乾式または液体入りトランスの正しい選択
乾式または液体入りトランスの正しい選択
コンテンツ
1. 2種類のトランス
2. 冷却および断熱システム
3. 損失
4. トランスの寿命
5. 保守性
6. 修復可能性
7. コア/コイルの再生利用とリサイクル
8. 動作音レベルと騒音公害
9. 足跡
0. 結論
2種類のトランス
利用可能な変圧器の長所と短所に関する情報は、どのような情報が利用可能にされるかによって変わります。 メーカー。それにもかかわらず、ほとんど普遍的に受け入れられている特定のパフォーマンスとアプリケーションの特性があります。
基本的に、トランスには2つの異なる種類があります。 液体絶縁 と冷却（液体充填タイプ）と 非液体絶縁、空冷または空冷乾式）また、各メインタイプのサブカテゴリがあります。
液体入り変圧器では、冷却媒体は従来の鉱油であり得る。高燃焼点炭化水素およびシリコーンのような可燃性の低い液体を使用する湿式変圧器もある。
ただし、いくつかの欠点があります。
例えば、火災を起こす可能性のある液体冷却媒体を使用するため、防火は液体タイプのユニットではより重要です。 （乾式変圧器も発火する可能性があります。不適切に保護された湿式トランスが爆発する可能性すらあります。
そして、用途によっては、液体で満たされた変圧器は、可能性のある流体の漏れに対する保護のために閉じ込めトラフを必要とするかもしれない。
間違いなく、トランスを選ぶとき、乾式と湿式の切り替えポイントは 500kVA 〜まで 2.5MVA低い定格には乾式、高い定格には湿式を使用します。
使用するタイプを選択する際の重要な要素には、オフィスビル内や屋外などの工業用負荷の修理など、変圧器の設置場所が含まれます。
定格5MVAを超える乾式変圧器入手可能ですが、大容量のトランスの大部分は液体で満たされています。屋外用途では、湿式トランスが主流です。
流れる 表 乾式および油入式のトランスの損失を示します。
表：損失の比較：オイルタイプとドライタイプ
| （オイルトランス）損失 | 乾式トランス損失 | ||||
| KVA | 半荷重（W） | 全負荷（W） | KVA | 半荷重（W） | 全負荷（W） |
| 500 | 2465 | 4930 | 500 | 5000 | 10000 |
| 750 | 3950 | 7900 | 750 | 7500 | 15000 |
| 1000 | 4360 | 8720 | 1000 | 8200 | 16400 |
| 1500 | 6940 | 13880 | 1500 | 11250 | 22500 |
| 2000 | 8155 | 16310 | 2000 | 13200 | 26400 |
変圧器の購入はしばしば最初の費用に基づいています（長期経済学を考慮せずに）トランスの評価と購入の決定がエンドユーザーによって行われていないとき。
エージェントまたは電気工事請負業者は、ドライタイプのパッド付きトランスを購入する商業用および工業用のエンドユーザーに対して、温度上昇と最初のコストの低さに基づいて購入を決定します。
これらの代理人または請負業者はほとんど持っていないかもしれません変圧器の初期費用以外の経済的要因を考慮に入れる動機より高い初期コストに対するエンドユーザーの懸念は、OEMや請負業者が特に高価で効率的なオプションを特に要求していない顧客に提供または推奨することを妨げます。
冷却および断熱システム
乾式変圧器の基本的な冷却および絶縁システムは空気であるため、すべての乾式変圧器は同じ電圧と容量の液浸式装置よりも大きくなりますキロボルト/キロボルトアンペア）評価。
同じ磁束と電流密度で動作するとき、 コアとコイルの材料が増えると、損失とコストが増加.
乾式高圧トランス絶縁システム - ガラスポリエステルラミネート絶縁シート
</p>これらのトレードオフは、乾式ユニットではあるが乾式変圧器は伝統的に工業的および商業的状況に対してある種の耐火性、環境および用途の利点を提供してきた。
液体で満たされたユニットの最近の進歩はこれらのいくつかを減らしています（乾式）利点。
最も低い初期コストに基づいて購入した場合、乾式変圧器は通常、より効率的な液体充填変圧器よりも著しく高い動作損失を有する。
このため、主要な公益事業はめったに購入しません 乾式トランス。乾式絶縁システムには同じ評価の乾式変圧器は、対応する液浸ユニットよりも高価で、大きくなり、損失が大きくなる傾向があります。
損失
2500 kVAトランス
100％負荷での複合損失
上の図は、100％負荷時の総損失を示しています。
| 液体： | キャスト： | ドライ： | |
| 負荷損失（kW） | 16.38 | 21.00 | 18.52 |
| 無負荷損失（kW） | 2.66 | 7.00 | 7.55 |
| 総損失（kW） | 19.04 | 26.07 | 28.00 |
上記の値は典型的なものです。
50％の読み込み
50％負荷では、無負荷損失は同じままで、負荷損失は逆二乗で減少します。
| 液体： | キャスト： | ドライ： | |
| 負荷損失（kW） | 4.10 | 4.63 | 5.25 |
| 無負荷損失（kW） | 2.66 | 7.00 | 7.55 |
| 総損失（kW） | 6.76 | 12.18 | 12.25 |
変圧器損失のコスト
変圧器損失の費用 - 変圧器エネルギー消費量：
定数：
エネルギーコスト= 0.06ドル/ kWh（保守的価値）
8760時間= 24時間/日*年間365日
| 液体： | キャスト： | ドライ： | ||
| 総損失（kW） | 6.76 | 12.18 | 12.25 | |
| KWH請求レート： | バツ | $ 0.06 | $ 0.06 | $ 0.06 |
| 年間時間 | バツ | 8760 | 8760 | 8760 |
| による年間エネルギーコスト 50％の負荷での損失 |
= |
3,553ドル | 6,402ドル | 6,439ドル |
| 年間エネルギーコストの超過 | ベース | 2,849ドル | 2,886ドル | |
| 10歳*超過エネルギーコスト： | ベース | 28,490ドル | 28,860ドル |
*単純な費用、無金利またはエネルギーコストの上昇を想定しない
変圧器損失の追加コスト
変圧器損失の追加費用 - 空調エネルギー消費量：
変圧器によるエネルギー消費は、唯一のエネルギー要素ではありません。トランスの損失は熱として消費されます。この熱は空調によって温度制御環境から除去する必要があります。
以下に示すのは、変圧器損失を空調エネルギー消費の増加に変換するための計算です。
定数：
1kW = 3415BTU /時
1トンエアコン= 12000BTU /時
1Tonエアコン= 1.7kWの電力使用
| 液体： | キャスト： | ドライ： | ||
| 総損失（kW） | 6.76 | 12.18 | 12.25 | |
| BTU / HR / KW： | バツ | 3415 | 3415 | 3415 |
| BTU / HR： | = | 23085 | 41595 | 41834 |
| A / C 1トンあたりのBTU / HR： |
÷ |
12000 | 12000 | 12000 |
| A / C（トン）： | = | 1.92 | 3.47 | 3.49 |
| A / C 1トンあたりのkWの電力使用量： | バツ | 1.7 | 1.7 | 1.7 |
| kW： | = | 3.27 | 5.89 | 5.93 |
| 年間営業時間（h）： | バツ | 8760 | 8760 | 8760 |
| 年間エネルギー使用量（kWh）： | = | 28649 | 51619 | 51916 |
| kWH請求レート： | バツ | $ 0.06 | $ 0.06 | $ 0.06 |
| 年間冷却コスト： | = | 1,718.94ドル | 3,097ドル | 3,115ドル |
| 年間冷却コストの超過 | ベース | 1,378ドル | 1,396ドル | |
| 10年超過エネルギーコスト： | ベース | 13,782ドル | 13,960ドル |
トランスの寿命
典型的な乾式寿命： 15〜25年
典型的な液体で満たされた寿命： 25〜35歳
から削除された変圧器の定年年齢さまざまな理由から14年から35年の範囲のサービス。平均は25歳です。ただし、使用され続けている液中変圧器の平均寿命は30年以上です。
なぜなら 液体入り変圧器は乾式より長持ちこれにより、材料、交換の手間、および交換のための機能停止による運用上の影響を軽減できます。
保守性
典型的なもののための推奨年間メンテナンス乾式変圧器は、適切な冷却を維持し、可燃性物質の蓄積を防ぐための検査、ボルト締め接続の赤外線検査、およびグリルとコイルの真空引きからなる。
グリルやコイルの清掃には変圧器の電源を切るという望ましくない要件、多くの場合、洗浄しないことにつながる。清掃を省略すると、エアフローが減少するためトランスの効率が低下し、火災の危険があります。
液体入り変圧器の予防保守は、 オイルサンプルの描画と分析。オイル分析は非常に正確なトランス状態の評価 - 乾式トランスでは不可能なこと予防保全を省略しても、変圧器の効率が低下したり、火災の危険が生じることはありません。
難燃性液体充填変圧器最小限のメンテナンスで最大限の効率を実現し、予期しない故障や廃棄よりも修理や再利用に最適な診断を提供するための最良の機会です。
修復可能性
「液体タイプのコイルは乾式トランスのコイルよりも修理がはるかに簡単です。キャストコイルは修理できません。それらは取り替えられなければならない。」 - モラン、ロバートB。変圧器応用設計のためのガイドライン。電気工事および維持、1996年5月.
変圧器が故障したとき、変圧器を修理または交換する決定 しなければならない。液体入り変圧器は、ほとんどの場合、地域の独立したサービス修理施設で経済的に修理することができます。
例： 2500kVAトランス - 購入とメンテナンス
| 液体 | キャスト | ドライ | |
| 購入金額： | 35,000ドル | 6万ドル | 38,000ドル |
| 動作寿命（年）： | 35 | 30 | 25 |
| 年間メンテナンス | 無し | 6時間 | 6時間 |
| 年間メンテナンス | 無し | $ 360 | $ 360 |
| メンテナンスに必要な停止期間： | 該当なし | はい | はい |
| 維持されていない場合は火災の危険性： | いいえ | はい | はい |
| 修理可能： | はい | いいえ | はい |
| 購入および維持にかかる年間費用 | $ 902 | 1,693ドル | 1,376ドル |
コア/コイルの再生利用とリサイクル
特徴： 液体充填トランスにより、コア/コイルの再生が容易
材料とリソース リサイクルが簡単
のほとんどを使用している公益事業会社液体入り変圧器は、通常、古い変圧器のコイルに取って代わり、それらを古い変電所変圧器の大部分の割合で使用し続けます。小型配電用変圧器は、寿命に達すると廃棄/リサイクルされます。
変圧器を廃止する時期になると、リサイクルは新素材の必要性を相殺し、プラスのキャッシュフローを提供します。液体入りおよび乾式変圧器のほとんどの部品はリサイクル可能です。注型樹脂トランスは例外です。それらの構造のために、注型樹脂型変圧器の材料はリサイクルするのが困難で不経済である可能性がある。キャストコイルが故障した場合、エポキシ樹脂でカプセル化された巻線全体が 役に立たなくなった そして一般的に埋め立て地になってしまいます。
これは資源を浪費し、処分のための追加費用に加えて元の所有者への長期的な責任エクスポージャーを生じさせる。
対照的に、 液体入りトランスは、耐用年数後に簡単にリサイクルできます。変圧器用流体を再調整して再び使用することができ、鋼鉄、銅、およびアルミニウムを完全かつ経済的にリサイクルすることができ、これによりプラスのキャッシュフローが実現します。
2500 kVA変圧器のスクラップ値と処分費用を以下に示します。プラスのキャッシュフローは括弧内に示されている。
2500kVAトランス
| 乾式 | キャスト樹脂 | 液体充填 | |
| 誘電性流体 | $ 0 | $ 0 | 500ドル |
| コアとコイル | $ 1100 | 100ドル | $ 1200 |
| タンクとフィッティング | $ 400 | 100ドル | $ 400 |
| 処分費用 | $ 0 | $ 400 | $ 0 |
| 総費用（または貯蓄） | 1500ドル | $ 200 | 2100ドル |
動作音レベルと騒音公害
特徴： 液体充填変圧器は低い動作音レベルを有する
屋内環境品質の利点 騒音公害が少ない
変圧器の種類の比較 - 動作音レベル
デシベルは対数関数で、音圧は3デシベル増加するごとに2倍になります。調査によると 60以上のデシベルレベル 人の注意を引く期間を減らすことができます。
米国インテリアデザイナー協会による調査によると、ワークスペースのノイズが少ないとオフィスの生産性が向上するとのことです。
足跡
特徴： 液体充填変圧器は設置面積が小さい
材料と資源の利点 より小型の機器で建物サイズの需要を減らす
定数：
1平方フィートあたりの標準的なコスト：$ 25 / SF
| kVA | 液体： | ドライ： | 差： | 25ドル/ SF： | |
| 750kVA | 深さ： | 4.6フィート | 5.5フィート | ||
| 幅： | 4.6フィート | 8.0フィート | |||
| 平方フィート： | 21フィート2 | 44フィート2 | 23フィート2 | 575ドル | |
| 1000kVA | 深さ： | 5.2フィート | 5.5フィート | ||
| 幅： | 4.8フィート | 8.0フィート | |||
| 平方フィート： | 25フィート2 | 44フィート2 | 19フィート2 | 475ドル | |
| 1500kVA | 深さ： | 6.3フィート | 5.5フィート | ||
| 幅： | 4.4フィート | 8.0フィート | |||
| 平方フィート： | 28フィート2 | 44フィート2 | 16フィート2 | $ 400 | |
建物が小さいほど、照明や換気が少なくて済むという利点もあります。
結論
液体充填トランスの使用商業施設および工業施設は革新的な設計手法です。乾式変圧器は、この種の設計で電力を供給するための標準的な解決策です。
乾式変圧器と液体入り変圧器の両方の総所有コストを評価すると、総所有コストが最も低いのは、引火性の低い液体入り変圧器の設置であることがわかります。
リソース： 変圧器のベストプラクティスマニュアル - Devki Energy Consultancy Pvt。 。 LEEDイノベーション＆デザインポイントへの応用 - 変圧器技術：液体充填対乾式