三相変圧器: 接続、サイジング、購入ガイド

三相変圧器ガイド: 仕組み、接続、選び方

A 三相変圧器(「3 変圧器」として検索されることが多い) 全体で使用される三相電力システムの電圧を昇圧または降圧します。-商業ビル、産業プラント、データセンター、インフラストラクチャ。それは可能です単一の統合ユニットまたは3 つの単相変圧器のバンク-三相システムを形成するように接続されています。-

このガイドでは、三相変圧器とは何か、高レベルでどのように動作するか、最も一般的な接続について説明します(デルタ-ワイ、ワイ-デルタ、デルタ-デルタ、ワイ-ワイ）、1 つの三相ユニットと変圧器バンクの実際的な違い、購入時の主な仕様、基本的なサイジングの考慮事項、一般的な用途、規格について説明します。-見積もりを依頼したり、エンジニアに相談したりする前に、オプションを絞り込むために使用します。

三相変圧器は、三相システム内の異なる電圧レベル間で電力を伝送します。120度3 本の脚間の位相関係。これは、共有コアまたは多相コアを介して磁気的に結合された一次巻線と二次巻線で構成されます。

これは 2 つの一般的な形式で表示されます。

すべての巻線とコアを 1 つのエンクロージャに収めた単一の三相ユニット。-

3 つの単相変圧器のバンク。-その端子が相互接続されて同等の三相システムを形成します。-。

どちらも三相電力を供給します。-選択は、設置面積、コスト、冗長性のニーズ、配送上の制約、およびメンテナンスの好みによって異なります。

電力伝達は次のものに依存します電磁誘導。交互に一次巻線の電流により、コア内に変化する磁束が生成されます。

この磁束により、二次巻線に電圧が誘導されます。一次側と二次側の間の巻数比によって、電圧変換（昇圧または降圧）が決まります。-

In a balanced three-phase system the three phase currents and voltages are equal in magnitude and displaced by 120 electrical degrees. A properly designed 3-phase transformer preserves this balance while changing voltage levels. Efficiency is typically high (often >最新のユニットでは全負荷時に 98%)、主に次のような制限があります。銅損、鉄損、漂遊損.

接続タイプによって、中性利用可能ですが、どのようにしてゼロ相電流動作、およびさまざまな負荷への適合性。選択はシステム-とアプリケーション-に依存します-。最終設計については資格のあるエンジニアにご相談ください。

デルタ-ワイ (Δ-Y)

商業用および軽工業用の-ステップ-で最も頻繁に使用される構成ダウンサービス。プライマリ デルタにより、プライマリ ニュートラルが不要になります。二次 Y は安定したニュートラルを供給します120 Vまたは277 V単相負荷に対応し、接地を容易にします。-

ワイデルタ (Y–Δ)

電圧を昇圧したり、二次中性点を必要としない負荷に給電する場合によく使用されます。一次中性点は接地できます。

デルタ-デルタ (Δ-Δ)

一部の連続プロセスの産業環境で好まれています。{0}ニュートラルが存在しないと、特定の設計が簡素化されます。この構成では、限られた場合に開放巻線を許容しながら、低減された容量での動作を維持できます。

ワイ-ワイ (Y-Y)

接地と高調波/ゼロシーケンスの動作のため、使用頻度は低くなります。{0}使用する場合、通常は両方の中性点が接地されるため、追加の緩和策が必要になる場合があります。

接続の選択は、接地、故障電流の寄与、および高調波性能に影響します。常にプロジェクトの仕様と地域の規定に照らして検証してください。最終決定する前にエンジニアに相談してください。

通常、スペース、効率、初期コストが重視される新規設置には、単一の三相ユニットが推奨されます。- 3 つの単相ユニットのバンクは、交換プロジェクト、クレーンへのアクセスが制限されている場合、または部分的な冗長性が必要なアプリケーションに有利です。

見積もりをリクエストするときに、次のパラメータを指定または確認します。

kVA定格- 個の連続容量 (適切なマージンあり)。

一次および二次電圧 - e.g., 480 V Δ – 208Y/120 V.

頻度- 60 Hz (北米) または 50 Hz。

インピーダンス (%Z)- は故障電流と電圧レギュレーションに影響を与えます。

絶縁クラスと温度上昇- 例: 150 度上昇 / 220 度クラス。

冷却- AN（自然空気）、AF（強制空気）、または液体で満たされた同等品。-

騒音レベル-は占有されている建物にとって重要です。

タップ- の電圧調整は通常、±2 × 2.5 % または同等です。

囲い- NEMA 1 (屋内)、3R (屋外)、12 (防塵-)、または IEC IP 相当。

巻線材- 銅またはアルミニウム。

効率- DOE 2016 (米国) または該当する IEC エコデザイン要件。

特別な機能- -非線形負荷、静電シールド、低突入電流設計などの K 係数定格。

合計接続負荷を kVA (または kW と力率) で計算または測定します。

施設に応じて多様性と需要要因を適用します。

将来の成長に備えてマージンを追加します (通常は 20 ～ 25 % 以上)。

モーターの始動電流 / 突入電流と高調波生成負荷（VFD、UPSシステム、LEDドライバー）。非線形負荷には、K-評価または特大ユニット。

説明のための例のみ(プロジェクト-固有の計算が必要): 約 60 kVA の連続負荷と中程度のモーター始動がある施設では、75 kVA ユニットを選択する可能性があります。最終的なサイジングは、適用される規格、メーカーのガイドライン、および技術的な判断に従う必要があります。

商業ビル- は照明、HVAC、コンセント パネル (通常 480 ～ 208Y/120 V) に分配されます。

産業プラント- モーター負荷、プロセス機器、プラントの分布。

データセンター- UPS 入力/出力、PDUの供給;に注意を払う高調波そしてK{0}}係数。

再生可能エネルギーとEVインフラ- はソーラー、バッテリー、または充電サイト（該当する場合）で-ステップアップまたはステップダウン-します。

制度と医療- は、厳格な接地および絶縁要件を備えた信頼性の高い配電です。

北米: IEEE / ANSI C57 シリーズ、NEMA、UL または CSA リスト、DOE 効率規則 (多くの乾式-} タイプのユニットについては DOE 2016)。

国際的：IEC 60076シリーズ、EN規格、エコデザイン効率要件。

ローカル コードの採用、公共事業の相互接続ルール、プロジェクト固有の仕様（耐震性、高度、周囲温度）を確認します。{0}

「3 トランス」とは通常何を意味しますか?ほとんどの検索では、三相変圧器が参照されます。-また、三相サービス用に接続された 3 つの単相変圧器のバンクを意味することもあります。-

最も一般的な三相変圧器の接続は何ですか?デルタ - ワイ（Δ - Y）は、二次ニュートラルを必要とする商用ステップダウン サービス用です。-

デルタ Y 変圧器は中性点を提供しますか?はい、二次側 (Y 側) - です。

3 つの単相変圧器を使用して三相を作ることはできますか?{0}}はい。適切な相互接続により、機能する三相バンクが作成されます。-

変圧器バンクと単三相変圧器のどちらが安いですか?単一の三相ユニットは通常、同じ kVA であれば初期コストが低くなりますが、サイト固有の要因（輸送、設置、冗長性）によって総所有コストが変化する可能性があります。{1}{1}

三相負荷の kVA はどのように計算すればよいですか?kVA=(√3 × V_line × I_line) / 1000。負荷を慎重に合計し、需要/多様性係数を適用します。

三相変圧器は VFD/UPS 負荷で動作しますか?はい、ただし、非線形負荷は高調波を生成します。 K- 定格のユニットまたは適切にオーバーサイズのユニットを指定し、フィルタリングまたは軽減を検討してください。

変圧器のインピーダンスとは何ですか?なぜそれが重要なのでしょうか?%Z は負荷時の電圧降下を示し、利用可能な故障電流を制限します。それは保護調整と電圧調整に影響を与えます。

乾式-タイプと液体-で満たされたユニットのどちらが優れていますか?乾式-タイプ（注型樹脂または換気）は屋内や火災の懸念がある場所で一般的です。液体-で満たされたユニットは、屋外またはそれ以上の kVA アプリケーションに使用されることがよくあります。-選択は場所、環境、コードによって異なります。

ニュートラルは必要ですか？単相負荷または接地システムが二次側に存在する場合は、通常、Y 二次側（中性点を提供する）が必要です。-

単位を指定するか、オプションを比較する準備はできましたか?より迅速かつ正確な見積もりを得るには、次の情報を入力してください。

必要なkVA

一次および二次電圧 (および既知の場合は接続)

ニュートラルは必要ですか？

屋内または屋外の場所 + 優先エンクロージャ評価

周波数(50/60Hz)

インピーダンス、高度、または周囲の制約

非線形負荷 (VFD、UPS など)

効率またはリストの要件

数量と希望納期

三相変圧器の見積もりを入手するまたはエンジニアに相談する接続、サイズ、アプリケーションの詳細がわからない場合。最終的な選択と設置は、適用される規定と製造元の指示に従って、資格のある専門家が行う必要があります。

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