パッド取り付け変圧器ゲージ、インジケーターおよびバルブ

 

パッドに取り付けられたトランスの信頼性の高い動作は、コアの設計や巻線の性能以上のものに依存します。変圧器タンク内では絶縁油、温度変化、圧力変動、負荷条件が運転中に常に変化します。適切な変圧器ゲージ、監視装置、および保護付属品がなければ、小さな異常が徐々に絶縁損傷、油漏れ、予期せぬ停止、さらには致命的なタンク故障に発展する可能性があります。

このため、変圧器のゲージ、インジケータ、およびバルブは、最新のパッド取り付け変圧器に不可欠なコンポーネントとなっています。これらのアクセサリは、内部の動作状態を可視化し、保守担当者が問題を早期に検出できるようにし、公共事業、再生可能エネルギー、商業、産業用アプリケーション全体で変圧器の長期的な信頼性をサポートします。-

特に、変圧器が何年も無人で稼働することが多い地下配電システムの場合、変圧器の監視と保護アクセサリはオプションの追加ではなく、{0}}それらは変圧器全体の安全性と信頼性戦略の一部です。

SCOTECH では、パッド取り付け変圧器を、IEEE、CSA、ANSI、および電力会社固有の要件に従って、幅広い変圧器ゲージ、圧力保護装置、オイル監視アクセサリ、リモート警報システムで構成できます。{0}}

 

パッドマウント変圧器において変圧器ゲージとバルブが重要な理由

 

パッドに取り付けられた変圧器は、絶縁液体 (通常は鉱油または FR3 流体) で満たされた密閉タンク内で動作します。この絶縁性液体は、電気絶縁と熱放散という 2 つの重要な機能を同時に実行します。

変圧器の負荷が増加すると、巻線損失により熱が発生し、その熱が絶縁油に伝わります。使用条件や周囲温度により油温が上昇し、タンク内圧力が変化し、液量が膨張・収縮します。故障状態では、変圧器タンク内でガスが発生し、圧力が急激に上昇することがあります。

適切な変圧器ゲージや監視装置がなければ、これらの内部変化は外部からは見えないままになります。

このため、現代の変圧器の状態監視では、連携して動作する複数のゲージ、インジケータ、保護アクセサリに依存することが増えています。これらのコンポーネントを使用すると、オペレータは変圧器の動作動作をリアルタイムで監視できるため、電力会社や施設のオペレータは、重大な障害が発生する前に異常な状態を特定できるようになります。

 

最新の配信システムでは、これらのアクセサリは次の 4 つの主な目的を果たします。

この分類を理解すると、変圧器のゲージと付属品をエンジニアリングと運用の両方の観点から評価することがはるかに簡単になります。

 

ゲージの監視: 変圧器の動作状態を理解する

 

監視ゲージにより、変圧器の動作動作を継続的に可視化できます。これらは、オペレーターがサービス中に積載状態、熱性能、オイル状態の安定性、タンクの完全性を評価するのに役立ちます。

これらの変圧器ゲージは、緊急保護装置として機能するのではなく、時間の経過とともに徐々に動作が変化することを明らかにする早期警告ツールとして機能します。

 

油温計

変圧器油温計は、運転中の変圧器タンク内の最高油温を示します。

負荷電流が増加すると、巻線損失により熱が発生し、その熱が絶縁油に伝わります。過度の温度は絶縁体の劣化を促進し、特に高負荷の配電システムや周囲温度が高い地域では、変圧器の耐用年数が大幅に短くなる可能性があります。

このため、変圧器の温度監視は、変圧器状態監視プログラムの最も重要な側面の 1 つです。

最高油温度を監視することで、オペレータは変圧器の熱性能をより深く理解し、負荷状態が許容可能な動作限界内にあるかどうかを判断できます。

多くの変圧器温度計には、赤色の最大インジケータ ポインタも含まれています。ライブ温度ポインターとは異なり、この二次マーカーは動作中に到達した最高温度を記録します。変圧器の温度は負荷や気象条件によって常に変化するため、最大値インジケータは保守担当者が過去のピーク動作温度を特定し、変圧器が過剰な熱ストレスにさらされているかどうかを判断するのに役立ちます。

公共事業や再生可能エネルギーの用途では、変圧器の油温計が遠隔監視や自動ファン制御システム用の警報接点と統合されることがよくあります。

 

オイルレベルゲージ

のオイルレベルゲージ変圧器システムでは、変圧器タンク内の絶縁液のレベルを示します。

絶縁性液体は誘電絶縁と熱伝達の両方に関与しているため、適切なオイルレベルを維持することが重要です。油量が不足すると通電部が露出し、冷却性能や絶縁信頼性が低下する場合があります。

変圧器アプリケーションのオイル レベル ゲージは、オペレータが油漏れ、シールの問題、不適切なオイル充填、異常な熱膨張挙動など、いくつかの一般的な運用上の問題を特定するのに役立ちます。

ほとんどのオイルレベルゲージは内部にフロート機構を採用しており、油面に合わせて上下します。オイル量は周囲温度によって自然に変化するため、ゲージ面には通常、標準の 25 度の基準点に加えて高および低基準マークが含まれています。

たとえば、寒い季節にオイルの測定値が低くなったとしても、必ずしも漏れを示しているわけではありません。温度が低下するとオイルが収縮し、周囲条件が低い場合にはフロートレベルがわずかに低下します。

密閉タンク パッドに取り付けられた変圧器では、湿気の侵入の防止が長期運転におけるタンクの完全性の維持に大きく依存するため、安定した油面状態が特に重要です。{0}}

 

圧力真空計

変圧器圧力計は圧力真空計とも呼ばれ、油温の変化や変圧器の負荷条件によって生じるタンク内圧力の変化を測定します。

通常の動作条件では、油温の上昇により内部圧力が上昇しますが、冷却条件では密閉された変圧器タンク内に部分真空状態が生じることがあります。

したがって、変圧器の温度が 1 日を通して変化すると、変圧器の圧力計は正圧と負圧の範囲の間を継続的に移動します。

ほとんどの密閉型配電変圧器では、通常の動作圧力は通常約 2 ～ 5 psi に維持されます。ただし、圧力測定値は周囲条件や変圧器の負荷に応じて当然変動します。

わずかな真空度の測定値が常に異常であるとは限りません。多くの変圧器は製造時に真空充填されており、工場で加圧された後、冷却油の温度によりゲージの針が徐々にゼロに近づくか、わずかな負圧状態になることがあります。-

通電され、負荷がかかった状態で動作すると、圧力は通常、正の範囲に戻ります。

 

ただし、変圧器の圧力計の異常な動作は、次のようなより深刻な状態を示している可能性があります。

• 内部ガス発生
• タンクの密閉の問題
• 油漏れ
• 過度の過熱
• 故障したゲージ

 

変圧器の圧力計が一貫してゼロを示している場合は、ピンホールの漏れ、輸送による損傷、またはシールの完全性の低下によって引き起こされるタンク圧力の損失を示している可能性があるため、特に懸念される可能性があります。

電力事業者にとって、安定した変圧器タンク圧力を維持することは、長期にわたる変圧器の信頼性と変圧器の状態監視の重要な部分です。{0}}

 

シュレーダーバルブ

圧力監視および保護デバイスに加えて、一部のパッド取り付け変圧器には、圧力サービスおよびガス処理インターフェースとしてシュレーダー バルブが装備されている場合もあります。

シュレーダー バルブは、密閉された変圧器タンク システムでのガスの充填、圧力調整、圧力テストに一般的に使用されるバネ{0}}式の自動密閉バルブです。{1}タンクの密閉性を損なうことなく、外部機器への接続を制御できます。

変圧器用途では、シュレーダー バルブは通常、窒素の充填、圧力の補充、工場または現場での圧力テストに使用されます。-また、外部ゲージや診断装置を使用してタンクの圧力状態を確認するための便利なアクセス ポイントとしても機能します。

シュレーダー バルブは、メンテナンス中や試運転中に、特に窒素で覆われたまたは密閉された配電変圧器の設計において、技術者が変圧器タンクが必要な正圧レベルを確実に維持できるようにするのに役立ちます。{0}

シュレーダーバルブは圧力リリーフバルブのような保護装置としては機能しませんが、変圧器の耐用年数にわたって安定した内部圧力状態を維持し、適切なシール性能を確保する上で重要なサポート役割を果たします。

 

圧力リリーフバルブ

監視ゲージはオペレータが変圧器の状態を観察するのに役立ちますが、保護装置は危険な状態が発生した場合に自動的に反応するように設計されています。

パッドマウント変圧器で使用されるすべての保護アクセサリの中で、変圧器システムの圧力リリーフバルブは最も重要な安全装置の 1 つです。

重大な内部故障が発生すると、急速なガスの発生と急激なオイルの膨張により、非常に短期間のうちにタンクの内部圧力が劇的に上昇する可能性があります。

この圧力を安全に逃がすことができない場合、変圧器タンクが変形、破裂、または構造的損傷を受ける可能性があります。

変圧器システムの圧力リリーフバルブは、内部圧力が事前に設定されたしきい値を超えると自動的に開き、タンク内に危険な機械的ストレスが発生する前に過剰な圧力を逃がします。

小型の配電変圧器では通常、壁に取り付けられた圧力リリーフ バルブが使用されますが、油量が多い大型の変圧器では、より大きなカバーに取り付けられたリリーフ デバイスが使用される場合があります。-

 

圧力リリーフバルブは次の点で重要な役割を果たします。

• タンクの破裂を防ぐ
• 機械的ストレスの軽減
• 運用上の安全性の向上
• 障害封じ込め機能のサポート

IEEE および CSA 準拠のパッドマウント変圧器の場合、変圧器保護システムの圧力リリーフバルブは一般に、標準安全要件の一部として指定されています。

 

メンテナンスアクセサリと変圧器の状態監視

 

変圧器の信頼性の高い動作は、コアの設計と絶縁システムだけでなく、効果的なメンテナンスとオイル状態の監視にも依存します。メンテナンス アクセサリは、現場でのサービスを簡素化しながら、動作寿命全体にわたる変圧器の状態を正確に評価できるように設計されています。

 

ドレン＆サンプリングバルブ

 

ドレン バルブとサンプリング バルブは、液体が満たされた変圧器に取り付けられる複合メンテナンス アクセサリであり、通常はタンクの下部に配置されます。{0}}

このバルブは、単一の統合設計内で 2 つの重要な機能を果たします。

オイル交換、内部検査、濾過、輸送準備などのメンテナンス作業中に絶縁油の排出を制御できます。調整された流量設計により、現場条件で変圧器油を安全かつ効率的に取り扱うことができます。

同時に、バルブにはサンプリングポートが装備されているため、オペレータは変圧器タンクを開けたり、内部コンポーネントを露出させたりすることなく、安全にオイルサンプルを収集できます。

油のサンプリングは、変圧器の状態監視において重要な役割を果たします。絶縁油を実験室で分析すると、水分含有量、絶縁耐力、微粒子汚染、絶縁劣化指標、溶存ガス組成などの重要な診断データが得られます。

溶存ガス分析 (DGA) は、故障の早期検出に最も効果的な診断方法の 1 つとして広く認識されており、オペレーターは過熱、部分放電、絶縁劣化などの潜在的な問題を深刻な故障に発展する前に特定できます。

排水およびサンプリング機能を単一のバルブアセンブリに統合することにより、メンテナンス効率が向上し、現場での保守時の運用リスクが軽減されます。この設計は、定期的な状態監視が長期的な資産管理戦略の一部となっている配電変圧器、産業用変電所、公共事業ネットワークにとって特に価値があります。-

 

警報接点付きゲージ

 

現在の北米のパッド取り付け変圧器では、警報接点（オイル レベル、真空圧、温度）を備えたゲージが遠隔監視や無人運転に広く使用されています。{0}

これらのデバイスは動作条件をドライ接点信号に変換し、SCADA、RTU、または警報、冷却制御、早期故障警告のための制御システムとの統合を可能にします。

代表的な用途

 

太陽光発電およびBESSシステム
周期的な熱負荷を伴う 2000 ～ 3000 kVA の昇圧変圧器 (12.47 ～ 13.2 kV / 0.6 kV)。温度と圧力の継続的な監視が必要です。

ユーティリティ ループ-フィード ネットワーク
2500 kVA 23.9 kV / 0.48 kV パッド-搭載変圧器は、システムの継続性と遠隔障害表示が重要な地下リング システムで使用されます。

産業用および商業用システム
高負荷およびピーク需要条件下で動作する 1000 ～ 2500 kVA 配電変圧器 (12.47 kV / 0.48 ～ 0.6 kV)。

 

エンジニアリング選択ロジック

警報接点ゲージの使用は、変圧器の定格だけではなく、無人運転、負荷変動、送電網の重要なアプリケーションなどのシステム要件によって決まります。{0}}

これらは現代の電力会社、再生可能エネルギー、産業用変圧器システムの標準構成となっており、監視の可視性と運用の信頼性が向上しています。

 

変圧器ゲージの異常な測定値が示すもの

変圧器ゲージは、実際の動作条件において異常な測定値が実際に何を意味するのかをオペレータが理解するときに最も価値が高まります。

ゲージの読み取り値は常に変圧器の負荷や周囲条件とともに評価する必要がありますが、特定のパターンが潜在的な動作上の問題を示すことがよくあります。

これらの関係を理解することは、保守チームが変圧器の状態監視を改善し、より早期に対応し、予期せぬ変圧器の故障のリスクを軽減するのに役立ちます。

 

アクセサリの選択はアプリケーション要件に依存します

 

すべてのパッドに取り付けられたトランスが同じアクセサリ構成を必要とするわけではありません。

必要な変圧器のゲージ、インジケータ、バルブ、および保護装置は、変圧器の定格、公共規格、環境条件、運転義務、および送電網の用途に大きく依存します。

たとえば、商用ループ給電変圧器では、動作の安全性とサービスの継続性を向上させるために、強化された圧力保護装置が必要になることがよくあります。再生可能エネルギー変圧器は、設置場所が離れているため、追加の変圧器温度監視とリモート警報の統合が必要になる場合があります。産業施設では、重要なプロセス負荷に対する変圧器状態監視機能の拡張が頻繁に要求されます。

 

典型的なアプリケーションの傾向は次のとおりです。

カスタマイズ可能なアクセサリの配置により、変圧器の設計を実際の動作環境やメンテナンス戦略にさらに適合させることができます。

 

結論

 

変圧器のゲージ、インジケータ、バルブは、最新のパッド取り付け変圧器の安全な動作の基本コンポーネントです。これらのアクセサリは、主要な変圧器コンポーネントよりも小型ですが、故障保護、予防保守、長期信頼性をサポートしながら、変圧器の動作状態を把握するための重要な可視性を提供します。-

変圧器システムの変圧器油温計や油面計から、変圧器保護装置の変圧器圧力計や圧力リリーフバルブまで、適切に選択されたアクセサリは、電力会社や施設のオペレーターが変圧器の監視を改善し、運用リスクを軽減し、メンテナンス効率を高めるのに役立ちます。

最新の電力システムがよりスマートで信頼性を重視したインフラストラクチャに向けて進化を続ける中、変圧器の監視、変圧器の状態の監視、インテリジェントな保護アクセサリの重要性が増しています。{1}