유입식 대형 변압기의 오일 품질을 모니터링하는 방법은 무엇입니까?

안녕하세요! 대형 전력 변압기 공급업체로서 저는 오일 침지형 대형 전력 변압기의 오일 품질을 모니터링하는 것이 얼마나 중요한지 알고 있습니다. 이러한 변압기의 오일은 절연 및 냉각과 같은 여러 가지 핵심 역할을 수행합니다. 따라서 변압기의 성능과 수명을 위해서는 품질을 유지하는 것이 매우 중요합니다. 이 블로그에서는 대형 전력 변압기의 오일 품질을 모니터링하는 몇 가지 실용적인 방법을 공유하겠습니다.

오일 품질을 모니터링하는 이유는 무엇입니까?

모니터링 방법을 살펴보기 전에 모니터링 방법이 왜 중요한지 빠르게 살펴보겠습니다. 기름에 잠긴 대형 전력 변압기의 오일은 절연체 역할을 하여 변압기 권선 사이의 전기적 파손을 방지합니다. 또한 작동 중에 발생하는 열을 분산시켜 변압기를 시원하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 시간이 지남에 따라 고온, 전기적 스트레스, 습기 및 오염 물질의 존재와 같은 요인으로 인해 오일의 품질이 저하될 수 있습니다.

오일 품질이 저하되면 절연 성능이 저하되고 전기적 결함 위험이 증가하며 심지어 변압기 고장까지 발생할 수 있습니다. 오일 품질을 정기적으로 모니터링함으로써 품질 저하의 조기 징후를 감지하고 시정 조치를 취하여 비용이 많이 드는 고장과 가동 중지 시간을 방지할 수 있습니다.

육안검사

오일 품질을 모니터링하는 가장 간단하고 기본적인 방법 중 하나는 육안 검사입니다. 여기에는 오일의 색상, 투명도 및 눈에 보이는 오염 물질의 존재 여부를 살펴보는 것이 포함됩니다.

• 색상: 신선한 변압기 오일은 일반적으로 연한 노란색이며 투명합니다. 오일이 노화되고 품질이 저하됨에 따라 호박색에서 갈색 또는 검은색까지 더 어두워질 수 있습니다. 색상이 크게 변하면 산화 부산물, 용해된 금속 또는 기타 오염 물질이 있음을 나타낼 수 있습니다.
• 명쾌함: 오일은 투명하고 눈에 보이는 입자나 침전물이 없어야 합니다. 흐릿한 외관이나 부유 입자의 존재를 발견하면 오염 또는 오일 첨가제의 분해 징후일 수 있습니다.
• 오염물질: 오일에 물, 슬러지, 기타 이물질이 묻어 있는지 확인합니다. 물은 오일의 절연 특성을 감소시키고 박테리아의 성장을 촉진할 수 있는 반면, 슬러지는 변압기의 냉각 채널을 막아 효율성을 감소시킬 수 있습니다.

육안 검사는 오일 상태에 대한 일반적인 정보를 얻을 수 있는 빠르고 쉬운 방법입니다. 그러나 이는 매우 정확하지 않으며 모든 유형의 오염물질이나 품질 저하를 감지할 수 없습니다. 따라서 다른 모니터링 방법과 함께 사용해야 합니다.

용존 가스 분석(DGA)

용존 가스 분석(DGA)은 전력 변압기의 오일 품질을 모니터링하는 데 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. 여기에는 비정상적인 조건이나 결함의 존재를 감지하기 위해 변압기 오일에 용해된 가스를 분석하는 작업이 포함됩니다.

변압기에 전기적 또는 열적 결함이 발생하면 오일과 절연재가 파손되어 다양한 가스가 방출될 수 있습니다. 이러한 가스의 유형과 농도를 분석함으로써 결함의 유형과 심각도를 식별할 수 있습니다.

• 일반가스: DGA에서 검출되는 가장 일반적인 가스로는 수소(H2), 메탄(CH₄), 에탄(C2H₆), 에틸렌(C2H₄), 아세틸렌(C2H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 등이 있습니다. 각 가스는 특정 유형의 결함 또는 상태와 연관되어 있습니다. 예를 들어, 수소와 아세틸렌은 종종 아크나 스파크와 관련이 있는 반면, 일산화탄소와 이산화탄소는 과열이나 절연 재료의 파손을 나타낼 수 있습니다.
• 분석 기법: 가스 크로마토그래피, 적외선 분광학, 전기화학 센서 등 DGA를 수행하는 여러 가지 기술이 있습니다. 가스 크로마토그래피는 가장 정확하고 널리 사용되는 방법이지만 가장 비용이 많이 들고 시간도 많이 소요됩니다. 적외선 분광학 및 전기화학 센서는 더 빠르고 비용 효율적이지만 정확하지 않을 수 있습니다.

DGA는 변압기 결함의 조기 징후를 감지하는 강력한 도구이며 치명적인 결함을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 특히 오래된 변압기나 스트레스가 많은 조건에서 작동하는 변압기에서는 DGA를 정기적으로 수행하는 것이 좋습니다.

수분 함량 분석

수분은 변압기 오일의 가장 흔한 오염물질 중 하나이며 절연 특성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 소량의 수분이라도 오일의 절연 강도를 감소시키고 전기 파손 위험을 증가시킬 수 있습니다.

변압기 오일의 수분 함량을 측정하는 방법에는 다음과 같은 여러 가지가 있습니다.

• 칼 피셔 적정: 수분함량 측정에 가장 정확하고 널리 사용되는 방법입니다. 이는 요오드 및 이산화황을 함유한 시약과 오일의 물을 반응시킨 다음 소비된 요오드의 양을 측정하는 것을 포함합니다. 칼 피셔(Karl Fischer) 적정은 수백만 분의 1(ppm) 수준의 낮은 수분 수준도 감지할 수 있습니다.
• 정전용량 수분 센서: 이 센서는 오일 용량의 변화를 감지하여 오일의 수분 함량을 측정합니다. 빠르고 사용하기 쉬우며 수분 함량을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 그러나 Karl Fischer 적정만큼 정확하지 않으며 시간이 지남에 따라 교정이 필요할 수 있습니다.

적절한 절연 성능을 보장하려면 변압기 오일의 수분 함량을 일정 수준 이하로 유지하는 것이 중요합니다. 변압기 오일의 권장 수분 함량은 일반적으로 새 오일의 경우 20ppm 미만이고 사용 중인 오일의 경우 30ppm 미만입니다.

유전체 강도 테스트

절연 강도 테스트는 오일 품질을 모니터링하는 또 다른 중요한 방법입니다. 이는 분해되지 않고 전기적 스트레스를 견딜 수 있는 오일의 능력을 측정합니다.

절연 내력 테스트 중에 두 전극 사이의 오일 샘플에 높은 전압이 가해지고 오일이 분해되는 전압이 기록됩니다. 그런 다음 오일의 절연 내력은 항복 전압과 전극 사이의 거리를 기준으로 계산됩니다.

유전 강도가 낮다는 것은 오염 물질, 습기가 있거나 오일의 절연 특성이 저하되었음을 나타낼 수 있습니다. 절연 내력이 권장 수준 아래로 떨어지면 오일을 교체하거나 다른 시정 조치를 취해야 할 수도 있습니다.

푸르푸랄 분석

푸르푸랄은 변압기의 셀룰로오스 절연재가 열이나 습기로 인해 분해될 때 생성되는 유기 화합물입니다. 변압기 오일의 푸르푸랄 농도를 분석함으로써 절연체의 노화 및 열화 정도를 추정할 수 있습니다.

Furfurals 분석은 오일 품질을 모니터링하는 비교적 새로운 방법이지만 변압기 절연 상태에 대한 귀중한 정보를 제공할 수 있는 능력으로 인해 점점 인기를 얻고 있습니다. 특히 오래된 변압기나 스트레스가 많은 조건에서 작동하는 변압기의 경우 푸르푸랄 분석을 정기적으로 수행하는 것이 좋습니다.

온라인 모니터링 시스템

전통적인 오프라인 모니터링 방법 외에도 전력 변압기의 오일 품질을 모니터링하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 온라인 모니터링 시스템도 있습니다. 이러한 시스템은 센서와 고급 분석을 사용하여 오일 상태를 실시간으로 지속적으로 모니터링하고 잠재적인 문제에 대한 조기 경고를 제공합니다.

온라인 모니터링 시스템은 용존 가스, 수분 함량, 온도, 절연 강도 등 다양한 매개변수를 측정할 수 있습니다. 또한 모니터링 데이터에 대한 원격 액세스를 제공하여 운영자가 세계 어디에서나 변압기의 상태를 모니터링할 수 있습니다.

온라인 모니터링 시스템의 장점은 다음과 같습니다.

• 조기 발견: 온라인 모니터링 시스템은 변압기에 심각한 손상을 입히기 전에 성능 저하 또는 결함의 조기 징후를 감지할 수 있습니다. 이를 통해 운영자는 고장 및 가동 중지 시간을 방지하기 위한 사전 조치를 취할 수 있습니다.
• 지속적인 모니터링: 일반적으로 정기적으로 수행되는 오프라인 모니터링 방법과 달리 온라인 모니터링 시스템은 오일 상태를 지속적으로 모니터링합니다. 이를 통해 운영자는 실시간으로 오일 특성의 변화를 감지하고 필요한 경우 즉각적인 조치를 취할 수 있습니다.
• 원격 액세스: 온라인 모니터링 시스템은 모니터링 데이터에 대한 원격 액세스를 제공하므로 운영자는 세계 어디에서나 변압기의 상태를 모니터링할 수 있습니다. 이는 대규모 전력망이나 원격 위치에 특히 유용합니다.

결론

침수형 대형 전력 변압기의 오일 품질을 모니터링하는 것은 안정적인 작동과 수명을 보장하는 데 필수적입니다. 육안 검사, 용존 가스 분석, 수분 함량 분석, 유전 강도 테스트, 푸르푸랄 분석 및 온라인 모니터링 시스템을 결합하여 성능 저하의 조기 징후를 감지하고 시정 조치를 취하여 비용이 많이 드는 고장 및 가동 중지 시간을 방지할 수 있습니다.

대형 전력 변압기 공급업체로서 당사는 오일 품질 모니터링의 중요성을 이해하고 고객이 변압기를 최상의 상태로 유지할 수 있도록 다양한 제품과 서비스를 제공합니다. 당사 제품이나 서비스에 대해 더 자세히 알아보고 싶거나 오일 품질 모니터링에 대해 궁금한 점이 있으면 주저하지 말고 문의해 주세요.저희에게 연락주세요상담을 위해. 귀하의 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 찾을 수 있도록 기꺼이 도와드리겠습니다.

참고자료

• 침수 변압기에서 생성된 가스 해석을 위한 IEEE 가이드(IEEE C57.104)
• ASTM D3612 - 가스 크로마토그래피를 이용한 전기 절연유에 용해된 가스 분석을 위한 표준 테스트 방법
• ASTM D1533 - 전기량 칼피셔 적정에 의한 절연 액체 내 물에 대한 표준 테스트 방법
• ASTM D877 - 디스크 전극을 사용한 절연 액체의 절연 파괴 전압에 대한 표준 테스트 방법