변압기 상태 모니터링

Condition monitoring of transformers

전기공학에서 변압기의 상태 모니터링은 변압기의 고장을 예측하고 방지하기 위해 변압기의 다양한 매개변수와 관련된 데이터를 수집하고 처리하는 과정이다. 이는 변압기 매개변수의 예상값에서 편차를 관찰함으로써 이루어진다. 변압기는 전기 송전 및 배전 시스템의 가장 중요한 자산이다. 변압기 고장은 정전, 개인 및 환경 위험, 값비싼 다른 공급업체의 전력 공급 또는 구입을 야기할 수 있다. 다양한 원인으로 인해 변압기 고장이 발생할 수 있다. 일반적으로 사용 중인 변압기 작동 중단 및 고장은 유전체 파괴, 단락 내력에 의한 권선 왜곡, 권선 및 자회선 열점, 전기적 장애, 절연 열화, 번개, 부적절한 유지보수, 느슨한 연결, 과부하, OLTC, 부시와 같은 부속품의 고장 등으로 발생한다.ngs [1]등 '개별 원인' 모니터링을 통합하면 변압기의 전반적인 상태를 모니터링할 수 있다. 변압기의 상태 모니터링의 중요한 측면은 다음과 같다.[2]

열 모델링

변압기의 내용연수는 변압기의 내부 발생 열을 주변으로 방출하는 변압기의 능력에 의해 부분적으로 결정된다.[3] 실제 작동 온도와 예측된 작동 온도의 비교는 변압기 상태에 대한 민감한 진단을 제공할 수 있으며 비정상적인 작동을 나타낼 수 있다. 온도 상승의 결과는 갑작스러운 것이 아니라 분해 한계 내에 있는 한 점진적인 것일 수 있다. 이러한 결과 중 절연 악화는 경제적으로 중요하다. 단열재는 매우 비용이 많이 들고, 그것의 열화는 바람직하지 않다. 열 모델링은 열 해석의 원리를 이용하여 전력 변압기의 온도 프로파일을 예측하는 수학적 모델의 개발이다. 열 모델은 상부 오일 온도 및 핫 스폿 온도(구동 절연 시스템에서 발생하는 최대 온도) 온도 상승을 결정하는 데 사용된다.

용존가스해석

주요 기사: 용존가스해석

가스는 변압기 오일 및 고체 절연 물질의 분해에 의해 생성된다. 가스는 전기 결함이 발생할 때마다 훨씬 빠른 속도로 발생한다.[4] 고장 가스의 정상적인 원인은 세 가지 범주로 분류된다. 코로나 또는 부분 방전, 열 가열 및 아크. 이러한 결함은 변압기에 존재하는 탄화수소 가스, 수소 및 탄소의 산화물량을 평가하여 검출할 수 있다. 다른 기체는 다른 유형의 결함의 표시자 역할을 할 수 있다. 개별 기체의 농도와 관계를 통해 결함이 발생했는지 여부와 발생 가능성이 있는 유형을 예측할 수 있다.[5]

주파수 응답 분석

변압기가 고장 전류를 통해 높은 전류를 받을 경우 기계 구조와 권선은 구불구불한 움직임과 변형을 유발하는 심각한 기계적 응력을 받게 된다. 또한 절연 손상 및 턴투턴 결함을 초래할 수 있다.[6] 주파수 응답 분석(FRA)은 클램핑 압력 손실 또는 단락 힘에 의해 발생하는 권선 이동 결함 및 변형 평가를 감지하는 비침입적 매우 민감한 기법이다. FRA 기법은 넓은 주파수 범위에서 변화하는 저전압 사인 입력으로 변압기 권선의 임피던스를 측정하는 것을 포함한다.[7]

부분방출분석

부분방전(PD)은 국소 전기장이 임계값을 초과할 때 발생하며, 그 결과 주변 매체가 부분 분해된다. 그것의 누적 효과는 절연 저하를 초래한다.[8] PD는 제조 중 결함의 존재 또는 설계 고려사항에 의해 지시되는 높은 응력의 선택에 의해 개시된다. 이러한 PD를 검출하고 단열재의 건전성을 모니터링하기 위한 측정을 수집할 수 있다. PD는 변압기 단자에서 예리한 전류 펄스로 나타나며, 변압기 단자의 특성은 절연, 결함, 측정 회로 및 사용되는 검출기의 유형에 따라 달라진다.[9]

참조

  1. ^ Arvind Dingra, Singh Khush딥 및 Kumar Deepak "전원 변압기의 상태 모니터링: 평론." 2008년 전송 및 배포 회의 및 박람회. T&D. IEEE/PES. IEEE, 2008.
  2. ^ W. H. Tang과 Q. H. Wu, "컴퓨팅 인텔리전스를 이용한 전력 변압기의 상태 감시 및 평가", Springer, 2011
  3. ^ 탕, W. H, Q. H. 우, Z. J. 리처드슨. "동등 열 회로 기반 전력 변압기 열 모델" 전력 애플리케이션, IEE 절차-. 제149권. 제2권. IET, 2002.
  4. ^ 엠슬리, A.M., G. C. 스티븐스 "오일을 채운 변압기에서 셀룰로오스 전기 제지 단열재의 저하를 나타내는 화학 지표 검토" 과학, 측정 및 기술, IEE 절차-. 제141권. 제5권. IET, 1994.
  5. ^ 왕, 다이앤. 전력 변압기에 대한 온톨로지 기반 고장 진단 디스 리버풀 대학, 2011.
  6. ^ 아부엘라니엔, 아흐메드 EB, M. M. A. 살라마. "변압기 상태 모니터링 조사" 전력 엔지니어링, 2007년 대형 엔지니어링 시스템 컨퍼런스. IEEE, 2007.
  7. ^ 곤잘레스, 카를로스 외 "주파수 응답 분석법을 이용한 이전 진단 접근방식." IEEE 산업전자, IECON 2006-32년 제1차 연례회의 IEEE, 2006.
  8. ^ 바트니카스, R. "일부 배출. 그들의 메커니즘, 탐지 및 측정." 유전체 및 절연체, IEEE 9.5(2002) 거래: 763-808.
  9. ^ 스톤, G. C. 외 "초광대역 부분 방전 검출기의 실용적 구현" 전기 절연, IEEE 27.1 (1992년) 거래: 70-81.
  • HFCT 방법을 이용한 Giesecke, J.L. 변압기 상태 평가 2016년 7월 transformers-magazine.com의 기사를 참조하십시오.