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公開番号2021015871
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210212
出願番号2019129148
出願日20190711
発明の名称変圧器
出願人三菱電機株式会社
代理人特許業務法人深見特許事務所
主分類H01F 27/02 20060101AFI20210115BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高電圧かつ大容量の電力用の多重定格変圧器において、定格電圧の変更作業時間を短縮する。
【解決手段】本発明に基づく変圧器100において、仕切壁160は、タンク110内において、第1空間111と、第2空間112とを区画している。仕切壁160には、複数の絶縁スペーサ161が設けられている。複数のリード線130は、第1空間111から複数の絶縁スペーサ161を介して第2空間112に引き出されている。第1電圧線151、第2電圧線152および中性線153は、第2空間112内において、複数のリード線130のいずれにも接離可能である。タンク110は、第1空間111に冷媒10が充填されている状態において、第2空間112内の冷媒10を出し入れ可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
冷媒が充填されたタンクと、
前記タンク内に収納されて鉄心に巻き回された巻線と、
前記巻線のうち互いに異なる部分に電気的に接続されている複数のリード線と、
前記タンクを貫通するように設けられた第1ブッシング、第2ブッシングおよび中性点ブッシングと、
前記第1ブッシングから前記タンク内に延びる第1電圧線と、
前記第2ブッシングから前記タンク内に延びる第2電圧線と、
前記中性点ブッシングから前記タンク内に延びる中性線と、
前記タンク内において、前記巻線が位置する第1空間と、前記第1ブッシング、前記第2ブッシング、前記中性点ブッシング、前記第1電圧線、前記第2電圧線および前記中性線が位置する第2空間とを区画する仕切壁とを備え、
前記仕切壁には、複数の絶縁スペーサが設けられており、
前記複数のリード線は、前記第1空間から前記複数の絶縁スペーサを介して前記第2空間に引き出されており、
前記第1電圧線、前記第2電圧線および前記中性線は、前記第2空間内において、前記複数のリード線のいずれにも接離可能であり、
前記タンクは、前記第1空間に前記冷媒が充填されている状態において、前記第2空間内の前記冷媒を出し入れ可能に構成されている、変圧器。
続きを表示(約 240 文字)【請求項2】
前記複数の絶縁スペーサの各々は、前記第1空間に向かって凸状に曲がっている、請求項1に記載の変圧器。
【請求項3】
前記複数の絶縁スペーサは互いに離間しており、
前記複数のリード線は、前記複数の絶縁スペーサと1対1で対応して設けられている、請求項1または請求項2に記載の変圧器。
【請求項4】
前記複数のリード線のうちの1つのリード線は、タップ切替器を介して接続されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の変圧器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、変圧器に関する。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
変圧器の構成を開示した文献として、特開平10−41142号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載の変圧器は、中身本体と、タップ切換器と、本体タンクと、ブッシングと、ブッシング変流器等により構成されている。中身本体は、鉄心にタップを有する巻線を巻装してなる。タップ切換器は、このタップ巻線のタップを切り換える。本体タンクは、中身本体を収納する。ブッシングは、変圧器巻線の口出線(リード)を外部に引き出す。ブッシング変流器は、ブッシングの導体を一次として使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平10−41142号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高電圧かつ大容量の電力用変圧器として、多重定格変圧器がある。多重定格変圧器は、巻線の結線を変更して巻数比を変更することにより、定格電圧を変更できる。多重定格変圧器は、定格電圧を変更することで、系統電圧が互いに異なる複数の電力系統に対応できる。
【0005】
上記のような多重定格変圧器の定格電圧の変更は、定格電圧の変化量を考慮すると、従来のタップ切替器では対応することができない場合がある。このため、多重定格変圧器の定格電圧の変更は、変圧器を設置した地点において、巻線を収納したタンク内でリード線をつなぎ替えることにより行なわれる。そして、リード線をつなぎ替える作業を実施するため、タンク内に収納された冷媒を一時的に抜き取る必要がある。冷媒がたとえば絶縁油である場合には、数万リットルの絶縁油をタンクから抜き取るという作業が発生する。このように、上記のような多重定格変圧機器においては、冷媒抜き出し作業により、定格電圧の変更作業に時間がかかっていた。
【0006】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高電圧かつ大容量の電力用の多重定格変圧器において、定格電圧の変更作業時間を短縮することができる変圧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に基づく変圧器は、タンクと、巻線と、複数のリード線と、第1ブッシングと、第2ブッシングと、中性点ブッシングと、第1電圧線と、第2電圧線と、中性線と、仕切壁とを備えている。タンクは、冷媒が充填されている。巻線は、タンク内に収納されて鉄心に巻き回されている。複数のリード線は、巻線のうち互いに異なる部分に電気的に接続されている。第1ブッシング、第2ブッシングおよび中性点ブッシングは、タンクを貫通するように設けられている。第1電圧線は、第1ブッシングからタンク内に延びている。第2電圧線は、第2ブッシングからタンク内に延びている。中性線は、中性点ブッシングからタンク内に延びている。仕切壁は、タンク内において、第1空間と、第2空間とを区画している。第1空間には、巻線が位置している。第2空間には、第2ブッシング、中性点ブッシング、第1電圧線、第2電圧線および中性線が位置している。仕切壁には、複数の絶縁スペーサが設けられている。複数のリード線は、第1空間から複数の絶縁スペーサを介して第2空間に引き出されている。第1電圧線、第2電圧線および中性線は、第2空間内において、複数のリード線のいずれにも接離可能である。タンクは、第1空間に冷媒が充填されている状態において、第2空間内の冷媒を出し入れ可能に構成されている。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、高電圧かつ大容量の電力用の多重定格変圧器において定格電圧を変更する際に、タンクから一時的に抜き取る冷媒の容量を低減できるため、定格電圧の変更作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の実施の形態1に係る変圧器の構成を示す断面図である。
図1に示した変圧器をII−II線矢印方向から見た断面図である。
本発明の実施の形態1に係る変圧器において、定格電圧の変更作業中の状態の変圧器の一例を示す断面図である。
本発明の実施の形態1に係る変圧器を三相変圧器として用いたときの、変圧器の概略回路図である。
本発明の実施の形態1に係る変圧器において、定格電圧を変更した状態で三相変圧器として用いたときの、変圧器の概略回路図である。
本発明の実施の形態2に係る変圧器の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の各実施の形態に係る変圧器について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【0011】
また、以下に説明する本発明の各実施の形態に係る変圧器は、定格電圧を変更して使用可能な多重定格変圧器である。さらに、本発明の各実施の形態に係る変圧器は、高電圧かつ大容量の電力変圧器であり、たとえば154kV以上の領域において定格電圧の変更が可能である。このため、本発明の各実施の形態に係る変圧器において、定格電圧を変更する際においては、定格電圧の変化量が、従来のタップ切替器では対応できない比較的大きい値となる場合がある場合がある。
【0012】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る変圧器の構成を示す断面図である。図2は、図1に示した変圧器をII−II線矢印方向から見た断面図である。
【0013】
図1および図2に示すように、本発明の実施の形態1に係る変圧器100は、タンク110と、巻線120と、複数のリード線130と、第1ブッシング141と、第2ブッシング142と、中性点ブッシング143と、第1電圧線151と、第2電圧線152と、中性線153と、仕切壁160とを備えている。なお、本発明の実施の形態1に係る変圧器100は、単相変圧器または三相変圧器として用いることができる。まず、本実施の形態に係る変圧器100を単相変圧器として用いたときの状態について説明する。
【0014】
図1および図2に示すように、タンク110は、冷媒10が充填されている。冷媒10は、絶縁体であり、絶縁油または絶縁ガスである。絶縁油は、たとえば鉱油、エステル油、または、シリコーン油であり、絶縁ガスは、たとえばSF
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ガスまたはドライエアである。
【0015】
巻線120は、タンク110内に収納されて鉄心125に巻き回されている。巻線120は、タンク110に支持されている。
【0016】
図2に示すように、巻線120は、複数の巻線部からなる。当該複数の巻線部の各々は、1つの巻線を構成しつつ、互いに直列に接続されて全体として1つの巻線となるように構成されている。本実施の形態において、当該複数の巻線部は、第1巻線部121と、第2巻線部122と、第3巻線部123と、第4巻線部124とを有している。
【0017】
図2に示すように、複数のリード線130は、巻線120のうち互いに異なる部分に電気的に接続されている。本実施の形態において、複数のリード線130は、巻線120の両端、第1巻線部121部と第2巻線部122との間、第2巻線部122と第3巻線部123との間、および、第3巻線部123と第4巻線部124との間に、それぞれ電気的に接続されている。
【0018】
図1に示すように、複数のリード線130の各々は、第1リード部131と、第2リード部132と、中間結線部133と、結線部134とを有している。
【0019】
第1リード部131の一方端は、巻線120に電気的に接続されている。第1リード部131の他方端は、中間結線部133によって、第2リード部132の一方端と互いに結線されている。
【0020】
第2リード部132は、絶縁スペーサ161を貫通して、第1空間111から第2空間112に引き出されている。第2リード部132の他方端は、第2空間112内に位置しており、結線部134が設けられている。複数のリード線130と絶縁スペーサ161との関係の詳細については後述する。
【0021】
図1および図2に示すように、第1ブッシング141、第2ブッシング142および中性点ブッシング143は、タンク110を貫通するように設けられている。なお、図2に示す断面図においては、第1ブッシング141、第2ブッシング142および中性点ブッシング143を模式的に示している。
【0022】
図1および図2に示すように、第1電圧線151は、第1ブッシング141からタンク110内に延びている。第2電圧線152は、第2ブッシング142からタンク110内に延びている。中性線153は、中性点ブッシング143からタンク110内に延びている。
【0023】
図1および図2に示すように、第2リード部132の上記他方端は、結線部134によって、第1電圧線151、第2電圧線152または中性線153と結線可能に構成されている。第1電圧線151、第2電圧線152または中性線153と結線されていない第2リード部132の他方端は、結線部134が設けられた状態で、第2空間112内に位置している。
【0024】
仕切壁160は、タンク110内において、第1空間111と、第2空間112とを区画している。第1空間111には、巻線120が位置している。第2空間112には、第2ブッシング142、中性点ブッシング143、第1電圧線151、第2電圧線152および中性線153が位置している。
【0025】
仕切壁160には、複数の絶縁スペーサ161が設けられている。本実施の形態においては、複数の絶縁スペーサ161の各々は、第1空間111に向かって凸状に曲がっている。本実施の形態において、複数の絶縁スペーサ161は、略円錐状の外形を有している。仕切壁160の壁面に対向する方向から見て、絶縁スペーサ161の直径は、変圧器100の運転時の絶縁階級に応じて適宜設定することができる。
【0026】
本実施の形態においては、複数の絶縁スペーサ161の各々は、第1空間111内で冷媒10である絶縁油の体積が膨張したときに、第1空間111側からの圧力によって絶縁スペーサ161が破壊され、破壊された部分から絶縁油が噴出することないような、耐圧性を有している。
【0027】
複数の絶縁スペーサ161は、たとえば、プレスボード、または、エポキシ樹脂などの樹脂材料で構成されている。本実施の形態においては、定格電圧の変更作業中に、第2空間112に位置する冷媒10が抜き取られるため、複数の絶縁スペーサ161が大気に曝される。このため、本実施の形態においては、複数の絶縁スペーサ161は、プレスボードより耐湿性の高いエポキシ樹脂で構成されている。複数の絶縁スペーサ161がエポキシ樹脂で構成されている場合、エポキシ樹脂には補強材として無機材料が含まれていてもよい。
【0028】
図2に示すように、本実施の形態においては、複数の絶縁スペーサ161は互いに離間している。また、複数のリード線130は、複数の絶縁スペーサ161と1対1で対応して設けられている。
【0029】
図1に示すように、複数のリード線130は、第1空間111から複数の絶縁スペーサ161を介して第2空間112に引き出されている。具体的には、複数のリード線130の各々の第2リード部132が、複数の絶縁スペーサ161の各々を第1空間111側から第2空間112側へ貫通して位置している。第2リード部132は、絶縁スペーサ161に保持されている。
【0030】
図2に示すように、本発明の実施の形態1に係る変圧器は、具体的には単巻変圧器である。図2に示した状態においては、第1ブッシング141と、第1巻線部121と、第2巻線部122と、第3巻線部123と、第4巻線部124と、中性点ブッシング143とを繋ぐ経路が一次側となり、第2ブッシング142と、第3巻線部123と、第4巻線部124と、中性点ブッシング143とを繋ぐ経路が二次側となる。すなわち、一次側巻線の巻数は、第1巻線部121、第2巻線部122、第3巻線部123および第4巻線部124の各々の巻数の合計であり、二次側巻線の巻数は、第3巻線部123および第4巻線部124の各々の巻数の合計である。
(【0031】以降は省略されています)

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