みなさん、AB Electrical Testing Instruments の Jake です。今日は、仕事の中で常に出てくる質問に取り組みます。3 相 TTR (巻数比) 変圧器巻数比テスターは実際に高電圧環境でも耐えられるのでしょうか?送電網、変電所、産業用変圧器のメンテナンスに携わっている人なら、このことについて考えたことがあるはずです。なぜなら、高電圧スペースは平均的な作業場ではないからです。 11kV、33kV、さらには 132kV 以上の電圧についても、照明を点灯し続ける (そして計画外の停止によるストレスを回避できる) ために、すべての機器が信頼性、安全性、および十分な精度を備えている必要があります。目が曇るような堅苦しいエンジニアリング専門用語は使わずに、これを詳しく説明しましょう。
まず、三相 TTR テスタの機能について簡単に説明しましょう。変圧器の一次巻線と二次巻線の巻数比をチェックするものですよね？不安定な比率は、変圧器が設計仕様の範囲外で動作していることを意味し、過熱、絶縁損傷、さらには致命的な故障につながる可能性があるため、これは勝敗を左右します。高圧変圧器は送電網の主力であり、長距離送電のために電圧を上げ、商用および住宅用に降圧します。 TTR がオフになっている場合、電力品質タンクが停止し、数万 (おそらく数百万) のダウンタイムが発生することになります。したがって、問題は単に「使用できるか」ではなく、「その高電圧設定で問題を引き起こすことなく正しく使用できるか」ということです。
高電圧環境における最大のハードルである電気絶縁と安全性から始めましょう。これらのスペースには高電圧が充満しているため、持ち込むテスト機器は、単に壁のコンセントに接続するだけでなく、それに対応できるように構築されている必要があります。優れた三相 TTR テスター (AB で設計したものなど) には、テスト回路を変圧器の高電圧側から絶縁する絶縁機能が組み込まれています。つまり、リード線を 132kV 変圧器の端子にクランプしても、テスター自体はラップトップやそれを操作する技術者にその高電圧を供給しません。ちょっと待って、それで十分ですか？一部の安価なエントリーレベルの TTR テスターは絶縁に手を抜いているため、低電圧の屋内使用のみを対象としています。高電圧の変圧器をテストするために変電所に持ち出すことはできません。しかし、当社が提供する高品質の三相 TTR モデルは、CAT IV または CAT V 環境向けに定格されており、高電圧の屋外または変電所での作業用に特別に作られています。それは単なる数字ではありません。 CAT V は、回路を破壊することなくスイッチングや落雷による過渡サージに対処できることを意味しますが、高電圧空間ではこれは交渉の余地がありません。
次は精度です。三相変圧器をテストする場合は、三相すべての比率を正確にする必要があります。相間の 0.5% の差異でも危険信号です。ただし、高電圧設定では、周囲の電気ノイズが発生します。考えてみてください。変電所には、騒音を発する他の機器がたくさんあり、電磁干渉 (EMI) を発生させ、テストの測定値に影響を与える可能性があります。ローエンドの TTR テスターには適切なノイズ フィルターがないため、ここでガベージ データが得られます。当社の 3 相 TTR テスターは、差動信号処理とシールドされたテスト リードを使用してノイズをカットするため、132kV の変電所であっても、数秒で信頼性の高い再現可能な読み取り値が得られます。当社では、顧客にこれらのユニットを 220kV 変電所で古い従来の TTR ツールと並べてテストしてもらいました。その結果、古いものでは見逃されていた 0.3% の位相のずれが検出されました。これは、変圧器の不均衡な負荷と過熱につながる可能性のあるものです。これがここでの本当の利点です。テスターは高電圧空間で動作するだけでなく、問題を実際に防ぐのに十分な機能を備えています。
ちょっと待ってください。しかし、高圧変圧器に特有のテスト プロトコルについてはどうでしょうか?高圧変圧器の多くは油浸されていますよね？これらは大きくてかさばるため、電源が限られている遠隔地の変電所に設置されることがよくあります。当社の三相 TTR テスターは持ち運び可能で、8 時間以上持続する充電式リチウムイオン電池で動作するため、発電機を現場まで引きずり出す必要はありません。多くの遠隔地にある変電所サイトには簡単にアクセスできる AC 電源がないため、これは状況を大きく変えるものです。さらに、昇圧変圧器と降圧変圧器の両方をテストできます。これはまさに高電圧送電ネットワークで見られるものです。しかし、待ってください。TTR テストは変圧器の完全な健康診断の一部にすぎません。巻数比だけにとどまる必要はありません。そのため、当社のカタログには、高電圧変圧器のメンテナンス用に三相 TTR テスターと完璧に組み合わせられる他のツールが含まれています。たとえば、変圧器短絡インピーダンス測定テスターを使用すると、短絡後に現れる可能性がある高電圧変圧器のもう 1 つの重大な故障である巻線の変形をチェックできます。また、絶縁品質を測定するための変圧器誘電損失テスターも備えています。高電圧は絶縁の劣化を早める可能性があるため、これは非常に重要です。高圧系統変圧器の完全な監査を行っている場合、TTR テスターとその他のツールを入手すれば、すべての基準をカバーしていることになります。
ただし、ここで注意点がありますので、ちょっと待ってください。古い三相 TTR テスターを持って高電圧変圧器に近づいてそのまま逃げることはできません。まず、テスターの電圧範囲が変圧器の定格電圧と一致していることを確認する必要があります。最大 50kV の定格を持つテスターは、132kV の変圧器では動作しません。単純なことですが。次に、テスターに絶縁が内蔵されている場合でも、ロックアウト/タグアウト (LOTO) 手順に従う必要があります。高電圧作業は常に危険を伴うため、テスターはツールであり、適切な安全プロトコルの代替品ではありません。第三に、テスターを定期的に校正する必要があります。高電圧環境では、温度変動（屋外の変電所は夏には非常に暑くなり、冬には氷点下になります）が校正に影響を与える可能性があるため、読み取り値を正確に保つためには、年に一度（または半年に一度）校正することは交渉の余地がありません。当社ではすべてのテスターに校正サービスを提供しているため、ご自身で校正を行う必要はありません。
もう 1 つのよくある質問: 高電圧環境で 3 相 TTR テスターを使用して通電中の変圧器をテストできますか?待ってください、ほとんどの TTR テストは通電されていない変圧器で行われますよね?通電中の変圧器をテストすることははるかに危険であり、有効電圧のために正確な測定値を取得するのが困難だからです。しかし、低電流でライブ TTR テストを実行できる高度な TTR テスター (当社のモデルを含む) もいくつかあり、これは通電中の高電圧変圧器をシャットダウンせずに迅速にチェックするのに役立ちます。変圧器がオフになるたびに収益が失われるため、これは送電網運営者にとって大きなプラスとなります。当社のライブ TTR テスト機能により、安全ガイドラインに従っている限り、サービスを中断することなく比率の測定値を取得できます。テキサス州の電力会社の顧客は、夏の需要のピーク時にこの機能を使用して、10 万ドル以上の収益損失が発生する可能性がある計画停止を回避しました。これは、高電圧作業であっても、優れた三相 TTR テスターに投資する価値のある現実的な価値です。
ちょっと待って、過酷な高電圧環境での長期使用について話しましょう。変電所はほこりや湿気が多く、風雨にさらされているため、テスト機器には耐久性が求められます。当社の三相 TTR テスターは IP65 等級に準拠しており、防塵性があり、水の噴霧にも対応できるため、屋外の変電所に最適です。当社は、ほこりや風が常に問題となる鉱山作業 (加工工場用に高圧変圧器を備えている) や風力発電所にユニットを送りましたが、何年も使用した後でも問題なく動作しています。ほこりの多い環境で 1 か月も放置すると故障し始める安価なテスターと比較してください。当社のユニットはその用途に合わせて設計されています。
ここで、私がいつも耳にする通説について考えてみましょう。「高電圧空間で作業するには、巨大でかさばるラボ用テスターが必要です。」それはもう真実ではありません。最新の 3 相 TTR テスターは、工具用バックパックに収まるほどコンパクトで、軍手をしていても使いやすいカラー タッチスクリーンを備えています。テスターの操作に電気工学の学位は必要ありません。当社の技術サポート チームがすべての顧客にオンサイト トレーニングを提供しているため、変電所で 5 年の経験を持つ技術者でも 30 分でテスターの使い方を習得できます。現場では 100 ページのマニュアルを読む時間はないので、これは重要です。
高電圧作業用の他の試験装置と組み合わせて使用する場合はどうですか? 220kV 変圧器の完全な状態評価を行っているとします。最初にTTR試験を行って巻線比を確認し、次に当社が取り扱う短絡インピーダンス試験器などを使用して巻線の変形を確認し、全自動誘電損失試験器を使用して絶縁状態を確認します。これらはすべて、当社の三相 TTR テスターと連携して動作し、交換に何百万ドルもかかる高電圧資産にとって重要な変圧器の状態の全体像を提供します。それは医者に行くようなものです。一度の検査を受けるだけでなく、すべてがうまく機能しているかどうかを確認するためのパネルが表示されます。高圧変圧器も同様です。
では、これを裏付けるために実際のデータを見てみましょう。私たちは最近、太平洋岸北西部で 150 以上の高圧変圧器を運用している地域電力協同組合と調査を行いました。彼らは最大 34.5kV までしか定格のない古い TTR テスターを使用していました。そのため、当社の 3 相 TTR テスター (最大 230kV まで定格) にアップグレードしたところ、変圧器あたりのテスト時間が 92% 短縮され、12 か月間で高電圧フリートの 4 つの隠れた障害を検出できました。これらの障害は計画外の停止につながり、合計 10,000 人以上の顧客に影響を及ぼしていたでしょう。これは単に機器の勝利ではなく、信頼性と顧客の信頼の勝利でもあります。
しかし、待ってください、まだ限界があります。 500kV 以上などの超高圧 (UHV) 変圧器を使用している場合は、その電圧範囲に定格された特殊な TTR テスターを使用する必要がある場合がありますが、当社の標準高電圧三相 TTR モデルでも、現在使用されている高電圧変圧器 (11kV ～ 230kV) の 99% に完全に対応します。 UHV アプリケーションの場合、当社は適切なカスタム機器を見つけるお手伝いもできるため、すべてに適合する唯一のサイズがあるわけではありません。
ここで、元の質問に戻りましょう。三相 TTR 変圧器の巻数比テスタは高電圧環境でも使用できますか?簡単な答えは「はい」ですが、それは適切なテスターを選択し、安全プロトコルに従い、正しく使用した場合に限られます。薄っぺらなプラスチックのケースに入った、古くて安いユニットですか？いいえ、それらは低電圧ワークショップ用です。私たちがABで作っている、耐久性が高く、絶縁され、ノイズフィルターが施された、持ち運び可能なものですか？確かに、それらはまさにその仕事のために作られています。
あなたが変電所の技術者、送電網事業者のメンテナンス管理者、または高電圧変圧器を使用する産業プラントの管理者であれば、「ほとんどの場合」動作する機器に妥協する必要はありません。当社の三相 TTR テスターは、高電圧環境で厳密にテストされ、コア材料の品質をチェックする変圧器材料アナライザーや前述したツールなどの他の重要なツールと組み合わせて、可能な限り最も正確な測定値が得られることを確認します。また、柔軟な資金調達オプションも提供しているため、テスト機器をアップグレードするために多額の一括資金を前払いする必要はありません。
高圧変圧器試験装置のアップグレードについて相談する準備ができている場合は、ここから当社のチームにご連絡ください。33kV 配電変圧器を試験する場合でも、220kV 送電ユニットを試験する場合でも、当社はすべての質問にお答えします。障害が発生するまで待って、テスト機器が機能していないことに気づく必要はありません。
参考文献
- IEEE Std C57.12.90-2015、「液体浸漬配電、電力、および調整変圧器の標準テストコード」
- 高電圧変電所試験装置に関する国家電気安全委員会 (NESB) ガイドライン
- AB Electrical Testing Instruments 社内試験レポート: 132kV 変電所環境における 3 相 TTR テスターのパフォーマンス (2023)
- 電力網メンテナンス協会 (PGMA) 「2022 年変圧器状態監視のベスト プラクティス」
