KR200418682Y1 - 변압기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 변전소 또는 전주에 설치되는 배/변전용 변압기에 관한 것으로서, 변압기는 하우징과, 하우징의 내부에 설치되는 변압유니트, 하우징의 내부에 충진되는 절연유 및 하우징의 외주면에 절연유가 순환할 수 있도록 하우징과 연통되게 설치되는 복수개의 방열부를 구비한다.

방열부는 하우징의 내부와 연통되는 배출관과 유입관을 가지며 내면에 가이드돌기가 형성된 가이드판과, 가이드판에 결합되며 방열핀이 형성된 방열판 및 배출관에 설치되는 히트파이프를 구비한다.

본 고안의 변압기는 방열부에서 절연유의 냉각이 더 효과적으로 이루어져, 주상변압기가 더욱 안정적으로 작동할 수 있도록 한다.

Description

변압기 {transformer}

도 1은 본 고안에 따른 변압기의 일 실시예를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 방열부를 도시한 부분 절제 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 방열부의 단면도,

도 4는 도1에 도시된 실시예의 히트파이프를 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10; 변압기 11; 하우징 12; 변압유니트

13; 절연유 14; 고압부싱 15; 저압부싱

20; 방열부 21; 배출관 22; 유입관 23; 히트파이프

30; 가이드판 31; 가이드돌기

40; 방열판 41; 방열핀 42; 골

본 고안은 변전소 또는 전주에 설치되는 배/변전용 변압기에 관한 것으로, 더 상세하게는 변전소 또는 주상에 설치되는 변압기의 냉각이 잘 이루어지도록 방열부의 구조가 개선된 주상변압기에 관한 것이다.

발전소로부터 전력수용가로 이르는 송배전 경로상에는 적절한 전압으로 변압하기 위한 변압기가 설치되어 있다. 이러한 변압기는 변전소 및 배전경로상에 설치되어 있고, 변전소에 설치되는 것은 변전용 변압기라하고, 배전경로상의 전주 상에 설치되는 변압기는 주상 변압기라 한다.

이러한 변전소 또는 전주 상에 설치되는 변압기는 절연 및 냉각목적으로 변압기 내에 절연유가 충진된다.

절연유는 변압기 내의 습기나 먼지로 인한 절연내력이 저하되는 것을 방지하며, 특히 권선에서 발생 되는 열을 방열기를 통해 외부로 방열시키는 역할을 한다.

변압기가 과열되면 정전을 일으킬 수 있기 때문에 변압기에는 안정적인 작동을 위한 방열기능을 갖춘 방열부가 구비될 필요가 있다.

종래의 변압기에는 변압기 내에 저장된 절연유의 냉각을 위해 변압기 내부와 연통되어 절연유의 대류현상을 통한 열교환 작용으로 절연유를 냉각시킬 수 있도록 설치된 방열부가 구비된다.

종래의 방열부는 상호 대향하는 요철부를 형성한 두 장의 판체가 마주 접합되어 절연유가 이동할 수 있는 유로를 형성하며 유로를 통해 이동할 때, 열교환을 통해 가열된 절연유를 냉각시킨다.

하지만 종래의 방열기에서는 유로를 통과하는 절연유 중 판체와 접촉되는 부분에서의 열교환은 활발하게 이루어지지만 방열부에 형성된 유로의 중심에서 이동하는 절연유는 외부로의 열교환이 원활하게 이루어지지 못하므로 절연유가 충분히 냉각되지 못하는 경우가 발생하였다.

본 고안은 상기 문제점을 고려하여 제안된 것으로 변압하는 과정에서 발생된 열을 냉각하기 위한 절연유의 냉각 작용이 원활하게 이루어질 수 있는 방열기를 구비한 변압기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 변압기는 하우징과, 하우징의 내부에 설치되며 외부에서 인입된 제1 전압을 변압하여 제2 전압으로 출력시키는 변압유니트, 하우징의 내부에 변압유니트가 수장되도록 충진되는 절연유 및 하우징의 외주면에 하우징 내부에 충진되는 절연유가 순환할 수 있도록 하우징과 연통되게 설치되는 복수개의 방열부를 구비하며, 방열부는 하우징의 측면 상부에 하우징의 내부와 연통되게 형성된 배출구로부터 하우징의 내부에서 가열되어 배출되는 절연유의 배출 통로를 형성하는 배출관과, 배출구의 하방향으로 일정 길이 이격된 위치에 하우징의 내부와 연통되게 형성된 유입구를 통해 방열부를 통과하면서 냉각된 절연유가 하우징 내부로 유입되게 하는 유입로를 형성하는 유입관, 배출관 및 유입관을 통해 하우징의 내부와 연통되도록 하우징의 외측에서 배출관 및 유입관과 연통되게 결합되며, 하우징의 외부에 배출구와 유입구를 연결하는 선과 나란한 방향으로 연장되게 설치되고, 내면에는 절연유가 배출구와 유입구를 연결하는 선과 수직한 방향으로 흐름을 유도할 수 있는 복수개의 가이드돌기가 종 방향 및 횡 방향으로 소정간격 이격 되어 행렬식 형태로 돌출되게 형성되는 가이드판 및 가이드판과 기밀하게 결합되어 절연유가 유입관으로부터 배출관으로 이어지는 경로를 따라 흐를 수 있는 내부 유로를 형성하되 가이드판의 내면과 대향 되는 내면은 횡 방향으로 굴곡진 다수의 골이 형성되어 있고 각각의 골은 종 방향으로 연장된 형상의 다수의 방열핀을 갖는 방열판을 구비하고, 방열핀은 가이드돌기의 종 방향 열에 대응되는 지점에 상기 골이 대향 되게 형성된다.

또한 변압기는 배출관의 측면에 설치되어 배출관을 통과하는 가열된 절연유가 열교환에 의해 냉각될 수 있도록 설치된 히트파이프를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예의 변압기에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 변압기(10)는 하우징(11)과, 하우징(11)의 내부에 설치되어 인입된 전기의 전압을 변압시키는 변압유니트(12)와, 하우징(11)의 내부에 변압유니트(12)가 수장될 수 있도록 충진되는 절연유(13) 및 절연유(13)가 순환되면서 열교환에 의해 냉각될 수 있도록 하우징(11)과 연통되게 하우징(11)의 외면에 설치되는 방열부(20)를 구비한다.

하우징(11)은 원통형이며, 상면에는 외부로부터 공급되는 전류를 변압기(10) 내부로 운송하기 위하여 도체와 도체 절연을 위한 고압부싱(14)이 설치되고, 측면에는 감압된 전기가 출력될 수 있도록 저압부싱(15)이 설치된다.

하우징(11)의 내부에는 고압의 전기를 일반 가정 또는 산업체에서 사용하는 전압의 전기로 변압할 수 있도록 변압유니트(12)가 설치된다.

변압유니트(12)는 1차 코일과 2차 코일의 권선 횟수를 달리하여 전자기 유도 작용을 통해 전압을 변환하는 통상적인 변압 방식이 적용된다.

하우징(11)의 내부에는 변압유니트(12)에서 먼지나 습기로 인한 절연내력이 저하되는 것을 방지하고, 변압유니트(12)에서 발생하는 열을 방열시킬 수 있도록 절연유(13)가 변압유니트(12)가 수장될 수 있을 정도로 충분히 충진된다.

하우징(11)의 외부에는 하우징(11)과 연통되어 절연유(13)가 순환할 수 있도록 방열부(20)가 설치된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 방열부(20)는 하우징(11)의 측면에 설치되는 배출관(21) 및 유입관(22), 그리고 배출관(21) 및 유입관(22)을 통해 하우징(11)의 내부와 연통되는 가이드판(30)과, 가이드판(30)에 결합되어 절연유(13)가 흐를 수 있는 내부 유로를 형성하는 방열판(40) 및 배출관(21)의 측면에 설치되는 히트파이프(23)를 구비한다.

배출관(21)은 하우징(11)의 측면 상부에 형성된 배출구(21a)로부터 가열된 절연유(13)가 하우징(11)으로부터 배출되는 배출통로를 형성하도록 설치된다. 가열된 절연유(13)는 하우징(11) 내부에서 상방향으로 상승하게 되므로 배출관(21)은 하우징(11)의 측면 상부에 설치되는 것이 바람직하다.

유입관(22)은 배출구(21a)로부터 하방향으로 일정길이 이격된 위치에 하우징(11)의 내부와 연통되도록 형성된 유입구(22a)를 통해 방열부(20)를 통과하면서 냉각된 절연유(13)가 하우징(11) 내부로 다시 유입될 수 있도록 설치된다.

가이드판(30)은 배출관(21) 및 유입관(22)과 연통되도록 하우징(11)의 외부에 설치된다.

가이드판(30)의 내면에는 배출구(21a)를 통해 방열기 내부로 유입된 절연유(13)가 가이드판(30) 내면에 대해 수직방향 즉, 가이드판(30)에 대향되게 설치되는 방열판(40) 방향으로 흐르도록 절연유(13)의 흐름을 유도하는 가이드돌기(31)가 형성되어 있다.

가이드돌기(31)는 행렬식 형태로 형성되는데, 횡 방향(X)으로 설치된 가이드돌기(31)는 후술하는 방열핀(41)의 내부 유로로 절연유(13)가 흐를 수 있도록 유도하며, 종 방향(Y)으로 형성되는 복수개의 가이드돌기(31)는 절연유(13)가 방열부(20)를 통과하는 과정에서 절연유(13)의 흐름을 지속적으로 방열핀(41)이 형성된 지점의 유로로 유도함으로써 열교환이 더욱 원활하게 이루어지도록 한다.

방열판(40)은 가이드판(30)과 결합하여 절연유(13)가 흐를 수 있는 유로를 형성한다.

방열판(40)과 가이드판(30)은 절연유(13)가 방열부(20)를 통과하는 과정에서 방열부(20) 외부로 유출되지 않도록 기밀하게 결합된다.

가이드판(30)의 내면과 대향되는 방열판(40)의 내면에는 횡 방향(X)으로 굴곡진 다수의 골(42)이 형성되어 있으며, 골(42)은 종 방향(Y)으로 일정길이 연장되어 방열핀(41)을 형성한다.

골(42)이 형성되는 위치는 가이드판(30)의 내면에 형성된 가이드돌기(31)의 종 방향(Y) 열에 대응되므로 절연유(13)는 가이드돌기(31)에 의해 방열핀(41)에 형성된 유로를 따라 흐를 수 있도록 유도된다.

방열핀(41)은 방열부(20)의 내부에 흐르는 절연유(13)와 외부 공기의 접촉면 을 확장하기 때문에 절연유(13)와 외부 공기의 열교환이 더욱 활발하게 일어나게 되며, 더욱이 절연유(13)는 가이드돌기(31)에 의해 방열부(20) 내에서 난류 유동을 하게 되므로 절연유(13)의 냉각 효과가 극대화된다.

도 4를 참조하면, 배출관(21)의 측면에는 히트파이프(23)가 설치된다.

히트파이프(23)는 내부에 휘발성 액체가 충진 되어 있는 것으로서, 히트파이프(23)의 일측 단부에 열을 가하면 내부에 충진된 휘발성 액체가 증발하여 열에너지를 가지고 타측 단부로 이동한 후, 타측 단부에서 방열하도록 되어있고, 구조는 다양하게 공지되어 있어 상세한 설명은 생략한다.

배출관(21)에 히트파이프(23)를 설치함으로써, 가열된 절연유(13)가 배출관(21)을 통해 방열부(20)로 유입될 때 배출관(21)에 설치된 히트파이프(23)를 통해 일차적으로 절연유(13)의 열을 외부로 방열하게 된다.

상술한 바와 같은 변압기(10)의 냉각 과정은 다음과 같다.

변압유니트(12)의 변압 작동중 발생하는 열에 의해 절연유(13)가 가열된다.

가열된 절연유(13)는 하우징(11) 내부에서 상방향으로 상승하게되고, 하우징(11)의 측면 상부에 설치된 배출관(21)을 통해 방열부(20)로 배출된다.

배출관(21)을 통과할 때, 배출관(21)에 설치된 히트파이프(23)에 의해 절연유(13)의 일차 냉각이 이루어진다.

배출관(21)을 지나 방열부(20)의 내부로 유입된 절연유(13)는 가이드판(30)과 방열판(40)의 결합으로 형성된 방열부(20)의 내부 유로를 따라 방열부(20)를 통과한다.

이때, 가이드판(30)의 내면에 형성된 가이드돌기(31)에 의해 절연유(13)는 방열핀(41)이 형성된 지점의 유로를 따라 흐르도록 유도되며, 절연유(13)는 방열부(20) 외부의 공기와 열교환을 통해 냉각된다.

방열부(20)를 통과하면서 냉각된 절연유(13)는 유입관(22)을 통해 다시 하우징(11)의 내부로 유입되어 변압유니트(12)를 냉각시킨다.

절연유(13)는 하우징(11)과 방열부(20)를 순환하며 상기 과정을 반복함으로써 변압유니트(12)가 안정적으로 작동하도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 변압기는 방열부에서 절연유의 냉각이 더 효과적으로 이루어져, 변압기가 더욱 안정적으로 작동할 수 있도록 한다.

본 고안은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 하우징;

   상기 하우징의 내부에 설치되며 외부에서 인입된 제1 전압을 변압하여 제2 전압으로 출력시키는 변압유니트;

   상기 하우징의 내부에 상기 변압유니트가 수장되도록 충진되는 절연유; 및

   상기 하우징의 외주면에 상기 하우징 내부에 충진되는 절연유가 순환할 수 있도록 상기 하우징과 연통되게 설치되는 복수개의 방열부;를 구비하며,

   상기 방열부는 상기 하우징의 측면 상부에 상기 하우징의 내부와 연통되게 형성된 배출구로부터 상기 하우징의 내부에서 가열되어 배출되는 절연유의 배출 통로를 형성하는 배출관과,

   상기 배출구의 하방향으로 일정 길이 이격된 위치에 상기 하우징의 내부와 연통되게 형성된 유입구를 통해 상기 방열부를 통과하면서 냉각된 절연유가 상기 하우징 내부로 유입되게 하는 유입로를 형성하는 유입관과,

   상기 배출관 및 유입관을 통해 상기 하우징의 내부와 연통되도록 상기 하우징의 외측에서 상기 배출관 및 유입관과 연통되게 결합되며, 상기 하우징의 외부에 상기 배출구와 유입구를 연결하는 선과 나란한 방향으로 연장되게 설치되고, 내면에는 상기 절연유가 상기 배출구와 유입구를 연결하는 선과 수직한 방향으로 흐름을 유도할 수 있는 복수개의 가이드돌기가 종 방향 및 횡 방향으로 소정간격 이격되어 행렬식 형태로 돌출되게 형성되는 가이드판 및

   상기 가이드판과 기밀하게 결합되어 상기 절연유가 상기 유입관으로부터 상기 배출관으로 이어지는 경로를 따라 흐를 수 있는 내부 유로를 형성하되 상기 가이드판의 내면과 대향되는 내면은 횡방향으로 굴곡진 다수의 골이 형성되어 있고 상기 각각의 골은 종 방향으로 연장된 형상의 다수의 방열핀을 갖는 방열판을 구비하고,

   상기 방열핀은 상기 가이드돌기의 종 방향 열에 대응되는 지점에 상기 골이 대향되게 형성된 것을 특징으로 하는 변압기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 방열부는 상기 배출관의 측면에 설치되어 상기 배출관을 통과하는 가열된 절연유가 열교환에 의해 냉각될 수 있도록 설치된 히트파이프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 변압기.

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