변압기(Transformer)의 구조 / 변압기의 결선방식

변압기의 운전방안 검토 / 변압기의 구조 등

 

 

1. 변압기 운전방안 검토

 

 

 

2. 변압기 설비

반응형

• 차량기지용 변압기 설비는 손실을 최소하며 안정적인 전원공급이 가능한 1단 강압방식으로 적용하였으며 몰드변압기를 적용하여 유지 보수 및 운영상 편리하도록구성하였다.

 

 

3. 변압기 기술시방

예비품

 

 

4. 변압기 부대 장치

•Dial 온도계 (경보 접점부)

•온도보호계전기 (26H/L)

•기초 판넬 및 앙카볼트

•접지단자

•단자대 및 외부케이블 결선용 터미날러그(2차측)

•명판(전, 후면)

•큐비클 내 조명등 (220V AC)

•콘센트 (2P 15A 300V AC)

•보조회로 이면배선 및 단자대

•제어회로 이면배선 및 단자대

 

 

5. 배전용 변압기

1) 구조, 규격 및 성능

 

 

6. 변압기의 시험

•외관시험 (구조 및 치수검사)

•권선저항 측정

•온도 상승 시험 (형식승인시험)

•변압비 측정

•극성 및 각변위 시험

•Impedance 및 부하 손실 시험

•내전압 시험 (충격과 시험은 형식승인 시험)

•무부하 손실 및 여자전류 측정

•부분방전 시험 (형식 승인 시험)

•효율 및 전압변동율 계산

 

 

7. 고압 배전용 변압기

•부대장치

- Dial 온도계 (경보 접점부) - 인양고리

- 온도보호계전기 (26H/L) - 방진고무

- 기초 찬넬 및 앙카볼트                          - 위험표시

- 접지단자                                              - 고압단자

- 명판 (전,후면)                                      - 저압단자

- Cubicle 내 조명등 (220V AC) - TAP 절환단자

- 콘센트 (2P 15A 300V AC) - 냉각 Fan

- 보조 및 제어회로 이면배선 및 단자대

 

 

8. 저압 배전용 변압기

 

 

9. 변압기의 구조

1) 철심

투자율이 높고 히스테리시스손이 적은 방향성 규소강판을 사용하여 철손 및 여자전류가 적도록 성층 철심으로 가공조립

- 히스테리시스손 경감 : 냉간 압연된 방향성 규소 강판

- 와류손 경감 : 두께 3~3.5mm정도로 성층 철심

- 철심 형태 : 내철형 및 외철형

 

2) 권선

* 권선의 종류 : 환형동선(소용량Tr) 및 사각동선(대용량Tr)

* 권선의 특징

가) 온도 변화시의 수축 팽창에 의한 절연손상 방지.이상 운전상태에서의 동요 방지,충분한 절연유 순환으로 국부 가열 발생을 경감시킬 수 있는 적합한 형태로 가공조립

나) 철심 및 고저압 권선 사이에 절연 격리판 시설(고저압 혼촉방지), 코일 단말에는 선로의 이상 상태를 견디는 보호장비 구비, 변압기 단락사고 시의 스트레스에 충분히 견딜수 있어야 한다.

 

3) 부싱

* 부싱의 종류 : 단일형 부싱(30kv급) 및 콘덴서형 부싱(30kv이상)

* 부싱 접속방법 : clamp 타입 및 stud타입

* 부싱재질 : 균등질 자기제품, 견고하며, 흡집이 없고 방습형 일것, 아크섬락에 견딜것

* 외부 단자 : 은도금 실시(나사부분제외)

 

4) 절연유

* 절연유의 종류 : 1종 광유4호(66kv이상), 1종 광유2호(66kv급미만)

.(주 : 구토 및 시력장애를 유발시키는 PCB가 함유되지 않토록 주의할 것)

* 절연유 보호장치 : 콘서베이터형(3MVA미만) 및 질소봉입형(3MVA미만)

* 절연유 열화원인 : 수분흡수에 따른 산화작용, 금속접촉, 절연재료, 직사광선, 이종 절연유 혼합 등

* 절연유 열화 판정시험 : 절연파괴시험법<신유(30KV.10분간),사용유(25KV,10분간)>

* 산가시험법 : 염가 0.2(양호). 염가 0.4이상(불량), 신유 염가(0.02정도)

* 절연유 여과방법 : 원심분리기법, 여과지법, 전기적 여과기법, 흡착법, 화학적방법 등

(1000KVA이하 변압기는 활선여과 가능)

 

5) 탱크

* 재질 : 일반구조용 압연 강재(SB-41)사용, 운반취급시 충격 진동등에 견딜 것

* 방압밸브 : 66KV급, 10MVA이상 변압기는 진공 주유 구조로 방압 밸브 부착

* 탱크부속장치 : Lifting eye,Jack pad,,pulling eye, 유온 및 권선온도 지시용 온도감지기 , Drain밸브, Pressure밸브, 라디에이타, 접지단자 등

 

6) 기타 부속품

* 방압장치 및 충격방압계전기, 권선 온도 지시계기, 다이알 액면계, 부흐홀쯔 계전기, 보조접점, 공동 단자함, 사다리(10MVA이상)

* 피뢰기 - 60KV, 10MVA이상 - 변압기 보호용 피뢰기를 분체 내부에 내장

- 60KV, 10MVA미만 - 보호용 피뢰기 별도 시설(22KV선로, 20m이내 이격)

* 변압기 도장 : 노출금속 부분은 방청도료 2회 도장, 변압기 본체색은 (10B2K/1.18)로 도장

 

 

10. 변압기의 냉각 방식

1) 변압기의 냉각방식 : 기냉식, 유입식, 강제식

* 기냉식 : 건식 자냉시(AN)(소용량), 건식 풍냉식(AF)(500KVA이상), 건식 밀폐 자냉싱(ANAN)

(Mold 타입변압기에 주로 적용되며 큐비클 내장 방식에 일반적으로 많이 사용)

* 유입식: 유입 자냉식(ONAN), 유입 풍냉식(ONAF)(30% 용량 증가), 유입 수냉식(ONWF)

* 강제식 : 송유 자냉식(OFAN), 송유 풍냉식(OFAF)(300MVA이상), 송유 수냉식(OFWF)

 

2) 용량별 적용 예

* 10MVA 미만 - 유입 자냉식, 10MVA～60MVA 미만 - 유입 풍냉식

* 60MVA 이상 - 송유 풍냉식, 옥내 60MVA 이하 - 송유 풍냉식.

 

3) 유입 풍냉식

* 유입 자냉식과 동일 구조로, 저소음ㆍ고효율의 냉각팬을 구동하면 출력 30% 이상 증가

* 변압기 권선온도에 대응하여 냉각팬의 구동, 경보 등의 기능을 가지는 온도계전기 구비

* 자동/수동 제어용 절환 스위치, 자동제어용 부속장치를 내장시킨 내구성 제어함 구비

 

 

11. 변압기의 결선방식과 특성

1) Y-Y 결선방식

1-1) 적용부분

50KVA이하로 중성점이 필요없는 계통의 결선방식, 변압기의 정격전압 = 선간전압의 1//3배

 

1-2) 장점

- 중성점을 접지할 수 있으므로 단절연 방식을 채택할수 있어 절연등급이 높아지지 않아 22.9KV 다중접지 선로에 적용

- 상전압 = 선간전압의 1//3 ( 고전압의 결선에 적합)

- 변압비. 권선 임피던스가 서로 틀려도 순환전류 흐르지 않습니다.

 

1-3) 단점

제3고조파 여자전류의 통로가 없어 유기전력의 제3고조파가 중성점의 접지선을 통하여 통신선에 전자유도장해

 

2) Y-△ 결선방식

2-1) 적용부분

75KVA이상으로 중성점이 필요없는 부분에서의 결선방식, 1차권선 전압이 선간전압의 1//3이므로 감압용에 적당. (우리나라 TR. CT. PT는 모두 권선방식이 감압용)

 

△-Y 결선방식

가-2) 적용부분 : 저압 측에 중성점이 필요한부분에 사용. 주로 제어전원을 사용하기위해서 Y결선을 사용. 2차권선 전압이 선간압의 1//3이므로 승압용에 적당

 

2-2) 장점

△-△결선과 Y-Y결선의 장점 공유

    

2-3) 단점

Y-△결선 및 △-Y결선에서는 30。의 위상변위가 생기며 이 위상변위의 차이가 단락 사고로 발전하여 변압기가 소손되거나 전원 측의 과전류차단기 동작

 

3) △-△ 결선방식

3-1) 적용부분

75VKA이상으로 저압-저압의 용량으로 보통보다 큰 규모에 적용

 

3-2) 장점

- 제3고조파 여자전류가 △결선 내를 순환하므로 정현파 교류전압을 유기하여 기전력이 왜곡을 일으키지 않는다

- 1상이 고장나도 나머지의 2개로 V결선을 하여 사용할 수 있다.

- 각 변압기의 상전류가 선전류의 1//3이 되어 대전류에 적합

 

3-3) 단점

중성점을 접지할 수 없으므로 지락사고의 검출이 곤란하고, 변압비가 다른 것을 결선하면 순환전류가 흐른다.

- 각 상의 권선임피던스가 다르면 3상부하가 평형이 되어 있어도 변압기의 부하전류는 불평형 발생

 

4) V-V 결선방식

△-△결선에서 1상을 제외한 것으로 현재는 경부하이지만 장래 부하증가가 예상되는 경우나 △-△결선에서 변압기 1대 이상 발생시(1상고장시) 나머지 2대의 변압기로 응급 처치할 경우 쓰인다. 그러나 이용율이 나쁘고 전압강하가 불평형하게 되므로 1차측에 평형전압을 가해도 부하시의 2차측 전압은 불평형이 된다.

 

5) Y- 지그재그접속

1. 2차측 모두 중성점이 필요한 경우. 각 변압기에 제3의 권선(3차권선)을 삽입하여 이를 △접속시켜 제 3고조파 여자전류를 순환시키는 방법이고, 또 2차권선을 둘로 나누어 다른 변압기의 권선을 직. 병렬로 연결하여, 제3고조파 여자전류는 각각 서로 상쇄되어 외부에 나타나지 않는다.