単巻変圧器の自己容量の求め方は？

直列巻線の電圧×直列巻線の電流で、(V_H−V_L)×I_Hです。分路巻線の容量V_L(I_L−I_H)とも等しくなります。

自己容量と負荷容量の違いは？

負荷容量は負荷に送る容量V_H I_H、自己容量は巻線が受け渡す容量で、変圧器の大きさを決めます。

自己容量が小さいので小形・軽量で、効率がよく、漏れ磁束が少なく電圧変動率が小さいことです。

一次と二次が絶縁されていないこと、漏れインピーダンスが小さいので短絡電流が大きいことです。

一次と二次で巻線の一部を共用する変圧器です。共通部分を分路巻線、共通でない部分を直列巻線といいます。

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単巻変圧器は、一次と二次で巻線の一部を共用する変圧器で、大きさを決める自己容量は (VH−VL)IH、負荷に送る負荷容量は VHIH です。2つの違いは自己容量と負荷容量の節、計算は計算ツールで確かめられます。

ふつうの変圧器は、一次巻線と二次巻線が別々で、電気的には絶縁されています。単巻変圧器は、1本の巻線の途中からタップを出して、一次と二次で巻線の一部を共用します。

部分	名前	流れる電流（昇圧の場合）
一次と二次に共通な部分	分路巻線（共通巻線）	I_L − I_H
共通でない部分	直列巻線	I_H

低圧側（電圧 V_L、電流 I_L）から入れて、高圧側（V_H、I_H）に取り出すと、昇圧の単巻変圧器になります。巻線のインピーダンスと励磁電流を無視すると、入る容量と出る容量は等しく V_LI_L ＝ V_HI_H です。

	式	意味
負荷容量（線路容量）	V_HI_H（＝ V_LI_L）	負荷に送る容量
自己容量	(V_H − V_L)I_H（＝ V_L(I_L − I_H)）	巻線が電磁誘導で受け渡す容量。変圧器の大きさを決める

自己容量は「直列巻線の電圧 × 直列巻線の電流」で求めます。直列巻線にかかるのは、高圧側と低圧側の電圧の差だけです。

残りの容量は、巻線を通ってそのまま（導電的に）負荷へ流れます。だから、電圧の比が1に近いほど、自己容量はずっと小さくて済みます。

長所	短所
自己容量が小さいので、小形・軽量・安価	一次と二次が絶縁されていない（高圧側の異常電圧が低圧側に及ぶ）
銅損が少なく効率がよい	漏れインピーダンスが小さく、短絡電流が大きい
漏れ磁束が少なく、電圧変動率が小さい	電圧の比が大きいと、利点が小さくなる

電圧の比が1に近い場所で使うのが基本です。送電系統どうしをつなぐ連系用変圧器（たとえば275kVと154kV）、配電線の電圧調整、誘導電動機の始動補償器などに使われます。

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共通な部分は分路巻線、共通でない部分は直列巻線。二次端子電圧と二次電流の積は負荷容量。巻線の一部が共通なので漏れ磁束が少なく、電圧変動率が小さい。

負荷の電力（kW）が与えられたら、力率で割って電流を出すのを忘れないようにしましょう。

昇圧の単巻変圧器の電圧と、負荷の大きさを入れてください。各巻線の電流と、自己容量・負荷容量を出します。

入れた数字は画面の中で計算するだけで、どこにも送信されません。巻線のインピーダンスと励磁電流は無視しています。初期値は平成30年度問9の数値です。