【手続補正書】
【提出日】平成17年1月27日(2005.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  三巻線変圧器
【特許請求の範囲】
【請求項１】  鉄心に嵌装された三次巻線と二次巻線及び一次巻線とを備えた三巻線変圧器において、前記一次巻線を分割して該一次巻線の一部を前記二次巻線と三角結線された前記三次巻線との間に配置することを特徴とする三巻線変圧器。
【請求項２】  鉄心に嵌装された三次巻線と二次巻線及び一次巻線とを備えた三巻線変圧器において、前記一次巻線を分割して該一次巻線の一部を前記二次巻線と三角結線された前記三次巻線との間に配置すると共に、この二次巻線・三次巻線間に配置された分割一次巻線と三次巻線との間にタップ巻線を配置することを特徴とする三巻線変圧器。
【請求項３】  前記二次巻線は中性点接地線を有する星形結線で構成し、前記中性点接地線に前記一次巻線の地絡事故時に二次巻線に流れる零相電流を抑制する手段を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の三巻線変圧器。
【請求項４】  前記二次巻線は中性点接地線を有する星形結線で構成し、前記中性点接地線に前記一次巻線の地絡事故時に二次巻線に流れる零相電流を抑制する抵抗器を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の三巻線変圧器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は三角結線された三次巻線を備える三巻線変圧器の改良に係わり、特に既設変圧器を撤去して、新たに容量を増した変圧器に更新する場合に好適な三巻線変圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の三巻線変圧器における巻線配置は、鉄心側から、三次巻線、星形結線の二次巻線、星形結線の一次巻線、一次タップ巻線の順に配置されている。
【０００３】
この様な従来の巻線配置で既設変圧器を撤去し、これに代わって新たに容量を増加させた変圧器に更新する場合、一次巻線〜二次巻線間の短絡インピーダンス（％）は更新前後でも同じ値であることが要求されていることから、一次巻線、二次巻線とも巻回数を少なくして、短絡インピーダンス（％）が同じ値になるよう調整することになる。尚、三巻線変圧器として特開昭６３−２５２４０８号公報、特開平６−４５１６１号公報を挙げることができる。
【０００４】
その結果、三次巻線の巻回数も少なくなり、一次側の１線地絡故障時の零相インピーダンス（Ω）に相当する一次巻線〜三次巻線間の短絡インピーダンス（Ω）も小さくなる。
【０００５】
これを図５に示す三巻線変圧器の巻線配置図と図６、図７に示す漏れ磁束量分布図及び図８に示す一次側の１線地絡時の零相電流分布図により説明する。
【０００６】
図５は従来の三巻線変圧器巻線の配置図で、鉄心脚１に同心状に内側から三次巻線２、二次巻線４、一次巻線７、タップ巻線６の順に巻回し配置されている。
【０００７】
この巻線配置された一次巻線７と二次巻線４の間の短絡インピーダンス％IZPS及び一次巻線７と三次巻線２の間の短絡インピーダンスを％IZPTにすれば、下記概略式が成り立つ。
【０００８】
【数１】
2003332145.tif 000001
【数２】
2003332145.tif 000002
で表わされる。
【０００９】
ここで、KPS、KPT＝定数、ｎP＝一次巻線の巻回数、ｎT＝三次巻線の回数、IP＝一次巻線電流、IT＝三次巻線電流、VP＝一次巻線電圧、VT＝三次巻線電圧、LPS＝一次巻線と二次巻線の平均周長、LPT＝一次巻線と三次巻線の平均周長、ｄ0＝一次巻線と二次巻線との間の寸法、d31＝一次巻線と三次巻線との間の寸法、d1＝一次巻線の幅寸法、d2＝二次巻線の幅寸法、d3＝三次巻線の幅寸法、H＝巻線高さ寸法、とする。
【００１０】
このような状態で、容量を増加すると一次巻線電流IP、三次巻線電流ITが増加し、短絡インピーダンス％IZPSや％IZPTは容量比で大きくなるため、短絡インピーダンス％IZPSを更新前の変圧器と同じ値とするためには、一次巻線の巻回数ｎPを小さくすることになる。一次巻線の巻回数ｎPを小さくすることは同時に三次巻線の回数ｎTも小さくなり、短絡インピーダンス％IZPTも更新前の変圧器と同等の値となる。つまり、オームインピーダンスIZPT（Ω）は巻回数ｎT２の比で小さくなる。
【００１１】
また一次側の1線地絡故障時の零相電流分布を図８に示す。通常、二次巻線４の中性点Ｑには抵抗器ＮＧＲが接続され接地Ｅとなっていることから、一次巻線７及び三次巻線２には零相電流９，１０及び循環零相電流８が流れる。また一次巻線７と三次巻線２の間には図６に示すように漏れ磁束Ｇが透過する。図７は一次巻線７と二次巻線４の間に透過する漏れ磁束Ｇである。
【００１２】
既設変圧器での零相電流１０は電磁誘導障害を生じる恐れが少なかった。しかし、既設変圧器を撤去し新たに変圧器容量を増加させた更新変圧器を設置した場合、オームインピーダンスIZPT（Ω）が小さくなったことにより、零相電流１０が増加すると、電磁誘導障害を生じる恐れが出てきた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、一次側の1線地絡故障時の零相インピーダンスに相当する一次巻線７と三次巻線２との間の短絡インピーダンス％ＩZPTが小さくなるので、変圧器で一次巻線側の１線地絡故障時の零相電流１０に影響を与え、零相電流１０が大きくなる。この零相電流１０は一次巻線７を経由して系統線に流れ、通信線、通信機へのノイズとなり電磁誘導障害を生じるため、電力の品質に対する信頼性が損なわれる恐れがある。
【００１４】
本発明の目的は、通信線への電磁誘導障害の発生を抑制することにより、電力の品質に対する信頼性を向上した三巻線変圧器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明では、鉄心に嵌装された三次巻線と二次巻線及び一次巻線とを備えた三巻線変圧器において、前記一次巻線を分割して該一次巻線の一部を前記二次巻線と三角結線された前記三次巻線との間に配置する。
このようにすれば、一次巻線（外側の一次巻線）と三次巻線との間は分割された一次巻線の一部（内側の一次巻線）を配置した分だけ広くなり、この分だけ、三巻線変圧器の容量を増加した時の一次巻線と三次巻線との間に生じる漏れ磁束量を増加させ且つそれらの間の短絡インピーダンス及び零相インピーダンス（Ω）を大きくすることができる。結果として零相電流の増加を抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の三巻線変圧器の実施例を示す巻線配置図で、図２は一次巻線と三次巻線間の漏れ磁束量を示す分布図である。
(実施例１)
図１において、鉄心脚１の外側には、鉄心脚側から順に、三角結線された三次巻線２、内側一次巻線３、二次巻線４、外側一次巻線５、一次タップ巻線６が巻回し配置されている。内側一次巻線３は一次巻線７の一部を分割した分割巻線である。すなわち、一次巻線７は、内側一次巻線３と外側一次巻線５よりなる。二次巻線４は図８のように中性点接地線を有する星形結線で構成し、中性点接地線に一次巻線の地絡故障時の二次巻線４に流れる零相電流を抑制する抵抗器ＮＧＲを設けている。
【００１８】
三次巻線２は一次巻線７と三次巻線２との間に生じる漏れ磁束Ｇを増加させることが出来るようにするために、三次巻線２を三角結線し、三角結線された三次巻線２の巻回数を図５の三次巻線の巻回数より多くし、この分、一次巻線７と三次巻線２との間に生じる漏れ磁束量Ｇを増加させることができる。
【００１９】
このような巻線配置にすれば、一次巻線７と三次巻線２との間に生じる漏れ磁束量Ｇは三次巻線２の巻回数を図５の従来技術における三次巻線の巻回数より多くした分だけ、一次巻線７と三次巻線２との間に生じる漏れ磁束量Ｇを増加させることができ、それによって零相インピーダンス（Ω）が大きくなり、結果として図８の零相電流１０の増加を抑えることができる。
【００２０】
この結果、通信線、通信機への電磁誘導障害を生じる恐れがなく、電力の品質に対する信頼性を向上することができる。
【００２１】
また、変圧器の容量を増加させても、一次巻線を外側一次巻線と内側一次巻線とに分割するので、一次巻線〜二次巻線間の短絡インピーダンス（％）は、現状維持できる。
【００２２】
また一次巻線７を分割し、この分割巻線した内側一次巻線３を二次巻線４と三角結線された三次巻線２との間に配置する。このため、一次巻線７と三次巻線２との間は内側一次巻線３を設けた分だけ広くなり、この分だけ、三巻線変圧器の容量を増加した時の漏れ磁束量Ｇは、一次巻線７と三次巻線２との間に増加させることができるので、前述と同様に零相インピーダンスを大きくして零相電流を抑制することができる。
（実施例２）
実施例２は図３及び図４に示すように一次巻線７を分割し、この分割巻線した内側一次巻線３を二次巻線４と三角結線された三次巻線２との間に配置すると共に、内側一次巻線３と三次巻線２との間にタップ巻線６を配置することにより、一次巻線７と三次巻線２との間は内側一次巻線３及びタップ巻線６を配置した分だけ広くなり、実施例１と同様な効果を達成することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の三巻線変圧器によれば、三巻線変圧器の容量を増加した時、一次側の１線地絡故障時の零相インピーダンス（Ω）に相当する一次巻線と三次巻線との間の短絡インピーダンス（Ω）を増加させることにより、零相電流を抑制することが可能となり、通信線、通信機への電磁誘導障害を生じる恐れがなく、電力の品質に対する信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例として示した三巻線変圧器の巻線配置図である。
【図２】
図１の一次巻線〜三次巻線との間の漏れ磁束量を示す磁束分布図である。
【図３】
本発明の実施例２として示した三巻線変圧器の巻線配置図である。
【図４】
図３の一次巻線〜三次巻線との間の漏れ磁束量を示す磁束分布図である。
【図５】
従来の三巻線変圧器の巻線配置図である。
【図６】
図５の一次巻線〜三次巻線との間の漏れ磁束量を示す磁束分布図である。
【図７】
図５の一次巻線と二次巻線との間の漏れ磁束量を示す磁束分布図である。
【図８】
３巻線変圧器での一次側における１線地絡故障時の零相電流の流れを示す分布図である。
【符号の説明】
１…鉄心脚、２…三次巻線、３…内側一次巻線、４…二次巻線、５…外側一次巻線、６…一次タップ巻線、７…一次巻線、８…循環零相電流、９，１０…零相電流。