변압기의 이상현상
소음 및 진동, 여자돌입전류 등
변압기의 소음 및 진동은
철심의 변형과 볼트의 헐거워짐으로써 접촉저항의 증가로 온도가 높아지고 발열될 수 있으며, 무부하투입시 발생하는 여자 돌입전류는 변압기 보호장치의 오동작등 좋지 않은 결과를 가져올수 있다
변압기는 사용 주파수의 2배(일반적으로 100Hz 또는 120Hz)가 되는 저주파의 소음을 발생한다. 이른바 저주파 음으로, 그 음이 커지면 저주파 소음 공핵 되어 문제가 커지므로 환경적인 입장에 고려와 대책이 필요하다 또한 소음공해가 되어 문제가 커지므로 환경적인 입장에 고려와 대책이 필요하다. 또한 도시지역의 전력수요증가에 수반하여 시가지의 변전설비 소음에 대한 주민의 관심이 높아지고 있으며, 이에 변압기의 저소음화가 요구되고 있는 실정이다.
소음 및 진동
1)원인
- 철심의 자왜현상
- 철심의 이음새, 성층 간에 작용하는 자기력에 의한 진동
- 권선의 전자력에 의한 진동(반발, 흡입)
- 냉각용 팬, 송유펌프에 의한 소음
2)대책
- 자속밀도의 저감 : 약 2~3[dB] 저감
- 철심과 탱크 사이에 방진고 무설치 : 약 3[dB] 저감
- 변압기 탱크 주위에 방음 차폐판 설치 : 약 10[dB] 저감
- 변압기 둘레에 콘크리트 방음벽 설치 : 약 30[dB] 저감
- 큐비클에 내장 등
여자돌입전류
1)개념
- 변압기 투입할 때 무전압에서 일거에 전전압으로 여자돌입전류가 흘러 계전기가 오동작할 수 있다
- 여자돌입전류는 철심전류는 철심재료, 투입 시 전압위상, 변압기 잔류자기위상, 크기는 다르지만 정격전류의 수 배~10배 정도, 계속시간은 0.5~수초에서, 장시간에서는 10초 이상의 것도 발생한다
2)오동작 방지법
- 고조파 억제법
여자 돌입전류 파형 중에는 제2고조파 성분 많다는 점을 착안하여 고조파 필터를 사용하여 동작코일에는 기본파가 유입되고, 고조파 성분은 고조파 억제코일을 통하여 흐르게 함으로써 여자 돌입전류에 의한 오동작을 방지하는 방법이다. 이 방식은 변압기 투입시에 고감도, 고속도 동작이 가능하며, 제2고조파 성분이 15~20% 이상이면 동작이 억제된다
→ 이 방법이 가장 많이 채용되어 사용된다
- 감도 저하법
여자 돌입전류가 시간이 지남에 따라 감쇄하는 것을 이용하여 차동계전기의 동작코일과 병렬로 분류저항을 넣어 변압기 가압후 일정시간 동안 계전기의 감도를 둔화시켜 돌입전류에 오동작을 방지하는방법이다. 일정 시간후 전압계전기(27)의 동작으로 정상으로 복귀한다.
이 방식에서는 저감도 상태에 내부사고가 발생되면 사고제어 시간이 길어지는 단점이 있다.
- 비대칭 저지법
여자 돌입전류의 파형이 비대칭파라는 점을 착안하여 비율차동계전기의 동작코일과 직렬로 저지계전기를 삽입하여 비대칭 전류가 흐르면 저지 계전기가 동작하여 비율차동계전기의 동작을 Lock 시키는 방법이다.
변압기 소음의 저감대책
- 고배향성 규소강판의 사용
히스테리시스의 곡선의 외곡정도를 최대한 작게 한다
- 자속밀도를 저하시켜 설계/제작
자속밀도를 저하시키면 소음은 저감되지만 변압기의 대형화에는 걸림돌이 된다.
- 철심의 구조 및 조임(지지) 구조에 상세한 배려
철심의 이음매가 적은 성층 방법 채택 및 볼트 체결토크 균일 등 조임(지지)구조에 대한 전반적인 검토
- 방음 대책을 강구
방음벽을 변압기의 외함에 취부하여 소음을 차단하는 방법이다. 저감효과는 비교적 커서 10dB이상의 효과를 기대 할 수 있다.
- 방진 고무의 설치
몰드 변압기의 본체와 하부 베이스 사이에 방진고무를 설치하여 변압기에서 발생하는 진동전달을 억제하여 소음을 줄이는 방법으로 5dB이상의 저감효과를 기대할수 있다.
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