변압기 고장 위치

• 핵심 목표변압기 고장 위치 파악은 체계적인 모니터링, 테스트 및 분석을 통해 고장의 특성(예: 단락, 개방 회로, 방전), 고장이 발생한 특정 구성 요소(예: 권선, 코어, 탭 체인저, 부싱) 및 물리적 위치를 정확하게 파악하는 것을 목표로 합니다.

• 포지셔닝 로직:: "표면에서 내부로, 매크로에서 마이크로로"의 원칙을 따르세요. 첫 번째 단계는 초기 조사를 위해 온라인 모니터링 데이터를 분석하고 보호 조치 정보를 전달하고, 두 번째 단계는 정전 후 일련의 비파괴 전기 진단 테스트를 수행하며, 마지막 단계는 필요한 경우 고급 음향/진동 기술을 통합하거나 내부 검사를 실시하는 것입니다.

• 주요 온라인 방법:

  • 오일 내 용존 가스 분석(DGA):: 결함의 특성 가스 유형 및 함량을 분석하여 에너지 밀도 및 결함 유형(예: 과열, 아크, 부분 방전)을 결정합니다.

  • 릴레이 보호 조치 분석작동 중인 보호 유형(예: 차동, 가스, 과전류)에 따라 고장 영역(내부/외부)과 심각도를 빠르게 파악할 수 있습니다.

• 핵심 오프라인 테스트:

  • 전기 루틴 테스트권선 DC 저항, 비율, 절연 저항, 유전 손실 계수 등을 포함하며 권선의 전도성, 턴 투 턴 단락 및 절연 시스템의 상태를 판단하는 데 사용됩니다.

  • 기계 상태 진단주파수 응답 분석(SFRA)은 권선의 변형 및 변위와 같은 기계적 손상을 진단하는 가장 효과적인 수단입니다.

• 궁극적인 목표:: 정확한 고장 위치는 수리 프로그램(현장 수리, 공장으로 반송하여 정밀 점검 또는 폐차)을 수립하고 사고로 인한 피해를 평가하며 유사한 사고의 재발을 방지하기 위해 고장 원인을 분석하는 데 기초가 됩니다.

I. 장애의 초기 진단: 온라인 모니터링 및 사고 정보 분석

변압기 여행 후 고장 위치 파악의 첫 번째 단계는 즉각적인 현장 테스트가 아니라 여행 전 온라인 데이터와 보호 조치 정보를 자세히 분석하는 것입니다.

1. 릴레이 보호 조치 정보 분석

• 가스 릴레이(가스) 보호 조치이것은 연료 탱크 내부에 결함이 있음을 명확하게 나타내는 가장 직접적인 증거입니다.

  • 가벼운 가스 알람일반적으로 국부적인 과열 및 경미한 방전과 같은 초기 잠복 결함에 해당하며, 낮은 결함 에너지를 나타냅니다.

  • 심한 가스 트립심각한 내부 단락 고장이 발생하여 심한 오일 흐름 쇼크가 발생했음을 나타냅니다.

• 차등 보호 조치: 차동 CT(즉, 변압기 본체 및 부싱)에 의해 형성된 보호 영역 내에서 심각한 상간 또는 접지 단락 고장이 발생했음을 나타냅니다.

• 과전류 보호/임피던스 보호 동작백업 보호 기능만 작동하는 경우, 변압기 외부 또는 내부 결함일 수 있으며 다른 정보와 함께 추가 판단이 필요합니다.

2. DGA - 오일 내 용존 가스 분석
DGA는 변압기 내의 잠재적 결함을 진단하고 발생한 결함의 특성을 분석하는 가장 효과적인 수단입니다. 결함의 유형에 따라 절연유와 종이가 서로 다른 온도에서 분해되어 특정 가스 조합을 생성합니다.

• 저온 과열(<300°C):: 주로 메탄(CH₄), 에탄(C₂H₆)을 생성합니다.

• 중온~고온 과열(300°C~700°C)주로 에틸렌(C₂H₄)을 생성합니다.

• 부분 방전(PD):: 주로 수소(H₂)와 소량의 메탄을 생성합니다.

• 아크 방전(>700°C)대량의 수소(H₂)와 아세틸렌(C₂H₂)을 생성합니다. 아세틸렌은 아크 결함에 대한 유일한 효과적인 특성화 가스입니다.

장애 전후의 DGA 데이터의 변화를 분석하고 다음을 사용하여듀발 삼각형 동일한 그래픽 방법을 사용하여 결함이 과열, 부분 방전 또는 에너지 아크인지 여부를 정확하게 파악할 수 있습니다.

II. 정전 후 전기 진단 테스트 및 위치 확인

초기 진단을 완료하고 안전 조치가 마련되어 있는지 확인한 후 일련의 오프라인 전기 테스트를 통해 결함의 위치를 추가로 파악합니다.

III. 고급 장애 위치 기술

기존의 전기 테스트로는 정확히 찾아내기 어려운 일부 복잡한 결함의 경우, 보다 고급 기술이 필요합니다.

1. SFRA - 스윕 주파수 응답 분석

• 이론:: SFRA는 변압기의 "지문" 테스트로 알려져 있습니다. 이 테스트는 권선에 스윕 신호(Hz~MHz)를 주입하여 권선의 응답을 측정하고 고유한 주파수 응답 곡선을 플롯합니다. 변압기 내부의 인덕턴스(권선) 및 커패시턴스(턴 투 턴, 레이어 간, 접지)는 복잡한 RLC 네트워크를 형성하며, 기계적 변화(예: 권선 변형, 코어 변위, 클램프 풀림)는 이 네트워크를 변경하여 "지문" 곡선의 변화를 초래합니다.

• 어플라이언스현재 테스트 곡선을 공장 또는 과거 곡선과 비교하여 변압기의 기계적 손상 여부와 손상 심각도 및 대략적인 영역을 매우 민감하게 확인할 수 있습니다.

2. 음향 부분 방전 위치

• 이론변압기 내부에서 부분 방전이 발생하면 초음파 신호가 발생합니다. 이 음파는 절연유를 통해 탱크 벽으로 이동합니다.

• 찾기탱크 벽 외부에 여러 개의 초음파 센서를 배치하여 서로 다른 센서에서 방전 신호가 도착하는 시간 차이 (시간 지연)를 측정하고 다음을 사용하여삼각 측량 알고리즘이를 통해 탱크 내 배출원의 3차원 공간 좌표를 계산하여 배출 지점의 정확한 물리적 위치를 파악할 수 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

1. 변압기 트립 후 고장 위치 파악의 첫 번째 단계는 무엇인가요?
첫 번째 단계는 즉각적인 테스트가 아닙니다. 첫 번째 단계는 다음과 같습니다.안전 보장(절연, 전력 테스트, 접지), 그 다음에는정보 수집작동한 보호 기능, 작동 시간, 트립 전 부하 및 기상 조건을 자세히 기록하고 분석하며, 1차적으로 변압기의 오일 내 용존 가스 분석(DGA)을 위해 샘플을 채취합니다. 이 정보의 조합은 고장의 성격과 범위에 대한 기본적인 판단을 제공하고 후속 테스트 프로그램을 안내합니다.

2. 문제 해결에 있어 DGA와 SFRA의 차이점은 무엇인가요?
이 둘은 상호 보완적입니다.전기 화학적 고장를 통해 변압기 내부에서 과열, 방전 등의 이벤트가 발생하고 있는지 또는 발생했는지 여부를 알려줍니다. 그리고 SFRA는구조적 기계적 고장변압기의 "골격"(권선, 코어 등)이 전기적 힘이나 외부 충격을 견디지 못해 변형되거나 변위되었는지 여부를 알려줍니다. 심각한 단락 결함은 전기 아크(DGA는 아세틸렌 감지 가능)와 권선의 변형(SFRA는 곡선 변화 감지 가능)을 모두 생성할 수 있습니다.

3. 변압기 벨을 들어 올리지 않고(케이스를 열지 않고) 고장 위치를 어디까지 찾을 수 있나요?
위에서 설명한 모든 비침습적 진단 기술(DGA, 전기 테스트, SFRA, 음향 위치 파악 등)을 사용하면 상자를 열지 않고도 대부분의 결함(90% 이상)을 특정 부품(예: 고전압 A상 권선)과 특정 유형의 결함(예: 턴 간 단락)으로 정확히 찾아낼 수 있습니다. 이 정확한 위치는 수리의 타당성을 평가하고 효율적인 수리 계획을 개발하는 데 필수적이며, 맹목적이고 비용이 많이 드는 즉시 검사를 피할 수 있습니다.