発電所用変圧器とは

発電所用変圧器を理解する：種類、機能、用途

発電所の変圧器は、安全で効率的な送電に必要な電圧に昇圧または降圧する役割を担う、発電施設における重要なコンポーネントです。発電所が石炭火力であれ、原子力発電であれ、あるいは風力や太陽光のような再生可能エネルギーを利用するものであれ、変圧器は電気エネルギーを長距離にわたって大きな損失なく送電できるようにします。

この記事では、様々なタイプの発電所用変圧器、そのパラメータ、機能、およびアプリケーションを探求し、中国の大手変圧器メーカーであるEvernew Transformerが、世界中の発電所向けに信頼性が高く効率的な変圧器を製造する上で極めて重要な役割を果たしていることを紹介します。

発電所の変圧器：役割と機能

発電所の変圧器は、発電所で発生した電圧を送電や配電に適したレベルに変換する基本的な役割を果たす。通常、発電所の発電機は低電圧（例えば10～25kV）で電気を生成し、これを長距離送電に適した電圧（110kVから765kVの範囲）に昇圧（または降圧）する必要がある。この昇圧により電流が減少し、送電網全体での損失が最小限に抑えられる。

発電所から発生する電圧レベルは、消費者が安全に使用するには高すぎるため、地域配電用か発電所内での電力消費用かといった用途に応じて、電圧レベルを降圧するための発電所用変圧器が必要となる。

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トランスフォーマーの主要パラメータ

発電所用変圧器の技術的パラメータを理解することは、発電所のタイプごとに適切なモデルを選択するために不可欠です。以下は、考慮すべき主要パラメータです：

• 定格電力（kVAまたはMVA）:電気負荷を処理する変圧器の容量で、通常はキロボルト・アンペア（kVA）またはメガボルト・アンペア（MVA）で指定される。大規模な発電所では、100MVAから1000MVAを超える変圧器が必要となる。
• 一次電圧:変圧器に供給される電気の電圧レベルを指す（例：発電機から10kV～25kV）。
• 二次電圧:変圧器が出力する電圧レベルであり、用途（送電網への送電など）に応じて110kVから765kVの範囲がある。
• インピーダンス:インピーダンスは変圧器の電圧調整と短絡電流能力に影響する。発電所用の変圧器は通常、高効率を維持するために低いインピーダンス値を持つ。
• 冷却方法:発電所変圧器の一般的な冷却方法には、油冷（ONAN、ONAF、OFAF）と自然空冷（AN）があり、エネルギー変換時に発生する熱を管理するのに役立ちます。
• 効率性:高効率変圧器は、大規模発電所で重要な変換過程でのエネルギー損失を最小限に抑えます。
• タップ・チェンジャー:一部の変圧器には、負荷変動に基づいて電圧出力を動的に調整するタップチェンジャーが装備されている。

これらのパラメータは、発電所のタイプや、電圧上昇用の昇圧トランスか電圧降下用の降圧トランスかなど、トランスが果たす具体的な役割によって異なる。

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発電所用変圧器の種類

発電所のタイプや特定の要件に応じて、いくつかのタイプの変圧器が使用されます。それぞれに固有のパラメータと用途があります。

ステップアップトランス

発電所用昇圧トランスは、発電所の発電機で発生した電圧を送電網に必要なレベルまで昇圧するために重要です。昇圧トランスの定格出力は、発電規模に応じて数十MVAから数百MVAに及ぶことがあります。高電圧出力は通常、110kVから765kVの範囲です。

アプリケーション:

• 石炭発電所:石炭火力発電所の昇圧トランスは、発電機から発生する低電圧（通常約15kV）を、より高い送電電圧に変換する。
• 原子力発電所:原子力発電所では、昇圧トランスが原子炉から発生する電圧を高いレベルまで上昇させ、送電網に適した電圧にする。

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ステップダウントランス

降圧変圧器は、長距離送電線を通して送電された後の電気の電圧を下げ、消費者への安全で効率的な配電を確保するために使用される。これらの変圧器は通常、より低い電圧（例えば110kVから11kVまで）を扱い、変電所に設置されている。

アプリケーション:

• 再生可能エネルギー・プラント:太陽光発電所や風力発電所では、降圧トランスがタービンや太陽電池アレイからの高圧電力を、地域配電で使用可能なレベルまで低下させる。
• 複合火力発電所:これらの発電所では、地域の配電システムに電気を送る前に、降圧トランスを使って電圧を下げている。

補助変圧器

補助発電所用変圧器は、発電所内の補助システムに電力を供給します。これらの変圧器は、低電圧レベルを扱うことが多く、照明、制御システム、冷却など、発電所の運転を維持するために不可欠です。

アプリケーション:

• 水力発電所:補助変圧器は、ポンプ、制御システム、安全装置に電力を供給する。
• 地熱発電所:これらの変圧器は、地熱発電所の内部システムに電力を供給することで、地熱発電所のスムーズな運転を保証する。

発電機用変圧器

これらの変圧器は発電機に直接接続し、その電気出力を変圧してグリッドに必要な電圧レベルに合わせます。発電機用変圧器は、発電機によって生成される高い電気出力を処理するように設計されており、100MVAを超える定格を持つものもあります。

アプリケーション:

• ガスタービン発電所:これらの発電所では、タービンで生産された高圧電力を送電網に接続するために発電トランスを使用する。
• 風力発電所:発電機の変圧器は、タービンで発電された電力を地域または国の送電網に接続する。

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さまざまなタイプの発電所における発電所用変圧器の重要性

使用される発電所用変圧器のタイプは、発電プロセスの性質と発電所固有のニーズによって大きく異なります。例えば、石炭、原子力、ガスタービン発電所では、ヘビーデューティーな昇圧トランスが必要ですが、再生可能エネルギー発電所では、地域使用の電力を管理するために、しばしば降圧トランスが必要になります。

石炭発電所

昇圧トランス 石炭発電所の変圧器は、発電所の発電機からの発電電圧を送電に適したレベルまで上昇させる。大規模なエネルギー生産のため、これらの変圧器は通常大型で、100MVA以上の容量を扱います。

原子力発電所

石炭発電所と同様、原子力発電所でも長距離送電のために電圧を上げる昇圧トランスが必要です。これらの変圧器は、原子力発電の危険性が高いため、厳しい安全基準で製造されています。

発電所用変圧器の詳細については、技術専門家にお問い合わせください。

再生可能エネルギー・プラント

再生可能エネルギー発電所では、タービン、ソーラーパネル、または水力発電機からのエネルギーの変換を管理するために、昇圧トランスと降圧トランスを組み合わせて使用することがよくあります。大手メーカーのEvernew Transformer社は、太陽光発電所、風力発電所、水力発電所にシームレスに統合できるよう特別に設計されたカスタムメイドの変圧器を提供しています。

ガス・複合火力発電所

ガスタービン発電所やコンバインドサイクル発電所では、タービンから発電された電力を送電網に接続するために発電機用変圧器を使用します。これらの発電機から出力される電圧は高くなる可能性があり、堅牢で効率的な変圧器ソリューションが必要となります。

水力発電所

水力発電所では、降圧変圧器が、生産された電力を地域配電のための安全なレベルまで確実に低下させます。さらに、補助変圧器は、タービン制御や監視システムなど、発電所の運転システムに電力を供給するために不可欠です。

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変圧器は発電所の心臓部であり、必要な電圧レベルでの効率的な送電を保証します。適切な変圧器を選択することは、性能を最適化し、システムの信頼性を高め、コストを最小限に抑えるために極めて重要です。この記事では、発電所用の電源トランスを選択する際に考慮すべき重要な要素について、変圧器のトップメーカーであるEvernew Transformer社の知見を交えてご紹介します。 電源トランス.

フェーズ数の決定

電力用変圧器を選ぶ最初のステップは、単相変圧器と三相変圧器のどちらを選ぶかを決めることである。どちらのタイプも利用可能だが、三相変圧器は一般的に、費用対効果、コンパクトなサイズ、および低損失のため、発電所に好まれる。

• 三相変圧器： 単相変圧器に比べ、コスト削減と効率向上が図れるため、一般的に330kV以下のシステムで使用されている。
• 単相変圧器： 大規模発電所ではあまり一般的ではないが、製造上または輸送上の制約から三相変圧器の使用が制限される場合、単相変圧器が使用されることがある。しかし、これは規則というよりむしろ例外である。

ほとんどの発電所では、三相変圧器を選択するのが最も経済的で実用的な選択である。

正しいトランス巻線の選択

変圧器の巻線数は、その電圧調整と操作の柔軟性を決定する上で重要な役割を果たします。トランスには、3巻線、2巻線、オートトランス、分割巻線設計など、複数の巻線オプションがあります。

• 三巻変圧器： 通常、発電所の最大単機容量が125MW以下の場合に使用されるこの変圧器は、発電機と電気ネットワークの効率的な統合を可能にする。
• デュアルワインディング・トランスフォーマー： 単一の電圧レベルのみを上昇させる必要がある発電所では、二重巻線変圧器が最も一般的な選択であり、特に発電所の容量が200MWを超える場合に適している。
• オートトランス これらは、特に電圧比が比較的低いシステムでは経済的に有利である。しかし、オートトランスは異なる電圧レベル間の電気的接続を伴うため、過電圧の問題につながる可能性があり、設計には慎重な配慮が必要である。電圧レベルが220kVを超える発電所では、自動変圧器が一般的に選択される。

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タップ・チェンジャー（電圧調整）の選択

変圧器には、電圧レベルの調整を可能にするタップチェンジャーが装備されている。タップチェンジャーには、主にオンロード・タップチェンジャー（OLTC）とオフロード・タップチェンジャー（OLTC）の2種類があります。

• オンロード・タップ・チェンジャー： これらは、変圧器に負荷がかかっている間の電圧調整を可能にし、電圧の安定性が重要な発電所で一般的に使用されている。
• オフロード・タップ・チェンジャー 変圧器に負荷がかかっていないときに使用され、一般に経済的でシンプルだが、動的な電圧調整に対する柔軟性は低い。

発電所が著しい電圧変動を経験する場合、または負荷条件が変動する地域で運転される場合、オンロード・タップ・チェンジャーが望ましい選択である。

正しい巻線接続の選択

トランス巻線の接続方法は、システム電圧の位相と互換性に基づいて選択しなければならない。一般的な構成には、スター（Y）接続とデルタ（D）接続がある。

• スター・コネクション（Y）： 一般的に高電圧巻線に使用されるスター結線は、電気グリッドに簡単に接続できる中性点を提供します。この構成は、3次高調波を除去するのに役立ち、よりシンプルな保護システムを可能にします。
• デルタ・コネクション（D）： 低電圧側でよく使用されるデルタ接続は、零相電流を防ぎ、位相のアンバランスから保護します。

発電所にとって、正しい接続を選択することは、変圧器が効率的に動作し、電力網とシームレスに統合できることを保証します。通常、110kV以上の電圧レベルでは Y-N 110kV以下の電圧では、以下の接続が標準です。 ワイワイ 接続が望ましい。

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トランス・インピーダンスの選択

変圧器のインピーダンスは、変圧器が短絡条件下でどのような性能を発揮するか、また電力系統に与える全体的な影響を決定する上で重要な役割を果たす。変圧器のインピーダンスは、その設計とコアに対する巻線の位置に直接関係している。

• より高いインピーダンス： より高いインピーダンスのトランスは、短絡電流の量を減らし、システムの安定性を高めるのに役立つ。
• より低いインピーダンス： 一方、低インピーダンスの変圧器は、システム損失を低減するが、短絡電流が大きくなり、保護戦略が複雑になる可能性がある。

発電所にとって、適切なインピーダンスを選択することは、通常時および故障時の安全運転と安定性を確保するために非常に重要である。

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さまざまな発電所に適した変圧器タイプの選択

使用される変圧器のタイプは、発電所の具体的な要件によって異なります。太陽光発電や風力発電のような再生可能エネルギーが普及するにつれ、特殊な変圧器がますます必要とされるようになっています。

• 乾式変圧器： 太陽光発電所で一般的に使用されるこの変圧器は、冷却に油を使用しないため、より安全で環境に優しい。一般的に絶縁変圧器として使用され、耐火性や最小限のメンテナンスといった利点があります。
• 油浸変圧器： これらの変圧器は冷却に鉱油を使用し、大規模な発電所や変電所で広く使用されている。高効率で、より大きな電力容量を扱うことができます。
• ボックス型変圧器： 風力発電所や太陽光発電所で使用されるこのコンパクトで耐久性のある変圧器は、従来の変圧器に比べて設置が簡単で、占有スペースも小さい。

再生可能エネルギー・プロジェクトでは、乾式変圧器や箱型変圧器が、その安全性と環境への影響の低減のために好まれている。

信頼できる電源トランス・メーカーの選択

電力変圧器は、発電所の信頼性と効率性において重要な役割を果たすため、信頼できるメーカーの選定は重要な決断となります。中国の南通に本社を置くEvernew Transformer社は、高品質で効率的な電力変圧器を製造することで知られる大手メーカーです。高圧変電所や再生可能エネルギープロジェクトなど、さまざまな用途で長年の経験を持つEvernew Transformer社は、耐久性に優れた高性能変圧器を提供することに専念しています。

Evernewトランスを選ぶ理由

オーダーメイドのソリューション Evernew Transformerは、特定のプロジェクト要件に合わせてカスタムトランスを設計し、各ソリューションがお客様の運用ニーズに完全に適合することを保証します。

グローバルな専門知識： エバニュー・トランスフォーマーは、国際規格と認証を満たすトランスを製造することで、世界中の電力網とのシームレスな統合を保証し、世界中のお客様が信頼性の高い配電を実現できるよう支援しています。

先進技術： トランスの設計と製造に最新の技術革新を取り入れ、優れた性能、長寿命、最小限のメンテナンスを実現しています。

国際経験と資格の重要性

異なる市場には特定の規格や認証がある。一部のメーカーはローカル市場で優れた業績を上げるかもしれないが、国際的な顧客に高品質の電源トランスを供給することを目指すメーカーは、グローバルなエネルギー市場で豊富な経験を積んでいる必要がある。これには、さまざまな国際的要件への適合を保証するための設計、保護、試験のエンジニアからなる専門チームを持つことも含まれます。

Evernewトランスは、米国、カナダ、中南米、南米、オーストラリア、アジア、アフリカの市場に積極的にサービスを提供しています。熟練したエンジニアリングチームと堅牢な製造工程により、Evernewトランスは幅広い認証と承認を取得しています。これらには以下が含まれます：

• CSAリスティング試験
• ULリスティング試験
• IEC型式試験

これらの認証および試験報告書により、Evernew Transformerはお客様やパートナーとの信頼関係を築き、当社の製品が国際規格を満たし、多様な使用環境で確実に機能することを保証しています。

第三者による検査とテスト

社内での試験と品質管理に加え、Evernew Transformerは、BV、SGS、Asia IBSなどの第三者検査会社と緊密に連携し、当社製品のさらなる検証を行っています。これらの第三者機関による報告書は、特に規制遵守が重要な米国やカナダなどの市場において、当社のトランスの信頼性をさらに強化します。

こうした包括的な品質保証プロセスと第三者認証により、エバニュー・トランスフォーマーは、国際的な変圧器市場、特に信頼性と厳格な規格の遵守が最重要視される北米などの地域で、急速に信頼される企業となっている。

結論効率的なエネルギー伝送における発電所変圧器の役割

変圧器はあらゆる発電所の心臓部であり、電気エネルギーの効率的な変換と伝送を保証します。高圧送電を可能にする昇圧トランスから、安全な地域配電を保証する降圧トランスまで、トランスの種類はそれぞれ、送電網の安定性を維持し、送電損失を最小限に抑える上で重要な役割を果たしています。

信頼できる変圧器メーカーとして、Evernew Transformer社は、世界中の発電所の特定のニーズを満たすように設計された、昇圧、降圧、発電機、補助変圧器を含む幅広い変圧器を提供しています。長年の専門知識と最先端技術により、エバニュー・トランスフォーマーはエネルギー出力を最大化し、運用コストを最小化する高効率トランスを提供し、世界中の発電所プロジェクトの理想的なパートナーとなっています。