KR101161863B1

KR101161863B1 - 3상 변류기 및 이러한 3상 변류기가 구비된 발전소

Info

Publication number: KR101161863B1
Application number: KR1020050070277A
Authority: KR
Inventors: 카멜로 지메노
Original assignee: 아레바 티엔디 아게
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2012-07-04
Also published as: CN1725393A; TWI405224B; CN100351960C; EP1624470B1; EP1624470A1; FR2874122B1; TW200620343A; FR2874122A1; KR20060049003A

Abstract

고전압 또는 중전압 전기설비용의 3상 변류기(10)는, 각각에 3개의 구멍들이 뚫어져 있는 2개의 종판들(12)을 서로 연결하는 개개의 평행한 관모양 케이싱들(18) 내의 중앙에 놓인 3개의 도전체들(22); 및 관모양 케이싱들을 둘러싸고 각각이 적어도 하나의 이차 권선(26)을 지니는 자기코어들(24)을 포함한다. 관모양 케이싱들은 2개의 인접한 자기코어들이 그것들 사이에 쐐기형 공간(30)을 규정하도록 삼각형으로 배치된다. 변류기는, 자기코어들(24)을 둘러싸게 배치되며 종판들(12)에 연결되고 틈(39)을 규정하는 대향 가장자리부들(360, 362)을 가지는 휘어진 금속 박판(32)을 구비한다. 틈(39)은 2개의 인접한 자기코어들 사이에 형성된 쐐기형 공간(30)과 마주하게 위치되고, 이차 권선들의 출력단자들(29)은 상기 공간 내에 담겨 있다.

변류기, 종판, 구멍, 도전체, 케이싱, 금속박판, 쐐기형 공간, 접속단자

Description

3상 변류기 및 이러한 3상 변류기가 구비된 발전소{A three-phase current transformer and an electricity station equipped with such a current transformer}

도 1은 본 발명의 변류기를 도 2의 I-I선의 종단면에서 명료함을 이유로 어느 정도 구성요소들을 생략하고서 보여준다.

도 2는 제1실시예의 변류기를 도 1의 II-II선의 단면도로 보여준다.

도 3은 제1단자에서 휘어진 금속박판의 단면도이다.

도 4는 제2실시예를 위한 도 3에 유사한 도면이다.

도 5는 제2실시예를 위한 도 2의 그것과 유사한 부분을 단편적으로 보여주는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 변류기 12 : 종판

16 : 구멍 18 : 케이싱

20 : 절연성 기체 22 : 도전체

24 : 자기코어 26 : 이차 권선

28 : 접속단자 30 : 쐐기형 공간

32 : 금속 박판 34, 360, 362 : 대향 가장자리부

39 : 틈

본 발명은 고전압 또는 중전압 설비에서 사용되는 변류기 기술분야에 관한 것이다. 본 발명은 특히 3상형의 전류송신과, 변류기들이 구비된 발전소(electricity station)에 관한 것이다.

가스절연형 장비를 위한 3상 변류기들은 종래기술에서 이미 알려져 있다. 이러한 변류기들은 그 주변에 배치된 권선들을 지니는 적어도 하나의 자기코어(자심)를 각각 가지는 3개의 도전체들을 가진다.

문헌 EP 0 229 220호는 하나의 이러한 변류기 구성을 기재하고 있다. 그것은 자기코어들이 부근에 배치된 3개의 도전체들을 포함한다. 이 조립체는 절연성(dielectric) 기체인 6불화 황(SF₆)을 담고 있는 단일 케이싱에 담겨 있다. 이차 접속 단자함(terminal box)은 케이싱 외부에 배치되고 상기 단자함과 케이싱 사이의 연결은 밀봉 부싱들에 의해 누설 없이 만들어진다. 그러나 이차 접속단자들은 단자함 내에 놓이고 그러므로 단자함은 케이싱 바깥쪽으로 돌출한다. 이 배치는 변류기의 전체 치수가 증가하는 문제를 제기한다.

문헌 FR 2 815 185호는 압력을 받아 절연성 기체로 채워지고 위상도체(phase conductor)들을 담고 있는 금속 케이싱에 의해 각각 형성된 구역들을 가지는 가스 절연성의 다상(polyphase) 라인을 기재하고 있다. 다상에서 단상으로 넘어가는 접속모듈은 2개의 인접한 구역들을 상호접속시킨다. 2개의 인접한 구역들 간의 전이는 각각이 하나의 위상도체를 수용하는 관모양 외장들에 의해 얻어진다. 변류기의 이차 권선들은 관모양 외장들의 둘레에 배치될 수 있다. 이 문헌은 단자들의 배치에 관해서는 상세한 설명을 제공하지 않는다. 이 문헌이 일차 도체와 이차 권선들 사이에서 기밀 케이싱을 변위시킴으로써 이차 출력들을 위한 밀봉 부싱들을 가질 필요가 없도록 할 수 있는 경우에도, 그것은 단자함의 존재로 인해 변류기에 의해 점유된 전체 치수를 줄이는 것이 가능한지를 말하는 것은 아니다.

본 발명의 목적은 위에서 지적된 단점들을 개선하는 것이고 특히 제조 및 유지보수 비용들을 절감하고 전체 치수를 줄일 수 있는 3상형의 고전압 또는 중전압 설비용 변류기를 제안하는 것이다.

제1양태에서, 본 발명은, 각 종판이 3개의 구멍들을 가지며, 각 종판의 상기 구멍들의 각각은 다른 종판의 대응 구멍에 한 축선상에서 관모양 케이싱을 통해 연결된, 2개의 종판들; 각각의 일차 도전체가 상기 관모양 케이싱들 중의 개별 하나의 실질적으로 중심에 배치된 3개의 실질적으로 평행한 일차 도전체들; 및 관모양 케이싱들을 둘러싸는 복수의 자기코어들로서, 각각의 자기코어는 접속단자들을 갖는 적어도 하나의 이차 권선을 지니고, 3개의 관모양 케이싱들은 관모양 케이싱들 중의 개별 하나를 각각 둘러싸는 2개의 인접한 자기코어들이 삼각형의 외부에서 그 것들 사이에 쐐기형 공간을 규정하도록 삼각형으로 배치된, 복수의 자기코어들을 포함하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기를 제공한다.

변류기는, 제1 대향 가장자리부들 및 제2 대향 가장자리부들을 갖는 직사각형 금속 박판으로서, 상기 박판은 상기 자기코어들 둘레에 배치된 슬리브 형상 전체를 제공하도록 휘어져 있고 제1 대향 가장자리부들을 통해 2개의 종판들에 연결되며, 2개의 제2 대향 가장자리부들은 틈을 규정하도록 일직선으로 정렬되어 있고 서로 떨어져 있는, 직사각형 금속 박판을 더 포함하며,

휘어진 박판은 상기 틈이 2개의 인접한 자기코어들 사이에 형성된 쐐기형 공간들 중 하나와 마주하도록 배치되고,

이차 권선의 접속단자들은 휘어진 박판에 의해 형성된 슬리브 내부에 위치되며, 상기 틈과 마주하고, 상기 쐐기형 공간 내에 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 이차 권선들의 출력케이블들은 상기 틈을 통해 지나간다.

제1실시예에서, 제2 대향 가장자리부들 중의 적어도 하나는, 휘어진 금속 박판에 의해 형성된 슬리브의 안쪽으로 단이 나 있고, 틈과 마주하게 위치된 부분을 구비하며, 그 위에 접속단자들이 위치된다.

제2실시예에서, 변류기는 틈과 마주하게 위치되며 그 위에 접속단자들이 위치되는 판을 더 포함한다.

바람직하게는, 틈은 금속 덮개에 의해 덮여진다. 바람직하게는, 덮개에는 이차 권선의 출력케이블들이 지나가는 부싱들이 제공된다.

바람직하게는, 상기 접속단자들은 단자블록에서 통합된다.

변형예에서, 휘어진 금속 박판은 실질적으로 원형 단면의 원통형 슬리브의 형상이다.

다른 변형예에서, 휘어진 금속 박판은 실질적으로 사각형 단면의 기둥형 슬리브의 형상이다. 바람직하게는, 사각형 단면의 모서리들은 둥글게 된다(rounded).

제2양태에서, 본 발명은 제1양태에 따른 변류기가 구비된 고전압 또는 중전압 발전소를 제공한다.

본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 비제한적인 예시로서의 실시예들의 다음의 상세한 설명을 읽으면 잘 이해될 것이다.

각각 종단면도 및 단면도인 도 1 및 도 2를 참조하면, 고전압 또는 중전압 전기설비에 사용하기 위한 3상형의 변류기(10)가 보이고 있다. 보여진 예에서, 변류기는 가스절연형(gas-insulated type)이다. 도 1은 제1 및 제2실시예들에 공통이다. 도 2는 제1실시예만 나타낸다.

변류기(10)는, 접지되며 실질적으로 평행한 2개의 종판들(12)을 가지며, 이 종판들의 각각은 그것의 면들 중의 하나가 설비시스템에 연결되며 설비시스템의 일부는 도 1에서 2로 참조된다. 2개의 종판들(12) 사이에는 종판들(12) 중의 하나로부터 다른 하나로 연장하는 축(100)의 중심보강막대(14)가 배치된다. 중심보강막대(14)는 바람직하게는 금속으로 만들어진다.

각 종판(12)은 개개의 관모양(tubular) 케이싱(18)을 통해 다른 종판(12)에 있는 대응 구멍(16)에 한 축선에서 연결되는 3개의 구멍들(16)을 가진다. 관모양 케이싱들(18)은 내(耐)가스성 재료로 만들어지고 그것들은 절연성 기체(20), 예컨 대 6불화 황(SF₆)으로 채워진다. 밀봉 개스킷(172, 174)은 각 관모양 케이싱(18) 및 각 종판(12) 사이에 배치된다. 각 관모양 케이싱(18) 및 관련된 밀봉 개스킷들(172, 174)은 기체밀봉 장벽을 형성한다. 이러한 밀봉 개스킷들(172, 174)은 전기적으로 절연성이다.

변류기(10)는 실질적으로 평행한 3개의 일차 도전체들(22)을 가지며, 각 도전체는 상기 관모양 케이싱들(18) 중 대응하는 하나의 실질적으로 중심을 따라 연장한다. 설비 말단(2) 외에도, 3개의 도전체들(22)은 2개의 종판들(12)과 3개의 도체들(4)에 의해 정해지는 체적공간 바깥으로 연장되고, 이러한 도체들(4)의 각각은 도전체들(22) 중의 하나에 연결된다. 도체들(4)은, I-I선에 수직하고 축(100)에 평행한 면을 점유한다.

각 관모양 케이싱(18)은 하나 이상의 자기코어들(24)에 의해 둘러싸이며, 이 예에서는 자기코어들 중의 3개가 보이고 있다. 각 자기코어(24)는 적어도 하나의 이차 권선(26)을 포함한다. 이차 권선들(26)은 권선연결체들(27)을 통해 접속단자들(28)에 연결되고 접속단자들은 외부케이블들(29)에 의해 외부와 연결된다.

전자기적합성(EMC)이 필요한 경우, 출력케이블들(29)의 외피들은 상업적으로 입수가능한 전자기적합성(EMC) 부싱들(46)에 의해 접지된다.

3개의 관모양 케이싱들(18)은 2개의 각기 이웃하는 관모양 케이싱들(18)을 둘러싸는 2개의 자기코어들(24)이 인접하도록 삼각형으로 배치된다. 결과적으로, 3개의 자기코어들(24)은 그것들 간에 삼각형의 외부에 있는 3개의 쐐기형 공간들 (30)을 정의한다(도 2 참조).

변류기(10)는 자기코어들(24)을 둘러싸게 배치된 거의 원통형 슬리브의 형상을 나타내기 위해 휘어진 직사각형 금속박판(32)을 더 포함한다. 도면들에 보인 예에서, 박판(32)은 사각 단면의 네 모서리가 둥글게 된 기둥형 슬리브로 형성되어 있다. 휘어진 박판은 제1 대향 가장자리부들(34)(도 1에서 볼 수 있음)을 가짐으로써, 파스너수단(13)에 의해 2개의 개별 종판들(12)에 연결된다. 이렇게 형성된 기둥형 슬리브에 포함되는 체적공간(50)은 대기압의 공기를 담고 있다.

도 1, 2 및 3에 보인 제1실시예에서, 휘어진 금속박판(32)은 제2 대향 가장자리부들(360, 362)을 가지며, 이 가장자리부들 중 적어도 하나는 단(step)이 있는(stepped) 구성으로 주어진다. 도 3에 보인 것처럼, 제2 대향 가장자리부(360)는 슬리브의 안쪽으로 단이 나 있다. 단이 있는 제2 대향 가장자리부(360)는 처음 부분(364)을 제공한다. 이것은 기둥형상의 안쪽으로 처음 휘어져 처음 부분(364)에 거의 수직인 제1부분(366)을 형성하고, 그 후 다시 반대 방향으로 휘어져 처음 부분(364)에 거의 평행한 제2부분(368)을 형성한다. 따라서, 3개의 부분들(364, 366, 368)은 함께 거의 S자형 구성을 형성한다. 처음 부분(364)은 휘어진 금속박판(32)에 대해 동일한 대체로 기둥형 슬리브 형상을 유지하기 위해 다른 제2 대향 가장자리부(362)와 실질적으로 일직선으로 정렬된다. 이러한 처음 부분(364) 및 다른 제2 대향 가장자리부(362) 사이에는 틈(39)이 남게 된다. 제1부분(366)과 제2부분(368)은 틈(39)을 마주보는 내부 오목부(38)를 정의한다.

틈(39)이 2개의 인접한 자기코어들(24) 사이에 형성된 쐐기형 공간들(30) 중 하나를 마주하고 오목부(38)는 상기 쐐기형 공간(30)에 적어도 부분적으로 위치되 도록, 휘어진 금속박판(32)은 자기코어들(24)을 둘러싸게 배치된다.

이차 권선들(26)의 접속단자들(28)은 틈(39)과 마주하는 오목부(38) 내에 위치된다. 이 접속단자들은 직접 또는 그것들이 통합된 단자블록들(42)을 통해 제2부분(368)에 대해 눌러지고 및/또는 고정된다. 단자블록(42)으로부터 나오는 출력케이블들(29)은 틈(39)을 통해 외부로 나갈 수 있다.

본 발명의 변류기의 제2실시예가 도 1, 4 및 5에 보인다.

도 4에 보인 것처럼, 제2가장자리부들(360, 362)은 평평한 구성을 유지한다. 따라서 2개의 제2가장자리부들(360 및 362)은 일렬로 정렬되며 틈(39)에 의해 서로 떨어져 있을 뿐이다. 그러므로 휘어진 금속박판(32)에 의해 형성된 슬리브 내부를 정하는 오목부(38)는 없다.

제1실시예와 유사한 방식으로, 휘어진 금속박판(32)은 틈(39)이 2개의 인접한 자기코어들 간에 형성된 쐐기형 공간들(30) 중 하나와 마주하는 식으로 자기코어(24) 둘레에 배치된다.

판(60)(도 5 참조)은 휘어진 금속박판(32)에 의해 형성된 슬리브 내부에 틈(39)과 마주하게 놓인다. 이 판(60)은 적당한 파스너수단(미도시)에 의하여 변류기(10)의 2개의 개별 종판들(12)에 2개의 개별 끝들을 통해 고정된다. 예를 들면, 이 판의 끝들은 2개의 종판들(12)에 나사로 고정되는 죔쇠(fastening tab)들을 가질 수 있다.

판(60)은 제1실시예의 제2부분(368)에 유사한 기능을 수행한다. 접속단자들(28)은 직접 또는 그것들이 연결된 단자블록(42)을 통해 상기 판(60)에 대고 눌려지고 및/또는 고정된다. 단자블록(42)으로부터 나오는 출력케이블들(29)은 틈(39)을 통해 외부로 나가게 된다. 판(60)은 바람직하게는 금속으로 만들어진다.

제1 및 제2 실시예들 둘 다에서, 변류기(10)는 선택사항적으로는 틈(39)을 닫기 위하여 변류기(10)의 전체 길이에 걸쳐 위치되는 덮개(44)를 구비할 수 있다. 덮개(44)는 바람직하게는 금속판으로부터 절단된다. 덮개에는 이차 권선들(26)로부터 출력케이블들(29)이 통과하는 부싱들(46)이 제공된다. 덮개는 나사못(48)과 같은 기존의 파스너수단에 의해 휘어진 금속박판(32)에 고정된다.

본 발명은 위에서 설명된 특정 실시예들로 한정되지 않는다.

구체적으로는, 도면들에 보인 휘어진 금속박판은 사각 단면의 모서리들이 둥글게 된 거의 원통형으로 성형된다. 그러나, 본 발명을 벗어나지 않고서도, 사각 단면의 모서리들이 둥글게 되지 않은 사각 단면의 기둥으로서, 또는 원형 단면의 기둥으로서, 또는 타원형 단면의 기둥으로서, 또는 모서리들이 둥글게 된 직사각형 단면의 기둥으로서, 또는 모서리들이 둥글게 되지 않은 직사각형 단면의 기둥으로서 성형될 수도 있다.

더구나, 본 발명은 가스절연형의 변류기로 한정되는 것이 아니고, 고체절연의 변류기에도 동일하게 잘 적용될 수 있다. 이러한 상황하에서, 절연은, 예를 들면, 관모양 케이싱(18)(또는 튜브) 및 도전체(22) 사이에 형성된 공간영역에 에폭시수지를 주입함으로써 얻어진다. 그러면 에폭시수지는 이 공간영역에서 절연성 기체를 대신한다.

본 발명의 변류기 구성의 이점은 휘어진 금속 박판에 의해 형성된 기둥형상 의 내부에 포함된 체적공간이 대기압의 공기를 담고 있다는 점이다. 종래기술의 가스절연성 설비용의 변류기 구성들과는 달리, 본원의 체적공간은 절연성 기체를 담고 있을 필요가 없고, 접속단자들이 누설이 없게끔 할 필요도 없다. 따라서 유익하게도 상업적으로 입수가능한 표준 접속단자들을 사용할 수 있게 한다.

본 발명의 변류기 구성의 다른 이점은 이차 권선들의 접속단자들을 위한 위치가 변류기의 본체로부터 더 이상 돌출할 필요가 없고 그래서 변류기의 전체 치수가 종래기술의 변류기들과 비교하여 작아진다는 것이다.

본 발명의 변류기 구성의 다른 이점은 덮개를 제거함으로써 접속단자들에 쉽게 접근가능하고, 그래서 변류기의 유지보수가 용이하게 되고 그 결과로서 유지보수비용이 종래기술의 변류기들의 비용들에 비해 감소한다는 것이다.

Claims

고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10)에 있어서,

각 종판이 3개의 구멍들(16)을 가지며, 각 종판의 상기 구멍들의 각각은 다른 종판의 대응 구멍(16)에 관모양 케이싱(18)을 통해 한 축선상에서 연결된, 2개의 종판들(12);

각각의 일차 도전체가 상기 관모양 케이싱들(18) 중 개별 하나의 중심에 배치된 3개의 평행한 일차 도전체들(22); 및

관모양 케이싱들(18)을 둘러싸는 복수의 자기코어들(24)로서, 각각의 자기코어는 접속단자들(28)을 갖는 적어도 하나의 이차 권선(26)을 지니고, 3개의 관모양 케이싱들(18)은 관모양 케이싱들(18) 중의 개별 하나를 각각 둘러싸는 2개의 인접한 자기코어들(24)이 삼각형의 외부에서 그것들 사이에 쐐기형 공간(30)을 규정하도록 삼각형으로 배치된, 복수의 자기코어들(24)을 포함하며,

상기 변류기는,

제1 대향 가장자리부들(34, 34) 및 제2 대향 가장자리부들(360, 362)을 갖는 직사각형 금속 박판(32)으로서, 상기 박판은 상기 자기코어들(24) 둘레에 배치된 슬리브 형상 전체를 제공하도록 휘어져 있고 제1 대향 가장자리부들(34, 34)을 통해 2개의 종판들(12)에 연결되며, 2개의 제2 대향 가장자리부들(360, 362)은 틈(39)을 규정하도록 일직선으로 정렬되어 있고 서로 떨어져 있는, 직사각형 금속 박판(32)을 더 포함하며,

휘어진 박판(32)은 상기 틈(39)이 2개의 인접한 자기코어들(24) 사이에 형성된 쐐기형 공간들(30) 중 하나와 마주하도록 배치되고,

이차 권선(26)의 접속단자들(28)은 휘어진 박판(32)에 의해 형성된 슬리브 내부에 위치되며, 상기 틈(39)과 마주하고, 상기 쐐기형 공간(30) 내부에 있는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항에 있어서, 제2 대향 가장자리부들(360, 362) 중의 적어도 하나는, 휘어진 금속 박판(32)에 의해 형성된 슬리브의 안쪽으로 단이 나 있고, 틈(39)과 마주하게 위치된 부분(368)을 구비하며, 그 위에 접속단자들(28)이 위치되는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항에 있어서, 상기 변류기는, 틈(39)과 마주하게 위치된 판(60)으로서 그 위에 접속단자들(28)이 위치되는 판(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항에 있어서, 이차 권선들(26)의 출력케이블들(29)은 상기 틈(39)을 지나가는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항에 있어서, 틈(29)은 금속 덮개(44)에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제5항에 있어서, 상기 덮개(44)에는 이차 권선(26)의 출력케이블들(29)이 통과하여 지나가는 부싱들(46)이 제공된 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항에 있어서, 상기 휘어진 금속 박판(32)은 원형 단면의 원통형 슬리브의 형상으로 된 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항에 있어서, 상기 휘어진 금속 박판(32)은 사각형 단면의 기둥형 슬리브의 형상으로 된 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제8항에 있어서, 상기 휘어진 금속 박판(32)은 둥글게된 모서리들을 갖는 기둥형 슬리브의 형상으로 된 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항에 있어서, 상기 접속단자들(28)은 단자블록(42) 내에서 통합되는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 관모양 케이싱(18)은 내가스성 재료로 이루어지며, 상기 관모양 케이싱(18) 및 이것이 둘러싸는 도전체(22) 사이의 절연은 절연성 기체에 의해 상기 변류기(10)가 가스절연형이 되도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각 관모양 케이싱(18) 및 이것이 둘러싸는 도전체(22) 사이의 절연은 그것들 사이에 주입된 수지에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 고전압 또는 중전압 전기설비를 위한 3상형 변류기(10).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 변류기(10)를 구비한 것을 특징으로 하는 고전압 또는 중전압 발전소.