변압기 냉각방식

냉각방식 정의

변압기 냉각방식은 권선과 철심에서 생긴 손실열을 밖으로 내보내는 방식이다.

동손은 부하전류로, 철손은 자속 변화로 생기며 둘 다 열로 바뀐다.

이 열이 쌓이면 절연물의 수명이 짧아지므로 냉각이 필요하다.

IEC 기호 읽기

냉각방식 기호는 IEC 60076-2 가 정한 네 글자 약호로 표기한다.

첫 글자는 내부 매체, 둘째는 내부 순환, 셋째는 외부 매체, 넷째는 외부 순환이다.

O 는 절연유, N 은 자연 순환, F 는 강제 순환, A 는 공기, W 는 물을 뜻한다.

예를 들어 ONAN 은 절연유를 자연 순환시키고 공기로 자연 냉각하는 방식이다.

자연 순환과 강제 순환

같은 냉각매체라도 순환 방식에 따라 냉각 능력과 소음, 보수 부담이 달라진다.

자연 순환은 온도 차로 생긴 밀도 차에 의해 흐르며, 열사이펀 작용이라고 한다.

강제 순환은 펌프나 송풍기로 흐름을 만들어 열전달 계수를 키운다.

ONAN, ONAF, OFAF 로 갈수록 상대 용량이 커지지만 보조기기 관리가 늘어난다.

용량별 냉각방식 선택

변압기 용량이 커지면 냉각방식도 단계적으로 바뀐다.

소용량은 건식 공기 자연 냉각, AN 으로 충분하다.

용량이 커지면 기름을 채워 ONAN 으로 냉각하고, 팬을 달면 ONAF 가 된다.

정격을 더 올리려면 펌프로 기름을 강제 순환시켜 OFAF 로 간다.

냉각 여유가 필요하면 팬과 펌프를 순차적으로 기동한다.

계산 예제

가상의 값으로 ONAN 변압기 한 대를 ONAF 로 바꿀 때의 용량 변화를 본다.

팬 가동 시 용량은 S(ONAF) = k × S(ONAN) 으로 구한다.

기본 10 MVA 에 1.25 를 곱하면 12.5 MVA 가 된다.

증가분은 2.5 MVA 이며 팬 가동으로 용량이 25% 늘어난다.

흔한 실수와 정리

냉각방식 기호는 글자 위치마다 뜻이 정해져 있어 순서를 바꾸면 틀린다.

강제 냉각이 항상 효율이 높다고 쓰면 감점이 크다.

팬과 펌프는 보조 전력을 쓰고 고장 위험을 늘린다.

그래서 ONAN 은 신뢰도, 강제 방식은 용량 증대처럼 조건을 붙여 답한다.

이제 ONAF 의 셋째 글자를 직접 확인해 보자.

정리

정답은 셋째 글자 A, 즉 외부 냉각 매체인 공기다.

냉각방식 기호는 글자 순서마다 뜻이 정해져 있으니 순서째 외운다.

냉각 방식 설명은 기호 의미, 적용 용량, 절연유 조건을 함께 쓰자.