KR100712713B1 - 유입변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 변압기 내에 충입된 절연유의 흐름을 개선하여 냉각효율을 향상시키고 또한 변압기내 충입 절연유의 양을 절감할 수 있는 유입변압기를 제공하는데 있다.

본 발명의 유입변압기는 고압부싱(21) 및 저압부싱(22)과, 변압기의 온도를 검출하기 위한 권선온도계(33)와, 케이스(30)의 외측에 설치되며 케이스(30) 내부의 코일과 철심에서 발생된 열을 절연유를 통해 냉각시켜주기 위한 방열기(28)를 포함하는 유입변압기에 있어서, 상기 케이스(30) 내부의 불요공간 제거를 통한 충입 절연유의 절감을 위해 상기 케이스(30)의 인접 측벽들이 이루는 수직 모서리 변 및 측벽과 바닥면이 이루는 하부 수평 모서리 변을 따라 변압기 케이스 내측으로 각각 코너리듀서(31,35)를 마련한 것을 특징으로 한다.

유입변압기, 절연유, 코너리듀서, 유속, 권선온도계

Description

유입변압기{Oil filled transformer}

도 1a는 종래의 유입변압기의 사시도이다.

도 1b는 종래의 유입변압기의 평면도이다.

도 1c는 종래의 유입변압기의 정면도이다.

도 1d는 종래의 유입변압기의 측면도이다.

도 2a 는 본 발명 유입변압기의 가상 평면도이다.

도 2b는 본 발명 유입변압기의 정면도이다.

도 2c는 본 발명 유입변압기의 측면도이다.

도 2d는 본 발명 유입변압기의 배면도이다.

도 3a 는 본 발명 유입변압기의 내부구조 설명을 위한 횡단면도이다.

도 3b는 본 발명 유입변압기의 케이스 정면의 내벽 구조도이다.

도 3c는 본 발명 유입변압기의 케이스 측면의 내벽 구조도이다.

도 3d는 도 3a의 A-A선 단면도이다.

도 4는 탑부싱형 사각변압기에 본 발명에 따른 케이스 내부 코너리듀서를 마련한 실시예의 사시도이다.

도 5는 주상용 원형변압기에 본 발명에 따른 케이스 내부 코너리듀서를 마련한 실시예의 사시도이다.

도 6은 사이드부싱형 삼각변압기에 본 발명의 기술을 적용한 실시예의 사시도이다.

도 7은 탑부싱형 삼각변압기에 본 발명의 기술을 적용한 실시예의 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20 : 변압기 21 : 고압부싱

22 : 저압부싱 23 : 탭절환기

25 : 호흡기 26 : 유면계

27 : 배유밸브 28 : 방열기

29 : 유온도계 30 : 케이스

31,35,41,51,61,71 : 코너리듀서 33 : 권선온도계

36 : 경사슬롯 37,67 : 경사날개

40 : 탑부싱형 사각변압기 50 : 주상용 원형변압기

60 : 사이드부싱형 삼각변압기 62 : 사이드부싱(고압부싱)

70 : 탑부싱형 삼각변압기 72 : 탑부싱(고압부싱)

본 발명은 변압기 내에 절연유를 채워넣은 유입변압기에 관한 것으로, 특히 변압기 내에 충입된 절연유의 흐름을 개선하여 냉각효율을 향상시키고 또한 변압기 내 충입 절연유의 양을 절감할 수 있도록 한 유입변압기에 관한 것이다.

유입변압기는 기본적으로 자로를 형성시키기 위한 철심과 이 철심에 결합되어 전로를 형성시키는 코일(권선)을 포함하며, 이들 철심과 코일이 외부와의 사이에서 충분한 절연상태를 유지하도록 하고 냉각매체로서의 기능을 수행하도록 하기 위해 변압기 내부에 오일을 충입시키게 된다.

유입변압기의 냉각은 변압기 케이스의 둘레에 마련된 방열기를 오일(절연유)이 순환하는 것을 통하여 이루어지며, 안전을 위해 유입변압기에는 절연유의 온도를 감시하는 오일온도센서와 온도변화에 따른 유량변화를 감시하기 위한 유면계와 내부압력의 이상상승에 대비하기 위한 방압안전장치와 내부압력감시용 압력계 등이 부수적으로 설치되고 있다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 유입변압기의 기본구조를 설명하는 도면으로서, 도 1a는 종래의 유입변압기의 사시도를, 도 1b는 종래의 유입변압기의 평면도를, 도 1c는 종래의 유입변압기의 정면도를, 그리고 도 1d는 종래의 유입변압기의 측면도를 보이고 있다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 내부에 코일과 철심 및 절연유를 장착하게 되는 함체 형상의 유입변압기(10) 케이스의 상부측으로는 고압부싱(11) 및 저압부싱(12), 절연유 주입을 위한 주유구(19), 전압인가상태 전환을 위한 탭절환기(13), 절연유의 높이와 온도체크를 위한 유면온도계(16), 내부압력이 상승했을 때나 소호성 가스의 방출에 필요한 호흡기(15) 그리고 변압기의 이동을 위한 인양고리(14) 등이 마련되고 있으며, 유입변압기의 측면 둘레에는 변압기 내부의 절연유를 신속 하고 효율적으로 냉각시켜주기 위한 방열기(18)가 마련되고 있고, 그 아래쪽으로 절연유의 교환 등을 위한 배유밸브(17)가 마련되고 있다.

이러한 유입변압기는 변압과정중 철심과 코일에서 발생한 열이 절연유를 열전달매체로 하여 외부 연속핀배열 형태의 방열기(18)에서 냉각되게 함으로써 변압기의 열이 지속적으로 상승하는 것을 억제하게 된다.

그런데 위와 같은 종래의 유입변압기 온도는 유면온도계(16)에 의해 절연유의 온도를 검출하게 되는데, 절연유는 단지 열전달 매체에 해당하므로 실질적인 변압코일의 온도를 일정시간 경과 후에 표시해 주게 된다. 이것은 전통적인 유입변압기에서 나타나는 문제점이라할 수 있다.

또한 종래의 유입변압기는 변압기 함체가 직육면체 형상을 취하고 있고 이러한 함체의 사이즈는 내장 코일과 철심의 사이즈로 결정되기 때문에 그 내부에 충입될 절연유는 함체 사이즈에 그대로 종속되는 것이어서 절연유 절감에 대한 고려의 여지가 없었다.

본 발명은 상기한 종래 유입변압기의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 변압기 내에 충입된 절연유의 흐름을 개선하여 냉각효율을 향상시키고 또한 변압기내 충입 절연유의 양을 절감할 수 있는 유입변압기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유입변압기의 온도상승시 실질적인 변압기 코일의 온도를 검출하여 나타내줄 수 있도록 한 유입변압기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유입변압기의 절연유 절감과 함께 변압기의 용량 저하 없이 그의 외형 사이즈를 최소화시켜주는 유입변압기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유입변압기는 고압부싱 및 저압부싱과, 변압기의 온도를 검출하기 위한 권선온도계와, 케이스의 외측에 설치되며 케이스 내부의 코일과 철심에서 발생된 열을 절연유를 통해 냉각시켜주기 위한 방열기를 포함하는 유입변압기에 있어서, 상기 케이스 내부의 불요공간 제거를 통한 충입 절연유의 절감을 위해 상기 케이스의 인접 측벽들이 이루는 수직 모서리 변 및 측벽과 바닥면이 이루는 하부 수평 모서리 변을 따라 변압기 케이스 내측으로 코너리듀서를 마련한 것을 특징으로 한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명 유입변압기의 내외관 구조 설명도로서, 도 2a 는 본 발명 유입변압기의 가상 평면도이고, 도 2b는 본 발명 유입변압기의 정면도이고, 도 2c는 본 발명 유입변압기의 측면도이고, 도 2d는 본 발명 유입변압기의 배면도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 변압기(20)의 케이스(30)의 상부에는 저압부싱(22)과 전압인가상태 전환을 위한 탭절환기(23)와 내부의 코일(권선)에 당접설치되는 권선온도계(33)와 절연유의 양과 온도를 점검하기 위한 유면계(26) 및 유온도계(29)와 케이스 내부압력의 상승시 소호성 가스 방출용 호흡기(25)를 설치하고 있다.

또한 케이스(30)의 측면에는 절연유의 냉각을 위한 다수의 방열기(28)와 고 압부싱(21) 그리고 하측으로 접지단자(34)와 배유밸브(27)를 마련하고 있다.

상기 고압부싱(21)은 케이스(30)의 측면에서 상향 경사 배치하며, 그 경사배치각도로서 바람직한 각도는 45°이다. 이 고압부싱(21)은 도 2b의 정면도, 도 2c 측면도 및 도 2d의 배면도에서 보이고 있는 것처럼, 그의 엔드부가 저압부싱(22)의 그것보다 높지 않게 설치하고 있다. 이것은 고압부싱에 의해 변압기(20)의 높이가 기형적으로 높아지는 것을 보완하게 되어 용량저하 없이 변압기 사이즈의 컴팩트화를 가능하게 한다.

특히, 상기 케이스(30)의 인접 측벽들이 이루는 수직 모서리 변과 그리고 상기 케이스(30)의 측벽 및 바닥면이 이루는 하부 수평 모서리 변을 따라 변압기 케이스 내측으로 각각 코너리듀서(31, 35)를 마련한다. 이것은 상기 케이스(30) 내부의 모서리변측의 불요공간을 제거하는 것을 통하여 변압기에 충입시킬 절연유를 획기적으로 절감할 수 있다.

실시예에 따르면, 500KVA급 유입변압기에 충입시킬 절연유의 양은 520L 이지만 본 발명의 변압기에서는 동일한 조건에서 냉각효과와 절연효과의 저하 없이 40L 정도를 절감시킬 수 있어 결국 7.7%의 절연유 절감효과를 얻을 수 있었다.

권선온도계(33)는 절연유를 매체로하여 온도를 측정하는 유온도계와는 달리, 직접 코일(권선)에 접촉된 상태로 설치하여 실제 코일의 온도를 실시간으로 신속하게 나타내 주게 된다. 이것은 절연유에 의한 전달온도를 읽어들여 코일온도로 나타내 주는 유온도계의 경우보다 코일의 온도를 정확하고 신속하게 계측하여 표시해준다.

한편, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명 유입변압기의 케이스 내부구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 3a 는 본 발명 유입변압기의 내부구조 설명을 위한 횡단면도이고, 도 3b는 본 발명 유입변압기의 케이스 정면의 내벽 구조도이고, 도 3c는 본 발명 유입변압기의 케이스 측면의 내벽 구조도이고, 도 3d는 도 3a의 A-A선 단면도이다.우하나 의 도 3a의 A-A선 단면도이다.

여기에서 참고되는 것처럼, 변압기(20)의 케이스(30)의 내부 측벽에는 일정각도의 기울기를 가지는 경사날개(37)를 반복적으로 설치하여 이들 경사날개(37)에 의해 일정한 기울기의 경사슬롯(36)이 만들어지게 하고 있다.

이 경사슬롯(36)은 변압기내의 절연유가 냉각을 위해 이동할 때 절연유의 흐름에 대한 가이드 레인을 형성하여 저항 없이 순조롭게 이 경사슬롯을 따라 이동하게 함으로써 절연유의 빠른 이동을 통해 열교환(냉각)효율을 극대화시킬 수 있게 된다. 특히 이 경사날개(37)에 의한 경사슬롯(36)은 변압기 냉각을 위한 절연유 이동시 케이스(30)내부에서의 소용돌이 현상 없이 방열기(28)로의 가열된 절연유의 이동을 촉진시킨다.

도 4는 탑부싱형 사각변압기에 본 발명에 따른 케이스 내부 코너리듀서를 마련한 실시예의 사시도이고, 도 5는 주상용 원형변압기에 본 발명에 따른 케이스 내부 코너리듀서를 마련한 실시예의 사시도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 사각면체 케이스의 상면에 수직방향으로 고압부싱이 기립 설치되는 탑부싱형 사각변압기(40)와 원통형상의 케이스에 고압부싱이 수직방향으로 기립 설치되는 주상용 원형변압기(50)의 각각의 케이스 내부의 인접 측벽들이 이루는 수직 모서리 변 또는 측벽과 바닥면이 이루는 하부 수평 모서리 변을 따라 각각 코너리듀서(41,51)를 마련하여 이것을 통해 변압기 충입용 절연유를 절감할 수 있게 하고 있다.

상기 코너리듀서(41,51)는, 앞에서 설명한 것처럼, 절연유의 흐름에 방해가 되는 구조부위(모서리 변)를 제거하여 절연유의 유속개선을 통한 냉각효율의 향상을 도모한다.

특히, 상기 탑부싱형 사각변압기(40)와 주상용 원형변압기(50)의 케이스 내부에도, 도 3a 내지 도 3d에서 보이고 있는 것처럼, 연속 경사날개부(도시생략)에 의한 경사슬롯(도시생략)을 형성하는 것으로 절연유의 유속 개선을 통한 유입변압기의 냉각효율을 개선시킬 수 있음은 위의 설명으로부터 자명하다고 할 것이다.

도 6은 사이드부싱형 삼각변압기(60)에 본 발명의 기술을 적용한 실시예의 사시도로서, 여기서는 삼각변압기의 고압접속용 사이드부싱(62)이 변압기 케이스의 일측면의 중간부위로부터 일정한 각도의 기울기(예를 들면 45°)로 경사설치된 것을 보이고 있다.

이 사이드부싱형 삼각변압기(60)를 이루는 변압기 케이스내의 두개의 수직 측벽이 접하는 3개의 수직 모서리변과 그리고 3개의 수직측벽과 바닥면이 이루는 삼각 모서리변을 따라서는 각각 코너리듀서(61)를 설치하여 냉각을 위한 내부 절연유의 흐름을 원활하게 하고 있다.

또한 변압기 케이스의 내부에는 절연유의 흐름 가이드 레인을 위한 경사날개(67)가 마련되고 있어 이것에 의해 절연유 냉각시의 흐름에 소용돌이가 발생되는 것을 방지됨으로서 원할한 절연유의 순환이 이루어지게 된다.

도 7은 탑부싱형 삼각변압기(70)에 본 발명의 기술을 적용한 실시예의 사시도로서, 여기서는 삼각변압기의 고압접속용 탑부싱(72)이 변압기 케이스의 상면에서 상향 수직방향으로 기립 설치된 것을 보이고 있다.

이 탑부싱형 삼각변압기(70)를 이루는 변압기 케이스내의 두개의 수직 측벽이 접하는 3개의 수직 모서리변과 그리고 3개의 수직측벽과 바닥면이 이루는 삼각 모서리변을 따라서는 각각 코너리듀서(71)를 설치하여 냉각을 위한 내부 절연유의 흐름을 원활화가 이루어지게 하고 있다.

마찬가지로 상기 탑부싱형 산각변압기(70)의 케이스 내부에도 냉각시의 절연유 흐름의 원활화를 위한 가이드 레인 형성용 경사날개가 마련될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 변압기 케이스의 내부 모서리 불요부분을 제거시켜 냉각효율 및 절연능력의 저하 없이 충입 절연유를 절감시킬 수 있는 효과를 가져온다.

또한 본 발명은 유입변압기의 케이스 내측벽면을 따라 연속하는 경사슬롯을 형성시켜줌에 따라 변압기내에서의 절연유의 소용돌이 현상 등을 억제시키고 유속을 향상시켜 변압기 냉각효율을 향상시키는 효과를 가져온다.

또한 본 발명은 유입변압기의 온도상승시 코일과 접촉설치된 권선온도계를 통해 실질적인 변압기의 온도를 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.

또한 본 발명은 고압부싱의 경사설치를 통하여 유입변압기의 용량저하 없이 그 외형 사이즈를 최소화시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 고압부싱(21) 및 저압부싱(22)과, 변압기의 온도를 검출하기 위한 권선온도계(33)와, 케이스(30)의 외측에 설치되며 케이스(30) 내부의 코일과 철심에서 발생된 열을 절연유를 통해 냉각시켜주기 위한 방열기(28)를 포함하는 유입변압기에 있어서, 상기 케이스(30) 내부의 불요 공간 제거를 통한 충입 절연유의 절감을 위해 상기 케이스(30)의 내측에는 인접 측벽들이 이루는 수직 모서리 변 및 측벽과 바닥면이 이루는 하부 수평 모서리 변을 따라 각각 코너리듀서(31,35)를 형성하고, 상기 케이스(30)내에서의 절연유의 유속을 향상시켜 냉각효율을 증대시켜 주기 위해 상기 케이스(30)의 내측 측벽에는 그의 둘레를 따라 일정 기울기의 경사각을 갖는 경사날개부(37)에 의한 경사슬롯(36)을 형성한 것을 특징으로 하는 유입변압기.
3. 제2항에 있어서, 상기 케이스(30)는 사각면체이며 고압부싱은 케이스의 외측면에서 45°각도로 상향 경사 배치한 사이드부싱형인 것을 특징으로 하는 유입변압기.
4. 제2항에 있어서, 상기 케이스(30)는 사각면체이며 고압부싱은 상기 사각케이스의 상면에 수직방향으로 기립 설치한 탑부싱형인 것을 특징으로 하는 유입변압기.
5. 제2항에 있어서, 상기 케이스(30)는 주상용 원통형이며 고압부싱은 상기 주상용 원통형 케이스의 상면에 수직방향으로 기립 설치한 탑부싱형인 것을 특징으로 하는 유입변압기.
6. 제2항에 있어서, 상기 케이스(30)는 삼각면체이며 이 삼각면체 케이스의 측면 중간에는 고압용 사이드부싱(62)을 상향 경사 설치한 것을 특징으로 하는 유입변압기.
7. 제2항에 있어서, 상기 케이스(30)는 삼각면체이며 이 삼각면체 케이스의 상면에는 고압용 탑부싱(60)을 수직방향으로 기립 설치한 것을 특징으로 하는 유입변압기.
8. 제2항에 있어서, 상기 권선온도계(33)는 변압기의 정확한 온도검출을 위해 케이스내 권선에 당접시켜 설치하는 것을 특징으로 하는 유입변압기.

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