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技術 縦続接続変圧器装置

出願人 日新電機株式会社
発明者 原田友行
出願日 1994年1月28日 (26年3ヶ月経過) 出願番号 1994-039053
公開日 1995年8月18日 (24年8ヶ月経過) 公開番号 1995-220957
状態 拒絶査定
技術分野 変成器又はリアクトル一般
主要キーワード 変圧器装置 各変圧器 分担電圧 直列コンデンサ 電圧分担 巻線比 定格出力 内部インピーダンス
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この項目の情報は公開日時点(1995年8月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

縦続接続する前段変圧器および後段変圧器の電圧が、巻線比どおりに分担できるようにすることを目的とする。

構成

前段変圧器の3次側以降、後段変圧器の1次側に至る回路中に、各変圧器内部インピーダンス補償する直列コンデンサを接続する。各変圧器の出力電圧を低減させている内部インピーダンスは、直列コンデンサにより補償されるため、各変圧器の分担電圧は巻線比どおりとなる。これにより各変圧器は定格出力で使用されることになる。

概要

背景

縦続接続変圧器装置において、前段変圧器に3次巻線を設け、これを1次巻線とする後段変圧器の2次巻線と前段変圧器の2次巻線を直列に接続する構成は、既によく知られている。図2はその従来構成を示し、1は前段変圧器、2はその1次巻線、3は2次巻線、4は同じく3次巻線、5は後段変圧器、6はその1次巻線、7は同じく2次巻線である。8は容量性負荷である。前段変圧器1の2次巻線3と後段変圧器5の2次巻線7とは直列に接続され、各巻線誘起電圧加算され、負荷8に印加される。図に示す縦続接続変圧器装置の例は、負荷7に試験用高電圧を印加するのに使用するためのものである。

ここで各変圧器内部インピーダンス電流、誘起電圧ならびに巻線比を図に示す値とすれば、これらの値は次式のようにあらわされる。なお各インピーダンスの符号は、コンデンサを正とし、インピーダンス、電圧、電流は絶対値としてある。

V2=I2/ωC
V21+V22=V2
V21=V210+I2・Z1S
V22=V220+I2・Z2
V3 =V30 +I3・Z1T
V10=V1+I1(Z1P−Zc)
V210=α1・V10
V30=V10
V220=α2・V3
I1=I3+α1・I2
I3=α2・I2

上記の各式からV21およびV22について解くと、下記の数式1および数式2が得られる。

概要

縦続接続する前段変圧器および後段変圧器の電圧が、巻線比どおりに分担できるようにすることを目的とする。

前段変圧器の3次側以降、後段変圧器の1次側に至る回路中に、各変圧器の内部インピーダンスを補償する直列コンデンサを接続する。各変圧器の出力電圧を低減させている内部インピーダンスは、直列コンデンサにより補償されるため、各変圧器の分担電圧は巻線比どおりとなる。これにより各変圧器は定格出力で使用されることになる。

目的

本発明は、前段変圧器および後段変圧器を縦続接続するにあたり、各変圧器の電圧が、巻線比どおりに分担できるようにすることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

前段変圧器後段変圧器を備え、前記前段変圧器の3次巻線を設け、前記3次巻線を前記後段変圧器の1次巻線に接続し、前記後段変圧器の2次巻線と前記前段変圧器の2次巻線を直列に接続してなる縦続接続変圧器装置において、前記前段変圧器の3次側以降、前記後段変圧器の1次側に至る回路中に、前記各変圧器内部インピーダンス補償する直列コンデンサを接続してなる縦続接続変圧器装置。

技術分野

0001

本発明は、縦続接続変圧器装置に関する。

背景技術

0002

縦続接続変圧器装置において、前段変圧器に3次巻線を設け、これを1次巻線とする後段変圧器の2次巻線と前段変圧器の2次巻線を直列に接続する構成は、既によく知られている。図2はその従来構成を示し、1は前段変圧器、2はその1次巻線、3は2次巻線、4は同じく3次巻線、5は後段変圧器、6はその1次巻線、7は同じく2次巻線である。8は容量性負荷である。前段変圧器1の2次巻線3と後段変圧器5の2次巻線7とは直列に接続され、各巻線誘起電圧加算され、負荷8に印加される。図に示す縦続接続変圧器装置の例は、負荷7に試験用高電圧を印加するのに使用するためのものである。

0003

ここで各変圧器内部インピーダンス電流、誘起電圧ならびに巻線比を図に示す値とすれば、これらの値は次式のようにあらわされる。なお各インピーダンスの符号は、コンデンサを正とし、インピーダンス、電圧、電流は絶対値としてある。

0004

V2=I2/ωC
V21+V22=V2
V21=V210+I2・Z1S
V22=V220+I2・Z2
V3 =V30 +I3・Z1T
V10=V1+I1(Z1P−Zc)
V210=α1・V10
V30=V10
V220=α2・V3
I1=I3+α1・I2
I3=α2・I2

0005

上記の各式からV21およびV22について解くと、下記の数式1および数式2が得られる。

0006

0007

0008

これら数式1および数式2から理解されるように、各変圧器1、5の誘起電圧V21およびV22は、その巻線比α1およびα2どおりの電圧分担とはならず、各数式の{}の値が誤差となってあらわれ、その分だけ低下することになる。そのため各変圧器の電圧を定格に見合って均等に分担させることができなくなる。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、前段変圧器および後段変圧器を縦続接続するにあたり、各変圧器の電圧が、巻線比どおりに分担できるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、前段変圧器の3次側以降、後段変圧器の1次側に至る回路中に、各変圧器の内部インピーダンスを補償する直列コンデンサを接続することを特徴とする。

0011

各変圧器の分担電圧は、その内部インピーダンスにより制限されるものであるから、この内部インピーダンスを直列コンデンサにより補償することにより、巻線比どおりの分担電圧となる。具体的には数式1の内の{}内を0とする条件を満足させるインピーダンスを備えた直列コンデンサを接続すればよい。

0012

本発明の実施例を図1によって説明する。なお図2と同じ符号を付した部分は同一または対応する部分を示す。図1に示す構成は、前段変圧器1の3次巻線4に直列コンデンサ9を挿入した例である。直列コンデンサ9のインピーダンスをZCとすれば、数式1および数式2におけるZ1Tを(Z1T−ZC)で置き換えたものに等しい。したがってこの場合のV21およびV22は下記の数式3および数式4のようになる。

0013

0014

0015

この各数式3または数式4のうちの{}内を0とするインピーダンスの直列コンデンサ9を選択すれば、負荷8の容量にかかわらず、巻線比どおりの電圧分担となる。したがって最も適切な直列コンデンサ9の容量は、下記の数式5および数式6から求められる。

0016

0017

0018

数式6の両辺に(−α1/α2)を乗ずれば数式5となるので、両式は同じ解とる。これからZCを求めると下記の数式7が求められる。

0019

0020

なお図の例では直列コンデンサ8を3次巻線4に接続した例であったが、これを2次巻線3に接続してもよく、この場合は数式1または数式2のうちのZ1Sを(Z1S−ZC)で置き換えればよい。あるいは後段変圧器5の2次巻線7に接続してもよく、この場合は数式1または数式2のうちのZ2を(Z2−ZC)で置き換えればよい。また図の例は変圧器2台を縦続接続した構成であるが、これが3台以上を縦続接続した構成でも本発明は適用される。

発明の効果

0021

以上説明したように本発明によれば、前段変圧器および後段変圧器を縦続接続するにあたり、各変圧器の電圧を負荷電流に関係なく、巻線比どおりに均等に分担させることができ、したがって各変圧器を定格出力どおりに運転されることになり、また各変圧器をそのそれぞれの内部インピーダンスに関係なく組み合わすことができる効果を奏する。

図面の簡単な説明

0022

図1本発明の実施例を示す回路図である。
図2従来例の回路図である。

--

0023

1前段変圧器
21次巻線
32次巻線
4 3次巻線
5後段変圧器
6 2次巻線
7 2次巻線
8負荷
9 直列コンデンサ

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