製造工場用変圧器: 種類、サイズ、選択ガイド

A 製造工場用変圧器これは、何か問題が発生するまでバックグラウンドに留まる傾向がある機器の 1 つです。{0}}生産ライン、モーター、CNC 機械、溶接装置、HVAC システム、オートメーション システム、照明、その他多くの産業用負荷に適切な電圧を供給します。

製造施設にとって、変圧器の選択はカタログから kVA 番号を選択するだけではありません。本当の問題は、変圧器が工場の実際の稼働方法に対応できるかどうかです。負荷の変動、大型モーター、可変周波数ドライブ、高調波、環境条件、将来の拡張性、信頼性などをすべて考慮する必要があります。-

言い換えれば、変圧器はプラントに適合する必要があり、その逆ではありません。

製造工場に専用の変圧器が必要な理由

製造工場は通常、通常の商業ビルよりもはるかに厳しい電気プロファイルを備えています。大型の誘導モーター、コンプレッサー、炉、溶接機、ロボット システム、可変周波数ドライブ、生産機械はすべて、電気ネットワークに重大な負荷をかける可能性があります。-

適切に選択された産業用変圧器は、入力される中電圧電源をプラントの機器に必要な電圧に変換します。{0}プロジェクトによっては、一般的な入力電圧には以下が含まれる場合があります。11kV、13.8kV、22kV、33kV、または35kV一方、低電圧システムは 400 V、415 V、480 V、またはその他の指定された電圧で動作する場合があります。-

変圧器は、電圧の安定性、エネルギー損失、短絡レベル、プラントの配電システム全体の信頼性にも役割を果たします。{0}}

製造工場の一般的な変圧器のタイプ

すべての工場に適用できる単一の変圧器設計はありません。正しい選択は、プラントのレイアウト、容量、設置場所、電力を供給される機器の種類に大きく依存します。

大規模な製造施設の場合、油入変圧器-特に変圧器が屋外に設置され、必要な容量が大きい場合には、実用的な選択肢となることがよくあります。オイルは効果的な熱伝達を提供し、何十年にもわたって産業用電力用途に広く使用されてきました。

ただし、屋内工場の場合は、乾式変圧器-より適切にフィットする可能性があります。絶縁油を管理する必要がないため、鋳造樹脂の設計は、防火、湿気、またはメンテナンスへのアクセスの制限が懸念される環境でも適切に機能します。-

製造工場の変圧器のサイズを決定する方法

変圧器のサイジングは、プラントの実際の電力需要から始める必要があります。すべての機械の銘板定格を加算するだけで、変圧器が容易に大型化する可能性があります。

基本的な開始点は次のとおりです。

必要な変圧器容量 ≒ 最大需要負荷 ÷ 目標負荷率

三相システムの場合、皮相電力は次の方法で推定できます。-

kVA=√3 × 電圧 × 電流 ÷ 1,000

しかし、それは出発点にすぎません。産業用アプリケーションでは、通常、モーターの始動電流、力率、高調波負荷、機械の同時稼働、待機設備、予想される生産拡大を詳しく調べる必要があります。-

たとえば、工場の計算上の最大需要が約 1,600 kVA であるとします。 1,600 kVA 変圧器の設置は論理的であるように思えるかもしれませんが、将来の成長の余地はほとんどないかもしれません。使用条件によっては、2,000kVA変圧器あるいは、複数の変圧器を配置する方が適切な場合もあります。-

同時に、大きいほど自動的に優れているわけではありません。過度に大きすぎる変圧器は初期投資を増大させる可能性があり、非常に低い負荷レベルでは非効率的に動作する可能性があります。

変圧器と製造装置のマッチング

製造装置の種類が異なれば、電気システムにかかるストレスの種類も異なります。

大型のモーターでは、始動時に大幅な電圧降下が発生する可能性があります。可変周波数ドライブやその他のパワー エレクトロニクス機器では、高調波電流が発生する可能性があります。-溶接機は急速に変化する負荷を生成する可能性がありますが、CNC 機械、ロボット工学、自動制御システムは電圧外乱の影響をより受けやすい可能性があります。

このため、変圧器に接続されている機器が合計 kVA と同じくらい重要になります。

プラントに多数の非線形負荷が含まれる場合、エンジニアは次のことを考慮する必要がある場合があります。高調波耐量(高調波緩和変圧器について知りたい)、K-要素の要件(クリックして K 定格変圧器について学びましょう-)、中性電流、および全体的な電力品質。場合によっては、特定の機器に専用の変圧器を使用することが賢明なアプローチです。

たとえば、重生産機械を高感度の制御システムや精密機器から分離できます。これにより、電気的障害が軽減され、より敏感な負荷にクリーンな電源が供給されます。

油-浸漬型変圧器と乾式変圧器-型変圧器

油入変圧器-と乾式変圧器-のどちらを選択するかは、通常、プロジェクト環境、容量、安全要件、設置配置によって決まります。

油入変圧器-一般的に、大規模な屋外変電所や大容量の産業用配電に使用されます。{0}これらは効果的な冷却を提供し、幅広い中-および高-電圧アプリケーションに利用できます。

乾式変圧器-変圧器を工場の建物内に設置する必要がある場合には、多くの場合好まれます。これらは変圧器油の必要性を排除し、火災安全性と屋内設置要件が重要な場合に特に魅力的です。

鋳造樹脂変圧器-湿気や汚染が懸念される環境でも優れた性能を発揮します。

ここには普遍的な勝者はいません。ある工場では完璧に機能する変圧器が、別の工場では適切なソリューションではない可能性があります。

変圧器の効率とエネルギー損失

製造工場は長時間稼働することが多く、一部の施設は連続稼働します。つまり、比較的小さな変圧器損失でも、機器の耐用年数を超えると累積される可能性があります。

変圧器損失一般的には次のように分けられます負荷損失がない-そして負荷損失。 -変圧器が通電されているときは負荷損失は発生しませんが、変圧器がより多くの電流を流すと負荷損失が増加します。

1 日 24 時間稼働する工場の場合、適切な損失特性を備えた変圧器を選択すると、長期的なエネルギーコストに顕著な影響を与える可能性があります。-

したがって、変圧器を比較するときは、購入価格以外にも注目するのが合理的です。変圧器の効率が向上し、長年にわたって営業損失が低減される場合は、初期投資が若干高くても価値がある可能性があります。

信頼性と冗長性が重要

製造工場にとって、電気障害は建物が暗くなる以上の意味を持ちます。停電は生産ラインを停止し、自動化されたプロセスを中断し、進行中の作業に損害を与え、重大な経済的損失につながる可能性があります。--

そのため、大規模な施設では複数の変圧器を使用することがよくあります。

たとえば、バスタイの配置やバックアップ容量により、異なる変圧器が別々の生産エリアに電力を供給でき、さらなる柔軟性が得られます。{0} 1 つの変圧器のメンテナンスが必要な場合でも、施設の一部は引き続き稼働できる可能性があります。

特に重要な生産プロセスの場合、電気システムには発電機、UPS システム、バッテリーエネルギー貯蔵装置、または再生可能電源も含まれる場合があります。

正確な調整は、工場がどの程度のダウンタイムを許容できるかによって異なります。重要なコンポーネントを生産する施設には、小規模な汎用ワークショップとは非常に異なる冗長性要件がある場合があります。-

工場内の環境状況

工場環境も見逃せません。

製造施設には、粉塵、湿気、化学薬品、振動、高温、腐食性物質が存在する可能性があります。これらの条件は、変圧器の絶縁、冷却性能、筐体、耐用年数に影響を与える可能性があります。

屋外に設置する場合、変圧器は天候や不正アクセスに対する適切な保護が必要です。屋内変圧器には、熱を逃がし、保守員が安全に作業できるように、適切な換気と機器の周囲に十分なスペースが必要です。

変圧器を生産ラインの近くに設置する場合は、機器の注文後ではなく、設計の初期段階で周囲の環境を考慮する必要があります。{0}}

製造工場用の変圧器の選択

を選択する製造工場用変圧器アプリケーションでは、実際には、容量、信頼性、効率、安全性、そして将来の要件の間の適切なバランスを見つけることが重要です。

もちろん変圧器の定格は重要ですが、それは決定の一部にすぎません。エンジニアは、プラントの電圧レベル、負荷特性、モーターの始動、高調波成分、設置環境、冷却方法、冗長性の要件、計画された拡張も検討する必要があります。

江蘇亜偉変圧器は、産業用配電、製造施設、再生可能エネルギー プロジェクト、その他の要求の厳しい用途向けに、油浸式および乾式-タイプの変圧器ソリューションを提供しています。変圧器の容量、電圧比、インピーダンス、冷却方法、筐体構成、付属品はプロジェクトの要件に応じてカスタマイズできます。

新しい製造施設の場合は、一般に、完全な電気負荷スケジュールおよび配電設計とともに変圧器の仕様を決定する方が適切です。そうすることで、過大なサイジングと不必要な過大なサイジングの両方を避けることができ、さらに重要なことに、工場に今後何年にもわたって安定した信頼性の高い電力供給を提供できます。-

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