KR101851307B1 - 154kv 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템 - Google Patents

154kv 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 변압기의 1차측에서 154kV 전압을 받아 전자 유도 작용에 의하여 전압을 변성하여 2차측으로 22.9kV의 전압을 공급하는 과정에서 발생되는 소음을 저감하는 한편, 변압기에서 발생되는 진동 등을 완충하여 진동에 따른 소음이 발생되는 것을 방지하는 동시에 불완전 결합 상태에 따른 각종 장비의 분리 현상을 방지하기 위한 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에 관한 것이다.

Description

154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템{AUTOMATIC VOLTAGE CONTROL SYSTEM OF MAIN TRANSFORMER FOR 154KV SUBSTATION}
본 발명은 변전 기술 분야 중 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 변압기의 1차측에서 154kV 전압을 받아 전자 유도 작용에 의하여 전압을 변성하여 2차측으로 22.9kV의 전압을 공급하는 과정에서 발생되는 소음을 저감하는 한편, 변압기에서 발생되는 진동 등을 완충하여 진동에 따른 소음이 발생되는 것을 방지하는 동시에 불완전 결합 상태에 따른 각종 장비의 분리 현상을 방지하기 위한 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에 관한 것이다.
일반적으로 변압기의 소음규제는 환경정책기본법과 소음진동규제법의 시행규칙에 준하여 주간 55dB, 야간 45dB로 규제하고 있으나 변압기 제작사의 전력용 변압기 소음레벨 기준치는 154kV 변압기는 79dB로 되어 있어 환경정책기본법과 소음진동 규제법에 크게 미달하는 실정이다.
따라서 변압기의 소음 발생원인과 소음발생 및 소음전달에 대한 근본적이 대책이 요구되고 있다.
이러한 문제를 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0941482호(2010.02.10.)에는 '154kV 60dB급 전력용 변압기'가 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 154kV 60dB급 전력용 변압기는 변압기에서 발생되는 진동 등을 완충하지 못하면서 진동에 따른 소음이 발생되는 것을 방지하지 못하는 것은 물론, 불완전 결합 상태에 따른 각종 장비의 분리 현상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0941482호(2010.02.10.) '154kV 60dB급 전력용 변압기'
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 본 발명의 목적은 변압기의 1차측에서 154kV 전압을 받아 전자 유도 작용에 의하여 전압을 변성하여 2차측으로 22.9kV의 전압을 공급하는 과정에서 발생되는 소음을 저감하는 한편, 변압기에서 발생되는 진동 등을 완충하여 진동에 따른 소음이 발생되는 것을 방지하는 동시에 불완전 결합 상태에 따른 각종 장비의 분리 현상을 방지하기 위한 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1차권선(300)에 유입된 교류전압에 의해 전자기유도작용으로 2차권선(400)에 교류전압을 유도하는 변압기(100)에 구비되며, 상기 1차권선(300)과 상기 2차권선(400)이 배치된 중앙부에 형성되며, 단위 철심을 여러 개 교차하여 적층하는 스텝-렙 적층방식으로 적층된 고배향성 방향성 규소강판 철심(200); 상기 철심(200)의 측면에 배치되어 상기 철심(200)을 압축함으로써 철심의 진동을 억제하는 클램프(500); 상기 철심(200)의 하부에 형성되되, 변압기 탱크(800)와 상기 철심(200) 사이에 배치되어 철심(200)과 상기 변압기 탱크 사이의 음향전달을 차단하는 제진고무(600); 및 상기 변압기 탱크(800)의 외측면에 밀착 형성되어 외부로 전달되는 소음을 차단하는 차음판(700)을 포함하되, 상기 클램프(500)는, 상기 철심(200)의 측면에서 상기 철심(200)을 압축하도록 배치되며, 상기 철심(200)을 고정시키는 고정테이프(510); 및 상기 고정테이프(510)의 끝단에 위치한 밴드 고정구(530)와 상기 밴드 고정구(530)를 고정시키는 체결볼트(520)로 구성되는 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에 있어서, 상기 변압기(100)에서 발생되는 진동을 완충하기 위한 완충부(900)를 더 포함하되, 상기 완충부(900)는, 상기 변압기 탱크(800)의 하부에 배치되는 지지판(910); 상기 변압기 탱크(800)의 하부 둘레로부터 하방향으로 연장 형성되는 상측벽(920); 상기 지지판(910)으로부터 상방향으로 연장 형성되며, 상부가 개방되어 상기 상측벽(920)이 인입되는 하측벽(930); 상기 하측벽(930)의 내부에 구비되면서 진동을 완충하는 완충수단(940); 및 상기 하측벽(930)의 내부에 위치되도록 상기 지지판(910)에 안착되며, 상기 변압기(100)에서 전달되는 소음을 흡음하는 흡음부재(950)를 포함하며, 상기 완충수단(940)은, 상기 상측벽(920)의 하부에 위치되도록 상기 하측벽(930)의 내측으로 수용되는 상,하판(941,942); 및 상기 상,하판(941,942) 사이에 구비되는 복수의 스프링(943)을 포함하는 것을 특징으로 하는 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 변압기의 1차측에서 154kV 전압을 받아 전자 유도 작용에 의하여 전압을 변성하여 2차측으로 22.9kV의 전압을 공급하는 과정에서 발생되는 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변압기에서 발생되는 진동 등을 완충함으로써 진동 등에 따른 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있는 것은 물론, 불완전 결합 상태에 따른 각종 장비의 분리 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템을 나타낸 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에서 철심을 나타낸 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에서 철심을 고정하는 클램프를 나타낸 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에서 차음판을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1에서 본 발명에 따른 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에서 완충부가 구비된 상태를 나타낸 단면도이다.
그리고
도 6는 도 5에서 완충수단을 나타낸 부분 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 설명에 앞서 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.
이는, 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 후술되는 선등록특허 제0941482호를 그대로 이용하므로 이하 설명되는 장치 구성상의 특징들은 모두 등록특허 제0941482호에 기재된 사항들로 이해될 수 있다.
다만, 본 발명은 상기 등록특허 제0941482호에 개시된 구성들 중 154kV 60dB급 전력용 변압기'는 '154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템'으로 대체하고, 변압기에서 발생되는 진동을 완충하기 위한 구조 및 그 작용설명이 더 포함되며 이 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.
따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제0941482호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템(이하 "전압조정시스템"이라 한다)은 변압기에 구비되어 전압을 자동 조정한다.
전압조정시스템은 1차권선(300)에 유입된 154KV 교류 전압에 의하여 철심(200)에서 교번 자속이 발생하고, 전자유도작용에 의하여 전압을 변성하여 2차권선(400)에 22.9kV의 교류 전압을 공급하는 변압기에서 철심(200)의 자왜진동에 의한 소음을 저감하기 위한 철심의 재질 및 적층방식의 개선, 철심의 진동을 억제하는 클램프(500) 형상설계, 철심과 변압기 탱크(800) 사이의 음향전달의 차단을 위한 제진고무(600), 변압기 탱크(800)에서 전달되는 소음을 차단하는 차음판(700)을 포함한다.
상기 구성에 의하면 철심의 자왜진동의 감소, 철심(200)에서의 구조적인 음향전달 차단, 변압기 탱크(800)에서의 소음전달 차단 등에 의하여 변압기(100)의 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
이하, 전압조정시스템을 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하여 보면, 1차측에 유입한 154KV 교류전압에 의하여 1차권선(300)에 여자전류가 흘러 철심(200)에 교번자속이 생성되고, 이 교번자속에 의하여 2차권선(400)에 발생시킨다.
이 과정에서 생성된 교번자속은 철심(200)의 자왜현상으로 진동 및 소음을 발생시키게 되고, 이 소음이 변압기의 주 소음원이 된다.
이러한 소음을 저감시키기 위해 철심 재질의 변경 및 적층 기술의 개선, 철심의 진동을 억제하기 위한 클램프의 형상 개선, 철심과 변압기 탱크 사이의 음향전달 억제를 위한 제진고무 설치, 변압기 탱크에서 외부로 전달되는 소음을 차단하기 위한 차음판 설치를 통하여 변압기 소음을 억제한다.
도 2는 변압기(100)를 구성하는 철심(200)의 적층방식을 나타낸 것으로, 왼쪽에 도시된 도면의 기존 변압기는 Symmetric-D 방식(210)의 적층구조로 이 적층방식은 특정부위에 자속이 집중함에 따라 자왜진동이 커지고, 이로 인하여 소음이 증가하게 된다.
이에 본 발명에서의 스텝-랩 적층방식(220)은 철심을 여러 단 교차시켜 교차인 공극(230)에서 자속의 흐름을 원활하게 하여 자속의 분포가 일정하여 철심의 소음을 낮출 수 있다.
도 2의 오른쪽에 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 철심의 적층을 계단식으로 형성시킴이 바람직하다.
도 3은 변압기(100)를 구성하는 철심(200)을 압축하는 클램프(500)를 나타낸 것이다.
기존의 철심체결 방식은 철심에 구멍을 뚫어 볼트와 너트로 고정하는 방식을 채택하고 있지만, 본 발명에서 설계한 클램프(500)는 PG 테이프(510)로 철심을 감고 PG테잎 끝단에 위치한 밴드고정구(530)를 체결볼트(520)로 조여서 철심의 결합력을 높인 구조로 형성시킴이 바람직하다.
상기 적층된 철심(200)은 압축하는 힘이 약할 경우 판과 판 사이, 모서리 끝, 철심의 접속부, 철심의 접합부분의 공극(230) 등에서 자왜현상이 커져 소음이 증가하므로 철심을 클램프(500)를 이용하여 강하게 압축하면 소음을 억제할 수 있다.
또한, 상기 철심에서 발생된 진동은 변압기 탱크에 전달되어 외부로 전파된다.
따라서 철심의 진동 전달에서 구조적인 음향연결을 차단하면 소음을 저감할 수 있다.
본 발명에서는 철심 진동전달을 저감하기 위한 방법으로 외함으로의 진동전달 및 외함 자체의 진동수준을 저감시키기 위해 변압기 내부에 제진고무(600)를 사용하여 진동을 저감시킴이 바람직하다.
도 4를 참조하여 보면, 차음판(700)은 변압기 탱크(800) 보강제 사이를 제진강판으로 막아 변압기 탱크(800)에서 발생하는 소음을 차단하는 것으로 철판(710), 제진시트(720), 공기층(730), 흡음재(740) 등으로 구성된다.
상기 차음판(700)은 변압기 탱크(800)에서 외부로 전달되는 소음을 차단함으로써 변압기(100)의 전체적인 소음이 저감되도록 할 수 있다.
본 발명에서는 상술한 구성을 그대로 포함하면서 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 변압기(100)에서 발생되는 진동을 완충하기 위한 완충부(900)의 구성이 추가로 구현된다.
상기 완충부(900)는 상기 변압기(100)에서 발생되는 진동 등을 완충하여 진동 등에 따른 소음이 발생되는 것을 방지하는 한편, 불완전 결합 상태에 따른 상기 클램프(500) 등의 각종 장비의 분리 현상을 방지한다.
상기 완충부(900)는 지진 등에 의한 외부로부터 전달되는 진동 등을 완충하면서 상기 변압기(100) 등의 고장이나, 파손 등을 방지할 수 있다.
상기 완충부(900)는 상기 변압기 탱크(800)의 하부에 배치되는 지지판(910), 상기 변압기 탱크(800)의 하부 둘레로부터 하방향으로 연장 형성되는 상측벽(920), 상기 지지판(910)으로부터 상방향으로 연장 형성되며 상부가 개방되어 상기 상측벽(920)이 인입되는 하측벽(930), 상기 하측벽(930)의 내부에 구비되면서 진동 등을 완충하는 완충수단(940) 및 상기 하측벽(930)의 내부에 위치되도록 상기 지지판(910)에 안착되는 흡음부재(950)를 포함한다.
상기 지지판(910)은 사각 형태를 이루며, 상부에서 바라볼 때 상기 변압기 탱크보다 외측으로 돌출될 수 있는 정도의 면적을 갖는 것이 바람직하다.
상기 상측벽(920)은 상기 변압기 탱크(800)의 하부 둘레로부터 하방향으로 연장 형성되면서 사각링 형태를 이룬다.
상기 상측벽(920)은 상기 변압기 탱크의 하부에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 하측벽(930)은 상기 지지판(910)의 상부로부터 상방향으로 연장 형성되는 사각링 형태를 이룬다.
상기 하측벽(930)은 상부에 홈부(931)가 형성되면서 상기 상측벽(920)의 상부가 인입되도록 한다.
상기 하측벽(930)은 상기 홈부(931)를 이루는 양측면에 둘레를 따라 복수의 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 돌기(932)는 반구 형태를 이루면서 상기 상측벽(920)과 상기 하측벽(930) 간의 접촉이 최소가 되도록 한다.
이에 따라, 상기 상측벽(920)은 상기 하측벽(930)과의 접촉이 최소가 되면서 외부로부터 전달되는 진동이나 상기 변압기(100)에서 발생되는 진동 등에 따른 상하 이동이 원활하게 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 변압기(100)의 상하 이동은 상하 방향으로의 흔들림 정도로 이해되는 것이 바람직하다.
상기 완충수단(940)은 상기 상측벽(920)의 하부에 위치되도록 상기 하측벽(930)의 내측으로 수용되는 상,하판(941,942) 및 상기 상,하판(941,942) 사이에 구비되는 복수의 스프링(943)을 포함한다.
상기 상판(941)은 사각 링 형태를 이루며, 하부에 상기 스프링(943)의 상부가 인입되는 복수의 결합홈(941a)이 형성된다.
상기 하판(942)은 사각 링 형태를 이루며, 상기 스프링(943)의 하부가 인입되는 결합홈(942a)이 형성된다.
상기 결합홈(941a,942a)은 상기 상,하판(941,942)의 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되면서 상기 스프링(943)이 일정하게 배치되도록 하는 한편, 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.
상기 상판(941)은 고무재질로 이루어지면서 상기 변압기(100)의 상하 이동에 따른 상기 스프링(943)의 수축,이완이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 하판(942)은 고무재질로 이루어지면서 상기 하측벽(930)의 내측에 미끄러짐 없이 안정적으로 안착되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 스프링(943)은 외부 또는 상기 변압기(100)에서 발생되는 진동 등에 따라 수축,이완되면서 충격을 완충한다.
이로 인해, 상기 완충수단(940)은 상기 지지판(910)으로부터 상기 변압기(100)를 안정적으로 지지하는 한편, 진동 등에 따른 충격 등을 완충하면서 상기 변압기(100)의 고장이나 파손 등을 방지하는 동시에 소음 등이 저감되도록 할 수 있다.
상기 흡음부재(950)는 다공질로 이루어지는 텍스, 펠트, 솜, 락울, 글라스울, 폴리울, 발포수지 증 어느 하나로 이루어지면서 소음이 흡수, 저감될 수 있도록 한다.
상기 흡음부재(950)는 사각 형태를 이루며 상기 하측벽(930)의 내측으로 끼움 결합되는 것이 바람직하다.
상기 흡음부재(950)는 상기 변압기(100)의 하부에 배치되면서 상기 변압기(100)에서 발생되는 소음을 흡음한다.
상기 완충부(900)는 상기 변압기 탱크와 상기 흡음부재(950)를 연결하는 연결관(960)을 더 포함할 수 있다.
상기 연결관(960)은 양단부가 개방되면서 상기 변압기(100)에서 발생되는 소음이 상기 흡음부재(950)로 전달되도록 한다.
상기 흡음부재(950)는 상하 방향으로 관통되는 중공(951)이 형성되면서 상기 연결관(960)의 하부가 인입되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 흡음부재(950)는 상기 변압기(100)에서 발생되는 소음을 흡음하면서 소음이 저감되도록 할 수 있다.
100: 전력 변압기 200: 철심
300: 1차권선 400: 2차권선
500: 클램프 600: 제진고무
700: 차음판 800: 변압기 탱크
900: 완충부 910: 지지판
920: 상측벽 930: 하측벽
931: 홈부 932: 돌기
940: 완충수단 941: 상판
942: 하판 943: 스프링
950: 흡음부재 951: 중공
960: 연결관

Claims (1)

1차권선(300)에 유입된 교류전압에 의해 전자기유도작용으로 2차권선(400)에 교류전압을 유도하는 변압기(100)에 구비되며,
상기 1차권선(300)과 상기 2차권선(400)이 배치된 중앙부에 형성되며, 단위 철심을 여러 개 교차하여 적층하는 스텝-렙 적층방식으로 적층된 고배향성 방향성 규소강판 철심(200);
상기 철심(200)의 측면에 배치되어 상기 철심(200)을 압축함으로써 철심의 진동을 억제하는 클램프(500);
상기 철심(200)의 하부에 형성되되, 변압기 탱크(800)와 상기 철심(200) 사이에 배치되어 철심(200)과 상기 변압기 탱크 사이의 음향전달을 차단하는 제진고무(600); 및
상기 변압기 탱크(800)의 외측면에 밀착 형성되어 외부로 전달되는 소음을 차단하는 차음판(700)을 포함하되,
상기 클램프(500)는,
상기 철심(200)의 측면에서 상기 철심(200)을 압축하도록 배치되며, 상기 철심(200)을 고정시키는 고정테이프(510); 및
상기 고정테이프(510)의 끝단에 위치한 밴드 고정구(530)와 상기 밴드 고정구(530)를 고정시키는 체결볼트(520)로 구성되는 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템에 있어서,
상기 변압기(100)에서 발생되는 진동을 완충하여 진동에 따른 소음과 함께 상기 변압기(100)의 고장이나, 파손을 방지하는 한편, 불완전 결합 상태에 따른 상기 클램프(500)의 분리 현상을 방지하기 위한 완충부(900)를 더 포함하되,
상기 완충부(900)는,
상기 변압기 탱크(800)의 하부에 배치되는 지지판(910);
상기 변압기 탱크(800)의 하부 둘레로부터 하방향으로 연장 형성되면서 사각링 형태를 이루는 상측벽(920);
상기 지지판(910)으로부터 상방향으로 연장 형성되면서 사각링 형태를 이루며, 상부가 개방되어 상기 상측벽(920)이 인입되는 하측벽(930);
상기 하측벽(930)의 내부에 구비되면서 진동을 완충하는 완충수단(940);
상기 하측벽(930)의 내부에 위치되도록 상기 지지판(910)에 안착되며, 상기 변압기(100)에서 전달되는 소음을 흡음하는 흡음부재(950); 및
상기 변압기 탱크와 상기 흡음부재(950)를 연결하는 연결관(960)을 포함하고,
상기 하측벽(930)은,
상부에 상기 상측벽(920)의 상부가 인입되는 홈부(931)가 형성되고, 상기 홈부(931)을 이루는 양측면에 둘레를 따라 복수의 돌기(932)가 형성되며,
상기 복수의 돌기(932)는,
반구 형태를 이루면서 상기 상측벽(920)과 상기 하측벽(930) 간의 접촉이 최소가 되도록 하며,
상기 완충수단(940)은,
상기 상측벽(920)의 하부에 위치되도록 상기 하측벽(930)의 내측으로 수용되는 상,하판(941,942); 및
상기 상,하판(941,942) 사이에 구비되는 복수의 스프링(943)을 포함하고,
상기 상판(941)은,
사각 링 형태를 이루며, 하부에 상기 스프링(943)의 상부가 인입되는 복수의 결합홈(941a)이 형성되고,
상기 하판(942)은,
사각 링 형태를 이루며, 상부에 상기 스프링(943)의 하부가 인입되는 복수의 결합홈(942a)이 형성되고,
상기 흡음부재(950)는,
사각 형태를 이루며 상기 하측벽(930)의 내측으로 끼움 결합되고, 상하 방향으로 관통되는 중공(951)이 형성되면서 상기 연결관(960)의 하부가 인입되도록 하는 것을 특징으로 하는 154KV 변전설비 주변압기의 자동 전압조정시스템.
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