変圧器の並列運転に必要な条件をご存知ですか？

さらに、電力負荷の季節変動が大きいため、軽負荷期には一部の変圧器を運転から外すことができ、これにより変圧器の無負荷損失を低減し、効率を向上させるだけでなく、無効励磁電流を低減し、系統の力率を改善し、電力系統の効率と経済性を向上させることができます。

では、変圧器の並列運転に必要な条件は何でしょうか？これは非常によくある質問です。まず、変圧器を並列接続するための条件を見ていき、次に並列接続の条件について説明します。

（１）概ね下図参照。

この画像には、T1とT2とラベル付けされた2つの変圧器が写っています。

システム復旧方法：

実際の運用においては、2本の母線はそれぞれ専用の変圧器によって電力供給されます。

その結果、入力遮断器QF1とQF2の両方が閉じられ、単一母線セグメントの母線連結遮断器QF3が開きます。変圧器または特定の入力線路の中電圧側に、深刻な電圧低下（低電圧または電圧損失）や故障などの問題が発生した場合、このセクションの入力線路遮断器が開き、その後母線連結遮断器QF3が閉じられます。システムが復旧する際には、2つの復旧方法があります。

復旧方法１：バスタイブレーカーQF3を開き、対応する入力回路ブレーカーを閉じます。この方法は簡単ですが、モーターなどのバス上の負荷が停電後に再起動する必要がある場合に有効です。

復旧方法2：まず対応する受電遮断器を閉じ、次に変圧器を並列運転させ、最後に母線連結遮断器を開きます。この方法はやや複雑ですが、負荷が再起動するために2回目の停電を経る必要がありません。

変圧器を並置するための条件を見てみましょう。

まず、変圧器自体の状態について

具体的には、変圧器の配線方法が変圧比と同じであり、変圧器のインピーダンス電圧が同じであり、変圧器の二次電圧が同じである。

第二に、回線状況

中電圧側は同一の配電網から供給され、位相、初期位相角、周波数が同一であり、電圧振幅も同一であること。同時に、中電圧側は低電圧側の電源投入時の起動ショックに耐えられること。

（２）システムに発電機が装備されている場合、次の図を見てみましょう。

この図は図1よりもやや複雑です。図には独立型の発電機が示されており、発電機の遮断器と主電源の入力遮断器は連動し、相互に投資関係にあります。

捨て札関係の複雑さから、ABBでは捨て札ロジックの構築にPLCがよく用いられます。簡単に説明しましょう。

1) 通常運転時には、バスタイは開放され、各区間の流入線は閉鎖されます。

2) あるセクションの主電源が故障した場合は、そのセクションの入力ラインを開き、バスタイを閉じます。

3) 故障が解消され復旧すると、システムは並列接続と非並列接続の2つの方法で復旧します。変圧器の並列接続条件は上記と同じです。

4) 主電源の一部の故障が復旧せず、主電源の別の部分が再び故障した場合、または主電源の2つの部分が同時に故障した場合、システムは発電機を起動します。発電機の起動動作に応じて、バスタイが作動するかどうかが決定されます。

5) 主電源が復旧した場合、対処方法は2つあります。1つ目は図2に示すように、主電源入力線と発電機入力線が連動しており、片側のみを閉じることができる方法です。この場合、発電機入力線を開き、次に主電源入力線を閉じます。2つ目は主電源入力線と発電機入力線の間に連動関係がない方法です。主電源復旧後、システムの指示に従って発電機を主電源と準同期させ、その後主電源入力線を閉じ、最後に発電機を空にします。

2番目の方法は、2回目の停電後に負荷が再起動するのを防ぐことができます。並列接続された変圧器の状態は、一般的な状況と同じであることがわかります。

（３）単一の変圧器の負荷容量が不足する場合の変圧器の並列運転

変圧器の並列接続条件は以前と同じです。この条件下では、負荷側で短絡が発生した場合、短絡電流値に並列接続された変圧器の数を乗じる必要があります。下の図をご覧ください。

図では、2本の入力線と母線接続線は閉じられており、変圧器T1とT2は並列運転されている。

母線の一部の負荷が短絡した場合、両方の変圧器が短絡点に短絡電流を供給するため、負荷における短絡電流は単一の変圧器の短絡電流の2倍に等しくなります。

したがって、変圧器の並列運転の条件は、母線の各区間におけるフィーダー遮断器の遮断容量が、受電遮断器の遮断容量の2倍以上でなければならない。この条件を満たさない場合、変圧器の並列運転は認められない。

仕様書には、短時間のスイッチング操作における変圧器の並列運転の場合、負荷側遮断器の遮断容量は、通常の条件下で倍増することなく選択できると規定されている。

（４）変圧器の並列運転の利点と目的

変圧器の運転効率を向上させる。負荷が増加し、1台の変圧器の容量では不足する場合は、2台目の変圧器を並列接続し、負荷が減少して2台の変圧器が同時に電力供給する必要がなくなった場合は、1台の変圧器を運転停止にすることができる。

特に農村地域では、電力消費の季節変動が顕著であり、変圧器の並列運転は電力負荷の大きさに応じて切り替えることができる。このようにすることで、変圧器自体の損失を最小限に抑え、経済的な運転という目的を達成できる。

電力供給の信頼性を向上させます。並列運転されている変圧器のうち1台が故障した場合でも、速やかに系統から切り離せば、残りの1台または2台の変圧器が正常に電力を供給できます。また、変圧器の修理中も他の変圧器の正常な動作に影響を与えないため、故障や損傷を軽減できます。メンテナンス中の停電の範囲と頻度を調整することで、電力供給の信頼性を向上させることができます。

節電、電力節約、効率向上を実現します。例えば、変電所に4000kVAと3150kVAの2台の変圧器が設置されているとします。2台の変圧器の運転条件を計算した結果、1年間の並列運転で102,000kWhの電力節約が可能となり、節電効果は非常に顕著で、設備投資も削減できます。