R E P O R T-전기 기기 및 실험-With regard to 동기기학 과 : 전 기 공 학 과분 반 : 0 2학 번 : 20113340이 름 : 문 진 솔교 수 명 : 오 훈 교수님제 출 일 : 2016.05.04. (수)1. 동기기의 원리 및 구조1-1 동기기의 종류- 전기자의 발생 주파수가 계자극의 수와 회전 속도의 일정비로 운전되는 기기Contain) 동기발전기, 동기전동기, 동기조상기, 동기주파수변환기, 동기변류기(=회전변류기)1-2 교류 발전기- 전력 발생을 목적으로 운전하고 있는 일반 발전소 대개의 발전기1) 교류발전기의 원리원동기에 접속된 회전자가 고정자 안에서 회전하면 고정자 권선과의 사이에서 전자유도법칙이 성립되어 기전력이 발생됨을 이용그림1. 회전계자형 교류발전기2) 동기속도 및 주파수f= {P} over {2} TIMES {N _{s}} over {60} = {PN _{s}} over {120} [Hz],N _{s} = {120f} over {P} [rpm] [ f = 주파수, P = 자극 수,N _{s} = 동기속도 ]동기속도N _{s} 로 회전하는 교류발전기를 동기발전기라 하며, 국내의 상용주파수 f 는 60[Hz]이다. 한편, 주파수를 발생시키기 위한 극수는 원동기의 속도에 따라 정해지므로 원동기로서는 가장 적당한 경제 속도가 정해지게 된다.3) 동기발전기의 분류그림2. 동기발전기의 분류1-3 동기 발전기의 구조1) 횡축형과 종축형수차 발전기는 종축형(입축형)과 횡축형으로 나뉜다.횡축형은 주로 고속도의 소형기에 사용되고, 종축형은 주로 저속도의 대형기에 사용된다.2) 고정자(stator)동기 발전기에서는 주로 회전 계자형을 사용함으로 고정자를 전기자라 할 수 있다.3) 회전자(rotator)회전자로 활용되고 있는 자극은 발전기의 종류에 따라 돌극형과 비동극형 또는 원통극이 있는데, 돌극형은 주로 수차 발전기나 엔진 발전기 같은 저속기에 쓰인다.4) 베어링(bearing)고정자와 회전자 사이에서 회전축의 기계적 마찰을 줄이기 위한전되는 발전기.토크가 균일하지 않아서 적당한 플라이휠 효과를 갖도록 하며, 난조 방지를 위해 자극 면에 제동 권선을 설치한 것이 많다.9) 과속도 내력항회전기의 종류과속도1아래 항 이외의 모든 회전기최대 정격 회전 속도의 120[%]2수차 구동 발전기 및 가스 터빈 구동 발전기또는 이에 기계적 혹은 전기적으로 연결되어 있는 보조 회전기종합 무 구속 속도다만, 최대 정격 회전 속도의 120[%]로 한다.3특정의 조건하에서 부하에 의해 구동되는회전기위와 같음4비상 과속도 보호 장치에 의해서 그 과속도가 115[%]를 초과하는 일이 없는 터빈 구동발전기최대 정격 회전 속도의 115[%]5직류 직권 전동기운전 중에 달하는 최고 회전 속도의 120[%]발전기의 회전자는 운전용 원동기의 조속기가 만족하게 동작하지 않을 경우를 고려하여 아래 속도로 1분간 견디도록 규정하고 있다.그림3. 과속도 내력10) 여자기동기 발전기의 계자 권선에 여자 전류를 공급하는 직류 전원 공급 장치2. 전기자 권선2-1 권선의 원리전기자 철심의 슬롯에 코일을 어떻게 감느냐에 따라 그 도체에 발생되는 유기 기전력이 다르게 된다.2-2 권선의 종류1) 집중권과 분포권1극 1상의 코일이 차지하는 슬롯수가 1개가 되는 권선을 집중권, 2개 이상에 분포된 것을 분포권이라고 하는데, 분포권으로 하면 기전력의 파형이 좋아지고 권선의 누설 리액턴스가 감소되며 전기자에 발생되는 열을 골고루 분포시켜 과열을 방지하는 이점이 있으므로 주로 분포권으로 시행한다.2) 전절권과 단절권코일 간격이 극 간격과 같은 것을 전절권이라 하고, 극간격보다 작은 것을 단절권이라고 한다. 단절권은 코일 간격을 적당히 선정함으써 어떤 고조파를 제거하고 기전력의 파형을 좋게 하고 코일 단부가 짧게 되어 기계전체의 길이가 축소되어 동의 양이 적게 되는 등의 이점이 있어 동기기에서는 단절권을 사용하고 있다.3) 중권, 파권, 쇄권전기자 권선을 감는 방법에 따라 분류한 것으로, 동기기에서는 주로 중권이 사용되고 파권은 특수한 경우에만 사용되는 A종 절연, 6600[V] 이상에는 주로 B종 절연이 채용되고 있다.2-5 유기 기전력1) 유기 기전력의 식e=BLv[V]#v= pi D BULLET {N} over {60} =2 pi D BULLET {f} over {P}#THEREFORE `e=2f {pi DL} over {P} B[V] ← 1개의 전기자 도체에 유기되는 기전력의 순시치[D = 전기자의 직경[m],N = 회전수[rpm],P = 극수,f = 주파수[Hz],B = 자속밀도[Wb/m ^{2}],v = 가속도[m/s],L = 도체의 길이[m] ]2) 권선 계수- 권선 계수는 분포권 계수와 단절권 계수를 곱한 것이 된다.⑴ 분포 계수n을 고조파차수라 하면 분포 계수K _{d}는,K _{dn} = {sin {n pi } over {2m}} over {qsin {n pi } over {2mq}} 가 된다.⑵ 단절 계수K _{pn} =sin {n beta pi } over {2} (beta = {코일간격} over {극간격} = {코일간격} over {전`슬롯수/극수} {Q'} over {Q} ( {V} over {V'} ) ^{2} (1+ sigma )여기서,Q' : 소요충전 전압V'에서의 선로의 충전 용량[kVA]Q : 발전기의 정격 출력[kVA]V : 발전기의 정격 전압[V]sigma : 발전기 정격 전압에서의 포화율⑶ 자기 여자 방지법① 발전기를 2대 이상 병렬로 모선에 접속시킬 것② 수전단에 부족 여자로 한 동기 조상기를 접속시키면 송전 선로에서 지상 전류를 취하게 되므로 충전 전류를 보상하게 된다.③ 송전 선로의 수전단에 변압기를 접속시킨다. 변압기의 자화 전류는 지상전류(늦은 전류)이므로 진상분인 충전 전류를 보상하게 된다.④ 수전단에 리액턴스를 병렬로 접속하면 되는데, 부하 증가시는 선로에서 분리시켜야 한다.5. 교류 발전기의 병렬 운전- 2대 이상의 동기 발전기를 동일한 계통의 부하에 전력을 공급하는 방식5-1 병렬 운전의 조건1) 발전기의 병렬 운전동기 발전기를 병렬 운전시키기 위에 활동환을 통해 직류를 공급시켜 자극을 만든다. 즉 자극수P의 교류기에 전원 주파수f인 교류를 공급하면 회전자는N _{s} = {120f} over {P}[rpm]의 항상 같은 방향의 회전력이 생기며 동기 속도로 회전하므로 동기 전동기라 한다.동기 전동기는 기동 토크가 작고 기동조작이 어려우며 속도가 항상 일정하다. 반면에 여자 전류의 조정에 따라 전동기의 역률을 조정할 수 있는 등의 이점이 있으므로 비교적 저속도의 대용량기에 널리 채용되고 있다.6-2 동기 전동기의 원리회전 자계와 주계자극과의 흡인 반발 원리, 고정자의 전류 방향과 회전자의 자속 사이에 Fleming의 왼손 법칙에 따라 힘이 발생 하며 회전력을 갖게 되는 원리이다.6-3 동기 전동기의 특성1) 무부하인 경우전동기의 역기전력-E=4.44K _{w} wf phi [V]2) 부하가 걸렸을 경우동기 전동기에 부하가 걸리면 회전자는 무부하의 위치보다 부하각delta 만큼 뒤지어 그 위치를 유지하며 계속 운전한다.3) 전기자 반작용동기 전동기의 경우도 동기 발전기의 경우와 같이 전기자 권선에 큰 전류가 흐르게 되면 누설 자속에 의한 전기자 반작용이 발생한다.4) 벡터도동기 전동기는 발전기와 같이 운전 중에 기전력을 유기시킨다. 이것은 발전기에서와 달리 역기전력이라 하며, 전기자 전류와는 방향이 반대가 된다.5) 전기자 입력전동기의 입력P _{1} =VIcos phi [W],P _{1} image {VEsin delta } over {x _{s}}6) 전기자 출력전동기의 출력P _{2} = {VE} over {Z _{s}} cos( beta - delta )- {E ^{2}} over {Z _{s}} cos beta6-4 동기 전동기의 토크1) 동기 와트출력 와트를 토크로 표시할 때를 동기와트라 한다.T= {1} over {9.8} TIMES {60} over {2 pi } TIMES {P _{s}} over {N _{s}} [kg BULLET m]=0.975 TIMES {P _{2}} over {N 우 기계의 입력과 출력 사이에 과부족이 생겨 즉 난조 현상이 발생하는 경우 안정하게 운전을 계속할 수 있는 극한의 전력을 과도 안덩 극한 전력이라 한다.⑶ 안정 운전의 범위동기 전동기가 안전한 운전을 하기 위해서는{dp _{2}} over {d delta } >0`(P _{2} >0의`범위에`있어서)이 되어야 한다.⑷ 안정도 증진법- 동기기와 자동 전압 조정기의 설계상 유의사항① 정상 리액턴스를 작게 하고 단락비를 크게 한다.② 영상 및 역상 임피던스를 크게 한다.③ 회전자의 관성을 크게 한다.④ 자동 전압 조정기의 속응도를 크게 한다. 즉 속응 여자 방식을 채용해야 한다.이러한 사항을 유의하면 보다 안정 운전에 기여할 수 있게 된다.7. 동기 전동기의 운전7-1 기동 토크1) 자기동법전동기 자신의 기동 토크에 의해 기동되는 것으로 난조 방지용인 제동 권선을 기동 권선으로 하여 기동토크를 얻는 방법2) 기동 전동기법동기 조상기와 같은 대용량기에 사용하는 기동 방식으로 기동용 전동기에 의해 기동하는 것3) 동기 전동기의 용도동기 전동기의 특성은 속도가 일정하고 역률을 1로 조정할 수 있고, 부하의 역률도 개선시킬 수 있을뿐더러 저속도 소용량에서도 운전될 수 있는 것이다. 반면 결점으로는 첫째 기동 토크가 작다. 둘째 난조를 발생할 우려가 있다. 셋째 직류 전원을 필요로 하기 때문에 설비비가 많이 들게 된다.7-2 동기 조상기동기 전동기의 특성 중의 하나인 V곡선 특성을 이용한 즉 여자 전류를 가감함으로써 거의 역률을 0~1까지 그 크기를 조정할 수 있는데, 이 특성을 이용하여 전력 계통에 접속되어 있는 무부하 장거리 송전시 정전 용량으로 인한 충전 특성 등의 위상을 조정할 수 있으므로 동기 조상기라 한다.동기 조상기는 전압 조정 및 역률 개선용으로 쓸 수 있고 콘덴서와 같은 진상 특성을 나타낼 때를 동기 진상기, 리액터와 같은 지상 특성을 나타낼 때를 동기 지상기라고 구분하기도 한다.8. 손실과 효율- 동기기에서 손실은 효율을 증감시키는 요인이 되는데, 이것을 #
- M A T L A B -A report regardingMATLAB(matrix laboratory).학 과 : 전 기 공 학 과분 반 : 0 3학 번 : 20113340이 름 : 문 진 솔교 수 명 : 김 종 범 교수님제 출 일 : 2015.12.04. (금)-목 차-1. 서론2. MATLAB의 구성3. 배열의 생성4. 배열의 수학연산5. 스크립트 파일의 사용과 데이터의 처리6. 그래프의 표현7. MATLAB의 범용성8. 마치며...9. 참고문헌1. 서론1.1) MATLAB이란 Matrix Laboratory를 뜻하는 말로써, 수치해석, 행렬 연산, 신호처리 및 간편한 그래픽 기능 등을 통합하여 고성능의수치계산 및 결과의 가시화 기능을 제공하는 프로그램이다.1.2) MATLAB은 행렬과 벡터를 기본 자료로 사용하여 기능을 수행하는계산환경을 제공한다.1.3) MATLAB은 기본적으로 행렬을 자료로 다루기 때문에 dimensioning이 필요하지 않으며 통상적인 프로그래밍 언어들을 사용하여 프로그램을 작성하지 않고도 쉽게 수치 계산을 수행할 수 있다.1.4) MATLAB의 가장 큰 특징은 M-file을 사용함으로써 특정한 해를 구하는데 필요한 응용 프로그램을 손쉽게 작성할 수 있다는 점이다.2. MATLAB의 구성· MATLAB은 명령을 내리는 명령창과 M-file을 작성하는 편집기, 명령수행 결과의 일부인 그림 창, 여러 가지 모듈을 이용하여 시뮬레이션을 하는 SIMULINK로 구성되어있다.2.1) 명령어 창(Command Window)· MATLAB의 메인 창으로 명령어의 실행이나 다른 창 열기, 사용자가작성한 프로그램의 실행, 소프트웨어의 관리 등에 사용될 수 있다.(그림 1) 명령어 창(Command Window)2.2) 편집기 창(Editor Window)· 편집기 창은 프로그램을 작성하고 편집하는 데 사용된다.· 편집기 창으로 스크립트 파일과 함수 파일을 만들 수 있다.(그림 2) 편집기 창(Editor Window)2.3) 그림 창(Figure Window)· 그림 창은 그래프 명령어가 실행되면 자동으로 열리며, 그래픽 명령어에 의해 생성된 그래프를 포함한다.(그림 3) 그림 창(Figure Window)2.4) Simulink· 미분방정식을 풀어주는 프로그램으로, text가 아닌 block을 이용하여문제를 해결한다.· Simulink를 이용해 Modeling과 Simulation이 가능하며, 그 결과를분석(Analysis)할 수 있다.(그림 4) Simulink Library Browser(그림 5) Simulation(좌)와 Scope를 이용한 측정(우)3. 배열의 생성· 배열(array)은 MATLAB이 데이터를 저장하고 다루기 위해 사용하는기본적인 형태로서, 행(row)이나 열(column), 또는 행과 열로 정렬된 수들의 나열이다.3.1) 배열의 생성 방법· 꺾은 괄호 [ ] 안에 배열의 원소들을 직접 입력함· 외부 데이터 파일로부터 행렬을 읽어 들임· MATLAB 명령어나 자신이 만든 m파일을 이용하여 행렬을 생성⑴ 1차원 벡터의 생성 예(그림 6) 1차원 행벡터(좌)와 열벡터(우)의 생성⑵ 2차원 & 3차원 벡터의 생성 예(그림 7) 3X3 행렬인 2차원 벡터(좌)와 3차원 벡터(우)의 생성3.2) 배열의 다양한 활용⑴ 배열 원소의 주소 지정· 배열(벡터 또는 행렬)의 원소는 개별적으로 접근하거나 그룹별로 접근할수 있어, 원소들 중 일부를 다시 정의하거나 계산에서 특정 원소들을 사용할 때, 또는 새 변수를 정의하기 위해 일부 원소들의 그룹을사용할 때 유용하다.(그림 8) 배열 원소의 주소 지정을 통한 새로운 값 할당 예⑵ 문자열· 문자열의 정의는 배열의 규칙을 따른다. 즉, 변수를 문자열로 정의하면, 문자열의 문자들은 숫자의 경우와 똑같이 배열에 저장된다.· 문자열은 MATLAB에서 텍스트 메시지를 표시하기 위한 출력명령어,plot 명령어에서 출력할 그래프의 형식을 지정할 때, 함수들의 입력인자 등 다양한 용도로써 사용된다.(그림 9) 문자열의 사용4. 배열의 수학연산· 스칼라 또는 배열 변수들이 MATLAB에서 생성되면, 이 변수들은 다양한 수학연산에 사용될 수 있다.· MATLAB은 과학과 공학 분야에서 많은 응용분야를 가진 고급 배열연산을 수행하도록 설계되었다.⑴ 배열의 연산· MATLAB에서 배열의 연산은 기본적으로 선형대수법칙을 따르며,(.*, ./, .^) 등의 표시 형식으로 원소별 연산이 가능하다.(그림 10) 배열의 사칙연산⑵ 배열 해석용 내장함수· MATLAB은 배열을 해석할 수 있는 많은 내장함수를 가지고 있다.(그림 11) 범용 수학 내장함수들5. 스크립트 파일의 사용과 데이터의 처리5.1) 스크립트 파일의 특성· 스크립트 파일은 명령어 창(Command Window)의 확장으로, 기록된변수들이 저장되어 남는다.· 스크립트 파일은 명령어 창과 같이 파일에 기록된 순서대로 실행시킨다.· 스크립트 파일은 편집(수정,변경)이 가능하며 여러 번 실행시킬 수 있으므로 이용이 편리하다.5.2) 스크립트 파일의 활용· 작업공간에 저장된 변수들은 여러 가지 방법으로 출력하거나 저장할수 있으며, MATLAB 외부의 응용프로그램으로 내보낼 수 있다.⑴ 출력명령어들· 명령어가 실행되면 자동으로 화면출력을 하는 자동 출력 외에도,MATLAB은 화면출력에 사용할 수 있는 몇 가지 명령어가 있다.(그림 12) disp 명령어(그림 13) fprintf 명령어⑵ save와 load 명령어· save와 load 명령어는 MATLAB 에서의 사용을 위해 데이터를 저장하거나 읽어 들일 때 가장 유용하다.· save 명령어는 작업공간(workspace)에 있는 변수들을 저장하는 데 사용한다· load 명령어는 이전에 저장된 변수들을 다시 작업공간으로 불러오는데 사용된다.(그림 14) save 명령어(위)와 load 명령어(아래) 사용 예6. 그래프의 표현· MATLAB에는 여러 유형의 그래프를 생성하는 데 사용할 수 있는 많은 명령어들이 있다.6.1) 2차원 그래프의 활용(그림 15) plot명령어를 사용한 2차원 그래프로 하트 만들기6.2) 3차원 그래프의 활용(그림 16) 3차원 그래프로 사과 그리기7. MATLAB의 범용성· 앞서 소개했듯이, MATLAB은 수치 해석 및 프로그래밍 환경을 제공하는 공학용 소프트웨어이다.· 행렬을 기반으로 한 계산 기능을 지원하며, 함수나 데이터를 그림으로그리는 기능 및 프로그래밍을 통한 알고리즘 구현 등을 제공한다.· 이러한 MATLAB은 수치 계산이 필요한 과학 및 공학 등의 분야에서다양하게 사용된다.(그림 17) 디자인 (그림 18) 공학 분야(그림 19) 수치 해석 (그림 20) Heat map8. 마치며...· 한 학기동안 MATLAB 강의를 듣고 수행평가 준비를 하느라 고군 분투하곤 했지만, 책에 쓰인 기본적인 개념들을 넘어서 잘짜여진 프로그램들을 간접적으로 체험하고, MATLAB의 다양한응용 분야와 쓰임을 배우는 뜻 깊은 시간이었습니다.9. 참고문헌· 모든 글은 책과 강의정보 자료실에 있는 ppt를 기반으로 하였습니다.⑴ 표지 그림 : 수치해석 1장 ppt자료⑵ 그림1 & 그림 2 :http://www.matlabinuse.com/index.php?mid=Mastering_MATLAB&page=7&document_srl=2470⑶ 그림3 : http://www.matlabinuse.com/2482⑷ 그림4 & 그림5 :http://www.matlabinuse.com/index.php?_filter=search&mid=Mastering_MATLAB&search_target=title_content&search_keyword=simulink&document_srl=2895⑸ 그림6 :http://blog.joins.com/media/folderlistslide.asp?uid=kckohkoh&folder=145&list_id=13235726⑹ 그림7 :http://bluebearworld.tistory.com/entry/3차원-배열-3차원-행렬-의-표현⑺ 그림8 : 수치해석 3장 ppt자료
R E P O R T- 전력전송 공학1 -절연 방식에 따른 변압기 분류학 과 : 전 기 공 학 과분 반 : 0 1학 번 : 20113340이 름 : 문 진 솔교 수 명 : 김 종 범 교수님제 출 일 : 2016.05.25. (수)< 목 차 >Ⅰ. 서 론Ⅱ. 본 론1. 개 요2. 변압기의 기본 이론3. 변압기의 원리3-2. 전류, 전압과 권선 수의 관계식4. 절연 방식에 따른 변압기의 분류1) 유입 변압기2) 건식 변압기3) 가스 절연 변압기 (SF _{6}가스 변압기)4) 몰드 변압기Ⅲ. 비교표Ⅳ. 결론1. 향후전망1) 기술적 측면2) 국내 산업현황과 전망3) 해외 산업현황과 전망2. 느낀점Ⅴ. 참고 문헌Ⅰ. 서론변압기(TR)는 유도성 전기 전도체를 통해 전기 에너지를 한 회로에서다른 회로로 전달하는 장치이며, 다음과 같이 여러 방식으로 분류할 수 있다.⑴ 상(phase) 수에 의한 분류 : 단상, 3상⑵ 권선 수에 의한 분류 : 단권, 2권선, 다권선⑶ 구조상의 분류 : 외철형, 내철형, 권철심형⑷ 탭 절환방식의 분류 : 무부하시 탭 절환, 부하시 탭 절환⑸ 절연방식 : 유입, 건식, 몰드식, 가스절연식, 아몰퍼스식⑹ 냉각방식 : 건식자냉, 건식풍냉, 유입자냉, 유입풍냉, 유입수냉,송유자냉, 송유풍냉, 송유수냉본 글에서는 절연방식에 따른 분류를 살펴보기로 한다.Ⅱ. 본론1. 개요변압기는 철심과 둘 또는 그 이상의 권선을 가지고, 전자유도작용으로 전압 또는 전류를변성하여 입력 측에서 출력 측으로 동일한 주파수의 교류전력을 전달하는 전자유도기기이다.2. 변압기의 기본 이론두 개의 코일을 그림1과 같이 접속하여 스위치를 개폐, 전류를 통하였다 끊었다 하면 그 순간에만 검류계의 지침이 흔들린다. 이는 코일 A에 의해서 생기는 자속이 검류계에 연결되어 있는 코일을 끊어 자속과 코일의 교차수가 변화, 이것에 의해서 기전력이 생기고 전류가 흐르기 때문이다. 이 현상을 전자유도작용이라 하며 전자유도작용에 의해서 발생하는 기전력은 항상 자속의 변화를 방해하는 방향으로 생기게LLET 3000kVA 초과 : 질소봉입형 그림4. LS산전의 유입 변압기↓③ 절연유의 열화원인BULLET 수분흡수에 따른 산화 작용, 금속접촉, 절연재료, 직사광선, 이종 절연유의 혼합 등④ 열화 방지 방법BULLET 첨가제에 의한 방법BULLET 봉입가스에 의한 방법BULLET 활성 알루미나 등의 흡착제에 의한 방법⑤ 열화 판정시험BULLET 절연파괴 시험법 : 신유(30KV 10분),사용유(25KV 10분)BULLET 산가 시험법 : 신유염가(0.02 정도),불량(0.4 이상)⑥ 여과방법BULLET 원심분리기법, 여과지법, 전기적 여과지법,흡착법, 화학적방법 등BULLET 1000KVA 이하 변압기는 활선여과 가능⑵ 특 징장점단점일반적으로 널리 사용되어왔으며 가격이 저렴절연유의 발화온도가 낮고 연소성임(대용량 변압기 안전장치 필요)소용량-대용량, 저전압-고전압사용범위가 넓음절연물의 내열온도가 A종(105°C)로 과부하 사용 시 열화 되기 쉬움소음이 적으며 충격내전압이 높아 차단기 2차측에 별도의 SA를 시설하지 않아도됨옥내에 설치 할 경우 오일의 유출 등을 고려한 시설이 요구됨옥내, 옥외 등 설치장소에 구애받지 않음정기적인 절연유 보수가 필요⑶ 기본 구조⑷ 주요 공정① 권 선권선은 1차권선 2차권선 그리고 1, 2차간의 절연물로 구성되어 있으며 이에 사용하는 도체 재질은 저항이 작은 동 또는 알루미늄을 사용한다. 도체 크기 및 종류는 변압기 용량, 전압, 전류 계산에 의해 결정되며 1차권선은 고전압 소전류이기 때문에 환선이나 각선이, 2차권선은 저전압 대전류이기 때문에 대부분 SHEET를 사용한다. 그러나 일부 MAKER에 따라서는 대전류이면서 각선을 여러 가닥 사용, 권선하는 경우도 있다.② 절 연변압기는 고전압 기기이기 때문에 절연은 필수적이다. 1, 2차권선의 TURN간 / 1, 2차권선간 / 권선과 철심간 및 지지물간의 절연을 해주어야 하며 전압에 따라 구분, 적용되어진다. 절연물로 사용되는 자재로는 Kraft Paper, Pressboard, N외부로 노출되어 접촉에 의한 사고 위험(외함 필요)전력손실이 유입 및 몰드에 비해 큼⑵ 건식 특수변압기① 스코트 결선 건식변압기용량이 동일한 단상전원 2회로를 투입하여 3상전원으로 변환하는 변압기로서 현재에는 3상전원을 인가하여 용량이 동일한 단상부하 2개를 동시에 사용하는 변압기로서 주로 전기로에 사용하여 왔으나 최근에는 변압기의 원가절감, 손실절감, 소형화의 목적으로 중소형 변압기에는 3상전원을 인가하여 3상전원 출력이 가능하게 한 변압기이다. 사용용도에는 전기로용 및 일반 배전용으로 널리 사용되는 스코트 결선 변압기이다. 그림7. 스코트 결선 건식변압기② 전기로용 건식변압기저전압 대전류 출력으로 금속을 용해 또는 열처리 시키는 변압기로서 전원투입 시 발생되는 돌입전류와 단락기계력 및 고조파 분을 고려하여 용도에 맞게 특수하게 제작되며 사용용도에는 아아크로, 소금용해로, 특수강 열처리로 등 다양한 용도에 적합한 전기로용 변압기이다.그림8. 전기로용 건식변압기③ 정류기용 건식변압기교류전압(AC)을 직류전압(DC)으로 변환하는 정류 장치 전원공급용 건식변압기이며 정류기의 운전용도에 적합하도록 전파정류, 반파정류, 브릿지 정류 등 용도에 맞는 결선으로 제작하며 사용시 발생되는 고조파 분과 전원투입 시 돌입전류 분을 감안하여 제작된다. 도금전해용 호이스트 정류 장치에 주로 사용된다.그림9. 정류기용 건식변압기④ 고압 인버터용 건식변압기교류전압(AC)을 직류전압(DC)로 변환하여 정류한 후 교류전압(AC)로 변환시키는 장치(IGBT)의 주전원 공급용 건식변압기이다. 대용량 유도전동기의 속도 토오크를 제어하기 위한 전력용 반도체소자(GTO, IGBT, Power Transistor)로 출력파형을 양호하게 개선할 수 있도록 출력전압을 다중펄스제어(PWM) 방식에 맞게 위상각도에 따라 다상형 권선방식에 준하여 제작된 변압기이다.그림10. 고압 인버터용 건식변압기3) 가스 절연 변압기(SF6가스 변압기)절연유 대신 화학반응이 잘 일어나지 않는 불활성 기체인 SF6(육불화황 도체를 사용함으로써 부하 변동에 따라 변압기 권선에 작용하는 기계적인 스트레스를 받지 않아 몰딩 부위가 갈라질 위험성이 거의 없다. 알루미늄 박판 권선은 이웃한 도체 사이에 유기되는 전압이 단지 한 턴의 전압만 걸리게 됨으로 전체 권선을 따라 균등한 전압분포를 이루므로 매우 높은 절연 안전성을 유지하게 된다. 고압권선은 급격한 부하의 증가가 있을 경우에 저압권선보다 높은 전기적 부하를 견딜 수 있게 제작하며, 또한 열적 경년 열화에 의해 절연물의 수명이그림14. 현대중공업의 일반 몰드변압기 저하되지 않도록 절연 계급 B종 절연물을 선택하여 에폭시레진으로 고진공에서 주형 몰딩한다. 저압권선은 권선 높이와 같은 알루미늄 박판 권선과 특수 개발된 F종 절연물인 Prepreg와 함께 몰딩되어 강한 단락 강도를 가지므로 단락 기계력에 대한 위험이 거의 없다.⑴ 특 징장점단점권선의 몰딩처리로우수한 기계적 단락 안정성유입변압기보다 소음이 큼경화 시에 가스 발생이 없고반응 수축이 작음충격내전압이 낮아 차단기 2차측에 SA를 설치해야 함내약품성, 내수성, 내열성이 좋음편리한 유지 보수동일 용량일 경우 유입변압기에 비해 무부하 손실이 커짐몰드 코일 표면이 에폭시 수지로 싸여 있으므로 노출 코일 구조의 건식 변압기보다 감전 등에 대하여 안전함절연특성이 우수하여 안정성 있음고전압 인가 부분이 노출되어 절연거리 확보 필요(외함 필요)난연성, 내습성 등으로 옥내용으로 적합⑵ 구조 및 부속품그림15. 일반 몰드변압기의 구조 및 부속품① 권 선고압 권선은 급격한 부하의 증가가 있을 경우에 저압 권선보다 높은 전기적 부하를 견딜 수 있게 재작하며, 또한 열적 경년 열화에 의해 절연물의 수명이 저하되지 않도록 절연 계급 B종 절연물을 선택하여 에폭시레진으로 고진공에서 주형 몰딩한그림16. 몰드변압기의 권선 다.저압 권선은 권선 높이와 같은 알루미늄 박판 권선과 특수 개발된 F종 절연물인 Prepreg와 함께 몰딩되어 강한 단락 강도를 가지므로 단락 기계력에 대한 위험의 거의 없다.② 크램프1. 몰드변압기의 철심Ⅲ. 비교표구 분유입 변압기건식 변압기몰드 변압기기본 절연액 체기 체고 체절연 구성크라프트지 광유물공기, MICA에폭시 수지 +무기물 충전제절연 종류A종H종B종F종내열 계급105[°C]180[°C]120[°C]150[°C]권선허용온도 상승한도절연유 : 55[°C]권 선 : 50[°C]120[°C]금형 방식 : 75[°C]무금형 방식 : 150[°C]단시간 과부하내량150[%] 15분200[%] 15분전력 손실大小소 음小中大연소성가연성난연성난연성방재 안정성개방형 흡습가능흡습가능내습, 내진성강함매우 강함단락 강도매우 강함강함외형 치수大小중 량大中小충격파 내전압(22kV의 경우)150kV95kV95kV초기 설치비OX운전 경비XO설치 장소옥내·외옥내(습기장소 불가)옥내Ⅳ. 결론1. 향후전망1) 기술적 측면국제기후변화협약 이행에 따른 해외 기술트렌드는 환경, IT융합, 고효율, 초고압부문의 R&D에 많은 투자를 하고 있으며, 시대의 반영에 따라 제조업체 및 사용자들의 선호 또한 고품질, 저소음, 저손실, 경량화, 무공해 등 환경 친화형 변압기를 요구하고 있다.현재 변압기의 경우, 50dB까지 저감할 수 있는 저소음 변압기와 식물성 절연유 전력용 변압기, 전자식 변성기 및 광 CT/PT 상용화를 위한 변성기의 기술 개발이 이루어지고 있다.2) 국내 산업현황과 전망세계 및 한국경제 성장률 소폭 상승, SOC사업의 낮은 성장률, 건설 및 조선 경기 침체 지속, 대수요처인 전력 및 발전사의 경영적자로 인한 투자 불확실 등에도 불구하고 중동지역으로의 꾸준한 수출증가세, 인도, 브라질 등 신흥국의 경제 발전에 따라 사회 간접자본 확충 및 전력설비 투자 확대 예상 등으로 수출이 전망된다.국내산 변압기의 주요 수출 지역은 중국, 미국, 사우디, 베트남으로 노후설비 교체수요를 바탕으로 연 2~3[%]수준의 완만한 성장세를 이어가고 있다. 특히 중동, 아프리카 등의 신흥국 지역을 중심으로 수요가 크게 증가해 전년 대비 15.4[%]증가한 160억불 수출이 전망된다.습니다.
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