電験3種「機械」のポイント その9 単巻変圧器

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電験3種「機械」のお勉強9回目「単巻変圧器」です。

 

単巻変圧器とは

単巻変圧器とは、巻線がふたつに分かれていない変圧器のことをいいます。

単巻変圧器は、巻線がふたつに分かれておらず、一次巻線と二次巻線を一部共有しています昇圧用に多用されます。

 

単巻変圧器の巻線

単巻変圧器の巻線は、共有部分を分路巻線残りの部分を直列巻線といいます。

一次巻線と二次巻線の共有部分を分路巻線二次巻線の一部にあたる残りの部分を直列巻線と呼びます。全体はひとつの巻線で構成されています。

 

自己容量とは

単巻変圧器は、一次側からみた容量を自己容量と呼びます。

また、二次側からみた容量を負荷容量と呼びます。

 

自己容量の計算

分路巻線の電圧をV1、直列巻線の電圧をV2、一次側の電流を!1、二次側の電流をI2としたとき、自己容量=V1・(I1-I2) [V・A]となります。

負荷容量は、負荷容量=(V1+V2)・I2 [V・A]です。

 

単巻変圧器の問題点

単巻変圧器は、巻線を共有しているために一次側と二次側を絶縁できません

単巻変圧器の欠点として、分路巻線には一次側と二次側の電流の差分しか流れないという点が挙げられます。
この変化を大きくしたい場合には、直列巻線部分の巻線を増やす必要があって、その結果として小型化できなくなります

また、高電圧になると絶縁を確実にする必要があるので、一次巻線と二次巻線が絶縁できない単巻変圧器は不向きになります。

よって単巻変圧器は、配電線の電圧降下の昇圧用として、100Vを110Vにするなど、小さな変圧比の昇圧用として用いられます。

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