ドライタイプのトランスを選択する方法は？

1. 温度制御システム

トランスの故障の主な原因の一つは絶縁損傷であり、絶縁にとって最大の脅威は巻線の許容温度限界を超えることです。したがって、動作中のトランスの温度監視とアラームシステムの実装は不可欠です。以下では、TTC-300を例に温度制御システムについて紹介します。

1.1 自動冷却ファン

熱敏抵抗が低電圧巻線の最も高温になる場所に予め埋め込まれていて、温度信号を得ます。これらの信号に基づいてファンの動作が自動的に調整されます。トランスの負荷が増加すると、それに応じて温度も上昇します。熱敏抵抗はこの変化に反応し、温度が110°Cに達するとファンが自動的に始動して冷却を提供します。温度が90°C未満に下がると、ファンは温度信号を受け取り停止します。

1.2 トリップおよびアラーム機能

PTC熱敏抵抗が低電圧巻線に予め埋め込まれていて、巻線およびコアの温度を監視および測定します。巻線の温度が155°Cを超えると、システムは過熱アラーム信号をトリガーします。温度が170°Cを超えると、トランスは安全に動作できなくなるため、二次保護回路にトリップ信号が送られ、トランスは素早くトリップ動作を行います。

1.3 温度表示

熱敏抵抗が低電圧巻線に埋め込まれています。温度は抵抗値で測定され、4-20 mAのアナログ電流信号として出力されて表示されます。コンピュータ接続には通信インターフェースを追加することで、最長1,200メートルまでの遠隔伝送が可能です。さらに、1つの送信機で最大31台のトランスを同時に監視することができます。熱敏抵抗の信号はまた、過熱アラームとトリップ動作をトリガーし、温度保護システムの性能をさらに向上させます。

2. 保護方法

トランスの保護においてエンクロージャの選択も重要であり、保護要件と使用環境に基づいて様々なタイプのエンクロージャが選択されます。通常、IP20のエンクロージャがトランスに選択されます。これは主に猫、ねずみ、蛇、鳥などの動物や直径12 mm以上の異物が侵入してショートサーキットや他の深刻な事故を引き起こすことを防ぐための標準的な選択です。屋外トランスの場合には、IP23のエンクロージャが必要です。上記の機能に加えて、垂直から60度までの角度からの水滴からの保護も提供します。ただし、これによりトランスの放熱能力が影響を受ける可能性があるため、動作容量に注意を払う必要があります。

3. 冷却方法

ドライタイプトランスは主に自然空冷と強制空冷の2種類があります。自然空冷は定格容量内で継続的に動作するトランスに主に使用されます。強制空冷はトランスの出力容量を50%増加させることができます。この方法は主に間欠的な負荷または緊急時の過負荷状態に適用されます。しかし、このような負荷時にはインピーダンス電圧と負荷損失が不自然に増加し、経済的ではありません。したがって、トランスを長時間過負荷状態に保つことは推奨されません。

4. 過負荷容量

トランスの過負荷容量は複数の要因によって影響を受けますので、その過負荷能力を合理的に計画し利用する必要があります。以下の点を考慮する必要があります：

• 適切にトランスの容量を減らす。鋼材圧延機や溶接機などの設備運転中に発生する短期的なインパクト過負荷を考慮に入れることができます。トランスの過負荷容量を利用することで容量を削減することは、過負荷能力を有効に活用する方法です。また、住宅公共照明、娯楽文化施設、エアコンシステム、ショッピングモールなど負荷が不均一な地域では、トランスの過負荷容量を利用して適切に容量を削減し、ピーク時でもフルロードまたは間欠的な過負荷状態で動作させることができます。

• スペア容量またはユニット数を削減する：一部の場所では、トランスに対する高い冗長性要件により、設計段階で大きすぎるサイズや多すぎる数のユニットが選択されることがあります。ドライタイプトランスの過負荷能力を利用することで、計画時にスペア容量を削減することができます。バックアップユニットの数も減少させることができます。トランスが過負荷で動作する場合、動作温度を密接に監視する必要があります。温度が155°Cに達すると（アラームが鳴ります）、非重要負荷をシャットダウンするなどの負荷削減措置をすぐに講じて、重要な負荷への安全な電力供給を確保する必要があります。

5. ドライタイプトランスの低電圧出力方法とインターフェースの調整

ドライタイプトランスは油を使用していないため、火災、爆発、汚染のリスクがありません。そのため、電気規格や規制では別室に設置する必要はありません。特に新しいSC(B)9シリーズでは、大幅に損失と騒音レベルが低下しているため、ドライタイプトランスを低電圧パネルと同じスイッチギア室に配置することが可能になっています。

5.1 標準低電圧閉鎖バスバー

プロジェクトで閉鎖バスバー（プラグインまたはコンパクトバスダクトとも呼ばれる）を使用する場合、対応するトランスには外部バスバーとの接続が容易な標準閉鎖バスバーターミナルを提供することができます。エンクロージャ付き製品（IP20）の場合、エンクロージャの上面に閉鎖バスバー用のフランジが提供されます。エンクロージャなし製品（IP00）の場合、バスバーターミナルのみが提供されます。

5.2 標準水平側出力（低電圧）

トランスが低電圧スイッチボードと並んで配置される場合、トランスに水平側出力を提供することでターミナルの接続が容易になります。この構成は通常、GGD、GCK、MNSなどの低電圧パネルと組み合わせて使用されます。トランスメーカーとスイッチギアメーカーは調整協定に署名し、詳細なインターフェース寸法を確認し、現場でのスムーズな設置を確保する必要があります。

5.3 標準垂直側出力（低電圧）

この側出力は垂直バスバーを使用し、原理的には水平側出力と同様です。トランスがドミノ式に垂直に配置されたスイッチギアパネルと一緒に使用される場合、トランスは低電圧側出力を提供することができます。

中国は樹脂絶縁材料に基づくドライタイプトランスの生産量が非常に高く、現在世界で重要な地位を占めています。生産と販売は世界でトップクラスであり、先進的な製造技術も注目されています。これらのトランスの応用と技術推進には非常に有望な未来があり、製造における長期的な発展可能性があります。主な利点は以下の通りです：

• 低消費電力と低騒音：シリコン鋼板の損失が低く、箔巻きの構造的な利点、従来の設計よりもステップコアの接合がよりタイトであるなど、これらすべてがドライタイプトランスの統合設計における高い環境適合性に寄与しています。これらの技術のさらなる普及により、低騒音レベルと新技術・新プロセスの導入により、将来的なトランスはさらに静かで環境に優しく、エネルギー効率が高くなります。

• 高信頼性：製品の信頼性と品質は消費者にとって重要な関心事となっています。各製造工程に関する研究を通じて、トランスの信頼性が検証され、さらに向上しており、サービス寿命の延長と信頼性の向上に貢献しています。これは特に基礎的な工学研究において顕著です。

• 環境認証：基本的な環境基準はHD464です。気候耐性クラスC0/C1/C2、環境耐久性クラスE0/E1/E2、耐火性クラスF0/F1/F2に関する研究と認証が行われています。

• 容量の増加：ドライタイプトランスは主に配電トランスとして使用され、容量は50 kVAから2,500 kVAまでです。その応用は現在、電力トランスの領域にも拡大しており、容量は10,000 kVAから20,000 kVAに達しています。これは都市の電力需要の増加と電力網の拡大により、都市の負荷中心が増え、大容量電力トランスの採用が広まっているためです。

• 包括的な機能：現代のトランスは保護エンクロージャ、強制冷却、温度監視インターフェース、計器変換器、電力計測などの機能を構造的に備えています。トランスの開発は完全に統合された機能設計に向かっています。

• 応用分野の拡大：配電トランスが主導する分野は、多分野、大プラットフォームへの応用に拡大しています。