다른 지역의 건식 변압기 개발 및 기술적 특성

1960년대 이전에는 건식 변압기에서 주로 B 등급 절연재를 사용한 개방형 통풍 설계가 적용되었으며, 제품 모델은 SG로 지정되었습니다. 당시에는 호일 권선이 아직 사용되지 않았으므로, 저전압 코일은 일반적으로 다중 도체를 층 또는 나선형으로 구성하였고, 고전압 코일은 디스크 형태의 설계를 채택하였습니다. 사용된 도체는 두 겹의 유리 섬유로 감싸진 선 또는 알키드 에나멜 코팅이 된 단일 유리 섬유로 감싸진 선이었습니다.

대부분의 다른 절연 부품은 페놀 수지 유리 섬유 재료로 제작되었습니다. 잠침 공정에서는 B 등급 절연 바니시를 사용하여 고-저전압 코일을 상온 및 압력 하에서 잠침 처리하고 중온 건조(온도 130°C 이하)를 진행하였습니다. 이러한 유형의 건식 변압기는 기름 침수 변압기에 비해 화재 저항성이 크게 향상되었지만, 습기와 오염 저항성 면에서는 불충분했습니다.

따라서, 이 유형의 생산은 중단되었습니다. 그러나 그 전기, 자기, 열 계산 및 구조 배치에 대한 성공적인 설계는 이후 새로운 H 등급 절연재를 사용한 개방형 통풍 건식 변압기의 개발을 위한 튼튼한 기반을 마련하였습니다.

미국에서는 FPT Corporation과 같은 일부 제조업체가 DuPont의 NOMEX® 아라미드 재료를 주요 절연재로 사용하는 건식 변압기를 개발하였습니다. FPT는 두 가지 제품 모델을 제공하며, FB 타입은 절연 시스템이 180°C (H 등급)이고, FH 타입은 220°C (C 등급)이며, 각각 코일 온도 상승이 115K (중국에서는 125K)와 150K입니다. 저전압 코일은 호일 또는 다중 도체 층 형식으로 구성되며, 회전간 및 층간 절연은 NOMEX®로 이루어져 있습니다.

고전압 코일은 디스크 형태로, 도체는 NOMEX® 종이로 감싸져 있습니다. 전통적인 코일 디스크 사이의 스페이서 블록 대신, 콤형 스페이서가 사용되어 디스크 간 최대 전압을 반으로 줄이고 고전압 코일의 축 방향 단락 강도를 크게 향상시키는데, 이는 권선 복잡성과 제조 시간을 증가시킵니다. 고-저전압 코일은 동심원으로 권선되어 기계적 강도를 개선했습니다. 일부 설계에서는 NOMEX® 절연 판을 스페이서와 블록으로 사용하기도 합니다.

고-저전압 권선 사이의 절연 실린더는 0.76 mm 두께의 NOMEX® 종이판으로 만들어졌습니다. 잠침 공정에서는 여러 차례의 진공 압력 잠침(VPI) 후 고온 건조(180–190°C)를 수행합니다. FPT에서는 이러한 변압기가 최대 전압 34.5 kV, 최대 용량 10,000 kVA로 제조되며, 이 기술은 미국에서 UL 인증을 받았습니다.

중국에서는 일부 변압기 제조업체가 DuPont의 NOMEX® 절연재와 관련 제조 사양(HV-1 또는 HV-2) 및 Reliatran® 변압기 기술 표준을 채택하여 H 등급 절연 SG 타입 건식 변압기를 생산하고 있으며, FPT의 FB 타입과 유사합니다. 그러나 FPT와 달리 국내 제조업체는 일반적으로 전체 변압기 조립물이 아닌 코일만 잠침 처리합니다. 전체 조립물 잠침은 전체적인 밀봉성이 더 좋지만, 외관상 매력적이지 않고 모든 제품 테스트를 처리 전에 완료해야 하는 등의 이유로, 중국의 상황에서는 코일만 잠침 처리하는 것이 더 실용적이고 합리적인 선택입니다.

유럽에서는 건식 변압기의 발전이 더 다양한 경로를 따랐습니다. 에폭시 수지 진공 주입 및 권선 기술 외에도 SCR 타입 비주입 고체 절연 캡슐화 변압기와 중국과 유사한 SG 타입 개방형 통풍 건식 변압기 등 다른 유형이 등장했습니다. 1970년대에 스웨덴 제조업체가 NOMEX® 절연재를 사용하는 개방형 통풍 건식 변압기를 개발했으며, 나중에 다른 제조업체는 NOMEX®를 유리 섬유와 DMD로 교체하여 재료 비용을 줄였습니다.

코일 구조는 초기 B 등급 절연 제품과 유사하게, 다중 도체 또는 호일 권선 저전압 코일과 디스크 형태의 고전압 코일을 사용하였습니다. 회전간 절연은 유리 섬유로 되어 있었고, 스페이서는 세라믹으로 되어 있었습니다. 다른 절연 부품은 수정된 디페닐 에테르 수지 유리 천 적층판(실린더용) 또는 수정된 폴리아마이드-이미드 적층 유리 천 판(실린더용), DMD, SMC 등의 재료를 사용하였습니다. 코일 가공 방법은 VI(진공 잠침)를 사용하여 잠침 중 압력을 가하지 않았습니다.

이 과정의 주요 기술적 측면은 적절한 잠침 바니시(수지)와 공정 매개변수의 선택, 그리고 세라믹 부품의 제작입니다. 일반적인 세라믹은 취약하고, 글레이징이 되지 않으며, 습기에 취약하고, 불균등한 응력이나 온도 변화에 균열이 발생하기 쉽습니다. 따라서 매우 높은 밀도와 경도를 갖추어야 하며, 현재로서는 수입 재료를 통해만 가능합니다.