油入変圧器は電力システムの重要なコンポーネントであり、効率的な送電と配電を確保するために電圧レベルを昇圧または降圧する際に重要な役割を果たします。これらの変圧器の重要な要素の 1 つは絶縁油であり、電気絶縁、放熱、消弧などの複数の機能を果たします。油入変圧器の大手サプライヤーとして、私は変圧器に使用されるさまざまな種類の油とその特性に精通しています。このブログでは、油入変圧器に一般的に使用される油の種類とその利点、選択時の注意点について詳しく説明します。
ミネラルオイル
油入変圧器に最も広く使用されている油は鉱油です。これは石油精製プロセスの副産物であり、優れた電気絶縁特性と比較的低コストであるため、数十年にわたって使用されてきました。鉱物油は絶縁耐力が高いため、破壊することなく高電圧に耐えることができます。この特性は、変圧器内の電気的故障を防止し、安全で信頼性の高い動作を保証するために不可欠です。
鉱物油のもう 1 つの重要な利点は、その優れた熱伝達能力です。変圧器のコアと巻線によって発生する熱を効果的に吸収および放散することができ、変圧器の温度を安全な範囲内に維持するのに役立ちます。この放熱機能は、変圧器の寿命を延ばし、絶縁劣化や最終的には変圧器の故障につながる可能性のある過熱を防ぐために非常に重要です。
ただし、鉱物油にもいくつかの制限があります。可燃性であるため、特に防火要件が高い地域に変圧器が設置されている用途では、火災の危険性があります。さらに、鉱物油は生分解性ではないため、流出した場合には環境に影響を与える可能性があります。
鉱物油を使用した信頼性の高い油入変圧器にご興味がございましたら、50～2500kVA/10kV超低損失油入変圧器素晴らしい選択です。鉱物油の利点と、低損失と高効率を実現する高度な設計を組み合わせています。
シリコーンオイル
シリコーン油は、油入変圧器、特に火災安全性が大きな懸念事項となる用途で使用される別の種類の油です。シリコーンオイルは引火点が高く、不燃性であるため、鉱物油のより安全な代替品となります。この特性は、火災が重大な結果をもたらす可能性がある商業ビル、病院、データ センターなどの屋内施設で特に価値があります。
シリコーンオイルは、防火機能に加えて、優れた酸化安定性を備えています。時間の経過による酸化や劣化に強いため、鉱物油に比べて電気的および熱的特性を長期間維持できます。これにより、変圧器の耐用年数が長くなり、メンテナンスの必要性が軽減されます。
シリコーンオイルは変圧器の絶縁材との相性も良好です。変圧器の巻線とコアに効果的な絶縁と保護を提供し、信頼性の高い動作を保証します。ただし、シリコーンオイルは鉱物油よりも高価であるため、用途によっては制限要因となる可能性があります。
私たちの単相および三相電柱設置型配電変圧器特に安全規制が厳しい地域では、火災安全性を高めるためにシリコーンオイルを装備することができます。
バイオベースオイル
環境保護への注目が高まるにつれ、バイオベースの油が油浸変圧器の持続可能な代替品として浮上してきました。バイオベースのオイルは通常、植物油などの再生可能資源から得られ、いくつかの環境上の利点をもたらします。これらは生分解性であるため、環境中で自然に分解され、流出による影響が軽減されます。
バイオベースのオイルは、優れた電気絶縁特性と熱伝達能力も備えています。鉱物油と同様に、変圧器に効果的な絶縁と冷却を提供します。さらに、バイオベースのオイルは引火点が高いため、火災に対する安全性が向上します。
ただし、バイオベースのオイルにはいくつかの課題があります。鉱物油やシリコーンオイルに比べて酸化や加水分解を受けやすいです。長期安定性を確保するには、適切な添加剤とメンテナンスが必要です。さらに、バイオベースのオイルのコストは比較的高いですが、技術が成熟し、生産量が増加するにつれてコストは下がると予想されます。
環境に優しいオプションをお探しの方には、80 - 31500kVA/35kV 二重巻線負荷時電圧調整油浸変圧器持続可能性の目標を達成するために、バイオベースのオイルを使用して構成できます。
合成エステル油
合成エステル油は、油浸変圧器での使用に近年人気が高まっている合成流体の一種です。優れた電気的、熱的、環境的特性の組み合わせを提供します。合成エステル油は絶縁耐力が高く、確実な電気絶縁を実現します。また、熱伝達特性も優れているため、変圧器を効率的に冷却できます。
合成エステル油の主な利点の 1 つは、その高い耐火性です。引火点が高く、鉱物油に比べて燃焼しにくいです。そのため、都市部や産業施設など、防火性が最優先される用途に適しています。
合成エステル油は生分解性でもあり、これは環境にとって重要な利点です。時間の経過とともに環境中で分解され、流出による潜在的な影響が軽減されます。また、合成エステル油は変圧器の絶縁材との相性が良く、変圧器の寿命延長に役立ちます。
オイル選択の考慮事項
油入変圧器の油の種類を選択するときは、いくつかの要素を考慮する必要があります。まず重要なのはアプリケーション環境です。屋内設置や人口密集地域など、防火安全性の要件が高い地域に変圧器が設置されている場合は、シリコーン オイルや合成エステル オイルなどの不燃性オイルが最適な選択となる可能性があります。一方、コストを重視し、火災の危険性が比較的低い場合には、鉱物油の方が適している可能性があります。
変圧器の動作条件も重要な役割を果たします。重負荷または高温環境で動作する変圧器には、良好な熱伝達能力と高い熱安定性を備えた油が必要です。たとえば、バイオベースのオイルは、そのような条件下での安定性を確保するために追加の対策が必要になる場合があります。
環境規制も重要な考慮事項です。環境規制が厳しい地域では、流出時の環境への影響を最小限に抑えるために、バイオベースオイルや合成エステルオイルなどの生分解性オイルが必要になる場合があります。
最後に、長期的な所有コストを評価する必要があります。シリコーンオイル、バイオベースオイル、合成エステルオイルなどの非従来型オイルは初期コストが高くなりますが、メンテナンスコストが低くなり耐用年数が長くなり、時間の経過とともに初期投資を相殺する可能性があります。
実践事例：油入変圧器の絶縁油の選定と塗布
プロジェクトの背景
このプロジェクトは、西ヨーロッパの商業施設、住宅地、隣接する工業地帯をカバーする包括的な都市配電ネットワークにサービスを提供します。地方自治体が厳しく取り締まる消防法および環境保護規制電力機器用。
お客様は、老朽化した油入変圧器のバッチを交換することを計画していました。機器は混合シナリオで設置されます。変圧器の一部は商業ビルや人口密集地域の屋内に設置されます。他のものは、住宅地や工場の近くの屋外に配備されます。主な要求には、安定した断熱性能と放熱性能、防火基準への適合、環境への配慮、制御可能な長期運用コストが含まれます。総合的な評価の後、お客様は当社のフルシリーズ油入変圧器に適合するさまざまな種類の絶縁油を採用し、分類された展開を行いました。
主要な課題と顧客の問題点
多様なシナリオ要件: 屋内には非常に厳格な防火規則があります。屋外エリアでは油漏れや環境汚染のリスクに直面しますが、通常の鉱物油は両方の基準を同時に満たすことはできません。
差別化された動作条件: 一部の変圧器は継続的な重負荷と高い周囲温度下で動作するため、優れた熱伝達と絶縁油の耐老化性能が必要です。
パフォーマンス、安全性、環境保護、コストのバランス: お客様は、現地の規制を遵守しながら過剰な投資を回避し、その後のメンテナンスの頻度を減らす必要がありました。
オイル劣化のリスク: 従来のタイプのオイルは複雑な環境では酸化や加水分解を起こしやすく、絶縁に損傷を与え、変圧器の耐用年数が短くなる可能性があります。
ターゲットを絞ったソリューションとオイルマッチングスキーム
主流の 4 つの絶縁油の特性と現場の実情を組み合わせて、分類されたマッチング ソリューションを策定し、フルサイクルの技術サポートを提供しました。
屋外一般配電エリア：鉱物油採用 火災の危険性が低い屋外柱上変圧器や共同配電所には、50～2500kVA/10kVの超低損失油入変圧器に標準鉱物油を採用しました。高い絶縁耐力、効率的な放熱性、コスト競争力を活かして、基本的な動作要求を十分に満たします。また、オイルの品質を監視し、劣化を防ぐための定期的なオイル検査計画も追加しました。
屋内の商業・人口密集地：シリコーンオイルの採用 火災安全が最優先されるショッピングモールやオフィスビル内に設置される変圧器には、当社の単相・三相柱上配電変圧器にシリコーンオイルを充填しました。不燃性なので火災の危険がありません。一方、優れた酸化安定性によりオイルの劣化速度が低下し、長期にわたるメンテナンスの手間が軽減されます。
環境配慮型住宅地域：バイオベース油の採用環境要件の厳しい住宅地域において、80～31500kVA/35kV二重巻線負荷時電圧調整油入変圧器をバイオベース油で構成しました。完全な生分解性を備えており、偶発的な石油流出による環境汚染を効果的に回避します。加水分解に対する弱点を補うために、専門的な酸化防止添加剤を追加し、より厳格なオイル検査サイクルをカスタマイズしました。
高負荷の産業周辺部：合成エステル油の採用 長期にわたって高負荷がかかる工場付近の変圧器には合成エステル油を採用しました。高い耐火性、優れた熱伝導性、生分解性を兼ね備え、高温・高負荷の使用条件に適応し、安全性と環境基準を満たしています。
プロジェクトの実施とフォローアップ管理
出荷前に、すべての変圧器と適合する絶縁油に対して厳格な試験を実施し、絶縁耐力、引火点、熱伝達効率、内部絶縁材料との適合性を検証しました。
現場での設置では、油漏れを防ぐための標準化されたシール作業を技術者が指導しました。
オイルの種類ごとに抜き取り試験周期を設定し、オイルの劣化の判断基準、交換基準、日常点検箇所を明確にした整備ガイドラインを整備しました。
プロジェクト運営実績
規制への完全な準拠: すべての変圧器は地域の火災安全性および環境上の許容に合格しています。稼働後、火災の隠れた危険や油汚染事故は発生しませんでした。
機器の安定動作：絶縁油により良好な絶縁性と放熱性を維持します。変圧器は定格負荷および高温下でも正常に動作し、過熱や絶縁不良はありません。
合理的なコスト管理: 分類されたオイルマッチングにより、不必要な高額な投資が回避されます。すべてのパフォーマンス指標を満たしながら、全体的な調達コストと運用コストが最適化されます。
メンテナンス圧力の軽減: シリコーンオイルと合成エステルオイルは長寿命です。定期的な点検により、オイル交換や設備メンテナンスの頻度が大幅に軽減されます。
事例の概要
このプロジェクトは、油入変圧器の絶縁油の合理的な選択の重要性を十分に反映しています。万能なオイルの種類はありません。設置環境、防火要件、環境方針、負荷条件、長期コストなどを総合的に判断する必要があります。適切な絶縁油と対応する変圧器モデルを適合させることで、機器の性能を最大限に高め、耐用年数を延ばし、現地の規制に準拠し、顧客に最大の価値を生み出すことができます。
結論
油浸変圧器のサプライヤーとして、私は各用途に適した種類の油を選択することの重要性を理解しています。鉱物油は、その費用対効果と実証済みの性能により、依然として人気のある選択肢ですが、シリコーン オイル、バイオベースのオイル、および合成エステル オイルには、火災安全性、環境持続可能性、および長期信頼性の点で独自の利点があります。
油入変圧器の市場に参入していて油の選択に関するガイダンスが必要な場合、または配電システムに特定の要件がある場合は、詳細な話し合いのために当社にお問い合わせいただくことをお勧めします。当社の専門家チームは、お客様のニーズに最適な変圧器とオイルの組み合わせの選択をお手伝いいたします。私たちは、お客様と協力し、お客様の期待に応える高品質の油入変圧器を提供する機会を楽しみにしています。
参考文献
- IEEE 規格 C57.106 - 電気機器の絶縁油の受け入れとメンテナンスに関するガイド
- IEC 60296 - 変圧器および開閉装置用の鉱物絶縁油
- ASTM D3487 - 電気機器に使用される鉱物絶縁油の標準仕様