운영 중인 건식 변압기의 고장 원인은 무엇인가요

1 고장 현상

저는 최전선에서 고장 유지보수 업무를 수행하고 있으며, 최근 건식 변압기에 문제가 발생했습니다. 건식 변압기는 구조가 간단하고 운송이 편리하며 유지보수가 쉽습니다. 환경 보호 요구사항이 상대적으로 높은 전력 분배 장소에서 널리 사용됩니다. 좋은 내화성 덕분에 부하 중심 지역에 설치하여 전압 손실과 전력 손실을 줄일 수 있습니다.

저가 근무하는 관리 회사는 11개의 주거 지역을 관리하고 있으며, 총 56대의 변압기가 있습니다. 전압 수준은 6000/400V입니다. 그 중 38대의 건식 변압기인 SCB9 모델은 160-630kVA의 용량을 가지고 있으며, 모두 박스형 폐쇄 고압 스위치 기기에 설치되어 있습니다. 이 주거 지역의 전력 분배 설비들은 2년 미만 운영되었으며, 5대의 건식 변압기가 연속으로 타버려 주민들의 생활에 심각한 영향을 미쳤습니다. 저는 큰 책임감을 느끼며 원인을 철저히 조사해야 합니다.

2 원인 분석

최전선 유지보수 직원으로서, 저와 동료들은 타버린 건식 변압기를 점검, 시험, 분석하였습니다. 5건의 사고가 발생했을 때 날씨는 좋았으며, 변압기 하부의 케이블 트렌치에는 물이 고이거나 습기가 없었고, 사고 전후에도 시스템 과전압은 없었습니다. 최근 고압 시험 보고서를 확인한 결과, 절연 상태는 양호하고 직류 저항 차이는 기준을 충족하였습니다.

원인을 찾기 위해 회사는 관련 전문가를 초청하여 상담하였습니다. 저는 현장 조사에 참여하였고, 타버린 건식 변압기의 방열 통로가 막혀 있는 것을 발견했습니다. 해부 후 잔여 코일의 절연재가 취성으로 바뀌어 균일하게 균열된 것을 확인할 수 있었는데, 이는 코일이 장기간 고온 상태에서 작동하였음을 나타냅니다.

사고는 모두 7월부터 9월 사이에 발생하였으며, 날씨가 더우고 전력 부하가 정점에 달한 시기였습니다. 건식 변압기는 장시간 폐쇄된 기기에 전부 부하로 작동하였고, 추가적인 조사 결과 제어 케이블의 슬롯 플레이트로 인해 방열 통로가 막혀 변압기 온도가 계속 상승하였습니다. 또한 유일한 온도 경보 장치는 변압기 실에 설치되어 있어 적시에 과온 경보를 전송하지 못하였습니다.

장시간 고온 작동은 절연 저항을 감소시킵니다. 특히 고압 코일은 전압 수준이 높아 절연 강도가 감소하면 방전이 발생하여, 변압기의 고압층, 회전체, 그리고 지면 사이의 누설 전류가 증가하여 유효 전력 손실과 온도가 계속 상승하여 악순환을 형성합니다. 결국 절연 재료는 절연 성능을 잃고, 층간 및 회전체 간 단락 절연 파괴와 타버림이 발생합니다. 이것이 건식 변압기의 타버림 주요 원인이며, 현장 유지보수 중 이러한 요인이 설비에 미치는 영향을 실제로 느꼈습니다.

3 대응 조치
3.1 기구 개조 및 장치 설치

회사의 건식 변압기 기구 개조에 참여하였습니다. 철판에 홈을 내어 변압기 기구 주변에 방열 통로를 설치하고, 원격 온도 경보 및 고온 트립 보호 장치를 설치하였습니다. 이를 통해 온도 이상을 보다 신속하게 모니터링하고 대응하여 설비 작동을 보장할 수 있으며, 이는 유지보수 실무에서 구현한 구체적인 조치입니다.

3.2 냉각 팬 설치

400kVA 이상의 건식 변압기에 대해 냉각 팬을 설치하는 작업에 참여하였습니다. 설정된 온도에 따라 자동으로 시작 및 중지되며, 작동 중인 변압기의 잠재적 결함을 사전에 제거하고 돌발 사고를 방지합니다. 일상적인 유지보수에서도 이러한 팬의 작동 상태에 주의를 기울이고 있습니다.

3.3 전력 분배실 원격 모니터링

630kVA 변압기의 전력 분배실에서는 원격 정보 전송, 모니터링, 그리고 변압기의 작동 온도, 절연 등 파라미터의 온라인 모니터링을 통해, 최전선 직원으로서 고압 설비의 작동 건강 상태를 즉시 파악하여 건식 변압기의 안정적인 작동을 보장하며, 유지보수 중 이러한 모니터링 데이터를 참고하기도 편리합니다.

4 예방 조치
4.1 일상 점검 요구사항

회사는 운영 및 유지보수 관리자에게 전력 분배실의 고압 설비를 매일 순찰 점검하도록 요구하고 있으며, 특히 건식 변압기의 작동 상태에 주의를 기울여야 합니다. 저는 매일 이 업무를 진지하게 수행하고, 문제점을 즉시 보고하여 설비의 안전한 작동을 보장합니다. 이는 저의 일상 업무의 중요한 부분입니다.

4.2 온도 검출 규격

적외선 온도계를 사용하여 고압 설비의 도체 연결 부분의 온도를 측정합니다. 회사는 봄, 가을, 겨울에는 주 1회, 여름에는 하루 1회 검사를 실시하도록 규정하고 있습니다. 저는 이 빈도에 따라 엄격하게 작동하여 온도 이상을 즉시 감지할 수 있도록 합니다.

4.3 전력 분배소 종합 점검

사고가 없는 전력 분배소에 대해서는 종합 점검 및 시험에 참여하였으며, 건식 변압기에 적절한 방열 장치를 설치하여 양호한 환기 상태를 유지하고, 잠재적인 설비 위험을 제거하며, 절연이 약한 부분에 대한 조치를 취하였습니다. 실제 운영에서 경험을 쌓았으며, 좋은 결과를 보았습니다.

5 결론

갑주형 스위치 기기는 부피가 작고 구조가 컴팩트하여 방열 효과가 떨어지고, 변압기는 폐쇄된 기기에 설치되어 있으므로 용량에 맞는 적절한 냉각 방법을 채택해야 하며, 불합리한 설계로 인한 건식 변압기의 돌발 사고를 피해야 합니다.

특히 일반 건식 변압기는 기기에 설치될 때 온도 상승 시험을 거쳐야 하며, 장기 작동 시의 최대 온도를 미리 파악하고, 비표준 검사 및 시공으로 인해 전력망에 남겨진 잠재적 위험을 제거해야 합니다.

예방 조치를 시행한 후, 운영 중인 건식 변압기에 유사한 사고가 발생하지 않았으며, 신뢰성을 크게 향상시키고 전력망의 안전한 작동을 위한 보장을 제공하였습니다. 최전선 유지보수 직원으로서, 이러한 설비의 유지보수에 더욱 자신감을 갖게 되었습니다.