電験3種「法規」のポイント その15 変圧器の全日効率

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電験3種「法規」のお勉強15回目のテーマは「変圧器の全日効率」です。

 

変圧器の損失

変圧器の損失には、「鉄損」と「銅損」の2種類があります。

変圧器の損失には、通電しているだけで負荷に関係なく生じる損失「無負荷損 (= 鉄損)」と、負荷の代償によって損失量が変化する「負荷損 (= 銅損)」に分けられます。

 

無負荷損の分類

無負荷損は、さらに「ヒステリシス損」と「うず電流損」の2種類に分けることができます。

ヒステリシス損とは、一度磁化された後の残留磁気による影響が及ぼす損失のことを言います。

 

全日効率の求め方

全日効率は以下の式で求めることができます。

全日効率 = (全出力電力量 * 100) / (全出力電力量 * 無負荷損電力量 * 負荷損電力量)[%]

全日効率とは1日の全出力電力量を1日あたりの無負荷損電力量と負荷損電力量、全出力電力量の合計で除したものをパーセントで表現したものです。

 

1日当たりの無負荷損

単位が [W・h] の場合1日あたりの無負荷損電力量は、無負荷損に24(時間)を掛け合わせることで求められます。

無負荷損は1時間あたりの電力損失を表しているので、1日あたりでは24倍となります。

 

銅損電力量

銅損電力量は、定格容量に対する負荷容量割合の2乗に比例します。

銅損は負荷によって変わるので、一定時間あたりの定格容量のうち、使用している割合の2乗に時間と銅損を掛け合わせることで割り出せます。

 

周波数とうず電流損

高周波になるほどうず電流損は大きくなります。

鉄片などを磁気を帯びた場所に入れると、それを取り出した後鉄片自身が磁気を帯びます。この現象を残留磁気とよびますが、鉄片がこれまで磁気を帯びていた経緯があったものして、磁気ヒステリシスと呼び変えられる場合があります。

うず電流は、周囲の磁界が変化した際に、電磁誘導によって金属内に生じるうず状の誘導電流で、この誘導電流と鉄心の抵抗から発熱等により電力損失が生じます。

これをうず電流損といい、高周波のものになればなるほど、中心部ではうず電流が生じやすくうず電流損の比率も大きくなります。

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