변압기 오일 보존기: 유형 구조 및 기능 설명

변압기 오일 보존기 소개

오일 보존기는 변압기에 필수적인 오일 저장 장치입니다. 변압기 부하가 증가하고 오일 온도가 상승하면 탱크 내의 절연유가 열로 인해 팽창하여 초과된 오일이 보존기로 흘러들어갑니다. 반대로 온도가 감소하면 보존기의 오일이 다시 탱크로 흘러들어갑니다. 이러한 과정은 자동으로 오일 수위를 조절하여 보존기가 오일 저장 및 보충 기능을 수행하게 하여 탱크가 항상 오일로 가득 차 있도록 합니다.

또한, 보존기는 변압기 오일과 공기 간의 접촉 면적을 줄입니다. 공기로부터 흡수된 습기, 먼지, 산화된 오일 슬러지가 보존기 하단의 침전 트랩에 정착하여 변압기 오일의 열화를 크게 느리게 합니다.

오일 보존기 구조

보존기 본체는 용접된 강판으로 만들어진 원통형 컨테이너로, 전체 탱크 용량의 약 10%의 부피를 가지며, 수평으로 탱크 위에 설치되어 있습니다. 이는 가스 릴레이를 통해 메인 탱크와 연결되어 온도 변화에 따라 오일 수위가 자유롭게 상승하거나 하락할 수 있게 합니다. 일반적인 작동 조건에서 보존기의 최소 오일 수위는 고압 부싱의 라이저보다 높아야 하며, 연결 구조의 부싱에서는 최소 오일 수위가 부싱 상단보다 높아야 합니다. 보존기 측면에는 실시간으로 오일 수위 변화를 모니터링하기 위한 유리 오일 수위 게이지(또는 오일 수위 표시기)가 설치되어 있습니다.

오일 보존기 유형

현재 세 가지 주요 변압기 오일 보존기 유형이 있습니다:

• 캡슐형 보존기: 내부에 고무 캡슐이 있어 변압기 오일을 외부 대기와 격리하며 열팽창과 수축을 위한 공간을 제공합니다.

• 다이어프램형 보존기: 고무 다이어프램을 사용하여 오일과 공기를 분리하고 열팽창과 수축을 위한 필요한 부피를 제공합니다.

• 파랑형 보존기: 금속 벨로우즈 확장 장치를 사용하여 오일을 대기와 격리하고 오일 부피의 변화를 수용합니다. 파랑형 보존기는 내부 오일형과 외부 오일형으로 나뉘며, 내부 오일형은 성능이 더 좋지만 크기가 더 큽니다.

오일 보존기 밀봉 방법

• 오픈형 (비밀봉형) 보존기: 변압기 오일이 직접 외부 공기와 접촉합니다. 이 설계는 밀봉성이 떨어져서 오일이 습기와 산화되기 쉽고, 과도한 습기와 가스 함량으로 인해 변압기의 안전 운전에 영향을 미칩니다. 이 유형은 대부분 폐기되었으며 일부 저전압, 소용량 변압기에서만 발견됩니다.

• 캡슐형 보존기: 보존기 내부에 오일에 내성 있는 고무 캡슐이 장착되어 오일을 공기와 격리합니다. 캡슐은 호흡관과 건조제를 통해 대기와 통신하며, 오일 수위 변화에 따라 팽창하고 수축합니다. 그러나 캡슐은 노화와 균열에 취약하여 습기와 공기가 오일에 들어가서 오일 열화, 절연 성능 저하, 유전 손실 증가를 초래합니다. 정기적으로 실리카겔 교체가 필요하며 심각한 경우 오일 여과 또는 정전 유지보수가 필요합니다. 그 적용은 점점 줄어들고 있습니다.

• 다이어프램형 보존기: 두 개의 나일론 천 사이에 클로로프레인 고무를 샌드위치하고 바깥쪽에 나이트릴 고무로 코팅된 다이어프램 구조를 사용합니다. 그러나 설치 및 유지보수 과정에 대한 요구 사항이 높으며, 오일 누출과 고무 부품 손상 등으로 인해 전력 공급의 안전성, 신뢰성, 운영 청결성에 영향을 미칩니다. 그 사용도 점점 줄어들고 있습니다.

• 금속 파랑형 (내부 오일) 밀봉형 보존기: 금속 탄성 요소를 보상기로 사용하는 성숙한 기술로, 20년 이상 전력 시스템에서 널리 사용되고 있으며, 계기 변압기에 사용되는 판형 금속 확장기 기술을 확장한 것입니다.

• 내부 오일 수직형 보존기: 벨로우즈를 오일 용기로 사용하며, 여러 개의 벨로우즈가 병렬로 연결되어 기반에 수직으로 설치되며, 외부 먼지 커버가 추가되어 벨로우즈의 수직 움직임으로 오일 부피 보상을 달성하며, 대부분 직사각형 형태를 띕니다.

• 외부 오일 수평형 보존기: 벨로우즈를 공기 방울로 사용하며, 보존기 실린더 내에 수평으로 배치되며, 벨로우즈 외측과 실린더 사이에 절연유가 충전되고, 벨로우즈 내부는 외부 공기와 연결됩니다. 벨로우즈의 팽창과 수축으로 오일 부피 보상을 달성하며, 보존기 내부 부피를 변경하며, 수평으로 배치된 원통형 형태를 띕니다.

금속 파랑형 오일 보존기 특징

• 코어 캐비티에는 압력 보호 장치로 댐퍼가 장착되어 있어 내부 오일 압력의 갑작스런 상승으로 인한 보존기 본체에 대한 충격을 완화할 수 있습니다. 압력이 한계에 도달하면 코어가 파열되어 압력을 해소하여 변압기 본체를 보호하고 운영 신뢰성을 향상시킵니다. 이는 다른 보존기에서 찾아볼 수 없는 독특한 기능입니다.

• 코어는 하나 이상의 벨로우즈 유닛으로 구성되며, 외부 보호 커버가 있습니다. 코어 외부는 대기와 접촉하여 열방출과 환기, 오일 순환을 촉진하여 내부 오일 온도를 낮추고 운영 신뢰성을 향상시킵니다.

• 오일 수위 표시기는 코어의 팽창과 수축과 동기적으로 움직여 높은 민감도를 제공합니다. 보호 커버의 관찰 창을 통해 직접 오일 수위 변화를 확인할 수 있어 직관적이고 신뢰성 있는 읽기가 가능합니다. 보호 커버에는 오일 수위 경보 제한 스위치가 장착되어 무인 운전 요구 사항을 충족합니다.

• 거짓 오일 수위 현상 없음: 전통적인 보존기는 완전히 공기를 배출하기 어려워 거짓 오일 수위가 발생할 수 있습니다. 이 설계는 민감한 코어 움직임과 균형 강판으로 미세한 양압을 생성하여 내부 공기를 효과적으로 배출하여 원하는 오일 수위를 달성하고 거짓 오일 수위를 없앱니다.

• 금속 벨로우즈 확장기는 적재 중 변압기 오일 탱크에 적합하지 않습니다: 적재 중 변압기는 작동 중 부하 조건에 따라 전압을 자주 조정하는 중요한 구성 요소입니다. 조정 중에 발생하는 아크는 오일 분해와 가스 생성을 유발합니다. 완전 밀봉된 금속 벨로우즈 확장기의 제한된 부피는 가스 방출을 방해하여 자주 현장에서 방출해야 합니다. 따라서 제조사와 사용자는 적재 중 변압기의 작은 보존기에 완전 밀봉된 금속 벨로우즈 확장기 사용을 권장하지 않습니다.