변압기의 보호방식 및 시험
[1] 변압기 보호방식
변압기를 보호하는 방법에는 외부고장에 대한 보호, 내부고장에 대한 보호, 여자 돌입전류에 대한
보호로 나눌 수 있다.
1. 외부고장
OCR, OCGR을 이용하여 과전류, 지락 전류로부터 변압기를 보호한다.
2. 내부고장
1) 비율차동 계전기
① 보통 10[MVA]이상의 용량에 채용하는 방식으로 CT의 특성차 등에 의한 차동전류 계전기의 오동작을
방지하기 위해서 계전기의 동작코일에 흐르는 전류가 억제코일에 흐르는 전류의 일정비율 이상이 될
때에만 동작하도록 만들어진 계전기를 말한다.
② 동작비율
30{%]정도로 한다.
2) 브흐홀쯔 계전기(96B)
일종의 Float S/W와 Float 계전기를 조합한 것으로 설치장소는 주탱크와 콘서베이트의 중간에 설치한다.
3) 충격 압력 계전기
변압기 내부 고장시 gas가 발생하여 충격성 이상전압이 방생하면 작용하는 것으로 Tank의 유면내 또는
맨홀 뚜껑에 설치한다.
[2] 변압기의 사고를 사전에 알아 내기위한 이상 검출 방법
1. 유중 가스 분석법
1) 변압기 내부의 이상과 발생가스
변압기 내부에 이상이 발생하면 이상개소에 과열이 발생하여 절연재나 절연유가 열에 의해서 분해되어
가스가 발생한다.
① 도체가열에 의한 가스 발생 : CO, CO2
② 절연유 가열에 의한 가스 발생 : CH4, C2H2
③ 부분 방전에 의한 가스 발생 : H2
④ 아킹에 의한 가스 발생 : H2 , C2H2
2) 절연유의 채취
① 변압기의 드레인 밸브나 라지에터의 하부채유곡에서 시료를 빼낸다.
② 이때 대기와 접촉이 되지 않도록 주의한다.
③ 처음 채취한 기름은 배관 등의 오염물질이 포함되어 있으므로 폐기한다.
3) 유중가스의 추출
① 진공중에 시료를 넣어서 가스를 추출하는데 토리첼리 진공법과 티플러법이 있다.
② 현지 측정에는 운반이 용이한 토리첼리법이 좋고, 가스 회수율에는 티플러법이 좋다.
4) 가스 분석 방법
가스 크로마토 그래프가 사용되며 분석가스는 O2 , H2 , N2 , CO, CO2 , CH4, C2H2 , C2H4, C2H6 로
9 가지 이다.
2. 유전 정접(tanδ)법
tanδ법은 변압기 절연 열화 진단에 유효하다.
3. 부분 방전 시험
부분 방전 시험에는 접지선 전류법과 초음파 진단법이 있다.
1) 접지선 전류법
① 변압기 내부에서 부분 방전이 발생하면 접지회로에 펄스형의 방전전류가 흐르게 되는데 이러한
전류를 측정함 으로서 부분방전의 크기를 측정할 수 있다.
2) 초음파 진단법
① 변압기 내부에서 부분방접이 발생할 경우 그 부위에는 국부적인 발열을 동반하고 그 발생열에 의하여
주변의 절연유가 급격한 압축울 받아 충격파로 유중에 전달 되는 펄스형태의 초음파를 발생한다.
[3] 변압기 절연유 내전압 시험
1. 질소 봉입식
1) 외함을 밀봉하고 유면 상부에 질소가스를 봉입한 것으로 10[MVA] 이하의 변압기에 채용되었으나
질소 봉입 공간을 확대한 질소 탱크를 본체와 별도로 설치하여 최근에는 10[MVA] 까지 적용하여
사용 하고 있다.
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2. 내전압시험(파괴전압 시험)
1) 날씨가 맑고 습도가 높지 않은 날을 골라 변압기 하부의 배유밸브에서 시료를 채취한다.
2) 시험 용기는 직경 12.5[mm]의 구상 전극을 가진 마이크로게이지로 전극간의 간격이 2.5[mm]가
되도록 조정한다.
3) 1종과 7종 : 30[kV]이상 이면 양호
30[kV]미만~20[kV] 이면 보통
10[kV]미만 이면 불량
[4] 산가측정
1. 측정방법
1) 시료 20[g]을 규정된 용기에 넣고 혼합 용제에 용해시킨 후 Alkali Blue-6B를 지시약으로 하여
중화액을 표준용액으로 액이 자색을 띤 적색변화가 15초간 유지시켜 이때 소요되는 KOH의 양[mg]
으로 산가를 계산한다.
2) 즉 절연유의 전선가는 절연유 1[g]중에 포함된 산성성분을 중화하는데 필요한 KOH의 mg 수로 나타
낸다.
2. 판정
산화물이 슬러지화하면 산가는 0.2 이상으로 되어 절연 성능과 냉각에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.