H59 배전 변압기 고장의 주요 원인

1. 과부하

첫째, 생활 수준의 향상으로 전력 소비가 일반적으로 급속히 증가하고 있습니다. 원래의 H59 분배 변압기는 용량이 작아 "작은 말이 큰 수레를 끄는 것"과 같아 사용자의 요구를 충족시키지 못하며, 이로 인해 변압기가 과부하 상태에서 작동하게 됩니다. 둘째, 계절적 변화와 극단적인 날씨 조건은 피크 전력 수요를 초래하여 H59 분배 변압기가 과부하 상태에서 작동하게 됩니다.

장기간의 과부하 작동으로 인해 내부 구성 요소, 감전선, 그리고 유전유의 노화가 조기에 발생합니다. 변압기 부하의 대부분은 계절적이고 시간에 따라 달라집니다—특히 농번기 동안 농촌 지역에서는 변압기가 만부하 또는 과부하 상태에서 작동하며, 밤에는 경부하 상태에서 작동합니다. 이로 인해 큰 부하 곡선 변동이 발생하며, 최고점에서는 운전 온도가 80°C를 넘게 되고, 최저점에서는 10°C까지 떨어집니다.

또한, 농촌 변압기의 점검 결과 각 변압기마다 평균적으로 100그램 이상의 습기가 바닥에 쌓이는 것으로 나타났습니다. 이 습기는 열팽창과 수축 과정에서 변압기 유의 호흡 작용을 통해 유입되며, 그 후 유에서 침전됩니다. 또한, 유량이 부족하면 유 표면이 낮아져 절연유와 공기의 접촉 면적이 증가하여 대기 중의 습기를 더욱 흡수하게 됩니다. 이로 인해 내부 절연 강도가 감소하고, 절연이 임계치 아래로 저하되면 내부 단락 및 단락 결함이 발생합니다.

2. H59 분배 변압기의 무단 유충전

전기 기사가 H59 분배 변압기가 전력을 공급받고 있는 상태에서 유를 추가했습니다. 한 시간 후, 고압 드롭아웃 퓨즈가 두 개의 상에서 녹았으며, 약간의 유 분출이 동반되었습니다. 현장 점검 결과 주요 수리가 필요하다는 것이 확인되었습니다. 변압기 파손의 주요 원인은 다음과 같습니다:

• 새로 추가된 변압기 유가 탱크 내부의 기존 유와 호환되지 않았습니다. 변압기 유는 다른 기본 성분을 가지고 있으며, 서로 다른 유를 혼합하는 것은 일반적으로 금지되어 있습니다.

• 변압기를 전원 차단하지 않고 유를 추가했습니다. 뜨거운 유와 차가운 유를 혼합하면 내부 순환이 가속화되어 바닥의 습기를 교반하고, 고압 및 저압 감전선으로 분포시켜 절연을 줄이고 단락을 일으킵니다.

• 불량한 변압기 유가 사용되었습니다.

3. 적절하지 않은 무효전력 보상으로 인한 공진 과전압

선로 손실을 줄이고 장비 활용도를 높이기 위해 규정에 따르면 100kVA 이상의 H59 분배 변압기에 무효전력 보상 장치를 설치하도록 권장됩니다. 그러나 보상이 적절히 구성되지 않아 회로의 전체 역방향 반응이 전체 직렬 반응과 같아지면 선로와 연결된 장비에서 철공진이 발생하여 과전압과 과전류가 발생할 수 있으며, 이로 인해 H59 변압기와 기타 전기 장비가 파손될 수 있습니다.

4. 시스템 철공진 과전압

농촌 10kV 배전 네트워크에서 선로의 길이, 지상 높이, 도체 크기가 다양합니다. H59 변압기, 용접기, 커패시터, 대형 부하의 자주적인 스위칭과 함께 시스템 매개변수가 크게 변경됩니다. 또한, 10kV 비접지 중성 시스템에서 단일 위상의 간헐적인 접지가 발생하면 공진 과전압이 발생할 수 있습니다. 이러한 경우, 경미한 경우에는 고압 퓨즈가 녹지만, 심각한 경우에는 변압기 파손, 드물게는 부싱 플래시오버 또는 폭발이 발생할 수 있습니다.

5. 번개 과전압

규정에 따라 H59 분배 변압기는 고압 및 저압 측에 합격한 서지 방지기(Surge Arrester)를 장착해야 하며, 이를 통해 번개와 철공진 과전압으로 인한 감전선 및 부싱의 손상을 완화해야 합니다. 과전압 관련 손상의 일반적인 원인은 다음과 같습니다:

• 서지 방지기의 부적절한 설치 또는 시험. 일반적으로 세 개의 서지 방지기가 하나의 접지점을 공유합니다. 시간이 지남에 따라 날씨 노출이나 유지보수 부족으로 인해 이 접지 연결이 부식되거나 열화될 수 있습니다. 번개 또는 공진 과전압 이벤트 동안 불충분한 접지는 효과적인 대지 방전을 방지하여 변압기 파손을 초래합니다.

• 보험 의존도의 과도한 의존. 많은 사용자가 변압기가 보험에 가입되어 있으므로 서지 방지기의 설치 및 시험은 불필요하다고 생각하며, 보험사가 실패를 보상할 것이라고 믿습니다. 이러한 사고는 수년 동안 광범위한 변압기 손상을 크게 기여했습니다.

• 고압 측 서지 방지기에만 중점을 두고 저압 측을 무시하는 것입니다. 저압 측 서지 방지기가 없으면, 저압 측의 번개 직격으로 인해 역전압 서지가 발생하여 고압 감전선에 스트레스를 가하고, 저압 감전선에도 손상을 줄 수 있습니다.

6. 2차 단락

2차 단락이 발생하면 2차 측에서 정격 전류의 몇 배에서 수십 배에 달하는 단락 전류가 흐릅니다. 2차 측의 단락 전류의 탈자기 효과를 상쇄하기 위해 1차 측에서도 대응하는 큰 전류가 흐릅니다. 이러한 막대한 전류는:

• 감전선 내부에 거대한 기계적 스트레스를 생성하여 코일을 압축하고, 주 및 중층 절연을 느슨하게 하며, 변형을 일으킵니다;

• 두 개의 와인딩에서 빠른 온도 상승을 초래합니다. 만약 퓨즈가 적절하게 크기가 맞지 않거나 구리/알루미늄 선으로 교체된다면, 와인딩이 빠르게 탈 수 있습니다.

7. 탭 체인저 접촉 불량

• 저품질의 탭 체인저는 설계가 부족하거나 스프링 압력이 충분하지 않거나 이동 접점과 고정 접점 사이의 접촉이 불완전할 경우, 미스얼라인된 접점 사이의 절연 거리를 줄여 아크, 단락 회로, 탭 와인딩이나 전체 코일의 빠른 탈락을 유발할 수 있습니다.

• 인간의 오류: 일부 전기 기술자는 무부하 탭 변경 원칙을 잘못 이해하는 경우가 있습니다. 조정 후 접점이 부분적으로만 연결될 수 있으며, 또는 장기간 작동으로 인해 고정 접점에 오염이 생겨 접촉이 불량해져 아크와 최종적인 변압기 고장이 발생할 수 있습니다.

8. 브리더 포트 막힘
50 kVA 이상의 변압기는 보존 탱크에 "브리더"가 설치되어 있습니다. 브리더 주택은 일반적으로 건조제로 채워진 투명한 유리 실린더입니다. 운송 중에는 취약하므로 제조사들은 실제 브리더를 설치하는 대신 브리더 포트에 작은 정사각형 금속 플레이트를 볼트로 고정하여 습기 유입을 방지합니다.

운용 시에는 이 금속 플레이트를 즉시 제거하고 기능적인 브리더로 교체해야 합니다. 그렇지 않으면 작동 중 발생하는 열로 인해 오일이 팽창하고 내부 압력이 증가합니다. 기능적인 브리더가 없으면 오일이 제대로 순환하지 못하고 열이 발산되지 않아 코어와 와인딩의 온도가 계속 상승합니다. 절연이 지속적으로 저하되어 결국 변압기가 탈 수 있습니다.

9. 기타 문제
H59 분배 변압기의 일상적인 운영 및 유지보수에서 자주 발생하는 문제들:

• 유지보수나 설치 중에 도체 막대의 너트를 조이거나 풀 때 막대가 회전하여 2차 부드러운 구리 리드 간 접촉이 발생하여 위상 간 단락 회로나 1차 와인딩 리드의 단락을 초래할 수 있습니다.

• 변압기 작업 중 도구나 물체를 우연히 떨어뜨리는 경우 부싱이 손상되어 경미한 대지 플래시오버 또는 심각한 단락 회로가 발생할 수 있습니다.

• 병렬 연결된 변압기의 유지보수, 테스트 또는 케이블 교체 후 위상 순서 확인을 하지 않고 임의로 재연결하면 잘못된 위상이 발생합니다. 전력을 공급하면 큰 순환 전류가 흘러 변압기가 탈 수 있습니다.

• 저전압 측에 설치된 방범 계측 박스는 공간 제약과 작업 품질이 좋지 않아 일부 연결이 단순히 선으로 감싸져 있습니다. 이로 인해 저전압 단자에서 접촉 저항이 높아져 과부하 상태에서 과열과 아크가 발생하여 결국 도체 막대가 탈 수 있습니다.