SCシリーズドライタイプトランスの特性、設置、操作、およびコミッショニングに関するガイド

ドライタイプ変圧器とは、コアと巻線が油に浸されていない電力変圧器のことです。代わりに、コイルとコアは通常エポキシ樹脂で一緒に成形され（キャストされます）、自然な空気対流または強制空冷によって冷却されます。比較的新しいタイプの電力配電装置として、ドライタイプ変圧器は工場の作業場、高層ビル、商業施設、空港、港、地下鉄、海洋石油プラットフォームなどの電力送電・配電システムで広く使用されています。また、スイッチギアキャビネットと組み合わせてコンパクトな統合型プリファブサブステーションを形成することもできます。

現在、中国で生産されているほとんどのドライタイプ電力変圧器は3相固体成型SCシリーズ製品であり、例えば：SCB9シリーズ3相巻線変圧器、SCB10シリーズ3相箔巻き変圧器、およびSCB9シリーズ3相箔巻き変圧器があります。これらの定格電圧は一般的に6kVから35kVの範囲で、最大容量は25MVAに達します。この文書では、SCシリーズ3相巻線ドライタイプ変圧器 についてその特性と設置/調整手順を詳しく説明します。

1. ドライタイプ変圧器の特徴

オイルインマージド変圧器と比較して、ドライタイプ変圧器は油を使用しないため、火災、爆発、汚染のリスクがありません。したがって、電気規則ではドライタイプ変圧器を別室に設置する必要はありません。特に新しいシリーズでは、損失と騒音レベルが新たな低さまで低下しており、低電圧スイッチボードと同じ配電室に変圧器を設置することが可能です。

1.1 ドライタイプ変圧器の温度制御システム
ドライタイプ変圧器の安全な動作と寿命は、巻線絶縁の安全性と信頼性に大きく依存しています。巻線の温度が絶縁の耐熱限界を超えることで引き起こされる絶縁破壊は、異常な変圧器動作の一因となります。そのため、変圧器の動作温度を監視し、警報と制御機能を実装することは非常に重要です。

1.2 ドライタイプ変圧器の保護方法
環境条件と保護要件に応じて、ドライタイプ変圧器には異なる筐体を装備することができます。一般的にはIP23等級の筐体が選択され、これは直径12mm以上の固体の異物やネズミ、ヘビ、猫、鳥などの小動物が侵入し短絡や停電などの重大な故障を引き起こすことを防ぎます。これにより、帯電部に対する安全バリアを提供します。変圧器を屋外に設置する必要がある場合は、IP23筐体を使用することができます。IP20の保護に加えて、垂直方向から最大60°までの角度で落ちる水滴を防ぎます。ただし、IP23筐体は変圧器の冷却能力を低下させるため、適切に運転容量を降格する必要があります。

1.3 ドライタイプ変圧器の冷却方法
ドライタイプ変圧器には2つの冷却方法があり、自然空冷（AN）と強制空冷（AF）です。自然空冷では、変圧器は定格容量で連続的に動作することができます。強制空冷では、変圧器の出力容量を50%増やすことができます。このモードは間欠的な過負荷動作や緊急時の過負荷状況に適しています。ただし、過負荷動作中は負荷損失とインピーダンス電圧が大幅に増加し、経済的でない動作になりますので、長時間の連続過負荷動作は避けるべきです。

1.4 ドライタイプ変圧器の過負荷能力
ドライタイプ変圧器の過負荷能力は、周囲温度、過負荷前の負荷状態（初期負荷）、絶縁の放熱性能、および熱時間定数に依存します。必要であれば、メーカーはドライタイプ変圧器の過負荷曲線を提供することができます。現在、中国の樹脂絶縁ドライタイプ変圧器の年間生産能力は10,000MVAに達しており、世界最大のドライタイプ変圧器の生産者および消費者の一つとなっています。

低騒音（配電変圧器≤2500kVAの場合、騒音は50dB以下に制御されます）および省エネSC(B)9シリーズ変圧器（無負荷損失を最大25%削減）の広範な採用により、中国のドライタイプ変圧器の性能仕様と製造技術は世界最先端のレベルに達しています。

2.ドライタイプ変圧器の設置と調整

2.1 設置前の検査（開梱時）
包装が完全であるか確認してください。変圧器を開梱後、銘板データが設計要件と一致しているか、すべての工場文書が揃っているか、変圧器自体が損傷なく外部からの損傷がないか、部品が移動または損傷していないか、電気支持部品や接続ワイヤーが損傷していないか、最後にスペアパーツが損傷または不足していないかを確認してください。

2.2 変圧器の設置
まず、変圧器の基礎を点検し、埋め込まれた鋼板が水平であるかどうか確認します。鋼板の下に空洞がないことを確認して、基礎の耐震性と音吸収性能を確保する必要があります。そうでない場合、設置された変圧器の騒音レベルが上がります。次に、ローラーを使用して変圧器を設置位置まで移動させ、ローラーを取り除き、設計された位置に正確に調整して、水平誤差が設計要件を満たすようにします。最後に、変圧器基部の4つの角近くに4本の短いチャンネル鋼材を埋め込まれた鋼板に溶接して、運転中のずれを防ぎます。

2.3 変圧器の配線
配線を行う際は、帯電部間および帯電部と接地間の最小必要クリアランスを維持する必要があります。特にケーブルと高圧巻線との距離に注意してください。大電流の低圧バスバーは独立して支持され、直接変圧器端子に接続すべきではありません。これは、過度の機械的な張力とトルクが生じるためです。電流が1000Aを超える場合（例えば、このプロジェクトで使用される2000Aの低圧バスバー）、バスバーと変圧器端子間に柔軟な接続を設ける必要があります。これにより、導体の熱膨張と収縮を補償し、バスバーと変圧器間の振動を遮断することができます。すべての電気接続は十分な接触圧力を保つべきであり、弾性要素（ディスクスプリングやスプリングワッシャーなど）を使用する必要があります。接続ボルトを締める際には、トルクレンチを使用し、表1に示されている製造者の推奨トルク値に従う必要があります。

2.4 変圧器の接地
変圧器の接地点は低電圧側の基盤に位置し、専用の接地ボルトが設けられ、接地記号でマークされています。変圧器はこの点を通じて保護接地システムと確実に接続する必要があります。変圧器がカバーを備えている場合は、カバーも接地システムと確実に接続する必要があります。低電圧側が三相四線式の場合、中性導体も接地システムと確実に接続する必要があります。

2.5 運転前の検査
すべての固定部品がしっかりと固定されているか、電気接続が正確かつ確実であるか、帯電部分間および帯電部分と地との間の絶縁クリアランスが仕様に適合しているかを確認します。変圧器の近くには異物がないこと、コイル表面が清潔であることを確認します。

2.6 運転前の試験

• 変圧器の電圧比と接続グループ指定を確認します。高電圧巻線と低電圧巻線の直流抵抗を測定し、製造元の工場試験データと比較します。

• 巻線間および巻線と地との間の絶縁抵抗を確認します。測定された絶縁抵抗が工場値よりも大幅に低い場合、それは変圧器が湿気を吸収していることを示しています。絶縁抵抗が動作電圧あたり1000 Ω/V以下に低下した場合、変圧器は乾燥処理を行う必要があります。

• 耐電圧試験の試験電圧は関連規格に準拠しなければなりません。低電圧耐電圧試験を行う際は、温度センサーTP100を取り外し、試験後すぐに再装着する必要があります。

• 変圧器に冷却ファンが装備されている場合、それらに電力を供給して正常な動作を確認します。

2.7 試運転
徹底的な通電前検査を行った後、変圧器は試運転のために通電することができます。この期間中、以下のことに特別な注意を払う必要があります：

• 異常な音、ノイズ、または振動；

• 焼け焦げた臭いなどの異常な臭い；

• 局所的な過熱による色調の変化；

• 適切な換気と空気循環。

また、以下の点にも注意が必要です：

まず、ドライタイプの変圧器は湿気に対する耐性が良いですが、一般的に開放構造であることから湿気の侵入に対して脆弱です—特に中国製のドライタイプ変圧器は、しばしば絶縁レベルが低いものを使用します。したがって、より高い信頼性を得るためには、ドライタイプの変圧器は相対湿度が70%以下の環境で動作させるべきです。長期のアイドル状態での保管も避け、湿気の吸収を防ぐ必要があります。絶縁抵抗が動作電圧あたり1000 Ω/V以下に低下した場合、深刻な湿気の吸収を示しており、試運転を停止する必要があります。

次に、発電所で昇圧用途に使用されるドライタイプの変圧器は油浸型変圧器とは異なり、低電圧側が開回路になるように運転することはできません。低電圧巻線が開回路になると、スイッチングサージや雷によるグリッド側からの移転過電圧により、変圧器の絶縁が破壊される可能性があります。このような移転過電圧から保護するために、変圧器のバスバー側にサージアレスタ（例：Y5CS酸化亜鉛アレスタ）を設置する必要があります。

3.結論
電力送配電システムにおける重要な機器であるドライタイプの変圧器は、高い絶縁強度、強い短絡耐久能力、環境に優しい、防火、防爆、メンテナンスフリーといった利点により、ユーザーからますます好まれています。したがって、設置作業者は専門的かつ科学的な方法を適用し、すべての準備作業を徹底的に完了し、設置中に遭遇する問題を迅速に対処し、要約することで、設備の安全な運転を確保する必要があります。