3D巻きコアトランスフォーマー：電力配分の未来

配電変圧器の技術要件と開発動向

• 低損失、特に空載損失が少ないこと；省エネ性能を強調。

• 低騒音、特に空載運転時の騒音を減らし、環境保護基準を満たす。

• 完全密封設計で、変圧器油が外部空気と接触しないようにし、メンテナンスフリーを実現する。

• タンク内に保護装置を統合し、小型化を達成；設置が容易になるよう変圧器のサイズを縮小する。

• 複数の低圧出力回路を持つループネットワーク給電に対応可能。

• 露出した帯電部品がないため、安全な運転を確保する。

• コンパクトで軽量；信頼性のある運転と便利なメンテナンスおよびアップグレード。

• 優れた耐火性、耐震性、防災性能を持ち、適用範囲を拡大する。

• 強い過負荷能力があり、他の設備の故障時の緊急電力需要に対応できる。

• 生産と販売コストのさらなる削減により、手頃な価格と市場受け入れ度を高める。

上記の分析に基づくと、三次元（3D）巻線コア配電変圧器は理想的な開発方向である。現在、S13やSH15非晶質合金配電変圧器のようなエネルギー効率の高いモデルが国内市場の要求を最もよく満たしている。防火が必要な設置では、エポキシ樹脂キャストの乾式配電変圧器が推奨される。

配電変圧器使用における重要な考慮事項

上記の結論と実際の経験に基づいて、以下の配電変圧器の運用ガイドラインが明確に理解できる。これらは詳細な技術的根拠なしの推奨であり、専門的なトピックでのさらなる議論が行われることができる。

• 配電変圧器を選択する際には、その性能だけでなく、実際の負荷サイズに基づいて適切な容量を選択し、高負荷利用率を確保すること。

• 容量が大きすぎると、初期投資と購入コストが増加し、運転中の空載損失も高くなる。

• 容量が小さすぎると、電力需要を満たせず、負荷損失が極端に高くなる可能性がある。

• 安全性と経済性を考慮して、適切な数の変圧器を決定する。

• 大量の一級負荷、または高い安全性を必要とする二級負荷を持つ施設では、負荷変動が大きく長期間の間隔がある場合、複数のユニット（例えば、一大一小）を設置することを検討する。

• 高い信頼性を必要とする場合は、余裕のあるスペースや他の制約条件のもとで、予備変圧器を設置する。

• 照明と電力を一つの変圧器で共有し、照明品質やランプの寿命が著しく影響を受ける場合、専用の照明変圧器を設置するべきである。

• 変圧器の経済的な運転は複雑なシステム問題である。

• 空載損失と負荷損失が等しいときに最大効率となるが、これは実際には難しく、一般的に変圧器は45%～75%の負荷率で最も効率的かつ経済的に運転する。

• ただし、これは変圧器の種類と容量によって異なり、個別に評価する必要がある。詳細な計算については胡敬勝教授の著書「変圧器の経済的運転」を参照のこと。

• 配電変圧器の無効電力補償は適切に管理されなければならない—過補償でも不足補償でもない。

• 力率を改善する。

• 線路損失を減らす。

• 動作電圧を向上させる。

• 実際の力率は通常90%以上に達すべきである。

• コンデンサ自体による損失も考慮する必要がある。

• 適切な補償は大きな節電効果をもたらす。

• 補償方法には：グループ補償、集中補償、および局所（負荷）補償がある。

• 変圧器の選定と運転において、二次出力電圧に注意を払う。

• システム電圧条件を考慮し、適切な巻線比を選択し、タップチェンジャの位置を正しく設定して、顧客の電圧品質の要求を満たす。

• 配電変圧器の運転とメンテナンスを強化する。

• 現在のシステムではしばしば「状態ベースのメンテナンス」（欠陥が発生したときにのみ修理）が採用されているが、科学的な点検手順は不可欠である。

• 重要な点としては：長期の過負荷運転を避けること、適切な油レベルを維持すること、正常な温度表示、許容可能な騒音レベルを保つこと。規則はすでに詳細な指導を提供している。

• 安全、文明的な生産、耐用年数、投資収益、設置場所の選択など、他の側面も変圧器の使用に影響を与える。これらのトピックはここでは詳しく議論されない。