전력망 안정화를 위한 서지방지기 인계 및 현장 시험 기술

1. 피크전압 차단기 인수검사 기술 개요

1.1 인수검사의 필요성

인수검사는 전력 시스템 내에서 피크전압 차단기의 성능과 안전한 작동을 보장하는 중요한 단계입니다. 220 kV 이하의 전압 수준의 전력 시스템에서는 피크전압 차단기가 과전압과 번개에 의한 전기 장비의 손상을 방지하는 핵심 역할을 합니다. 그러나 제조소를 떠나 설치 후 실제로 작동하기까지의 과정에서 환경적 요인이나 운송, 보관, 설치 과정에서의 운영 오류가 그 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 인수검사를 통해 제조 결함, 운송 중 손상, 설치 문제 등을 신속히 확인하여 피크전압 차단기가 최적 상태로 작동되기 전에 문제가 되는 부분을 해결하고, 운영 중에 발생할 수 있는 고장 위험을 방지하여 전력망의 안정성과 신뢰성을 유지할 수 있습니다.

1.2 인수검사의 주요 내용

인수검사는 두 가지 핵심 측면에 집중합니다:

• 전기 성능 검사: 특정 조건 하에서 피크전압 차단기의 전기적 특성이 설계 요구 사항을 충족하는지 확인하여 과전압 및 번개 충격 시 보호 기능이 정상적으로 작동하는지 확보합니다. 실제 검사는 직류 참조 전압(전압-전류 및 비선형 특성을 반영), 누설 전류 검사, 공급 전압 참조 전압, 0.75배의 직류 참조 전압에서의 누설 전류, 방전 카운터 작동, 잔여 전압, 공급 전압 내전압, 그리고 임펄스 전압 테스트 등으로 전기 성능을 종합적으로 평가합니다.

• 절연 저항 검사: 피크전압 차단기의 절연 상태를 감지하여 운영 중에 발생할 수 있는 절연 손상이나 과도한 누설 전류와 같은 잠재적인 위험을 식별합니다. 절연 저항을 측정하여 절연 성능이 표준을 충족하는지 확인하고, 절연 결함으로 인한 시스템 문제를 예방합니다.

1.3 인수검사의 기준 및 규격

인수검사는 정확하고 신뢰할 수 있는 검사를 보장하기 위해 국내외 기준 및 규격을 엄격히 준수해야 합니다. 기준은 피크전압 차단기의 전기적 특성과 환경 적응성에 대한 검사 방법과 기술 요구 사항을 명확히 정의합니다. 중국의 전력 시스템 상황을 고려하여 검사 장비, 환경, 절차에 대한 요구 사항을 세분화하여 검사 과정의 표준화와 결과의 신뢰성을 보장합니다. 검사 중에는 정밀도 요구 사항을 충족하는 장비와 기기를 사용하고, 전문 인력이 표준 절차에 따라 운영해야 합니다. 또한 환경 온도, 습도, 전자기 간섭에 주의하여 실제 운영 환경을 모방하고 정확한 데이터를 얻어야 합니다.

2. 실시간 검사 기술 개요

2.1 실시간 검사의 중요성

실시간 검사는 전력 시스템에서 널리 적용되며, 침입적이지 않고 실시간 모니터링이라는 장점이 있습니다:

• 정전 손실 방지: 정전 없이 검사를 수행하여 전력 공급의 연속성을 보장하고 경제적, 사회적 영향을 줄입니다.

• 실시간 상태 모니터링: 정상 작동에 방해되지 않으면서 피크전압 차단기의 절연, 도전, 열 상태를 동적으로 감지하여 잠재적인 고장 위험을 신속히 식별하고 계획적인 유지보수를 가능하게 하여 대규모 정전과 장비 손상을 방지합니다.

• 전 생애 주기 관리: 피크전압 차단기의 전기 성능과 절연 상태를 검사하여 건강 상태를 평가하고, 번개 충격 및 과전압 시 적절한 작동을 보장합니다. 검사 데이터 분석을 통해 목표 지향적인 유지보수 전략을 수립하여 장비 수명을 연장하고 고장 위험을 줄이며, 상태 기반 유지보수와 예방적 유지보수의 기초를 제공합니다.

• 스마트 그리드 발전 촉진: 전기 장비의 운영 신뢰성을 향상시키고 전력 기업의 안전한 생산과 경제적 이익을 보장하며, 전력 시스템의 지능화와 현대화된 관리 업그레이드를 촉진합니다.

2.2 실시간 검사의 기술 원리

실시간 검사의 기술 원리는 전자기학, 열역학, 음향학 등 여러 물리적 현상에 기반합니다. 활성 상태의 장비에서 전자기장, 온도장, 소음파 등의 매개변수를 측정하고 분석하여 장비의 운영 상태와 건강 상태를 판단합니다.

실시간 검사의 일반적인 방법은 다음과 같습니다:

• 적외선 검사: 적외선 열화상 기술을 사용하여 장비의 표면 온도 분포와 열 전달을 감지하여 이상 고온 영역을 식별하고, 장비의 과열, 접촉 불량, 절연 노후화 등의 문제를 진단합니다.

• 초음파 검사: 장비 내부 및 표면에서 발생하는 초음파 신호를 포착하여 장비의 절연 상태를 평가합니다.

• 임펄스 전압 검사: 장비 내부의 임펄스 전압 신호를 측정하여 절연 결함의 위치와 심각성을 결정하고, 동시에 신호 강도, 주파수, 전압 파형 등의 특성을 분석합니다.

실시간 검사의 기본 원리는 다음과 같이 요약될 수 있습니다:

공식에서 E(t)는 감지된 신호, A는 신호의 진폭, φ는 각주파수, ω는 위상각, n(t)는 노이즈 신호입니다.

2.3 실시간 검사의 실행

실시간 검사를 수행할 때는 검사 대상 유형과 운영 환경에 따라 장비/기기를 선택하고 구성하며, 적절한 센서와 탐지기를 매칭합니다. 피크전압 차단기의 실시간 검사에서는 적외선 열화상기, 초음파 탐지기, 임펄스 전압 탐지기, 실시간 검사기 등이 복잡한 전자기 환경에서도 정확한 검사를 위한 높은 감도/해상도를 제공합니다.

검사 전: 기기 교정을 통해 측정 정확도와 안정성을 보장합니다.
검사 중: 센서 위치와 각도를 과학적으로 배치하여 주요 부위를 완전히 커버하고 정확한 데이터를 수집하여 검사의 신뢰성을 보장합니다. 검사 인원은 절차를 엄격히 준수하고 안전을 우선시하며, 잘못된 작업으로 인한 오류나 사고를 피해야 합니다.

검사 후: 깊이 있는 데이터 분석을 수행하여 이상 신호를 확인/진단하고, 목표 지향적인 유지보수/수리를 실시하여 장비 상태와 잠재적인 결함을 정확히 판단합니다.

3 기술 적용 사례 분석

3.1 인수검사 사례

220 kV 피크전압 차단기 인수검사에서 기술 인력은 새로 설치된 차단기에 대해 전반적인 검사(전기 성능, 절연 저항 등)를 수행했습니다.

• 전기 성능 검사: 직류 참조 전압 결과는 전기적 특성이 표준을 충족하는 것을 보여주었습니다(평활한 전압-전류 곡선, 이상적인 변동 없음).

• 절연 저항 검사: 차단기는 양호한 절연 상태를 보였습니다(저항 범위 내).

• 임펄스 전압 검사: 고감도 탐지기는 내부 절연에明显的翻译中断，让我继续完成剩余部分的翻译： ```html

• 임펄스 전압 검사: 고감도 탐지기는 내부 절연에 명백한 이상이 없다는 것을 확인했습니다.

공급 전압/임펄스 전압 테스트 중, 차단기는 정격 전압을 견디고 정상적으로 작동했습니다. 설치 후 안정적인 작동은 검사의 정확성을 확인했으며, 안전한 가동을 보장했습니다. 기술 인력은 경험을 바탕으로 프로세스를 최적화하여 효율성과 정확성을 향상시켰습니다.

3.2 실시간 검사 사례

변전소 실시간 검사 중, 기술 인력은 운영 중인 220 kV 차단기에 대해 적외선 검사와 임펄스 전압 테스트를 수행했습니다:

• 적외선 검사: 열화상기로 상부 위치에서 약 10°C의 이상 온도 상승을 감지했습니다.

• 임펄스 전압 검사: 추가 검사에서 해당 위치에서 더 강한 임펄스 전압 신호가 발견되어 절연 결함을 나타내었으며, 낮은 절연 저항으로 확인되었습니다.

대상 수리로 정상 작동이 회복되었습니다. 이번 검사는 잠재적인 위험을 시기에 맞게 제거하여 향후 장비 모니터링 및 유지보수에 귀중한 경험을 제공했습니다.

3.3 경험 요약 및 권장사항

피크전압 차단기의 인수검사에서 전기 성능과 절연 저항이 표준을 충족하는 것은 장비의 신뢰성 있는 가동을 위한 핵심 전제 조건입니다. 실제 운영 중에는 검사 장비의 교정 및 유지보수에 주의해야 합니다. 정기적인 유지보수는 측정 정확성과 안정성을 보장합니다. 또한, 검사 데이터의 분석 및 관리를 강화해야 합니다: 장비 건강 기록을 작성하고 추세 분석 모델을 구축하여 장비 상태의 실시간 모니터링과 고장 예측을 실현합니다. 특정 변전소의 실시간 검사 데이터는 표 1에 상세히 나와 있습니다.

표 1에서 볼 수 있듯이 표준화된 실시간 검사와 시기적절한 유지보수는 장비의 운영 신뢰성을 향상시키고 전력 시스템의 안정적인 작동을 보장하는 효과적인 접근법입니다.

4. 결론

220 kV 클래스 이하의 피크전압 차단기의 인수검사와 실시간 검사 기술은 피크전압 차단기의 신뢰성 있는 작동을 보장하는 데 매우 효과적입니다. 향후, 검사 기술이 계속해서 혁신과 발전함에 따라 전력 시스템의 지능화 수준이 더욱 향상되어 전력망의 안전하고 안정적인 운영을 위한 더 견고한 기술적 보장을 제공할 것입니다.