配電プランナーは、まだ成長している地域のネットワークの地図を見ています。110kVのバックボーンは十分に発展していますが、問題は各35kVスパーの端に位置する10kVフィーダーにあります：最も遠い村では、夕方のピーク負荷時にわずか9.2kVしか受け取っておらず、110/35kVステーションの隣にある変電所のバスバーでは10.8kVが表示されています。新しいフィーダーの形での問題解決策はなく、公共事業は今年の投資を賄うことができませんが、2つの電圧レベルの間に位置し、電力を降圧、調整、配分している35kV油浸変圧器ステーションの配置とサイズをより良く理解することができます。.
記事は35kV油浸変圧器の状況についての説明を提供し、この機器が電力ネットワークの重要なノードと見なされる理由、110/35/10kVの階層との関係、このレベルで重要な仕様、価格、そして新興経済国の顧客がどのように対処すべきかについてのアイデアを示しています。.
35kV変圧器は、通常110kVまたは66kVに定格された高電圧を、スイッチャーレベルの約10kV、さらには400Vの変圧器定格まで低下させるのに役立つ油浸変圧器を指します。通常使用される変圧器は、3,150 kVAから31,500 kVAの間で定格されており、ユニットの効率は99%を超えています。変圧器の取得は、テストの結果、変圧器損失に対する製造業者の影響、および電力機械サービスのレベルに基づくべきであり、購入コストだけに基づくべきではありません。.
35kV電圧レベルの役割
電力配分は層状で行われます。なぜなら、低電圧で長距離を送電することはコスト効率が良くないからです。35kVレベルは、世界中の多くのネットワークで重要な役割を果たしており、10-20kVの配電と110-220kVの送電レベルの間に位置しています。中国やアジア、アフリカ、中東、ヨーロッパの一部地域では、35kVは標準的なサブ送電電圧であり、110kV変電所から電力を集め、10kVフィーダー、製造工場、大規模な電力消費者に電力を供給することを可能にします。.
しかし、なぜ35kVであり、より高いまたは低い電圧ではないのでしょうか？これは、公共事業が実用的な数の変電所と架空線を使用して数百平方キロメートルをサービスできるため、最適なレベルです。10kVで110kV変電所からの電力配分は、フィーダー電流の約3倍に達し、使用される銅またはアルミニウムの量が大幅に増加することになります。ほぼすべての場所で、110kVに電圧を上げることは、変電所に関連する費用を大幅に増加させることになります。.
35kV変圧器が重要なノードである理由
トランスは、電圧、保護、および制御が同時に変化するノードです。電気変電所において、35kV油浸トランスは、すべての二次フィーダーに電力を供給する最も高価なユニットです。したがって、これが故障すると、すべての電力ユーザーへの電力供給も失われます（最大100の配電変電所または数千のユーザー）。トランスが過剰設計されている場合、電力会社は何年も無負荷損失コストを負担することになります。トランスが不足している場合、ホットスポットが絶縁体を損傷します。.
35kVトランスであるため、制御ノードでもあります。これは、負荷変動時に10kVで電圧を安定させる負荷切替器が存在するためです。トランスがそれを維持できない場合、電圧は一日中負荷曲線に応じて変動します。35kVトランスは経済的なノードでもあり、損失のレベル、インピーダンス、およびタップ位置が全体のネットワークの運用コストと信頼性に影響を与えます。.
35kV油浸トランスの種類
| タイプ | 一般的な定格 | タップチェンジャー | 一般的な使用 |
|---|---|---|---|
| 配電型 (35/0.4kV) | 315–2,500 kVA | オフ回路 | 村および小都市供給 |
| 電力型 (35/10.5kV) | 3,150–31,500 kVA | 負荷時またはオフ回路 | 変電所降圧 |
| 昇圧型 (発電機) | 5,000–50,000 kVA | 通常オフ回路 | 再生可能エネルギーおよび小型熱発電所 |
| 三巻線型 (35/10/6kV) | 6,300–31,500 kVA | 高圧での負荷時 | 混合電圧変電所 |
| 農村 / 単相 | 50–200 kVA | なし | 遠隔単相配電 |
ほとんどの顧客には、地元の村に電力を供給する小型配電システム (35/0.4kV) または工場や変電所を管理する大型電力システム (35/10.5kV または 35/10kV) が販売されます。6.3–20 MVAの装置が最も広く使用されており、良好なエンジニアリング品質を提供するのに十分な大きさで、輸送および設置コストに関しても手頃です。.
主要仕様および基準
すべての35kVトランスは、IEC 60076シリーズ（またはアメリカのIEEE C57.12.00と並行）に基づいて製造および試験されています。35kVで重要な数値：
| パラメータ | 一般的な値 | 注記 |
|---|---|---|
| 雷インパルス耐圧 | 170 kVp | IEC 60076-3, 35kVクラスLI |
| 電力周波数耐圧 | 70 kV | IEC 60076-3に基づくAC適用試験 |
| 短絡インピーダンス | 7–8% | IEC 60076-5 |
| 巻線温度上昇 | 65K平均 | 周囲温度40°Cで |
| ベクトルグループ | YNd11 (35/10.5kV) | または35/0.4kVの場合はDyn11 |
| 効率 | 99.0–99.5% | 定格および損失レベルによる |
| 冷却 | ONAN / ONAF | IEC 60076-2 |
| 損失レベル | GB/T 6451またはIECクラス | GB 20052効率グレードが適用されます |
35 kVでは、インピーダンスを慎重に考慮することが重要です。低いインピーダンス (7%) は電圧降下を減少させますが、短絡電流を増加させ、スイッチギアやトランス自体の巻線に負担をかけます。高いインピーダンス (8-9%) は故障電流を減少させますが、電圧調整が悪化します。十分な値はネットワークの故障レベルおよび変電所のスイッチギアの定格に応じて決定されるため、注意が必要であり、インピーダンスを変更する前にすべてのスキームの適切な調整を行う必要があります。.
サイズ設定および負荷特性
35kVトランスのサイズを決定するには、3つの負荷パラメータを慎重に考慮する必要があります：
- ピーク需要 – これは、負荷調査またはメーターからの読み取りに基づいて得られるkVAの最高同時負荷であり、変圧器はこの負荷を常にベース冷却モードで管理できる必要があります。.
- 平均負荷率 – これは、年間平均を考慮し、ピーク負荷で割ることによって計算されます。負荷率が高い（約0.7以上）場合は、低無負荷損失設計が推奨されます。負荷率が低い場合は、初期コストが少ない方が好まれます。.
- 成長マージン – 一般的に、この係数は計画された寿命の約15-25%ですが、ネットワーク計画がそれを許可する場合のみです。過剰なサイズの変圧器は利益を生まないでしょう。.
35/10.5 kV変電所の利用例の一つとして、約8000～15000世帯またはミニ産業の町には10MVAの電力を持つ変圧器が十分であると言えます。.
| 定格 (35/10.5kV) | 典型的な供給負荷 | 典型的な用途 |
|---|---|---|
| 15 MVA | 2,000～5,000世帯または小規模産業 | 農村変電所、小規模プラント |
| 3 MVA | 4,000～8,000世帯 | タウンシップ変電所 |
| 10 MVA | 8,000～15,000世帯 / 中規模産業 | 地区変電所 |
| 20 MVA | 15,000～30,000世帯 | 都市配電 |
| 5 MVA | 30,000以上の世帯 / 大規模産業複合体 | 大規模変電所 |
負荷係数と成長シナリオはこれらの数値に影響を与え、これらは計画ツールキットであり、負荷調査の代替ではありません。.
5 MVAの変圧器は、大都市または産業施設で使用されます。35/0.4 kVの典型的な配電変圧器は、地域に応じて400から1,000 kVAの容量を持ち、すでに一段階下で考慮された負荷調査の理論と一致しています。.
ネットワーク階層における位置
35kV変圧器のネットワークスタックにおける位置は、表として最もよく見ることができます：
| 電圧層 | 典型的な機器 | 機能 |
|---|---|---|
| 220/110kV送電 | 大型変圧器 63～400 MVA | 長距離の大量転送 |
| 110/35kVサブ送電 | 電力変圧器 20～63 MVA | 地域の35kVネットワークに供給 |
| 35/10kV配電 | 油浸変圧器 3.15～31.5 MVA | 10kVフィーダー用に降圧 |
| 10/0.4kVラストマイル | 配電変圧器 50～2,000 kVA | 消費者電圧への最終ステップ |
35/10kVの電圧レベルは、配電の「幹」ノードのように機能します。また、ネットワークが放射状になり、保護ゾーンが減少し、フィーダーが屋外変圧器に負荷を供給する前に電圧調整が最終的な機会を迎えるポイントでもあります。これが、35kV変圧器の故障が広く響く理由でもあります。これは幹であり、その後に続くすべてが供給を失います。.
| 定格 | 無負荷損失（指標） | 負荷損失（指標） | 定格負荷時の効率 |
|---|---|---|---|
| 15 MVA | ~4.5 kW | ~20 kW | >99.2% |
| 10 MVA | ~10 kW | ~50 kW | >99.4% |
| 20 MVA | ~18 kW | ~95 kW | >99.4% |
| 5 MVA | ~22 kW | ~140 kW | >99.5% |
主要ブランドと価格帯
35kV市場は、すべての主要な変圧器メーカーによって提供されています。35/10.5kV電力変圧器の代表的なFOB価格：
| ブランド | 起源 | 15 MVAの価格 | 10 MVAの価格 | 5 MVAの価格 |
|---|---|---|---|---|
| 日立エナジー | 日本/グローバル | $38,000～$52,000 | $55,000–$82,000 | $130,000–$200,000 |
| ABB | スイス/グローバル | $35,000–$48,000 | $52,000–$78,000 | $130,000–$190,000 |
| シーメンスエナジー | ドイツ/グローバル | $34,000–$47,000 | $50,000–$75,000 | $125,000–$185,000 |
| シュナイダーエレクトリック | フランス/グローバル | $32,000–$44,000 | $48,000–$72,000 | $120,000–$175,000 |
| 東芝 / ヒュンダイ | 日本/韓国 | $30,000–$42,000 | $46,000–$68,000 | $110,000–$170,000 |
| 江蘇省蘇辺電力 | 中国 | $18,000–$30,000 | $28,000–$48,000 | $65,000–$110,000 |
価格の違いは、エンジニアリングの深さ、フィールドサービスの監視能力、そしてすべての重要な製造業者のブランドリスクを反映しており、単なるマークアップを表しているわけではありません。より名声のある製造業者は、数十年にわたる故障の証拠、数多くの型式試験、そして世界中のスペアパーツサービスを伴います。重要だが単一の設置に依存する電力会社は、プレミアムを受け入れるかもしれません。地元サービスが利用可能な高ボリュームの設置では、中国の企業がIEC 60076試験の同等品を40-50%よりも低価格で提供しています。.
江蘇省蘇辺電力は、中国からの企業で、3.15 MVAから31.5 MVAの35kV電圧の油浸変圧器を販売しています。モデルには35/10.5kV、35/0.4kV、IEC 60076に従った三巻線変圧器が含まれます。蘇辺は、標準およびカスタマイズされた損失レベルとそれに伴う工場受入試験報告書を提供するために、アジア、アフリカ、中東、南アメリカに製品を持ち込みました。蘇辺は、予算内でIEC基準に従った35kV変圧器を必要とする電力プランナーにとって良い選択肢です。製品の詳細と証明書は subian-electric.com.
35kV変圧器の調達方法
- 仕様があいまいさを排除していることを確認してください。電圧比、定格、インピーダンス、ベクトルグループ、損失クラス、インパルスレベル、タップ範囲、冷却方法、および適用基準（IECまたはIEEE）に関する詳細を提供してください。あいまいさは、最良のオファーではなく、最も安価な適合オファーを指し示します。.
- 総所有コストを分析します。無負荷損失と負荷損失が料金に与える影響を考慮し、20〜25年間の期間で計算します。無負荷損失の$10 kWの違いは、$0.08から$0.1のkWhに基づいて、年間$7,000〜8,700に相当します。.
- 試験結果を提供します。ユニットごとの定期試験報告書と設計の型式試験報告書（温度上昇、雷インパルス、短絡耐性を含む）を要求してください。.
- 第三者の検査を含めます。輸出注文の場合、工場監査または重要なホールドポイントでの立会い試験は、注文の1-2%の価値があり、品質の驚きを防ぎます。.
- 物流について話し合います。10 MVAユニットは約25トンで、標準トラックで運搬可能ですが、31.5 MVAユニットは約50-60トンで、ルート調査とクレーン計画が必要です。.
- スペアとサービスを考慮します。注文プロセス中に、ブクホルツリレー、ガスケット、ブリーザー、タップチェンジャー用のスペアコンタクトについて話し合い、製造業者からのサービスのコミットメントを確認します。.
操作とケア
35kV変圧器の寿命は、以下の4つの定期的なメンテナンス手段を通じて監視されます。
- 年次油分析：IEC 60599に従ったDGAおよびIEC 60422に従った絶縁強度（運転中のこのクラスで>50 kV/2.5mm）を含む水分、酸度、tanデルタ評価。.
- 四半期ごとの目視検査：ブリーザーのシリカゲル、油位、漏れ、腐食、ラジエーターおよびタンクの植生管理を確認。.
- タップチェンジャーサービス：OLTC製造スケジュールに従うこと。ほとんどの場合、油浸抵抗タイプの運転中は約50,000-100,000であるべきです。.
- 温度監視：トップオイルおよび巻線温度は、IEC 60076-7の負荷曲線に従って追跡し、ホットスポット監視の場合に従うべきです。.
これらのルーチンの実施は、変圧器の設計寿命が25年から30年以上に延びることを保証できることが判明しています。運転中の変圧器故障のほとんどは、見逃される小さな変化によって説明できます：ガス比の増加、油の絶縁強度の低下、または漏れシール。.
よくある質問
35kV変圧器のコストはいくらですか？
35/10.5kV電力ユニットのコストは、平均して$18,000–$30,000（3.15 MVA）、$28,000–$48,000（10 MVA）、および$65,000–$110,000（31.5 MVA）であり、中国製品の供給者によるものです。欧州および日本のメーカーからの製品の価格は、同じ定格に対して50–80 %高くなる傾向があります。さらに、ユニットのコストは損失、タップチェンジャーの種類、またはアクセサリーによって異なります。.
35/10.5kV変圧器の標準インピーダンスは何ですか？
通常は7-81 %です。正確な値は、ネットワークの短絡レベルおよびスイッチング機器の定格容量に依存します。標準値は、配電変圧器に対して7.5 %、より大きな容量の変圧器に対して81 %であり、IEC 60076-1に従って±7.5 %です。.
35kV変圧器は33kVシステムに使用できますか？
そのままでは使用できません。35kVの設計はほぼ常に33kVレベルに再タップまたは再設計できますが、絶縁レベル、インパルステスト、およびタッピング範囲に違いがあります。33kVはコモンウェルス諸国および湾岸地域での標準であり、35kVは中国およびヨーロッパの多くでの標準です。常にシステム電圧を指定し、最も適切な設計を取得してください。.
どのようにしてオンロードタップチェンジャーが必要かどうかを知ることができますか？
35kVまたは10kVバス電圧を使用し、通常の運転中に±2.5 %を経験する場合—通常は長いフィーダー、変化する産業負荷、弱いグリッドの場合—そのようなバスバーを持つために追加料金を支払う必要がある場合、それはOLTCが有用であることを意味します。電流や負荷に変動がない場合は、±2 × 2.5 %の固定タップで十分です。.
35kV変圧器の典型的な寿命はどのくらいですか？
定期メンテナンスは25〜35年の範囲です。絶縁体の寿命は、ホットスポット温度（設計より約6K上昇するごとに紙の寿命が半分に減少します）、油の品質、負荷のかけ方に影響されます。寿命に影響を与える主な要因は、年間DGAとIEC 60076-7ガイドラインに従った負荷の維持です。.
参考文献
- IEC 60076-1: 電力変圧器 – 一般 — パワートランスの定格、タッピング、温度上昇、試験要件。.
- IEC 60076-3: 絶縁レベル、誘電体試験および空気中の外部クリアランス — 35kVクラスのための170 kVpインパルスレベルを定義します。.
- IEC 60076-5: 短絡に耐える能力 — 35kV電力変圧器の短絡設計検証。.
- IEC 61936-1：1 kV a.c.を超える電力設備。. — 35kV変電所機器の設置要件。.
- IEEE C57.12.00: 液浸型配電および電力変圧器 — IEC 60076に相当する北米の要件。.
- シーメンスエナジーの変圧器ポートフォリオ — ユーティリティグレードの35kV変圧器の提供に関する参考。.
- 江蘇省蘇辺電力公式サイト — 35kV油浸変圧器の製品範囲と認証の詳細。.
結論
35kV油浸変圧器は、電力網の中心を表しています。コスト、保護、電圧の決定が行われ、故障が数千人の顧客に影響を与える資産です。このような変圧器に関する正確な仕様、例えば定格、損失クラス、インピーダンスは、配電業者にとって最も重要なエンジニアリングの選択となります。.
主なポイント：
- 35kVは、送電線と最終コスト分配の間の移行点を表し、数百キロメートルの範囲で機能します。.
- このレベルでは、標準仕様には170 kVpインパルス、7-8%のインピーダンス、65Kの標高が含まれます。.
- 中国製ユニットの概算価格は、クラスに応じて$18000-110000 FOBです。.
変電所または産業プロジェクトのために35kV変圧器を調達している場合、, 江蘇省蘇辺電力 15〜31.5 MVA範囲でIEC 60076認証を受けた油浸ユニットを輸出に適した価格で提供します。範囲を確認し、テスト証明書をリクエストしてください。 subian-electric.com.