냉각 방식 (Cooling System for Transformer)

전기기사를 공부하면서 느꼈던 것은 이 냉각방식을 공부하며 어떤 것을 냉각하며 

무슨 원리로 냉각하는지 모르는체 그저 FA는 유입풍냉식, OA는 유입자냉식 등으로 암기하여 

시험을 보기 위한 공부를 하였던 것 같습니다. 

저는 이번시간을 이용하여 저와 같은 공부를 하는 사람이 생기지 않도록 냉각방식의 목적과 원리에 대해

생각을 공유하는 자리를 마련해 보도록 하겠습니다.

(이번 2 주간 제대로 된 포스팅을 하지 못하였습니다. 다양한 일들이 있었고, 그일들로 인해 포스팅을 꾸준히 하겠다는 약속을 지키지 못하였습니다. 제 블로그를 찾아와 주시는 분들에게 신뢰를 깨는 행동을 하였던 것 같습니다. 앞으로는 이런 일이 생기지 않도록 열심히 포스팅하는 전끄메가 되겠습니다.  감사합니다.)

 

 

1. 냉각방식의 목적 및 냉각대상

 

먼저 전기용어사전을 통해 알아본 냉각방식의 사전적 정의는 다음과 같습니다.

"전기기기 내부에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 발사 시키기 위한 방식이며 그 냉각매체의 종류에 따라 풍냉식(공기), 유냉식(油冷式), 수냉식, 가스 냉각식(예를 들면, 수소)이 있습니다."<출처-전기용어사전>

 

냉각방식(Cooling System)이란 사전적정의를 보면 알수 있듯이 전기기기를 냉각하기위한 방식입니다.  그렇다면 왜 냉각을 하여야 하는것 일까요?

 

 가장 근본적인 이유는 효율에 있습니다. 일반적으로 기기나 기계의 경우 온도가 높아질 경우 효율이 떨어지는 것을 확인 할 수 있습니다. 그런 이유를 가장 쉽게 생각한다면, 우리는 전동기나 모터 등을 움직이기 위해 전력을 소비합니다. 전동기가 회전하기 위해 전력을 소모해야 하지만 일부의 에너지는 열에너지로 소모되게 됩니다. 그렇다면 기기나 기계의 외각에 냉각을 통해 온도를 낮추어 준다면 소모되는 열 에너지가 줄어들게 되어 효율이 상승하게 됩니다.(열 에너지가 축적될 수록 더많은 열에너지가 소모됩니다. 이를 방지하기위해  냉각 방식을 사용하며, 화재 및 안전을 위해 냉각 방식을 사용하기도 합니다.)

 

또한, 일반적으로 냉각되는 대상은 모터부하, 전동기, 발전기, 변압기 등이 있습니다.

 

2. 냉각 방식( ANSI vs IEC )

 

냉각 방식 또한 저번시간에 다루었던 차단기 책무와 같이 "ANSI" 와 "IEC"로 나누어 지게 됩니다. 그렇다면 어떤 방식을 따라야 할 까요? 일반적으로 냉각방식의 경우 ANSI와 IEC 두 가지 모두를 사용하지만 전기기사를 공부하시는 분들게는 IEC 기준을 이용하는 것을 권장해 드리고 싶습니다. 그 이유는 전기기사나 공사기사를 공부할 때 Base가 되는 것이 한국전력이고, 한국전력의 경우 IEC기준을 채택하는 부분이 많기 때문입니다.

 

그림을 통해 ANSI와 IEC를 비교해 보도록 하겠습니다.

위 대상들의 의미를 알아보도록 하겠습니다.

 

IEC를 기준으로 하여 ( * 자릿 수)

*000 => 내부 냉매를 의미 A는 공기, O는 절연유, G는 가스

0*00 => N는 자연 순환, F는 직접순환 방식

00*0 => 외부 냉매를 의미 하며 A는 공기 W는 물

000* => N는 자연순환, F는 직접순환 방식

 

다음과 같이 나누어 정리 할 수 있습니다.

 

3. 용어 정리 <출처- 네이버 지식백과>

다음은 위의 냉각방식들에 대한 용어정리를 하여 이해를 도울 수 있도록 하겠습니다.

 

3-1. 건식자냉식 : 특별한 냉각법을 사용하지 않고 공기의 대류작용에 의하여 냉각시키는 방법을 말하며, 일반적으로 소용량의 변압기(10MVA 미만)는 전력손실에 의하여 발생하는 열량에 비하여 냉각면적이 크기 때문에 공기 가운데 그대로 사용합니다.

 

3-2. 건식 풍냉식 : 건식변압기의 송풍기로 강제통풍을 행하는 방식입니다. 이는 냉각효과를 크게 하기 위한 것으로 절연유를 사용하지 않기 때문에 절연유에 의한 화재를 특히 방지할 필요가 있을 경우에, 예를 들면 갱내의 변압기실 등에 사용됩니다.

 

3-3. 건식밀폐자냉식 : 권선과 철심을 밀봉한 함속에 넣고 공기 또는 가스를 봉입한 형태 내부 송풍기에 의해 가스를 순환시켜 냉각하는 방식을 이릅니다.

 

3-4. 유입 자냉식 : 유지보수가 간단하고 가장 많이 사용을 합니다. 변압기유를 가득히 채운 외함에 변압기 본체를 넣고 변압기유의 대류작용에 의해서 철심 및 권선에 발생하는 열을 외함으로 전달하고 외함에서의 방사와 대류에 의해서 열을 외기 중으로 방산시키는 방식입니다.

 

3-5. 유입 풍냉식 : 방열기를 부착한 유입변압기에 송풍기를 부착하여 강제통풍을 시킴으로 냉각효과를 얻는 방식으로 대용량 변압기에 사용합니다.

 

 

 

긴 글 읽어 주셔서 감합니다.