KR101913555B1 - 건식 변압기 및 건식 변압기 제작 방법 - Google Patents

건식 변압기 및 건식 변압기 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101913555B1
KR101913555B1 KR1020137022704A KR20137022704A KR101913555B1 KR 101913555 B1 KR101913555 B1 KR 101913555B1 KR 1020137022704 A KR1020137022704 A KR 1020137022704A KR 20137022704 A KR20137022704 A KR 20137022704A KR 101913555 B1 KR101913555 B1 KR 101913555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spacers
electrical
winding
transformer
cooling sector
Prior art date
Application number
KR1020137022704A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140006928A (ko
Inventor
칼로스 로이
라파엘 물리로
로젠자 세브리안레스
Original Assignee
에이비비 슈바이쯔 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이비비 슈바이쯔 아게 filed Critical 에이비비 슈바이쯔 아게
Publication of KR20140006928A publication Critical patent/KR20140006928A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101913555B1 publication Critical patent/KR101913555B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/008—Details of transformers or inductances, in general with temperature compensation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/288—Shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/322—Insulating of coils, windings, or parts thereof the insulation forming channels for circulation of the fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363—Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/061—Winding flat conductive wires or sheets
    • H01F41/063—Winding flat conductive wires or sheets with insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/327—Encapsulating or impregnating
    • H01F2027/328—Dry-type transformer with encapsulated foil winding, e.g. windings coaxially arranged on core legs with spacers for cooling and with three phases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49071—Electromagnet, transformer or inductor by winding or coiling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

따라서 본 발명은 건식 전기 변압기에 관한 것이며, 상기 변압기는,
적어도 하나의 권선을 포함하는 코일 조립체(상기 적어도 하나의 권선은 종방향 축을 중심으로 권취되어 복수의 동심 턴(turn)이 되는 전기 전도체를 포함함),
상기 복수의 동심 턴 중 이웃하는 턴들 사이에 형성되는 적어도 하나의 냉각 섹터,
복수의 스페이서(spacer)(상기 복수의 스페이서 중 2개의 이웃하는 스페이서들 사이에 복수의 에어 덕트(air duct) 각각이 형성되도록, 상기 복수의 스페이서는 상기 적어도 하나의 냉각 섹터 내부에 배치되며, 서로 이격되어 있음),
상기 적어도 하나의 냉각 섹터 내에 배치되고, 상기 복수의 에어 덕트를 전기적으로 차폐하도록 배열된 적어도 하나의 전기 차폐부(electrical shield)(상기 적어도 하나의 전기 차폐부는 상기 냉각 섹터의 내부 측부에서 턴(turn)에 연결된 제 1 단부 에지와, 자유단이며 주변 부품들로부터 전기적으로 절연되는 제 2 단부 에지와, 상기 제 1 단부 에지와 상기 제 2 단부 에지 사이에 뻗어 있고 상기 복수의 스페이서의 외부 측부에 배치되는 중앙 부분을 포함함)
를 포함한다.

Description

건식 변압기 및 건식 변압기 제작 방법{DRY-TYPE TRANSFORMER AND METHOD OF MANUFACTURING A DRY-TYPE TRANSFORMER}
본 발명은 전기 변압기에 관한 것이고, 더 구체적으로 개선된 코일 조립체(coil assembly)를 갖는 건식 전기 변압기 및 상기 건식 전기 변압기를 제작하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 서로 다른 전압의 둘 이상의 전기 시스템 간에 전기 에너지를 교환하도록 하는 기본 작업을 수행하는 전기 변압기의 사용이 해당 분야에 공지되어 있으며, 실제로, 변압기는 하나의 전압의 전기를 더 높거나 더 낮은 값의 다른 전압의 전기로 변환한다.
가장 일반적인 전기 변압기는 요크로 연결된 하나 이상의 레그(leg) 또는 림(limb)으로 구성된 자성 코어를 포함하며, 이들은 다 함께 하나 이상의 코어 창(core window)을 형성하고, 이때, 상기 레그 주변에 대응하는 1차 및 2차 코일 조립체가 배열되며, 각각의 코일 조립체는 하나 이상의 상 권선(phase winding), 가령, 저전압 권선, 고전압 권선으로 구성된다. 일반적으로 상 권선은 원하는 권수를 얻기 위해 맨드릴(mandrel)을 중심으로 적합한 전도체, 가령, 포일(foil), 와이어(wire), 케이블(cable), 또는 스트립(strip)을 권취함으로써 구현된다.
코일을 형성하기 위해 사용되는 일반적인 권취 기법으로는 이른바 포일 권취 및 디스크 또는 포일-디스크 권취 기법이 있으며, 실제로, 포일 권취 기법의 경우 전기 전도체의 전체 폭 포일이 사용되고, 디스크 또는 포일-디스크 권취 기법의 경우 포일의 일부분, 즉, 권취될 디스크의 폭에 대응하는 폭을 갖는 일부분이 사용된다.
코일을 형성하기 위해 사용되는 권취 기법의 유형은 주로 코일의 권수와 코일의 전류에 의해 결정된다.
필요한 권수가 높은 고전압 권선의 경우, 디스크 또는 포일-디스크 권취 기법이 사용되며, 반면에 필요한 권수가 낮은 저전압 권선의 경우, 포일 권취 기법이 사용되는 것이 일반적이다.
전기 변압기의 제작 시 따르는 한 가지 중요한 양태가 냉각 능력이며, 실제 동작 중에 전기 변압기는 상당한 양의 열을 발생시키고, 변압기의 전기 성능에 부정적 영향을 미칠 과열을 피하기 위해 이러한 열은 가능한 많이 소산되어야 한다.
필요한 냉각을 이루기 위해, 통상의 해결책은 이웃하는 턴(turn)들 사이에 형성된 하나 이상의 냉각 섹터(cooling sector) 또는 덕트(duct)를 권선에 삽입시키고, 이들 냉각 섹터 또는 덕트 내부에서 냉각 유체, 즉, 건식 변압기의 경우, 공기를 순환시키는 것으로 구성된다.
냉각 섹터 또는 에어 덕트를 권선 내로 넣는 실시예는 다소 어렵고 복잡한데, 특히, 턴(turn)이 디스크(disc)형 구성으로 권취될 때 특히 그렇다.
덧붙여, 건식 변압기의 권선 내에 에어 덕트를 포함시킴으로써, 냉각 섹터 또는 에어 덕트를 형성하는 이웃하는 2개의 턴들 간의 전기 커패시컨스와 나머지 턴들 간 전기 커패시턴스의 차이가 초래될 수 있고, 이는 고주파수 전압 서지 동안, 가령, 낙뢰 충격(lightning impulse) 동안, 턴들 걸쳐 고르지 못한 전압 분포와, 에어 덕트의 냉각 섹터 내 절연 물질의 파괴를 동반한다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 비해 개선점을 갖는 건식 전기 변압기 및 건식 전기 변압기를 제작하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명은 건식 전기 변압기에 관한 것이며, 상기 변압기는,
적어도 하나의 권선을 포함하는 코일 조립체(상기 적어도 하나의 권선은 종방향 축을 중심으로 권취되어 복수의 동심 턴(turn)이 되는 전기 전도체를 포함함),
상기 복수의 동심 턴 중 이웃하는 턴들 사이에 형성되는 적어도 하나의 냉각 섹터,
복수의 스페이서(spacer)(상기 복수의 스페이서 중 2개의 이웃하는 스페이서들 사이에 복수의 에어 덕트(air duct) 각각이 형성되도록, 상기 복수의 스페이서는 상기 적어도 하나의 냉각 섹터 내부에 배치되며, 서로 이격되어 있음),
상기 적어도 하나의 냉각 섹터 내에 배치되고, 상기 복수의 에어 덕트를 전기적으로 차폐하도록 배열된 적어도 하나의 전기 차폐부(electrical shield)(상기 적어도 하나의 전기 차폐부는 상기 냉각 섹터의 내부 측부에서 턴(turn)에 연결된 제 1 단부 에지와, 자유단이며 주변 부품들로부터 전기적으로 절연되는 제 2 단부 에지와, 상기 제 1 단부 에지와 상기 제 2 단부 에지 사이에 뻗어 있고 상기 복수의 스페이서의 외부 측부에 배치되는 중앙 부분을 포함함)
를 포함한다.
또한 본 발명에 따르면, 건식 변압기를 제작하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은
a) 코일 조립체의 권선의 제 1 부분을 형성하기 위해, 종방향 축을 중심으로 전기 전도체를 권취하여 제 1 복수의 동심 턴(turn)을 만드는 단계,
b) 적어도 하나의 냉각 섹터(cooling sector)를 형성하는 단계 - 상기 단계 b)는 복수의 스페이서 중 2개의 이웃하는 스페이서들 사이에 복수의 에어 덕트 각각을 형성하기 위해 서로 이격되어 있는 복수의 스페이서를 상기 제 1 복수의 동심 턴의 마지막 권취된 턴을 중심으로 배치하는 단계와, 그 후 코일 조립체의 권선의 제 2 부분을 형성하기 위해 상기 전기 전도체를 상기 종방향 축을 중심으로 계속 권취하여 제 2 복수의 동심 턴을 만드는 단계에 의해 수행되고, 상기 제 2 복수의 동심 턴의 첫 번째 턴이 상기 복수의 스페이서의 외부 측부에 배치됨 -
을 포함하며, 상기 단계 b)는 상기 적어도 하나의 냉각 섹터에 전기 차폐부(electrical shield)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기 차폐부는 상기 복수의 에어 덕트를 전기적으로 차폐하기 위해 배열되며, 상기 적어도 하나의 냉각 섹터에 전기 차폐부를 제공하는 단계는, 상기 적어도 하나의 전기 차폐부의 하나의 단부 에지를 상기 복수의 동심 턴의 마지막 권취된 턴에 연결하는 단계와, 상기 적어도 하나의 전기 차폐부의 중앙 부분을 상기 복수의 스페이서의 외부 측부와 상기 복수의 동심 턴의 첫 번째 권취된 턴 사이에서 상기 적어도 하나의 냉각 섹터의 외부 측부 상에 배치하는 단계와, 상기 전기 차폐부의 제 2 단부 에지를 자유단이며 주분 부품들로부터 전기적으로 절연된 상태로 유지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징, 양태, 및 이점이 이하의 상세한 설명, 특허청구범위, 및 도면을 참조하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구현된 변압기의 개략적 부분도이다.
도 2는 본 발명에 따라 구현되는 권선의 개략적인 단면도이다.
도 3은 디스크형 구성으로 구현된 본 발명에 따르는 고전압 권선의 투시도이다.
도 4-6은 본 발명의 제작 방법에 의해 형성된 코일 권선의 개략도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서, 본 발명의 서로 다른 실시예에서 나타나는 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호를 가짐을 알아야 한다. 본 발명을 명확하고 간결하게 개시하기 위해, 도면이 반드시 실측 비율로 그려지지 않았을 수 있으며, 본 발명의 특정 특징은 다소 개략적인 형태로 나타날 수 있다.
덧붙여, 본 발명에 따르는 건식 변압기를 제작하기 위한 방법이 3상 포일-디스크 건식 변압기를 주로 참조하여 설명될 것이나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따라 구현되는 코일을 포함하는 3상 변압기(10)의 내부 도면을 개략적으로 나타낸다. 상기 변압기(10)는 코어(18)에 장착되는 3개의 코일 조립체(12)(상 각각에 대해 하나씩)를 포함하며, 이들 요소는 환기 가능한 외부 하우징(20)에 넣어질 수 있다. 코어(18)는 한 쌍의 요크(24) 사이에 뻗어 있는 한 쌍의 외부 레그(22)를 포함한다. 또한 중앙 레그(26)가 요크(24)들 사이에 뻗어 있고, 외부 레그(22)들 사이에 배치되고, 상기 외부 레그(22)로부터 실질적으로 고르게 이격되어 있다. 코일 조립체(12)가 외부 레그(22)와 내부 레그(26) 주변에 장착 및 배치된다. 각각의 코일 조립체(12)는 고전압 권선(30)(고전압 코일이라고도 지칭됨)과 저전압 권선(저전압 코일이라고도 지칭됨)을 포함하고, 이들 각각은 원통 형태를 가진다. 변압기(10)가 스텝-다운 변압기인 경우, 고전압 권선 또는 코일(30)이 1차 코일이고, 저전압 권선 또는 코일이 2차 코일이다. 또는, 변압기(10)가 스텝-업 변압기인 경우, 고전압 코일(30)이 2차 코일이고 저전압 코일이 1차 코일이다. 코일 조립체(12) 각각에서, 고전압 코일(30) 및 저전압 코일이 동심으로 장착될 수 있고, 여기서, 저전압 코일이 상기 고전압 코일(30) 내부에 내측으로 방사형으로 배치된다. 또는, 고전압 코일(30) 및 저전압 코일은 축이 이격되도록 장착될 수 있다, 즉, 저전압 코일이 고전압 코일(30) 위에 또는 아래에 위치하도록 적층될 수 있다.
변압기(10)가 3상 배전 변압기로서 도시되고 기재되지만, 본 발명은 3상 변압기 또는 배전 변압기로 국한되지 않는다. 본 발명은 단상 변압기에서 그리고 배전 변압기가 아닌 다른 변압기에서 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코일 조립체(12)는 하나 이상의 권선을 포함하며, 상기 권선은, 종방향 축(1), 즉, 대응하는 레그(22 또는 26)를 따라 뻗어 있는 축을 중심으로 권취되어 복수의 동심 턴(concentric turn)(3)이 되는 적어도 하나의 전도체(2)를 포함한다.
상기 전도체(2)는 금속, 가령, 구리 또는 알루미늄으로 구성되고 임의의 적합한 형태, 가령, 와이어, 케이블, 등등일 수 있으며, 본 발명에 따르는 변압기 및 방법에서, 전도체(2)는 금속, 가령, 포일의 형태로 된 구리 또는 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 예를 들어, 포일 구성에서 원하는 권수가 얻어질 때까지 전체 폭 포일 전도체(2)를 권취함으로써 저전압 권선이 획득되며, 따라서 이 경우, 포일 전도체(2)는, 권선(30)의 (기준 축(1)에 평행하게 측정된) 전체 높이만큼의 폭을 갖는 얇은 사각형이다.
도 3은 본 발명에 따라, 바람직하게는 복수의 디스크(36)를 포함하는 디스크형 구성으로 구성된 고전압 코일 또는 권선(30) 중 하나를 도시한다. 이 경우, 전도체(2)는 금속, 구리 또는 알루미늄으로 구성되고, 포일의 일부분의 형태를 가진다. 즉, 전도체(2)는 형성하는 단일 디스크 권선(36)만큼 넓은 폭을 갖는 얇은 사각형이다.
각각의 구성에서, 전도체(2)의 턴들은 하나 위에 다른 하나가 놓이는 방식으로, 즉, 층층히 방사 방향으로 권취된다. 절연 물질(2a)의 층(가령, 도 5 참조)이 각각의 층 사이에 즉 전도체(2)의 턴들 사이에 배치된다. 이러한 방식으로, 전도체(2)와 절연 물질(2a)의 교대하는 층이 존재하게 된다. 절연 물질은 가령, 상표명 Nomex®의 폴리아미드 필름, 상표명 Kapton®의 폴리아미드 필름, 상표명 Mylar®의 폴리에스테르 필름, 또는 그 밖의 다른 임의의 적합한 물질로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 냉각 섹터(4), 즉, 냉각을 촉진하는 공간이 복수의 동심 턴(3) 중 이웃하는 턴(3a, 3b)들 사이에 형성된다.
복수의 스페이서(40)가 적어도 하나의 냉각 섹터(4) 내부에 비-탈착식(non-removable way)으로 배치되며, 복수의 에어 덕트(air duct)(41)가 형성될 수 있도록 서로 이격되어 있다. 실제로 스페이서(40)는 내부 턴(3a)과 외부 턴(3b) 사이에서 냉각 섹터(4)를 제한하도록 형성된 원형 섹터를 따라 배치된다.
각각의 에어 덕트(41)가 이 원형 섹터(4) 내부의 2개의 이웃하는 스페이서(40) 사이에 형성된다.
도면에서 도시된 복수의 스페이스(40) 및 에어 덕트(41)가 본 발명의 범위를 제한하려는 것으로 해석되어서는 안되며, 더 많거나 더 적은 스페이스(40) 및/또는 덕트(41)가 사용될 수 있다.
마찬가지로, 간결함을 위해, 본 발명은 단 하나의 냉각 섹터(4)가 존재하는 것으로 기재되었지만, 코일 조립체(12)의 권선 각각은, 2개의 대응하는 이웃하는 턴(3)들 사이에 각각 형성되는 더 많은 냉각 섹터(4)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 디스크 권선의 경우, 적용예에 적합한 임의의 형태를 갖는 절연 물질의 작은 블록에 의해, 또는 전체 폭 포일 구성의 경우, 더 긴 스틱(stick) 또는 바(bar)에 의해, 스페이서(40)가 형성될 수 있다.
바람직하게는, 도 4, 5에서 도면 부호 110으로 지시된 테이프에 스페이서(40)가 서로 이격되어 고정되고, 테이프(110)는 관련 턴(3)의 적어도 일부분을 중심으로 권취된다.
본 발명에 따르는 변압기(10)에서, 적어도 하나의 전기 차폐부(electrical shield)(50)가 냉각 섹터(4)에 배치되고, 복수의 에어 덕트(41)를 전기적으로 차폐하도록 배열되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 적어도 하나의 전기 차폐부(50)는 전기 전도체를 포함하며, 특히 선호하는 실시예에 따르면, 전기 차폐부(50)는 복수의 동심 턴(3)을 형성하기 위해 사용되는 동일한 전기 전도체(2)의 추가 프리-컷 조각(50)을 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 그리고 도 2에 도시된 바에 의하면, 전기 차폐부(50)는, 냉각 섹터(4)의 내부 측부에서 턴(3)에 전기적으로 연결된 제 1 단부 에지(53)와, 개방형인, 즉, 임의의 연결로부터 자유롭고 주변 영역으로부터(특히, 이웃하는 턴들로부터) 전기적으로 절연되어 있는 제 2 단부 에지(54)를 포함한다. 실제로, 이를 중심으로 관련 절연 층의 일부분을 접음으로써 제 2 에지(54)가 전기적으로 절연될 수 있고, 마지막 스페이서(40) 뒤에서 가까이 자유롭게 놓여질 수 있다. 차폐부(50)의 중심 부분이 2개의 단부 에지(53 및 54) 사이에 거의 원주 방향으로 뻗어 있고, 복수의 스페이서(40)의 외부 측부와 스페이서들과 바로 인접한 외부 턴 사이에서, 냉각 섹터(4)의 외부 측부 상에 배치된다.
도 2, 4-6을 다시 참조하면, 고전압 권선(30)들 중 하나의 제조 방법이 필수 단계들로 기재될 것이다.
먼저, 디스크 권선(36)의 원하는 권수가 얻어질 때까지, 디스크-포일 전도체(2)가, 이의 연관된 절연 물질(2a)의 층과 함께, 예를 들어, 맨드릴(44)을 중심으로 권취된다. 예를 들어, 반-다스크(half-disc)(36)가 먼저 권취될 수 있다.
그 후, 냉각 섹터(4)가 형성된다. 구체적으로, 앞서 기술된 유형의 사전 제작된 전기 차폐부(50)가 제공되고, 이의 하나의 단부 에지(53)에서 마지막 권취된 턴의 외부 측부에 연결된다. 이 동작은 수동으로, 또는 자동으로, 또는 둘 모두로 실시될 수 있다.
그 후, 이미 권취된 디스크 권선(36)의 일부분이, 절연 물질, 가령, 폴리이미드, 폴리아미드, 또는 폴리에스테르로 구성된 절연 테이프(114)의 조각 상에 고정된 복수의 공간 이격된 스페이서(40)를 포함하는 스페이서 테이프(110)의 하나의 턴에 의해 외부 측부 상에서 포장된다. 도 4-5에서 도시된 예시에서, 스페이서(40)는 사각형 단면을 가지며, 도 2의 예시에서 이들은 둥근 프로파일을 가진다.
예를 들어, 스페이서(40)는 접착제에 의해 테이프(114)에 고정되고, 테이프(114)의 폭을 따라 종방향으로 뻗어 있다. 스페이서 테이프(110)는 반-디스크(half-disc) 권선(36)을 감싸서, 테이프(114)가 권취된 반-디스크 권선(36)과 접하고 스페이서(40)가 바퀴살(spoke)처럼 방사방향으로 뻗어 있도록, 단일 턴을 형성할 수 있다. 스페이서 테이프(110)의 각각의 조각의 단부들은 (가령, 접착 테이프에 의해) 서로 고정되어, 반-디스크 권선(36)으로부터 외측 방사 방향으로 배치된 루프를 형성할 수 있다. 상기 루프는 내측 방사 디스크 권선(36)에 고정될 수 있다. 단일 턴을 형성하기 위해 사용되는 스페이서 테이프(110)의 개별 조각 대신, 스페이스 테이프(110)가 스페이서(40)에 걸쳐 외부 디스크 권선(36)을 형성하기 위해 사용되는 긴 길이의 절연 테이프(114)의 일부분이 될 수 있다.
내부 반-디스크 권선(36)이 스페이서 테이프(110)의 조각으로 감싸인 후, 스페이서(40) 상에서 지지되고 내부 반-디스크 권선(36)으로부터 이격되도록, 외부 제 2 반-디스크 권선(36)이 스페이서 테이프(110)의 루프에 걸쳐 형성된다. 구체적으로, 전도체(2)를 계속 권취하고 제 2 반-디스크(36)를 형성하기 전에, 실질적으로 제 2 반-디스크(36)의 제 1 턴과 함께 권취되도록 전기 차폐부(50)가 배치된다.
더 세부적으로, 차폐부(50)가 전도체(2)와 함께 권취되며, 구체적으로, 전도체(51)의 조각이 스페이서(40)의 외부 측부 위로 감싸지고, 그 후, 절연 물질(2a)의 층 및 이와 연관된 전도체의 일부분(2)이 존재한다. 차폐부(50)가 권취된 후, 제 2 에지(54)가 자유 상태로 유지되고 주변 부분들로부터 전기적으로 절연된다. 그 후, 원하는 권수의 동심 턴(3)에 의해 외부 반-디스크 권선(36)이 형성될 때까지 절연 물질(2a)과 전도체(2)의 교대하는 층이 계속 권취되며, 이러한 방식으로, 외부 디스크 권선(36)이 완성될 때, 예를 들어 도 3에서 도시된 것과 같이, 내부 및 외부 반-디스크(36)가 일련의 원주 방향으로 배열된 공간에 의해 이격된다.
고전압 코일(30)의 축 방향 길이를 따라 정렬된 다양한 디스크(36)의 스페이서(40) 및 에어 덕트(41)를 이용해 권선(30)을 형성하는 원하는 개수의 디스크(36)가 얻어질 때까지, 각각의 디스크(36)에 대해 이들 동작이 반복된다. 이러한 방식으로, 디스크 권선의 형성이 완료될 때, 정렬된 스페이서(40)가 부분적으로 형성된 고전압 코일(30)을 통해 축 방향으로 뻗어 있고, 에어 덕트(41)를 형성하는 일련의 패시지(passage)를 형성한다(도 3 및 6 참조).
권선(30)이, 예를 들어, 수지(resin)로 주조(cast)되어야 하는 경우, 권취가 완료된 후 일부 탈착식 플라스틱 바 또는 스페이서(43)(도 2 및 6에 도시됨)가 스페이서(40)들 사이의 공간으로 삽입된다. 권선(30)이 주조되면, 바(43)가 제거된다. 상기 바(43)는 지정된 최종 형태를 에어 덕트(41)로 제공하기 위해 사용되고, 바람직하게는, 그들의 이형을 편리하게 하도록 원뿔 형태를 가진다. 덧붙여, 유연한 물질의 조각이 바(43)의 단부에 위치하여 주조 몰드로의 우수한 끼워 맞춤을 제공할 수 있다.
권선이 주조되지 않는 경우, 탈착식 바(43)는 필요하지 않고, 이 경우, 실질적으로, 이웃하는 스페이서(40)들 사이에 형성된 공간에 의해 에어 덕트(41)가 형성된다.
상기의 단계는, 전체 폭 포일 전도체(2)가 권취되는 경우에서와 거의 동일하며, 이 경우, 스페이서(40)는 포일 전도체(2)의 폭에 가까운 (종방향 축(1)에 평행인 방향으로 측정된) 길이를 갖는 스틱 또는 바의 형태를 가질 수 있다.
권선 내 에어 덕트(41)의 존재가 변압기의 냉각 표면을 증가시키고, 따라서 열을 대기로 방출시키는 능력을 증가시키며, 추가로, 실제로 일종의 추가 턴을 구성하는 전기 차폐부(50)가 에어 덕트의 양 측부에서 발생할 수 있는 전압 강하(voltage drop)를 실질적으로 감소시킬 수 있다.
상기의 예시적 실시예(들)의 기재는 본 발명의 한정이 아닌 단지 예시에 불과함을 이해해야 한다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명의 사상 또는 범위 내에서, 특정 추가, 삭제, 및/또는 변경을 할 수 있을 것이다.
예를 들어, 상기의 기재에서 간결함을 위해, 단 하나의 냉각 섹터(40) 및 이와 관련된 에어 덕트(41)의 존재만 기재되었지만, 권취될 때, 원하는 개수의 (대응하는 스페이서와 에어 덕트를 갖는) 냉각 섹터가 구현될 수 있음이 자명하며, 이때, 각각의 냉각 섹터가 연속하는 턴들 사이에 원하는 방사 방향 위치에서 형성되고, 스페이서의 개수, 유형, 형태, 및 크기는 본 발명의 목적과 호환되는 특정 적용예에 따라 다를 수 있으며, 전기 차폐부(50)가 서로 다른 전도체의 조각으로 만들어지거나, 심지어 전기 전도체의 프리-컷 조각과 기능적으로 연관된 전기 절연성 물질의 추가 층과 연관될 수 있다.

Claims (11)

  1. 건식 전기 변압기로서, 상기 변압기는
    적어도 하나의 권선을 포함하는 코일 조립체 - 상기 적어도 하나의 권선은 종방향 축을 중심으로 권취되어 복수의 동심 턴(turn)이 되는 전기 전도체를 포함함 - ,
    상기 복수의 동심 턴 중 이웃하는 턴들 사이에 형성되는 적어도 하나의 냉각 섹터,
    복수의 스페이서(spacer) - 상기 복수의 스페이서 중 2개의 이웃하는 스페이서들 사이에 복수의 에어 덕트(air duct) 각각이 형성되도록, 상기 복수의 스페이서는 상기 적어도 하나의 냉각 섹터 내부에 배치되며, 서로 이격되어 있음 -
    상기 적어도 하나의 냉각 섹터 내에 배치되고, 상기 복수의 에어 덕트를 전기적으로 차폐하도록 배열된 적어도 하나의 전기 차폐부(electrical shield) - 상기 적어도 하나의 전기 차폐부는 상기 냉각 섹터의 내부 측부에서 턴(turn)에 연결된 제 1 단부 에지와, 자유단이며 주변 부품들로부터 전기적으로 절연되는 제 2 단부 에지와, 상기 제 1 단부 에지와 상기 제 2 단부 에지 사이에 뻗어 있고 상기 복수의 스페이서의 외부 측부에 배치되는 중앙 부분을 포함함 -
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전기 변압기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 차폐부는 전기 전도체의 일부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전기 변압기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 차폐부는 상기 복수의 동심 턴을 형성하는 상기 전기 전도체의 추가 프리-컷 부분(pre-cut piece)을 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전기 변압기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스페이서들을 서로 이격시켜 자신에게 고정시키는 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전기 변압기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 전도체는 상기 종방향 축을 중심으로 포일(foil)형 또는 디스크(disc)형 구성으로 권취되는 것을 특징으로 하는 건식 전기 변압기.
  6. 건식 변압기를 제작하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    a) 코일 조립체의 권선의 제 1 부분을 형성하기 위해, 종방향 축을 중심으로 전기 전도체를 권취하여 제 1 복수의 동심 턴(turn)을 만드는 단계,
    b) 적어도 하나의 냉각 섹터(cooling sector)를 형성하는 단계 - 상기 단계 b)는 복수의 스페이서 중 2개의 이웃하는 스페이서들 사이에 복수의 에어 덕트 각각을 형성하기 위해 서로 이격되어 있는 복수의 스페이서를 상기 제 1 복수의 동심 턴의 마지막 권취된 턴을 중심으로 배치하는 단계와, 그 후 코일 조립체의 권선의 제 2 부분을 형성하기 위해 상기 전기 전도체를 상기 종방향 축을 중심으로 계속 권취하여 제 2 복수의 동심 턴을 만드는 단계에 의해 수행되고, 상기 제 2 복수의 동심 턴의 첫 번째 턴이 상기 복수의 스페이서의 외부 측부에 배치됨 -
    을 포함하며, 상기 단계 b)는 상기 적어도 하나의 냉각 섹터에 전기 차폐부(electrical shield)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기 차폐부는 상기 복수의 에어 덕트를 전기적으로 차폐하기 위해 배열되며, 상기 적어도 하나의 냉각 섹터에 전기 차폐부를 제공하는 단계는, 상기 적어도 하나의 전기 차폐부의 하나의 단부 에지를 상기 복수의 동심 턴의 마지막 권취된 턴에 연결하는 단계와, 상기 적어도 하나의 전기 차폐부의 중앙 부분을 상기 복수의 스페이서의 외부 측부와 상기 복수의 동심 턴의 첫 번째 권취된 턴 사이에서 상기 적어도 하나의 냉각 섹터의 외부 측부 상에 배치하는 단계와, 상기 전기 차폐부의 제 2 단부 에지를 자유단이며 주분 부품들로부터 전기적으로 절연된 상태로 유지하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 건식 변압기를 제작하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 냉각 섹터에 전기 차폐부를 제공하는 단계는 전기 전도체의 일부분을 제공하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 건식 변압기를 제작하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 냉각 섹터에 전기 차폐부를 제공하는 단계는 상기 제 1 복수의 동심 턴과 제 2 복수의 동심 턴을 형성하는 상기 전기 전도체의 추가 프리-컷 부분(pre-cut piece)을 제공하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 건식 변압기를 제작하기 위한 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    권취(winding)를 완료한 후, 상기 적어도 하나의 냉각 섹터에 복수의 탈착식 바(removable bar)를 삽입하는 단계,
    이전에 권취된 권선을 주조(cast)하는 단계, 및
    상기 복수의 탈착식 바를 제거하는 단계
    를 더 포함함을 특징으로 하는 건식 변압기를 제작하기 위한 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 복수의 스페이서를 상기 제 1 복수의 동심 턴의 마지막 권취된 턴을 중심으로 배치하는 단계는 스페이서들을 서로 이격시켜 자신에게 고정시키는 테이프를 제공하고 상기 제 1 복수의 동심 턴의 마지막 권취된 턴의 적어도 일부분을 중심으로 상기 테이프를 권취하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 건식 변압기를 제작하기 위한 방법.
  11. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 전도체는 상기 종방향 축을 중심으로 디스크(disc)형 또는 포일(foil)형 구성으로 권취됨을 특징으로 하는 건식 변압기를 제작하기 위한 방법.
KR1020137022704A 2011-02-08 2012-01-30 건식 변압기 및 건식 변압기 제작 방법 KR101913555B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11153738A EP2487697A1 (en) 2011-02-08 2011-02-08 Dry-type transformer and method of manufacturing a dry-type transformer
EP11153738.7 2011-02-08
PCT/EP2012/051417 WO2012107308A1 (en) 2011-02-08 2012-01-30 Dry-type transformer and method of manufacturing a dry-type transformer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140006928A KR20140006928A (ko) 2014-01-16
KR101913555B1 true KR101913555B1 (ko) 2018-10-31

Family

ID=44072627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137022704A KR101913555B1 (ko) 2011-02-08 2012-01-30 건식 변압기 및 건식 변압기 제작 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9424974B2 (ko)
EP (2) EP2487697A1 (ko)
KR (1) KR101913555B1 (ko)
CN (1) CN103348423B (ko)
ES (1) ES2535175T3 (ko)
WO (1) WO2012107308A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104425112B (zh) * 2013-09-04 2017-01-18 台达电子企业管理（上海）有限公司 变压器
ES2883399T3 (es) * 2014-11-10 2021-12-07 Siemens Energy Global Gmbh & Co Kg Conductos de enfriamiento para devanado de transformadores
CN105869875A (zh) * 2016-06-06 2016-08-17 柳州市海格电气有限公司 10kV干式非晶合金铁心配电变压器制作方法
CN105914018A (zh) * 2016-07-05 2016-08-31 太仓市金毅电子有限公司 一种变压器用铁芯
CN111316388A (zh) * 2017-10-04 2020-06-19 斯堪的诺维亚系统公司 装置和包括装置的变压器
FR3088475B1 (fr) * 2018-11-08 2022-11-25 Thales Sa Système de détection et de limitation des effets de perte d'isolement d'un transformateur électrique
KR102108119B1 (ko) * 2018-12-18 2020-05-07 송암시스콤 주식회사 혼합 기체를 이용한 드라이 에어 절연 변압기
CN112751473B (zh) * 2019-10-31 2021-11-05 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率模块
CN112821722B (zh) 2019-10-31 2022-07-19 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率变换系统
CN112750607A (zh) 2019-10-31 2021-05-04 台达电子企业管理（上海）有限公司 变压器及具有其的功率模块
EP3901974A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-27 ABB Power Grids Switzerland AG Component and method for manufacturing insulating spacers
CN116897401B (zh) * 2021-02-11 2024-03-01 日立能源有限公司 变压器和变压器设备
CN113012926B (zh) * 2021-02-18 2022-09-02 悉瑞绿色电气(苏州)有限公司 包封式绝缘绕组残余气体排除方法
CN117577444A (zh) * 2023-12-21 2024-02-20 东莞市大简机械科技有限公司 一种变压器自动贴高温胶包铜箔机

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2553324A (en) * 1949-07-27 1951-05-15 Gen Electric Wide band audio and video transformer
GB837805A (en) * 1956-06-26 1960-06-15 Liebknecht Transformat Improvements in or relating to high tension transformers
US3142029A (en) * 1960-08-22 1964-07-21 Gen Electric Shielding of foil wound electrical apparatus
US3678428A (en) * 1971-05-17 1972-07-18 Westinghouse Electric Corp Interwinding shield for power transformers
US4173747A (en) * 1978-06-08 1979-11-06 Westinghouse Electric Corp. Insulation structures for electrical inductive apparatus
DE3113139A1 (de) * 1981-04-01 1982-10-21 Smit Transformatoren B.V., 6500 Nijmegen "trockentransformator oder drosselspule mit luftkuehlung"
JPS5854615A (ja) * 1981-09-28 1983-03-31 Toshiba Corp 誘導電器巻線
DE3243595C2 (de) * 1982-11-25 1985-10-17 Smit Transformatoren B.V., Nijmegen Wicklungsanordnung für einen gasgekühlten Transformator
EP0576418B1 (de) * 1991-03-21 1994-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen einer giessharzspule, sowie eine giessharzspule
DE102005015785A1 (de) * 2005-04-01 2006-11-16 Siemens Ag Transformator mit elektrischer Abschirmung
US7719397B2 (en) 2006-07-27 2010-05-18 Abb Technology Ag Disc wound transformer with improved cooling and impulse voltage distribution
CN201549333U (zh) * 2009-12-04 2010-08-11 上海昊德电气有限公司 一种设置有气道的变压器线圈结构

Also Published As

Publication number Publication date
ES2535175T3 (es) 2015-05-06
EP2673789B1 (en) 2015-03-25
WO2012107308A1 (en) 2012-08-16
CN103348423B (zh) 2017-03-01
KR20140006928A (ko) 2014-01-16
US20130321113A1 (en) 2013-12-05
US9424974B2 (en) 2016-08-23
EP2673789A1 (en) 2013-12-18
CN103348423A (zh) 2013-10-09
EP2487697A1 (en) 2012-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101913555B1 (ko) 건식 변압기 및 건식 변압기 제작 방법
KR101707813B1 (ko) 개선된 냉각 특징을 구비한 건식 변압기
CN102576596A (zh) 具有改善的冷却的盘绕变压器
JP5861805B2 (ja) トランス、電源装置およびトランスの製造方法
KR20080089636A (ko) 유도 장치 및 그 제조 방법
JP6092862B2 (ja) コイル状部材及びコイル装置
EP2835805B1 (en) Bobbin for a gapped toroidal inductor
US9214273B2 (en) Radial drop winding for open-wound medium voltage dry type transformers with improved support structure
US9111677B2 (en) Method of manufacturing a dry-type open wound transformer having disc windings
JP5399317B2 (ja) リアクトル
CA2967110C (en) Cooling ducts for transformers' winding
KR20150095819A (ko) 변압기 고전압 코일 조립체
JP5538021B2 (ja) ユニット構成のコイル変圧器
US2368506A (en) Electric apparatus and winding therefor
CN221262109U (zh) 变压器的线圈组件及变压器
CA2848127A1 (en) Cast split low voltage coil with integrated cooling duct placement after winding process
JP2004259737A (ja) 超電導変圧器
RU2364971C1 (ru) Магнитный сердечник электроиндукционного аппарата
WO2015088796A1 (en) Radial drop winding for open-wound medium voltage dry type transformers with improved support structure
EP3131105A1 (en) Electromagnetic induction device having a foil winding
JPS641924B2 (ko)
JPH09275024A (ja) 静止誘導機器
JPH07320955A (ja) 静止誘導電気機器
JP2011171641A (ja) 誘導機器の超電導コイル

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant