電源変圧器-設計と応用

電源変圧器は、電力システムの電圧と電流の大きさを増減します。 この変換は、ファラデーの誘導原理とアンペアターン（または巻線ターン）の変化のために発生します。 転送される電力は同じままです（コアと銅の損失はほとんどありません）。

変圧器の設計

電源変圧器は6つの主要部分を含んでいます。

• コア
• 巻線
• ブッシュ
• ロードタップチェンジャー
• タンク
• 冷却

パワーエンジニアとして、コンポーネントの設計を理解することは、トランスを正しく指定できることを意味します。

コアデザイン

トランスコアの目的は何ですか？

コアは仲介者として機能します。 一次巻線と二次巻線は電気的に絶縁されているため、コアは磁束が一次巻線から二次巻線に移動する経路を提供することによって誘導プロセスを支 この任務を支援するためには、2つのことを正しく実行する必要があります
-良好な透磁率を提供します。
-漏れ磁束を最小限に抑えます。
これは冷間圧延された穀物の方向づけられた(CRGO)鋼鉄の薄板にされたシートを利用して達成されます。

コアタイプとシェルタイプの変圧器の違いは何ですか？

積層シートは、コアタイプまたはシェルタイプのいずれかに形成されています。 以下の画像でその違いを観察してください。

• 

• 

シェルタイプの変圧器がコアタイプの変圧器よりも優れている理由は何ですか？

シェル型変圧器は、（追加の材料のために）作るのが高価ですが、以下の理由でコア型よりも優れています
1。 高い短絡の現在の抵抗の機能を提供します。 本質的に、巻線の周りの金属の積層シートは、短絡中に屈曲またはねじれたときにそれを固定する。
2. 外の肢は漏出変化が流れることができるように余分道を提供する。 この脱出ルートがなければ、コアタイプのように、局所的な過熱が起こる。
3. それはインターリーブされたディスク巻上げのために電圧サージによりよく抗できます（下記に説明される）。

巻線設計

変圧器の巻線はどのように設計されていますか？

巻線は電流を流します。 そのため、コアの周りのターンを増やすことによって誘起される電圧を増加させ、ターンを減らすことによって電圧を減少させることができます。

一次巻線および二次巻線には、連続転置導体（CTC）を採用することで、高い機械的安定性が得られます（磁場が相殺されるため）。 三次巻線または安定巻線の場合、平坦な銅導体が使用されます。

• 

• 

• 

変圧器の巻線をインターリーブすることはどのように役立ちますか？

巻線は単純にコアの周りを螺旋状に回転させることができますが、巻線をインターリーブすると（画像参照）、入ってくる電圧サージを破壊して巻線に埋め ターンの間にシールド線（平らな銅）を挿入することは、サージをチャネリングするもう一つの方法です。

変圧器の巻線にはどのように絶縁が適用されますか？

電流を流すために、銅のあらゆるインチは（クラフト）紙で絶縁されています：ターン-ツー-ターン、LV巻線とコアの間、HV巻線とコアの間、HV巻線とコアの間。

• 

• 

ブッシュの設計

変圧器のブッシュの目的は何ですか。

ブッシュは、通電された（高電圧）導体からタンク内の巻線に電流が流れる経路を提供します（タンクに通電せずに）。 あなたは、接触の二つの点に関心を持つ必要があります。 一つは、指揮者が着陸する上部にあります。 磁器の絶縁体は段階に最低地上高を維持する。 第二に、ブッシュの内部では、紙と箔で作られたミニコンデンサが隙間を維持します（コンデンサは電圧を破壊します）。 このタイプのブッシュはキャパシタンスまたはコンデンサーのブッシュと呼ばれます。 これは、HV、EHV、&UHV電圧の変圧器で一般的です。 中型の電圧でそして樹脂の（乾燥した）ブッシュの下で代わりである。

ロードタップチェンジャーの設計

オンロードタップチェンジャーの目的は何ですか？

負荷が増加または減少するにつれて、変電所の電圧はそれぞれ減少または増加する。 電圧を安定に保つために、巻線の巻数を追加または削除することができます（二次巻数を追加すると電圧が上昇するか、またはその逆も同様です）。 これはオン負荷タップチェンジャーの機能であり、ターンを変化させることによって電圧を安定させる。 OLTCの巻上げは主要なタンクにオペレータおよび付属品が別のコンパートメントに取付ける間、（中心のまわりで）残る。

荷重タップチェンジャーには何が含まれていますか？

変圧器内部の各タップの間に数百ボルトの電位差があります。 そのため、タップ接続を行ったり切断したりすると、アークは真空スイッチによって処理されます。 2つのタップ位置をブリッジすると、電位差が循環電流を駆動します。 予防のautotransformerは循環の流れと関連付けられる内部突進を限る誘導器として機能する。 これはあなたの反応型OLTCです。 もう1つのバリエーションは抵抗性OLTCです。

• 

• 

• 

タンクデザイン

タンクデザインは、場所やプロジェクトの要件をサポートするために、創造的になる場所です。 あらゆる側面のブッシュを指定し、冷却装置を取付け、独特なタンクパネルを使用して音を減らし、隔離された段階バス管を選ぶことができる–分離されたか、または非分離されたバス管、等。

もう1つの重要な設計上の決定は、3つの1相または1つの3相変圧器を選択することです。 発電機の昇圧変圧器大規模な発電所では、EHV変電所の変圧器は3つの1相ルートになります。

三つの1相変圧器は、他のバンクから分離された各バンクを持っているので、一方のバンクが故障したときにサービスの継続性を提供します。 単一の3段階の変圧器は、中心または貝のタイプかどうか、サービスから1つの銀行と作動しません。 しかしこの3段階の変圧器は製造して安く、より小さい足跡があり、そして高性能と比較的作動します。

冷却システム設計

タンク内の熱はどのように管理されていますか？

銅巻線に流れる電流は発熱します。 中心の渦電流&の刺激的な流れは熱を発生させます。 鉱油はこの熱を抽出する。 通常、オイルの自然対流の流れは熱を除去します：熱いオイルは上に上昇します->ラジエーターに移動します->オイルは冷却され、落ち着き、メインタンクに移動します->オイルは再び加熱されて上昇します（プロセスが繰り返されます）。

冷却を改善するには、ラジエータまたは熱交換器にファンバンクを取り付けます。 さらに改善するには、ポンプを使用して（タンクまたは巻線を介して）オイルの動きを強制します。

オイルは湿気/酸素/残骸を拾うことができるので、オイルの保存またはろ過システムは変圧器の生命を延長するのを助けます。

コンサーベータータンクの目的は何ですか？

オイルは変圧器のローディングと拡大し、引き締まります。 タンクは真空の下で密封され、であるので、オイルの容積は2つの方法によって制御されます。
方法1:コンサーベータータンクを使用します。 メインタンクは完全に満たされます。 余分な油がこのタンクに流出します。
方法2：メインタンクが完全に充填されていない（ただし、コアと巻線が水没している）。 窒素ガスの”毛布”は、上部の空隙をいっぱいにします。 油が膨張すると、ガスが放出される。 それが引き締まると同時に、外的な窒素のびんはガスを補充する。

変圧器は銘板定格を超えて動作できますか？

変圧器の電力能力は熱定格によって制限されます。 これは上オイルの温度が周囲温度の上の65º C温度の上昇の内にとどまる限り変圧器がMVAの評価を越えて作動させることができることを意味する（IEEE C57.12.00-2015の標準を見なさい）。 たとえば、周囲温度が45º Cの場合、トランスを45º C+65º C=110º C未満の値にプッシュすることができます。

変圧器の長時間の過負荷は、そのコアの飽和（より高い損失）、平均寿命の損失、および巻線絶縁の劣化のために推奨されません。

トランス巻線接続

コイルが設置されると、三つの一次巻線と三つの二次巻線をデルタまたはワイ（またはスター）のいずれかとして結ぶことができます。 そのような設定の1つを以下に示します。

コイルの一端を中性地（星形）に結び、あるコイルを別のコイル（デルタ形）に結ぶことで短絡しているように見えるかもしれませんが、そうではありません。 これらの接続は、レンツの法則のために機能します。

delta-star、star-delta、star-star、またはdelta-deltaのいずれかの組み合わせを使用することは、電力システムの設計に大きな影響を与えます。 そのため、接続の選択が重要です。

各組み合わせの長所を把握するために、電源変圧器は、通常、一次巻線、二次巻線、および三次デルタの3組の巻線（2組ではなく）で製造することができます。

変圧器の接地が電力システム設計にどのように影響するか

詳細には触れずに、コスト削減と安全性のために、スター接続は高電圧伝送に適した接続 このシナリオでは、共通点–中立は、接地されているか、接地されています。 これを行うと、位相から中性電圧または位相から地球電圧が1/sqrt（3）の係数で減少します。 デルタ（非接地）接続では、この削減は得られません。

デルタが発電機端子に接続され、スターが高電圧送電線に接続されている発電所の近くにデルタスター変圧器を使用するのは理にかなっています。 高電圧側に接地されたスター接続を使用すると、変圧器の巻線をより低い（位相対接地）電圧用に絶縁することができます。 伝送システムに余りにより低い絶縁材の条件があります。 これらは輸送システムの設計そして構造の途方もない原価節約を提供する。

しかし、変圧器を中性に接地することには欠点があります。 スター側の1つのラインまたは3つのラインすべてが地面に短絡すると、変圧器の接地された中性点が故障電流の戻り経路として機能します。 これらの故障電流は、1秒の割合でクリアされないと、変圧器とそれに接続されているすべての機器に深刻な損傷を与える可能性があります。 地絡電流は第三高調波電流も豊富である。 送電線上の3番目の高調波は、周辺のすべての通信チャネル（たとえば、電力線キャリア–パイロット中継）を中断します。

しかし、スター-デルタ/デルタ-スターの組み合わせではすべてが失われることはありません（中性接地のため）。 デルタ接続は、第三高調波に対して高いインピーダンスを提供し、地絡電流をトラップすることにより、一方の側から他方の側への伝播を防止します。

概要

• デルタ星の変圧器:発生の場所および負荷中心で適用される。
• スター-スター-デルタ変圧器：送電変電所（765kv、500kv、345kv）に適用されます。
• ニュートラルを接地すると、より高い地絡電流が得られますが、低い絶縁要件によって実現されるコスト削減により、ニュートラル接地が許容されます。

を共有することにより、このブログをサポートしてください