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技術 デルタ結線変圧器の巻線

出願人 株式会社高岳製作所
発明者 齋藤雅則大渕禎夫
出願日 1999年3月16日 (21年9ヶ月経過) 出願番号 1999-070374
公開日 2000年9月29日 (20年2ヶ月経過) 公開番号 2000-269055
状態 特許登録済
技術分野 変成器又はリアクトル一般 可変変成器一般
主要キーワード タップ端子 逆巻き 高圧側巻線 同心配置 アンペアターン 磁気中心 変圧器巻線 軸方向中心
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この項目の情報は公開日時点(2000年9月29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 (6)

課題

高圧側巻線タップ選択位置による磁気中心のずれのないデルタ結線変圧器巻線を安価に提供することを課題としている。

解決手段

鉄心1に同心配置された少なくとも2巻線以上の巻線からなる3相変圧器巻線において、変成電圧を変えるためのタップ端子を図1のように巻線上下端部に配置した巻線と2相のタップ端子を短絡することにより、巻線をデルタ結線にするタップ切換器とから構成される。

概要

背景

変圧器巻線には、系統電圧変化に対して出力電圧を変化させるために、変圧比を変える目的で巻線にタップが設けられている。従来のデルタ結線変圧器の巻線の場合、図2(a)に示すようにタップ端子6〜9は高圧側巻線3の中央に配置されているか、または図3に示すように高圧側巻線3を上下に2分割し、上下それぞれの巻線の中央に配置されているかのいずれかであった。

図2(a)のように、鉄心1に低圧側巻線2及び高圧側巻線3が同心配置され、タップは高圧側巻線3の中央に配置されている。図2(b)は図2(a)の構造のときの高圧側巻線3の結線図を示すもので14はU相の巻線、15はV相の巻線、16はW相の巻線をそれぞれ示しており、これらがデルタ結線で接続されている。4,5は線路端子、6〜9はタップ端子を示す。タップ端子6〜9間の接続を順次変えることにより、出力電圧を可変調整することができるように構成されている。例えば、タップ端子6と8を接続した場合はタップ端子6,8の間の巻数だけ高圧側巻線3から巻数が抜けることになる。その結果、低圧側巻線2と高圧側巻線3の間の巻数比が変化し、出力電圧を調整することができる。

図3のように、鉄心1に低圧側巻線2及び高圧側巻線3が同心配置され、高圧側巻線3は上下に2分割されている。タップは上下それぞれの巻線の中央に配置されている。4,5は線路端子、6〜9はタップ端子を示す。6〜9のタップ端子は上下に2分割された巻線それぞれのタップを上下対称に接続したものである。タップ端子間の接続を順次変えることにより、出力電圧を可変調整することができるように構成されている。例えば、タップ端子6と7を接続した場合はタップ端子6,7の間の巻数だけ高圧側巻線3の上下それぞれの巻線から巻数が抜けることになる。その結果、低圧側巻線2と高圧側巻線3の間の巻数比が変化し、出力電圧を調整することができる。

概要

高圧側巻線のタップ選択位置による磁気中心のずれのないデルタ結線変圧器の巻線を安価に提供することを課題としている。

鉄心1に同心配置された少なくとも2巻線以上の巻線からなる3相変圧器巻線において、変成電圧を変えるためのタップ端子を図1のように巻線上下端部に配置した巻線と2相のタップ端子を短絡することにより、巻線をデルタ結線にするタップ切換器とから構成される。

目的

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、タップ選択位置による磁気中心のずれがなく、このための機械力対策が不要でかつ、巻線作業性が改善されるため、その製作費が安価なデルタ結線変圧器の巻線を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

鉄心同心配置された少なくとも2巻線以上の巻線からなる3相変圧器巻線タップを含む巻線において、タップを各相巻線の上下端部に対称に配置し、タップ選択において互いに別の相の上端部タップと下端部タップを接続し、タップを含む巻線がデルタ結線となるように構成されたことを特徴とするデルタ結線変圧器の巻線。

技術分野

0001

本発明はデルタ結線変圧器巻線に関する。

背景技術

0002

変圧器の巻線には、系統電圧変化に対して出力電圧を変化させるために、変圧比を変える目的で巻線にタップが設けられている。従来のデルタ結線変圧器の巻線の場合、図2(a)に示すようにタップ端子6〜9は高圧側巻線3の中央に配置されているか、または図3に示すように高圧側巻線3を上下に2分割し、上下それぞれの巻線の中央に配置されているかのいずれかであった。

0003

図2(a)のように、鉄心1に低圧側巻線2及び高圧側巻線3が同心配置され、タップは高圧側巻線3の中央に配置されている。図2(b)は図2(a)の構造のときの高圧側巻線3の結線図を示すもので14はU相の巻線、15はV相の巻線、16はW相の巻線をそれぞれ示しており、これらがデルタ結線で接続されている。4,5は線路端子、6〜9はタップ端子を示す。タップ端子6〜9間の接続を順次変えることにより、出力電圧を可変調整することができるように構成されている。例えば、タップ端子6と8を接続した場合はタップ端子6,8の間の巻数だけ高圧側巻線3から巻数が抜けることになる。その結果、低圧側巻線2と高圧側巻線3の間の巻数比が変化し、出力電圧を調整することができる。

0004

図3のように、鉄心1に低圧側巻線2及び高圧側巻線3が同心配置され、高圧側巻線3は上下に2分割されている。タップは上下それぞれの巻線の中央に配置されている。4,5は線路端子、6〜9はタップ端子を示す。6〜9のタップ端子は上下に2分割された巻線それぞれのタップを上下対称に接続したものである。タップ端子間の接続を順次変えることにより、出力電圧を可変調整することができるように構成されている。例えば、タップ端子6と7を接続した場合はタップ端子6,7の間の巻数だけ高圧側巻線3の上下それぞれの巻線から巻数が抜けることになる。その結果、低圧側巻線2と高圧側巻線3の間の巻数比が変化し、出力電圧を調整することができる。

発明が解決しようとする課題

0005

従来におけるデルタ結線変圧器の巻線は、以上のように構成されているがタップ選択時に磁気中心のずれによる軸方向への機械力が問題となる。変圧器巻線電流が流れると、その生ずる磁界との相互作用により機械力が発生する。つまり、図4図5に示すように、低圧側巻線2と高圧側巻線3にはお互いに逆方向の電流が流れているため、低圧側巻線2と高圧側巻線3の間には反発力17が働く。図4のように低圧側巻線2と高圧側巻線3の高さが同じで、それぞれのアンペアターンの中心が同一レベルにある場合は、それぞれの巻線の軸方向の中心に位置する磁気中心にずれがないため反発力17は水平方向に働き、巻線全体には軸方向の機械力は働かない。しかし、図5のように低圧側巻線2と高圧側巻線3の磁気中心がずれているとこの反発力17が水平方向から斜めにずれて巻線全体に働く。この斜めにずれて働いた反発力の軸方向成分が軸方向の機械力18として巻線全体に働く。この機械力の大きさは電流の2乗に比例するため、短絡電流のような大電流が流れると非常に大きな機械力が発生し、このための巻線を固定する強度が充分でないと、巻線が変形を生ずるばかりでなく、巻線の支持が不完全なときには破壊することがある。

0006

図2(a)のように高圧側巻線3の中央にタップが配置されている場合のタップ選択位置による磁気中心のずれについて説明する。タップ端子6と9を接続した場合、タップ端子6,9の間の巻数が抜けることになるが高圧側巻線3の軸方向の中心に対して対称に巻数が抜けるため磁気中心は高圧側巻線3の軸方向中心になる。このため、低圧側巻線2との磁気中心にずれは生じないため軸方向機械力は発生しない。しかし、タップ端子6と8を接続した場合、高圧側巻線3から抜ける巻数が軸方向中心から上側に偏っているため、高圧側巻線3の磁気中心が移動し、その結果、低圧側巻線2と高圧側巻線3の磁気中心にずれが生じ、高圧側巻線3に軸方向の機械力が発生する。この機械力に耐えるための巻線、及び支持構造製作に多大な費用を要していた。

0007

また、図3のように高圧側巻線3が上下に2分割されてそれぞれにタップが配置されている場合は上下のタップを対称に接続していけば磁気中心は高圧側巻線3の軸方向中心から動かないので低圧側巻線2と高圧側巻線3の磁気中心にずれは生じない。そのため、軸方向機械力は生じない。しかし、図2(a)の高圧側巻線3の中央にタップが配置された場合に比べて高圧側巻線3のターン数及びタップ口出し数が2倍となり、かつ上下巻線の一方は逆巻きとなるため製作に時間がかかり、製作費用が増していた。

0008

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、タップ選択位置による磁気中心のずれがなく、このための機械力対策が不要でかつ、巻線作業性が改善されるため、その製作費が安価なデルタ結線変圧器の巻線を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0009

鉄心に同心配置された少なくとも2巻線以上の巻線からなる3相変圧器巻線のタップを含む高圧側巻線において、タップを各相巻線の上下端部に対称に配置し、タップ選択において互いに別の相の上端部タップと下端部タップを接続し、全体としては、タップを含む高圧側巻線がデルタ結線となるように構成する。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の実施形態例を図1を参照しながら説明する。図1(a)は本発明の巻線構造の断面図及び結線図を示すものであり、鉄心1に低圧側巻線2及び高圧側巻線3が同心配置され、タップは高圧側巻線3の上下端部にそれぞれ配置されている。6〜9は巻線上端部のタップ端子、10〜13は巻線下端部のタップ端子を示す。図1(b)は本発明の高圧側巻線3の結線図を示すもので4は線路端子、14はU相の巻線、15はV相の巻線、16はW相の巻線をそれぞれ示しており、これらがデルタ結線で接続されている。

0011

図1を参照して本発明のタップ接続方法について説明する。図1(a)におけるタップ端子6〜9及び10〜13はそれぞれ別の相のタップ端子と接続される。つまり、U相のタップ端子6〜9はV相のタップ端子10〜13に接続され、V相のタップ端子6〜9はW相のタップ端子10〜13に接続され、W相のタップ端子6〜9はU相のタップ端子10〜13に接続される。

0012

図1を参照して本発明のタップ選択方法について説明する。図1(b)の矢印で示すようにU相巻線14のタップ端子9とV相巻線15のタップ端子13を接続し、U相巻線14のタップ端子13とW相巻線16のタップ端子9を接続し、V相巻線15のタップ端子9とW相巻線16のタップ端子13とを接続すれば、各巻線において上下対称に巻数が抜けるため高圧側巻線3の磁気中心は低圧側巻線2の磁気中心とずれることはない。同様に、各巻線のタップ端子8と12、タップ端子7と11、タップ端子6と10を選択した場合も低圧側巻線2と高圧側巻線3との間に磁気中心のずれは生じない。

0013

このように、高圧側巻線3の上下端部にタップを配置し、上下それぞれのタップ端子をそれぞれ別の相のタップ端子と接続すれば、巻線端部からそれぞれ対称になるようにタップを選択できるので磁気中心のずれない巻線の製作が可能となる。

0014

また、本発明では図3に示す従来技術の例のように磁気中心対策のために高圧側巻線3を上下に2分割する必要がないため、ターン数及びタップ口出し数の増加かつ、一方の巻線が逆巻きとなることによる製作費の増加が生じない。つまり、巻線の製作費は図2の従来技術例で示すタップが高圧側巻線3の中央に配置されている場合と同程度でまた、軸方向機械力対策は図3の高圧側巻線3が上下に2分割されてそれぞれの中央にタップが配置されている場合と同程度となる。

0015

また、本発明はタップが低圧側巻線に配置される場合及び低圧側巻線、高圧側巻線の両方に配置される場合においても適用される。

発明の効果

0016

本発明によれば、軸方向機械力対策が不要でかつ、磁気中心のずれをなくすための複雑な巻線構造による製作費の増大を抑えたデルタ結線変圧器の巻線を安価に提供することができる。

図面の簡単な説明

0017

図1本発明の変圧器巻線構造の実施形態の一例を示す構造図で(a)は巻線の断面図であり、(b)は巻線の結線図である。
図2従来の変圧器巻線の構造図で(a)は巻線の断面図であり、(b)は巻線の結線図である。
図3従来の変圧器巻線構造を示す断面図である。
図4磁気中心が一致しているときの巻線の断面図である。
図5磁気中心がずれているときの巻線の断面図である。

--

0018

1鉄心
2低圧側巻線
3高圧側巻線
4線路端子
5 線路端子
6タップ端子
7 タップ端子
8 タップ端子
9 タップ端子
10 タップ端子
11 タップ端子
12 タップ端子
13 タップ端子
14 U相巻線
15 V相巻線
16 W相巻線
17反発力
18 軸方向機械力

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