분배 변압기의 과부하 운전에 대한 분석 및 해결책

배전 변압기의 과부하 운전 원인

불합리한 모니터링 방법

변압기 운전 중 안전을 위해 변압기 부하를 모니터링합니다. 현재는 배전 변압기의 평균 부하를 얻기 위해 24시간 모니터링이 주로 채택되고 있습니다. 그러나 시간대별로 전기 기기의 수요가 다르고, 기업에서 동작하는 장비의 전력과 수량이 시간대별로 다르기 때문에 변압기의 부하는 변동합니다.

현재의 모니터링 시스템은 시간대별 부하 모니터링 능력이 부족하여 전력 기업이 시간대별 변압기 부하에 대해 심도 있는 이해를 가지지 못합니다. 변압기 부하가 너무 높을 때, 전력 기업은 관련 조치를 취해 변압기 부하를 줄이지 못하게 되어 배전 변압기가 과부하 상태로 운전됩니다.

단일 변압기의 부하가 너무 낮음

일부 지역에서는 관련 인원이 부하 계산을 잘못하거나 변압기 선택이 불합리하여 배전 변압기가 항상 과부하 상태로 운전되는 경우가 있습니다. 과부하 배전 운전의 주요 상황은 다음과 같습니다:

• 첫 번째는 단일 변압기 공급 모드입니다. 이름 그대로 이 모드는 단일 변압기를 사용하여 배전합니다. 이 배전 모드에서 단일 변압기가 부하 요구 사항을 충족하지 못하면 변압기의 과부하 운전으로 이어집니다. 이는 배전의 안정성을 보장하지 못할 뿐만 아니라 안전 사고를 쉽게 일으킵니다.

• 두 번째는 다중 변압기 공급 모드입니다. 현재 전력 공급 및 배전 분야에서는 배전 과정의 안정성을 보장하기 위해 여러 배전 변압기를 운영하는 모드가 주로 채택되고 있습니다. 그러나 많은 전력 기업들은 비용 절감을 위해 이 모드에서 개별 부하가 상대적으로 작은 여러 변압기를 사용하고 연결하여 운전합니다. 이러한 경우 한 변압기가 고장나면 전체 배전 변압기 시스템이 과부하 상태로 운전됩니다.

설계된 전력 소비 증가율이 너무 낮음

변압기의 설계 및 선택 시에는 향후 전력 소비 증가율을 추정하여 배전 변압기가 서비스 수명 동안 정상 부하 상태로 계속 운전할 수 있도록 해야 합니다. 전력 소비 증가율을 계산하는 것은 중요한 작업이며, 이를 위해서는 해당 지역의 계획과 인구 증가율에 대한 상세한 이해가 필요합니다. 그러나 중국이 지금 빠른 발전기에 접어들면서 각 배전 지역의 전력 소비도 급증하고 있습니다. 전력 소비의 급증은 주로 두 가지 요인 때문입니다:

• 첫 번째는 고전력 전기 기기의 증가입니다. 생활 수준의 향상으로 더 많은 가정에서 고전력 전기 기기를 구매하고 있으며, 이는 과거의 생활 습관과 완전히 다릅니다. 과거의 생활 습관을 기반으로 전력 소비 증가율을 계산하고 설계하면 점차 배전 변압기의 과부하 운전으로 이어질 것입니다.

• 두 번째는 기업의 전력 소비 증가입니다. 현재 많은 배전 변압기가 다양한 기업에 전력을 공급하고 있습니다. 그러나 새로운 시대에는 다양한 기업들이 생산 능력을 증가시키고 있어 전력 소비 증가율이 크게 증가하여 변압기의 과부하 운전으로 이어집니다.

배전 변압기의 과부하 운전 해결책

배전 변압기의 병렬 운전

배전 변압기의 과부하 운전 원인 중 하나는 단일 회선에 과도한 작업 압력이 가해지는 것입니다. 이러한 기반 위에서 병렬 운전을 시도해야 합니다. 여러 회선의 독립적인 운전은 단일 회선에 높은 작업 압력 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 배전 변압기의 병렬 운전 시에는 등급 전압 비율, 동일한 위상 순서, 유사한 전압 등의 요소를 고려해야 합니다. 또한 병렬 연결된 변압기 사이의 용량 차이는 너무 크지 않아야 합니다.

일반적으로 가장 큰 변압기의 용량이 가장 작은 변압기의 용량보다 3배를 초과하는 것은 권장되지 않습니다. 예를 들어, 400KVA 배전 변압기의 경우, 일반적으로 작업 압력은 70 - 80% 사이를 유지하지만, 피크 전력 소비 기간에는 100% 이상으로, 유효 전력은 420KW, 최저 부하는 18%까지 도달할 수 있습니다.

이런 경우, 315KVA 변압기와 200KVA 변압기가 병렬로 운전되는 모드로 회선을 재구성할 수 있습니다. 부하 수준이 낮을 때는 하나를 시작하여 운전하고, 작업 압력이 너무 높을 때는 동시에 두 개를 시작하여 병렬 상태에서 작업 요구 사항을 충족하면서 경제적인 운전을 달성할 수 있습니다.

배전 변압기의 병렬 운전

배전 변압기의 과부하 운전 원인 중 하나는 단일 회선이 과도한 작업 압력을 받는 것입니다. 이를 해결하기 위해 병렬 운전을 실시할 수 있습니다. 여러 회선의 독립적인 운전은 단일 회선에 높은 압력 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 배전 변압기의 병렬 운전 시에는 등급 전압 비율, 동일한 위상 순서, 유사한 전압 등을 고려해야 합니다.

또한, 병렬 연결된 변압기 사이의 용량 차이는 너무 크지 않아야 합니다. 일반적으로 가장 큰 변압기의 용량이 가장 작은 변압기의 용량보다 3배를 초과하는 것은 바람직하지 않습니다. 예를 들어, 400KVA 배전 변압기의 경우, 일반적으로 작업 압력은 70 - 80% 사이를 유지하지만, 피크 전력 소비 기간에는 100% 이상으로, 유효 전력은 420KW, 최저 부하는 18%까지 도달할 수 있습니다.

이러한 경우, 315KVA 변압기와 200KVA 변압기가 병렬로 운전되는 모드로 회선을 개조할 수 있습니다. 부하 수준이 낮을 때는 하나를 활성화하여 운전하고, 작업 압력이 너무 높을 때는 동시에 두 개를 활성화하여 병렬 상태에서 작업 요구 사항을 충족하며 경제적인 운전을 달성할 수 있습니다.

변압기 용량 확장

변압기 용량 확장은 변압기의 과부하 운전 문제를 해결하는 일반적인 접근법입니다. 이 방법은 각 지역의 현존하는 전력 공급 작업에 대한 종합적인 분석과 조사를 필요로 합니다. 특히 피크 전력 소비를 포함하여 다양한 시간대, 연도, 분기, 월별 전력 소비 변화를 이해해야 합니다.

규칙적인 데이터를 기반으로 평균값 모델을 작성하고, 피크 전력 소비를 기반으로 특이값 모델을 작성합니다. 현재 변압기 작동 매개변수의 최대 값을 선형 제약 조건으로 사용하여 몇 가지 매개변수 다이어그램을 구성합니다. 모든 매개변수 다이어그램의 종합적인 분석을 통해 표준 전력 공급 값과 최대 전력 공급 값을 얻을 수 있습니다.

이러한 값들은 기존 변압기의 작동 매개변수와 매칭됩니다. 표준 전력 공급 값을 최소값으로, 최대 전력 공급 값을 상한으로 하여 기본 용량 확장 요구 사항을 결정할 수 있습니다.

이 기반 위에서, 지난 10년 동안 지역의 전력 소비 변화를 수집하고, 10년 동안 평균 전력 소비가 2% 증가했다고 가정하면, 기본 용량 확장 요구 사항에 추가로 최소 2%의 용량 증가가 필요합니다.

과부하 변압기의 적용

배전 변압기의 과부하 운전을 더 잘 예방하기 위해 과부하 변압기의 적용에도 주목해야 합니다. 과부하 변압기는 1.5배, 1.75배, 2.0배의 등급 용량 조건에서 각각 6시간, 3시간, 1시간 동안 연속적으로 작동할 수 있기 때문에 배전 변압기의 과부하 운전 예방에 강력한 지원을 제공합니다.

심층 분석을 통해, 일반적인 배전 변압기와 비교하여 과부하 배전 변압기는 등급 전류보다 높은 전류를 견딜 수 있고, 사용되는 절연 재료는 B등급 이상의 절연 내열 등급 표준을 충족한다는 것을 알 수 있습니다.

과부하 변압기를 적용할 때는 절연 등급에 주의해야 합니다. B, A, F 등급 절연을 가진 과부하 변압기는 실제 적용에서 서로 다른 특성을 가지고 있으며, 경제 효율성에서도 상당한 차이가 있습니다. 예를 들어, S13-M(F)-100/10GZ 과부하 변압기는 감싸진 코어 형식과 F 등급 절연 제품을 채택하여 절연 재료 등급이 F입니다.

이 모델의 과부하 변압기 주변에서 감싸진 대지 절연 저항 측정, 전압 비율 측정, 연결 그룹 표시 결정, 감싸진 저항 측정, 절연유 시험, 외부 과전압 내구 시험, 유도 과전압 내구 시험, 단락 임피던스 및 부하 손실 측정, 무부하 전류 및 무부하 손실 측정을 수행함으로써 S13-M(F)-100/10GZ 과부하 변압기가 다양한 규격 요구 사항을 충족함을 확인할 수 있습니다.

부하 견인력 시험과 온도 상승 시험의 분석을 통해, 이 모델의 과부하 변압기가 성능적 우위를 갖는다는 것을 더욱 입증할 수 있습니다. 심층 분석을 통해 S13-M(F)-100/10GZ 과부하 변압기가 F 등급 절연을 가진 변압기는 비용이 낮으며, 일반적인 배전 변압기와 동일한 부하 요구 사항을 충족할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

S13-M(A)-100/10GZ 과부하 변압기와 비교할 때, S13-M(F)-100/10GZ 과부하 변압기의 등급 용량과 외부 치수는 일반적인 배전 변압기 제품과 더 유사합니다. F 등급 절연은 높은 항노화 능력과 내열 온도를 가지며, 이는 S13-M(F)-100/10GZ 과부하 변압기가 고온 안정성, 기계적 특성, 항노화 특성, 교류 플래시오버 중 절연 파괴 전압의 상승 속도 등에서 상당한 장점을 가지게 합니다. 따라서 배전 변압기의 수명이 잘 보장됩니다.