ニーズに合った適切な電気トランスフォーマーを選ぶ方法

不適切な電力トランスフォーマーを選ぶと、効率の低下、安全上の危険、さらにはコストのかかるシステム故障につながる可能性があります。しかし、どのようにして自分のニーズにぴったり合うものを選ぶのでしょうか？ 住宅用、商業用、または工業用 このガイドでは、基礎から重要な決定要素までをすべてカバーしています。安全性、効率、長期的な信頼性を確保するトランスフォーマーを選択するお手伝いをします。

適切な電力トランスフォーマーを選ぶことは非常に重要です。これにより、電力システムが安全で効率的に保たれます。これにより、さまざまな住宅、商業、工業の環境で正しく動作することが確保されます。このガイドでは、基礎を説明し、さまざまな種類を見ていきます。また、重要な詳細を明確にし、主要な要因を概説します。これにより、あなたのニーズに合った賢い選択をすることができます。

電力トランスフォーマーの理解: 基本編

トランスフォーマーとは何か、そしてそれは何をするのか？

トランスフォーマーは、電力システムで広く使用される静止型の電気機器です。その主な役割は、交流電圧レベルを変更することです。増圧（ステップアップ）または減圧（ステップダウン）が可能です。また、多くの場合、回路間の電気的な絶縁を提供します。効率的な電力の送電と配電には欠かせません。 電気エネルギー .

トランスフォーマーはどのように動作するのか？

相互誘導の原理に基づいて動作します 相互誘導 。一次巻線に交流電流が流れると、トランスフォーマーのコア内に変化する磁場が生成されます。この変動する磁束が 二次巻線 (コイル) に電圧を誘起します。電圧の変化は、一次巻線と二次巻線のターン数の比率に依存します。

電力トランスの主要部品

電力トランスの主な構成要素には、次のものがあります：

• コア： 通常、磁束の経路を提供しエネルギー損失を減らすために積層されたシリコン鋼で作られています。
• 一次巻線および二次巻線： 絶縁された導体（通常は銅またはアルミニウム）のコイルで、電気エネルギーが変換されます。
• タンク: 油浸しトランスフォーマー用の鋼製容器で、コアとコイルが収納されています。
• ブッシング： コイルへの外部電気接続を可能にする絶縁端子です。
• 冷却システム: 損失によって発生する熱を放散するためのラジエーター、フィン、ファン、または油ポンプなどの方法。
• 隔熱: ミネラルオイル、キャストレジン、または空気などの材料を使用して、部品を電気的に分離し、ショートサーキットを防ぎます。

オプションのリンク: トランスフォーマーのコア部品とその効率への影響についてさらに学んでください。

電力トランスの種類

トランスフォーマーはいくつかの方法で分類できます。これらの違いを理解することが選定の鍵です。

冷却／絶縁方式による分類

冷却および絶縁方法は主要な差別要因であり、応用や安全性に大きな影響を与えます。あなたの環境に適したものはどれですか？

油浸式トランス

• 利点は 優れた冷却能力、非常に効果的な絶縁性能を持ち、高評価の場合でもしばしばコンパクトです。
• 欠点: 可燃性油による火災の危険、漏れが発生した場合の環境への懸念、より多くのメンテナンスが必要（油試験）。
• 一般的な使用法： 屋外変電所、大規模送電設備、重工業現場。

私たちは提供しています 広範囲 を含むシリーズ SH15 , S13 , S11 , NX2 , S NX1 、および D .

リンク: 私たちの製品ラインをご覧ください  オイルインマージドトランス , 次のようなモデルを含む SH15 三相トランス .

ドライタイプトランス

• 利点は 本質的に安全（可燃性油なし）、大幅に少ないメンテナンス、より環境に優しい（油流出のリスクなし）。
• 欠点: 同じ電力の場合でも大きくて重いことがあります。通常初期コストが高いです。非常に高い出力の場合、冷却が十分に機能しない可能性があります。
• 一般的な使用法： 屋内設置（例：ビル、病院、学校）、環境に敏感な地域、防火が最重要である場所。

冷却は、空気が自然に移動する自然対流またはファンを使用して行われます。有时候、空気の流れを制御し改善するためにシステムが使用されます。私たちはのようなシリーズを提供しています。 エアチャート システムは、空気の流れを制御し改善するために使用されることがあります。私たちは、そのようなシリーズを提供しています。 SCBH15 , SCB11 , SCB10 , SCB NX2 , SCB NX1 、および DC .

リンク: ぜひ当社の ドライタイプトランス 、例えば  SCB10 三相乾式トランス .

オイル浸漬型とドライタイプのどちらを選ぶか迷っていますか？この簡単な比較では、主な違いを紹介し、あなたの判断をサポートします：

油浸式と乾式：簡単な比較

特徴	油浸式トランス	乾式トランスフォーマー
冷却・絶縁	鉱物油	空気／鋳樹脂
効率	一般的に高い	若干低い
サイズ/重量	同じ評価の場合、通常小さく・軽量である	更大または更に重い場合がある
位置	通常屋外／変電所用	通常屋内／敏感な場所用
安全（火災）	高いリスク（可燃性油）	低いリスク（非可燃性）
メンテナンス	オイルモニタリング／テストが必要	保守が少ない
初期コスト	一般的に低い	一般的に高い
環境リスク	潜在的なオイル漏れ	低いリスク

より詳細な分析については、 oil vs Dry の比較についてさらに詳しくはこちらをご覧ください .

位相に基づくタイプ

電気系統で使用するフェーズの数によって、この選択が決まります。

3相変圧器

一般的に電力供給に使用され、 住宅、商業、および工業用の 設定でより高い電力が必要とされる場合に使われます。私たちのほとんどの製品 (SH, S, NX, SCBH, SCBシリーズ) はこのタイプであり、三相電力がほとんどの電力網の基盤です。

オプションのリンク: 私たちの 三相油浸し型 強力に ドライタイプ  選択肢がある

単相トランスフォーマー

低電圧が必要な用途に使用され、これは多くの家庭で一般的です。軽商用の環境でも使用されます。特定の単相機器を駆動することもできます。私たちの D (オイルインマージド) 強力に DC (ドライタイプ) シリーズはこれらの単相の要件に対応しています。

オプションのリンク: ぜひ私たちの D形単相油浸しトランス 強力に DC単相乾式トランス .

機能に基づくタイプ（簡潔に触れる）

• 昇圧トランス: 電圧を上げます（例：発電所から送電網へ）。
• 降圧トランス: 電圧を下げます（例：配電網から消費者が使用可能なレベルへ）。日常的に遭遇するほとんどのトランスは降圧トランスです。

• 配電用トランスと電力用トランス:

  これらの用語はしばしば互換的に使用されます。しかし、「パワートランスフォーマー」は通常、発電所や高電圧変電所に設置されているものを指します。

  「ディストリビューショントランスフォーマー」は、家庭、企業、工場などのエンドユーザーが地元で使用するための電圧を下げます。

トランスの重要な詳細の理解

基本的なタイプを超えて、いくつかの技術仕様があります 危ない 正しいトランスフォーマーを選択するために重要です。これらの詳細を正しくすることは、最適な性能、寿命、安全性のために不可欠です。それでは、それらを解読していきましょう：

• 容量評価 (kVA/MVA): これはトランスフォーマーが処理できる見かけの電力（キロボルトアンペアまたはメガボルトアンペア）を示します。これは、トランスフォーマーをそのサービス提供する総負荷に適合させるために重要です。私たちの典型的な範囲は、30kVAから31500kVAまでで、多くのニーズに対応しています。これは住宅、小規模商業施設、大規模工業施設の使用を含みます。
  なぜ重要なのか： サイズを小さくしすぎると過負荷、過熱、早期故障につながります。大きすぎると初期コストが不必要にかかり、典型的な負荷での効率が低下する可能性があります。正確な負荷評価が鍵です。
• 電圧評価 (一次/二次, タップ): トランスフォーマーが設計されている入力（一次側）および出力（二次側）の電圧レベルについてです。タップは一次または二次巻線上の接続点で、これらは電圧比をわずかに調整するために使用されます。通常、これはグリッド電圧の変化に対応するために行われます。
• 位相（単相 vs. 三相）: 電気系統はフェーズタイプと一致していなければなりません。多くの住宅や軽商用負荷には単相を使用します。工業用、重商業用、およびほとんどの送配電システムには三相を使用します。
• 周波数（Hz）: グリッド周波数（例: 50Hzまたは60Hz）と一致している必要があります。間違った周波数で動作させると重大な問題が発生します。
• インピーダンス（%Z）: トランスフォーマーが電流の流れに対してどれだけ抵抗するかを表します。これは、負荷がある場合に電圧がどのくらい適切に調整されるかに影響します。また、トランスフォーマーが処理できる最大の故障電流（短絡電流）も決定します。
  なぜ重要なのか：インピーダンスは、フューズやサーキットブレーカーなどの保護装置を調整するために重要です。これにより、故障時にシステムが安定を保つのに役立ちます。
• 冷却方法（例：ONAN、ONAF、AN、AF）： 損失によって発生する熱がどのように放散されるかを指定します。

  一般的な略語には次の通りが含まれます:

  • オンアン : 自然冷却油 自然冷却空気
  • ONAF : 天然空気冷却
  • 一つの : 干燥タイプ用の天然空気
  • AF : 干燥タイプ用の強制空気冷却
  乾式タイプでは souvent ANまたはAFが使用され、有时候は専用の エアチャート 設計が採用されます。これは空気流量を向上させるためです。
• 効率と損失： 高い効率は少ない損失を意味し 電気エネルギー それが熱に変換されることで、トランスフォーマーの寿命を通じて運転コストが低下します。

  損失は主に2つの領域で発生します。

  まず、コア損失があり、これは空荷重損失とも呼ばれます。システムがエネルギー供給されているが負荷がかかっていないときに発生します。

  次に、負荷損失があります。これは一次および二次巻線で発生し、使用される負荷に依存します。

• 規格（例：IEC、ANSI、GB）：

  これらの基準は、トランスフォーマーが安全であり、良好に動作することを保証します。また、トランスフォーマーが適切なサイズであり、特定の用途のために正しくテストされたことを確認します。

  安全性と相互運用性のためにコンプライアンスは交渉の余地がありません。

トランスフォーマーを選ぶ際の考慮すべき要因

最終的な選択を行うには、いくつかの関連する要因を考慮する必要があります。 これらの質問を慎重に検討し、選択が独自の運用要件や現場条件に完全に適合することを確認してください：

• 電気需要に合わせる：

  まず、電圧レーティングを確認してください。

  次に、kVA/MVA容量が適切であることを確認してください。

  さらに、位相と周波数がシステムと一致していることを確認してください。

  最後に、インピーダンスが予想される負荷に合致しているか確認してください。

  今後の負荷増加の計画はありますか？
• 適用および負荷タイプ: 主な使用目的は何ですか？環境についても考えてください。住宅、商業、工業施設などを含みます。また、電力網がどのように接続されているかも考慮してください。負荷の種類も確認してください。これは、定常負荷と可変負荷の違いを含みます。モータなどの一部の負荷は高い起動電流を持ち、VFDやLEDライトなどの他の負荷は高調波を発生させます。
• 設置場所と環境： 屋内か屋外か？標高、周囲温度範囲、湿度レベル、地震条件はどうか？腐食性要素への曝露はあるか？これらは筐体タイプ（IPレーティング）と冷却要件に影響を与える。
• オイル式とドライ式の選択: 以前に話した利点と欠点を再確認しよう。安全性、メンテナンス、サイズ、初期コストとライフサイクルコスト、環境への影響を考慮せよ。 詳細 な 比較 がここでの最良の助言となるだろう。
• 効率対コスト（所有コストトータル）: 初期購入価格だけを見ないで、所有コストトータル（TCO）を計算せよ。これは、より効率の高いモデルからの長期的なエネルギー節約も含む。初期コストが高い可能性があることを考慮に入れよ。 高い効率は時間とともに見返りをもたらすことが多いです。
• メンテナンスの必要性とリソース： 維持管理に必要なリソース（人員、予算、ダウンタイムの許容範囲）を考慮してください。油入りユニットは通常、より定期的なメンテナンス（油サンプル採取、試験、潜在的なろ過）が必要です。
• サプライヤーの評判とサポート： 品質の高い製品、堅牢な保証、アクセスしやすい技術サポート、そしてすぐに入手可能な部品を提供する信頼性が高く、確立されたメーカーを選んでください。

電力トランスの一般的な用途

電力トランスフォーマーは、さまざまなアプリケーションにおける無名のヒーローです。 あなたのニーズがどこに当てはまるかわかりますか？

• 電力網： これらは発電所で電圧を上げるのに重要です。これにより、効率的な長距離送電が可能になります。また、配電のために変電所で電圧を下げます。 家庭、商業施設、工場へ .

• 住宅、商業、工業用建物
  私たちは住宅、アパートメントビル、オフィス、ショッピングモール、病院、工場、データセンターと協力しています。
  安全な電圧を提供します：

  • 照明
  • 暖房・冷却システム
  • エレベーター
  • 家電
  • 機械
  • IT機器
  • その他の電気関連のニーズ
• 再生可能エネルギー事業（太陽光発電所、風力タービン）： 通常は低い電圧で生成される電力を収集し、それを公共グリッドに接続するのに適した電圧に増幅します。
• 専門的な工業プロセス: 大規模モーター、電気炉、溶接機器、整流器、その他の製造プラントで特定の電圧レベルを必要とする機械類に電力を供給します。

よくある質問 (FAQ)

質問がありますか？答えがあります！以下の一般的な問い合わせが役立つかもしれません：

KVAとkWの違いは何ですか？

kVA（キロボルトアンペア）は 表面的な力 トランスフォーマーによって供給される合計電力（電圧 x 電流）を表します。kW（キロワット）は実効電力を示します。これは負荷が有用な作業を行うために使用する電力です。この違いは負荷のパワーファクター（PF）によるもので、kW = kVA x PF となります。トランスフォーマーは合計見かけの電力であるkVAで評価されます。これは負荷のパワーファクターに関係なく当てはまります。また、その損失は電圧と電流（kVA）に関連しており、単に有用電力（kW）だけではありません。

電力用トランスフォーマーは通常どれくらいの期間使用できますか？

電力トランスの寿命は、その種類（油式または乾式）、設計品質、および負荷条件に依存します。また、メンテナンス方法や運用環境にも影響されます。適切にメンテナンスされた油中冷却トランスは通常20〜40年持続し、場合によってはそれ以上も可能です。乾式トランスは一般的に15〜30年、またはそれ以上使用できますが、その寿命は清潔さを保ち、安全な温度範囲内に収めるかどうかに依存します。

60Hzのトランスフォーマーを50Hzのシステムで使用することはできますか（またはその逆）？

基本的に いいえ、推奨されません 慎重なエンジニアリング評価と潜在的なデーレートなしには使用できません。60Hz用に作られたトランスフォーマーを50Hzの電源で使用すると、コア内の磁束が約20%増加します。これは、電圧が一定である場合、周波数が低下すると磁束が増加するためです。これによりコアの飽和が発生する可能性があります。また、過剰な熱や損失が増える原因にもなります。これによって一次巻線、二次巻線、または絶縁体が損傷する可能性があります。50Hzのトランスフォーマーを60Hzのシステムで使用することは可能ですが、コア損失が増えてしまうことがあります。これにより動作効率が低下する可能性があります。必ず自システムの周波数に合わせて設計されたトランスフォーマーを使用してください。

トランスフォーマーにおける「タップ」とは何ですか？そしてなぜそれが重要なのでしょうか？

トランスフォーマータップは、一次または二次巻線における接続点です。これらは通常±2.5%または±5%の小さな調整を可能にします。これによりターン比と出力電圧が変化します。これは、電力網からの供給電圧が常に完全に一定ではなく、変動することがあるため重要です。異なるタップを選択することで、出力電圧を調整できます。これは通常、トランスが停止しているときにオフロードタップチェンジャー（OLTC）を使用して行われます。一部の大規模なトランスフォーマーにはオンロードタップチェンジャーが搭載されています。この調整は、機器のニーズに合った電圧を設定し、負荷時の電圧降下や供給電圧の変化を補正するために行われます。これにより、デバイスが最適な電圧で動作し、寿命が延びます。

結論: 正しい 選択 を する

要点まとめ: 理想的なトランスフォーマーへの道

適切な電力トランスフォーマーを選ぶことは非常に重要な決定です。ここまでで、その仕組みについて理解いただけたはずです。また、利用可能なさまざまな種類、例えば オイルインマージド 強力に ドライタイプ についても、その重要性を理解しているはずです。 一次および二次巻線 。主な仕様には、kVA、電圧、インピーダンスが含まれます。特定のニーズに合わせてこれらの重要な要因を考慮してください。 住宅用、商業用、または工業用 この知識があなたに、性能、コスト、安全性、信頼性のバランスを取りながら賢明な選択をする力を与えます。

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