KR101538093B1

KR101538093B1 - 유입변압기

Info

Publication number: KR101538093B1
Application number: KR1020130128340A
Authority: KR
Inventors: 우상길
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-07-20
Also published as: KR20150048384A

Abstract

권선의 냉각효율이 향상되는 유입변압기가 개시된다.
개시되는 유입변압기는 절연유가 저장된 탱크; 상기 탱크 내부에 구비되는 철심에 권취된 권선; 상기 탱크의 외측에 배치되고, 상기 탱크에 저장된 절연유가 외기와 열교환되는 유동경로를 구성하는 방열판; 상기 탱크와 상기 방열판를 연결하여, 상기 탱크와 방열판 간에 절연유가 순환되는 경로를 구성하는 방열파이프; 및 상기 방열파이프에 구비되어, 상기 방열파이프에서 상기 탱크 내부로 유입되는 절연유 중 적어도 일부를 상기 철심 방향으로 안내하는 유로편향장치;를 포함하고, 상기 탱크 내부에는 상기 권선을 감싸도록 상기 권선의 외측에 배치되는 절연베리어가 더 포함되고, 상기 유로편향장치는 절연유가 상기 권선 주위로 유입되도록 절연유를 상기 절연베리어의 외곽방향으로 안내한다.
이러한 유입변압기에 의하면, 권선을 냉각시키는 절연유의 권선 측으로의 유동량이 증가하므로, 권선 과열이 발생하지 않고, 장치의 냉각효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

유입변압기 {OIL IMMERSED TRANSFORMER}

본 발명은 유입변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 권선의 냉각효율이 향상되는 유입변압기에 관한 것이다.

유입변압기는 절연과 냉각을 위해 용기 내에 절연유를 채운 변압기를 의미한다.

이상적인 변압기라면 입력된 전력에 대하여 출력되는 전력이 동일하여 변압시 손실이 발생하지 않지만, 실제 변압기는 부하에 의한 손실이 발생하여 100%의 변압효율을 기대하기 어렵다.

상기 부하에 의한 손실은 열로 변환되어 변압기 자체의 수명을 단축시키거나 변압기 내의 부품을 손상시키게 되므로, 방열기를 통해 유입 변압기 내부의 온도를 낮춘다.

상기 방열기에는 다수 개의 방열판이 구비되고, 상기 방열판을 통해 절연유가 순환된다. 상기 절연유는 상기 방열판을 순환하면서 상기 유입 변압기에서 발생되는 열을 외부로 방사하여 유입변압기를 냉각시킬 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 유입변압기 내부에서 절연유의 유동을 개략적으로 나타내는 측면도이다.

도 1을 보면, 종래의 기술에 의한 유입변압기는 탱크 내부에 구비되는 철심과 권선 그리고, 상기 권선의 외측에 배치되어 상기 철심과 권선을 지지하는 지지판과 권선의 절연을 위한 절연베리어를 구비한다.

또한, 이러한 유입변압기는 탱크 외측에 순환파이프(61, 62)와 방열판(70)으로 구성된 냉각기를 구비하여, 탱크 내부에 저장된 절연유가 유출측 순환파이프(61), 유입측 순환파이프(62) 및 방열판(70)으로 순환할 수 있도록 구성된다.

그러나, 종래의 기술에 의한 유입변압기는 도 1에 도시된 바와 같이 지지판, 절연베리어와 같은 내부부속품으로 인하여 내부에 유동저항이 발생할 수 있으며, 이러한 원인에 의해 권선으로 절연유의 순환이 잘 이루어지지 않아 변압기 권선의 과열이 발생할 수 있다.

즉, 종래의 기술에 의한 유입변압기는 냉각기에서 탱크 내부로 절연유가 유입되는 유입측 순환파이프(62)에서 유출되는 절연유가 지지판, 절연베리어 등에 의해 방해를 받아서 권선 측으로의 유동량이 적게 되므로, 절연유를 통한 권선 냉각 효율이 떨어진다는 문제가 있다.

또한, 이러한 권선 과열 현상을 방지하기 위해, 냉각기와 탱크 간에 연결되는 유출측 순환파이프(61)와 유입측 순환파이프(62)를 적절한 위치에 설치하여야 하나, 탱크에 취부되는 각종 부속품 등과의 간섭문제로 인해, 원하는 위치에 파이프를 설치하는데 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 절연유가 권선 측으로 유동할 수 있는 유입변압기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 절연유가 저장된 탱크; 상기 탱크 내부에 구비되는 철심에 권취된 권선; 상기 탱크의 외측에 배치되고, 상기 탱크에 저장된 절연유가 외기와 열교환되는 유동경로를 구성하는 방열판; 상기 탱크와 상기 방열판를 연결하여, 상기 탱크와 방열판 간에 절연유가 순환되는 경로를 구성하는 방열파이프; 및 상기 방열파이프에 구비되어, 상기 방열파이프에서 상기 탱크 내부로 유입되는 절연유 중 적어도 일부를 상기 철심 방향으로 안내하는 유로편향장치;를 포함하고, 상기 탱크 내부에는 상기 권선을 감싸도록 상기 권선의 외측에 배치되는 절연베리어가 더 포함되고, 상기 유로편향장치는 절연유가 상기 권선 주위로 유입되도록 절연유를 상기 절연베리어의 외곽방향으로 안내하는 유입변압기를 제공한다.

삭제

또한, 일 실시예에서, 상기 방열파이프는 상기 탱크에서 상기 방열판 측으로 절연유가 유출되는 유출측에 구비되는 유출측 파이프와, 상기 방열판에서 상기 탱크 내부로 절연유가 유입되는 유입측에 구비되는 유입측 파이프로 구성되고, 상기 유로편향장치는 상기 유입측 파이프와 상기 탱크의 연결부에 구비될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 유로편향장치는 상기 방열파이프에 결합되는 링 형상의 결합프레임; 및 상기 결합프레임의 내측에 구비되는 경사판;을 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 유로편향장치는 등각으로 경사진 복수의 상기 경사판을 포함할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 권선을 냉각시키는 절연유의 권선 측으로의 유동량이 증가하므로, 권선 과열이 발생하지 않고, 장치의 냉각효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 절연유의 유동방향을 원하는 방향으로 편향시킬 수 있으므로, 탱크에 냉각기를 설치함에 있어 냉각기 설치위치의 자유성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 유입변압기 내부에서 절연유의 유동을 개략적으로 나타내는 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 측면도.
도 3은 도 2에 도시된 유입변압기에 포함되는 유로편향장치의 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 유입변압기에 포함되는 유로편향장치의 다른 실시 형태를 나타내는 저면도.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기에 대해서 살펴본다.

여기서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 측면도이며, 도 3은 유로편향장치의 사시도, 도 4는 유로편향장치의 다른 실시 형태를 나타내는 저면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 탱크(110), 철심(120), 권선(130), 내부부속품, 방열판(170), 방열파이프(161, 162) 및 유로편향장치(180)를 포함할 수 있다.

상기 탱크(110)는 후술할 철심(120), 권선(130) 및 내부부속품이 내장되는 밀폐용기 형태의 구조물로서, 내부에는 절연유가 저장될 수 있다.

또한, 상기 철심(120)과, 상기 철심(120)에 권취된 권선(130)은 탱크(110)의 내부에 구비되며, 탱크(110) 내부에 저장된 절연유에 담그어질 수 있다.

또한, 상기 내부부속품은 철심(120)과 권선(130)을 지지하는 구조물과 권선(130)를 절연하는 절연물로서, 일 실시예에서, 권선(130)의 상부와 하부를 지지하는 지지판(150)과, 권선(130)의 외측면을 절연하는 절연베리어(140)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 방열판(170)은 내부에 절연유가 유통될 수 있는 공간을 구비하는 판상의 부재로 구성될 수 있으며, 이러한 방열판(170) 내부에 유동하는 절연유는 열을 외부로 방사시킬 수 있다.

방열판(170)은 탱크(110)의 외측에 배치되어, 탱크(110)에 저장된 절연유가 외기와 열교환되는 유동경로를 구성할 수 있다.

또한, 상기 방열파이프(161, 162)는 탱크(110)와 방열판(170)을 연결하여, 탱크(110)와 방열판(170) 간에 절연유가 순환되는 경로를 구성할 수 있다.

일 실시예에서, 방열파이프(161, 162)는 탱크(110)에서 방열판(170) 측으로 절연유가 유출되는 유출측에 구비되는 유출측 파이프(161)와, 방열판(170)에서 탱크(110) 내부로 절연유가 유입되는 유입측에 구비되는 유입측 파이프(162)로 구성될 수 있다.

이러한 구성을 통해, 탱크(110)에 저장된 절연유는 탱크(110), 유출측 파이프(161), 방열판(170) 및 유입측 파이프(162)에 순환되며, 방열판(170)에서 열을 외기로 방사하여 냉각되고 온도가 낮아진 상태로 탱크(110) 내부로 유입되어 철심(120)과 권선(130)을 냉각시킬 수 있다.

한편, 상기 유로편향장치(180)는 방열파이프(161, 162)에 구비되어, 방열파이프(161, 162)에서 탱크(110) 내부로 유입되는 절연유 중 적어도 일부를 철심(120) 및 권선(130) 방향으로 안내할 수 있다.

일 실시예에서, 이러한 유로편향장치(180)는 도 3에 도시된 바와 같이 결합프레임(182) 및 경사판(184)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 결합프레임(182)은 방열파이프(161, 162)에 결합되는 링 형상의 부재로 구성될 수 있다. 이러한 결합프레임(182)은 방열파이프(161, 162)의 끝단에 체결가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 경사판(184)은 결합프레임(182)의 내측 즉, 결합프레임(182)에서 절연유가 유통되는 유통개구를 가로지르도록 구비될 수 있다.

이러한 경사판(184)은 유로편향장치(180)가 설치된 방열파이프(161, 162)의 유로에 대해 경사면을 형성하도록 구성되어, 방열파이프(161, 162)에서 유출되는 유체의 이동방향을 편향(偏向)시킬 수 있다.

일 실시예에서, 유로편향장치(180)에는 복수의 경사판(184)이 구비될 수 있으며, 복수의 경사판(184)은 등각으로 경사지도록 구성될 수도 있다.

이를 통해, 방열파이프(161, 162)에서 유출되는 절연유의 전체 유량 중 많은 양이 원하는 방향으로 유동되도록 할 수 있다.

이러한 유로편향장치(180)의 경사판(184)의 경사각도 및 개수와 면적은 특별히 한정되지 않고 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 유로편향장치(180)는 방열판(170)에서 냉각된 절연유를 탱크(110) 내부의 원하는 방향으로 유동되도록 하기 위한 것이므로, 도 2에 도시된 바와 같이 방열파이프(161, 162) 중에서 유입측 파이프(162)와 탱크(110)의 연결부에 구비될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 유로편향장치(180)는 지지판(150), 절연베리어(140)와 같은 상기 내부부속품의 외곽방향으로 절연유를 안내하도록 구성될 수 있다.

유로편향장치(180)에 의해 내부부속품의 외곽방향으로 안내된 절연유는 도 2에 도시된 바와 같이 권선(130) 측으로 유동할 수 있게 된다.

이를 통해, 많은 양의 절연유가 권선(130) 측으로 유동되어, 절연유에 의한 권선(130)의 냉각성능이 향상될 수 있게 된다.

한편, 유로편향장치(180)는 도 2에 도시된 바와 같이 수직방향으로 유로를 편향시키는 것뿐만 아니라, 도 4에 도시된 바와 같이 수평방향으로 유로를 편향시키도록 구성될 수도 있다.

즉, 유로편향장치(180)는 변압기의 구조적 특성에 따라 절연유의 유동방향을 수평방향으로 편향시켜서 권선(130) 측으로 유동하는 절연유의 유동량이 증가되도록 할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 절연유의 유동 방향을 적절한 방향으로 편향시킬 수 있는 유로편향장치(180)를 통해, 권선(130) 측으로 많은 양의 절연유를 유동시킬 수 있어, 변압기의 냉각효율이 향상된다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 유로편향장치(180)를 통해, 절연유의 유동방향을 편향시켜서, 방열파이프(161, 162)의 설치위치에 구애받지 않고 원하는 냉각효율을 확보할 수 있으므로, 방열파이프(161, 162) 설치의 자유성이 향상된다는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100 : 유입변압기 110 : 탱크
120 : 철심 130 : 권선
140 : 절연베리어 150 : 지지판
161, 162 : 방열파이프 161 : 유출측 파이프
162 : 유입측 파이프 170 : 방열판
180 : 유로편향장치 182 : 결합프레임
184 : 경사판

Claims

절연유가 저장된 탱크;
상기 탱크 내부에 구비되는 철심에 권취된 권선;
상기 탱크의 외측에 배치되고, 상기 탱크에 저장된 절연유가 외기와 열교환되는 유동경로를 구성하는 방열판;
상기 탱크와 상기 방열판를 연결하여, 상기 탱크와 방열판 간에 절연유가 순환되는 경로를 구성하는 방열파이프; 및
상기 방열파이프에 구비되어, 상기 방열파이프에서 상기 탱크 내부로 유입되는 절연유 중 적어도 일부를 상기 권선 방향으로 안내하는 유로편향장치;를 포함하고,
상기 탱크 내부에는 상기 권선을 감싸도록 상기 권선의 외측에 배치되는 절연베리어가 더 포함되고,
상기 유로편향장치는 절연유가 상기 권선 주위로 유입되도록 절연유를 상기 절연베리어의 외곽방향으로 안내하는 유입변압기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 방열파이프는 상기 탱크에서 상기 방열판 측으로 절연유가 유출되는 유출측에 구비되는 유출측 파이프와, 상기 방열판에서 상기 탱크 내부로 절연유가 유입되는 유입측에 구비되는 유입측 파이프로 구성되고,
상기 유로편향장치는 상기 유입측 파이프와 상기 탱크의 연결부에 구비되는 유입변압기.
제1항에 있어서,
상기 유로편향장치는,
상기 방열파이프에 결합되는 링 형상의 결합프레임; 및
상기 결합프레임의 내측에 구비되는 경사판;을 포함하는 유입변압기.
제4항에 있어서,
상기 유로편향장치는 등각으로 경사진 복수의 상기 경사판을 포함하는 유입변압기.