JIS、JECでは、「変圧器には見やすい箇所に銘板を取り付けなければならない。」と規定されている。第1表は配電用6kV変圧器の銘板記載事項であり、第1図に油入変圧器の銘板例を示す。

（１）　耐熱クラス

（２）定格容量

（３）定格周波数

① 鉄損

　鉄損 はヒステリシス損 と渦電流損 の合計であり、それぞれ次式で近似される。
　ヒステリシス損 は、
　渦電流損 は、
　一方、変圧器の誘導起電力と磁束には次の関係がある。
　 (4)式から、 、すなわち、 の関係となり、磁路の断面積を 〔m²〕とすると、 なので、 が導かれる。
　これを(2)式に代入すると、ヒステリシス損 は のとき次式で表される。
　同様に、 を(3)式に代入すると、渦電流損 は、
　ただし、 、 ：鉄心材質による定数である。
　したがって、鉄損 は次式のように表される。
　一次誘導起電力 の大きさは印加電圧に等しいので、(7)式から、印加電圧が同一のとき、周波数が減少すると鉄損は増加することが分かる。

② 銅損

　第2図(a)は変圧器と負荷の１相分を一次側に換算した等価回路である。
ただし、
：定格一次電圧〔V〕（1相分）
：定格二次電圧〔V〕（1相分）
：定格一次電流〔A〕
：励磁回路を省略した場合の定格一次電流〔A〕
：励磁アドミタンス〔1/Ω〕
：励磁コンダクタンス〔1/Ω〕
：励磁サセプタンス〔1/Ω〕
, ：一次及び二次巻線抵抗〔Ω〕
, ：一次及び二次巻線の漏れリアクタンス〔Ω〕
：変圧器一次二次巻数比
, ：負荷の抵抗及びリアクタンス〔Ω〕
銅損 は一次及び二次巻線の抵抗損であり、1相分の銅損は次式で表すことができ、周波数の影響を受けない。

③ 励磁電流

　第2図(a)の等価回路において励磁電流 は励磁アドミタンス に流れる電流であり、励磁アドミタンス は鉄損電流 の流れる励磁コンダクタンス と磁化電流 の流れる励磁サセプタンス とから成る並列回路で表される。また、磁化電流 は鉄心を磁化するための電流であり、次式で示される。
　なお、一次印加電圧 〔V〕は(4)式の一次誘導起電力 とは、大きさが等しく方向が反対（位相が逆）である。
　次に自己インダクタンス は次式で表される。
　したがって、磁化電流 は、(4)、(9)式及び(10)式によって、
　一方、鉄心が磁化されると鉄損が発生し、これを補償するため次式に示す鉄損電流 が一次巻線に流れる。
　磁化電流 は磁束 と同相、鉄損電流 は一次印加電圧 と同相になり、励磁電流 は第3図に示すように、磁化電流 と鉄損電流 のベクトル和で表される。
　以上の関係を基に周波数が励磁電流に及ぼす影響を考えると次のようになる。
　(7)式から周波数が減少すると鉄損が増加し、(12)式から鉄損電流 は増加する。
　次に(4)式から一次電圧が同一のとき、周波数 と磁束の最大値 は反比例の関係にあるため、周波数を60Hzから50Hzに変えると、磁束の最大値 は1.2倍に増加する。変圧器の鉄心は周波数に応じた経済設計がされているので、最大磁束が1.2倍に増加すると、鉄心が過励磁となり磁気飽和状態に近くなる。鉄心の磁化力 〔A/m〕と磁束密度 〔T〕の関係は、第4図に示すヒステリシスループを描くため、磁気飽和状態では鉄心の透磁率 が著しく減少する。このため (10)式によって一次巻線の自己インダクタンス が減少し、(9)式によって磁化電流 が増加する。すなわち、周波数が低下すると、磁化電流 、鉄損電流 共に増加し、その和である励磁電流 は増加することになる。

④ インピーダンス電圧

　第2図(b)の等価回路において%で表したインピーダンス電圧 は次式で表される。

　 一般に変圧器は であり、リアクタンスは周波数に比例するので、50Hz器を60Hzで使用すると、インピーダンス電圧は20%程度増加することになり、電圧降下や電圧変動率が増大する。

（４）　定格電圧

　定格電圧は一次側は巻線の基準タップに接続された端子間に印加するために指定した電圧、二次側は無負荷時に発生する電圧であり、共に実効値で表す。定格電圧を一方の巻線に印加したとき無負荷時には他方の巻線に定格電圧が誘起される。

（５）　タップ電圧

　タップは変圧比を変える目的で巻線に設けられた線路端子で、無負荷時に発生または印加される指定電圧をタップ電圧という。タップ電圧には全容量タップ電圧と低減容量タップ電圧がある。全容量タップ電圧は巻線の温度上昇限度を超えることなく定格容量で使用できるタップ電圧であり、Fの記号を付ける。全容量タップ電圧の中で定格電圧を印加する基準タップはRの記号を付ける。低減容量タップ電圧は温度上昇限度を超えることなく使用するためには、定格容量を低減しなければならないタップ電圧であり、記号を付けない。
　第1図(b)の三相100kVAの場合、一次電圧F6,300Vまでが全容量タップ電圧であり、一次電流の最大値は、
　したがって、低減容量タップ電圧6,150Vを使用する場合は次の容量に制限しなければならない。

（６）　短絡インピーダンス

　短絡インピーダンスは定格周波数で基準タップにおいて、一方の巻線を閉路（短絡）し、他方の巻線側から測定した等価的な星形結線に置き換えた（1相分の）インピーダンスをいう。従来、インピーダンス電圧と称したものが規格改正^{（1）（2）}に伴って呼称が変更されたものである。第2図(b)の等価回路においてはΩ値で表した短絡インピーダンス は次式で表される。
　また、短絡インピーダンスは通常、次式のように、基準インピーダンスに対する百分率で表す。
　基準インピーダンスとは基準タップ電圧と定格容量によって次式で表される。
　ここで基準インピーダンスの意味を考えると、第2図(b) の等価回路において変圧器の定格容量を 〔kVA〕、一次定格電圧を 〔kV〕、変圧比を 、負荷のインピーダンスを含めた回路全体のインピーダンスを 〔Ω〕、一次電流を 〔A〕とすると、

　(22)式は(19)式の形式となっている。つまり、基準インピーダンスは定格電圧で定格容量の運転状態において、一次側から負荷側を見た（負荷のインピーダンスを含めた）全インピーダンスを表している。これに対し、短絡インピーダンスは(17)式に示すように変圧器巻線だけのインピーダンスを表す。これを第1図(b)の三相100kVAで試算すると次のようになる。
基準インピーダンス 〔Ω〕は、

　50Hzにおける短絡インピーダンスは、第1図(b)の銘板から2.6%であることから、変圧器1相の短絡インピーダンス 〔Ω〕は、

となる。
　なお、抵抗値は温度によって変化するため、短絡インピーダンスは基準巻線温度に補正した値で表す。温度 で測定した巻線抵抗が であった場合、基準巻線温度 のときの巻線抵抗 は次式で表される。

（７）　定格二次電流

　定格二次電流は、定格容量と定格二次電圧から算出される線路電流の実効値であり、第1図(a)の単相100kVAでは次のように算出される。
　また、第1図(b)の三相100kVAでは次のように算出される。

（８）　巻線の温度上昇

　巻線の温度上昇は変圧器を定格容量で連続運転し、巻線の温度上昇が最高となったときの周囲温度との差をもって定め、単位は〔K〕（ケルビン）を使用する。巻線の最高温度 〔℃〕は抵抗法によって次式から算出する。
　 冷状態の巻線抵抗は変圧器を励磁することなく3時間以上放置した後に、直流を用いて電圧降下法やブリッジ法により測定する。同時に冷状態の巻線温度 を温度計によって測定する。熱状態の巻線抵抗 は、温度上昇試験の最後に負荷を遮断し、速やかに直流電源に切り換えて測定する。負荷遮断後は巻線抵抗が指数的に減衰するため、回帰法、外挿法などによって熱状態（最終）の抵抗を求める。

（９）　結線図

　第5図は単相３線式変圧器の構造と結線を表したものである。二次側結線は単３結線を標準とし、第5図(b)に示すように低圧巻線を２分割し交差接続する。これは105V回路の負荷が不平衡になっても、一次巻線と二次巻線のAT（アンペアターン）が過不足となってインピーダンスの増加を招かないようにするためである。
各鉄心の脚ごとに次の式が成り立つ。
　これによって、 といった不平衡負荷となっても、各鉄心の脚ごとの一次・二次巻線のATは平衡する。
　三相変圧器の一次結線及び二次結線は星形結線と三角結線がある。三相変圧器の結線の組み合わせと位相の変位は第4表のようになる。

〜終わり〜
■ぜひアンケートにご協力下さい■