전류 변압기 고장의 원인과 고장 대책은 무엇인가요?

전선 유지보수 기술자로서 매일 전류 변환기(CT)와 함께 작업합니다. CT는 고전류를 저전류로 변환하여 변전소/회로 보호 및 측정에 사용되며 장기간 직렬로 작동합니다. 그러나 불균형 부하, 잘못된 배선 등 외부 요인과 절연 결함 같은 내부 요인으로 인해 고장이 발생할 수 있습니다. 이러한 고장은 측정 정확도, 보호 작동, 그리고 전력망 안정성에 해를 끼칩니다. 아래에서는 실제 경험을 바탕으로 얻은 통찰력을 공유합니다.

1. CT 구조 (유지보수 관점)

CT는 일차/이차 권선, 코어, 절연재(유침식, SF6, 고체)로 구성됩니다. 일차 권선은 회로와 직렬로 연결되고, 이차 권선은 계측기/릴레이에 연결됩니다. 주요 사항: 일차 권선의 회전수가 적고, 이차 권선의 회전수가 많으며, 정상적으로는 거의 단락 상태로 작동합니다. 중요: 이차 회로를 절대로 열지 않아야 하며, 신뢰성 있게 접지해야 합니다 (열린 회로에서 위험한 아크 플래시를 본 적이 있습니다).

2. 기능 및 원리 (실용적)

CT는 전자기 유도를 통해 대전류를 감소시켜 안전한 보호 및 측정을 가능하게 하고, 고전압을 격리합니다. 교정 시에는 일차-이차 전류 비율을 확인하여 CT를 검증합니다.

3. 성능 분류
(1) 광학 CTs (OTA)

파라데이 자기광학 효과를 기반으로 그리드 테스트에 사용됩니다. 온도에 민감하지만 강한 자기장에서 좋습니다.

(2) 저전력 CTs

미세 결정 합금 코어를 사용하여 넓은 선형 범위, 낮은 손실, 그리고 대전류에 대한 높은 정밀도를 제공하며, 산업 측정에 이상적입니다.

(3) 에어코어 CTs

철 코어가 없어 자기 포화를 피합니다. 강한 간섭 저항으로 인해 복잡한 환경에서 릴레이 보호에 많이 사용됩니다.

4. 고장 원인 (현장 경험)
(1) 절연 열 파괴

고전압 CT는 열과 유전 손실을 생성합니다. 결함 있는 절연재(예: 불균형 감싸짐)는 과열과 파괴를 초래하며, 오래된 장비에서 흔히 발생합니다.

(2) 부분 방전

정상적인 CT 용량은 균등하게 분포하지만, 제조나 구조상의 문제(예: 미스얼런 스크린)로 인해 국소적으로 높은 전계가 발생합니다. 해결되지 않은 방전은 커패시터 고장으로 이어집니다.

(3) 과도한 이차 부하

220 kV 시스템에서 무거운 부하로 인해 이차 전압과 전류가 증가하여 오류가 발생합니다. 고장은 코어 포화와 릴레이 오작동을 유발할 수 있으며, 이차 회로가 열렸을 때(예: 느슨한 배선) 높은 전압이 발생하여 위험합니다.

5. 고장 대응
(1) 운전 규칙 준수

• 배선: 회로, 권선, 계측기를 엄격히 직렬로 연결하고, 적절한 구성을 사용하세요(단상, 별형).

• 오류 보정: 용량/인덕턴스를 통해 오류를 수정하기 위해 권선/코어를 추가하세요.

• 교정: 설치 및 유지보수 후 소자화/극성 테스트를 수행하세요.

(2) 긴급 대응 (안전 우선)

• 전원 차단: 즉시 안전을 위해 전원을 차단하세요.

• 이차 회로 점검: 열린 회로를 확인하고, 일차 전류를 최소화하고, 절연 장비를 사용하며, 도면을 따르세요.

이차 회로가 열렸을 때:

• 영향 평가: 영향을 받은 회로를 식별하고, 조정실에 보고하세요.

• 부하 감소/분리: 부하를 이전시키고, 손상되었으면 전원을 차단하세요.

• 이차 회로 단락: 승인된 재료를 사용하세요. 스파크가 발생하면 하류 고장, 스파크가 발생하지 않으면 상류 문제가 있을 수 있습니다.

(3) 탐지 기법

• 절연 시험: 디일렉트릭 손실, 용량을 측정하여 결함을 찾아내세요. 노후 평가에 좋습니다.

• 적외선 열화상: 제 키 도구! 느슨한 연결이나 열 관련 문제를 빠르게 감지합니다.

결론

CT는 전력망의 안정성을 위해 필수적입니다. 그들의 구조, 원리, 고장 처리를 숙지함으로써 안정성을 확보할 수 있습니다. 지침을 따르고, 탐지 도구를 사용하며, 긴급 상황에 대응함으로써 고장을 최소화하고 더 안전한 전력망을 보장할 수 있습니다.