KR100941482B1 - 154㎸ 60㏈급 전력용 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기의 소음을 획기적으로 저감한 154kV 60dB급 전력용 변압기에 관한 것으로, 본 발명은 1차권선에 유입된 교류전압에 의해 전자기유도작용으로 2차권선에 교류전압을 유도하는 154kV, 60dB 급 전력용 변압기에 있어서, 상기 1차권선(300)과 상기 2차권선(400)이 배치된 중앙부에 형성되는 철심(200)과, 상기 철심의 측면에서 진동을 억제하는 클램프(500); 상기 철심으로부터 변압기 외부 하우징을 형성하는 변압기 탱크로의 음향전달을 차단하는 제진고무(600); 상기 외부하우징에서 전달되는 소음을 차단하는 차음판(700)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 변압기 내의 철심의 적층구조를 개선하고, 철심의 진동을 억제하는 클램프와 철심과 탱크 사이의 음향전달을 차단하는 제진고무, 차음판이 형성된 변압기를 제공하여, 기존변압기의 소음레벨인 79dB을 획기적으로 저감하여 60dB 이하로 구현할 수 있도록 함으로써, 변전소의 원활한 건설로 전력의 안정적 공급과 변전소 주변 주거환경 개선에 기여할 수 있도록 하는 효과가 있다.

전력용 변압기, 클램프, 차음판

Description

154㎸ 60㏈급 전력용 변압기{154kV 60dB Class Power Transformer}

본 발명은 154kV 60dB급 전력용 변압기에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 변압기의 1차측에서 154kV 전압을 받아 전자 유도 작용에 의하여 전압을 변성하여 2차측으로 22.9kV의 전압을 공급하는 과정에서 변압기 철심에 유기된 교번자속에 의해 자왜진동으로 인한 소음이 발생하게 되는데, 소음저감 기술을 통하여 획기적으로 소음을 저감한 154kV 60dB급 전력용 변압기에 관한 것이다.

특히 구체적으로는 변압기의 내부에 배치되는 구성 중, 철심의 고배향성 방향성 규소강판의 적용, 철심 적층에서 스텝-랩 기술적용, 차음판, 자속밀도 저감, 제진고무 사용 등의 소음저감 기술을 집약하여 154kV 60dB급의 전력용 변압기를 구현하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 154kV 60dB급 전력용 변압기에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 변압기의 1차측에서 154kV 전압을 받아 전자 유도 작용에 의하여 전압을 변성하여 2차측으로 22.9kV의 전압을 공급하는 과정에서 변압기 철심에 유기된 교번자속에 의해 자왜진동으로 인한 소음이 발생하게 되는데, 소음저감 기술을 통하여 획기적으로 소음을 저감한 154kV 60dB급 전력용 변압기에 관한 것이다.

변압기의 소음의 규제는 환경정책기본법과 소음진동규제법의 시행규칙에 준하여 주간 55dB, 야간 45dB로 규제하고 있으나 변압기 제작사의 전력용 변압기 소음레벨 기준치는 154kV 변압기는 79dB로 되어 있어 환경정책기본법과 소음진동 규제법에 크게 미달하는 실정이다. 따라서 변압기의 소음 발생원인과 소음발생 및 소음전달에 대한 근본적이 대책이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 변압기 내의 철심의 적층구조를 개선하고, 철심의 진동을 억제하는 클램프와 첨심과 탱크사이의 음향전달을 차단하는 제진고무, 차음판이 형성된 변압기를 제공하여, 기존변압기의 소음레벨인 79dB을 획기적으로 저감하여 60dB 이하로 구현할 수 있도록 함으로써, 변전소의 원활한 건설로 전력의 안정적 공급과 변전소 주변 주거환경 개선에 기여할 수 있도록 하는 소음저감식 전력용 변압기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 변압기의 소음을 획기적으로 저감한 154kV 60dB급 전력용 변압기에 관한 것이다. 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기는 철심 재질 변경 및 적층기술 개선으로 자왜특성 향상, 클램프 형상 개선 및 제진고무를 통한 철심의 진동 억제, 차음판을 통한 외부 소음전파의 차단 등의 기술이 적용된다.

상기와 같은 기술로 변압기를 설계하여 철심의 자왜진동에 의하여 발생하는 변압기의 소음을 효과적으로 저감시켜, 79dB의 기존 변압기의 소음레벨을 60dB 이하로 구현하였다. 따라서 변압기 소음으로 인하여 발생하는 변압기 소음민원 등을 사전에 방지함은 물론, 장기적인 측면에서 변전소의 원활한 건설에 도움을 주어 안정적인 전력공급에 이바지할 것으로 기대된다.

본 발명에 따르면, 변압기 내의 철심의 적층구조를 개선하고, 철심의 진동을 억제하는 클램프와 철심과 탱크 사이의 음향전달을 차단하는 제진고무, 차음판이 형성된 변압기를 제공하여, 기존변압기의 소음레벨인 79dB을 획기적으로 저감하여 60dB 이하로 구현할 수 있도록 함으로써, 변전소의 원활한 건설로 전력의 안정적 공급과 변전소 주변 주거환경 개선에 기여할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 1차권선에 유입된 교류전압에 의해 전자기유도작용으로 2차권선에 교류전압을 유도하는 154kV, 60dB 급 전력용 변압기에 있어서, 상기 1차권선(300)과 상기 2차권선(400)이 배치된 중앙부에 형성되는 철심(200)과, 상기 철심의 측면에서 진동을 억제하는 클램프(500); 상기 철심으로부터 변압기외부 하우징을 형성하는 변압기 탱크로의 음향전달을 차단하는 제진고무(600); 상기 외부하우징에서 전달되는 소음을 차단하는 차음판(700)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음저감식 전력용 변압기를 제공하여 변압기의 소음을 획기적으로 저감시킴으로써, 변압기의 소음문제를 해결함과 아울러 안정적인 전력공급을 이룰 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 상기 철심(200)은, 단위 철심을 여러 개 교차하여 적층하는 스텝-렙 적층방식으로 적층된 것을 특징으로 하는 소음 저감식 전력용 변압기를 제공함으로써, 철심의 자왜진동에 의한 소음을 저감시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은, 상기 클램프(500)은 상기 철심의 측면에서 상기 철심을 압축하도록 배치되되, 철심을 고정시키는 고정테이프(510); 상기 고정테이프의 끝단에 위치한 밴드 고정구(530)와 상기 밴드고정구를 고정시키는 체결볼트(520); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음 저감식 전력용 변압기를 제공하여, 철심의 진동을 억제할 수 있도록 해 소음저감의 효과와 아울러 안정적인 전력공급이 이루질 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 상기 차음판(700)은, 변압기 탱크의 외부에 배치되는 철판(710); 상기 철판의 상면에 배치되는 제진시트(720); 및 상기 제진시트의 상면에 공기층(730)을 형성하여 소정간격 이격되어 배치되는 흡음재(740); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음 저감식 전력용 변압기를 제공하여, 소음제거효과를 극대화시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 상기 철심(200)은 규소강판의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 소음 저감식 전력용 변압기를 제공하여 자왜 진동에 의한 소음의 저감을 보다 효율적으로 구현할 수 있도록 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 구체적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기는 1차권선(300)에 유입된 154kV 교류 전압에 의하여 철심(200)에서 교번 자속이 발생하고, 전자유도작용에 의하여 전압 을 변성하여 2차권선(400)에 22.9kV의 교류 전압을 공급하는 변압기에서 철심(200)의 자왜진동에 의한 소음을 저감하기 위한 철심의 재질 및 적층방식의 개선, 철심의 진동을 억제하는 클램프(500) 형상설계, 철심과 탱크사이의 음향전달의 차단을 위한 제진고무(600), 탱크에서 전달되는 소음을 차단하는 차음 판(700)을 포함하여 구성됨이 바람직하다. 상기 구성에 의하면 철심의 자왜진동의 감소, 철심(200)에서의 구조적인 음향전달 차단, 탱크에서의 소음전달 차단 등에 의하여 변압기(100)의 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.

이하 본 발명에 의한 154kV 60dB급 전력용 변압기를 구체적으로 설명하기로 한다. 도 1은 154kV 60dB급 전력용 변압기(100)의 개략도이다. 상기 개략도는 1차측에 유입한 154kV 60Hz 교류전압에 의하여 1차 권선(300)에 여자전류가 흘러 철심(200)에 교번자속 가 생성되고, 이 교번자속에 의하여 2차 권선(400)에 를 발생시킨다. 이 과정에서 생성된 교번자속 는 철심(200)의 자왜현상으로 진동 및 소음을 발생시키게 되고, 이 소음이 변압기의 주 소음원이 된다. 이러한 소음을 저감시키기 위해 본 발명에서는 철심 재질의 변경 및 적층 기술의 개선, 철심의 진동을 억제하기 위한 클램프의 형상 개선, 철심과 탱크 사이의 음향전달 억제를 위한 제진고무 설치, 탱크에서 외부로 전달되는 소음을 차단하기 위한 차음판 설치를 통하여 변압기 소음을 억제한다.

도 2는 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기(100)를 구성하는 철심(200)의 적층방식을 나타낸 것이다. 도 2의 왼쪽에 도시된 도면의 기존 변압기는 Symmetric-D 방식(210)의 적층구조로 이 적층방식은 특정부위에 자속이 집중함에 따라 자왜진동이 커지고, 이로 인하여 소음이 증가하게 된다. 이에 본 발명에서의 스텝-랩 적층방식(220)은 철심을 여러 단 교차시켜 교차인 공극(230)에서 자속의 흐름을 원활하게 하여 자속의 분포가 일정하여 철심의 소음을 낮출 수가 있다. 도 2의 오른쪽에 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 철심의 적층을 계단식으로 형성 시킴이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기(100)를 구성하는 철심(200)을 압축하는 클램프(500)를 나타낸 것이다. 기존의 철심체결 방식은 철심에 구멍을 뚫어 볼트와 너트로 고정하는 방식을 채택하고 있지만, 본 발명에서 설계한 클램프(500)는 PG 테이프(510)로 철심을 감고 PG테잎 끝단에 위치한 밴드고정구(530)를 체결볼트(520)로 조여서 철심의 결합력을 높인 구조로 형성시킴이 바람직하다. 상기 적층된 철심(200)은 압축하는 힘이 약할 경우 판과 판사이, 모서리 끝, 철심의 접속부, 철심의 접합부분의 공극(230) 등에서 자왜현상이 커져 소음이 증가하므로 철심을 클램프(500)를 이용하여 강하게 압축하면 소음을 억제할 수 있다.

또한, 상기 철심에서 발생된 진동은 변압기 탱크에 전달되어 외부로 전파된다. 따라서 철심의 진동 전달에서 구조적인 음향연결을 차단하면 소음을 저감할 수 있다. 본 발명에서는 철심 진동전달을 저감하기 위한 방법으로 외함으로의 진동전달 및 외함 자체의 진동수준을 저감시키기 위해 변압기 내부에 제진고무(600)를 사용하여 진동을 저감시킴이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기(100)의 차음판(700)의 단면도를 나타낸 것이다. 차음판(700)은 변압기 탱크 보강제 사이를 제진강판으로 막아 탱크에서 발생하는 소음을 차단하는 것으로 철판(710), 제진시트(720), 공기층(730), 흡음재(740) 등으로 구성된다. 이 차음판(700)은 탱크에서 외부로 전달되는 소음을 차단함으로써 변압기의 전체적인 소음을 저감시킨다.

아래의 {표 1}은 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기의 소음저감 기술별 소음레벨 저감 예상 도표를 나타낸 것이다. 기존 변압기의 소음레벨을 79dB로 기준 했을때, 고배향성 방향성 규소강판 철심의 재질을 변경했을 때 4dB, 철심의 자속밀도 저감으로 6dB, 클램프 형상 변경 및 바인딩 개소증가 등의 철심결합기술 개선으로 1dB, 스텝-랩 방식으로 철심 적층기술을 변경했을 때 4dB, 차음판을 적용했을 때 7dB의 소음저감 효과를 거두어 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기는 최종적으로 기존변압기에 비해 22dB의 소음저감으로 약 60dB 이하의 변압기가 구현될 수 있다.

{표 1}

상술한 본 발명에 의하면 기존변압기의 소음레벨인 79dB을 획기적으로 저감하여 60dB 이하급의 전력용 변압기를 개발하였다. 이로써 변전소 주소음원인 변압기에 의한 소음민원을 사전 차단하여, 도심 변전소의 원활한 건설로 전력의 안정적 공급과 변전소 주변 주거환경 개선에 기여할 것이며, 또한 154kV 60dB급 전력용 변압기의 소음저감기술로 기술경쟁력 확보 및 해외 진출 가능성을 높여서 변압기 산 업의 경쟁력을 강화할 수 있는 장점이 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기의 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기를 구성하는 철심의 구조도이다.

도 3은 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기를 구성하는 철심을 고정하는 클램프의 구조도이다.

도 4는 본 발명의 154kV 60dB급 전력용 변압기를 구성하는 차음판의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

100: 전력 변압기 200: 철심

300: 1차권선 400: 2차권선

500: 클램프 600: 제진고무

700: 차음판 210: 시메트릭-D 적층방식

220: 스텝-랩 적층방식 230: 공극

510: PG 테이프 520: 체결볼트

530: 밴드 고정구 540: 측부철심

710: 철판 720: 제진시트

730: 공기층 740: 흡음재

Claims (5)

1차권선에 유입된 교류전압에 의해 전자기유도작용으로 2차권선에 교류전압을 유도하는 154kV, 60dB 급 전력용 변압기에 있어서,

상기 1차권선(300)과 상기 2차권선(400)이 배치된 중앙부에 형성되며, 단위 철심을 여러 개 교차하여 적층하는 스텝-렙 적층방식으로 적층된 고배향성 방향성 규소강판 철심(200)과,

상기 철심의 측면에 배치되어, 상기 철심을 압축함으로써 철심의 진동을 억제하는 클램프(500);

상기 변압기 내부에 형성되는 상기 철심의 하부에 형성되되, 변압기 탱크와 상기 철심사이에 배치되어 철심과 탱크사이의 음향전달을 차단하는 제진고무(600);

상기 변압기 탱크의 외측면에 밀착형성되어,외부에서 전달되는 소음을 차단하는 차음판(700);을 포함하되,

상기 클램프(500)은 상기 철심의 측면에서 상기 철심을 압축하도록 배치되며, 철심을 고정시키는 고정테이프(510)와 상기 고정테이프의 끝단에 위치한 밴드 고정구(530)와 상기 밴드고정구를 고정시키는 체결볼트(520);

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음 저감식 전력용 변압기

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청구항 1에 있어서,

상기 차음판(700)은, 변압기 탱크의 외부에 배치되는 철판(710);

상기 철판의 상면에 배치되는 제진시트(720); 및

상기 제진시트의 상면에 공기층(730)을 형성하여 소정간격 이격되어 배치되는 흡음재(740);

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음 저감식 전력용 변압기.

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