KR20080067320A - 절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기 - Google Patents

절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변압기에 인가되는 고압이 케이블로 연결되어 절연유탱크 상부에 다른 설비를 설치하여도 상관없는 유입변압기에 있어서 변압기 설치면적을 줄이기 위하여 라디에이터를 절연유 탱크 상부에 설치한 유입변압기에 관한 것이다.
기존의 고압케이블로 연결되는 지상설치변압기(일명 PAD변압기)의 경우 케이블처리실, 절연유탱크, 라디에이터가 순차적으로 병렬로 설치되어 있다. 이 경우 변압기를 설치하는데 필요한 땅의 면적이 넓고 절연유탱크에 대한 안전성의 문제로 도로변에 설치하는 것에 대한 주민들의 설치반대가 매우 커지고 있다. 따라서 설치면적을 줄이고 변압기 용량을 크게 하는 방법이 요구되고 있다.
최근에는 이 문제를 해결하기 위하여 고온에 견디는 절연지를 감은 변압기가 슬림형 변압기로 개발되어 사용되고 있다. 이 경우에는 변압기의 크기는 줄였지만 절연유탱크가 지상에 설치되는 문제는 그대로 남아있다.
본 발명에서는 지상설치변압기의 경우 고압이 케이블로 연결되는 점에 착안하여 절연유탱크(11) 상부에 절연에 문제가 발생하지 않으므로 절연유탱크(11) 상부에 라디에이터를 설치하도록 하였다. 따라서 변압기의 설치에 필요한 땅의 면적을 획기적으로 줄이도록 하였다. 그리고 필요에 따라서 라디에이터와 케이블처리실은 지상에 설치하고 절연유탱크(11)를 지하에 설치하도록 하여 변압기운전에 문제를 발생시키지 않으면서 안전에 문제점이 있는 절연유탱크를 지하에 설치함으로써 실용성과 안전성을 동시에 확보할 수 있도록 하였다.
라디에이터, 지상설치변압기

Description

절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기 {The oil transformer with the radiator constructed on the upside of oil tank}
변압기 구조설계에 관한 분야
기존의 고압케이블로 연결되는 지상설치변압기(일명 PAD변압기)의 경우 케이블처리실, 절연유탱크, 라디에이터가 순차적으로 병렬로 설치되어 있다. 이 경우 변압기를 설치하는데 필요한 땅의 면적이 넓고 절연유탱크에 대한 안전성의 문제로 도로변에 설치하는 것에 대한 주민들의 설치반대가 매우 커지고 있다. 따라서 설치면적을 줄이고 변압기 용량을 크게 하는 방법이 요구되고 있다.
최근에는 이 문제를 해결하기 위하여 고온에 견디는 절연지를 감은 변압기가 슬림형변압기로 개발되어 사용되고 있다. 이 경우에는 변압기의 크기는 줄였지만 절연유탱크가 지상에 설치되는 문제는 그대로 남아있다. 라디에이터를 절연유탱크 상부에 설치하고자 하는 시도는 아직 발견되지 않고 있다.
본 발명에서는 변압기의 점유면적의 1/3 내지 1/2를 차지하는 라디에이터와 절연유탱크가 수평이 아닌 상하로 설치되도록 하여 설치면적을 대폭 줄인다. 절연유탱크를 지하에 설치하는 방안을 강구하고, 이 경우 변압기 절연유탱크 내부에 수용된 철심/권선(10)과 케이블(17)을 연결시키는 기술적 문제를 해결하도록 한다. 절연유탱크(11)와 절연유탱크(11) 상부에 설치된 라디에이터 간에 절연유가 원활히 순화되도록 하는 방안을 강구한다. 그리고 절연유가 열팽창하여 부피의 변화가 발생하여도 절연유 과부족이 발생하지 않도록 조치를 취한다.
변압기의 핵심이고 공간을 가장 많이 차지하는 절연유탱크(11)를 지하에 설치하고 라디에이터는 절연유탱크(11) 상부인 지상에 설치함.
기존의 고압케이블로 연결되는 지상설치변압기(일명 PAD변압기)의 경우 케이블처리실, 절연유탱크, 라디에이터가 순차적으로 병렬로 설치되어 설치하는데 필요한 땅의 면적이 넓고 절연유탱크에 대한 안전성의 문제로 도로변에 설치하는 것에 대한 주민들의 설치반대가 매우 컸다. 본 발명에서는 지상설치변압기의 경우 고압이 케이블로 연결되는 점을 착안하여 절연유탱크(11) 상부에 절연에 문제가 발생하지 않으므로 절연유탱크(11) 상부에 라디에이터를 설치하도록 하였다. 따라서 변압기의 설치에 필요한 땅의 면적을 획기적으로 줄이도록 하였으며 안전상에 잠재적 위험을 내재하고 있는 절연유탱크(11)를 지하에 설치할 수 있도록 하여 실용성과 안전성을 동시에 확보하는 계기를 마련하였다.
도 1은 기존 지상설치변압기 구조 설명도이다. 철심/권선(10)을 내부에 수용한 절연유탱크(11)는 상판(12)으로 상부가 막으며 절연유탱크(11) 뒤편 일측에는 라디에이터(13)가 설치되어 있다. 절연유탱크(11) 앞편에는 케이블처리실이 존재하며 절연유탱크(11) 내부의 권선으로부터 인출되는 연결리드선(14)은 휴즈(15)와 케이블연결장치(16)를 연결하고, 케이블연결장치(16)에는 케이블(17)이 연결된다. 변압기 외곽에는 외함(18)이 설치되며 외함(18)에는 공기의 순환을 위하여 공기구멍(미도시)이 다수 뚫려 있다. 그리고 변압기의 설치상태 변형을 막기 위하여 변압기는 변압기받침PAD(19) 위에 설치된다. 변압기받침PAD(19)는 주로 콘크리트로 제작되며 최근에는 조립체 형태로 개발되고 있는 중이다. 도1과 같은 기존의 지상설치변압기는 절연유탱크(11), 라디에이터(13), 케이블처리실이 병렬로 설치됨으로써 설치에 필요한 땅의 면적이 넓은 실정이다.
도 2는 본 발명에 의한 지하설치 절연유탱크 상부에 수평형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다. 철심/권선(10)을 내부에 수용한 통형의 절연유탱크(11)의 상판(12) 일측에서 상부로 리드선인출관(22)을 기둥형태(원기둥, 사각기둥 등)로 설치한다. 리드선인출관(22) 상부에는 리드선인출관두껑(23)으로 막는다. 리드선인출관두껑(23)을 열어서 절연유를 보충 또는 인출하거나 고장난 휴즈(15)를 교체할 수 있도록 한다. 케이블(17)을 연결하고자 하는 지점의 리드선인출관(22)에 서 케이블처리실 방향으로 다수의 케이블연결장치(16)를 설치한다. 철심/권선(10)과 케이블연결장치(16) 사이를 다수의 고압 및 저압 연결리드선(14)로 연결한다(미도시, 1개의 리드선만 표시함). 휴즈(15)를 연결리드선(14) 선로중에 설치할 수 있다. 휴즈(15)는 고장시 교체가 쉽도록 리드선인출관두껑(23)과 가까운 곳에 설치한다. 휴즈(15)는 변압기 2차측으로 옮겨 달거나 케이블연결장치(16) 내부에 내장하는 형태로 만들면 연결리드선(14) 구조가 간단해 진다. 고압리드선과 저압리드선을 모두 리드선인출관(22)을 통하여 케이블처리실로 인출되도록 한다. 리드선인출관(22)의 케이블처리실 반대편에는 수평형라디에이터(21)의 방열판과 관통되도록 설치한다. 수평형라디에이터(21) 반대편의 절연유헤더는 라디에이터연결관(24)을 연결하여 절연유탱크(11)하부 일측에 관통되도록 연결한다. 필요에 따라서는 수평형라디에이터(21)가 라디에이터연결관(24) 연결부위가 수평면보다 약간 낮도록 하여 순환을 더욱더 좋게 할 수 있다. 절연유탱크(11)하부 일측은 꼭 뒤편이 아닌 어떤 방향이든 설치가능한 공간만 있으면 가능하다. 땅을 파고 절연유탱크보호통(25)을 설치하고 그 통속에 절연유탱크(11)가 들어가도록 한다. 지하로 삽입하고자 하는 절연유탱크(11)의 깊이를 감안하여 절연유탱크보호통(25)을 제작하여 설치하면 된다. 작동원리는 다음과 같다. 전기적 결합은 기존 것과 동일하므로 설명을 생략한다. 절연유 온도가 올라가면 고온 절연유는 비중이 작아져서 가벼우므로 대류현상에 의해 절연유탱크(11) 상부의 상판(12)에 관통되도록 설치된 리드선인출관(22)으로 유입되고 이 절연유는 수평형라디에이터(21)를 통과하면서 냉각이 되고 냉각된 절연유는 비중이 커지므로 무게가 무거워져 라디에이터연결관(24)을 통하여 절연유탱크(11) 하부로 유입되어 냉각순환의 1주기를 마친다.
도 3은 본 발명에 의한 지하설치 절연유탱크 상부에 측면형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다. 도2에서 수평형라디에이터(21)의 방열판은 수평면에 평행상태이므로 공기의 상승을 억제하는 측면이 있으나 도3에서의 측면형라디에이터(31)는 방열판이 수평면에 수직상태이므로 공기의 상승에 도움이 된다. 나머지 설명은 도2와 같다.
도 4는 본 발명에 의한 지하설치 절연유탱크 상부에 수직형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다. 도3은 도2와 동일하나 라디에이터가 수직형라디에이터(41)가 설치된 것이 다르다. 수직형라디에이터(41)는 라디에이터(13)와 유사하나 라디에이터(13)의 경우 절연유헤더의 유입측과 유출측이 동일한 방향에서 연결되지만 수직형라디에이터(41)는 상부 절연유헤더는 리드선인출관(22) 상부에 연결되고 하부 절연유헤더는 리드선인출관(22)이 아닌 라디에이터연결관(24)에 연결되어 최종적으로 절연유탱크(11)하부 일측에 관통되도록 연결한다. 이 경우 수직형라디에이터(41)를 지나가는 절연유는 어떤 방열판을 지나가더라도 거의 유사한 이동거리가 되므로 냉각에 매우 효과적이다. 나머지 설명은 도2와 같다.
도 5는 플랜지결합에 의해 라디에이터가 분리 가능한 유입변압기 사례도이다. 도4와 유사하나 다음이 다르다. 지하에 설치된 절연유탱크(11)와 지상에 설치한 라디에이터(그림에서는 수직형라디에이터(41)를 대표로 표시함) 및 리드선인출관(22)을 분리시키기 위하여 리드선인출관(22)과 라디에이터연결관(24)의 지표 근처에 리드선인출관플랜지(51)와 라디에이터연결관플랜지(52)를 각각 설치하여 볼트 조임을 하여 연결함으로써 변압기를 지하부분과 지상부분을 분리할 수 있도록 한다. 그리고 절연유의 열팽창에 의한 부피변화를 흡수하기 위하여 리드선인출관두껑(23)에 관통하도록 연결되는 콘서베이터(53)를 설치할 수도 있다. 나머지 설명은 도4와 같다.
도 6은 본 발명에 의한 지상설치 절연유탱크 상부에 수직형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다. 절연유탱크(11)를 지상에 설치하는 것이 앞서 설명한 것들과 다르다. 기존의 절연유탱크(11)를 막고 있는 상판(12)을 뚫고 관통하도록 연결되는 파이프로 절연유탱크(11) 상부에 설치된 라디에이터(그림에서는 수직형라디에이터(41)를 대표로 표시함) 상부 절연유헤더와 연결한다. 라디에이터 하부 절연유헤더와 라디에이터연결관(24)을 관통하도록 연결한 후 다른 끝을 절연유탱크(11)와 관통하도록 하부 일측에 연결시킨다. 변압기는 변압기받침PAD(19) 상부에 설치되며 그리고 절연유의 열팽창에 의한 부피변화를 흡수하기 위하여 리드선인출관두껑(23)에 관통하도록 연결되는 콘서베이터(53)를 설치할 수도 있다. 변압기 전체는 외함(18)에 의해 전부 감싸진다. 나머지 설명은 도1과 동일하다.
도2, 도3, 도4, 도5, 도6에서 본 발명의 실시예를 도시한 것이다. 본 발명은 지하 및 지상에 설치하는 모든 변압기에 적용되며, 본 발명을 구현함에 있어서 사용되는 라디에이터는 수평형라디에이터(21) 또는 측면형라디에이터(31) 또는 수직형라디에이터(41) 중의 하나가 사용될 수 있다.
도 1은 기존 지상설치변압기 구조 설명도이다.
도 2는 본 발명에 의한 지하설치 절연유탱크 상부에 수평형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다.
도 3은 본 발명에 의한 지하설치 절연유탱크 상부에 측면형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다.
도 4는 본 발명에 의한 지하설치 절연유탱크 상부에 수직형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다.
도 5는 플랜지결합에 의해 라디에이터가 분리 가능한 유입변압기 사례도이다.
도 6은 본 발명에 의한 지상설치 절연유탱크 상부에 수직형라디에이터가 설치된 유입변압기 설명도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 철심/권선 11 : 절연유탱크
12 : 상판 13 : 라디에이터
14 : 연결리드선 15 : 휴즈
16 : 케이블연결장치 17 : 케이블
18 : 외함 19 : 변압기받침PAD
21 : 수평형라디에이터 22 : 리드선인출관
23 : 리드선인출관두껑 24 : 라디에이터연결관
25 : 절연유탱크보호통 26 : 케이블인출홀
31 : 측면형라디에이터 41 : 수직형라디에이터
51 : 리드선인출관플랜지 52 : 라디에이터연결관플랜지
53 : 콘서베이터

Claims (5)

  1. 지하에 설치되고 지표상에 상부가 드러나는 절연유탱크보호통(25)과; 절연유보호통(25) 안에 설치되며 내부에 변압기 철심/권선(10)을 내장한 통형의 절연유탱크(11)와; 절연유탱크(11) 상부를 마감하는 상판(12)과; 상판(12) 일측에서 상부로 기둥형태(원기둥, 사각기둥)로 설치되는 리드선인출관(22)과; 리드선인출관(22)을 막도록 상부에 설치되는 리드선인출관두껑(23)과; 케이블(17)을 연결하고자 하는 지점의 리드선인출관(22)에서 케이블처리실 방향으로 설치되는 다수의 케이블연결장치(16)와; 철심/권선(10)과 케이블연결장치(16) 사이를 연결하는 다수의 고압 및 저압 연결리드선(14)과; 연결리드선(14) 선로중에 설치되는 휴즈(15)와; 리드선인출관(22)의 케이블처리실 반대편으로 연결되는 라디에이터와; 한편은 라디에이터 반대편 헤더와 관통되도록 연결되고 다른 한편은 절연유탱크(11) 하부 일측과 관통되도록 연결되는 라디에이터연결관(24)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기.
  2. 제1항에 있어서, 라디에이터가 수평형라디에이터(21) 또는 측면형라디에이터(31) 또는 수직형라디에이터(41) 중의 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기.
  3. 제1항에 있어서, 리드선인출관두껑(23)을 관통하도록 상부에 설치되는 콘서베 이터(53)로 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기.
  4. 제1항에 있어서, 리드선인출관(22)과 라디에이터연결관(24)의 지표 근처에 각각 설치되는 리드선인출관플랜지(51)와 라디에이터연결관플랜지(52)로 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기.
  5. 지하에 설치되고 지표상에 상부가 드러나는 변압기받침PAD(19)와; 변압기받침PAD(19) 상부에 설치되며 내부에 철심/권선(10)을 내장한 통형의 절연유탱크(11)와; 절연유탱크(11) 상부를 마감하는 상판(12)과; 상판(12) 상부에 설치되는 라디에이터와; 한 쪽 끝은 상판(12) 일측에서 상판(12)을 뚫고 관통하도록 연결되고 다른 끝은 라디에이터 상부 절연유헤더와 연결되는 파이프와; 한편은 라디에이터 반대편 헤더와 관통되도록 연결되고 다른 한편은 절연유탱크(11) 하부 일측과 관통되도록 연결되는 라디에이터연결관(24)과; 케이블(17)을 연결하고자 하는 지점의 절연유탱크(11)에서 케이블처리실 방향으로 설치되는 다수의 케이블연결장치(16)와; 철심/권선(10)과 케이블연결장치(16) 사이를 연결하는 다수의 고압 및 저압 연결리드선(14)과; 연결리드선(14) 선로중에 설치되는 휴즈(15)로 구성되는 것을 특징으로 하는 절연유탱크 상부에 라디에이터를 설치한 유입변압기.
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