三相変圧器の銅損について

質問

３Φ変圧器　１５０Kva 400V/200V Δ-Y結線のデータを取りました。
　　　銅損＝１５２４W
　　　測定抵抗地　一次側コイル＝0.01Ω　二次側コイル＝0.003Ω　巻数比＝２
　　　一次換算の場合、0.003＊２^2(4)=0.012Ω+0.01Ω＝0.022Ω
　　　相電流150000/400/3=125A^2＊0.022Ω＊３＝1031W？
　　　計算式に何が足りないのでしょうか？
　　　よろしくお願いいたします。

回答No.4

ohkawa3 · ベストアンサー

＞1次銅損と2次銅損が同じか？
トランスの設計次第なので、同じであるということはできません。とはいっても、3次巻線などがある特殊な構造ではないトランスであって、常識的な設計をしている場合は、1次銅損と2次銅損が極端に異なることは無い筈です。
1次銅損と2次銅損が同じと仮定したのは、巻線抵抗の順当な値を推測するための便法とご理解ください。なお、１次換算又は２次換算して巻線抵抗を総合して考えるのであれば、このように1-2次を分離して考える必要はありません。

巻線抵抗の測定方法：
Δ結線であって、6端子ではなく、完成品のトランスとして3端子に仕上がっている場合、1相分の巻線だけの抵抗値を単独で測定することはできません。
Y結線であって、中性点のタップが引き出されていない場合も、1相分の巻線だけの抵抗値を単独で測定することはできません。
低抵抗の測定は、測定のテクニックとしても注意を払う必要があると同時に、上記のようにどのような結線でどの部分の抵抗を測定したかを的確に把握することも重要です。

150kVAの3相トランスを試験できるだけの設備があるということは、ある程度の規模のトランスメーカーさんであって、当然に先輩社員もいらっしゃると思います。Q&Aサイトよりも、先輩社員の指導を受けることを第一に考えることをお勧めします。

お礼

いつもご教授頂いてありがとうございます。
　トランス製品状態からのデルタ・スター結線状態で相間からの抵抗値では相単体の抵抗値は求められないと
　いう感じと理解致しました。
　おっしゃるとおり電源トランス製造にかかわっておりますが、会社が小さいもので、詳しいものがおらず、
　半分独学で学んでおります次第です。
　質問においても、いつも雑で申し訳ございません。
　参考になりました。
　再計算してみます。

回答No.3

ohkawa3

回答(2)再出
巻線抵抗を実測したのか／していないのかご回答を頂けないので、銅損＝１５２４Wを基に、巻線の抵抗値がどの程度の値が順当であるか試算してみます。
まず、三相トランスを、3個の単相トランスに分解します。三相で150kVAなので、分割した単相トランスの容量は、150kVA÷3＝50kVAです。Δ-Y結線であることを考慮すると、1次定格は、400V×125A、2次定格は、200÷√3＝115.5V×433Aです。
1相分の銅損は、1524W÷3＝841.4Wと考えられ、1次銅損と2次銅損が等しいと仮定すれば、それぞれ420.7Wということになります。
銅損から抵抗値を求めれば、次のような値が順当と思います。
1次抵抗＝420.7W÷125A^2＝0.0269Ω（Δ結線の電圧線間一相分）
2次抵抗＝420.7W÷433A^2＝0.00224Ω（Y結線の中性点－電圧線間一相分）

今一度お尋ねしますが、巻線抵抗を実測なさったのでしょうか？

変圧器全体を一括して、短絡試験によって銅損を測定したデータだけでは、原理的に1次銅損と2次銅損を分離できません。上記の試算は、1次銅損＝2次銅損と仮定してけいさんした値です。また、銅損は、銅線の温度によって変化しますので、きちんと辻褄のあう計算がしたければ、銅損や抵抗値を測定した巻線温度の値を考慮する必要があります。

計算ミスがあるかもしれませんので、ご質問者さんも検算してみてください。

補足

いつもありがとうございます。
　出来上がった製品（既に相間は結線済み）について、電源印可、短絡試験とは別に
　各相ごとに抵抗器で測定しました。三つの相は一次どおし、二次どおし、同じ値でした。

　1次銅損と2次銅損が等しいというのは結線に関係なく基本なのでしょうか？
　よろしくお願いいたします。

回答No.2

ohkawa3

(1-1) 測定抵抗地　一次側コイル＝0.01Ω　二次側コイル＝0.003Ω　と記載なさっていますが、
一次側はデルタ結線、二次側はスター結線であり、それぞれどの部分の抵抗値を測定したのでしょうか？
(1-2) 抵抗はどのような方法で測定なさったのでしょうか？
このような低抵抗を測定するには、適切な手法と、それに対応する測定器が必要と思います。具体的にご提示頂ければ幸いです。
(1-3) 銅損の測定値が有効数字4桁で記載されていますが、これに対応するには抵抗値の測定も同等の有効値が必要とおもいます。実際に測定した値と、測定の不確かさはどの程度に見積もっていらっしゃるのでしょうか？

(2) 銅損＝１５２４W　と記載なさっていますが、
どのような方法で銅損を測定なさったのでしょうか？
例えば、2次側を短絡した状態で短絡に用いた電線にカレントトランスを噛ませて電流を測定できるようにして、1次側に3相電力計を接続して徐々に印加電圧を上昇させ、2次側に定格電流が流れたときの入力電力を読み取ったのでしょうか？

補足

回答ありがとうございます。
銅損は二次側すべて短絡による一次定格電流時のWです。

　一次側コイルはデルタ接続している。各層相間RS ST TRの端子間のデータです。
　よろしくお願いいたします。

回答No.1

fujiyama32

＞測定抵抗値　一次側コイル＝0.01Ω　二次側コイル＝0.003Ω
一次側コイルの抵抗値の測定した時の接続方法はどのように
されてのでしょうか？
例として次のような測定した時の接続方法が考えられます。
1)一次側コイルはデルタ接続している。デルタ接続時のR相とS相の
　端子間を測定した。
2)一次側コイルのデルタ接続している端子をバラして、１相分を測定
　した。

補足

回答ありがとうございます。
銅損は二次側すべて短絡による一次定格電流時のWです。

　一次側コイルはデルタ接続している。各層相間RS ST TRの端子間のデータです。
　よろしくお願いいたします。