二重巻OLTC油入電源トランスとは？

I. 製品の定義とモデルの解釈

二重巻線負荷時電圧調整油入電源変圧器とは、以下を指します。

• 二重巻線: 2 組の高電圧巻線と低電圧巻線のみが含まれています。 3巻線に比べて構造が簡単で、単一電圧レベルの変換に適しています。

• 負荷時電圧調整機能：電源を遮断することなく、変圧器が負荷で動作しているときにタップを切り替えて変圧比を調整し、出力電圧を安定させることができる負荷時タップ切換器（OLTC）を搭載しています。

・油入形：機器本体を絶縁油に浸漬しています。オイルには絶縁、放熱、消弧の働きがあります。通常は波形オイルタンクやオイルコンサベータ構造を採用しています。

代表機種例：SZ11-31500/35

・S：三相

• Z: 負荷時電圧調整 (この文字がない場合、通常は無励磁電圧調整を意味します)

• 11: パフォーマンス レベル コード (S13/S20/S22 およびその他の反復などのエネルギー効率レベルに対応)

・31500：定格容量（kVA）

・35：高圧側定格電圧（kV）

II.コア構造の構成

この製品の構造は、次のコア システムに分類できます。

1. ボディコンポーネント

●鉄心：高透磁率の一方向性冷間圧延珪素鋼板と完全斜接積層構造を採用し、無負荷損失と騒音を低減します。

• 巻線: 二重巻線同心構造。高電圧巻線には、タップ切換器につながる複数のタップ グループが装備されています。低圧巻線には主に銅箔または無酸素銅線が使用され、機械的強度と短絡耐性が向上します。

2. 圧力調整装置（芯差）

• 負荷時タップ切替器 (OLTC): セレクタ スイッチ、ダイバータ スイッチ、遷移抵抗器、または真空遮断器が含まれます。消弧室と油室を独立した構造とし、スイッチングにより発生する炭化物によるメインタンクの絶縁油の汚染を防止します。電流の連続性を確保するために、「最初にメイクしてからブレーク」という移行プロセスがあります。

3. 燃料タンクとオイルシステム

・燃料タンク：波形燃料タンク（完全密閉、メンテナンスフリー、油温により伸縮）とオイルコンサベータ付燃料タンク（吸湿材、油面計付）に分かれます。

・絶縁油：絶縁媒体と冷却媒体の役割を果たします。絶縁破壊電圧と微量水分含有量を定期的に監視する必要があります。

4. 保護および補助制御システム

• ガスリレー（ガス保護）、圧力リリーフバルブ、温度計（最高油温/巻線ホットスポット）、およびオプションの自動電圧コントローラー（AVC）を装備し、遠隔または自動ギア調整を実現します。

Ⅲ．動作原理: 「ライブ電圧レギュレーション」を実現するにはどうすればよいですか?

その基本原理は依然として電磁誘導の法則 (U_1/U_2 = N_1/N_2) に基づいています。電圧調整の中核は、高電圧巻線の実効巻数 N_1 を変更することです。

・低電圧時：コントローラはタップ切換器を動作させ、高圧側の巻数を増やし（ローギアに切り替え）、変圧比を上げて二次側出力電圧を高めます。

・電圧が高い場合：高圧側の巻数を減らし（ハイレベルに移行）、変圧比を下げ、二次側電圧を下げます。

負荷時スイッチングプロセス (キー):

スイッチングの瞬間に、遷移回路 (遷移抵抗を含む) が 2 つの隣接するタップをブリッジし、循環電流を制限してアーク消弧を完了し、プロセス全体で停電することなく負荷電流の中断のない転送を実現します。

IV.技術的特徴2番目の利点

• 高い電源継続性: 非励起電圧調整 (停電調整が必要) とは異なり、負荷時電圧調整は動的な電圧補正を実現します。これは、電圧に敏感な負荷や電源をオフにできない負荷 (半導体生産ラインや病院など) に特に適しています。

• 制御可能な電圧品質: 電圧調整範囲は通常 ±10% または ±15% (35±3×2.5% など) で、線間電圧降下や電力網の変動を効果的に相殺できます。

• 強力な放熱性と過負荷容量: 油浸構造はチップラジエーターまたは空冷 (ONAF) と適合しており、中容量および大容量 (800 ～ 31500kVA、またはそれ以上) の長期稼働に適しています。

• エネルギー効率のアップグレード：ほとんどの最新製品は GB 20052-2020 エネルギー効率基準 (レベル S22/S20) に準拠しており、無負荷損失は古いモデル (S9/S11) よりも大幅に低くなります。

V. 典型的なアプリケーションシナリオ

1. 地域の変電所および配電ネットワーク: 35kV/10kV または 110kV/10kV の主変電所変圧器。き電線電圧を調整して住宅用および商用電力の品質を確保するために使用されます。

2. 工業および鉱山企業および重工業: 鉄鋼、化学薬品、電解アルミニウムなどの衝撃負荷シナリオでは、激しい負荷変動によって引き起こされる電圧オフセットを相殺するために、頻繁な電圧調整が必要です。

3. 新エネルギー系統連系（太陽光・風力）：環境の影響により発電側の電圧が大きく変動します。負荷時電圧調整により、ブースター ステーションのバス電圧を安定させ、系統接続仕様を満たすことができます。

4. 農村部の電力網の変革：電力供給半径が長く、末端電圧が低い。低電圧の問題は、古い高損失の配電変圧器を置き換える負荷時電圧調整によって改善されます。

VI.選定と運用・保守のポイント

• 容量と短絡インピーダンス: 負荷マージンを計算する必要があり (10% ～ 15% を残すことをお勧めします)、短絡インピーダンスはシステムの短絡電流レベル (通常 4% ～ 10%) と一致する必要があります。

• タップ範囲とスイッチの種類: 地域の電力網の電圧変動に応じて、±10% 以上の範囲を選択します。操作メカニズムが手動、電動、またはリモート SCADA 制御であるかどうかを確認します。

• 運用とメンテナンスの重点: 負荷時タップ切換装置のオイルクロマトグラフィー分析 (DGA) の監視に重点を置き、アセチレン (放電の危険) の発生に注意を払います。スイッチの動作回数や接点の磨耗を定期的にチェックし、メーカーの規定に従ってコア上げやオイル交換などのメンテナンスを行ってください。

まとめ：二重巻線OLTC油入変圧器は、その高い信頼性、連続電圧調整機能、成熟した油絶縁技術により、現在でも中高圧配電分野の主要機器となっています。エネルギー効率基準の向上とインテリジェンスの発展（オンライン監視、自動電圧調整）により、新しい電力システムにおける電圧サポートの役割はさらに顕著になるでしょう。