ちょっと、そこ！中国の船舶用変圧器のサプライヤーとして、これらの変圧器の過負荷保護設定についてよく質問を受けます。そこで、わかりやすく噛み砕いて考えてみました。
まず最初に、過負荷保護が船舶用変圧器において非常に重要である理由について話しましょう。海洋環境では、変圧器はいくつかの特有の課題に直面しています。高湿度で塩分を含んだ空気の空間で作業する必要があり、多くの場合、変動する電気負荷に対処する必要があります。これらの条件により、トランスに長時間過大な電流が流れると、トランスが過熱する可能性があります。また、過熱は絶縁損傷を引き起こし、変圧器の寿命を縮め、最悪の場合は完全な故障を引き起こす可能性があるため、絶対に避けてください。そこで登場するのが過負荷保護設定です。
過負荷保護の設定とは、変圧器が損傷を受けることなく一定期間処理できる最大電流量を決定することです。電流がこの事前設定された制限を超えると、保護システムが作動し、回路ブレーカーを作動させて電源を遮断するなどの措置を講じます。
さて、中国の船舶用変圧器の過負荷保護値はどのように設定すればよいでしょうか?そうですね、これは理論的な計算と現実世界の考慮事項を組み合わせたものです。
1. 変圧器の定格に基づいて計算します
最初のステップは、変圧器の基本定格を確認することです。すべての変圧器には定格電力 (kVA 単位) と定格電流があります。定格電流は定格電力と電圧レベルに基づいて計算されます。三相変圧器の場合、定格電流 (I_n) を計算する式は (I_n=\frac{S_n}{\sqrt{3}V_n}) です。ここで、(S_n) は kVA 単位の定格皮相電力、(V_n) はボルト単位の定格電圧です。
あるとしましょう中電圧船舶用変圧器定格電力は500 kVA、定格電圧は6.6 kVです。次の式を使用して、定格電流を計算できます。
[I_n=\frac{500\times1000}{\sqrt{3}\times6600}\約 43.74A]
過負荷保護設定は通常、この定格電流の倍数として設定されます。通常の連続動作の場合、設定は定格電流の約 1.2 ～ 1.3 倍になります。これにより、海洋電気システムでは一般的な負荷の短期間の小規模な増加が可能になります。
2. 負荷特性を考慮する
変圧器が提供する負荷の種類も考慮する必要があります。海洋環境には、モーター、照明システム、ナビゲーション機器など、さまざまな種類の負荷が存在します。
たとえば、モーターの起動時には大きな突入電流が発生します。これは短期的な電流のスパイクであり、通常の動作電流の数倍になる可能性があります。過負荷保護の設定が低すぎると、大型モーターが始動するたびに保護システムが作動し、不必要な中断を引き起こす可能性があります。したがって、船舶でモーターが豊富な負荷を扱う場合は、これらの突入電流を考慮して過負荷保護設定を調整する必要があります。変圧器が保護を作動させずにモーターの始動を処理できるように、非常に短い期間 (数秒) で定格電流の 2 ～ 3 倍など、より高い短期過負荷制限を設定する場合があります。
一方、照明システムやナビゲーション機器の負荷は通常、より安定しています。このような種類の負荷の場合、通常は定格電流の 1.2 ～ 1.3 倍の通常の連続過負荷設定で十分です。
3. 海洋環境における環境要因
海洋環境自体が過負荷保護の設定に大きな役割を果たします。湿度が高いと、変圧器の巻線の絶縁抵抗が低下する可能性があります。塩分を含んだ空気は変圧器のコンポーネントに腐食を引き起こす可能性があり、変圧器の性能に影響を与え、過熱のリスクを高める可能性があります。
周囲温度が高い地域では、変圧器の熱放散能力が低下します。したがって、過負荷保護をより低い値に設定する必要がある場合があります。たとえば、平均周囲温度が約 35 ～ 40°C の熱帯地域に変圧器が設置されている場合、連続過負荷を定格電流の 1.3 倍に設定する代わりに、1.1 ～ 1.2 倍に設定することがあります。これにより、厳しい環境条件でも変圧器が過熱することがなくなります。
4. 高度な保護リレーの使用
現代の中国の船舶用変圧器には、高度な保護リレーが装備されていることがよくあります。これらのリレーは、さまざまな保護曲線と設定でプログラムできます。リアルタイムで電流を監視し、いつ回路をトリップするかをより正確に決定できます。
たとえば、一部のリレーには逆時間保護特性があります。これは、過負荷電流の大きさが増加するにつれて、リレーがトリップするまでにかかる時間が減少することを意味します。過負荷が設定制限をわずかに超えている場合、リレーは負荷が通常に戻るかどうかを確認するためにトリップする前に数分間待機することがあります。ただし、過負荷が非常に高い場合は、変圧器を保護するためにほぼ即座にトリップします。
当社の船舶用変圧器の種類と過負荷設定
当社では、それぞれに適切な過負荷保護設定を備えたさまざまな船舶用変圧器を取り揃えています。
船舶用空冷樹脂キャスト整流器変圧器
これらの変圧器は、一部の海洋電子システムなど、AC から DC への整流が必要なアプリケーションでよく使用されます。これらのシステムで使用される負荷は比較的安定しているため、連続過負荷設定は通常、定格電流の約 1.2 倍になります。電子負荷の突然の変化など、短時間の電流スパイクに対する短期過負荷は、最大 10 分間定格電流の 1.5 倍に設定できます。
SC(B)シリーズ船舶用変圧器
このシリーズは非常に人気があり、船上の一般的な電気機器への電力供給から一部の大型機械のサポートまで、幅広い海洋用途に使用できます。通常の連続動作では、通常、過負荷保護を定格電流の 1.25 倍に設定します。また、大型モーターの起動時など、短期間の大きな過負荷の場合は、約 5 秒間、定格電流の最大 2.5 倍を処理できます。
過負荷保護の設定に関しては、海洋プロジェクトごとに独自の要件があることを私たちは理解しています。そのため、当社は中国の船舶用変圧器サプライヤーとして、カスタマイズされたソリューションを提供しています。新しい船舶を建造している場合でも、船舶の既存の電気システムをアップグレードしている場合でも、当社はお客様と協力して変圧器に最適な過負荷保護設定を決定できます。
高品質の船舶用変圧器の市場に参入しており、過負荷保護設定に関する専門的なアドバイスが必要な場合は、遠慮なく当社までご連絡ください。当社は、船舶の電気システムがスムーズかつ安全に動作するようお手伝いいたします。
参考文献
- 海洋アプリケーションのための電気工学ハンドブック
- 中国の船舶用変圧器の規格とガイドライン