[발송배전기술사] 변압기의 열화 진단법!

다음은 발송배전기술사 변전공학 문제 중 변압기의 열화 진단법에 대한 설명입니다.

개요, 유중 Gas 분석법, 부분방전 시험법, 적외선 진단기에 의한 방법, On Line 진단법, 변압기 예방보존 시스템 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 변압기의 열화 진단법에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) 변압기의 사고를 예방하기 위한 보수관리, 절연진단 필요

  2) 최근 변압기 이상징후를 On-Line 상태에서 상시 감시하여 사고를 예측하는 기술로 변모하고 있다.

  3) 변압기의 열화 진단법에는 유중 Gas 분석법, 부분방전 시험법, 적외선 진단기에 의한 방법

 

2. 유중 Gas 분석법

  · 6성분 Gas : $H_{2} , \,  \,  \,  \,  CO,  \,  \,  \,  \, CH_{4}(메탄) ,  \,  \,  \, C_{2} H_{2}(아세틸렌),  \,  \, \,  \, C_{2}H_{4}(에틸렌), \,  \,  \,  \, C_{2} H_{6}(에탄)$

  1) 원리

     (1) 변압기 내부 이상시 이상개소에서 과열, 절연유가 열에 의해 분해되어 가스가 발생된다.

     (2) 유중 Gas 분석하여 열화진단

  2) 목적

     (1) 변압기 내부 이상 유·무 판정

     (2) 내부 이상상태 진단(이상개소, 이상정도, 이상진전속도)

     (3) 운전계속 가능성 판단(운전가능시간, 계속감시의 필요성)

     (4) 변압기 해체, 점검여부의 판단

  3) 내부 이상시 발생 Gas

     (1) 도체가열 : $CO,  \,  \,  \,  \, CO_{2}$ 생성

        · $\frac{ CO_{2} }{CO} $의 체적비가 클수록 높은 온도 존재

     (2) 절연유 과열 : $C_{2} H_{2}$

     (3) 부분방전 : $H_{2}$

     (4) Arcing : $C_{2} H_{2} ,  \,  \,  \, H_{2}$

  4) 유중 Gas 축출법

    · 토리첼리 진공법, 도플러법

  5) Gas 분석 방법

     (1) Gas 크로마토그래프 이용 : [ppm] 단위로 측정

     (2) 분석가스대상(9가지)

        · $H_{2} , \,    \,  \,  CO,  \,  \,   \, CH_{4}(메탄) ,  \,   \, C_{2} H_{2}(아세틸렌),  \,  \,  \, C_{2}H_{4}(에틸렌), \,   \,  \, C_{2} H_{6}(에탄), \,   \,  \, O_{2} , \, \,\, N_{2} ,\,\,\, CO_{2}$

 

3. 부분방전 시험법

  1) 접지선 전류법

     (1) 원리

        · 변압기 내부의 부분방전이 발생하고 있는 회로에서는 Pulse의 방전전류가 발생, 이것을 확인하여 열화진단.

     (2) 종류

        ① 중성점 이용법

        ② 본체 접지선 이용법

        ③ 붓싱탭 측정법(붓싱 제작시 상시 측정용 시험단자 확보)

  2) 초음파 신호 진단법

     (1) 탱크 외벽에 설치된 초음파 Sensor로 부분방전 발생시 생기는 음향신호(50~300[$kH_{z} $])를 검출, 전기신호로

          변환하여 열화진단

     (2) 초음파 Sensor 부착이 간편하여 측정이 편리함

     (3) 전기적 Noise 영향이 별로 없어 신뢰성이 높다.

 

4. 적외선 진단기에 의한 방법

  1) 적외선 카메라로 열을 영상으로 변환하여 열화진단

  2) 주로 배전용 TR, 애자, 애관, 피뢰기의 과부하 또는 열화정도 파악에 사용

 

5. On Line 진단법

  1) 수동채취의 문제점 극복 및 진단 Data 관리용이

  2) Real Time, On Line 으로 항시 감시체제 구성

  3) Sensor의 설치로 기기상태 상시변화에 따른 Data 제공

 

6. 변압기 예방보존 시스템

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 변전공학 문제로 나올 법한 변압기의 열화진단법에 대하여 알아 보았습니다.