현대 변압기에 내장된 보호 장치는 무엇인가요
현대 변압기에 내장된 보호 장치는 무엇인가요?
현대 변압기는 안전한 작동을 보장하고 수명을 연장하며 고장이 확산되는 것을 방지하기 위해 다양한 내장 보호 장치를 갖추고 있습니다. 아래는 일부 일반적인 내부 보호 장치와 그 기능에 대한 개요입니다:
1. 차동 보호
• 기능: 차동 보호는 변압기 내부 고장에 대한 주요 보호 장치입니다. 변압기 양쪽의 전류를 비교하여 전류 불일치가 발생하면 신속하게 트립하여 고장을 격리하여 추가 손상을 방지합니다.
• 적용: 대용량 변압기 또는 중요한 전력 시스템의 변압기에 적합합니다.
2. 가스 (부흐홀츠) 계전기 보호
• 기능: 가스 보호는 변압기의 오일 탱크 내에서 발생하는 가스를 감지합니다. 고장(예: 절연 파괴, 권선 단락)이 발생하면 오일이 분해되어 가스가 생성됩니다. 가스 계전기는 경보(경량 가스) 또는 트립 신호(중량 가스)를 발생시켜 전원 공급을 차단하고 고장이 악화되는 것을 방지합니다.
• 적용: 특히 대형 및 중형 유변압기에 널리 사용됩니다.
3. 과전류 보호
• 기능: 과전류 보호는 외부 또는 내부 단락으로 인한 비정상적인 전류 증가를 감지합니다. 전류가 설정된 임계값을 초과하면 보호 장치는 일정 시간 지연 후 트립하여 과전류로 인한 변압기 손상을 방지합니다.
• 적용: 변압기의 외부 단락에 대한 백업 보호로 사용됩니다.
4. 과부하 보호
• 기능: 과부하 보호는 변압기의 장기간 과부하 상태를 모니터링합니다. 변압기가 장시간 과부하 상태로 작동하면 보호 장치는 알람을 발생시키고 운영자가 조치를 취하도록 하여 과열로 인한 손상을 방지합니다.
• 적용: 특히 장시간 만부하 상태로 작동하는 모든 종류의 변압기에 적합합니다.
5. 온도 보호
• 기능: 온도 보호는 변압기의 오일 온도와 권선 온도를 지속적으로 모니터링합니다. 온도가 설정된 한도를 초과하면 보호 장치는 알람을 발생시키고 냉각 시스템을 활성화하여 온도를 낮춥니다. 심각한 경우 전원 공급을 차단합니다.
• 적용: 특히 대용량 유변압기 및 건식 변압기에 사용됩니다.
6. 제로 서퀀스 전류 보호
• 기능: 제로 서퀀스 전류 보호는 변압기의 접지 고장을 감지합니다. 권선이나 코어에서 접지 고장이 발생하면 제로 서퀀스 전류 보호 장치는 접지 전류의 비정상적인 증가를 감지하고 일정 시간 지연 후 트립하여 고장을 격리합니다.
• 적용: 중성점 접지 시스템의 변압기에 적합합니다.
7. 압력 방출 밸브
• 기능: 압력 방출 밸브는 변압기의 오일 탱크 내에서 과도한 압력 상승을 방지합니다. 고장(예: 단락)으로 인해 오일과 가스가 급속히 팽창하면 압력 방출 밸브는 자동으로 열려서 과도한 압력을 방출하여 탱크가 파손되는 것을 방지합니다.
• 적용: 특히 급속한 압력 상승이 가능한 유변압기에 사용됩니다.
8. 브리더(건조제 브리더)
• 기능: 브리더는 변압기의 온도 변화로 인해 보존 탱크로 들어오는 공기에서 불순물과 습기를 제거합니다. 이는 실리카겔 같은 건조제를 포함하여 습기를 흡수하여 변압기 오일이 오염되지 않도록 합니다.
• 적용: 특히 자주 호흡이 필요한 유변압기에 사용됩니다.
9. 오일 정화기(온열 오일 확장 탱크)
• 기능: 오일 정화기는 변압기 오일을 지속적으로 청정합니다. 이는 오일이 정화기를 통과할 때 물, 자유 산 및 기타 노화 제품을 제거하는 흡착제를 포함하여 오일의 수명을 연장합니다.
• 적용: 특히 장기간 안정적인 작동이 필요한 대형 및 중형 유변압기에 사용됩니다.
10. 모니터링 및 제어 시스템
• 기능: 모니터링 및 제어 시스템은 변압기의 작동 매개변수(전압, 전류, 온도, 오일 수위 등)를 지속적으로 추적합니다. 이상이 감지되면 시스템은 알람을 발생시키고 사전 정의된 논리에 따라 적절한 보호 조치를 취하여 안전한 작동을 보장합니다.
• 적용: 특히 스마트 그리드의 모든 종류의 변압기에 적합합니다.
11. 비전기 보호
기능: 비전기 보호 장치는 변압기 내부의 비전기 고장(예: 가스, 오일 온도, 압력)을 감지합니다. 일반적인 비전기 보호에는 다음과 같은 것들이 포함됩니다:
중량 가스 보호: 변압기 내부에서 많은 양의 가스가 생성될 때 트립합니다.
경량 가스 보호: 소량의 가스가 감지될 때 알람을 발생시킵니다.
고온 오일 보호: 오일 온도가 설정된 한도를 초과할 때 트립하거나 알람을 발생시킵니다.
압력 방출 보호: 오일 탱크 내의 압력이 안전한 한도를 초과할 때 트립하거나 알람을 발생시킵니다.
적용: 특히 대형 및 중형 유변압기에 사용됩니다.
12. 저전압 보호
• 기능: 저전압 보호는 변압기의 전압이 설정된 임계값 미만으로 떨어질 때 감지합니다. 전압이 너무 낮으면 보호 장치가 트립하여 변압기를 격리하여 저전압으로 인한 손상을 방지합니다.
• 적용: 특히 민감한 장비에 연결된 모든 종류의 변압기에 적합합니다.
13. 과전압 보호
• 기능: 과전압 보호는 변압기의 전압이 설정된 임계값을 초과할 때 감지합니다. 전압이 너무 높으면 보호 장치가 트립하여 변압기를 격리하여 과전압으로 인한 손상을 방지합니다.
• 적용: 특히 번개나 일시적인 과전압에 노출되는 모든 종류의 변압기에 적합합니다.
14. 회로 차단기 제어
• 기능: 회로 차단기 제어 장치는 고장이 감지되면 보호 장치와 협력하여 변압기를 전원 공급원에서 신속하게 분리하여 고장이 확산되는 것을 방지합니다.
• 적용: 특히 신속한 격리가 필요한 모든 종류의 변압기에 적합합니다.
15. 통신 기능
• 기능: 현대 변압기 보호 장치는 종종 통신 기능을 갖추고 있어 상위 제어 시스템이나 다른 보호 장치와 데이터 교환이 가능합니다. 이를 통해 원격 모니터링, 고장 진단 및 데이터 분석이 가능합니다.
• 적용: 스마트 그리드 내 변압기에 사용되어 집중 관리 및 유지보수가 가능합니다.
요약
현대 변압기는 전기적 및 비전기적 보호를 모두 포함하는 다양한 보호 장치를 갖추고 있습니다. 이러한 장치들은 다양한 조건 하에서 변압기의 안전하고 신뢰성 있는 작동을 보장하기 위해 함께 작동합니다. 적절한 보호 장치 및 구성을 선택하여 변압기의 특정 응용 환경 및 요구 사항에 맞게 최적화할 수 있으며, 이를 통해 시스템의 전체적인 안전성을 향상시킬 수 있습니다.
