産業用グレード 3150kVA 電源トランスフォーマー オンアン冷却 6.3kV から 35kV 連続用水力発電機の相互接続

この3150kVAのONAN冷却式電力用変圧器は、中規模水力発電所および産業用蒸気タービンコジェネレーション設備における発電機連系用に設計されています。発電機出力に合わせた6.3kVの一次側と、中電圧送電用の35kVの二次側を備え、発電機と電力系統間のインターフェースとして機能します。電力用変圧器に関するIEC 60076シリーズのガイドラインに準拠して製造されたこの3150kVAユニットは、水力発電および産業用発電に典型的な条件（変動する負荷プロファイル、高い発電所湿度、長時間の通電期間を含む）下での連続運転を想定しています。ONAN冷却方式は補助電源なしで受動的な熱管理を提供し、構造は発電機昇圧用途の電気的特性に対応するように設計されています。

• 発電機に合わせた一次電圧定格

  一般的な中規模水力発電および産業用蒸気タービン発電機の出力電圧に特別に合わせた6.3kVの一次側を備えています。35kVの二次側は、プラントの中電圧バス、地域配電網、または電力回収用のコレクターシステムへの接続を可能にします。

• 受動的熱管理を備えたONAN冷却

  油自然空冷（ONAN）は、ファンやポンプなしで自然対流と放射によって放熱を行います。この受動的冷却アプローチは、メンテナンスの必要性を減らし、遠隔地や無人水力発電所での信頼性の高い熱性能をサポートします。波形タンク壁のデザインは、周囲空気との熱交換のための冷却表面積を提供します。

• IEC 60076ガイドラインに準拠した製造

  

  製造および試験は、電力用変圧器に関する国際的な認識基準であるIEC 60076シリーズに準拠して行われます。これには、一般要件、温度上昇制限、絶縁レベル、短絡耐量、効率パラメータが含まれます。出荷前に定期的な工場試験が実施され、プロジェクトの品質文書および電力系統連系プロセスで利用可能な試験レポートが提供されます。

• 発電用途向けの連続運転設計

  変圧器が長期間通電される発電機昇圧用途での無停止運転のために設計されています。コアと巻線の設計は無負荷損を制限し、これは水力発電施設が季節や日々の発電サイクルで変動する出力レベルで運転される場合に重要です。

• 動的条件に対応する堅牢な機械構造

  

  巻線クランプシステム、絶縁構造、コア支持アセンブリは、故障状態を含む動的な力下でも構造的完全性を維持するように設計されています。タンクは、巻線の変位や変形なしに機械的応力に耐えるように設計されており、過酷な発電環境でのサービス寿命をサポートします。

• ステップラップ継ぎ構造のプレミアム冷延高配向ケイ素鋼コアにより、コア損および運転ノイズを低減
• 均一な電界分布のための絶縁配置を備えた銅またはアルミニウム巻線オプション
• 高密度電気積層木材部品を備えたコアクランプシステムにより、迷走磁束損を抑制
• 自然対流による放熱のための波形タンク壁デザイン
• 密閉型または油面計付きタンクオプション
• 発電所湿度に適した耐腐食性外部保護コーティング
• IEC 60296に準拠した鉱物油絶縁、エステル油代替品も利用可能
• 保護装置には、圧力逃し弁、油面計、温度監視装置が含まれます

• 定期試験（IEC 60076準拠）：巻線抵抗測定、電圧比および位相変位検証、インピーダンス電圧および負荷損測定、無負荷損および電流測定、絶縁定期試験（印加電圧試験および誘起電圧試験）
• タイプ試験（IEC 60076準拠）：温度上昇タイプ試験（IEC 60076-2）、絶縁タイプ試験（IEC 60076-3）
• オプションの特別試験：部分放電測定、騒音レベル測定（IEC 60076-10）、周波数応答分析、短絡耐量検証

• 水流変動およびプロセス蒸気需要による発電機出力電圧の変動

  中規模水力発電所では、発電機出力は季節の水流、降雨パターン、日々の dispatch によって変動します。産業用蒸気タービン発電機も同様に、プロセス蒸気需要と生産スケジュールに基づいて出力変動を経験します。電力用変圧器は、部分負荷から定格容量までの広い負荷範囲で運転される可能性があります。

  設計アプローチ：この3150kVA電力用変圧器は、広い負荷スペクトルでの運転に対応するように構成されています。コアと巻線の設計は、部分負荷条件から定格出力までの安定した電圧調整をサポートします。熱的余裕は、水力発電および産業用コジェネレーションの典型的なサイクル負荷パターンに対応するように設計に組み込まれています。ONAN冷却方式は、メンテナンスが必要な場合や故障する可能性のある補助ファンやポンプに依存せず、自然な放熱によって負荷変動に受動的に応答します。YNd11ベクトルグループは、35kV側で安定した中性点基準を提供し、発電機昇圧用途で一般的に採用されている高抵抗または共振接地方式に適しています。

• 発電所および産業施設環境における湿度への暴露

  水力発電所の発電所、特に地下室、洞窟、熱帯地域では、常に高い湿度レベルが発生します。産業用蒸気タービンホールも、蒸気発生装置により湿度の高い環境となる場合があります。長時間の湿度暴露は、時間の経過とともに絶縁性能に影響を与え、外部表面の腐食を促進する可能性があります。

  設計アプローチ：耐湿性絶縁材料が巻線アセンブリ全体に組み込まれています。密閉型タンク構造（密閉型または油面計と乾燥剤ブリーザーを備えたもの）は、絶縁システムへの湿気の侵入を制限し、油と空気の接触を最小限に抑えます。外部保護コーティングは、湿度の高い産業および発電所環境への連続暴露に適した耐腐食性を提供します。沿岸の水力発電または塩風が存在する可能性のある産業施設の場合、耐腐食性オプションが強化されています。油面計付きタンクオプションには、膨張スペース内の空気を乾燥させるためのシリカゲルブリーザーが含まれており、油と絶縁のサービス間隔を延長します。

• 遠隔水力発電所の立地およびメンテナンスアクセス上の制約

  中規模水力発電所は、地理、天候、季節的な道路状況によってアクセスが制限される、山岳地帯や農村部の遠隔地に位置することがよくあります。専門的な人員や機器を必要とする定期メンテナンス活動は、調整が困難で、実行にコストがかかる場合があります。

  設計アプローチ：ONAN冷却方式は、補助ファン、ポンプ、および関連制御回路の必要性を排除し、サービスポイントとなる可能性のあるコンポーネントを削減します。タンク設計と油保存システムは、メンテナンス間隔を延長するように設計されています。密閉型構成は油と空気の接触を完全に排除し、油の品質を維持し、油のサンプリングと処理の頻度を減らします。定期メンテナンス間隔は通常12ヶ月で十分であり、主に油漏れの目視検査、油面とブリーザーの状態確認（油面計付きユニットの場合）、接続の締め付け確認、冷却表面の清掃で構成されます。このメンテナンスプロファイルの削減は、サイト訪問を最小限に抑えることが実用的な考慮事項である遠隔水力発電施設の運用現実と一致しています。

• 電力系統コードへの準拠とフォールトライドスルー要件

  電力系統連系基準では、発電施設に指定された電力品質パラメータとフォールトライドスルー性能を満たすことが求められます。水力発電所と産業用コジェネレーションプラントの両方で、共通接続点における変圧器および関連機器が適用される電力系統コードに準拠していることを証明し、連系承認を取得・維持する必要があります。

  設計アプローチ：IEC 60076シリーズへの準拠は、変圧器の能力を電力系統事業者および規制当局に証明するための認識された基盤を提供します。この規格は、温度上昇制限、絶縁協調、短絡耐量をカバーしています。変圧器のインピーダンス特性は、安定した電圧調整と適切な短絡電流制限をサポートします。YNd11ベクトルグループ構成は、電力系統側から発生する零相電流を発電機から分離し、送電網または配電網からの地絡電流の寄与から発電機を保護します。包括的な工場試験文書は、連系承認プロセスをサポートし、試運転期間を短縮するための性能の検証可能な証拠を提供します。

• 発電機中性点接地と保護協調

  発電機昇圧用途では、中性点接地方式と発電機、電力用変圧器、および接続された電力系統間の保護協調を慎重に検討する必要があります。ベクトルグループの選択は、地絡電流の大きさ、保護リレー設定、および発電システム全体の安全性と信頼性に直接影響します。

  設計アプローチ：YNd11ベクトルグループ構成は、発電機昇圧用途で広く採用されています。スター接続された35kV巻線とアクセス可能な中性点により、高抵抗接地または共振接地方式がサポートされ、地絡電流を制限し、損傷リスクを低減します。デルタ接続された6.3kV巻線は、発電機からの零相電流と三次高調波成分をブロックし、電力系統側の電力品質の向上に貢献します。35kV側の中性点は、設置の特定の保護哲学に応じて、直接接地、抵抗接地、またはアーク抑制コイルへの接続用に構成できます。当社の技術チームは、プラントの保護方式と電力系統事業者の要件に基づいて、ベクトルグループの選択と中性点接地構成に関するガイダンスを提供できます。

• 産業用蒸気タービン高調波および負荷条件

  コジェネレーションおよびプロセス産業で使用される産業用蒸気タービン発電機は、可変周波数ドライブ、大型モーター、その他の非線形機器を含むプラント負荷に接続される場合があります。これらは、発電機回路と電力用変圧器に高調波成分を導入し、巻線加熱を増加させ、変圧器設計で考慮されない場合、絶縁の経年劣化を加速させる可能性があります。

  設計アプローチ：変圧器の巻線とコアの設計には、高調波成分に関連する追加の加熱効果を管理するための十分な導体断面積と電流密度マージンが組み込まれています。堅牢なクランプと絶縁システムは、連続的な熱サイクルに対応できるように定格されています。高調波レベルが標準値を超える設置の場合、当社のエンジニアリングチームは特定の高調波スペクトルを評価し、仕様段階で適切な設計調整を推奨できます。

水力発電所または産業用コジェネレーション変圧器の要件に関するプロジェクト固有の技術提案および見積もりについては、当社のチームにお問い合わせください。