변압기 입찰에 참여한 엔지니어들은 외관에 대한 두 입찰을 비교하는 것이 얼마나 다른 품질(코어 강철 등급, 권선 설계, 클램핑 및 절연)인지에 대해 어떻게 느끼는지 증언할 것입니다. 델타-와이 변압기 연결은 수행된 작업의 일부일 뿐입니다. 또한 중요한 것은 그것이 어떻게 구성되는가입니다. 현재 문서는 코어 및 권선 배치, 부싱 배열, 탭 체인저, 냉각 시스템 및 탱크 설계와 같은 델타-와이 변압기의 모든 구성 특징을 설명하여 제출된 입찰에 대한 통찰력을 제공합니다.
이 질문에 대한 답변은 다음과 같습니다. 델타-와이 변압기는 고전압 델타 연결 코일 3개와 저전압 와이 연결 코일 3개로 구성되어 있으며, 이는 결정 방향 실리콘 강철로 된 적층 코어 주위에 동심으로 배열되어 있습니다. 변압기에는 또한 하나의 저전압 중성점, 세 개의 고전압 부싱, 네 개의 저전압 단자, 오프 회로/부하 탭 체인저 및 냉각 시스템(유형은 ONAN/ONAF를 사용하는 오일형 및 AN/AF를 사용하는 건식형)이 포함됩니다. 구조의 가장 좋은 특징은 절단된 코어 조인트의 단단한 클램핑, 단락 힘에 대한 권선 지지의 축 방향 및 방사 방향 크기, 요구 전압 등급의 BIL(낙뢰 임펄스 전압)로 평가된 절연 및 진공 건조 공정입니다.
구조 개요
델타-와이 변압기는 두 부분으로 구성되어 있습니다: 활성 부분과 외함 부분. 활성 부분은 세 개의 리임 변압기 코어(더 큰 전력 응용을 위해 다섯 개의 리임 변압기가 필요할 수 있음)로 구성된 코어-권선 조립체로 만들어지며, 델타에 연결된 세 개의 고전압 권선과 와이에 연결된 세 개의 저전압 권선, 탭 체인저 및 리드 절연이 포함됩니다. 외함은 냉각 라디에이터 또는 핀, 부싱, 오일 보존 시스템 및 보호 장치가 있는 탱크(오일 침지 변압기의 경우)로 만들어지거나 단단한 변압기의 경우 단자와 함께 통풍이 잘 되는 하우징으로 만들어집니다. 오일 침지 변압기에서는 활성 부분이 진공 건조되고 미네랄 오일에 담가져 절연 및 냉각 기능을 수행합니다. 건식 변압기에서는 권선이 에폭시로 진공 주입되어 오일 시스템의 사용을 완전히 제거합니다. 델타 및 와이 연결은 변압기 내에서 이루어지며 외부에서는 세 개의 고전압 부싱과 중성이 있는 세 개의 저전압 단자 또는 네 개의 저전압 단자만이 저전압 측에서 보입니다.
| 구성 요소 | 일반적인 구조 | 기능 |
|---|---|---|
| 코어 | GOES 적층, 절단 조인트, 단계적 단면 | 저손실 플럭스 경로 |
| 저전압 권선(와이) | 구리, 나선형 또는 층 권선, 내부 위치 | 저전압 전류를 운반하고 중성을 제공합니다. |
| 고전압 권선(델타) | 구리, 층 또는 디스크 권선, 외부 위치 | 선 전압을 운반하고 델타 루프를 형성합니다. |
| 절연 장벽 | 셀룰로오스 종이 / 에폭시, BIL에 맞게 크기 조정 | 유전 내전압 |
| 탭 체인저 | 오프 회로 ±2×2.5%, 또는 OLTC | 전압 비율 조정 |
| 탱크 / 인클로저 | 용접 강철, 밀봉 또는 보존기(오일); 통풍이 잘 되는 하우징(건식) | 보호, 냉각, 오일 보존 |
코어: 강철 등급, 조인트 및 클램핑
전력 손실 및 소음 발생에 있어 가장 큰 요인은 코어의 품질입니다. 현대의 코어는 27ZH95 또는 23ZH85와 같은 등급의 결정 방향 실리콘 강철(GOES)로 만들어지거나 더 나은 효율성을 위해 비정질 금속으로 만들어집니다. 등급은 사용되는 강철의 종류를 나타내며, 강철의 두께와 손실 효율성을 나타냅니다. 숫자가 낮을수록 1킬로그램당 손실이 적다는 의미입니다. 시트는 가장자리를 따라 비스듬히 절단되어 손실과 코너에서 발생하는 전류의 정도를 줄입니다. 시트는 또한 권선 중에 차지하는 면적을 최소화하기 위해 원형 모양을 닮도록 조립되어야 합니다. 마지막 단계는 코어가 올바른 방식으로 고정되었는지 확인하는 것입니다. 코어가 너무 느슨하면 진동을 발생시킬 수 있고, 너무 조이면 절연체가 손상될 수 있습니다.
권선: 델타 및 와이 배열
권선은 각 리브에 동심 패턴으로 배치됩니다: LV 권선은 코어에 가장 가까이 위치하고, HV 권선은 전압 클래스에 따라 축 방향 및 방사 방향의 절연 장벽과 함께 외부에 배치됩니다. 중성 및 와이 연결로 구성된 LV 권선은 일반적으로 구리(또는 저비용 모델의 경우 알루미늄)로 된 나선형 또는 층 권선 형태이며, HV 권선은 구리로 된 층 권선 또는 디스크 권선 형태로 위치합니다. 델타 연결은 HV 권선을 서로 연결하기 위해 만들어집니다. 루프는 제3 고조파 및 제로 순서 전류의 전류 경로입니다. 와이 연결은 LV 권선의 세 끝을 중성 단자에 연결된 공통 중성점과 연결합니다. 권선에 사용되는 재료는 중요합니다. 구리는 동일한 단면적의 알루미늄에 비해 저항이 적고 단기 단락 강도가 더 우수하지만, 활성 부분에서 10%에서 20% 더 비쌉니다.
절연 시스템 및 BIL
절연은 장치가 스위칭 서지, 전력 주파수 전압 및 낙뢰 충격을 견딜 수 있도록 합니다. 오일 절연 장치는 도체 주위에 감싸진 셀룰로오스 종이를 장벽으로 사용하며, 미네랄 오일에 담가져 있습니다. 반면, 건식 장치는 에폭시 침투 유리 또는 운모로 만들어진 절연 재료를 사용합니다. 절연의 주요 매개변수는 BIL(기본 절연 수준)이라고 하며, 이는 기계가 제대로 작동하는 데 필요한 최대 임펄스 전압을 나타냅니다. BIL은 전압 클래스에 따라 다릅니다: 12 kV 작동을 위해 정격된 장치의 BIL은 95 kV와 같으며, 24 kV 정격 시스템은 125-170 kV 이상의 BIL이 필요하고, 36 kV 정격 시스템의 BIL은 170 kV에서 250 kV 사이일 수 있습니다. LV와 HV 권선 사이의 거리, 부싱의 크리피지 거리 및 코일의 가장자리에서의 절연은 BIL 요구 사항을 충족합니다. 그러나 열악한 절연 간격으로 제작된 장치는 정기 테스트를 통과할 수 있지만 임펄스 테스트에서 실패할 수 있으므로, IEC 60076-3에 설명된 유전체 테스트에는 지정된 절연 수준을 견딜 수 있는 모든 장치에 대한 임펄스 테스트가 포함됩니다.
| HV 시스템 전압 | 일반적인 BIL 요구 사항 | 일반적인 전력 주파수 테스트 |
|---|---|---|
| 12 kV 클래스 | 95 kV | 28 kV |
| 5 kV 클래스 | 125 kV | 38 kV |
| 24 kV 클래스 | 125–170 kV | 50 kV |
| 36 kV 클래스 | 170–250 kV | 70 kV |
| 52 kV 클래스 | 250–325 kV | 95 kV |
탱크, 부싱 및 단자
오일 침지 탱크는 금속 용기로, 용접된 보존 요소와 액체 수준 표시기가 장착되어 있거나 가스 쿠션이 있는 밀폐형입니다. 탱크에는 고전압 부싱, 저전압 부싱, 탭 체인저, 오일 온도 표시기, 압력 해제 밸브, 배수 및 샘플링 밸브가 있습니다. 다트 모양의 골판지 벽, 추가 냉각 라디에이터 및 핀 플레이트가 오일을 냉각하는 데 사용됩니다. 탱크의 적절한 구조는 중요한 이음새를 전부 용접해야 합니다. 탱크는 샌드블라스트 처리 후 좋은 보호 코팅으로 도장해야 합니다. 마지막으로, 탱크는 내부 압력에 대한 테스트를 통해 밀폐성을 확인해야 합니다.
탭 체인저: 오프 서킷 및 온 로드
탭 체인저는 네트워크의 전압 변동을 처리하기 위해 변압기의 변환 비율을 변경합니다. 대부분의 배급 델타-와이 변압기는 +/-2 x 2.5% 탭이 있는 오프 서킷 탭 체인저가 장착되어 있으며, 변압기가 꺼져 있을 때만 작동할 수 있습니다. 이 장치는 다양한 위치의 명확한 표시가 있는 간단하고 신뢰할 수 있는 메커니즘입니다. 더 큰 변압기나 불안정한 네트워크에서 작동하는 변압기는 부하 하에서 탭을 변경하는 온 로드 탭 체인저(OLTC)가 장착되어 있으며, 이는 오일(오일 충전 장치의 경우) 내 아크 챔버를 통해 작동합니다. 이 메커니즘은 훨씬 더 복잡하며 일반적으로 가격을 10-25% 인상하고 일부 유지 관리가 필요합니다. 델타-와이 시스템에서 탭은 일반적으로 HV 델타 권선과 연결되어 있으며, 이는 더 적은 전류와 더 온화한 스위칭 작업을 가지고 있습니다.
냉각 시스템 설계
장치가 허용 온도 한계를 초과하지 않고 운반할 수 있는 전류의 양은 냉각에 따라 달라집니다. 오일 냉각 장치는 자연 대류를 통해 레일이나 핀을 통해 냉각 오일이 순환하는 ONAN 방법을 사용합니다. 특정 부하 수준을 초과하면 강제 냉각이 사용됩니다(ONA에 해당). 이 방법은 20-33 %를 허용합니다. 이러한 종류의 장비의 온도 상승은 약 60-65 K로 설계되며, 작업 환경 온도는 40°C입니다. 건식 장치의 경우, 냉각은 자연 공기(AN) 및 강제 공기(AF) 방법으로 수행되며, 특정 온도 등급이 유지되어 냉각이 제공됩니다.
| 냉각 등급 | 설명 | 용량 효과 | 일반적인 사용 |
|---|---|---|---|
| ONAN | 오일 침지형, 자연 대류 | 명판 정격 | 표준 배급 |
| ONAF | 오일 침지형, 강제 공기 팬 | +20–33% | 높은 부하 계수, 열악한 장소 |
| OFAF | 강제 오일 및 공기 | +40–60% | 더 큰 전력 정격 |
| AN | 건식형, 자연 공기 | 명판 정격 | 실내 설치 |
| AF | 건식형, 강제 공기 | +20–30% | 실내 최대 부하 |
구조가 성능 및 신뢰성에 미치는 영향
| 구조적 특징 | 성능에 미치는 영향 |
|---|---|
| 고급 GOES 코어, 비스듬한 이음새 | 낮은 무부하 손실 및 자화 전류 |
| 구리 권선, 올바른 도체 크기 | 낮은 부하 손실, 더 나은 단락 강도 |
| 단단한 방사형 및 축 방향 지지 | 권선 이동 없이 단락 힘을 견딤 |
| 적절한 절연 간격 및 건조 | 임펄스 테스트 통과, 서비스 중 부분 방전 실패 없음 |
| 진공 건조 및 오일 침투 | 수분 제거, 절연 수명 연장 |
| 탱크의 부식 방지 | 해안 및 산업 환경에서 긴 서비스 수명 |
테스트 과정에서 배치 설정이 확인됩니다 — 비율, 벡터 그룹 및 위상 변위가 델타-와이 연결 배치의 정확성을 보여줍니다. 그러나 오랜 시간 동안의 효율성은 배치의 견고한 설계의 결과입니다: 단락 작동은 권선의 무게보다 수백 배 강한 단락 충격을 발생시키며, 올바른 지지대만이 고장이 발생한 후 변압기를 계속 사용할 수 있게 합니다.
구매 시 구조 품질 평가 방법
- 코어 재료 유형 및 테스트 보고서를 기반으로 보장된 무부하 손실 측정값에 대한 문의로 입찰 가격과 검증합니다.
- 전도체 재료 유형을 조사합니다. 구리 또는 알루미늄이 사용되는지 여부는 손실, 단락 정격 및 운영 비용에 영향을 미치므로 도체 단면적 및 전류 밀도를 알아야 합니다.
- 단락 내구성 설계가 IEC 60076-5에 부합하는지 확인하고, 명시된 고장 상황에 대한 계산 또는 테스트 결과를 확인합니다.
- 절연 수준을 검사합니다. BIL이 귀하의 전압 등급과 일치하는지 확인하고 임펄스 테스트가 설계 테스트에 포함되어 있는지 확인합니다.
- 생산 전에 장비 배치에서 권선 구성, 보강, 탱크 구조 및 부싱 배치를 확인합니다.
- 테스트를 확인했는지 확인합니다. 중요도가 높은 프로젝트의 경우 관찰된 정기 테스트 또는 제3자 검사를 요청하십시오 — 품질 신호를 보내는 계약자의 준비 상태입니다.
주요 브랜드 및 가격 범위
| 브랜드 | 국가 | 구조 강도 | 지표 가격 범위 (US$) |
|---|---|---|---|
| ABB | 스위스/스웨덴 | 성숙한 설계, 전체 테스트 범위 | $4,000–$60,000 |
| 지멘스 | 독일 | IEC 준수 구조 | $3,500–$55,000 |
| 슈나이더 일렉트릭 | 프랑스 | 건식형 주조 수지 전문성 | $3,000–$45,000 |
| 히타치 에너지 | 스위스 | 유틸리티 등급 활성 부품 | $4,500–$70,000 |
| 이튼 | 미국 | 북미 배급 구축 | $2,500–$42,000 |
| 장쑤 수비안 전력 | 중국 | 투명한 구조, 맞춤형 구축 | $3,000–$45,000 |
가격은 배급 등급을 나타내며 코어 등급, 도체, BIL 및 부속품에 따라 달라집니다. ABB, Siemens, Schneider Electric, Hitachi Energy 및 Eaton은 건설의 기준을 설정하며 공정한 도면 및 시험 절차를 가지고 있습니다. Jiangsu Subian Electric Power Co., Ltd는 동일한 건설 방법을 더 낮은 가격으로 요구하는 구매자를 위해 델타-와이 변압기를 IEC 60076 규격에 따라 고급 방향성 코어, 구리 권선, 비스듬한 이음새로 제조하며, 비율, 벡터 그룹, 임피던스, 손실, 유전 성능과 같은 일상적인 시험을 포함한 전체 공장 시험을 거치고 제3자가 목격한 시험이나 검사를 주선할 수 있습니다. Subian은 건설 품질에 대한 상세한 분석을 제공하는 귀중한 도면 및 시험지를 제공하며, 이는 고객이 중국 제조업체와 유럽 제조업체를 비교하는 데 필요한 것입니다. 제조 능력은 Subian Electric 웹사이트에서 확인하십시오..
자주 묻는 질문
변압기 코어에 왜 결정립 지향 실리콘 강판이 사용되나요?
결정립 지향 강판의 가공은 한 방향 — 압연 방향에서 일급 자기 특성을 갖도록 합니다. 변압기를 설계할 때, 엔지니어들은 자기장의 흐름이 그 방향에 수직이 되도록 적층을 배치하여 비지향 강판을 사용할 때에 비해 자화 전류와 무부하 손실을 상당히 줄입니다. 올바르게 구현된 비스듬한 이음새와 단단한 클램핑은 효율성을 높이고 소음을 줄이는 데 도움을 줍니다.
Dyn11 구조는 물리적으로 어떻게 생겼나요?
세 개의 고전압 권선은 탱크 내부에서 폐쇄 델타 형식으로 배열되며, 세 개의 저전압 권선은 중성 연결을 공유하여 외부에 네 번째 단자를 생성합니다. 권선이 외부에서 보일 때, 세 개의 HV 부싱과 네 개의 LV 단자(세 개의 선과 중성)가 보입니다. 각 권선의 순서는 LV-내부 및 HV-외부이며, 탭 체인저는 HV 측에 위치합니다.
델타-와이 변압기는 오일 침지형인가요, 아니면 건식형인가요?
둘 다입니다. 야외 배전 변전소는 강도와 효율성 때문에 오일 침지형 시스템을 사용하며, 실내, 지하 및 화재에 민감한 변전소는 건식 수지 주형 시스템을 선호합니다. 델타-와이 전기 연결은 절연 및 냉각 시스템을 제외하고는 두 경우 모두 동일합니다.
구리와 알루미늄 권선의 구조적 차이는 무엇인가요?
구리는 알루미늄에 비해 저항률이 낮고 기계적 강도가 높아, 구리 권선 장치는 동일한 용량 등급에서 손실이 낮고 최적의 단락 용량을 갖습니다. 이러한 기계의 활성 부분은 약 10%–20% 더 비쌉니다. 알루미늄은 주로 배전 기계에서 예산상의 이유로 사용되며, 이들은 일반적으로 최초 비용 측면에서 면밀히 검토됩니다.
수비안은 주문 전에 구조 도면을 제공할 수 있나요?
네. 장쑤 수비안 전력은 기술 제안의 일환으로 요소 배열 도면, 연결 다이어그램 및 주요 구성 요소에 대한 관련 정보를 제공합니다. 최종 제조 도면도 생산 전에 검토할 수 있습니다. 중요한 프로젝트의 경우, 회사는 생산 전 설계 검토 및 공동 테스트를 조직할 수 있습니다.
참고 문헌
- IEC 60076-1 — 전력 변압기: 일반 — 정격, 손실 및 구조 요구 사항에 대한 지배 표준입니다.
- IEC 60076-3 — 절연 수준 및 유전체 테스트 — 전압 등급에 따른 BIL 및 유전체 테스트 요구 사항을 정의합니다.
- IEC 60076-5 — 단락 내성 — 권선 구조의 단락 내성 검증을 위한 표준입니다.
- NEMA TP-1 — 배전 변압기의 에너지 효율 — 코어 구조 품질에 연결된 효율성 기준입니다.
- 히타치 에너지 — 변압기 제품 — 선도적인 제조업체의 구조 및 테스트에 대한 참조 문서입니다.
- UL 1561 — 건식 변압기 안전 표준 델타-와이 변압기의 설계 특징에 따르면, 효율성, 소음, 결함 허용도 및 변압기의 서비스 수명과 같은 특성을 드러내는 것은 주로 명판이 아니라 코어 강재 등급, 비스듬한 이음, 권선 도체 및 배열, 절연 간격, 보강, 탱크, 탭 체인저 및 냉각을 포함한 변압기의 구조적 특징입니다. 이러한 매개변수를 고려하여 입찰서를 읽고 입찰 과정에 들어가면, 입찰은 가격이 아니라 장점 측면에서 비교 가능해집니다. IEC 60076 테스트 증거를 요청하고 필요시 입회 테스트를 요청하는 원칙을 따라야 합니다. 장쑤 수비안 전력의 델타-와이 변압기는 투명한 재료로 제작되며 모든 기준을 충족합니다. 팀과 함께 구조 도면 및 테스트 데이터를 검토하십시오.
결론
공식 웹사이트 다음 프로젝트에 착수하기 전에. 델타 와이 변압기의 구조적 특징.