H59/H61 변압기 고장 분석 및 보호 조치

1. 농업용 H59/H61 유침식 배전 변압기의 손상 원인

1.1 절연 손상
농촌 전력 공급은 일반적으로 380/220V 혼합 시스템을 사용합니다. 단일 상 부하 비율이 높아 H59/H61 유침식 배전 변압기는 종종 세 상 부하 불균형 상태에서 작동합니다. 많은 경우에 세 상 부하 불균형 정도가 운영 규정에서 허용하는 한도를 크게 초과하여, 감속기의 절연재가 조기에 노화되고 악화되어 결국 실패하게 되어 소각됩니다.

H59/H61 유침식 배전 변압기가 장기간 과부하 상태에서 작동하거나 저전압 측 선로 고장 또는 갑작스러운 큰 부하 증가를 겪고, 저전압 측에 보호 장치가 설치되지 않은 경우—고전압 측 낙하식 차단기(fuse)가 적시에 작동하지 않거나(또는 전혀 작동하지 않는 경우)—변압기는 정격 전류보다 훨씬 큰 고장 전류(때로는 정격 값의 몇 배)를 장시간 처리해야 합니다. 이로 인해 온도가 급격히 상승하여 절연재의 노화가 가속화되고 결국 감속기가 소각됩니다.

장기간 운전 후 H59/H61 유침식 배전 변압기의 고무 구슬 및 패킹과 같은 밀봉 부품이 노화되고 균열이 생겨 효과가 없어집니다. 이를 적시에 발견하고 교체하지 않으면 기름 누출과 기름 수준의 하락으로 이어집니다. 공기 중의 습기가 절연유로 대량으로 들어가서 절연유의 절연 강도가 크게 감소합니다. 심한 기름 부족 상태에서는 분할 접속기(tap changer)가 공기와 접촉하여 습기를 흡수하고 방전이나 단락이 발생하여 변압기가 소각될 수 있습니다.

제조 과정이 부적절한 경우—예를 들어 감속기층 사이의 바니시 침투가 완전하지 않거나(또는 저품질의 절연 바니시), 건조가 충분하지 않거나, 감속기 접합 용접이 신뢰성 있게 이루어지지 않은 경우—H59/H61 유침식 배전 변압기에는 숨겨진 절연 결함이 남게 됩니다. 또한, 시운전이나 유지보수 중에 품질이 낮은 절연유가 추가되거나, 습기와 오염물질이 유입되어 유질이 저하되고 절연 강도가 감소합니다. 시간이 지나면서 이는 절연 파괴와 H59/H61 유침식 배전 변압기의 소각으로 이어질 수 있습니다.

1.2 과전압
피뢰 접지 저항이 요구되는 기준을 충족하지 않습니다. 초기에는 합격했더라도 시간이 지남에 따라 접지 시스템의 철강 부품의 부식, 산화, 파손, 또는 용접 불량으로 인해 접지 저항이 크게 증가하여 번개가 치면 변압기가 손상될 수 있습니다.

불완전한 피뢰 보호 구성이 일반적입니다: 많은 농촌 H59/H61 유침식 배전 변압기들은 고전압 측에만 한 세트의 고전압 서지 방지기를 장착하고 있습니다. 농촌 전력 시스템은 거의 Yyn0 연결된 변압기를 사용하기 때문에, 번개가 칠 때 순방향 및 역방향 변환 과전압이 발생할 수 있습니다. 저전압 측에 서지 방지기가 없으므로, 이러한 과전압은 변압기 손상 위험을 크게 증가시킵니다.

농촌 10kV 전력 시스템은 발진공진의 가능성이 상대적으로 높습니다. 발진공진 과전압 동안 H59/H61 유침식 배전 변압기의 일차측 전류가 급격히 증가하여 감속기 소각 또는 부싱 플래시오버, 심지어 폭발까지 일어날 수 있습니다.

1.3 혹독한 운전 조건
여름 고온 기간이나 H59/H61 유침식 배전 변압기가 장기간 과부하 상태에서 연속적으로 작동할 때, 기름 온도가 과도하게 상승합니다. 이는 열 방출을 심각하게 저하시키고 절연재의 노화, 악화, 그리고 실패를 가속화하여 결국 변압기의 수명을 단축시킵니다.

1.4 잘못된 분할 접속기 작동 또는 낮은 품질
농촌 전력 부하가 분산되어 있으며, 계절별로 매우 다르고, 피크-밸리 차이가 크며, 저전압 선로가 길어서 전압 변동이 큽니다. 결과적으로 농촌 전기 기술자들은 종종 H59/H61 유침식 배전 변압기의 분할 접속기를 수동으로 조정합니다. 대부분 이러한 조정은 규정된 절차를 따르지 않고, 재가동 전에 각 상의 직류 저항 값을 측정하고 비교하지 않으므로, 많은 변압기들이 분할 접속기가 잘못 위치하거나 접촉이 나빠져 접촉 저항이 급격히 증가하여 분할 접속기가 소각됩니다.

품질이 낮은 분할 접속기—고정 접점과 움직이는 접점 사이의 접촉이 부족하거나, 외부 위치 표시기와 실제 내부 위치가 일치하지 않는 경우—는 가동 후 방전이나 단락이 발생하여 분할 접속기 또는 전체 감속기가 파괴될 수 있습니다.

1.5 변압기 코어 접지 문제
H59/H61 유침식 배전 변압기의 본질적인 품질 문제로 인해 실리콘 강판 사이의 절연 바니시가 시간이 지남에 따라 노화되거나 다른 이유로 조기에 악화되어, 코어의 다중 접지가 발생하여 손상됩니다.

1.6 장기간 과부하 운전
농촌 경제의 발전으로 인해 전력 수요가 급격히 증가했습니다. 그러나 새로운 H59/H61 유침식 배전 변압기가 적시에 설치되지 않았으며, 기존 장치가 더 큰 용량의 모델로 교체되지 않았습니다. 결과적으로 현재 변압기는 만성적인 과부하 상태에서 작동하고 있습니다. 농촌 지역의 단일 상 부하 비율이 높아 세 상 부하 균형을 이루지 못하므로, 한 상이 장기간 심각한 과부하 상태에 처하며, 중성선 전류가 허용 가능한 한도를 크게 초과합니다. 이러한 조건은 결국 H59/H61 유침식 배전 변압기의 소각으로 이어집니다.

2. 대책
관련 규정에 따르면 모든 H59/H61 유침식 배전 변압기는 번개, 단락, 과부하에 대한 세 가지 기본적인 보호 장치를 갖추어야 합니다. 번개 보호는 고압 및 저압 측 모두에 서지 방지기 설치가 필요하며, 산화 아연(ZnO) 방전기가 선호됩니다. 단락 및 과부하 보호는 별도로 고려해야 합니다: 고압 떨어짐형 차단기는 주로 내부 단락을 보호해야 하며, 과부하 및 저압 회로 단락은 저압 측에 설치된 저압 회로 차단기 또는 차단기로 처리해야 합니다.

운전 중에는 클램핑 암미터를 정기적으로 사용하여 3상 부하 전류를 측정하고 불균형이 규제 한도 내에 있는지 확인해야 합니다. 불균형이 허용 값 이상인 경우 즉시 부하 재분배를 수행하여 규정에 맞게 조정해야 합니다.

H59/H61 유침식 배전 변압기에 대한 정기 점검은 규정에 따라 수행되어야 하며, 기름 색상, 기름 수위, 기름 온도가 정상인지 확인하고 기름 누출 여부를 점검해야 합니다. 인설트 표면은 플래시오버나 방전 흔적을 점검해야 합니다. 어떤 이상 사항이라도 즉시 처리해야 합니다. 변압기 외부, 특히 인설트는 주기적으로 먼지와 오염 물질을 제거하기 위해 청소해야 합니다.

매년 번개 시즌 전에 고압 및 저압 서지 방지기와 접지 도체는 철저히 점검해야 합니다. 규정에 맞지 않는 방전기는 교체해야 합니다. 접지 도체는 단선, 용접 불량, 균열이 없어야 합니다. 알루미늄 선은 사용하지 않아야 하며, 대신 접지 도체는 직경 10-12mm의 원형 강철이나 30×3mm 평강으로 만들어져야 합니다.

접지 저항은 건조한 겨울 날씨(최소 일주일 연속 맑은 날 후)에 매년 테스트해야 합니다. 규정에 맞지 않는 접지 시스템은 수정해야 합니다. 변압기의 단자 스텁을 고압 및 저압 측의 공중 전선과 연결할 때는 구리-알루미늄 전환 커넥터 또는 구리-알루미늄 장비 클램프를 사용해야 합니다. 연결 전에 이 커넥터의 접촉 면은 0번 사포로 닦고 적당량의 도전성 그리스를 바르십시오.

H59/H61 유침식 배전 변압기의 탭 체인저 작동은 규정을 엄격히 준수해야 합니다. 조정 후 변압기를 즉시 재공급하지 말아야 합니다. 대신, 웰스톤 다리로 조작 전후의 모든 상의 직류 저항 값을 비교해야 합니다. 중요한 변화가 관찰되지 않는 경우, 조작 후의 상간 및 선간 직류 저항 값을 비교해야 합니다: 상간 차이는 4%를 초과하지 않고, 선간 차이는 2% 미만이어야 합니다. 이러한 기준을 충족하지 못하는 경우 원인을 파악하고 수정해야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족한 후에만 H59/H61 유침식 배전 변압기를 서비스에 복귀시킬 수 있습니다.