	공단 잠정표준규격서(안) 정류기용 변압기 (Rectifire Transformer )	KRSA-T-2015-3031-R0 제정 2015.09. . 개정 . . . 확인 . . .

1. 적용범위

이 규격은 직류전철변전소 등에 설치되는 전차선 급전 정류기용 변압기에 대하여 규정한다

2. 적용 규격

(1) IEC 60726(건식변압기), IEC 60146

(2) IEC 60282-1

KRSA-T-2015-3031-R0

(3) JEC 2200 (1995)

(4) JEM 1118 (1977) 건식변압기의 소음레벨 기준

(5) KEMC 1113 전력용 몰드 변압기

(6) KS C 4311(1997)

(7) KS C 4612 (PF)

3. 사용조건

3.1 정상사용조건

구 분	사용조건	비 고
온 도	-25℃에서 +55℃의 범위
표 고	해발 1,000[m] 이하
상대습도	80[%] 이내 옥내사용

3.2 특수사용조건

3.1 항에 규정한 이외의 자연환경 또는 계통상 특수한 사용조건은 필요시 별도로 규정한다.

4. 필요조건

4.1 재료

4.1.1 사용재료는 KS(Korean Industrial Standards) 표시품 또는 동등이상이어야 한다.

4.1.2 모든 자재, 설비, 장치 및 계통은 아래 조건하에서 성능저하나 오동작 없이 견딜 수 있도록 보장되어야 한다.

4.2 구조 및 성능

4.2.1 외함

4.2.1.1 변압기반은 금속제 폐쇄형 배전반 안에 내장되는 변압기, 부속장치, 고압단자, 온도계 및 기타 필요품으로 구성된다.

4.2.1.2 변압기 외함의 재질은 일반 구조용 압연강재 (KS D 3503)을 사용하여야 하며 수송, 설치에 적당하고 기초에 용이하게 고정할 수 있는 구조 이어야 한다.

4.2.1.3 변압기 외함은 금속제 철판 및 보강 후레임을 사용 제작해야 하며 외함의 전․후면에는 문을 설치해야 하고 철판의 두께는 전, 후면 도어 3.2mm, 측면은 2.3mm, 기타는 1.6mm 이상으로 한다.

4.2.1.4 케이블의 인입, 인출은 외함 하부로 할 수 있는 구조로 하고, 케이블 결선 시 작업을 용이하게 하기 위하여 케이블 지지대 및 Cable Bracket을 설치한다.

4.2.1.5 변압기반은 케이블 접속 및 탭 절환등이 용이한 구조이어야 하며 변압기에 의한 감전등 제반 전기적 사고를 방지하기 위한 보호 장치를 갖추어야 한다.

4.2.1.6 외함의 문은 열었을 때 그 위치를 고정할 수 있도록 Door Stopper를 설치한다.

4.2.1.7 외함의 밑 부분은 현장설치 및 고정을 위하여 찬넬베이스(Channel Base)를 설치한다.

4.2.1.8 변압기의 외함은 변압기를 통풍 냉각시킬 수 있는 구조이어야 하며, 낙진, 낙수 등으로부터 변압기함 내부를 보호할 수 있는 구조로 한다.

4.2.1.9 변압기의 전, 후면도어에는 가압 여부를 식별할 수 있는 표시등을 설치한다.

4.2.1.10 각종 표시 Lamp, 계기, Buzzer 등이 부착되는 곳은 Door식으로 하여 뒷면 배선을 육안점검 할 수 있도록 한다.

4.2.1.11 외부 단자와 모든 접촉부에 대한 도금 방법은 은도금을 원칙으로 하며 이종금속의 접촉 시에는 도금방법을 별도 제시하여 발주처의 승인을 득한 후 제작한다.

4.2.1.12 각 변압기반의 전후면 상단에는 각각의 명칭을 나타내는 명판을 취부 한다. 전면 도어에는 설치된 변압기의 명판을 취부하여 외부에서 확인 가능하도록 한다.

4.2.1.13 변압기반 하부의 베이스 상부 50mm 위치에 접지모선(6t × 40)을 취부하여야 하며, 접지 모선의 말단에는 인접반 접지 모선과 용이하게 접속할 수 있는 접속편을 취부함과 동시에 접지선 접속단자(100SQ 동관단자)를 취부하여야 한다.

4.2.1.14 금속체 비충전부는 서로 연결되어 접지모선에 의해 접지시킬 수 있도록 한다.

4.2.2 철심(Core)

철심의 재질은 양질의 냉간압연 방향성 규소강판을 사용하며, STEP- LAP 방식으로 절단, 적층하여 충분한 기계적 강도와 함께 손실을 최소 화 할 수 있는 구조로 조립하며 부식방지를 위해 방청처리 한다.

4.2.3 권선(Winding)

4.2.3.1 사용 중에 발생하는 열 방산을 위해 1, 2차 권선 간에 냉각 닥트를 두어야 한다.

4.2.3.2 1차 권선은 특수 코팅된 도전율 99.9% 이상의 전기동을 사용하여 단락 기계력에 대해 내량이 우수하도록 제작하며, 2, 3차 권선은 정류기와 결합하여 사용시 문제가 없도록 적정한 용량으로 설계하며 권선은 동 판재를 사용하여 제작한다.

4.2.3.3 권선의 절연물은 에폭시수지와 광 섬유사를 사용한 몰드형으로써, 부분 방전이 없고 냉각 효과가 우수하며 단락사고에 대비하여 열적, 기계적 파괴력에 충분한 내응력을 갖도록 제작한다. 또한, 크랙이 발생하여 습기가 침투되지 않으며, 국부 과열을 최소화 할 수 있는 구조로 난연성, 자기소화성인 재료를 사용한다.

4.2.3.4 권선의 에폭시 수지 몰딩은 운전 중 생기는 부하변동으로 인한 온도  및 진동으로 발생되는 열팽창과 수축에 변형되지 않도록 제작한다.

4.2.3.5 권선의 지지 및 권선과 철심간에는 탄성체의 스페이서(Spacer)를 넣어 고정하여 철심의 자기 외형 진동이 권선으로 전달됨을 방지하며, Mold 권선 표면으로부터 발생되는 소음을 저감 시킬 수 있는 구조이어야 한다.

4.2.3.6 특고압 권선은 변압기의 자체 내압에 견디는 절연강도를 가져야 하고 전기적으로 부분방전 등이 없어야 하며 충격전압에 대한 전기적, 기계적 강도에 견디도록 한다.

4.2.3.7 무전압시 탭 절환 단자

탭 절환단자는 고압 권선 표면에 위치하여 탭 절환이 용이하도록 상,하 등 간격으로 인출하여 안전한 절연거리를 유지하고 절연 Cap으로  보호되어 먼지 등의 침입을 방지한다.

4.2.3.8 권선온도 검출 보호장치
권선온도 상승시 변압기 보호를 위해 2차권선 각상에 1개씩 권선온도 검출 Sensor를 설치하여 최대 허용온도 초과시 Relay가 동작, 1차는 경보, 2차는 차단기가 Trip 할 수 있는 접점을 갖는 Digital 온도 제어기를 외함에 설치하고 통신기능이 내장되어 외부송출이 가능토록 한다.

4.2.3.9 베이스

변압기의 베이스에는 중심선을 따라 양방향으로 모두 이동시킬 수 있도록 평휠(Wheel)을 부착하여야 하며 변압기에서 발생되는 진동전달을 억제하기 위하여 본체와 Base 및 Base와 바닥(콘크리트) 사이에 방진고무를 취부 한다.

4.2.3.10 도장

강판 표면을 균일하게 다듬고 방청도장을 2회 한 후에 정전분체 도장을 하여야 한다.

4.2.4 정류기용 변압기

4.2.4.1 정류기용 몰드변압기는 12PULSE 다이오드방식 정류기에 적합하게 설계 되어야하며 2차측은 2중 권선으로 제작한다.

4.2.4.2 변압기는 전차선 급전용 정류기와 결합해서 사용할 때의 규정한 정격용량을 가지고 정류기에서 발생되는 고조파로 인한 권선의 전력손실 및 그로 인한 온도상승에 대한 특별한 고려한다.

4.2.4.3 변압기 설계 시에는 정류기와 결합시의 전압변동, 최대 단락전류, 교류측 고조파 직류측 왜형 전압/전류 등을 조정하기 위하여 정류기 제작자와 긴밀히 협조하여 제작한다.

4.2.4.4 변압기는 정격으로 연속 운전에 이상이 없어야 하며 정격부하 용량의  150% 부하에서 2시간, 정격부하 용량의 300% 1분 동안 견딜 수 있어야 한다.

4.2.4.5 정류기용 변압기는 병렬운전에 적합하게 설계 제작한다.

4.2.4.6 변압기는 고조파에 대한 설계 고려가 되어야 하며 고조파 전류에 따라 변압기의 최대용량의 감소율을 계산하여 감소되는 비율만큼 변압기의 온도상승분 증가만큼 적정용량이 되도록 설계, 제작하여야 한다.(감소율은 ANSI C57.110 및 IEEE 519 기술내용 적용)

4.2.4.7 변압기의 절연은 도체에 Epoxy 수지가 균등한 두께로 몰딩되어 온도변화 및 과부하시 크랙발생이 없어야 한다.

4.2.4.8 Epoxy 수지층은 두꺼워야 하며 내습성 및 내절연성에 우수하여야 한다. 또한 Epoxy 수지 및 첨가물은 절연물내 기포 및 이물질이 완전 제거되는 방법으로 제작되어야 한다.

4.2.4.9 변압기 본체에는 접지용 단자가 있어야 한다.

4.2.4.10 변압기 본체와 하부 Bed Frame 사이에 방진 시설을 하여 변압기 본체에서 생기는 진동이 지면에 전달되지 않도록 한다.

4.2.4.11 변압기 고/저압 권선사이의 공기온도 측정을 위하여 상부에 온도계를 설치한다. 그리고 최대온도에서 경보를 울릴 수 있도록 필요한 접점이 있어야 한다.

4.2.4.12 변압기반 내부 앞, 뒤 문쪽에 조명을 설치하고 문 개폐와 연동하여 점 소등 되도록 한다.

4.2.4.13 변압기반 내부에 콘센트를 전․후문 근처에 설치한다.

4.2.4.14 변압기 1차측(22.9kV)에는 SA(18kV 5kA)를 설치한다.

4.3 전기적 특성

4.3.1 절연내력 (IEC 60726 적용)

계통전압(kV)	상용주파 내전압(kV)	충격전압(kV) (1.2 x 50㎲)	유도 내전압
24	50	125	정격전압의 2배 (400Hz / 18초)
1.2	10	20

4.3.2 탭 전압

공칭전압	탭 전 압
22.9KV 급	(F)24 - (F)23.5 - (R)22.9 - (F)22.3 - (F)21.8 (kV)

4.3.3 정격 및 보증특성

No.	항 목	차량기지	변전소
1	상수 , 정격 용량	3상 2,500kVA	3상 2,000kVA
2	1차 용량(KVA)	2,500KVA	2,000KVA
3	2차 용량(KVA)	1,250KVA x 2	1,000KVA x 2
4	상수	3상	3상
5	1차 정격전압(V)	22,900V	22,900V
6	2차 정격전압(V)	590V x 2	590V x 2
7	결선	DELTA/DELTA-STAR	DELTA/DELTA-STAR
8	각변위	Dd0y11	Dd0y11
9	무부하 전류(%)	1.0	1.0
10	절연종류	F종	F종
11	전압 변동율(%)	0.9	0.9
12	임피던스전압(%)	6.0	6.0
13	효율(%)	99.0	98.0
14	소음(dB)	73	73
15	냉각방식	건식자냉식	건식자냉식

5. 검사 및 시험

5.1 검사의 분류

(1) 겉모양 검사

(2) 치수검사

(3) 구조검사

5.2 시험 종류 및 방법

5.2.1 권선 저항 측정

변압기 단자 사이에 직류를 이용하여 각각의 권선 저항을 측정하며, 이때 변압기는 권선 저항을 측정하기 전에 일정한 주위 온도에서 최소한 3시간 동안 경과한 후 온도를 측정 기록하고, 권선 저항과 권선 온도는 같은 시간대에 측정한다.

5.2.2 절연저항 측정

1차측 단자와 대지간, 2차측 단자와 대지간, 1차와 2차간의 절연 저항을 5,000V 절연저항계로 측정하여 1,000MΩ 이상 일 것.

5.2.3 변압비, 극성 및 각 변위 시험

변압비란 정격 전압이 낮은 쪽의 권선을 기준으로 해서 표시한 2개 권선의 무부하 상태에서의 단자 전압비를 말하며, 극성은 감극성으로 한다. 전 탭의 전압비 오차율이 허용 유도에 적합 여부를 확인하는 시험으로 ± 0.5% 이내이며, 각 변위는 기준에 맞는지 확인한다.

5.2.4 무부하 전류 및 무부하 손실 시험

무부하 전류 및 무부하 손실의 측정은 임의의 주위 온도에서 한쪽 회로를 개방하고, 다른 쪽 권선단자 사이에 정격 주파수, 정격 전압을 인가했을 때 전류를 측정하여(삼상 변압기의 경우는 각 상 전류의 평균값) 이것을 정격 전류에 대한 백분율(%)로 표시하고, 이때 무부하 손실을 측정하여 와트(W)로 표시한다.

5.2.5 부하 손실 및 임피던스 전압 시험

어떤 출력에 대한 부하 손실의 측정은 임의의 주위 온도에서 한쪽 회로를 단락하고 정격 주파수에서 사인파의 전압을 측정 단자 사이에 가하여 다른 쪽 권선에 이 출력에 상당하는 전류(삼상 변압기인 경우 각 상의 전류가 같지 않을 때는 그 평균값)를 생기게 할 경우의 손실을 측정하여 이것을 기준 환산 온도로 보정한 값을 와트(W)로 표시한다.

5.2.6 상용 주파 내전압 시험

상용 주파 내전압 시험은 절연 저항 상태를 확인한 후, 주파수 60㎐의 사인파에 가까운 시험 전압을 다음 각부에 각각 1분간 가하여 여기에 견디는지 시험한다. 이때 시험실의 온도는 10℃ 이상이어야 한다.

1) 2차 권선 및 철심을 접지하고 이것과 1차 권선 사이

2) 1차 권선 및 철심을 접지하고 이것과 2차 권선 사이

5.2.7 유도 내전압 시험

120~500㎐ 주파수에서 권선 정상 유기 전압의 2배 전압으로 유기하여 다음 식에 의해 계산된 시간 에 견디는지를 시험한다. 다만 시험 시간은 최장 60초, 최단 15초로 한다. 이때 시험실의 온도는 10℃ 이상이어야 한다.

5.2.9 소음 시험

KS C IEC 60076-10-1에 따른다.

5.2.10 부분 방전 시험

KS C IEC 60270과 KS C IEC 60076-3의 부속서 A에 따라 측정한다

5.2.11 전압변동율

임의의 역률 cosΦ인 경우의 전압 변동률은 다음 식으로 산출한다.

전압 변동률 [eqn: epsilon (%)=q _{r} cos phi +q _{x} sin phi + {(q _{x} cos phi -q _{r} sin phi ) ^{2}} over {200}]

5.2.13 효율

임의의 출력에서 효율은 5.2.4의 5.2.5의 부하손실 시험에 의해 측정한 값에서 다음 식으로 산출한다.

[eqn: 효율 eta (%)`=` {출력(kVA)} over {출력`(KVA)+`무부하``손실`+`부하손실(기준`환산`온도`보정값)`} TIMES 100(%)]

5.2.14 온도상승 시험

변압기의 온도상승 허용한도는 주위온도가 40도를 초과하지 않고 변압기 최저 전압 탭에서 KS C IEC 60726에 의한 방법으로 측정하였을 경우 연속 정격출력을 낼 때 80도를 초과하여서는 안된다.

5.2.15. 소음레벨

변압기의 소음레벨은 JEM 1118(변압기의 소음레벨 기준치)에 준한다.

6. 표시 및 명판

철도전문시방서 ET040507 기기 표지류 신설에 준한다.

7. 운반 및 포장

7.1 운반조건

7.1.1 판넬류는 완전히 조립된 상태에서 운반한다.

7.1.2 충분한 방습조치를 취하고 운반한다.

7.2 포장

7.2.1 운반 및 현장 보관 중 외상 또는 부식이 발생하지 않는 구조로 포장한다.

7.2.2 운반 및 현장 보관 중 충격에 충분한 강도를 고려하여야 한다.

7.2.3 발주처에서 지정하는 장소에 하자 없이 하차 하여야 한다.