KR200476922Y1 - 변압기용 탭 - Google Patents

Abstract

본 고안은 변압기용 탭에 관한 것으로, 복수의 층으로 원통의 형태로 이루어지되, 동일한 간격으로 열을 이루도록 등배를 이루는 섹션; 및 상기 섹션에 차순위 번호로 형성되되, 상기 섹션의 중간층에는 상기 등배의 동일영역에 한 쌍씩 이루어지도록 동일번호로 이루어지는 탭권선;을 포함하는 것을 특징으로 하며, 동일 영역의 등배에 한 쌍씩 동일번호로 탭권선이 이루어짐으로써, 동일 번호 리드끼리 연결할 도체 소요를 줄일 수 있어 자재비를 절감시킬 수 있고, 연결을 위한 용접 및 용접 후의 절연처리 등 작업공수를 줄여 인건비를 줄일 수 있는 변압기용 탭을 제공한다.

Description

변압기용 탭{Tap for transformer}

본 고안은 변압기용 탭에 관한 것이다.

변압기는 한 개 또는 두 개 이상의 회로에서 교류전력을 받아 전자유도작용에 의해 전압 및 전류를 변성하여 다른 한 개 또는 두 개 이상의 회로에 동일주파수의 교류전력을 공급한다.

이러한, 변압기는 예를 들어 송전선의 접압을 최종 사용자에 의해 요구되는 전압으로 조절하는데, 이는 안정된 전압을 수용가에 공급하기 위해 전압을 변환할 수 있도록 탭을 포함하게 된다.

이때, 탭의 권선방법으로는 인터리브 더블 디스크 와인딩(interleaved double disc winding)이 있다. 이 권선법은 연속권(contiguous Disc winding) 과는 달리 도체를 교후 배치 시킴으로써 권의 정전용량(capacitance)을 증가 시켜 권선내에 원만한 전위분포를 형성하게 해준다.

특히, 탭권선은 원통형으로 권선이 이루어져 360°를 형성하는데, 이를 360°/N 간격으로 분할하여 1부터 N번까지 총 N개의 등배를 이루도록 하고, 원통형으로서 높이를 이루는 탭권선을 섹션으로 나누어 이를 2섹션씩 연속적으로 권선한다. 이때, 동일한 탭권선 번호끼리를 용접 등의 방법을 이용하여 전기적으로 연결한다.

도 1은 일반적인 변압기의 형태를 상부에서 도시한 도면이고, 도 2는 일반적인 변압기용 탭권선의 형태를 도시한 도면이다. 이하 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1에서와 같이, 변압기는 철심(40), 1차 권선(30), 2차 권선(20) 및 탭권선(10)을 포함할 수 있으며, 이들이 중심에서 외측으로 차례로 구비될 수 있다.

탭권선(10)을 정면에서 도시한 도 2에서와 같이, 탭권선(10)은 9에서 19까지 표시된 등배(A)를 포함하며, 1에서 20까지 이루어지는 섹션(B)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 탭권선(C1, D1)이 1에서 11까지의 회로도를 가지고, 제12 등배와 제 13등배 사이(10a)에 탭리드를 위한 선이 도출되고, 제15 등배와 제16 등배 사이(10b)에 탭리드를 위한 선이 도출된다.

한편, 탭권선(10)에 권선되는 도체선의 폭은 한정되어 있는데, 동일번호의 탭권선끼리 연결하여야 하므로 연결할 도체가 소요되고, 동일번호끼리 연결되기 위해 리드 선의 길이가 연장되어야 하는 등에 의해 작업공정이 지연되고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 고안의 목적은 동일번호의 탭권선을 연결하는 리드를 동일 등배 위치로 모아, 동일번호끼리 외부에서 인위적으로 연결하는 리드를 제거시켜, 제조비를 절감하기가 용이한 변압기용 탭을 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 바람직한 실시예에 따른 변압기용 탭은, 복수의 층으로 원통의 형태로 이루어지되, 동일한 간격으로 열을 이루도록 등배를 이루는 섹션; 및 상기 섹션에 차순위 번호로 형성되되, 상기 섹션의 중간층에는 상기 등배의 동일영역에 한 쌍씩 이루어지도록 동일번호로 이루어지는 탭권선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 섹션은, 상기 탭권선의 인접한 번호로 두 개의 층이 하나의 그룹으로 이루어지고, 상기 탭권선은 차순위로 이루어지는 도체선을 포함하며, 상기 인접한 그룹의 상기 도체선이 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 고안에 따른 변압기용 탭은 동일 영역의 등배에 한 쌍씩 동일번호로 탭권선이 이루어짐으로써, 동일 번호 리드끼리 연결할 도체 소요를 줄일 수 있어 자재비를 절감시킬 수 있다. 또한, 연결을 위한 용접 및 용접 후의 절연처리 등 작업공수를 줄여 인건비를 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 탭권선의 도체선이 인접한 그룹의 도체선과 대칭을 이룸으로써, 도체선의 위치가 변경되어 오버 턴(over turn)이 발생되지 않으므로, 권선 작업에 소요되는 도체량이 짧아져 감소되고, 리드에 의한 권선외부 이탈이 감소되며, 불필요한 권선이 줄어들어 열손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 변압기의 형태를 상부에서 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 변압기용 탭권선의 형태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 변압기용 탭이 장착된 변압기를 상부에서 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 고안의 일 실시예에 따른 변압기용 탭의 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 변압기용 탭이 장착된 변압기를 상부에서 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 고안의 다른 실시예에 따른 변압기용 탭의 형태를 도시한 도면이다.

본 고안의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 변압기용 탭(100)이 장착된 변압기를 상부에서 도시한 도면이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 고안의 일 실시예에 따른 변압기용 탭(100)의 형태를 도시한 도면이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 변압기용 탭(100)에 대해 설명하기로 한다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 변압기는 철심(40)의 외주면을 둘레로 1차 권선(30), 2차 권선(20) 및 탭(100)이 중심에서 외부로 차례로 원형으로 구비될 수 있다.

이러한, 변압기는 1차 권선(30)에 흐르는 전류의 변화에 따른 자기력선의 증가 및 감소에 의해 2차 권선(20)에 전류가 유도되도록 하는 전자 유도작용을 이용할 수 있다.

여기서, 철심(40)은 얇은 규소강판 등의 자성재료를 포개서 조립될 수 있다. 그리고 변압기는 목적으로 하는 전압을 얻기 위해서, 1차 권선(30)과 2차 권선(20)이 철심(40)의 외주면에 권선되어 있되 사용용도에 따라 1차 권선(30) 또는 2차 권선(20)은 전류, 전압에 따라서 도체의 단면적과 절연피복이 달라 질 수 있으며 이로 인한 권선의 폭, 권선의 높이가 달라 질 수 있다.

변압기는 전압을 일정한 간격으로 조정하기 위해서, 탭(100)이 필요하다. 여기서, 탭(100)은 변압기 부하의 변동에 불구하고 일정전압을 공급하기 위하여 변압기에 설치되며, 이러한 탭(100)을 조정함에 따라 2차측 전압을 조정할 수 있다. 탭(100)의 조정은 예를 들어 그 위치를 변동시켜 이루어질 수 있다.

특히, 이러한 탭(100)의 권선은 원통의 형태로 이루어질 수 있으며, 이해의 편의를 위해, 도면을 상부 및 정면에서 개략적으로 도시하여 설명하도록 한다.

상부모습 일부를 도시한 도 4a와 정면을 펼쳐 도시한 도 4b에 도시된 바와 같이, 섹션(B)은 복수의 층으로 이루어지되, 동일한 간격으로 열을 이루도록 등배(A)를 이룬다.

예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 섹션(B)은 하부에서 상부로 차순위 번호로 1부터 20까지 행을 이루고, 원통형으로 이루어져 360°를 형성하는데, 이를 10°간격으로 분할하여 1부터 36번까지 총 36개의 등배(도 4b에서는 이중 일부인 9부터 19를 도시함; A)를 이룬다.

예를 들어, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 제12 등배와 제13 등배 사이(이하 제1 구역: 10a)에 탭리드를 위한 선이 도출될 수 있고, 제15 등배와 제16 등배 사이(이하 제2 구역: 10b)에 탭리드를 위한 선이 도출될 수 있다. 여기서, 탭리드를 위한 선은 일반적인 것으로 후술되는 탭권선(C3, D3)이 리드되는 탭리드선을 의미한다.

이때, 섹션(B)은, 권선 회로도를 도시한 도 4c에 도시된 바와 같이, 탭권선(C3, D3)이 서로 인접한 번호끼리 두 층이 하나의 그룹들(E, F)을 형성하도록 할 수 있다. 이는 탭권선(C3, D3)이 2섹션씩 연속적으로 권선되기 위한 것이다.

탭권선(C3, D3)은 섹션(B)에 차순위 번호로 도체선(간략한 표시를 위해 도 4b와 도 4c에서 대표적으로 하나에 부호를 표시함; 11a)을 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 섹션(B)의 중간층에는 동일한 등배(A)의 영역에 한 쌍씩 이루어지도록 동일번호의 탭권선(C3, D3)이 형성된다.

예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 탭권선(C3, D3)의 번호를 하부에서 상부로 차례로, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9, 10, 10, 11으로 형성하고, 동일한 번호의 탭권선(C3, D3)이 동일영역의 등배(A)에 이루어져, 제1 구역(10a)에는 홀수를 가지는 탭권선(C3)을 동일한 번호끼리 한데 덩어리를 이루도록 형성되고, 제2 구역(10b)에는 짝수를 가지는 탭권선(D3)을 동일한 번호끼리 한데 덩어리를 이루도록 형성된다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 그룹 중 첫 번째 그룹(E)은 제1 탭권선(C3의 1)과 제2 탭권선(C3의 2)을 포함한다. 여기서, 제2 탭권선은 각각 2개씩 이루어지는 도체선1, 2, 3이 외측에서 시작하여 오른쪽에서 왼쪽으로 순차로 형성되고, 정전용량을 증가시켜 완만한 전위분포를 위해 이들 사이에 도체선 7, 8, 9가 각각 순차로 삽입된다.

이는, 제1 탭권선과 유사하며, 따라서, 제1 탭권선은 각각 2개씩 이루어지는 도체선 4, 5, 6이 외측에서 시작하여 왼쪽에서 오른쪽으로 순차로 형성되고, 이들 사이에 10, 11, 12가 각각 순차로 삽입된다. 이는 종래와 동일 또는 유사한 권선 회로도의 형태를 이룬다.

이러한 권선회로도는 두 개의 층이 하나의 그룹들(E, F)을 이루고 첫 번째 그룹(E)과 두 번째 그룹(F)이 동일하며, 이들이 반복적으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 동일 번호의 탭권선(C3, D3)을 같은 등배(A)에 위치하도록 리드를 인출할 수 있게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 탭(100)은 동일 번호 리드끼리 연결할 도체 소요를 줄일 수 있어 자재비를 절감시킬 수 있다. 또한, 연결을 위한 용접 및 용접 후의 절연처리 등 작업공수를 줄여 인건비를 줄일 수 있다.

여기서 그룹(F)는 그룹(E)와 동일하게 작업하되 제2 탭권선(탭리드 2번)을 제12 등배와 제13 등배 사이에서 추가로 더 감아 제15 등배와 제16 등배 사이로 인출하고, 제3 탭권선(탭리드3) 역시 제15 등배와 제16 등배 사이에서 추가로 더 감아 제12 등배와 제13 등배 사이로 인출하여 동일 번호끼리 동일 등배로 인출할 수 있다.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 변압기용 탭(200)이 장착된 변압기를 상부에서 도시한 도면이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 고안의 다른 실시예에 따른 변압기용 탭(200)의 형태를 도시한 도면이다. 앞서 설명한 일 실시예와 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

앞서 설명한 일 실시예에서는 한 그룹의 섹션(B)의 회로도가 동일하게 반복적으로 형성되는 것과 달리, 본 실시예에서는 섹션(B)의 한 그룹(E)과 바로 인접한 그룹(F1)이 대칭을 이루는 것이 다르다.

본 실시예의 탭권선(C5, D5)은, 인접한 그룹간(E, F1)의 도체선이 서로 대칭되게 형성될 수 있다.

도체선은 2개씩 이루어지며, 섹션(B)의 한 그룹(E)과 바로 인접한 그룹(F1)이 대칭되어, 한 쌍의 그룹(E, F1)을 이룰 수 있고, 한 쌍의 그룹(E, F1)이 동일하게 반복적으로 형성될 수 있다.

도 6c에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 그룹(E, F1) 중 첫 번째 그룹(E)은 일 실시예와 동일하고, 두 번째 그룹(F1)이 변경된다. 동일한 첫 번째 그룹(E)과 변경된 두 번째 그룹(F1)이 한 쌍을 이루어 반복적으로 형성될 수 있다.

여기서, 변경된 두 번째 그룹(F1)은 끼어드는 도체선 7, 8, 9가 외측에 구비되어, 끼어드는 도체선과의 위치가 변경된 것이다.

이로써, 도 5 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 외부로 노출되는 권선을 줄일 수 있다. 이는 일 실시예에서 동일 번호 리드끼리 연결할 도체 소요를 줄이게 됨에 따라 발생되는 장점뿐 아니라, 본 실시예에서는 일 실시예에서 도 4b에서와 같이 오버 턴이 발생되는 것과 달리, 도체선의 위치가 변경되어 오버 턴(over turn)이 발생되지 않으므로, 권선 작업에 소요되는 도체량이 짧아져 감소되고, 리드에 의한 권선외부 이탈이 감소되며, 불필요한 권선이 줄어들어 열손실을 줄일 수 있다.

이상 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 고안을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 고안은 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 고안의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 고안의 영역에 속하는 것으로 본 고안의 구체적인 보호 범위는 첨부된 실용신안청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100, 200 : 탭
A : 등배
B : 섹션
C3, D3, C5, D5 : 탭권선
E, F, F1 : 그룹

Claims (2)

1. 복수의 층으로 원통의 형태로 이루어지되, 동일한 간격으로 열을 이루도록 등배를 이루는 섹션; 및
   상기 섹션에 차순위 번호로 형성되되, 상기 섹션의 중간층에는 상기 등배의 동일영역에 한 쌍씩 이루어지도록 동일번호로 이루어지는 탭권선;
   을 포함하는 변압기용 탭.
2. 제1항에 있어서,
   상기 섹션은, 상기 탭권선의 인접한 번호로 두 개의 층이 하나의 그룹으로 이루어지고,
   상기 탭권선은 차순위로 이루어지는 도체선을 포함하며, 상기 인접한 그룹의 상기 도체선이 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 변압기용 탭.

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