乾式変圧器の基礎知識の概要

乾式変圧器は、街路照明、高層ビル、空港、ターミナルCNC工作機械など、様々な場所で広く使用されています。簡単に言うと、乾式変圧器とは、鉄心と巻線が絶縁油に浸されていない変圧器のことです。
冷却方法は、自然空冷（AN）と強制空冷（AF）に分けられる。
自然空冷の場合、変圧器は定格容量以下で長時間連続運転することができる。
強制空冷方式を採用した場合、変圧器の出力容量を50%増加させることができる。
断続的な過負荷運転や緊急時の事故による過負荷運転には適していますが、過負荷時には負荷損失とインピーダンス電圧が大きく増加するため、非経済的な運転状態となり、長時間連続して過負荷運転を行うべきではありません。

1. 構造タイプ
建設性能
⑴固体絶縁カプセル巻線
⑵包み込み巻きなし
2つの巻線のうち、電圧が高い方が高電圧巻線、電圧が低い方が低電圧巻線である。
高電圧巻線と低電圧巻線の相対的な位置関係から、高電圧巻線は同心型と重なり型に分類できる。
同心巻線はシンプルで製造が容易なため、この構造を採用している。
重ね合わせ型。主に特殊変圧器に使用される。
乾式変圧器は、街路照明、高層ビル、空港、ターミナルCNC工作機械など、様々な場所で広く使用されています。簡単に言うと、乾式変圧器とは、鉄心と巻線が絶縁油に浸されていない変圧器のことです。
冷却方法は、自然空冷（AN）と強制空冷（AF）に分けられる。
自然空冷の場合、変圧器は定格容量以下で長時間連続運転することができる。
強制空冷方式を採用した場合、変圧器の出力容量を50%増加させることができる。
断続的な過負荷運転や緊急時の事故による過負荷運転には適していますが、過負荷時には負荷損失とインピーダンス電圧が大きく増加するため、非経済的な運転状態となり、長時間連続して過負荷運転を行うべきではありません。

1. 構造タイプ
建設性能
⑴固体絶縁カプセル巻線
⑵包み込み巻きなし
2つの巻線のうち、電圧が高い方が高電圧巻線、電圧が低い方が低電圧巻線である。
高電圧巻線と低電圧巻線の相対的な位置関係から、高電圧巻線は同心型と重なり型に分類できる。
同心巻線はシンプルで製造が容易なため、この構造を採用している。
重ね合わせ型。主に特殊変圧器に使用される。

2. 構造的特徴
1. 安全で、耐火性があり、無公害で、負荷中心で直接操作できます。
2. 国内の先進技術を採用し、高い機械的強度、強力な短絡耐性、小さな部分放電、優れた熱安定性、高い信頼性、長い耐用年数を実現しています。
3. 低損失、低騒音、顕著な省エネ効果、メンテナンスフリー。
4. 強制空冷により、優れた放熱性能、強力な過負荷耐性、および容量動作の向上が可能になる。
5. 優れた防湿性能を持ち、高湿度などの過酷な環境にも適応します。
6. 乾式変圧器には、完全な温度検出および保護システムを装備できます。インテリジェント信号温度制御システムを使用することで、三相巻線の各動作温度を自動的に検出して循環表示し、ファンを自動的に起動および停止し、アラームやトリップなどの機能を備えています。
7. 小型軽量で、省スペースかつ設置コストが低い。
鉄芯
高品質の冷間圧延方向性珪素鋼板を使用し、鉄芯珪素鋼板には45度の完全斜め継ぎ目を採用することで、磁束が珪素鋼板の継ぎ目方向に沿って流れるようにしている。

巻線形状
⑴ 巻き取り;
⑵ エポキシ樹脂と石英砂の充填および注入。
⑶ ガラス繊維強化エポキシ樹脂鋳造（すなわち、薄型絶縁構造）
⑷多本撚りガラス繊維含浸エポキシ樹脂巻線タイプ（一般的に3が使用されるのは、注型樹脂のひび割れを効果的に防止し、装置の信頼性を向上させることができるためである）。
高電圧巻線
一般的には、多層円筒構造または多層分割構造を採用する。

3. フォーム
⒈開放型：一般的に使用されている形式です。本体が大気と直接接触します。比較的乾燥していて清潔な部屋に適しています（周囲温度が20度の場合、相対湿度は85％を超えないようにしてください）。一般的に、空冷式と空冷式の2つの冷却方法があります。
⒉密閉型：装置本体は密閉されたシェル内にあり、大気と直接接触しません（密閉性と放熱条件が悪いため、主に鉱業で使用され、防爆型に分類されます）。
⒊注型：エポキシ樹脂またはその他の樹脂を主絶縁材として使用します。構造がシンプルで体積が小さいため、小容量の変圧器に適しています。

4. 技術的パラメータ
1. 使用周波数：50 / 60Hz
2. 無負荷電流：4％未満
3. 圧縮強度：2000V/分で破壊なし。試験機器：YZ1802耐電圧試験器（20mA）。
4. 絶縁等級：F等級（特殊等級はカスタマイズ可能）
5. 絶縁抵抗：2MΩ以上（試験機器：ZC25B-4型メガオーム計、1000V未満）
6. 接続方式：Y/Y、△/Y0、Yo/△、自動カップリング（オプション）
7. コイルの許容温度上昇：100K
8. 放熱方法：自然空冷または温度制御による自動放熱。
9. 騒音係数：≤30dB。

5. 職場環境
1.0～40℃、相対湿度70％未満。
2. 標高：2500メートル以下。
3. 雨、湿気、高温、高温、直射日光を避けてください。放熱口と通気口と周囲の物体との距離は1000ピクセル以上でなければなりません。
4. 腐食性の液体やガス、粉塵、導電性繊維、金属粉などが多い場所での作業は避けてください。
5. 振動や電磁干渉のある場所での作業は避ける。
6. 逆さまにした状態での長期保管や輸送は避け、強い衝撃を与えないでください。

6. 製品選定－製品定義
配電用変圧器は、工業・鉱業企業や民家の電力供給・配電システムにおいて重要な機器の一つです。10kVまたは35kVの系統電圧を、ユーザーが使用する230/400Vの母線電圧に降圧します。この製品は、交流50（60）Hz、三相最大定格容量2500kVA（単相最大定格容量833kVA、単相変圧器の使用は一般的に推奨されません）に適しています。
1) 一次負荷または二次負荷が多数ある場合は、2台以上の変圧器を設置する必要があります。いずれかの変圧器が切断された場合でも、残りの変圧器の容量で一次負荷および二次負荷の消費電力を満たすことができます。一次負荷および二次負荷はできるだけ集中させ、分散しすぎないようにする必要があります。
2) 季節的な負荷容量が大きい場合は、専用の変圧器を設置する必要があります。例えば、大規模な民生用建物の空調チラー負荷、暖房用電気ヒーター負荷などです。
3) 集中負荷が大きい場合は、専用の変圧器を設置する必要があります。例えば、大型加熱装置、大型X線装置、電気アーク炉などです。
4) 照明負荷が大きい場合、または電力と照明で共通の変圧器を使用している場合は、照明品質や電球寿命に深刻な影響が出るため、専用の照明用変圧器を設置することができます。通常、電力と照明は1つの変圧器を共有します。
製品選定 - 使用環境に応じて変圧器を選択してください

1) 通常の媒体条件下では、工業・鉱業企業、農業、住宅地などの独立型または付属型変電所、独立型変電所などにおいて、油入変圧器または乾式変圧器を選択できます。使用可能な変圧器は、S8、S9、S10、SC(B)9、SC(B)10などです。
2) 多層階または高層の主要な建物では、SC(B)9、SC(B)10、SCZ(B)9、SCZ(B)10などの不燃性または不燃性変圧器を使用する必要があります。
3) 粉塵や腐食性ガスが変圧器の安全な動作に深刻な影響を与える場所では、BS 9、S9-、S10-、SH12-Mなどの密閉型または密封型の変圧器を選択する必要があります。
4) 可燃性油を使用しない高出力および低出力の配電機器、ならびに非油入式配電変圧器は、同一室に設置することができます。この場合、変圧器は安全のためIP2Xの保護筐体に収める必要があります。
製品選定 - 電気負荷に応じて変圧器を選択してください
1) 配電用変圧器の容量は、各種電気機器の設備容量と合わせて計算負荷（一般的に消火用負荷を除く）を算出する必要があります。補償後の見かけ容量が、変圧器の容量と台数を選定する際の基準となります。一般的な変圧器の負荷率は約85%です。この方法は比較的簡便で、容量の推定に利用できます。
2) GB/T17468-1998「電力変圧器の選定に関するガイドライン」では、配電用変圧器の容量選定は、GB/T17211-1998「乾式電力変圧器の負荷に関するガイドライン」および計算された負荷に基づいて決定することが推奨されています。上記の2つのガイドラインは、配電用変圧器の容量を決定するためのコンピュータプログラムと通常サイクル負荷図を提供しています。

7. 設置場所
配電用変圧器は変電所の重要な構成要素です。シェルなしの乾式変圧器は保護柵で囲まれた状態で地面に直接設置され、シェル付きの乾式変圧器も地面に直接設置されます。設置方法については、国家建築基準設計図集「03D201-4 10/0.4kV 変圧器室のレイアウトおよび変電所における共通機器の設置」を参照してください。
8．タイプ選定－温度制御システム
乾式変圧器の安全な運転と耐用年数は、変圧器巻線の絶縁の安全性と信頼性に大きく依存します。巻線温度が絶縁耐熱温度を超えると絶縁が損傷し、これが変圧器が正常に動作しなくなる主な原因の一つとなります。したがって、変圧器の動作温度の監視と警報制御は非常に重要です。

⑴ファンの自動制御：温度信号は、低電圧巻線の最も高温になる部分に埋め込まれたPt100サーミスタによって測定されます。変圧器の負荷が増加すると、動作温度が上昇します。巻線温度が110℃に達すると、システムは自動的にファン冷却を開始し、巻線温度が90℃まで低下すると、システムは自動的にファンを停止します。
⑵過熱警報およびトリップ：低電圧巻線に埋め込まれたPTC非線形サーミスタを介して巻線または鉄心温度信号を収集します。変圧器巻線の温度が上昇し続け、155℃に達すると、システムは過熱警報信号を出力します。温度が170℃まで上昇し続けると、変圧器は動作を継続できず、過熱トリップ信号が二次保護回路に送信され、変圧器は速やかにトリップされます。
⑶温度表示システム：低電圧巻線に埋め込まれたPt100サーミスタで温度変化値を測定し、各相巻線の温度を直接表示します（三相検査と最大値表示、および履歴中の最高温度の記録が可能）。温度は4-20mAのアナログ値で出力され、必要に応じて遠隔コンピュータ（最大1200m）に送信できます。
選択保護法
IP20保護筐体は通常、直径12mmを超える固体異物や、ネズミ、ヘビ、ネコ、鳥などの小動物の侵入を防ぎ、短絡による停電などの悪質な故障を防止し、活電部を保護するために使用されます。変圧器を屋外に設置する必要がある場合は、IP23保護筐体を選択できます。IP20の保護機能に加えて、垂直方向から60°以内の角度からの水滴も防ぐことができます。ただし、IP23筐体は変圧器の冷却能力を低下させるため、選択時には動作能力の低下に注意してください。
選択過負荷容量
乾式変圧器の過負荷容量は、周囲温度、過負荷前の負荷状態（初期負荷）、変圧器の絶縁性および放熱性、そして加熱時定数に関係します。必要に応じて、乾式変圧器の過負荷特性曲線は製造元から入手できます。

過負荷容量をどのように活用すればよいか？
⑴変圧器の容量を計算する際には、適切に削減することができます。特定の鋼材圧延、溶接、その他の機器の短期的な衝撃過負荷の可能性を十分に考慮し、乾式変圧器の強力な過負荷容量を使用して変圧器の容量を削減するようにします。住宅地が主に夜間照明、文化娯楽施設、ショッピングモールが主に空調と昼間照明に使用されるなど、均等に負荷がかかる場所では、過負荷容量を最大限に活用し、変圧器の容量を適切に削減して、主な運転時間を全負荷または短期過負荷にします。
9. チェック
⒈ 異常な音や振動があるかどうか。
⒉絶縁表面に、沿面痕跡や炭化による局所的な過熱、有害ガス腐食、その他の変色があるかどうか。
⒊変圧器の空冷装置が正常に動作しているかどうか。
⒋高電圧および低電圧の接続部が過熱してはならない。ケーブルヘッド部で漏電や沿面電流が発生してはならない。
巻線の温度上昇は変圧器に採用されている絶縁材料のグレードに基づいており、監視された温度上昇は規定値を超えてはならない。
⒍支えとなる磁器製のボトルには、ひび割れや滲み跡があってはなりません。
⒎巻き上げ圧力部品が緩んでいないか確認してください。
⒏室内換気の場合、鉄芯のエアダクトにはほこりやゴミがなく、鉄芯には錆や腐食がない必要があります。

10. 違い
インバーター：電力に関する特別なニーズを満たすために、必要な電力周波数（50Hz、60Hzなど）に調整できます。
変圧器：一般的に「降圧装置」であり、住宅地や工場付近によく設置されています。その機能は、超高圧を住民の生活に必要な電圧まで下げ、人々の日常的な電力消費量を満たすことです。
乾式変圧器と油入変圧器は、最も一般的に使用されている2種類の変圧器です。乾式変圧器は油入変圧器に比べて防火性能が優れており、病院、空港、駅など、より高い防火要件が求められる場所で主に使用されています。ただし、価格は比較的高く、湿度が高すぎない、埃や汚れが多すぎないなど、環境に関する一定の要件があります。

2. 構造的特徴
1. 安全で、耐火性があり、無公害で、負荷中心で直接操作できます。
2. 国内の先進技術を採用し、高い機械的強度、強力な短絡耐性、小さな部分放電、優れた熱安定性、高い信頼性、長い耐用年数を実現しています。
3. 低損失、低騒音、顕著な省エネ効果、メンテナンスフリー。
4. 強制空冷により、優れた放熱性能、強力な過負荷耐性、および容量動作の向上が可能になる。
5. 優れた防湿性能を持ち、高湿度などの過酷な環境にも適応します。
6. 乾式変圧器には、完全な温度検出および保護システムを装備できます。インテリジェント信号温度制御システムを使用することで、三相巻線の各動作温度を自動的に検出して循環表示し、ファンを自動的に起動および停止し、アラームやトリップなどの機能を備えています。
7. 小型軽量で、省スペースかつ設置コストが低い。
鉄芯
高品質の冷間圧延方向性珪素鋼板を使用し、鉄芯珪素鋼板には45度の完全斜め継ぎ目を採用することで、磁束が珪素鋼板の継ぎ目方向に沿って流れるようにしている。
巻線形状

⑴ 巻き取り;
⑵ エポキシ樹脂と石英砂の充填および注入。
⑶ ガラス繊維強化エポキシ樹脂鋳造（すなわち、薄型絶縁構造）
⑷多本撚りガラス繊維含浸エポキシ樹脂巻線タイプ（一般的に3が使用されるのは、注型樹脂のひび割れを効果的に防止し、装置の信頼性を向上させることができるためである）。
高電圧巻線
一般的には、多層円筒構造または多層分割構造を採用する。
3. フォーム
⒈開放型：一般的に使用されている形式です。本体が大気と直接接触します。比較的乾燥していて清潔な部屋に適しています（周囲温度が20度の場合、相対湿度は85％を超えないようにしてください）。一般的に、空冷式と空冷式の2つの冷却方法があります。
⒉密閉型：装置本体は密閉されたシェル内にあり、大気と直接接触しません（密閉性と放熱条件が悪いため、主に鉱業で使用され、防爆型に分類されます）。
⒊注型：エポキシ樹脂またはその他の樹脂を主絶縁材として使用します。構造がシンプルで体積が小さいため、小容量の変圧器に適しています。

4. 技術的パラメータ
1. 使用周波数：50 / 60Hz
2. 無負荷電流：4％未満
3. 圧縮強度：2000V/分で破壊なし。試験機器：YZ1802耐電圧試験器（20mA）。
4. 絶縁等級：F等級（特殊等級はカスタマイズ可能）
5. 絶縁抵抗：2MΩ以上（試験機器：ZC25B-4型メガオーム計、1000V未満）
6. 接続方式：Y/Y、△/Y0、Yo/△、自動カップリング（オプション）
7. コイルの許容温度上昇：100K
8. 放熱方法：自然空冷または温度制御による自動放熱。
9. 騒音係数：≤30dB。

5. 職場環境
1.0～40℃、相対湿度70％未満。
2. 標高：2500メートル以下。
3. 雨、湿気、高温、高温、直射日光を避けてください。放熱口と通気口と周囲の物体との距離は1000ピクセル以上でなければなりません。
4. 腐食性の液体やガス、粉塵、導電性繊維、金属粉などが多い場所での作業は避けてください。
5. 振動や電磁干渉のある場所での作業は避ける。
6. 逆さまにした状態での長期保管や輸送は避け、強い衝撃を与えないでください。

6. 製品選定－製品定義
配電用変圧器は、工業・鉱業企業や民家の電力供給・配電システムにおいて重要な機器の一つです。10kVまたは35kVの系統電圧を、ユーザーが使用する230/400Vの母線電圧に降圧します。この製品は、交流50（60）Hz、三相最大定格容量2500kVA（単相最大定格容量833kVA、単相変圧器の使用は一般的に推奨されません）に適しています。
1) 一次負荷または二次負荷が多数ある場合は、2台以上の変圧器を設置する必要があります。いずれかの変圧器が切断された場合でも、残りの変圧器の容量で一次負荷および二次負荷の消費電力を満たすことができます。一次負荷および二次負荷はできるだけ集中させ、分散しすぎないようにする必要があります。
2) 季節的な負荷容量が大きい場合は、専用の変圧器を設置する必要があります。例えば、大規模な民生用建物の空調チラー負荷、暖房用電気ヒーター負荷などです。
3) 集中負荷が大きい場合は、専用の変圧器を設置する必要があります。例えば、大型加熱装置、大型X線装置、電気アーク炉などです。
4) 照明負荷が大きい場合、または電力と照明で共通の変圧器を使用している場合は、照明品質や電球寿命に深刻な影響が出るため、専用の照明用変圧器を設置することができます。通常、電力と照明は1つの変圧器を共有します。
製品選定 - 使用環境に応じて変圧器を選択してください

1) 通常の媒体条件下では、工業・鉱業企業、農業、住宅地などの独立型または付属型変電所、および独立型変電所などにおいて、油入変圧器または乾式変圧器を使用できます。使用可能な変圧器は、S8、S9、S10、SC(B)9、SC(B)10などです。
2) 多層階または高層の主要な建物では、SC(B)9、SC(B)10、SCZ(B)9、SCZ(B)10などの不燃性または難燃性の変圧器を使用する必要があります。
3) 粉塵や腐食性ガスが変圧器の安全な動作に深刻な影響を与える場所では、BS 9、S9-、S10-、SH12-Mなどの密閉型または密封型の変圧器を選択する必要があります。
4) 可燃性油を使用しない高出力および低出力の配電機器、ならびに非油入式配電変圧器は、同一室に設置することができます。この場合、変圧器は安全のためIP2Xの保護筐体に収める必要があります。

製品選定 - 電気負荷に応じて変圧器を選択してください
1) 配電用変圧器の容量は、各種電気機器の設備容量と合わせて計算負荷（一般的に火災負荷を除く）を算出する必要があります。補償後の見かけ容量が、変圧器の容量と台数を選定する際の基準となります。一般的な変圧器の負荷率は約85%です。この方法は比較的簡便で、容量の推定に利用できます。
2) GB/T17468-1998「電力変圧器の選定に関するガイドライン」では、配電用変圧器の容量選定は、GB/T17211-1998「乾式電力変圧器の負荷に関するガイドライン」および計算された負荷に基づいて決定することが推奨されています。上記の2つのガイドラインは、配電用変圧器の容量を決定するためのコンピュータプログラムと通常サイクル負荷図を提供しています。

7. 設置場所
配電用変圧器は変電所の重要な構成要素です。シェルなしの乾式変圧器は保護柵で囲まれた状態で地面に直接設置され、シェル付きの乾式変圧器も地面に直接設置されます。設置方法については、国家建築基準設計図集「03D201-4 10/0.4kV 変圧器室のレイアウトおよび変電所における共通機器の設置」を参照してください。

8．タイプ選定－温度制御システム
乾式変圧器の安全な運転と耐用年数は、変圧器巻線の絶縁の安全性と信頼性に大きく依存します。巻線温度が絶縁耐熱温度を超えると絶縁が損傷し、これが変圧器が正常に動作しなくなる主な原因の一つとなります。したがって、変圧器の動作温度の監視と警報制御は非常に重要です。
⑴ファンの自動制御：温度信号は、低電圧巻線の最も高温になる部分に埋め込まれたPt100サーミスタによって測定されます。変圧器の負荷が増加すると、動作温度が上昇します。巻線温度が110℃に達すると、システムは自動的にファン冷却を開始し、巻線温度が90℃まで低下すると、システムは自動的にファンを停止します。
⑵過熱警報およびトリップ：低電圧巻線に埋め込まれたPTC非線形サーミスタを介して巻線または鉄心温度信号を収集します。変圧器巻線の温度が上昇し続け、155℃に達すると、システムは過熱警報信号を出力します。温度が170℃まで上昇し続けると、変圧器は動作を継続できず、過熱トリップ信号が二次保護回路に送信され、変圧器は速やかにトリップされます。
⑶温度表示システム：低電圧巻線に埋め込まれたPt100サーミスタで温度変化値を測定し、各相巻線の温度を直接表示します（三相検査と最大値表示、および履歴中の最高温度の記録が可能）。温度は4-20mAのアナログ値で出力され、必要に応じて遠隔コンピュータ（最大1200m）に送信できます。
選択保護法
IP20保護筐体は通常、直径12mmを超える固体異物や、ネズミ、ヘビ、ネコ、鳥などの小動物の侵入を防ぎ、短絡による停電などの悪質な故障を防止し、活電部を保護するために使用されます。変圧器を屋外に設置する必要がある場合は、IP23保護筐体を選択できます。IP20の保護機能に加えて、垂直方向から60°以内の角度からの水滴も防ぐことができます。ただし、IP23筐体は変圧器の冷却能力を低下させるため、選択時には動作能力の低下に注意してください。
選択過負荷容量
乾式変圧器の過負荷容量は、周囲温度、過負荷前の負荷状態（初期負荷）、変圧器の絶縁性および放熱性、そして加熱時定数に関係します。必要に応じて、乾式変圧器の過負荷特性曲線は製造元から入手できます。

過負荷容量をどのように活用すればよいか？
⑴変圧器の容量を計算する際には、適切に削減することができます。特定の鋼材圧延、溶接、その他の機器の短期的な衝撃過負荷の可能性を十分に考慮し、乾式変圧器の強力な過負荷容量を使用して変圧器の容量を削減するようにします。住宅地が主に夜間照明、文化娯楽施設、ショッピングモールが主に空調と昼間照明に使用されるなど、均等に負荷がかかる場所では、過負荷容量を最大限に活用し、変圧器の容量を適切に削減して、主な運転時間を全負荷または短期過負荷にします。

9. チェック
⒈ 異常な音や振動があるかどうか。
⒉絶縁表面に、沿面痕跡や炭化による局所的な過熱、有害ガス腐食、その他の変色があるかどうか。
⒊変圧器の空冷装置が正常に動作しているかどうか。
⒋高電圧および低電圧の接続部が過熱してはならない。ケーブルヘッド部で漏電や沿面電流が発生してはならない。
巻線の温度上昇は変圧器に採用されている絶縁材料のグレードに基づいており、監視された温度上昇は規定値を超えてはならない。
⒍支えとなる磁器製のボトルには、ひび割れや滲み跡があってはなりません。
⒎巻き上げ圧力部品が緩んでいないか確認してください。
⒏室内換気の場合、鉄芯のエアダクトにはほこりやゴミがなく、鉄芯には錆や腐食がない必要があります。

10. 違い
インバーター：電力に関する特別なニーズを満たすために、必要な電力周波数（50Hz、60Hzなど）に調整できます。
変圧器：一般的に「降圧装置」であり、住宅地や工場付近によく設置されています。その機能は、超高圧を住民の生活に必要な電圧まで下げ、人々の日常的な電力消費量を満たすことです。
乾式変圧器と油入変圧器は、最も一般的に使用されている2種類の変圧器です。乾式変圧器は油入変圧器に比べて防火性能が優れており、病院、空港、駅など、より高い防火要件が求められる場所で主に使用されています。ただし、価格は比較的高く、湿度が高すぎない、埃や汚れが多すぎないなど、環境に関する一定の要件があります。