변압기 권선 온도 조절기는 어떻게 선택해야 할까? 열 시뮬레이션 원리와 설치 요령

• 권선 온도 조절기의 독보적인 가치: 유면 온도가 정상이라고 해서 권선 온도가 안전한 것은 아닙니다. 권선 온도 제어기는 열 시뮬레이션 기술을 활용해 권선의 최고 온도 지점을 추산하며, 변압기 절연 재료 중 가장 위험한 위치의 온도에 주목합니다. 110kV 이상의 주 변압기에 있어 권선 온도 제어기는 필수적인 보호 장치입니다.
• 열 시뮬레이션 원리: 변압기의 부하 전류에서 전류 변압기를 통해 전류를 취하고, 온도 센서 내부의 가열 소자가 발생시키는 열량은 부하 전류의 제곱에 비례하며(구리 손실을 모사), 여기에 유면 온도를 더하여 권선 고온부의 온도를 산출합니다. 고압 권선 내부에 센서를 설치할 필요가 전혀 없습니다.
• 오일 표면 온도 조절기와의 관계: 오일 표면 온도 센서는 전체적인 열 상태를 파악하고, 권선 온도 센서는 내부 열점을 파악합니다. 이 둘의 관계는 체온계(체표면 온도 측정)와 CT 스캔(내부 병변 위치 확인)이 서로 보완하는 것과 유사합니다.

1. 열 시뮬레이션 기술 상세 설명

권선 온도 조절기의 핵심은 열 시뮬레이션 기술에 있습니다. 즉, 고압 권선에 직접 접촉하지 않고도 권선 내부의 최고 온도 지점을 간접적으로 산출하는 방법입니다. 기술적 구현 방식은 다음과 같습니다. 온도 센서 내부에 가열 소자를 배치하고, 이 가열 소자는 전류 변압기(CT)를 통해 변압기 저압 측 부싱 선로에서 전력을 공급받습니다. CT의 2차 전류는 변압기 부하 전류에 비례하며, 가열 소자의 발열량은 전류의 제곱에 비례하므로, 이는 권선 구리 손실(I²R)의 물리적 법칙을 정확히 모방합니다. 가열 소자에서 발생하는 온도 상승이 유면 온도에 더해지며, 계기판에 표시되는 값은 권선 고온 지점 온도의 추산값입니다.

이러한 간접 측정 방식의 가장 큰 장점은 안전성에 있습니다. 모든 온도 측정 부품이 변압기 오일 탱크 외부에 설치되어 고압 권선과 완전히 격리되어 있으므로, 시공 및 유지보수 시 변압기 내부로 진입할 필요가 없습니다. 수십 년간의 적용을 통해 검증된 바와 같이, 열 시뮬레이션 기술은 정상 부하 상태에서 우수한 정확도를 보여줍니다.

2. 설치 요령 및 주의사항

2.1 CT 설치

전류 변압기 세트는 변압기의 저압 측 부싱 리드에 설치합니다. CT의 변압비는 온도 조절기 가열 소자의 사양과 정확히 일치해야 하며, 그렇지 않으면 시뮬레이션된 온도 상승 비율이 부정확해집니다. 설치 시 CT의 방향이 올바른지 확인하고 2차 회로 배선을 단단히 고정하십시오. CT 2차 측이 개방되면 위험한 고전압이 발생할 수 있습니다.

2.2 온도 센서 설치

권선 온도 조절기의 감지부와 유면 온도 조절기의 감지부는 각각 변압기 오일 탱크 상단의 두 개의 독립된 감지부 거치대에 설치됩니다. 두 감지부 모두 최상층 오일 속에 잠겨 있지만, 권선 온도 조절기의 감지부에는 가열 소자가 내장되어 있으므로 설치 시 모세관 경로를 보호해야 합니다.

2.3 모세관 보호

모세관은 온도 조절기에서 가장 취약한 기계 부품입니다. 설치 경로는 급격한 굽힘, 진동으로 인한 충격 및 기계적 압박을 피해야 합니다. 필요한 경우 기계적 보호를 위해 금속 스네이크 튜브나 플라스틱 주름관을 추가로 설치하십시오.

3. 자주 묻는 질문

3.1 질문: 권선 온도 조절기의 정확도는 어떤가요?

답: 열 시뮬레이션 방식은 정상태 부하 조건에서 정확도가 우수하여 대부분의 공학적 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 그러나 부하가 급격히 변동하는 과도 과정에서는 열 지연 현상이 발생합니다. 즉, 온도 센서의 열 관성으로 인해 표시값이 실제 권선 온도 변화보다 뒤처지게 됩니다. 수십 분 내에 부하가 크게 변동할 경우, 온도 조절기가 이를 바늘에 반영하는 데 시간이 소요됩니다.

3.2 질문: CT 변환비를 잘못 선택하면 어떤 결과가 발생합니까?

답: CT 변압비(전류변환비)가 너무 크면 가열이 부족해지고 권선 온도 표시값이 낮게 나타납니다. 이로 인해 운영 담당자는 권선 온도가 안전하다고 생각하지만, 실제로는 과열된 상태일 수 있습니다. CT 변압비(전류비)가 너무 작으면 과열 및 표시값이 높게 나타나게 됩니다. 이로 인해 운영 담당자는 온도가 정상이라고 오인하여 불필요한 부하 감소나 가동 중단을 초래할 수 있습니다. 선정 시에는 반드시 제조사가 변압기의 정격 파라미터를 바탕으로 적합한 CT를 계산하여 매칭해야 합니다.

3.3 질문: 권선 온도 조절기와 오일 레벨 온도 조절기의 모세관을 함께 사용할 수 있습니까?

답: 아닙니다. 두 온도 조절기에는 각각 독립된 온도 센서와 모세관이 있으며, 각각 별도의 센서 홀더에 장착되어 있습니다. 이들은 완전히 독립된 두 개의 온도 측정 시스템으로, 서로 다른 온도 데이터를 측정하고 출력합니다.

면책 조항: 이 문서의 내용은 기술 교류 및 참고용으로만 제공되며, 어떠한 형태의 조달 약정이나 계약 제안을 구성하지 않습니다. 제품 기술 매개변수, 구성 프로그램 및 가격은 실제 체결된 계약 및 기술 계약의 적용을 받습니다.

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