油入変圧器の鉄損を低減するにはどうすればよいですか?

鉄損（または無負荷損失）は、重要な効率パラメータです。 油入変圧器が破れた 、エネルギー消費と運用コストに直接影響します。これらの損失は主に、トランスコア内の交流磁束によって発生するヒステリシス損と渦電流損で構成されます。

1. 変圧器の鉄損を理解する
A. 鉄損の種類
ヒステリシス損失

コア材料内の磁区の再配列が原因で発生します。

コアの材質と磁束密度（B）に依存します。

渦電流損失

コア積層内に循環電流が誘導されます。

より薄い積層と高抵抗のコア材料により減少します。

B. コアロスの影響
動作温度が上昇し、絶縁寿命が短くなります。

エネルギー効率が低下し、電気代の増加につながります。

局所的なホットスポットを引き起こし、老化を促進する可能性があります。

2. コアロスを低減するための主な方法
A. コア材料の選択を最適化する

最良の選択:

Hi-B CRGO 鋼は、コストとパフォーマンスの最適なバランスを提供します。

アモルファスコアは超高効率変圧器（スマートグリッドなど）に最適です。

B. より薄く絶縁されたラミネートを使用する
より薄い積層体 (0.23mm ～ 0.30mm) により、渦電流が減少します。

絶縁コーティング (C3、C5、または C6 グレード) により、層間短絡が最小限に抑えられます。

C. コア設計とスタッキングの改善
ステップラップジョイント

ジョイント部のエアギャップや磁束漏れを低減します。

励磁電流とヒステリシス損を低減します。

留め金具コーナー (45°カット)

磁束の流れを改善し、局所的な損失を低減します。

最適なコア形状

円形または階段状のコアにより、磁路長が最小限に抑えられます。

D. 設計における磁束密度 (B) の低減
より低い磁束密度 (1.8T ではなく 1.5T ～ 1.7T) で動作すると、ヒステリシス損失が減少します。

トレードオフ: より大きなコア サイズが必要となり、材料コストが増加します。

E. 精密製造と組立
しっかりとしたクランプ圧力で振動や層間の隙間を防ぎます。

磁気特性を維持するために、切断/積層中に機械的ストレスを避けてください。

レーザースクライブされたコアにより、磁区の配列が向上します。

F. 高品質の変圧器油を使用する
低粘度で熱伝導率の高いオイルにより冷却性が向上します。

酸化防止剤がスラッジの生成を防ぎ、効率を維持します。

G. 運用上のベストプラクティス
過電圧状態を避けてください (コア損失が指数関数的に増加します)。

絶縁劣化を防ぐための定期的なオイル検査 (DGA、水分含有量)。

変圧器に最適な負荷を掛けます (鉄損は一定ですが、負荷に応じて効率が向上します)。

3. コアロス低減のための高度な技術
A. ナノ結晶コア（将来の動向）
アモルファス金属よりも損失が低い (~0.1 W/kg)。

Metglasよりも高い飽和磁束密度(1.2T)。

B. AI 支援による鉄損予測
機械学習モデルは、製造前にコア設計を最適化します。

C. ハイブリッドコア材料
CRGOとアモルファス合金を組み合わせてコストパフォーマンスのバランスをとりました。

4. ケーススタディ: 50MVA 変圧器における鉄損の低減

重要なポイント:

材料アップグレード設計の改善により、損失が大幅に削減されました。

5. 結論と推奨事項
ベストプラクティスの概要
コストとパフォーマンスのバランスをとるために Hi-B CRGO 鋼を使用します。
絶縁コーティングを施したより薄いラミネート (0.23mm ～ 0.30mm)。
コアの形状（ステップラップジョイント、留め金具のコーナー）を最適化します。
ヒステリシス損失を最小限に抑えるために磁束密度 (1.5T ～ 1.7T) を制御します。
機械的ストレスを避けるための精密な製造。
冷却効果を高める高品質変圧器オイル。

最終的な推奨事項
新しいトランスについては、Hi-B CRGO ステップラップ設計に投資してください。
既存の変圧器については、適切なメンテナンスと油の品質を確保してください。

これらの戦略を実装することにより、メーカーと事業者は効率を高め、エネルギーコストを削減し、変圧器の寿命を延ばすことができます。

今後の展望：

アモルファス/ナノ結晶コアは、次世代の高効率変圧器の主流となる可能性があります。

デジタル ツイン テクノロジーにより、リアルタイムのコア損失モニタリングが可能になります。