(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデルタ結線変圧器の巻線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器の巻線には、系統の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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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。変圧器巻線に電流が流れると、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
【００１６】
【発明の効果】
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】
【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。
【符号の説明】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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