변압기 부싱 모니터링 시스템 제조업체

변압기 부싱은 고전압 전력 장비의 핵심 구성 요소로, 접지된 변압기 탱크에서 고전압 도체를 안전하게 라우팅하여 절연과 지지라는 두 가지 역할을 담당합니다. 그러나 통계에 따르면 부싱 고장은 치명적인 변압기 고장의 1/4에 달하는 주요 원인 중 하나이며, 이러한 부싱 고장의 약 절반이 화재 또는 폭발로 이어집니다. 따라서 변압기 부싱의 상태를 실시간으로 효과적으로 모니터링하는 것은 변압기, 나아가 전체 전력망의 안전하고 안정적인 운영을 보장하는 데 필수적입니다.

온라인 모니터링의 필요성

기존의 부싱 테스트는 보통 몇 년에 한 번씩 정기적으로 변압기의 전원을 차단한 후 특수 장비를 사용하여 측정하는 오프라인 테스트에 의존합니다. 이러한 접근 방식의 한계는 점점 더 분명해지고 있습니다:

• 적시성 부족많은 케이스의 절연 열화 과정은 매우 빠르며 오프라인 테스트의 주기 시간보다 훨씬 짧은 몇 주 또는 며칠 내에 심각한 고장으로 발전할 수 있습니다.

• 실제 작업 조건을 시뮬레이션할 수 없음오프라인 테스트는 일반적으로 주변 온도와 낮은 테스트 전압(예: 10kV)에서 수행되므로 실제 작동 전압, 부하 전류 및 가변 온도에서 케이스의 실제 상태를 완전히 반영하지 못합니다.

• 잠재적 위험일부 절연 결함은 실제 작동 시 높은 전압과 온도에서만 나타납니다.

반대로온라인 모니터링 시스템작동 중인 변압기 부싱의 상태를 하루 24시간 실시간으로 평가할 수 있습니다. 이 접근 방식을 사용하면 고장 발생 초기에 문제를 감지하여 수리 및 교체에 필요한 귀중한 시간을 확보할 수 있으므로 예기치 않은 가동 중단과 치명적인 사고를 효과적으로 방지할 수 있습니다.

작동 원리 및 핵심 모니터링 매개변수

변압기 부싱 모니터링 시스템의 핵심 원리는 부싱 테스트 탭(측정 단자)에 설치된 센서를 통해 주요 전기 파라미터를 실시간으로 수집하고, 알고리즘을 통해 이러한 파라미터의 추세를 분석하여 부싱의 절연 상태를 평가하는 것입니다. 주요 모니터링 지표는 다음과 같습니다:

1. 커패시턴스 및 유전체 손실률(역률/탄델타)

   • 이론고전압 케이스의 내부는 전기장을 균질화하고 절연 파괴를 방지하는 데 사용되는 일련의 동축 커패시터(C1)로 구성됩니다. 케이싱의 테스트 탭을 통해 흐르는 누설 전류를 측정하고 이를 시스템 전압과 결합하여 메인 케이싱 커패시터 C1의 커패시턴스 값과 유전 손실 계수(또는 역률)를 계산할 수 있습니다.

   • 진단적 중요성::

     • 커패시턴스 값의 변화커패시턴스 값이 크게 증가하면 일반적으로 케이스 내부의 정전 용량 층 사이에 국부적인 고장 또는 단락이 발생했음을 의미하며, 이는 매우 위험한 신호입니다.

     • 유전체 손실 계수 증가유전체 손실 값은 단열재의 에너지 손실을 측정한 값입니다. 값이 높으면 일반적으로 단열재의 노화, 습기 또는 오염으로 인해 단열 특성이 손실되었음을 나타냅니다.

2. 부분 방전(PD)

   • 이론부분 방전은 전기장의 집중으로 인해 절연 구조물 내에서 발생하는 약한 방전으로, 즉시 절연의 완전한 파괴로 이어지지는 않습니다. 온라인 모니터링 시스템은 고주파 센서를 통해 이러한 방전을 포착합니다.

   • 진단적 중요성부분 방전은 절연 성능 저하를 가속화하고 결국 고장을 일으키는 주요 원인입니다. 지속적인 부분 방전 활동은 내부 에어 갭, 균열 또는 오염 물질의 존재와 같이 케이스 내부에 심각한 결함이 있음을 분명히 나타냅니다.

3. 온도 모니터링

   • 이론적외선 서모그래피 또는 광섬유 센서를 통해 케이스 연결 지점과 본체의 온도를 모니터링합니다.

   • 진단적 중요성내부 절연 상태를 직접적으로 나타내는 지표는 아니지만 연결 지점의 과열은 연결 상태가 좋지 않음을 나타낼 수 있으며, 비정상적으로 높은 체온은 심각한 내부 유전체 손실 또는 부분 방전과 관련이 있을 수 있습니다.

분석 방법 및 시스템 구성 요소

모니터링의 정확성을 높이기 위해 온라인 모니터링 시스템에서는 일반적으로 다양한 데이터 분석 방법을 사용합니다:

• 3상 합산 전류 방식이상 유무는 3상 케이싱 누설 전류의 벡터 합을 비교하여 결정됩니다. 이상적인 균형 상태에서는 3상 전류 합이 0에 가까워야 합니다.

• 상호 비교일반적으로 매우 유사한 전기적 특성을 가져야 하는 동일한 변압기의 다른 위상 부싱의 파라미터를 비교합니다.

• 참조 및 대비 방법모니터링 데이터를 동일한 유형의 정상 부싱(예: 다른 변압기) 또는 전압 변압기(VT)의 신호와 비교하여 보다 정확한 절대 측정값을 얻습니다.

일반적인 온라인 케이스 모니터링 시스템은 일반적으로 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다:

• 슬리브 센서/어댑터케이스 테스트 탭에 장착하여 약한 누설 전류 신호를 안전하게 끌어옵니다.

• 데이터 수집 장치센서 신호의 수집, 처리 및 디지털화를 담당합니다.

• 중앙 처리 장치 및 소프트웨어통합 분석 알고리즘은 데이터 분석, 추세, 오류 경보, 데이터 표시 및 원격 액세스를 위한 사용자 인터페이스를 담당합니다.

• 커뮤니케이션 인터페이스변전소 자동화 시스템(SCADA) 또는 원격 모니터링 센터에 데이터 및 알람 정보를 연결할 수 있도록 지원합니다.