변압기용 알루미늄 스트립이란 무엇입니까?
변압기용 알루미늄 스트립은 변압기 권선 및 관련 전기 응용 분야에 사용하기 위해 특별히 생산된 고순도 알루미늄 스트립입니다(일반적으로 1050, 1060, 1070 등의 등급과 같이 순도가 99.5% 이상입니다). 특정 폭, 두께 및 기계적 특성으로 냉간 압연되며, 변압기 코일(권선)을 감는 전도성 지지체로 사용됩니다.
변압기용 알루미늄 스트립은 전도성, 버(burr), 모서리 상태, 캠버(측면 굽힘) 및 표면 품질에 대한 매우 높은 기술 요구 사항을 충족해야 합니다. 중요한 전기 재료로서 전력 전송 및 배전 시스템, 특히 건식 변압기의 고전압 및 저전압 권선용 전도성 재료로 필수적인 역할을 수행합니다.
변압기 작동 중 알루미늄 스트립은 주로 전류 전송 기능을 수행하며 전자기 변환 과정에 참여합니다. 이는 변압기 성능에 영향을 미치는 핵심 재료 중 하나입니다.
알루미늄은 전기 및 열 전도성이 구리 다음으로 뛰어나 전통적인 소재 중 최고의 전도성을 자랑하는 금속 중 하나입니다. 구리 가격이 알루미늄보다 훨씬 높고, 알루미늄 제련 기술의 급속한 발전으로 알루미늄 생산량, 품질 및 순도가 크게 향상되었습니다. 또한 알루미늄 가격이 점차 하락하면서 변압기 권선 분야에서 구리 스트립을 대체하는 알루미늄 스트립의 사용이 점점 더 보편화되고 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립은 우수한 전도성, 경량성, 뛰어난 내식성 및 탁월한 성형성으로 인해 선호됩니다. 주로 건식 및 유입식 변압기의 고전압 및 저전압 코일 제조에 사용됩니다. 고순도 알루미늄을 압연 및 슬리팅 공정을 통해 제조한 스트립 형태의 도체로, 구리 스트립을 대체하여 비용과 무게를 절감할 수 있습니다.
그중에서도 1060 알루미늄 스트립은 99.6% 이상의 알루미늄 함량을 자랑하며, 알루미늄 스트립 제품군에서 가장 널리 사용되는 등급 중 하나입니다. 생산 공정이 비교적 간단하고 기술적으로 성숙되어 있어 다른 고급 알루미늄 합금에 비해 가격 경쟁력이 뛰어납니다. 1350 알루미늄 스트립은 전기 응용 분야에 특화된 고순도 알루미늄으로, 높은 전도성과 안정적인 전기적 성능을 제공합니다.
선택 시에는 종합적인 평가를 해야 합니다.
- 초기 투자 비용 대비 장기 운영 손실 (알루미늄 변압기는 부하 손실이 약간 더 높을 수 있습니다).
- 설치 공간 (알루미늄 변압기는 크기가 약간 더 큽니다).
- 제조업체의 기술력(특히 연결 기술).
변압기용 알루미늄 스트립의 전기 전도도
- 1050: IACS 60% 이상.
- 1060: IACS 61.5%보다 우수함.
- 1070: IACS 62.7%보다 우수함.
- 1350: IACS 62% 이상.
변압기용 알루미늄 스트립 사양
변압기용 알루미늄 스트립에 가장 일반적으로 사용되는 합금은 전기 전도성이 가장 높은 1000 시리즈(순수 알루미늄)에 속합니다.
| 사양 | 세부 |
| 일반 합금 | 1050, 1060, 1070, 1350 |
| 성질 | O (완전 열처리) – 이 처리를 통해 스트립이 부드러워지고 "되감김" 없이 쉽게 감을 수 있습니다. |
| 두께 범위 | 0.1mm ~ 3.5mm (건식 변압기는 일반적으로 0.5~1.5mm와 같은 더 얇은 스트립을 사용하는 반면, 유입식 변압기는 더 두꺼운 스트립을 사용할 수 있습니다.) |
| 폭 범위 | 10mm ~ 1600mm |
| 전도도 | ≥ 61% IACS(국제 어닐링 구리 표준) |
| 표면 품질 | 깨끗하고 기름기가 없으며, 균일하게 산화되었고, 긁힘이나 거친 부분이 없습니다. |
| 엣지 트리트먼트 | 일반적으로 권선 중 층간 절연체가 뚫리는 것을 방지하기 위해 모서리가 둥글게 처리(모따기)되어 있습니다. |
| 치수 정확도 | 두께 공차 ≤ ±0.01 mm, 너비 공차 ≤ ±0.1 mm |
| 배송 양식 | 코일 또는 스트립 형태, 공장 직송 |
변압기용 알루미늄 스트립 재질 및 등급
변압기용 알루미늄 스트립은 주로 1xxx 시리즈 순수 알루미늄을 사용하며, 높은 알루미늄 함량과 우수한 전기 전도성이 특징입니다. 일반적인 등급 및 그 특성은 다음과 같습니다.
| 등급 | 알루미늄 함량 | 전도도 | 특징 | 일반적인 적용 사례 |
| 1050(O) | 99.50% | 좋은 | 적당한 가격에 균형 잡힌 성능 | 배전 변압기, 범용 |
| 1060(O) | 99.60% | 훌륭한 | 1050보다 약간 높은 전도도 | 건식 변압기, 35kV급 |
| 1070(O) | 99.70% | 매우 높음 | 고순도, 저저항 | 고성능 변압기, 리액터 |
| 1350(O) | 99.50% 이상 | 초고온 | 전기 등급 순수 알루미늄, 전도율은 구리의 약 62% 수준 | 대형 전력 변압기 |
경도: 거의 모든 제품은 O 경도(연질 소둔)로 공급됩니다. 완전 소둔 처리 후, 스트립은 우수한 권선 성능과 연신율을 제공하며 코일 권선 중 균열을 방지합니다.
변압기 알루미늄 스트립 표면 처리
변압기용 알루미늄 스트립의 절연 성능 및 내식성을 향상시키기 위해 특수 표면 처리가 필요한 경우가 많습니다.
절연 코팅 처리
층간 절연 성능을 향상시키기 위해 폴리에스터 또는 폴리이미드와 같은 절연 재료 층을 알루미늄 스트립 표면에 도포합니다.
부동태화 처리
화학적 처리를 통해 알루미늄 스트립 표면에 부동태 피막이 형성되어 부식 저항성이 향상됩니다.
항산화 치료
장기간 사용 중 산화를 방지하기 위해 알루미늄 스트립 표면에 특수 산화 방지층이 형성됩니다.
점착 방지 처리
알루미늄 스트립 표면에는 권선 과정 중 달라붙는 것을 방지하기 위해 특수 처리가 수행됩니다.
이러한 표면 처리 공정은 특정 사용 환경 및 요구 사항에 따라 선택할 수 있으며, 이를 통해 변압기용 알루미늄 스트립이 다양한 작업 조건에서 안정적으로 작동할 수 있도록 보장합니다.
변압기용 알루미늄 스트립 품질 요구사항
변압기용 알루미늄 스트립 전문 제조업체인 하오메이 알루미늄은 변압기용 알루미늄 스트립이 일반 산업용 알루미늄 스트립과 성능 및 안전성 측면에서 근본적으로 다르다는 점을 충분히 이해하고 있습니다. 전력 설비의 장기적인 안정 작동 요구 사항을 충족하기 위해 당사는 생산 및 품질 검사에서 훨씬 엄격한 기술 기준을 적용하여 모든 코일이 변압기 등급 적용 요구 사항을 충족하도록 보장합니다.
고정밀 버(burr) 없는 모서리 제어
정밀 슬리팅 및 온라인 검사 공정을 통해 미세한 버(burr)가 없는 매끄럽고 둥근 모서리를 보장하여 권선 중 절연지나 필름의 손상을 방지하고 단락 및 장비 고장의 위험을 근본적으로 줄입니다.
뛰어난 표면 품질
알루미늄 스트립 표면은 기름때, 긁힘, 흠집 또는 산화 결함 없이 매우 깨끗하고 매끄럽게 유지되어 균일한 접촉과 안정적인 절연 성능을 보장함으로써 변압기의 엄격한 신뢰성 요구 사항을 충족합니다.
캠버 및 평탄도에 대한 엄격한 관리
장력 제어 및 평탄화 공정을 통해 측면 휨을 최소화하여 스트립을 코어에 단단하고 곧게 감을 수 있으므로 권선 안정성과 변압기 전체 성능이 향상됩니다.
하오메이 알루미늄은 풍부한 생산 경험과 완벽한 품질 관리 시스템을 바탕으로 안정적이고 신뢰할 수 있는 변압기용 알루미늄 스트립 솔루션을 지속적으로 제공하여 발전 설비의 안전성과 운영 효율성을 향상시키고 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립 특징
변압기 권선의 핵심 전도성 소재인 알루미늄 스트립의 품질은 변압기 전체의 성능과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 당사는 고순도 알루미늄을 선별하고 정밀 가공을 통해 모든 코일이 전력 설비의 엄격한 요구 사항을 일관되게 충족하도록 보장합니다.
안정적이고 신뢰할 수 있는 전기 전도성
전도율은 구리의 60~62%에 달하여 성능과 비용 면에서 탁월한 균형을 이룹니다. 고순도 원료를 사용하여 일관된 저항률을 보장하고 에너지 손실을 줄이며 변압기의 전체 효율을 향상시킵니다.
엄격한 표면 및 치수 제어
압연부터 슬리팅까지 전 공정이 엄격하게 관리됩니다. 스트립은 깨끗하고 평평하며, 기름, 긁힘, 산화 반점이 없고, 정밀한 두께 및 너비 공차를 유지하여 일관된 권선 저항과 구조를 보장함으로써 더욱 원활한 권선과 안정적인 완제품을 생산합니다.
날카로운 모서리 없이 매끄럽게 마감하여 안전성을 높였습니다.
특수 정밀 절단 및 모서리 둥글림 공정을 사용하여 모서리가 매끄럽고 버(burr)가 없어 권선 중 절연 손상을 방지하고 단락 위험을 크게 줄여 장기적인 안전성과 신뢰성을 향상시킵니다.
복잡하게 꼬인 구조에 적합한 유연하고 내구성이 뛰어난 소재
완전 열처리(O 템퍼) 알루미늄 스트립은 우수한 연신율(≥25%)을 제공하며, 권선 중 균열이나 파손이 쉽게 발생하지 않고, 다층, 다각도 및 특수 형상 코일 구조에 쉽게 적용되어 생산 효율과 수율을 향상시킵니다.
우수한 방열 성능, 내식성, 긴 수명
뛰어난 열전도율은 작동 온도를 낮추는 데 도움이 되며, 알루미늄의 타고난 내식성은 장기간 사용 환경에서도 안정적인 성능을 보장합니다.
경량화로 확실한 비용 절감 효과를 누릴 수 있습니다.
동일한 전도율 조건에서 알루미늄의 밀도는 구리의 약 30%에 불과하여 변압기 무게를 40% 이상 줄일 수 있습니다. 동시에 재료비는 구리의 1/3~1/4 수준에 그쳐 변압기 제조업체에 매우 경쟁력 있는 전반적인 비용 우위를 제공합니다.
변압기 권선용 알루미늄 스트립의 기술적 이점
뛰어난 전기 전도성
알루미늄의 전도성은 은, 구리, 금에 이어 일반적으로 사용되는 금속 중 네 번째로 높습니다. 알루미늄의 전도성은 약 37.7×10⁶ S/m로 구리의 58×10⁶ S/m에 비해 낮지만, 대부분의 변압기 요구 사항을 충족하기에는 충분합니다.
알루미늄 스트립의 단면적과 권선 구조를 적절히 설계하면 알루미늄 권선 변압기는 구리 권선 변압기와 유사한 전기적 성능을 달성할 수 있습니다. 변압기의 성능은 재료뿐만 아니라 구조 설계 및 제조 기술에도 크게 좌우됩니다.
우수한 열전도율
변압기는 작동 중에 열을 발생시킵니다. 우수한 열전도율은 변압기용 알루미늄 스트립의 또 다른 중요한 특징입니다. 알루미늄의 열전도율은 237 W/(m·K)로 구리의 397 W/(m·K)보다는 낮지만 다른 일반적인 금속보다는 훨씬 높습니다.
이러한 우수한 열전도율은 변압기 작동 중 발생하는 열을 효과적으로 발산하여 정상 작동 온도 범위 내로 유지하고 신뢰성과 수명을 향상시킵니다. 특히 고부하 및 고온 조건에서 알루미늄 스트립은 과열 지점 온도를 낮추고 절연 노화를 늦추는 데 도움이 됩니다.
상당한 체중 감량 효과
알루미늄의 밀도는 약 2.7g/cm³로, 구리의 8.96g/cm³보다 훨씬 낮아 알루미늄 권선 변압기는 무게 면에서 상당한 이점을 갖습니다. 동일한 용량에서 알루미늄 권선 변압기는 일반적으로 구리 권선 변압기보다 30~40% 더 가볍습니다.
이러한 경량화 기능은 운송 비용 절감, 설치 용이성, 구조적 하중 감소 및 유지 보수 간소화와 같은 여러 이점을 제공하며, 고층 건물 및 이동식 변전소와 같이 무게에 민감한 용도에 이상적입니다.
명백한 비용 우위
알루미늄 가격은 구리보다 훨씬 저렴하기 때문에 알루미늄 권선 변압기는 확실한 비용 우위를 점하고 있습니다. 시장 자료에 따르면 알루미늄은 일반적으로 구리 가격의 약 3분의 1 수준입니다.
이러한 비용 절감 효과는 자재 조달뿐만 아니라 변압기 제조 전반에 걸쳐 적용됩니다. 밀도가 낮으면 동일한 전기적 성능을 내는 데 필요한 자재량이 줄어들고, 가공성이 우수하면 가공 비용이 절감되며, 풍부한 알루미늄 자원 덕분에 가격이 더욱 안정됩니다.
우수한 내식성
알루미늄은 공기 중에서 빠르게 조밀한 산화알루미늄 막을 형성하여 추가적인 산화 및 부식을 효과적으로 방지합니다. 따라서 대부분의 자연 환경 및 일반 산업 환경에서 알루미늄 권선은 우수한 내식성을 나타냅니다.
반면, 구리는 특정 환경(예: 황화물이나 염화물이 있는 환경)에서 부식될 수 있습니다. 따라서 알루미늄 권선 변압기는 특정 조건에서 더 나은 장기적인 신뢰성을 제공할 수 있습니다.
뛰어난 작업성
변압기용 알루미늄 스트립은 일반적으로 O형(연질)으로 공급되어 뛰어난 연성과 가공성을 제공합니다. 이러한 특성 덕분에 굽힘, 감기, 성형이 용이하여 복잡한 권선 구조 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
구체적으로 변압기용 알루미늄 스트립의 가공 이점은 다음과 같습니다. 우수한 연신율과 인장 강도로 표준 가공 요구 사항(스탬핑, 스트레칭)을 충족하고, 다양한 형상으로 성형 가능하며, 가스 용접, 원자 수소 용접 및 접촉 용접을 통해 용접이 용이하고, 압력 가공 및 굽힘에 대한 내성이 뛰어납니다.
변압기용 알루미늄 스트립의 화학적 조성
1050 O 알루미늄 스트립의 화학 조성
| 요소 | 알 | 시 | 철 | 마그네슘 | 아연 | 망 | 티 | 구리 | 다섯 |
| 표준값 | ≥99.5 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
1060 O 알루미늄 스트립의 화학 조성
| 요소 | 알 | 시 | 철 | 마그네슘 | 아연 | 망 | 티 | 구리 | 다섯 |
| 표준값 | ≥99.6 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
1070 O 알루미늄 스트립의 화학 조성
| 요소 | 알 | 시 | 철 | 마그네슘 | 아연 | 망 | 티 | 구리 | 다섯 |
| 표준값 | ≥99.7 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
1350 O 알루미늄 스트립의 화학 조성
| 요소 | 알 | 시 | 철 | 마그네슘 | 아연 | 망 | 티 | 구리 | 다섯 |
| 표준값 | ≥99.5 | 0.0431 | 0.203 | 0.0013 | 0.0093 | 0.0104 | 0.02 | 0.0022 | 0.0039 |
변압기 알루미늄 스트립 두께 허용 오차
| 두께 | 두께 공차 |
| 0.1-0.2 | +/- 8% |
| 0.2-0.4 | +/-0.02 |
| 0.4-0.8 | +/-0.03 |
| 0.8-1.1 | +/-0.04 |
| 1.1-1.4 | +/-0.05 |
| 1.4-2.0 | +/-0.06 |
| 2.0-2.5 | +/-0.07 |
| 2.5-3.0 | +/-0.08 |
변압기용 알루미늄 스트립 폭 허용 오차
| 두께(mm) | 폭 허용 오차(%) | ||||
| <100 | 100-300 | 300-500 | 500-1250 | 1250-1500 | |
| >0.1-0.20 | +/-0.15 | +/-0.2 | +/-0.3 | +/-0.5 | +/-0.5 +/-1 |
| 0.20-0.60 | +/-0.15 | +/-0.2 | +/-0.3 | +/-0.75 | +/-0.5 +/-1.25 |
| 0.60-1.0 | +/-0.15 | +/-0.25 | +/-0.5 | +/-0.75 | +/-0.5 +/-1.25 |
| 1.0-2.0 | +/-0.2 | +/-0.35 | +/-0.6 | +/-1 | +/-0.5 +/-1.25 |
| 2.0-3.0 | +/-0.5 | +/-0.5 | +/-0.75 | +/-1 | +/-0.5 +/-1.25 |
변압기 알루미늄 스트립의 버(burr) 발생 및 붕괴
| 알루미늄 스트립의 너비(mm) | 버의 높이(mm) | 접힌 면의 높이(mm) |
| <0.2 | 0.01 | ≥0.05-0.1 |
| 0.2-1.0 | 0.015 | |
| 1.1-1.5 | 0.02 | |
| >1.6 | 0.03 |
변압기용 알루미늄 스트립의 종류
변압기용 알루미늄 스트립 1050 O
1050 알루미늄 호일 스트립은 99.5%의 알루미늄 함량으로 뛰어난 전도성과 유연성을 제공합니다. O 열처리로 완전 열처리되어 더욱 부드럽고 가공이 용이합니다. 변압기 권선에 일반적으로 사용되며 높은 전도성과 우수한 연성이 요구되는 용도에 적합합니다.
1050 O 알루미늄 스트립은 변압기에 가장 일반적으로 사용되는 재료 중 하나입니다. 변압기 권선의 지지 재료로 자주 사용되어 변압기 손실을 줄이고 성능을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
변압기에 사용되는 1050 O 알루미늄 스트립의 두께는 일반적으로 0.1mm에서 1mm 사이입니다. 단층 또는 이중층 구조로 제공되며, 코일의 자기 누설을 효과적으로 줄이고 절연 성능을 향상시킬 수 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립 1060 O
1060 알루미늄 호일 스트립은 알루미늄 함량이 최대 99.6%에 달하여 탁월한 전기 전도성과 높은 내식성을 제공합니다. O 경도의 1060 알루미늄 호일은 더욱 부드럽고 성형이 용이하여 변압기 코일 권선, 특히 엄격한 전기적 및 기계적 성능이 요구되는 분야에 적합합니다.
1060 O 알루미늄 합금은 다른 합금에 비해 가소성은 좋지만 강도는 낮습니다. 주로 변압기 권선과 같은 다양한 고전압 및 저전압 전기 장치에 사용됩니다.
변압기용 알루미늄 스트립 1070 O
1070 알루미늄 호일 스트립은 순도 99.7%의 고순도 알루미늄을 기반으로 합니다. 뛰어난 전도성과 우수한 유연성 및 내구성을 자랑합니다. 1070 O 템퍼 호일은 변압기 권선 시 안정적인 코일 구조를 형성할 수 있어 높은 전도성과 연성이 요구되는 변압기 설계에 적합합니다.
변압기 권선용 1070 O 알루미늄 호일은 건식 변압기, 유입식 변압기 및 리액터 권선에 사용할 수 있습니다.
변압기 권선용 1070 O 알루미늄 호일은 탁월한 방열 특성을 지니고 있어 장시간 운전 시 코일의 온도 상승을 최소화하고 코일의 수명을 연장시켜 줍니다. 1070 O 알루미늄 호일을 변압기 권선에 사용하면 변압기 대량 생산 비용을 15% 절감할 수 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립 1350 O
1350 알루미늄 호일 스트립은 알루미늄 함량이 99.5%를 초과하는 고순도 알루미늄 호일로, 변압기 권선에 널리 사용됩니다. 1350 O 템퍼 호일은 열처리 후 우수한 가소성과 유연성을 가지며, 변압기 권선 재료에 요구되는 높은 전도성과 기계적 안정성을 충족합니다.
변압기 권선용 1350 O 알루미늄 호일은 유입식 변압기 및 건식 변압기를 포함한 변압기 산업에서 널리 사용됩니다.
변압기 권선용 1350 O 알루미늄 호일은 코팅되지 않은 형태와 코팅된 형태 두 가지로 제공됩니다. 코팅되지 않은 형태는 주로 유입식 변압기의 권선 재료로 사용되며, 코팅된 형태는 주로 층간 절연 재료로 사용됩니다.
변압기 알루미늄 스트립 권선 구조 및 설계
알루미늄 스트립 코일
- 고순도 알루미늄을 압연하여 만든 평평한 스트립 단면 제품입니다.
- 제조 공정 중 연속적으로 코일 형태로 감겨집니다.
- 원형 전선과 비교했을 때, 알루미늄 스트립은 더 높은 충진율, 우수한 열 방출 성능, 그리고 더욱 균일한 기계적 강도를 제공합니다.
1차 권선
- 입력 권선은 철심의 한쪽에 위치하며, 일반적으로 전력망에 연결됩니다.
- 알루미늄 스트립을 여러 겹으로 감아서 형성됨
- 상대적으로 권선 수는 적지만 전류는 더 큽니다.
- 입력된 전기 에너지를 자기 에너지로 변환하는 역할을 담당합니다.
2차 권선
- 출력 권선은 철심의 반대쪽에 위치하며 부하에 전력을 공급합니다.
- 또한 알루미늄 스트립을 사용하여 감았습니다.
- 권선 수는 변환비에 따라 설계되며 일반적으로 1차 권선의 권선 수보다 많습니다.
- (설계에 따라) 고전압 또는 저전압을 출력합니다.
절연층
- 각 알루미늄 스트립 층 사이에 위치한 중요한 구조물
- 일반적인 재료: 전기 절연지, 절연 필름 및 복합 절연 재료
- 층간 단락을 방지합니다.
- 또한 오일 덕트나 공기 덕트를 형성하여 열 방출을 개선하는 데 도움이 됩니다.
적층 철심
- 변압기의 자기 회로 코어
- 와전류 손실을 줄이기 위해 실리콘 강판을 적층하여 제작되었습니다.
- 1차 및 2차 권선에 대해 폐쇄형 자기 플럭스 경로를 제공합니다.
- 변압기의 효율과 무부하 손실을 결정합니다.
냉각 채널
- 권선과 철심 사이, 그리고 권선 내부에 열 방출 통로가 마련되어 있습니다.
- 변압기 오일 또는 공기의 순환을 촉진합니다.
- 권선의 작동 온도 상승을 줄입니다.
- 특히 알루미늄 스트립 권선(고전류, 저손실 설계)에 중요합니다.
클램핑 프레임
- 철심과 권선을 기계적으로 고정하는 데 사용됩니다.
- 운송 중이나 단락 충격으로 인한 권선 변형을 방지합니다.
- 전반적인 기계적 강도를 향상시킵니다.
- 작동 소음을 줄여줍니다
고전압 부싱
- 변압기의 고전압 단자
- 전기 절연 및 기계적 지지 기능을 제공합니다.
- 코일에서 외부 회로로 전기 에너지를 안전하게 전달합니다.
- 유입식 및 건식 변압기에 일반적으로 사용됩니다.
저전압 출력 / 고전압 출력
- 저전압 출력: 고전류를 지원하는 저전압 측 출력
- 고전압 출력: 고전압 측 출력 (고전압 포함)
변압기용 알루미늄 스트립 적용 분야
건식 변압기 권선
변압기용 알루미늄 스트립은 건식 변압기의 저전압 권선에 널리 사용됩니다. 고성능 변압기용 알루미늄 스트립으로서 안정적인 전기 전도성, 뛰어난 성형성 및 내식성을 특징으로 하며, 권선의 장기적인 안전 운전을 보장합니다. 전력 설비 제조업체들에게 검증되고 안정적인 선택입니다.
유입식 배전 변압기
중저전압 권선에서 알루미늄 권선 스트립은 주류 도체 재료 중 하나로 자리 잡았습니다. 구리와 비교했을 때, 전기적 성능을 유지하면서 비용을 크게 절감할 수 있어 높은 가성비를 요구하는 배전 변압기 설계에 이상적인 솔루션입니다.
변전소 및 원자로
고품질 변압기용 알루미늄 스트립은 변전소 및 리액터의 권선에 적합하며, 균일한 전도성과 우수한 열 안정성을 제공하여 발전 설비의 전반적인 신뢰성과 수명을 향상시킵니다.
재생에너지
태양광 인버터와 풍력 발전 변압기에는 변압기용 알루미늄 스트립이 널리 사용됩니다. 가벼운 무게와 높은 전도성 덕분에 에너지 변환 효율을 향상시키고 전체 시스템 비용을 절감할 수 있습니다.
고주파 변압기
일부 고주파 전자 변압기는 구리 권선 스트립 대신 알루미늄 권선 스트립을 사용합니다. 이는 고주파 전기 성능 요구 사항을 충족하면서 경량 설계 및 비용 최적화를 가능하게 하며, 특히 전자 전원 공급 장치 및 신재생 에너지 발전 시스템에 적합합니다.
배전 변압기
전주형 변압기든 박스형 배전 변압기든, 전기 알루미늄 스트립은 표준 권선 재료 중 하나로, 전력망에 안정적이고 신뢰할 수 있는 전력 전송을 제공합니다.
재생에너지 전력망
태양광 및 풍력 계통 연계 시스템용 인버터와 승압 변압기에서 변압기용 알루미늄 스트립은 우수한 전도성과 내구성 덕분에 시스템의 전반적인 신뢰성과 수명을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
대형 변압기 코일의 주요 재료
알루미늄 스트립은 주로 변압기 코일 권선에 사용되어 변압기의 효율과 신뢰성을 향상시키는 데 도움을 줍니다. 이러한 특성 덕분에 배전 변압기 및 전력 변압기를 포함한 다양한 유형의 변압기에 적합합니다.
- 건식 변압기: 알루미늄 스트립은 가벼운 무게와 내식성 때문에 권선 재료로 선호됩니다.
- 유입식 변압기: 비용 절감 및 유지보수 감소 효과로 사용률이 지속적으로 증가하고 있습니다.
- 배전: 최대 4MVA 용량의 변압기에 사용됩니다.
태양광 및 전력 산업 분야에서의 응용
알루미늄 스트립은 건식 변압기의 고전압 및 저전압 권선용 전도성 재료로 사용되며, 전력 산업, 태양 에너지 및 기타 분야에 적합합니다.
변압기용 알루미늄 스트립을 사용하는 기타 산업 분야
| 산업 | 설명 |
| 산업 자동화 | 변압기용 알루미늄 스트립은 자동화 장비의 전력 및 제어 변압기에 사용되어 고부하 조건에서도 장비의 안정적인 작동을 보장하는 데 도움을 줍니다. |
| 운송 산업 | 철도, 지하철, 전기 자동차와 같은 분야에서 알루미늄 스트립은 효율적인 전력 전송을 위해 전력 변압기 및 전기 자동차 충전 장비에 사용됩니다. |
| 재생에너지 | 태양 에너지 외에도 알루미늄 스트립은 풍력 발전 시설, 특히 풍력 발전 변압기에 사용되며, 알루미늄의 전도성과 경량성이라는 장점을 활용하여 효율을 향상시킵니다. |
| 해양 및 해상 엔지니어링 | 선박 동력 시스템에서 알루미늄 스트립은 변압기 권선 재료로 사용됩니다. 해수 부식에 강하여 우수한 내식성을 제공하고 가혹한 환경에서도 장기적인 신뢰성을 보장합니다. |
| 가전제품 | 알루미늄 스트립은 가전제품의 변압기 및 모터 권선 재료에 사용되어 생산 비용을 절감하고 에너지 효율 및 신뢰성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. |
| 데이터 센터 및 통신 시설 | 변압기용 알루미늄 스트립은 데이터 센터, 통신 기지국 및 기타 시설의 전력 변압기에 널리 사용되어 특히 대용량 전력이 필요한 환경에서 효율적이고 안정적인 작동을 보장합니다. |
변압기용 알루미늄 스트립 고객 적용 사례
건식 변압기 적용 분야
건식 변압기는 알루미늄 스트립 권선이 주로 사용되는 분야이며, 특히 화재 방지, 방폭 및 환경 규제가 엄격한 장소에서 많이 사용됩니다. 건식 변압기용 알루미늄 스트립은 높은 전도성, 연성, 매끄러운 표면, 그리고 버(burr)가 없다는 특징을 가지고 있어 이상적인 소재입니다.
전력 변압기 적용 분야
알루미늄 권선 변압기는 전력 시스템, 특히 중저전압 배전 변압기에 널리 사용됩니다. 기존의 구리 권선 변압기와 비교하여 알루미늄 권선 변압기는 높은 효율, 낮은 손실, 에너지 절약, 소형화, 경량화, 강력한 과부하 용량, 안전하고 신뢰할 수 있는 작동 등의 장점을 제공합니다.
특수 환경 응용 분야
알루미늄 스트립 권선 변압기는 습한 환경, 고온, 부식성 환경, 이동식 및 휴대용 애플리케이션과 같은 특수 환경에서 뛰어난 성능을 발휘합니다.
새로운 에너지 응용 분야
알루미늄 스트립 권선 변압기는 풍력, 태양광, 에너지 저장 시스템과 같은 신에너지 분야에서도 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립의 장점 및 단점
변압기용 알루미늄 스트립의 장점
알루미늄은 표면에 조밀한 산화막을 자연적으로 형성하여 우수한 내식성, 저렴한 가격 및 가벼운 무게를 제공합니다.
변압기용 알루미늄 스트립의 단점
- 낮은 전기 전도율: 알루미늄의 전기 전도율은 구리의 약 61% 수준입니다. 동일한 전류 전달 용량을 얻으려면 알루미늄 도체의 단면적이 구리 도체의 약 1.6배가 되어야 하므로 코일 크기가 더 커집니다.
- 용접/접합이 어렵습니다. 알루미늄 표면의 산화막은 융점이 높아 용접 시 초음파 용접이나 TIG 용접과 같은 특수 기술과 장비가 필요합니다. 접합부 처리가 부적절할 경우 접촉 저항이 증가하고 과열될 수 있습니다.
- 기계적 강도가 낮음: 알루미늄은 구리보다 부드럽고 단락 전류로 인한 전기역학적 힘을 견디는 능력이 약하여 구조 설계를 강화해야 합니다.
- 높은 열팽창 계수: 알루미늄은 온도 변화에 따라 더 많이 팽창하고 수축하므로 장기적인 작동 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
알루미늄 스트립 변압기와 구리 권선 변압기의 비교
구리가 전도성이 더 좋지만, 알루미늄은 물류 및 경제성 측면에서 상당한 이점을 가지고 있습니다.
- 비용: 알루미늄은 구리보다 약 30~50% 저렴하며, 세계 시장에서 가격이 일반적으로 더 안정적입니다.
- 무게: 알루미늄의 밀도(2.7g/cm³)는 구리(8.96g/cm³)의 약 3분의 1에 불과합니다. 동일한 전류를 전달하기 위해 알루미늄 권선은 더 큰 단면적을 필요로 하지만, 최종 변압기는 훨씬 가볍습니다.
- 열 성능: 알루미늄 스트립은 원형 구리선보다 열을 더 고르게 발산하여 절연 노화를 유발하는 "과열 지점"을 줄입니다.
- 공간: 가장 큰 단점은 동일한 전류에서 알루미늄은 구리보다 약 66% 더 큰 단면적을 필요로 하므로 전체 변압기 크기가 더 커진다는 점입니다.
| 특징 | 알루미늄 스트립 변압기 | 구리 스트립/와이어 변압기 |
| 비용 | 낮은 (상당한 재료비 이점) | 높은 |
| 무게 | 가벼움(약 30~40% 더 가벼움) | 무거운 |
| 크기 | (동일한 용량 기준) 더 큰 사이즈 | 콤팩트 |
| 전도도 | 더 낮음 (더 큰 단면적 필요) | 훌륭한 |
| 연결 안정성 | 높은 요구사항, 복잡한 프로세스 | 간편하고 성숙한 프로세스 |
| 단락 내성 | 강화 설계가 필요합니다 | 내재적 이점 |
| 장기적인 기온 상승 | 적절한 설계를 통해 기준을 충족할 수 있습니다. | 일반적으로 더 낮음 |
| 메인 마켓 | 비용에 민감한 배전 변압기, 건식 변압기 | 중대형 전력 변압기, 고신뢰성 응용 분야 |
기존의 구리선/구리 스트립 대신 알루미늄 스트립을 사용하는 이유는 무엇일까요?
핵심적인 추진 요인은 비용과 무게입니다.
- 상당한 비용 우위: 알루미늄 가격은 구리보다 훨씬 저렴합니다(구리 가격의 약 3분의 1 수준). 이는 대량 생산되는 변압기의 원자재 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
- 경량성: 알루미늄의 밀도는 구리의 약 3분의 1에 불과하여 변압기가 훨씬 가볍고 운송 및 설치가 용이합니다.
- 자원 및 전략적 고려 사항: 알루미늄 자원은 비교적 풍부하며, 알루미늄을 사용하면 구리 자원에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립의 작동 원리
변압기용 알루미늄 스트립은 주로 알루미늄의 전기 전도성을 이용하여 변압기 내부에 전류 경로를 형성합니다. 교류 전류가 알루미늄 스트립을 통과하면 교류 자기장이 생성되어 전자기 유도를 통해 에너지 변환 및 전송이 이루어집니다. 기존 구리 스트립과 비교했을 때, 알루미늄 스트립은 우수한 전기 전도성을 유지하면서도 비용이 저렴하고 무게가 가볍습니다. 변압기용 알루미늄 스트립의 작동 원리는 알루미늄의 전도성을 이용하여 전류 경로를 형성하는 데 기반합니다. 교류 전류가 알루미늄 스트립을 통과하면 교류 자기장이 생성되어 전자기 유도를 통해 전력 변환 및 전송이 가능해집니다. 구리 스트립과 비교했을 때, 알루미늄 스트립은 우수한 전도성을 유지하면서 비용과 무게를 절감할 수 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립 선택 가이드
변압기용 알루미늄 스트립 선택 및 사용 시 핵심 사항
- 자재 선택: 변압기 용량 및 전압 등급에 따라 적절한 등급을 선택하십시오(중전압 및 고전압용은 1060, 저전압용은 1050).
- 경도 확인: 반드시 O 경도여야 합니다. H 경도(반경/경)는 권선 성능에 영향을 미치므로 사용하지 마십시오.
- 표면 품질: 표면에 긁힘이나 거친 부분이 없고 모서리가 균일하게 경사져 있는지 확인하십시오.
- 치수 정확도: 두께 공차는 코일 저항 및 손실에 직접적인 영향을 미치므로 엄격하게 관리해야 합니다.
- 연결 과정: 과도한 접촉 저항을 방지하기 위해 초음파 용접 또는 특수 알루미늄-구리 전환 커넥터를 사용하십시오.
뛰어난 가격 대비 성능과 경량성이라는 장점을 지닌 변압기용 알루미늄 스트립은 현대 변압기 제조, 특히 건식 변압기 제조에 널리 사용되고 있습니다. 적절한 설계(낮은 전도율을 보완하기 위한 단면적 증가)와 공정 최적화를 통해 알루미늄 스트립 변압기는 전력 시스템의 성능 요구 사항을 완벽하게 충족할 수 있으며, 에너지 절약 및 비용 절감에 이상적인 솔루션입니다.
변압기 종류에 따라 알루미늄 합금 등급을 선택하십시오.
올바른 합금을 선택하면 권선 과정에서 안정적인 전도성과 기계적 성능을 보장할 수 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립에 일반적으로 사용되는 합금:
1060/1070 알루미늄
높은 전기 전도성과 우수한 성형성으로 인해 배전 변압기에 널리 사용됩니다.
1350 전기 등급 알루미늄
전기 도체용으로 특별히 설계되었습니다. 일관된 전도성과 낮은 저항률을 제공하여 대전류 권선에 이상적입니다.
변압기의 종류에 따라 알루미늄 스트립에 대한 성능 요구 사항이 다릅니다. 적절한 합금 등급은 특정 적용 시나리오에 따라 선택해야 합니다.
건식 변압기
일반적으로 1060 또는 1070 등급의 알루미늄 스트립이 선택됩니다. 이 재료는 순도가 높고 전기 전도성이 우수하여 건식 변압기의 성능 요구 사항을 충족합니다.
유입식 변압기
1050 또는 1060 등급의 알루미늄 스트립을 사용할 수 있습니다. 이 소재는 내식성과 가공성이 우수하여 유침 환경에서 사용하기에 적합합니다.
특수 변압기
예를 들어, 고주파 변압기 및 펄스 변압기에는 전도성이 더 높고 전기적 성능이 더 안정적인 1350과 같은 특수 전기 알루미늄 스트립이 필요할 수 있습니다.
선택 팁:
변압기 권선에서는 강도보다 전기 전도성을 항상 우선시해야 합니다. 순도가 높은 합금일수록 손실이 적고 에너지 효율이 높습니다.
기술적 매개변수를 기준으로 사양을 선택하십시오.
변압기용 알루미늄 스트립을 선택할 때는 특정 기술 매개변수 요구 사항을 기준으로 사양을 선택해야 합니다.
- 두께 선택: 알루미늄 스트립의 두께는 변압기의 정격 용량, 작동 전압 및 권선 구조를 기준으로 결정해야 합니다. 일반적으로 용량이 크고 전압이 높을수록 더 두꺼운 알루미늄 스트립이 필요합니다.
- 폭 선택: 알루미늄 스트립의 폭은 권선 설계 요구 사항 및 권선 공정을 기반으로 해야 하며, 권선 장비의 용량도 고려해야 합니다.
- 전도율 요구사항: 변압기의 효율 요구사항 및 손실 제한을 고려하여 적절한 전도율을 가진 알루미늄 스트립을 선택하십시오. 일반적으로 전도율이 높을수록 권선 손실은 줄어들지만 비용은 증가합니다.
- 기계적 성능 요구 사항: 권선 공정 및 구조에 따라 적절한 인장 강도와 연신율을 가진 알루미늄 스트립을 선택하여 권선 중 파손이나 과도한 변형이 발생하지 않도록 해야 합니다.
비용-성과 분석 및 장기적 비용 고려
변압기용 알루미늄 스트립을 선택할 때는 초기 구매 비용뿐만 아니라 종합적인 비용 대비 성능 분석 및 장기적인 비용 평가를 고려해야 합니다.
비용 요소 분석
- 초기 비용: 재료비, 가공비, 운송비를 포함하여 여러 공급업체의 견적을 비교하십시오.
- 운영 비용: 알루미늄 스트립의 전도율이 변압기 손실에 미치는 영향을 고려하여 장기 운전 시 에너지 소비 비용을 계산하십시오.
- 유지보수 비용: 알루미늄 스트립의 품질이 변압기 유지보수 빈도 및 비용에 미치는 영향을 고려하십시오.
- 수명: 알루미늄 스트립의 품질 및 성능이 변압기 수명에 미치는 영향을 평가하고 총 수명주기 비용을 계산합니다.
- 신뢰성 가치: 고품질 알루미늄 스트립 사용으로 변압기의 신뢰성과 안전성이 향상됨으로써 얻을 수 있는 잠재적 가치를 고려하십시오.
이러한 요소들을 종합적으로 고려함으로써, 장기적인 경제적 및 기술적 이점을 얻을 수 있는 가장 비용 효율적인 변압기용 알루미늄 스트립 제품을 선택할 수 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립 생산 공정
원료 준비
적절한 순도의 알루미늄 잉곳을 선별하고, 정확한 원료 계산을 수행하며, 불순물 제거 및 예열 처리를 통해 불순물 함량이 0.02% 이하가 되도록 합니다. 고품질 원료는 고품질 변압기용 알루미늄 스트립 생산의 기반입니다.
용융 및 정제
전처리된 알루미늄 잉곳과 합금 원소를 용해로에 넣고 700~800℃로 가열하여 용융시킨다. 30~45분 동안 균일하게 교반한다. 가스 분사 및 여과를 통해 불순물과 가스를 제거하고, 용융 알루미늄의 온도를 정밀하게 제어하여 후속 주조 공정을 준비한다.
주조 및 주괴 처리
용융 알루미늄을 주형에 부어 잉곳을 형성하고, 내부 응력 및 결함을 방지하기 위해 냉각 속도를 제어하며, 내부 구조를 개선하고 균일한 결정립 구조를 확보하기 위해 균질화 처리를 수행합니다.
롤링 및 열처리
잉곳을 550~580℃로 가열하여 열간 압연합니다. 냉간 압연을 통해 목표 두께까지 두께를 추가로 줄입니다. 냉간 압연된 알루미늄 스트립에 최종 어닐링을 실시하여 원하는 O 템퍼(연질 상태)를 얻고 평탄도 및 표면 품질을 향상시킵니다.
마감 및 표면 처리
알루미늄 스트립을 필요한 너비로 절단하고, 모서리를 깎고, 버를 제거하고, 표면의 기름과 불순물을 제거하기 위해 세척하고, 필요에 따라 부식 방지 및 절연 성능을 향상시키기 위해 부동태화 또는 코팅과 같은 표면 처리를 수행합니다.
품질 관리 및 검사
입고되는 원자재, 생산 과정 중 주요 공정 변수 및 완제품에 대해 종합적인 품질 검사를 실시합니다. 검사 항목에는 화학 성분 분석, 전도도 시험, 기계적 특성 시험, 치수 측정 및 육안 검사가 포함됩니다. 완벽한 품질 추적 시스템을 구축합니다.
변압기용 알루미늄 스트립의 가공 및 처리
변압기용 알루미늄 스트립 가공
- 원료 준비 및 가열: 먼저 알루미늄 잉곳을 용광로에 넣고 가열합니다. 용광로 온도는 알루미늄을 녹이는 데 적합한 범위까지 서서히 올라갑니다. 용융 과정에서 합금 원소를 첨가하여 불순물을 제거하고 알루미늄의 순도와 성능을 향상시킵니다.
- 주조 및 빌릿 절단: 용융 알루미늄에서 불순물을 제거한 후, 알루미늄 빌릿으로 주조하고, 이를 지정된 두께의 알루미늄 판으로 절단하여 추가 압연 공정을 거칩니다.
- 조압연: 절단된 두꺼운 판재는 냉간압연기로 보내져 조압연됩니다. 냉간압연 공정을 통해 알루미늄 판재의 두께가 점차 감소하고, 후속 열간압연에 필요한 기계적 특성을 갖추도록 초기 조정이 이루어집니다.
- 열간압연 및 마무리: 조압연된 알루미늄 판재는 추가 가공을 위해 열간압연 공장으로 보내집니다. 고온에서 진행되는 열간압연 공정은 알루미늄 스트립의 연성과 인성을 효과적으로 향상시켜 규격에 맞는 완제품 스트립을 생산합니다.
- 어닐링: 압연 후 알루미늄 스트립은 어닐링 공정을 거칩니다. 어닐링은 재료를 특정 온도로 가열하고 일정 시간 동안 유지하여 내부 응력을 완화하고 연성, 유연성 및 내식성을 향상시켜 알루미늄 스트립의 성능 안정성을 확보하는 공정입니다.
- 절단 및 성형: 열처리된 알루미늄 스트립의 가장자리는 정확한 치수와 매끄러운 모서리를 확보하기 위해 다듬어집니다.
- 포장 및 배송: 마지막으로, 완성된 변압기용 알루미늄 스트립은 품질 검사를 거쳐 고객 요구 사항에 따라 코일 형태로 감겨 포장됩니다. 포장이 완료되면 알루미늄 스트립은 사용될 지정된 장소로 안전하게 운송됩니다.
제조 시 고려 사항
변압기 권선용 알루미늄 스트립을 선택할 때는 합금 등급, 두께, 폭, 모서리 처리 등의 요소를 고려하여 특정 변압기 설계 요구 사항을 충족해야 합니다. 적절한 열처리 및 표면 처리는 성능을 더욱 향상시키고 수명을 연장할 수 있습니다.
변압기용 알루미늄 스트립은 전기적 효율성, 기계적 강도 및 경제적 타당성을 모두 갖추고 있어 변압기 제조에 선호되는 재료입니다.