JPS5927088B2 - 単相単巻変圧器 - Google Patents

単相単巻変圧器

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JPS5927088B2
JPS5927088B2 JP54100785A JP10078579A JPS5927088B2 JP S5927088 B2 JPS5927088 B2 JP S5927088B2 JP 54100785 A JP54100785 A JP 54100785A JP 10078579 A JP10078579 A JP 10078579A JP S5927088 B2 JPS5927088 B2 JP S5927088B2
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JP
Japan
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winding
voltage line
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tertiary
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JP54100785A
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JPS5624913A (en
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敏行 矢成
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単相単巻変圧器に係り、特に三次巻線を有し、
且つ分路巻線の中性点側にタップ巻線を接続してタップ
切換を行う単相単巻変圧器に関する。
最近の電力需要のめざましい伸びに対応して、我国でも
約10年前に500KV送電が開始され、近い将来には
100OKV級送電も計画されている。
ところでこれら50OKV系統など、直接接地系統間の
連系に使用される変圧器は、経済性、及び据付スペース
の面から単巻変圧器が採用されているが、それらは我国
の厳しい鉄道輸送限界、道路のトレーラー輸送制限など
から一般に単相器として製作、輸送され現地で三相バン
クとして運転されている。単巻変圧器は直列接続される
直列巻線、分路巻線及びタップ巻線を有し、その直列巻
線の一端を高圧線路端子とするとともに直列巻線と分路
巻線との間から中圧線路端子を引出し、タップ巻線を負
荷時タップ切換器を介して中性点に接続して、中圧線路
端子の電圧を一定にし高圧線路端子の電圧を可変するも
のである。
かかる単相単巻変圧器の一般的な巻線配置は第1図に示
すように、単相五脚鉄心の三つの鉄心主脚1a、Ib、
Icにそれぞれ3個に分割した直列巻線11、分路巻線
2、三次巻線3の各巻線を巻装しそれぞれ互に並列接続
して直列巻線11から高圧線路端子Liを引出すととも
に直列巻線11と分路巻線2との間から中圧線路端子L
2を引出し、かつ三次巻線3から三次端子L3A、L3
Bを引出す。
また鉄心の側脚Idまた別の鉄心には分路巻線2の中性
点側に直列接続されたタップ巻線4および三次巻線3に
並列接続された励磁巻線5が巻装されて、タップ巻線4
のタップは負荷時タップ切換器を介して中性点Nに導か
れている。ところでこのような変圧器では巻線構成が比
較的単純になるという利点はあるものの、中性点側でタ
ップ切換を行つて高圧線路端子Liの電圧を可変するた
め鉄心の励磁がタップ位置によつて変化しそのため三次
端子L3A,L3B間の電圧もタップ位置によつて変化
するという欠点がある。たとえば1050/f丁W−5
50/σ茸の三次巻線付単巻変圧器を例にとると最高タ
ップ、定格タップ、最低タツプの各場合の高圧、中圧間
の電圧比は1105/C茸−550/6茸,105財6
罰−550/TO,lOO5/汀罰−550/NK.K
となつているが、三次端子電圧も定格時の電圧を630
とすれば、最高、定格、最低の各タップでそれぞれ69
.90,63KV,57.3KVと大幅に変化してしま
う。三次端子L3A,L3Bには一般にコンデンサやリ
アクトルを接続し、無効電力調整を行なうため上記のよ
うにタツプ位置により大幅に三次端子L3A,L3B間
電圧が変動するとコンデンサ等の利用率が低下する、無
効電力制御が複雑になる等の問題が生ずる。
このため三次端子L3A,L3B間の電圧を一定にする
ことが望まれている。また、三次巻線3を設ける場合、
三次回路のしや断容量を小さくしたり、短絡時の機械力
等を考慮して三次巻線3と直列巻線11および分路巻線
2(特に分路巻線2)との間のインピーダンスを増大さ
せることが望まれる場合がある。
通常変圧器の三次巻線3と他の巻線11,2との間のイ
ンピーダンスを増大させる手段としては、一般の内鉄形
変圧器のように鉄心主脚に近い内側から順次三次巻線3
、分路巻線2、直列巻線11の各巻線を配置する際に、
三次巻線3と分路巻線2との間の絶縁距離を著しく大き
くする構成としたり、また鉄心主脚に内側から分路巻線
2、直列巻線11、三次巻線3の順に配置して構成した
り、あるいは外部にリアクトルを設置して構成する等が
知られている。
しかしながら、第1の構成にあつては、直列、分路の各
巻線が経済的に製作できないため、インピーダンスを極
端に大きくできないばかりか巻線の外径寸法が大きくな
つて変圧器の輸送上問題を生ずる欠点がある。また第2
の構成にあつては直列巻線11および三次巻線3間の絶
縁寸法が大きくなるとともに超々高圧である直列巻磁1
1のリード線の引出しおよびその絶縁が困難となる欠点
がある。更に第3の構成では変圧器と別個のリアクトル
を必要とするので、据付スペースが増大したり、不経済
になる欠点がある。そこで、特公昭52−13287号
公報に示されるように三次巻線のインピーダンスを大き
くする手段として、三次巻線を鉄心主脚の1脚に集中し
て巻装する構成がある。第2図はかかる手段を用いた単
相単巻変圧器を示す巻線配置図で、11a,11bは単
相五脚鉄心の二つの主脚1a,1bに巻いた直列巻線の
高圧線路端側巻線、12は五脚鉄心の残りの一つの主脚
1cに巻いた直列巻線の中圧線路端側巻線で、巻線11
a,11bは高圧線路端子L1に並列に接続され、巻線
12は並列接続の巻線11a,11bに直列に接続され
ている。
2は五脚鉄心の各主脚1a,1b,1cに巻かれ中圧線
路端子L2に並列に接続された分路巻線で中圧線路端側
巻線12に直列接続される。
3は直列巻線の中圧線路端側巻線12を配置した鉄心主
脚1cに巻いた三次巻線、また4は分路巻線2の中性点
側に直列接続される汐ツプ巻線、5は三次巻線3に並列
接続される励磁巻線で、五脚鉄心の側脚1dまたは別置
の鉄心に巻装される。
このような巻線配置においては、三次巻線3を五脚鉄心
の各主脚1a,1b,1cに分割して巻いた場合に比し
、三次巻線3に対する絶縁構成は一つの主脚1cのみに
配慮すればよいので、三次巻線3を巻いていない他の主
脚1a,1bの高圧線路端側巻線11a,11bの外径
を小さくすることができる。
又1脚にのみ三次巻線3を巻いた場合は各主脚に三次巻
線を巻いた場合の1脚当りに巻かれる三次巻線の容量の
3倍となるが、その容量増加による半径方向寸法の増大
に対しても、超々高圧変圧器例・えば1100/SJ3
−500/F363O変圧器で線路端側高圧巻線11a
,11bと中圧線路端側高圧巻線12の巻数比を2:1
にとつたときには、巻線11a,11bと巻線12との
接続点の電位が550▲U+550/SI3×★ニ73
3/J丁K.Kとなり、高圧線路端子L1の電位110
0/J丁K.Kに比して低くなるため、分路巻線2との
間の絶縁寸法および巻線12と図示しないタンク壁との
絶縁寸法が小さくなり、その場合の寸法低減効果の方が
三次巻線の容量増加による半径方向寸法の増大より大き
くなるので、大容量器まで同一輸送限界寸法内で輸送す
ることが可能である。しかし超々高圧系統では前述のよ
うにその力率調整、系統安定度向上のため、三次巻線回
路にリアクトル、コンデンサなどの調相設備を接続する
ことが多い。
このような場合、三次巻線3の容量としては、直列巻線
、分路巻線の通過容量の30〜33(f)程度が要求さ
れることが普通である。このような場合に第2図に示す
巻線配置で、仮りに直列巻線の高圧線路端側巻線11a
,11b、中圧線路端側巻線12および分路巻線2を各
脚ともい容量づつ巻いたとしても、超々高圧変圧器例え
ば1100/E−550/J丁−63K.K,1000
MVAの単巻変圧器では直列巻線、分路巻線のそ11υ
υ/VO−00υ/VOれぞれの容量が?×1000 11八八/Tr:7′ ?となり、通過容量(1000)の1/2であり、また
一個の巻線の容量は、その1/3の?となる。
三次巻線3の容量はこの一個のら 主巻線の容量以上にはとれないので、たかだか?となり
、必要な容量(通過容量の30〜C 33%)の約1/2となつて所定の負荷をとることがで
きない。
したがつて、この場合1個の分路巻線容量を三次巻線容
量に合わせて約2倍にする必要があるが、この場合は、
その鉄心主脚の巻線外径寸法が大きくなり、輸送限界内
でまとめることが困難となる。本発明は輸送限界内に納
め、しかもノツプ切換による三次端子電圧の変動をなく
するとともに三次インピーダンスを大きくして必要な三
次巻線容量も容易に得られる単相単巻変圧器を提供する
ことを目的とする。
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第3図において、直列巻線を、高圧線路端側巻線11a
,11bと中圧線路端側巻線12に分割し、そのうち巻
線11aと分路巻線2を単相五脚鉄心の第1の鉄心主脚
1aに巻装し、また巻線11bと分路巻線2を第2の鉄
心主脚1bに巻装し、巻線12と分路巻線2をタツプ巻
線21とともに第3の鉄心主脚1cに巻装する。
そして巻線11aと11bは高圧線路端子L1に並列に
接続し、この並列接続の巻線11a,11bに直列に巻
線12を接続する。また各分路巻線2は並列接続し、そ
の一端を中圧線路端側巻線12の中圧線路端子L2に接
続し、他端を汐ツプ巻線21と接続して負荷時タップ切
換器を介し中性点Nを引出し単位変圧器Aを構成する。
一方、上記単位変圧器Aと別に、三次負荷用の単位変圧
器Bを設ける。
この単位変圧器Bは鉄心主脚1eに、一次側の励磁巻線
2aと、三次端子L3A,L3Bに接続されて三次巻線
となる二次側の巻線3を巻装して構成し、励磁巻線2a
は一端を単位変圧器Aの分路巻線2の中圧線路端子L2
に接続し、他端をタップ巻線21の中性点Nに接続する
。このような構成を有する単相単巻変圧器において、一
例として1100/f了±5%−550/l〒630,
1000MVAの単相単巻変圧器を考えた場合、タップ
巻線21の容量は直列巻線、分路巻線のそれぞれの容量
(約?)の約10%となり、直列巻線の高圧線路端側巻
線11a,11b、中圧線路端側巻線12を各脚に1/
3容量づつで巻いたとすると、タップ巻線21の容量は
中圧線1 υ υ υ路端側巻線12の容量(約?)の
約30%て三次端子電圧も変化してしまうが、本発明で
は三次巻線3が、汐ツプ巻線21を巻装した鉄心とは別
の鉄心に巻装され、しかも電圧が一定の中圧線路端側端
子L2と中性点Nに両端が接続された励磁巻線2aによ
り励磁されるので、高圧汐ツプ調整を行つても一定な三
次端子電圧をうることが可能となる。
なお、上記実施例においては、直列巻線の高圧線路端側
巻線11a,11bを単相五脚鉄心の二つの鉄心主脚に
分割して巻装した場合について説明したが、輸送上問題
なければ単相四脚鉄心を用いてそのうちの一個の鉄心主
脚に巻装する構成としても同様の効果を得ることができ
る。
また、輸送条件がより厳しくなつた場合には鉄心主脚の
少なくとも1つを複数個に増加して巻線を分割して構成
することもできる。以上説明のように本発明による単相
単巻変圧器においては、輸送限界内に入るように小さく
構成でき、しかもタップ切換による三次端子電圧の変動
をなくするとともに三次インピーダンスを大きくして必
要な三次巻線容量も容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ従来の単相単巻変圧器を示
す巻線配置図、第3図は本発明による単相単巻変圧器の
一実施例を示す巻線配置図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直列巻線を高圧線路端側と中圧線路端側の巻線に分
    割し、前記高圧線路端側巻線と分路巻線を第1の鉄心の
    第1の鉄心主脚に巻装し、前記中圧線路端側巻線と分路
    巻線およびタップ巻線を第1の鉄心の第2の鉄心主脚に
    巻装して第1の単位変圧器を構成し、かつ三次巻線およ
    び励磁巻線を第2の鉄心の鉄心主脚に巻装して第2の単
    位変圧器を構成し、この第1及び第2の単位変圧器の各
    巻線を、前記高圧線路端側巻線と中圧線路端側巻線は直
    列接続し、前記各分路巻線は並列接続してその一端を前
    記中圧線路端側巻線の中圧線路端とし、他端を前記タッ
    プ巻線と直列接続して中性点を引出し、前記励磁巻線は
    一端を中圧線路端に接続し、他端を中性点に接続したこ
    とを特徴とする単相単巻変圧器。 2 第1の鉄心の各鉄心主脚および第2の鉄心の鉄心主
    脚の少なくとも1つを複数個の鉄心主脚で構成したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の単相単巻変圧
    器。
JP54100785A 1979-08-09 1979-08-09 単相単巻変圧器 Expired JPS5927088B2 (ja)

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