[논문]옥내변전소 운전상황에 따른 변압기 소음예측

구교선; 권동진; 곽주식

doi:10.5207/jieie.2008.22.10.104

옥내변전소 운전상황에 따른 변압기 소음예측
The Prediction of Transformer Noise by Operating Situation at the Indoor Substation 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.22 no.10, 2008년, pp.104 - 110

구교선 (한전 전력연구원) , 권동진 (한전 전력연구원) , 곽주식 (한전 전력연구원)

초록
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최근 생활수준의 향상으로 쾌적한 주거환경에 대한 요구가 증대되어, 변압기 소음으로 인한 민원이 끊임없이 발생하고 있다. 소음민원을 해결하기 위하여 옥내변전소에서는 공명형 소음기, 방음보조셔터 등의 대책을 시행하고 있으나, 주변환경 변화에 따라 소음대책을 재수립하는 경우가 발생한다. 따라서 소음문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 변압기의 소음전파를 예측하여, 변전소 경계지역에서 소음규제기준을 만족시키는 변압기 소음레벨을 제시할 필요가 있다. 본 논문에서는 옥내변전소에서 변압기 증설, 주변압기실 셔터의 개방 등의 운전상황에 따른 소음레벨 변화를 예측하고, 옥내변전소 경계지역에서 소음규제기준을 만족시키는 변압기 소음레벨을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Desire about agreeable habitat by enhancement of standard of living has been increased, and common complaints by transformer noise have been happening constantly. It has been installed resonator and sound-proof shutter in order to solve substation's noise problems. But those methods are not effective. Therefore, It is necessary to study transformer noise level that can satisfy noise regulation standard. In this paper described that predicted transformer noise level of substation boundary by operating situation at the indoor substation. Also, Presented most suitable noise level of transformer that satisfy noise regulation standard at the indoor substations through predicted results.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이때 변압기 수량증가에 의하여 변전소 경계지역의 소음레벨이 상승하게 되며 이로 인하여 소음문제가 발생할 가능성이 있다. 따라서 변압기 증설에 따른 경계지역의 소음레벨 변화를 파악하기 위하여, 변압기 수량에 따른 소음감쇠 특성을 예측하였다.
본 논문에서는 소음규제기준을 만족시키는 최적의 변압기 소음레벨을 제시하기 위하여 운전상황에 따른 변압기 소음의 감쇠를 예측하여 최적의 변압기 소음 레벨을 제시하였다. 주요한 연구결과는 다음과 같다.
본 논문에서는 옥내변전소의 변압기 수량변화’ 소음전파 경로, 주변압기실 셔터개방 등의 여러 가지 운전조건에 따른 경계지역의 소음변화를 예측하고, 여러 조건에서 환경규제기준을 만족시킬 수 있는 적정한 변압기의 소음레벨 기준을 제시하였다.

가설 설정

커질 우려가 있다. 따라서 소음의 주요 전달경로인 상부풍도 하부풍도 및 셔터를 소음원으로 가정하고 소음을 예측하여 정확도를 향상시켰다 그림 2와 그림 3은 전형적인 옥내변전소의 형태와 그것을 모델링한 것이다.

제안 방법

약 15[m]로 나타났다. 더욱이 변압기의 반출입을 위한 트레일러의 회전반경을 고려하여 변압기와 경계지역의 거리를 15[m] 이상의 공간을 확보할 것을 권장하고 있으므로 소음예측을 위한 변압기와 경계지역의 거리는 15[m]로 설정하여 소음을 예측하였다.
제시할 필요성이 있다. 따라서 옥내변전소에서 셔터를 완전히 열었을 때와 닫았을 소음규제기준을 만족시키는 변압기 소음레벨을 예측하였다. 그림 8 과 그림 9는 변압기실 셔터를 닫았을 때와 셔터를 열었을 때의 변압기 소음레벨별 거리에 따른 소음변화를 나타낸 것이다
각각 경로의 위치와 소음의 크기가 다양하므로 경계지역의 소음레벨에 미치는 영향도 다르게 나타난다. 따라서 효과적인 소음대책을 수립하기 위하여 각 소음전파 경로별로 소음을 예측하여 옥내변전소 경계지역의 소음레벨이 가장 큰 곳과 각각의 소음전파경로가 미치는 영향을 분석하였다.
따라서 생활소음이나 도로소음에 비하여 반사, 흡음이 작고, 회절이 크게 일어나는 특징을 갖는다[4-5]. 이와 같이 특수한 변압기 소음의 예측을 위하여 변압기 소음예측 프로그램을 개발하였고, 이를 이용하여 옥내변전소의 소음전파를 예측하였다⑹.

성능/효과

(3) 옥내변전소에서 셔터를 l[m] 열었을 때 소음 레벨은 약 4.3[dB] 상승하며, 셔터를 완전히 열었을 때는 약 14.4[dB] 상승한다.
(4) 옥내변전소에서 셔터를 닫았을 때 79[dB] 4[bank] 운전시 경계지역의 소음은 약 58〔dB] 로 나타났으며, 65[dB] 변압기 운전시 소음규제기준을 만족할 것으로 예측된다.
(5) 옥내변전소에서 셔터를 열었을 때 79[dB] 4[bank] 운전시 경계지역의 소음은 약 70[dB] 로 나타났으며, 55[dB] 변압기 운전시 소음규제기준을 만족할 것으로 예측된다.
그림 6 (a)와 같이 상부풍도를 통한 소음전파는 주 변압기 실의 전면과 후면 양쪽으로 소음이 전파되고 있으며, 지면으로부터 약 15[m] 높이에 위치하고 있어 높은 지역에 소음영향을 가장 많이 끼치는 것으로 나타났다. 그림 6 (b)와 같이 하부풍도는 주 변압 기실 정면에 위치하여 주변압기실 후면에는 소음에 영향을 거의 미치지 못하고 있다.
8[dB]임을 알 수 있다. 2[bank]에서 4[bank]로 증설했을 때, 지점에 따라 소음레벨 증가량이 다른 이유는 거리가 가까울수록 각각의 변압기마다 독립적인 구조를 이루는 옥내변전소의 구조물의 차음으로 인하여 가까운 거리에서 먼 거리에서보다 소음의 합성이 덜 이루어지는 것으로 판단된다.
변압기 소음래벨별 소음예측 결과 셔터를 닫은 상태에서는 79[dB] 변압기 4[bank] 운전시 경계지역의 소음 레벨은 약 58[dB] 로 나타났고, 65[dB] 변압기는 약 44[dB]로 경계지역에서 소음규제 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
변압기 소음레벨별 소음예측 결과 셔터를 개방한 상태에서는 79[dB] 변압기 4[bank] 운전시 경계지 역의 소음레벨은 약 70[dB], 65[dB] 변압기는 약 55[dB], 60[dB] 변압기는 약 50[dB]로 나타났으며, 55[dB] 변압기는 약 45[dB]로 경계지역에서 소음규제 기준치를 만족하는 것으로 나타났다.
변압기와 경계지역의 거리 기준을 결정하기 위하여 현재 운전중인 옥내변전소를 조사한 결과 평균 거리가 약 15[m]로 나타났다. 더욱이 변압기의 반출입을 위한 트레일러의 회전반경을 고려하여 변압기와 경계지역의 거리를 15[m] 이상의 공간을 확보할 것을 권장하고 있으므로 소음예측을 위한 변압기와 경계지역의 거리는 15[m]로 설정하여 소음을 예측하였다.
셔터 개방높이에 따라 경계지역의 소음을 예즉한 결과 셔터를 완전개방 했을 때와 닫았을 때의 경계지역에서 소음레벨 차이는 14.4[dB]로 나타났다. 특히 셔터를 l[m]만 개방해도 경계지역의 소음레벨은 4.
전파 경로별 소음예즉결과 경계지역 L5[m] 높이에서는 셔터에 의한 소음영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 지면에서 높이 올라갈수록 상부풍도와 가까워짐 에 따라 상부풍도의 영향을 가장 크게 받는 것으로 나타났다, 특히 경계지역 높이 1이m] 부근에서는 상부풍도와 셔터의 소음이 합성되어 소음 레벨이 가장 큰 것으로 나타났다

참고문헌 (6)

"공장소음 .진동배출 허용기준", 소음.진동 규제법, 제 8조, 별표 4, 1990
"생활소음 규제기준", 소음.진동 규제법, 시행규칙 제29조, 제 3항, 1990
"변압기 소음레벨 기준치", 한국전력공사 표준규격, 1978
권동진 외, "저소음 변압기 개발을 위한 기초 조사 연구", 한전전력연구원 최종보고서, pp.1-92, 2004
권동진 외, "환경친화형 저소음 변압기 개발", 한전전력연구원 중간보고서, pp.1-80, 2007
구교선 외, "변전소 소음예측 프로그램 개발", 대한전기학회 논문지, Vol. 56, No. 9, 2007

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