변압기의 냉각방식 / 변압기의 구조

변압기의 냉각방식 / 변압기의 구조

 

1. 구조

1) 철심

투자율이 높고 히스테리시스손이 적은 방향성 규소강판을 성층철심으로 가공조립(두께0.3~0.6㎜)된 것으로 형태는 내철형, 외철형, 분포철심형, 권 철심형으로 분류한다.

 

< Pig.01 내철형 >

 

< Pig.02 외철형 >

 

2) 권선

2-1) 종류

환형(동선,또는 알루미늄) : 소 용량변압기,

사각(동선,또는 알루미늄) : 대 용량변압기

2-2) 조립방법

동심배치법, 교호배치법

2-3) 권선의 특징

온도변화시 수축,팽창에 의한 절연손상방지.

이상운전상태에서의 동요,만곡방지

충분한 절연유 순환으로 국부발열발생을 경감할 수 있는 형상으로 가공조립.

고,저압 혼촉방지 절연 격리판 시설.

 

3) 부싱

3-1) 종류

30kv급 : 단일형

30kv급 이상 : 콘덴서형

3-2) 접속방법

클램프, stud 방식

3-3) 재질

균등질 자기제품으로 견고하고, 흠집이 없으며, 아크섬락에 견디는 것으로서 방습형이어야 하며,

외부단자의 모든 접촉면은 나사부분을 제외하고는 은도금 된 것을 사용하여야 하며, 부싱 단자와의 모든접속은 분해 조립할 수 있도록 클램프형 또는 스터드형의 접속단자를 사용하여야 한다.

3-4) 붓싱의 정격

부싱의 정격은 계통공칭전압에 따라 아래의 표와 같다

· 계통공칭전압 154KV-y 결선의 중성점 부싱은 정격전압 72.5KV(정격전류 400A) 사용

· 22.9KV-y 결선의 중성점 부싱은 정격전압 25.8KV(정격전류 400A)의 사용.

· 변압기 부싱의 절연강도는 이 부싱이 연결되는 선로측 권선단자 및 중성점 측 권선단자 각각의 기준 충격절연강도 이상이어야 한다.

 

4) 절연유

4-1) 절연유의 조건

(전기설비 검사업무 처리지침 기술적사항 4 절연유 시험기준)

(절연유의 구 외 유출방지시설 : 전기설비 기술기준 제51조 관련)

절연내력이 클 것.

절연재료 및 금속에 화학작용을 일으키지 않을 것.

인화점이 높고 응고점이 낮을 것.

점도가 낮고(유동성이 풍부), 비열이 커서 냉각효과가 클 것.

저온에서도 석출물이 생기거나 산화하지 않을 것.

4-2) 종류

66kv급 이상 : 1종광유 4호

66kv 미만 : 1종광유 2호

4-2) 보호장치

3000kVA 미만 : 콘서베이터 형

3000kVA 초과 : 질소봉입 형

4-3) 절연유의 열화원인

수분흡수에 따른 산화 작용

금속접촉

절연재료

직사광선

이종 절연유의 혼합 등

4-4) 열화 판정시험( 전기설비 검사업무 처리지침 참고)

절연파괴시험 법 : 신 유(30KV 10분), 사용 유(25KV 10분)

산가시험 법 : 신 유 염가(0.02 정도), 불량(0.4 이상)

4-5) 여과방법

원심분리기법, 여과지법, 전기적 여과지법, 흡착법, 화학적방법 등이 있다.

1000KVA 이하 변압기는 활선여과가 가능함.

 

5) 탱크

5-1) 재질

일반구조용 압연강재(SB-41)를 사용하며, 운반 취급시에도 충격,지동에 견딜 것.

5-2) 방압 밸브

66KV, 10MVA 이상에는 진공주유구조로 방압밸브 부착.

5-3) 탱크부속장치

유 온 및 절연온도 지시용 온도검지기, 드레인 밸브, 라디에이타, 압력밸브, 접지단자, 인양고리 등

 

6) 기타 부속품

방압장치 및 충격방압계전기, 전선온도 지시계기, 다이알 액면계, 부흐홀쯔계전기, 보조접점, 브리더(Breather) 등

피뢰기

60 KV 10MVA 이상 : 본체내부에 내장.

60 KV 10MVA 미만 : 별도시설.

도장 노출금속부분은 방청도료 2회이상

 

2. 변압기의 냉각방식

1) 종류

변압기는 권선 및 철심을 직접 냉각하는 매체와 냉각하는 주위의 냉각매체(공기 또는 물)의 종류와 순환방식에 따라 JEC168 에서는 표와 같이 분류하고 있다.

2) 용량별 적용

10 MVA 미만 : 유입자냉식

10~60 MVA 미만 : 유입풍냉식(옥내의 경우에는 송유 풍냉식)

60 MVA 초과 : 송유풍냉식

 

3) 종류별 특징

3-1) 건식 자냉식

일반적으로 소용량 변압기에 한해서 사용된다.

3-2) 건식 풍냉식

권선하부에 풍도를 마련하여 송풍기로 바람을 불어넣어 방열효과를 향상시키는 것으로 500KVA 이상의 경우에 채용하면 효과적이다.

3-3) 유입 자냉식

보수가 간단하여 가장 널리 사용된다.

권선철심의 발생 열은 대류에 의해 우선 기름에 전해지고 다시 탱크 벽에 전달되어 탱크 벽 외측 표면에서 방사와 공기의 대류에 의해 방열된다.

30~60MVA 이상의 대 용량에서는 소요 방열기수가 많아지므로 자냉식 보다도 강제냉각방식이 일반적으로 유리한다.

3-4) 유입 풍냉식

유입자냉식과 동일한 구조를 가지고 저소음 고효율의 냉각용 선풍기를 구비하면 출력 30% 이상 증가가 가능하다.

변압기 권선온도에 대응하여 선풍기의 구동,경보등의 기능을 가지는 온도계전기를 구비해야 한다.

자동,수동제어 전환스위치,자동제어 부속장치 내장용 제어함 구비.

3-5) 유입 수냉식

냉각사관을 탱크 상부의 내벽에 따라 배치하고 펌프로 물을 순환시켜서 기름을 냉각하는 방식이다.

냉각수의 질이 좋지 못하면 물 때가 끼거나 사관이 부식되어 보수가 어렵다.

3-6) 송유 자냉식

방열기 탱크를 따로 두고 본체 탱크와의 접속관로의 도중에 송유펌프를 설치하여 기름을 강제적으로 순환시키는 방식.

소음 또는 오손 방비 때문에 변압기 본체는 옥내에 설치하고 방열기 탱크는 옥외에 설치하는 경우에 사용된다.

3-7) 송유 풍냉식

송유 자냉식의 방열기 탱크에 송풍기를 설치한 것 등 각종방식이 있는데 가장 널리 쓰이는 것은 탱크 주위에 송유 풍냉식 유니트쿨러를 설치하는 방식이다.

 

4) 전기설비 기술기준에 의한 사항

기술기준 제54조 2항의 냉각장치고장 또는 온도상승 경보장치에 관한 규정