몰드(MOLD)형 변압기의 장점
몰드(MOLD)형 변압기의 장점
1. 개요
최근 산업이 고도화도의 과밀화, 고층화 등으로 옥외변전소의 설치가 용이하지 않고 옥내변전실를 사용하여야 하는 추세에 따라 수배전설비에 방재성, 고안전성 및 고신뢰성, 무공해성, 방재성 등이 요구되어 이에 부응하기 위하여 개발 되었다.
2. 몰드변압기의 특징
가. 장점
1) 경화시 가스 발생이 없고 반응수축이 작다
2) 금속에 대한 접착성이 우수하다.
3) 기계적 전기적 특성 즉 소형, 경향화, 내진성, 저전력 손실 및 보수 점검이 용이하다.
4) 내약품성, 내습성, 내열성 등이 우수하다.
5) 방재성이 우수하다.
나. 단점
전압의 한계 30kV, 20MVA의 이상의 것은 제작이 불가능하다.
3. 몰드 변압기의 조건
MOLD변압기는 에폭시 레진과 권선의 팽창계수가 거의 비슷한 것을 사용하여야 하며 부하변동에 따른 기계적 열적인 스트레스가 적어야 한다.
MOLD 변압기의 경우 절연성능 및 에너지 효과상 장기간의 운전실적을 종합하여 비교하면 B종이 가장 우수하다. 부하변동의 경우 온도상승이 낮고, 폐쇄배전반에 수납할 겨우 타기기의 절연종별은 A 종 또는 B종이므로 온도가 높은 H종의 경우 온도 협조가 불리하다. 또한 변압기의 부하변화로 인한 온도상승 변화는 MOLD 수지의 열응력으로 나타나며, 그 크기는 B종>F종>H종의 순으로 열적인 스트레스는 B종이 제일 적다
4. 몰드 변압기의 비교
| 항 목 | 몰드 변압기 | 실리콘 변압기 | 유입 변압기 |
1 | 절연종류 | B종, F종, H종 | H종 | A종 |
2 | 권선의 허용온도상승 | 85℃, 95℃, 120℃ | 140℃ | 55℃가연성 |
3 | 연소성 | 난연성, 자기소화성 | 난연성 | 호흡시 흡습 |
4 | 내습성 | 양호 | 장기 정지시 흡습 | 양호 |
5 | 내진성 | 양호 | 보통 | 보통 |
6 | 절연강도 | 3-6kV급 65kV BIL 22-23kV급 125kV BIL |
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7 | 소음 | 보통 | 보통 | 댜소작다 |
8 | 단시간 과부하 내량 | 다소큼 | 보통 | 큼 |
9 | 급격부하변동에 대한 강도 | 다소강함 | 보통 | 다소강항 |
10 | 전압변동률 | 다소큼 | 다소큼 | 보통 |
11 | 손실비교 | 0.8, 0.8, 0.9 | 1 | 1 |
12 | 점유면적비교 | 0.8, 0.7, 0.6 | 0.7 | 1 |
13 | 중량비교 | 0.8, 0.8, 0.75 | 0.75 | 1 |
5. Mold변압기 사용 예
현장에서 유입변압기와 Mold변압기 중 Mold변압기를 주로 선택하고 있습니다.
우선 세계적으로 Mold변압기를 많이 사용하는 나라는 우리나라라는 사실입니다. 미국은 유입변압기를 주로 사용하고 건식변압기가 일부 사용되고 있습니다. 일본의 경우는 Mold변압기 사용이 늘고 있지만 가격이 비싸기 때문에 소방설비비가 많이 들거나 부득이 Mold변압기를 사용해야 하는 경우를 제외하고는 유입변압기가 일반적입니다. 한편으로 유입변압기의 냉각방식을 개선하거나 (이렇게 하면 면적이 축소되어 큐비클에 내장할 수 있음) 절연재료를 개선하여 성능을 개선하고 있습니다.
사고는 유입변압기와 Mold변압기 중 어느쪽이 많이 발생합니까?
이 질문을 받으면 모두 Mold변압기의 사고발생이 많다고 인정합니다. 그러면 Mold변압기의 사고를 예방하기 위하여 무슨 점검을 합니까? 이 질문에는 육안점검을 한다는 대답 외에 다른 방도가 없다고 말할 것입니다. 유입변압기의 점검방법으로는 절연유의 내압, 산가, Gas분석 등의 방법이 과거부터 적용되어 왔지만 Mold변압기는 사고가 많이 발생하는데 비하여 뾰족한 점검방법이 없으니 이 얼마나 안타까운 일입니까? 그러나 Mold변압기도 꼭 필요한 점검을 하여야 합니다. 여러 가지 방법 중에서 나는 부분방전 시험을 권하고 싶습니다.
부분방전이란 에폭시 수지를 진공으로 함침 할 때 공기나 이 물질이 함유되면 그 부분에 전계가 집중되어 그 부분에서 미소한 방전이 일어나는 것으로 장기간 방치되면 전체파괴(Break Down)로 이어지게 됩니다. 현장에서 사고가 난 기기의 에폭시 수지를 짤라보면 그 안에 큰 구멍이 있는 것을 발견 할 수 있습니다.
따라서Mold변압기는 부분방전 시험이 아주 중요한데 실제 현장에서 부분방전을 시험하기란 고가의 장비, 전문인력 등 어려운 것이 현실입니다. 중요한 것은 Mold변압기는 유지보수 Free가 아니라는 것입니다. 따라서 주기적인 점검보수가 필요하며 구매할 때 이러한 시험유무를 따지는 것도 대단히 중요합니다.
안타까운 일은 구매할 때 부분방전에 대하여 언급하는 기술자는 아무도 없다는 것입니다. 우리나라 규정에 부분방전에 대하여 몇pC 이상 유지하여야 되는지 정확히 규정되어 있지 않을 뿐 아니라 대다수의 Mold변압기 제조회사는 부분방전 시험설비 조차 구비되어 있지 않습니다.
Mold변압기를 구매할 때 Heat Cycle 시험 한가지를 더 요구하기를 권합니다. Mold변압기 소손을 크게 보면 층간단락 및 인출부위 소손과 Crack 크게 두 가지로 대별할 수 있는데 Crack은 전류의 흐름에 따른 도체의 팽창과 고체 절연체인 에폭시 수지의 열팽창 계수가 다른 데서 오는 것으로 볼 수 있습니다. 이와 같은 현상은 과부하 운전과 저부하 운전을 반복하는 지하철 등에서 특히 심하다고 볼 수 있습니다.