乾式変圧器: 種類、絶縁、用途 |ヤーウェイ

A 乾式変圧器絶縁と冷却のために従来の変圧器油を使用せずに電力を伝送します。代わりに、固体の断熱材、樹脂、空気、または一部の特別な設計ではガスが使用されます。

このため、乾式変圧器は、多くの屋内設置や環境に敏感な設置において実用的な選択肢となります。商業ビル、工場、データセンター、病院、再生可能エネルギープロジェクト、鉄道システム、その他防火性や設置条件が重要となる施設でよく見かけます。

ただし、すべてのプロジェクトに適合する単一のデザインはありません。樹脂-形変圧器、VPI変圧器、ポリアリルアミン絶縁変圧器、SF₆ガス絶縁変圧器とケーブル型乾式変圧器はすべて、絶縁と冷却に対して若干異なるアプローチをとっています。{0}

したがって、誰かが「乾式変圧器」と言うときは、実際にどのようなタイプを意味するのかを尋ねる価値があります。

乾式変圧器とは何ですか?

A 乾式変圧器非液体絶縁体を使用して巻線とコアを絶縁します。-変圧器は依然としてコアと巻線損失から熱を発生するため、温度を制御するために適切な冷却システムも必要です。

一般的な乾式変圧器には、磁気コア、高電圧巻線、低電圧巻線、絶縁システム、端子、機械的サポート、および冷却装置が含まれています。{0}{1}設計によっては、温度センサー、ファン、エンクロージャ、保護装置も含まれる場合があります。

明らかな利点の 1 つは、従来の変圧器オイル タンクがないことです。これにより、油漏れのリスクがなくなり、乾式変圧器は屋内の電気室や液体絶縁が望ましくないエリアに適しています。

とはいえ、「ドライ」だからといってメンテナンスが不要というわけではありません。{0}}変圧器には依然として適切な換気、検査、洗浄、温度監視、および保護が必要です。設置環境によって大きな違いが生じる可能性があります。

樹脂-乾式-タイプの変圧器

樹脂-型乾式-型変圧器産業用および商用電源システムで広く使用されています。樹脂は巻線絶縁体の主要部分を形成し、湿気、ほこり、汚染、機械的ストレスから導体を保護するのに役立ちます。

樹脂ベースのテクノロジーはいくつかありますが、すべてがまったく同じというわけではありません。{0}

樹脂-充填鋳物

樹脂充填構造では、巻線が絶縁樹脂で囲まれるか充填されます。樹脂が硬化すると、巻線の周囲に固体の絶縁構造が形成されます。

これは、湿気や汚染が懸念される環境で役立ちます。たとえば、産業施設にはほこり、湿気、空気中の汚染物質が存在し、保護が不十分な巻線システムに問題を引き起こす可能性があります。-

しかし、樹脂の品質は重要です。実際、かなりたくさんあります。空隙、亀裂、閉じ込められた空気、または硬化不良は、絶縁システムを弱める可能性があり、高電圧用途で部分放電を引き起こす可能性があります。-

樹脂鋳造

レジンキャスト巻線を金型の中に入れ、その周囲に絶縁樹脂を流し込む製造工程です。次に、樹脂は制御された条件下で硬化されます。

このプロセスは簡単に聞こえるかもしれませんが、舞台裏ではさまざまな処理が行われています。樹脂の温度、粘度、真空条件、硬化時間、絶縁体の厚さはすべて慎重に制御する必要があります。

優れた鋳造により、内部のエアポケットやその他の欠陥が軽減されます。これは重要です。なぜなら、高電圧絶縁内の小さな欠陥であっても、長年にわたる電気的および熱的ストレスの後に問題になる可能性があるからです。-

樹脂巻線

で樹脂巻線、樹脂は巻線絶縁システムの重要な部分になります。銅またはアルミニウムの導体を樹脂、ガラス繊維、絶縁紙、または絶縁フィルムと組み合わせることができます。

巻線は電気的ストレスと機械的ストレスの両方に対処する必要があります。変圧器に大きな負荷がかかると、巻線が発熱します。負荷が下がると冷却されます。このサイクルは、通常の動作中に何度も発生します。

そのため、絶縁システムには、優れた電気的性能と、熱膨張と収縮に耐える十分な機械的強度が必要です。

樹脂真空加圧含浸

樹脂真空加圧含浸（VPI）乾式変圧器に使用されるもう一つの樹脂絶縁技術。

VPI中、制御された真空および圧力条件下で巻線が樹脂にさらされます。これにより、閉じ込められた空気を減らしながら、樹脂がより効果的に断熱構造に浸透することができます。

硬化後、巻線は機械的に強くなり、湿気や環境の影響からよりよく保護されます。

VPI と樹脂鋳造は一緒に言及されることがありますが、同じ製造プロセスではありません。巻線構造や製造方法が異なるため、トランスの用途に応じて選択できます。

ポリアリールアミン絶縁変圧器

ポリアリールアミン絶縁変圧器断熱システムの一部としてポリアリルアミン-ベースのポリマー材料を使用します。

ポリアリールアミンは、有用な電気的および熱的特性を備えた高性能ポリマーです。-変圧器の構造では、高度なポリマー絶縁により、コンパクトな巻線構造と絶縁システムを設計する際にさらなる柔軟性が得られます。

このタイプの変圧器は、優れた電気絶縁性、熱性能、コンパクトな構造が重要な場合に検討されます。

それでも、絶縁材料だけで変圧器を判断するのは間違いです。コアの設計、導体の選択、巻線の配置、冷却、製造品質、および動作条件はすべて連携して機能します。

実際のプロジェクトでは、完全な断熱システムが重要です。-

SF₆ガス絶縁変圧器

SF₆ガス絶縁変圧器六フッ化硫黄（SF）を使用₆) 従来の液体断熱材の代わりにガスを使用します。

SF₆絶縁耐力が高く、高電圧電気機器で長年使用されてきました。{0}適切な圧力下で、適切に設計されたエンクロージャ内で、コンパクトな機器設計をサポートしながら効果的な断熱を提供できます。

ただし、SF₆システムにはいくつかの特別な要件もあります。

SFの絶縁特性₆ガス

SF の主な利点の 1 つは、₆強力な誘電性能です。ガス圧力と機器の設計が適切であれば、通電中のコンポーネント間に効果的な電気絶縁を提供できます。

ただ単にSFを入れればいいというわけではありません₆金属製の筐体の中に入れて完了です。ガスの圧力、温度、電界分布、エンクロージャの設計、気密性にはすべて細心の注意が必要です。

SFの放熱₆ガスと変圧器の冷却

トランスは絶縁媒体が油、空気、樹脂、ガスを問わず発熱します。

SFの中で₆ガス絶縁変圧器では、コアと巻線からの熱がガスに移動し、その後、エンクロージャと冷却システムを介して伝達される必要があります。

変圧器の設計に応じて、冷却には天然ガス循環、強制ガス循環、または外部冷却装置が使用される場合があります。

したがって、熱設計は誘電体設計と同じくらい重要です。変圧器は優れた絶縁性を備えていますが、熱を効果的に除去できないと問題が発生します。

SF₆ガス絶縁変圧器部品

正確な構成はメーカーやアプリケーションによって異なりますが、SF₆ガス絶縁変圧器には、コア、巻線、ガス充填筐体、端子またはブッシング、ガス監視装置、圧力制御装置、冷却装置、保護システムが含まれます。{0}{1}

ガス圧力の監視は特に重要です。ガスが漏れて所定の圧力以下になると、断熱性能に影響を与える場合があります。

SF₆温室効果

環境問題も見逃せません。

SF₆非常に強力な温室効果ガスであり、大気中に長期間残留する可能性があります。そのため、メーカーや事業者は、漏れの防止、ガスの回収、リサイクル、使用済み製品の取り扱いに細心の注意を払う必要があります。--

電気機器の調達においても環境規制の重要性が高まっています。 SFを検討しているプロジェクト向け₆テクノロジーを活用するには、その技術的利点と環境要件の両方を評価することが理にかなっています。

ケーブル-乾式-タイプの変圧器

ケーブル-タイプ乾式-タイプ変圧器絶縁ケーブルまたはケーブルのような導体を巻線システムの一部として使用します。{0}

従来の裸導体またはストリップ導体を使用する代わりに、絶縁ケーブル技術が巻線に統合されています。これは、特定の断熱配置を実現し、一部の設計ではよりコンパクトな構造を実現するのに役立ちます。

ケーブル-タイプの乾式変圧器は、一般に標準の樹脂鋳造変圧器よりも特殊化されています。-プロジェクトに特定の電圧、絶縁、スペース、または巻線の要件がある場合に検討されることがあります。

ケーブルの絶縁体は、電気的ストレス、熱、機械的力、および繰り返しの温度変化に対処する必要があります。したがって、繰り返しになりますが、熱設計と断熱品質は両方とも重要です。

適切な乾式変圧器の選び方

正しい選択乾式変圧器製品パンフレットではなく、電気システムから始まります。

定格容量、一次および二次電圧、周波数、インピーダンス、ベクトルグループ、絶縁レベル、温度上昇、冷却方法、周囲温度、設置高度、筐体定格、および適用規格をすべて確認する必要があります。

環境も同様に重要です。

工場では、変圧器が粉塵、湿気、化学薬品、振動、または負荷の変化にさらされる可能性があります。データセンターには、継続的な高負荷、高調波、高い電力密度があり、将来の拡張が強く必要になる場合があります。

屋内設置の場合、換気は特に見落とされがちです。電気室が十分な熱を除去できない場合、変圧器が適切に設計されていても、熱が高すぎることがあります。

乾式変圧器冷却

冷却は乾式変圧器の設計における重要な要素の 1 つです。

多くの乾式変圧器はAN冷却、空気自然冷却を意味します。コアと巻線で発生した熱はトランス構造を介して伝達され、周囲の空気中に放出されます。

定格が大きい場合や負荷が重い場合は、AF冷却、または空強制冷却が使用される場合があります。ファンは空気の流れを増やし、熱をより効果的に除去します。

冷却方法は、温度上昇と連続負荷能力に影響します。しかし、部屋の換気も重要です。変圧器室の換気が不十分だと、適切に設計された変圧器であっても実際の性能が低下する可能性があります。-

乾式変圧器の応用例

乾式変圧器は、商業ビル、工場、病院、データセンター、ショッピング センター、高層ビル、トンネル、鉄道システム、再生可能エネルギー プロジェクト、インフラ施設など、幅広い用途で使用されています。{0}

これらは、変圧器油を避けることで火災安全計画を簡素化したり、液漏れの懸念を軽減したりできる場合に特に魅力的です。{0}

太陽光および風力プロジェクトでは、特定の電力変換および配電用途に乾式変圧器を使用する場合もあります。最終的な選択は、電圧、容量、負荷プロファイル、環境条件、プロジェクトの仕様によって異なります。

乾式変圧器 vs. 油浸変圧器-

どちらのテクノロジーも自動的に優れているわけではありません。

乾式変圧器は、防火性と液体絶縁の不在が重要な屋内電気室、商業施設、トンネル、病院、データセンターに適した選択肢となることがよくあります。

油入変圧器は、屋外の変電所、発電所、公共施設、大容量送電および配電システムで依然として広く使用されています。-変圧器オイルは電気絶縁と効率的な熱伝達の両方を提供し、これは大型電力変圧器にとって大きな利点となります。

最終的には、変圧器のタイプだけでなく、プロジェクト全体に基づいて決定する必要があります。{0}

規格と製造品質

信頼できる乾式変圧器断熱材以外にも大きく依存します。

コア構造、導体の品質、巻線設計、樹脂加工、機械的組み立て、冷却、および工場でのテストはすべて、変圧器の性能と耐用年数に影響を与えます。

用途に応じて、乾式変圧器は以下に従って設計およびテストできます。IEC 60076-11、適用される国家規格およびプロジェクト仕様書とともに。

一般的な工場テストには、巻線抵抗、電圧比、絶縁、無負荷損失、負荷損失、誘電率、温度上昇、騒音レベル、該当する場合は部分放電テストが含まれます。-

EPC 請負業者や調達チームにとっては、価格や kVA 定格以上のものを比較する価値があります。同じ定格容量を持つ 2 つの変圧器は、絶縁システム、製造品質、冷却性能、予想耐用年数が大きく異なる場合があります。

結論

の乾式変圧器これは、特に屋内設置、防火、環境保護、石油関連のメンテナンスの削減が優先される場合に、現代の配電にとって重要なソリューションです。{0}}

樹脂-タイプの変圧器には、次のような技術が使用されています。樹脂注型、樹脂巻き取り、樹脂真空圧含浸. ポリアリールアミン絶縁変圧器特殊な断熱システムには高度なポリマー材料を使用します。SF₆ガス絶縁変圧器強力な誘電性能を提供しますが、次の理由で慎重なガス管理が必要です。SF₆温室効果. ケーブル-タイプ乾式-タイプ変圧器より特殊な巻線アプリケーションには絶縁ケーブル技術を使用します。

最も複雑なテクノロジーが常に最良の選択であるとは限りません。従来の樹脂鋳造変圧器がまさにプロジェクトに必要な場合があります。-他の状況では、特殊な絶縁または巻線システムの方が適切な場合があります。

のためにヤーウェイトランスフォーマー、実際的なアプローチは、実際の電気システムと作業環境から始めることです。電圧、容量、冷却、絶縁、設置条件、長期的な動作要件はすべて連携する必要があります。-

これにより、乾式変圧器が仕様書上の製品から、電気システムを毎日稼働し続ける信頼できる機器に変わります。

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