特開 2024-171532 位相分散変圧器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171532

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】位相分散変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/12 20060101AFI20241205BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H01F30/12 C

H02M7/48 Z

H01F30/12 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088590

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】516131843

【氏名又は名称】ＡＮＰ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】516091112

【氏名又は名称】神崎産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095267

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 高城郎

(74)【代理人】

【識別番号】100124176

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 典子

(74)【代理人】

【識別番号】100224269

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 佑太

(72)【発明者】

【氏名】羽田 正二

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA01

5H770CA02

5H770DA03

5H770DA21

(57)【要約】

【課題】複数の負荷に三相交流を供給するための変圧器であって、簡易な構成で各負荷からの高調波の発生を相殺可能な変圧器を提供する。
【解決手段】ｎ組の三相交流のための３ｎ個の端子と、複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線と、を有し、変圧器ベクトル図にて、共通する１つの外接円の中心の周りに１２０／ｎ度の等角度間隔で配置されたｎ個の正三角形の各々の３つの頂点が各三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の端子に対応すると共に、各正三角形の辺ベクトルが各三相交流の線間電圧に対応し、変圧器ベクトル図にて、いずれか１つの正三角形の各辺ベクトルに対してそれぞれ平行な複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルとが配置され、かつそれらのベクトルの各々の長さ及び互いの接続関係が、複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線の各々の巻数及び互いの接続関係に対応する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の負荷機器に対してそれぞれ三相交流電圧を出力可能な位相分散変圧器であって、
ｎ組（ｎは２以上の自然数）の三相交流のための３ｎ個の端子と、
複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線と、を有し、
変圧器ベクトル図にて、共通する１つの外接円の中心の周りに１２０／ｎ度の等角度間隔で配置されたｎ個の正三角形の各々の３つの頂点が各前記三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の端子に対応すると共に、各前記正三角形の辺ベクトルが各前記三相交流の線間電圧に対応し、
前記変圧器ベクトル図にて、いずれか１つの正三角形の各辺ベクトルに対してそれぞれ平行な複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルとが配置され、かつそれらのベクトルの各々の長さ及び互いの接続関係が、前記複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線の各々の巻数及び互いの接続関係に対応し、
前記変圧器ベクトル図にて、前記ｎ個の正三角形の３ｎ個の頂点が、前記複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルとをループ状に配置することによって接続されており、
前記複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルのループ状の配置は、外接円の中心の周りで３回対称の回転対称性を有する、位相分散変圧器。

【請求項2】

前記３ｎ個の端子が、前記位相分散変圧器の二次側におけるｎ組の三相交流の出力端子であり、かつ前記複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線が、前記位相分散変圧器の二次側巻線であり、
前記位相分散変圧器が、前記二次側巻線とは別に、一次側のｒ相巻線とｔ相巻線とｓ相巻線を有する、請求項１に記載の位相分散変圧器。

【請求項3】

前記３ｎ個の端子のうちいずれか１組の３つの端子が、前記位相分散変圧器の一次側の入力端子であり、残りの３（ｎ－１）個の端子が前記位相分散変圧器の二次側の（ｎ－１）組の三相交流の出力端子である、請求項１に記載の位相分散変圧器。

【請求項4】

前記３ｎ個の端子の各々において、異なる２相の巻線の一端同士が接続されている、請求項２又は３に記載の位相分散変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高調波の影響を低減する変圧器に関する。

【背景技術】

【0002】

電力系統から商用電源を供給したときに歪んだ電流が流れる機器は、電力系統に高調波電流を流出させる高調波発生源となる。例えばインバータや整流器等を含む機器である。電力系統に流出した高調波電流は、上位系統へと伝わる過程で電圧降下、電圧の歪み、高調波電圧の発生等を生じる。その結果、電力系統に接続される他の機器にも悪影響を及ぼすことになる。機器における悪影響には、雑音、過熱、振動、誤作動等がある。

【0003】

特許文献１、２は、電力系統からの三相交流を、高調波の少ない直流に変換する多巻線を有する多相変圧器と整流器を提示している。図９は、特許文献１、２等に開示された従来技術を概略的に示している。電力系統の送電線Ｕ、Ｖ、Ｗから三相交流を多相変圧器１００の一次側のＲ０、Ｓ０、Ｔ０の端子に入力し、二次側のＲ１～３、Ｓ１～３、Ｔ１～３の端子から位相が互いに所定の角度でずれた多相交流を出力する。出力された多相交流を全波整流器２００に入力することで、直流変換を行う。出力された直流は、負荷３００に供給される。負荷３００は、例えばインバータと交流電動機等である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－１０６４６号公報

【特許文献2】特開平４－２２９０７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図９の多相変圧器１００は、電力系統の三相交流から位相の異なる三相以上の多相交流を生成し、それらの多相交流を全波整流して直流を得ることによって電圧リップルを抑制し高調波の発生を軽減している。

【0006】

しかしながら図９に示すように、１つの多相変圧器１００の出力は１つの負荷３００に供給される。したがって、複数の負荷３００が存在する場合、多相変圧器１００を負荷毎に設けなければならず、コストがかかる。

【0007】

以上に鑑み本発明は、複数の負荷機器に対してそれぞれ三相交流を供給するための変圧器であって、簡易な構成で各負荷からの高調波の影響を抑制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】

【0008】

上記の目的を達成するべく、本発明は、以下の構成を提供する。
１）本発明の態様は、複数の負荷機器に対してそれぞれ三相交流電圧を出力可能な位相分散変圧器であって、
ｎ組（ｎは２以上の自然数）の三相交流のための３ｎ個の端子と、
複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線と、を有し、
変圧器ベクトル図にて、共通する１つの外接円の中心の周りに１２０／ｎ度の等角度間隔で配置されたｎ個の正三角形の各々の３つの頂点が各前記三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の端子に対応すると共に、各前記正三角形の辺ベクトルが各前記三相交流の線間電圧に対応し、
前記変圧器ベクトル図にて、いずれか１つの正三角形の各辺ベクトルに対してそれぞれ平行な複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルとが配置され、かつそれらのベクトルの各々の長さ及び互いの接続関係が、前記複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線の各々の巻数及び互いの接続関係に対応し、
前記変圧器ベクトル図にて、前記ｎ個の正三角形の３ｎ個の頂点が、前記複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルとをループ状に配置することによって接続されており、
前記複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルのループ状の配置は、外接円の中心の周りで３回対称の回転対称性を有する。
２）上記態様において、前記３ｎ個の端子が、前記位相分散変圧器の二次側におけるｎ組の三相交流の出力端子であり、かつ前記複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線が、前記位相分散変圧器の二次側巻線であり、
前記位相分散変圧器が、前記二次側巻線とは別に、一次側のｒ相巻線とｔ相巻線とｓ相巻線を有する。
３）上記態様において、前記３ｎ個の端子のうちいずれか１組の３つの端子が、前記位相分散変圧器の一次側の入力端子であり、残りの３（ｎ－１）個の端子が前記位相分散変圧器の二次側の（ｎ－１）組の三相交流の出力端子である。
４）上記態様において、前記３ｎ個の端子の各々において、異なる２相の巻線の一端同士が接続されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数の負荷機器に対してそれぞれ三相交流を供給可能な簡易な構成の位相分散変圧器が提供され、それによって、各負荷機器からの高調波の発生を全体として相殺することができる。この結果、電力系統への高調波の流出を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明による位相分散変圧器の使用例を概略的に示した図である。

【図2】図２は、図１に示した位相分散変圧器の二次側における変圧器ベクトル図である。

【図3】図３は、図１に示した位相分散変圧器の結線図を概略的に示している。

【図4】図４は、本発明による別の位相分散変圧器とその使用例を概略的に示した図である。

【図5】図５は、図４に示した位相分散変圧器の結線図を概略的に示している。

【図6】図６（ａ）～（ｅ）はそれぞれ、２組、３組、４組、５組、６組の三相交流用の位相分散変圧器の変圧器ベクトル図である。

【図7】図７は、位相分散変圧器の別の使用形態を概略的に示す。

【図8】図８は、位相分散変圧器のさらに別の使用形態を概略的に示す。

【図9】図９は、従来技術を概略的に示している。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、例示としての図面を参照しつつ、本発明による位相分散変圧器の実施形態を説明する。本明細書において三相交流とは、３相の電圧の大きさが等しく位相が互いに１２０°ずつずれた対称三相交流である。

【0012】

（１）位相分散変圧器の実施形態と使用例
図１は、本発明による位相分散変圧器１０とその使用例を概略的に示した図である。電力系統の送電線Ｕ、Ｖ、Ｗからの三相交流が、位相分散変圧器１０の一次側の入力端子［Ｒ０、Ｓ０、Ｔ０］に入力される。そして図示の例では、位相分散変圧器１０の二次側の４組の出力端子［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］、［Ｒ１、Ｓ２、Ｔ２］、［Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３］、及び［Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４］から４組の三相交流が出力される。出力される４組の三相交流のうち、１組の三相交流は入力三相交流と同相であり、他の３組の三相交流は入力三相交流に対して等角度間隔で位相がずれている。図示の例では、４組の三相交流は、３０度（π／６ラジアン）間隔で位相がずれている。

【0013】

出力された４組の三相交流は、それぞれ負荷１、負荷２、負荷３、負荷４に供給される。負荷１～４は、例えば整流器とインバータと交流電動機をそれぞれ含む機器である。整流器とインバータで交流→直流→交流の変換が行われ交流電動機に供給される。この場合、整流器とインバータは一般的な構成を想定している。負荷１～４は、定格容量がほぼ同じであることが好ましいが、厳密に一致する必要はない。なお、図示の負荷１～４の構成は一例である。本明細書での「負荷」は、負荷機器と同義であり、位相分散変圧器よりも下流側に直接的又は間接的に接続されている負荷機器を総称したものないしは概念的に表したものである。

【0014】

一般的に、負荷機器の整流器やインバータにおいて高調波が発生すると、上位系統へ高調波が流出するおそれがある。本発明では、４つの負荷１～４にそれぞれ入力される三相交流電圧の位相が等角度間隔でずれているため、発生した高調波電流を互いに相殺する効果がある。これは、電力系統側から視た効果である。この結果、上位系統へ高調波が流出しないので、電力系統に接続された他の負荷機器に対して高調波の影響を及ぼさない。

【0015】

本発明の位相分散変圧器１０は、複数の負荷機器に対して出力する複数組の三相交流の各々の位相をずらして位相を分散させる役割を果たしている。本発明の位相分散変圧器１０は、図９に示した従来技術の多相変圧器１００のように負荷毎に設置するのではなく、複数の負荷に対して１つ設ければよいのでコスト的に有利である。

【0016】

（２）４組三相交流用の位相分散変圧器の変圧器ベクトル図
図２は、図１に示した位相分散変圧器（以下、「変圧器」と略称する場合がある）１０における二次側巻線の変圧器ベクトル図である。変圧器ベクトル図上での各線分はそれぞれベクトルであるが、矢印の図示を省略している。その替わりに、ｒ相、ｓ相、ｔ相の各ベクトルの向きを図２の右下に示している。変圧器ベクトル図上のベクトルの向きは位相に対応し、ベクトルの大きさは電圧に対応する。本明細書では、大文字のＲ、Ｓ、Ｔは変圧器の端子又はベクトル図上の点を表し、小文字のｒ、ｓ、ｔは変圧器の巻線又はベクトル図上の線分（ベクトル）を表す。

【0017】

上述したように、変圧器１０の二次側には、４組の三相交流を出力するための１２個出力端子［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］、［Ｒ１、Ｓ２、Ｔ２］、［Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３］、及び［Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４］がある。さらに、変圧器１０は二次巻線として、８本のｒ相巻線と、８本のｓ相巻線と、８本のｔ相巻線を有する。同相の巻線は同相の電圧を生じる。

【0018】

二次側巻線の変圧器ベクトル図は、補助図形として鎖線で示す１つの円を有する。さらなる補助図形として、この円を共通の外接円とする４個の正三角形を有する。４個の正三角形は、外接円の中心の周りに１２０／４度すなわち３０度の等角度間隔で配置されている。各正三角形の３つの頂点が、各三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の端子に対応する。そして、各正三角形の辺ベクトルが、各三相交流の線間電圧に対応する。よって、４組の三相交流の出力線間電圧は等しい。

【0019】

例えば［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］を頂点とする正三角形の辺ベクトルの長さと向きは、Ｒ１－Ｓ１端子間、Ｓ１－Ｔ１端子間、Ｔ１－Ｒ１端子間の各線間電圧の大きさと位相を表している。

【0020】

ここでは一例として［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］を頂点とする１つの正三角形を基準とし、この基準正三角形の各辺ベクトルに対してそれぞれ平行な８本のｒ相ベクトルｒ１～ｒ８と、８本のｓ相ベクトルｓ１～ｓ８と、８本のｔ相ベクトルｔ１～ｔ８とが、変圧器ベクトル図に配置されている。なお、４つの正三角形のうちいずれを基準正三角形としてもよい。

【0021】

８本のｒ相ベクトルｒ１～ｒ８の長さと向きは、二次側の８本のｒ相巻線の巻数と位相に対応する。８本のｓ相ベクトルｓ１～ｓ８の長さと向きは、二次側の８本のｓ相巻線の巻数と位相に対応する。８本のｔ相ベクトルｔ１～ｔ８の長さと向きは二次側の８本のｔ相巻線の巻数と位相に対応する。変圧器の各巻線の巻数と各巻線に生じる電圧とは比例する。また、変圧器ベクトル図上の全部で２４本のベクトルの接続関係は、変圧器における全部で２４本の巻線の接続関係と一致している。

【0022】

４組三相交流の場合、変圧器ベクトル図においてベクトルｒ１、ｒ２、ｒ５、ｒ６は同じ長さであり、ベクトルｒ３、ｒ４、ｒ７、ｒ８は同じ長さである。ｓ相ベクトル群、ｔ相ベクトル群についても同様である。例えば、正三角形の辺ベクトルの長さが三相交流の線間電圧２００Ｖに対応している場合、ベクトルｒ１、ｒ２、ｒ５、ｒ６の長さは１７．９Ｖに、ベクトルｒ３、ｒ４、ｒ７、ｒ８の長さは４８．８Ｖにそれぞれ対応する。

【0023】

変圧器ベクトル図における全部で２４本のベクトルの接続関係の特徴を説明する。４個の正三角形の１２個の頂点は外接円上に３０度の等角度間隔で配置されている。これらの１２個の頂点は、８本のｒ相ベクトルと８本のｓ相ベクトルと８本のｔ相ベクトルとをループ状に配置することによって接続されている。ループ状とは、輪ないしは環のようなトポロジーをもつことを意味する。いずれのベクトルも、その各端が他のいずれかのベクトルの一端と接続されており、全体で１つの閉じたループを形成している。よって本発明の変圧器１０の結線は、基本的にΔ結線である。全部で２４本のベクトルの接続において、１本のベクトルの途中から別のベクトルが分岐することはない。分岐があると４組の三相交流の出力バランスがくずれやすい。また、２本のベクトルが交差することはない。

【0024】

また、４個の正三角形の１２個の頂点の各々において、異なる２相のベクトルの一端同士が接続されている。例えば、頂点Ｒ１ではｒ相ベクトルｒ１とｔ相ベクトルｔ２が接続され、頂点Ｓ１ではｒ相ベクトルｒ２とｓ相ベクトルｓ１が接続され、頂点Ｔ１ではｓ相ベクトルｓ２とｔ相ベクトルｔ１が接続されている。

【0025】

なお、図２の変圧器ベクトル図では、外接円上以外の箇所に位置する接続点にａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌの符号を付して示している。これらの接続点は、位相分散変圧器１０の内部の接続点である。図２中の符号は、後述する図３の結線図における符号と一致している。

【0026】

（３）４組三相交流用の位相分散変圧器の結線
図３は、図１に示した位相分散変圧器１０の結線図を概略的に示している。一次側巻線として巻線ｒ０、巻線ｓ０、巻線ｔ０が設けられ、二次側巻線として巻線ｒ１～ｒ８、巻線ｓ１～ｓ８、巻線ｔ１～ｔ８が設けられる。この場合、変圧器１０は、絶縁型変圧器を構成している。一例として、一次側の入力電圧が６．６ｋＶ、二次側の出力電圧が２００Ｖである。

【0027】

図示の例では一次側巻線はΔ結線となっているが、必要に応じてＹ結線としてもよい。また、二次側巻線において、同じ符号が付されている端子同士は実際には接続されているが、図を簡略化するために接続線を省略している。

【0028】

（４）位相分散変圧器の別の実施形態
図４は、本発明による別の位相分散変圧器２０とその使用例を概略的に示した図である。位相分散変圧器２０は、上述した位相分散変圧器１０における二次側巻線のみから構成された変圧器である。図５は、図４に示した位相分散変圧器２０の結線図を概略的に示している。この場合、４組の三相交流の端子のうち、いずれか１組の三相交流の端子を一次側の入力端子とし、他の３組の三相交流の端子を二次側の出力端子として用いる。この場合、非絶縁型変圧器となる。４組の三相交流の線間電圧は等しい。

【0029】

図示の例では、電力系統の送電線Ｕ、Ｖ、Ｗからの三相交流が、位相分散変圧器２０の入力端子［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］に入力される。別の例として、電力系統の送電線から直接入力するのではなく、別の降圧用変圧器を介在させてその三相交流出力を位相分散変圧器２０に入力してもよい。位相分散変圧器２０は、入力三相交流に対してそれぞれ位相が３０度、６０度、９０度だけずれた３組の三相交流を、他の３組の出力端子［Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２］、［Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３]、及び［Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４］からそれぞれ出力する。出力された３組の三相交流は、例えば図１と同様の負荷１、負荷２、負荷３にそれぞれ供給される。入力端子は［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］に限られず、他の３組の端子のいずれかでもよい。

【0030】

（５）ｎ組三相交流の変圧器ベクトル図
図１～図５を参照して４組の三相交流用の端子を備えた位相分散変圧器について説明した。本発明の位相分散変圧器は、４組の三相交流用に限られず、ｎ組（ｎは２以上の自然数）の三相交流用とすることができる。その場合、位相分散変圧器は３ｎ個の端子を有する。図６（ａ）～（ｅ）はそれぞれ、２組、３組、４組（図２と同じ）、５組、６組の三相交流用の位相分散変圧器の変圧器ベクトル図である。

【0031】

図６（ａ）～（ｅ）の変圧器ベクトル図（ｎ＝２、３、４、５、６）は、共通する１つの外接円の中心の周りに１２０／ｎ度（２π／３ｎラジアン）の等角度間隔で配置されたｎ個の正三角形を補助図形として有する。各正三角形の３つの頂点が各三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の端子に対応する。各正三角形の辺ベクトルは各三相交流の線間電圧に対応する。よって、ｎ組の三相交流の線間電圧は等しい。

【0032】

図６（ａ）～（ｅ）の変圧器ベクトル図は、その実施形態によって、図３に示したように別の１組の三相巻線を一次側に有する絶縁型変圧器の二次側の変圧器ベクトル図と見なすことができる。あるいは、図５に示したようにｎ組のうちの１組を入力とし、（ｎ－１）組を出力とする非絶縁型変圧器の変圧器ベクトル図と見なすこともできる。したがって、変圧器ベクトル図の外接円上に位置する３ｎ個の頂点は、その全てが出力端子である場合と、１組３個の頂点が入力端子でそれ以外の３（ｎ－１）個の頂点が出力端子である場合の２通りの実施形態がある。

【0033】

図６（ａ）～（ｅ）の変圧器ベクトル図には、いずれか１つの正三角形（基準正三角形）の各辺ベクトルに対してそれぞれ平行な複数のｒ相ベクトルと、複数のｓ相ベクトルと、複数のｔ相ベクトルとが配置されている。図示の例ではいずれもＲ１、Ｓ１、Ｔ１を頂点とする正三角形を基準正三角形としているが、それ以外の正三角形を基準正三角形としてもよい。

【0034】

変圧器ベクトル図における複数のｒ相ベクトル、複数のｓ相ベクトル、複数のｔ相ベクトルは、位相分散変圧器の複数のｒ相巻線、複数のｓ相巻線、複数のｔ相巻線にそれぞれ対応する。そして、各ベクトルの長さ及び互いの接続関係は、複数のｒ相巻線と複数のｓ相巻線と複数のｔ相巻線の各々の巻数及び互いの接続関係に対応する。

【0035】

変圧器ベクトル図において、ｎ個の正三角形の３ｎ個の頂点は、複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルとをループ状に配置することによって接続されている。１本のベクトルの各端は他のいずれかのベクトルの一端と接続され、全体で１つの閉じたループを形成している。ベクトルの一端が自由端となることはない。また、１本のベクトルの途中から別のベクトルが分岐することはない。分岐があるとｎ個の三相交流の出力バランスがくずれやすい。さらにまた、２本のベクトルが交差することはない。よって位相分散変圧器の各巻線においては、巻線の途中で端子を取り出す必要は無く、巻線の両端を接続するだけでよい。本発明の位相分散変圧器の結線方法は、基本的にΔ結線的と云える。

【0036】

図６（ａ）～（ｅ）から判るように、複数のｒ相ベクトルと複数のｓ相ベクトルと複数のｔ相ベクトルとから形成されたループ状の配置は回転対称性を有し、外接円の中心の周りで３回対称である。すなわち外接円の中心の周りで１２０度回転する毎に自らの形状と重なる形状である。

【0037】

また、変圧器ベクトル図のｎ個の正三角形の３ｎ個の頂点の各々において、異なる２相のベクトルの一端同士が接続されている。すなわち、位相分散変圧器の３ｎ個の端子の各々において、異なる２相の巻線の一端同士が接続されていることになる。

【0038】

（６）位相分散変圧器の別の使用形態
図７は、位相分散変圧器１０の別の使用形態を概略的に示す。位相分散変圧器１０が、例えば変電所の変圧器として設置される。電力系統の送電線Ｕ、Ｖ、Ｗから一次側の［Ｒ０、Ｓ０、Ｔ０］の端子に入力された三相交流を降圧し、二次側の［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］、［Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２］、［Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３］及び［Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４］の出力端子から例えば４組の三相交流を出力する。すなわちこの例では、１つの高圧送電線から４つの低圧送電線に分岐される。通常の変圧器では、４つの低圧送電線は同相であり、それぞれの交流負荷１１～１４へ供給される。ここでの交流負荷は、交流をそのまま利用する機器を意味する。本発明の位相分散変圧器１０を用いることにより、各低圧送電線の位相を分散させて交流負荷１１～１４へ供給することができる。電力系統側から視ると、低圧側にどのような交流負荷１１～１４が接続されるかを把握することはできないが、出力三相交流電圧の位相を分散させることによって、同相で配電する場合に比べて高調波の上流系統への流出を低減することができる。

【0039】

図８は、位相分散変圧器１０のさらに別の使用形態を概略的に示す。４台の位相分散変圧器１０を、例えば４箇所の変電所Ａ～Ｄにそれぞれ設置し、電力系統の送電線Ｕ、Ｖ、Ｗから一次側の［Ｒ０、Ｓ０、Ｔ０］の端子に三相交流を入力する。変電所Ａの位相分散変圧器１０は［Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１］の出力端子から交流負荷１１へ、変電所Ｂの位相分散変圧器１０は［Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２］の出力端子から交流負荷１２へ、変電所Ｃの位相分散変圧器１０は［Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３］の出力端子から交流負荷１３へ、変電所Ｄの位相分散変圧器１０は［Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４］の出力端子から交流負荷１４へ、それぞれ三相交流を出力する。この使用形態においても、電力系統側から視て交流負荷１１～１４で発生した高調波が相殺され、上位系統への流出を低減できる。この使用形態のように、本発明の位相分散変圧器では、それに備わる出力端子の全てを同時に使用する必要はなく、状況に応じて一部の出力端子のみを使用してもよい。

【0040】

図７及び図８に示した使用形態において、位相分散変圧器１０に替えて、図４に示した位相分散変圧器２０を用いてもよい。その場合、電力系統の送電線Ｕ、Ｖ、Ｗと位相分散変圧器２０との間に降圧用変圧器を介在させてもよい。

【0041】

以上では、本発明の実施形態を、例示としての構成を参照して説明したが、具体的な構成はこれらに限定されない。本発明の原理に従う限り、多様な変形形態も本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0042】

１０、２０ 位相分散変圧器
１、２、３、４ 負荷
１１、１２、１３、１４ 交流負荷
１００ 多相変圧器
２００ 全波整流器
３００ 負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】