Dyn11と表示された変圧器の名板を見たことがありますか？もしそうなら、あなたはデルタ-ワイ変圧器を見ていることになります。これは、世界中の配電システムで最も一般的な三相接続です。エンジニアが新しい配電変電所や工業プラントの運用を担当する際、彼はほぼすべてのレイアウト設計でこの変圧器に出会うことになります。この記事では、 デルタ-ワイ変圧器, の定義と、電圧と位相シフトに関する接続の本質、他の接続タイプに対する利点、そしてプロジェクトに適した変圧器の選び方について説明します。.
デルタ-ワイ変圧器とは何ですか？
トポロジーの観点から、 デルタ-ワイ変圧器 は三相変圧器のカテゴリに分類され、高電圧（HV）側の巻線がデルタに構成され、低電圧（LV）側の巻線がワイに構成されています。デルタ構成は、各巻線の端を端に接続することで閉じた三角形のループを作成しますが、ワイ構成では、各LV巻線の一端が共通の中性点に接続されます。ワイ中性は通常、第四端子に接続され、これがDynの名称の意味であり、HV側がデルタ構成で、LV側がワイであることを示し、nは中性を指します。これら二つの構成の組み合わせにより、デルタ-ワイ変圧器が生成され、二つの構成が提供する利点をもたらします。例えば、デルタ接続は、接地されていない二次電流を処理する手段を提供し、第三高調波フラックスを含むことができます。一方、ワイ接続は単相負荷の中性点を安定させ、システムの接地を提供します。.
デルタ-ワイ接続の動作
ワイ側の分析から始めるのが最適です。なぜなら、これが機器が見る電圧を示すからです。各相巻線がワイ接続の中性接合点までライン端子から走るため、相電圧（巻線電圧）はライン間電圧に対して√3（1.732）として与えられます。0.4 kVの三相システムでは、相電圧は0.4/1.732 = 0.23 kV（または230 V）未満です。これが、IEC低電圧供給が230/400 Vを提供する理由です。中性線は、不均衡な単相負荷の際に余分な電流を運びます。.
デルタ側には三つの巻線がリング状に接続されており、ここではライン間電圧は相（巻線）電圧であり、√3や中性の分割がないためです。リングは閉じたループを形成し、デルタ設計でゼロシーケンスおよび第三高調波電流が循環することを可能にします。デルタ接続の利点は、第三高調波歪みが供給レベルに影響を与えないことです。また、ユニット内の電圧変換は巻数比に従って行われ、これがワイ接続との違いを生み出します。一方、デルタ配置は常に30°の一定の位相シフトを導入します。.
| システム | ライン間電圧 | 相電圧（ワイ） | 関係 |
|---|---|---|---|
| IEC LVサービス | 400 V | 230 V | 400 / 1.732 |
| IEC LV、UK | 415 V | 240 V | 415 / 1.732 |
| US LVサービス | 208 V | 120 V | 208 / 1.732 |
| US産業 | 480 V | 277 V | 480 / 1.732 |
| Δ側（中性なし） | 相電圧に等しい | — | 732の除算なし |
ベクトルグループ：Dyn11、Dyn5、およびそれらの意味
ベクトルグループの記法のコードは、相関係と接続方法の指標を提供します。Dは高電圧巻線がデルタ接続されていることを示し、yは低電圧巻線がワイ接続されていることを意味し、nは低電圧中性線端子が引き出されていることを示します。ベクトルグループの記法の数字は、低電圧が高電圧に対して30°の倍数での位相差を示します。ベクトルグループがDyn11の場合、低電圧システムのライン電圧は高電圧システムのそれよりも11*30° = 330°（または30°遅れ）進んでいます。Dyn5では、150°進んでいます。使用される数字、11または5は、変圧器が並列で動作する場合や、変圧器保護のモードに対して位相関係が必要な場合に非常に重要です。時には、2つのデルタ-ワイ変圧器を並列接続することができるのは、それらのベクトルグループと位相シーケンスが一致する場合のみです。注文仕様書および試験報告書でグループを確認し、確認することが重要です。たとえば、Dyn11はDyn5変圧器システムと並列にはなりません。.
| 時計番号 | 位相ずれ | 一般的な使用 |
|---|---|---|
| 0 | 0° | ワイ-ワイおよびデルタ-デルタバンク |
| 1 | 30°（LV遅れ） | デルタ-ワイ、一部の北米バンク |
| 5 | 150° | デルタ-ワイ、特別接地方式 |
| 6 | 180° | ワイ-ワイ逆、ジグザグバリアント |
| 11 | 330°（LVが30°進む） | デルタ-ワイ配電標準 |
主な特徴と利点
| 特徴 | 利点 |
|---|---|
| ワイ側中性 | 単相負荷を供給し、接地基準を提供 |
| デルタ一次ループ | ゼロシーケンスおよび三次高調波電流を循環させ、供給を保護 |
| 30°位相変位 | 並列運転のための標準的で予測可能な位相関係 |
| 不平衡負荷耐性 | 混合単相および三相負荷は、電圧の不均衡を少なくします |
| 接地の柔軟性 | 中性はしっかりと接地されるか、接地インピーダンスを介して接続されることができます |
デルタ-ワイ対他の接続
| 接続 | 中性点利用可能 | 第三高調波処理 | 不平衡負荷耐性 | 一般的な使用 |
|---|---|---|---|---|
| Δ-Υ (Dyn11) | はい (LV) | 良好 — Δループがそれを循環させる | 良好 | 配電、産業供給 |
| Υ-Υ (Yyn0) | はい (両側) | 第三巻線なしでは不良 | 不良 | 三相で単独使用されることは稀 |
| Δ-Δ (Dd0) | いいえ | 良好 | 不良 — LV中性点なし | 産業負荷、接地不要 |
| Υ-Δ (Yd11) | いいえ (LV Δ) | 良好 | 良好 | 発電における昇圧 |
Δ-Υ接続は、負荷側で接地された中性点を提供し、供給側で高調波の緩和を行う唯一の広く採用された接続です。第三巻線なしのΥ-Υは、不平衡負荷に対して中性点の変位と第三高調波歪みを持ちます。Δ-Δは全く中性点を持ちません。したがって、負荷が230/400 Vの四線供給を必要とする場合、Δ-Υがほぼ必然的に選択される接続となります。.
一般的な用途
- 商業分野および産業向けの四線システムに供給するために35 kVまたは10 kVを0.4 kVに減少させる変電所。モーターやコンプレッサー用の三相電力と、照明および制御装置用の中性点を必要とする製造会社。中性基準と高調波がインバータクラスター出力でトランスを介して収束される再生可能エネルギープロジェクト。安全基準に従った接地供給を必要とするプラント運営の構築。時には自社の接地トランスを用いてΔ-Υユニットを作成するユーティリティシステム。.
典型的な仕様
| 定格（kVA） | 電圧比 | ベクトルグループ | インピーダンス | 参考価格 (US$) |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 10/0.4 kV | Dyn11 | 4% | $3,000–$6,000 |
| 315 | 10/0.4 kV | Dyn11 | 4% | $5,500–$10,000 |
| 630 | 10/0.4 kV | Dyn11 | 4.5–6% | $9,000–$16,000 |
| 1,000 | 35/0.4 kV | Dyn11 | 6% | $14,000–$25,000 |
| 2,500 | 35/0.4 kV | Dyn11 | 6–8% | $28,000–$45,000 |
価格は標準損失レベルの油浸ユニットのFOBの指標であり、同じ定格の乾式キャストレジンバージョンは約20–40%高くなります。保護スキームに対してインピーダンスを確認してください。これは故障電流と識別を支配します。.
適切なユニットの選び方
- ベクトルグループを確認してください。ほとんどの配電業務にはDyn11; ネットワークが異なる位相関係を必要とする場合はDyn5を使用します。注文時に明記してください。.
- kVAを負荷に合わせて調整します。接続負荷、最大始動負荷、および10–20%の成長マージンからサイズを決定します。.
- 電圧比を固定します。35/0.4 kV、10/0.4 kV、または11/0.4 kVは、プライマリネットワークおよびLVパネル電圧に応じて決定します。.
- 接地配置を決定します。固体中性接地が最も簡単です。故障電流制限が必要な場合は中性接地抵抗器（NER）を使用します。.
- 保護調整のためにインピーダンスを確認します。4–6%のインピーダンスが一般的です。高い値は故障電流を制限しますが、電圧調整を上昇させます。.
- 現場に応じた絶縁と冷却を選択します。屋外用の油浸、屋内用の乾式キャストレジン; ONAN標準、負荷係数が高い場合はONAF。.
- IEC 60076の準拠が必要です。絶縁レベル、温度上昇、短絡耐性を確認し、定期試験報告書を要求します。.
トップブランドと価格帯
| ブランド | 国 | 製品の焦点 | 参考価格帯（US$） |
|---|---|---|---|
| ABB | スイス/スウェーデン | 配電および産業用Δ-Υユニット | $4,000–$60,000 |
| シーメンス | ドイツ | IEC配電トランス | $3,500–$55,000 |
| シュナイダーエレクトリック | フランス | 乾式およびキャストレジンユニット | $3,000–$45,000 |
| 日立エナジー | スイス | ユーティリティグレードの配電トランス | $4,500–$70,000 |
| イートン | 米国 | 北米配電ユニット | $2,500–$42,000 |
| 江蘇省蘇辺電力 | 中国 | 油浸および乾式、カスタムベクトルグループ | $3,000–$45,000 |
記載された価格は固定されておらず、製品の品質や損傷、使用される設備に基づいてメーカー間で変動する可能性があります。デルタ/ワイ変圧器を製造している有名な企業には、ABB、シュナイダーエレクトリック、シーメンス、日立エナジー、イートンがあります。これらの企業の文書は、仕様の優れた参考資料となります。IEC 60076規格に従って製造されたデルタ/ワイ変圧器をより良い価格で入手したい方は、江蘇省蘇辺電力有限公司からウィック変圧器を購入できます。この会社は、小型配電ユニットから数MVAまでのすべての容量の油（湿型）および乾燥（干型）タイプのデルタ-ワイ変圧器を製造しており、Dyn11やDyn5を含むさまざまなベクトルグループを提供しています。江蘇省蘇辺電力有限公司は、高品質の方向性鋼と銅を使用しており、輸出に必要な完全な試験文書とサポートを提供できます。製品範囲を確認してください。 蘇辺電力のウェブサイト.
よくある質問
なぜデルタ-ワイ接続は配電で一般的なのですか？
この接続から得られる利点は、すべてを一度に提供できる能力です：単相負荷と接地のための低電圧での中性接地、高電圧側でのデルタループを作成する能力、第三高調波およびゼロシーケンス電流を捕捉し、不平衡負荷に対する合理的な抵抗度を持っています。他の接続にはこれらの3つの特徴はなく、それが10 kVから0.4 kVの電圧範囲の配電変圧器にDyn11が選ばれた理由です。.
変圧器の名板におけるDyn11の意味は何ですか？
Dは高電圧巻線がデルタ接続であることを示し、yは低電圧巻線がワイ（またはスター）接続であることを知らせ、nは低電圧中性が外に出ていることを示します。11は時計の時間を示します：これは、LVライン電圧がHVライン電圧に対して330度リードしていることを意味します（これはLVライン電圧が30度遅れていることに相当します）、これによりデルタ-ワイ接続の特性である30度の位相シフトが得られます。.
なぜデルタ-ワイ変圧器には30°の位相シフトがあるのですか？
変換は、両側の巻線の接続の変更の結果です。ワイ接続の場合、ライン電圧のファゾールは、120度離れた2つの位相電圧の差であり、デルタ接続の場合は1つの位相の電圧に等しいです。2つのライン電圧を比較することで、ファゾール間の角度が30度であることがわかります。これがデルタ-ワイ変圧器が11または5（30または150度）と呼ばれる理由です。.
デルタ-ワイ変圧器は不平衡負荷を処理できますか？
かなり良好です。一次巻線にデルタ型接続がある場合、二次巻線の不平衡電流はデルタネットワークを通って流れ、抑制されます。このため、単相と三相の供給を組み合わせて利用する際に、このタイプの接続は有利です。高い不平衡の状況では、システムが適切に定格され、中性電流が考慮されることが重要です。.
Subianは輸出用のデルタ-ワイ変圧器を製造していますか？
確かに！江蘇省Subian電力は、必要なベクトルグループ、容量、および電圧比に従ってIEC 60076に準拠したデルタ-ワイ変圧器を供給でき、国際的な仕事のために定期試験報告書やオプションの第三者検査も提供します。工場は、典型的な配電クラスのために油浸型または乾式構造のいずれかを供給する能力があります。.
参考文献
- IEC 60076-1 — 電力変圧器：一般 — 評価および試験のための支配的な標準、ベクトルグループの指定を含む。.
- IEC 60076-3 —絶縁レベルおよび誘電体試験 — 配電クラスのデルタ-ワイ変圧器の絶縁要件を定義する。.
- IEC 60076-5 — 短絡に耐える能力 — 巻線の短絡検証標準。.
- NEMA TP-1 — 配電変圧器のエネルギー効率 — 損失評価に使用される効率ベンチマーク。.
- 日立エナジー — 変圧器製品 — ユーティリティグレードの配電変圧器に関する参考文書。.
- Eaton — 変圧器エンジニアリング情報 — 大手メーカーからの実用的な接続および適用ガイダンス。.
結論
単相負荷に適した接地されたワイ二次側と接地接続を組み合わせ、調和抑制を行い、不平衡電流を吸収できる一次デルタ巻線を持ち、同時に30度の位相シフトを許可します。このような変圧器を使用する成功を確保するためには、以下の5つの要素の適切な組み合わせを達成する必要があります：ベクトルグループの仕様（通常はDyn11）、負荷調査に基づく変圧器のkVAの決定、ネットワークに一致する電圧比の特定、接地モードの選択、およびすべての仕様がIEC 60076標準の要件に準拠し、試験文書が利用可能であることを確認します。チームと共にあなたのベクトルグループと負荷データを確認してください。 公式ウェブサイト 仕様に合った見積もりを受け取るために。.