KR101481057B1

KR101481057B1 - 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법

Info

Publication number: KR101481057B1
Application number: KR20140058670A
Authority: KR
Inventors: 정돈희
Original assignee: 삼정전기공업 주식회사
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-01-14

Abstract

본 발명은 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조원가의 상승, 전력손실증가, 생산성감소 등의 이유로 종래의 전위기술을 적용할 수 없는 주상변압기 저압측 2차권선에 새로운 방법의 전위를 적용하여 부하손실을 절감하거나 절감된 부하손실을 설계에 반영하여 도체, 전기강판 및 전기절연유 등의 소재 사용량을 감소시켜 변압기를 소형화 할 수 있는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 2차코일-1층권선단계; 2차코일-전위단계; 2차코일-2층권선단계; 1차코일권선단계; 코일사이징단계; 코일건조단계; 코아컷팅단계; 코아스태킹단계; 코아포밍단계; 코아소둔단계; 코아코일조립단계; 프레임조립단계; 본체건조단계; 외함조립단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법{Production method of pole-mounted transformers}

본 발명은 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저압측 2차권선에 새로운 방법의 전위를 적용하여 부하손실을 절감하거나 절감된 부하손실을 설계에 반영하여 도체, 전기강판 및 절연유 등의 소재 사용량을 감소시켜 변압기를 소형화 할 수 있는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 권철심형 변압기는 그 내 부에 코일이 안쪽에 형성되고 코아가 코일 주위를 감싸는 외철형 변압기가 있고, 코아 안쪽에 배치되고 코일이 코아를 둘러싸는 형태의 내철형 변압기가 있다.

이러한 변압기의코아는 형태에 따라 일정한 폭의 규소강판을 가공치수로 절단, 적층하여 자기회로를 형성한 적철심과, 일정한 폭의 규소강대를 링형상으로 절단, 적층한 권철심으로 분류한다.

도 1 내지 도 2는 권철심을 적용한 종래 주상변압기를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2에서 부재번호 1은 1차코일, 2는 2차코일, 3은 누설자속, 4는 2차코일의 상부도체, 5는 2차코일의 하부도체, 6은 코아를 각각 가리킨다.

상기와 같은 주상변압기는 1차코일(1)에 22900V의 특고압이 가압되면 1차코일(1)에 의해 유도된 주자속이 발생하여 자속의 통로인 코아(6)를 따라 이동하며 2차코일(2) 쇄교하게 되면 저압의 230V 유도기전력이 형성되어 수용가측에 필요한 전력을 공급한다.

수용가측의 전력사용량이 증가하면 부하전류가 증가함에 따라 2차코일(2)에 의해 발생하는 누설자속(3)이 증가한다.

증가한 누설자속(3)은 2차코일(2)의 상부도체(4)와 하부도체(5)에 각각 쇄교하여 다른 유도전압을 발생하고 이로 인한 전압차이 때문에 상부도체와 하부도체 사이에 순환전류가 흘러 부하손실을 발생한다.

종래의 주상변압기는 소형으로 종래기술의 중대형 변압기의 전위방법을 적용하면 코아, 코일 및 절연유 등의 소재 사용량이 증가하여 경제성이 감소하고, 무부하손실과 부하손실이 증가하고, 작업공정이 복잡해져 생산성을 현저히 감소시킨다.

그러므로 주상변압기와 같은 소형 변압기에서는 전위를 실시하지 못하고 있으며, 이로 인해 불필요한 전력손실 발생하는 막대한 경제적 손실을 감수하고 변압기를 제조하는 문제점이 있다.

이러한 주상변압기를 컴팩트하게 제조하고 경제적 손실을 방지하기 위하여 컴팩트형 주상변압기의 제조방법이 특허등록 제832838호로 제안된 바 있다.

상기와 같은 콤팩트 경량 변압기는 권선기에 별도의 부가설비를 부착하여 1차코일의 알루미늄 환선 도체를 타원형 도체 또는 사각형 도체로 변형시켜, 변압기 권선 도체의 점적율을 현저히 증가시켜 권선 도체의 부피를 최소화 시키는 구성이다.

그러나 알루미늄 환선 도체를 타원형 또는 사각도체로 변형하여 사용하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 생산설비에 별도의 설비를 갖춰야 하는 번거로움이 있음은 물론 주상변압기에서 전위를 실시하지 못하고 있어 불필요한 전력 손실이 발생하는 문제점이 상존하고 있었다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 권선금형에 2차코일 1층을 권선하는 2차코일 1층권선단계; 상기 2차코일 1층을 권선한 1층코일의 하단 또는 상단에서 상부도체 또는 하부도체를 V자형으로 절곡하여 상부도체 또는 하부도체와 상호 위치 교환하거나 또는 상부도체 또는 하부도체를 절단하여 절단부를 절곡한 후 코일하단 또는 상단에서 용접하여 하부도체와 상부도체를 상호 위치 교환하여 전위를 실시하는 2차코일 전위단계; 상기 전위단계를 거친 2차코일 1층 외측에 냉각덕트를 삽입하고 2차코일 1층 외측에 층간절연지를 감싸고 2차코일의 2층을 권선하는 2차코일 2층권선단계; 상기 2층권선단계를 거친 2차코일의 외측에 층간절연지를 두르고 냉각덕트를 삽입하여 1차코일을 권선하여 탭권선을 인출하는 1차코일권선단계; 권선된 코일을 코아와의 원활한 조립과 층간절연지의 흡착력을 강화시키며 권선된 코일 내측에 내측파이프와 내측철판으로 고정하고 코일의 외측에는 외측철판과 사이징지그를 이용하여 코일의 치수를 유지하도록 하는 코일사이징단계; 사이징된 코일을 110℃~120℃의 온도에서 8~9시간 동안 습기를 제거하고 절연지에 도포된 레진이 녹아 도선과 절연지가 흡착되도록 건조하는 코일건조단계; 상기 코일에 조립되는 코아몸체 권철심의 절단면을 30°~60°경사지게 절단하는 코아컷팅단계; 절단된 코아를 원형으로 적층하는 코아스태킹단계: 적층된 코아를 사각형 모양으로 변형하는 코아포밍단계; 사각형 모양을 변형한 코아를 780℃~820℃에서 2시간 유지하여 응력에 의한 스트레스를 제거하기 위하여 열처리를 하는 코아소둔단계; 코아소둔단계를 거친 코아와 건조가 완료된 2개의 코일권선을 조립하는 코아코일조립단계; 상기 조립된 코아와 코일을 프레임에 조립하는 프레임조립단계; 상기 코아와 코일이 조립된 프레임의 습기를 완전히 제거하는 본체건조단계; 상기 건조된 본체를 외함에 넣고 절연유를 충진하고 부싱, 커버등을 조립하는 외함조립단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 저압측 2차권선 하단(또는 상단)에서 새로운 방법의 전위를 적용하여 부하손실을 절감하거나 절감된 부하손실을 설계에 반영하여 도체, 전기강판 등의 소재 사용량을 감소시켜 변압기를 소형화 할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 종래 주상변압기의 코아, 코일이 결합 된 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 종래 주상변압기의 코아, 코일이 결합 된 상태를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법을 나타낸 공정도,
도 4는 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 2차코일의 1층권선단계를 나타낸 사진,
도 5는 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 2차코일 전위단계를 나타낸 사진,
도 6은 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 2차코일 2층권선단계를 나타낸 사진,
도 7는 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 코일사이징단계를 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 코아컷팅단계를 나타낸 사진,
도 9는 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 코아스태킹단계를 나타낸 사진,
도 10은 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 코아포밍단계를 나타낸 사진,
도 11은 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 코아소둔단계를 나타낸 사진
도 12는 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 코아,코일조립단계를 나타낸 사진,
도 13은 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법의 프레임조립단계를 나타낸 사진이다.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명 한다.

하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법을 나타낸 공정도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 유전위 컴팩트 주상변압기의 제조방법은 2차 코일의 1층권선단계와, 1층권선의 2차코일 2차코일 전위단계와, 1층권선 외측에 권선하는 2차코일 2층권선단계와, 2차코일의 외측에 권선하는 1차코일 권선단계와, 1,2차 코일의 코일사이징단계와, 1,2차코일을 건조하는 코일건조단계와, 1,2차 코일에 조립되는 코아를 컷팅하는 코아컷팅단계와, 코아를 적층하는 코아스태킹단계와, 코아를 사각모양으로 변형하는 코아포밍단계와, 코아를 열처리하는 코아소둔단계와, 코일과 조립하는 코아코일조립단계와, 코아코일을 프레임에 조립하는 프레임조립단계와, 습기를 제거하는 본체건조단계와, 본체를 조립하는 외함조립단계로 구성된다.

이러한 상기 2차코일 1층권선단계는 2차코일의 1층을 권선하는 단계로서 철재질의 권선금형에 코아와의 절연을 위해서 절연재료인 프레스보드를 감싸고 도 4에 도시된 바와 같이 2차코일의 1층을 권선한다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상부도체와 하부도체의 위치를 상호교환(전위)한 후 도 6에 도시된 바와 같이 2층권선단계에서 상기 전위단계를 거친 2차코일 1층에 권선의 온도방출을 위한 절연유의 대류를 원활히 하기 위해 냉각덕트를 삽입하고 2차코일 1층과 2층간의 절연을 위한 층간절연지를 감싸고 2차코일의 2층을 권선한다.

상기 2차코일 2층권선단계를 거친 2차코일의 외측에 1차권선단계에서 층간절연지를 두르고 냉각덕트를 삽입하여 1차코일을 권선하며 수용가의 정격전압 조절을 위해 탭권선을 인출한다.

한편 코일사이징단계에서는 권선된 코일을 코아와의 원활한 조립과 다이아몬드 패턴 레진이 도포된 층간절연지의 흡착력을 강화시키기 위하여 도 7에 도시된 바와 같이 변압기 코일(10) 내측은 내측파이프(20)와 내측철판(30)으로 고정하고 변압기 코일(10) 외측은 외측철판(40)과 사이징지그(50)를 이용하여 코일의 일정한 치수를 유지하도록 하는 결합한다.

이렇게 코일사이징된 코일을 코일건조단계에서 일정한 온도인 110℃~120℃를 8~9시간 동안 유지하여 코일의 습기를 제거하고 층간절연지에 도포된 다이아몬드 패턴의 레진이 녹아 도선과 절연지가 흡착되도록 한다.

또한, 코아의 제조를 위하여 도 8에 도시된 바와 같이 코아컷팅단계에서 무부하 손실을 저감하기 위해 코아몸체의 권철심의 절단면을 30°~60°경사지게 절단한다.

이렇게 절단된 코아를 도 9에 도시된 바와 같이 코아스태킹단계를 통하여 절단된 코아를 원형으로 적층하고 도 10에 도시된 바와 같이 코아 포밍 단계에서 적층된 코아를 코일과 결합하기 위해 코아를 사각형 모양으로 변형시킨다.

이렇게 사각형 모양을 변형시킨 코아를 도 11에 도시된 바와 같이 코아소둔단계를 거쳐 주상변압기 코아의 응력에 의한 스트레스를 제거하기 위해 780℃~820℃에서 2시간 유지한다.

도 12에 도시된 바와 같이 코아소둔단계를 거친 코아 1유닛과 건조가 완료된 2개의 코일권선을 코아코일조립단계를 통하여 조립한 후 도 13에 도시된 바와 같이 1세트의 프레임을 조립하여 본체를 완성하게 된다.

이렇게 완성된 본체는 본체건조단계를 통하여 본체에 습기를 완전히 제거하고 본체를 외함에 넣고 절연유를 충진하고 부싱, 커버 등을 조립하는 외함조립단계를 거쳐 유전위 컴팩트 주상변압기를 완성한다.

이렇게 2차코일 하부(또는 상부)에서 상부도체를 V자형으로 절곡하여 하부도체와 상호 위치 교환하여 전위를 실시하거나, 상부도체를 절단하여 절단부를 절곡한 후 코일하부에서 용접하여 하부도체와 상부도체를 상호 위치 교환하는 전위를 실시하여 부하손실을 절감하거나 절감된 부하손실을 설계에 적용하여 컴팩트한 주상변압기를 제조할 수 있다.

10 ; 코일 20 : 내측파이프
30 : 내측철판 40 : 외측철판
50 : 사이징지그

Claims

권선금형에 2차코일 1층을 권선하는 2차코일-1층권선단계;
상기 2차코일 1층을 권선한 1층코일의 하단 또는 상단에서 상부도체 또는 하부도체를 V자형으로 절곡하여 하부도체와 상부도체와 상호 위치 교환하여 전위를 실시하거나, 상부도체 또는 하부도체를 절단하여 절단부를 절곡한 후 코일하단 또는 상단에서 용접하여 하부도체와 상부도체를 상호 위치 교환하는 전위를 실시하는 2차코일-전위단계;
상기 전위단계를 거친 2차코일 1층 외측에 냉각덕트를 삽입하고 2차코일 1층 외측에 층간절연지를 감싸고 2차코일의 2층을 권선하는 2차코일-2층권선단계;
상기 2층권선단계를 거친 2차코일의 외측에 층간절연지를 두르고 냉각덕트를 삽입하여 1차코일을 권선하여 탭권선을 인출하는 1차코일권선단계;
권선된 코일을 코아와의 원활한 조립과 층간절연지의 흡착력을 강화시키며 코일의 일정한 치수를 유지하도록 하는 코일사이징단계;
코일사이징된 코일을 일정한 온도로 건조하는 코일건조단계;
상기 코일에 조립되는 코아를 절단하는 코아컷팅단계;
절단된 코아를 원형으로 적층하는 코아스태킹단계:
적층된 코아를 사각형 모양으로 변형하는 코아포밍단계;
사각형 모양으로 변형시킨 코아를 응력에 의한 스트레스를 제거하기 위하여 열처리를 하는 코아소둔단계;
코아소둔단계를 거친 코아와 건조가 완료된 2개의 코일권선을 조립하는 코아코일조립단계;
상기 조립된 코아와 코일을 프레임에 조립하는 프레임조립단계;
상기 코아와 코일을 프레임에 조립한 본체의 습기를 완전히 제거하는 본체건조단계;
상기 건조된 본체를 외함에 넣고 절연유를 충진하고 부싱, 커버 등을 조립하는 외함조립단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법.
청구항 1에 있어서, 코일사이징단계에서 권선된 코일(10) 내측에 내측파이프(20)와 내측철판(30)으로 고정하고 코일(10)의 외측에는 외측철판(40)과 사이징지그(50)를 이용하여 코일(10)의 치수를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 코일건조단계는 110℃~120℃의 온도에서 8~9시간 동안 습기를 제거하고 절연지에 도포된 레진이 녹아 도선과 절연지가 흡착되도록 한 것을 특징으로 하는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법
청구항 1에 있어서, 상기 코아컷팅단계에서 코아몸체 권철심의 절단면을 30°~60°경사지게 절단한 것을 특징으로 하는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법
청구항 1에 있어서, 상기 코아 소둔단계에서는 코아를 780℃~820℃에서 2시간 유지하여 코아의 응력에 의한 스트레스를 제거하는 것을 특징으로 하는 유전위 컴팩트 주상변압기 제조방법.