KR200352351Y1 - 3 phase transformer - Google Patents
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Abstract
영상분 고조파 전류를 제거할 수 있고, 무부하 손실이 저감되며, 2차측 코일의 돌발 단락에 견딜 수 있도록 한 3상 변압기가 개시되어 있다. 본 고안의 3상 변압기는, 1차측 코일 및 2차측 코일로 이루어지는 변압기에 있어, 상기 변압기의 2차측 코일은, 영상분 고조파 성분을 제거하기 위하여 세 개의 레그를 가지는 코어에 각 상의 제1 코일과 제2 코일을 각각 권선하고, 상기 제1 코일 및 제2 코일의 자속이 반대 방향으로 형성되도록 각 상의 제1 코일의 종점을 제2 코일의 시점과 연결하는 지그-재그 결선하며, 상기 각 상의 제2 코일의 종점에 중성선이 연결되도록 권선되며, 상기 코어 형태는 이반스 코아 형태로 제작되고, 무부하 손실 감소 및 2차측 권선의 돌발 단락을 견디기 위하여 상기 1차측 코일은 2차측 코일 사이에 위치하는 전류의 방향과 반대되어 척력이 상쇄되도록 교호 배치 권선된다.A three-phase transformer is disclosed that can eliminate image harmonic currents, reduce no-load losses, and withstand sudden short circuits in secondary coils. The three-phase transformer of the present invention is a transformer consisting of a primary coil and a secondary coil, wherein the secondary coil of the transformer includes a first coil of each phase in a core having three legs to remove an image harmonic component. Winding a second coil, and a zig-zag connection connecting the end point of the first coil of each phase with the start point of the second coil so that the magnetic flux of the first coil and the second coil is formed in the opposite direction, The coil is wound so that the neutral wire is connected to the end point of the two coils, and the core shape is manufactured in the form of Evans core, and the primary coil is a current located between the secondary coils to reduce no-load loss and to withstand the sudden short circuit of the secondary windings. Alternatingly wound winding so as to counteract the direction of the repulsive force.
Description
본 고안은 3상 변압기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 영상분 고조파 성분의 전류를 제거하고, 무부하 손실을 감소하며, 2차측 코일의 돌발 단락을 방지할 수 있도록 한 3상 변압기에 관한 것이다.The present invention relates to a three-phase transformer, and more particularly, to a three-phase transformer to remove the current of the image harmonic components, to reduce the no-load loss, and to prevent the accidental short circuit of the secondary coil.
일반적인 변압기를 사용하는 현재에서는 전자 제품의 급속한 증가로 전력 라인에 고조파 발생이 증가되고, 상기의 고조파 성분은 상전류보다 큰 전류로서 중성선을 통해 전원 계통으로 유도되는 경향이 있으며, 평형 상태의 R, S, T 상의 전류는 120도 위상차를 가지고 있어 중성선에 흐르는 전류는 영(0)이며 영상분 고조파는각 상의 백터합이 아닌 스칼라 합이 되어 전류값은 3배가 된다.In general, when a transformer is used, harmonics are generated in a power line due to a rapid increase in electronic products, and the harmonic component is a current larger than a phase current, and tends to be induced into a power system through a neutral wire. The current on the T phase has a phase difference of 120 degrees, so the current flowing through the neutral line is zero (0), and the image harmonics are a scalar sum rather than the vector sum of each phase, and the current value is tripled.
즉, 각 상에 흐르는 영상분 고조파의 위상은 같기 때문에 중성선에는 벡터합이 아닌 스칼라합의 전류가 흐르게 되고, 이에 의하여 중성선에 흐르는 전류는 0이 아니고 상전류 보다 큰 값의 과전류가 흐르게 된다.That is, since the phases of the image harmonics flowing in each phase are the same, the current of the scalar rather than the vector sum flows through the neutral line, whereby the current flowing through the neutral line is not zero but an overcurrent of a value larger than the phase current flows.
즉, R상에 흐르는 전류(Ir)= Imsinwt, S 상에 흐르는 전류(Is)= Im(sinwt-120) 및That is, the current (Ir) flowing in the R phase = Imsinwt, the current (Is) flowing in the S phase = Im (sinwt-120) and
T상에 흐르는 전류(It)= Im(sinwt-240) 일 때 중성선에 흐르는 제3고조파 전류의 합은 Ir+Is+It = 3Im sin 3wt가 된다.When the current It flowing in T = Im (sinwt-240), the sum of the third harmonic current flowing in the neutral line is Ir + Is + It = 3Im sin 3wt.
이러한 중성선에 흐르는 영상분 고조파 성분의 과전류는 변압기 가열, 중성선 케이블 과열, 역률 저하, 통신선 대지 전위 상승, 변압기 손실 증가, 케이블 손실 증가, 변압기 출력 감소 및 발전기 출력 저하 등이 발생된다.The overcurrent of the image harmonics flowing in the neutral wire causes transformer heating, neutral cable overheating, power factor drop, communication line earth potential rise, transformer loss increase, cable loss increase, transformer output decrease and generator output decrease.
이와 같은 전력 라인에서의 고조파를 제거하기 위한 장치로는 수전 설비 용량 증설, 입력 절연 변압기, 수동 필터 및 능동 필터 등을 사용하고 있으나, 이 경우 변압기의 제조 비용이 증가된다.As a device for removing harmonics in such a power line, a power receiving facility expansion, an input isolation transformer, a passive filter, and an active filter are used. In this case, the manufacturing cost of the transformer is increased.
또한, 변압기의 특성 중 하나는 무부하 전류에 의해 코어의 손실이 발생하게 되고, 이러한 무부하 전류로 인해 변압기 용량의 감소, 변압기의 소음, 변압기의 수명 단축 및 운용 비용이 증가되며, 무부하 전류로 인한 손실을 줄이기 위한 방법으로는 양질의 코어, 코어의 형상 및 적층 방법의 변경으로 달성될 수 있으나, 이 또한 변압기의 제조 비용이 증가된다.In addition, one of the characteristics of the transformer is the loss of the core due to the no-load current, the loss of the transformer capacity, the noise of the transformer, shortening the life of the transformer and operating costs due to the no-load current, loss due to the no-load current As a method for reducing the cost, the core, the shape of the core and the stacking method can be achieved, but this also increases the manufacturing cost of the transformer.
한편, 상기 변압기의 특성 중 또 다른 하나는 변압기의 2차측 회로에 돌발 단락이 발생되면, 단락 전류가 흐르게 되고, 이 전류의 크기는 회로, 변압기의 임피던스및 단락 순간의 전압 위상에 의해서 결정된다. 즉 변압기의 임피던스는 거의 유도성 리엑턴스 성분이므로 단락 전류의 위상이 전압에 대해 90도 떨어지고, 전압이 영이 되는 순간 단락이 발생할 경우, 이러한 단락 전류는 교류분에 직류분이 중첩된다. 상기 직류분은 회로의 저항 때문에 점차 감쇠되고, 수 싸이클 내에 없어지나 최초의 파고치는 거의 교류분 파고치의 1.8배 정도가 되고, 이 큰 단락 전류가 권선에 흐르면 이 전류치에 비례하는 기계력이 작용하고 그 크기는 매우 크며, 1차(고압), 2차(저압) 권선은 전류 방향이 서로 반대이므로 척력을 갖는다.On the other hand, one of the characteristics of the transformer is that when a sudden short circuit occurs in the secondary circuit of the transformer, a short circuit current flows, and the magnitude of the current is determined by the circuit, the impedance of the transformer and the voltage phase at the moment of short circuit. That is, since the impedance of the transformer is almost an inductive reactance component, the phase of the short circuit current falls 90 degrees with respect to the voltage, and when the voltage is zero, a short circuit occurs, such a short circuit current is superimposed on the AC component. The DC component is gradually attenuated by the resistance of the circuit, but disappears within several cycles, but the initial peak value is about 1.8 times the AC peak value, and when this large short-circuit current flows in the winding, a mechanical force proportional to the current value is applied and its magnitude is increased. Is very large, and the primary (high voltage) and secondary (low voltage) windings have repulsive forces because the current directions are opposite to each other.
이러한 돌발 단락은 반경방향 기계력, 동심 배치 권선에 작용하는 내부 압축력, 축방향 기계력에 의해, 변압기 수명 단축 및 변압기 소손으로 인한 고장 등이 발생되고, 이러한 단락 강도를 극복하는 방법으로 원형 권선, 교호 배치 권선 등의 권선 방법 변경 및 조임쇠 철판 두께를 변경하는 방법이 있으나, 이 방법들 역시 변압기의 제조 원가를 상승시키는 원인이 되므로, 이러한 제조 원가 절감을 위해 양질이 아닌 저질의 전력이 공급되고, 그에 따른 변압기의 운용 비용이 상승되는 문제점이 종종 발생하였다.These sudden short circuits are caused by radial mechanical forces, internal compressive forces acting on concentrically placed windings, and axial mechanical forces, resulting in shortened transformer life and failures due to transformer burnout. There is a method of changing the winding method such as winding and changing the fastener plate thickness, but these methods also cause a rise in the manufacturing cost of the transformer, so that low-quality power is supplied to reduce the manufacturing cost, and accordingly The problem often arises in that the operating cost of the transformer is increased.
본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 고안의 목적은 세개의 레그를 가지는 이반스 코어를 사용하여 무부하 손실을 감소시키고, 이반스 코어의 각 상의 제1 코일과 제2 코일을 각각 권선하고, 제1 코일 및 제2 코일의 영상분 자속이 반대 방향으로 형성되도록 각 상의 제1 코일의 종점을 제2 코일의 시점과 연결하는 지그-재그 결선으로 하며, 상기 결선을 통해 발생된 영상분 고조파를변압기 자체에서 상쇄시켜 제거할 수 있도록 한 3상 변압기를 제공하고자 함에 있다.The present invention was created to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce the no-load loss by using an Evans core having three legs, and the first coil and the second coil of each phase of the Evans core. Windings are respectively formed as a jig-zag connection connecting the end point of the first coil of each phase with the start point of the second coil so that the image magnetic flux of the first coil and the second coil is formed in the opposite direction, and generated through the connection. It is to provide a three-phase transformer that can cancel and eliminate image harmonics in the transformer itself.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 기술적 과제는In order to achieve the above object,
1차측 코일 및 2차측 코일로 이루어지는 변압기에 있어,In a transformer consisting of a primary coil and a secondary coil,
상기 변압기의 2차측 코일은, 영상분 고조파 성분을 제거하기 위하여 세 개의 레그를 가지는 코어에 각 상의 제1 코일과 제2 코일을 각각 권선하고, 상기 제1 코일 및 제2 코일의 자속이 반대 방향으로 형성되도록 각 상의 제1 코일의 종점을 제2 코일의 시점과 연결하는 지그-재그 결선으로 하며, 상기 각 상의 제2 코일의 종점에 중성선이 연결되도록 권선되는 것을 특징으로 하는 3상 변압기를 제공함으로서 달성될 수 있다.The secondary coil of the transformer is configured to wind the first coil and the second coil of each phase on a core having three legs to remove an image harmonic component, and the magnetic flux of the first coil and the second coil is opposite to each other. It provides a three-phase transformer characterized in that the jig-zag connection connecting the end point of the first coil of each phase with the start point of the second coil, so that the neutral wire is connected to the end point of the second coil of each phase. This can be achieved by
또한, 상기 코어 형태는 이반스 코아 형태로 제작하여, 무부하 손실을 감소시키며 2차측 권선의 돌발 단락을 견디기 위하여 상기 1차측 코일은 2차측 코일 사이에 위치시켜 1,2차 권선사이의 단락기계력을 1/4로 되도록 하는 교호 배치 권선을 특징으로 하는 3상 변압기를 제공함으로서 달성될 수 있다.In addition, the core form is manufactured in the form of Evans core, to reduce the no-load loss and to withstand the sudden short circuit of the secondary winding, the primary coil is located between the secondary coil to short-circuit mechanical force between the primary and secondary windings This can be achieved by providing a three-phase transformer featuring alternating batch windings to be ¼.
본 고안에 의하면, 1차측 코일을 2차측 코일 사이에 위치시켜 권선하는 교호 배치 권선을 통해 이반스 코어의 2차측 코일을 지그-재그 권선하여 영상분 고조파 성분을 제거하고, 상기 1,2차측 코일의 교호 배치 권선을 통해 2차측 코일의 돌발 단락을 견딜 수 있으며, 네 귀가 곡선으로 이루어진 이반스 코어를 이용하여 무부하 손실을 줄임으로써, 양질의 전력이 제공되어 3상 변압기의 운용 비용을 절감할 수 있고, 부하의 특성에 따른 전력 효율성을 증가시켜 변압기의 내구성을 더욱 향상시킬수 있다.According to the present invention, the secondary coil of the Evans core is zig-zag-wound to remove the image harmonic components by alternately arranging windings in which the primary coil is positioned between the secondary coils and the primary coils are wound. Alternately placed windings can withstand sudden short-circuits in the secondary coil and reduce the no-load losses by using an Evans core with four-curved curves, providing high-quality power and reducing operating costs for three-phase transformers. In addition, the durability of the transformer can be further improved by increasing the power efficiency according to the characteristics of the load.
도 1은 본 고안에 따른 3상 변압기의 2차측 코일 권선 구조를 보인 도이다.1 is a view showing a secondary coil winding structure of a three-phase transformer according to the present invention.
도 2는 도 1의 지그-재그 권선에 따른 전류의 벡터량을 보인 도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a vector amount of current according to the zig-zag winding of FIG. 1.
도 3은 도 1에 적용되는 3상 변압기의 이반스 코어의 구성을 보인 도이다.3 is a view showing the configuration of the Evans core of the three-phase transformer applied to FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11, 13, 15 : 제1 코일 21, 23, 25 : 제2 코일11, 13, 15: 1st coil 21, 23, 25: 2nd coil
U,V,W : 각 상 N : 중성선U, V, W: Each phase N: Neutral wire
이하, 본 고안을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
본 고안에 따른 3상 변압기의 2차측 코일 권선 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 3 개의 레그를 가지는 이반스 코어에 각각 권선되는 각 상(U, V, W)의 제1 코일(11, 13, 15)과 제2 코일(21, 23, 25)을 각각 권선한다. 여기서, 상기 제1 코일(11, 13, 15) 및 제2 코일(21, 23, 25)의 권선 수는 동일하다.As shown in FIG. 1, the secondary coil winding structure of the three-phase transformer according to the present invention includes a first coil 11 of each phase (U, V, W) wound on an Evans core having three legs. 13, 15 and the second coil (21, 23, 25) are wound, respectively. Here, the number of turns of the first coil (11, 13, 15) and the second coil (21, 23, 25) is the same.
상기 제1 코일(11, 13, 15) 및 제2 코일(21, 23, 25)의 영상분 자속이 반대 방향으로 형성되도록 각 상(U, V, W)의 제1 코일(11, 13, 15)의 종점을 제2 코일(21, 23, 25)의 시점과 연결하는 지그-재그 결선으로 하며, 상기 각 상(U, V, W)의 제2 코일(21, 23, 25)의 종점에 중성선(N)이 연결된다.The first coils 11, 13, of the phases U, V, and W so that the image magnetic fluxes of the first coils 11, 13, 15, and the second coils 21, 23, 25 are formed in opposite directions. The end point of 15) is a zig-zag connection connecting the start points of the second coils 21, 23, and 25, and the end points of the second coils 21, 23, and 25 of the phases U, V, and W. The neutral wire (N) is connected to.
즉, 상기 U 상의 제1 코일(11)의 종점은 W 상의 제2 코일(21)의 시점과 연결되고, 상기 V 상의 제1 코일(13)의 종점은 U 상의 제2 코일(23)의 시점과 연결되며, 상기 W 상의 제1 코일(15)의 종점은 상기 V 상의 제2 코일(25)의 시점과 연결된다.That is, the end point of the first coil 11 on U is connected to the start point of the second coil 21 on W, and the end point of the first coil 13 on V is the start point of the second coil 23 on U. The end point of the first coil 15 on W is connected to the start point of the second coil 25 on V.
이때 제1 코일(11)과 제2 코일(23)의 전류 흐름, 제1 코일(13) 및 제2 코일(25)의 전류 흐름 및 상기 제1 코일(15) 및 제2 코일(21)의 영상분 전류 흐름이 반대로 형성되나 정상분 전류의 각 상에서의 전류의 흐름은 백터합으로 되어 도 2에 도시된 바와 같다. 즉, 상기 동일 레그에 두개의 제1 및 제2 코일을 반대 방향으로 권선한 것으로서, 영상분 고조파 전류는 위상을 상호 반대로 하여 제1 코일 및 제2 코일을 감았기 때문에 상쇄되게 되는 것이다.At this time, the current flow of the first coil 11 and the second coil 23, the current flow of the first coil 13 and the second coil 25, and the current of the first coil 15 and the second coil 21 Image current flow is reversed, but the current flow in each phase of the normal current is vector sum as shown in FIG. That is, the two first and second coils are wound in opposite directions on the same leg, and the image harmonic currents are canceled because the first coil and the second coil are wound with their phases reversed to each other.
한편, 상기 코어는 도 3에 도시된 바와 같이, 215폭으로 130 적고가 되도록 쌓아 네 귀가 곡선으로 이루어지고, 코아 조임쇠는 연산을 통해 산출된 조임쇠 철판 두께를 가지며, 1차측 코일을 2차측 코일 사이에 위치하도록 권선하여 척력이 서로 상쇄되도록 1차측 및 2차측 코일이 권선된 이반스 코어를 채용한다. 여기서, 상기 코아 조임쇠 연산 과정 및 교호 배치 권선 과정은 통상적인 과정이므로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the core is stacked to have a width of 215 to 130 small, and has four ear curves. The core fastener has a fastener plate thickness calculated by calculation, and the primary coil is disposed between the secondary coils. The Evans core is wound around the primary side and the secondary side coils so as to offset the repulsive force from each other. Here, the core fastener calculation process and the alternate batch winding process is a conventional process, and thus detailed description thereof will be omitted.
상술한 구성을 가지는 3상 변압기의 동작을 설명하면, 우선 도 3에 도시된 이반스 코어의 레그 각각에 감기어 있는 한 쌍의 제1 및 제2 코일들이 흐르는 전류의 흐름과 자속이 동일하며 반대의 극성을 가지게 된다. 이러한 자속 상쇄의 결과로서 영상분 고조파 성분이 상쇄되며 중성선(N)을 통해 흐르게 된다.Referring to the operation of the three-phase transformer having the above-described configuration, first, the current flow and the magnetic flux of the pair of first and second coils wound around each of the legs of the Evans core shown in FIG. It has the polarity of. As a result of such flux cancellation, the image harmonic components cancel and flow through the neutral line (N).
한편, 상기 이반스 코어는 도 3에 도시된 바와 같이, 215폭으로 130 적고가 되도록 쌓아 네 귀가 곡선으로 이루어지고, 코아 조임쇠는 연산을 통해 산출된 조임쇠 철판 두께를 가지며, 1차측 코일을 2차측 코일 사이에 권선하여 척력이 서로 상쇄되도록 1차측 및 2차측 코일이 권선되어 있으므로, 단락 강도가 향상되고, 무부하 손실이 절감된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the Evans core is stacked to have a width of 215 at 215 width, and has four ear curves. The core fastener has a fastener iron plate thickness calculated through calculation, and the secondary coil has a secondary side. Since the primary and secondary coils are wound so that the coils are wound between the coils and the repulsive force is canceled with each other, the short circuit strength is improved and no load loss is reduced.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 고안에 따른 3상 변압기는, 1차측 코일을 2차측 코일 사이에 위치시켜 척력이 상쇄되도록 권선하는 교호 배치 권선이며 2차측 코일을 지그-재그 권선하여 영상분 고조파 성분을 제거하고, 상기 교호 배치 권선을 통해 2차측 코일의 돌발 단락을 기계적으로 견딜 수 있으며, 네 귀가 곡선으로 이루어진이반스 코어를 이용하여 무부하 손실을 줄임으로써, 양질의 전력이 제공되어 3상 변압기의 운용 비용을 절감할 수 있고, 부하의 특성에 따른 전력 효율성을 증가시켜 변압기의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.As described above, the three-phase transformer according to the present invention is an alternating arrangement winding for winding the primary coil between the secondary coil and offset so that the repulsive force is offset, and the image harmonic component by zigzag winding the secondary coil. And mechanically withstand the sudden short circuit of the secondary coil through the alternating winding, and reduce the no-load loss by using the Evans core, which is a four-ear curve. The operating cost can be reduced and the durability of the transformer can be further improved by increasing the power efficiency according to the load characteristics.
본 고안은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by any person having ordinary knowledge in the field of the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the following Utility Model Registration Claims. It will be said that the technical spirit of the present invention to the extent possible.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR20-2004-0007461U KR200352351Y1 (en) | 2004-03-18 | 2004-03-18 | 3 phase transformer |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR20-2004-0007461U KR200352351Y1 (en) | 2004-03-18 | 2004-03-18 | 3 phase transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR200352351Y1 true KR200352351Y1 (en) | 2004-06-04 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR20-2004-0007461U KR200352351Y1 (en) | 2004-03-18 | 2004-03-18 | 3 phase transformer |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-03-18 KR KR20-2004-0007461U patent/KR200352351Y1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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