KR101144116B1 - 수전 일체형 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기의 내측에 충진되는 절연유를 이용하여 고장구간개폐기 및 계기용 변압변류기, 휴즈 등을 절연토록 함으로써 하나의 변압기로서 수전설비의 기능을 수행할 수 있도록 하고, 절연율을 높여 외부 요인에 의한 숏트 등을 방지할 수 있도록 하는 수전 일체형 변압기에 관한 것이다.

Description

수전 일체형 변압기{A transformer which all-in-one Power Receiving}

본 발명은 변압기의 내측에 충진되는 절연유를 이용하여 고장구간개폐기 및 계기용변압변류기, 휴즈 등을 절연토록 함으로써 하나의 변압기로서 수전설비의 기능을 수행할 수 있도록 하고, 절연율을 높여 쇼트나 안전사고 등을 방지할 수 있도록 하는 수전 일체형 변압기에 관한 것이다.

일반적으로, 수변전설비는 발전소, 변전소 또는 전기시설이 되어 있는 건물 등에 설치되는 장치로서 내부에 안전장치, 계기, 표시등, 계전기 등을 배치하여 전로의 개폐나 기기의 제어를 용이하게 할 수 있게 구분된다.

그리고, 상기 수변전설비는 특고압부와 변압기부로 구분되는데, 상기 특고압부는 외부에서 공급되는 고압 또는 특별 고압의 전기를 수전하는 기능을 하고, 변압기부는 고압 또는 특별 고압의 전기를 수용가의 부하에 적합하게 감압하는 기능을 하며, 저압부는 저압의 전기를 다수의 부하로 보내는 기능을 한다.

상기와 같은 기중절연방식의 수변전설비는 수변전설비를 구성하는 특고압부와 변압기부 등이 서로 간의 절연을 위해 절연거리를 유지해야 하므로 수변전설비의 부피가 커질 뿐더러 중량도 커지기 때문에 수변전설비을 설치할 때 수변전설비를 운반하여 설치하기가 용이하지 않다.

또한, 특고압부와 변압기부의 충전부(도체간의 접속포인트)의 외부가 절연처리되어 있지 않기 때문에 감전사고를 일으킬 우려가 크다.

즉, 수변전설비가 습도가 높은 지하나 옥외에 설치된 경우 특고압부와 변압기부 및 저압부의 누설전류에 의해 안전사고를 일으킬 우려가 있기 때문에 수변전설비를 설치하기 전에 수변전설비가 설치될 공간을 방수 처리해야함은 물론이고 관리자는 수변전설비가 설치된 공간의 습도를 수시로 체크해야 한다.

이러한 단점을 해소하기 위하여 등록실용신안 제435604호에 충전부 밀폐형 수전설비가 개시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 박스형 몸체(28)의 내부에는 고장구간 자동개폐기,피뢰기,파워휴즈,계기용 변성기등이 설치된 전력인입반과 전력용변압기와 냉각기가 설치된 변압반과 기중차단기(6) 저압 MCCB와 각종계기등이 설치된 저압반으로 구획하고, 전력인입반에는 고장구간 자동개폐기(1), 피뢰기,에폭시몰드 파워휴즈 카트리지(3)가 한개의 기기로 조합되고 상부에 설치된 계기용 변성기(4)에 케이블접속재(27)로 연결된다.

그리고, 상기 계기용 변성기(4)로의 전력 인입 및 인출단자에 케이블접속재(27)를 사용하고, 전력용 변압기는 1차측에 증설용 예비단자(14)가 설치되어 있으며 온도계(21) 등이 구비되어 있으며, 변압기의 방열기에는 분리가 가능한 열교환기(15)가 장착되어있고, 하부에는 냉각기(16)가 설치된 냉각유닛트에 의해 냉매를 순환시키도록 하며, 저압배전반은 상부측과 하부측으로 구분되며 상부에는 저압 기중차단기(6)와 비상절환 스위치가 설치되고 하부에는 다수의 MCCB(7)가 설치되는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 수전설치는, 고장구간 자동개폐기, 계기용 변성기, 변압기, 에폭시몰드 카트리지, 케이블접속재 등이 연결조립되어 접지가 잡혀있어도 에폭시몰드 카트리지는 완전차폐가 아닌 부분 차폐구조로 상간 절연거리가 필요하여 부피가 증가되는 단점이 있는 것이다.

또한, 고장구간 자동개폐기및 계기용 변성기와 변압기 간이 횡렬의 케이블 배선방식에 의한 접속구조이고, 변압기와 계기용 변성기, 그리고 계기용 변성기와 고장구간 자동개폐기 간의 접속 또한 엘보접속재에 의한 케이블 배선으로 접속되어 케이블 배선의 처리 복잡성으로 콤팩트화를 구현하지 못하는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 하나의 변압기로서 수전설비의 기능을 수행할 수 있도록 하고, 절연율을 높여 외부 요인에 의한 숏트나 안전사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 하며, 절연유가 충진되는 변압기의 내측에 고장구간개폐기 및 계기용 변압변류기, 휴즈 등을 설치하여 절연토록 함으로써 변압기를 컴팩트하게 제작할 수 있도록 하여 수전설비의 설치면적을 최소화 할 수 있도록 하고, 절연을 위한 별도의 케이스가 불 필요하여 원가를 절감할 수 있도록 하는 수전 일체형 변압기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 변압기케이스의 내측에 변압기유니트를 설치하고, 상기 변압기유니트와 분리되어 고장구간개폐기 및 계기용 변압변류기, 휴즈를 공간상에 배치한 후 절연유를 충진하는 구성으로 변압기유니트와 고장구간개폐기 및 계기용 변압변류기, 진공차단기 등을 상호 절연토록 연결하는 구성으로 이루어진 수전 일체형 변압기를 제공한다.

그리고, 본 발명은, 고장구간개폐기와 계기용변성기의 내부부품만을 변압기케이스의 공간상에 배치하고, 상기 고장구간개폐기에 연결되는 휴즈를 변압기케이스에 구비되는 커버의 개방을 통하여 교체토록 설치되는 수전 일체형 변압기를 제공한다.

더하여, 본 발명은, 고장구간개폐기와 계기용 변압변류기가 케이블을 통하여 직접연결되는 구성으로 이루어진 수전 일체형 변압기를 제공한다.

또한, 본 발명은 공간상에 배치되는 고장구간개폐기와 계기용 변압변류기는 변압기케이스에 절연유니트를 개재하여 공간상에 배치되고, 상기 변압기케이스의 외부에 계량기박스 또는 컨트롤러, 진공차단기가 더 연결되는 구성으로 이루어진 수전 일체형 변압기를 제공한다.

계속하여, 본 발명의 고장구간개폐기와 계기용 변압변류기는 변압기케이스에 구비되는 부싱를 통하여 단자가 절연된 상태에서 외부에 노출토록 설치되는 수전 일체형 변압기를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 하나의 변압기로서 수전설비의 기능을 수행하고, 절연율을 높여 외부 요인에 의한 숏트나 안전사고 등을 미연에 방지하며, 절연유가 충진되는 변압기의 내측에 고장구간개폐기 및 계기용 변압변류기, 휴즈등을 설치하여 절연토록하여 변압기를 컴팩트하게 제작함으로써 수전설비의 설치면적을 최소화 하고, 절연을 위한 별도의 케이스가 불필요하여 원가를 절감하는 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 수배전설비를 도시한 평면도이다.
도2는 본 발명에 따른 변압기를 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 변압기를 도시한 요부 분해도이다.
도4 및 도5는 본 발명에 따른 변압기의 연결상태를 도시한 정면도 및 측면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 변압기를 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 변압기를 도시한 요부 분해도이며, 도4 및 도5는 본 발명에 따른 변압기의 연결상태를 도시한 정면도 및 측면도이다.

본 발명의 변압기(T)는, 냉각을 위한 방열핀(117)이 구비되는 변압기케이스(110)의 내측에 형성되는 공간(S)에 변압기유니트(100)를 설치한다.

그리고, 상기 변압기유니트(100)와 분리되어 고장구간개폐기(210) 및 계기용변압변류기(230), 휴즈(250), 피뢰기(270)를 변압기케이스(110) 내측의 공간(S)상에 각각 배치한다.

또한, 상기 공간(S)에는 절연유(300)를 충진하며, 상기 절연유(300)는 변압기유니트(100)와 고장구간개폐기(210) 및 계기용변압변류기(230), 휴즈(250)등이 잠기도록 충진된다.

이때, 상기 고장구간개폐기(210)와 계기용변압변류기(230) 및 휴즈(250), 진공차단기(170)는 절연유(300)에 직접노출토록 설치되면서 전원의 공급순서에 따라 상호 순차로 연결된다.

한편, 상기 진공차단기(170)는, 변압기케이스(110)의 내부에 설치되거나 외부에 노출 설치되어도 된다.

그리고, 상기 고장구간개폐기(210)에 연결되는 휴즈(250)는 변압기케이스(110)의 상측에 구비되는 커버(113)의 개방을 통하여 외부에서 교체가능 토록 설치된다.

더하여, 상기 고장구간개폐기(210)와 계기용변압변류기(230), 피뢰기, 진공차단기, 휴즈, 변압기유니트 등은, 케이블(미도시)을 통하여 순차로 각각 연결된다.

또한, 상기 변압기케이스(110)의 외부에는 계기용 변압변류기(230)에 연결되는 계량기박스(130), 또는 고장구간개폐기(210)와 연결되는 컨트롤러(150) 및 수동조작을 위한 핸들(217)이 각각 설치된다.

이때, 상기 계기용 변압변류기(230)는, 변류기(231)와 변압기(233)의 연결구조로서 변류기(231)와 변압기(233)가 절연유(300)에 노출토록 되며, 상기 고장구간개폐기(210) 역시 고정단자(211)와 그 일측에 설치되면서 개폐기(213)를 개재하여 연결되는 가동단자(215)가 절연유(300)에 노출토록 설치되고, 상기 가동단자(215)는 변압기케이스의 외부에 노출되는 핸들(217)과 연결된다.

계속하여, 상기 고장구간개폐기(210)의 입력측과 변압기유니트(100)의 출력측은, 케이블을 통하여 외부의 삼상전원이 인입되거나 출력될 때 변압기케이스(110)에 구비되는 부싱(111)을 통하여 단자(117)가 절연된 상태에서 외부에 노출토록 설치된다.

그리고, 상기 고장구간개폐기(210)와 계기용변압변류기(230)는, 변압기케이스(110)의 내측에 구비되는 부도체인 절연유니트(180)를 통하여 전기적으로 절연토록 설치된다.

이때, 상기 절연유니트(180)는, 상기 변압기케이스(110)의 내부에 결합되는 브라켓(181)과 상기 브라켓(181)에 연결되는 절연블럭(185)의 조립구조로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도5에서 도시한 바와같이 본 발명은, 절연유(300)가 충진되는 변압기케이스(110)의 내측에 변압기유니트(100)가 배치되고, 상기 변압기유니트(100)의 일측에 특고압부를 구성하는 고장구간개폐기(210)와 퓨즈, 피뢰기와 계기용변압변류기(230)가 각각 배치된다.

이때, 상기 변압기케이스(110)의 외부에는 절연토록 부싱(111)이 개재되는 복수의 입/출력단자(115)가 노출되어 고장구간개폐기(210)의 입력측에 연결되어 전원이 인입된다.

그리고, 상기 고장구간개폐기(210)의 일측에 휴즈(250)가 연결되고, 상기 휴즈(250)의 일측이 피뢰기(270)에 연결된다.

또한, 상기 휴즈(250)에 연결되는 고장구간개폐기(210)는 계기용변압변류기(230)에 연결되고, 상기 계기용변압변류기(230)는 변압기유니트(100)에 접속된다.

이때, 상기 고장구간개폐기(210)와 상기 계기용변압변류기(230)는 서로 변압기케이스 내측에서 그 장착위치를 바꾸어 조립되어도 좋다.

이러한 본 발명의 변압기유니트(100)와 고장구간개폐기(210) 및 계기용변압변류기(230)는 그 주요부분이 별도의 케이스가 없이 노출되는 구성으로 변압기케이스(110)의 내부에 충진되는 절연유(300)가 접촉토록 될 때 절연을 위한 별도의 케이스가 없이도 전기적인 차폐구조가 가능토록 되어 그 연결작업을 단순화 시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 고장구간개폐기(210)에서 부터 계기용 변압변류기(230) 및 휴즈(250)와 피뢰기(270), 변압기유니트(100)등의 연결에 있어서 별도의 절연작없이 없이도 조립이 가능토록 되어 그 연결부의 구조를 단순화 하면서도 절연을 향상시킬 수 있다

이러한 구성을 갖는 본원발명은, 공급전원의 1차측이 연결되어 있는 고장구간개폐기(210), 고장구간개폐기(210)의 2차측에 연결되어 부하단의 사고시 전단으로서의 사고파급을 막는 휴즈(250), 일단이 고장구간개폐기(210)의 2차측 및 휴즈(250)의 1차측에 연결되면서 타단이 변압기케이스(110)의 외부에 접지된 피뢰기(270) 등으로 공급토록 된다.

그리고, 상기 계기용 변압변류기(230)는, 고장구간개계기(210) 및 휴즈(250)의 2차측에 연결되어 전력량을 측정토록 하면서 변압기유니트(100)의 1차측에 연결된다.

본 발명에 따르면, 계기용 변압변류기(230)의 변류기(231)와 변압기(233), 고장구간개폐기(210)의 고정단자(211)와 개폐기(213) 및 가동단자(215)가 절연유로 충진된 변압기케이스(110)의 내부에 설치될 때 절연유(300)에 노출되어 별도의 절연유 및 절연유를 충진하기 위한 케이스를 구비할 필요가 없게 된다.

또한, 계기용 변압변류기의 단자가 변압기케이싱 내측의 절연유에서 노출되어 안전성이 뛰어나다.

그리고, 상기 변압기케이싱(110)의 상부에 구비되는 커버(113)를 분해하는 동작에 의해 휴즈(250)가 노출토록 되어 변압기케이싱의 외부에서 용이하게 교체할 수 있게 된다.

또한, 상기 고장구간개폐기(210)를 수동 동작시키기 위한 핸들(217)이 변압기케이스(110)의 외부에 노출되어 외부에서 용이하게 조작할 수 있게 되며, 상기 고장구간개폐기(210)와 계기용 변압변류기(230)를 제어하거나 공급되는 전력량을 외부에서 확인토록 하는 계량기박스(130) 또는 컨트롤러(150)가 외부에 노출되어 확인이 가능토록 된다.

더하여, 상기 계량기박스(130) 또는 컨트롤러(150)는 RF송수신유니트(401)를 갖는 외부제어유니트(400)에 연결되어 외부의 무선신호에 의해 적력량의 확인 및 고장구간개폐기의 원격 조작이 가능토록 된다.

더하여, 상기 공간(S) 또는 변압기케이스(110)의 외부에 설치되는 진공차단기(170)를 통하여 과부하를 차단토록 한다.

이때, 상기 진공차단기(170) 역시 절연유(300)에 의해 접촉토록 설치되어도 되며 이 경우 절연을 위한 별도의 절연유를 구비하여야 하는 문제점을 해소토록 한다.

그리고, 상기 고장구간개폐기(210)와 계기용 변압변류기(230), 진공차단기(170)는, 변압기케이스(110)의 내측에 구비되는 부도체인 절연유니트(180)를 통하여 각각 지지되어 전기적으로 절연토록 함으로써 고압에 의한 안전사고를 방지토록 하는 것이다.

100...변압기 110...변압기케이스
113...커버 170...진공차단기
210...고장구간개폐기 230...계기용 변압변류기
250...휴즈 300...절연유

Claims (5)

1. 변압기케이스의 내측에 변압기유니트를 연결 설치하고, 상기 변압기유니트와 분리되도록 변압기케이스의 내측에 고장구간개폐기와 계기용 변압변류기 및 휴즈를 각각 구분하여 변압기케이스 내측에 각각 연결하고, 상기 변압기유니트, 고장구간개폐기와 계기용 변압변류기 및 휴즈 순으로 케이블로서 각각 연결하며, 상기 변압기케이스의 내측에 위치하는 변압기유니트, 고장구간개폐기와 계기용 변압변류기 및 휴즈가 각각 절연되도록 변압기케이스의 내측에 절연유를 충진하는 구성으로 변압기유니트와 고장구간개폐기 및 계기용변압변류기, 휴즈가 절연유에 의해 상호 절연토록 하는 구성으로 이루어 진 수전 일체형 변압기.
2. 제1항에 있어서, 상기 고장구간개폐기와 계기용 변압변류기의 내부 부품만을 변압기케이스의 공간상에 배치하고, 상기 고장구간개폐기에 연결되는 휴즈를 변압기케이스에 구비되는 커버의 개방을 통하여 교체토록 설치되는 것을 특징으로 하는 수전 일체형 변압기.
3. 제1항에 있어서, 상기 변압기케이스는, 변압기케이스의 외부에 계기용 변압변류기와 연결되는 계량기박스, 고장구간개폐기와 연결되는 핸들 및 컨트롤러, 진공차단기가 더 연결되는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수전 일체형 변압기.
4. 제1항에 있어서, 상기 고장구간개폐기와 변압기유니트는, 변압기케이스에 내측에 장착될 때 변압기케이스의 외부에 구비되는 부싱를 통하여 입출력단자가 절연된 상태에서 고장구간개폐기 또는 변압기유니트는에 케이블로서 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 수전 일체형 변압기.
5. 제1항에 있어서, 상기 변압기는, 계기용 변압변류기가 변류기와 변압기의 연결구조로서 변류기와 변압기가 절연유에 직접 노출토록 설치되며, 상기 고장구간개폐기는 고정단자와 그 일측에 설치되면서 개폐기를 개재하여 연결되는 가동단자가 절연유에 각각 직접 노출토록 설치되고, 상기 가동단자는 변압기케이스의 외부에 노출되는 핸들에 연결되는 것을 특징으로 하는 수전 일체형 변압기.

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