📋 この記事は「高圧受電設備 機器別更新ガイド」シリーズの第3回です。
「変圧器が古くなっているとは聞いているが、まだ動いているから大丈夫だろう」
「変圧器を更新すると電気代が下がると言われたが、本当なのか」
「変圧器を更新すると電気代が下がると言われたが、本当なのか」
変圧器はキュービクルの中で最も重要な機器のひとつですが、
金属の箱の中に収まっているため、劣化の進み具合が外からは見えにくい機器でもあります。
この記事では、変圧器の役割・種類・老朽化した場合のリスク・
高効率タイプへの更新メリットを現場目線で解説します。
変圧器(Tr)とは
変圧器(トランス/Transformer)は、
電力会社から供給される高圧(6,600V)の電気を、
施設内の機器や設備で使える低圧(200V・100V)に変換する機器です。
キュービクルの中核をなす最重要機器であり、
変圧器が止まると施設全体への電力供給が止まります。
| 正式名称 | 変圧器(Transformer) |
|---|---|
| 略称 | Tr(トランス) |
| 役割 | 高圧(6,600V)→ 低圧(200V・100V)への電圧変換 |
| 設置場所 | キュービクル内部(屋内・屋外どちらもある) |
| 更新目安 | 20年(設置環境・稼働状況・点検状況により前後する) |
| 主な種類 | 油入変圧器(絶縁油入り)・モールド変圧器(乾式) |
変圧器の2つの種類
変圧器には大きく2種類あり、設置環境・用途によって使い分けられています。
現在設置されている変圧器がどちらの種類かを把握しておくと、
更新時の選定に役立ちます。
油入変圧器(絶縁油入り)
コイル・鉄心を絶縁油の入ったタンクに浸した構造。
冷却効率が高く、大容量に対応しやすい。
屋外設置・工場・大型施設に多い。
冷却効率が高く、大容量に対応しやすい。
屋外設置・工場・大型施設に多い。
- 絶縁油の劣化・汚染が経年で進む
- 油漏れが発生した場合は環境への影響がある
- 油のサンプリング検査で内部状態を確認できる
モールド変圧器(乾式)
コイルをエポキシ樹脂などで固めた乾式構造。
油を使わないため火災リスクが低く、屋内・地下・病院などに適する。
油を使わないため火災リスクが低く、屋内・地下・病院などに適する。
- 油漏れ・火災リスクが低い
- 絶縁物の劣化は外観では確認しにくい
- 近年の更新では採用が増えている
変圧器が老朽化した場合のリスク
変圧器は外観上の変化が乏しいため、
「まだ動いているから大丈夫」と判断されがちな機器です。
しかし内部では、長期間にわたって確実に劣化が進んでいます。
-
絶縁材の劣化による絶縁破壊・短絡事故
変圧器内部の絶縁材(絶縁油・絶縁紙・エポキシ樹脂)は、
熱・湿気・電気ストレスによって年々劣化します。
絶縁性能が低下すると、内部での短絡(ショート)が発生し、
変圧器の焼損・施設全体の停電につながります。
-
異常発熱・焼損・火災
絶縁劣化が進んだ変圧器は、内部での電流漏れ・放電によって
異常な発熱が生じます。
最悪の場合、変圧器本体の焼損・周囲への延焼(火災)に至るリスクがあります。
油入変圧器では絶縁油への引火も懸念されます。
-
突発的な故障による施設全体の停電
変圧器が突発的に故障すると、施設への電力供給が止まり、
業務・生産・空調・冷凍設備など施設全体に影響が及びます。
緊急での代替変圧器の手配は、コスト・時間ともに大きな負担になります。
-
油入変圧器の絶縁油劣化・油漏れ
油入変圧器の絶縁油は、長期使用で酸化・水分混入・スラッジ生成が進みます。
絶縁油が劣化すると冷却・絶縁性能が低下し、内部故障のリスクが高まります。
また、タンクの腐食が進んだ場合は油漏れが発生し、
土壌汚染・環境問題への対応が必要になることがあります。
-
補修部品の入手困難
製造から20年以上経過した変圧器は、
メーカーでの補修部品の生産が終了しているケースがあります。
故障時に交換部品が手に入らず、変圧器本体ごとの緊急更新を余儀なくされる場合があります。
高効率変圧器への更新で得られるメリット
変圧器の更新は、リスク回避だけでなく省エネ・電気代削減の効果も期待できます。
旧来型と省エネ法トップランナー基準適合の高効率変圧器を比較します。
| 比較項目 | 旧来型変圧器 | 高効率変圧器 (トップランナー基準) |
|---|---|---|
| 無負荷損(鉄損) | 大きい | 大幅に低減 |
| 負荷損(銅損) | 大きい | 低減 |
| 省エネ法への対応 | 対応していない場合が多い | トップランナー基準適合 |
| 電力損失による電気代 | 損失が大きく割高 | 損失低減により長期的に削減効果あり |
| 絶縁性能・信頼性 | 経年劣化で低下 | 新品のため高い信頼性 |
| 補修部品の入手 | 困難なケースがある | 当面は安定して入手可能 |
変圧器の電力損失(無負荷損+負荷損)は、24時間365日発生し続けます。
高効率変圧器への更新によって、この損失を削減することで
長期的な電気代の低減につながります。
容量・設置環境・稼働状況によって削減効果は異なりますので、
現地調査時にあわせてご確認ください。
高効率変圧器への更新によって、この損失を削減することで
長期的な電気代の低減につながります。
容量・設置環境・稼働状況によって削減効果は異なりますので、
現地調査時にあわせてご確認ください。
更新を検討し始めるサインと進め方
変圧器の更新を検討し始めるタイミング
- 設置から20年以上が経過している
- 油入変圧器で絶縁油の交換・サンプリング検査が長期間行われていない
- 変圧器周辺で焦げ臭い・うなり音が大きくなったと感じる
- 外観に油染み・腐食・変色が見られる
- 電気主任技術者の点検で絶縁抵抗の低下・要注意の指摘を受けた
- キュービクル全体の更新を検討しており、合わせて高効率化も図りたい
油入変圧器の絶縁油は定期的なサンプリング検査を
油入変圧器は、絶縁油のサンプリング検査(油中ガス分析)によって
内部の劣化状態を把握することができます。
外観上は問題なく見えても、内部でガスが発生・蓄積している場合があります。
点検で長期間確認されていない場合は、合わせて確認を依頼することをおすすめします。
油入変圧器は、絶縁油のサンプリング検査(油中ガス分析)によって
内部の劣化状態を把握することができます。
外観上は問題なく見えても、内部でガスが発生・蓄積している場合があります。
点検で長期間確認されていない場合は、合わせて確認を依頼することをおすすめします。
この記事のまとめ
- 変圧器はキュービクルの中核機器で、高圧(6,600V)を低圧(200V・100V)に変換する。停止すると施設全体への電力供給が止まる。
- 種類は油入変圧器(屋外・大容量向け)とモールド変圧器(屋内・省スペース向け)の2種類がある。
- 老朽化リスクは絶縁破壊・短絡・焼損・突発停電・油漏れ・補修部品切れと多岐にわたる。外観に出にくいのが特徴。
- 高効率変圧器への更新は、リスク解消に加えて省エネ・電気代削減効果も期待できる。
- 油入変圧器は絶縁油のサンプリング検査で内部劣化を把握できる。長期間未実施の場合は確認を。