KR20100132111A - A winding wire heat pipe for cooling for transfomer - Google Patents

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    • H05K7/20336Heat pipes, e.g. wicks or capillary pumps

Abstract

PURPOSE: A winding wire heat pipe for cooling for a transformer is provided to reduce maintenance costs by installing the heat exchanger of a heat pipe. CONSTITUTION: An insulating oil(12) and a trans are installed inside a transformer. A cooling fin is installed in one side of the transformer. A winding wire heat pipe for cooling for a transformer is replaced with a superconduction heat pipe which has a direct heat absorption function and a function of absorbing heat through the insulating oil. A heat absorption unit accommodates working fluid corresponding to a dielectric fluid and has one end connected to the outside of the transformer. A plurality of heat radiation fins(26) are formed on the outer circumference of a plurality of radiating units(24).

Description

변압기 냉각용 권선 히트파이프{a Winding wire Heat pipe for cooling for Transfomer}Winding wire heat pipe for cooling for Transfomer

본 발명은 주상변압기 내부의 도체(권선)를 이루는 초전도 히트파이프인 흡열부와 이와 연결되는 방열부인 히트파이프 어레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주상변압기 트랜스의 일부분인 철심에 감기는 권선을 초전도 히트파이프로 대체하고 이와 연결되는 주상변압기 외벽 일면에 장착되는 히트파이프 방열부에 직접 연결하여 변압기에서 발생하는 열을 외부로 직접 방열하여 변압기 내부를 일정한 온도로 유지할 수 있게 하는 주상변압기 냉각용 권선 히트파이프에 관한 것이다.The present invention relates to a heat absorbing portion that is a superconducting heat pipe forming a conductor (a winding) inside a columnar transformer and a heat pipe array that is a heat dissipating portion connected thereto. Heat pipe for cooling the columnar transformer to replace the pipe and connect it directly to the heat pipe radiator mounted on the outer wall of the columnar transformer to directly dissipate heat generated from the transformer to the outside to maintain the inside of the transformer at a constant temperature It is about.

일반적으로, 주상변압기는 트랜스(trans)라고도 하며, 송배전선로에 접속되는 전력용 변압기와 전자회로에 사용되는 결합용 변압기까지 많은 종류가 있다. In general, columnar transformers are also called trans, and there are many kinds of transformers, including power transformers connected to transmission and distribution lines and coupling transformers used in electronic circuits.

전력용 변압기는, 변압기로 교류회로에 가하여지는 어떤 전압을 그보다 높이거나 또는 낮은 전압으로 변화시킬 수 있으며 전력은 변하지 않는다. 전원에 연결하는 1차권선과 부하에 연결하는 2차권선은 같은 철심(鐵心) 위에 감겨져 있다.A power transformer can change any voltage applied to an alternating current circuit to a higher or lower voltage as a transformer and the power does not change. The primary winding to the power supply and the secondary winding to the load are wound on the same iron core.

철심은 두께가 0.35 mm인 규소강판이나 퍼멀로이, 페라이트 등의 자성재료를 포개서 필요한 두께로 조립한다. 1차권선 및 2차권선의 권선수를 w1 및 w2라 하고 1차 에 가하는 전압을 V1, 2차에서 얻어지는 전압을 V2 라 하면 V1/V2 =w1/w2=a인 관계가 성립한다. a를 권선수비(捲線數比)라고 한다. 또 1차 및 2차권선의 전류를 I1 및 I2라고 하면 I1/I2=w2/w1=1/a의 관계가 성립한다. 그러므로 대략 V1I1=V2I2로 된다.The iron core is assembled to the required thickness by overlapping the magnetic material such as silicon steel sheet, permalloy, ferrite, etc. with a thickness of 0.35 mm. If the number of turns of the primary and secondary windings is w1 and w2, and the voltage applied to the primary is V1 and the voltage obtained at the secondary is V2, the relationship V1 / V2 = w1 / w2 = a is established. a is called the winding ratio. If the currents of the primary and secondary windings are I1 and I2, a relationship of I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / a is established. Therefore, approximately V1I1 = V2I2.

변압기 및 그 밖의 전기기기에서는 일반적으로 그 기기의 권선수에 적정한 전압 및 전류의 값이 정해져 있는데, 이것을 정격전압(定格電壓) 및 정격전류라고 한다. 변압기에서는 이 전압과 전류의 곱을 용량이라 하며, 볼트암페어(VA)라는 단위로 나타낸다. 그러나 VA의 단위는 작으므로 보통은 1,000 VA를 단위로 하여 1킬로볼트암페어(kVA)로 표시한다. 1 kVA라는 용량은 100 W의 전구 10개를 부하로 하는 용량과 같다.In transformers and other electrical equipment, values of voltage and current appropriate to the number of turns of the equipment are generally determined, which are referred to as rated voltage and rated current. In a transformer, the product of this voltage and current is called the capacitance, expressed in volt-amperes (VA). However, since VA is small, it is usually expressed as 1 kilovolt ampere (kVA) in units of 1,000 VA. The capacity of 1 kVA is equivalent to the capacity of 10 light bulbs of 100 W.

배전선로에 사용되는 변압기는 수십 kVA 정도까지의 용량이지만 고압 송전선로에는 수십만 kVA가 되는 대용량의 것도 있다. 변압기의 실제 구조는 용량이나 전압에 따라서 다르나, 주요한 부분은 권선과 철심이며 이것을 탱크(tank) 안에 넣고 절연유(絶緣油)를 가득 채운다. 기름을 사용하는 이유는 권선의 절연물에 습기나 먼지가 들어가서 절연내력(絶緣耐力)을 저하시키기 때문에 이런 현상을 방지하고, 철심이나 권선에서 발생하는 열을 기름의 대류나 복사(輻射)에 의해 방열시키기 위해서이다. Transformers used in distribution lines have capacities of up to several tens of kVA, but some high-voltage transmission lines have large capacities of several hundred thousand kVA. The actual structure of a transformer depends on its capacity and voltage, but the main parts are windings and iron cores, which are placed in tanks and filled with insulating oil. The reason why oil is used is that moisture or dust enters the insulation of the winding, which lowers the dielectric strength. Therefore, this phenomenon is prevented, and heat generated from the iron core or the winding is dissipated by oil convection or radiation. To do that.

대용량의 변압기에서는 방열이 잘 되게 하기 위하여 탱크의 외부에 기름을 순환시키는 파이프나 방열기를 설치하며, 더욱 대용량의 변압기에서는 방열기에 선풍기를 설치하고 이것으로 바람을 보내서 방열효과를 좋게 하는 것도 있다.In large-capacity transformers, pipes or radiators are installed to circulate oil on the outside of the tanks for better heat dissipation, and in larger-capacity transformers, fans are installed in the radiators and the wind is sent to improve heat dissipation.

변압기를 설치하는 장소에 따라서는 방열기를 설치하는 대신에 변압기 내에서 뜨거워진 기름을 파이프를 통해서 밖으로 끌어내고, 냉각수로 냉각시키는 방법과, 또는 수랭관을 변압기 속으로 통과시켜 펌프로 물을 순환시키는 방법도 있다. 중 ·대용량의 변압기에 3상식(三相式)을 사용하는 경우도 많다. 이 방식은 3상의 1차 및 2차코일을 모두 탱크 속에 설치한 것이며, 단상변압기 3대의 성능이 있다. 점유하는 면적이나 가격, 그리고 중량도 단상변압기 3대보다 적다. 변압기는 정지기(靜止器)이므로 손실이 비교적 적으며 효율이 대단히 좋다. 배전용인 소용량의 변압기도 97 % 정도이며, 대용량의 것은 99 % 이상이 되는 것도 있다.Depending on the location of the transformer, instead of installing a radiator, the hot oil in the transformer can be drawn out through a pipe, cooled with coolant, or a water pipe passed through the transformer to circulate the water. There is also a way. The three-phase type is often used for medium and large capacity transformers. In this method, the three-phase primary and secondary coils are installed in the tank, and there are three single-phase transformers. It occupies less space, price and weight than three single-phase transformers. Transformers are stationary, so their losses are relatively low and their efficiency is very good. The small-capacity transformer for distribution is also about 97%, and the larger one is more than 99%.

특수한 변압기의 예를 들어보면, ① 권철심(捲鐵心)변압기:배전용으로 널리 사용되고 있으며, 철심의 구성은 얇은 규소강판을 사용하지 않고 띠 모양으로 매우 기다란 규소띠강을 테이프를 감듯이 하여 필요한 단면적이 될 때까지 성층(成層)하는 것이다. 강판을 포개서 성층하는 방식에 비해 철심에서의 손실이나 무부하 때의 전류도 적어지는 특징이 있다. ② 단권(單捲)변압기:1차와 2차코일 사이에 전기적으로 도통되는 변압기이다. ③ 계기용(計器用)변압기:교류의 고전압을 비례적으로 저전압(보통 100V)으로 내리기 위해 사용하는 변압기인데, 1차전압이 수만 또는 수십만V나 되는 높은 전압일지라도 2차전압은 위험이 적은 저전압으로 변화시킨다. 부하에는 계기나 계전기밖에 연결하지 않으므로, 용량은 수십VA 정도로 적은 것이나 고전압이기 때문에 1차에는 도선용 애자(碍子)가 큰 것이 붙어 있다. 코일의 절연 저항을 대단히 많게 하기 때문에 부피는 크게 된다. ④ 자기누설(磁氣漏泄)변압기:변압기는 부하에 흐르는 전류가 변하였을 경우에도 부하의 전압은 변하지 않는 것 이 바람직하다. 그러나 전기용접기의 전원이나 네온사인의 전원으로 사용되는 변압기는 철심구성과 코일을 감는 방법 등을 달리하여 부하의 전류가 증가하면 부하의 전압이 뚝 떨어지게 되어 있다. 이 방법에 따르면 전류를 안정되게 흘릴 수 있는데, 이런 목적에 사용되는 것을 자기누설변압기라 한다. As an example of a special transformer, ① winding core transformer: It is widely used for power distribution, and the structure of the iron core is made of strips of very long silicon strip steel in the shape of a strip without using thin silicon steel sheets. It is stratified until it becomes. Compared with the method of laminating a steel sheet, there is a feature that the current at the loss or no load in the iron core is also reduced. ② Single winding transformer: A transformer electrically connected between the primary and secondary coils. ③ Instrument transformer: A transformer that is used to lower the high voltage of the alternating current proportionally to a low voltage (usually 100V). Even if the primary voltage is tens of thousands or hundreds of thousands of high voltages, the secondary voltage is a low voltage with low risk. To change. Since only the instrument and the relay are connected to the load, the capacity is as small as a few tens of VA, but because of the high voltage, the insulator for the lead is large. The volume becomes large because the insulation resistance of the coil is made very large. ④ Magnetic leakage transformer: It is desirable that the voltage of the load does not change even if the current flowing through the load changes. However, the transformer used as the power source for the electric welder or the neon sign is different from the iron core configuration and the coil winding method, so that the load voltage decreases when the load current increases. According to this method, a stable current can be flowed. A magnetic leakage transformer is used for this purpose.

변압기는 전원의 상수에 따라 단상과 3상 변압기로 나뉘며 철심의 구조에 따라 내철형, 외철형, 권철심형이 있다.Transformers are divided into single-phase and three-phase transformers according to the power supply constant, and there are inner, outer, and coil core types depending on the structure of the iron core.

또한, 권선 하나로 1차와 2차를 공동으로 사용하는 단권 변압기가 있는데, 이는 변압비가 2보다 작은 범위내에서 승압 및 감압을 할 때에 효율이 좋아 가정용 전압 조정기로 사용된다.In addition, there is a single winding transformer that uses the primary and the secondary jointly with one winding, which is used as a home voltage regulator because of its high efficiency when boosting and reducing pressure in a transformer ratio ratio of less than 2.

상기 배경기술의 일반적인 주상변압기를 포함한 일반적인 변압기의 경우, 변압기 내부에 수용된 절연유로 흡열된 열을 외부에 장착된 방열판을 통해 방열하는 종래의 변압기는 방열의 효율을 높이기 위해서 방열판을 변압기에 더 설치할 수 있으나 추가되는 방열판 설치를 위해 각각의 방열판에 절연유가 흐를 수 있는 구조로 형성해야 하는 번거로움과 다단계의 공정을 요구하에 되므로 높은 생산 단가와 생산성이 저하되는 문제점이 있다.In the case of a general transformer including a general column transformer of the background art, a conventional transformer that radiates heat absorbed by insulating oil contained in the transformer through an externally mounted heat sink may further install a heat sink to the transformer to increase efficiency of heat radiation. However, there is a problem in that a high production cost and productivity are lowered because it requires a cumbersome process and a multi-step process to form an insulating oil flow in each heat sink for the additional heat sink installation.

또한, 변압기에 추가 설치되는 방열판이 설치 면적을 많이 차지하는 문제점이 있으며, 변압기 내부 트랜스에서 발생되는 열을 절연유로 흡열하여 흡열된 절연유가 외부의 방열판에서 냉각되는 종래의 형식의 냉각 효율에 있어서 그 한계가 있다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the heat sink additionally installed in the transformer occupies a lot of the installation area, and the limitation in the conventional cooling efficiency in which the heat absorbed by the heat generated from the transformer internal transformer is absorbed by the insulating oil is cooled in the external heat sink. There is a problem that there is.

본 발명을 통해 종래의 변압기의 변압기 내부에 내장된 절연유(12)와 외벽에 장착된 방열판을 이용한 냉각 효율성에 있어서 본 발명을 통해 변압기 열 발생의 근원인 트랜스의 일부분을 이루는 권선(10)을 외경 8mm 안팎의 특수 알루미늄이나 동관으로 제작된 작동유체(F)를 내장한 초전도 히트파이프로 대체하여 발생되는 열을 직접 흡수함과 동시에 종래 변압기에서 사용되던 절연유(12)를 통한 간접 흡열 효과를 병행하여 흡열 효과를 극대화 하였으며, 권선(10)을 대체한 초전도 히트파이프와 연통되어 연결되어 변압기 외벽 일면에 장착되는 히트파이프 어레이 방열부(24)를 통해 효율적인 방열을 유도하여, 종래의 변압기 냉각 효율성의 한계를 극복한다.Through the present invention in the cooling efficiency using the insulating oil 12 built into the transformer of the conventional transformer and the heat sink mounted on the outer wall through the present invention the outer diameter of the winding 10 forming a part of the transformer which is the source of the heat generation of the transformer through the present invention It directly absorbs the heat generated by replacing superconducting heat pipes with a built-in working fluid (F) made of special aluminum or copper tubes of about 8mm inside and outside, and at the same time indirect endothermic effect through insulating oil 12 used in the conventional transformer. Maximized the endothermic effect, connected to the superconducting heat pipe that replaces the winding 10, induce efficient heat dissipation through the heat pipe array radiator 24 mounted on one side of the transformer outer wall, limiting the conventional transformer cooling efficiency To overcome.

또한, 상기 초전도 히트파이프 흡열부(22)와 직접 연결되어 변압기 외벽 일면에 장착되는 히트파이프 방열부(24)로 구성된 것으로 기존 방열판보다 구조가 간단하고 설치 면적을 덜 차지하면서 무동력으로 작동되어 유지보수 비용 절감의 효과 및 열 발생의 근원인 권선(10)을 초전도 히트파이프로 대체함으로써 직접적인 흡열을 통해 보다 효율적인 작동 효과가 있다.In addition, the heat pipe heat dissipation part 24 is directly connected to the superconducting heat pipe heat absorbing part 22 and mounted on one side of the transformer outer wall. By replacing the winding 10, which is a source of cost reduction and heat generation, with a superconducting heat pipe, there is a more efficient operation effect through direct endotherm.

본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)는 기존의 변압기의 냉각 시스템에서 접근하지 못했던 발열의 근원인 트랜스의 일부분인 철심을 감고 있는 권선(10)을 외경 8mm 안팎의 특수 알루미늄이나 동관으로 제작된 초전도 히트파이프로 대체하여 직접적인 흡열과 기존의 절연유를 통한 흡열 효과를 병행함으로써 흡열의 효율을 높여 궁극적으로 보다 효율적인 변압기 냉각의 효과가 있다.Winding heat pipe (1) for cooling the transformer according to the present invention is a special aluminum or copper tube with an outer diameter of about 8mm around the winding of the core (10) around the iron core which is a part of the transformer which is a source of heat that has not been accessed in the conventional cooling system of the transformer By replacing the produced superconducting heat pipe with the direct endothermic effect and the endothermic effect through the existing insulating oil, the endothermic efficiency is increased, resulting in more efficient transformer cooling.

또한 기존 변압기에 설치된 다수의 방열판(14)을 대체하는 방열수단으로 본 발명에 따른 히트파이프 열교환기를 설치함으로써 기존 방열판(14)보다 구조가 간단하고 설치면적이 덜 차지하면서 무동력으로 작동되어 유지보수 비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, by installing a heat pipe heat exchanger according to the present invention as a heat dissipation means to replace a plurality of heat sinks 14 installed in the existing transformer, the structure is simpler than the existing heat sinks 14 and occupies less installation area and is operated without power, thus maintaining maintenance costs. This has the effect of being saved.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 절연유를 통한 간접 흡열 및 트랜스가 내장되는 변압기 일측면에 방열판이 설치되어 방열하는 통상의 변압기에 있어 서, 상기 변압기 내부에 트랜스의 일부분인 권선을 외경 8mm 안팎의 특수 알루미늄이나 동관으로 제작된 초전도 히트파이프로 대체하여, 트랜스에서 발생되는 열을 직접 흡열함과 더불어 기존의 절연유를 통한 간접 흡열이 병행되어 이루어지는 권선 히트파이프 흡열부를 설치하고, 상기 흡열부의 시작과 끝지점과 직접 연결되어 연통되는 히트파이프 방열부(24)를 상기 변압기의 측면 또는 상단 일면에 설치하여, 상기 흡열부 내부와 연통되어 흡열부(22)에서 기화된 전기가 통하지 않는 절연액인 작동유체(F)가 내부에서 발열 및 액화되고 상기 흡열부로 흡열된 열을 방출하는 다수의 방열핀(26)이 외주 면에 형성된 다수의 방열부(24)로 구성되는 주상변압기 냉각용 권선 히트파이프를 제공한다.The present invention is a conventional transformer heat dissipation is installed on one side of the transformer indirect heat absorbing through the insulating oil and the transformer is built in to achieve the above object, the inside of the transformer in the outer diameter of about 8mm around the winding of the transformer It replaces with superconducting heat pipe made of special aluminum or copper tube, and directly installs the heat pipe heat absorbing part that absorbs heat generated from the transformer and indirect heat absorbing through the existing insulating oil. The heat pipe heat dissipating part 24 connected directly to the end point is installed on one side or the upper surface of the transformer to communicate with the inside of the heat absorbing part and operate as an insulating liquid which is not passed through the vaporization part 22 in the heat absorbing part 22. The plurality of heat dissipation fins 26 in which the fluid F is heated and liquefied therein and dissipates heat absorbed by the heat absorbing portion. It provides a plurality of winding a heat pipe for cooling pole transformer consisting of a radiator (24) formed on the outer peripheral surface.

또한 변압기 외면에 상기 흡열부(22)와 대응되는 소정의 위치에 흡열부의 초전도 히트파이프로 대체된 권선(10)과 동일한 지름을 갖는 방열부(24)와 연통을 위한 구멍을 뚫어 관통되고 견고한 설치를 위해 용접하여 고정하는 것을 특징으로 한다.In addition, a perforated and rigid installation is formed in the outer surface of the transformer through a hole for communication with the heat radiating portion 24 having the same diameter as the winding 10 replaced with the superconducting heat pipe of the heat absorbing portion at a predetermined position corresponding to the heat absorbing portion 22. It is characterized in that for welding by fixing.

또한 변압기 내부의 트랜스에서 연장되어 외부의 방열부와 연통될 소정의 위치까지의 흡열부의 정렬을 위하여 작업의 편이성과 견고함을 목적으로 밴딩작업 혹은 엘보우와 용접을 통한 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, for the purpose of the convenience and robustness of the work for the alignment of the heat absorbing portion to a predetermined position extending from the transformer inside the transformer to communicate with the external heat dissipating portion is characterized by using a method through the bending work or elbow and welding .

또한 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부는 진공상태인 것을 특징으로 한다.In addition, the inside of the transformer cooling winding heat pipe 1 is characterized in that the vacuum state.

또한 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부에 수용되는 전기가 통하지 않는 절연액인 작동유체(F)는 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부 전 체 체적의 약 20%인 것을 특징으로 한다.In addition, the working fluid (F), which is a non-conductive insulating fluid accommodated in the transformer cooling winding heat pipe (1), is about 20% of the total volume of the transformer cooling winding heat pipe (1). do.

(실시예)(Example)

본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.With reference to the accompanying drawings, the configuration and action of the winding heat pipe for transformer cooling according to the present invention will be described in detail.

첨부한 도면, 도 1은 종래에 따른 변압기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프를 나타낸 측면 설치 시의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프를 나타낸 상부 설치 시의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프가 변압기의 측면에 설치된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5은 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프가 변압기의 상부에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view showing a transformer according to the prior art, Figure 2 is a perspective view of the side installation showing a transformer heat pipe for cooling the transformer according to the present invention, Figure 3 is a winding heat for transformer cooling according to the present invention 4 is a cross-sectional view showing a state in which a transformer heat pipe for cooling the transformer according to the present invention is installed on the side of the transformer, and FIG. 5 is a transformer heat pipe for cooling the transformer according to the present invention. It is sectional drawing which shows the state installed in the upper part.

본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프의 구성은 도면에 나타낸 바와 같이 절연유(12) 및 트랜스가 내장되는 변압기(T) 일측면에 방열판이 설치되는 통상의 변압기(T)에 있어서, 상기 변압기(T) 내부에 트랜스를 이루는 일부분인 권선을 초전도 히트파이프로 대체하여 철심을 감고, 상기 권선의 시작점과 끝지점과 연결되어 변압기(T) 외부의 방열부와 연통되는 흡열부(22)와 변압기(T) 외부 일면에 장착되는 다수의 방열핀(26)과 히트파이프로 이루어진 방열부(24)로 구성된다.As shown in the drawing, the configuration of a winding heat pipe for cooling a transformer according to the present invention is a conventional transformer T in which a heat sink is installed on one side of the transformer T in which the insulating oil 12 and the transformer are embedded, and the transformer ( T) Winding the iron core by replacing the winding which is a part of the transformer with a superconducting heat pipe, and connected to the start point and the end point of the winding, the heat absorbing part 22 and the transformer communicating with the heat radiating part outside the transformer T ( T) is composed of a plurality of heat dissipation fins 26 and heat dissipation portions 24 formed of heat pipes mounted on one outer surface.

상기 흡열부(22)의 권선을 이루는 부분은 트랜스의 철심을 기존의 권선의 형태로 감아 위치되며 외부의 방열부(24)와 연결을 위한 부분은 외부 방열부(24)와의 연결된 변압기 외벽의 소정의 위치로 밴딩 작업을 통해 위치되며 흡열부 내부에는 작동유체(F)가 수용된다.The end portion of the heat absorbing part 22 is formed by winding the core of the transformer in the form of a conventional winding, and the part for connecting with the external heat dissipating part 24 is a predetermined portion of the transformer outer wall connected to the external heat dissipating part 24. It is located through the bending operation to the position of the working fluid (F) is received inside the heat absorbing portion.

그리고 상기 흡열부(22) 각 타단 상면으로 방열부(24)가 연결된 형태로 설치된다.Then, the heat dissipation part 24 is installed in a form in which the heat dissipation part 24 is connected to the upper surface of each of the heat absorbing parts 22.

상기 방열부(24)가 흡열부(22) 각 타단과 연결된 형태로 설치되되 상기 흡열부(22) 내부와 방열부(24) 내부는 연통된 형태로 설치되고, 상기 방열부(24) 외주 면에는 열을 방출하는 방열핀(26)이 다수 형성된다.The heat dissipation part 24 is installed in a form connected to each other end of the heat absorbing part 22, but the heat absorbing part 22 and the heat dissipating part 24 are installed in communication with each other, and an outer circumferential surface of the heat dissipating part 24 is provided. There are a plurality of heat radiation fins 26 for dissipating heat.

한편, 상기 흡열부(22)와 방열부(24)로 이루어진 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)가 변압기(T)에 설치될 때 견고하게 설치될 수 있도록 상기 흡열부(22)의 타단에 방열부(24)가 연결될 위치에 흡열부(22)와 동일한 지름을 갖는 변압기 외벽에 뚫린 구멍을 통해 관통되며 변압기 외벽과 관통되는 히트파이프는 용접을 통해 장착되어 견고함을 추구함과 동시에 변압기(T) 내부의 절연유의 누수를 방지한다.Meanwhile, the heat dissipation part 22 and the heat dissipation part 24 may radiate heat to the other end of the heat absorbing part 22 so that the winding heat pipe 1 for cooling the transformer may be installed firmly when installed in the transformer T. The heat pipe penetrates through the hole drilled in the outer wall of the transformer having the same diameter as the heat absorbing portion 22 at the position to be connected to the heat absorbing portion 22, and the heat pipe penetrated through the welding is mounted through welding, and at the same time, the transformer T Prevent leakage of internal insulation oil.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)는 도 4에 나타낸 바와 같이 변압기(T) 외벽 일면에 설치하기 전에 소정 위치 즉, 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)의 변압기 내부의 흡열부(22)와 변압기 외부의 방열부(24)를 연결하기 위한 구멍을 변압기 외벽에 뚫린 구멍을 통해 히트파이프가 관통하고 외벽과 관통되는 히트파이프를 용접하여 견고하게 설치한다.As described above, the transformer cooling winding heat pipe 1 according to the present invention has a predetermined position, that is, the transformer of the winding cooling heat pipe 1 for cooling the transformer T as shown in FIG. 4. The heat pipe penetrates the heat absorbing portion 22 and the heat dissipating portion 24 outside the transformer through the hole formed in the outer wall of the transformer, and the heat pipe penetrates the outer wall and is firmly installed.

우선 변압기(T)가 가동됨에 따라 변압기(T) 내부에 트랜스에서 발생되는 열을 변압기(T) 내부에 수용된 절연유(12)와 권선(10)을 이루는 초전도 히트파이프에서 직접 열을 흡수하게 되고 흡열부(22)의 일단으로 열이 전달된다.First, as the transformer T is operated, heat generated from the transformer in the transformer T is directly absorbed by the superconducting heat pipe forming the winding 10 and the insulating oil 12 accommodated in the transformer T. Heat is transferred to one end of the unit 22.

그러면 상기 흡열부(22)로 전달된 열이 흡열부(22) 내부에 수용된 작동유체(F)가 열을 흡수하게 되면서 기화하게 된다. 본 발명에서 흡열부(22) 내부에 수용되는 작동유체(F)는 전기가 통하지 않는 절연액을 사용하며 초전도 히트파이프에 통상적으로 사용되는 작동유체들을 사용한다.Then, the heat transferred to the heat absorbing portion 22 vaporizes while the working fluid F accommodated in the heat absorbing portion 22 absorbs heat. In the present invention, the working fluid F accommodated inside the heat absorbing part 22 uses an insulating liquid that is not electrically conductive, and uses working fluids that are commonly used in superconducting heat pipes.

그리고 기화된 작동유체(F)는 상기 방열부(24)로 상부로 이동되면서 방열부(24) 외주면에 다수 형성된 방열핀(26)을 통해 열이 각각 방출되는과 동시에 기화된 작동유체(F)는 액화되는 과정을 거치고 다시 상기와 같은 과정을 반복하는 열교환이 이루어진다.And the vaporized working fluid (F) is moved to the top of the heat dissipating portion 24 while the heat is discharged through the heat dissipation fin 26 formed on the outer peripheral surface of the heat dissipating portion 24, respectively, and the vaporized working fluid (F) is After the liquefaction process, the heat exchange is repeated again.

이때 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부에 수용되는 작동유체(F)는 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부 전체 체적의 약 20% 이며 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부는 진공된 상태이다.At this time, the working fluid (F) accommodated in the transformer cooling winding heat pipe (1) is about 20% of the total volume inside the transformer cooling winding heat pipe (1), and the inside of the transformer cooling winding heat pipe (1). Is a vacuum state.

상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부가 진공상태인 것은 초전도 및 열교환을 하는 과정 중에서 작동유체(F)가 외부로 배출되어 없어지는 것을 방지하기 위한 것이며 상기 작동유체(F)가 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부 전체 체적의 약 20%로 했을 때 아래의 실험 결과에서와 나타낸 바와 같이 변압기(T) 내부의 온도를 가장 이상적으로 열을 방출하여 변압기(T)의 일정한 온도를 유지할 수 있기 때문이다.The inside of the transformer cooling winding heat pipe 1 is a vacuum state to prevent the working fluid F from being discharged to the outside during the superconducting and heat exchange process, and the working fluid F is cooled in the transformer. When the internal diameter of the coil winding heat pipe (1) is about 20% of the total volume, as shown in the experimental results below, the temperature inside the transformer T is ideally released to maintain a constant temperature of the transformer T. Because it can.

상기와 같은 열교환 과정을 통해 변압기(T) 내부에서 발생되는 열을 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)를 통해 열을 배출할 때와 기존의 변압기(T)에 설치된 방열판에서 열이 방출되는 효과를 비교하면 다음과 같다.The heat generated in the transformer T through the heat exchange process as described above when heat is discharged through the transformer cooling winding heat pipe 1 according to the present invention and the heat from the heat sink installed in the existing transformer (T) The effect of the emission is as follows.

* 시험조건 : 주위온도 28, 습도 62%, 부하율 40% 운전시* Test condition: 28% ambient temperature, 62% humidity, 40% load factor 시 간time
0.5h

0.5h

1h

1h

3h

3h

5h

5h
냉각방법Cooling method 일반 방열판 냉각General heatsink cooling 36℃36 ℃ 43℃43 ℃ 51℃51 ℃ 62℃62 ℃ 히트 파이프 냉각Heat pipe cooling 32℃32 ℃ 35℃35 ℃ 43℃43 ℃ 51℃51 ℃ 편 차Deviation 10%10% 18.6%18.6% 8%8% 17.7%17.7%

Figure 112009034655365-PAT00002
Figure 112009034655365-PAT00002

* 시험조건 : 주위온도 28, 습도 62%, 부하율 60% 운전시* Test condition: 28% ambient temperature, 62% humidity, 60% load factor

시 간time
0.5h

0.5h

1h

1h

3h

3h

5h

5h
냉각방법Cooling method 일반 방열판 냉각General heatsink cooling 41℃41 ℃ 49℃49 ℃ 61℃61 ℃ 72℃72 ℃ 히트파이프 냉각Heatpipe cooling 33℃33 ℃ 41℃41 ℃ 53℃53 ℃ 56℃56 ℃ 편 차Deviation 19.5%19.5% 16.3%16.3% 13.1%13.1% 21.1%21.1%

Figure 112009034655365-PAT00003
Figure 112009034655365-PAT00003

* 성균관대학교 히트파이프 연구소 자체시험결과* Independent test result of Heat Pipe Research Institute of Sungkyunkwan University

한편 상기 표에서 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히 트파이프(1)는 기존 변압기(T)에 설치된 방열판(14)보다 더 효과적으로 변압기(T) 내부의 열을 방열함으로써 변압기(T) 내부의 온도를 일정한 수준으로 유지시켜 줄 수 있는 효과가 있다.On the other hand, as shown in the above table, the transformer heating winding pipe 1 according to the present invention heats the heat inside the transformer T more effectively than the heat sink 14 installed in the existing transformer T, thereby transforming the transformer T. There is an effect that can maintain the internal temperature at a constant level.

또한 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)는 기존 변압기(T)에서 절연유(12)와 방열판(14)을 통해 냉각하는 원리에 비해 트랜스에서 발생되는 열을 초전도 히트파이프로 대체한 권선에서 직접 그리고 절연유를 통한 간접 흡열을 통해 기존의 변압기(T)의 냉각 시스템보다 효과가 높은 장점이 있다.In addition, the winding heat pipe 1 for cooling the transformer is directly and directly from the winding in which the heat generated in the transformer is replaced with a superconducting heat pipe, compared to the principle of cooling through the insulating oil 12 and the heat sink 14 in the conventional transformer T. Indirect endothermic through the insulating oil has the advantage that the effect is higher than the cooling system of the conventional transformer (T).

또한 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)는 기존 변압기(T)에 설치된 방열판(14)보다 구조가 간단하고 설치 면적이 기존 방열판(14)보다 덜 차지하며 무동력으로 작동되어 유지보수 비용이 절감되는 장점이 있다.In addition, the transformer cooling winding heat pipe (1) is simpler in structure than the heat sink 14 installed in the existing transformer (T), the installation area occupies less than the existing heat sink 14, and is operated in a non-powered manner to reduce maintenance costs There is an advantage.

도 1은 종래에 따른 변압기를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a transformer according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프를 나타낸 사시도(측면 설치).Figure 2 is a perspective view (side mounting) showing a winding heat pipe for transformer cooling according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프를 나타낸 사시도(상부 설치)Figure 3 is a perspective view of the heat pipe for cooling transformer according to the present invention (upper installation)

도 4는 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프가 변압기에 설치된 상태를 나타낸 단면도(측면 설치).Figure 4 is a cross-sectional view (side installation) showing a state in which the transformer heat pipe for cooling the transformer is installed in the transformer.

도 5는 본 발명에 따른 변압기 냉각용 권선 히트파이프가 변압기에 설치된 상태를 나타낸 단면도(상부 설치).5 is a cross-sectional view (top installation) showing a state in which a transformer heat pipe for cooling a transformer is installed in a transformer according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

12 : 절연유 14 : 방열판12: insulating oil 14: heat sink

1 : 변압기 냉각용 권선 히트파이프1: Winding heat pipe for transformer cooling

10 : 권선 22 : 흡열부10: winding 22: heat absorbing portion

24 : 방열부 26 : 방열핀24: heat dissipation unit 26: heat dissipation fins

F : 작동유체 T : 변압기F: working fluid T: transformer

Claims (3)

절연유(12) 및 트랜스가 내장되는 변압기(T) 일측면에 방열판(14)이 설치되는 통상의 변압기에 있어서,In a typical transformer in which the heat sink 14 is installed on one side of the insulating oil 12 and the transformer T in which the transformer is embedded, 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)는, 변압기(T) 내부의 발원의 근원인 트랜스의 일부분인 권선(10)을 외경 8mm 안팎의 특수 알루미늄이나 동관으로 제작된 초전도 히트파이프로 대체하여 직접적인 흡열과 기존의 절연유(12)를 통한 흡열을 병행하여 열이 흡수됨에 따라 기화되는 전기가 통하지 않는 절연액인 작동유체(F)가 내부에 수용된 흡열부와,The winding heat pipe 1 for cooling the transformer directly replaces the winding 10, which is a part of the transformer, which is the source of the source of the inside of the transformer T, with a superconducting heat pipe made of a special aluminum or copper tube having an outer diameter of about 8 mm. And an endothermic portion accommodating the working fluid F, which is a non-conductive insulating fluid vaporized as heat is absorbed in parallel with the endothermic through the existing insulating oil 12, and 상기 흡열부(22) 타단과 연결되어 변압기(T) 외부 측면 혹은 상부에 설치되되 상기 흡열부(22) 내부와 연통되어 흡열부(22)에서 기화된 작동유체(F)가 내부에서 발열 및 액화되고 상기 흡열부(22)로 흡열된 열을 방출하는 다수의 방열핀(26)이 외주면에 형성된 다수의 방열부(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기 냉각용 권선 히트파이프.It is connected to the other end of the heat absorbing portion 22 is installed on the outer side or the top of the transformer (T) is in communication with the inside of the heat absorbing portion 22, the working fluid (F) vaporized in the heat absorbing portion 22 generates heat and liquefy inside And a plurality of heat dissipation fins 26 for dissipating heat absorbed by the heat dissipation unit 22 are formed of a plurality of heat dissipation units 24 formed on an outer circumferential surface thereof. 상기 제 1항에 있어서,According to claim 1, 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1) 내부는 진공상태인 것을 특징으로 하는 변압기 냉각용 권선 히트파이프.The transformer cooling winding heat pipe (1) inside the transformer cooling winding heat pipe, characterized in that the vacuum state. 상기 제 1항에 있어서,According to claim 1, 상기 변압기 냉각용 권선 히트파이프(1)의 방열부(24)는 변압기(T)의 상부 혹은 측면에 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 변압기 냉각용 권선 히트파이프.The heat dissipation part 24 of the transformer cooling winding heat pipe 1 may be mounted on the upper side or the side surface of the transformer T.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104916397A (en) * 2015-05-16 2015-09-16 福建省建阳市安顺变压器配件厂 Transformer radiator fixedly connected with telescopic external fins
CN104916398A (en) * 2015-05-16 2015-09-16 福建省建阳市安顺变压器配件厂 Transformer heat dissipation device to which inner fins and telescopic outer fins are fixedly connected
CN104934191A (en) * 2015-05-16 2015-09-23 福建省建阳市安顺变压器配件厂 Transformer radiator detachably connected with inner fins and telescopic outer fins
CN107464664A (en) * 2016-04-19 2017-12-12 李冲 A kind of power transformer cooling system
KR20210022847A (en) * 2019-08-21 2021-03-04 주식회사 스마트파워 distributing board
KR20210022846A (en) * 2019-08-21 2021-03-04 주식회사 스마트파워 distributing board with heat sink

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104916397A (en) * 2015-05-16 2015-09-16 福建省建阳市安顺变压器配件厂 Transformer radiator fixedly connected with telescopic external fins
CN104916398A (en) * 2015-05-16 2015-09-16 福建省建阳市安顺变压器配件厂 Transformer heat dissipation device to which inner fins and telescopic outer fins are fixedly connected
CN104934191A (en) * 2015-05-16 2015-09-23 福建省建阳市安顺变压器配件厂 Transformer radiator detachably connected with inner fins and telescopic outer fins
CN104934191B (en) * 2015-05-16 2016-09-21 福建省建阳市安顺变压器配件厂 It is removably connected with inner fin and the transformer radiator of telescopic outer fin
CN107464664A (en) * 2016-04-19 2017-12-12 李冲 A kind of power transformer cooling system
CN107967985A (en) * 2016-04-19 2018-04-27 黄俊龙 A kind of power transformer cooling system with aluminium alloy compound cooling tube
KR20210022847A (en) * 2019-08-21 2021-03-04 주식회사 스마트파워 distributing board
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