KR20210065188A

KR20210065188A - 변압기 냉각 시스템 및 변압기 설비

Info

Publication number: KR20210065188A
Application number: KR1020217014508A
Authority: KR
Inventors: 용 왕; 옌스 테퍼; 웨이 우; 아바-예 쉬
Original assignee: 에이비비 파워 그리즈 스위처랜드 아게
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-06-03
Also published as: KR102561873B1; CN113287178A; CA3116099A1; EP3888105B1; US20220037079A1; CA3116099C; WO2020108869A1; EP3888105A1

Abstract

변압기 냉각 시스템 (100) 이 설명된다. 변압기 냉각 시스템 (100) 은 건식 변압기 (1) 및 건식 변압기용 하우징 (50) 을 포함한다. 건식 변압기는 레그 (11) 를 포함하는 코어 (10) 를 포함한다. 또한, 건식 변압기는 레그 (11) 주위에 배치된 와인딩 보디 (14) 를 포함한다. 또한, 와인딩 보디 (14) 의 길이방향 축선의 방향으로 연장되는 냉각 채널 (25) 이 제공된다. 추가로, 변압기 냉각 시스템 (100) 은 하우징 (50) 으로부터 열을 발산하도록 되어 있는 열교환기 (60) 를 포함한다. 또한, 변압기 냉각 시스템 (100) 은 냉각 채널 (25) 에 냉각 유동을 제공하기 위해 하우징 (50) 에 배치된 유동 발생 장치 (30) 를 포함한다. 유동 발생 장치 (30) 는 열교환기 (60) 에 연결된다.

Description

변압기 냉각 시스템 및 변압기 설비

본 개시 내용의 실시형태는 전력 장치, 특히 전력 변압기를 냉각하기 위한 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 개시 내용의 실시형태는 건식 변압기, 특히 하우징 내부에 강제 공기 냉각을 갖는 비환기 하우징 내의 건식 유형 변압기를 냉각하기 위한 시스템에 관한 것이다.

건식 변압기의 냉각을 개선하기 위해 다양한 기술들이 제안되었다. 이들은 열 발산을 개선하기 위해 코어 내부에서 공기 덕트들을 냉각하는 것을 포함한다. 일반적으로, 팬을 사용하면 변압기 하우징의 하부 부분에서 과압이 발생하는 한편, 상부 부분으로부터 공기를 추출함으로써 하우징의 상부 부분에 더 낮은 압력이 생성된다. 이런 식으로, 변압기 바닥으로부터 위쪽으로 흐르는 공기 유동이 발생된다. 그러나, 많은 양의 공기가 원하는대로 와인딩 내부의 냉각 덕트를 통해 흐르지 않고 코일의 외부 주위로 흐르는 것으로 밝혀졌다. 이에 대한 한 가지 이유는 와인딩 내의 냉각 채널들의 단면적이 일반적으로 하우징 벽과 코일들 사이의 단면적보다 상당히 작기 때문이다.

종래 기술에서, 이러한 문제는 코일 외부 영역의 유동 저항을 냉각 채널의 유동 저항보다 크게 향상시키기 위해 코일 바로 근처에 공기 안내 플레이트들을 배치함으로써 해결된다. 그러나, 충분히 효과적이려면, 공기 안내 플레이트들은 코일의 윤곽에 개별적으로 적합해야 하므로 상당한 양의 작업이 필요하다. 또한 공기 안내 플레이트들이 상당한 추가 유동 난류를 생성하기 때문에, 환기 시스템이 전체 효율이 낮은 상태로 작동한다.

따라서, 전술한 관점에서, 최신 기술의 문제점들 중 적어도 일부를 극복하는 개선된 변압기 냉각 시스템에 대한 요구가 있다.

전술한 것에 비추어, 독립 청구항들에 따른 변압기 냉각 시스템 및 변압기 설비가 제공된다. 추가 양태, 장점 및 특징은 종속 청구항, 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 명백하다.

본 개시의 일 양태에 따르면, 변압기 냉각 시스템이 제공된다. 변압기 냉각 시스템은 건식 변압기를 포함한다. 건식 변압기는 레그를 포함한 코어를 포함한다. 또한, 건식 변압기는 레그 주위에 배치된 와인딩 보디를 포함한다. 와인딩 보디의 길이방향 축선의 방향으로 연장되는 냉각 채널이 제공된다. 냉각 채널은 와인딩 와인딩 보디의 내부 부분과 와인딩 보디의 외부 부분 사이에 배치된다. 냉각 채널은 냉각 채널의 제 1 단부에 제공된 제 1 개구 및 냉각 채널의 제 2 단부에 제공된 제 2 개구를 갖는다. 또한 변압기 냉각 시스템은 건식 변압기용 하우징을 포함한다. 또한, 변압기 냉각 시스템은 하우징으로부터 열을 발산하도록 구성된 열교환기를 포함한다. 더욱이, 변압기 냉각 시스템은 냉각 채널에 냉각 유동을 제공하기 위해 하우징에 배치된 유동 발생 장치를 포함한다. 유동 발생 장치는 열교환기에 연결된다.

따라서, 본 발명의 변압기 냉각 시스템은 특히 냉각 효율면에서 종래의 변압기 냉각 시스템에 비해 개선된다. 특히, 열교환기에 연결된 유동 발생 장치를 제공함으로써, 열교환기로부터의 냉각된 공기가 유동 발생 장치에 직접 안내되고나서 냉각 채널로 송풍될 수 있는 장점이 있다. 그럼으로써, 냉각된 공기와 와인딩 보디의 외부 환경 사이에서 유익하게 불필요한 열교환이 회피될 수 있다. 또한, 최신 기술에 비해, 공기 안내 플레이트 뿐만아니라 대응 지지 구조부, 연결부, 컷아웃 등과 같은 기타 부품이 제거될 수 있다. 따라서, 여기에 설명된 변압기 냉각 시스템은 유리하게는 덜 복잡한 설계를 제공하여 결과적으로 비용 절감을 가져온다.

본 개시의 추가 양태에 따르면, 변압기 설비가 제공된다. 변압기 설비는 제 1 건식 변압기와 제 2 건식 변압기를 포함한다. 제 1 건식 변압기 및 제 2 건식 변압기 각각은 레그를 포함하는 코어, 레그 주위에 배치된 와인딩 보디, 및 와인딩 보디의 길이방향 축선의 방향으로 연장되는 냉각 채널을 포함한다. 냉각 채널은 와인딩 보디의 내부 부분과 와인딩 보디의 외부 부분 사이에 배치된다. 냉각 채널은 냉각 채널의 제 1 단부에 제공된 제 1 개구 및 냉각 채널의 제 2 단부에 제공된 제 2 개구를 갖는다. 또한 변압기 설비는 제 1 건식 변압기용의 제 1 하우징과 제 2 건식 변압기용의 제 2 하우징을 포함한다. 또한, 변압기 설비는 제 1 하우징 및 제 2 하우징과 유체 연통하는 냉각 장치를 포함한다. 냉각 장치는 제 1 하우징 및 제 2 하우징으로부터 열을 발산하도록 구성된다. 추가로, 제 1 유동 발생 장치는 제 1 건식 변압기의 냉각 채널에 냉각 유동을 제공하기 위해 제 1 하우징에 배치된다. 제 1 유동 발생 장치는 냉각 장치에 연결된다. 또한, 제 2 건식 변압기의 냉각 채널에 냉각 유동을 제공하기 위해 제 2 유동 발생 장치가 제 2 하우징에 배치된다. 제 2 유동 발생 장치는 냉각 장치에 연결된다.

따라서, 본 발명의 변압기 설비는 특히 설비 크기 및 냉각 효율면에서 종래의 변압기 설비에 비해 개선된다. 특히, 제 1 건식 변압기를 냉각하기 위한 제 1 유동 발생 장치와 제 2 건식 변압기를 냉각하기 위한 제 2 유동 발생 장치에 연결된 냉각 장치를 제공함으로써, 공유 냉각 장치가 있는 변압기 설비를 제공할 수 있으며 결과적으로 변압기 설비의 전체 크기가 감소된다. 또한, 유리하게는 냉각 장치, 예를 들어 열교환기의 수가 줄어들 수 있다. 따라서, 여기에 설명된 변압기 설비는 유리하게는 덜 복잡한 설계를 제공하고 결과적으로 비용 절감을 가져온다.

전술한 본 개시 내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 개시 내용의 보다 특정한 설명이 실시형태를 참조하여 취해질 수 있다. 첨부된 도면은 본 개시의 실시형태에 관한 것이며 다음에 설명된다:
도 1 은 여기에 설명된 실시형태들에 따른 변압기 냉각 시스템의 개략도를 도시한다;
도 2a 는 여기에 설명된 실시형태들에 따른 건식 변압기의 개략적인 단면도를 도시한다;
도 2b 는 도 2a 의 건식 변압기의 개략적인 평면도를 도시한다;
도 3 은 여기에 설명된 추가 실시형태에 따른 변압기 냉각 시스템의 개략도를 도시한다;
도 4 는 여기에 설명된 또 다른 실시형태에 따른 변압기 냉각 시스템의 개략도를 도시한다;
도 5a 및 5b 는 여기에 설명된 실시형태들에 따른 변압기 냉각 시스템의 유동 안내 장치의 예시적인 실시형태들을 도시한다;
도 6 은 여기에 설명된 추가 실시형태들에 따른 3상 건식 변압기용의 변압기 냉각 시스템의 개략도를 도시한다;
도 7 은 압력 챔버를 포함하는 여기에 설명된 추가 실시형태에 따른 변압기 냉각 시스템의 개략도를 도시한다;
도 8 은 여기에 설명된 추가 실시형태에 따른 압력 챔버를 포함하는 변압기 냉각 시스템의 다른 구성의 개략도를 도시한다;
도 9 는 여기에 설명된 일부 실시형태에 따른 와인딩 세그먼트를 갖는 건식 변압기의 개략도를 도시한다;
도 10 은 여기에 설명된 실시형태에 따른 변압기 설비를 도시한다.

이제 다양한 실시형태들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이며, 그 중 하나 이상의 예가 각 도면에 예시되어 있다. 각 예는 설명을 위해 제공되며 제한을 의미하지 않는다. 예를 들어, 일 실시형태의 일부로서 예시되거나 설명된 특징은 추가 실시형태를 생성하기 위해 임의의 다른 실시형태에서 사용되거나 또는 이와 함께 사용될 수 있다. 본 개시는 그러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

이하의 도면의 설명에서, 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 구성 요소를 지칭한다. 일반적으로 개별 실시형태에 대한 차이점만 설명한다. 달리 명시되지 않는 한, 일 실시형태의 부분 또는 양태의 설명은 다른 실시형태의 대응 부분 또는 양태에도 적용될 수 있다.

도 1 을 예시적으로 참조하여, 본 개시에 따른 변압기 냉각 시스템 (100) 이 설명된다. 여기에 설명된 임의의 다른 실시형태와 조합될 수 있는 실시형태에 따르면, 변압기 냉각 시스템 (100) 은 건식 변압기 (1) 를 포함한다. 건식 변압기는 레그 (11) 를 갖는 코어 (10) 및 레그 (11) 주위에 배치된 와인딩 보디 (14) 를 포함한다.

추가적으로, 도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 건식 변압기는 와인딩 보디 (14) 의 길이방향 축선의 방향으로 연장되는 냉각 채널 (25) 을 포함한다. 냉각 채널 (25) 은 와인딩 보디 (14) 의 내부 부분 (15) 과 와인딩 보디의 외부 부분 (20) 사이에 배치된다. 일반적으로, 와인딩 보디 (14) 의 내부 부분 (15) 은 저전압 (LV) 와인딩이고, 와인딩 보디 (14) 의 외부 부분 (20) 은 고전압 (HV) 와인딩이다. 또한, 냉각 채널 (25) 은 냉각 채널의 제 1 단부 (25a) 에 제공된 제 1 개구 (40) 및 냉각 채널 (25) 의 제 2 단부 (25b) 에 제공된 제 2 개구 (42) 를 갖는다. 예를 들어, 도 2b 에 도시된 바와 같이, 냉각 채널 (25) 은 전형적으로 (반드시 그런 것은 아님) 본질적으로 링형 또는 환형 단면을 갖는다. 예를 들어, 도 2a 에 도시된 바와 같이, 전형적으로 냉각 채널 (25) 은 내부 냉각 채널 직경 (d1) 및 외부 냉각 채널 직경 (d2) 을 갖는다.

냉각 채널을 포함하는 변압기는 하나 이상의 냉각 채널을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 일반적으로 저전압 (LV) 와인딩과 고전압 (HV) 와인딩 사이의 채널은 냉각 채널이라고 한다. 그러나, 냉각 채널은 예를 들어 와인딩 보디에, 예를 들어 고전압 (HV) 와인딩 내에 그리고/또는 저전압 (LV) 와인딩 내에 제공된 다른 채널을 의미할 수도 있다.

또한, 도 1 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 변압기 냉각 시스템 (100) 은 건식 변압기용 하우징 (50) 및 하우징 (50) 으로부터 열을 발산하도록 구성된 열교환기 (60) 를 포함한다. 또한, 변압기 냉각 시스템 (100) 은 하우징 (50) 에 배치된 유동 발생 장치 (30) 를 포함한다. 유동 발생 장치 (30) 는 냉각 채널 (25) 에 냉각 유동을 제공하도록 구성되고 배치된다. 또한, 도 1 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 유동 발생 장치 (30) 는 특히 파이프를 통해 열교환기 (60) 에 연결된다.

따라서, 본 발명의 변압기 설비는 특히 설비 크기 및 냉각 효율면에서 종래의 변압기 설비에 비해 개선된다. 특히, 열교환기에 연결된 유동 발생 장치를 제공함으로써, 열교환기로부터의 냉각된 공기가 유동 발생 장치에 직접 안내되고나서 냉각 채널로 송풍될 수 있는 장점이 있다. 그럼으로써, 냉각된 공기와 와인딩 보디의 외부 환경 사이에서 유익하게 불필요한 열교환이 회피될 수 있다. 또한, 최신 기술에 비해, 공기 안내 플레이트 뿐만아니라 대응 지지 구조부, 연결부, 컷아웃 등과 같은 기타 부품이 제거될 수 있다. 따라서, 여기에 설명된 변압기 냉각 시스템은 유리하게는 덜 복잡한 설계를 제공하여 결과적으로 비용 절감을 가져온다.

도 1 을 예시적으로 참조하면, 여기에 설명된 다른 실시형태와 결합될 수 있는 일부 실시형태에 따르면, 유동 발생 장치 (30) 는 건식 변압기 (1) 아래에 배치된 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 을 포함한다. 보다 특별하게는, 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 은 냉각 채널 (25) 에 냉각 공기류를 제공하기 위해 와인딩 보디 (14) 바로 아래에 위치할 수 있다. 특히, 일반적으로 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 은 제 1 파이프 (36a) 를 통해 열교환기 (60) 의 저온 부분 (60L) 에 연결된다.

따라서, 유리하게는, 도 1 의 하단에 도시된 화살표로 예시된 바와 같이, 열교환기의 저온 부분으로부터의 냉각 공기가 냉각 채널로 송풍될 수 있다. 특히, 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 의 공기 입구는 제 1 파이프 (36a) 를 통해 열교환기의 저온 부분에 제공된 공기 출구와 연결될 수 있어서, 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 은 열교환기로부터 냉각 공기를 흡입할 수 있다. 냉각 채널을 통과한 후, 예열 또는 가열된 냉각 공기는, 도 1 의 상단에 화살표로 예시적으로 도시된 바와 같이, 전형적으로 상단의 건식 변압기를 빠져나가 열교환기 (60) 의 고온 부분 (60H) 에 제공된 개구를 통해 열교환기 (60) 로 들어간다.

추가적으로 또는 대안적으로, 유동 발생 장치 (30) 는, 도 3 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 건식 변압기 (1) 위에 배치된 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 은 제 2 파이프 (36b) 를 통해 열교환기 (60) 의 고온 부분 (60H) 에 연결될 수 있다. 따라서, 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 은 냉각 채널 (25) 을 통해 냉각 공기를 흡입하도록 구성될 수 있다.

유동 발생 장치는 제 1 유동 발생 유닛 (30a) (예시적으로 도 1 에 도시됨) 만을 포함하거나, 또는 제 2 유동 발생 유닛 (30b) (예시적으로 도 3 에 도시됨) 만을 포함하거나, 또는 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 과 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 의 조합을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.

도 4 를 예시적으로 참조하면, 여기에 설명된 다른 실시형태와 결합될 수 있는 일부 실시형태에 따르면, 유동 발생 장치 (30) 는 제 1 유동 개구 (37a) 및 제 2 유동 개구 (37b) 를 포함한다. 특히, 도 4 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제 1 유동 개구 (37a) 는 제 2 유동 개구 (37b) 보다도 건식 변압기 (1) 의 코어 (10) 의 반대측에 배치될 수 있다. 또한, 도 4 에 도시된 바와 같이 건식 변압기 아래에 제공된 유동 발생 장치 (30) 의 구성은 도 3 에 예시적으로 도시된 바와 같이 유동 발생 장치 (30) 가 건식 변압기 (1) 위에 제공되는 구성에도 적용될 수 있음을 이해해야 한다.

도 5a 및 도 5b 를 예시적으로 참조하면, 변압기 냉각 시스템은 냉각 채널 (25) 의 냉각 유동을 향상시키기 위해 유동 발생 장치 (30) 에 의해 생성된 유동을 안내하는 유동 안내 장치 (31) 를 더 포함할 수 있다. 특히, 유동 안내 장치 (31) 는 유동 발생 장치 (30) 의 인클로저일 수 있다. 전형적으로, 인클로저로서 구성되는 유동 안내 장치 (31) 는 냉각 채널 (25) 을 향하는 개구를 갖는다.

예를 들어, 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 을 갖는 유동 발생 장치 (30) 의 경우, 유동 안내 장치 (31) 의 메인 개구는 냉각 공기를 바닥으로부터 냉각 채널로 안내하기 위해 유동 안내 장치의 상부에 배치된다. 또한, 도 5a 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 전형적으로 연결 개구 (32) 가 도 1 에 도시된 바와 같이 예를 들어 제 1 파이프 (36a) 를 통해 열교환기에 대한 연결을 확립하기 위해 유동 안내 장치의 측벽에 제공된다. 따라서, 도 5b 에 도시된 바와 같이, 건식 변압기 위에 배치된 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 을 갖는 유동 발생 장치 (30) 의 경우, 유동 안내 장치 (31) 의 메인 개구는 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 의 흡입 성능을 향상시키기 위해 유동 안내 장치의 바닥에 배치된다. 도 5a 및 5b 에서, 공기 유동은 점선 화살표로 표시된다.

도 8 및 도 9 를 예시적으로 참조하면, 여기에 설명된 다른 실시형태와 결합될 수 있는 일부 실시형태에 따르면, 건식 변압기 (1) 의 와인딩 보디 (14) 는 레그 (11) 의 길이방향으로 개별적으로 배치된 2 개의 와인딩 보디 세그먼트 (70, 75) 를 포함할 수 있다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 각각의 와인딩 보디 세그먼트는 내부 부분 (15, 15a) 및 외부 부분 (20, 20a) 을 갖는다. 또한, 도 9 에서 알 수 있는 바와 같이, 세그먼트 냉각 채널 (25a, 25b) 은 와인딩 보디 세그먼트 (70, 75) 의 내부 부분 (15, 15a) 과 외부 부분 (20, 20a) 사이에 제공된다. 이러한 구성은 두 와인딩 보디 세그먼트 사이에 유동 발생 유닛을 제공하는데 유익하다. 따라서, 도 8 및 9 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 유동 발생 장치는 2 개의 와인딩 보디 세그먼트 (70, 75) 사이에 배치된 제 3 유동 발생 유닛 (30c) 을 포함할 수 있다.

본 발명에서 유동 발생 장치 (30) 는 팬, 크로스-유동 팬, 펌프 및 압력 챔버 (34) 로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다. 여기에 설명된 유동 발생 유닛들 중 적어도 하나 (즉, 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 및/또는 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 및/또는 제 3 유동 발생 유닛 (30c)) 는 팬, 크로스-유동 팬, 펌프 또는 압력 챔버 (34) 로서 구성될 수 있다.

도 7 을 예시적으로 참조하면, 여기에 설명된 다른 실시형태들과 결합될 수 있는 일부 실시형태들에 따르면, 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 은 건식 변압기의 상부 부분 위에 제공되는 압력 챔버 (34) 이다. 특히, 통상적으로 압력 챔버 (34) 인 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 은 도 7 에 도시된 바와 같이 연결 파이프 (38) 를 통해 펌프 (55) 에 연결된다.

일 예에 따르면, 도 8 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제 3 유동 발생 유닛 (30c) 은 연결 파이프 (38) 를 통해 펌프 (55) 에 연결된 압력 챔버 (34) 이다. 도 8 의 예시적인 실시형태에서 점선 화살표로 표시된 바와 같이, 냉각 공기는 예를 들어 제 1 개구 (40) (도 9 에 도시됨) 를 통해 건식 변압기의 바닥으로부터 그리고 예를 들어 제 2 개구 (42) (도 9 에 도시됨) 를 통해 건식 변압기의 상부로부터 냉각 채널로 흡입될 수 있다.

특히, 여기에 설명된 다른 실시형태와 결합될 수 있는 일부 실시형태에 따르면, 유동 발생 장치 (30) 는 링-팬이 아니며, 특히 블레이드가 없는 링-팬이 아니다.

도 6 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 여기에 설명된 다른 실시형태들과 결합될 수 있는 일부 실시형태들에 따르면, 건식 변압기 (1) 는 3 개의 레그 (11a, 11b, 11c) 및 3 개의 와인딩 (14a, 14b, 14c) 을 포함하는 3상 변압기일 수 있다. 특히, 3 개의 레그 (11a, 11b, 11c) 및 3 개의 와인딩 (14a, 14b, 14c) 은 도 2a 및 2b 에 도시된 건식 변압기에 대해 설명된 바와 같이 구성될 수 있다.

도 10 을 예시적으로 참조하여, 본 개시에 따른 변압기 설비 (200) 가 설명된다. 여기에 설명된 임의의 다른 실시형태와 결합될 수 있는 실시형태에 따르면, 변압기 설비 (200) 는 제 1 건식 변압기 (1a) 및 제 2 건식 변압기 (1b) 를 포함한다. 제 1 건식 변압기 (1a) 및 제 2 건식 변압기 (1b) 는 각각 레그 (11) 를 갖는 코어 (10), 레그 (11) 주위에 배치된 와인딩 보디 (14), 및 와인딩 보디의 길이방향 축선의 방향으로 연장되는 냉각 채널 (25) 을 포함한다. 냉각 채널 (25) 은, 도 2a 를 참조하여 예시적으로 설명된 바와 같이, 와인딩 보디 (14) 의 내부 부분 (15) 과 와인딩 보디 (14) 의 외부 부분 (20) 사이에 배치된다. 또한, 냉각 채널 (25) 은 냉각 채널의 제 1 단부에 제공된 제 1 개구 (40) 및 냉각 채널의 제 2 단부에 제공된 제 2 개구 (42) 를 갖는다.

추가적으로, 도 10 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 변압기 설비 (200) 는 제 1 건식 변압기 (1a) 를 위한 제 1 하우징 (51) 및 제 2 건식 변압기 (1b) 를 위한 제 2 하우징 (52) 을 포함한다. 또한, 변압기 설비 (200) 는 제 1 하우징 (51) 및 제 2 하우징 (52) 과 유체 연통하는 냉각 장치 (80) 를 포함한다. 특히, 냉각 장치 (80) 는 제 1 하우징 (51) 및 제 2 하우징 (52) 으로부터 열을 발산하도록 구성된다.

또한, 도 10 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제 1 유동 발생 장치 (30A) 는 제 1 건식 변압기 (1a) 의 냉각 채널 (25) 에 냉각 유동을 제공하기 위해 제 1 하우징 (51) 에 배치된다. 제 1 유동 발생 장치 (30A) 는 특히 파이프를 통해 냉각 장치 (80) 에 연결된다. 특히, 제 1 유동 발생 장치 (30A) 는 예를 들어 도 1 내지 8 을 참조하여 여기에 설명된 바와 같은 임의의 유동 발생 장치일 수 있다. 특히, 제 1 유동 발생 장치 (30A) 는 여기에 설명된 바와 같이 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 및/또는 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 및/또는 제 3 유동 발생 유닛 (30c) 을 포함할 수 있다.

추가적으로, 제 2 유동 발생 장치 (30B) 는 제 2 건식 변압기 (1b) 의 냉각 채널 (25) 에 냉각 유동을 제공하기 위해 제 2 하우징 (52) 에 배치된다. 제 2 유동 발생 장치 (30B) 는 특히 파이프를 통해 냉각 장치 (80) 에 연결된다. 특히, 제 2 유동 발생 장치 (30B) 는 예를 들어 도 1 내지 8 을 참조하여 여기에 설명된 바와 같은 임의의 유동 발생 장치일 수 있다. 특히, 제 2 유동 발생 장치 (30B) 는 여기에 설명된 바와 같이 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 및/또는 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 및/또는 제 3 유동 발생 유닛 (30c) 을 포함할 수 있다.

여기에 설명된 임의의 다른 실시형태와 결합될 수 있는 일부 실시형태에 따르면, 냉각 장치 (80) 는 독립형 열교환기 또는 HVAC (Heating, Ventilation and Air Cconditioning) 시스템이다. 특히, 냉각 장치 (80) 는 여기에 설명된 바와 같은 열교환기일 수 있다.

따라서, 여기에 설명된 변압기 설비의 실시형태는 유리하게는 공유된 독립형 열교환기 또는 HVAC 가 있는 설비를 제공하며, 이는 여러 개의 동일한 유형의 변압기들이 건물 내에 배치되는 경우에 이점을 가질 수 있다. 독립형 열교환기는 열교환기에 연결된 모든 변압기들에 필요한 냉각 공기를 제공한다.

전술한 관점에서, 본 개시 내용의 실시형태는 다음의 이점들 중 하나 이상을 갖는다는 것을 이해해야 한다. 최신 기술에 비해, 공기 안내 플레이트 (지지 구조부, 연결부, 컷아웃을 포함함) 가 제거될 수 있다. 냉각된 공기는 파이프를 통해 유동 발생 장치, 예를 들어 팬으로 직접 안내되고 냉각 채널로 송풍될 수 있다. 이는 냉각된 공기와 코일 외부 환경 사이의 불필요한 열교환을 방지하고 튜브내의 냉각된 공기를 차갑게 유지한다. 대부분의 냉각 공기는 최신 기술에 비해 훨씬 적은 노력으로 코일/와인딩의 냉각 채널을 통해 흐른다. 또한 유동 발생 유닛들, 예를 들어 도 8 을 참조하여 설명된 바와 같이 제 3 유동 발생 유닛 (30c) 은 변압기 내부에 배치될 수 있다. 이러한 구성은 변압기 시스템의 전체 크기를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 열교환기는 독립형 유닛으로서 변압기의 어느 측에나 배치될 수 있음을 이해해야 한다. 공유된 독립형 열교환기가 있는 변압기를 설치하면 필요한 열교환기의 수를 줄임으로써 변압기 시스템의 크기를 더욱 줄일 수 있다. 마찬가지로, HVAC 와 연결된 변압기를 설치하면 필요한 열교환기의 수를 줄임으로써 변압기 시스템의 크기를 줄일 수 있다. 또한, HVAC 와 연결된 변압기를 설치하면 필요한 열교환기를 제거함으로써 변압기 시스템의 생산 비용을 절감할 수 있다.

전술한 내용은 실시형태에 관한 것이지만, 기본 범위를 벗어나지 않고서 다른 실시형태 및 추가 실시형태가 고안될 수 있으며, 그 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.

1 건식 변압기
10 코어
11 레그
11a, 11b, 11c 3상 변압기의 레그
14 와인딩 보디
14a, 14b, 14c 3상 변압기의 와인딩
15 와인딩 보디의 내부 부분
20 와인딩 보디 외부 부분
25 냉각 채널
25a 냉각 채널의 제 1 단부
25b 냉각 채널의 제 2 단부
30 유동 발생 장치
30A 제 1 유동 발생 장치
30B 제 2 유동 발생 장치
30a 제 1 유동 발생 유닛
30b 제 2 유동 발생 유닛
30c 제 3 유동 발생 유닛
31 유동 안내 장치
32 연결 개구
33 유동 안내 개구
34 압력 챔버
35 환형 냉각 공기 유동
36a 제 1 파이프
36b 제 2 파이프
37a 제 1 유동 개구
37b 제 2 유동 개구
38 연결 파이프
40 제 1 개구
42 제 2 개구
50 하우징
55 펌프
60 열교환기
60L 열교환기의 저온 부분
60H 열교환기의 고온 부분
70, 75 와인딩 세그먼트
80 냉각 장치
d1 내부 냉각 채널 직경
d2 외부 냉각 채널 직경

Claims

- 건식 변압기 (1) 로서,
레그 (11) 를 포함하는 코어 (10),
상기 레그 (11) 주위에 배치된 와인딩 보디 (14),
상기 와인딩 보디 (14) 의 길이방향 축선의 방향으로 연장되는 냉각 채널 (25) 로서, 상기 냉각 채널 (25) 은 상기 와인딩 보디 (14) 의 내부 부분 (15) 과 상기 와인딩 보디 (14) 의 외부 부분 (20) 사이에 배치되고, 상기 냉각 채널 (25) 은 상기 냉각 채널의 제 1 단부 (25a) 에 제공된 제 1 개구 (40) 및 상기 냉각 채널 (25) 의 제 2 단부 (25b) 에 제공된 제 2 개구 (42) 를 갖는, 상기 냉각 채널 (25)
을 포함하는, 상기 건식 변압기 (1),
- 상기 건식 변압기 (1) 용의 하우징 (50),
- 상기 하우징 (50) 으로부터 열을 발산하도록 되어 있는 열교환기 (60), 및
- 상기 냉각 채널 (25) 에 냉각 유동을 제공하기 위해 상기 하우징 (50) 에 배치된 유동 발생 장치 (30) 로서, 상기 유동 발생 장치 (30) 는 상기 열교환기 (60) 에 연결되는, 상기 유동 발생 장치 (30)
를 포함하는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 1 항에 있어서,
상기 유동 발생 장치 (30) 는 상기 건식 변압기 (1) 아래에 배치된 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 을 포함하고, 상기 제 1 유동 발생 유닛 (30a) 은 제 1 파이프 (36a) 를 통해 상기 열교환기 (60) 의 저온 부분 (60L) 에 연결되는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유동 발생 장치 (30) 는 상기 건식 변압기 (1) 위에 배치된 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 을 포함하고, 상기 제 2 유동 발생 유닛 (30b) 은 제 2 파이프 (36b) 를 통해 상기 열교환기 (60) 의 고온 부분 (60H) 에 연결되는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 발생 장치 (30) 는 제 1 유동 개구 (37a) 및 제 2 유동 개구 (37b) 를 포함하고, 상기 제 1 유동 개구 (37a) 는 상기 제 2 유동 개구 (37b) 보다도 상기 건식 변압기 (1) 의 상기 코어 (10) 의 반대측에 배치되는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 채널 (25) 에서의 냉각 유동을 향상시키기 위해 상기 유동 발생 장치 (30) 에 의해 발생된 유동을 안내하는 유동 안내 장치 (31) 를 더 포함하는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 5 항에 있어서,
상기 유동 안내 장치는 상기 유동 발생 장치 (30) 의 인클로저이고, 상기 인클로저는 상기 냉각 채널 (25) 을 향하는 개구를 갖는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 와인딩 보디 (14) 는 상기 레그 (11) 의 길이방향으로 개별적으로 배치된 2 개의 와인딩 보디 세그먼트 (70, 75) 를 포함하고, 각각의 와인딩 보디 세그먼트는 내부 부분 (15, 15a) 및 외부 부분 (20, 20a) 을 갖고, 그 사이에는 세그먼트 냉각 채널 (25a, 25b) 이 제공되고, 상기 유동 발생 장치는 2 개의 상기 와인딩 보디 세그먼트 (70, 75) 사이에 배치된 제 3 유동 발생 유닛 (30c) 을 포함하는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 발생 장치 (30) 는 팬, 크로스-유동 팬, 펌프 및 압력 챔버 (34) 로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함하는, 변압기 냉각 시스템 (100).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 건식 변압기 (1) 는 제 1 항 또는 제 7 항에 따른 3 개의 레그 (11a, 11b, 11c) 및 3 개의 와인딩 (14a, 14b, 14c) 을 포함하는 3상 변압기인, 변압기 냉각 시스템 (100).
- 제 1 건식 변압기 (1a) 및 제 2 건식 변압기 (1b) 로서,
레그 (11) 를 포함하는 코어 (10),
상기 레그 (11) 주위에 배치된 와인딩 보디 (14),
상기 와인딩 보디 (14) 의 길이방향 축선의 방향으로 연장되는 냉각 채널 (25) 로서, 상기 냉각 채널 (25) 은 상기 와인딩 보디 (14) 의 내부 부분 (15) 과 상기 와인딩 보디 (14) 의 외부 부분 (20) 사이에 배치되고, 상기 냉각 채널 (25) 은 상기 냉각 채널의 제 1 단부에 제 공된 제 1 개구 (40) 및 상기 냉각 채널의 제 2 단부에 제공된 제 2 개구 (42) 를 갖는, 상기 냉각 채널 (25)
을 각각 포함하는, 상기 제 1 건식 변압기 (1a) 및 상기 제 2 건식 변압기 (1b),
- 상기 제 1 건식 변압기 (1a) 를 위한 제 1 하우징 (51),
- 상기 제 2 건식 변압기 (1b) 를 위한 제 2 하우징 (52),
- 상기 제 1 하우징 (51) 및 상기 제 2 하우징 (52) 과 유체 연통하는 냉각 장치 (80) 로서, 상기 냉각 장치 (80) 는 상기 제 1 하우징 (51) 및 상기 제 2 하우징 (51) 으로부터 열을 발산하도록 되어 있는, 상기 냉각 장치 (80)
를 포함하고,
상기 제 1 건식 변압기 (1a) 의 상기 냉각 채널 (25) 에 냉각 유동을 제공하기 위해 상기 제 1 하우징 (51) 에 제 1 유동 발생 장치 (30A) 가 배치되고, 상기 제 1 유동 발생 장치 (30A) 는 상기 냉각 장치 (80) 에 연결되고,
상기 제 2 건식 변압기 (1b) 의 상기 냉각 채널 (25) 에 냉각 유동을 제공하기 위해 상기 제 2 하우징 (52) 에 제 2 유동 발생 장치 (30B) 가 배치되고, 상기 제 2 유동 발생 장치 (30B) 는 상기 냉각 장치 (80) 에 연결되는, 변압기 설비 (200).
제 10 항에 있어서,
상기 냉각 장치 (80) 는 독립형 열교환기 또는 HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) 시스템, 특히 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 열교환기인, 변압기 설비 (200).
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 유동 발생 장치 (30A) 및/또는 상기 제 2 유동 발생 장치 (30B) 는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 유동 발생 장치 (30) 인, 변압기 설비 (200).