単相３線式変圧器の電流分布

質問

配電用変圧器や、高圧受電設備内に設置される６６００／２１０－１０５Vの単相３線式変圧器について教えてください。
例えば、二次側のR－N間（１０５V）のみに定格１０５０Wの電熱器を接続し、T－N間（１０５V）、R－T間（２１０V）には何も接続していないするとき、R相には
　１０５０÷１０５＝１０〔A〕
が流れるが、このとき、高圧の一次側には何〔A〕の電流が流れるのか？

上記のことを考えるとき、単相３線式の高圧側である一次側巻線には、二次巻線に流れる電流により、電流が流れると思いますが、このとき、次の疑問が生じました。

　　　二次側R相の電流が流れる
　　　　　　　　　　　↓
　　　一次側巻線の電流が流れる
　　　　　　　　　　　↓
　　　一次側巻線による磁束は二次側T相の巻線と鎖交するため、二次側T相巻線にも電流が流れようとする
　　　　　　　　　　　↓
　　　T相には負荷がつながっていないので電流は流れない
　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　？？？？？

実際の現場では、単相３線式の低圧側の配線としては、実際にはR－T間（１０５V）、T－N間（１０５V）、R－T間（２１０V）とも負荷を接続すると思いますが、当然、完全に平衡しているとも思えず、ある程度はR－T間、T－N間、のどちらかに偏っていると思います。しかし、高圧側にはきちんと電流が流れています。

もちろん、上記の例において、T－N間（１０５V）にも、R－N間（１０５V）と同じ定格１０５０Wの電熱器を接続すれば、R相、T相とも１０〔A〕が流れるので、高圧側には、
　１０×（２１０／６６００）≒０．３２〔A〕
の電流が流れ、理屈も通るのですが、低圧側において、完全に片寄せ配線（例えばR－N間のみ）の場合には単相３線式の変圧器に流れる電流（一次、二次）はどのような分布となるのでしょうか。

どうしても納得できないので、どなたか教えてください。

回答No.1

pppkk · ベストアンサー

この疑問の答えは二次巻き線の巻き方を理解していると氷解すると思うのですが。
変圧器の銘板の巻線部分のシンボル図をしげしげと見たことがありませんか？変な書き方をしています。手のひらにのるような小型トランスとは異なり、単純に二次側巻線の中間からタップを引き出しているのではありません。もしそうすると片寄せ配線をすると片側の電流がゼロとなったとき電流がない鉄心部分が電磁的不平衡となり鉄心に残留磁気が残って電圧がおなじになりません。そこで２組の１０５Ｖの巻線が二次側鉄心部分に全週まかれており　それぞれの入口出口が接続されてそれがＮ相として引き出されています。ですから１０５Ｖの巻線が２組あると思えばよいのです。そうなれば片方１００Ａ片方０Ａでも１つの巻線が使用されていないと言うだけで配線の電圧降下の問題はありますがトランスにとっては何の問題もありません　ですから１次２次の電流分布の問題も片寄せがあろうとなかろうと「ああ片方の巻線が使用していない」だけのことで一次２次の皮相電力は相等しいで理屈に合うと思うのですが。如何ですか

お礼

ご説明の内容を頭に入れて、変圧器の銘板の巻線部分のシンボル図を見ると氷解しました！
これでやっと納得できました。
また何かわからないことがあったら是非お願いします。
ありがとうございました。

回答No.3

foobar

巻線に鎖交する磁束が関係するのは巻線の電圧です。電流の有無とは関係しません。

二次R相に負荷電流が流れる→負荷電流による起磁力が発生する→一次巻線に負荷電流の起磁力を相殺する電流が流れ、磁束が電圧で決まる値に保たれる。
この間、それぞれの巻線には巻き数＊磁束変化だけの電圧が発生している、という状況です。

お礼

ご回答ありがとうございました。
ベストアンサーとはしておりませんが、とても参考になりました。

回答No.2

misawajp

三相と単相の意味も変圧器の動作の概念も全く理解されていません

単に単語を知っているだけで、その意味も理解できていません

基礎からの復習が必要です、ここでのワンンポイントアドバイスで解決できる状態に達していません

お礼

＞三相と単相の意味も変圧器の動作の概念も全く理解されていません
＞単に単語を知っているだけで、その意味も理解できていません
＞基礎からの復習が必要です、ここでのワンンポイントアドバイスで解決できる状態に達していません

手厳しいご意見ありがとうございます。
いろいろとわからないことがあってその中の一つを質問させていただきましたが、もし、ご気分を害されたとしたら、大変申し訳ありません。