電力変圧器101：インラッシュ電流、電圧調整、その他

電力変圧器にはどのような種類があり、主な構成要素は何ですか。

電力変圧器は、電力システムの進化する要求に応えるために様々なタイプが存在します。位相構成に基づいて単相または三相に分類され、巻線とコアの相対的な配置に基づいてコア型またはシェル型に分類され、冷却方法に基づいて乾式、空冷式、強制油循環空冷式、または水冷式に分類されます。中性点絶縁に関しては、完全絶縁型または部分絶縁型に分類されます。また、巻線の絶縁クラスは材料タイプに基づいてA、E、B、F、Hと指定されます。各タイプの変圧器には特定の運転要件があります。電力変圧器の主な構成要素には、コア、巻線、ブッシング、油タンク、コンサーバ（オイルピロウ）、ラジエーター、および関連アクセサリが含まれます。

変圧器のインラッシュ電流とは何であり、その原因は何ですか。

インラッシュ電流とは、電圧が最初に印加されたときに変圧器の巻線を流れる一時的な電流を指します。これはコア内の残磁束が印加電圧によって生じる磁束と一致し、全体の磁束がコアの飽和レベルを超えるときに発生します。これにより大きなインラッシュ電流が生じ、定格電流の6〜8倍に達することがあります。インラッシュ電流の大きさは、電圧の位相差、コア内の残磁束量、および電源系のインピーダンスなどの要因に依存します。ピークインラッシュ電流は通常、電圧がゼロクロス（最大磁束に対応）のときに発生します。インラッシュ電流には直流成分と高調波成分が含まれており、回路抵抗とリアクタンスにより時間とともに減少します。大型変圧器では通常5〜10秒以内、小型ユニットでは約0.2秒で減少します。

変圧器における電圧調整の方法は何ですか。

電圧調整の主要な方法には、負荷下タップチェンジ（OLTC）と非負荷下タップチェンジ（DETC）があります。負荷下電圧調整は、変圧器が動作中にタップ位置を調整することで、ターン比を変更して連続的な電圧制御を可能にします。一般的な構成にはラインエンドタップとニュートラルポイントタップがあります。ニュートラルポイントタップは絶縁要件が低いですが、動作中にニュートラルを堅牢に接地する必要があります。
非負荷下電圧調整は、変圧器が非励磁状態またはメンテナンス中のみにタップ位置を変更します。

完全絶縁型変圧器と部分絶縁型変圧器とは何ですか。

完全絶縁型変圧器（均一絶縁とも呼ばれます）は、巻線全体に一貫した絶縁レベルを持っています。一方、部分絶縁型変圧器（またはグレード絶縁）は、ニュートラルポイント近くの絶縁レベルがラインエンドよりも低くなっています。

電圧変圧器と電流変圧器の動作原理の違いは何ですか。

電圧変圧器（VT）は主に電圧測定に使用され、電流変圧器（CT）は電流測定に使用されます。主要な動作上の違いは以下の通りです：

• CTの二次側は絶対にオープン回路にしてはなりませんが、ショート回路することは可能です。逆にVTの二次側は絶対にショート回路してはなりませんが、オープン回路することは可能です。

• VTは二次負荷に対して非常に低い一次インピーダンスを持つため、電圧源として機能します。一方、CTは高い一次インピーダンスを持ち、内部抵抗が実質的に無限大である電流源として機能します。

• 通常の動作条件下では、VTは磁束密度が飽和に近い状態で動作しますが、システム障害時に電圧降下により減少することがあります。一方、CTは通常条件下では低磁束密度で動作します。短絡時には増加する一次電流によりコアが深く飽和し、測定誤差が増大します。したがって、高い飽和抵抗を持つCTを選択することをお勧めします。