トランスDOE効率基準：包括的な概要

変圧器のDOE効率基準は、米国で販売されているさまざまな種類の変圧器の最小許容エネルギー効率レベルを定義する一連の規制です。これらの基準は、市場の変圧器が特定のレベルのエネルギー性能を満たし、それによって電気網の全体的なエネルギー消費を削減するように設計されています。

標準は、単一{-フェーズと3つの-位相分布トランス、および特定の電力変圧器を含む幅広い変圧器をカバーしています。トランスの電圧クラス、容量、タイプ（オイル-浸漬またはドライ-タイプなど）に応じて、コア損失と負荷損失の最大許容値を指定します。たとえば、特定の容量の3 - phase 10 - kV分布変圧器は、DOE規格に基づくコアおよび負荷損失の最大制限を定義します。これらの基準のコンプライアンスは、米国市場で変圧器を販売したいメーカーには必須です。

 

Ⅴ。 DOE効率基準の起源

変圧器のDOE効率基準の開発は、省エネの必要性と環境への電気機器の影響に対する認識の高まりにまでさかのぼることができます。 1970年代のエネルギー危機は重要な触媒であり、エネルギー不足に対する米国の脆弱性とエネルギーをより効率的に使用する必要性を強調しています。時間が経つにつれて、気候変動に関する懸念が高まるにつれて、エネルギーの生産と消費に関連する温室効果ガスの排出量の削減に重点が置かれました。

DOEは、米国のエネルギー政策と研究を担当する連邦政府機関として、変圧器を含むさまざまな電気製品の効率基準を開発するためのイニシアチブを取りました。これらの基準は、業界の専門家、エネルギー研究者、環境グループからの意見を含む包括的なプロセスを通じて策定されました。目的は、エネルギー効率を促進することと、信頼性の高いコスト-効果的な電気機器の継続的な可用性を確保することとのバランスをとることでした。この基準は、変圧器の設計と製造の技術的進歩に対応し、エネルギーの節約をさらに強化するために、定期的に更新されています。

 

VI。トランスフォーマーのDOE効率基準

低-電圧ドライ-タイプ分布トランス。

単一-フェーズ				3つの-フェーズ
KVA	2007 効率 (%)	2016 効率 (%)	変化 %	KVA	2007 効率 (%)	2016 効率 (%)	変化 %
15	97.7	97.70	0.00%	15	97.0	97.89	0.92%
25	98.0	98.00	0.00%	30	97.5	98.23	0.75%
37.5	98.2	98.20	0.00%	45	97.7	98.40	0.72%
50	98.3	98.30	0.00%	75	98.0	98.60	0.61%
75	98.5	98.50	0.00%	112.5	98.2	98.74	0.55%
100	98.6	98.60	0.00%	150	98.3	98.83	0.54%
167	98.7	98.70	0.00%	225	98.5	98.94	0.45%
250	98.8	98.80	0.00%	300	98.6	99.02	0.43%
333	98.9	98.90	0.00%	500	98.7	99.14	0.45%
				750	98.8	99.23	0.44%
				1000	98.9	99.28	0.38%

 

液体-浸漬分布変圧器

単一-フェーズ				3つの-フェーズ
KVA	2010 効率 (%)	2016 効率 (%)	変化 %	KVA	2010 効率 (%)	2016 効率 (%)	変化 %
10	98.62	98.7	0.08%	15	98.36	98.65	0.29%
15	98.76	98.82	0.06%	30	98.62	98.83	0.21%
25	98.91	98.95	0.04%	45	98.76	98.92	0.16%
37.5	99.01	99.05	0.04%	75	98.91	99.03	0.12%
50	99.08	99.11	0.03%	112.5	99.01	99.11	0.10%
75	99.17	99.19	0.02%	150	99.08	99.16	0.08%
100	99.23	99.25	0.02%	225	99.17	99.23	0.06%
167	99.25	99.33	0.08%	300	99.23	99.27	0.04%
250	99.32	99.39	0.07%	500	99.25	99.35	0.10%
333	99.36	99.43	0.07%	750	99.32	99.40	0.08%
500	99.42	99.49	0.07%	1000	99.36	99.43	0.07%
667	99.46	99.52	0.06%	1500	99.42	99.48	0.06%
833	99.49	99.55	0.06%	2000	99.46	99.51	0.05%
				2500	99.49	99.53	0.04%

 

中-電圧ドライ-タイプ分布トランス

2010効率（％）
単一-フェーズ				3つの-フェーズ
KVA	ビル			KVA	ビル
	20-45kv	46-95kv	96kV以上		20-45kv	46-95kv	96kV以上
	効率 （％）	効率 （％）	効率 (%)		効率 （％）	効率 （％）	効率 （％）
15	98.1	97.86		15	97.50	97.18
25	98.33	98.12		30	97.90	97.63
37.5	98.49	98.3		45	98.10	97.86
50	98.6	98.42		75	98.33	98.12
75	98.73	98.57	98.53	112.5	98.49	98.30
100	98.82	98.67	98.63	150	98.60	98.42
167	98.96	98.83	98.80	225	98.73	98.57	98.53
250	99.07	98.95	98.91	300	98.82	98.67	98.63
333	99.14	99.03	98.99	500	98.86	98.83	98.80
500	99.22	99.12	99.09	750	99.07	98.95	98.91
667	99.27	99.18	99.15	1000	99.14	99.03	98.99
833	99.31	99.23	99.20	1500	99.22	99.12	99.09
				2000	99.27	99.18	99.15
				2500	99.31	99.23	99.20

 

2016効率（％）
単一-フェーズ				3つの-フェーズ
KVA	ビル			KVA	ビル
	20-45kv	46-95kv	96kV以上		20-45kv	46-95kv	96kV以上
	効率 （％）	効率 （％）	効率 (%)		効率 （％）	効率 （％）	効率 （％）
15	98.10	97.86		15	97.50	97.18
25	98.33	98.12		30	97.90	97.63
37.5	98.49	98.30		45	98.10	97.86
50	98.60	98.42		75	98.33	98.13
75	98.73	98.57	98.53	112.5	98.52	98.36
100	98.82	98.67	98.63	150	98.65	98.51
167	98.96	98.83	98.80	225	98.82	98.69	98.57
250	99.07	98.95	98.91	300	98.93	98.81	98.69
333	99.14	99.03	98.99	500	99.09	98.99	98.89
500	99.22	99.12	99.09	750	99.21	99.12	99.02
667	99.27	99.18	99.15	1000	99.28	99.20	99.11
833	99.31	99.23	99.20	1500	99.37	99.30	99.21
				2000	99.43	99.36	99.28
				2500	99.47	99.41	99.33

 

DOE効率の基準はほとんどの配信トランスに適用されますが、特殊な機能またはシナリオ-に設計された特定の変圧器-は免除されます。以下は、機能的なシナリオによって編成されたDOE効率要件の対象ではない変圧器の分類された内訳です。

1。特別な接続および保護変圧器

• オートトランスフォーマー：電圧変換のために単一の巻線を使用します。構造設計により、標準の効率ルールが適用できなくなります。
• 接地変圧器：システムの接地保護のために構築され、一般的なエネルギー効率よりも安全性を優先します。
• トランスの調整：頻繁な電圧調整が必要です（20％以下のタップ範囲）。エネルギー節約ではなく、電圧調整用に設計されています。

2。工業-特定の変圧器

• 機械-ツール（コントロール）トランス：Precision Machine -ツール制御用にカスタマイズされ、エネルギー効率に対する機器の互換性の優先順位付け。
• 溶接トランス：溶接プロセス用に合わせた（即時高-電流出力が必要）。設計ロジックは、標準の効率性の目標とは異なります。
• ドライブ（分離）トランス：変数-周波数駆動システムを提供し、一般的な効率ルールから免除された電気的分離および高調波抑制に焦点を当てています。

3。特別-構造と目的変圧器

• 非-換気トランス：密閉/パッシブ冷却に依存しています。設計は、標準的な効率ではなく、スペースの適応を優先します。
• 密閉された変圧器：full -囲まれた構造は、熱管理と効率の最適化-免除を制限します。
• Special -インピーダンストランス：特定のインピーダンス-マッチングシナリオ（テスト機器など）のために構築。機能はエネルギー効率よりも優先されます。

4。Power-変換-特定の変圧器

• 整流器トランス：Bridges AC -から- DC変換。標準効率カバレッジ外の整流器回路-との互換性が必要です。
• 無停電電源（UPS）トランス：緊急電源の信頼性を保証します。必須効率よりも回復力を優先します。
• トランスのテスト：電気機器のテストに使用（柔軟な電圧/電流調整）;エネルギー節約ではなく、テスト機能用に設計されています。

 

viii。生産コストと効率の関係

トランスの生産コストとそのエネルギー効率の間には複雑な関係があります。一般に、より高い-効率変圧器には、より高度な材料と製造技術が必要であり、生産コストを増やすことができます。たとえば、コア損失を減らすために、メーカーは、アモルファス金属以降などの高品質の磁気材料を使用する場合があります-グレードのシリコンスチール。これらの材料は、低い-効率変圧器で使用される標準材料よりも高価です。

さらに、高{-効率変圧器の製造プロセスは、より正確で、時間-消費される場合があります。多くの場合、荷重損失を最小限に抑えるために、巻線構造とより良い断熱材の耐性が必要です。これらの要因は、より高い生産コストに貢献しています。ただし、長い-用語の観点から、これらの変圧器の効率が向上すると、-ユーザーが大幅に節約できます。 {20 - 30}年以上になる可能性のある変圧器の寿命で、エネルギー消費量の減少は、より高い初期購入コストを相殺する可能性があります。

製造業者は、生産コストと効率性の適切なバランスを見つけるという課題に直面しています。彼らは、市場で競争力を維持しながら、DOE効率基準を満たす変圧器を生産する必要があります。これには、革新的な設計手法や、まだ良好なエネルギーを提供する新しいより手頃な価格の材料の使用など、効率を改善するためのコスト-効果的な方法を見つけるための継続的な研究開発が含まれる場合があります-節約プロパティがあります。

 

ix。 2010 - 2016標準の変更によってもたらされる課題

2010 - 2016からの期間は、変圧器のDOE効率基準の大幅な変化を目撃しました。これらの変化は、エネルギー消費をさらに削減し、より持続可能なエネルギー使用を促進することを目的としています。しかし、彼らはまた、製造業者と業界全体にいくつかの課題をもたらしました。

主要な課題の1つは、製造業者が生産プロセスと製品設計を迅速に適応させて、より厳格な基準を満たす必要性でした。これには、減少した損失制限を満たす可能性のある新しい変圧器設計を開発するために、研究開発への多大な投資が必要でした。既存の生産ラインは、多くの場合、変更またはre -を設計する必要があり、短い-用語でコストが増加しました。

サプライチェーン管理の面でも課題がありました。製造業者が異なる材料を使用して効率を向上させるように切り替えたため、これらの新しい材料の安定した供給を確保する必要がありました。たとえば、メーカーが新しいタイプの磁気コア材料の使用を開始した場合、信頼できるサプライヤーを見つけて、長い-用語契約を交渉する必要がありました。サプライチェーンの混乱は、生産の遅れとコストの増加につながる可能性があります。

別の課題は、新しい変圧器のコスト-有効性に関連していました。長い-用語のエネルギー節約は明確でしたが、より効率的な変圧器の初期コストが高いほど、一部の顧客、特に予算が限られている顧客にとっては、購入を正当化することが困難になりました。これにより、環境とエネルギー-が提供する利益を節約しているにもかかわらず、市場での新しいより効率的な変圧器の採用が潜在的に減速しました。