유입변압기 (Oil-filled Transformer)와 몰드변압기 (Mold Transformer)의 장단점

오늘은 유입변압기와 몰드 변압기에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 변압기는 절연 방식에 따라 유입식, 몰드식, 건식, SF6 가스식 등으로 나눌 수 있는데 그 중 두 가지에 대해서 설명드리겠습니다.

 

 

1. 유입 변압기 (Oil-filled Transformer)  

 

 

유입 변압기는 철심에 감은 코일을 절연유로 절연한 변압기로 A종 절연 변압기로 허용 최고 온도는 105도입니다. 주변에 흔히 볼 수 있는 형태로는 전봇대 위에 달려있는 변압기가 있습니다. 일반적으로 옥외용 변압기로 사용됩니다.

 

1) 장점

 ① 가격이 저렴하며 일반적으로 널리 사용됨  

 ② 소음이 적고 충격 내 전압이 높음 (A종 150KV)

   : 충격 내 전압이 몰드 변압기에 비해 높기 때문에 차단기 2차 측에 별도 Surge 흡수기 (SA)를 설치하지 않아도 됩니다.

 ③ 옥내, 옥외 등 설치 장소에 크게 구애받지 않음

 

2) 단점

 ① 절연유의 발화 온도가 낮고 연소성이 있음

    : 발화의 위험때문에 대용량 변압기는 별도 안전 장치가 필요합니다.

 ② 과부하 시 열화되기가 쉬움

 ③ 옥내에 설치할 경우 절연유의 유출 등을 고려해야 함

 

 

 

2. 몰드 변압기 (Mold Transformer)

 

 

몰드 변압기는 에폭시 수지로 몰딩한 변압기로 최근 건축물의 초고층화, 밀집화 등으로 인해 빌딩, 병원, 공장 등의 옥내용 변압기로 많이 사용되고 있습니다. 유입 변압기의 경우 절연유의 화재 위험과 관리 문제, 건식 변압기의 감전 위험 등 때문에 많이 보편화되고 있습니다.

 

1) 장점

 ① 단시간 과부하 내량이 큼 (유입식 대비)  

   : 몰드변압기는 고진동 상태에서 몰딩하기 때문에 열용량이 크고 온도 상승에 대한 시정수가 커서 단시간 과전류(부하) 내량이 큽니다.

 ② 난연성과 내습성이 우수함 

   : 코일을 몰딩하는 에폭시 수지는 열경화성이 크기 때문에 화재 우려가 낮고 습기가 유입되기 어려워 내습성이 좋습니다. 

 ③ 고효율과 저손실 특성

   : 직접 공랭식으로 운영되어 유입변압기 대비 전력 손실이 감소, 효율이 높아집니다. 

 ④ 소형 경량화 가능

   : 에폭시 수지는 높은 절연 내력을 가지고 있어 소형 경량으로 제작가능합니다.

 ⑤ 유지, 보수 용이

   : 절연유를 사용하지 않아 절연유 교체와 같은 별도 유지 보수가 필요없습니다.

 ⑥ 내구성, 내진성

   : 변압기가 일체화된 몰드 코일로 되어 있어 견구한 구조로 내구성이 좋고 운전 진동, 외부 진동 등에 강합니다.

 

2) 단점   

 ① 기준충격절연강도(BIL)이 약함 (유입식 대비)

   : 몰드변압기는 B종 (95KV), F종 (125KV)로 유입 변압기 A종 (150KV)에 비해 기준충격절연강도가 약합니다.

 ② 가격이 고가 (유입식 대비)

 ③ 안전성 문제 있음

   : 몰드 표면에 유도 전압에 의한 감전 우려가 있어서 가압 상태에서는 직접 손으로 만지면 위험합니다.

 ④ 옥외 설치 불가

   : 외함이 없는 상태로는 옥외에 설치하는 것이 불가하여 대형제작이 곤란합니다. 그래서 보통 옥외는 유입변압기를 사용합니다.

 ⑤ Surge에 대한 대책 필요

   : 몰드 변압기의 가장 큰 문제로 유입변압기 대비 기준충격절연강도가 약하기 때문에 별도로 VCB로 차단기를 설치해야 합니다. 그러나 VCB의 경우 개폐 Surge가 많이 발생하여 반드시 Surge Absorber와 같은 대책이 필요합니다.

 

 

3. 유입변압기, 몰드변압기 비교

 

항목	유입식	몰드식
연소성	가연성	난연성
폭발성	폭발성	비폭발성
전력 손실	큼	작음
단기간 내량	150%/15분	200%/15분
단락 강도	보통	우수
내진성	보통	우수
치수, 중량	큼	작음
사용 가능 장소	옥내, 옥외	옥내 (옥외 외함 필수)
소음	작음	큼
절연내력	큼	작음