三相変圧器の結線には、様々な種類があり、それぞれの特性を理解し選定することが重要です。本文では、三相変圧器のY-△結線について、その特性や構造について詳しく解説します。また、電気設備技術基準・解釈第24条に基づく規定も取り上げ、安全性についても触れます。
Contents
Y-△結線の特性
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Y結線の特徴は、各相巻線の相電圧が線間電圧の1/√3であるため、絶縁距離が小さくて済みます。これにより、導体の断面積が大きくなります。一方で、相電流は線電流と等しいため、導体の断面積は大きくなります。
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△結線は、各相巻線の相電圧が線間電圧と等しいため、絶縁距離が大きくなります。しかし、相電流は線電流の1/√3であるため、導体の断面積は小さくなります。
高圧と低圧の結線形式
変圧器では、通常一次側の電圧が高いため、一次巻線を△結線にすると、相電圧が高くなり絶縁物が多く必要となり、変圧器全体も大形になります。これを避けるため、高圧側ではY結線を採用し、小形化が図られます。6kV変圧器では特に、高圧側はY結線、低圧側は△結線が一般的です。
第3調波の循環
低圧側では△結線が用いられる理由の一つに、第3調波を循環させる必要があります。これにより、一般に△結線の変圧器が多く見られます。
安全規定
電気設備技術基準・解釈第24条により、高圧又は特別高圧と低圧との混触による危険防止施設として、高圧電路又は特別高圧電路と低圧電路を結合する変圧器には、B種接地工事が必要です。低圧側の中性点に施され、使用電圧が300V以下の場合は、接地工事を低圧側の1端子に施すこととなっています。
まとめ
三相変圧器の結線形式は、Y-△結線が一般的であり、それぞれの結線形式が持つ特性を理解し、適切に選定することが重要です。また、適切な結線形式を選ぶことで、絶縁距離の最適化や変圧器の小形化が可能となります。さらに、安全規定に従い、適切な接地工事を行うことで、安全に電力供給を行うことができます。
Q&A
Q1: 三相変圧器において、Y-△結線が一般的に採用される理由は何ですか？
A: Y-△結線が一般的に採用される理由は、一次側（通常は高圧側）の電圧が高いためです。一次巻線を△結線にすると相電圧が高くなり、大量の絶縁物が必要となり、結果として変圧器全体が大形になります。この問題を解決するために、高圧側ではY結線が、低圧側では△結線が採用されます。特に、6kV変圧器ではこの結線形式が一般的です。
Q2: Y結線と△結線の主な違いは何ですか？
A: Y結線と△結線の主な違いは、相電圧と絶縁距離です。Y結線では、各相巻線の相電圧が線間電圧の1/√3であるため、絶縁距離は小さくて済みますが、導体の断面積は大きくなります。一方、△結線では、各相巻線の相電圧が線間電圧と等しいため、絶縁距離は大きく、導体の断面積は小さくなります。
Q3: 電気設備技術基準・解釈第24条に基づく安全規定とは何ですか？
A: 電気設備技術基準・解釈第24条に基づく安全規定によれば、高圧又は特別高圧と低圧との混触による危険を防ぐために、変圧器ではB種接地工事が必要とされています。この接地工事は、低圧側の中性点に施され、低圧電路の使用電圧が300V以下の場合、接地工事を低圧側の1端子に施すこととなっています。
