변압기
변 압 기 개 요
변압기는 전기기기 중에서 제일 많이 또 제일 널리 사용되고 있으며 전주위의 주상변압기, 라디오 등 가전제품의 소형변압기, 그리고 발전소, 변전소에서 사용하는 전력용 변압기, 건물 구내에 설치하여 사용하는 소내변압기등 그 용도가 다양하다.
변압기는 그 동작원리가 단순한데도 불구하고 전력수요의 증가에 따라 항상 발전하고 있다.
변압기는 전자세력을 매개로 하여 전자유도 작용에 의하여 한편의 권선에 공급한 교류전기를 다른 편의 권선에 동일 주파수의 교류전기로 변환하는 정지 유도장치이다. 여기서는 현장 실무 기술자가 발주, 공장시험, 현장설치 및 유지관리에 필요한 기본적인 사항을 MOLD 변압기 위주로 설명하고자 한다.
적용범위
(1) 이 시방은 정상 사용상태의 건축물 전기실에서 사용되는 전력용 변압기에 대하여 일반적으로 적용한다.
(2) 변압기는 KSC 4303(소형 6kV유입변압기), KSC 4302(중형 3kV 유입변압기) KSC 1113(전력용 몰드변압기 ), ESB 111-863(3 MVA미만의 전력용 변압기) 등의 규격에 적합하여야 하며, 여기에서 명시되지 않은 사항은 특기시방에 의한다.
종류 및 정격
변압기에는 유입형, 건식, 몰드형 변압기등이 있으며, 변압기의 일반적인 정격항목은 다음과 같다. 그리고, 변압기의 종류별 정 격은 특기시방에 의한다.
① 변압기의 단상, 3상별 정격용량
② 변압기 권선의 전압
③ 정격 주파수
④ 각변위, 극성, 단자기호
⑤ 절연종류
⑥ 백분율% 임피던스
⑦ 변압기 각 권선단자의 붓싱 정격등
6.2.7.3 구조일반
6.2.7.3.1 유입변압기
MOLD 변압기의 구조
(1) 철심 (IRON CORE)
철심 재료는 고 투자율의 고급 방향성 규소 강판을 사용하며 철심을 조립한 상태에서도 그 재료의 성능을 충분히 발휘할 수 있는 접합 조임 구조로 한다.
또한 철손과 여자전류를 최소한으로 줄일 수 있도록 설계하고 절단 가공하여 권선을 지지하기에 충분한 기계적 강도를 갖도록 제작한다.
또 철심을 적층한 후에는 부식을 방지할 수 있는 EPOXY 수지로 COATING하여 방청 및 소음 처리를 한다.
(2) 권선 (WINDING)
MOLD 변압기의 가장 큰 특징은 권선 구조에 있으며 고압 권선과 저압 권선의 2개 부분으로 나뉘어져 있다.
MOLD 변압기는 다른 MOLD 기기에 비하여 발열량이 크므로 코일의 발열에 유의하여야 하며 방열 효과를 높이기 위해 권선 내부에 AIR DUCT를 축 방향 동심원상에 배치하는 것이 좋다. 코일의 재료는 내열 온도 여유가 큰 구리 또는 알루미늄을 사용하나 변압기의 특성치를 고려하면 구리가 우수하다.
권선은 F종 (155℃) 에서도 충분히 견딜 수 있는 구리 도체를 사용하고, 내열성이 강한 FIBER GLASS로 절연 처리하여야 하며 열적 변형이 없는 EPOXY RESIN으로 고진공 주형을 실시하여 권선이 단락에 의한 전기적, 기계적인 힘과 진동에 충분히 견디며 광범위한 온도 변화에도 균열이 없도록 하여야 한다.
(3) 상하부 단철
철심과 권선을 함께 지지해 주며 권선과 단철 사이에는 SPACER로 고압 권선과 저압 권선 사이의 간격 유지와 구조 본체에서 발생한 소음을 감소시키며 변압기 하부 및 철심의 진동이 몰드 권선에 전달되는 것을 방지한다.
또한 상부 단철에는 인양환, 하부 단철에는 접지 단자를 각각 부착한다.
(4) 상간 리드 (LEAD)
상 연결선은 EPOXY COATING된 절연 튜브를 사용한다.
(5) 냉각 FAN
하부 단철에 DUCT식으로 설치하여 AC 220V로 동작되며 자냉식 운전중인 변압기에 냉각 FAN을 설치하면 정격 용량의 최고 50% (권선내 AIR DUCT 구비시) 까지 증가시켜 사용할 수 있다.
(6) 베이스 및 바퀴
운반을 용이하게 하기 위하여 베이스에 평휠 (WHEEL)을 부착하여 길이방향으로 이동시 또는 방향을 바꿀 때 편리하다.
(7) 다이알 온도계 (DIAL THERMOMETER)
주위 온도 상승이나 과부하로 인한 과열에 대하여 권선을 보호하는 장치이며 S/W기능을 갖는다.
이 장치는 온도 감지부와 다이알 온도계,접점단자로 구성되며 온도 감지기는 변압기 상부 프레임에 고정된 온도계 지지대에 설치된다..
감지부는 변압기 코일 상부의 가열된 공기온도를 감지하므로 실제 권선 내부의 온도보다 낮게 표시된다. 온도계의 일반적인 접점 설정온도는 다음 표와 같다.
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변압기 온도 상승 |
1접점 설정치 |
2접점 설정치 |
접점이 1개인 온도계일 경우는 1접점 설정치로 선택한다. |
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B종, 80 ℃ |
80 ℃ |
100 ℃ | |
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F종, 100 ℃ |
100 ℃ |
120 ℃ |
(8) 무전압 탭 절환단자(NO LOAD TAP CHANGER)
1) 변압기의 입력전압이 일정하지 않아 원하는 부하전압이 높거나 낮을 경우 1차측의 탭을 조정하여 원하는 부하전압으로 셋팅(Setting)하기 위한 장치로, 1차 권선(Coil)의 표면에 취부되어 있다.
2) 조정방법
· 탭전압에 따른 탭의 위치 조정은 명판을 참고하여 조정할 수 있다.
· 그림과 같이 5개의 탭전압으로 구성되어 있을 경우(정격 탭 ②번 위치일 경우), 만약 부하전압이 높게 나올 때는 단자를 ①번 위치 (4-5)로 하면 부하전압이 낮아진다.
부하전압이 낮게 나올 경우는 ③(3-6), ④(2-6), ⑤(2-7)번 위치로 순차적으로 이동하여 원하는 부하전압을 높게 조정할 수 있다.
※ 주의사항
1. 탭 단자 절환 작업시는 반드시 전원을 차단 시킨후 작업해야 한다.
2. 탭 단자의 볼트를 풀거나 조일 경우 너무 무리한 힘을 가하면 코일표면의 탭 너트(Nut) 및 에폭시(Epoxy) 절연부가 파손될 수가 있으므로 주의하여야 한다.
3. 탭 단자는 반드시 각 상(相) 모두 동일한 위치로 해야 됩니다.
변압기의 종류에 따라 구조가 다르므로 구조에 관한 사항은 특기시방에 의한다.
특성
(1) MOLD 변압기 출현 배경
MOLD 변압기는 건식 EPOXY MOLD 방식으로, 유입식 및 건식 변압기가 가지고 있는 결점을 보완한 신제품으로 최근 공장, 빌딩, 터널, 지하철, 각종 산업 PLANT 등의 수배전 설비에서 환경오염이나 화재로부터의 보호를 위한 높은 안전성, 높은 신뢰성이 요구될 뿐만 아니라 소형화, 경량화, 저전력손실, 보수 및 유지의 경제성 그리고 편리함이 강조되고 있는 바, 이러한 요구조건을 만족시키기 위하여 MOLD 변압기가 개발되었습니다.
(2) EPOXY RESIN의 특징
가) 경화시 GAS발생이 없고 반응 수축이 작다.
나) 금속에 대한 접착력이 매우 강하다.
다) 기계적, 전기적 특성이 우수하다.
라) 내약품성, 내열성, 내습성이 우수하다.
(3) 절연 종류별 특성 비교
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항 목 |
유 입 식 |
건 식 |
몰 드 |
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절 연 계 급 |
A 종 |
H 종 |
B, F 종 |
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권선온도상승 |
55℃ |
125℃ |
80℃, 100℃ |
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설 치 면 적 |
1.0 |
0.84 |
0.67 |
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부 피 |
1.0 |
0.67 |
0.44 |
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중 량 |
1.0 |
0.96 |
0.87 |
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전 압 범 위 |
U H V |
23 KV |
33 KV |
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용 량 범 위 |
U H V |
10 MVA |
15 MVA |
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연 소 성 |
가 연 성 |
난 연 성 |
난 연 성 |
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폭 발 성 |
가 능 |
불 가 |
불 가 |
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내 진 성 |
보 통 |
보 통 |
강 함 |
|
항 목 |
유 입 식 |
건 식 |
몰 드 |
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내 화 학 성 |
보 통 |
강 함 |
매 우 강 함 |
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점 검 사 항 |
외 관 질 소 가 스 호 흡 기 유 면 계 온 도 계 |
외 관 온 도 계 |
외 관 ( 간 단 ) |
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보 수 |
O.T 특성분석 (정기적) P.T 여과 (정기적) 내부 본체 |
청소(정기) 후 운전 재 투입시 외관검사 및 건조 필요 |
청소 후 즉각 재투입 가능 |
1. 종 류
1) 절연구조에 따른 분류
- 건식 PT (저전압 옥내형으로 주로 사용)
- 몰드형 PT (합성수지나 고무로 절연, 30kV미만에서 많이 사용)
- 유입형 PT (절연유를 절연재로 사용하며 탱크형, 비교적 고전압 옥외형으로 주로 사용)
- 가스형 PT (절연유 대신 SF6 GAS를 절연재로 사용하며 탱크형이다.)
2) 권선형태에 따른 분류
- 권선형 PT (1차 및 2차 모두가 권선으로 제작되며 권수비에 따라 변압비가 결정됨)
- C. C. P. D형 (고전압측을 권선대신 Capacitance를 이용하여 1차전압을 분배시킨 후 사용하기
적당한 전압 TAP을 만들고, 이 전압을 권선형 PT로 필요한 2차 전압을 얻는 방식이다.)
2. 특 성
1) PT ratio
- 변압비 : 1차 전압에 대한 2차 전압의 비
- 비오차 : 공칭변압비와 측정변압비 사이에서 얻어진 백분율 오차
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- 비보정계수(Transformer Correction factor) : 비오차 표시방법중의 한가지이다.
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2) 2차 부담 (2차회로에서 오차범위를 유지할 수 있는 부하 Impedance를 VA로 표시함)
VA = V2 / Z
VA = 부담(VA)
V2 = 정격2차전압(V)
Z = 계전기, 계측기 및 2차 케이블을 포함한 총부하(Ω)
3) 극 성 (1차전압의 방향에 대하여 2차전압의 방향을 나타내는 특성으로 감극성과 가극성이 있다.)
감극성은 1차U단자에 "+"측이 가해지면 2차u단자에 "+"측이 된다,
가극성은 반대이고 우리나라는 감극성을 기준으로 한다.
3. 결선법 및 유의사항
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4. 22,900V의 PT 및 GPT 예
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각종 PT 사진 |
사양(Specification)
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| 계기용변압기ㆍ접지형 계기용변압기 --(Potential Transformor & Grounding Potentisl Transformer) @계기용 변압기(P.T)는 특고압 선로의 전압을 계기용전압으로 변성하여 3P3W 및 3P3W 수전반(CUBICLE)의 계기를 동작시키는데 사용된다. @접지형 계기용 변압기(G.P.T)는 특고압 선로의 전압으로 변성시키며 또한 접지사고시 접지전압을 검출하여 각종전기 계기를 동작시키는데 사용하며 접지사고를 미연에 발견하는데 사용된다. |
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건식형 (MOLD TYPE)
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출처 : Tong - dpdms79님의 전기통