KR101090143B1 - 절연유 열화측정 센서를 구비한 유입 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기에 유입되어 있는 절연유의 열화 정도를 간편하게 측정하여 이를 실시간으로 송수신함으로써 변압기의 이상 상황을 쉽게 파악하여 이상 상황 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기에 관한 것으로서, 1차 코일과 2차 코일로 이루어진 트랜스코일과, 상기 트랜스코일의 상호유도 작용의 원활함을 위한 계자철심과, 상기 상호 결합된 트랜스코일과 계자철심을 수납하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 변압과정에 발생하는 열을 냉각하기 위하여 절연성을 갖는 절연유와, 상기 절연유가 순환되면서 열교환에 의해 냉각될 수 있도록 하우징과 연통되게 하우징의 외면에 설치되는 다수개의 방열판과, 상기 하우징의 적어도 일면에 상기 하우징을 관통하여 상기 하우징 내부의 절연유까지 연장되어 절연유의 열화를 측정하여 외부로 전달하는 절연유 열화측정센서와, 상기 하우징의 상측으로 돌출되면서 상기 절연유까지 연장되어 상기 하우징의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트파이프와, 상기 히트파이프의 양측에 구성되어 상기 하우징 외부의 공기를 상기 히트파이프의 표면에 불어줌과 동시에 외부로 방출하는 냉각펜을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

유입 변압기, 절연유, 열화, 센서, 히트파이프, 냉각펜

Description

절연유 열화측정 센서를 구비한 유입 변압기{oil filled transformer using measuring sensor for condition insulation oil}

본 발명은 유입 변압기에 관한 것으로서, 특히 실시간으로 절연유 열화를 측정하여 외부로 전송하도록 한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기에 관한 것이다.

일반적으로 전력수요의 증가와 더불어 변압기는 대용량화, 초고압화되고 있으며 변전소는 무인화되고 있는 추세이다. 이와 같이 대용량화된 변압기에서 사고가 발생하면 그 파급효과가 광범위하고, 경제적 손실과 심리적 불안이 막대하게 되어, 변압기의 사고를 예방하기 위한 절연진단의 필요성이 증가하고 있다.

최근 변압기의 신뢰성을 확보하여 안정적으로 전력을 공급하기 위해, 사고의 발단이 되는 이상징후를 변압기의 운전상태에서 상시로 측정하기 위한 상시 감시장치가 개발되고 있으며, 이러한 상시 감시장치에서의 데이터를 지속적으로 저장하여 그 증가경향으로 이상의 진전 여부를 판단하고, 이상검출 데이터간의 상관관계로 이상의 유형을 판단하여, 이상징후가 진전하여 위험할 경우에는 운전을 정지하고 대책을 강구하기 위한 예방진단시스템이 개발되고 있다.

변압기 상시 감시에 적용되는 온라인 이상검출 기술로는 변압기 절연유의 가스분석 기술, 부분방전 측정기술, 온도 측정기술 등이 있다.

일반적으로 변압기는 전신주를 통하여 공급되는 고전압을 공장 및 가정 등과 같은 전력수요에서 사용할 수 있도록 하는 것으로 도 1과 같은 구조를 가지고 있다. 즉, 도 1은 일반적인 변압기의 외형과 회로를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 1차 코일과 2차 코일로 이루어진 트랜스코일과 상기 트랜스코일의 상호유도 작용의 원활함을 위한 계자철심과, 상호 결합된 트랜스코일과 계자철심을 수납하는 하우징으로 구성되며, 상기 하우징에는 변압과정에 발생하는 열을 냉각하기 위하여 절연성을 갖는 절연 냉각유(이하 '절연유'라 한다)가 채워져 있고, 이러한 절연유는 그 대부분이 석유계의 것이나, 일부는 불연성 합성절연유로서, 용도에 따라서 성상은 여러 가지이며, 일반적으로 부피 전기저항이 크고 점도가 낮으며, 산화에 대하여 안정성이 있는 것으로 사용하고 있다.

하지만 이러한 변압기는 고온운전에 따른 열적열화, 외부 단락에 따른 열적열화, 기계적 손상 및 부분 방전에 따른 방전열화가 빈번하게 발생되어 기계적 강도저하, 진동증가, 가연성 가스발생 등의 문제점에 의해 절연파괴로 진전된다.

따라서 과열에 따른 변압기의 절연파괴는 변압기의 폭발, 단전사고 등 많은문제점을 일으키고 있었다.

이러한 변압기의 종래 고장을 최소화하기 위해 정기적으로 변압기 내의 절연유를 채취하여 실험실에서 열화를 측정하여 변압기의 이상상태를 점검하여 왔었고, 이때의 절연유 측정방법은 절연유를 밸브에서 일정량 측정시마다 채취하여야 함에 따라 절연유의 손실이 발생되며 또한 채취시 대기중의 다른 가스 및 습기가 유입되는 문제점이 발생되었고, 더불어 운반중에도 외부와 노출될 우려가 발생되어 절연유의 채취 및 정확한 분석이 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 변압기 내부의 절연유 열화를 측정하는 절연유 열화측정센서를 변압기의 내부에 삽입하여 변압기에 유입되어 있는 절연유의 열화 정도를 간편하게 측정할 수 있도록 한 절연화 열화측정센서를 구비한 유입 변압기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 변압기에 유입되어 있는 절연유의 열화 정도를 간편하게 측정하여 이를 실시간으로 송수신함으로써 변압기의 이상 상황을 쉽게 파악하여 이상 상황 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기는 1차코일과 2차 코일로 이루어진 트랜스코일과, 상기 트랜스코일의 상호유도 작용의 원활함을 위한 계자철심과, 상기 상호 결합된 트랜스코일과 계자철심을 수납하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 변압과정에 발생하는 열을 냉각하기 위하여 절연성을 갖는 절연유와, 상기 절연유가 순환되면서 열교환에 의해 냉각될 수 있도록 하우징과 연통되게 하우징의 외면에 설치되는 다수개의 방열판과, 상기 하우징의 외부 표면에 상기 하우징 내부의 절연유까지 연장되도록 부착 및 고정되어 절연유의 열화를 측정하여 외부로 전달하는 절연유 열화측정센서와, 상기 하우징의 상측으로 돌출되면서 상기 절연유까지 연장되어 상기 하우징의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트파이프와, 상기 히트파이프의 양측에 구성되어 상기 하우징 외부의 공기를 상기 히트파이프의 표면에 불어줌과 동시에 외부로 방출하는 냉각펜을 포함하여 구성되고, 상기 절연유 열화측정센서는 유입변압기 내부의 절연유와 접촉되어 상기 절연유의 열화 및 온도를 측정하는 센서부와, 상기 센서부의 상단에 구성되고 상기 하우징의 적어도 일측면이나 상부에 형성된 홀에 스크류 체결되어 고정되는 체결부와, 상기 하우징의 외면에 돌출되어 상기 센서부에서 측정된 결과를 외부로 전달하는 무선센서 모듈을 내장한 헤드부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 변압기 내부의 절연유 열화를 측정하는 절연유 열화측정센서를 변압기의 내부에 삽입하여 변압기에 유입되어 있는 절연유의 열화 정도를 간편하게 측정할 수 있다.

둘째, 변압기에 유입되어 있는 절연유의 열화 정도를 간편하게 측정하여 이를 실시간으로 송수신함으로써 변압기의 이상 상황을 쉽게 파악하여 이상 상황 발생시 즉각적인 조치를 취할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기를 나타낸 구성도이고, 도 3a 내지도 3c는 도 2의 정면도, 후면도, 측면도를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 변압기(100)는 도 2 및 도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이, 1차코일과 2차 코일로 이루어진 트랜스코일(도시되지 않음)과 상기 트랜스코일 의 상호유도 작용의 원활함을 위한 계자철심(도시되지 않음)과, 상기 상호 결합된 트랜스코일과 계자철심을 수납하는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 변압과정에 발생하는 열을 냉각하기 위하여 절연성을 갖는 절연유(도시되지 않음)와, 상기 절연유가 순환되면서 열교환에 의해 냉각될 수 있도록 하우징(110)과 연통되게 하우징(110)의 외면에 설치되는 다수개의 방열판(120)과, 상기 하우징(110)의 적어도 일면에 상기 하우징(110)을 관통하여 상기 하우징(110) 내부의 절연유까지 연장되어 절연유의 열화를 측정하여 외부로 전달하는 절연유 열화측정센서(130)와, 상기 하우징(110)의 상측으로 돌출되면서 상기 절연유까지 연장되어 상기 하우징(110)의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트파이프(140)와, 상기 히트파이프(140)의 양측에 구성되어 상기 하우징(110) 외부의 공기를 상기 히트파이프(140)의 표면에 불어줌과 동시에 외부로 방출하는 냉각펜(150)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 절연유 열화측정센서(130)는 탄소나노튜브 오일 센서로 플러그-인 타입(plug-in type)으로 이루어져 상기 하우징(110)의 외면에 장착이 용이하고, 상기 절연유 열화측정센서(130)는 변압기의 설치 운반시 센서부의 손상 방지를 위해 기계적으로 하우징처리되어 있다.

상기 하우징(110)은 사각형이며, 상면에는 외부로부터 공급되는 전류를 변압기(100) 내부로 운송하기 위하여 도체와 상기 도체 절연을 위한 고압부싱(160a)이 설치되고, 측면에는 감압된 전기가 출력될 수 있도록 저압부싱(160b)이 설치된다.

상기 고압부싱(160a)은 상기 하우징(110)의 측면에서 상향 경사 배치하며, 그 경사배치각도로서 바람직한 각도는 45°이다. 상기 고압부싱(160a)은 그의 엔드부가 상기 저압부싱(160b)의 그것보다 높지 않게 설치하고 있다. 이것은 고압부싱(160a)에 의해 변압기(100)의 높이가 기형적으로 높아지는 것을 보완하게 되어 용량저하 없이 변압기 사이즈의 컴팩트화를 가능하게 한다.

또한, 상기 하우징(110) 내부의 코일(권선)에 당접설치되는 권선온도계(160)와 상기 하우징 내부압력의 상승시 소호성 가스 방출용 호흡기(170)를 설치하고 있다.

상기 권선온도계(160)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, 본 발명의 실시예에서 상기 하우징(110)을 사각형으로 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 다양한 형태 예를 들면, 원통형이나 다각형 등으로 형성할 수 있다.

상기 하우징(110)의 외부에는 상기 하우징(110)과 연통되어 절연유가 순환할 수 있도록 방열판(120)가 설치되어 있다.

상기 냉각펜(150)은 상기 히트파이프(140)의 상부로 외부의 공기를 유입함과 동시에 상기 히트파이프(140) 상부에 있는 공기를 흡입하여 배출할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 냉각펜(150)은 서로 상반된 역할을 하도록 구성되어 상기 히트파이프(140)에 유입된 열을 외부의 공기를 통해 보다 효과적으로 냉각시킴과 동시에 히트파이프(130) 상부에 더워진 공기를 외부로 빠르게 배출할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기 냉각펜(150)을 서로 마주보게 구성하여 상기 히트파이프(140)에 외부의 공기를 유입하여 외부로 배출할 수도 있다.

상기 히트파이프(140)는 케이싱(180)에 의해 덮여져 있는데, 이는 작업자나 관리자 등이 상기 히트파이프(140)에 의하여 화상 등의 사고를 미연에 방지하기 위해 커버 형태로 상기 히트파이프(140)를 감싸고 있다.

또한, 유입 변압기(100)내에 작동유체의 상승유온을 최대로 흡열할 수 있도록 하기 위해 동관 및 동관을 삽입한 전조형 핀튜브로 구성되는 증발부(도시되지 않음)를 추가로 구성할 수 있다.

상기 방열판(120)은 상기 증발부에서 흡열한 절연유의 고온을 외부로 방열하기 위해 동관을 삽입한 알루미늄 핀으로 구성되는데, 상기 알루미늄 핀의 길이는 변압기 용량에 따라 적절하게 사용할 수 있다.

상기 절연유는 저온용, 중저온용, 고온용 등으로 분류되어 상기 히트파이프(140)에 사용되는데, 변압기의 절연유의 경우 유온 55도 안팎을 유지해야 하므로 중저온용인 물, 알코올류 등이 사용되면, 본 발명의 실시예에서는 증류수를 사용하고 있다.

상기 냉각펜(150)은 저소음, 대풍량의 AC 쿨링팬(cooling fan)으로 구성되 며, 그 사양은 변압기(100) 및 히트파이프(140)의 크기에 따라 적절하게 사용할 수 있다.

한편, 상기 변압기(100)의 상부에 핸드홀(190)이 설치되는데, 상기 핸드홀(190)의 규격은 변압기의 용량에 따라 차이가 있으나, 상, 중, 하 등 3개로 규격화한다. 예를 들면, 750kVA이상의 경우 가로 850㎜, 세로 400㎜로 하고, 400~70kVA까지는 가로 610㎜, 세로 320㎜로 하며, 70kVA이하는 가로 470㎜, 세로 250㎜로 한다.

한편, 상기 핸드홀(190)에는 상기 히트파이프(140)를 삽입할 공수는 4개에서 최대 8개까지이고, 변압기(100) 상부에 볼트를 채울 구멍의 크기는 13㎜로 한다.

도 4는 도 2의 절연유 열화측정센서를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 절연유 열화측정센서(130)는 변압기 내부의 절연유와 접촉되어 상기 절연유의 열화를 측정하는 센서부(131)와, 상기 센서부(131)의 상단에 구성되어 하우징(도 2의 110)에 체결되는 체결부(132)와, 상기 하우징(110)의 외면에 돌출되어 상기 센서부(131)에서 측정된 결과를 외부로 전달하는 무선센서 모듈(도시되지 않음)을 내장한 헤드부(133)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 센서부(131)는 절연유의 열화를 포함하여 온도까지 측정할 수 있도록 구성되어 있고, 상기 체결부(131)는 상기 하우징(110)의 적어도 일측면이나 상부에 형성된 홀(도시되지 않음)에 스크류 체결되어 고정되도록 구성되어 있다.

도 5는 도 2의 절연유 열화측정센서를 이용하여 유입 변압기의 절연유 열화를 측정하기 위한 블록 구성도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 절연유 열화측정센서(130), 유무선통신망(210), 증폭회로부(220), A/D 변환부(230), 통신인터페이스(240), 제어부(250), 메모리(260), 자동차 등에 탑제되는 순회 진단용 PC(270), 중앙관제서버(280) 및 휴대용 단말기(290)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 절연유 열화측정센서(130)는 유입 변압기(100)의 외부 표면에 적어도 하나가 변압기 내부의 절연유까지 연장되도록 부착 및 고정되어 절연유의 열화를 감지한다. 여기서, 상기 절연유 열화측정센서(130)는 절연유의 열화를 감지할 때 절연유의 온도까지 포함하여 감지한다.

상기 절연유 열화측정센서(130)를 통해 감지된 유입 변압기의 절연유 열화를 측정하기 위해, 입력신호가 큰 전압신호는 그 크기를 줄이고, 상대적으로 작게 나타나는 전류신호는 그 크기를 증폭시켜주기 위한 증폭회로가 필요하다. 이를 위해, 증폭회로부(220)는 OP-Amp를 이용하여구성하며, 상기 절연유 열화측정센서(130)로부터 측정된 절연유의 열화에 대응하는 신호를 A/D변환하기에 적합한 크기로 증폭한다.

상기 증폭회로부(220)로부터 증폭된 값을 상기 A/D변환부(230)는 디지털값으로 변환하여 출력한다.

그리고 상기 A/D변환부(230)를 통해 디지털값으로 변환된 절연유의 열화정보를 통신인터페이스(240)를 이용하여 상기 유무선 통신망(210)과 접속함으로써 원격지의 중앙관제서버(280) 및 휴대용 단말기(290)에 데이터를 전송한다.

상기 제어부(250)는 통신프로그램이 탑재되어 상기 증폭회로부(220), A/D변 환부(230) 및 통신인터페이스(240)를 제어하는 역할을 한다.

상기 제어부(250)는 상기 절연유의 열화정보를 메모리부(260)에 저장한다.

상기 통신인터페이스(240)는 USB포트, RS-232C 등의 직렬 인터페이스를 통하여 접속하는 순회 진단용 PC(270)와의 데이터 통신을 수행한다. 또한, 이상 발생 시 무선 통신 인터페이스을 통하여 유무선 통신망(210)과 접속함으로써 원격지의 중앙관제서버(280) 및 휴대용 단말기(290)에 데이터를 전송한다.

상기 중앙관제서버(280) 및 휴대용 단말기(290)는 유입 변압기에 대한 절연유의 열화정보를 수집 및 관리함으로써 데이터의 체계적 관리를 통해 데이터 활용을 통해 변압기를 관리할 수가 있다.

상기 순회 진단용 PC(270)는 상기 변압기 고장진단 시스템에 구비되는 통신 인터페이스(240)에 접속하여, 현장에서 직접 진단하고자 하는 유입 변압기(100)로부터 입력된 관리번호, 유전정접, 절연유의 온도 등을 간편하게 전송받아 이를 데이터베이스화함으로써 그 진단결과를 모니터로 출력한다.

상기 제어부(250)는 상기 절연유 열화측정센서(130)를 이용하여 유입변압기의 열화상태가 정상인지 불량인지를 판단한다.

상기 휴대용 단말기(290)는 상기 유입 변압기(100)의 고장을 수리하는 서비스 요원이 휴대하도록 하여, 상기 유입 변압기의 열화상태를 즉시 보고받을 수 있도록 한다. 이때, 상기 유입 변압기의 열화상태가 "요주의"인 경우에는 상기 중앙관제서버(280)로 전송하고, "불량"인 경우에는 상기 휴대용 단말기(290)로 전송하여 즉시 비상조치될 수 있도록 할 수도 있다.

그리고 유입 변압기(100)의 관리번호와 절연유 온도 등 변압기 진단관련 정보를 직렬 통신포트를 통하여 상기 순회 진단용 PC(270)로 전송하도록 한다. 상기 변압기 진단관련 정보를 전송받은 상기 순회 진단용 PC(270)는 변압기 진단관련 정보를 화면에 표시하고, 유중 온도에 따른 유전정접 판정기준에 따라 현재 변압기의 열화상태를 정상, 요주의, 불량 등의 형태로 표시한다.

또한, 전송된 상기 변압기 진단관련 정보는 데이터베이스화하여 과거 데이터들과 현재 데이터를 이용하여 열화 경향 분석에 사용될 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명에 의한 변압기에 사용된 히트파이프의 예를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 하우징(도 2의 110)의 상부에 히트파이프(140)가 설치된다.

한편, 상기 히트파이프(140)는 상기 하우징(110)의 핸드홀(190)를 기준으로 상부로 돌출되어 외부로 열을 방출하는 돌출부(141)와, 상기 핸드홀(190)의 아래쪽 즉, 절연유까지 연장되어 하우징(110) 내부의 열을 순화시키는 연장부(142)를 포함하여 구성되어 있다.

또한, 상기 히트파이프(140)는 상기 돌출부(141) 및 연장부(142)를 지지하기 위해 일정한 간격을 갖는 다수의 관(143)을 포함하여 구성되는데, 상기 각 관(143)을 사이에 두고 일정한 간격을 가지면서 열교환부(144)가 형성되어 있다.

상기 히트파이프(140)는 내부에 휘발성 액체가 충진 되어 있는 것으로서, 히트파이프(140)의 일측 단부에 열을 가하면 내부에 충진된 휘발성 액체가 증발하여 열에너지를 가지고 타측 단부로 이동한 후, 타측 단부에서 방열하도록 되어있고, 구조는 다양하게 공지되어 있어 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 유입 변압기(100)의 냉각 과정은 다음과 같다.

즉, 변압유니트의 변압 작동중 발생하는 열에 의해 절연유가 가열되고, 상기 가열된 절연유는 하우징(110) 내부에서 상방향으로 상승하게되고, 상기 하우징(110)의 측면에 설치된 배출관을 통해 방열판(120)으로 배출된다.

한편, 상기 하우징(110)의 내부의 작동유체의 온도가 급상승할 때 상기 하우징(110)의 상부에 설치된 히트파이프(140)에 의해 절연유의 일차 냉각이 이루어진다.

그리고 상기 히트파이프(140)의 양측단에 설치된 냉각펜(150)의 회전에 의해 외부의 공기를 히트파이프(140)에 유입함과 동시에 히트파이프(140)에 잔존하는 가열된 공기를 외부로 방출시켜 상기 히트파이프(140)의 온도를 낮추게 된다.

도 7은 도 2의 히트파이프와 냉각펜을 보호하는 케이싱을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 케이싱(180)은 다수개의 홀(181)들이 구성되어 있고, 상기 홀(181)들을 통해서 공기의 유입 및 방출이 이루어진다.

또한, 상기 케이싱(180)의 가장자리에는 다수의 체결홀(182)들이 구성되어 있고, 상기 체결홀(182)들은 변압기의 하우징(110) 상단부에 체결된다.

상기 케이싱(180)의 양측면에는 커버(193)가 형성되어 있는데, 이는 냉각펜 (도 2의 150)을 보호함과 동시에 공기의 유입 및 방출이 원할하게 진행되도록 다수의 홀들이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 케이싱(180)은 히트파이프(140) 및 냉각펜(150)을 보호함과 동시에 작업자 등이 히트파이프(140)에 의해 화상을 입는 것을 사전에 방지할 수 있다.

한편, 상기 케이싱(180)의 외부에는 상기 히트파이프(140)의 온도를 측정하여 디스플레이하기 위한 온도계(도시되지 않음)가 부착되어 있다. 상기 온도계에 의 온도 측정 결과에 의해 상기 냉각펜(140)을 자동으로 제어할 수 있도록 외부에는 콘트롤러(도시되지 않음)가 구성되어 있다.

상기 콘트롤러는 상기 히트파이프(140)에 온도의 상승이 급하게 일어난 경우를 판단하게 되면, 즉시 냉각펜(150)을 구동시켜 히트파이프(140)의 표면으로 외부의 공기를 유입함과 동시에 히트파이프(140)에 의해 더워진 공기를 신속하게 배출할 수 있도록 한다.

도 8은 도 2의 핸드홀을 개략적으로 나타낸 상면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 핸드홀(190)은 유입 변압기(100)의 상부에 설치되는데, 상기 핸드홀(190)의 규격은 변압기의 용량에 따라 차이가 있고, 상기 핸드홀(190)의 표면에는 히트파이프(140)의 삽입 및 유입 변압기(100)의 상부에 볼트를 체결하기 위한 다수의 홀(191)들이 형성되어 있다.

도 9는 본 발명에 의한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기의 절연유 특성분석을 나타낸 그래프이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 절연유 열화측정센서(130)를 통해 유입 변압기(100)의 절연유 열화상태를 실시간으로 감지하여 검출된 값이 일정 기준점(A)이하일 경우에 절연유를 교환할 수 있도록 한다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 변압기를 개략적으로 나타낸 구성도

도 2는 본 발명에 의한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기를 개략적으로 나타낸 구성도

도 3a 내지도 3c는 도 2의 정면도, 후면도, 측면도를 나타낸 도면

도 4는 도 2의 절연유 열화측정센서를 개략적으로 나타낸 구성도

도 5는 도 2의 절연유 열화측정센서를 이용하여 유입 변압기의 절연유 열화를 측정하기 위한 블록 구성도

도 6은 본 발명에 의한 변압기에 사용된 히트파이프의 예를 나타낸 도면

도 7은 도 2의 히트파이프와 냉각펜을 보호하는 케이싱을 개략적으로 나타낸 도면

도 8은 도 2의 핸드홀을 개략적으로 나타낸 상면도

도 9는 본 발명에 의한 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기의 절연유 특성분석을 나타낸 그래프

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 유입 변압기 110 : 하우징

120 : 방열판 130 : 절연유 열화측정센서

140 : 히트파이프 150 : 냉각펜

Claims (8)

1차코일과 2차 코일로 이루어진 트랜스코일과,

상기 트랜스코일의 상호유도 작용의 원활함을 위한 계자철심과,

상기 상호 결합된 트랜스코일과 계자철심을 수납하는 하우징과,

상기 하우징의 내부에 변압과정에 발생하는 열을 냉각하기 위하여 절연성을 갖는 절연유와,

상기 절연유가 순환되면서 열교환에 의해 냉각될 수 있도록 하우징과 연통되게 하우징의 외면에 설치되는 다수개의 방열판과,

상기 하우징의 외부 표면에 상기 하우징 내부의 절연유까지 연장되도록 부착 및 고정되어 절연유의 열화를 측정하여 외부로 전달하는 절연유 열화측정센서와,

상기 하우징의 상측으로 돌출되면서 상기 절연유까지 연장되어 상기 하우징의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트파이프와,

상기 히트파이프의 양측에 구성되어 상기 하우징 외부의 공기를 상기 히트파이프의 표면에 불어줌과 동시에 외부로 방출하는 냉각펜을 포함하여 구성되고,

상기 절연유 열화측정센서는 유입변압기 내부의 절연유와 접촉되어 상기 절연유의 열화 및 온도를 측정하는 센서부와, 상기 센서부의 상단에 구성되고 상기 하우징의 적어도 일측면이나 상부에 형성된 홀에 스크류 체결되어 고정되는 체결부와, 상기 하우징의 외면에 돌출되어 상기 센서부에서 측정된 결과를 외부로 전달하는 무선센서 모듈을 내장한 헤드부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기.

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제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프의 양측에 구성된 상기 냉각펜을 서로 마주보게 구성하여 상기 히트파이프에 외부의 공기를 유입하여 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기.

제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프의 양측에 구성된 상기 냉각판 중 일측은 외부의 공기를 유입하고, 타측은 내부의 공기는 배출하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기.

제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프 및 냉각펜은 덮어 보호하는 케이싱을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기.

제 1 항에 있어서, 상기 히트파이프는

상기 하우징의 상부로 돌출되어 외부로 열을 방출하는 돌출부와,

상기 하우징 내부의 절연유까지 연장되어 열을 순환시키는 연장부와,

상기 돌출부 및 연장부를 지지하기 위해 일정한 간격을 갖는 다수의 관과,

상기 각 관을 사이에 두고 일정한 간격을 가지면서 열교환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유 열화측정센서를 구비한 유입 변압기.

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