전력 변압기와 배전 변압기: 주요 차이점 및 응용

 

전력 변압기와 배전 변압기는 모든 현대 전력망의 핵심이며 송전 또는 배전 시스템을 다루는 모든 사람에게는 이들 간의 차이점을 이해하는 것이 필수적입니다. 물론 동일한 전자기 원리를 바탕으로 구축되었지만 작동 방식은-그리고 유틸리티에서 사용할 것을 결정하는 방식은-매우 다를 수 있습니다.

일상적인 전력망에서 배전 변압기는 실제로 눈에 띄는 변압기입니다. 조용한 거리의 기둥에 매달려 있는 단상-박스 또는 분주한 상업 지구 근처에서 윙윙거리는 3상 장치-가정과 기업에서 사용할 수 있도록 조용히 전압을 낮추는 이 모든 것이 백그라운드에서 이루어집니다. 한편 전력 변압기는 상류에 붙어 변전소에서 무거운 작업을 수행하고 그리드를 통해 큰 양의 전기를 이동시킵니다.

같은 원리입니다. 그렇죠. 하지만 세부 사항은요? 완전히 다릅니다. 손실, 냉각, 보호 등 설치 장소는-모두 시스템 내 위치에 따라 달라집니다. 잘못된 유형을 선택하면 갑자기 비효율적일 뿐만 아니라 안전하지 않을 수도 있습니다.

송전 또는 배전 네트워크에서 올바른 장치를 선택하려면 전력 변압기와 배전 변압기의 차이점을 이해하는 것이 필수적입니다.

 

1. 정의 및 핵심 기능

 

1.1 전력 변압기 - 정의 및 기능

 

전력 변압기의 주요 특성

 

 고전압 + 대용량(큰 MVA 등급)

 하루 중 대부분을 최대 부하에 가깝게 작동합니다.

 지속적인 과부하로 인한 구리{0}}손실 최적화 강조

 더 복잡한 냉각 시스템(ONAN, ONAF, OFAF, 때로는 오일-수냉식 강제 냉각)

 무거운 절연 요구 사항

 일반적으로 전송 애플리케이션을 위한 스타-델타 벡터 그룹

주요 역할은 전압을 높이거나(발전기에서 송전선으로) 낮추는 것(송전에서 하위 전송으로)입니다.-

 

1.2 배전 변압기 - 정의 및 목적

 

배전 변압기의 유형

 

단상 배전 변압기

이는 주거 지역, 실외 조명 회로 및 소규모 상업 사용자를 위한 주력 제품입니다. 일반적으로 3상 라인에서 전력이 공급되며, 각 위상에는 자체 독립적인 2차 권선이 장착되어 있습니다. 간단하고 안정적이며 저-~보통-부하 애플리케이션에 적합합니다.

 

3-상 배전 변압기

부하가 커지면-산업 작업장, 상업용 건물 또는 복합-사용 시설-3상- 장치가 개입합니다. 이러한 장치는 델타 또는 스타 연결로 구성될 수 있으며 중성선을 공유하는 경우가 많으므로 균형 잡힌 고용량 애플리케이션에 더 적합합니다.-

2. 기술적인 매개변수 비교

전력 변압기와 배전 변압기 성능을 평가할 때 전압 등급, BIL, 냉각 방법 및 자속 밀도를 포함한 여러 기술 매개변수가 즉시 눈에 띕니다.

전압 레벨 및 절연 요구 사항

전력 변압기와 배전 변압기 구성을 비교할 때 첫 번째 차이점 중 하나는 전압 등급에 있습니다. 전력 변압기는 일반적으로 66kV, 110kV, 220kV 또는 400kV에서 작동하며 스위칭 및 낙뢰 충격을 처리하려면 훨씬 더 높은 BIL이 필요합니다. 표준 분배 변압기는 일반적으로 33kV, 22kV 또는 11kV를 수신하고 이를 400/230V로 강압하여 그리드의 최종 강압 변압기 역할을 합니다.{11}}

 

용량 등급

전력 변압기 등급은 일반적으로 50MVA에서 1000MVA 이상입니다. 그러나 배전 변압기는 훨씬 더 작습니다.-전주 장착형 장치의 경우 10~500kVA인 경우가 많습니다-. 패드 장착형 장치는 몇 MVA에 이릅니다. 단상 배전 변압기는 농촌 부하를 지원하는 반면, 3상 배전 변압기 장치는 보다 균형 잡힌 상업용 부하를 처리합니다.

 

코어 설계 및 자속 밀도

전력 변압기는 물리적 크기를 최소화해야 하기 때문에 더 높은 자속 밀도({0}}일반적으로 1.6~1.8T-)로 ​​작동합니다. 배전 변압기는 1.4~1.6 T를 사용하여 무부하 손실을 줄입니다.- 이는 배전 변압기가 장기간 저부하로 작동할 수 있기 때문에 중요한 요소입니다.

 

손실과 효율성 철학

손실 최적화는 크게 다릅니다. 전력 변압기는 부하(구리) 손실을 우선시하며 효율성이 99.5%를 초과하는 경우가 많습니다.

배전 변압기는 DOE 또는 IEC 계층 효율성 요구 사항에 따라 연중무휴 작동 프로필로 인해 무부하(코어) 손실을 우선시합니다.

탭 체인저

전력 변압기는 라이브 전압 조정을 위해 거의 보편적으로 OLTC를 사용합니다. 배전 변압기는 일반적으로 Off-회로 탭 스위치를 사용하여 설치 중에 ±2.5% 또는 ±5%를 조정합니다.

 

냉각 기술

대형 전력 변압기는 ONAN, ONAF, OFAF 및 OFWF 냉각을 사용합니다. 배전 변압기는 거의 독점적으로 ONAN 자연 대류에 의존합니다.

 

벡터 그룹

전력 변압기는 그리드 설계에 따라 Yd11, Yd1 또는 Dy1을 사용할 수 있습니다. 배전 변압기-특히 3상 배전 변압기 장치-는 안정적인 LV 중성 접지를 위해 Dyn11을 가장 일반적으로 채택합니다.

 

기계구조

전력 변압기에는 라디에이터, 컨서베이터, 펌프, 팬, 가스 모니터링 및 온라인 DGA 센서와 같은 복잡한 보조 시스템이 포함됩니다. 배전 변압기는 간단하고 교체가 용이하며 이는 유틸리티에 필수적입니다.

 

3. 운영 특성

 

로드 동작

전력 변압기는 높은 부하율과 지속적인 과중한 작동을 경험합니다. 배전 변압기는 변동하는 부하를 확인합니다. 밤에는 주거용 피크, 낮에는 상업용 피크가 있습니다. 이러한 다양한 부하 프로필은 코어 설계 및 열 동작에 영향을 미칩니다.

 

이러한 대조되는 부하 패턴은 실제 전력 변압기와 배전 변압기 작동의 실질적인 차이점을 더욱 강조합니다.{0}}

 

4. 응용

전력 변압기는 발전소, 주 그리드 변전소, 전송 상호 연결 및 재생 가능 에너지 수출 스테이션에 서비스를 제공합니다. 배전 변압기는 인근 지역, 상업 지구, 농촌 급전선 및 산업 단지에 최종 전압 강압을 공급합니다.- 폴-장착 및 패드-장착형 강압 변압기 구성 모두 MV 배전망의 백본을 형성합니다.

 

5. 전력 변압기와 배전 변압기를 구별하는 방법

 

한 가지 빠른 방법은 크기-전력 변압기(고전압 전송을 처리하는 변압기)가 일반적으로 훨씬 더 크다는 것입니다. 발전소의 전압을 높이거나 주요 변전소의 전압을 낮추도록 제작되었으므로 추가 용량이 필요합니다.

그러나 크기만이 유일한 단서는 아닙니다. 위치도 그것을 제공합니다.

전력 변압기발전소나 대형 변전소-전력망의 작업량이 많은-장소에 설치하세요.

배전 변압기, 반면에 최종 사용자와 훨씬 더 가깝게 생활합니다. 기본적으로 가정과 중소기업에 전기가 공급되기 직전에 전주, 녹색 패드-장착 상자 또는 주거 지역 근처에 배치되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

 

6. 전력 변압기를 배전 변압기로 사용할 수 있습니까?

짧은 대답: 아니요. 설마.

전력 변압기는 고{0}}에너지 회로-용으로 설계되었으며 더 높은 전압, 더 높은 전류를 처리하고 더 까다로운 조건을 견뎌야 하기 때문에 더 강력한 절연과 더 나은 냉각 기능을 갖추고 있습니다.

한편, 배전 변압기는 훨씬 더 작으며 전압을 사용 가능한 수준으로 낮추는 데만 사용됩니다. 냉각이 효율적이지 않고, 절연 성능도 동일하지 않으며, 전반적으로 고전압 작동용으로 제작되지 않았습니다.- 그들에게 그 역할을 강요하는 것은 안전하지 않으며 솔직히 불가능할 것입니다.

그렇습니다. 둘 중 하나를 선택할 때는 절연 수준, 냉각 및 내전압 성능이 모두 중요합니다. 하나는 훨씬 더 높은 서지 및 항복 전압을 처리하도록 설계되었습니다.-절연재는 더 두껍고 단단하며 기본적으로 아크와 결함이 발생할 생각조차 하지 못하도록 제작되었습니다.

 

7. 미래 동향

디지털화가 그리드를 재편하고 있습니다. 배전 변압기에서는 스마트 센서, IoT 열 모니터링 및 온라인 진단이 인기를 얻고 있습니다. 전력 변압기는 손실을 줄이기 위해 점점 더 비정질 금속 코어를 채택하고 있습니다. 재생 에너지-특히 옥상 태양광-은 역공급 문제를 관리하기 위해 각 하류 분배 변압기와의 향상된 조정을 요구합니다.- 도시화로 인해 지하 네트워크가 계속 확장되면서 패드- 장착형 강압 변압기 설치에 대한 수요가 늘어나고 있습니다. 즉, 위치, 크기 및 절연 수준은 현장에서 전력 변압기와 배전 변압기를 식별하는 가장 빠른 방법입니다.