電源トランスの動作原理、パラメータ、定格ガイド

変圧器は世界の送配電システムの中核であり、電磁誘導電圧、電流、インピーダンスを効率的に変換します。動作原理、定格値、試験方法を理解することは、世界中の送電網、産業用変電所、再生可能エネルギープロジェクトにおける正しい選択、運用、保守のために重要です。

 

GNEE ELECTRIC では、東南アジア、中東、アフリカ、ヨーロッパ、南北アメリカのさまざまな送電網条件に合わせて、IEC、ANSI、国際規格を満たす高性能電源変圧器を設計しています。{0}このガイドでは、電源変圧器の中心原理、主要なパラメータ、技術仕様を詳しく説明し、情報に基づいてプロジェクトの意思決定を行うのに役立ちます。

 

 

核となる電磁誘導原理

 

電源トランスが動作しますファラデーの電磁誘導の法則:

一次巻線が交流電源に接続されると、巻線に交流電流が流れ、鉄心に交流磁束が発生します。

 

この磁束は一次巻線と二次巻線の両方を結び、両方の巻線に同じ周波数の起電力 (EMF) を誘導します。

二次巻線が負荷に接続されている場合、負荷に電流が流れ、磁気エネルギーが電気エネルギーに変換されます。これで、電気エネルギーを電源から負荷に伝達するプロセスが完了します。周波数を変えずに.

 

トランスの巻数比 (k)

• 巻線に誘導される EMF は巻数に比例し、変圧器の巻数比 k:E2 E1 =4.44fN2 Φm 4.44fN1 Φm =N2 N1 =k) として定義されます。
• E1、E2: 一次巻線と二次巻線の誘導起電力
• N1、N2：一次巻線と二次巻線の巻数
• f：電源周波数（中国50Hz、北米60Hzなど）
• Φm : 主磁束の最大値

 

電流比は巻数比に反比例します:K1 =N1 /N2 =k1

 

巻数が多いほど電流は低くなり、巻数が少ないほど電流は高くなります。この電圧-電流変換が変圧器の中核機能です。

 

キーノート：一次巻線が定格電圧のとき、二次電圧は負荷電流と力率によって変化します。

 

 

読み込み操作なし-

• 意味: 一次巻線は電源に接続されており、二次巻線は開路されています-（負荷電流 I2 =0）。
• コア機能: 変圧器の無負荷損失、無負荷電流、巻数比を測定するために使用されます。-
• 巻数比の計算:​U2​/U1​​​=e2​/e1​​=N2/​N1​​=k

 

ロード操作

• 意味：一次巻線は交流電源に接続され、二次巻線は負荷に接続され、二次巻線には負荷電流が流れます。
• 電流-電圧の関係:K1​​=U1​/U2​​=k1​

負荷動作時、変圧器の二次電圧は巻線の内部インピーダンスによって低下します。これが電圧調整の基礎となります。

 

等価回路パラメータのテスト

 

(1) 無負荷テスト-

目的: 無負荷損失 P0、-無負荷電流 I0、巻数比 k を測定します。

試験方法: 定格電圧 U1N を一次巻線に印加し、二次巻線を開放して、U1、U20、I0、P0を読み取ります。テストは通常​​、安全性と機器の利便性を考慮して低電圧側で実行されます。-

 

(2) 短絡テスト-

 

目的: 短絡回路損失 Pk 、短絡回路インピーダンス Zk 、およびインピーダンス電圧 Uk を測定します。-

 

試験方法:-二次巻線を短絡し、一次巻線に低電圧（定格電圧の5%～10%）を印加し、電流が定格値Ik=INに達するまで電圧を調整し、Pk,Ukを読み取ります。テストは通常​​、高電圧側で実行されます。-

インピーダンス電圧 (短絡電圧)-

• 短絡試験中に定格電流に達するために印加される電圧はインピーダンス電圧と呼ばれ、定格電圧のパーセンテージで表されます。Uk %=U1N* U1k ×100%=U1N I*1N Zk ×100%=Zk∗

インピーダンス電圧パーセンテージは重要な銘板パラメータであり、定格負荷時の変圧器の漏れインピーダンス電圧降下を反映します。

 

 

定格値は変圧器の中核となる技術パラメータであり、安全かつ効率的な動作範囲を定義します。

 

定格容量 (SN)

• 意味: 変圧器の皮相電力、三相変圧器の三相容量の合計。-
• ユニット: ボルト-アンペア (VA)、キロ-ボルト-アンペア (kVA)
• 関数：定格条件下で変圧器が連続伝送できる最大電力を表します。

 

定格電圧 (UN)

• U1N : 一次巻線に印加される定格電圧。
• U2N：二次巻線の開路-（無負荷）端子電圧。-。三相変圧器の場合、- は線間電圧を指します。
• ユニット: ボルト (V)、キロ-ボルト (kV)
• 関数: 電力網の電圧に合わせて、変圧器の電圧レベルを定義します。

 

定格電流 (IN)

定格容量と定格電圧から計算：

• 単相変圧器-:I1N =U1N SN ,I2N =U2N SN
• 三相変圧器-:I1N =3 U1N SN ,I2N =3 U2N SN

関数: 温度上昇制限を超えずに変圧器巻線が流すことができる最大連続電流。

 

定格周波数 (fN )

• 標準: 中国、ヨーロッパの大部分、アジア、アフリカでは 50Hz。北米、南米の一部では 60Hz。
• 関数: トランスは特定の周波数用に設計されています。異なる周波数で動作させると、パフォーマンスが低下する可能性があります。
• 追加の定格値: 定格動作条件下での効率、温度上昇、絶縁レベルも重要な定格パラメータです。

 

 

トランスの外観特性

• 意味: 一次電圧が一定で、二次電流 I2 に応じて変化する二次電圧 U2 の曲線をトランスの外部特性と呼びます。
• 特徴: 外部特性曲線はわずかに右下がりの直線になります。-誘導負荷の場合、力率が低いほど、傾きは急になります。

 

電圧調整率

• 意味: 無負荷から全負荷への二次電圧変化(I2=I2N)と無負荷電圧の比率:ΔU%=U2N U20 −U2 ×100%
• 代表値: 電源トランスの電圧調整率は一般的に2%~3%、これは電圧安定性の重要な指標です。

 

 

GNEE ELECTRIC では、世界的な電力プロジェクトに合わせて、国際規格に厳密に準拠して電源変圧器を設計および製造しています。

✅ 精密工学: 正確な巻数比、低い無負荷/短絡損失-、高いエネルギー効率により、長期的な運用コストを削減します。-

✅ グローバルな適応性: 50Hz/60Hzの周波数、10kV〜500kVの電圧レベル、100kVA〜360000kVAの容量をサポートし、世界中のさまざまなグリッド条件に適しています。

✅ 厳格なテスト: IEC 60076 およびその他の国際規格への準拠を確認するための完全な工場テスト（-無負荷テスト、短絡テスト、温度上昇テストなど）-。

✅ カスタマイズされたソリューション: 産業用、再生可能エネルギー、送電プロジェクト向けに変圧器パラメータ、接続グループ、保護デバイスを調整します。

✅ グローバルなアフターセールス サポート-: 専門の技術チームが設置ガイダンス、操作トレーニング、年中無休のアフターサービスを提供します。-

 

 

電源変圧器は電力システムの「心臓部」であり、その性能は送電と配電の安全性、効率性、安定性に直接影響します。中心となる電磁誘導原理から主要な定格値や試験方法に至るまで、すべてのパラメータが正しい選択と動作のために重要です。

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工業用変電所用の配電変圧器、送電プロジェクト用の大型変圧器、または再生可能エネルギー用の特殊な変圧器が必要な場合でも、GNEE ELECTRIC は信頼性が高く、効率的でカスタマイズされたソリューションを提供します。

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