변압기 기술의 새로운 시대의 시작은 생산의 기술 현대화를 위한 삼중 플랫폼의 창조에 해당합니다. 첫째, 비정질 코어, 에스터 오일 및 고순도 권선 재료와 같은 구성 요소 혁신은 손실을 줄이고 설치 옵션을 확대할 수 있게 합니다. 둘째, 모니터링, 디지털 트윈 및 예측 분석과 같은 시스템 혁신은 자산을 데이터의 원천으로 변환하고 강제 정전을 30에서 50 % 줄입니다. 셋째, 성과 조달 및 변압기 서비스와 같은 비즈니스 모델 혁신은 위험과 자본의 소유권을 변경할 수 있게 합니다. 진행 중인 삼중 혁명은 변압기 조달을 단순한 구매에서 데이터 기반의 전략적 의사 결정 프로세스로 전환합니다.
IEC 60076-20 클래스 1로 효율성을 업그레이드하면 30에서 50% 손실 감소가 가능하며, 이는 4에서 9년 내에 투자 수익을 가져옵니다.
모니터링에 대한 투자는 중요한 자산에 대한 가장 빠른 투자 수익을 보장하며, 종종 첫 번째 사건이 예방된 후 이미 수익을 제공합니다.
서비스 모델은 자본을 해방하고 위험을 이전할 수 있게 하며, 이는 특히 현금 흐름 목적에 중요합니다.
신뢰성 보증, 디지털 문서화 및 감독 하의 테스트가 있는 변압기를 구매해야 합니다.
장쑤 수비안 전력은 현대 변압기 및 저렴한 가격으로 모니터링 솔루션 업그레이드가 가능한 변압기의 생산업체입니다.
변압기 탭 체인저란 무엇인가요?
A 탭 체인저 다양한 탭 포인트에 부착된 변압기 권선에 연결된 스위칭 장치입니다. 이 장치의 도움으로 권선의 회전 수의 변화와 따라서 2차 측의 전압 변화를 초래하는 다양한 탭 간의 연결을 전환할 수 있습니다. 따라서 탭 체인저는 실제로 변압기 탱크 내에 내장되거나 권선 위에 장착된 전압 조정 메커니즘입니다.
다양한 네트워크에서 경험하는 전압은 하루 동안 변동하는 부하, 전력선의 처짐, 네트워크에서 제공되는 전압의 변화로 인해 지속적으로 감소하고 증가합니다. 생산 중에 얻은 비율로 변압기의 고정 전압 출력은 전압 공급 문제를 초래할 수 있으며, 탭 체인저는 신뢰할 수 있는 수정 수단을 제공합니다.
모든 유형의 탭 체인저를 특징짓는 세 가지 중요한 측면이 있습니다: 전압 단계(정격 전압의 백분율로 표현됨), 위치 수 및 조정된 전압의 범위입니다. 예를 들어, ±2×2.5% 범위에서 작동할 수 있는 배전 변압기가 있을 수 있으며, 이는 4개의 탭 위치를 가지고 있으며, 더 큰 변압기는 더 발전된 탭 체인저가 제공됩니다.
오프 회로 대 온 로드 탭 체인저
| 특성 | 오프 회로 탭 체인저 (OCTC) | 온 로드 탭 체인저 (OLTC) |
|---|---|---|
| 작동 조건 | 변압기 비전압 | 변압기 부하를 지탱함 |
| 일반 범위 | ±2×2.5% (5 위치), ±4×2.5% (9) | ±8×1.25% (17 위치) 및 더 넓은 |
| 메커니즘 | 수동, 간단한 기계 스위치 | 모터 구동, 스프링 장착 분기기, 진공 또는 저항 전환 |
| 변압기에 대한 비용 영향 | +2에서 +5% | +10에서 +30% |
| 유지보수 | 최소 | 정기적; 오일 여과 및 접촉 검사 |
| 최적 | 배전, 안정적인 부하, 계절 조정 | 전력 변압기, 변동 부하, 자동 전압 제어 |
두 옵션 간의 선택은 한 가지 주요 측면에 기반합니다: 변압기가 작동할 때 생성되는 전압에 조정이 필요합니까? 안정적인 부하에 서비스를 제공하는 배전 변압기는 OCTC를 사용하여 계절적으로 조정할 수 있으므로 거의 비용이 발생하지 않습니다. 그러나 변동 부하에 전력을 공급하는 변압기는 공급되는 전압의 품질을 보장하기 위해 OLTC로 장착되어야 하며, 따라서 전압 품질 요구 사항을 준수하기 위해 추가 10-30% 비용을 부담해야 합니다.
부하 전환기 작동 방식
부하 하에서 탭을 전환하는 것은 쉽지 않습니다. 탭 지점에서 회로를 열 수는 없으며, 그렇게 하면 부하 전류가 중단되고 접점이 손상되는 아크가 발생합니다. OLTC는 전류가 켜지지 않은 상태에서 새로운 탭 위치를 선택할 수 있는 선택기와 현재 탭의 전류 부하를 새로운 위치로 이동시키는 분기 스위치를 포함하는 두 단계 솔루션을 제공합니다. 전환은 전환 임피던스에 의해 제공됩니다. 이는 저항 요소일 수도 있고, 진공 차단기일 수도 있습니다. 따라서 전류는 지속적으로 흐르고 즉시 소멸됩니다.
저항형 OLTC에서 분기기는
탭을 전환할 때 전류 부하가 저항 요소 또는 두 개를 통과하게 합니다. 진공형 설계의 경우, 아크 소멸을 담당하는 것은 진공 차단기이며, 이는 오일을 더 깨끗하게 유지하고 유지보수 간격을 연장합니다. 두 유형 모두 IEC 60214-1의 성능 요구 사항과 IEC 60214-2의 응용 사양을 기반으로 하며, 이들 간의 선택은 주로 생애 주기 비용 계산에 의해 결정됩니다. 진공 OLTC는 설치 비용이 더 비싸지만 서비스 요구가 적습니다.
탭 전환기 유형
| 유형 | 작동 원리 | 일반적인 정격 범위 | 가격 범위 |
|---|---|---|---|
| 오프 회로(수동) 탭 전환기 | 기계식 스위치, 부하 없음 | 최대 10 MVA 일반 | $200-$1,500 |
| 저항형 OLTC(탱크 또는 헤드형) | 전환 저항기가 있는 분기기 | 최대 ~60 MVA | $3,000-$18,000 |
| 진공형 OLTC | 분기기에 있는 진공 차단기 | 최대 200+ MVA | $5,000-$30,000 |
| 리액터형 OLTC | 리액터 전환, 구형 설계 | 대형 전력 변압기 | 드물게; 저항/진공으로 대체됨 |
| 모터 구동 장치(부속품) | 모든 OLTC의 원격/자동 작동 | — | $2,000-$10,000 |
우리가 오늘 다루는 대부분의 응용 프로그램에서 문제는 저항기 또는 진공 OLTC 중 하나를 선택하는 것으로 귀결되지만, 최근에는 후자가 더 인기를 얻었으며 일반적으로 새로운 전력 변압기에서 사용됩니다. 유지보수 기간이 더 길기 때문입니다. 반면에 오프 서킷 체인저는 완전히 다른 제품 유형으로, 더 간단하고 상당히 저렴하며 ($200-$1500) 배전 탱크 내부에 위치하고 변압기가 꺼질 때 연간 몇 차례 조정됩니다.
주요 정격 및 사양
| 매개변수 | 의미 | 일반적인 값 |
|---|---|---|
| 정격 통과 전류 | OLTC가 견딜 수 있는 최대 연속 부하 전류 | 250-1,250 A |
| 정격 단계 전압 | 탭 범위의 전압 | 대형 장치에서 단계당 최대 3,300 V |
| 정격 주파수 | 시스템과 일치해야 함 (50 또는 60 Hz) | 50 Hz / 60 Hz |
| 위치 수 | 총 선택 가능한 탭 | 5, 9, 17, 33 |
| 단계 전압 (%) | 정격의 %로서 단계당 전압 변화 | 1.25%, 2.5%, 5% |
| 표준 | 설계 및 시험 기준 | IEC 60214-1/-2, IEEE C57.131 |
구매 주문에서 일반적으로 순서가 뒤바뀌는 두 가지 숫자가 있습니다. 이는 정격 통과 전류로, 변압기의 최대 연속 전류 정격(과부하 정격 포함)보다 커야 하며, 단계 전압 — 주어진 전류에 대한 높은 단계 전압은 낮은 단계 전압에서 동일한 전류를 운반하는 것과는 매우 다른 요구 사항을 다루므로 OLTC 정격은 이 두 숫자를 결합합니다.
주제를 설명하기 위해 전통적인 변압기의 탭 체인저 매개변수에 대한 몇 가지 지침을 제시하겠습니다 — 귀하가 RFQ에서 언급해야 할 수치입니다:
| 변압기 클래스 | 탭 체인저 유형 | 일반적인 범위 | 통과 전류 | 변압기에 대한 대략적인 가격 영향 |
|---|---|---|---|---|
| 100-1,000 kVA 배전 | 오프 서킷 (OCTC) | ±2×2.5% / ±4×2.5% | 최대 1,500 A | +2 to +4% |
| 1-10 MVA 산업용 | OLTC, 저항기 유형 | ±6×2.5% | 300-700 A | +10 to +18% |
| 10-60 MVA 변전소 | OLTC, 저항기 또는 진공 | ±8×1.25% | 400-1,250 A | +12 to +25% |
| 60 MVA 이상의 전력 | OLTC, 진공 유형 | ±8×1.25% 또는 더 넓은 | 1,250-2,500 A | +15 to +30% |
탭 범위, 단계 및 위치 선택
탭 범위를 선택하는 것은 교육받은 추측이 아닌 전압 조정 결정입니다. 프로세스는 일반적으로 다음과 같이 진행됩니다:
첫 번째 단계는 전체 부하 주기 동안 1차 측 전압을 기록하여 전압 변화를 측정하는 것입니다. 1차 전압은 경부하에서 중부하로 ±5-10% 변합니다.
두 번째 단계는 필요한 조정 범위를 계산하는 것입니다. 변압기에서의 임피던스 강하를 더하는 것이 필수적이며, 이는 일반적으로 전체 부하에서 4-8%이며, 1차 측의 전압 변화를 더하여 조정 범위를 알아야 합니다.
다음 단계는 시설에서 사용되는 단계 크기를 알아내는 것입니다. 표준 배전 단계 크기는 사용되는 각 변압기에 따라 다르며, 전력 변압기의 경우 더 높은 정밀도가 필요하여 2.5%에서 1.25%까지 다양합니다.
네 번째 단계는 범위의 중간점을 선택하는 것입니다. 이는 ±8×1.25%의 명목 비율을 중심으로 해야 하며, 33/11kV 응용 프로그램에 대해 10%의 전압 조정 탭을 생성합니다.
마지막 단계는 AVR과 동기화하는 것입니다. 자동 모드에서 작동할 때, 릴레이는 버스의 전압을 모니터링하고 모터 드라이브에 각 단계를 지연 모드로 변경하라는 명령을 전송하며, 이 지연 시간은 약 30-120초입니다.
각 유형이 속하는 위치
- 배전 변압기 (50-2,500 kVA): 오프 회로 탭 체인저, ±2×2.5% 또는 ±4×2.5%, 시운전 및 계절별 조정;
변전소 전력 변압기 (5-60 MVA): ±8×1.25% 또는 ±6×2.5% 조정이 가능한 저항형 OLTC로 전압 자동 조정 가능;
대형 전력 및 발전기 변압기 (>60 MVA): 넓은 범위에서 작동하는 진공형 OLTC, 때때로 HV 및 LV 권선 모두에서 작동 (두 개의 OLTC);
산업용 용광로 및 아크 부하: 빠른 작동 및 큰 스위칭 속도를 위해 제작된 OLTC;
재생 가능 에너지 연결 변압기: 변동 생성에 도움을 주고 그리드에서 전압을 유지하는 OLTC.
브랜드 및 가격 비교
| 브랜드 | 원산지 | 강도 | 대략적인 가격 범위 (OLTC, 독립형) |
|---|---|---|---|
| MR (라인하우젠) | 독일 | 글로벌 OLTC 벤치마크; 진공형 및 저항형 | $6,000-$35,000 |
| ABB | 스위스/스웨덴 | 완전한 변압기 + OLTC 패키지 | $5,000-$30,000 |
| 지멘스 | 독일 | 대전력 변압기를 위한 OLTC | $6,000-$32,000 |
| 히타치 에너지 | 스위스 | 전력 변압기 탭 변경 | $7,000-$35,000 |
| 슈나이더 일렉트릭 | 프랑스 | 배급 클래스 탭 체인저 | $3,000-$15,000 |
| 장쑤 수비안 전력 | 중국 | OCTC 및 OLTC 장착 변압기, IEC 60214 조정 | $2,000-$12,000 |
부하 탭 체인저 분야에서 MR Reinhausen은 벤치마크로 여겨지며, 전 세계의 대형 변압기의 대부분이 MR 또는 그 라이센스 버전으로 제조됩니다; ABB, Siemens 및 Hitachi Energy는 이러한 기계 또는 파트너의 OLTC 기술 주위에서 완전한 솔루션을 제공합니다. 이 장비는 IEC 60214 및 IEEE C57.131에 따라 모든 필요한 테스트를 통과하며, 수명 및 유지보수에 대한 모든 기록을 보유하고 있습니다. 동일한 결과를 원하지만 더 매력적인 가격을 원하시는 분들을 위해, Jiangsu 수비안 전력 동일한 OLTC를 갖춘 장비를 제작하여 장치를 하나로 만들 수 있습니다. Jiangsu Subian Electric Power는 IEC 60214에 따라 성공적으로 작동하는 장비를 공급하며, 모든 일반적인 테스트 기록과 함께 유럽 변압기 비용보다 40-60% 저렴한 가격으로 전 세계에 배송합니다. MR 장비를 선택하거나 비용 효율적인 유사 제품을 찾는 경우, 구매 시 OLTC의 이름을 언급하여 일반적으로 언급하는 것이 아니라 정확한 장치를 구매하는 데 동의해야 합니다.
단계별 선택 가이드
먼저 OCTC 또는 OLTC 중에서 선택하십시오. 탭을 변경하는 동안 변압기를 서비스에서 제거할 수 있고 부하가 점진적으로 변화하는 경우, OCTC가 적합합니다. 그러나 부하가 지속적으로 변화하는 상태에서 전압을 일정하게 유지하고 싶다면 OLTC를 선택해야 합니다.
다음으로 조정 범위를 정의하십시오. 실제 전압 변동을 기록하고 필요한 범위를 찾으십시오. 전기를 사용할 때 +8×1.25%가 대부분의 상황을 커버하는 데 충분하다는 점을 염두에 두십시오.
다음으로 단계 크기를 선택하십시오; 경제적인 목적을 위해 2.5%를 사용하고 보다 정밀한 조정을 위해 1.25%를 사용하십시오.
그런 다음 통과 전류를 확인하십시오. OLTC는 변압기의 최대 지속 전류보다 큰 용량을 가져야 하며, 여기에는 과부하 약속도 포함됩니다.
또한 전압이 호환되는지 확인하십시오. OLTC가 변압기의 단계 전압을 처리하는지 확인하십시오. 탭 전류와 단계 전압의 곱은 분기기에 스트레스를 줄 수 있습니다.
저항형 또는 진공형을 사용할지 결정하십시오. 저항형은 더 저렴하고 오랫동안 사용되어 왔기 때문에 더 나은 선택이 될 수 있으며, 진공형은 유지보수 비용이 더 낮습니다.
마지막으로 자동 제어 장치를 포함하는 것을 잊지 마십시오. 모터 드라이브, AVR 릴레이 및 위치 표시기는 OLTC에 필요할 뿐만 아니라, 작동을 위해 필요한 제어 전압도 명시해야 합니다.
설치 및 유지보수
현대 변압기의 가장 유지보수가 많이 필요한 측면은 부하 전환기(on-load tap changers)의 사용입니다. 이는 부하 조건에서 기계적 작업을 수행하는 유일한 변압기 구성 요소입니다. 일반적인 저항형 OLTC 장치에서 사용되는 스위칭 오일은 제조업체의 일정에 따라 필터링하거나 교체해야 하며, 일반적으로 100,000회 작동 후 또는 5-7년 후, 먼저 도래하는 시점에 교체해야 하며, 진공 작동 OLTC는 작동 시간을 상당히 연장합니다.
유지보수 절차
운영 카운터 판독값의 월간 차트를 측정하고 작성합니다.
OLTC 오일 샘플을 주 탱크 오일과 별도로 채취합니다. 전환기 오일은 스위칭 중에 탄화되며 훨씬 더 빨리 열화됩니다.
일반 점검 중에 접촉부의 마모를 검사하고, 매뉴얼의 요구 사항에 따라 전환 저항 판독값을 측정합니다.
모터 드라이브 및 AVR 릴레이 설정의 토크 특성을 매년 테스트합니다.
수동 작업을 수행하기 전에 탭 위치 표시기가 현재 권선 위치와 일치하는지 확인합니다.
자주 묻는 질문
탭 체인저가 변압기 비용에 얼마나 추가됩니까?
오프 서킷 탭 체인저는 변압기 가격에 대략 2-5%를 추가합니다. 온로드 탭 체인저는 10-30%를 추가하며, OLTC 자체 비용은 $3,000-$30,000(정격 기준)이며, 모터 드라이브 및 제어 시스템이 추가됩니다. 10 MVA 변압기의 경우 OLTC 증가분으로 $10,000-$25,000을 예산에 포함해야 합니다.
오프 서킷 탭 체인저와 온로드 탭 체인저의 차이는 무엇입니까?
오프 서킷 탭 체인저(OCTC)는 변압기가 비전원 상태일 때만 작동할 수 있으며, 변압기를 공급선의 평균 전압 프로필에 맞추기 위해 사용되는 간단하고 저렴한 스위치입니다. 온로드 탭 체인저(OLTC)는 변압기가 부하를 지닐 때 탭을 전환하며, 전류를 중단하지 않기 위해 전환기와 전환 임피던스를 사용하여 다양한 부하에서 자동 전압 조정에 적합합니다.
내 변압기에 필요한 탭 범위는 얼마입니까?
배전 변압기의 경우 ±2×2.5%(5 위치) 또는 ±4×2.5%(9 위치)가 대부분의 경우를 커버합니다. 변동 부하에 전력을 공급하는 변압기의 경우 ±8×1.25%(17 위치)가 일반적인 선택이며, 총 범위는 ±10%입니다. 올바른 값은 전압 변동 및 변압기 임피던스 강하를 측정하여 얻어야 하며, 카탈로그에서 범위를 선택하지 마십시오.
온로드 탭 체인저는 얼마나 자주 유지보수해야 합니까?
저항형 OLTC는 일반적으로 100,000회 작동 또는 5-7년마다 오일 필터링 또는 교체가 필요하며, 먼저 도래하는 시점에 교체해야 합니다. 진공형 설계는 이를 대략 300,000회 작동으로 연장합니다. 운영 카운터를 모니터링하고, OLTC 오일을 주 오일과 별도로 샘플링하며, 각 주요 점검 시 접촉부를 검사합니다.
오프 서킷 작동을 위해 설계된 변압기에 OLTC를 개조할 수 있습니까?
드물게 발생하며, 일반적으로 저렴하지 않습니다. 권선은 적절한 탭 구성을 가져야 하며, 탱크는 장착 타워를 가져야 하고, 냉각 및 간격은 분기기와 작동해야 합니다. 설계 단계에서 OLTC를 지정하거나 새로운 변압기를 구매하는 것이 거의 항상 더 저렴합니다. 이미 설치된 고정 탭 장치에 대한 전압 조정이 필요하다면, 별도의 전압 조정 변압기를 고려해야 합니다.
참고 문헌
- IEC 60214-1 — 탭 체인저, 성능 요구 사항 및 시험 방법 — 탭 체인저 설계 및 시험을 위한 핵심 표준입니다.
- IEC 60214-2 — 탭 체인저, 응용 가이드 — 범위, 단계 및 정격 선택에 대한 안내입니다.
- IEEE C57.131 — 부하 탭 체인저에 대한 요구 사항 — 북미 OLTC 표준입니다.
- MR Reinhausen — 탭 체인저 포털 — 선도적인 OLTC 제조업체의 제품 및 응용 문서입니다.
- IEC 60076-1 — 전력 변압기, 일반 요구 사항 — 탭 체인저가 장치의 일부로 충족해야 하는 변압기 수준의 표준입니다.
- ABB 변압기 — 변압기 및 탭 체인저 통합에 대한 참고 자료입니다.
결론
방법 탭 체인저 선택은 구성 요소 선택으로 가장하는 전압 조정 솔루션으로 간주될 수 있습니다. 전압 변동 및 변압기 임피던스 감소에 대한 시험 결과를 사전에 평가하는 것이 필요합니다. 다음 단계는 적절한 전압 범위 및 탭 크기에 따라 탭 체인저를 선택한 후, 요구 사항 및 사양을 충족하는 해당 모델을 선택하는 것입니다. 적용 가능한 경우 오프 로드 탭 체인저 선택도 포함됩니다.
OCTC는 변압기의 비용에 대략 2%에서 5%만큼 추가되며, 반면 OLTC는 비용을 약 10%에서 30%만큼 증가시킵니다. 현재와 전압은 장비의 브랜드를 명시하는 대신 운영 조건에 따라 일치해야 합니다.
IEC 60214 및 IEC 60076에 따라 제작된 오프 서킷 및 온 로드 탭 체인저가 장착된 변압기에 대해서는 문의하십시오. 장쑤 수비안 전력 공장에서 www.subian-electric.com 사양 및 견적을 위해 귀하의 전압 프로필 및 부하 데이터를 제공하십시오.