변압기의 강도(절연강도/ 단락강도/ 과부하내량/온도상승허용한도)

1. 온도상승 허용한도

(1) 변압기의 온도상승 허용한도는 주위온도가 40℃를 초과하지 않고 변압기 최저 전압탭에서 ANSI/IEEE C57.12.90에 의한 방법으로 측정하였을 경우 연속정격출력을 낼 때 아래 표1의 값을 넘어서는 아니된다.

[표1] 변압기의 온도상승 허용한도

변압기의 부분	측정방법	온도상승허용한도℃
권선 유압자냉식 또는 유입풍냉식 송유풍냉식 또는 송유수냉식 유온 절연유의 최상부 본체 탱크내의 절연유가 외기와 접촉하지 않는 경우 철심 및 기타부분 철심 및 기타 금속부분의 절연면에 접하는 표면	저항법 저항법 온도계법 온도계법	55 65 55 근접절연물이 손상하지 않을 정도

(2) 변압기의 2차 정격전압의 105%의 전압 및 부하역률 80%에서 표1의 온도상승허용한도를 넘지 않고 연속정격출력으로 운전할 수 있어야 하며 또한 무부하상태에서 정격 2차 전압의 110%의 전압으로 표1의 온도상승허용한도를 넘지 않고 운전할 수 있어야 한다.

2. 변압기의 절연강도

2-1. 변압기권선의 절연강도

[표2] 변압기권선의 절연강도

계통공칭전압 KV	뇌임펄스 내전압 1.2/50㎲ (KV 파고치)		상용주파 내전압 KV	개폐임펄스내전압 KV 파고치
	전파(Full Wave)	재단파(Chopped Wave)
3.45/6.9 22.9 66 154 345 765 중성점 중성점 중성점	60 150 350 650 1050 2050 150 450 550	69 165 400 750 1155 2255 165 520 605	22 50 140 275 460 690/800 50 185 230	- - - 540 870 1500 100 375 460

765KV 변압기의 상용주파내전압에서 690KV는 유도내전압시험시 1시간을 적용하여 800KV는 7200cycle을 적용한다.
Y결선으로 된 권선의 중성점 단자에 대한 절연강도는 [표3]의 표준 BIL과 같다. 단 특별히 명시할 때에는 표3의 저감 BIL을 사용할 수 있다.

2-1. 변압기 중성점단지의 절연강도

[표3] 중성점단자의 절연강도

선로단자의 절연강도 KV	중성단자의 절연강도KV
선로단자의 절연강도 KV	표준 BIL	저감 BIL
60 150 350 650 1050 2050	60 150 250 350 150 450 150 550	- - 150 150 - - - -

중성점단자의 절연강도가 350KV인 변압기 중성점 단자에는 정격전압 72KV의 피뢰기를 적용하여야 한다.

2-3. 계통공칭전압이 22.9KV 이하의 Y결선 권선과 △결선 권선에 대한 절연은 균등절연을 하여야 한다.

3. 부싱의 절연강도

[표4] 변압기 부싱의 절연강도

정격전압 KV	뇌임펄스 내전압 1.2/50㎲ (KV 파고치)			상용주파내전압(KV 실효치)
정격전압 KV	전파	재단파 3㎲	재단파 2㎲	건조 1분	주수 10초
7.2 25.8 72.5 170 362 765 중성점 중성점 중성점	60 150 350 750 1300 2050 150 550 750	- 172 402 862 1500 2360 172 632 862	- 194 452 968 1680 2645 194 710 862	27 60 160 365 375 800 60 260 365	57 50 140 315 570 - 50 230 -

4. 유도내전압시험

최소시험주파수는 아래식에 의한 값으로 하고 시험방법은 ANSI / IEEE C57.12.90에 따른다.

고압측 권선 정격전압이 66KV 이하인 변압기의 시험시간은 700cycle과 60초 중 작은 값으로 하며, 시험시간 동안 각 권선에 유기되는 ANSI / IEEE C57.12.00 Table4의 유도전압에 충분히 견딜 수 있어야 한다.
고압측권선 정격전압이 154KV 이상인 변압기에 대한 시험전압은 ANSI / IEEE C57.12.90 Table5에 따른다.

5. 단락강도

변압기 외부회로에 단락고장시에 발생되는 단락전류가 소정시간 동안 흘러도 열적,기계적 손상없이 견딜 수 있도록 설계, 제작되어야 한다. 외부회로 단락고장이란 3상단락,단상지락, 선간단락고장 등을 의미하며, 변압기의 단락고장 지속시간을 2초로 한다.
재폐로 기능이 있는 선로에 사용되는 변압기는 선로의 단락상태가 연속발생되어 단락된 선로에 변압기가 연속적으로 선로와 연결되므로 인하여 상승되는 변압기의 온도를 정상온도로 환원시키지 않고도 손상없이 이에 견딜 수 있어야 하며 이 때의 단락누적시간은 상기에 명시된 단락시간을 초과하지 않아야 한다.
기계적인 내력시험은 ES148(변압기의 단락강도시험)에 의하여 시험하고 열적내력시험에 대한 것은 ANSI / IEEE C57.12.00에 따른다.

6. 과부하내량

변압기가 단시간 최대로 부하를 걸 수 있는 과부하내량 및 접속시간, 주위온도 등을 명시하여야 한다. 풍냉식 변압기의 경우에는 냉각 유니트 전손실 및 부분손실과 함께 정격출력 및 그 연속시간이 명시되어야 한다.
[참고] 345KV 및 765KV 변압기는 2차권선 및 터미널 부싱은 정격전압에서 연소적으로 110%부하에 견딜 수 있어야 한다.