03.변압기-3.손실, 효율, 변압기의 정격, 보호장치, 냉각방식, 점검 사항 등
§ 변압기의 손실 및 효율
1. 손실 : 무부하손(무부하시험) + 부하손(단락시험)
(1) 동손(부하손) : 부하를 인가했을 때 생기는 손실
(2) 철손 : 부하에 관계없이 발생하는 손실. 히스테리시스손 + 와류손
2. 변압기 효율
(1) 전부하 효율
(2) 1/m 부하 시 효율
예시)
(3) 최대 효율 조건
① 전부하 시 :
② 1/m 부하 시 :
③ 최대 효율 :
④ 전일 효율 (T시간 운전)
※ 철손은 24시간
§ 변압기의 정격 (정격; 변압기 명판에 기재된 사항)
(1) 변압기 명칭
(2) 적용 규격
(3) 상수
(4) 정격 용량
(5) 정격 주파수
(6) 정격전압 1차,2차 전압
(7) 정격전류 1차,2차 전류
(8) 절연 계급
(9) 기준충격절연강도(=BIL)
(10) %임피던스
(11) 각 변위
(12) 총 중량
(13) 제작 일련번호
(14) 제작일
(16) 제조사명(MAKER)
§ 변압기 보호 장치
1. 전기적인 보호장치
- 비율차동계전기 (87계전기)
2. 기계적인 보호장치
- 부흐홀쯔 계전기, 충격압력계전기(서든프레서), 방압안전장치, 유면계, 유온계
(1) 부흐홀쯔 계전기 : 변압기 내부 고장 검출
① 동작원리 : 변압기 내부 고장시에 발생하는 가스의 부력과 절연유의 유속을 이용하여 변압기의 내부고장을 검출
② 설치 위치 : 변압기 본체와 콘서베이터를 연결하는 파이프 중간에 설치. (=변압기와 콘서베이터 사이에 설치)
(2) 충격압력계전기
- 변압기 내부고장 시 발생하는 분해가스의 압력을 검출하여 차단
- 급격한 압력 상승시 차단, 완만한 압력 상승시 동작X
(3) 방압안전장치
① 개요 : 변압기 상부 카바에 취부되며, 변압기 외함 내의 고장으로 인해 변압기 내부압력이 기준압력 이상으로 상승하면 방압막이 동작하여 변압기 탱크의 폭발 방지.
② 동작원리 : 변압기 외함의 압력이 규정 동작압력 10±1psi(0.7±0.07kg/cm²)을 초과했을 때 PRD가 동작하며, PRD 는 동작 이후 태크 내의 압력이 동작압력 이하로 떨어질 때까지 계속 열려있는다. 탱크 내 압력이 PRD 동작압력 이하로 떨어지면 동작 DISK 등은 별도의 RESET 조치 없이 동작 이전 상태로 복귀하지만, 신호봉 및 경보장치는 직접 RESET 해야한다. RESET 방법은 신호봉을 다시 아래로 밀어 넣고 경보장치는 복귀레버를 누름으로써 경보 접점이 개방되어 RESET완료된다.
(4) 유면계
- 콘서베이터의 절연유 높이를 감시하여 변압기 고장 검출
(5) 유온계
- 절연유의 온도를 감시하여 변압기 고장 검출
§ 변압기 냉각방식
O : Oil (절연유)
A : Air (공기)
W : Water (물)
N : Natural (자연적)
F : Forced (강제로 순환)
IEC표기방식(ANSI표기방식)
| (1) ONAN (OA) | Oil Natural Air Natural | 유입 자냉식 (ex,주상변압기) |
| (2) ONAF (FA) | Oil Natural Air Forced | 유입 풍냉식 |
| (3) ONWF (OW) | Oil Natural Water Forced | 유입 수냉식 |
| (4) OFAF (OFAF) | Oil Forced Air Forced | 송유 풍냉식 |
| (5) OFWF (FOW) | Oil Forced Water Forced | 송유 수냉식 |
암기Tip. 앞글자만 외움. 유입,송유 / 자풍수, 풍수
유 자
풍
수
송 풍
수
§ 주상 변압기 의 점검 및 보호
1. 주상 변압기 설치 전 점검사항
① 절연저항 측정
② 절연유 상태 (유량, 누유 상태)
③ 외관 상태 (부싱 손상유무), 핸드홀 커버 및 볼트 조임 상태
④ Tap Changer 위치 (1차,2차 전압비 확인)
⑤ 변압기 명판 확인
2. 주상 변압기 설치 후 점검사항
① 2차 전압 측정 (더 저압이라 1차전압 측정보다 유리. 2차전압 맞으면 1차:2차 전압비로 1차 판단가능)
② 상 측정
③ 변압기 이상유무 확인
④ 점검 및 측정결과 기록
3. 주상 변압기의 과전류에 대한 보호장치
(1) 1차측 보호설비
① 컷 아웃 스위치 (Cut Out Switch)
② 프라이머리 컷 아웃 스위치 (Primary Cut Out Switch)
(2) 2차측 보호설비
① 캐치 홀더 (Catch Holder)
§ 변압기 점검
1. 절연유 구비조건
① 절연내력 클 것
② 점도 낮고, 냉각 효과 클 것
③ 인화점 높고, 응고점 낮을 것
④ 고온에서 산화하지 않고, 석출물 생기지 않을 것
2. 유입 변압기 주요 보수점검 사항
① 외관 점검 ( 절연유 온도, 이상 소음, 냄새 및 누유여부 점검)
② 절연유 점검 ( 절연유 양, 절연유 절연파괴전압, 산가 및 고유 저항 측정)
③ 접속부위 열화 및 접속 상태 점검
④ 취부품 상태 점검 ( 온도계, 유면계 및 흡습호흡기 등의 상태)
⑤ 권선의 절연저항 측정
⑥ 탭전환장치 내부 점검
⑦ 부싱 점검
3. 변압기 주요 보수점검 사항
① 본체 외부 점검
② 소음 및 진동 점검
③ 절연 저항 측정
④ 변압기 절연유의 절연파괴전압 측정
⑤ 절연유 산가 측정
⑥ 과열 및 오손 점검
⑦ 부싱 점검
⑧ TAP 전환장치 내부 점검
§ 변압기 최초 전원 인가 시 발생하는 소음의 주된 발생원인
① 변압기 하부의 앵커 볼트 조임상태 불량
② 변압기 탭전압보다 높은 전압이 들어오는 경우
③ 변전실 내 및 외함 내에서의 공진 현상
④ 볼트의 조임상태 불량 ( 일부 볼트 느슨해진 경우)
⑤ 변압기 전원 전압이 정격전압보다 높은 경우
⑥ 철심의 찌그러짐
⑦ 변압기 단자에 부스바를 직접 연결한 경우
§ 최근 변압기의 종류
1. H종 건식 변압기
(1) 절연물의 허용 최고 온도가 180[℃] 인 변압기
(2) H종 절연재 사용 (유리 섬유를 내열성 실리콘 계통 절연물을 사용하여 절연)
(3) 절연유를 사용하지 않아 소형, 경량화 및 유지보수 용이
(4) 난연성, 자기소화성으로 화재우려 적고 안전성 우수
(5) 충격파 내량이 약해 서지 등에 대한 대책 필요 (건식 = 기름X = 서지(충격)에 약함)
2. 몰드 변압기
(1) 고압권선과 저압권선을 모두 에폭시 수지로 몰드한 변압기 ( = 기름사용 X)
(2) 몰드변압기 장단점
| 장점 | ① 소형, 경량화 가능 ② 난연성 우수 ③ 절연유 사용하지 않으므로 유지보수 용이 ④ 전력손실 적다 ⑤ 내습, 내진성 양호 ⑥ 단시간 과부하 내량 높다 |
| 단점 | ① 충격파 내전압 낮다 ② 가격이 비싸다 ③ 수지층에 차폐물 없으므로 운전 중 코일 표면과 접촉의 위험이 있다 ④ 옥외설치 및 대용량제작 곤란하다 |
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