변압기를 시원하게 유지하는 방법: 변압기 냉각 방법에 대한 심층 분석

저는 수년 동안 전기와 관련된 일을 해왔습니다. 제가 배운 한 가지는 변압기에는 열이 큰 문제라는 것입니다. 세상에 전력을 공급하는 이 놀라운 기계는 작동할 때 많은 열을 발생시킵니다. 이 열을 올바른 방법으로 처리하지 않으면 큰 문제를 일으킬 수 있습니다. 이러한 문제는 제대로 작동하지 않는 것부터 완전히 고장나는 것까지 다양합니다. 그렇기 때문에 변압기 냉각 방법을 이해하는 것이 매우 중요합니다. 이 글에서는 열심히 일하는 이 기계를 시원하게 유지하여 잘 작동하도록 하는 다양한 방법을 보여드리겠습니다. 공기를 사용하여 냉각하는 것과 같은 쉬운 방법을 살펴볼 것입니다. 또한 기름과 물을 사용하는 더 어려운 방법도 살펴볼 것입니다. 이 글을 다 읽고 나면 좋은 냉각 시스템이 변압기를 오래 사용하고 잘 작동하는 데 도움이 되는 이유를 이해할 수 있을 것입니다.

트랜스포머에 냉각이 중요한 이유는 무엇인가요?

간단한 사실부터 시작하겠습니다. 변압기는 전기를 한 곳에서 다른 곳으로 이동시키는 역할을 합니다. 이 과정은 완벽하지 않습니다. 일부 전력은 열로 변합니다. 이 열은 변압기의 코어와 권선에서 발생합니다. 이 열을 제거하지 않으면 변압기의 온도가 올라갑니다. 이로 인해 많은 손상이 발생할 수 있습니다. 온도가 높으면 변압기 내부의 특수 코팅이 손상될 수 있습니다. 이로 인해 단락 또는 완전한 고장이 발생할 수 있습니다.

자동차의 엔진과 비슷하다고 생각하면 됩니다. 엔진은 많은 열을 발생시킵니다. 냉각 시스템이 작동을 멈추면 엔진이 너무 뜨거워져 손상될 수 있습니다. 변압기도 마찬가지입니다. 좋은 냉각 시스템은 매우 중요합니다. 변압기가 안전한 온도에서 작동하도록 유지합니다. 이를 통해 수명이 길고 문제 없이 작동할 수 있습니다. 냉각 시스템의 주요 역할은 한 가지입니다. 변압기에서 열을 제거하는 것입니다. 열을 주변의 공기나 물로 이동시킵니다.

변압기의 주요 유형과 냉각 요구 사항은 무엇인가요?

변압기는 크게 건식 변압기와 유입식 변압기의 두 가지 그룹으로 나눌 수 있습니다. 이름에서 그 의미를 짐작할 수 있습니다. 가장 큰 차이점은 냉각 방식에 있습니다. 건식 변압기는 공기로 냉각됩니다. 유입식 변압기는 특수 오일을 사용합니다. 어떤 유형의 변압기를 사용할지는 몇 가지 사항에 따라 달라집니다. 전력 수준, 용도, 위치 등이 그것입니다.

건식 변압기는 실내에서 많이 사용됩니다. 사무실 건물이나 병원과 같은 곳에서 찾을 수 있습니다. 불이 붙을 수 있는 기름이 없기 때문에 더 안전하다고 여겨집니다. 유입식 변압기는 매우 일반적입니다. 실외 발전소나 많은 전력이 필요한 작업장에서 볼 수 있습니다. 이는 기름이 공기보다 더 좋은 냉각수이기 때문입니다. 각 유형의 변압기에는 고유한 냉각 방법이 있으며, 이에 대해서는 다음에 살펴볼 것입니다.

건식 변압기는 어떻게 냉각 상태를 유지하나요?

건식 변압기는 냉각을 위해 공기를 사용합니다. 가장 간단한 방법은 자연 공기(AN) 냉각. 이 방법을 사용하면 변압기 주변의 공기가 권선과 코어 주변으로 이동합니다. 이러한 현상을 자연 대류라고 합니다. 변압기가 뜨거워지면 주변의 공기가 따뜻해져 위로 올라갔다가 아래에서 더 차가운 공기로 대체됩니다. 이러한 자연스러운 공기 이동은 열을 제거하는 데 도움이 됩니다. 이 방법은 비용이 저렴하고 열이 많이 나지 않는 소형 변압기에 적합합니다.

대형 건식 변압기의 경우 자연 공기 냉각만으로는 충분하지 않을 수 있습니다. 이 경우 강제 공기(AF) 냉각이 사용됩니다. 이 방법은 팬이나 송풍기를 사용하여 변압기의 코어와 권선 위로 공기를 밀어 넣습니다. 이렇게 하면 열을 훨씬 빠르게 제거할 수 있습니다. 이러한 강제 공기 순환을 통해 변압기는 너무 뜨거워지지 않고 더 많은 전력을 처리할 수 있습니다. 때때로 변압기는 두 가지 방법을 모두 사용하여 냉각합니다. 이를 AN/AF라고 합니다. 팬은 온도가 일정 수준에 도달할 때만 작동하기 시작합니다.

유입식 변압기의 ONAN 냉각 방식은 무엇입니까?

이제 오일 침지형 변압기에 대해 이야기하겠습니다. 가장 간단한 냉각 방법은 다음과 같습니다. 오일 내추럴 에어 내추럴(ONAN). ONAN 변압기에서 코어와 권선은 변압기 오일로 가득 찬 탱크 안에 들어갑니다. 이 오일은 두 가지 역할을 합니다. 전기가 흘러서는 안 되는 곳으로 흘러가는 것을 막습니다. 또한 변압기를 냉각하는 데도 도움이 됩니다. 변압기가 작동하면 권선과 코어에서 발생하는 열이 오일로 이동합니다.

뜨거운 오일은 더 가볍기 때문에 변압기 탱크의 상단으로 올라갑니다. 식으면 무거워져 다시 바닥으로 가라앉습니다. 이렇게 하면 기름이 스스로 움직이게 됩니다. 우리는 이 과정을 자연 대류라고 부릅니다. 그러면 열은 변압기 탱크에서 외부 공기로 이동합니다. 냉각을 더 잘하기 위해 탱크의 외부 표면을 더 크게 만드는 경우가 많습니다. 이는 냉각 튜브나 라디에이터를 추가하여 이루어집니다. ONAN 방식은 간단하고 잘 작동하며 중소형 변압기에 많이 사용됩니다.

강제 공기는 언제 필요하나요? ONAF 방법 이해

더 많은 열을 발생시키는 대형 변압기의 경우 ONAN 냉각 방식으로는 충분하지 않을 수 있습니다. 이러한 상황에서는 냉각 프로세스를 조금 더 도와야 합니다. 이때는 오일 자연 공기 강제(ONAF) 메서드를 사용합니다. ONAF 시스템은 ONAN 시스템과 비슷하지만 도우미가 추가되었습니다. 오일은 여전히 대류로 인해 변압기 내부에서 자체적으로 이동합니다. 하지만 일반적으로 라디에이터에 가까운 변압기 외부에 팬이 추가됩니다.

이 팬은 변압기 탱크와 라디에이터의 외부에 공기를 불어넣습니다. 이렇게 하면 열이 훨씬 빨리 사라집니다. 이러한 강제적인 공기 이동은 오일을 더 잘 냉각시키는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 변압기는 더 큰 작업을 처리할 수 있습니다. 팬은 일반적으로 온도를 확인하는 도구로 제어됩니다. 오일이 너무 뜨거워질 때만 팬이 켜지므로 전력을 절약하는 데 도움이 됩니다. ONAF 방식은 자주 사용되며 중대형 전력 변압기에 적합한 냉각 방식입니다.

오일과 공기를 모두 강제로 주입하면 어떻게 될까요? OFAF 방법

매우 강력한 변압기의 경우 ONAF 방식으로도 온도를 안전하게 유지하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 이러한 대형 변압기의 경우 더 강력한 냉각 방법이 필요합니다. 바로 이 부분에서 오일 강제 공기 주입(OFAF) 메서드가 사용됩니다. 이 시스템에서는 오일이 저절로 움직일 때까지 기다리지 않습니다. 대신 특수 펌프를 사용하여 변압기와 냉각 시스템을 통해 오일을 밀어냅니다.

이러한 오일의 강제 이동은 열이 코어와 와인딩에서 매우 빠르고 좋은 방향으로 이동하도록 합니다. 강제 오일 이동과 더불어 팬을 사용하여 라디에이터 위로 공기를 불어넣습니다. 이것은 ONAF 방식과 같습니다. 강제 오일과 강제 공기를 모두 사용하면 매우 우수한 냉각 시스템을 구축할 수 있습니다. 매우 큰 변압기에서 발생하는 많은 양의 열을 처리할 수 있습니다.

변압기 냉각에 물을 사용할 수 있나요?

예, 어떤 상황에서는 물을 변압기의 냉각액으로 사용하기도 합니다. 이는 물을 사용하여 전기를 만드는 발전소처럼 물을 쉽게 구할 수 있는 곳에서 주로 이루어집니다. 이 방법은 오일 강제 급수(OFWF). 이 시스템에서는 뜨거운 변압기 오일이 열교환기를 통해 펌핑됩니다.

열교환기 내부에서 열은 뜨거운 기름에서 차가운 물로 이동합니다. 이 물은 다른 파이프 세트를 통해 이동합니다. 물은 공기보다 훨씬 더 많은 열을 흡수할 수 있기 때문에 냉각에 매우 좋은 방법입니다. OFWF 냉각 시스템은 일반적으로 초대형 변압기에 사용됩니다. 이러한 변압기의 경우 공기 냉각으로는 충분하지 않거나 충분히 잘 작동하지 않습니다.

라디에이터와 열교환기는 냉각에 어떻게 도움이 되나요?

라디에이터와 열교환기는 유입식 변압기의 냉각 시스템에서 매우 중요한 부품입니다. 라디에이터의 주요 역할은 변압기 오일에서 주변 공기로 열이 이동할 수 있도록 더 많은 외부 공간을 제공하는 것입니다. 자동차의 라디에이터를 생각해보세요. 변압기 라디에이터도 같은 방식으로 작동합니다. 변압기의 뜨거운 오일은 라디에이터를 통해 이동합니다. 라디에이터는 많은 핀 또는 패널로 만들어집니다. 외부 면적이 넓기 때문에 열이 더 빨리 빠져나갑니다.

열교환기는 한 액체에서 다른 액체로 열을 이동하는 도구입니다. 액체는 서로 닿지 않습니다. OFWF 냉각 시스템에서 열교환기는 뜨거운 변압기 오일에서 차가운 물로 열을 이동시킵니다. 라디에이터와 열교환기 모두 중요한 역할을 합니다. 이들은 변압기의 냉각 시스템이 작동하는 동안 발생하는 열을 제거할 수 있도록 합니다.

트랜스포머 냉각 등급이란 무엇이며 왜 중요한가요?

모든 냉각 방법을 이해하기 쉽게 하기 위해 냉각 클래스 시스템이 사용됩니다. 이러한 클래스는 4글자 코드로 표시됩니다. 이 코드는 내부 및 외부 냉각 시스템 모두에 대해 냉각에 무엇이 사용되고 어떻게 움직이는지 알려줍니다. 다음은 각 문자의 의미를 설명하는 표입니다:

예를 들어 ONAN 수단 Oil Natural Air Natural. ONAF 수단 Oil Natural Air F강제. 이러한 냉각 등급을 이해하는 것이 중요합니다. 이는 변압기를 계획, 사용 또는 수리하는 모든 사람에게 해당됩니다. 작업에 적합한 냉각 시스템을 선택하는 데 도움이 됩니다.

어떤 변압기에 어떤 냉각 방식이 적합할까요?

올바른 냉각 방법을 선택하는 것은 몇 가지 요소에 따라 달라집니다. 변압기의 크기와 전력, 용도, 주변 공기 온도, 비용 등이 그것입니다. 다음은 간단한 가이드입니다:

• 건식 변압기:
  • AN(에어 내추럴): 소형 변압기에 적합합니다. 신선한 공기가 충분히 들어오는 깨끗한 실내에 보관해야 합니다.
  • AF(공기 강제): 대형 건식 변압기에 사용됩니다. 또한 공기 온도가 더 높은 곳에서 냉각 성능을 높이기 위해 사용됩니다.
• 오일 침지형 변압기:
  • ONAN(오일 내추럴 에어 내추럴): 중소형 변압기를 위한 일반적이고 저렴한 방법입니다.
  • ONAF(오일 자연 공기 강제): 추가 냉각이 필요한 중대형 전력 변압기에 사용됩니다.
  • OFAF(오일 강제 공기 주입): 초고출력 변압기에 사용됩니다. 냉각을 위해 강제 오일과 강제 공기가 모두 필요합니다.
  • OFWF(오일 강제 물 강제): 초대형 변압기에 사용되는 매우 좋은 방법입니다. 물이 많은 발전소에서 자주 사용됩니다.

요약

변압기를 시원하게 유지하는 것은 단순히 좋은 생각만은 아닙니다. 얼마나 잘 작동하는지, 얼마나 안전한지, 얼마나 오래 지속되는지가 매우 중요합니다. 냉각 방법에는 여러 가지가 있습니다. 건식 변압기의 단순한 자연 공기 이동부터 대형 전력 변압기의 강력한 강제 오일 및 물 시스템까지 다양합니다. 각 방법은 각기 다른 종류의 작업을 위해 만들어졌습니다. 이러한 방법을 이해하면 전력 시스템의 중요한 부품이 오랫동안 잘 작동하도록 할 수 있습니다.

기억해야 할 핵심 사항은 다음과 같습니다:

• 열은 변압기에 큰 문제입니다. 특수 코팅이 손상되고 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 변압기는 크게 건식(공기로 냉각)과 오일 침지형 두 가지 그룹으로 나뉩니다.
• 건식 변압기는 자연 공기(AN) 또는 강제 공기(AF)를 사용하여 냉각합니다.
• 유입식 변압기는 ONAN, ONAF, OFAF 및 OFWF와 같은 방식을 사용합니다.
• 라디에이터와 열교환기는 유입식 변압기의 열을 제거하는 데 매우 중요합니다.
• 선택하는 냉각 방법은 변압기의 크기, 전력 및 작업에 따라 달라집니다.