유입식 변압기에서 코어의 기능은 무엇입니까?

전력 시스템에서 유침 변압기는 서로 다른 전압 레벨 간의 전력 변환을 달성하는 데 사용되는 핵심 전기 장치입니다. 변압기의 내부 구조에서 철심은 성능, 효율, 안정성을 결정하는 핵심 부품 중 하나입니다.

1. 철심의 기본 기능
주요 기능은 기름에 잠긴 변압기가 찢어졌습니다. 전자기 유도 원리를 통해 1차 권선과 2차 권선 사이에 전력을 전달하는 것입니다. 철심은 이러한 에너지 전환 과정의 핵심 매체입니다.

1. 자속 경로 제공
철심의 주요 기능은 변압기의 자속을 위한 낮은 자기 저항 채널을 제공하는 것입니다. 1차 권선에 전류가 흐르면 교류 자기장이 생성되고, 이러한 자속이 철심을 통해 흘러 2차 권선에 전압을 유도합니다. 철심의 존재는 자기 결합 효율을 크게 향상시킵니다.

2. 에너지 손실 감소
공기에 비해 철심 재료(예: 냉간 압연 규소 강판)의 투자율이 훨씬 높아 자속을 효과적으로 집중시키고 누설 자기 현상을 줄여 에너지 손실을 크게 줄이고 변압기의 효율을 향상시킬 수 있습니다.

3. 지지구조의 안정성
철심은 자속 경로일 뿐만 아니라 전체 권선에 대한 기계적 지지 구조이기도 합니다. 단락시 전자기력을 견딜 수 있으며 변압기 내부 구조의 안정성을 유지할 수 있습니다.

2. 철심의 재질과 구조

1. 재료 선택
철심은 일반적으로 **냉간압연 방향성 규소강판(CRGO)**을 사용하여 투자율이 높고 손실이 적습니다. 규소강에는 2~3%의 규소가 함유되어 있어 투자율을 크게 높이고 와전류 손실을 줄일 수 있습니다.

2. 적층 구조(적층)
와전류 손실(Eddy Current Loss)을 줄이기 위해 철심은 전체 블록이 아니라 절연 페인트로 분리된 얇은 시트의 층으로 구성됩니다. 일반적인 두께는 0.23mm 또는 0.27mm입니다.

3. 구조적 형태
유침 변압기의 일반적인 철심 형태는 다음과 같습니다.

코어 구조(코어 유형): 권선이 철심을 둘러쌉니다.

쉘 구조(쉘 유형): 철심이 권선을 둘러싸고 있습니다.

3상 3열 구조: 재료 소비 및 에너지 소비를 줄이기 위해 3상 변압기에 일반적으로 사용됩니다.

3. 철심의 전자기적 특성과 변압기 효율
철심의 품질은 특히 다음 측면에서 변압기의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

1. 코어 손실
여기에는 변압기 무부하 시 손실의 주요 원인인 히스테리시스 손실과 와전류 손실이 포함됩니다. 고품질 실리콘 강판은 이러한 손실 부분을 크게 줄일 수 있습니다.

2. 자속 포화 문제
철심에는 특정 자속 전달 한계가 있습니다. 이 한도를 초과하면(즉, 자기 포화) 유도 전압이 더 이상 선형적으로 변하지 않으며 열 상승과 전기적 고장이 발생합니다. 따라서 설계 시 합리적인 자속밀도(일반적으로 1.5~1.7T로 제어)를 고려해야 합니다.

3. 누설 자기 제어
누설 자속은 유도 효율 감소, 국지적 과열, 심지어 주변 장비와의 간섭으로 이어질 수 있습니다. 철심의 형상과 권선 배열을 최적화하면 누설 자속의 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 철심과 유침식 냉각 시스템의 공동 작업
유침식 변압기에서 변압기 오일은 절연 역할을 하며 열 발생 부품을 냉각시키는 데 사용됩니다. 철심은 빈번한 자속 변화로 인해 많은 열을 발생시키므로 열을 제거하기 위해 변압기 오일이 필요합니다.

오일은 코어의 틈새를 통해 흐르며 효과적으로 열을 제거합니다.

강제 오일 순환 시스템을 통해 냉각 효율을 향상시킵니다.

코어와 오일 절연재 사이의 완전한 접촉과 절연을 보장하십시오.

5. 핵심 제조 핵심 기술

1. 절단 및 적층 기술
기하학적 일관성을 보장하려면 핵심 부분을 정확하게 절단해야 합니다. 스태킹 공정에서는 '스텝 랩(Step Lap)', '스태거드 스태킹(Staggered Stacking)' 등의 기술을 활용해 자기저항과 간격을 효과적으로 줄인다.

2. 소음 방지 설계
코어는 고주파 교류 자기장 하에서 자기 변형 효과로 인해 소음을 생성하는데, 이를 "윙윙거리는 소리"라고 합니다. 소음을 줄이려면 다음이 필요합니다.

코어 사이의 간격을 엄격하게 제어하십시오.

진동 방지 구조와 오일 패드를 사용하십시오.

진동을 줄이려면 "완전 베벨 조인트" 또는 "45° 오버랩"을 사용하십시오.

6. 일반적인 결함 및 유지 관리 사항
장기간 작동하는 동안 철심에는 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

국부적인 과열: 철심의 접촉 불량이나 단락으로 인해 발생할 수 있습니다.

느슨한 철심: 소음이 증가하므로 브래킷을 조여야 합니다.

부분 방전 또는 고장: 일반적으로 절연 실패 또는 오일 오염으로 인해 발생합니다.

예방 조치에는 다음이 포함됩니다.

철심의 온도 분포를 확인하기 위한 정기적인 적외선 온도 측정;

절연 강도를 보장하기 위한 오일 품질 분석;

운전상태를 파악하기 위한 온라인 부분방전 검출.

침지 변압기의 핵심 부품인 철심은 단순한 "자기 전도" 이상의 기능을 가지고 있습니다. 자속 전도, 손실 감소, 구조 지지, 안정성 향상 등 다양한 역할을 수행합니다. 변압기의 성능과 수명, 안전성을 결정하는 핵심요소입니다. 전력 시스템이 고전압, 대용량, 에너지 절약 및 환경 보호를 향해 발전함에 따라 철심 소재 및 설계도 끊임없이 진화하여 변압기의 효율적인 작동을 위한 견고한 기반을 제공합니다.