防水変圧器

高過負荷対応特殊変圧器の製品詳細

高過負荷対応特殊変圧器は、負荷変動が大きく、短時間のピーク負荷が顕著で、頻繁な容量拡張を避ける必要があるシナリオ向けに特別に開発された電力機器です。その最大の特長は、機器の耐用年数に影響を与えることなく、長期間にわたる短時間の高負荷運転に耐えることができ、電力供給の信頼性、経済性、環境保護のバランスが取れている点です。農村部の電力網、産業、都市部の配電網など、幅広い分野で使用されています。以下に、詳細なパラメータと特性について説明します。

I．コア性能パラメータ（様々なシナリオ要件に精密に対応、カスタマイズ可能）

過負荷耐性（主要特長）

最適化された電磁設計と放熱構造を採用することで、過負荷性能は従来の変圧器をはるかに凌駕します。一般的な過負荷基準は、定格負荷の1.5倍で8時間、定格負荷の1.75倍で5時間、定格負荷の2.0倍で1時間です。一部の特注モデルでは、定格負荷の2.2倍で30分間の短時間運転も可能です。季節的なピーク負荷や機器起動時の衝撃など、急激な高負荷にも効果的に対応し、過負荷による機器の焼損や電源供給の中断を防ぎます。同時に、定格負荷の1.1倍で長時間連続運転が可能で、通常の負荷変動シナリオにも対応します。

断熱等級と断熱性能

主流の絶縁設計は、クラスF（最高許容温度155℃）とクラスH（最高許容温度180℃）で、使用環境の要件に応じてクラスCにアップグレードできます。コア絶縁材には、デュポン社製NOMEX®絶縁紙、高品質エポキシ樹脂（乾式）、または天然エステル絶縁油（油浸式）を採用しています。これらの材料は、高い絶縁強度、優れた耐熱性、強力な耐老化性および耐湿性を備え、過負荷や高温条件下でも安定した絶縁性能を維持し、機器の耐用年数を効果的に延長し、屋外、高湿度、高温などの過酷な環境下での使用要件を満たします。

損失とエネルギー効率レベル

鉄心は、低損失の方向性珪素鋼板または非晶質合金材料で作られています。非晶質合金タイプの無負荷損失は、従来の変圧器と比較して30%～50%、負荷損失は15%～25%低減され、国家レベル1エネルギー効率基準を完全に満たし、一部の製品は超レベル1エネルギー効率を達成しています。巻線構造の最適化と無酸素銅導体の選択により、循環電流と迷走損失が低減され、長期運転時の電気料金を大幅に節約でき、「デュアルカーボン」の省エネルギーと消費削減の要件を満たします。

温度上昇と放熱システム

油路（油浸式）と空気路（乾式）は、過負荷状態における迅速な熱伝導を確保するために最適化されています。油浸式製品には、波形オイルタンクとフィンラジエーターが装備されており、オプションで強制油循環冷却システム（OFAF）を装備できます。乾式製品は、自然空冷（AN）または強制空冷（AF）を採用しており、一部のハイエンドモデルには、巻線温度に応じて自動的に起動および停止するインテリジェント温度制御ファンが装備されています。これにより、過負荷時の巻線温度上昇を許容範囲内に厳密に制御し、高温による絶縁劣化を防ぎ、機器の長期安定運転を保証します。

耐干渉性と安定性性能

機械構造が強化され、鉄心と巻線がしっかりと固定されているため、短絡抵抗が強く、突発的な短絡電流の衝撃にも損傷なく耐えることができます。優れた耐高調波性および不平衡負荷耐性を備え、電気炉や周波数変換器などの産業機器によって発生する高調波干渉に対応し、電圧変動を低減して、電力供給品質を確保します。完全な雷保護および過電圧保護装置を備え、悪天候や系統変動による機器への影響を軽減し、故障率は従来の変圧器よりも40%以上低くなっています。

騒音および保護レベル

鉄心積層プロセスと巻線技術を最適化することで、電磁ノイズを低減しています。乾式変圧器のノイズは55dB以下、油入変圧器のノイズは60dB以下で、関連する国家規格をはるかに下回っており、住宅地、商業地、データセンターなど、ノイズに敏感な環境に適しています。保護等級に関しては、屋外型は防塵・防湿・異物侵入防止のIP54に達し、屋内型は設置環境に応じて要件に応じてIP65までアップグレード可能です。

II．構造設計と主要材料（機器の耐久性のための強固な基盤を築く）

（I）コア構造設計

鉄心構造

3次元巻線コアまたは段付き積層コアを採用しています。3次元巻線コアは継ぎ目がなく、磁気回路が均一で、磁気損失が少なく、騒音も少なく、機械的強度が高いという特長があります。一方、段付き積層コアは密着性が高く、磁気漏れを低減し、エネルギー効率を向上させ、容量に応じて柔軟に選択できるため、さまざまな負荷要件に対応できます。

巻線構造

無酸素銅導体（優れた導電性と低損失）を採用し、多層分割巻線と転置巻線プロセスを採用することで、巻線の循環電流と迷走損失を低減し、巻線の放熱効率を向上させています。巻線の表面は高品質の絶縁材で多層に覆われ、絶縁性能を強化しています。また、絶縁スペーサーを設けることで、巻線と鉄心間、および巻線と筐体間の絶縁距離を確保し、部分放電を防ぎ、機器の安全性を確保しています。

石油タンク／シェル設計

油浸製品は完全に密閉された波形油タンクを採用しており、優れた密封性能を備え、絶縁油の劣化と漏れを効果的に防止し、絶縁油の耐用年数を延ばし、頻繁な油の補充を必要としません。波板は油温の変化に応じて伸縮し、放熱効果を高め、長期間の屋外使用にも耐える優れた防食性能を備えています。乾式タイプの製品は、難燃性の冷間圧延鋼板シェルを採用し、表面は防塵、防湿、耐食性のある静電プラスチックスプレーで処理され、エアダクトの循環を最適化し、放熱効率を向上させる換気ルーバーが装備されています。

冷却システムの設計

油入変圧器は、標準で自然冷却（ONAN）方式を採用しており、過負荷要件に応じて強制空冷（ONAF）方式や強制油循環空冷（OFAF）方式にアップグレードできます。冷却システムは温度制御装置と連動し、冷却強度を自動的に調整します。乾式変圧器は自然空冷（AN）方式を採用しており、オプションで強制空冷（AF）方式も選択可能です。ファンは低騒音設計で、起動と停止は温度制御装置によって制御されるため、冷却効果を確保するだけでなく、エネルギー消費量と騒音も低減します。

付属品の構成

標準付属品には、油温計、油面計（油浸式）、温度コントローラー、圧力逃がし弁（油浸式）、配線端子などが含まれます。オプション付属品には、オンライン油クロマトグラフィー監視装置、オンライン巻線温度監視装置、遠隔監視モジュールなどがあり、機器の動作状態のリアルタイム監視と故障の早期警告を実現し、運転保守担当者による遠隔管理を容易にし、現場での運転保守作業の負担を軽減します。

（II）コア材料の選定（品質管理と優れた耐久性）

• 鉄心材料：低損失方向性珪素鋼板（従来型）、非晶質合金（省エネ型）を採用。いずれも国内の有名ブランドから選定され、高い透磁率、低損失、優れた耐老化性を備えています。

• 巻線材料：高導電性、低抵抗、高機械的強度を有する無酸素銅導体を使用し、過負荷や発熱による導体の変形や焼損を防ぎます。

• 断熱材：デュポン社製NOMEX®絶縁紙、エポキシ樹脂（乾式）、天然エステル／鉱物系絶縁油（油浸式）を使用しており、優れた絶縁性能と高い耐熱性を持ち、環境保護基準に適合しています。

• オイルタンク／シェル材質：冷間圧延鋼板、ステンレス鋼（オプション）、耐腐食性、防錆性に優れ、過酷な屋外環境に対応。シールには耐油性・耐老化性に優れたゴムを採用し、確実な密閉性能を実現。

III．製品の中核となる利点（際立った差別化、多様なシナリオ要件への適応性）

高い過負荷耐性により、電源供給の継続性を確保します。

最大の利点は、短時間であれば定格負荷をはるかに超える高負荷にも耐えられる点です。短時間のピーク負荷によって容量を無計画に増やすことなく、過負荷による停電を効果的に回避できます。特に、春節期間中の季節的な高負荷や農村部の繁忙期、産業機器の起動時の衝撃負荷といった状況に適しており、電力供給の信頼性向上と停電損失の削減に貢献します。同時に、定格負荷の1.1倍の負荷で長時間運転できるため、頻繁な機器調整なしに、通常の負荷変動にも対応できます。

長寿命設計により、運用・保守コストを削減。

高品質の絶縁材料と最適化された放熱構造を採用することで、過負荷状態でも温度上昇を安定的に抑制し、短時間の高負荷によって機器の寿命が損なわれることはありません。通常の使用寿命は30年以上で、従来の変圧器と同等です。また、故障率が低く、耐干渉性および耐老化性に優れているため、現場での点検・保守の頻度を減らし、運用・保守担当者の作業負荷と運用・保守コストを削減できます。長期的な総合使用コストは、従来の変圧器に比べて20～30%低くなっています。

好景気、初期投資の削減

ピーク負荷容量に応じて機器を構成する必要はなく、従来の定格容量に基づいて選択するだけで短期的な過負荷要件を満たすことができるため、機器の初期購入費用、系統占有料、容量拡張費用を大幅に削減できます。同時に、低損失設計により長期的な運転電力コストを削減でき、初期投資と長期的な運用・保守の経済性を両立できます。特に負荷変動が大きくピーク時間が短いシナリオに適しており、優れたコストパフォーマンスを発揮します。

幅広い適応性、包括的なシーンカバー

さまざまなシナリオ要件に応じて、油浸式と乾式にカスタマイズでき、10kV や 35kV などのさまざまな電圧レベルに対応し、容量範囲は 50kVA ～ 20000kVA で、農村電力網、工業分野、都市配電網、新エネルギーグリッド接続などのシナリオのニーズを満たすことができます。具体的には、春節や農村部の繁忙期における短期的な高負荷、冶金、化学、鉱業、電気炉、モーターグループの起動などの産業影響負荷、太陽光発電/風力発電グリッド接続の変動負荷、都市部の住宅地や商業地域におけるピークと谷の差が大きい負荷調整、データセンターや鉄道輸送など、電力供給の安定性に対する要求が高いシナリオに対応できます。

グリーンおよび環境保護、政策要件の遵守

低損失・低騒音設計を採用することで、無負荷時および負荷時の損失が従来の変圧器よりもはるかに低く、長期運転時に大幅な電力節約と二酸化炭素排出量の削減を実現します。油入型製品には、無毒で生分解性があり環境を汚染しない天然エステル絶縁油を使用でき、鉱物絶縁油はリサイクル可能です。乾式製品は無油・無公害で、優れた難燃性能を備え、国の「デュアルカーボン」戦略および環境保護政策に準拠し、高い環境保護要件を持つ様々なシナリオに対応します。

オプションのインテリジェンス、より便利な操作とメンテナンス

オプションのインテリジェント監視・遠隔制御モジュールを設置することで、巻線温度、油温（油浸式）、油面（油浸式）、電流、電圧などの運転パラメータをリアルタイムで監視できます。また、故障早期警告、データ統計、遠隔起動・停止などの機能も備えています。運転・保守担当者は、コンピュータや携帯電話を介して遠隔で機器の運転状況を確認できるため、24時間体制で現場に常駐する必要がなくなり、運転・保守効率が大幅に向上し、運転・保守コストも削減されます。

IV．典型的なアプリケーションシナリオ（精密なマッチング、実用的な電源供給上の課題解決）

農村部の電力網シナリオ

農村部の電力網の負荷は、季節変動特性が顕著です。春節期間中は帰省者が増加し、農作業が盛んな時期には灌漑設備が集中的に稼働するため、短時間で高負荷のピークが発生します。従来の変圧器は過負荷によりトリップや焼損を起こしやすいという問題があります。高過負荷対応の特殊変圧器は、このような短時間のピーク負荷に容易に対応でき、頻繁な容量拡張を必要とせず、農村部における住宅用電力消費と農業生産用電力消費の継続性を確保し、電力網の変革への投資を削減し、農村部の厳しい屋外環境に適応し、運用・保守作業の負担を軽減します。

産業分野のシナリオ

冶金、化学工業、鉱業、機械加工などの産業分野では、電気炉、圧延機、破砕機、モーター群などの設備があり、これらは起動時に大きな衝撃電流を発生させ、典型的な衝撃負荷に属し、変圧器の過負荷を引き起こしやすい。高過負荷対応の特殊変圧器は、優れた衝撃耐性と過負荷耐性を備えており、設備起動時の瞬間的な大電流に耐え、電源の中断を回避できる。また、強力な高調波および不平衡負荷耐性を備えており、産業現場の複雑な電力網環境に適応し、生産設備の正常な動作を確保し、生産損失を低減できる。

都市流通ネットワークのシナリオ

都市部の住宅地、商業地、オフィスビルなどの地域では、負荷のピークと谷の差が大きくなります。ピーク時（夏季の冷房ピーク時や冬季の暖房ピーク時など）には、負荷が急激に増加します。従来の変圧器はピーク負荷に合わせて構成する必要があるため、低負荷時には機器の利用率が低く、投資が無駄になります。高過負荷専用変圧器は、従来の負荷容量に合わせて構成することで、ピーク時の短時間の高負荷に対応し、負荷変動を均衡させ、機器の利用率を向上させ、都市配電網の容量拡張への投資を削減できます。同時に、低騒音・低損失設計により、都市部の住宅地や商業地の環境にも適しています。

新たなエネルギーとインフラのシナリオ

太陽光発電や風力発電などの新エネルギーが電力網に接続されると、出力が不安定になり、電力網の負荷変動を引き起こしやすく、変圧器の過負荷容量と安定性に対する要求が高まります。データセンターや鉄道輸送などのインフラシナリオでは、電力供給の継続性と安定性に対する要求が極めて高く、短期的な負荷変動が発生します。高過負荷対応の特殊変圧器は、新エネルギーの電力網接続による負荷変動に対応し、データセンターや鉄道輸送への安定した電力供給を確保します。また、オプションのインテリジェント監視モジュールを使用すれば、機器の動作状況をリアルタイムで監視でき、インフラシナリオにおけるインテリジェントな運用・保守のニーズを満たします。

V．仕様モデルとカスタマイズサービス（オンデマンド適応、個別ニーズへの対応）

（I）従来仕様

• 電圧等級：10kV、35kV（主流）、6kV、110kVなどのカスタマイズ可能な特殊電圧等級。

• 容量範囲：50kVA～20000kVA。シナリオ要件に応じて柔軟に選択可能です。

• 接続グループラベル：Dyn11、Yyn0（メインストリーム）、負荷時タップ切換器（OLTC）および無負荷時タップ切換器をサポートし、電圧調整範囲をカスタマイズ可能。

• 製品タイプ：油浸式（完全密閉型波形オイルタンク）、乾式（エポキシ樹脂鋳造）など、必要に応じて選択可能です。

• 絶縁油の種類：油浸製品には鉱物絶縁油が標準で使用されていますが、天然エステル絶縁油（環境保護タイプ）にアップグレードすることも可能です。

• 保護等級：屋外型IP54、屋内型IP65（オプション）、設置環境に応じてアップグレード可能。

（II）カスタマイズされたサービス

お客様の具体的な利用シナリオや負荷要件に応じて、以下のような包括的なカスタマイズサービスを提供できます。

• 過負荷の複数カスタマイズ：ピーク負荷の継続時間と強度に応じて、1.2倍から2.2倍までの異なるレベルの過負荷容量をカスタマイズできます。

• 構造のカスタマイズ：鉄心と巻線構造をカスタマイズして、狭い場所や高所への設置など、特殊な設置スペースに対応します。冷却システムをカスタマイズして、高温多湿などの過酷な環境に対応します。

• アクセサリのカスタマイズ：オイルクロマトグラフィー監視、遠隔監視、雷保護、接地などのアクセサリを必要に応じて構成し、インテリジェントな運用と保守を実現します。また、変圧器、スイッチ、保護装置を統合した統合型JPキャビネット構成をカスタマイズすることで、現場での設置作業を軽減します。

• エネルギー効率のカスタマイズ：エネルギー削減要件に応じて、アモルファス合金鉄心タイプおよび超高効率レベル1のエネルギー効率製品をカスタマイズし、損失をさらに削減します。