変圧器ではなくオートトランスフォーマーが変電所で使用されるアプリケーションにはどのようなものがありますか

変電所では、オートトランスフォーマーは場合によっては普通のトランスフォーマーに代わって使用され、その応用は主に以下の方面があります。

第一に、電力送電

電圧レベルの向上

長距離の電力送電において、線路損失を減らすために電圧レベルを上げる必要があります。オートトランスフォーマーは簡単に電圧を上げたり下げたりして、異なる電圧レベルでの電力送電の需要を満たすことができます。例えば、発電所から遠隔地の負荷中心へ電力を送る際、オートトランスフォーマーを使用して電圧をより高いレベル（110kVから220kV以上）に上げることで、線路電流を減らし、送電損失を減らすことができます。

一部の巻線が共通されているため、オートトランスフォーマーの損失は小さく、効率は普通のトランスフォーマーよりも高くなります。これは電力送電の経済性を改善する上で非常に重要です。

異なる電圧レベルのグリッドの接続

変電所は通常、電力の配電と送電を実現するために異なる電圧レベルのグリッドを接続する必要があります。オートトランスフォーマーは連絡トランスフォーマーとして使用され、2つの異なる電圧レベルの電力網を接続して相互に電力の送電と調整を行うことができます。例えば、ハブ変電所では、500kVと220kVの2つの電圧レベルの電力網を接続する必要があり、オートトランスフォーマーは2つの電圧レベル間で電圧変換と電力送電を行い、連絡と調整の役割を果たします。

オートトランスフォーマーの容量は実際の需要に応じて柔軟に選択でき、異なる規模の電力網の接続ニーズに対応できます。また、その構造は比較的コンパクトで、占有面積が小さいため、スペースが限られている変電所での使用に適しています。

第二に、無効電力補償

無効電力の調整

電力システムにおいて、無効電力のバランスは電圧の安定性を維持し、電力品質を向上させる上で非常に重要です。オートトランスフォーマーはタップを調整し、トランスフォーマーのリアクタンス値を変更することで、システム内の無効電力を調整することができます。例えば、システム内に無効電力が過剰な場合、オートトランスフォーマーのタップを適切に下げてリアクタンス値を増やし、過剰な無効電力を吸収することができます。逆に、システム内の無効電力が不足している場合、高側のコネクタを上げてリアクタンス値を減らし、必要な無効電力を提供することができます。

この無効電力の調整機能により、電力システムの安定性と信頼性が向上し、電圧の変動や電力係数の低下の発生を減少させることができます。

電力係数の改善

オートトランスフォーマーは、無効電力補償装置（コンデンサバンク、リアクトルなど）と組み合わせて使用することで、電力システムの電力係数を改善することができます。オートトランスフォーマーのタップと無効電力補償装置の容量を選択することにより、システムの電力係数を1に近づけ、電力の利用効率を向上させ、線路損失と電気料金を削減することができます。例えば、工業企業の変電所では、負荷特性や電力係数要件に基づいて適切なオートトランスフォーマーと無効電力補償装置を選択し、電力係数の最適な制御を達成することができます。

3. 特殊な応用

短絡電流の制限

ある場合には、電力システムの短絡電流を制限して電気設備を保護し、システムの安全性を向上させる必要があります。オートトランスフォーマーはタップを調整することでトランスフォーマーのインピーダンス値を変更し、短絡電流の大きさを制限することができます。例えば、短絡電流が大きい変電所では、高インピーダンスのオートトランスフォーマータップを選択して、短絡電流のレベルを減らし、過大な短絡電流による電気設備の損傷を防ぐことができます。

また、オートトランスフォーマーは他の電流制限装置（例えば電流制限リアクトル）と組み合わせて使用することで、さらに短絡電流の制限効果を向上させることができます。

緊急時のバックアップ電源

オートトランスフォーマーは緊急時のバックアップ電源として使用でき、主トランスフォーマーが故障またはメンテナンス中に迅速に運転を開始し、電力システムの電力供給を中断せずに確保することができます。オートトランスフォーマーの構造は比較的単純であり、起動速度が速いため、短期間に電力供給を復旧させることができ、停電時間と損失を減らすことができます。例えば、重要な変電所では、オートトランスフォーマーを緊急時のバックアップ電源として備え、システムの信頼性と安定性を向上させることができます。

要するに、変電所においてオートトランスフォーマーは電力送電、無効電力補償、特殊な応用において一定の利点を持ち、場合によっては普通のトランスフォーマーに代わって使用され、電力システムの安全、安定、効率的な運転を保護することができます。