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【2021年版】高圧トランス2選 / メーカー11社一覧

高圧トランスのメーカー11社・14製品を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


高圧トランスとは

トランスは変圧器とも呼ばれ、入力した電流の電圧を別の電圧に変換して出力する装置です。

入力した電圧よりも低い電圧に変換することを降圧、逆に高い電圧に変換することを昇圧と呼びます。交流電流において、低圧・高圧・特別高圧という規格があり、600 Vから7 kVまでを高圧と呼びます。

高圧トランスは、このように定められた規格の電圧を一次電圧として入力し、降圧・または昇圧された二次電圧を出力するトランスです。

高圧トランスの使用用途

発電所で発電された電力は数万Vと非常に高圧です。これをユーザーにそのまま送電しても利用することができません。

しかし、送電効率の観点から供給元のすぐ上流までは高圧・低電流で送電し、トランスを用いて利用可能な電圧まで降圧するということが行われています。

一般に高圧トランスは、工場・病院・商業施設のように電力消費の多い大規模な施設に電力を供給する際に用いられます。この際、キュービクルという高圧受電施設に組み込まれ、屋上などに配置されます。

高圧トランスの原理

高圧トランスに関わらず、電圧を変換するトランスの原理は基本的に共通しています。

トランスは二本のコイルによって構成されています。この二本のコイルは電気的には分離されていますが、鉄心と呼ばれるコアによって磁気的にはつながっています。

入力側のコイルを一次コイル、出力側を二次コイルと呼びます。一次コイルに電流を流すとアンペールの法則に基づいて磁束が発生します。

この磁束は鉄心を通して二次コイルに伝わり、ファラデーの電磁誘導の法則に基づいてコイルの巻数に応じた電圧が発生します。この様に、絶縁された二つのコイルをうまく利用することで、入力した電流と出力される電流の電圧を変換することができます。トランス内部では電力損失に伴って発熱するため、これを冷却する仕組みが導入されています。

冷却のために巻き芯を絶縁油で冷却する油入方式と、油を使用しないモールド方式とがあります。高圧トランスは厳密な防災対策を求められるような施設で使用されることが多いため、火災のリスクがより低いモールド式が採用されることが多いです。

高圧トランスの価格

高圧トランス自体は、仕組みが簡便な為、産業用機器の中では比較的安価です。一般的な6,600V/3,300Vから400V/200V/105Vの変圧器であれば重電販売を行う各社でカタログ品が存在します。カタログ品は2,000kVA付近を上限に、それ以上は受注生産品となります。

油入自冷式のトランスは、数十kVAのものは数十万円、2,000kVAであれば数百万円~二千万円が一般的な金額です(2021年現在)。モールド式の場合はより高価です。

一般的な降圧用のトランスであれば上記金額ですが、スコット結線や二重星形結線など、特殊仕様のものは受注生産であり、重電各社へ相談となります。

高圧トランスの容量

高圧トランスの容量は巻線の許容される電流値と磁気鉄心の容量によって決定されます。巻線に許容値以上の電流が流れた場合、トランスの焼損を招くため過電流継電器で変圧器を保護します。

また、三相電動機などの容量はkW(キロワット)を単位とするのに対し、高圧トランスの容量はkVA(ケーブイエー)を単位とします。負荷の力率によって高圧トランスに掛けられる仕事量に違いがあるため注意が必要です。

力率が1から遠いほど掛けられる仕事量は少なくなります。高圧トランス二次側の力率を1に保ち続けることで高圧トランスを容量分無駄なく使用することできます。産業用機械はモーターが多いため、力率は遅れ方向に振れることが多いです。対策としては電力用コンデンサを負荷と並列に接続することで補償するのが一般的です。

高圧トランスは60%付近の負荷が最高効率となるように設計されます。従って、通常使用容量が60%付近となるように、容量には余裕をもって選定します。

単相三線式の高圧トランスのカタログ品は300kVA付近が上限で、三相400V/200Vのトランスは2,000kVAが上限です。
キュービクル式とした場合は筐体の大きさや冷却能力の関係で、市販品は750kVA付近が上限です。

油入変圧器の場合は絶縁油に第3石油類が使用されます。高圧トランスの容量が大きくなり、油量が400Lを超えると油単体では危険物として消防法の規制が掛かるので注意が必要です。また、容量が大きくなるにつれて自冷式トランスを使用することが難しくなるため、強制循環式が採用されます。

 参考文献
https://www.hitachi.com/products/energy/TandD/tr/index.html
https://www.thomasnet.com/insights/high-voltage-transformer-considerations/
https://www.electricityforum.com/td/utility-transformers/high-voltage-transformers
http://fa-faq.mitsubishielectric.co.jp/faq/show/16249?category_id=1908&site_domain=default

高圧トランスのメーカー情報

高圧トランスのメーカー11社一覧


高圧トランスのメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 東芝インフラシステムズ株式会社
  2. 2 株式会社ダイヘン
  3. 3 田淵電機株式会社

設立年の新しい会社

  1. 1 東芝インフラシステムズ株式会社
  2. 2 パワーサプライテクノロジー株式会社
  3. 3 株式会社日立産機システム

歴史のある会社

  1. 1 株式会社ダイヘン
  2. 2 田淵電機株式会社
  3. 3 電気計器株式会社

高圧トランス2選

高圧操作用モールド変圧器

電気計器株式会社 高圧操作用モールド変圧器 画像出典: 電気計器株式会社公式サイト

特徴

電気計器株式会社の高圧トランスETS-3KEDFは、高圧用受配電盤の引き外しと主開閉器投入の操作に必要な電源変圧器です。

また、機械的強度、対薬品性、耐湿性に優れ、耐衝撃波電圧特性と交流耐電圧特性に関しても信頼性が高い製品です。

各負荷力率における電圧変動率が低く設計されており、遮断器投入時の瞬時容量が高く選定することができます。

高圧用樹配電盤など瞬時容量が高いトランスを使用する際、電気計器株式会社の高圧トランスETS-3KEDFはおすすめです。

電気計器株式会社の会社概要

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22kV特別高圧油入変圧器

株式会社日立産機システム 22kV特別高圧油入変圧器 画像出典: 株式会社日立産機システム公式サイト

特徴

株式会社日立製作所の22 kV特別高圧変圧器の特徴は、油入変圧器とモールド変圧器の2種類が用意されている点です。

油入変圧器は従来製品と比較して消費電力が約40 %の削減可能であり、風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギー向け機器にも対応できます。

モールド変圧器は低騒音型変圧器であり、高層ビル内やオフィス内など屋内設置を考慮した変圧器となっています。

再生可能エネルギー発電所で使用したい場合は油入変圧器、屋内で使用したい場合はモールド変圧器がおすすめです。

株式会社日立産機システムの会社概要

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高圧トランスの14製品一覧

高圧トランスの中古品


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