成長の余地: 商業的実現可能性を向上させるエネルギー効率の高い変圧器

25 年の耐用年数にわたって機器が継続的に稼働することを考慮すると、変圧器の性能は電力消費量と公共事業の運用および保守費用に大きな影響を与えるため、エネルギー効率の高い変圧器への投資がますます重要になります。 エネルギー効率の高い変圧器の商業的実現可能性は、高効率変圧器の市場普及率の低さと相まって、大きな成長の余地があることを意味します。

変圧器は、電磁誘導を通じて回路間で電力を伝送する電力システムの静的デバイスです。 このアプリケーションを使用すると、損失はワイヤを流れる電流量に比例するため、電圧を上げて電流を減らすことにより、大幅なエネルギー節約が可能になります。 一般に、電気は発電所から顧客まで送られる際に 4 つまたは 5 つの変圧器を通過します。

変圧器の平均効率は約 98.5% であり、最もエネルギー効率の高い機器の 1 つです。 ただし、耐用年数が長いことを考えると、全体として大幅なエネルギー損失の蓄積を避けるために、高効率の変圧器に投資することをお勧めします。 さらに、よりグレードの高い材料の使用と最適な設計により、メンテナンスコストの削減に加えて、突然の故障が減少します。 高効率変圧器の製造には巻線に追加の銅が使用され、コアにより優れた材料が使用されるため、これらの利点が加算され、避けられない購入コストの増加とバランスがとれます。

最も一般的な変圧器は、液体で絶縁および冷却された巻線を備えた液体充填変圧器です。 これらの変圧器は電力会社によって最もよく使用され、発電の昇圧から送電および配電まで、電力ネットワークのあらゆる段階で見られます。 通常、鉱物油が充填されており、鉱物油は引火性があるため建物内での使用が禁止されている場合がありますが、耐火性の液体も入手可能です。 例えば、火災による事故を最小限に抑えるために、混雑した地域/都市ではエステル油を充填した変圧器の使用も推進されています。

別のタイプの変圧器は、コイル内を循環する空気によって絶縁および冷却される乾式変圧器です。 これらの変圧器は特定の配電ネットワークで使用され、通常は電力会社ではなく商業および産業の顧客によって使用されます。 液体充填変圧器は、同じ定格電力 (kVA) の場合、乾式変圧器よりも効率が高い傾向があります。 また、過負荷耐性が高く、耐用年数が長い傾向があります。

損失の種類

無負荷損失: これには、ヒステリシス損失と渦電流損失の両方が含まれます。 変圧器のコア磁束はすべての負荷に対して実質的に一定であり、無負荷状態から全負荷状態までの変動は約 1 ～ 3% です。 このため、特定の変圧器のコア損失は実質的に一定であると想定されます。

負荷損失: 銅損または短絡損失とも呼ばれるこの損失は、巻線/リード線の抵抗損失と、鋼構造物や巻線に渦電流が流れることによる漂遊損失によって発生します。 この損失は電流の二乗に比例します。

冷却ファンの損失: これは、ラジエーターバンク/変圧器本体を冷却するファンによって消費される電力によって引き起こされます。 トランスの損失が大きくなるほど、ファンのサイズも大きくなります。 これにより、冷却ユニットの損失が増加します。

インド標準局は、改訂規格 IS 1180:2014「屋外型油入配電変圧器、最大 2,500 kVA、33 kV – 仕様パート 1 鉱油浸漬」を購入しました。 この規格は、適用範囲を 200 kVA を超え、2,500 kVA および 33 kV まで拡張します。 エネルギー損失を最小限に抑えるために、低損失の冷間圧延結晶配向材料やアモルファス配電変圧器などの新技術の使用が変圧器の新バージョンに使用されています。

最近の変圧器では、配線用遮断器や内部遮断器、盗難防止用のLT筐体など、さまざまな機器が一体化・組み込まれ、過負荷による変圧器の故障の発生を最小限に抑えています。 銅価格の高騰と遠隔地での盗難問題のため、配電用変圧器の製造は箔巻線などの新技術の活用により徐々にアルミニウムへ移行しつつあります。 再生可能エネルギーの生産量の増加により、太陽光発電用のインバータ変圧器の製造も進んでいます。

電力会社は現在、エネルギー効率の目標が十分に達成されるよう、供給された材料を適切にチェックするために、選択されたサンプルの発送後検査と第三者によるテストにさらに重点を置いています。 センサーや遠隔制御機能を備えたスマート メーターなど、他の多くのイノベーションが広く導入されようとしています。 これらのセンサーは、新旧両方の変圧器の故障、過負荷、電気の盗難などを防止するのに役立ちます。

効率的な変圧器の段階的導入を確実にするために、統合された政策基本ガイドを開発することは非常に有益です。 統合された政策戦略には基準と規制が含まれる必要があります。 監視、検証、執行するための制度的構造。 環境規範の遵守を確実にするための直接的な財政援助と措置。