10kVの変電所用変圧器回路に電流変換器を選ぶ際の注意点は何ですか

現場の電気技術者からの実践的な経験共有
ジェームズ、電気業界10年

皆さんこんにちは、私は ジェームズ,で、電気業界で10年間働いています。

変電所設計と設備選定の初期段階から、その後はリレープロテクションと自動化システムのプロジェクト全体の試運転まで担当し、私の仕事で最も頻繁に使用する装置の一つが電流変換器（CT）です。

最近、始めての友人が私に尋ねました：

“10kVの駅用変圧器回路用の電流変換器を選ぶ際には何に注意すべきですか？”

素晴らしい質問です！多くの人はCTの選択は定格電流比だけだと思っていますが、実際に回路の要件に合致させるためには複数の要素を考慮する必要があります。

今日は、過去数年の実践経験に基づいて、10kV駅用変圧器回路用のCTを選択する際に考慮すべき主要なポイント、各パラメータの意味、そして正しい選択方法についてシンプルな言葉で紹介します。

複雑な専門用語や無限の基準はありません。現実的に使える知識だけです。

1. 駅用変圧器回路用のCTを慎重に選ぶ重要性

駅用変圧器は主な電力変圧器ではありませんが、変電所内の制御電源、照明、メンテナンス電源、UPSシステムなどへの電力供給において重要な役割を果たします。

駅用変圧器が故障したり、保護が不適切に動作したりすると、以下の問題につながります：

• 制御電源の喪失；

• 直流システムの充電能力の喪失；

• 変電所全体の停止。

電流変換器は保護と測定の中心的な部品であり、その選択は保護の信頼性と測定の正確性に直接影響します。

つまり、適切なCTを選択することは = 安全 + 信頼性 + コスト効率。

2. 10kV駅用変圧器回路用のCTを選択する際の6つの重要なポイント

私の10年間のフィールド経験とプロジェクト実践に基づいて、以下が最も重要な考慮点です：

ポイント1：一次および二次定格電流

目的：CTが正常に動作し、保護の感度要件を満たすことを確認。

これは最も基本的かつ重要なパラメータです。

一般的な組み合わせ：

• 一次電流：50A、75A、100A、150A（駅用変圧器の容量による）

• 二次電流：5Aまたは0.5A（最新の保護装置では0.5Aを使用）

私のアドバイス：

• 通常、駅用変圧器の定格電流の1.2〜1.5倍の一次電流を選択；

• マイクロプロセッサベースの保護装置では、二次負荷を減らすために0.5A出力を好む；

• あまり高い定格を選ばないようにする—それによって低電流時の精度が悪くなり、保護性能に影響を与える可能性がある。

ポイント2：用途に合わせた精度クラス

目的：異なる機能（保護、測定、計量）が正確な信号を受け取るため。

異なる用途には異なる精度レベルが必要です。

一般的なクラス：

• 測定巻線：クラス0.5

• 計量巻線：クラス0.2S

• 保護巻線：5P10、5P20、10P10など

私の経験：

• 駅用変圧器回路では通常、請求に関与しない限り高精度の計量は必要ない；

• 保護巻線は短絡時に直線性を維持しなければならない；

• 多巻線CTはより柔軟性があり、推奨される。

ポイント3：定格出力容量（VA値）

目的：CTが接続された計器や保護装置を駆動できるようにする。

容量不足により電圧降下が発生し、測定精度や保護動作に影響を与える可能性があります。

計算式：

総負荷 = ケーブルインピーダンス + 計器/保護装置入力インピーダンス

私のアドバイス：

• 通常10〜30 VAを選択；

• マイクロプロセッサ保護装置は消費電力が少ない—低い容量でも可；

• 二次ケーブルが長い場合（例えば50メートル以上）、適切に容量を増やす；

• 盲目的に高い容量を選択しない—コア飽和を避ける。

ポイント4：熱安定性と動的安定性のチェック

目的：CTが短絡電流に耐えられるようにする。

10kVシステムでは、短絡電流は数千アンペアに達することがあります。

どのように行うか：

• 最大短絡電流（Ik）を確認；

• CTの熱安定性電流（It）と動的安定性電流（Idyn）を確認；

• 通常、It ≥ Ik (1秒)、Idyn ≥ 2.5 × Ik

実例：一度、短絡後にCTが爆発したことがありました—動的安定性電流がシステム要件を満たしていなかったことが分かりました。より高い定格のCTに交換することで問題が解決しました。

ポイント5：設置方法と構造タイプ

目的：CTが設置しやすく、メンテナンスも容易で、利用可能なスペースに適合することを確認。

一般的なCTタイプには以下があります：

• コア型（スイッチギアで一般的）

• ポスト型（屋外使用に適している）

• ブッシング型（変圧器でよく使用される）

私のアドバイス：

• 10kVスイッチギアでは、コア型CTが最も一般的；

• 導体サイズがコア穴径に一致することを確認；

• 狭いスペースでは、分割型CTを検討して設置と取り外しを容易にする；

• 湿気や腐食環境では、防湿または耐食モデルを選択。

ポイント6：極性と配線方法

目的：保護リレーと計器への信号方向が正しく、誤判定を避ける。

極性が間違っていると以下のような問題が発生します：

• 保護の誤作動または失敗；

• 電力流れ方向の誤判定；

• 差動保護での誤報。

私の経験：

• すべてのCTは極性端子（P1、P2）を明確に表示するべき；

• 一貫して減算極性接続を使用；

• 設置後やメンテナンス後に常に極性テストを行う；

• 専用の極性テスト機またはDC法を使用して確認。

3. その他の実用的なヒント

上記の6つの主要なポイントに加えて、以下にも重要な注意点があります：

多巻線構成：

• 保護、測定、計量のために独立した巻線を使用して干渉を避ける；

• 将来の拡張のために予備巻線を確保。

励磁特性：

• 特に保護巻線では、良好な励磁特性は保護の信頼性を向上させる；

• 可能であれば、励磁曲線テストを行いコア性能を確認。

50kVA駅用変圧器のサンプル選定参考

4. 私の最終的な提案

10年間のフィールド経験を持つ者として、すべての専門家に次のように伝えたい：

“型番だけでなく、常に実際の回路、保護設定、設置環境を考慮してCTを選択してください。”

特に「単純」に見える10kV駅用変圧器回路でも、適切な選択がなければ深刻な結果につながることがあります。

以下は、異なる役割に対する私の推奨事項です：

メンテナンス担当者向け：

• CTの銘板情報の読み方を学ぶ；

• 基本的なパラメータの意味を理解する；

• 極性テストの方法に精通する；

• 異常があればすぐに報告する。

技術スタッフ向け：

• CT選定の計算方法をマスターする；

• 保護巻線の特性を理解する；

• システム短絡パラメータの解釈方法を知る；

• 励磁曲線の分析ができる。

管理者または調達チーム向け：

• 技術仕様を明確に定義する；

• 品質が安定した信頼できる製造元を選ぶ；

• サプライヤーから完全なテストレポートを要求する；

• トレーサビリティのために設備記録を維持する。

5. 結びの言葉

電流変換器は小さく見えますが、電力システム全体の目と耳です。

それはただ電流を減らすだけではなく、保護の基礎、計量の基盤、安全の保証です。

電気業界で10年間働き、私はしばしば言っています：

“詳細が成功や失敗を決める、適切な選択が安全を保証する。”

もしCTの選択に困ったり、保護の誤作動に悩んだり、パラメータが適切かどうか不安な場合は、遠慮なく連絡してください—喜んで実践的な経験と解決策を共有します。

すべての電流変換器が安定して安全に動作し、私たちの電力網の正確さと信頼性を守ることを願っています！

— ジェームズ