전력 변압기 기본 사항

1. 2. 권선 방식에 따른 분류

2. (1) 이중권선 변압기: 승압 변압기, 강압 변압기, 공장 변압기 등에 사용됩니다.

3. (2) 3권선 변압기: 강압 변압기, 연계 변압기 등에 사용됩니다.

4. (3) 자체결합 변압기: 강압 변압기, 연결 변압기 등에 사용됩니다.

5. (4) 분할 변압기: 축 분할형과 방사 분할형의 두 가지 유형이 있으며, 이는 공장 변압기와 시동 변압기에 사용됩니다.

7. 3. 구조에 따른 분류

8. (1) 단상 변압기: 330~1000kV 변압기에 사용됨.

9. (2) 삼상 변압기: 10~500kV 변압기에 사용됨.

10. (3) 결합 변압기: 변압기가 여러 부분으로 나뉘어져 현장에 도착한 후 결합되며 교통이 불편한 지역에서 사용됩니다.

12. 4. 냉각 방법에 따른 분류

13. (1) 유입식 변압기: 10~1000kV 변압기에 사용됨.

14. (2) 건식 변압기: 10~110kV 변압기에 사용됨.

15. (3) SF6 변압기: 현재 110kV 변압기에 사용됩니다.

17. 5. 전력 변압기 모형

19. (1) 모델에 있는 글자의 의미

21. D—단상 F—유침 공냉식

22. O—자체 P—강제 오일 순환

23. S—삼상 또는 3코일 J—유침식 자냉식

24. Z—부하 시 전압 조정기 L—알루미늄 코일

26. * 구리 코일 및 이중 코일에는 기호를 추가할 필요가 없습니다.

28. (2) 예시

30. SFPSL—120000/110: 110kV, 120MVA 3상 3코일 강제유동 공랭식 알루미늄 코일 변압기

32. OSFPSZ—240000/330: 330kV, 240MVA 3상 3코일 부하 시 전압 조정 강제유동 공랭식 자결합 변압기

둘째, 전력 변압기의 코일

코일은 전력 변압기에서 가장 중요하고 복잡한 부분입니다. 구리(또는 알루미늄) 선으로 만들어지며 특수 절연 부품으로 구성됩니다.

1. 나선형 코일

나선형 코일의 주된 특징은 평행선 수가 많고, 전선 다발이 나선형으로 감겨 있으며, 한 다발이 코일 한 바퀴를 이룬다는 점입니다. 나선형 코일은 기계적 안정성이 우수하고, 방열 성능이 뛰어나며, 제작 품질이 우수하여 변압기의 저전압 고전류 코일에 널리 사용됩니다.

나선형 코일은 전류의 크기에 따라 단일 나선, 이중 나선, 사중 나선의 세 가지 구조로 감을 수 있다.

2. 연속 코일

코일이 축 방향을 따라 분포된 여러 개의 전선 조각으로 구성되고 서로 용접할 필요가 없을 때, 이를 연속 코일이라고 합니다.

연속 코일은 끝단 지지면적이 넓고, 축 방향 하중이 크며, 단락 저항이 강하고, 각 선분마다 방열 용량이 크다. 이러한 특성으로 인해 전압이나 용량 범위에 관계없이 폭넓게 활용될 수 있다.

3. 엉킨 코일

얽힌 코일은 여러 개의 얽힌 선분(파이)으로 구성됩니다. 모든 선분이 얽힌 코일을 완전 얽힘 코일이라고 하며, 220kV 이상의 변압기에 널리 사용됩니다. 얽힌 선분(케이크)의 일부와 끊어지지 않은 선분의 일부가 결합된 코일을 얽힌 연속 코일이라고 하며, 66kV 이상의 변압기에 적용됩니다.

이 방식은 코일의 인접한 권선 사이에 인접하지 않은 권선을 삽입하여 엇갈린 얽힌 선분을 형성하고, 결과적으로 코일의 종방향 정전 용량을 증가시켜 코일의 축 방향 높이를 따라 임펄스 전압의 분포 특성을 개선하므로 다양한 고전압 코일에 널리 사용됩니다.

4. 내부 차폐 코일

내부 차폐 연속 코일은 선로 구간 사이의 직렬 정전 용량을 증가시켜 임펄스 전압 분포를 개선하는 역할을 합니다. 이 코일의 구조적 특징은 추가 커패시터 권선을 연속 선로 구간 내부에 직접 감는다는 점입니다. 커패시터 권선의 양 끝단은 절연체로 감싸서 선로 구간 내에 매달아 놓습니다. 이 커패시터 권선은 전류를 흐르게 하지 않고 임펄스 전압이 가해질 때만 작동합니다.

내부 차폐형 연속 코일은 2단 점퍼, 4단 점퍼, 8단 점퍼 및 분할 연결 구조로 제공됩니다.

셋째, 전력 변압기의 철심

철심 또한 전력 변압기의 중요한 구성 요소입니다. 철심은 투자율이 높은 규소강판을 여러 겹으로 쌓은 후 강철 클립으로 고정하거나 유리 섬유로 묶어 만듭니다.

1. 실리콘 강판

전력 변압기에 사용되는 규소강판은 두께 0.3~0.5mm의 냉간가돌리늄규소강판입니다. 현재 이러한 냉간가돌리늄규소강판을 생산할 수 있는 곳은 우한제철소와 상하이바오스틸뿐입니다. 하지만 대형 변압기용 규소강판은 일본에서 수입해야 합니다.

2. 철심의 구조

(1) 다양한 단상 변압기에 사용되는 단상 2주형 철심.

(2) 고전압 대용량 단상 변압기에 사용되는 단상 섹션 컬럼 측면 요크 코어.

(3) 단상 2열 측면 요크 코어는 고전압 및 초고전압 대용량 단상 변압기에 사용됩니다.

(4) 3상 3기둥은 다양한 3상 변압기에 사용되는 철심이다.

(5) 대용량 3상 변압기용 5주철심.

넷째, 유입식 변압기의 오일 탱크

1. 배럴형 오일 탱크는 주로 다양한 소형 유입식 변압기 및 초대형 유입식 변압기에 사용됩니다.

2. 종 모양 밀폐형 오일 탱크는 110~500kV 유입식 변압기에 널리 사용됩니다.

3. 완전히 밀폐된 오일 탱크는 용접으로 인해 수명이 다할 위기에 처해 있습니다. 최근 몇 년 동안 110kV 이상의 유입식 변압기에만 사용되었습니다.

5. 유입식 변압기의 오일 보존제

변압기 오일 보존기는 두 가지 기능을 합니다. 하나는 오일 탱크 내에서 변압기 오일의 열팽창 및 수축을 위한 공간을 제공하는 것이고, 다른 하나는 변압기 오일을 외부 대기로부터 차단하여 변압기 오일의 노화를 방지하는 것입니다.

1. 캡슐형 오일 보존기는 고무 캡슐을 사용하여 변압기 오일을 외부 대기와 분리하고 변압기 오일의 열팽창 및 수축을 위한 공간을 제공합니다.

2. 다이어프램 오일 보존기는 고무 다이어프램을 사용하여 변압기 오일을 외부 대기와 분리하고 변압기 오일이 팽창 및 수축할 수 있는 공간을 제공합니다.

3. 골형 오일 보존기는 금속 골판으로 구성된 금속 팽창기를 사용하여 변압기 오일을 외부 대기와 분리하고, 변압기 오일이 열팽창 및 수축할 수 있는 공간을 제공합니다. 골형 오일 보존기는 내유형과 외유형의 두 가지 유형으로 나뉘며, 내유형은 성능이 더 우수하지만 부피가 더 큽니다.

6. 유입식 변압기의 냉각 방식

1. 냉각 방법을 나타내는 기호

첫 글자는 O—광물유, K—합성 절연액, L—절연 가스입니다.

두 번째 글자는 다음과 같습니다. N - 자연 대류 순환, F - 강제 오일 순환, D - 강제 가이드 순환.

세 번째 글자: A - 공기, W - 물.

네 번째 글자: N - 자연 대류, F - 강제 순환(선풍기, 펌프).

2. 예시

ONAN—자유냉각

ONAF - 공랭식

OFAF—강제 오일 순환 공기 냉각

ODAF(강제 오일 순환 유도 냉각)

7번, 변압기 부싱

1. 40kV 이하의 순수 자기 절연 부싱

이러한 종류의 케이스는 가이드 로드형과 케이블형의 두 가지 구조가 있습니다. 가이드 로드형은 변압기의 저전압 부싱에 사용되고, 케이블 관통형은 10~20kV 고전압 송전선로에 사용됩니다.

2. 40kV 이하의 고전류 부싱

이러한 부싱은 가이드 로드형과 용량형의 두 가지 구조가 있습니다. 가이드 로드형 순수 세라믹 부싱은 중용량 발전기 변압기의 저전압 권선 출력부에 사용되고, 용량형 부싱은 대형 발전기 변압기의 저전압 권선 출력부에 사용됩니다.

3. 66kV 이상 오일-종이 정전 용량 부싱

이 슬리브의 내부 절연은 절연지와 알루미늄 호일이 교대로 감긴 커패시터 코어로 구성됩니다. 커패시터 코어와 자기 슬리브는 절연유로 채워져 있습니다. 슬리브와 권선 사이의 연결 구조는 가이드 로드형과 케이블형 두 가지 유형이 있습니다. 오일-페이퍼 커패시터 코어는 0.08~0.12mm 두께의 케이블 페이퍼와 0.01mm 두께의 알루미늄 호일이 전도성 튜브에 교대로 감겨 있습니다.

4. 66kV 이상 테이프-페이퍼 정전 용량 부싱

이 슬리브의 내부 절연은 접착지와 알루미늄 호일을 교대로 감아 만든 커패시터 코어입니다. 커패시터 코어와 자기 슬리브에는 절연유가 채워져 있으며, 슬리브 하단부는 자기 슬리브가 필요하지 않습니다. 그러나 이러한 케이스는 tanδ 값이 크고, 접착지가 쉽게 갈라져 부분 방전이 발생할 수 있어 현재 생산이 중단되었습니다.

5. 수지 주조 콘덴서 부싱

이 슬리브의 주 절연체는 절연지와 알루미늄 호일을 교대로 감아 만든 커패시터 코어이며, 외부에 에폭시 수지를 부어 단단한 절연 슬리브를 형성합니다. 이러한 부싱은 오일-가스 부싱으로 사용할 수 있으며, 상부는 GIS 파이프라인에 설치하고 그 사이에 SF6 가스를 채우고, 하부는 변압기 오일에 담급니다.

8. 전력 변압기의 전압 조정 방법

1. 전압 조정 방법

변압기의 전압 조정 방식에는 무여자 전압 조정과 부하 전압 조정 두 가지 유형이 있습니다. 무여자 전압 조정은 변압기가 정지되어 있고 부하가 없을 때 전압을 조정하는 방식입니다. 무여자 전압 조정 장치는 무부하 탭 체인저라고 하며, 부하 전압 조정 장치는 부하 탭 체인저라고 합니다.

2. 부하 시 전압 조절 위치

변압기의 부하 시 전압 조정 방식에는 중성점 전압 조정, 중전압 선로단 전압 조정, 고전압 코일 선로단 전압 조정의 세 가지 유형이 있습니다. 그중 중성점 전압 조정은 구조와 과정이 비교적 간단하여 적용 분야가 다양합니다.

3. 부하 시 전압 조절 스위치

압력 조절 스위치는 밸브 전환기 역할도 합니다. 현재 국내에서 생산되는 부하 시 밸브 전환기의 품질이 충분히 좋지 않아 대부분 수입에 의존하고 있으며, 그중에서도 독일 MR과 스웨덴 ABB 제품이 더 많이 수입되고 있습니다.

9, 변압기 오일

1. 변압기 오일의 구성

변압기 오일은 광물유의 일종으로, 분자량이 서로 다른 여러 탄화수소 분자의 혼합물이며, 주로 알칸, 나프텐 등의 탄화수소 화합물과 소량의 방향족 탄화수소로 구성되어 있습니다.

2. 변압기 오일의 기능 및 등급

변압기 오일은 유입식 변압기의 절연유로 사용됩니다. 변압기 오일은 절연 기능뿐만 아니라 열 방출 기능도 수행합니다.

변압기 오일은 어는점에 따라 25호 오일과 45호 오일로 나뉜다. 25호 오일의 어는점은 영하 25°C이고, 45호 오일의 어는점은 영하 45°C이다.

25호 변압기유는 파라핀계 오일이고, 45호 변압기유는 나프텐계 오일입니다. 과거에는 45호 변압기유를 해외에서 수입해야 했지만, 현재는 신장 카라마이 정유공장에서도 생산할 수 있습니다.

10. 전력 변압기의 제조 공정

전력 변압기는 본체와 부속품으로 구성됩니다. 본체는 코일, 절연 부품, 철심, 탭 체인저, 변압기 오일 및 오일 탱크로 이루어져 있습니다. 변압기 부속품에는 오일 보존기, 냉각기, 부싱, 가스 릴레이, 압력 방출기 및 온도계가 포함됩니다. 이 중 냉각기, 절연 오일, 부싱, 탭 체인저, 가스 릴레이, 압력 방출기 및 온도계는 모두 외부에서 구매합니다. 아래에서는 몇 가지 주요 구성 요소의 제조 공정을 간략하게 소개합니다.

1. 코일 권선: 권선 골격 설치 - 코일 권선 - 전선 용접 - 절연 포장 - 코일 성형 - 코일 테스트.

2. 철심 조립: 실리콘 강판 절단 - 버 제거 - 철심 적층 - 인발판 및 차폐판 설치 - 철심 결속 - 철심 시험 - 철심 클립 설치.

3. 절연 부품 가공: 절연 부품 절단 - 버 제거 - 모서리 경사 가공 - 방습 처리.

4. 연료탱크 및 석유저장탱크 가공: 강판 절단 - 연료탱크 및 석유저장탱크 용접 - 녹 제거 - 샌드블라스팅 - 프라이머 도장 - 도장 - 기계적 강도 시험.

5. 일반 조립: 철심 설치 - 연료탱크 배관 설치 - 코일 설치 - 철제 요크 조립 - 탭 체인저 설치 - 리드선 용접 - 리드선 절연 처리 - 반제품 테스트 - 본체 건조 - 본체 마감 - 연료탱크 조립 - 부속품 조립 - 오일 주입 - 밀봉 테스트 - 고온 오일 순환 - 정적 배치.

11. 전력 변압기 공장 테스트

변압기 공장 시험은 일반(공장) 시험, 형식 시험, 특수 시험의 세 가지 유형으로 나뉩니다. 일반 시험은 변압기가 공장을 떠날 때 모든 변압기에 대해 반드시 수행해야 하는 시험 항목으로, 일반적으로 공장 시험이라고 합니다. 형식 시험은 동일한 제품 유형에서 1~2개의 변압기를 샘플링하여 수행하는 시험 항목입니다. 특수 시험은 사용자가 제안하고 제조업체와 합의된 시험 항목으로 구성됩니다.

1. 고전압 절연 시험의 기본 요구사항 및 규정

변압기 권선은 최고 동작 전압 Um 및 해당 절연 수준에 따라 테스트됩니다. 다음 표는 국가 표준 GB1094.3-2003 "전력 변압기 제3부: 절연 수준, 절연 테스트 및 외부 절연 공극"에 규정된 절연 테스트 항목입니다.

2. 정기 (공장) 테스트 항목

(1) 권선 직류 저항 측정: 모든 탭 단자에서 측정.

(2) 비율 측정: 모든 탭 위치에서 측정합니다.

(3) 배선 그룹 감지: 정격 탭 위치에서 테스트합니다.

(4) 절연저항, 흡수율 및 분극지수 측정: 220kV 이상의 변압기만 분극지수를 측정할 수 있습니다.

(5) 권선 tanδ 및 용량 테스트: 35kV 이상 변압기는 tanδ에 대해 테스트해야 합니다.

(6) 부싱 tanδ 및 정전용량 시험: 66kV 이상의 정전용량 부싱은 tanδ 및 정전용량 시험을 실시해야 합니다.

(7) 변압기 오일 시험: 오일 분석, 절연 강도, tanδ, 크로마토그래피 분석 및 기타 항목, 750kV 이상 변압기의 경우 오일 내 입자 크기도 시험해야 합니다. 또한 오일 화학 분석 및 오일 크로마토그래피 분석은 시험 과정 전체에 걸쳐 반복되었습니다.

(8) 무부하손실 및 무부하전류 측정: 정격전압 배선 하에서 시험을 실시합니다.

(9) 부하손실 및 단락 임피던스 측정: 정격 전압 배선 하에서의 테스트.

(10) 부분방전시험: 방전량은 평가에 사용되지 않고 고전압시험을 수행할 수 있는지 여부를 판단하기 위한 참고자료로만 사용됩니다.

(11) 낙뢰 전파 임펄스 테스트: 220kV 이상, 120MVA 이상 변압기.

(12) 작동 영향 시험: 330kV 이상의 변압기.

(13) 부분 ​​방전 측정을 통한 유도 내전압 시험: 110kV 이상의 변압기.

(14) 저전압 권선 및 중성점의 외부 구조 주파수 내전압 시험.

(15) 부분방출시험: 이 시험은 공장시험값을 평가하는 시험입니다.

(16) 오일 유량의 전기 측정: 330kV 이상의 오일 펌프가 있는 변압기.

(17) 회전유 펌프의 부분방전 시험: 330kV 이상의 오일 펌프가 있는 변압기.

2. 유형 테스트 항목

(1) 온도 상승 시험.

(2) 번개 클리핑파가 테스트되었습니다.

(3) 중성점에서의 번개 전파 충격 시험.

(4) 무선 간섭 시험

3. 특별 시험 항목

(1) 소음 수준 측정.

(2) 3상 변압기의 영순위 임피던스 측정.

(3) 무부하 전류의 고조파 측정.

(4) 팬 모터와 오일 펌프 모터가 흡수하는 전력 측정.

(5) 과도 전압 전달 특성의 측정.

(6) 단락 내성 시험.