JPS6140621A - 負荷時調整器 - Google Patents

負荷時調整器

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Publication number
JPS6140621A
JPS6140621A JP16160484A JP16160484A JPS6140621A JP S6140621 A JPS6140621 A JP S6140621A JP 16160484 A JP16160484 A JP 16160484A JP 16160484 A JP16160484 A JP 16160484A JP S6140621 A JPS6140621 A JP S6140621A
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JP
Japan
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winding
phase
voltage
series
neutral point
Prior art date
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Pending
Application number
JP16160484A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Ono
小野 勝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP16160484A priority Critical patent/JPS6140621A/ja
Publication of JPS6140621A publication Critical patent/JPS6140621A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/14Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

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、特り励磁電流に含まれる3倍調波分の環流方
法を改良した電力用の位相調整あるいは電圧調整を行な
う負荷時調整器ζ:関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 負荷時位相調整器は、1次側と2次側の電圧位相を変化
させ、電力の系統の潮流制御を行う装置であるが、第4
図に示すように1次側と2次側の電圧比を変えないよう
にして位相差を調整する方式のものである。その第4図
における負荷時位相調整器は、負荷時タップ切換装置を
含む調整変圧器1と直列変圧器2とから構成される。
調整変圧器1にFi、各相の分路巻線3と、タッグ巻#
4が調整変圧器用鉄心(図示しない)上に巻装されてお
り、両巻線とも三角結線に結線されている。一方、直列
変圧器2には、各相の励磁巻線5と直列巻線6が直列変
圧器用鉄心(図示しない)上に巻装されており、励磁巻
線5け三角結線された後、単相3台形の負荷時タップ切
換器7を介してタップ巻線4に接続され、タップ位置に
応じた電圧で直列巻線6を励磁する。
そして直列巻線6け、その中央の中間電圧点から端子を
引出して自相と同相成分の電圧を有しない分路巻線3の
相の接続点(たとえばU相に対してはX点)に接続する
とともに、その両端はそれぞれ1次、2次の端子に接続
されて使用される。
以上の構成における分路巻線3と直列巻線6に発生する
電圧のベクトル図は第5図に示すよう仁なる。すなわち
、1次端子の摺電圧加θと2次端子の相電圧Buθは、
中心点θと接続点Xの間の電圧Exθに、これと直角成
分の直列巻線誘起電圧MUuの半分をベクトル的に加減
した電圧となり、その大きさ1止Uθ1,1鋺θl F
i?1正−ある。したがって、負荷時タップ切換器7を
操作して、直列巻線誘起電圧Muuを変化させることに
より、1次、2次端子の電圧の絶対値を等しくしfcま
ま、相電圧立UθとMuθの間の位相差αを遅れから進
みまで任意に変化させることができる。
さて、変圧器鉄心(二は、磁気飽和現象およびヒステリ
シス現象があるため、誘起電圧を正弦波にするためには
、励磁電流はひずみ波電流となる。
ひずみ波電流は各高調波成分に分解でき、非3倍調波励
磁電流分と3倍調波励磁電流分とに分けて考える。非3
倍調波励磁電流分Fi3相で位相が120度づつずれて
いるので、その3相分のベクトル和は零となり、その流
れ方は基本波電流と同じであるので説明は省略する。
しかし、3倍調波励磁11N、分は、各3相ともその大
きさと位相が等しくなるので、ベクトル和は零にならず
、一般は三相結線内を環流する。そのためほとんどの変
圧器には、三角結線が取りつけられている。第4図に示
すように調整変圧器1で  61は、その3倍調波励磁
電流13mが分路巻線3およびタップ巻線4の三角結線
内を環流し、直列変圧器2ではその3倍調波励磁電流i
3mが励磁巻線5の三角結線内を環流する。
しかしながら、第4図の構成では負荷時タップ切換儀7
に単相形3台を必要とするため、そのタップ切換装置が
高価であるばかりか、それらを取りつけるために寸法が
大きくなり、油量1重量も多くなる欠点があった。この
欠点を除去するため、第6図に示すような標準化されて
おり、経済的に入手できて、小形にできる中性点切換用
3相一括形の負荷時タップ切換器を採用した例について
次(二説明する。すなわち、第6図(二おいて、タップ
□巻線8を星形結線とし、負荷時タップ切換器9に中性
点切換用3相一括形を採用し、これにしたがって励磁巻
線10も位相の関係から星形結線としている。
この結線方式によると励磁巻線IOが三角結線でなくな
ったため、前述し、たよう(二直列変圧器2における3
倍調波励磁電流j3s f環流させるため三角結線が必
要となり、安定巻線11を取り付けている。他Fi第4
図に同一であり、第5図の電圧ベクトルの関係も全く同
様である。この第6図によれば、調整変圧器1では、そ
の3倍調波励磁電流i3mが分路巻線3の三角結線を環
流し、直列変圧器2では、その3倍調波励磁型流目Cが
安定巻線11の三角結線内を環流する。
第6図において、もし安定巻線11がなければ、その3
倍調波励磁電流i3sが流れ得ないから、直列変圧器用
鉄心にはひずんだ磁束が発生し、誘起する電圧波形もひ
ずみ波となる。ひずみ磁束が鉄心中に流れると鉄損が増
大するとともに、直列巻線6に発生する電圧Muuがひ
ずみ、たとえ1次側端子電圧が正弦波であっても、2次
側端子電圧はひずみ波となり、励磁巻線10の中性点へ
@に大きな電圧が発生するなどの好ましくない現象が生
じ、実用化には問題がある。
このよう1第6図(:示す負荷時位相調゛整器にお□い
ても、負荷時タップ切換器を単相3台形の負荷時タップ
切換器7から3相一括形中性点切換用の負荷時タップ切
換器9に変更することにより、」ンパクトな構成にする
ことが可能となったが、安定巻線11を新たに取りつけ
る必要がある。そのため直列変圧器2の全体が大形化と
なり1機器の価格が高くなる欠点があった。
[発明の目的] 本発明の目的は、中性点切換用3相一括形の負荷時タッ
プ切換器を適用し、しかも安定巻線が不要となる安価で
特性のよい負荷時位相調整器を提供することにある。
[悼明の櫃要] 本発明シーよる負荷時位相調整器は、タップ巻線の中性
点と励磁巻線の中性点とを接続することにより、安定巻
線を省略するよう構成したことを特徴とするものである
[発明の実施例] 以下本発明を第1図、第2図および第3図に示す各実施
例について説明するが、各図において第4図および第6
図と同一符号は同一部分を示すものであるからこの説明
を省略する。
まず第1図に示す実施例において、本発明による負荷時
位相調整器は、第6図の従来のものと比べて安定巻線1
1がないこと、タッグ巻線8の中性点Nmと励磁巻線1
0の中性点Nsが中性点接地り−ド12で接地されてい
ることが相異している。1だ電圧と位相との関係および
調整変圧器103倍調波励磁電流i3mについては、従
来の第6図のものと全く同一である。しかし、安定巻線
11に流れていた直列変圧器2の3倍調波励磁電流13
mは、励磁巻線10から中性点接続リード12→負荷時
タップ切換器9→タップ巻線8→励磁巻線10にもどる
閉回路を環流する。
このように3倍調波励磁電流13mが励磁巻線10を流
れ得るので、その励磁作用によって磁束波形と誘起電圧
波形には、ひずみは発生しない。また別の見方をすると
、タップ巻線8と励磁巻線10の電圧は、それらの中性
点NmとNsが中性点接続リード12で接続されている
ので、対応する相電圧は同一波形であってタップ巻線8
に発生する正弦波の電圧になる。
励磁巻線8の各相の励磁電圧波形が正弦波であ   :
れば、直列巻線6(二誘起する電圧EUuも正弦波であ
り、電圧ひずみの問題はなくなるが、励磁電流はひずみ
波となり、3倍調波励磁電流13sが流れることが必要
となり、前述の中性点接続リード12(二より形成され
た閉回路に環流することになる。
調整変圧器1について説明すると%調整変圧器自身の励
磁電流は第6図の従来器と同一であり、その3倍調波励
磁電流13m#′i分路巻#!3を環流し。
ている。直列変圧器の3倍調波励磁電流13gがタップ
巻線8に流れて起磁力Nt −i3sを発生させるが、
それを変圧器作用によって打消すように分路が環流する
。7′cソし、Ntはタッグ巻線8の有効巻回数であり
、 Ncは分路巻線3の巻回数とする。
ゆえに分路巻#!3には、  i3mと13−の両方が
環流する。ただし、3倍調波励磁電流1′3Sの向きは
負荷時タップ切換器9の極性によって第1図に示す方向
とは逆になることもある。直列巻線6C:発生する電圧
tUuが丁度零の場合には、励磁巻線10が負荷時タッ
プ切換器9によって短絡される場合であり、直列変圧器
2の励at流は零である。したがって3倍調波励磁電流
43sとih畠も存在しない。
次に第2図H示す他の実施例について説明する。
この実施例は、直列巻線13の一端な自相と同相成分の
電圧を有しない分路巻ll!3の相の接続点である2次
線路端子(たとえばU相に対してFiu端子)に接続し
、他の一端を1次線路端子に接続し、そしてタップ巻線
14を転位切換方式にし、それに合わせfc3相一括形
中性点切換用の負荷時タップ切換器15を取付けた場合
であり1分路巻線3.励磁巻l1110および中性点綴
にリード12は第1図の実施例と同一である。
この場合の1次端子の相電圧自Uθと2次端子の相電圧
自u0とでは、その大きさが異なってkUoの方が大き
くなるが、その差は位相差αが小さい場合C二は、小さ
くて一般には問題にならない。この構成により2次端子
の相電圧Mu9111%1次端子の相電圧自Uθより位
相の進みから同相になる範囲に調整できる03倍調波励
磁電流4m、 i3s、 itsの流れ方や作用は、第
2図の場合も第1図の場合と同様である。そしてその効
果である安定巻#i!が不要になる利点も同一である。
第21Y1における直列巻線13の極性を逆になるよう
に接続すれば、2次端子の相電圧拓1θは1次端子の相
電圧自Uθより位相を遅れから同相になる範囲に調整で
きる。なお、第2図において第1図のように極性切換方
式であるタップ巻線8と負荷時タップ切換器9とすれば
、位相は進みから遅れまでの範囲に調整できることにな
り、これも一つの他の実施例である。
第2図の構成は前述したように位相調整により1次端子
電圧の方が2次端子電圧に比べて大きくなり、すなわち
変圧比が位相差によって変化してしまうことになるが、
直列巻線131j直列巻線6のようにその中央の中間電
圧点から端子を引出す必要がないので、その巻線構造が
簡単になる利点がある。
第1図の実施例において、第2図のような転位切換方式
であるタップ巻線14と負荷時タップ切換器I5におき
かえれば、2次端子の相電圧Muθは、1次端子の相電
圧ityθより位相を進みから同相1:な憂範囲に調整
できる。そして直列巻線3の極性を逆にすれば、位相の
関係は進みから遅れにかえられることになり、これも一
つの実施例である。
なお負荷時タップ切換器は、第1図においては副切換器
で極性切換方式を、第2図では副切換器で転位切換方式
を行なう場合であるが、調整範囲が狭く、切換タップ点
数が少なくてもよい場合(−は、前記の副切換器を使わ
ない方式もある。
以上述べたように、直列巻線とタップ巻線および負荷時
タップ切換器については、その構成方法がいろいろある
が、その位相調整が必要とする仕様に対して最適な方法
を選択すればよい。
次に第3図に示す他の実施例について説明するが、この
実施例の構成は、位相調整でなく電圧調整を行なう場合
の負荷時電圧調整器である。すなわち1分路巻線16を
星形結線とし、直列巻線13は自相と同相成分の電圧を
有する分路巻線16の線路:1 端近傍(二直列巻線13の一端(x、y、x)を接続し
1分路巻線16の線路端部(U、V、W)を1次端子に
直列巻線13の分路巻線16と接続しない方の一端(u
、v、w)を2次端子にして各々の回路に接続して使用
されるものである。
この第3図の実施例においても、タップ巻−8゜負荷時
タップ切換器9.励磁巻線10およびΦ性点接続リード
12け、第1図の実施例と同一である。
そして分路巻線16が三角結線でなくなったので。
3倍調波励磁電流13m、+6易を流すべく、3次巻線
17は三角結線にする必要がある。もし3次巻線17の
端子(a、b、c)を外部(:引き出す必要がなければ
、内蔵の三角結線すなわち安定巻線とする。
このような構成において、負荷時タップ切換器9を一作
し、励磁巻線lOと直列巻線13の誘起電圧を変化させ
ると、2次端子(u、v、w)の電圧を調整できること
になる。3倍調波励磁電流13mの流れ方は、第1図の
実施例と同様であるが、3倍調波励磁電流i3mとi3
@は3次巻線17の三角結RだしNtにタップ巻Iv1
18の有効巻回数であり、N8σ3次巻線の巻回数であ
る。
これらの3倍調波励磁電流の作用は、第3図も第1図と
同様であり、その効果である直列変圧器2への安定巻線
が不要になることも同様である。
なお、第3図では直列巻線13の一端(x、y’、z)
を分路巻線16の途中に接続している場合であるが、分
路巻線16の線路端(U、V、W)に接続する構成につ
いても同様な作用と効果が得られる0[発明の効果] 以上のように本発明によれば、中性点接続リードが追加
になるが、そのリードに流れる電流は3倍調波励磁電流
13gの3倍および一線地絡などの事故で発生する零相
電流であるから、そのリードはさほど太くする必要がな
く、かつ一般には接地されるので電気的な絶縁も少なく
てすむから、中性点接続リード12の価格は、はとんど
問題にならない程度である。
また励磁巻線、タップ巻線1分路巻線および3次巻線に
は、3倍調波励磁電流が負荷電流に重畳して流れる系、
3倍調波励磁電流は負荷電流に比べれば非常に小さいの
で、これらの巻線を太く子る必要はなく、負荷損の増大
も無視できる。
さらに負荷時タップ切換器には、経済的に入手できて小
形にできる中性点切換用3相一括形のものを採用し、直
列質圧器にけ安定巻線がないので安定巻線自身の材料費
とその加工費が全く不要となり、かつその安定巻線の取
付場所がいらなくなるために、コンパクト化となって価
格が安くなるととも(二、発生する損失も低減できるの
で高効率の負荷時調整器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による負荷時調整器の一実施例を示す結
線図、第2図および第3図は本発明のそれぞれ異なる他
の実施例を示す結線図、第4図および第6図は従来の負
荷時位相調整器を示す結線図、纂5図れ位相V@整の原
理を示す電圧のベクトル図である。 1・・・調整変圧器   2・・・直列変圧器3.16
・・・分路巻線 4,8.14・・・タップ巻線5.1
0・・・励磁巻線  6.13・・・直列巻線7.9.
15・・・負荷時タップ切換器17・・・3次巻線 )−、)    心 第  3  図 第  4  図 via顯G1−40621(6) 第  5  図 第  6  図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分路巻線およびタップ巻線を有する調整変圧器と
    、直列巻線および励磁巻線を有する直列変圧器と、負荷
    時タップ切換装置とを具備し、その分路巻線は三角結線
    とし、その直列巻線はその中間電圧点あるいはその一端
    を自相と同相成分の電圧を有しない前記分路巻線の相の
    接続点に接続しかつその両端を別々の線路に接続し、前
    記タップ巻線は星形結線としてその中性点に3相一括形
    の負荷時タップ切換器を取付け、前記励磁巻線は星形結
    線として前記タップ巻線と励磁巻線の各線路および中性
    点とを前記負荷時タップ切換器を介して接続したことを
    特徴とする負荷時調整器。
  2. (2)分路巻線は星形結線とし、その直列巻線はその一
    端を自相と同相成分の電圧を有する分路巻線の線路端近
    傍に接続し他端を別々の線路に接続し、さらに三角結線
    の三次巻線を巻いたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の負荷時調整器。
JP16160484A 1984-08-02 1984-08-02 負荷時調整器 Pending JPS6140621A (ja)

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JP16160484A JPS6140621A (ja) 1984-08-02 1984-08-02 負荷時調整器

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63147209A (ja) * 1986-12-11 1988-06-20 Takaoka Ind Ltd 電圧位相調整変圧器
JPS63147210A (ja) * 1986-12-11 1988-06-20 Takaoka Ind Ltd 電圧位相調整変圧器
US5133320A (en) * 1990-07-27 1992-07-28 Nippondenso Co., Ltd. Safety apparatus for combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63147209A (ja) * 1986-12-11 1988-06-20 Takaoka Ind Ltd 電圧位相調整変圧器
JPS63147210A (ja) * 1986-12-11 1988-06-20 Takaoka Ind Ltd 電圧位相調整変圧器
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