변압기(TR)

1. 변압기의 분류와 용도

변압기란 철심과 2개 또는 그 이상의 권선을 가지고 전자유도작용 에 의해 전압 또는 전류를 변성하여 입력측에서 출력측으로 동일한 주파수의 전력을 전달하는 기기인데 동일한 원리와 구조를 갖는 계 기용변성기, 유도전압조정기, 리액터 등 주변기기도 많다.

1) 구조상 분류

분 류	세 목
상수	단상 변압기, 3상 변압기, 3상/단상 변압기 등
내부구조	내철형 변압기, 외철형 변압기
권선의수	2권선 변압기, 3권선 변압기, 단권변압기 등
절연의종류	A종, E종, B종, F종, H종 절연 변압기 등
냉각매체	자냉식 변압기, 수냉식 변압기
냉각방식	자냉식 변압기, 풍냉식 변압기
탭전환방식	부하시 탭 전환 변압기, 무전압 탭 전환 변압기

 

2) 전압, 용량상 분류

변압기의 최고 전격전압에 따라서 초고압 변압기, 특고 변압기, 고 압 변압기, 저압 변압기 등으로 부른다. 용량에 광해서는 대용량 변 압기, 중용량 변압기, 소용량 변압기 등으로 부른다.

 

3) 용도상의 분류

종 류	용 도
전력용변압기	발변전소 또는 배전선에서 전압을 바꾸어 전력을 공급할 목적으로 사용된다. 배전용변압기도 이 일부다.
절연변압기	여러 계통간을 절연할 목적으로 사용된다. 타이 트랜스라고도 한다.
저소음변압기	통상보다 낮은 소음 레벨로 제작된 변압기
이동용변압기	긴급대책용으로서 차량에 적재하여 용이하게 이동시킬 수 있는 변압기로서 간단한 변전설비를 붙인 것.
접지변압기	전력계통에 중성점을 설치하여 직접 또는 적당한 임피던스를 통해 접지할 목적으로 사용된다.
부하시전압조정기	회로의 전압을 조정할 목적으로 사용되고 직렬변압기와 부하시 탭 전환장치를 조합한 장치다.
전기로용변압기	전기로에 전력을 공급하는 변압기로서 전기로의 종류에 따라 종류가 많다. 보통 2차측은 대전류다.
정류기용변압기	정류기, SCR등의 전원변압기로서 정류법에 따라 종류가 많다. 정류기와 일체로 된 것도 있다.
선박용변압기	선박내의 배전에 사용하는 특수한 변압기
방폭형변압기	법규에 준거하여 폭발․가연성 분위기에서 사용되는 변압기로 공공기관의 인정이 있어야 한다.
시동용변압기	대용량 전동기의 시동전류를 제한할 목적으로 사용하는 변압기.
차량용변압기	교류전기차량에서 급전전압을 전동기 회로전압으로 강압하는 변압기로서 경량으로 제작된다.
시험용변압기	주로 고전압 또는 대전류 시험전원으로 사용되는 변압기
정전류변압기	직렬 점등방식 등의 전원에 사용되는 변압기로서 2차 회로와 각 등과의 사이는 포화변압기로 절연된다.
누설변압기	네온관 등의 방전관, 아크용접 등 저항 특성을 갖는 부하에 공급하는 전원에 사용한다.
리액터	변압기는 아니지만 누설 무효전력을 지닐 목적으로 사용되며 직렬, 분로, 중성점리액터 등이 있다.

 

 

2. 소음 레벨(건식변압기의 소음 레벨의 기준 JEM1118(77))

등가용량 (KVA)	소음 레벨 (자냉식)	등가용량 (KVA)	소음 레벨 (풍냉식)
300이하	66	300이하	70
301 ～ 500	68	301 ～ 500	71
501 ～ 700	70	501 ～ 833	73
701 ～ 1000	72	834 ～ 1167	75
1001 ～ 1500	74	1168 ～ 1667	77
1501 ～ 2000	76	1168 ～ 2000	79
2001 ～ 3000	78	2001 ～ 3333	81
3001 ～ 4000	80	3334 ～ 5000	83
4001 ～ 5000	81	5001 ～ 6667	85
		6668 ～ 8333	86

 

 

3. 여러 가지 변압기

1) 몰드 변압기

몰드 변압기(Cast Resin Transformer 또는 Resin Encapsulated

Transfomer)는 권선을 내열, 전기 절연성에 우수한 에폭시 등으로 덮은 건식변압기의 통칭으로, 제법은 권선을 금형에 넣어 수지주형 하는 주형법과 미리 권선 주위에 글래스 클로스 등을 감아서 수지를 함침하는 함침법의 2종류로 대별된다. 몰드 변압기에는 아래의 표와 같이 여러 가지 우수한 특징이 있으므로 빌딩, 지하철도 등 특히 화 재가 우려되는 장소의 전원 변압기에 많이 이용된다. 그러나 사용되 고 있는 수지는 통상전압을 가한 상태에서 자외선에 대하여 수명을 보증할 수 없으므로 옥외에서 사용할 때에는 적당한 큐비클 등에 내 장하여야 한다. 절연의 종류에 에폭시 수지를 사용한 것은 B종 또는 F종이 보통인데 특수한 수지로서 H종도 제작되고 있다. 단자 인출 부의 절연은 기중 연면이고 또한 방열 등의 문제로 고저압 권선 사 이에 가중부분이 존재하기 때문에 제작범위는 공칭전압 33KV 정도 까지 생각할 수 있다.

① 몰드변압기의 특징

㉮ 경화시에 가스 발생이 없고 반응 수축이 작다.

㉯ 내약품성, 내수성, 내열성이 좋다.

㉰ 금속에 대한 접착력이 매우 강하다.

㉱ 권선은 자체 소화성을 갖고 있는 내열성 에폭시수지를 몰드하여 난연성이다.

㉲ 몰드 코일 표면이 에폭시수지로 싸여있어 노출코일 구조의 H종 건식변압기보다 감전 등에 대하여 안전하다.

㉳ H종 건식변압기보다 절연내력이 향상되어 장기간 방치하여도 습 기 등 오손에 의한 절연성능이 변하지 않고 절연물의 경련변화도 없다.

㉴ 고급 방향성 규소강판의 사용과 합리적인 절연설계로 함침실을 콤팩트화하여 무부하 손실의 저감, 저소음화 되어 있다.

㉵ 권선을 고진공에서 몰딩하고 있기 때문에 견고하고 전자기계력, 외부기계력 및 이상 진동 등에 대하여 강한 구조로 되어 있다.

 

2) 건식 변압기

유입변압기에 대해 전기절연유(실리콘유 등 합성유를 포함)를 사용 하지 않는 변압기를 건식변압기라 하며 빌딩이나 특히 화재의 위험 성이 있는 장소에 전원 변압기로서 사용된다. 사용하는 절연물의 종 류에 따라 각종 건식변압기가 있는데 전항의 몰드변압기를 제외하면 경제적인면에서 소용량으로는 B종이, 대용량에서는 H종 건식변압기 가 주류를 이루고 있다. 제작범위는 33KV이하, 거의 10MVA까지로 서 1MVA 이상은 풍냉식이 많다. 최근 더욱 높은 전압의 건식변압 기를 SF6 가스 절연으로 제작하는 경향도 있다.

 

3) 유입 변압기

① 절연유 : 절연과 냉각

② 자냉식 : 방열기의 표면에서 공기의 자연대류에 의한 외부 방열

③ 강제 냉각식 : 유입풍냉식, 송유자냉식, 송유풍냉식, 송유수냉식

 

전원변압기의 설치법

변 압 기 설 비 (필요용량 3MVA의 경우)	사고시의 대응	비 고
3상 1대 (3MVA × 1)	차용할 수 있는 변압기를 찾는다.	가장 경제적
3상 2대 (1.5MVA × 2)	1대로 운전, 중요 부하에만 제한(50%)	부하의 변동이 클 때는 1대로도 운전할 수 있다.
단상 3대 (1MVA × 3)	V결선으로 운전, 중요 부하에만 제한(58%)
단상 4대 (1MVA × 4)	예비기를 운전(100%)

 

 

4. 보수 점검 할 때의 주의

1) 일상의 진단 항목

진단항목	진단의 요점	이상 개소 발견시의 판단과 대책
		내 용	원 인	대 책
운전상황	전압,전류,주파수,역률,주위 온도의 확인과 기록	이상값 지시	계기 불량	수리 또는 교환
			기 타	원인을 규명해 대책강구
변압기 온도	온도의 확인과 기록(부하 상황과 온도 상승을 확인해 판단)	이상 온도 상승	계기 불량	수리 또는 교환
			과부하	부하의 저감, 상간 균등 설비 용량의 증가
			권선 내부 이상	원인을 규명해 대책강구
			기 타	원인을 규명해 대책강구
소리, 진동	이상음 발생의 유무	높은 철심(여자)음	과전압	적정한 탭으로 전환
			SCR을 사용한 부하
		진동, 공진음	설치의 불안정	안정 설치
			공진	공진 조건의 제거
		철심 채터음	볼트, 너트의 이완	죄이기, 규소강판 점검
		방전음	접지 불안정	접지공사를 완전히 한다
			코로나의 발생	원인을 규명해 대책강구
		기타		원인을 규명해 대책강구
외관 점검	단자부, 탭 전환 장치의 이상 유무	과열에 의한 변색	과부하, 이상전류	부하의 저감
			체결부의 이완	죄인다
			접촉면의 불량	연마, 재도금
	철심,코일등의 외관	먼지, 오손		먼지 제거
		수지의균열		원인을 규명해 대책강구
	부품파손, 탈락			수리 또는 교환
	방전자국의 유무	절연물 탄화	이상전압 침입, 발생	원인을 규명해 대책강구
	흡습의 유무		빗물, 물방울 부착	수분 침입 방지
	부식의 유무		특수 가스의 존재	가스 침입 방지

 

 

2) 정기 진단 항목

진단항목	진단의요점	이상개소 발견시의 판단과 대책
		내 용	원 인	대 책
권선 절연물	오손의 유무	먼지 부착		건조한 압축공기(1.0㎏/㎠ 정도)를 내뿜거나 진공청소기로 청소한다
	열화의 유무	절연물의 변색, 균열	국부과열	열화가 현저한 경우에 제작사와 협의하여 처리
			경년열화
		방전흔, 카본	이상전압 침입, 발생
		기타		원인을 규명해 대책강구
	절연 저항의 측정	표 값 이상	흡습	건조 처리한다
			오손	청소한다
			기타	열화 현저시 제작사와 협의 처리
철심	오손, 기타 이상의 유무	먼지 부착		건조한 압축공기(1.0㎏/㎠ 정도)를 내뿜거나 진공청소기로 제거하고 마른천으로 청소한다
		발청, 부식	방청 재료의 열화	소정의 도료로 보수
			유독가스의 존재	가스 침입의 방지
			빗물등의 부착, 결로	방수처리, 습도의 저감
		기타		원인을 규명해 대책강구
인출선, 탭 전환장치, 기타 도전부	체결 개소 이상의 유무	과열에 의한 변색	과부하	부하의 저감
			이완	죄인다
			접촉면의 불량	연마, 재도금
		발청		원인을 규명해 대책강구
		기타
권선 지지물	이상의 유무	이완	볼트, 너트의 이완	죄인다
		스페이서 이완		보수 필요시 제작사와 협의
		기타		원인을 규명해 대책강구
온도계	지시, 동작확인	불량	고장	교환 또는 수리

 

 

 

5. 이상 현상에 대한 원인의 추정과 대책

이상항목		추정원인	대 책
변압기이상온도	이상하게 낮을때	통전되지 않았다
		부하가 가볍다
		온도계의 고장	온도계의 수리 또는 교환
	이상하게 높을때	과 부 하	부하의 저감
		온도계의 고장	온도계의 수리 또는 교환
		권선 내부 이상	원인을 규명해 대책강구
		권선 외부 이상
이상음, 이상진동		과 전 압	적정한 탭으로 전환
		코로나의 발생	원인을 규명해 대책강구
		체결부의 이완	죄인다
		철심의 채터	철심의 죄이기, 규소강판의 접합
		접지 불안정	접지공사를 완전히 한다
		기타 부분의 채터	원인을 규명해 대책강구
이상 냄새		국부 과열	원인을 규명해 대책강구
		권선내의 이상
방전 자국		절연물의 열화, 이상전압
오손, 변색		먼지 퇴적	건조한 압축공기(1.0㎏/㎠ 정도)를 내뿜거나 진공청소기로 제거하고 마른천으로 청소한다. 권선 절연물 표면에 상처나지 않도록 주의 및 벤젠등의 용제 사용금지
		국부 과열	원인을 규명해 대책강구
		권선 내부의 이상
		유독 가스의 존재	가스 침입 방지
발청		방청 재료의 열화	재 도장
		유독 가스의 존재	가스 침입 방지
		빗물 등의 부착	건물의 방수 처리
		결 로	실내의 상대 습도를 저감
단자의 과열		체결 개소의 이완	죄이기
		접촉면 부식	부식을 제거하고 필요시 재 도금
		과 부 하	부하의 저감