Name: distribution transformers and voltage control
Uploaded: 2024-11-21T14:54:44.000Z
Duration: 1 min 27 s
Channel: JoVE

配電システムの変圧器には、変電所と配電用変圧器が含まれます。
変電所の変圧器は、絶縁と冷却に鉱物油を使用し、酸化を防ぐために窒素などの不活性ガスを使用するものもあります。
多くの変電所変圧器には、負荷変動に基づいて電圧を自動的に調整する負荷タップチェンジャーが装備されています。
屋外変圧器には、石油の膨張と収縮を管理するためのコンサベーターがある場合があります。
変電所変圧器の定格はメガボルトアンペア(MVA)で、連続負荷容量を反映しています。
一次システムから二次システムに電圧を降圧する配電用変圧器は、屋外、屋内、または地下に設置できます。
配電用変圧器の定格はキロボルトアンペア(kVA)で、液体充填の単相または三相のポールマウントユニットが含まれています。
パッドマウントトランスは、液体充填型または乾式で、単相または三相のいずれかです。
ネットワーク変圧器は、地下金庫室用に設計された大型で液体充填の三相ユニットです。
オイル封入式配電変圧器は、熱時定数が長いため、寿命に大きな影響を与えることなく、kVA定格を超える負荷を短時間処理できます。

配電システムにおける変圧器

配電システムにおける変圧器は、配電用変電所変圧器とその他の配電用変圧器に大別できます。これらは、高い送電電圧を配電およびエンドユーザーの用途に適したレベルまで降圧するために不可欠です。 
配電用変電所変圧器にはさまざまな定格があり、通常は絶縁と冷却に鉱油を使用します。水分や空気が油に侵入するのを防ぐため、一部の変圧器では油の上部の空間に窒素などの不活性ガスを充填します。 
負荷タップ切換器 (LTC) を備えた変圧器は、需要の変動にかかわらず一貫した電圧供給を確保するために、電圧レベルを自動的に調整します。密閉型変圧器には、内部圧力が指定されたしきい値を超えると破裂するように設計された圧力解放ダイヤフラムが付いていることがよくあります。 
屋外変圧器には、温度変化によるオイルの膨張と収縮を防ぐためのコンサベータタンクが組み込まれています。この機能により、湿気やスラッジの形成を防ぎ、変圧器の寿命が長くなります。これらの変圧器は通常、MVA 定格で示される最大連続負荷容量に基づいて定格が付けられます。これらの定格により、変圧器が安全な温度範囲内で動作することが保証されます。配電用変圧器は、一次高電圧システムを二次低電圧システムにリンクします。屋外、屋内、または地下に設置でき、さまざまな種類があります。 
柱上変圧器: 単相または三相のいずれかで、通常は液体が充填されており、自己保護機能があります。架空配電網でよく使用されます。 
パッドマウント変圧器: 地上に設置され、液体充填型または乾式型です。地下配電システムでよく使用され、単相または三相になります。 
ネットワーク変圧器: これらは、通常地下の金庫室に設置される、液体が充填された大型の三相変圧器です。都市部で高負荷密度を処理するために使用されます。 
配電システムの変圧器は、エンドユーザーへの安全かつ効率的な配電のために、電圧レベルが適切に降圧および調整されることを保証します。

配電システムの変圧器には、変電所と配電用変圧器が含まれます。
変電所の変圧器は、断熱材と冷却に鉱物油を使用しています...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

主要用語と概念

Transformers in Distribution System

distribution transformers and voltage control

Distribution transformers and substation transformers step down high transmission voltage for safe delivery to homes, schools, and businesses. In distribution systems, these transformers are usually grouped as distribution substation transformers and other distribution transformers. Their main job is to lower voltage to levels that fit distribution and end-user use.

Distribution substation transformers often use mineral oil for insulation and cooling. Some units keep an inert gas, such as nitrogen, above the oil so moisture and air do not enter. Transformers with load tap changers, or LTCs, can adjust voltage automatically to help keep delivery steady when demand changes.

Sealed transformers may use a pressure-relief diaphragm. This part ruptures if internal pressure rises above a set limit. Outdoor transformers often include a conservator tank, which allows oil to expand and contract as temperature changes. This helps limit moisture and sludge formation and supports longer transformer life.

These transformers are rated by their maximum continuous load capacity, shown as MVA ratings. The rating helps ensure the transformer stays within safe temperature limits. Distribution transformers then connect the primary high-voltage system to the secondary low-voltage system.

Distribution transformers can be installed outdoors, indoors, or underground. Pole-mount transformers are commonly used in overhead distribution networks and can be single-phase or three-phase. They are usually liquid-filled and self-protected. Padmount transformers sit at ground level and may be liquid-filled or dry-type. They are common in underground distribution systems and can also be single-phase or three-phase. Network transformers are large, liquid-filled three-phase units placed in underground vaults. They are often used in cities where load density is high.

Distribution Transformers and Voltage Control

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power system distribution

Electric Power Flow from Plant to Home

Electric power distribution moves electricity from power plants to homes, businesses, and industry through transmission and distribution networks. Power plants convert energy from coal, gas, nuclear, water, and wind into electrical energy. They use three-phase generators, often rated from 50 to 1300 MVA, with terminal voltages from a few kV to 20 kV depending on the unit size and age. The transmission system carries this electricity over long distances with high voltage to reduce energy loss.

primary distribution

Electric Utility Feeders and Distribution

Primary distribution systems move electrical power from substations to consumers. They use several voltage classes, and 15-kV class voltages are the most common among U.S. utilities. Older 2.5-kV and 5-kV primaries are being replaced by 15-kV systems. Higher 25-kV to 34.5-kV classes are used in dense urban areas and in rural regions with long feeders. Many primary systems use three-phase, four-wire multigrounded lines. In this setup, the neutral wire serves as a grounding point. Substations...

secondary distribution

Secondary Distribution Voltage Levels

Secondary distribution carries electrical energy from distribution transformers to customer meters at usable voltage levels. Common U.S. secondary voltages include 120/240 V for homes, 208Y/120 V for residential and commercial buildings, and 480Y/277 V for industrial sites and high-rise buildings. In residential areas, 120/240 V single-phase, three-wire service is often used for lighting, outlets, and large appliances. Dense urban areas may use 208Y/120 V three-phase, four-wire service because...

transformers in distribution system

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distribution reliability and automation

Power Outage Metrics and Distribution Automation

Distribution reliability in electric power systems helps keep electricity flowing with as few outages as possible and at minimal cost. In IEEE standard terms, reliability is the chance that a device will work without failure over a set time or amount of use. For power distribution, that means steady service and fewer customer concerns about blackouts. Engineers use several IEEE Standard 1366-2012 indices to measure how well a distribution system performs. SAIFI, or System Average Interruption...

key terms and concepts

Learn how distribution transformers step down voltage, regulate supply with LTCs, and support overhead, underground, and urban power systems.

Distribution Transformers and Voltage Control | JoVE K12

JoVE Core 電気工学 は、電気回路の基本概念と回路解析テクニックを網羅したアニメーションビデオシリーズです。オペアンプと回路変換および 1 次・ 2 次回路の概念を網羅しています。実験を撮影した実写動画では、設計例や現代社会での応用が含まれており、複雑な概念も分かりやすく学習いただけます。

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Distribution Transformers and Voltage Control

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