変圧器のインピーダンスが故障電流レベルと並列運転に与える影響

変圧器のインピーダンスは、電力変圧器の銘板と、故障時に配電盤が受ける可能性のある電流との架け橋となります。また、2台の変圧器が母線を共有している場合に、それらがどのように負荷を分担するかをも決定します。以下の計算はスクリーニングツールであり、保護、アークフラッシュ、または機器定格の検討には、ネットワーク全体を含める必要があります。.

%Zを正しく読み取る

インピーダンス率（%Z）とは、インピーダンス試験の際に他の巻線を短絡させた状態で、定格電流を流すために必要な電圧を、定格電圧に対する割合（％）で表したものです。 パー・ユニット表記では、5%Zは0.05 puに相当します。インピーダンスが低いほど、一般的に電圧安定性は向上しますが、短絡電流もより多く許容されることになります。この値は、定格kVA、電圧、周波数、ベクトル群、およびタップ位置と併せて読み取る必要があります。.

初回故障電流の概算を算出する

平衡三相、トランスのみの近似の場合：

テキスト
I_fault ≈ I_rated / Z_pu
S_sc ≈ S_transformer / Z_pu

例（あくまで参考であり、Shenheng社の定格値ではありません）：5%Z仕様の1,000 kVA、11 kV変圧器の場合、11 kV側の定格電流は約52.5 Aとなります。 これを0.05で割ると、おおよそ1.05 kAとなり、電源、ケーブル、およびモーターのインピーダンスが加算される前の端子での故障レベルは約20 MVAとなります。.

この推算値を直接遮断器の定格に変換しないでください。実際のスタンス（解析）では、電力系統の故障電流レベル、発電機／電動機の寄与、接地方式、X/R比、および最悪の運転構成が加味されます。.

トランスフォーマーを並列処理すると、何が変わりますか？

タイを閉じる前に、次のすべてを確認してください：

1. 相順、極性、ベクトルグループが同一であること（または明示的に設計された互換性のある接続）。.
2. 選択されたタップで二次電圧比がほぼ等しいこと。そうでなければ、無負荷時に循環電流が流れる可能性がある。.
3. 定格電圧、周波数、および絶縁レベルの適合性.
4. 同等のパーセントインピーダンスとX/R。インピーダンスが異なるユニットは負荷を均等に分担しない。.
5. 保護、ニュートラル/接地および短絡の役割は、すべての切り替え状態で許容範囲内に維持されます。.

共通のバス上の2つのユニットについて、初期の分担の推定値はその漏れインピーダンスに反比例します。

テキスト
I1 / I2 ≈ Z2 / Z1

同kVAのユニットに5%Zと6%Zがある場合、タップ、温度、および循環電流の影響を考慮する前の段階では、5%Zユニットは6%Zユニットの約6/5（1.2）倍の電流を流す傾向があります。 これは、実地での保証された結果ではなく、検討の出発点として扱ってください。.

データリクエストチェックリスト

OEMまたは電力会社に以下を依頼してください：

• 定格容量、一次/二次電圧、周波数および結線図記号;
• %ZおよびX/Rの保証付き（許容誤差および試験基準付き）；;
• タップ範囲、タップ位置、および想定動作タップにおける比率;
• 接地・中性点方式および該当する場合は零相情報;
• 上流の短絡容量、ケーブルのインピーダンス、および電動機・発電機からの寄与分；;
• 意図された並列組み合わせ、負荷プロファイル、およびタイブレーカーの状態;
• ルーチン／型式試験の証拠、および最新の銘板または試験成績書。.

トランスフォーマーパッケージを指定してください

深恒電力の トランスフォーマー製品群 乾式または油入式の電力変圧器について、これらのフィールドの情報を依頼する必要がある場合、これが適切な次の手順となります。 このカテゴリのリンクは、特定のモデルの%Z、故障時動作、または並列接続の互換性を保証するものではありません。サプライヤーが検証可能なデータシートを提示できるよう、単線図、検討電圧基準、電力会社の故障レベル、および必要なタップ設定・接地詳細を明記してください。.

参考文献

• 変圧器のインピーダンスと等価回路の説明
• シュナイダーエレクトリック 短絡電流計算ガイダンス
• ABB 並列運転に関する技術資料
• CIGREテクニカル・ブロシャー・ライブラリー（系統解析用）
• 神恒（シェンヘン）電力変圧器製品群