計器用変圧器 – metoree本番管理

計器用変圧器とは

計器用変圧器とは、電気計器や制御装置などに電圧信号を発信する装置です。

電力会社の送電電気は6,600V以上の高電圧であり、電圧が高すぎるため、このまま計測器で測定することができません。したがって、計器用変圧器を使用して電圧を100V付近に低下させた後に測定します。これにより、電圧測定計器に直接接続できる仕組みです。

計器用変圧器は絶縁の役割も果たします。送電線網で異常が発生した場合にも、計器用変圧器で回路を絶縁しているため、測定計器の故障を防止することが可能です。これにより、安全性及び信頼性を向上させることができます。

計器用変圧器は電力を取り扱う場合、様々な場面で使用されます。以下はその用途一例です。

電力を計測したい場合は、電源系統の電圧と電流を測定して算出します。計器用変圧器は高電圧の電力系統から計器が取り扱える電圧に変換する役割を果たします。計器用変圧器の二次側配線を電力計に接続することで、正確な測定を行うことが可能です。

電力系統における保護継電器などは、異常電流や異常電圧を検出した際に遮断器などの電力制御装置へ信号を発信します。計器用変圧器は電圧を変換して保護継電器へ入力する装置です。これにより、保護継電器に安定かつ正確な電圧を供給し、正確で迅速な保護判断を下すことができます。

保護継電器や電力計に電源が必要な場合、計器用変圧器によって供給する場合も多いです。これにより、系統電源から計器動作用の電源を取り出すことが可能です。

電力会社の送配電網では、電圧や周波数について基準が定められています。計器用変圧器によって電圧を測定することで、電力の品質を評価することが可能です。電圧の低下や上昇を検知した場合は、変圧器のタップを切り替えるのなどの改善処置がとられることがあります。

計器用変圧器は通常の変圧器と同様に、電磁誘導の作用を利用して電圧を変換します。主に筐体、巻線、鉄心などで構成されます。

計器用変圧器は金属やプラスチックでできた筐体に収められていることが多いです。この筐体は外部から変圧器内部を保護し、安全性や耐久性を確保します。また、外部から触れられないようにすることで、感電災害の防止などの役割も果たします。

巻線は電圧を受け渡しする部分です。銅線などで構成され、鉄心の周りを巻かれています。一次巻線に電圧を印加すると、電磁誘導作用で二次巻線に巻線比相当の電圧が印可される仕組みです。

鉄心は鉄製で環状構造となっており、磁束の経路となる部分です。これにより、一次側からの入力電流が磁束として二次側に誘導され、電圧が変換されます。

計器用変圧器を選ぶ際は、以下の選定要素を考慮することが重要です。

変圧比は入力電圧と出力電圧の比率を示す指標です。変圧器に入力された電圧を、変圧比に従って出力電圧に変換します。接続する制御機器や計器の電圧要件に合わせて選定することが重要であり、変圧比が適切でない場合は機器の破損などを招くため危険です。

耐圧性能は変圧器の絶縁性能を示す指標です。耐圧性能が高いほど、一次巻線と二次巻線および変圧器の筐体との間の絶縁性能が高い値となります。耐圧性能が不足していると、絶縁破壊や漏電が発生し、安全性が脅かされる可能性があります。

容量は計器用変圧器が供給できる電力の量を示す指標です。通常はVAなどの単位で表されます。接続される計器の電力消費量に合わせて選定する必要があります。

容量が不足していると、過電流となるため計器用変圧器の故障を招きます。一般的には容量が高いほど性能が高く高価です。ただし、大型化する傾向にあります。

ヒューズは変圧器を過電流や異常電流から保護するための安全装置です。計器用変圧器にはヒューズが付属する製品も多く販売されています。ヒューズがある場合、変圧器や機器が異常な電流によって損傷を受けることを防ぎます。安全性を確保するために重要な要素です。