KR102022292B1 - 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기 - Google Patents

교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력용 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력용 변압기에서 절연유 필터링을 위해 오일필터유닛을 사용할 때 작업자가 누구라도 아주 쉽고 빠르게 교체사용할 수 있도록 사용환경을 좋게 한 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기는 오일을 여과하는데 사용되는 필터를 누구라도 아주 쉽고 빠르게 교체할 수 있도록 구성하여 작업시간을 단축시키는 효과가 있다. 또한, 본 발명에서는 콘서베이트로 폭등하면서 비산하는 오일을 선택적으로 억제하여 계전기의 오작동을 미연에 방지하는 효과도 있다.

Description

교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기{Power transformer with oil filter unit for easy replacement}
본 발명은 전력용 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력용 변압기에서 절연유 필터링을 위해 오일필터유닛을 사용할 때 작업자가 누구라도 아주 쉽고 빠르게 교체사용할 수 있도록 사용환경을 좋게 한 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기에 관한 것이다.
일반적으로, 송배전선로에서 전압을 높이거나 낮추기 위해 설치되는 변압기 내부에는 절연유가 채워져 변압기 내의 권선에 습기나 먼지로 인하여 절연내력이 저하되는 것을 방지하도록 하며, 권선에서 발생되는 열을 오일의 대류나 복사에 의해 방열시키도록 이루어져 있다.
특히, 변압기는 가동중에 고압 및 고열을 발생시키는 것으로 안정적인 가동환경을 고려해 항상 적정한 부하율을 유지하고 적정한 시기에 절연유를 여과 및 교체하여 변압기 내부 절연유를 최적상태로 유지하여 절연유를 통한 냉각효과를 극대화 시켜야하는 것이나, 변압기의 장기간 사용으로 절연유에 분순물이 다량 혼합되면 절연유의 순환에 지장을 초래해 방열기가 충분한 방열을 하지 못하게 되어 정격 용량대로 변압기를 운용할 수 없게 되며 과다한 온도상승으로 변압기 수명이 단축된다.
또한, 변압기 내부의 절연유는 절연 및 방열에 막대한 영향을 끼치고 있으나 장기사용으로 인해 절연유 내부에 불순물 등이 생성되어 절연유의 효과를 저해시키고 있다.
이러한 불순물은 외부 유입의 예도 있지만, 사실상 코어를 구성하는 탄소성분에 의해 변압기 내부에서 자연적으로 생성된다.
때문에, 변압기에는 절연유를 여과시키기 위한 장치를 구비하고 있는데, 여과 또는 정제와 관련된 선행기술로는 등록실용 제0324878호(2003.08.18), 등록실용 제0391041호(2005.07.19), 등록특허 제1037473호(2011.05.20), 등록특허 제1562532호(2015.10.16) 등 다수가 개시되어 있다.
예컨대, 변압기에는 도 1의 예시와 같이 변압기(10)의 상부 일측에 유격실(12)이 마련되고, 상기 유격실(12)에는 흡입관(14)과 배출관(16)이 배관되는데, 이들 배관은 오일필터유닛(20)에 연결되어 변압기(10) 내부의 오일, 즉 절연유를 순환시키면서 필터링하도록 구성된다.
이때, 상기 오일필터유닛(20)은 오일 순환을 위한 펌프모터(22)와, 오일 여과를 위한 필터(24)를 구비하며, 변압기(10) 외부에 장착되어 주기적으로 필터(24)를 교체하도록 구성된다.
그리고, 상기 펌프모터(22)는 컨트롤박스(30)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급받음으로써 기동되게 된다.
한편, 상기 변압기(10)의 상부에는 콘서베이터(Conservator)(40)가 설치되는데, 상기 콘서베이터(40)는 변압기(10)에 부하가 많이 걸릴 경우 온도가 올라가 오일이 팽창하고 부하가 적게 걸리면 온도가 내려가 오일이 수축함으로써 공기와 접촉을 막아 오일, 즉 절연유의 열화를 방지한다.
아울러, 상기 콘서베이터(40)에는 유격실(12)과 배관이 연결되고, 배관 상에는 계전기(42)가 설치되어 변압기(10)가 급팽창하게 되면 이를 관류하는 오일 속도를 감지하여 경보를 울려줌으로써 안전사고를 예방하도록 구성된다.
그런데, 필터(24)를 교체하려면 오일필터유닛(20)을 전체적으로 분리, 해체해야만 가능하기 때문에 작업시간이 오래 걸리고, 그로 인해 생산성이 떨어지며, 그 만큼 가동효율이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 오일 여과를 위해 상기 펌프모터(22)가 기동되는 순간 급격한 기동에 의해 유격실(12) 내부의 오일이 순간적으로 요동치면서 비산되는 오일의 일부가 계전기(42)를 오동작시키는 현상이 유발되어 이를 개선할 필요가 있었으며, 등록특허 제1562532호(2015.10.16)는 이의 개선예이다.
하지만, 동력 모터를 포함한 구조물들이 복잡하게 구성되어야 하고, 이를 제어하기 위한 기술을 구현해야 하는데 상대적으로 설치공간이 협소하여 실제 구현에 상당한 애로사항이 파생되었다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 오일필터유닛을 구성하는 필터를 누구라도 손쉽게 탈착하고 장착할 수 있는 구조를 제공하여 유지보수시 빠른 시간내에 용이하게 교체작업할 수 있도록 한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기를 제공한다.
또한, 본 발명에서는 콘서베이트의 입구부를 선택적으로 밀폐하는 수단을 배제하고, 구조를 간단히 하여 협소공간에도 설치하기 쉽고 오일의 순간 유동을 효과적으로 억제할 수 있는 간단한 구조의 순간유동억제유닛을 구비한 전력용 변압기를 제공한다.
본 발명에 따른 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기는 변압기(10), 상기 변압기(10)의 상부 일측에 마련된 유격실(12), 상기 유격실(12)과 연통되게 배관되고 콘서베이터(40)가 연결된 검지관(44), 상기 검지관(44)의 길이 일부에 설치된 계전기(42), 상기 변압기(10)의 일측에 구비되고 필터(240)를 교체가능한 오일필터유닛(20)을 포함하는 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기에 있어서;
상기 오일필터유닛(20)은 내부가 분리벽(220)에 의해 제1실(R1)과 제2실(R2)로 나누어진 사각박스 형상의 유닛본체(210)와, 상기 분리벽(220)의 상측부에 형성된 오버플로우홀(222)과, 일단은 상기 제1실(R1)의 상단면에 연결되고 타단은 상기 유격실(12)에 침지된 흡입관(14)과, 일단은 상기 제2실(R2)의 하단면에 연결되고 타단은 상기 유격실(12)에 침지된 배출관(16)과, 상기 흡입관(14)의 관로상에 설치된 펌프(P)와, 상기 제2실(R2)의 하측부 내벽 둘레에서 돌출된 하부턱(264)과, 상기 제2실(R2)의 상측부에 일측 내벽에서 돌출된 상부턱(262)과, 상기 제2실(R2)에 내장되고 상기 하부턱(264)에 안착되는 필터(240)와, 상기 상부턱(262) 및 이와 동일 높이를 갖는 필터(240)의 상단에 안착되는 기밀재(250)와, 상기 기밀재(250) 상부를 밀폐하도록 유닛본체(210)에 힌지 고정된 개폐도어(230)를 포함하고;
상기 필터(240)는 'ㄴ' 형상의 필터프레임(242)과, 상기 필터프레임(242)의 절곡된 수평부인 바닥면에 형성된 배유구멍(H)과, 상기 필터프레임(242)의 수직부인 측면에 상하로 간격을 두고 형성된 다수의 필터체고정슬릿(244)과, 상기 필터체고정슬릿(244)에 끼워지는 조립구(248)를 갖고 절연유를 필터링하는 필터체(246)로 이루어지며;
상기 검지관(44)의 단부에는 완속밸브(400)를 더 설치하되, 상기 완속밸브(400)는 검지관(44)의 단부에 나사 체결되는 조인트부(410)와, 상기 조인트부(410)로부터 연장되되 확경된 확경부(420)와, 상기 확경부(420) 내부에 형성되고 상기 조인트부(410)와 동일직경을 갖고 일정길이 연장된 조인트연장부(412)와, 상기 조인트연장부(412)의 하단에 일체로 형성된 속원뿔대부(430)와, 상기 속원뿔대부(430)의 외측에서 일체로 형성되고 하단은 터져 있는 겉원뿔대부(440)와, 상기 확경부(420)와 겉원뿔대부(440) 사이에 형성되는 공간인 제1통로(PS1)와, 상기 겉원뿔대부(440)와 속원뿔대부(430) 사이에 형성되는 공간인 제2통로(PS2)와, 상기 제1통로(PS1)와 통하도록 상기 조인트연장부(412)의 둘레에 형성된 제1관류공(TR1)과, 상기 제2통로(PS2)와 통하도록 상기 속원뿔대부(430)의 상측 외주면을 관통하여 형성된 제2관류공(TR2)을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기는 오일을 여과하는데 사용되는 필터를 누구라도 아주 쉽고 빠르게 교체할 수 있도록 구성하여 작업시간을 단축시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 콘서베이트로 폭등하면서 비산하는 오일을 선택적으로 억제하여 계전기의 오작동을 미연에 방지하는 효과도 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전력용 변압기의 오일필터유닛 구동관계를 설명하는 개략적인 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전력용 변압기에 적용되는 교체 용이성을 갖는 오일필터유닛의 예시도이고,
도 3은 도 2의 예시적인 단면도이고,
도 4는 도 3의 요부 발췌도이고,
도 5는 본 발명에 따른 전력용 변압기에 적용되는 완속밸브의 예시도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 전력용 변압기에 적용되는 교체 용이성을 갖는 오일필터유닛의 예시도이고, 도 3은 도 2의 예시적인 단면도이며, 도 4는 도 3의 요부 발췌도이다.
도 2 내지 도 4에 따르면, 본 발명에 따른 전력용 변압기는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 변압기(10) 내부에 유격실(12)을 포함하는 구조를 갖는다.
그리고, 상기 변압기(10)에 적용되는 오일필터유닛(20)은 유닛본체(210)를 포함한다.
상기 유닛본체(210)는 내부가 빈 사각박스 형상의 부재로서, 내부는 분리벽(220)에 의해 제1실(R1)과 제2실(R2)로 나누어진다.
특히, 상기 분리벽(220)의 상측부에는 오버플로우홀(222)이 뚫려 있어 제1실(R1)과 제2실(R2)이 이 오버플로우홀(222)에 의해 통할 수 있도록 구성된다.
아울러, 상기 제1실(R1)의 상단면에는 흡입관(14)이 연결되고, 상기 제2실(R2)의 하단면에는 배출관(16)이 연결된다.
즉, 도 1의 종래와 달리 흡입관(14)과 배출관(16)의 배관 위치가 바뀌어 절연유의 원활한 흐름을 유지할 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명에서는 펌프(P)를 필터와 분리하여 상기 흡입관(14)의 관로상에 펌프(P)를 설치하도록 구성된다.
그리고, 상기 제2실(R2)의 하측부에는 하부턱(264)이 돌출되고, 상측부에는 상부턱(262)이 돌출되는데, 상기 하부턱(264)에 필터(240)의 하단이 안착되어 걸림고정되었을 때 필터(240)의 상단은 상기 상부턱(262)과 동일 높이를 유지하도록 하여 필터(240)의 상단이 다른 하나의 상부턱 역할을 하도록 구성된다.
이렇게 상부턱(262)이 필요한 이유는 제2실(R2)의 상부가 개방되어 있고, 개폐도어(230)에 의해 개폐가능하게 구성되어 있으므로 외기의 침투를 억제하기 위해 기밀재(250)를 설치할 필요가 있기 때문이다.
이 기밀재(250)는 리지드하면서 약간의 신축성을 갖는 밀봉재로서 상부턱(262)과 필터(240)의 상단에 걸쳐진 상태로 밀봉하며, 개폐도어(230)가 닫혀 밀폐될 때 미세한 눌림에 의해 완전 밀봉하도록 구성된다.
아울러, 개폐도어(230)는 힌지식으로 개폐되게 구성된다.
한편, 상기 필터(240)는 도 4의 예시와 같이, 'ㄴ' 형상의 필터프레임(242)과, 상기 필터프레임(242)의 절곡된 수평부인 바닥면에 형성된 배유구멍(H)과, 상기 필터프레임(242)의 수직부인 측면에 상하로 간격을 두고 형성된 다수의 필터체고정슬릿(244)과, 상기 필터체고정슬릿(244)에 끼워지는 조립구(248)를 갖고 절연유를 필터링하는 필터체(246)를 포함한다.
때문에, 본 발명에서는 상기 필터체(246)만 측방으로 빼내 바꾸게 되면 아주 쉽게 교체 사용할 수 있고, 전체를 교체하지 않아도 되므로 비용도 줄일 수 있다.
덧붙여, 상기 펌프(P)는 컨트롤박스(30, 도 1 참조)에 탑재된 컨트롤러에 의해 구동 제어된다.
다른 한편, 본 발명에서는 계전기(42)가 설치되고, 변압기(10)와 콘서베이터(40)를 연결하는 검지관(44)의 단부에는 도 5와 같은 완속밸브(400)가 설치된다.
즉, 상기 완속밸브(400)는 기존처럼 검지관(44)의 단부를 완전히 폐쇄하는 것이 아니라 항상 열려있도록 하되 비산되는 절연유를 완충, 완속시키는 기능을 수행하는 독특한 구조의 밸브체이다.
때문에, 설치가 간단하여 기존처럼 복합한 설비를 갖추지 않아도 되고, 검지관(44)의 단부에 단순히 착탈 가능하게 나사결합되면 되므로 설치공간을 많이 차지하지도 않아 협소공간내 설치가 자유롭다.
이러한 완속밸브(400)는 검지관(44)의 단부에 나사 체결되는 조인트부(410)와, 상기 조인트부(410)로부터 연장되되 확경된 확경부(420)와, 상기 확경부(420) 내부에 형성되고 상기 조인트부(410)와 동일직경을 갖고 일정길이 연장된 조인트연장부(412)와, 상기 조인트연장부(412)의 하단에 일체로 형성된 속원뿔대부(430)와, 상기 속원뿔대부(430)의 외측에서 일체로 형성되고 하단은 터져 있는 겉원뿔대부(440)와, 상기 확경부(420)와 겉원뿔대부(440) 사이에 형성되는 공간인 제1통로(PS1)와, 상기 겉원뿔대부(440)와 속원뿔대부(430) 사이에 형성되는 공간인 제2통로(PS2)와, 상기 제1통로(PS1)와 통하도록 상기 조인트연장부(412)의 둘레에 형성된 제1관류공(TR1)과, 상기 제2통로(PS2)와 통하도록 상기 속원뿔대부(430)의 상측 외주면을 관통하여 형성된 제2관류공(TR2)을 포함한다.
이와 같은 구조를 갖게 되면, 절연유가 갑자기 비등하면서 비산될 때 상대적으로 넓은 공간인 제1통로(PS1)를 통해 상승하고, 상승하다가 꺽이면서 1차 완속되며, 다시 제1관류공(TR1)을 통해 조인트연장부(412) 내부로 들어가면서 2차 완속되고, 다시 조인트부(410)를 타고 상승하면서 3차 완속되며, 이 과정에서 힘을 잃고 낙하되게 되는데, 낙하시에는 속원뿔대부(430) 내부로 떨어진 후 제2관류공(TR2)을 오버플로우하여 제2통로(PS2)를 타고 다시 유격실(12) 내부로 배출되게 된다.
이 과정에서, 절연유는 최대로 느려진 상태로 낙하되기 때문에 비등 충격이 거의 발생하지 않아 계전기(42)의 오작동이 방지된다.
즉, 단지 완속밸브(400)를 하나 달았을 뿐인데 기존에 그렇게 문제가 되던 계전기(42) 오동작을 단번에 해결할 수 있게 되는 것이다.
한편, 변압기(10)에 부하가 많이 걸릴 경우, 또는 온도가 올라가 오일이 팽창하는 경우, 절연유는 위에서 설명한 조인트부(410)까지 차오른 후 서서히 더 상승하여 콘서베이터(40)까지 진입하게 되고, 이후부터는 콘서베이터(40)의 기능을 수행하게 된다.
물론, 절연유가 하강할 때는 위에서 설명한 바와 같이 최대한 완속된 상태로 낙하되므로 매우 안정적이다.
10: 변압기 12: 유격실
20: 오일필터유닛 30: 컨트롤박스
40: 콘서베이터

Claims (1)

  1. 변압기(10), 상기 변압기(10)의 상부 일측에 마련된 유격실(12), 상기 유격실(12)과 연통되게 배관되고 콘서베이터(40)가 연결된 검지관(44), 상기 검지관(44)의 길이 일부에 설치된 계전기(42), 상기 변압기(10)의 일측에 구비되고 필터(240)를 교체가능한 오일필터유닛(20)을 포함하는 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기에 있어서;
    상기 오일필터유닛(20)은 내부가 분리벽(220)에 의해 제1실(R1)과 제2실(R2)로 나누어진 사각박스 형상의 유닛본체(210)와, 상기 분리벽(220)의 상측부에 형성된 오버플로우홀(222)과, 일단은 상기 제1실(R1)의 상단면에 연결되고 타단은 상기 유격실(12)에 침지된 흡입관(14)과, 일단은 상기 제2실(R2)의 하단면에 연결되고 타단은 상기 유격실(12)에 침지된 배출관(16)과, 상기 흡입관(14)의 관로상에 설치된 펌프(P)와, 상기 제2실(R2)의 하측부 내벽 둘레에서 돌출된 하부턱(264)과, 상기 제2실(R2)의 상측부에 일측 내벽에서 돌출된 상부턱(262)과, 상기 제2실(R2)에 내장되고 상기 하부턱(264)에 안착되는 필터(240)와, 상기 상부턱(262) 및 이와 동일 높이를 갖는 필터(240)의 상단에 안착되는 기밀재(250)와, 상기 기밀재(250) 상부를 밀폐하도록 유닛본체(210)에 힌지 고정된 개폐도어(230)를 포함하고;
    상기 필터(240)는 'ㄴ' 형상의 필터프레임(242)과, 상기 필터프레임(242)의 절곡된 수평부인 바닥면에 형성된 배유구멍(H)과, 상기 필터프레임(242)의 수직부인 측면에 상하로 간격을 두고 형성된 다수의 필터체고정슬릿(244)과, 상기 필터체고정슬릿(244)에 끼워지는 조립구(248)를 갖고 절연유를 필터링하는 필터체(246)로 이루어지며;
    상기 검지관(44)의 단부에는 완속밸브(400)를 더 설치하되, 상기 완속밸브(400)는 검지관(44)의 단부에 나사 체결되는 조인트부(410)와, 상기 조인트부(410)로부터 연장되되 확경된 확경부(420)와, 상기 확경부(420) 내부에 형성되고 상기 조인트부(410)와 동일직경을 갖고 일정길이 연장된 조인트연장부(412)와, 상기 조인트연장부(412)의 하단에 일체로 형성된 속원뿔대부(430)와, 상기 속원뿔대부(430)의 외측에서 일체로 형성되고 하단은 터져 있는 겉원뿔대부(440)와, 상기 확경부(420)와 겉원뿔대부(440) 사이에 형성되는 공간인 제1통로(PS1)와, 상기 겉원뿔대부(440)와 속원뿔대부(430) 사이에 형성되는 공간인 제2통로(PS2)와, 상기 제1통로(PS1)와 통하도록 상기 조인트연장부(412)의 둘레에 형성된 제1관류공(TR1)과, 상기 제2통로(PS2)와 통하도록 상기 속원뿔대부(430)의 상측 외주면을 관통하여 형성된 제2관류공(TR2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기.
KR1020190101442A 2019-08-20 2019-08-20 교체 사용이 용이한 오일필터유닛을 갖춘 전력용 변압기 KR102022292B1 (ko)

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