배전 변압기 고장률 증가 원인 및 해결책

1. 농업용 분배 변압기의 고장 원인

(1) 절연 손상

농촌 전력 공급은 일반적으로 380/220V 혼합 공급 시스템을 사용합니다. 단일 상 부하 비율이 높아 분배 변압기는 종종 큰 세 상 부하 불균형 상태에서 작동합니다. 많은 경우 이 불균형이 표준으로 지정된 허용 범위를 초과하여 변압기 감속선 절연의 조기에 노화, 악화, 고장으로 이어져 결국 소모됩니다.

분배 변압기가 장기간 과부하 상태에서 작동하거나 저전압 측 선로 고장 또는 갑작스러운 부하 증가가 발생할 때 보호가 부족하면 손상이 발생할 수 있습니다. 저전압 측에 보호 장치가 없고 고전압 측 드롭아웃 퓨즈가 적시에 작동하지 않거나 (혹은 전혀 작동하지 않을 때) 변압기는 정격 값보다 훨씬 큰 전류 (때로는 정격 전류의 몇 배)를 운반하게 됩니다. 이로 인해 온도가 급격히 상승하여 절연 노화가 가속되고 감속선이 소모됩니다.

장기간 작동 후 고무 구슬이나 패킹 같은 밀봉 부품이 열화되어 균열이 생기고 실패합니다. 이를 즉시 발견하고 교체하지 않으면 기름 누출과 기름 수준 하락이 발생합니다. 공기 중의 습기가 절연유로 대량으로 들어가면 절연 강도가 급격히 감소합니다. 심각한 기름 부족은 탭 체인저가 공기와 접촉하여 습기를 흡수하고 방전, 단락, 변압기 소모를 일으킬 수 있습니다.

제조 결함도 고장의 원인이 됩니다. 제조 공정이 부족하거나 감속선층에 바니시가 충분히 침투되지 않거나 (또는 품질이 낮은 절연 바니시), 건조가 충분하지 않거나 감속선 접합 용접이 신뢰성 있게 이루어지지 않으면 절연 취약점이 생깁니다. 또한 유지 관리 중에 품질이 낮은 절연유를 추가하거나 수리 중에 습기와 잡질이 들어가면 기름 품질과 절연 강도가 저하되어 결국 절연 파괴와 변압기 고장이 발생합니다.

(2) 과전압

접지 저항 값이 요구 사항을 충족하지 못하면 번개 보호가 실패하는 경우가 많습니다. 초기에는 요구 사항을 충족하더라도 시간이 지남에 따라 강철 부식, 산화, 파손 또는 불량 용접으로 인해 접지 시스템이 열화되어 접지 저항이 급격히 증가하고 변압기가 번개 손상에 취약해집니다.

불완전한 번개 보호 구성이 일반적입니다. 많은 농업용 분배 변압기는 고전압 측에만 서지 방지기가 설치되어 있습니다. 농촌 전력 공급은 주로 Yyn0 연결 변압기를 사용하기 때문에 번개가 양변환 및 역변환 과전압을 생성할 수 있습니다. 저전압 측 서지 보호가 없으면 이러한 과전압으로 인해 변압기가 크게 손상되기 쉽습니다.

농촌 10kV 전력 시스템은 자주 페로자기 공진을 경험합니다. 공진 과전압 동안 분배 변압기의 일차 전류가 급격히 증가하여 감속선이 소모되거나 부싱 플래시오버, 심지어 폭발까지 일어날 수 있습니다.

(3) 나쁜 작동 조건

여름 고온 기간이나 변압기가 장기간 과부하 상태에서 작동할 때 기름 온도가 과도하게 상승합니다. 이로 인해 발열이 심각하게 영향을 받아 절연 노화, 악화, 고장이 가속되어 변압기 수명이 크게 단축됩니다.

(4) 부적절한 탭 체인저 작동 또는 낮은 품질

농촌 전력 소비는 분산된 부하, 강한 계절성, 큰 피크-밸리 차이, 긴 저전압 선로, 그리고 큰 전압 강하로 인해 전압 변동이 큽니다. 이로 인해 농촌 전기 기사들이 자주 변압기 탭 체인저를 조정합니다. 대부분 이러한 조정이 적절한 절차를 따르지 않고, 작동 후 직류 저항 값을 측정하고 비교하지 않고 서비스로 복귀합니다. 결과적으로 많은 변압기가 탭 체인저 위치가 부적절하거나 접촉이 좋지 않아 접촉 저항이 증가하고 탭 체인저가 소모되는 등의 이유로 고장이 발생합니다.

품질이 낮은 탭 체인저는 정적 및 동적 접촉이 부족하거나 위치 표시기가 실제 내부 위치와 일치하지 않는 경우 (외부 마킹이 실제 내부 위치와 일치하지 않는 경우) 설치 후 방전 및 단락 사고가 발생하여 탭 체인저나 전체 감속선이 손상될 수 있습니다.

(5) 변압기 코어 접지 문제

분배 변압기의 품질 문제가 장시간 작동 중에 실리콘 강판 사이의 절연 바니시가 조기에 노화되어 다중 접지가 발생하고 변압기가 고장이 날 수 있습니다.

(6) 장기 과부하 작동

농촌 경제 발전으로 전력 수요가 급격히 증가했지만, 새로운 변압기 추가나 더 큰 용량의 변압기 교체가 충분하지 않아 기존 변압기가 계속해서 과부하 상태에서 작동해야 합니다. 또한 농촌 지역에서는 단일 상 부하 비율이 높아 세 상 부하 균형을 달성하기 어렵고 특정 상이 장기간 과부하 상태에 처하며 중성선 전류가 허용 값보다 크게 초과합니다. 이러한 조건은 결국 변압기 소모로 이어집니다.

2. 대책

관련 표준에 따르면 모든 분배 변압기는 번개 보호, 단락 보호, 과부하 보호라는 세 가지 기본 보호를 갖추어야 합니다.

번개 보호를 위해 변압기의 고전압 측과 저전압 측 모두에 서지 방지기를 설치해야 하며, 산화 아연 서지 방지기가 선호됩니다.

단락과 과부하 보호는 별도로 고려되어야 합니다. 고압측 낙하식 차단기는 주로 변압기 내부의 단락 결함을 방지하는 데 중점을 두어야 하며, 과부하 상태와 저압 회로의 단락은 저압 측에 설치된 저압 회로 차단기나 차단기로 처리해야 합니다.

운전 중에는 클램프 미터를 사용하여 상간 부하 전류를 정기적으로 모니터링하여 세상 간 부하 불균형이 허용 범위 내에 있도록 확인해야 합니다. 과도한 불균형이 감지되면 즉시 부하 분산 조치를 취해 불균형을 표준 한도 내로 유지해야 합니다.

처방된 일정에 따라 배전 변압기의 정기적인 점검 및 시험은 필수적입니다. 점검자는 오일 색상, 수위, 온도가 정상인지 확인하고 오일 누출 여부를 점검해야 합니다. 부싱 표면은 플래시오버 또는 방전 표시를 검사해야 합니다. 어떤 이상 사항이라도 즉시 해결해야 합니다. 변압기 외부의 주기적인 청소를 통해 부싱 및 기타 표면의 먼지와 오염물을 제거하는 것도 권장됩니다.

매년 천둥번개 시즌 전에 고압 및 저압 서지 차단기와 접지 선의 철저한 점검을 실시해야 합니다. 적합하지 않은 차단기는 교체해야 합니다. 접지 선은 단선, 용접 불량, 파손 등이 없어야 합니다. 알루미늄 도체는 접지 선으로 사용해서는 안 되며, 대신 직경 10-12mm의 강철 막대 또는 30×3mm 평강재를 추천합니다.

접지 저항은 겨울 동안 좋은 날씨 조건(최소 일주일 연속 맑은 날) 하에서 매년 시험해야 합니다. 적합하지 않은 접지 시스템은 개선해야 합니다.

변압기 단자와 고압 및 저압 측의 공중선 도체 사이의 연결은 구리-알루미늄 전환 부품이나 구리-알루미늄 장비 클램프를 사용해야 합니다. 연결 전에 이러한 부품의 표면은 가는 사포로 연마하고 적절한 양의 도전성 그리스를 도포해야 합니다.

변압기 탭 체인저를 운전할 때는 절차를 엄격히 준수해야 합니다. 조정 후 즉시 서비스로 돌려놓아서는 안 됩니다. 대신 운전 전후에 각 상의 직류 저항 값을 다리로 측정하고 비교해야 합니다. 유의미한 변화가 관찰되지 않으면, 운전 후의 상간 및 선간 직류 저항 값을 비교해야 하며, 상간 차이는 4%를 초과하지 않고, 선간 차이는 2% 미만이어야 합니다. 이러한 기준을 충족하지 못하면 원인을 파악하고 수정해야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족한 후에야 변압기를 서비스로 돌려놓아야 합니다.