乾式変圧器のサプライヤーとして、私はこれらの変圧器が処理できる負荷の種類についてよく質問されます。乾式変圧器は非常に多用途であり、さまざまな電気システムで使用しようとしている人にとって、その負荷処理能力を理解することは非常に重要です。
基本から始めましょう。乾式変圧器は、従来の変圧器で使用されていた油の代わりに空気を絶縁媒体として使用します。そのため、商業ビル、病院、学校、産業施設など、油の流出が安全上の大きな危険となる可能性がある場所での屋内使用に最適な選択肢となります。
抵抗負荷
抵抗負荷は、おそらく乾式変圧器が処理できる最も単純なタイプの負荷です。これらの負荷は電気エネルギーを熱に変換します。抵抗負荷の例には、電気ヒーター、白熱電球、電気ストーブなどがあります。
抵抗負荷を扱う場合、電流と電圧は同相になります。これは、力率 (PF) が 1 に近いことを意味します。乾式変圧器は、無効電力の複雑な問題に対処する必要がないため、抵抗負荷に非常に適しています。変圧器は、電気エネルギーを大きな損失なく一次側から二次側に効率的に伝達できます。たとえば、多数の電気ヒーターを備えた小規模オフィスビルでは、乾式変圧器が抵抗負荷を容易に処理できるため、安定した効率的な電力供給が確保されます。
誘導負荷
誘導負荷は抵抗負荷よりも少し複雑です。モーター、変圧器 (はい、場合によっては変圧器自体が誘導負荷とみなされることもあります)、ソレノイドなどのデバイスがこのカテゴリに分類されます。誘導負荷により電流が電圧よりも遅れるため、力率が 1 未満になります。
乾式変圧器が誘導負荷に接続されている場合、有効電力 (有用な仕事をする電力) と無効電力 (誘導装置の磁界に蓄えられ、放出される電力) の両方を供給する必要があります。変圧器は、無効電力によって生じる追加電流を処理できるように適切なサイズにする必要があります。複数のモーターを備えた大規模な産業施設では、適切な乾式変圧器を選択することが不可欠です。トランスが小さすぎると、誘導負荷に必要な余分な電流により過熱する可能性があり、一方、トランスが大きすぎると、非効率でコストが高くなる可能性があります。
容量性負荷
容量性負荷は、電流と電圧の位相関係の点で誘導性負荷の逆です。容量性負荷では、電流が電圧よりも進みます。容量性負荷の例としては、力率補正に使用されるコンデンサ バンク、ある種の電子電源、およびある種の照明安定器などがあります。
乾式変圧器は容量性負荷に対応できますが、誘導性負荷と同様に力率を考慮する必要があります。容量性負荷により電圧が上昇する可能性があり、適切に管理しないと過電圧状態が発生する可能性があります。ただし、容量性負荷を誘導性負荷と組み合わせて使用すると、実際に電気システム全体の力率の改善に役立ちます。たとえば、多数のモーター (誘導負荷) がある産業プラントでは、コンデンサ バンク (容量負荷) を追加すると、無効電力のバランスが取れ、乾式変圧器にかかるストレスが軽減されます。
非線形荷重
最新の電気システムでは、非線形負荷がより一般的になってきています。これらの負荷には、コンピューター、可変周波数ドライブ (VFD)、LED 照明などのデバイスが含まれます。非線形負荷では、滑らかな正弦波形ではなく、短いパルスで電流が流れます。
この非正弦波電流波形には、基本周波数の倍数である高調波が含まれています。高調波の存在は、乾式変圧器にいくつかの問題を引き起こす可能性があります。高調波によって変圧器の銅損と鉄損が増加し、過熱が発生する可能性があります。また、断熱材にさらなるストレスを与え、断熱材の寿命を縮める可能性があります。
非線形負荷を処理するには、乾式変圧器は特別な考慮事項を考慮して設計する必要があります。一部の変圧器は、高調波電流に耐える能力を示す、より高い k 係数定格で設計されています。たとえば、コンピュータ (非線形負荷) で満たされたデータ センターでは、信頼性が高く長期にわたる動作を保証するために、高い k 係数定格を備えた乾式変圧器が必要です。
特別な負荷に関する考慮事項
- 連続負荷：連続負荷とは、3時間以上連続して運転する負荷のことです。乾式変圧器は、過熱することなく連続負荷を処理できるサイズにする必要があります。たとえば、24 時間 365 日稼働する必要がある重要な電気システムが多数ある病院では、乾式変圧器はすべての機器の連続負荷に対応できる適切なサイズにする必要があります。
- 断続的な負荷: 断続的な負荷は、より短い期間で動作します。これらは、特定のシフト中にのみ使用されるある種の産業機械のようなものである可能性があります。断続負荷用の乾式変圧器は、機器の動作時のピーク負荷に耐えられる限り、連続負荷用の乾式変圧器よりも若干小さいサイズにすることができます。
当社の製品範囲
当社は、さまざまな負荷要件を満たす幅広い乾式変圧器を提供しています。中電圧アプリケーション用の変圧器をお探しの場合は、当社の10 - 35KV 乾式配電変圧器素晴らしいオプションです。抵抗負荷、誘導負荷、またはさまざまな負荷の組み合わせなど、配電ネットワーク内のさまざまなタイプの負荷を処理できるように設計されています。
より要求の厳しい電力アプリケーションの場合は、35KV乾式電源変圧器は、非線形負荷などの複雑な負荷シナリオを扱う場合でも、高効率で信頼性の高い電力伝送を提供するように構築されています。
調達に関するお問い合わせ
乾式変圧器を購入していて、特定の負荷要件に適した変圧器を見つける必要がある場合は、当社がお手伝いいたします。当社には、電気システムを分析し、最適な変圧器を推奨できる専門家チームがいます。小規模な商業ビルであっても、大規模な産業施設であっても、当社はお客様のニーズを満たすソリューションを提供できます。調達に関するご相談もお気軽にお問い合わせください。当社はお客様と協力して、お客様の用途に最適な乾式変圧器を確実に入手できるようお手伝いいたします。
参考文献
- 電力システム: 分析と制御 by Claudio A. Canizares
- 変圧器エンジニアリング: 設計、技術、および診断 (George Karady および Gönül Görücü 著)
