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변압기 유지보수 – 전력 변압기 유지보수, 진단 및 모니터링

전력 변압기 유지 관리 – 변압기 진단 및 모니터링

소개

움직이고 회전하는 부품이 없는 변압기 정적 기계이기 때문에 매우 안정적인 기계이며 적절하게 유지 관리하면 40년 동안 사용할 수 있습니다. 이상. 또한 오븐에 압력을 가해도 넘어지거나 날아가지 않습니다. (극한 조건 제외), 변압기는 자주 과부하되며 용량을 훨씬 초과하여 작동하도록 허용됩니다 .

그러나 전기 설비의 사용 및 노후화 , 다른 설비와 마찬가지로 전기 장비의 정상적인 열화의 원인입니다. 가속할 수 있습니다. 적대적인 환경, 과부하 또는 심각한 듀티 사이클과 같은 요인에 의해 .

악화의 기타 원인 부하 변경/추가, 회로 변경, 부적절하게 설정/선택된 보호 장치 및 전압 조건 변경일 수 있습니다. .

그러나 장비 고장이 불가피한 것은 아닙니다 점검 및 예방 유지보수 프로그램 설립되었습니다.

정기적인 예방 유지 관리 프로그램 수립 장비 고장의 위험을 최소화하고 그 고장으로 인한 문제, 잠재적 결함 감지문제해결을 위한 첫 번째 단계 .

전력 변압기의 육안 검사

전력 변압기에 가장 자주 주의를 기울이는 것은 육안 검사입니다. , 주로 변압기의 일반적인 외부 상태 및 냉각 시스템 점검이 포함됩니다. .

큰 수리가 필요하기 전에 문제를 조기에 감지하고 수정할 수 있도록 전력 변압기를 정기적으로 검사해야 합니다. .

검사 일상적으로 수행됩니다. , 일반적으로 일주일에 한 번 , 주파수는 회사와 변압기에 따라 다를 수 있음 . 예를 들어, 문제가 발생하고 있다고 믿을 만한 이유가 있는 경우 변압기를 더 자주 점검할 수 있습니다.

표 1은 일반적인 외부 상태 및 냉각 시스템을 제어하는 데 필요한 육안 검사 유형을 보여줍니다. .

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표 1 – 변압기 육안 검사

변압기 진단 및 모니터링

변압기 모니터링은 데이터 해석이 아니라 변압기 무결성에 대한 관련 데이터 수집에 중점을 둔 온라인 측정 기술을 나타냅니다.

변압기 모니터링 기술은 사용된 센서, 측정된 변압기 매개변수 및 적용된 측정 기술에 따라 다릅니다. 모니터링 장비는 일반적으로 변압기에 영구적으로 장착되기 때문에 안정적이고 저렴해야 합니다.

와인딩 및 부하 시 탭 체인저 (OLTC ) 실패 억누르다; 결과적으로 대부분의 모니터링 기술의 초점은 권선 및 탭 변환기의 상태를 평가하는 데 사용할 수 있는 매개변수에서 데이터를 수집하는 것입니다.

오일의 용해 가스 및 부분 방전 (PD )는 권선 및 절연 상태와 관련하여 모니터링되는 공통 매개변수입니다. .

온도 및 진동 모니터링은 일반적으로 OLTC 상태를 평가하는 데 사용됩니다. .

그림 1은 수중 변압기의 고장 통계 분포를 보여줍니다.

그림 1 – 수중 변압기의 고장 통계 분포

권선 및 단열재를 모니터링하는 데 사용되는 공통 매개변수 상태는 PD입니다. 및 기름에 용해된 가스; OLTC 모니터링에 관한 사항 온도 및 진동 사용됩니다.

기본 모니터링 단위 변압기 진단에 사용되는 항목은 다음과 같습니다.

모니터링 센서 및 장치의 데이터 디지털 및 아날로그 신호로 변환됩니다. 실시간 기반 커뮤니케이션 구축 인간-기계 인터페이스 및 데이터 기록 사용 .

용존유중가스 분석 변압기 작동의 문제를 결정하기 위한 효과적인 진단 도구입니다.

그러나 이 분석은 일반적으로 가스 함량을 결정하기 위해 정교한(보통 고가의) 장비를 사용하는 오프 포스트에서 수행됩니다. .

긴 샘플링 간격으로 인한 초기 결함 누락 위험을 줄이기 위해 변압기 내에서 관찰되는 가스 유형 및 농도의 변화에 ​​대한 경고를 제공하는 모니터링 기술이 개발되고 있습니다. 기존의 용존유중가스 분석 경고가 발생한 후 수행됩니다. 여러 변압기 가스 및 해당 소스 표 2에 나와 있습니다.

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표 2 – 변압기 가스 및 소스

절연유에 용해된 가스를 추출하여 주 변압기의 6가지 가스 성분의 양 측정 낮은 수준에서 , 국부 과열 또는 부분 방전 감지 가능 단위 분석기 데이터에 따라 사고가 발생하기 전에 예방 .

변압기의 예방정비 조치 및 검사 일정

유지 보수 빈도는 장비 신뢰성 요구 사항과 제조업체의 매뉴얼 및 권장 사항을 고려하여 설정해야 합니다.

유지 관리 활동은 다른 기간에 설치의 각 부분에 대해 계획될 수 있지만 주요 산업은 일반적으로 1년에 한두 번 유지 관리 목적으로 전 세계적으로 폐쇄됩니다.

NETA [1] 표준 MTS-2007 부록 B 시간 기반 유지 관리 일정을 나타냅니다. 및 행렬 매트릭스의 적용 가이드로만 인식됩니다. .

매트릭스를 올바르게 적용하려면 특정 조건, 중요도 및 신뢰성을 결정해야 합니다. . 매트릭스 적용 , 이전 테스트 데이터 및 추세의 정점과 함께 , 양질의 전기적 예방 유지보수 프로그램을 제공해야 합니다. .

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표 3 – 유지보수 빈도 매트릭스

변압기의 경우 최소 주파수 유지 테스트 동일한 표준으로 정의되며 표 4에 나와 있습니다.

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표 4 – 변압기 유지보수 테스트 빈도(개월)

유지 관리 활동 (시각 및 기계적 검사, 전기 테스트, 테스트 값 ) 각 장비에 대해 NETA 표준 ATS-2009에 정의되어 있습니다. 변압기의 경우 표 5와 같이 요약할 수 있습니다.

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표 5 – 변압기의 유지보수 작업에 대한 테스트 및 검사 빈도

예방 유지보수 작업 의 변환기는 다음과 같이 합성될 수 있습니다.

표 6은 각 유형의 유지 관리 작업에 대한 일반적인 활동을 보여줍니다.

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표 6 – 각 유형의 유지보수 활동에 대한 일반적인 조치

특수 테스트 장비 외에 변압기 유지보수 활동에 사용되는 가장 일반적인 휴대용 테스트 장비는 다음과 같습니다.

또한 읽기:kVA(단상 및 삼상)에서 변압기의 정격을 찾는 방법은 무엇입니까?

오일 분석 및 샘플

유지 보수 기간 중 또는 주요 수리 작업 후 , 기름 샘플을 수집해야 합니다. IEC에서 정의한 테스트 진행 [5] 표준 60296 지방용 .

이 테스트는 다음과 같습니다.

샘플을 수집할 때 특정 주의사항을 취하는 것이 필요합니다. , 샘플이 오염되지 않도록 .

그림 2 - 보조 샘플링 밸브

그림 4 – 플러싱 튜브 및 주사기

또한 읽기:설명이 포함된 트랜스포머 MCQ

용존유중가스 분석(DGA)

DGA 사용 가능한 가장 가치 있는 진단 도구 중 하나는 냉각/절연 매체에 용해된 가스 분석을 통해 오일이 채워진 변압기의 상태를 평가하는 데 사용되는 절차입니다. .

오일 샘플링을 기반으로 하는 비교적 간단한 비파괴 테스트에서 필수 정보를 제공하는 비용 효율적인 잘 확립된 기술입니다.

분석은 일반적으로 실험실에서 수행되지만 온라인 장치도 사용할 수 있습니다.

결과는 건강에 대해 많은 것을 보여줍니다. 현재 상태, 발생하는 모든 변화, 과부하의 열화 효과, 노화, 사소한 결함의 시작 및 주요 결함의 가장 가능성 있는 원인을 포함하여 절연 매체로서의 오일 및 특성.

심각한 결함은 또한 Buchholz 계전기에 수집될 수 있는 자유 가스를 생성할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. .

유지 관리 및 진단을 위한 변압기 테스트

표 7은 정기 유지보수 및 진단을 연결하는 전체 변압기 상태 평가 방법을 보여줍니다.

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표 7 – 유지보수 및 진단 목적으로 수행할 변압기 테스트

부싱 테스트

잠재 탭이 있는 부싱의 경우 커패시턴스 부싱 상단과 하단 탭 사이(일반적으로 C1라고 함) ) 및 탭과 접지 사이의 커패시턴스(일반적으로 C2라고 함) ) 측정됩니다.

부싱 손실을 결정하기 위해 역률 테스트도 수행됩니다. C2 커패시턴스 훨씬 더 큽니다 C1보다 정전용량 .

잠재 탭이 없는 부싱은 일반적으로 부싱 상단 도체에서 접지까지 테스트됩니다.

이 테스트 결과를 공장 테스트 및/또는 이전 테스트와 비교하여 품질 저하를 확인합니다.

90% 부싱 고장의 원인은 습기 때문일 수 있습니다. 증가하는 역률로 입증됨 .

스위프 주파수 응답 분석 테스트

빈도 응답 분석 (SFRA ) [6] 변압기 권선의 임피던스 측정으로 구성 광범위한 주파수에서 이러한 측정 결과를 참조 세트와 비교 .

차이는 변압기의 손상을 나타낼 수 있으며 다른 기술을 사용하거나 내부 검사를 통해 추가로 조사할 수 있습니다. SFRA에 대한 스위프 주파수 방법 신호를 생성하고 측정을 수행하고 결과를 조작하려면 네트워크 분석기를 사용해야 합니다.

초음파 및 음파 오류 감지

이 테스트는 수소일 때 적용해야 합니다. 눈에 띄게 증가 DGA.

높은 수소 세대는 부분 방전을 나타냅니다. 변압기 내부에서 발생합니다. 메탄, 에탄, 에틸렌과 같은 기타 가스 또한 증가할 수 있음 . 아세틸렌 아크가 발생하는 경우 존재할 수도 있고 증가할 수도 있습니다.

진동 분석

진동 lysis 자체는 변압기와 관련된 많은 결함을 예측할 수 없지만 변압기 상태를 결정하는 데 도움이 되는 또 다른 유용한 도구입니다.

진동은 느슨한 변압기 코어 세그먼트, 느슨한 권선, 차폐 문제, 느슨한 부품 또는 오일 냉각 펌프 또는 팬의 불량 베어링으로 인해 발생할 수 있습니다. . 진동의 원인을 평가할 때는 극도의 주의를 기울여야 합니다. 패널 덮개, 도어 또는 제어 패널에 있는 볼트/나사 또는 외부의 느슨한 부분이 탱크 내부의 문제로 오진되는 경우가 많습니다.

코어 절연 저항

이 테스트를 수행하려면 의도적인 코어 접지를 분리해야 합니다 .

이 작업은 어려울 수 있으며 이를 수행하려면 약간의 기름을 빼야 할 수 있습니다.

일부 변압기의 경우 절연 부싱을 통해 코어 접지를 외부로 가져와 쉽게 액세스할 수 있습니다. .

절연 저항의 예상 값

10에서 100 사이의 값 단열재의 손상 가능성을 나타냅니다. 코어와 그라운드 사이 및 값 보다 낮음 10MΩ 파괴적인 순환 전류를 유발할 수 있음 추가 조사가 필요합니다.

적외선 열화상

적외선 열화상 (IR )은 비접촉 및 비파괴입니다. 전기 시스템의 문제를 감지하는 방법.

모든 전기 및 기계 장비는 전자기 복사의 형태로 열을 방출합니다. 열복사에 민감한 적외선 카메라는 표면 간의 온도 차이를 감지하고 측정할 수 있습니다.

비정상적이거나 예상치 못한 열 패턴은 장비 문제에 문제가 있음을 나타내는 것으로 고장이나 고장을 일으키거나 화재를 유발할 수 있습니다.

일반 적외선 분석은 2년 또는 3년마다 수행됩니다. , 장비에 전원이 공급되고 최대 부하 상태일 때 가능하면 특수 기능 및 환경 조건에서 IR을 수행해야 할 수 있습니다. 매년.

IR 분석 또한 끊어진 연결이 제대로 다시 만들어졌는지 확인하기 위해 유지 관리 또는 테스트 후에 수행해야 합니다. 또한 IR 공장 가열 실행 중에 수행되며, 결과는 나중에 비교하기 위한 기준으로 사용할 수 있습니다.

변압기의 다음 구성요소는 일반적으로 IR의 영향을 받습니다. 분석:

또한 읽어보십시오:변압기 명판(일반 요구 사항).

탱크

비정상적으로 높은 외부 온도 또는 변압기 탱크의 비정상적인 열 패턴은 낮은 오일 레벨, 순환 표류, 냉각 차단, 느슨한 차폐, 탭 체인저 문제 등과 같은 변압기 내부 문제를 나타냅니다. .

비정상적으로 높은 온도는 변압기 절연을 손상시키거나 파괴하여 기대 수명을 단축시킬 수 있습니다.

IR 검사를 통해 과열 상태 또는 잘못된 열 패턴을 찾을 수 있습니다. IR 스캔 및 분석에는 숙련된 직원이 필요합니다. 이러한 기술에서.

라디에이터 및 냉각 시스템

라디에이터 IR 카메라로 검사해야 함 그리고 그것들을 서로 비교하십시오.

멋진 라디에이터 또는 세그먼트 밸브가 닫혀 있음을 나타냅니다. 또는 라디에이터 또는 세그먼트 연결됨 .

시각 검사인 경우 밸브가 열려 있음을 나타냅니다. , 라디에이터 또는 세그먼트 격리, 배수 및 제거하고 막힌 부분을 제거해야 합니다. .

저냉각 상태에서 작동하는 변압기는 사용 수명을 갖습니다. 극적으로 단축 (작동 온도 상승 8~10 o C 감소 트랜스포머의 삶 1/2로 ).

부싱 및 절연체

a) 오일 레벨

IR 부싱을 스캔하면 낮은 오일 수준이 나타날 수 있습니다. , 즉각적인 전원 차단 및 교체가 필요합니다. .

일반적으로 그 이유는 부싱 바닥의 밀봉 고장, 변압기로 오일 누출 . 상단 씰 실패했을 가능성이 있음 , 또한 허용 공기와 습기 상위 진입 .

너무 높은 오일 레벨 부싱 일반적으로 부싱 바닥의 씰을 의미합니다. 실패컨서베이터의 오일 헤드 또는 질소 압력 , 변압기 오일을 부싱 위로 밀어 넣었습니다. .

부싱이 높은 오일 레벨을 나타낼 수 있는 또 다른 이유 상단 씰이 새는 , 물 유입 허용 . 물이 부싱 바닥으로 이동하여 오일이 위쪽으로 이동합니다. .

90% 이상 부싱 실패 물 유입으로 인한 것 상단 봉인을 통해 .

부싱 일반적으로 치명적인 실패 , 호스트 변압기 및 주변 장비를 여러 번 파괴 근로자에게 위험 유발 . 이전 IR 동일한 부싱의 스캔은 현재 스캔과 비교되어야 합니다.

b) 부싱 연결

부싱 내부 연결이 2개 있습니다. , 머리에 하나 그리고 변압기 회사에 연결된 훨씬 더 깊은 내부 일.

둘 다 외부에 표시되지만 헤드 연결은 부싱 상단에 있고 코일 연결은 부싱 바닥에 있습니다.

균열 문제 특정 절연체에서 발견됨 절연체의 전기적 및 기계적 강도에 영향을 미치는 .

표면에 습기가 있으면 매우 작은 방전 전류가 절연체 표면에 흐르며 온도가 1~2도 상승합니다. 절연체에 금이 갔을 때 방전 전류 표면 위로 흐르지 않고 균열 아래로 흐르고 절연체는 약간 더 차갑게 나타납니다. .

균열 충분히 심각함이 됩니다. 온도 상승이 분명해질 수 있음 .

OLTC(부하 시 탭 체인저 )

OLTC의 온도 덮개는 동일한 온도여야 합니다. 변압기 자체 .

열의 근원은 OLTC 케이스 내부에 있습니다. 상당히 더 뜨겁습니다. 표시된 온도보다 .

외부 OLTC 구획은 변압기 본체보다 따뜻하지 않아야 합니다. . 더 따뜻하다면 , 내부 탭 연결부의 가열 가능성을 나타냅니다. .

탭 검사의 한 가지 어려움은 모든 탭이 검사 시점에 연결되지 않아 결과가 결정적이지 않을 수 있다는 것입니다. .

[1] 네타 :국제전기시험협회(미국).

[2] 심각한 내부 결함 후에 수행 또는 각 8-10년 지속적인 기능 , 즉 변압기가 심각한 과부하 주기 또는 외부 단락에 영향을 받는 경우 . 이러한 활동은 전문 인력이 수행해야 합니다. .

[3] 메거 상표입니다. , 하지만 이 장비는 이 이름으로 알려져 있습니다.

[4]  7장, 즉 적외선 열화상 촬영을 참조하십시오.

[5] IEC:국제 전기 기술 위원회.

[6] 이 테스트가 FAT 동안 수행된 경우에만 – 공장 승인 테스트.

저자 소개:Manuel Bolotinha

-전기 공학 학위 – 에너지 및 전력 시스템(1974 – Instituto Superior Técnico/University of Lisbon)
– 전기 및 컴퓨터 공학 석사 학위(2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
– 변전소 및 전력 시스템의 수석 컨설턴트; 전문 강사


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