건식 변압기

건식 변압기는 최적의 성능과 신뢰성을 보장하기 위해 전기적, 기계적 및 열적 특성에 따라 선택된 다양한 재료를 사용하여 구성됩니다. 건식 변압기에 사용되는 주요 재료는 다음과 같습니다.

강철 적층:변압기의 코어는 일반적으로 실리콘 강철 적층으로 만들어집니다. 이들은 자속의 연속 경로를 형성하기 위해 쌓여 있습니다. 규소강을 사용하면 히스테리시스 손실이 감소하고 더 ​​나은 자기 특성을 제공합니다. 적층은 얇아서 교번 자기장이 코어 재료 내에 전류를 유도할 때 발생하는 와전류 손실을 최소화합니다.

권선 재료:1차 및 2차 권선에 사용되는 도체는 우수한 전도성으로 인해 일반적으로 구리 또는 알루미늄으로 만들어집니다. 구리는 전도성이 뛰어나지만 알루미늄보다 가격이 더 비쌉니다. 알루미늄은 더 가볍고 비용 효율적이지만{2}}저항 손실이 더 높습니다.

절연재:건식 변압기에서는 단락을 방지하고 전기적 절연을 보장하기 위해 절연이 가장 중요합니다. Nomex(아라미드 종이의 일종), Mylar(이축 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 및 다양한 유형의 폴리에스터 필름과 같은 재료가 권선 간, 층 간, 권선과 코어 사이의 절연에 사용됩니다. 에폭시 수지는 고체 절연 매트릭스를 제공하기 위한 VPI(진공압 함침) 또는 캡슐화 공정에도 일반적으로 사용됩니다.

브리더 및 수분 흡수제:일부 설계에서는 실리카겔이 공기 이동을 통해 변압기에 유입될 수 있는 수분을 흡수하는 건조제로 사용됩니다. 이는 습기와 습기로부터 내부 구성 요소를 보호하는 데 도움이 됩니다.

냉각 요소:냉각 방법에 따라 패시브 라디에이터 또는 액티브 냉각 팬을 사용할 수 있습니다. 라디에이터는 일반적으로 효율적인 열 방출을 위해 알루미늄이나 구리로 만들어집니다. 팬을 사용하는 경우 일반적으로 플라스틱이나 금속 합금으로 만들어집니다.

구조 재료:변압기의 코어와 권선을 수용하는 케이스, 탱크 또는 프레임은 일반적으로 환경 요인으로부터 변압기를 보호하고 구조적 무결성을 제공하기 위해 판금(주로 아연 도금 강철 또는 알루미늄)으로 만들어집니다.

터미널 하드웨어:변압기를 전력망에 연결하는 데 사용되는 단자는 일반적으로 좋은 전기 전도성을 위해 구리 또는 황동과 같은 금속으로 만들어집니다.

과전류 보호 장치:여기에는 퓨즈 요소용 주석{0}}도금 구리 또는 열 과부하 보호용 바이메탈 스트립과 같이 미리 결정된 전류 수준에서 녹거나 트립되는 재료로 만든 회로 차단기 또는 퓨즈가 포함될 수 있습니다.

건식-변압기의 설계는 성능, 효율성 및 내구성에 영향을 미치는 여러 요소에 따라 달라집니다. 건식-형 변압기를 설계할 때 고려해야 할 몇 가지 중요한 요소는 다음과 같습니다.

단열재 유형 선택:절연 유형에 따라 변압기의 온도 등급, 절연 강도, 기계적 강도 및 열충격 저항이 결정됩니다. 일반적으로 F급 및 H{1}}급 절연재는 고온(각각 155도 및 180도까지)을 견딜 수 있고 전기적, 기계적 특성이 우수하기 때문에 건식-형 변압기에 사용됩니다. 일반적인 단열재로는 바니시, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 등이 있습니다.

권선 재료 선택:권선 재료는 변압기의 전도성, 저항, 손실 및 기계적 강도를 결정합니다. 일반적으로 구리와 알루미늄은 전도성이 높고 가격이 저렴하기 때문에 건식-형 변압기의 권선 재료로 사용됩니다. 구리는 알루미늄보다 전도성과 기계적 강도가 우수하지만 가격이 더 비싸고 무겁습니다. 동일한 정격 전류의 경우 구리는 알루미늄보다 더 적은 단면적을 필요로 합니다.-

히스테리시스 손실이 낮은 코어 재료 선택:코어 재료는 변압기의 자속 밀도, 투자율, 히스테리시스 손실 및 와전류 손실을 결정합니다. 코어 재료는 무부하 손실을 줄이고 변압기의 효율을 향상시키기 위해 투자율이 높고 히스테리시스 손실이 낮아야 합니다.{1}} 일반적인 핵심 소재로는 규소강, CRGO(냉간압연방향성강), 비정질 금속 등이 있습니다.

규제:변압기의 조절은 무부하 전압에 대한 최대 부하에서의 전압 강하 비율입니다.- 조절은 다양한 부하 조건에서 일정한 출력 전압을 유지하는 변압기의 능력을 나타냅니다. 조절은 변압기의 임피던스와 저항에 따라 달라집니다. 임피던스와 저항이 낮으면 조정이 낮아지고 전압 조정이 향상됩니다. 건식-형 변압기의 누설 리액턴스는 낮은 조정을 달성하기 위해 설계 중에 2% 이내로 유지되어야 합니다.

기대 수명:변압기의 기대 수명은 변압기가 고장이나 성능 저하 없이 작동할 수 있을 것으로 예상되는 시간입니다. 예상 수명은 온도 상승, 습기, 먼지, 부식 또는 기타 요인으로 인한 권선 절연 파괴에 따라 달라집니다. 건식-형 변압기의 절연 등급과 품질은 성능 저하 없이 고온과 가혹한 환경을 견딜 수 있도록 선택해야 합니다. 변압기의 온도 상승은 절연 등급에 지정된 한계를 초과해서는 안 됩니다.

사상자 수:변압기의 손실은 입력 전력과 출력 전력의 차이입니다. 손실은 무-부하 손실과 부하 손실로 구성됩니다. 무{3}}부하 손실은 부하와 무관하며 코어 손실과 와전류 손실을 포함합니다. 부하 손실은 부하에 비례하며 구리 손실과 부유 손실을 포함합니다. 손실은 변압기의 효율, 가열 및 냉각에 영향을 미칩니다. 건식-형 변압기의 손실을 최소화하고 효율을 최대화할 수 있도록 코어 재료, 권선 재료, 절연 재료 및 설계 매개변수를 선택해야 합니다.

과부하:변압기의 과부하는 변압기가 정격 용량 또는 온도 제한을 초과하여 작동하는 상태입니다. 과부하로 인해 변압기의 과열, 절연 파괴, 단락 또는 화재가 발생할 수 있습니다. 과부하는 과도한 부하 수요, 고조파, 결함 또는 주변 온도로 인해 발생할 수 있습니다. 건식-형 변압기는 부품이나 성능을 손상시키지 않고 과부하를 처리할 수 있도록 충분한 여유를 두고 설계해야 합니다. 건식-형 변압기에는 과부하로 인해 발생하는 열을 방출하기 위한 팬-냉각 시스템이나 에어컨{7}}시스템도 장착되어야 합니다.

K-인수:K- 인자는 권선의 비정현파 전류에 의해 발생하는 열을 견딜 수 있는 변압기의 능력을 측정한 것입니다.- 비정현파 전류는 전압 및 전류 파형에서 고조파를 생성하는 다양한 전자 장치로 인해 발생합니다. 고조파는 변압기의 손실, 가열 및 왜곡을 증가시킵니다. K- 인자가 높다는 것은 변압기가 과열이나 품질 저하 없이 더 높은 수준의 고조파를 처리할 수 있음을 나타냅니다. 건식-형 변압기는 비정현파 전류가 포함된 애플리케이션에서 긴 수명과 안정적인 성능을 제공하기 위해 높은 K-인자로 설계되어야 합니다.