オンロードタップ切替変圧器の電圧調整に関する規制と運用上の注意点は何ですか

負荷中タップ切替は、変圧器が負荷下で動作しているときにタップ位置を切り替えて出力電圧を調整する電圧制御方法です。電力電子スイッチング部品は、頻繁なオン/オフ能力、火花のない動作、長寿命などの利点があり、配電変圧器の負荷中タップチェンジャーとして使用するのに適しています。この記事ではまず、負荷中タップチェンジ変圧器の運用規則を紹介し、次に電圧制御方法について説明し、最後に負荷中タップチェンジ操作における重要な注意事項を概説します。詳細については編集者の記述をお読みください。

1. 負荷中タップチェンジ変圧器の運用規則

• 負荷中タップチェンジ変圧器を操作する際は、最初のタップチェンジが完全に完了するまで、次のタップチェンジを開始してはなりません。その過程で電圧、電流、その他のパラメータの変化を密接に監視する必要があります。

• 各タップチェンジ操作は、主変圧器のタップチェンジログブックに記録されなければならず、操作時間、タップ位置、累積操作回数を含む必要があります。また、すべての起動/停止イベント、試験、メンテナンス活動、欠陥、故障処理に関する記録も維持する必要があります。

• 負荷中タップチェンジャーのメンテナンスは、メーカーの仕様に従う必要があります。そのような仕様がない場合、以下のガイドラインを適用することができます：

• タップチェンジャーコンパートメントからの油サンプルは、6〜12ヶ月の運転後または2,000〜4,000回のスイッチング操作後に検査する必要があります。

• 新設されたタップチェンジャーの場合、1〜2年間の稼働後または5,000回の操作後にスイッチ機構を取り出して検査する必要があります。その後の検査間隔は実際の運転状況に基づいて決定することができます。

• タップチェンジャーコンパートメント内の絶縁油は、5,000〜10,000回の操作後または油の耐電圧が25 kV以下になったときに交換する必要があります。

• 長期にわたって使用されていないまたは動かされていない負荷中タップチェンジャーについては、停電の機会があるたびに最高と最低のタップ位置間でフルサイクルの動作を行う必要があります。

2. 負荷中タップチェンジが禁止される状況：

• 負荷中タップチェンジ装置の軽ガスリレーがトリップしてアラームを発生させた場合。

• タップチェンジ装置の絶縁油の耐電圧が不合格であるか、油位ゲージが無油を示す場合。

• タップチェンジ回数が規定の限度を超えた場合。

• タップチェンジ装置に異常が生じた場合。

• 負荷が定格容量の80%を超える場合、負荷中タップチェンジャーの操作は禁止されます。

3. 負荷中タップチェンジ変圧器の電圧制御方法

3.1 "ブーツオン"改造法

"ブーツオン"アプローチは、主変圧器の高圧三相巻線の中性点を開き、補償変圧器からの直列接続された調整巻線を挿入することを含みます。主変圧器の低圧側は補償変圧器の励磁巻線と並列に接続され、負荷中の電圧調整を達成します。この方法は電圧重畳の原理に依存しており、補償器は負荷中タップチェンジャーを通じて主変圧器の高圧巻線電圧を定格範囲内に保ちます。

この構成では、補償器は中性点電圧またはNレベルのタップ電圧（例：2×OU1）のみを耐えればよく、比較的低い絶縁レベルが必要です。変圧器の中性点が堅固に接地されている場合、35 kVの絶縁レベル（我々は40 kVで設計・製造）で十分ですが、特定の運転要件に基づいてより高いレベルを採用することができます。この方法は、追加の一つの中性点調整変圧器のみが必要であり、改造コストが低くなります。現場での中性点リードの改造は1日以内に完了できます。大規模な変圧器の大修と組み合わせると、ほぼ余分なダウンタイムはありません。

この方法は、無負荷（オフサーキット）タップチェンジャーによって達成可能な範囲を超える電圧変動がある場合に適しています。つまり、オフサーキットタップチェンジャーが最高または最低位置であっても、電圧が標準を満たしていない場合です。我々の中性点負荷中タップチェンジ変圧器は、±12% U₁ₙの広い調整範囲を提供します。元のオフサーキットタップチェンジャーと組み合わせて使用すると、効果的な調整ウィンドウをより柔軟に上下にシフトし、実際のニーズに対応し、主変圧器の出力容量を向上させることができます。必要な調整範囲は、サイト条件に基づいてカスタマイズできます。これはすべての電圧レベルの変圧器に適応可能です。我々はこのアプローチを使用して4つの主変圧器を成功裏に改造しました。ただし、この方法では、一つの追加変圧器のスペースとやや複雑な一次配線が必要です。しかし、改造期間が短く、コスト削減が見込まれることから、経済的に合理的な解決策と言えます。

3.2 "バックパック"改造法

"バックパック"法は、既存のオフサーキットタップチェンジャーの範囲が地元の電圧変動要件をすでに満たしている場合に、より経済的かつ実用的な改造アプローチです。これは、元のオフサーキットタップチェンジャーからのタップリードを切断し、スイッチを取り外し、橋接型または直線型の負荷中タップチェンジャーを代わりに取り付け、元のタップリードを新しい負荷中スイッチに再配線することを含みます。

この改造は、主要なメンテナンスサイクルの間に完了することができます。コア作業（タンクカバーの取り外しやコアの吊り上げなど）は1日で済み、通常のコア点検と同期させることができます。タンクまたはハウジングの改造も同時に実施されます。重要な課題は、コアが湿気にさらされないよう1日以内に全体の改造を完了することです。遅延すると停止時間が延び、コストがかかります。

また、元の変圧器にはこのような改造用の専用リードルーティングチャネルが含まれていないことが多いため、すべての変圧器タイプに対して適切な絶縁クリアランスを確保し、将来的なメンテナンスの容易さ（つまり、元のフード/コア吊り上げ手順の維持）を保つための特別な措置が必要となります。我々はこの方法について広範な研究を行い、専用の機器を開発し、包括的かつ実用的な施工計画を確立しました。これまでに、この方法を5つの変圧器に成功裏に実施し、期待されたすべての成果を達成し、経済的でシンプルな改造ソリューションであることを確認しています。

4. 負荷時タップチェンジャー操作時の注意事項

• タップ変更は段階的に行い、各段階でのタップ位置、電圧、および電流を密接に監視する必要があります。各単一ステップ調整後、次のステップに進む前に少なくとも1分待つ必要があります。

• 単相変圧器バンクまたは位相分離された負荷時タップチェンジャーを持つ三相変圧器の場合、同期三相電気操作が必要であり、個々の位相操作は一般的に禁止されています。

• 2つの負荷時タップチェンジャー付き変圧器が並列運転する場合：

• 負荷電流が変圧器の定格電流の85%以下である場合のみタップ変更が許可されます。

• 単一の変圧器で2回連続してタップ変更を行ってはなりません。一方の変圧器の調整を完了した後に、もう一方の変圧器を操作します。

• 各タップ変更後、誤動作や過負荷を防ぐために電圧と電流をチェックします。

• 昇圧操作中は、低い負荷電流を持つ変圧器から先に調整し、その後高い負荷電流を持つ変圧器を調整することで循環電流を最小限に抑えます。降圧操作では逆の順序になります。

• 操作完了後、2つの並列接続された変圧器間の電流の大きさと分布を確認します。

• 負荷時タップチェンジャー付き変圧器が無負荷（オフサーキット）タップチェンジャー付き変圧器と並列運転する場合、負荷時ユニットのタップ位置はできるだけオフサーキットユニットのタップ位置に近づけます。

• 1日に許可される最大のタップ変更回数は以下の通りです：

• 35 kV変圧器：30回

• 110 kV変圧器：20回

• 220 kV変圧器：10回

• 各タップ変更前には、システム電圧とタップの定格電圧の差が規制要件に適合していることを確認します。

• すべてのタップ変更操作は、負荷時タップチェンジャー操作ログブックに適切に記録する必要があります。