップを設
   ける密タンプ巻線とからなり、前記密タップ巻線はその
   巻方向を前記主巻線および疎タップ巻線と逆に巻回形成
   し、該密タップ巻線は前記主巻線から最も離れた個所を
   転位切換器に接続して疎タップ巻線に隣接する側を最大
   電圧タップとしたことを特徴とするタップ切換変圧器。 ２ 前記疎および密タップ巻線は、一端より高圧端子を
   引出す主巻線の他端側に配置して構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のタップ切換変圧器。 ３ 前記疎および密タップ巻線は、中央部より高圧端子
   を引出す主巻線の両端にそれぞれ配置して構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタップ切換変
   圧器。 ４ 鉄心脚に内側から順次少なくとも低圧側巻線と高圧
   側巻線とを巻回し、前記高圧側巻線は主巻線と、前記主
   巻線の軸方向端に配置して主巻線に直列接続する疎タッ
   プ巻線と、前記疎タップ巻線の軸方向端に配置して主巻
   線または疎タップ巻線に転位切換器を介して直列接続す
   ると共に、タップ選択器にて切換える複数のタップを設
   ける密タップ巻線とからなり、前記密タップ巻線はその
   巻方向を前記主巻線および疎タップ巻線と逆に巻回形成
   し、該密タップ巻線は前記主巻線から最も離れた個所を
   転位切換器に接続して疎タップ巻線に隣接する側を最大
   電圧タップとし、且、最低電圧タツプにおいて負荷電流
   の流れる部分を対向する低圧側巻線の端部より軸方向に
   突出するように高圧側巻線の端部側に配置したことを特
   徴とするタップ切換変圧器。 ５ 前記疎および密タップ巻線は、一端より高圧端子を
   引出す主巻線の他端側に配置して構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載のタップ切換変圧器。 ６ 前記疎および密タップ巻線は、中央部より高圧端子
   を引出す主巻線の両端にそれぞれ配置して構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載のタップ切換変
   圧器。