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사례_저소음 지상변압기
2005년 12월 2일 (금) 01:53:00 |   지면 발행 ( 2005년 11월호 - 전체 보기 )

저소음 지상변압기신한전기공업(주)_이현구 권순철한국전력공사_정익중 이병성 신동휘최근까지의 변압기 발전방향은 전력공급의 신뢰성 향상과 안전성 향상을 위한 노력을 거쳐 에너지 효율의 극대화를 위한 모습으로 발전되어 왔다. 이런 과정 속에서 그동안 환경과 관련된 부분들이 소홀히 다루어져 왔으나 이제는 환경과 관련된 부분에 대한 관심을 가져야 할 때가 되었으며, 그중 우리들의 생활에 직접적으로 영향을 주는 소음에 대한 고찰이 우선 필요하다. 전력설비의 용량증대와 도시의 팽창으로 외곽에 건설된 변전소가 주거지역과 가까워져 변압기를 비롯한 전력기기의 소음이 새로운 환경문제로 대두되고 있다. 배전선로에 사용하는 지상변압기의 경우 생활공간과의 거리가 불과 수m거리에 설치되어 소음문제는 날로 심각해지고 있는 실정이다. 특히 심야의 경부하 시 충전용량의 상승으로 인한 배전선로전압의 상승으로 변압기의 소음이 커져서 주민들은 소음에 민감하게 반응하고 있는 실정이다. 초고압 전력용변압기 및 옥내 설치용 건식변압기는 고객의 요구(민원해소차원)에 따라 저소음기술에 대한 관심도가 높아 관련기술이 발전되고 있으나, 배전용변압기는 전력용변압기에 비해 낮은 소음으로 인하여 한전과 변압기 제작사로부터 그동안 관심도가 적어 기술발전에 대한 정성이 극히 미흡한 실정이다. 따라서 배전용변압기의 저소음화 기술은 기간기술이 매우 취약한 상태이다. 소음해석기술, 저소음설계기술, 철심가공기술, 방진구조기술, 방진부품의 가공기술 등, 배전용변압기의 소음저감을 위한 핵심기술들이 낙후되어 있는 실정이다. 이와 같은 낙후된 기술로 인하여 고객의 불만이 나날이 늘어가고 있어 이에 대한 원천기술의 확보가 시급한 시점이다.환경규제의 기본배경환경기본법이 1977년에 제정된 이래 이법을 모태로 하여 30여개에 달하는 환경법이 만들어져 시행되고 있다. 우리나라의 환경법도 시기적으로 보나 내용적으로도 선진국에 환경법제에 뒤지지 않고 발전해 왔다. 이러한 환경법의 제정근거는 헌법 제35조(환경권)에 규정된 내용을 보면 다음과 같다.첫째, 모든 국민은 건강하고 쾌적한 환경에서 생활 할 권리를 가지며, 국가와 국민은 환경보전을 위하여 노력하여야 한다.둘째, 환경권의 내용과 행사에 관하여 법률로 정한다.셋째, 국가는 주택개발정책 등을 통하여 모든 국민이 쾌적한 주거생활을 할 수 있도록 노력하여야 한다. 환경권은 국민의 권리로서 그 구체적인 내용모두 헌법에서 규정하는 것은 무리이므로 법률에 유보하게 되고 헌법의 유보조항에 의하여 환경권의 내용과 행사에 관하여 정한 법규범의 총체를 환경법이라 한다.환경문제가 본질적으로 과학기술에 의하여 야기되었다고 본다면 그 해법 또한 과학기술에 의존할 수밖에 없을 것이다. 이러한 현대문명의 틀 속에서 탄생한 환경법 역시 그 내용의 바탕은 자연히 과학적이고 기술적일 수밖에 없는 것이다. 결과적으로 환경법은 일반국민 뿐만 아니라 법률가와 환경전문가 모두에게 난해하고 복잡하며 어려운 법으로 인식되어지고 있다. 소음 환경기준의 설정사람의 건강을 보호하고 쾌적한 생활환경의 척도라 할 수 있는 소음·진동 환경기준의 가장 이상적인 수준은 인체에 전혀 해를 주지 않는 조용한 환경 속에서 일상생활을 유지할 수 있는 수준이다.그러나 현실의 환경기준은 여러 가지 정책수단을 통해서 달성 가능한 수준에서 설정되기 때문에 각 나라는 그 나라의 경제와 사회 그리고 기술여건을 고려한 소음원 및 토지용도에 따라 구분하여 설정하고 있다.국제표준화기구(ISO)는 주거환경과 작업능률 및 기타 사회활동에서 가장 적합한 소음의 기준을 권고하고 있는데, 우리나라는 이 국제표준화기구의 권고기준에 근거하여 설정한 환경소음을 환경정책기본법에 규정하고 있다.변압기의 소음규격변압기의 소음규격은 NEMA TR-1(1974)에서 규정한 값을 대부분의 국가에서 인용하여 사용하고 있다. 한국전력공사의 ES 147에서 규정한 배전용 유입변압기의 소음레벨 규정 값은 <표2>와 같이 규정하고 있다.변압기의 소음1. 개요변압기의 전기적인 특징은 무부하 손실에 따라서 특징지어지는데 최근에는 철심의 재질과 설계의 개선으로 많은 감소를 이루었다. 그러나 현재의 여러 가지 상황들은 소음의 개선을 요구하는 목소리가 점점 더 높아지고 있다. 이런 상황들은 도심의 팽창과 산업화에 따라 주거지역과 근접하여 변압기가 설치되어 주민들로부터 많은 불만을 사고 있다. 변압기의 소음은 연속적인 순음의 특성을 가지고 있어서 교통소음보다도 5[dB]에서 10[dB]정도 낮게 규정되고 있다. 이런 이유에서 변압기의 소음은 손실보다도 더 중요하게 생각되어지고 있다. 변압기 소음은 일반적으로 세 가지로 나누어 생각할 수 있다.첫째로 철심의 다리, 요크 등의 자화 현상에 의한 자왜(magnetostriction)로부터 생기는 소음이 있다. 자왜에 의한 소음은 철심의 수축팽창 현상으로 이 값은 주로 철심의 재질특성에 따라서 다른 값을 보인다.둘째로 철심의 설계특성에 따른 자왜와 자화로 발생되는 소음으로 철심의 접합부분의 설계가 단일접합(SSL, single step lap joint)과 다중접합(MSL, multi step lap joint)인가에 따라서 다르게 나타난다. <그림2>에 나타낸 변압기의 개념도의 x-y평면 자속분포의 불균일성에 따라서 단일접합설계로 제작된 철심이 다중접합설계의 낮은 자기저항 때문에 보다 더 높은 소음을 나타낸다. 또한 z평면의 적층에 따른 air gap의 영향을 받는다. 접합부의 간접적인 영향을 별개로 생각하여도 접합부는 자왜와 자화 양쪽에 관련된 철심의 자속분포에 따라서 소음에 직접적인 원인이 된다.셋째로는 위의 두 가지 원인에 의해서 발생된 소음의 방사는 주위의 매질, 즉 절연유, 공기, 탱크 등 주위조건에 따라서 기본 주파수와 다른 진동 패턴을 나타낸다. 이런 조건들은 철심의 기계적인 안정성, 즉 bandaging 또는 clamping 등의 조건에 따라서 다르게 나타난다.2. 철심에 의한 소음변압기의 소음은 두 가지 다른 성분을 가지고 있다. 가장 중요한 요소는 자기회로의 규소강판의 자왜(magnetostriction)로 인한 윙윙거리는 소리이다. 자왜력(magnetostriction force)은 자기회로에서 지지 점에서 직접 전도에 의하여 전달되고, 또 절연물과 절연유를 통하여 탱크 벽에 전달된다. 여기 되어진 탱크 벽은 진동하여 소음을 발생시킨다. 변압기의 코일에 전압이 인가되면 Faraday의 법칙에 따라 철심에 자화전류가 흐르게 되고 다른 권선에 전압이 유기된다. 이로 인해 철심은 수축팽창을 일으켜 떨림 현상을 일으킨다. 규소강판의 길이를 L이라하고, △L만큼 변형되면 자기왜형은 자속밀도의 제곱에 비례한다. ①이때, 자속의 변화를 정현파로 바꾸면 ②즉, 철심에 자속이 통과하면 전원주파수 2배의 정현파진동을 일으키게 된다. 또 철심의 유효길이 L은 다음 식으로 나타낸다. ③식 ③ 과 같이 각 속도 ω의 조화파형을 갖는 변압기 자속밀도는 피크자속밀도 BM 의 조화 함수이므로, 주파수의 조화함수를 가진 철심에 주기적인 스트레인 즉 자기진동을 발생시켜 2배의 조화주파수 2ω의 소음주파수를 나타낸다. <그림1>은 철심에서 발생되는 소음의 주파수를 분석한 그래프이다. 식 ③과 같이 인가전원 주파수의 2배인 120[㎐]의 조화주파수가 발생되는 것을 수식과 실험에서 동일한 결과를 보이고 있다.

시험변압기의 coil/core assembly를 <그림2>에 나타냈다. 철심의 rolling direction(r.d.)을 x축으로 하고 r.d.에 직각인 방향인 transverse direction(t.d.)을 y축으로 잡았다. 또 x와 y의 수직 방향인 normal direction(n.d.)을 z로 정하여, 규소강판의 변위와 각 요소의 속도를 dx, dy, dz, υx,`υy,`υz 로 정의한다.
υz 와 같은 방향의 철심표면의 속도를 υn 으로 나타내며 각 측정 점의 속도를 평균하여 < υ2 >로 나타낸다. 이 조건들을 단순화하여 총 발산된 소음을 다음과 같이 표현 할 수 있다. ④여기서 Fi 는 발산계수이고, r은 전파매질의 밀도, c는 음속을 나타낸다. 또 υn은 표면의 rms 속도를 나타낸다. 이와 같은 전기적인 원인 이외에 기계적인 조임 상태의 이완으로 인한 가진력과 지지력의 불 평형으로 철심과 탱크의 떨림이 소음의 크기를 증가시킨다.3. 권선에 의한 소음배전용변압기의 권선배치는 절연성능을 극대화시키고 비용을 줄이기 위해서 철심에 가까운 쪽에 저압권선을 배치하고 바깥쪽에 고압권선을 배치하는 방법을 주로 채택한다. 도체에 전류가 흐르게 되면 도체 주변에 자계가 형성된다. 전류가 흐르는 도체 가까이에 전류가 흐르는 다른 도체가 놓이게 되면 이 두개의 도체주위의 자계는 각 자계의 벡터 합이 된다. 두 전류가 반대 방향으로 흐르게 되면 도체사이의 공간에서 자속밀도는 증가하고 이들 두 도체 사이에는 로렌츠의 법칙에 따라 반발력이 발생한다. 이로 인해 두 도체는 멀어지게 된다. 또한 두 전류가 같은 방향으로 흐르게 되면 도체의 외부공간에서 자속밀도가 증가하고 이들 두 도체는 흡인력이 작용하게 된다. 이로 인해 두 도체는 서로 가까워진다. 흡인력과 반발력을 로렌츠의 힘 또는 J ×B 힘이라고 하며, J는 전류밀도, B는 자속밀도이며 벡터곱 J×B의 단위는 [N/m2]이다. 변압기에서 전류밀도와 누설자속이 부하전류 i(t)의 선형함수로 표현 될 수 있으며, 권선에 작용하는 힘은 부하전류 i(t)의 제곱에 비례하는 함수가 된다. 즉, 권선에 작용하는 힘은 직류성분과 부하전류 주파수의 두 배의 주파수를 갖는 교류성분을 지니게 된다. 그러나 부하전류에 고조파 성분이 포함되거나 누설자속이 부하전류에 비선형인 복잡한 형태의 진동을 발생시킨다. <그림3>은 변압기에 정격전류를 흘렸을 때의 진동스펙트럼을 나타내고 있다.<그림1>과 <그림3>을 비교해보면 120[Hz]성분이 주류를 이루고 있으며, 다른 조화 주파수 성분들은 미약하게 나타남을 알 수 있고, 철심에 비해 단순한 스펙트럼 패턴을 가지고 있다.
변압기의 소음저감 방법1. 수동적인 방법변압기의 소음을 줄이기 위한 방법 중 가장 쉽고 비용을 적게 들이고 최대의 효과를 얻을 수 있는 방법이 수동적인 방법(passive method)이다.(1) 철심의 자속밀도에 의한 소음저하변압기소음의 주원인은 철심재료의 자왜진동 및 철심의 접합부와 박판 간의 진동이다. 이러한 진동이 탱크에 전파되거나 부속품에 전달되어, 주변의 공기를 진동시켜 외부로 방사된다. 자왜진동은 철심재료를 교류자속이 통과하는 경우에 철심재료를 구성하는 연자성체가 여자 되고, 자성체의 왜형이 교류주기에 동반하여 변형되는 현상이다. 철심소음의 가장 근본적인 대책으로는 현재 사용되는 철심(방향성 규소강판)보다 실제 자속밀도가 낮은 동작 점에서 철심을 사용하는 것이다. 자속밀도 저감시 0.1[wb/m2] 당 2∼3[dB] 정도의 소음저하가 가능하다. 그러나 철심의 자속밀도가 낮으면, 자속밀도의 공식에 따라서 자속밀도의 감소에 비례해서 단면적이 증가하여 부피 및 중량이 증가하므로 원가상승에 비해서 소음저감효과를 고려하여 자속밀도를 정하여야 한다. ⑤이와 같이 자속밀도를 낮추는 것은 부피가 증가하기 때문에 동손의 증가와 변압기의 전체체적이 크게 되어 불리한점이 많아 어느 한계이상은 적용치 않고 있다. 그 대신에 철심의 재질을 변경하여 체적의 증가를 극복하려는 시도가 이루어지고 있다. 즉, 고배향성 규소강판을 적용하여 철손의 감소와 자왜현상에 의한 떨림 현상을 줄이고 있다. POSCO에서 시판하고 있는 규소강판은 PG-core와 PH-core로 크게 구분된다. PG-core는 결정의 자화방향을 압연방향에 나란하게 한 제품으로 압연방향으로 우수한 자기특성을 가지고 있다. PH-core는 PG-core에 비해서 압연방향을 고배향성을 향상시켜 20%이상 철손을 저감시키고, 포화자속밀도가 높은 특성을 갖는 규소강판이다. <그림4>는 PG-core와 PH-core의 자속밀도에 따른 자왜정도를 실험하여 그래프로 작성한 것이다. 이 그래프에서 알 수 있듯이 PH-core의 자왜현상이 PG-core보다 작게 나타남을 알 수 있다.
(2) 철심의 가공기술철심진동의 주요원인으로 규소강판의 판과 판 사이, 모서리 끝, 철심의 접속부, 철심의 접합부분의 공극부의 여기를 들 수 있다. 이 기술에는 규소강판의 고정도가공 및 다중접속(MSL, multi step lap joint)적층을 들 수 있다. 다중접속 적층 방법은 철심의 적층방법과 접합부분을 개선하여 특정부위의 자속이 집중되는 것을 방지하여 자속분포를 일정하게 하는 역할을 한다. 이런 방법을 적용하면 철손뿐만 아니라 소음저감에 유리한 조건을 갖게 된다. 규소강판은 얇은 박판으로 가공의 어려움이 많이 있으며, 가공기술에 따라서 소음의 정도가 다르게 나타난다. 권철심의 가공공정을 살펴보면 철심의 자기적 성질을 향상시키기 위해서 원판을 슬리팅, 권판 및 절단, 성형의 과정을 겪으면서 제철소에서 만들어진 자기적 성질이 많이 훼손된다. 그래서 철심의 형상을 완성한 후 800℃ 정도의 조건에서 2시간 가량 열처리를 하여 가공 및 성형시 훼손된 자기배열을 바로세우는 과정을 거친다. 이런 과정을 거친 후 권선과 철심을 조립하는 과정에서 철심에 스트레스가 필연적으로 가해지게 된다. 성형가공과 함께 조립과정에서도 철손과 소음에 많은 영향을 미치게 된다.(3) 진동전달의 차단변압기의 철심에서 발생되는 진동의 전달경로를 차단하여 진동의 전달손실을 유발하는 방법이다. 즉, 전달경로에 진동 흡수재를 삽입하여 진동을 흡수하는 구조를 말한다. 기본적으로 사용되는 재질은 경제성과 절연유에 대한 내성을 고려하여 NBR packing, cork packing 등 탄성체가 주로 사용되고 있다. 삽입개소를 살펴보면 본체와 바닥사이, 본체와 탱크벽면의 고정쇠 부위, 외부 캐비닛의 연결부위 등 탱크의 떨림을 일으킬 수 있는 모든 접합구조면에 진동 흡수재를 삽입할 수 있다. 또한 변압기의 진동으로 인한 2차 소음방지를 위해 본체와 기초사이에 방진패드를 설치하는 방법도 있다. 변압기의 소음저감을 위해서는 구조적인 전달소음을 방지하는 방진이 고려될 수 있다. 방진이 잘못되어 있으면 지반을 통해서 전달된 진동에 의해 구조물이 떨리기 때문에 원하는 소음저감효과를 거두기 어렵게 된다. 특히 옥외 변전소의 경우는 변압기의 진동이 건물에 전달되지 않도록, 변압기와 기초 볼트의 하부에 고무를 삽입한다. 변압기에 의한 진동이 건물에 직접 전달되지 않도록 변압기 기초를 건물의 기초와 분리할 수 있다.변압기의 방진은 변압기 밑면인 콘크리트 지반위에 방진패드를 설치하는 것으로서, 이를 1차유도 진동계로 모사한 것이다. 이때, m은 변압기의 질량, k와 c는 설치될 방진패드의 스프링 상수와 댐핑 계수를 각각 나타낸다. 변압기에서 발생되는 진동력 F1과 지반으로 전달되는 힘 F2와의 진동전달률(magnification factor)을 다음과 같이 쓸 수 있다. ⑥여기서, r은 변압기 및 방진패드 시스템의 진동주파수 와 공진주파수 의 비로서 로 표현된다. 또한, 는 방진패드의 감쇠계수로서 와 같다. 변압기용 방진패드의 감쇠계수는 0.05∼0.15사이 값이다. 2. 능동적인 방법능동소음제어는 저주파소음의 제어에 효과적인 방법으로 주목받고 있다. 능동제어의 기본적인 개념은 다음과 같다. 만일 인간이 음파의 전파현상을 감지하고 이것에 대하여 반대의 위상을 가진 음파를 발생시켜 보낸다. 발생시켜 보낸 음파와 원래의 음파가 서로 중첩 될 것이다. 이때 중첩된 음파가 완전히 소멸될 수 있는 위상을 가진 음파를 계속적으로 관찰을 통하여 조정하면 원하는 상태를 획득하게 된다. 즉, 위상으로 얻을 수 있는 최상의 상태를 얻으면 이 획득된 제어상태의 극대화를 위하여 비로소 이 제어음파의 진폭을 원하는 상태로 증가시키는 과정으로 요약 할 수 있다. 피이드백 및 피이드 포워드 제어방식 중 음향경로에서 나타나는 폐 루프에 의한 능동제어에 있어서 스피커와 마이크로폰 등 음향시스템의 동특성이 중요한 역할을 하고 있다. 또한 음향시스템의 동특성을 해석함으로서 소음능동제어의 성능을 향상시킬 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서 스피커와 마이크로폰의 배치를 이용하는 방법과 적응필터의 설계를 개선하여 성능을 향상시키는 방법이 있다.<그림7>은 전향제어기법을 이용한 능동소음제거 시스템의 블록선도를 나타내고 있다. 여기서 W(z)는 제어필터이고, C(z)는 스피커 입력과 마이크로폰의 출력사이의 전달함수(2차 경로전달함수)이며, D(z)는 1차 소음원의 전달경로의 전달함수(1차 경로전달함수)이다. e(n)를 최소로 만들기 위한 W(z)는 여러 가지 적응필터 알고리즘을 이용 할 수 있으나 LMS(least mean square)알고리즘이 가장 많이 사용되고 있다. 또한 C(z)가 주어져야 filtered-x LMS 알고리즘을 적용하여 W(z)를 구할 수 있으므로 소음제어시스템이 시변이거나 C(z)가 미지인 경우에는 C(z)를 실시간 추정해야 한다.지금까지 능동소음제어방식을 이용한 변압기의 소음에 대한 연구결과는 실내공간의 실험에서는 120[㎐]는 17∼38[㏈], 240[㎐]는 7∼26[㏈], 360[㎐]는 3∼14[㏈]의 소음저감 효과를 제시하고 있고, 실외공간의 실험에서는 120[㎐]는 9∼20[㏈], 240[㎐]는 0∼14[㏈]의 소음저감 효과를 발표하고 있다. 또한 360[㎐]는 스피커간격이 넓어 효과가 미미한 것으로 나타났다. 그러나 아직까지 능동소음제어 방식은 특정 위치의 마이크는 소음저감에 효과가 없는 것으로 나타나는 등 마이크위치의 선정 문제와 팬 등의 소음은 제어하지 못하고, 시스템의 설치공간 및 소음원 변화에 따른 문제점, 가격, 유지보수의 문제 등에 의해 변압기에 적용하는 사례는 극히 드문 것으로 파악된다.지상변압기1. 구조적인 특징지상변압기의 구조는 크게 나누어 3개의 부분으로 되어있다. coil/core assembly와 이것을 절연유 속에 담는 내함(탱크) 및 내함을 감싸는 외함(캐비닛)의 2중 구조를 갖고 있다. 특히 외함의 구조는 좌·우, 뒷면의 3면이 보호 판으로 감싸져있고, 전면에는 여닫이 문짝으로 되어있어 2차적인 소음을 발생시킬 수 있는 복잡한 구조를 갖고 있다. 이런 2중 구조는 감전과 변압기의 보호목적에는 잘 부합하지만 소음과 열 발산에는 불리한 구조로 서로 상반된 특성을 가지고 있다. 외함은 캐비넷몸체(5부분), 보호카바(3부분), 지붕(1부분) 등 총 9개의 부분품으로 나누어져 있으며, 서로 유기적인 결합에 의해서 전체를 지지하도록 되어 있다. 외함은 3.2t 철판을 사용하기 때문에 가공 중에 용접에 의한 열응력으로 뒤틀림이 발생하여 조립의 어려움이 발생된다. 이런 현상들은 당초 설계한 의도(기계력, 치수)와는 다르게 내함의 지지대에 부착되게 된다. 이런 과정에서 무리한 힘을 가하게 되고 인접 구조물에 필요 없는 응력이 가해져서 2차적인 소음이 발생될 수 있고, 공진현상을 일으켜 소음을 증폭시킬 수 있게 된다. 이런 불리한 구조 때문에 불균일한 소음을 나타낼 수 있고, 또한 품질관리에 어려움이 가중된다. 각 구성품의 연결 상태와 구조를 이해하기 위해서 <그림8>에 표준형지상변압기를 3개의 부분으로 나누어 3차원 그림으로 나타냈다.2. coil/core assembly의 특징지상변압기의 철심은 5각 구조를 가지고 있으며, 이런 구조는 core와 binding frame과의 지지구조의 방법에 따라서 <그림2>에 나타낸 개념도의 z축의 core의 떨림이 차지하는 비중이 큰 점을 감안하면 이것을 방지하는 것이 핵심사항으로서 core의 떨림을 잡아주는 구조를 만들기가 곤란하고, 단락기계력을 견디게 하는 구조를 만드는 데에도 어려움이 있는 구조이다.3. 소음의 주파수(스펙트럼) 분석지상변압기에서 발생되는 소음의 현상을 파악하기 위하여 소음을 측정하고, 소음주파수의 스펙트럼을 분석했다. 스펙트럼 분석의 목적은 변압기의 고유주파수와 2차적인 원인에 의한 소음의 주파수를 구분 지어 소음저감 대책을 수립하기 위함이다.철심만이 아니고 내함과 외함의 진동으로 인하여 상용주파수의 배수조파 주파수뿐만이 아니고 여러 가지 주파수 성분이 포함 된 것을 알 수 있다. 특히 240[㎐] 이하의 주파성분들이 많이 나타난 것으로 보아 내함과 외함에 의한 진동으로 생각되며, 이 부분을 주의 깊게 관찰하여야 할 것으로 생각된다. <그림9>에서 보는 바와 같이 120[㎐] 이하의 주파수성분이 많은 부분을 차지하고 있기 때문에 이 부분의 소음이 감쇠된다면 전체적인 SPL의 레벨을 낮출 수 있다.4. 주요 개선사항첫째 소음원의 소음레벨을 낮추기 위해서 철심접속부위를 내유성과 내열성을 갖는 tape로 고정시켜 철심의 떨림을 방지했으며, 이와 함께 binding frame의 가로응력을 보강하기 위해서 binding frame의 중간부분에 앵글을 보강하여 휨 현상이 없도록 하였다. 둘째로 coil/core assembly와 탱크의 접촉면에 NBR packing을 삽입하여 소음원인 coil/core assembly의 진동이 탱크로 전달되지 못하도록 하였다. 셋째로 적용된 방법은 외함의 각각 부분품을 연결하는 부위에 3t NBR packing을 삽입하였다. 마치며 ① 지상변압기에서 발생되는 소음의 주파수는 철심여자전압주파수의 배수조파인 120, 180, 240, 300, 360, 420, … 등 60[㎐]의 배수조화 주파수가 주류를 이루고 있는 소음주파수임을 확인했다.② 입력전압에 대한 출력전압을 유기하기 위해 자속의 통로와 관계되는 core의 자속밀도와 전기강판의 grade에 따라서 소음레벨의 변수가 됨을 확인했으며, 변압기 소음의 주원인은 철심에서 발생되는 것으로 파악됐다.③ 배전급 변압기에서는 소음원의 에너지를 흡수하는 것보다 구조물을 통한 소음의 전달을 차단시켜서 소음저감을 이룩하는 것이 효과적인 것으로 파악 됐다. 에너지원의 흡수는 비용의 상승에 비해서 효율이 떨어지고, 소음전이의 차단은 비용은 적게 들고 효율은 높게 나타났다.④ 변압기의 소음은 자왜현상에 의한 철심의 박판이 떨리는 현상으로 설명된다. 이런 소음원을 저감시키는 방법으로 철심의 적층방향을 긴밀하게 밀착시키고, 접합부분을 비자성 테이프로 고정시켜서 박판의 떨림을 잡았을 때 전체적인 소음저감효과가 우수하게 나타났다.⑤ 이상의 소음저감 방법을 지상변압기에 적용하여 27PH급 전기강판을 적용하였을 때 46∼40[dBA]의 소음레벨을 이룩하였으며, 27PH급에 비해서 고강도의 투자율을 가진 23PH급 전기강판을 적용하였을 때는 43∼40[dBA]까지도 소음저감이 가능함을 확인하였다. 저소음변압기에 대한 필요성은 한전과 제작사가 모두 공감하고 있는 사항으로서 한전에서의 저소음변압기 적용에 대한 정책은 변압기 소음과 관련된 민원에 대응하기 위한 것도 있겠으나, 근본적으로 환경정책기본법과 소음·진동규제법을 준수하고, 배전선로에 설치된 배전용변압기에서 소음이 배출되지 않도록 허용기준을 만족할 수 있도록 적용하여야 할 것으로 사료된다.

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(2005-10-31)  사례_한국전력공사 배전처 배전리비아 사업팀
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