定格電圧でオープン回路が行われるのはなぜですか

なぜ開回路試験は定格電圧で行われるのか？

開回路試験（Open Circuit Test, OCT）またはノーロード試験は、通常、変圧器の低電圧側に定格電圧を適用して行われます。この試験の主な目的は、励磁電流、無負荷損失、および無負荷時の電圧比などの変圧器の性能パラメータを無負荷条件下で測定することです。以下に、この試験が定格電圧で行われる理由を示します。

1. 実際の運転条件を反映するため

定格電圧は、変圧器の設計で指定された標準運転電圧であり、正常条件下での安全かつ効率的な運転を保証します。定格電圧で試験を行うことで、実際の使用状況における変圧器の無負荷状態をシミュレートし、より正確な性能データを得ることができます。

これにより、過電圧や低電圧による異常動作なしに、予想される運転条件下で変圧器が正しく機能するかを確認することができます。

2. 励磁電流の測定

開回路試験中、変圧器の二次側は開放回路となり、負荷電流は流れません。この時点で、一次側の電流はほぼ完全に励磁電流で構成され、これは変圧器のコアに磁界を生成するために使用されます。

励磁電流は比較的小さい（通常、定格電流の1％から5％程度）ですが、定格電圧で測定することで、コアの磁化特性をより正確に反映することができます。電圧が高すぎたり低すぎたりすると、励磁電流の測定結果が歪み、変圧器の励磁特性を正確に表現できなくなる可能性があります。

3. 無負荷損失の評価

無負荷損失（鉄損とも呼ばれる）は、主にコア内のヒステリシス損失と渦電流損失によって生じ、これらはコア内の磁束密度と密接に関連しています。磁束密度は、適用される電圧に依存します。

定格電圧で試験を行うことで、測定された無負荷損失が、通常運転時の変圧器の実際の損失状況を反映します。これは、変圧器の効率とエネルギー消費量を評価する上で重要です。

4. 電圧比の決定

開回路試験は、変圧器の一・二次側間の電圧比を測定するためにも使用できます。一次側に定格電圧を適用し、二次側の開放回路電圧を測定することで、変圧器の実際の巻数比を確認し、設計仕様に適合しているかどうかを検証することができます。

非定格電圧で試験を行うと、電圧偏差の影響を受け、測定結果が不正確になる可能性があります。

5. 安全性の考慮

定格電圧で開回路試験を行うことで、変圧器が過度の電圧による不要なストレスを受けず、潜在的な設備の損傷を避けることができます。また、励磁電流が比較的小さいため、試験装置に大きな負担がかからず、安全な試験条件を確保することができます。

6. 標準化と比較可能性

電力業界には、変圧器の各種試験方法と条件について厳格な基準と規制があります。定格電圧で開回路試験を行うことは、普遍的に受け入れられている慣行であり、異なるメーカーが製造した変圧器を一貫して比較および評価することができます。

まとめ

開回路試験は、励磁電流、無負荷損失、電圧比などの重要なパラメータを含む、実際の運転条件下での変圧器の性能を正確に反映するため、定格電圧で行われます。さらに、この方法は試験の安全性を確保し、異なる変圧器を比較および評価するための標準化された結果を提供します。