5. 변압기의 발전 방향

전력용 변압기는 최초의 기기가 만들어진 이후 오늘날까지 약 100년 동안 교류 발전과 함께 발달해 왔다. 간단한 원리를 사용하여 과학이 장족의 발전을 수행한 오늘날에도 이 이상 더 효율적이고 경제적인 전력 변환기는 생각할 수 없기 때문에 에너지 전송 형태가 오늘날의 형태인한, 혁명적인 변혁은 기대할 수 없어 앞으로도 널리 사용될 것으로 생각된다.

 

그러나 일견 변화가 적은 것 같이 보이는 변압기의 역사에서도 그 설계·제작 기술, 재료 및 시험·보수 기술 등은 일진월보하고 있다. 한편으로는 오늘날의 초고압 대용량 변압기를 탄생시켜 대용량 송전을 가능케 하였고, 다른 한편으로는 소형으로 손실이 적은 중소 변압기를 시장에 공급하여 에너지 절감에 일익을 담당하고 있다.

 

변압기를 오늘날의 형태로까지 발전시킬 발명, 연구는 한이 없는데 그 중에서도 특기할 것은 절연유의 사용과 규소 강판의 발명일 것이다. 전자는 건식에서 출발한 변압기의 방열, 절연의 문제에 돌파구를 열었고 후자는 변압기를 안정화, 고효율화로 유도했다. 또한 절연의 합리화를 위한 노력도 잊을 수 없다.

 

이와 같은 기술 진보에 의하여 변압기의 대폭적인 성능 향상, 콤팩트화가 가능하게 되었다. 또한 이같은 이외에 고신뢰화, 고기능화 등도 착실하게 기하고 있으며 앞으로도 계속될 것이다.

 

앞으로의 변압기의 진보 방향은 ① 지금까지 진보를 지지해 온 자성 재료의 진보, ② 초전도 재료의 실용화 등 사용 재료의 발전에 의한 것, ③ 사회 환경의 조성, ④ 기기의 발달, ⑤ 전력 시스템의 변화에 의한 것 등이 있다.

 

이와 같이 변압기의 역사는 자성 재료 진보의 역사와 같은 것으로서, 앞으로도 저손실 재료의 기술 개발이 기대된다. 규소 강판에서는 현재 사용하는 고배향성 규소 강대의 박판화나 자구 세분화 등에 의한 저손실화,대폭적인 저손실화를 얻을 수 있는 신 재료인 어모퍼스 자성 재료가 이미 실용화되고 있다. 그러나 저손실화는 변압기 비용이 올라가기 때문에 운전 코스트를 포함한 종합 평가액에 의하여 실용의 범위가 결정된다.

 

초전도 재료를 사용하는 초전도 변압기는 현재의 변압기에 비하여 대폭적인 저손실화, 경량화를 기할 수 있는데 아직 실용화를 위한 과제는 많이 남아 있다.

 

한편, 방재성·안전성 등의 사회 환경의 강한 요청에 의하여 변압기 불연화의 요구가 높아짐에 따라 절연유를 사용하지 않는 건식 변압기의 적용이 확대되고 있다. 건식 변압기에는 H종 건식 변압기, 몰드 변압기, SF6 가스 절연 변압기 등이 있는데 용량·전압의 제작 가능 범위, 경제성, 설치 장소 등에 따라 개별적으로 최적의 것이 선택되기 때문에 모든 방식이 존속될 것으로 생각된다.

 

또한 전자 기기의 발달이나 고주파수 전력의 이용 확대에 대응하여 고주파, 스위칭 전원용 변압기 등의 발전이 기대된다. 고주파 변압기용의 철심 재료로서 6.5% 규소 강판이나 어모퍼스 자성 재료 등이 유리하다.

 

또한 폐열 발전, 태양광 발전, 풍력 등의 신 에너지의 발달로 전원의 분산화가 진행될 것이 예상되므로 이들 시스템에 적응하는 기능을 가진 변압기가 요구된다. 전력 배전선과 분산형 전원과의 연계 시스템에서의 계통 연계 기술의 일부로서 쌍방향 전압 조정 기능 등의 신 기능이 필요하게 된다.

 

 

 

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출저: 변압기 활용기술

변압기 활용기술 – Daum 검색