변압기 국부 진폭 모니터링
发布时间：2025년 9월 16일 08:24:36
- 변압기 부분 방전 ( "국부 방전"이라고 함)은 전기장의 작용하에 변압기 내부 절연 매체, 비 관통 방전 현상의 국부 영역을 말하며,이 방전은 즉시 절연 파괴를 일으키지 않지만 절연의 장기적인 존재는 절연 재료를 계속 악화시키고 궁극적으로 심각한 절연 고장으로 이어질 수 있으므로 국부 방전 모니터링은 변압기를 보호하는 것입니다. 따라서 국부 방전 모니터링은 변압기 절연의 안전을 보장하는 핵심 링크입니다.
- 변압기 방전 모니터링의 핵심 원리는 특수 센서를 통해 방전 과정에서 발생하는 모든 종류의 물리적 신호를 포착하는 것이며, 이러한 신호는 펄스 전류, 초고주파 전자기파 등 전기 신호, 초음파 등 음향 신호 및 광학 신호 등을 포괄하며 신호 처리 및 분석 기술을 통해 실제 방전 상태를 복원하고 고장 판단의 기초를 제공하는 것입니다.
- 펄스 전류 방식은 변압기 국부 방전 모니터링에서 일반적으로 사용되는 전기 신호 감지 기술로, 변압기의 접지 회로 또는 권선 양단에 특수 감지 임피던스를 직렬로 연결하여 국부 방전에 의해 생성 된 펄스 전류 신호를 수집합니다. 이 방법은 국부 방전의 전하 크기를 직접 반영 할 수 있고 측정 감도가 높으며 초기 국부 방전 모니터링의 주류 기술 중 하나이며 변압기 공장 테스트 및 현장 오프라인 감지에 널리 사용되며 현재 온라인 모니터링 시스템에도 점차 통합되고 있습니다.
- UHF 모니터링 기술은 국부 방전 과정에서 발생하는 UHF 전자파를 감지하는 데 목적이 있습니다 (주파수는 일반적으로 300MHz-3GHz). 변압기 내부에서 국부 방전이 발생하면 고주파 전자기 복사가 수반되며 UHF 센서는 탱크 벽의 특수 창 또는 내장 방식을 통해 이러한 신호를 캡처 할 수 있습니다. 이 기술은 강력한 간섭 방지 기능이 있다는 장점이 있으며 전력망에서 산업 주파수 간섭 및 기타 저주파 간섭 신호의 영향을 효과적으로 피할 수 있으며 국부 방전 위치를 정확하게 찾을 수 있습니다.
- 초음파 모니터링 기술은 국부 방전에 의해 생성 된 기계적 진동 (일반적으로 주파수는 20kHz-200kHz)에 의해 형성된 초음파 신호에 초점을 맞추고 초음파 센서는 일반적으로 변압기 탱크의 외벽에 설치되며 국부 방전에 의해 트리거 된 초음파 진동 신호의 수신을 통해 모니터링이 실현됩니다. 초음파는 감쇠가 더 빠를 때 고체 매체에서 전파되기 때문에이 기술은 국소 방전의 공간적 위치를 더 잘 달성 할 수 있으며 전기 신호 모니터링 기술과 함께 사용하면 국소 방전 판단의 정확성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
- 변압기 국부 방전 모니터링 시스템 신호 처리는 매우 중요하며, 수집된 원본 신호는 외부 전자기 간섭, 장비 진동 노이즈 등과 같은 많은 간섭 신호와 혼합되는 경우가 많습니다. 따라서 필터링 기술(디지털 필터링, 적응형 필터링 등)을 통해 간섭을 제거한 다음 신호 증폭, 파형 인식 알고리즘을 사용하여 국부 방전 신호의 특성 파라미터(펄스 진폭, 상승 시간, 반복 주파수 등)를 추출하여 후속 분석의 토대를 마련해야 합니다.
- 국소 방전 신호의 패턴 인식은 국소 방전 유형을 결정하는 핵심 기술이며, 다양한 유형의 국소 방전(예: 표면 방전, 에어 갭 방전, 코로나 방전)은 서로 다른 신호 특징에 해당합니다. 모니터링 시스템은 국부 방전 신호 특징 라이브러리를 구축하고 기계 학습 및 신경망과 같은 지능형 알고리즘을 채택하여 추출 된 신호 특징을 일치시키고 식별하여 특정 유형의 국부 방전을 결정하고 운영 및 유지 보수 담당자가 고장의 근본 원인을 분석하는 데 도움을줍니다.
- 변압기 국부 방전 모니터링의 감도는 고장 경고의 적시성에 직접적인 영향을 미치며, 고품질 모니터링 시스템은 수십 피코큐리(pC) 수준 이하의 전하로 국부 방전 신호를 감지할 수 있어야 합니다. 감도를 높이려면 고정밀 센서를 선택하는 것 외에도 신호 전송 경로를 최적화하여 신호 감쇠를 줄이는 동시에 저잡음 신호 수집 모듈을 사용하여 시스템 자체의 노이즈가 모니터링 결과에 미치는 영향을 줄여야 합니다.
- 국부 방전 위치 기능은 변압기 국부 방전 모니터링의 중요한 부분이며, 대형 전력 변압기의 경우 국부 방전 위치를 정확하게 결정하면 문제 해결 시간을 크게 단축 할 수 있습니다. 현재 일반적으로 사용되는 위치 결정 방법에는 시간차 위치 결정 방법 (여러 센서에서 수신 한 신호 간의 시간차를 통해 국소 방전 위치를 계산), 진폭 비교 위치 결정 방법 (다른 센서에서 수신 한 신호 간의 진폭 차이에 따라 국소 방전 영역을 결정) 및 일부 고급 시스템은 3 차원 모델링 기술과 결합하여 국소 방전 위치의 시각적 표시를 달성하기도합니다.
- 온라인 국부 방전 모니터링 시스템은 변압기 국부 방전 상태를 24시간 중단 없이 모니터링할 수 있는 시스템으로, 현장 모니터링 장치와 배후 분석 센터의 두 부분으로 구성됩니다. 현장 모니터링 장치는 신호 수집 및 예비 처리를 담당하고 유선 또는 무선 통신을 통해 데이터를 백 스테이지로 전송하고 백 스테이지 분석 센터는 데이터의 심층 분석을 수행하고 모니터링 보고서를 생성하고 국부 방전이 비정상 일 때 경보 메시지를 전송하며 중요 변전소의 주요 변압기 장비에 적용 할 수 있습니다.
- 휴대용 LD 모니터링 장비는 유연성이 높다는 장점이 있으며 변압기 정기 검사, 고장 조사 및 기타 시나리오에 적합합니다. 휴대하기 쉬운 컴팩트 한 크기의이 장비는 현장 데이터 처리 및 진단을 달성하기위한 특수 분석 소프트웨어와 함께 센서를 임시로 설치하여 로컬 방전 신호를 수집 할 수 있으며 변압기에 로컬 방전 문제가 있는지 신속하게 판단하여 운영 및 유지 관리 직원이 즉각적인 의사 결정 지원을 제공 할 수 있습니다.
- 국부 방전 모니터링 시스템의 간섭 방지 설계는 모니터링 데이터의 신뢰성을 보장하는 핵심입니다. 전력 시스템의 작동 환경에는 고압선의 코로나 간섭 및 인근 장비의 전자기 방사와 같은 많은 전자기 간섭이 있습니다. 따라서 시스템은 센서 차폐 설계, 신호 전송 케이블의 차폐 및 접지, 데이터 수집 링크의 전자기 호환성 설계, 간섭 신호 식별 및 제거 알고리즘의 소프트웨어 수준 등 여러 가지 간섭 방지 조치를 취해야 합니다.
- 국부 방전 모니터링 데이터의 추세 분석은 일정 기간(예: 수개월, 수년)의 국부 방전 데이터 추적, 국부 방전 충전, 주파수 및 기타 추세의 매개 변수 분석을 통해 변압기 절연 상태 평가를 위한 장기적인 기반을 제공할 수 있습니다. 국부 방전 파라미터가 안정적이면 변압기 절연 성능이 양호하다는 의미이며, 파라미터가 계속 상승하거나 갑자기 변경되는 것으로 나타나면 절연 열화가 가속화될 수 있으므로 적시에 개입 조치를 취해야 함을 나타냅니다.
- 국부 방전 모니터링 및 기타 모니터링 기술의 시너지 적용은 변압기 상태 평가의 포괄성을 향상시킬 수 있으며, 예를 들어 오일의 국부 방전 모니터링과 가스 모니터링의 조합, 국부 방전이 발생하면 변압기 오일이 특징적인 가스 (예 : 수소, 아세틸렌)를 생성 할 수 있으며 두 종류의 모니터링 데이터가 서로 확증되고 결함 유형과 결함의 심각성을보다 정확하게 판단 할 수 있으며 온도 모니터링과 시너지 효과는 방전에 국부 과열 현상이 동반되는지 여부를 이해할 수 있습니다. 또한 온도 모니터링을 통해 국부 방전에 국부 과열 현상이 동반되는지 여부를 알 수 있으며 결함의 발전 추세를 추가로 파악할 수 있습니다.
- 로컬 방전 모니터링 시스템의 경보 임계값 설정은 변압기 모델, 작동 연도, 전압 레벨 및 기타 요인에 따라 개별적으로 구성해야 하며, 임계값이 너무 높으면 경보 누락(초기 로컬 방전 오류 누락)이 발생할 수 있고 임계값이 너무 낮으면 오경보(불필요한 운영 및 유지 보수 비용 증가)가 발생할 수 있습니다. 일반적으로 변압기 공장 테스트 데이터, 과거 작동 데이터 및 관련 표준 및 규범을 결합하여 과학적이고 합리적인 경보 전략을 개발해야 하며, 지능형 시스템의 일부는 작동 조건에 따라 임계값을 자동으로 조정할 수도 있습니다.
- 작동 시간이 경과함에 따라 센서의 성능과 신호 수집 모듈의 정확도가 변경될 수 있으므로 국소 방사선 모니터링 시스템의 정기적인 교정은 모니터링 정확도를 보호하기 위해 필요한 조치입니다. 따라서 모니터링 데이터의 신뢰성을 보장하기 위해 센서의 감도, 신호 전송 링크의 무결성 및 데이터 처리 알고리즘의 정확성을 확인하기 위해 관련 표준에 따라 표준 국소 방사선 신호 소스로 시스템을 정기적으로 보정해야합니다.
- 구형 변압기의 경우 국부 방전 모니터링이 더 중요합니다. 오래된 변압기 절연물은 노화 단계에 접어들었고 국부 방전 가능성이 상대적으로 높으며 고장 발생 속도가 더 빠를 수 있습니다. 국부 방전 모니터링 시스템을 설치하면 절연 열화 과정을 실시간으로 파악하고 유지 보수 또는 교체 계획을 미리 계획하여 절연 고장으로 인한 변압기 정지를 방지하고 전력 공급의 연속성을 보장 할 수 있습니다.
- 로컬 방전 모니터링 시스템은 전력 장비 상태 모니터링의 핵심 구성 요소로서 스마트 그리드 구축에 중요한 역할을하며 모니터링 데이터를 변전소 또는 지역 전력 지령 센터의 통합 자동화 시스템에 연결하여 변압기 상태의 원격 모니터링 및 중앙 집중식 관리를 달성 할 수 있습니다. 지령 센터는 여러 변압기의 로컬 방전 데이터에 따라 운영 및 유지 보수 리소스를 조정하여 전력망의 전반적인 지능형 운영 및 유지 보수 수준을 향상시킬 수 있습니다.
- 국부 방전 모니터링 기술의 발전 추세는 지능적이고 통합적인 특성을 나타내며, 한편으로는 국부 방전 신호 분석에 인공 지능 알고리즘의 적용이 딥러닝을 기반으로 한 국부 방전 신호 인식 모델과 같이 계속 심화되어 국부 방전 유형 판단의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 다른 한편으로 국부 방전의 모니터링 모듈은 변압기의 다른 모니터링 기능(예: 온도 및 진동 모니터링)과 점차 통합되어 다중 매개 변수의 통합 모니터링을 형성하고 있습니다. 한편, 국부 방전 모니터링 모듈은 변압기의 다른 모니터링 기능 (예 : 온도 및 진동 모니터링)과 점진적으로 통합되어 다중 매개 변수 통합 모니터링 터미널을 형성하여 장비의 설치 공간과 비용을 줄이고 시스템의 전체 효율성을 향상시킵니다.
- 지역 배출 모니터링 시스템의 운영 및 유지 관리는 정기적인 데이터 백업, 장비 점검, 장애 처리 절차를 포함하여 완벽한 시스템을 구축해야 합니다. 운영 및 유지 보수 담당자는 시스템의 작동 원리와 작동 방법을 숙지하고 모니터링 시스템 자체의 오류 (예 : 센서 고장, 통신 중단)를 처리하여 시스템이 계속 안정적으로 작동하도록 보장하고 변압기의 안전하고 안정적인 작동을 강력하게 보장 할 수 있어야합니다.
