유입 변압기 통합 상태 모니터링 장치

• • 종합적인 다차원 진단: 통합 상태 모니터링 장치의 핵심 가치는 통합입니다.오일 내 용존 가스(DGA)및마이크로워터 및 오일및부분 방전(PD)및광섬유 권선 온도 측정및코어 접지 전류및케이스 단열및온로드 탭 체인저(OLTC)데이터 융합 및 교차 검증을 위한 지능형 알고리즘을 통해 변압기 상태의 정확하고 포괄적인 평가를 달성하기 위해 더 많은 물리적 상태 파라미터를 수집합니다.
  • 예측적 유지 관리(PdM) 활성화: 이 시스템은 기존의 시간 기반 정기 유지보수(TBM) 모델에서 실시간 장비 상태를 기반으로 하는 예측 유지보수로 변압기 O&M을 완전히 전환합니다. 이 시스템은 고장이 발생하기 전에 정확한 조기 경보와 개입을 제공하여 예기치 않은 가동 중단 시간을 최소화하고 그리드 안정성을 개선하는 것을 목표로 합니다.

• • 자산 수명 관리 강화: 변압기의 상태 지수(Health Index)에 대한 지속적인 모니터링과 정량적 평가를 통해 장비의 오버홀, 기술 개선, 수명 연장 또는 폐기에 대한 의사 결정을 위한 객관적이고 과학적인 데이터를 지원하며, 전력 자산의 전체 수명 주기 비용 최적화를 실현하는 핵심 기술 도구입니다.

• 모듈식 및 확장 가능한 아키텍처: 최신 모니터링 장치의 모듈식 설계 덕분에 사용자는 변압기의 중요도 수준과 예산에 따라 모니터링에 필요한 하위 시스템을 유연하게 구성할 수 있습니다. 이 시스템은 향후 기능 확장을 위해 예약된 인터페이스를 통해 기본 DGA 및 마이크로워터 모니터링에서 본격적인 광섬유 온도 측정 및 OLTC 모니터링으로 원활하게 업그레이드할 수 있습니다.

핵심 진단 및 분석 하위 시스템

이러한 하위 시스템은 전기적 및 열적 스트레스를 받는 변압기 내부 절연에서 생성되는 화학적 및 물리적 신호를 분석하는 데 중점을 두며 고장 진단의 초석입니다.

온라인 오일 용존 가스 분석(온라인 DGA) 모듈

인라인 DGA 유닛구성변압기 고장 진단현장에서 가장 결정적인 기술입니다. 주요 오일 사이클에서 비침습적으로 오일 샘플을 추출하고 고급 광음향 분광법(PAS) 또는 비분산 적외선(NDIR) 기술을 사용하여 결함 징후 가스를 지속적으로 모니터링할 수 있습니다.

주요 모니터링 가스 및 그 중요성

• 방전 가능한 결함 가스:
  • 수소(H₂). 코로나 또는 부분 방전(PD)의 주요 생성물은 절연 시스템에 약한 방전 결함이 있음을 나타내는 민감한 지표입니다.
  • 아세틸렌(C₂H₂). 고에너지 아크 방전의 유일한 산물로, 일반적으로 심각한 고위험 내부 단락 또는 고장 결함의 존재를 알리는 신호입니다.
• 과열된 결함이 있는 가스:
  • 메탄(CH₄) 및 에탄(C₂H₆). 주로 저온에서 중온(300°C 미만) 영역에서 절연유의 과열 분해에 의해 생성됩니다.
  • 에틸렌(C₂H₄). 일반적으로 도체 연결 불량 또는 와전류 과열과 관련된 중간~고온(300°C~700°C) 과열점이 있음을 나타냅니다.
• 고체 단열재(셀룰로오스) 열화 가스:
  • 일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO₂). 과열 조건에서 단열지 및 판지의 주요 분해 산물이며, CO/CO₂ 비율은 고체 단열재 또는 오일 과열만 관련되어 있는지 여부를 결정하는 데 중요한 기준입니다.

DGA 모니터링 모듈각 가스의 순간 농도 값(ppm)을 제공할 뿐만 아니라 더 중요한 분석은가스 발생률의 경우, 정적인 농도 값보다 빠르게 증가하는 생성 속도가 장애의 긴급성을 더 잘 예측할 수 있습니다.

미세 수질 및 오일 특성화를 위한 온라인 모니터링 모듈

수분은 속도를 높이는 요소입니다.변압기 절연 노후화주요 화학적 요인은오일 내 미세 수분에 대한 온라인 모니터는 단열 시스템의 장기적인 상태를 평가하는 기준이 됩니다.

수분 활성도(aw)와 절대 수분(ppm)의 차이점

• 수상 액티비티(aw). 수분이 오일에서 고체 단열재로 이동하는 경향을 직접 반영하는 무차원 파라미터(0~1)로, 단열지의 수분 노출 정도를 평가하는 기본 지표입니다.높은 AW 가치(예: >0.4)는 급격한 부하 변화로 인한 '버블 효과'의 위험과 직접적으로 관련이 있습니다.
• 절대 수분 함량(ppm). 오일 내 물의 질량비를 나타내며, 이 값은 오일 온도에 크게 영향을 받으며 고체 단열재의 건조도를 판단하는 데 독립적으로 사용할 수 없지만 오일 자체의 품질을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.

또한, 고급온라인 오일 품질 분석기또한 다음과 같은 제어를 통합할 수도 있습니다.항복 전압(BDV)및유전체 손실 계수(탄δ)노래로 응답산 값오일의 온라인 측정은 오일의 전기적 특성과 노화 정도를 종합적으로 평가할 수 있는 데이터를 제공합니다.

중요한 신체 상태 및 안전 모니터링 하위 시스템

이러한 유형의 하위 시스템은 변압기의 거시적인 물리적 작동 매개변수를 모니터링하는 역할을 하며 장비의 안전하고 안정적인 작동을 보장하기 위한 첫 번째 방어선입니다.

권선형 형광 광섬유 직접 온도 측정 및 오일 온도 모니터링

온도는 변압기의 수명에 영향을 미치는 가장 직접적인 물리량입니다. 사용형광 광섬유 온도계와인딩 온도를 모니터링하는 가장 정확하고 신뢰할 수 있는 수단입니다.

• • 와인딩 핫스팟을 직접 측정합니다: 최고 사령관(군)형광 광섬유 온도 센서제조 단계에서 권선 내부에 미리 내장되어 있어 권선의 최고점 온도(HST)가 직접 측정됩니다. 광케이블 자체가 절연되어 있고 전자기 간섭(EMI)의 영향을 받지 않으므로 최고 오일 온도와 부하 전류에 기반한 기존의 열 모델링 알고리즘보다 훨씬 더 정확하고 지연 없이 측정됩니다.

• 오일 온도 구배 모니터링: 동시에 변압기 박스 상부와 하부에 온도 센서를 설치하여 실시간으로 모니터링합니다.최고 오일 온도(최고 오일 온도)노래로 응답바닥 오일 온도(바닥 오일 온도). 이 둘 사이의 온도 차이는 냉각 시스템의 순환 효율을 반영하며 막힌 냉각기 또는 팬/오일 펌프 고장을 진단하는 데 도움이 됩니다.

저수지 오일 레벨 및 체압 모니터링

• • 저수지 오일 레벨 모니터링: 입양마그네틱 플립플롭 레벨 미터또는 레이더 레벨 게이지를 사용하여 컨서베이터 탱크의 절연유 레벨을 지속적으로 모니터링하세요. 오일 레벨의 비정상적인 감소는 일반적으로 오일 누출을 나타내며, 비정상적인 증가는 내부 가스 생산 또는 과부하와 관련이 있을 수 있습니다.

• 체압 모니터링 및 릴리스 밸브 상태: 탱크 내부의 미세 양압 상태는 압력 센서를 통해 모니터링됩니다. 뿐만 아니라, 중요한 것은압력 릴리프 밸브(압력 완화 장치)밸브의 작동 상태가 모니터링됩니다. 변압기 내부에 심각하고 갑작스러운 고장(예: 권선 단락)이 발생하여 다량의 가스가 발생했음을 의미하는 밸브가 작동하면 시스템은 즉시 최고 수준의 경보를 발령합니다.

보조 장비 및 전문 모니터링 확장 하위 시스템

대형 전력 변압기는 복잡한 구조이며 보조 장비의 상태도 마찬가지로 중요합니다.

온로드 탭 체인저(OLTC) 온라인 모니터링

온로드 탭 체인저(OLTC)변압기에서 유일하게 자주 움직이는 기계 부품이며 고장이 많이 발생하는 지점입니다. 따라서 전문적인 모니터링이 필수적입니다.

• 전기 및 타이밍 특성: 탭 체인저 전환 중 구동 모터의 전류 파형, 동작 시간 시퀀스를 모니터링합니다. 표준 파형을 비교하여 기계적 방해 및 접촉 불량과 같은 초기 결함을 진단할 수 있습니다.
• 오일 챔버 상태: OLTC의 별도 오일 챔버 내부의 오일 온도, 미세 수분 및 오일 내 용존 가스(특히 C₂H₂)를 모니터링하면 내부 접점의 절삭 및 절연 열화에 대한 효과적인 조기 경고를 제공합니다.
• 스위치 위치 및 작업 횟수: 현재 탭 위치와 누적 작동 횟수가 기록되고 원격으로 전송되어 기계 수명을 평가하고 유지보수 프로그램을 개발할 수 있는 기반을 제공합니다.

냉각 시스템 작동 상태 모니터링

강제 오일 순환 공냉식 또는 수냉식 변압기의 경우 냉각 시스템의 신뢰성이 부하 용량에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 팬/연료 펌프 상태: 각 냉각 팬과 수중 오일 펌프 세트는 시작/정지 상태, 작동 전류 및 누적 작동 시간을 모니터링합니다. 비정상적인 전류는 모터 고장을 나타내며, 가동 시간은 수명을 평가하는 데 사용됩니다.

고압 케이싱(오일 레벨/압력)에 대한 전문 모니터링

케이스의 전기적 성능 모니터링에 물리적 상태 모니터링을 추가하세요.

• 케이싱 오일 레벨 모니터링: 오일이 채워진 케이스의 경우 자체 오일 레벨 창 또는 압력 게이지를 통해 카메라 또는 센서를 구성하여 오일 레벨을 원격으로 모니터링하고 오일 부족으로 인한 절연 사고를 방지할 수 있습니다.

코어 및 케이스 진동 모니터링

• 철심 진동에 대한 온라인 모니터링: 고감도 진동 가속도 센서를 박스 벽면에 배치하여 산업용 주파수 및 옥타브에서 변압기의 진동 특성을 모니터링합니다. 진동 스펙트럼의 비정상적인 변화는 코어가 느슨해지거나 권선이 변형되거나 패스너가 느슨해지는 등의 기계적 구조적 문제를 나타낼 수 있습니다.

SF₆ 가스 밀도 모니터링(GIS 배출구 부싱용)

• GIS 케이스 SF₆ 모니터링: SF₆ 가스 단열재가 있는 변압기-GIS 연결 부싱의 경우, 내부 SF₆ 가스의 밀도, 압력 및 온도를 온라인으로 모니터링해야 합니다. 밀도 감소는 절연 안전을 심각하게 위협할 수 있으므로 시스템은 실시간 경보 및 차단 신호를 제공해야 합니다.

지능형 진단 및 데이터 융합 플랫폼

모든 프론트엔드 센서에서 수집된 데이터는 최종적으로백엔드 데이터 서버와 함께지능형 진단 플랫폼. 이는 단순한 데이터 나열이 아니라 시스템 인텔리전스의 핵심을 이루는 요소입니다.

데이터에서 정보로의 전환

• 다차원 데이터 상관관계 분석: 진단 플랫폼의 핵심 알고리즘은 다양한 소스의 데이터를 상호 연관시킬 수 있습니다. 예를 들어, 시스템이 UHF 국소 방전 신호, DGA의 H₂ 농도 증가 및 비정상적인 CO/CO₂ 비율을 동시에 감지하면 고체 절연과 관련된 내부 방전으로 인한 결함임을 높은 신뢰도로 판단할 수 있습니다. 이러한교차 검증이 기능은 진단 정확도를 크게 향상시킵니다.
• 건강 지수(HI) 모델링: 이 플랫폼은 가중치 알고리즘을 사용하여 모니터링되는 모든 매개변수를 정량화된 단일 매개변수로 변환합니다.트랜스포머 건강 지수(예: 0-100 척도) HI는 O&M 관리자에게 디바이스 상태에 대한 직관적이고 거시적인 보기를 제공하여 디바이스 그룹의 수평 비교 및 상태 정렬을 용이하게 합니다.
• 장애 추세 예측: 이 플랫폼은 시계열 분석, 신경망 또는 머신러닝 모델을 사용하여 과거 데이터를 기반으로 주요 파라미터(예: 특성 가스 농도, 유전체 손실 값)의 미래 추세를 예측하여 고장이 발생할 가능성이 있는 시간대를 예측하고 미래 지향적인 유지보수 계획 수립을 지원할 수 있습니다.

변압기 통합 상태 모니터링 장치전력 시스템 자산 관리를 디지털, 피할 수없는 추세의 지능형 변환에 적용하면 변압기를 "블랙 박스"에서 완전한 투명성, 위험 예측 가능성, 수명 관리 지능형 자산의 상태로 변환 할 수 있습니다.

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