몰드 변압기

종래의 유입식 및 건식 변압기의 문제점을 해결하기 위해 코일을 에폭시 수지로 Mould한 고체절연방식의 변압기를 말한다.

가. 몰드변압기의 기초

1. 에폭시 수지의 특성

열 경화시 가스발생이 없고 반응 수축이 적다.
기계적,전기적 특성이 우수하다.
금속에 대한 접착성이 매우 강하다.
내 약품성,내열성,내수성,내진성이 우수하다.

2. 충전제

주형수지로는 보통 에폭시수지와 무기물 충전제를 배합하여 사용.

2-1. 종류

분말충전제(실리카)
섬유충전제(Glass mat)

2-2. 적용

저압코일 : 내열한도 높은수지 + 섬유충전제를 배합한 F종 절연(전기적 스트레스가 적다.)
고압코일 : 내열한도가 낮은 유연성수지 + 분말충전제를 배합한 B종절연 (전기적 스트레스가 크다.)

2-3. 에폭시수지 적용시의 주요고려사항

수지자체의 내 전압특성과 수전특성보다 몰드코일의 함침성, 내 크랙성, 내 열화안정성이 더 중요하다.

수지,경화제,충전제 등 소재의 선정 및 혼합비율의 결정
혼합시의 처리 및 주형방법
경화시의 온도 및 시간설정

[표] 몰드 절연방식의 종류

구 분	금형방식(주형몰드)	무 금형방식(함침몰드)
종 류	주형법 함침법 함침주형법, FRP주형법(신뢰성이 높고,양산성이 우수하다.)	금형방식의 단점을 보완하기 위한 방식
장 점	외관이 보기 좋다. 대량생산이 가능 단락강도(BIL)가 크다	설계가 자유롭다. 다종의 개별사양 변압기에 대응할 수 있다. 대형변압기의 경우 금형방식보다 경제적이다.
단 점	특수사양의 경우 비 경제적 가격이 비싸진다. 고도의 주형기술이 필요	외관이 금형장식 보다 떨어진다. 코일에 먼지등이 부착시 보수점검이 곤란하다. 단락강도가 작으므로 서지업서버 등이 고가가 된다.
용 도	가장일반적이며 현재주류를 이루고 있다.	얀산성은 떨어지나 설계의 자유도를 살려서 대 용량 특별고압, 스포트 네트워크 변압기 등 전용용에 주로 많이 사용.

나. 몰드변압기의 특징

구 분	내 용
난연성	자기소화성이 있으며, 열 경화성이므로 화재가 확산되지 않는다. 사고시 발화,폭발의 위험이 없고 소화설비가 간소해 진다.
안전성	수지 층에 차폐물이 없으므로 운전 중 접촉해서는 안 된다. (운전 중 수지표면의 전위가 도체전위와 동일해 진다.)
내습성, 내진성	코일 및 충전부가 에폭시수지로 쌓여 내습,내진성이 양호.
소형,경량화	에폭시수지의 높은 절연내력 활용으로 소형 경량화할 수 있다.
저전력손실	직접 공냉식으로 냉각되므로 중,대형에서 유입변압기에 비해 현저하게 전력손실이 줄어든다.
저 소음	H종 건식변압기 : 50~60㏈ 몰드변압기 : 40~50㏈
냉각효과	고,저압측 코일간에 냉각 덕트로 공기에 의한 직접냉각으로 그 효과가 크다. (1500KVA 이상은 냉각 팬을 하부에 설치)
과부하 내량	고 진공상태에서 몰딩한 수지는 열용량이 크고 온도상승에 대한 시정수가 커서 단시간 과부하 내량이 크다(용접기, 압연기에 적합하다)
견고한 구조	일체화된 몰드코일로 되어 있어서 운전 중에 진동, 단락시의 전자기자력, 외부의 기자력, 이상진동 등에 강하다)
유지보수 반입설치의 용이	해체,조립이 간단하다(철심,1차.2차권선 등의 해체 절연유의 유지보수, 건식 변압기의 내부청소, 휴지 후의 제습 불필요.

다. 몰드 변압기의 용도

특징별	용 도
난연성,안전성	고층빌딩,병원,호텔,백화점,극장,지하상가 등
내습,내진성	토목,건축 공업용,터널내전원, 차량선박용
전기,기계적 신뢰도	공공사업용 전원,보안전원용, 크레인용,
소형,경량화	큐비클용 일반빌딩
저소음,저진동	일반빌딩, 연구시험소용
단시간 과부하 내량	용접,압연기용
유지보수,점검의 용이	무인전원설비,큐비클용

라. 유입,건식,몰드변압기의 특성비교

구 분	몰드	건식	유입
기본절연	고체	기체	액체
절연구성	에폭시수지 + 무기물충전제	공기, MICA	크레프르지 광유물
내열계급	B종 : 120℃ F종 : 150℃	H종 : 180℃	A종 : 105℃
권선허용온도 상승한도	금형방식 : 75℃ 무금형방식 : 150℃	120℃	절연유 : 55℃ 권선 : 50℃
단시간 과부하내량	200% 15분	150% 15분
전력손실	작다	작다	크다
소음	중	대	소
연소성	난연성	난연성	가연성
방재안정성	매우 강함	강함	개방형-흡습가능
내습,내진성	흡습 가능	흡습 가능	강함
단락강도	강함	강함	매우 강함
외형치수	소	대	대
중량	소	중	대
충격파 내 전압 (22KV의 경우)	95KV	95KV	150KV
초기 설치비	X	X	O
운전경비	O	O	X

마. 몰드변압기 설치시 유의사항

구 분

내 용

변압기의 반입

크레인 이용시에는 상부 인양고리를 이용하고, 인양줄의 내부각은 60도 이하로 한다. 지게차를 이용하는 경우에는 목제 파레트를 이용하여야 한다.

반입후
점검사항

변압기 도착 즉시 손상여부를 확인한다
권선부의 점검사항
- 권선 표면에 찍히거나 파손된 부분이 없는가?
- 권선의 탭 단자부분이 파손되지 않았는가?
- 고압 및 저압측의 단자부분이 파손되지 않았는가?
- 고압 및 저압측의 상결선용 버스바가 휘어지지 않았는가?
- 권선 상하부의 지지블록이 이탈되거나 파손되지 않았는가?
철심 및 기타사항
- 철심이 심하게 손상을 받은 흔적이 있는가?
- 프레임 및 기타 부위의 조임볼트가 이완되지 않았는가?
- 특별 취부품 등이 누락되지 않았는가?
보관
인수후 즉시 설치하지 아니하는 경우에는 실내의 창고에 비닐포장이 된 상태로 습기가 침입하지 아니하도록 조치할 것.

수배전반
열반시

외함과 내장변압기와의 적정 이격거리 유지(특고압의 경우 30㎝ 이상)

[표] 절연 이격거리(IEC 71)

전압㎸	충격전압㎸	충전부-대지간㎜	몰드표면-대지간㎜
3.3급	40	60	40
6.6급	40	90	50
22.9급	95	160	110
22.9급	125	220	120

- 충전부 : 절연되지 않은 나도체를 말한다.
- 대지 : 외함,케이블지지대,케이블,온도계리드선, 기타배선 등 변압기 본체 이외의 모든 것을 말한다.
- 전압이 달라도 적용되는 충격전압이 같은 경우에는 상기의 이격거리를 적용할 수 있다.

외함 제작

2차 간선 BUS-DUCT설치시에는 플랙시블 부스바 설치

하부에 방진고무설치

외함 상,하부에 환기구 설치

다이알 온도계

코일 상부의 가열된 공기온도를 감지하여 표시하는 것으로 실제 권선내부의 온도보다 낮게 표시된다.
온도계 접점의 용량은 AC220V에서 0.2A(저항부하) 정도로 매우 낮으므로 접점용량을 참고하여 사용하여야 한다

온도계의 일반적인 접점 설정온도

변압기 온도상승℃	1접점설정치℃	2접점 설정치℃	접점이 1개인 온도계일 경우에는 1접점 설정치로 선택
B종 80 F종 100	80 100	100 120	접점이 1개인 온도계일 경우에는 1접점 설정치로 선택

결선

결선작업시에는 가능한 한 비닐포장을 해체하지 않은 상태로 단자 부위만 노출시켜 결선작업을 한다.
결선작업시 변압기 고압 또는 저압권선측의 상 결선용 부수나 돌출물을 절대 밟지 않을 것.
기타 큐비클 내의 작업중 이물질(볼트,너트 등)이 변압기 권선에 들어가지 않도록 할 것.
고압측의 결선시 단자부분에 케이블 등에 의한 인장력이 가해지지 않을 것.
냉각팬 등 특별취부품을 설치시에는 제어선 등도 반드시 코일 표면과 절연이격시켜야 한다.
무전압 탭 절환단자의 위치는 3상 모두 동일한 위치로 할 것.
1차 및 2차 결선이 정확하게 시공되도록 재확인할 것.
변압기를 병렬운전할 경우 변압비, 각변위 및 임피던스 전압이 정확한지 재 확인할 것.
접지는 기술기준에 준하여 시설할 것.

보호장치

주차단기로 VCB 사용의 경우에는 차단기 2차측에 서지 업서버 설치

설치시

진동전달요소의 유무 확인

진동이 심한 곳 또는 내진을 고려하는 경우에는 스트롱 앙카로 바닥에 고정할 것.(적절한 앙카볼트 선정방법)

현장정리정돈 완료 후 반입

설치완료후 이물질 제거

이격거리 유지

운전

단기보관후 전원투입시에는 상기 사항을 재 점검하고, 절연저항을 측정하여 선로상태를 확인한다 이때 중성점 접지는 해체된 상태로 측정하여야 한다.
장기 보관후 전원투입시에는 습기 또는 결로현상이 있는지 확인한 후 적절한 조치를 하여야 하며, 단기 보관후 전원투입순서에 의한다.