변압기(특성Q)
변압기 냉각방식
변압기 이상현상 및 대책
변압기 여자 돌입전류
변압기 이행전압의 종류와 대책
임피던스 전압이 변압기특성에 영향을 주는요소
주파수 변화가 변압기에 미치는 영향
변압기 보호방식(B)
변압기 고장 진단방법과 절연 진단방법
유입 변압기 온라인 진단
변압기 경제적 운용방식
변압기 손실과 효율
변압기 최대 효율조건
목차(변압기 경제적 운용)
변압기 경제적 운용
1️⃣변압기의 경제적인 운용방식
1)부하종류에 따른 변압기의 특수성
| 부하종류 | 문제점 | 영향 | 대책 |
|---|---|---|---|
| 정류기 | 고조파발생 | 소음증가 과부하운전 절연노화 | 정류기용 변압기 설치 고조파 차단장치 설치 |
| 아크로 | 아크로 전위 상승으로 이상파형 발생 대전류통전 | 과열에 의한 소손 소음증가 | 노용 변압기 사용 |
| 유도로 | 대전류 통전 부하 불평형 발생 | 과열에 의한 소손 소음 증가 | 노용 변압기 사용 |
2)변압기 구성 및 대수 결정
- 변압기 최소 소요용량의 표준용량 선택
변압기 표준용량 중 최소 소요용량에 가장 근접한 큰 용량을 선정
- 변압기 뱅크 구성방법 결정
- 단상변압기보다 3상변압기 사용하여 경제적 설치면적 축소, 신뢰성 향상
- 가장 효율이 되는 뱅크 구성방법 모색
- 변압기 최고 효율점의 용량 선정
- 일반적으로 부하율이 45~55[%]일 경우가 가장 효율이 좋다.
3)변압기의 적정한 용량 선정
- 부하조사표 및 표준부하밀도에 따라 부하용량을 추정한다
- 수용률, 부등률, 부하율 감안하여 변압기 용량을 결정한다
- 따라서 올바른 변압기 산정으로 손실을 최소화 할 필요가 있다
2️⃣부하별 변압기 용량계산
-> 직접강압방식/2단강압방식
1)부하용량의 집계
- 부하의 용도별 부하설비 입력[kVA]를 집계한다. 즉 조명용(일반조명, 비상조명), 동력(상용, 비상용), 냉방동력 등으로 구분한다.
2)종합 수용률(a)적용
3)주 변압기의 용량 산정 -> 2단강압방식
- 2차 변압기(부하별 변압기)의 합계에 부등률(β)을 적용하여 주변압기(1차 변압기)의 용량을 산정한다.
4)변압기의 경제적인 구매
- 고자속 규소 강판인 유입변압기를 사용하면 20~25%의 에너지 절감
- 저손실, 난연성, 유지보수가 용이한 몰드 변압기를 사용하면 에너지 절감을 가져올수 있다
- 아몰퍼스 변압기를 설치하면 1/5~1/6의 손실을 저감할 수 있다.
5)변압기의 경제적인 운전
- 부하관리 계획
| 부하율의 개선 | 최대 전력관리 |
|---|---|
| 최대부하 발생 요인을 찾아서 그 원인이 되는 생산 상황, 작업방법의 개선, 부하의 일부를 다른 시간대로 이동하는 방법으로 개선 | 피크컷, 피크시프트, 자가발저기동, 디멘드컨트롤 등으로 최대전력을 관리하여 전력요금 경감 |
- 역률관리 계획
| 역률 개선방법 | 역률 개선효과 |
|---|---|
| 진상용 콘덴서 설치 동기조상기에 의한 방법 정지형 무효전력 보상장치 등이 있다 | 전력손실 감소 설비용량의 여유도 증가 전압강하율의 감소 전력요금의 경감 등이 있다. |
- 전압관리 계획
- 적정전압의 유지 : 기기의 효율은 정격전압에서 사용할 때 가장 좋다.
- 전압 변동의 최소화 : 전원 측 리액턴스를 낮게 한다.
- 효율적인 변압기의 병렬운전 선택
- 효율적인 변압기의 냉각방식 선택
6)변압기의 경제적인 유지 및 보수
- 변압기의 수명에 대한 LCC를 감안하여 관리 교환주기를 잡아 경제적인 운용이 되도록 한다
변압기(특성Q)
변압기 냉각방식
변압기 이상현상 및 대책
변압기 여자 돌입전류
변압기 이행전압의 종류와 대책
임피던스 전압이 변압기특성에 영향을 주는요소
주파수 변화가 변압기에 미치는 영향
변압기 보호방식(B)
변압기 고장 진단방법과 절연 진단방법
유입 변압기 온라인 진단
변압기 경제적 운용방식
변압기 손실과 효율
변압기 최대 효율조건
목차(변압기 경제적 운용)
변압기 경제적 운용
💯기출문제
○56유입변압기의 수명에 대해서 설명하고 변압기의 과부하 운전조건과 운전금지 조건에 대하여 설명하시오
유입변압기 수명
유입변압기의 수명은 주로 절연유의 열화 정도에 의해 결정됩니다. 절연유는 고온에서 산화되거나 분해되어 절연성이 저하되고, 이는 변압기의 고장으로 이어질 수 있습니다. 또한, 권선의 열화, 부싱의 열화 등 다양한 요인이 변압기 수명에 영향을 미칩니다.
수명에 영향을 미치는 요인:
- 온도: 고온은 절연유의 산화를 가속화하여 수명을 단축시킵니다.
- 습도: 절연유에 수분이 혼입되면 절연성이 저하되고, 부분 방전을 유발하여 수명을 단축시킵니다.
- 부하 변동: 빈번한 부하 변동은 열 사이클을 발생시켜 절연 열화를 가속화합니다.
- 외부 충격: 외부 충격은 절연체를 손상시켜 절연 파괴를 유발할 수 있습니다.
- 오염: 먼지나 이물질이 변압기 내부로 유입되면 절연 성능을 저하시킵니다.
과부하 운전 조건
과부하 운전은 변압기의 수명을 단축시키는 주요 원인 중 하나입니다. 과부하 운전 시 변압기 내부 온도가 상승하여 절연유의 열화를 가속화하고, 권선의 손상을 유발할 수 있습니다.
과부하 운전 허용 조건:
- 온도 상승: 변압기의 온도 상승이 제조사에서 정한 허용 온도 상승치를 초과하지 않아야 합니다.
- 시간: 과부하 운전 시간은 제조사에서 정한 허용 시간을 초과하지 않아야 합니다.
- 횟수: 과부하 운전 횟수는 최소화해야 합니다.
- 부하 변동: 부하 변동이 심할 경우 과부하 운전을 자제해야 합니다.
과부하 운전 시 주의 사항:
- 냉각 시스템 점검: 냉각 시스템이 정상적으로 작동하는지 확인해야 합니다.
- 온도 모니터링: 변압기 내부 온도를 지속적으로 모니터링해야 합니다.
- 부하 관리: 가능한 한 부하를 분산시켜 과부하를 방지해야 합니다.
운전 금지 조건
- 절연유 누유: 절연유 누유는 절연 성능을 저하시키고, 화재의 위험이 있으므로 운전을 중지해야 합니다.
- 부분 방전 발생: 부분 방전은 절연 열화의 초기 단계로, 방치하면 절연 파괴로 이어질 수 있으므로 운전을 중지해야 합니다.
- 과도한 소음: 과도한 소음은 내부 고장의 징후일 수 있으므로 운전을 중지하고 점검해야 합니다.
- 과도한 진동: 과도한 진동은 권선의 손상이나 부싱의 느슨함을 의미할 수 있으므로 운전을 중지해야 합니다.
- 온도 과승: 허용 온도를 초과하는 경우 운전을 중지해야 합니다.
○I57전력용 변압기의 누설전류가 설비에 미치는 영향에 대하여 설명하시오
누설전류란?
누설전류란 전기 설비의 절연이 완벽하지 않아 의도하지 않은 경로로 흐르는 전류를 의미합니다. 변압기의 경우, 절연체의 열화, 손상, 오염 등으로 인해 권선과 대지 사이, 또는 권선 상호 간에 누설전류가 발생할 수 있습니다.
누설전류가 설비에 미치는 영향
- 절연 열화 가속화: 누설전류는 절연체에 열을 발생시켜 절연 열화를 가속화시키고, 결국 절연 파괴를 유발할 수 있습니다.
- 화재 발생 위험 증가: 누설전류가 큰 경우, 절연체의 온도가 상승하여 발화점에 도달하면 화재가 발생할 수 있습니다.
- 전자 장비 오동작: 누설전류는 전자 장비에 노이즈를 발생시켜 오동작을 유발하거나, 데이터 손상을 일으킬 수 있습니다.
- 전력 손실 증가: 누설전류는 불필요한 전력 소모를 야기하여 에너지 효율을 저하시킵니다.
- 전식 발생: 누설전류가 대지로 흘러 들어갈 경우, 매설된 금속관 등에 전식을 발생시켜 부식을 촉진할 수 있습니다.
- 계측기 오류: 누설전류는 계측기의 정확도를 저하시켜 오류를 발생시킬 수 있습니다.
누설전류 발생 원인
- 절연체의 열화: 절연유의 열화, 고체 절연물의 건조, 균열 등으로 인해 절연 저항이 감소하여 누설전류가 발생할 수 있습니다.
- 외부적인 요인: 습도, 오염, 기계적인 충격 등 외부적인 요인에 의해 절연이 손상되어 누설전류가 발생할 수 있습니다.
- 제조 불량: 변압기 제조 과정에서 발생한 절연 불량이 누설전류의 원인이 될 수 있습니다.
- 과부하 운전: 과부하 운전은 절연체의 온도를 상승시켜 절연 열화를 가속화하고, 누설전류 발생의 가능성을 높입니다.
누설전류 방지 대책
- 정기적인 절연 저항 측정: 주기적으로 절연 저항을 측정하여 절연 상태를 점검하고, 이상 징후를 조기에 발견해야 합니다.
- 절연유 관리: 절연유의 상태를 주기적으로 점검하고, 필요한 경우 교체해야 합니다.
- 외부 환경 관리: 습기, 오염 등 외부 환경으로부터 변압기를 보호해야 합니다.
- 과부하 방지: 변압기에 과도한 부하가 걸리지 않도록 관리해야 합니다.
- 지락 보호 장치 설치: 지락이 발생했을 때 신속하게 차단하여 피해를 최소화해야 합니다.
- 정기적인 점검 및 유지보수: 변압기를 정기적으로 점검하고, 필요한 경우 수리를 통해 이상 상태를 개선해야 합니다.
●I58변압기 고장 여부를 진단할 수 있는 방법을 설명하시오
변압기 고장은 전력 시스템의 안정적인 운영을 저해하는 주요 요인 중 하나입니다. 따라서 변압기의 상태를 정기적으로 점검하고 고장을 조기에 감지하여 예방하는 것이 매우 중요합니다.
변압기 고장 진단 방법은 크게 오프라인 진단과 온라인 진단으로 나눌 수 있습니다.
1. 오프라인 진단
변압기를 운전 중단하고 실시하는 진단 방법으로, 보다 정밀한 진단이 가능하지만 생산성 저하라는 단점이 있습니다.
- 절연유 분석:
- 가스 크로마토그래피 분석: 변압기 내부에서 발생하는 유해 가스(수소, 메탄, 에틸렌 등)의 종류와 농도를 분석하여 절연 상태를 평가합니다.
- 수분 함량 측정: 절연유의 수분 함량이 높으면 절연 저하를 유발할 수 있으므로, 수분 함량을 측정하여 절연 상태를 평가합니다.
- 유전체 손실 측정: 절연유의 유전체 손실을 측정하여 절연 열화 정도를 평가합니다.
- 부분 방전 측정:
- 초음파 측정: 부분 방전 발생 시 발생하는 초음파를 측정하여 부분 방전의 유무와 위치를 파악합니다.
- RF 측정: 부분 방전 발생 시 발생하는 고주파 신호를 측정하여 부분 방전의 크기와 활동성을 평가합니다.
- 절연 저항 측정:
- 직류 고전압 인가: 변압기의 권선과 대지 사이에 직류 고전압을 인가하여 누설 전류를 측정하고, 절연 저항을 계산합니다. 절연 저항이 낮을수록 절연 상태가 열화되었음을 의미합니다.
- 분극화 현상 측정:
- 분극화율 측정: 절연체에 직류 전압을 인가했을 때 발생하는 분극 현상을 측정하여 절연 상태를 평가합니다.
2. 온라인 진단
변압기를 운전 중에 실시하는 진단 방법으로, 생산성 저하 없이 지속적인 모니터링이 가능합니다.
- 온도 측정:
- 열화상 카메라: 변압기 표면 온도를 측정하여 과열 부위를 확인합니다.
- 온도 센서: 변압기 내부 온도를 측정하여 과열 여부를 확인합니다.
- 진동 측정:
- 가속도 센서: 변압기의 진동을 측정하여 이상 유무를 판단합니다.
- 부분 방전 온라인 모니터링:
- RF 센서: 부분 방전 발생 시 발생하는 고주파 신호를 지속적으로 모니터링하여 초기 결함을 감지합니다.
- 유중 가스 분석 시스템:
- 자동 샘플링: 절연유에서 가스를 자동으로 채취하여 분석합니다.
진단 결과 해석 및 활용
각 진단 방법을 통해 얻은 데이터를 분석하여 변압기의 절연 상태를 종합적으로 평가하고, 필요한 경우 예방 정비 계획을 수립합니다. 진단 결과를 바탕으로 변압기의 수명을 예측하고, 고장을 사전에 방지하여 전력 시스템의 안정성을 확보할 수 있습니다.
변압기(특성Q)
변압기 냉각방식
변압기 이상현상 및 대책
변압기 여자 돌입전류
변압기 이행전압의 종류와 대책
임피던스 전압이 변압기특성에 영향을 주는요소
주파수 변화가 변압기에 미치는 영향
변압기 보호방식(B)
변압기 고장 진단방법과 절연 진단방법
유입 변압기 온라인 진단
변압기 경제적 운용방식
변압기 손실과 효율
변압기 최대 효율조건
목차(변압기 경제적 운용)
변압기 경제적 운용
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