三相架空変圧器のサプライヤーとして、私はこれらの重要な電気機器を並列接続するための要件についてよく質問されます。三相架空変圧器の並列接続は複雑なプロセスであり、さまざまな技術面および安全面について慎重に考慮する必要があります。このブログ投稿では、三相架空変圧器を適切に並列接続するための重要な要件について詳しく説明します。
定格電圧と電圧比
三相架空変圧器を並列接続するための基本的な要件の 1 つは、それらの電圧定格と巻数比が同じである必要があるということです。変圧器の一次電圧と二次電圧は、それらの間に循環電流が発生しないように正確に一致している必要があります。電圧定格または巻数比が異なる場合、大幅な電力損失、過熱、さらには変圧器の損傷につながる可能性があります。
たとえば、ある変圧器の一次電圧が 11 kV、二次電圧が 400 V で、別の変圧器の一次電圧が 10.5 kV、二次電圧が 380 V である場合、これらを直接並列接続することはできません。電圧レベルの違いにより変圧器間に循環電流が流れ、過剰な発熱や効率の低下を引き起こす可能性があります。
位相順序と位相角
三相電圧の相順序と位相角も、並列接続されているすべての変圧器で同一でなければなりません。相順序とは、電圧波形の 3 つの相が最大値に達する順序を指します。三相システムでは、標準の相順序は ABC です。 1 つの変圧器の相順序が他の変圧器と異なる場合、短絡や機器の損傷につながる可能性があります。
変圧器の対応する相間の位相角も同じである必要があります。位相角のわずかな違いにより、変圧器間で循環電流が流れる可能性があり、これにより損失が増加し、システム全体の効率が低下する可能性があります。したがって、変圧器を並列接続する前に、位相順序と位相角が注意深く一致していることを確認することが重要です。
インピーダンスと負荷分散
変圧器のインピーダンスは、三相架空変圧器を並列接続するときに考慮すべきもう 1 つの重要な要素です。変圧器のインピーダンスによって、並列システム内の他の変圧器と負荷をどのように共有するかが決まります。インピーダンスが低い変圧器は負荷の大きな割合を負いますが、インピーダンスが高い変圧器は負荷の割合が小さくなります。
適切な負荷分散を確保するには、変圧器のインピーダンスが特定の許容範囲内にある必要があります。通常、変圧器のインピーダンスは相互に 10% 以内である必要があります。インピーダンスの差が大きすぎると、負荷分散が不均一になり、変圧器の過熱や早期故障が発生する可能性があります。
保護と監視
三相架空変圧器を並列接続する場合、適切な保護および監視システムが不可欠です。変圧器には、異常な動作条件による損傷を防ぐために、過電流、過電圧、および不足電圧の保護装置を装備する必要があります。さらに、電流、電圧、温度、力率などの変圧器の性能を継続的に監視する監視システムを設置する必要があります。
保護システムと監視システムは、並列システムで正しく動作するように調整する必要があります。たとえば、1 つの変圧器が過電流状態になった場合、保護装置はその変圧器のみを作動させ、他の変圧器は正常に動作し続けます。これにより、システム全体に対する障害の影響が最小限に抑えられ、電源の信頼性が確保されます。
物理的および電気的接続
安全で信頼性の高い並列運転を確保するには、変圧器間の物理的および電気的接続を正しく行う必要があります。変圧器の一次巻線と二次巻線は、十分な電流容量を持つ適切な導体を使用して並列接続する必要があります。アーク放電や過熱の原因となる接続の緩みを防ぐために、接続はしっかりとしっかりと行う必要があります。
電気接続に加えて、変圧器は適切な換気と隙間のある適切な場所に設置する必要があります。取り付け構造は、変圧器の重量を支え、動作中の機械的ストレスに耐えるのに十分な強度が必要です。
テストと試運転
並列変圧器を動作させる前に、徹底的なテストと試運転手順を実施することが不可欠です。試験には、変圧器が良好な状態にあり、必要な仕様を満たしていることを確認するために、絶縁抵抗試験、巻数比試験、極性試験、およびインピーダンス試験が含まれる必要があります。
テストが完了したら、変圧器を徐々に試運転する必要があります。これには、変圧器を 1 つずつ通電し、その性能を監視することが含まれます。すべての変圧器が通電され、正常に動作すると、負荷を定格容量まで徐々に増加させることができます。
結論
三相架空変圧器の並列接続は複雑ですが、多くの電力システムでは必要なプロセスです。並列動作を確実に成功させるには、電圧定格、相順序、インピーダンス、保護、および物理接続に関する要件を満たすことが重要です。これらの要件に従い、適切なテストと試運転手順を実施することで、並列変圧器の安全、信頼性、効率的な動作を保証できます。
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参考文献
- 電力システム: 分析と設計、J. Duncan Glover、Mulukutla S. Sarma、および Thomas J. Overbye 著
- 変圧器エンジニアリング: 設計、技術、および診断、NG Hingorani および L. Gyugyi 著