전력 변압기 냉각 시스템의 일반 요구 사항 및 기능
전력 변압기 냉각 시스템의 일반 요구 사항
모든 냉각 장치는 제조사 명세에 따라 설치되어야 한다;
강제 유체 순환 냉각 시스템은 자동 전환 기능을 가진 두 개의 독립된 전원 공급이 필요하다. 작업 전원 공급이 실패할 경우 대기 전원 공급이 자동으로 활성화되며 음향 및 시각 신호가 발생해야 한다;
강제 유체 순환 변압기의 경우, 고장난 쿨러가 분리될 때 음향 및 시각 신호가 발생하며, 보조 쿨러(수냉의 경우 수동)가 자동으로 활성화되어야 한다;
팬, 워터펌프, 오일펌프의 보조 모터는 과부하, 단락, 페이즈 누락 보호를 가져야 하며, 오일펌프 모터의 회전 방향을 모니터링하는 장치가 있어야 한다;
수냉 열교환기의 경우, 오일펌프는 쿨러의 오일 입구 측에 설치되어야 하며, 모든 조건에서 (제조사에서 다르게 지정하지 않은 경우를 제외하고) 쿨러의 오일 압력이 물 압력보다 약 0.05MPa 정도 높아야 한다. 쿨러의 물 출구 측에는 배수 플러그가 제공되어야 한다;
강제 유체 순환 수냉 변압기의 경우, 각 잠수형 오일펌프의 출구에 체크 밸브가 설치되어야 한다;
강제 유체 순환 냉각 변압기는 온도와/또는 부하에 따라 쿨러의 켜짐과 꺼짐을 제어할 수 있어야 한다.
변압기 쿨러의 기능
변압기 상부와 하부의 오일 사이에 온도 차가 존재할 때, 쿨러를 통해 오일 대류가 형성된다. 쿨러에서 냉각된 후 오일은 탱크로 돌아가서 변압기의 온도를 낮춘다.
변압기 쿨러의 냉각 방법
유침식 자연 공기 냉각 방법;
유침식 강제 공기 냉각 방법;
강제 유체 순환 수냉 방법;
강제 유체 순환 공기 냉각 방법;
강제 유체 순환 방향 냉각 방법.
500kV 변전소에서는 대형 변압기는 주로 강제 유체 순환 공기 냉각 방법을 채택하며, 초대형 변압기는 강제 유체 순환 방향 냉각 방법을 사용한다.
변압기 쿨러의 작동 원리
전통적인 전력 변압기는 수동으로 제어되는 팬을 사용하며, 각 변압기는 일반적으로 6개 그룹의 공기 냉각 모터를 제어해야 한다. 각 팬 그룹은 열 계전기를 통해 작동하며, 팬 전원 회로는 접촉기에 의해 제어된다. 팬은 변압기의 오일 온도 및 과부하 상태를 측정한 후 논리적 판단에 따라 시작 및 중지된다.
기계 접점은 주로 수동 기계 접점에 의해 구동된다. 이러한 전통적인 제어는 완전히 수동 작동에 의존하지만, 가장 큰 단점은 모든 팬이 동시에 시작 및 중지되어 시작 시 큰 인입 전류가 발생하여 회로 구성 요소를 손상시키는 경향이 있다는 것이다. 온도가 45도에서 55도 사이일 때, 모든 팬은 일반적으로 최대 용량으로 작동하여 엄청난 에너지 낭비를 초래하고 설비 유지보수에 큰 어려움을 초래한다.
기존의 냉각 제어 시스템은 주로 계전기, 열 계전기, 다양한 접점 기반 논리 회로 제어 시스템 등으로 구성되며, 매우 복잡한 제어 논리를 가지고 있다. 실제 작동 중에는 접촉기의 반복적인 접촉과 분리로 인해 접촉기가 자주 소모되며, 또한 팬은 과부하, 페이즈 누락, 과전류 보호와 같은 필요한 보호 기능이 부족하여 실제 작동 중 운영 신뢰성은 감소하고 운영 비용은 증가한다.
강제 유체 강제 공기 냉각 변압기 쿨러의 구성 요소
쿨러는 열 교환기, 팬, 모터, 공기 덕트, 오일펌프, 오일 흐름 표시기로 구성된다. 냉각 팬은 열 교환기에서 방출되는 열기를 배출하기 위해 사용된다. 오일펌프는 쿨러의 바닥에 설치되어 열 교환기 상부로부터 오일을 순환시킨다. 오일 흐름 표시기는 쿨러 하단의 눈에 띄는 위치에 설치되어 운전자가 오일펌프의 작동 상태를 관찰할 수 있도록 한다.
변압기 탱크 및 냉각 장치의 기능
변압기 탱크는 변압기의 외부 케이싱 역할을 하며, 철심, 권선, 변압기 오일을 포함하고 있으며, 일정 수준의 열 방산 기능을 제공한다.
변압기 냉각 장치의 기능은 변압기 상부 오일층에 온도 차가 있을 때 라디에이터를 통해 오일 순환을 생성하는 것이다. 이로써 오일은 라디에이터에서 냉각된 후 다시 탱크로 흘러들어가 변압기 오일의 온도를 효과적으로 낮춘다. 냉각 효율을 높이기 위해 공기 냉각, 강제 유체 강제 공기 냉각, 또는 강제 유체 수냉 등의 방법을 채택할 수 있다.
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