広大な電力システムでは、発電所で生成された電気は、最終的にランプを点灯してモーターを駆動する前に、長距離の送電線と複数の電圧降下を通過する必要があります。{0}} 「ラストマイル」の電圧変換を完了するための重要な機器は配電変圧器です。超高圧変圧器のような大規模なハブ変電所では目立たず、発電機のようにエネルギー変換を大声で宣言することもありません。しかし、都市の街角、田舎の道端、住宅の配電室、工場の一角などに何十万もの大量に配電され、中圧の電力をユーザーが安全に使用できる低圧に下げるという中核的な任務を黙って完了させている。では、配電変圧器とはどのような機器なのでしょうか？一般に電源トランスと呼ばれるものとの違いは何ですか?省エネ、環境保護、新エネルギーの導入の流れの下、配電変圧器はどのような技術革新と選定上の考慮事項に直面していますか?
定義の観点から見ると、配電変圧器「配電変圧器」と略され、配電システム内で動作し、電磁誘導の法則に従って交流電圧と電流を変換して交流電気エネルギーを伝送する静電気装置を指します。実際には、電圧レベルが 35 kV 未満 (ほとんどの場合は 10 kV 以下)、容量が 6300 kVA 以下で、エンド ユーザーに直接電力を供給する変圧器は、通常、配電変圧器として分類されます。配電室に設置される屋内変圧器であっても、屋外に設置されるボックス型変電所であっても、電柱に吊り下げられた柱上変圧器であっても、電圧レベルが20kV以下の範囲であれば、すべて該当します。配電変圧器。対照的に、電源変圧器は、その名前が示すように、異なる電圧レベルの電力網間で電気エネルギーを転送するために使用されます。たとえば、2 つの送電網間で電気エネルギーを交換するために、地域の変電所の 500 kV と 220 kV の電圧レベルの間に大型変圧器が設置されています。これらの変圧器は巨大な容量を持っていますが、エンドユーザーに電力を供給するというタスクを直接引き受けることはありません。つまり、変圧器は「電力網間の接続」を解決し、配電変圧器は「電力網とユーザーの間の接続」を完了します。
配電変圧器の大規模な製品群は、絶縁材と冷却媒体の違いに応じて主に、油浸式配電変圧器と乾式配電変圧器の 2 つのカテゴリに分類できます。-油入配電変圧器は、鉄心と巻線を絶縁油に完全に浸し、変圧器油の優れた熱伝導性と絶縁性能を利用して放熱と絶縁を実現します。最大定格三相容量は 2500 kVA に達し、容量が 315 kVA 以下の場合は電柱に設置できます。-工業、鉱業、民間建物などの屋外配布シナリオに適しています。乾式配電変圧器は、液体媒体の代わりにエポキシ樹脂の真空注型や含浸絶縁塗料などの固体絶縁方法を使用しており、油漏れや火災の危険性が完全に排除されており、特に高層ビル、病院、商業施設、地下鉄の駅など、防火要件が厳しい屋内会場に適しています。また、鉄心の材料と構造の違いに応じて、配電変圧器は、従来の珪素鋼積層鉄心変圧器、アモルファス合金変圧器、変圧器などのさまざまなタイプに分けることもできます。近年急速に普及している三次元巻鉄心変圧器-。
配電用変圧器の技術進化においては、常にエネルギーの節約と消費量の削減が中心的な原動力となってきました。油入配電変圧器は損失性能に応じてS9、S11、S13などのシリーズに分けられます。 S11 シリーズの無負荷損失は S9 シリーズに比べて約 20% 低く、S13 シリーズでは S11 を基準にしてさらに約 25% 低減されています。アモルファス合金変圧器の出現により、省エネルギーが新たな高みに押し上げられました。-コア材料として鉄ベースのアモルファス合金ストリップを使用しています。-無負荷損失は S9 シリーズ油入変圧器のわずか約 20% であり、従来の珪素鋼板変圧器と比較して鉄損が 70% ～ 80% 削減されます。この特性の背後には、アモルファス合金材料の独特な不規則な原子配列構造があり、そのヒステリシス損失は従来のケイ素鋼板の約 1/3 から 1/5 であり、無負荷エネルギー消費を大幅に削減しながら、大きな炭素削減効果をもたらします。-}アモルファス合金変圧器は、負荷率が低く無負荷時間が長い地方の送電網などの電力消費シナリオに特に適しています。これは、このような状況では、変圧器の無負荷損失が動作損失の大半を占めるためです。-ただし、アモルファス合金材料自体は脆性が高いという欠点があることを指摘しなければなりません。アモルファス合金ストリップを従来の平巻き方法と組み合わせると、長期間の運転中に鉄心が破損する危険性があります。-。このため、国内の研究機関や企業は近年、平らな珪素鋼板やアモルファス帯を三次元的に三角形に連続的に巻回して継ぎ目なしの対称密閉鉄心構造を形成する三角形三次元巻鉄心構造-への取り組みに力を入れている。-鉄心の安定性が大幅に向上するとともに、従来の積層鉄心変圧器に比べて無負荷損失が20%～50%低減でき、動作音も大幅に低減されます。アモルファス合金材料と三次元巻鉄心構造を組み合わせた製品は、現在の配電変圧器分野において最もエネルギー効率の高い技術ルートの 1 つとなっています。-
エネルギー効率の基準と政策の観点から、中国は近年、配電変圧器に対する省エネ要件を継続的に高めています。{0}必須の国家規格 GB 20052-2024「変圧器のエネルギー効率の制限と等級」が、2025 年 2 月 1 日に正式に施行されました。この規格は、三相電圧レベル 10 kV、定格容量 30 kVA ～ 2500 kVA の油浸式および乾式配電変圧器に適用されます。-この制度では、明確な 3 レベルのエネルギー効率指数体系が規定されており、2020 年版と比較して、新エネルギー生成側（太陽光発電、風力発電、蓄電）変圧器のエネルギー効率等級要件が初めて追加され、発電側からの新エネルギーの利用効率がさらに向上しています。-政策推進のもと、S9以下の高損失配電変圧器は歴史的段階からの撤退を加速させている。統計によると、中国で稼働中の配電変圧器の約42％はS9以下の低効率モデルで、新たな送電網改修により数千億元の交換需要が見込まれる。変圧器製造企業の対外貿易チームにとって、この傾向は、国内市場でのアップグレード需要が引き続き強いと同時に、海外市場での販売促進に向けて成熟した省エネ技術と製品システムを蓄積していることを意味します。
国際貿易の現場において、配電用変圧器の輸出認証と技術基準適合は欠かせないものです。 IEC 60076 シリーズは、電源変圧器の分野で最も権威のある国際規格であり、ほとんどの国や地域で市場アクセスの技術基盤を構成しています。温度上昇限界、絶縁レベル、短絡耐量などのコアタイプの試験項目をカバーしています。-これに基づいて、対象市場ごとに独自の認証パスがあります。北米市場への輸出の場合、製品は ANSI/IEEE C57 シリーズ規格およびカナダの CSA 規格に準拠し、米国労働安全衛生局の認定を受けた NRTL 研究所から UL 認証を取得する必要があります。同時に、米国エネルギー省は配電変圧器の無負荷損失と負荷損失に対する必須の性能制限値を設けており、輸出業者は認証スキームで DOE 準拠要件もカバーする必要があります。{6}} EU 市場に参入すると、最大電圧が 1000 ボルトを超えない補助変圧器および絶縁変圧器は、CE 低電圧指令の規制範囲内になります。これらは通常、IEC/EN 61558 シリーズ規格を使用して電気安全性が評価され、中小型電源変圧器に対する ErP 指令（EC 548/2014 実施規則）のエネルギー効率要件を満たしています。{13}}ロシアとユーラシア経済連合の場合、配電変圧器は EAC 認証に合格し、TR CU 004/2011 や TR CU 020/2011 などの関税同盟の必須技術規制の対象となる必要があります。大型電源変圧器も、組合が認めた認証機関から適合証明書を取得する必要があります。中東およびアフリカ地域 (サウジアラビアの SABRE、ケニアの PVoC、ナイジェリアの SONCAP など) は通常、輸出前適合性検証モードを採用しており、輸入電気機器は通関のために出荷する前に適合性証明書を取得する必要があります。 CB システム（国際電気製品認定試験および相互承認システム）を合理的に適用すると、複数の認証サイクルを大幅に短縮できます-加盟国の IEC 規格に基づく CB 試験報告書を取得した後、製造業者はこれに基づいて他の加盟国に国内認証を申請でき、重複したサンプルの提出と試験にかかる莫大なコストを回避できます。
配電用変圧器は、将来の開発動向を見据えて、インテリジェント化、省エネ化、環境保護、高信頼性を目指して急速に進化しています。業界データによると、世界の配電変圧器市場規模は2025年までに約219億5,000万米ドルに達し、2034年までに396億7,000万米ドルに成長し、年平均成長率は約6.8%になると予想されています。スマート変圧器市場は年平均成長率 15% 以上で急速に成長しており、アジア太平洋地域は 42% のシェアで世界市場を支配しており、電力網のアップグレードと変革に対する新興国の巨額投資を完全に反映しています。中国では、変圧器産業の総生産額は2025年までに3,000億元を超え、世界の生産額の50％以上を占めます。 -電力網上で稼働している省エネ変圧器の割合は、2020 年と比較して 10 パーセントポイント増加しました。同時に、植物油絶縁変圧器の推進と応用により、環境保護の分野でも画期的な進歩が見られました。-従来の鉱油を天然エステル絶縁液に置き換えると、生分解率はほぼ 100% に達し、環境に敏感な地域や高地で優れたサービス性能を示しています。-地域。
顧客が配電変圧器の選択に関する提案について問い合わせた場合、次の質問を考慮するよう案内すると役立つ場合があります。 機器は屋内に設置されますか、それとも屋外に設置されますか?地域の防火規制には、防火距離と媒体の選択に関してどのような具体的な要件がありますか?電力負荷は長期連続高負荷に属しますか、それとも明らかな軽負荷期間があり、それによって無負荷損失と負荷損失の間の重量のトレードオフが決まりますか?{{1}{2}}プロジェクトが所在する市場の認証システムとエネルギー効率基準は、IEC または ANSI/IEEE フレームワークに基づいていますか?これらの重要な問題を 1 つずつ明確にすると、配電変圧器の油入型と乾式の選択、ケイ素鋼とアモルファス合金材料の選択、従来の積層鉄心構造と三次元巻鉄心構造のバランスがすべて明らかになります。-配電変圧器は、電力網とユーザーを結ぶ重要なハブであり、あまり派手な機器ではありませんが、各電力ノードに数十万台設置され、現代社会に欠かせない電力供給を静かに支えています。
