トランスの計算

トランスは、あるシステムから別のシステムに電気エネルギー(電力)を誘導によって転送するもので、2 つのシステム間には物理的な接続はありません(アースおよびボンディング接続は除く)。 このため、米国電気工事規定(NEC)では、トランスを「別々に派生したシステム」と呼んでいます。

ほとんどのトランスは電圧を上げたり下げたりしますが、絶縁トランスはそうではなく、単に一次巻線を二次巻線から切り離すだけです。 負荷に接続されているトランス巻線は「2次」です。

1次磁界から2次巻線に誘導できる電圧は、1次電磁界によって切断される2次導体ループ(ターン)数の関数です。 1次側の電圧を「1次線電圧」、2次側の電圧を「2次線電圧」といいます。

変圧器の定格はkVA(キロボルトアンペア)で、1kVA=1000VA(ボルトアンペア)です。

Delta and Wye

Δ結線の変圧器は3本の巻線を端から端まで接続したものです。 線路導体は2つの巻線が接する各点に接続されます。 この方式は、図にすると三角形に見えることから「デルタ」と呼ばれています(ギリシャ語のDを表す記号Delta)。 デルタ/デルタトランスの場合、1次巻線と2次巻線の両方がデルタ結線になっています(図1)。

 図1. デルタ結線の変圧器は、3つの巻線が互いに端から端まで接続されています。Fig.

デルタ結線のトランスでは、3つの巻線が互いに端から端まで接続されています。

ワイ結線のトランスでは、3つの巻線のそれぞれから1つのリードが共通ポイントに接続されています。 各巻線からの他のリード線は、ラインコンダクタに接続されています。 ワイ型二次側を巻線のY字配置で表すことが多い(図2)

図2.ワイ型二次側を巻線のY字配置で表す。 ワイ結線トランスは、3つの巻線からそれぞれ1本のリード線が共通点に接続されている 図2.

線電流

変圧器の線電流は、単相または三相システムに適した式を使用して計算することができます:

単相。 I = VA ÷ E

3-phase: I = VA ÷ (E × 1.732)

過電流保護

過電流に対して変圧器の巻線を保護するには、表450.3(B)およびその適用上の注意に記載されているパーセンテージを使用します。

項450.3(B)は、変圧器に供給または変圧器から出る導体ではなく、変圧器巻線の保護を対象としています。

9A以上の電流の場合、項450.3(B)、注1を適用します。 一次電流の125%が標準ヒューズまたは非調整式サーキットブレーカに該当しない場合、Sec.240.6(A)に記載されているように、次に高い定格の過電流保護装置(OCPD)を使用できます。

Primary overcurrent protection, less than 9A example

質問します。 2kVA連続負荷、単相、240Vトランスの一次側OCPD最大定格は?

一次側電流=(トランスVA定格)÷(一次電圧)

一次側電流=2000VA÷240V

一次側電流=8.33A

一次保護=(一次電流)×(表450.3(B)割合)

一次保護=8.33A×167%

一次保護=13.92A

9A以上の過電流保護の例<4242>質問です。 45kVA連続負荷、三相480V変圧器(図3)の一次側OCPD最大定格は?

 図3. 一次電流が9A未満の場合の変圧器のOCPD定格の算出方法を示します。図3.一次電流が9A未満の場合の変圧器のOCPD定格の算出方法を示します。 一次電流が9A未満の場合のトランスのOCPD定格の計算方法を示します。

一次電流=トランスVA定格÷(一次電圧×1.732)

一次電流=45000VA÷(480V×1.732)

一次電流=トランスのOCPD定格=トランスのOCPD定格÷(一次電圧×2)一次電流=トランスのOCPD定格×(二次電圧×4)<図3.732)<4242><6497>一次電流=54A<4242><6497>一次保護=(一次電流)×(表450.3(B)割合)<4242><6497>一次保護=54A×125%<4242><6497>一次保護=68A<4242>このことから70A OCPDを使用すること。

Primary conductor sizing

Size the primary conductors at least 125% of the continuous loads, plus 100% of the noncontinuous loads, based on the terminal temperature rating ampacities as listed in Table 310.15(B)(16), before any ampacity adjustment .

proteクターはSection 310.15 で規定されているようにアンペアシティ調整後のそのアンペアシティあたり過電流に対して保護をする。 OCPDの定格が800Aを超えない場合は、OCPDの次の高い標準定格(保護する導体のアンペアシティ以上)を使用できます。

一次導体サイズの例

Question: 45kVA連続負荷、三相480V変圧器で、一次側OCPDが70Aの場合、どのようなサイズの一次側導体を使用すればよいでしょうか。

ステップ1: 一次導体のサイズを一次電流定格の125%にする。

I = 45,000VA ÷ (480V × 1.732) = 54A

54A × 1.25 = 68A

4 AWG導体は60℃で70A定格です。

Step 2: 導体がそのアンペア数で保護されていることを確認します。

60°C で 70A 定格の 4 AWG 導体は、70A 一次 OCPD で保護できます。

Secondary conductor sizing

The ampacity of the secondary conductor must at least equal the rating of the device supplied by the secondary conductors or the OCPD at the termination of the secondary conductors …第二の導体の容量は、少なくとも、第二導体の終端で供給されるデバイスの定格または OCPD に等しくなければなりません。

ステップ1: 二次導体から供給されるデバイスの定格を二次定格の125%で決定します。

ステップ2: 二次導体のサイズを決定し、少なくとも二次導体が供給するデバイス定格のアンペア容量を持っています。

二次導体サイズの例 質問 45kVA連続負荷、三相、480V-120/208V変圧器に使用できる二次導体のサイズは?

Step 1: 二次定格電流を決定します。

二次電流=トランスVA ÷ (二次電圧 × 1.732)

I = 45,000VA ÷ (208V × 1.732)

I = 125A

ステップ 2: 二次OCPDは、継続的にロードするサイズ (二次電流の125%)にする.

125A × 1.25 = 156A

したがって、この状況では175AのOCPDを使用します。

ステップ3: 二次導体のサイズは、少なくとも175Aの二次OCPD(ステップ2)のアンペア容量を持つように設定します .

75℃で定格175Aの2/0 AWGを使用する。

接地および結合

二次導体の面積に基づき、セクション 250.102(C) に従ってサイズを決定するシステム結合ジャンパーは、接地電極導体が変圧器の中性点への終端と同じ場所に設置する必要があります。

接地電極導体は、別途派生するシステムの中性点を、Sec. 250.30(A)(4) で識別されるタイプの接地電極に接続しなければなりません。

Avoiding errors

A calculation error can have tragic results.これは、接地されていない二次導体の面積に基づく、Sec. 250.66 による接地電極導体のサイズです。 では、変圧器の計算でエラーが発生する可能性を減らすにはどうしたらよいでしょうか。

関係する数学は特に難しいものではありませんが、間違った式を選択すると、計算が正しくても結果が間違ってしまいます。 次の 4 つの簡単なステップを実行することで、与えられたアプリケーションに対して正しい計算式を選択することができます:

1. VA 定格を再確認します。

2. 一次および二次電圧、単相または三相を特定します。

3. 負荷特性および計算を再確認します。

4. 正しい式を使用したかどうかを確認します。 ここで、目をつぶらずにそれを行うためのヒントがあります。 間違った数式を参照する。 例えば、単相のシステムで作業しているとします。 三相の計算式を見てください。 これは、あなたが使用したものですか? 違っていたら、残念。 次の項目に移って、同じような作業をしてください。

これらの資料は、フロリダ州リーズバーグのMike Holt Enterprises社から提供されたものです。 同社が提供するコード トレーニング教材を見るには、www.mikeholt.com/code をご覧ください。

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