変電所は電力系統の基幹であり、送配電において重要な役割を果たしている。変電所の主要機器の中でも、変圧器は最も重要である。電圧レベルを調整するだけでなく、電力系統の安定性、信頼性、効率性を確保する役割も担っている。この記事では、電力系統における変電所の変圧器の種類、動作原理、用途、重要な役割について、その性能と実用的な使用方法について理解を深めていただけるよう、データや事例分析を交えてご紹介します。
変電所用変圧器とは？
変電所用変圧器は、配電・送電ネットワークの電圧レベルを変更するために使用される重要な電気機器です。電磁誘導を利用することで、変電所用変圧器は、送電の特定の要件に応じて、電流の電圧を昇圧または降圧するように調整します。変電所用変圧器には、主に2つのタイプがあります： 昇圧トランス そして 降圧トランス.
1. 昇圧トランス
昇圧トランスは、電力の電圧を上げるために使用される。これは、特に高圧送電の段階で不可欠である。長距離送電時のエネルギー損失を最小限に抑えるためには、より高い電圧レベルが必要であり、そのため昇圧トランスは電圧を数十から数百キロボルト（kV）のレベルまで上昇させる。これらの変圧器は、長距離送電を効率的に行うための送電システムに採用されている。
2. 降圧トランス
逆に、降圧変圧器は高電圧の電気を、民生用や産業用に適した、より低い安全なレベルまで下げるように設計されている。電気が市街地や工業地帯などの目的地に到着した後、降圧変圧器は電圧を地域の配電網に適合するレベルまで下げます。これにより、家庭、企業、製造施設にとって安全な電力が供給される。
変電所の変圧器の機能と重要性
1. 送電効率の向上
変電所の変圧器の主な機能のひとつは、送電効率を高めることである。高電圧は、電気が長距離を移動する際に発生するエネルギー損失を最小限に抑えます。昇圧トランスは、電圧をより高いレベルに引き上げることでこれを実現し、より効率的なエネルギー輸送を可能にします。電気が目的地に到着すると、降圧トランスは電圧を日常使用に適したレベルまで確実に下げます。
2. グリッドの安定性と信頼性の確保
変電所用変圧器は、送電網の安定性と安全性を維持するために不可欠です。これらの変圧器は、電圧レベルを正確に制御することで、送電網へのダメージや電力供給の妨げとなる過負荷や電圧変動を防ぐのに役立ちます。変圧器によって電圧が一定に保たれることで、エンドユーザーへの信頼性の高い安全な電力供給が可能になります。
3. スマートグリッドと再生可能エネルギー統合の支援
電力網が再生可能エネルギー源やスマートグリッド技術に対応するよう進化する中、変電変圧器は重要な役割を担っている。スマート変電所には高度な監視システムが搭載されており、リアルタイムでデータを収集し、故障を検出し、運転調整を管理することができます。これにより、送電網の柔軟性と効率が向上する。さらに、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源の統合を促進し、安定した電力供給を維持しながら、これらのエネルギー源の変動する性質を管理するのに役立ちます。
変電所用変圧器の基本機能と動作原理
1. 動作原理
変電所用変圧器は、電磁誘導の原理に基づいて作動する。2組のコイル（1次コイルと2次コイル）を通して、電流の電圧を変化させる。電流が一次コイルを通過すると磁界が発生し、その磁界が変圧器のコアを伝わって二次コイルに電流を誘導し、電圧を変化させます。変電所用変圧器は、長距離送電または地域配電の要件を満たすために、必要に応じて電圧を昇圧または降圧します。
2. 電圧変換
変電所の変圧器の主な機能は、送電要件を満たすように電圧を変換することである。昇圧トランスは電圧を高いレベル（110kV、220kV、500kVなど）まで上げ、降圧トランスはエンドユーザーに適した低い電圧レベル（380V、660Vなど）まで下げる。このプロセスにより、長距離送電時のエネルギー損失が大幅に削減され、送電網の効率が向上する。
変電所用変圧器の種類と用途
1.超高圧変電所用変圧器（>500kV）
超高圧変電所は一般的に長距離送電に使用される。高電圧でのエネルギー損失が低減されるため、これらの変圧器は数百キロメートルにわたって送電することができ、エネルギー損失を低減します。典型的な超高圧変圧器は、500kVから1000kVの電圧範囲で作動します。
ケースデータ:
- 電圧範囲:500kV, 750kV, 1000kV
- 伝送距離:例えば、中国の西から東への送電プロジェクトでは、超高圧変圧器が西部の電力供給地域から東部の負荷センターへの送電に使用されている。
- エネルギー損失削減:高電圧送電により、送電線損失を全送電量の2%以下に低減。
2.高圧変電所用変圧器（66kV、110kV、220kV、500kV）
高圧変電所は中距離の送電に使用され、通常は大規模な工業地帯や都市の配電網に供給されます。これらの変圧器は、電圧を66kV、110kV、220kV、または500kVのレベルまで昇圧し、さらに遠くまで送電します。
アプリケーションケース:
- 電圧レベル66kV, 110kV, 220kV, 500kV
- 代表的なアプリケーション:中国の高圧送電網（500kV送電線）のような中・長距離送電網では、送電網と配電網をつなぐ重要なノードとなっている。
3.中電圧変電所変圧器（6kV、10kV、15kV、22kV、35kV）
中電圧変圧器は通常、都市や地域の配電システムに使用され、高圧変電所からの電圧を都市全体や産業界の電力需要に適したレベルまで降圧します。これらの変圧器は通常、6kVから35kVの電圧範囲で作動します。
データ分析:
- 電圧レベル6kV、10kV、15kV、22kV、35kV
- 都市分布:都市や工業団地では、電力負荷の高い地域では通常15kVから35kVの変圧器が使用される。例えば、北京の都市配電網では、通常22kVから35kVの中電圧変圧器が使用されている。
4.低圧変電所変圧器（0.2kV、0.4kV）
低圧変電所は、住宅や小規模な商業消費者などのエンドユーザーに電力を供給するために使用されます。これらの変圧器は、中電圧システム（6kV、10kVなど）の電圧を380Vまたは660Vに降圧し、家庭や小規模事業者への適切な電力供給を保証します。
パフォーマンスデータ:
- 電圧レベル:0.2kV（220V、380V）、0.4kV（660V）
- 応用分野:住宅、ショッピングモール、学校、中小企業など。一般的な低圧変電所の変圧器の容量は100kVAから500kVAです。
5.移動変電所変圧器
移動式変電所は、特に自然災害や予期せぬ出来事による停電時の緊急対応に欠かせない。これらの移動式ユニットは、緊急事態に迅速に電力を供給することができる。フレキシブルに設計されており、必要に応じてさまざまな場所に配置することができます。
アプリケーション・シナリオ:
- 容量範囲20MVA〜60MVA
- 機能:24時間以内に配備でき、工事現場や災害救援、停電時の非常用電源として臨時電力を供給できる。
6.スマート変電所変圧器
電力網技術の進歩に伴い、スマート変電所の普及が進んでいる。これらの変圧器には、遠隔監視、自動調整、故障検出を可能にするデジタル制御システムが組み込まれており、電力系統の効率と信頼性を向上させている。
技術的優位性:
- 自動モニタリング:センサーとデータ収集システムによる変圧器性能のリアルタイム監視。
- 故障予測:スマートシステムは潜在的な故障を予測し、停電を防ぐことができる。
- エコフレンドリー:スマート変電所では多くの場合、ガス絶縁変圧器（GIS）が使用され、土地の使用量と環境への影響が削減される。
永興変圧器の変電所ソリューション
永興変圧器は、様々な高効率変電所変圧器ソリューションを提供する変圧器メーカーのリーディングカンパニーです。最新の技術を組み合わせ、電力システムの複雑な要求に応える信頼性と安定性の高い変圧器を提供しています。
カスタマイズされた設計と効率的な製造
永興変圧器は、様々な変圧器のニーズに対してカスタム設計のソリューションを提供しています。超高圧昇圧トランスから中低圧配電トランスまで、お客様のご要望に応じた最適なソリューションをご提供いたします。
製品の特徴:
- 高品質素材:輸入ケイ素鋼板と高性能断熱材を使用し、高負荷条件下でも安定した運転を確保。
- 効率的な冷却システム:高度な油浸または乾式冷却技術により、放熱を最適化し、トランスの寿命を延ばします。
グローバル供給とサービス
永興変圧器は、中国、東南アジア、アフリカ、ヨーロッパなどの地域で、世界中の電力システムにカスタマイズされた変電所変圧器ソリューションを提供しています。設置、試運転、定期メンテナンスなど、総合的なアフターサービスを提供し、変圧器の長期安定稼働を実現しています。
スマートな電源管理とメンテナンス
永興変圧器のスマート変電所ソリューションは、遠隔監視、故障予測、インテリジェント・スケジューリングにIoT技術を使用し、送電網の効率を向上させ、保守コストを削減する。
結論
変電所用変圧器は電力系統の重要な構成要素であり、安全で安定した送電を確保すると同時に、世界の電力網の近代化を推進している。変電所用変圧器は、電圧の昇圧と降圧を行うことで、幅広いユーザーへの電力供給を可能にしている。技術の進歩に伴い、スマート変電所やモバイル変圧器の利用が拡大しており、世界中の多様で複雑な電力需要に対応するため、より効率的なソリューションを提供している。
変圧器製造のリーダーとして、永興変圧器は世界中のお客様に高効率で信頼性の高い変電所変圧器ソリューションを提供することに専念しています。昇圧、降圧、非常用電源のサポートなど、どのようなニーズにもYongxing Transformerは最適なソリューションを提供し、電力システムの効率的な運用を保証します。
