変圧器の結線方式

三相変圧器には、結線の仕方によって「Δ(デルタ)結線」と「Y(スター)結線」があります。また、単相変圧器を組み合わせれば、上の2種のほかに「V(ブイ)結線」も取れます。

実際には変圧器というのは一次側と二次側の2つの結線を組み合わせることで成り立ちます。この組み合わせには以下のようなパターンがあります。

上記に挙げたそれぞれの結線方式のうち、前に示すのが一次側、あとに示すのが二次側であると考えてください。

Δ結線は第三高調波電流をΔ巻線内に循環させるので、通信障害が少ないというメリットがあります。第三高調波とは基本周波数の3倍の周波数を持つ高調波で、これが機器に悪影響を及ぼします。つまり、Δ結線は悪影響が少なくて済む、ということです。

また、Δ結線は中性点接地ができず、低電圧回路にのみ使用できます。主に33[kV]以下の配電用変圧器に用いられます。

単相変圧器3台を結線してΔ結線とした場合、うち1台が故障しても残りの2台でV-V結線になるので、運転を継続させることができます。

Y-Y結線は第三高調波の悪影響を避ける術がないので、あまり使われません。その代わりに使われるのが、Y-Y-Δ結線です。これにより、第三高調波電流は三次のΔ巻線内に流れるため、外部に悪影響を及ぼしにくくなります。

また、Y結線があるため中性点接地が可能です。Y結線は1相にかかる電圧が線間電圧の1/√3であるので、絶縁がしやすいです。

この結線方式は三次のΔ巻線に調相設備を設置して力率改善をおこなえるので、広く使われています。

一次もしくは二次のどちらかにΔ結線があるので、第三高調波の影響は少なくて済みます。また、他方にはY結線があるので、中性点設置も可能です。

Y-Δ結線では、一次のY結線を高電圧回路に、二次のΔ結線を低電圧回路に接続します。これにより電圧は下がるので、送電線の受電端において使われます。

Δ-Y結線の場合は逆に、一次、二次の順に低電圧回路、高電圧回路に接続します。よって、電圧が上がるので、送電線の送電端で使われます。

Δ-Δ結線の1相分を抜いたのがV-V結線です。

電圧が平衡に保てないのであまり使われませんが、Δ-Δ結線の故障時の応急対応として使われることがあります。

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