Ｙ-Δ結線の変圧器の一次側欠相した場合

質問

Ｙ-Δ結線の変圧器の一次側が欠相すると二次側の電圧が変わってくると思うのですがどのように変化するのでしょうか？
正常時の電圧
一次側が6600ｖ
二次側が210ｖ

回答No.1

mdmp2 · ベストアンサー

１次側の相電圧は6600/√3=3810(V)
巻線比は210/3810=0.0551

１次側のZ相が欠相すると、X相とY相の巻線を直列に接続したところに6600(V) がかかります。
X相とY相の負荷が等しいものとすると、それぞれの巻線には3300(V) の電圧がかかります。

X相の二次側の巻線（u相とします。）には、3300(V) x 0.0551 = 182(V)の電圧が現れます。
Y相の二次側の巻線（v相とします。）にも同じく、3300(V) x 0.0551 = 182(V)の電圧が現れます。
Z相には電圧がかかっていませんので、Z相の二次側巻線には電圧は誘起しません。（どのような電圧になるかは別の話です。）

「w相の巻き終わりにu相の巻き始め、u相の巻き終わりにv相の巻き始め、v相の巻き終わりにu相の巻き始め」と接続され、いわゆるデルタ結線されています。それぞれの巻線の巻き終わりの端子名をu, v, w とします。
欠相のないときは、相電圧（w-u, u-v, v-w 端子間の電圧） がそれぞれが120°の位相差を持っているので、120°時計回りに折れ曲がって接続されているのですが、Z相が欠相すると、w-u 端子間の電圧と、u-v 端子間の電圧が同相なり、w-u 端子間の電圧[182(V)]の直線延長上にu-v 端子間の電圧[182(V)]が接続されます。
よって、v-w 端子間の電圧は182(V) x 2 = 364 (V) になります。
それぞれの電圧には位相差はありません。

364(V) の電圧が、w相の巻線にかかると、w相の巻線に、巻線のインダクタンスにより制限された電流が流れます。この電流によりコア（鉄芯）が飽和しなければ、各相の電圧は上の説明のとおりでしょう。
コアが飽和すると大電流が流れ、一次側の遮断機が動作すると思います。

・・・と思うのですは、もしかして、どこかに思考の誤りがあって、「w-u 端子間の電圧と、u-v 端子間の電圧が同相」ではなく、「逆相」になるならv-w 端子間の電圧はゼロになるのですが、そのほうがトランスにとっては安全です。

ベクトル図など作図して、どうなるか考えてみてください。

なお、トランスの各相の負荷が等しくない場合は、負荷の重い方の電圧が182(V)より低くなり、その分、負荷の軽い方の電圧が上がります。

回答No.2

terminator_5

三相変圧器は磁気回路によって一次側と二次側の供給と負荷のバランスを補正する性質があるのと、三相電源の内の２相の電圧と位相が決まれば３相目の電圧と位相も一意に決まる性質があり、V型変圧器のような使い方が行われています。

実際一次側が欠相しても、それを検出できないために事故となるケースもあるようです。

参考URL：

http://www.inss.co.jp/seika/pdf/20/204-223.pdf