JPS5972117A - 変圧器装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば電気炉用あるいは整流器用に用いられ
、２台の負荷時タップ切換器を備えた低電圧、大電流用
の変圧器装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

端子電圧を負荷時タップ切換器で調整する大容量の変圧
器装置にあっては、負荷時タップ切換器の定格を上まわ
る電流が流れることがあるため、負荷時タップ切換器が
２台必要となる場合がある。

また、調整する電圧範囲が広い場合や、電圧を調整する
巻線が低電圧、大電流用巻線である場合には、電圧を調
整する巻線に直接タップを設けずに、主変圧器とは別に
、直列変圧器を設置し、この直列変圧器の二次巻線を主
変圧器の二次巻線に直列に接続し、直列変圧器の励磁巻
線を主変圧器のタップ巻線を介して負荷時タップ切換器
に接続し、この負荷時タップ切換器によりタップを切換
えて直列変圧器の二次巻線の誘起直圧を加減することに
より、主変圧器の二次巻線の端子電圧を調整する間接切
換方式が採用されている、 第１図は、この種の変圧器装置の１相分の結線図を示す
ものである。第１図において、主変圧器Ｍ’Ｔ　Ｒは、
鉄心１に一次巻線２、二次巻線３及びタップ巻線４１．
４Ｂが巻回されて構成されている。この主変圧器ＭＴＲ
の二次巻線３の一端には、鉄心５と、この鉄心５（こ巻
回された励磁巻線６及び二次巻＆！７からなる直列変圧
器ＳＴＲの二次巻線７が接続されている。

また直列変圧器ＳＴＲの励磁巻線６の一端は、分流リア
クトル８の中点に接続される。この分流リアクトル８は
、２個の負荷時タップ切換器に均等に電流を流すために
設けられたものである。分流リアクトル８の両端は、主
変圧器ＭＴＲの２個のタップ巻線４１．４Ｂを介して２
台の負荷時タップ切換器９１．９Ｂに接続される。

更に各負荷時タップ切換器９に、９Ｂは共通接続して、
直列変圧器ＳＴＲの励磁巻線６の他端ζこ接続されてい
る。そして励磁巻線６、分流リアクトル８、タップ巻線
４に、４Ｂ及び負荷時タップ切換器９１．９Ｂは閉回路
を構成している。

上述したような紡機を３相分有する変圧器装置は、第２
図に示すよう番こ構成される。即ち直方体状の変圧器タ
ンク１０内に主変圧器ＭＴＲと、直列変圧器ＳＴＲが対
向する長手方向側壁に沿って配設される。２台の負荷時
タップ切換器９Ａ、９ｆ３は、幅寸法の短い一側壁（こ
沿って配設され、この２台の負荷時タップ切換器９Ａ。

９Ｂと主変圧器ＭＴＲ及び直列変圧器ＳＴＲとの間には
、分流リアクトル８が配設されている。

主変圧器ＭＴｌ’ｔは３脚からなる鉄心１を用い、この
鉄心１の各脚には、負荷時タップ切換器９Ａ。

９Ｂｊこ接続されるタップ巻線４１．４Ｂ、−次巻線２
、二次巻線３が内側から順に巻装されている。

直列変圧器ＳＴＲは、３脚からなる鉄心５を用い、この
鉄心５の各脚に、分流リアクトル８に接続される励磁巻
線６と、主変圧器ＭＴＲの二次巻線３に接続される二次
巻線７とが内側からＩＦＩに巻装されている。なお図中
１１は分流リアクトル８の鉄心である。

上述した主変圧器ＭＴＲの二次巻線３と直列変圧器ＳＴ
Ｒの二次巻線７は、通常数本の平角導体を８の字状に巻
回成形した８の字コイル双成コイルをコイル単位として
、これを多数製作し、それらを並列接続することで低圧
側の二次巻線ＳＣ１を構成している。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は上述の双成コイルで構成さ
れた低圧側の二次巻＋ｆＪｉｌ　Ｓ　Ｃ１の一例を示す
ものである。この例では主変圧器ＭＴＲの二次巻線３及
び直列変圧器５ＴｒＬの二次巻線７が夫々２セクシヨン
の場合を示している。

この低圧側の二次巻線ＳＣＩは、第３図（ａ）に示すよ
うに、並列導体を直列変圧器ＳＴＲの鉄心の脚の第１セ
クシヨンにおいて、巻線口出し端ＡＩから巻始めて、１
／／２巻回し、次−こ主変圧器ＭＴＲの鉄心の脚の第１
セクシヨンで２巻回した後、巻終り端Ａ２から第３図（
ｂ）に示すように、主変圧器ＭＴＲの鉄心の脚の第２セ
クシヨンの巻始め端Ａ３へ渡り、この渡り部で内外の並
列導体を転位し、次に直列変圧器ＳＴＨの鉄心の脚の第
２セクシヨンで２巻回して、その巻終り端Ａ４から第３
図（ａ）に示す直列変圧器ＳＴＲの鉄心の脚の第１セク
シヨンの巻始め端Ａ５へ渡り、転位を施して、この第１
セクシヨンでｂ巻回して巻線口出し端６Ａにて巻終る。

上述した例の低圧側の二次巻線ＳＣ１は、主変圧器ＭＴ
Ｒの鉄心の脚で４巻回し、直列変圧器ＳＴＲの鉄心の脚
で４巻回し、各渡り部で転位を繰返して、並列導体の半
径方向の位置関係を全て等しくしている。

〔背景技術の問題点〕

このように間接切換方式で２台の負荷時タップ切換器９
Ａ、９Ｂを用いた変圧器装置においては、２台の負荷時
タップ切換器９Ａ、９Ｂに均等に電流を分流するため（
こ分流リアクトル８が不可欠である。しかしながら、こ
の分流リアクトル８の設置に伴い、変圧器タンク１０の
長手方向側壁幅は大きいものとなっていた。

才だ、このような変圧器装置の負荷側の端子電圧を、例
えばＶｍａｘからＶｍｉｎまで可変する必要がある場合
には、主変圧器ＭＴＲの巻線容量は、電流を１とすれば
（Ｖｍａｘ　＋　Ｖｍｉｎ　）　ｘ　’／２とし、直列
変圧器ＳＴＲの巻線容量は、（Ｖｍａｘ　−Ｖｒｎｉｎ
　）　ｘ　’／２とするのが一般的である。したがって
主変圧器ＭＴＲと直列変圧器ＳＴＲの外形寸法は、巻線
容量の大きい主変圧器ＭＴＲの方が巻線容量の小さい直
列変圧器ＳＴＲよりも大きくなる。このため変圧器タン
ク１０内においては、主変圧器ＭＴＲが大きいので、直
列変圧器ＳＴＲ相互間、及び両変圧器Ｍ　Ｔ　Ｒ。

ＳＴＲの各相間の間隔はますます大きくなり、変圧器タ
ンク１０内にあって、両変圧器ＭＴＲ。

ＳＴＲの設置部分の占積率は急いものになっていた。こ
のため変圧器タンク１０の外形寸法は大きくなり、また
変圧器１０内に充填する絶縁油も多量に必要となり不経
済であった。

〔発明の目゛的〕

本発明は、このような事情にかんがみてなされたもので
、分流リアクトルを設けることなく２台の負荷時タップ
切換器ｌこ夫々均等に電流を分流し得、且つ変圧器タン
ク内の主変圧器と直列変圧器の占積率が向上する小型軽
量で大容量の変圧器装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、２台の負荷時タップ切換器を用いた間接切換
方式の変田器装ｆＷｉこおいて、３相の主変圧器の各相
の二次巻線を２分−〇するとともに、直列変圧器は主変
圧器の各相に対応させて夫々２脚鉄心を用い、この２脚
鉄心の各脚部に励磁巻線及び二次巻線を夫々巻回し、各
相の励磁巻線を２個のタップ巻線を介して２台の負荷時
タップ切換器に夫々接続し、主変圧器の各相の２個の二
次巻線と直列変圧器の二次巻線とを直列に接続して、２
台の負荷時タップ切換器を独立した閉回路に挿入するこ
とにより、分流リアクトルを用いることなく、２台の負
荷時タ゛ンプ切換器に均等に電流が流れるようをこした
ものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。第４図に示す一相分の結線図において、主変圧器ＭＴ
Ｒの二次巻線を２分割し、この二次巻Ｗ、Ｑ　３　Ａ　
、　３　Ｂの各一端に２分割した直列変圧器８ＴＲの二
次巻線７Ａ、７Ｂの一端゛　を接続し、各二次巻線７Ａ
、７Ｂの他端を共通接続して端子を引出すとともに主変
圧器ＭＴＲの二次巻ｆ９３　Ａ　、　３　ＢのイＩＬ！
端を共通接続して端子を引出す。

また直列変圧器ＳＴＲの励磁巻緋も２分割し、各励磁巻
線６Ａ、６Ｂは主変圧器ＭＴＲの２１固のタップ巻線４
Ａ、４Ｂを介し、２台の負荷時タップ切換器９Ａ、！９
Ｂｊこ夫々接続し、負荷時タラプリＪ換器９Ａ、９Ｂを
含む閉回路を独立して構成する。

このようζこ構成すれば、直列変圧６ＳＴＲの励磁巻ｆ
ｇ６に、６Ｂが２分割されているために、励磁巻＠６に
、６Ｂ相互間のインピーダンスが大きくなり、この大き
なインピーダンスが励磁巻線６Ａ、６Ｂ、　　タップ巻
線４Ａ、４Ｂ及び負荷時タップ切換器９１．９Ｂの独立
した回路に作用するために、２台の負荷時タップ切換器
９Ａ、９Ｂには均等に電流が流れることになる。

従ってこのような結線の変圧器装置にあっては、分流リ
アクトルを設ける必要がないので、変圧器タンクの外形
寸法を小さくすることができる。

第５図は上述の結線を３相分有する変圧器装置の変圧器
タンク１０内における配置構成を示す図で、３相の主変
圧器ＭＴＲと３台並列配置した単相直列変圧器ＳＴＲが
変圧器タンク１０の長手方向側壁に沿って配設されてい
る。また２台の負荷時タップ切換器９１．９Ｂは、夫々
３相器で構成され、変圧器タンク１０の幅寸法の短い一
側壁１こ近接して配設されて、３相分の成力変換を行な
うようにしている。

また図中１は、主変圧器ＭＴＲの３脚からなる鉄心で、
この鉄心１の各脚にはタップ巻線４Ａ、４Ｂ、−次巻Ｉ
Ｉｊ！２、及び二次巻線３Ａ。

３Ｂが内側から順に巻装されている。

直列変圧器ＳＴＲは、主変圧器ＭＴＲの各相に対応して
配設され、夫々２脚からなる鉄心１３を用いており、こ
の鉄心１３の各脚には、後述する負荷時タップ切換器９
Ａ、９Ｂと接続される励磁巻線６Ａ、６Ｂと、主変圧器
ＭＴＲの二次巻線３１．３Ｂと接続される二次巻線７Ａ
、７Ｂとが夫々内側から順に巻装されている。

ここで、主変圧器ＭＴＲの二次巻線ＪＡ　、　３Ｂと直
列変圧器ＳＴＲの二次巻線７Ａ、７Ｂとは、従来の８の
字双成コイルを用いて積み重ねただけでは、直列変圧器
ＳＴＲ側の二次巻線７Ａ。

７Ｂを２脚に配置するため、直列変圧器ＳＴＲ側の二次
巻線７Ａ、７Ｂの高さ方向のセクション数が主変圧器Ｍ
ＴＲ側の二次巻線３ｆｉ、、３Ｂの高さ方向のセクショ
ン数の半分となる。そこで、主変圧器ＭＴＲの二次巻線
３１．３Ｂと直列変圧器ＳＴＲの二次巻線７Ａ、７Ｂは
第６図（ａ）乃至（ｄ）及び第７図（ａ）乃至（ｄ）に
示す低圧側二次巻線ＳＣ２及びＳＣ３により構成する。

即ち第６図（ａ）に示すようζこ、並列導体を直列変圧
器Ｓ　Ｔ　Ｒの２脚鉄心における一方の脚（第１の脚）
の第１セクシヨンの巻線口出し端Ａ１から巻始めて、こ
の第１セクシヨンで１．／２巻回し、次ｌこ主変圧器Ｍ
ＴＲの鉄心の脚の第１セクシヨンで１巻回した後、その
巻終り端Ａ２は第６図（ｂ）に示すように主変圧器ＭＴ
Ｈの鉄心の脚の第２セクシヨンの巻始め端Ａ３へ渡り、
この渡り部で内外の並列導体を転位した後１巻回する。

次に直列変圧器ＳＴＲの鉄心の第１の脚の第２セクシヨ
ンへ渡り、ここで１／４巻回して、その巻終り端Ａ４は
第６図（Ｃ）に示すように直列変圧器ＳＴＲの鉄心の第
１の脚の第３セクシヨンにて巻終り端Ａ５へ渡り、転位
する。

そして、ここで１／／２巻回してその巻終り端Ａ６は第
６図（ｄ）に示すように直列変圧器ＳＴＲの鉄心の第１
の脚の第４セクシヨン（ごて巻始め端Ａ７へ渡って転位
している。ここで１巻回し、その巻終り端へ８は直列変
圧器ＳＴＲの鉄心の第１の脚の第３セクション番ごて巻
始め端Ａ９ｉこ渡って転位して、ここで１／２巻回し、
その巻終り端Ａ　１０は、直列変圧器ＳＴＲの鉄心の第
１の脚の第２のセクションにて巻始め端Ａｌｌに渡って
転位している。

更番こごこで３／４巻回し、その巻終り端Ａ１２は、直
列変圧器ＳＴＲの鉄心の第１の脚の第１セクシヨンにて
巻始め端Ａ１３に渡って転位し、ここで１／２巻回して
巻線口出し端ＡＪ４に至って低圧側の二次巻線ＳＣ２の
全体を構成している。

この低圧側の二次巻線ＳＣ２は、二次巻線３Ａを主変圧
器ＭＴＲの鉄心の１個の脚に２セクシヨン、２巻回して
構成し、二次巻線７Ａを直列変圧器ＳＴＲの鉄心の第１
の脚ずこ４セクシヨンで４巻回して構成し、各渡り部で
転位を繰返して、並列導体の半径方向の位置関係を全て
等しくしている。

第７図に示す低圧側の二次巻線Ｓ０３は、主変圧器ＭＴ
Ｒの１個の脚に巻回される二次巻線３Ｂと直列変圧器Ｓ
ＴＲの鉄心の第２の脚ｆこ巻回される二次巻線７Ｂを構
成するものであり、第６図に示した低出側の二次巻Ｈ８
Ｃ２と比較すると、その巻回構成は、主変圧器ＭＴＲの
二次巻線の巻回方向が異なるだけであるので、その説明
は省略する。

これら低圧側の二次巻線ｓｃ２．ｓｃ３は交互に積取ね
られ、主変圧器ＭＴＲ側の二次巻線、？Ａ、３Ｂが主変
圧器ＭＴＲの鉄心の１脚に巻装され、直列変圧器ＳＴＲ
側の二次巻線７Ａ。

７Ｂは直列変圧器ＳＴＲの２脚鉄心の異なる第１、第２
の脚番こ巻装される。従って主変圧器ＭＴＲ及び直列変
圧器ＳＴＲの二次巻線は、二次巻線３に、３Ｂが夫々２
セクシヨン、２巻回で構成され全体として４セクシヨン
、４巻回となり、直列変圧器ＳＴＲの２脚ｌこ分かれた
二次巻線７Ａ、７Ｂが夫々４セクシヨン、４巻回である
ので、各変圧器の二次巻線の高さ方向のセクション数を
等しくすることができる。

このように、３相の主変圧器ＭＴＲの各相の二次巻ＭＪ
Ａ、３Ｂを２分割して構成するとともζこ、直列変圧器
ＳＴＲは主変圧器ＭＴＲの各相に対応させて夫々２脚鉄
心１３を用い、この２脚鉄心１３の各脚に励磁巻線６に
、６Ｂ及び二次巻線７Ａ、７Ｂを分割して巻装し、各相
の励磁巻線６に、６Ｂを夫々２個のタップ巻線４に、４
Ｂを介して２台の負荷時タップ切換器９Ａ、９Ｂに夫々
接続し、主変圧器ＭＴＲの各相の２個の二次巻線、９Ａ
、３Ｂと直列変圧器ＳＴＲの二次巻線７Ａ、７Ｂを直列
に接続して構成することにより、２台の負荷時タップ切
換器！？Ａ、９Ｂに、電流を均等に分流することが可能
となるので、分流リアクトルは不要となり、その分だけ
変圧器タンクツ０の長手方向の寸法は小さくなる。

また直列変圧器ＳＴＲは２脚からなる鉄心１３により、
その１相分が構成されるので、従来に比較して、巻線外
径寸法は小さくなり、変圧器タンク１０の短辺方向の寸
法も小さくなる。よって輸送制限が厳しい場合は、変圧
器タンク１０の寸法を小さくできるので有利となる。

更に、分流リアクトルが不要で、直列変圧器ＳＴＲの巻
線外形寸法が小さくなるので、変圧器タンク１０内での
画質圧器ＭＴＲ、Ｓ　ＴＲの面積の占積率は向上し、そ
の分だけ変圧器タンク１に充填する絶縁油は少なくて済
み、転量１つ経済的である。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、３
相以外に単相及び多相の変圧器装置においても実施でき
るものである、 〔発明の効果〕 以上述べた本発明によれば、分流リアクトルを設けるこ
となく２台の負荷時タップ切換器に各々均等に電流を分
流し得えるので、変圧器タンク内の主変圧器と直列変圧
器の占積率が向上した小型軽量で大容量の変圧器装置が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器装置の１相分の結線を示す結線図
、第２図は＠１図に示した結線の３相分を有する変圧器
装置の配置図、第３図（ａ）。 （１））は、第２図で示した変圧器装置の低圧側の二次
巻線を示す図、第４図は本発明による変圧器装置の一実
施例を示す１相分の結線図、第５図は第４図に示した結
線を３相分有する変圧器装置の配置図、第６図（ａ）乃
至（ｄ）　、Ｍび第７図（ａ）乃至（ｄ）は本発明によ
る変圧器装置の一実施例に用いられる低圧側の二次巻線
を示す図である。 ＭＴＲ・・・主変圧器、ＳＴＲ・・・直列変圧器、ＳＣ
Ｉ、ＳＣ２，８Ｃ３・・・低圧側の二次巻線、１・・・
主変圧器の鉄心、２・・・−次巻線、３．３ｋ。 ３Ｂ・・・二次巻線、４Ａ、４Ｂ−・・タップ巻線、６
゜６１．６Ｂ・・・励磁谷線、７．７に、７Ｂ・・・二
次巻線、８・・・分流リアクトル、９１．９Ｂ・・・負
荷時タップ切換器、１３・・・直列変圧器の鉄心。 出願人代理人　方理士　鈴　江　武　彦第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一変圧器タンク内に主変圧器と直列変圧器および第１
   ．第２の負荷時タップ切換器を収納し、前記主変圧器の
   二次側を前記直列変圧器の二次側に接続すると共に前記
   直列変圧器の励磁側を主変圧器の２個のタップ巻線を介
   して前記第１．第２の負荷時タップ切換器に接続して、
   前記直列変圧器の励磁側に誘起される電圧を前記第１．
   第２の負荷時タップ切換器−こより切換えて主変圧器の
   二次側の電圧を８４整可能とした変圧器装置において、
   前記直列変圧器の鉄心は２脚鉄心を用い、この２脚鉄心
   に第１．第２の励磁巻線および二次巻線を夫々巻回し、
   且つ前記第１．第２の励磁巻線を夫々前記タップ巻線を
   介して前記第１．第２の負荷時タップ切換器に接続した
   ことを特徴とする変圧器装置。