油入変圧器とも呼ばれる油入変圧器は、絶縁および冷却媒体として油を使用する電気変圧器の一種です。これらの変圧器は、その効率性、信頼性、高電圧と電力レベルを処理する能力により、配電や電気用途で広く使用されています。この記事では、油浸変圧器の動作原理、構成部品、利点、用途について説明します。
動作原理
油入変圧器は電磁誘導の基本原理で作動する。一次巻線と二次巻線から成り、積層鉄心に巻かれたワイヤーのコイルである。一次巻線に交流（AC）が流れると磁界が発生し、二次巻線に電圧が誘導される。このプロセスにより、変圧器は電気エネルギーをある電圧レベルから別の電圧レベルに変換することができる。
変圧器の効率と性能の鍵は、熱と絶縁を管理する能力にあります。変圧器に使用されるオイルには、絶縁と冷却という2つの主な目的があります。オイルは巻線やその他の内部部品を絶縁し、電気的な絶縁破壊や短絡を防ぎます。また、運転中に発生する熱を吸収・放散し、変圧器の温度を安全な範囲内に維持します。
油浸変圧器の構成部品
- コア
コアはラミネートされたケイ素鋼板でできており、磁束に低リラクタンスの経路を提供するように設計されている。一次巻線と二次巻線間の効率的なエネルギー伝達のために非常に重要です。
- 巻線
一次巻線と二次巻線は、銅またはアルミニウムの導体でできている。これらの巻線は、短絡や漏電を防ぐため、紙やワニスなどの材料で絶縁されている。
- 変圧器オイル
油浸変圧器には、特殊な鉱油または合成油が使用される。このオイルは電気絶縁を提供し、変圧器内で発生する熱を放散するのに役立ちます。
- タンク
タンクはコア、巻線、オイルを入れる密閉容器である。一般的にスチール製で、オイルの熱膨張によって発生する内圧に耐えられるように設計されている。
- コンサベーター
コンサベーターはメインタンクに接続された補助タンクである。温度変化によるオイルの膨張と収縮に対応し、メインタンクがオイルで完全に満たされた状態を保ちます。
- ブリーザー
ブリーザーはシリカゲルを取り付けた装置で、コンサベーターに入る空気から湿気を吸収する。これにより、湿気がオイルを汚染し、絶縁性を劣化させるのを防ぐ。
- ラジエーター
ラジエーターは、タンクに取り付けられた外部冷却フィンまたはチューブです。放熱のための表面積を増やし、変圧器の温度を安全な範囲内に維持するのに役立ちます。
- ブッフホルツ・リレー
ブッフホルツ・リレーは、変圧器内のガス蓄積を検知する安全装置です。アラームを作動させるか、変圧器をシャットダウンして、さらなる損傷を防止します。
オペレーション
一次巻線に交流電圧が印加されると、コアに磁界が発生する。この磁界が二次巻線に電圧を誘導し、電気エネルギーが一次側から二次側に伝達される。電圧レベルは、一次巻線と二次巻線の巻数比に応じて昇圧または降圧することができます。
このプロセスで発生した熱はオイルに吸収され、ラジエーターを循環して周囲の空気に放熱します。この自然対流プロセスによって変圧器の温度が維持され、効率的で信頼性の高い運転が保証されます。
メリット
油浸変圧器にはいくつかの利点がある：
- 高効率：高効率で、大きな電力負荷を最小限の損失で処理できる。
- 信頼性の高い冷却：オイルは効果的な冷却を提供し、トランスが過熱することなく、より高い出力レベルで動作することを可能にします。
- 耐久性：オイルが保護バリアの役割を果たし、内部部品の酸化や腐食を防ぐ。
- 費用対効果：一般的に、高電圧および電力用途の乾式変圧器に比べてコスト効率が高い。
アプリケーション
油入変圧器は、以下のような幅広い用途で使用されている：
- 発電プラント：送電のために電圧を上げ、損失を減らす。
- 変電所：家庭や産業に配電するために電圧を降圧する。
- 産業用途：工場やプラントの機械や設備に電力を供給する。
- 再生可能エネルギーシステム：太陽光発電や風力発電システムで、電気エネルギーの変換と配電に使用される。
結論
油入変圧器は、電力産業において重要な役割を果たしています。電圧レベルを効率的に変換し、熱を管理し、信頼性の高い絶縁を提供するその能力は、さまざまな配電や産業用途に不可欠です。油入変圧器の構成部品と動作原理を理解することは、その重要性を理解し、さまざまな環境で最適な性能を発揮するために役立ちます。
