変圧器の主な保護装置と監視システムは？

发布时间2025年7月1日 08:36:15

I. コア・モニタリングおよびプロテクション実施モジュール

ガスリレー (ガスリレー）
- 理論変圧器が過熱したり故障したりすると、内部の絶縁材にガスが発生する。ガスは油より軽く、変圧器タンクとオイルコンサベーター間の配管に蓄積します。ガスリレーは、内部のフロートによってガスの蓄積量を検知します。ガスが一定レベルまで溜まるとフロートが下がり、アラーム接点が作動します（軽ガス保護）。深刻な内部故障の場合、タンク内の油の流れに衝撃が加わり、リレー内のバッフルに衝突してトリップ接点がトリップすることもあります（重ガス保護）。
- 官能性変圧器内部の絶縁部品の早期過熱や短絡故障により発生するガス、故障時に発生する油流の影響を検出し、アラームやトリップを作動させる。
油温インジケーター（上部油温計）
- 理論液体（変圧器油）の熱膨張と熱収縮の原理に基づく。プローブは油の最上層に置かれ、油温の変化によってプローブ内の媒体が膨張または収縮し、機械的伝達によってダイヤル指針が油温を示す。通常、アラームや冷却装置の制御用に調整可能な接点が付いている。
- 官能性変圧器の放熱を直接反映する変圧器オイルの最上層の温度を監視する。過熱アラームや冷却ファン/オイルポンプの始動/停止制御に使用される。
巻線温度インジケーター（アナログ巻線温度計）
- 理論この測定器は、負荷電流によるトップオイルと巻線自体の温度上昇を組み合わせます。巻線の温度をシミュレートするセンサー（二次電流によって制御される内部発熱体）により、巻線の実際の温度を推定します。アナログ巻線温度が設定値を超えると、アラームまたはトリップ接点が作動します。
- 官能性トランス巻線の実際の動作温度をより正確に反映し、過負荷や内部故障による巻線絶縁の損傷を防ぎます。
圧力開放装置（防爆弁・圧力開放弁・ラプチャーディスク）
- 理論変圧器内部で重大な故障が発生し、タンク内の圧力が設計上の安全限界を超えて急激に上昇した場合、この装置（バネ式バルブまたは壊れやすいラプチャーディスク）が自動的に開き、過剰な内部圧力を外部環境に速やかに放出し、タンクの爆発を防止します。圧力が解放されると保護装置にトリップ信号を送るため、通常は接点スイッチが組み込まれています。
- 官能性変圧器内部で重大な故障が発生した場合の最後の安全ラインとして機能し、過度の内圧によるボックスの爆発を防止します。
オイルレベルインジケーターオイルレベルゲージ)
- 理論通常はオイルリザーバー（オイルピロー）に取り付けられ、オイルレベルは内部のフロートと磁気カップリング機構によって示されます。フロートはオイルレベルに応じて変化し、外部の指針または接点を作動させる。オイルレベルが高すぎたり低すぎたりすると、アラーム接点が作動する。
- 官能性変圧器タンク（特に保油器）の油面を監視し、油面が正常範囲内にあることを確認し、良好な絶縁と冷却を確保し、変圧器からの油漏れの有無を検出する。
カレントトランス
- 理論一次側の大電流を二次側の小電流に比例変換（例：1000/5A）。電磁誘導の原理に基づき、巻数比の高い二次巻線により電流値を低減します。二次側は電流計または保護リレーに接続されます。
- 官能性変圧器の保護と監視に正確な電流信号を提供します。差動保護、過電流保護、ゼロシーケンス保護、その他の電気量保護を実現する基礎となります。
電圧変圧器
- 理論一次側の高電圧を二次側の低電圧に比例変換（例：110kV/100V）。電磁誘導の原理に基づき、巻数比の大きい二次巻線により電圧値を下げる。二次側は電圧計または保護リレーに接続されます。
- 官能性トランスの保護や監視、過電圧や低電圧の保護、位相比較の基準として正確な電圧信号を提供します。
マイコン保護装置（数値保護リレー／インテリジェント保護装置）
- 理論マイクロプロセッサーとデジタル信号処理技術により、変圧器から送られる電流と電圧信号をサンプリングし、高速演算と論理判定を行います。差動、過電流、ゼロシーケンス、過電圧、低電圧、接地など様々な保護アルゴリズムを内蔵。故障が検出されると、あらかじめ設定された保護値やロジックに従って、出力回路を介してトリップ、アラーム、その他の制御コマンドを実行するようにサーキットブレーカが制御されます。
- 官能性さまざまな保護機能を統合し、変圧器とその接続ラインの包括的な保護を実現します。高精度、インテリジェント、自己診断、故障記録、遠隔通信などの特長があります。
非作動抵抗スロースイッチ
- 理論特殊な変圧器（例えば並列運転される特別高圧変圧器）やシステム障害発生後、異常電圧の発生を防止するために変圧器内部に蓄積された磁気エネルギーを速やかに解放する必要があります。このタイプのスイッチは、特殊な消磁抵抗器を変圧器の巻線の1つに接続し、磁気エネルギーを消費して放出する役割を果たします。
- 官能性変圧器の絶縁を、ヨークの飽和または特定の故障に起因する異常な高電圧から保護するために使用される。
接地抵抗器
- 理論変圧器の中性点を接地して運転する必要がある場合、単相地絡時の接地電流は、一定の抵抗値を持つ抵抗器を接続することによって制限される。抵抗器の抵抗値は、接地電流の大きさとゼロシーケンス電圧の成分に影響する。
- 官能性地絡電流を制限し、他の機器への地絡の影響を低減し、一部のゼロシーケンス保護装置の感度と選択性に影響を与える可能性がある。
ケーブルコネクタ
- 理論これは、過電圧保護装置であり、ラインまたは変圧器が落雷やその他の理由によって引き起こされる過渡過電圧を受けると、避雷器の酸化亜鉛（ZnO）バリスタの抵抗値が劇的に低下し、過電圧のエネルギーが地球に排出され、その結果、損傷から変圧器の絶縁を保護します。通常の電圧では、抵抗値が非常に高く、ほとんど導通しません。
- 官能性落雷や過電圧から変圧器とその絶縁体を保護します。
電磁リレー
- 理論初期のリレー。コイルに流れる電流によって電磁吸引力を発生させ、可動接点を駆動して閉じる。電流量や接点動作の遅れ特性によって過電流保護やクイックブレーク保護を行う。
- 官能性過電流、クイックディスコネクトなどの基本的な保護機能を提供する。
電磁電圧リレー
- 理論電流リレーと同様、コイルに電圧を印加して電磁吸引力を発生させ、接点動作を駆動する。過電圧、低電圧などの保護に使用される。
- 官能性過電圧や低電圧などの基本的な保護機能を提供します。
サーマルリレー
- 理論バイメタルが熱で曲がる原理を利用。発熱体に電流を流すとバイメタルが加熱される。電流と加熱時間によりバイメタルがある程度曲がると接点が動作する。通常、過負荷保護に使用される。
- 官能性変圧器巻線の長期過負荷を監視し、過熱による絶縁体の損傷を防止する。
信号灯インジケーター
- 理論接点信号（アラーム、トリップ、デバイスステータスなど）を受信すると点灯または点滅するシンプルなインジケータ。
- 官能性変圧器の動作状態、故障信号、保護装置の動作を視覚化します。
操作メカニズム
- 理論サーキットブレーカー（エアスイッチ、オイルスイッチ、バキュームスイッチなど）に取り付けられ、閉開動作を行う機械装置。電動式、スプリング式、手動式がある。
- 官能性保護装置からのトリップコマンドまたはオペレータからの閉路コマンドを受信し、サーキットブレーカの動作を制御して変圧器への電源供給を接続または遮断する。
インタラプタ
- 理論特定の条件下で一定時間、正常な負荷電流の通電・遮断、および故障電流の通電・遮断が可能な開閉器。そのアーク消火媒体は、空気、真空、SF6ガスまたは油である。
- 官能性保護装置からのトリップコマンドの後、変圧器への電力供給を安全かつ確実に遮断し、故障を隔離します。
ディスコネクトスイッチ
- 理論主に、サービス要員の安全を確保するために、切り離された状態で目に見える絶縁破壊を提供するために使用される。負荷電流がある状態では操作できないが、通常はサーキットブレーカーが切り離された後に操作される。
- 官能性変圧器を修理する際、安全で信頼性の高い切断点を提供し、サービス要員と稼動機器との完全な隔離を確保する。
接地ナイフゲート
- 理論変圧器の高圧側または低圧側の引込線に設置する。機器のメンテナンスの前に、手動または自動操作で接地ナイフゲートを閉じると、機器は確実に接地されます。
- 官能性機器のメンテナンス時に高電圧部を確実に接地し、誘導電圧や残留電荷によるメンテナンス作業者への危険を防止します。
温度トランスミッター
- 理論温度計に似ているが、測定した温度信号を標準信号（4-20mAなど）またはデジタル信号に変換し、通信回線を通じて分散型制御システム（DCS）や監視システムに遠隔伝送する。
- 官能性変圧器の温度情報をデジタル化し、遠隔監視、データロギング、分析を行う。
圧力トランスミッタ
- 理論タンク内の圧力を測定し、その圧力信号を標準的なアナログまたはデジタル信号出力に変換して遠隔監視・制御を行います。
- 官能性変圧器タンク内の圧力変化を監視することで、変圧器内部の異常（油漏れ、ガス発生不良による内圧上昇など）を判断するのに役立ちます。
オイル漏れ検知装置
- 理論通常、変圧器の底部またはその周辺に設置され、変圧器の油漏れの有無をセンサー（導電性センサー、光電センサーなど）で検知する。
- 官能性変圧器のオイル漏れをタイムリーに検知し、オイル不足による冷却や絶縁への影響を防ぎ、アラームを発することができます。
ガス圧力計
- 理論変圧器タンク内または窒素保護システム内のガス圧力値を表示します。
- 官能性変圧器内部のガスの圧力状態、例えば窒素保護システムの作動圧力の監視。
断熱モニター
- 理論変圧器の絶縁の健全性は、絶縁抵抗や変圧器巻線とアース間の誘電損失角正接などのパラメータを測定することで評価される。
- 官能性変圧器の絶縁劣化度をリアルタイムまたは定期的に監視し、予知保全の基礎とする。
部分放電検出装置
- 理論変圧器の内部絶縁体には、電磁波、音響波、化学物質を発生する微小な放電（部分放電）が存在することがあります。部分放電検出装置（高周波電流センサ、超音波センサ、クロマトグラフ分析器など）は、これらの信号を監視し、絶縁体に初期欠陥が存在するかどうかを判定します。
- 官能性絶縁材料内の微弱放電を検出し、絶縁欠陥を特定することは、変圧器の早期故障診断の重要な手段である。
油中溶存ガス分析計
- 理論油中の溶存ガスの種類と含有量は、変圧器油のサンプルを採取し、ガスクロマトグラフィーのような技術を用いて分析される。さまざまな種類の故障（過熱、放電など）により、オイル中に特徴的なガスやその組み合わせが発生する。
- 官能性変圧器内部で発生した故障の種類（過熱、部分放電、高エネルギー放電など）とその深刻度を、油中の溶存ガスを分析することによって診断することは、変圧器の状態監視と故障診断のための重要な技術である。
変圧器オンライン監視システム
- 理論油温、巻線温度、油面、圧力、部分放電、ガス分析など）、すべてのデータを中央制御室やクラウドプラットフォームに送信し、データ収集や通信ネットワークを通じてリアルタイムで監視、分析、早期警告を行う。
- 官能性変圧器の運転状況をリアルタイムで総合的に監視し、状態監視と予知保全を実現し、運転の信頼性と安全性を向上させる。
接地
- 理論金属ケースやコアなど、変圧器の非帯電部分をアースに接続する。これは導体と接地電極によって実現される。
- 官能性変圧器内部で絶縁破壊が発生し、シェルが帯電すると、変圧器は故障電流を大地に導き、感電から人員を保護し、保護装置の動作回路を提供することができます。
トランス本体絶縁抵抗計
- 理論トランスの絶縁は、高電圧・低電流の直流電源を使って試験し、絶縁抵抗値を測定する。
- 官能性変圧器の絶縁体の全体的な状態を定期的に点検し、湿気、劣化、汚れの程度を評価する。
トランス巻線直流抵抗計
- 理論変圧器の巻線に直流電流を流し、その直流抵抗値を測定すること。
- 官能性撚り線の断線、コネクタの緩み、巻線間の短絡などを検出します。
変圧比テスター
- 理論一次側と二次側の電圧（または電流）の比を測定し、トランス巻線の巻数比が正確であることを確認する。
- 官能性変圧器のターン間短絡、断線、タップチェンジャーの接触不良をテストします。
トランス無負荷特性試験器
- 理論無負荷状態（一次側が電圧に接続され、二次側が開放状態）における変圧器の無負荷電流、無負荷損失およびその他のパラメータの測定。
- 官能性トランスコアの品質と磁気回路の状態を評価する。
トランス負荷特性テスター
- 理論短絡電圧、負荷損失など、負荷時の変圧器パラメータの測定。
- 官能性変圧器の巻線と接続部における損失の評価。
変圧器油クロマトグラフィー分析装置
- 理論変圧器内部の故障を診断するために、ガスクロマトグラフィーによって変圧器オイル中の溶存ガスの組成と含有量を分析する。これは油中溶存ガス分析計をより具体的にしたものである。
- 官能性油中溶存ガス分析計の中核機器であり、油中のガス組成を精密に分析し、欠陥の性質を決定するために使用される。
赤外線カメラ
- 理論赤外線放射センサーは、物体表面からの赤外線熱放射を検出し、可視画像に変換するために使用されます。物体の温度が高いほど、赤外線放射は強くなります。
- 官能性変圧器運転中の非接触表面温度検出、潜在的なホットスポット（接点の緩み、クーラーの詰まりなど）の迅速な検出、検査によく使用されます。
超音波検出器
- 理論変圧器の動作中に発生する超音波信号を検出します。部分放電、コロナ放電、アーク放電により特定の超音波が発生する。
- 官能性変圧器内の部分放電またはコロナ放電を検出するために使用され、早期故障診断のためのツールである。
絶縁油の絶縁耐力試験機
- 理論標準的なオイルサンプルに、オイルが絶縁破壊するまで徐々に電圧を上昇させる。絶縁破壊電圧を測定し、オイルの絶縁特性を評価する。
- 官能性変圧器の絶縁油の絶縁破壊電圧を検出し、絶縁油の絶縁能力が適格かどうか、ろ過や交換が必要かどうかを判断する。
絶縁油の誘電損失試験機
- 理論ある周波数と電圧における変圧器絶縁油の誘電損失係数(tanδ)の測定。誘電損失はオイルの純度と含水率に関係する。
- 官能性絶縁油の清浄度と含水率を評価する。
オンロード・タップ・チェンジャー・ポジション・インジケーター
- 理論変圧器のタップチェンジャーの現在位置を示す機械的または電子的装置。
- 官能性トランス電圧調整器（負荷電圧調整スイッチ）の位置を表示し、電圧調整が正常であることを確認する。
自動圧力調整器
- 理論別のシステム（変圧器の制御盤に組み込まれていることもあるが、多くの場合は外部システム）がシステム電圧を監視し、変圧器のタップ位置を自動的に調整して出力電圧を設定範囲内に維持する。
- 官能性変圧器の出力電圧の安定性を維持し、系統電圧の変動に適応します。
励磁突入電流抑制装置
- 理論変圧器を閉じたばかりでは大きな励磁突入電流が発生するため、この突入電流が不用意に保護装置を作動させないよう、何らかの技術的手段（電圧の一時的降下、閉相の変更、突入補償器の使用など）を用いてこの突入電流を抑制または補償する。
- 官能性変圧器閉成時の励磁突入による誤保護動作を防止します。
接地抵抗測定器
- 理論アースの抵抗値を測定する。
- 官能性変圧器の筐体とその接地回路の接地抵抗が要件を満たし、接地効果が保証されていることを確認してください。
高圧回路監視装置
- 理論変圧器の高圧側の電圧、電流、力率、周波数などのパラメータをリアルタイムで検出し、保護装置と連動する統合監視システムであってもよい。
- 官能性高圧側の動作を包括的に監視し、保護装置の意思決定をサポートします。
低電圧回路監視装置
- 理論HV回路監視装置と似ていますが、変圧器のLV側のパラメータを監視します。
- 官能性LV側の動作を包括的に監視し、保護装置の意思決定をサポートします。
絶縁監視用高電圧分圧器
- 理論絶縁状態を測定または監視するために、高電圧を電圧に比例して低電圧に分割する装置。
- 官能性絶縁モニターやその他のオンライン監視装置を高圧側に接続して絶縁パラメータを測定する。
絶縁監視用低電圧分圧器
- 理論変圧器の低圧部の絶縁を監視する必要がある場合に使用する。
- 官能性LV側絶縁監視のための信号アクセスを提供します。
絶縁監視用高周波カップリング装置
- 理論カップリングコンデンサなどにより、高周波の監視信号をトランスの高圧回路に注入し、同時に監視点の局部放電信号をカップリングアウトする。
- 官能性部分放電のオンライン監視と主保護からの分離を可能にします。
変圧器オンライン運転状態監視・診断システム
- 理論これは、上記の複数の監視機器やセンサーからのデータを、データ・フュージョン、傾向分析、故障診断、寿命予測のための高度なアルゴリズムと組み合わせる、より高度な統合システムである。
- 官能性変圧器の運転状態を詳細に分析し、予知保全と機器の健全性管理を改善します。
絶縁耐圧試験装置
- 理論変圧器の絶縁が指定された電圧に耐える能力を検証する絶縁耐力試験に、高電圧（通常は工業用周波数または直流）を供給する。
- 官能性製造後、設置後、またはオーバーホール後の変圧器の予防試験。
変圧器パラメータ用オンライン測定ユニット
- 理論電圧、電流、電力、周波数、温度、絶縁インピーダンスなど、変圧器のさまざまな動作パラメーターをリアルタイムで測定し、そのデータを主制御システムに送信するために、一連のセンサーと測定回路が統合されています。
- 官能性変圧器の運転パラメータの連続オンライン測定とデータ収集。

上記のリストにある装置の中には、相互に関連したり統合されたりしているものもあることにご注意ください。例えば、現在では多くの保護機能が単一の「マイクロ保護装置」に統合されており、内部でさまざまなセンサーからの信号を利用しています。さらに、一部の装置（接地抵抗器、避雷器、遮断スイッチなど）は変圧器システムの重要な一部ですが、直接的なタイプの「保護装置」というよりは、安全または保守のための機能です。

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