KR20240077473A - Heavy electric machine with cooling system - Google Patents

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KR20240077473A
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조옥래
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주식회사 티알씨일렉트릭
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Abstract

본 발명은 전동기나 변압기와 같은 중전기기의 냉각 구조를 개선한 것이다. 본 발명에 의하면 전동기(electric motor) 및 냉각장치를 포함한다. 그리고 상기 전동기는, 제1 배관라인 및 제2 배관 라인이 연결되고, 상기 냉각장치는, 상기 제1 배관라인을 통해 상기 전동기 내부의 공기를 공급받고, 상기 제2 배관라인을 통해 냉각된 공기를 상기 전동기 내부로 공급하도록 구성된다. 이때 상기 냉각장치는 인버터를 사용하며 온도 자동제어 기능을 가지는 터보 냉각기이다. 이러한 구성에 따르면 기존의 냉각 구조와 비교하더라도 충분한 냉각성능을 제공하면서도, 설치 및 각종 관리, 운영 비용을 절감할 수 있다.The present invention improves the cooling structure of heavy electrical equipment such as electric motors and transformers. According to the present invention, it includes an electric motor and a cooling device. And the electric motor is connected to a first piping line and a second piping line, and the cooling device receives air inside the electric motor through the first piping line and supplies cooled air through the second piping line. It is configured to supply inside the electric motor. At this time, the cooling device is a turbo cooler that uses an inverter and has an automatic temperature control function. According to this configuration, it can provide sufficient cooling performance even compared to existing cooling structures, while reducing installation, management, and operating costs.

Description

냉각장치를 가지는 중전기기{Heavy electric machine with cooling system}Heavy electric machine with cooling system}

본 발명은 중전기기 냉각구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동기나 변압기와 같은 중전기기의 냉각 구조를 개선하여 전체적으로 비용 및 에너지 절감, 관리운영비용 등을 절감할 수 있도록 한 냉각장치를 가지는 중전기기에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling structure for heavy electric equipment, and more specifically, to a heavy electric equipment having a cooling device that improves the cooling structure of heavy electric equipment such as electric motors or transformers to reduce overall cost and energy, management and operation costs, etc. It's about.

중전기기는 전기에너지를 수용자에게 공급하는 전력 인프라에 소요되는 각종 기자재를 말한다. 예를 들면 발전기, 변압기, 전동기 등이 포함될 수 있다. 이러한 중전기기는 발전설비 운영의 중요 기기로 고장 시 발전정지와 같은 중대한 문제를 발생시킬 수 있다. Heavy electrical equipment refers to various equipment used in the power infrastructure that supplies electrical energy to consumers. Examples may include generators, transformers, electric motors, etc. These heavy electric devices are important devices in the operation of power generation facilities, and when they break down, they can cause serious problems such as power generation interruption.

고장 원인 중 하나는 중전기기의 구동에 따른 내부 열을 적절하게 냉각시키지 못하여, 중전기기가 정상 온도범위를 벗어나서 구동되는 경우를 생각할 수 있다. 예를 들면 전동기의 경우 회전자의 구동에 따라 마찰에 의한 열이 발생하는데, 이와 같이 전동기에 열이 발생하면, 온도상승으로 인해 전동기가 원활하게 작동할 수 없는 원인이 되는 것이다.One of the causes of failure may be the failure to properly cool the internal heat resulting from the operation of heavy electric equipment, causing the heavy electric equipment to be driven outside the normal temperature range. For example, in the case of an electric motor, heat is generated due to friction as the rotor is driven. When heat is generated in the motor, the temperature rises, causing the electric motor to not operate smoothly.

따라서 전동기와 변압기와 같은 중전기기는 정상적인 작동을 위하여 적정 온도를 유지하도록 하는 냉각구조가 포함된다. 그러나 중전기기에 마련된 종래 냉각구조는 전동기의 경우 쿨링 타워(cooling tower) 및 이를 구동시키기 위한 구성들이 필요하며, 변압기는 냉각 팬, 라디에이터 등과 같은 구성들이 절대적으로 필요했다. 그만큼 전체적인 비용 증가로 이어지는 단점이 있다.Therefore, heavy electrical equipment such as electric motors and transformers include a cooling structure to maintain an appropriate temperature for normal operation. However, the conventional cooling structure provided in heavy electric equipment requires a cooling tower and components to drive it for electric motors, and components such as cooling fans and radiators are absolutely necessary for transformers. This has the disadvantage of increasing overall costs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 쿨링 타워나 라디에이터, 냉각 팬 등의 구성들을 포함시키지 않더라도 충분한 냉각 효과를 제공할 수 있도록 하는 중전기기를 제공하는 것이다.The present invention was developed to solve the above problems, and provides a heavy electric equipment that can provide a sufficient cooling effect even without including components such as existing cooling towers, radiators, and cooling fans.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각장치를 가지는 중전기기는, 전동기(electric motor) 및 냉각장치를 포함하고, 상기 전동기는, 제1 배관라인 및 제2 배관 라인이 연결되고, 상기 냉각장치는, 상기 제1 배관라인을 통해 상기 전동기 내부의 공기를 공급받고, 상기 제2 배관라인을 통해 냉각된 공기를 상기 전동기 내부로 공급하며, 상기 냉각장치는 공기 냉각을 위해 구동모터의 구동력을 제어하기 위해 인버터를 사용하며, 공급받은 전동기 내부의 공기가 소정 온도 이하가 되도록 온도 자동제어 기능을 가지는 터보 냉각기인 것을 특징으로 한다.A heavy electric machine having a cooling device according to an embodiment of the present invention for achieving this purpose includes an electric motor and a cooling device, and the electric motor is connected to a first piping line and a second piping line. , the cooling device receives air inside the electric motor through the first piping line and supplies cooled air into the electric motor through the second piping line, and the cooling device operates the drive motor for air cooling. It uses an inverter to control the driving force, and is characterized as a turbo cooler with an automatic temperature control function so that the air inside the supplied electric motor is below a predetermined temperature.

실시 예에서 상기 터보 냉각기는, 상기 전동기의 내부의 뜨거워진 공기를 배관을 통해 공급받아 냉각하고, 열이 낮아진 공기를 다시 상기 전동기 측으로 공급하는 구성을 제공한다. In an embodiment, the turbo cooler provides a configuration that receives heated air inside the electric motor through a pipe, cools it, and supplies air with reduced heat back to the electric motor.

실시 예에서 상기 터보 냉각기는 저압의 냉매를 흡입하여 고압의 냉매로 압축하는 압축기와, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 포함되어 냉동 사이클을 형성할 수 있다.In an embodiment, the turbo cooler may include a compressor that sucks low-pressure refrigerant and compresses it into high-pressure refrigerant, a condenser, an expansion valve, and an evaporator to form a refrigeration cycle.

상기 제1 배관라인 및 제2 배관라인의 일단에는 공기의 원활한 이송을 위한 팬이 각각 설치된다.Fans for smooth transfer of air are installed at one end of the first pipe line and the second pipe line, respectively.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 개선된 냉각장치를 가지는 중전기기는, 변압기(electric transformer) 및 오일 순환용 터보 냉각기를 포함하고, 상기 변압기는, 오일 토출구 및 오일 인입구가 형성된 변압기 프레임을 포함하고, 상기 오일 순환용 터보 냉각기는 상기 오일 토출구 및 오일 인입구와 연결되는 오일 순환라인; 및 상기 오일 순환라인을 따라 이동하는 오일을 냉각하는 냉각모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 냉각모듈은 상기 오일 순환라인측에 인접하게 설치되어서 오일 순환라인을 따라 이동하는 오일과 열교환한다.A heavy electric machine having an improved cooling device according to another embodiment of the present invention includes an electric transformer and a turbo cooler for oil circulation, wherein the transformer includes a transformer frame on which an oil outlet and an oil inlet are formed, The turbo cooler for oil circulation includes an oil circulation line connected to the oil discharge port and the oil inlet port; and a cooling module that cools the oil moving along the oil circulation line. Here, the cooling module is installed adjacent to the oil circulation line and exchanges heat with oil moving along the oil circulation line.

상기 변압기에서 발생하는 가스 및 오일 온도를 감지하는 센서들; 및 상기 감지된 가스 종류 및 양, 오일 온도에 따라 변압기 및 오일 순환용 터보 냉각기의 구동을 제어하는 무인 운전 시스템을 더 포함하고, 상기 무인 운전 시스템은 원격 제어가 가능하도록 구성된다.Sensors that detect gas and oil temperatures generated in the transformer; and an unmanned operation system that controls the operation of the transformer and the turbo cooler for oil circulation according to the sensed type and amount of gas and oil temperature, and the unmanned operation system is configured to enable remote control.

이와 같은 본 발명에 따르면, 전동기나 변압기와 같은 중전기기의 냉각방식을 고속 터보 냉각기를 사용하는 방식으로 개선하였다. 따라서 종래 전동기의 경우 반드시 설치되어야만 했던 쿨링 타워 및 쿨링 타워와 연결해야 하는 배관라인, 그리고 배관라인을 통해 물의 순환을 위한 펌프나 구동장치 등의 구성을 제거할 수 있다. 또 변압기의 경우 라디에이터 및 이를 냉각하기 위한 냉각팬의 구성을 제거할 수 있다. According to the present invention, the cooling method of heavy electric equipment such as electric motors and transformers has been improved by using a high-speed turbo cooler. Therefore, in the case of a conventional electric motor, the cooling tower that must be installed, the piping line that must be connected to the cooling tower, and the pump or driving device for circulating water through the piping line can be eliminated. Also, in the case of a transformer, the radiator and cooling fan for cooling it can be removed.

따라서 본 발명에 따르면 전체적으로 중전기기의 종래 냉각설비와 비교하더라고 동일 또는 그 이상의 냉각 성능을 제공하면서도 중전기기의 사이즈를 줄일 수 있음은 물론 설치 비용이 운영비용을 효율적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, compared to conventional cooling facilities for heavy electric equipment as a whole, it is possible to reduce the size of heavy electric equipment while providing the same or better cooling performance, and has the effect of efficiently reducing installation costs and operating costs.

도 1은 종래 기술에 따른 전동기 및 전동기 냉각구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 중전기기의 실시 예에 따라 냉각장치가 적용된 전동기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 변압기 및 변압기 냉각구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 중전기기의 실시 예에 따라 냉각장치가 적용된 변압기의 구성을 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a diagram showing an electric motor and an electric motor cooling structure according to the prior art.
Figure 2 is a diagram showing the configuration of an electric motor to which a cooling device is applied according to an embodiment of the heavy electric equipment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a transformer and a transformer cooling structure according to the prior art.
Figure 4 is a diagram showing the configuration of a transformer to which a cooling device is applied according to an embodiment of the heavy electric equipment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can be modified in various ways and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

공간적으로 상대적인 용어인 아래(below, beneath, lower), 위(above, upper) 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관 관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 아래(below, beneath)로 기술된 소자는 다른 소자의 위(above, upper)에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 아래는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as below, beneath, lower, above, upper, etc. facilitate the correlation between one element or component and other elements or components as shown in the drawing. It can be used to describe. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of the element during use or operation in addition to the direction shown in the drawings. For example, when an element shown in a drawing is turned over, an element described as below (below, beneath) another element may be placed above (upper) the other element. Accordingly, the illustrative term below may include both downward and upward directions. Elements can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

본 발명에서 사용되는 “부” 또는 “부분” 등의 일부분을 나타내는 표현은 해당 구성요소가 특정 기능을 포함할 수 있는 장치, 특정 기능을 포함할 수 있는 소프트웨어, 또는 특정 기능을 포함할 수 있는 장치 및 소프트웨어의 결합을 나타낼 수 있음을 의미하나, 꼭 표현된 기능에 한정된다고 할 수는 없으며, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As used in the present invention, expressions indicating a part such as “part” or “part” mean that the corresponding component is a device that can include a specific function, software that can include a specific function, or a device that can include a specific function. It means that it can represent a combination of and software, but it cannot be said that it is necessarily limited to the expressed functions. This is only provided to help a more general understanding of the present invention, and is provided to those with ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible from this description.

또한, 본 발명에서 사용되는 모든 전기 신호들은 일 예시로서, 본 발명의 회로에 반전기 등을 추가적으로 구비하는 경우 이하 설명될 모든 전기 신호들의 부호가 반대로 바뀔 수 있음을 유의해야 한다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 신호의 방향에 한정되지 않는다.In addition, it should be noted that all electrical signals used in the present invention are examples, and if an inverter or the like is additionally provided in the circuit of the present invention, the signs of all electrical signals to be described below may be reversed. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the direction of the signal.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all things that are equivalent or equivalent to the scope of this patent claim shall fall within the scope of the spirit of the present invention. .

본 발명은 중전기기의 냉각 구조를 변경하여, 종래기술보다 다양한 작용효과를 제안하고 있는 바, 본 발명은 중전기기 중 전동기 및 변압기를 종래 냉각 구조와 비교하면서 살펴보도록 한다.The present invention changes the cooling structure of heavy electric equipment and proposes more diverse effects than the prior art. Therefore, the present invention will be examined by comparing electric motors and transformers among heavy electric equipment with the conventional cooling structure.

이하에서는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 전동기 및 전동기 냉각구조를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing an electric motor and an electric motor cooling structure according to the prior art.

전동기는 회전자의 구동에 따른 마찰 열이 발생하는데, 마찰 열로 인해 전동기 내부 온도가 상승하는 것을 냉각해줄 필요가 있다. 전동기의 냉각구조의 예로 수냉식 냉각기를 이용한 방식이 있다. Electric motors generate frictional heat as the rotor drives, and it is necessary to cool the internal temperature of the electric motor as it rises due to frictional heat. An example of a cooling structure for an electric motor is a method using a water-cooled cooler.

도 1에 도시한 바와 같이 수냉식 냉각 방식은 전동기(100)를 포함하고, 전동기(100)를 냉각시키기 위하여 쿨링 타워(Cooling tower)(110), 펌프(120) 등이 구성된다. 이러한 수냉식 냉각 구조는 쿨링 타워(110)에서 냉각된 물(냉각수)은 파이프라인을 통해 전동기(100)로 공급하여 순환시키고, 전동기(100)에서 데워진 물은 다시 쿨링 타워(110)로 회수하여 다시 냉각시키는 방식이다.As shown in FIG. 1, the water-cooled cooling method includes an electric motor 100, and a cooling tower 110, a pump 120, etc. are configured to cool the electric motor 100. In this water-cooled cooling structure, the water (cooling water) cooled in the cooling tower 110 is supplied to the electric motor 100 through a pipeline and circulated, and the water heated in the electric motor 100 is returned to the cooling tower 110 and recycled again. It is a cooling method.

그러나 수냉식 냉각 구조는 이처럼 물을 냉각하기 위하여 쿨링 타워(110)가 반드시 필요하며, 전동기(100)와의 배관라인(130), 배관라인(130)을 통한 물의 순환을 위해 펌프(120) 등이 설치되어야 한다. 이처럼 수냉식 냉각구조는 설비비 및 관리비 등이 발생하는 고비용 구조로 운영되는 단점이 있다. However, the water-cooled cooling structure requires a cooling tower 110 to cool the water, and a piping line 130 with the electric motor 100 and a pump 120 are installed to circulate water through the piping line 130. It has to be. As such, the water-cooled cooling structure has the disadvantage of being operated in a high-cost structure that incurs equipment costs and management costs.

도 2는 본 발명의 중전기기의 실시 예에 따라 냉각장치가 채용된 전동기의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the configuration of an electric motor employing a cooling device according to an embodiment of the heavy electric equipment of the present invention.

도 2를 보면, 전동기(200) 및 전동기(200)와 연결된 터보 냉각기(210)를 포함한다. 전동기(200)는 전동기 프레임 내에 설치되고, 터보 냉각기(210)는 전동기(200)와 배관라인(220a, 220b)으로 연결된다. 전동기(200)와 터보 냉각기(210)는 근접하게 설치해도 되기 때문에, 배관라인(220a, 220b)의 전체 길이는 종래보다 훨씬 짧게 구성할 수 있다. 하나의 대형 프레임을 구성하고 전동(200)와 터보 냉각기(210)를 함께 설치할 수도 있다.Referring to Figure 2, it includes an electric motor 200 and a turbo cooler 210 connected to the electric motor 200. The electric motor 200 is installed within the electric motor frame, and the turbo cooler 210 is connected to the electric motor 200 through piping lines 220a and 220b. Since the electric motor 200 and the turbo cooler 210 can be installed close to each other, the total length of the piping lines 220a and 220b can be made much shorter than before. It is also possible to construct one large frame and install the electric drive (200) and turbo cooler (210) together.

전동기(200)는 고정자와 회전자의 전자기적인 상호작용에 의해서 회전자가 회전하도록 함으로써 회전력을 발생시키고 전달하는 장치이다. The electric motor 200 is a device that generates and transmits rotational force by causing the rotor to rotate through electromagnetic interaction between the stator and the rotor.

터보 냉각기(210)는 전동기(200) 내부의 뜨거워진 공기를 냉각하기 위한 구성이다. 터보 냉각기(210)는 전동기(200)의 내부의 뜨거워진 공기를 배관(220a, 220b)을 통해 공급받아 냉각하고, 열이 낮아진 공기를 다시 전동기(200) 측으로 공급한다. 본 실시 예의 터보 냉각기(210)는 인버터가 사용되며, 온도 자동제어기능을 가진다. The turbo cooler 210 is configured to cool the hot air inside the electric motor 200. The turbo cooler 210 receives heated air inside the electric motor 200 through pipes 220a and 220b, cools it, and supplies air with reduced heat back to the electric motor 200. The turbo cooler 210 of this embodiment uses an inverter and has an automatic temperature control function.

도면에 도시하지 않았지만 터보 냉각기(210)는 저압의 냉매를 흡입하여 고압의 냉매로 압축하는 압축기와, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 포함되어 냉동 사이클을 형성한다. 또한 구동모터의 구동력에 의하여 회전하여 냉매를 압축하는 하나 또는 그 이상의 임펠러, 디퓨저 및 상기 임펠러가 수용되는 하우징 등이 포함될 수 있다. 그리고 터보 냉각기(210)에는 회전력을 발생시키는 터보 모터 및, 상기 터보 모터의 일측부에 연결되고, 상기 터보 모터의 회전력에 의해 회전하는 냉동기용 팬이 설치된다. Although not shown in the drawing, the turbo cooler 210 includes a compressor that sucks low-pressure refrigerant and compresses it into high-pressure refrigerant, a condenser, an expansion valve, and an evaporator to form a refrigeration cycle. In addition, one or more impellers that rotate by the driving force of the drive motor to compress the refrigerant, a diffuser, and a housing in which the impellers are accommodated may be included. And the turbo cooler 210 is installed with a turbo motor that generates rotational force, and a refrigerator fan that is connected to one side of the turbo motor and rotates by the rotational force of the turbo motor.

전동기(200)와 터보 냉각기(210)를 연결하는 배관라인은 제1 배관라인(220a)과 제2 배관라인(220b)을 포함한다. 제1 배관라인(220a)은 전동기(200)의 뜨거워진 공기를 터보 냉각기(210)로 공급하는 배관라인이고, 제2 배관라인(220b)은 냉각된 공기를 다시 전동기(200)로 공급하는 배관라인이다. 제1 배관라인(220a)과 제2 배관라인(220b)에는 공기의 원활한 이송을 위해 일단에 팬이 설치될 수 있다. The piping line connecting the electric motor 200 and the turbo cooler 210 includes a first piping line 220a and a second piping line 220b. The first piping line 220a is a piping line that supplies heated air from the electric motor 200 to the turbo cooler 210, and the second piping line 220b is a piping line that supplies cooled air back to the electric motor 200. It's a line. A fan may be installed at one end of the first pipe line 220a and the second pipe line 220b to ensure smooth transfer of air.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 전동기(200)의 구동에 따라 내부의 뜨거워진 열은 제1 배관라인(220a)을 따라 터보 냉각기(210)로 공급될 것이다. 그리고 터보 냉각기(210)는 이를 소정 온도 이하로 냉각시킨 다음 다시 전동기(200)로 공급하게 될 것이다. 따라서 전동기(200) 내부는 항상 일정한 온도를 유지할 수 있어 전동기(200)는 항상 최적 조건에서 구동될 수 있다.According to the present invention configured as described above, as the electric motor 200 is driven, internal heat will be supplied to the turbo cooler 210 along the first piping line 220a. Then, the turbo cooler 210 cools it to a predetermined temperature or lower and then supplies it to the electric motor 200 again. Therefore, the inside of the electric motor 200 can always maintain a constant temperature, so the electric motor 200 can always be driven under optimal conditions.

이처럼 본 발명에 따르면 전동기(200)와 터보 냉각기(210)가 포함된 냉각 구조에 따르면, 쿨링 타워가 필요하지 않으며, 냉각수를 순환시키기 위한 구성(즉 펌프 등)도 필요하지 않고 이에 따른 비용이 발생하지 않게 된다. 그리고 설치 장소도 작게 할 수 있다. 종래 전동기의 냉각 구조와 비교하면 구조를 단순화할 수 있어 전체적으로 제조, 관리, 운영비용 등을 절감할 수 있게 된다. In this way, according to the present invention, according to the cooling structure including the electric motor 200 and the turbo cooler 210, a cooling tower is not required, and a structure for circulating coolant (i.e., a pump, etc.) is not required and costs are incurred accordingly. won't do it. And the installation space can be made smaller. Compared to the cooling structure of a conventional electric motor, the structure can be simplified, thereby reducing overall manufacturing, management, and operating costs.

도 3은 종래 기술에 따른 변압기 및 변압기 냉각구조를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing a transformer and a transformer cooling structure according to the prior art.

도 3에 도시한 바와 같이 냉각 구조를 살펴보면, 변압기(300) 및 변압기(300)의 오일 냉각을 위해 양쪽에 라디에이터(310)가 설치된다. 라디에이터(310)에는 냉각 팬(320)이 부착된다. 그래서 라디에이터(310) 사이로 냉각 팬(320)을 구동시켜 자연 냉각으로 오일 온도를 낮추는 방식이다. Looking at the cooling structure as shown in FIG. 3, radiators 310 are installed on both sides of the transformer 300 and the oil of the transformer 300 to cool it. A cooling fan 320 is attached to the radiator 310. Therefore, the cooling fan 320 is driven between the radiators 310 to lower the oil temperature through natural cooling.

도 3을 보면, 변압기(300)보다 오일 냉각을 위한 라디에이터(310)의 구조가 더 크게 구성되고 있음을 확인할 수 있다. 이처럼 종래에는 변압기(300)의 경우 양측에 사이즈가 큰 라디에이터(310)가 설치되어야 한다는 점에서, 변압기(300)의 전체 사이즈가 커지는 문제가 있다. 즉 변압기 자체 구성은 작지만 냉각 구조가 반드시 포함되는 구성이어야 하기 때문에, 실질적으로 변압기(300)의 크기는 커질 수 밖에 없다.Looking at FIG. 3, it can be seen that the structure of the radiator 310 for oil cooling is larger than that of the transformer 300. As such, in the conventional case, large radiators 310 must be installed on both sides of the transformer 300, which causes the problem of increasing the overall size of the transformer 300. In other words, since the transformer itself is small but must include a cooling structure, the size of the transformer 300 has no choice but to become substantially larger.

도 4는 본 발명의 중전기기의 실시 예에 따라 냉각장치가 채용된 변압기의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the configuration of a transformer employing a cooling device according to an embodiment of the heavy electric equipment of the present invention.

변압기(400)는 운전 중 권선의 저항에 따른 줄(joule) 손실, 철심 속의 교번 자속에 따른 히스테리시스 손실, 철심이나 케이스 내에 발생하는 맴돌이 전류 손실 등으로 열이 발생되고, 방열이 불충분하면 온도가 상승해서 절연체의 열화를 가져오기 때문에 변압기 오일을 냉각하기 위한 장치가 필요하다.During operation, the transformer 400 generates heat due to joule loss due to resistance of the winding, hysteresis loss due to alternating magnetic flux in the iron core, and eddy current loss occurring in the iron core or case, and if heat dissipation is insufficient, the temperature rises. This causes deterioration of the insulator, so a device to cool the transformer oil is needed.

도 4에 따른 냉각 구조를 살펴보면, 변압기(400) 및 변압기 프레임(410), 오일 순환용 터보 냉각기(500)를 포함한다. Looking at the cooling structure according to FIG. 4, it includes a transformer 400, a transformer frame 410, and a turbo cooler 500 for oil circulation.

변압기 프레임(410)에는 오일 토출구(420a) 및 오일 인입구(420b)가 형성된다.An oil outlet 420a and an oil inlet 420b are formed in the transformer frame 410.

오일 순환용 터보 냉각기(500)는 오일 토출구(420a) 및 오일 인입구(420b)와 연결되는데, 오일 토출구(420a) 및 오일 인입구(420b)는 오일 순환용 터보 냉각기(500) 내부의 순환라인(510)과 연결된다. 그리고 순환라인(510) 측에는 냉각모듈(520)가 설치된다. 냉각모듈(520)은 순환라인(510)을 따라 이동하는 오일을 냉각시키기 위한 구성이다. The turbo cooler 500 for oil circulation is connected to an oil outlet 420a and an oil inlet 420b. The oil outlet 420a and the oil inlet 420b are connected to a circulation line 510 inside the turbo cooler 500 for oil circulation. ) is connected to. And a cooling module 520 is installed on the circulation line 510 side. The cooling module 520 is configured to cool the oil moving along the circulation line 510.

이러한 구성에 따르면 변압기(400)의 절연과 냉각을 목적으로 사용하는 변압기용 오일은 오일 토출구(420a)을 통해 오일 순환용 터보 냉각기(500)로 전달되고, 그러면 오일 순환용 터보 냉각기(500)의 순환라인(510)을 따라 흐르면서 냉각모듈(520)에 의해 냉각된다. 그리고 냉각된 변압기용 오일은 오일 인입구(420b)를 통해 다시 변압기(400)로 공급된다. According to this configuration, the transformer oil used for the purpose of insulating and cooling the transformer 400 is delivered to the oil circulation turbo cooler 500 through the oil discharge port 420a, and then the oil circulation turbo cooler 500 It flows along the circulation line 510 and is cooled by the cooling module 520. Then, the cooled transformer oil is supplied back to the transformer 400 through the oil inlet 420b.

이와 같이 오일 순환용 터보 냉각기(500)가 변압기 오일을 냉각한 후 다시 변압기(400)로 공급할 수 있어, 기존의 라디에이터 및 냉각 팬의 기능을 수행하는 것이다. 따라서 본 실시 예에 따르면 라디에이터 및 냉각 팬을 제거할 수 있어, 전체 사이즈를 줄일 수 있다.In this way, the oil circulation turbo cooler 500 can cool the transformer oil and then supply it back to the transformer 400, thereby performing the functions of a conventional radiator and cooling fan. Therefore, according to this embodiment, the radiator and cooling fan can be removed, thereby reducing the overall size.

한편 본 발명의 냉각장치가 적용된 변압기 구성에서는 센서(430) 및 무인 운전 시스템(600)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the transformer configuration to which the cooling device of the present invention is applied may include a sensor 430 and an unmanned operation system 600.

센서(430)은 가스 감지 센서가 오일 온도 측정 센서일 수 있다. 가스 감지를 위한 센서인 경우 변압기 프레임(410) 내부에 설치되어 변압기(400)에서 발생하는 각종 가스를 자동 탐지하며, 오일 온도 측정을 위한 센서인 경우 변압기(400)용 오일 온도를 측정한다. 그리고 무인 운전 시스템(600)은 센서(430)들의 센싱 값을 전달받고 변압기(400)나 오일 순환용 터보 냉각기(500)의 운전을 제어한다. 무인 운전 시스템(600)은 원격지에서 관리자가 제어할 수 있도록 유/무선 통신수단 등을 포함한다. The sensor 430 may be a gas detection sensor or an oil temperature measurement sensor. In the case of a sensor for gas detection, it is installed inside the transformer frame 410 to automatically detect various gases generated in the transformer 400, and in the case of a sensor for oil temperature measurement, it measures the oil temperature for the transformer 400. And the unmanned operation system 600 receives sensing values from the sensors 430 and controls the operation of the transformer 400 or the turbo cooler 500 for oil circulation. The unmanned driving system 600 includes wired/wireless communication means so that an administrator can control it from a remote location.

이와 같이 변압기에 오일 순환용 터보 냉각기를 부착함으로써, 기존보다 변압기 크기를 1/3정도로 줄일 수 있고 무게도 경감시킬 수 있다. By attaching a turbo cooler for oil circulation to the transformer, the size of the transformer can be reduced to about 1/3 and the weight can be reduced.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention is described with reference to the illustrated embodiments, but these are merely illustrative examples, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the gist and scope of the present invention. It will be apparent that variations, modifications, and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.

100: 전동기
210: 터보 냉각기
220a, 220b: 제1 배관라인, 제2 배관라인
400: 변압기
410: 변압기 프레임
420a: 오일 토출구
420b: 오일 인입구
430: 센서
500: 오일 순환용 터보 냉각기
510: 순환라인
520: 냉각모듈
600: 무인 운전 시스템
100: electric motor
210: turbo cooler
220a, 220b: 1st pipe line, 2nd pipe line
400: Transformer
410: Transformer frame
420a: Oil outlet
420b: Oil inlet
430: sensor
500: Turbo cooler for oil circulation
510: circulation line
520: Cooling module
600: Unmanned driving system

Claims (2)

전기에너지를 수용자에게 공급하는 전력 인프라에 소요되는 중전기기인 변압기(electric transformer) 및 상기 변압기를 냉각하기 위한 오일 순환용 터보 냉각기를 포함하고,
상기 변압기는, 오일 토출구 및 오일 인입구가 형성된 변압기 프레임을 포함하고,
상기 오일 순환용 터보 냉각기는 상기 오일 토출구 및 오일 인입구와 연결되는 오일 순환라인; 및 상기 오일 순환라인을 따라 이동하는 오일을 냉각하는 냉각모듈을 포함하여 구성되며,
상기 냉각모듈은 상기 오일 순환라인 측에 설치되어 상기 오일 순환라인을 따라 이동하는 오일과 열교환하도록 하여,
라디에이터 및 냉각 팬의 기능을 수행하는 상기 오일 순환용 터보 냉각기가 상기 변압기의 오일을 냉각하는 냉각구조를 적용함으로써,
상기 변압기 및 변압기의 오일 냉각을 위해 설치된 상기 라디에이터 및 냉각 팬을 제거하는 것을 특징으로 하는 냉각장치를 가지는 중전기기.
Heavy electrical equipment used in power infrastructure that supplies electrical energy to recipients It includes a transformer (electric transformer) and a turbo cooler for oil circulation to cool the transformer,
The transformer includes a transformer frame formed with an oil outlet and an oil inlet,
The oil circulation turbo cooler includes an oil circulation line connected to the oil discharge port and the oil inlet port; and a cooling module that cools the oil moving along the oil circulation line,
The cooling module is installed on the oil circulation line side to exchange heat with oil moving along the oil circulation line,
By applying a cooling structure in which the oil circulation turbo cooler, which functions as a radiator and cooling fan, cools the oil of the transformer,
Heavy electric equipment having a cooling device, characterized in that the radiator and cooling fan installed to cool the transformer and the oil of the transformer are removed.
제1 항에 있어서,
상기 변압기에서 발생하는 가스 및 오일 온도를 감지하는 센서들; 및
상기 감지된 가스 종류 및 양, 오일 온도에 따라 변압기 및 오일 순환용 터보 냉각기의 구동을 제어하는 무인 운전 시스템을 더 포함하고,
상기 무인 운전 시스템은 원격 제어가 가능하도록 구성되는 냉각장치를 가지는 중전기기.
According to claim 1,
Sensors that detect gas and oil temperatures generated in the transformer; and
It further includes an unmanned operation system that controls the operation of the transformer and the turbo cooler for oil circulation according to the detected type and amount of gas and oil temperature,
The unmanned driving system is a heavy electrical equipment having a cooling device configured to enable remote control.
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