변압기 화재 방지 시스템 – 원인, 유형 및 요구사항

변압기 화재의 원인

변압기는 과열, 심각한 단락, 절연유 결함, 그리고 번개 등의 중요한 문제들로 인해 화재가 발생할 수 있습니다. 변압기 화재는 상대적으로 드물지만 그 결과는 파괴적일 수 있습니다. 아래 도표에서 보듯이, 불에 휩싸인 변압기는 몇 분 내에 복구 불가능하게 손상될 수 있습니다. 그러나 이러한 화재가 인접한 장비와 구조물에 미치는 잠재적인 영향을 고려하는 것이 중요하며, 적절한 완화 조치를 취하면 부수적인 피해를 제한할 수 있습니다.

변압기 화재 위험 및 보호

제어되지 않은 변압기 화재는 광범위한 피해를 초래하고 장기간 예정되지 않은 정전을 유발할 수 있습니다. 123kV 이상의 전압을 가진 고용량 변압기에 대해서는 전용 화재 보호 시스템을 설치하는 것이 표준 관행입니다. 일반적인 해결책 중 하나는 고정식 물분사 시스템으로, 이는 종종 변압기 "폭우" 또는 "소화수" 시스템이라고 불리며, 그림 1에서 보여주고 있습니다.

이러한 시스템은 통제된 대량의 물분사를 통해 변압기를 빠르게 진화시켜, 화재가 인접한 장비나 구조물로 확산되는 위험을 줄이고 가동 중단 시간을 최소화하도록 설계되었습니다.

변압기 화재 보호 시스템

이 시스템은 변압기가 야외에 설치되어 있을 경우 플레임 감지기로, 실내에 설치되어 있을 경우 연기 감지기로 활성화됩니다.

변압기 화재 보호 시스템의 유형

변압기 화재 보호 시스템은 다음과 같이 분류할 수 있습니다:

물 기반 및 안개 시스템

• 구성 요소: 소방펌프, 고정식 물분사 시스템/노즐, 밸브, 밸브 구성 요소, 배관.

• 기능: 고압 분사 또는 미세 안개를 활용하여 변압기에 물을 뿌려 표면을 냉각시키고 화염을 억제합니다.

화재 감지 시스템

• 구성 요소: 화재 감지기(온도, 연기, 또는 플레임 센서), 제어 패널, 케이블.

• 기능: 초기 화재 위험을 감지하고 억제 시스템이나 경보를 트리거하여 대응 시간을 최소화합니다.
  

완화 고려사항

다음과 같은 경우 화재 억제가 덜 중요할 수 있습니다:

• 변압기가 구조물이나 다른 장비로부터 멀리 위치해 있는 경우.

• 연소되는 기름을 효과적으로 격리할 수 있는 경우 (예: 방화벽 또는 배수 시스템).

그러나 대부분의 경우, 공장 구조물, 인접한 장비, 직원을 보호하기 위해서는 화재 억제 조치가 필요합니다.

대체 솔루션

점화점이 높은 기름이나 합성 에스터 등 발화 가능성이 낮은 절연유를 사용하면 화재 위험을 줄이고, 활성 억제 시스템이 필요 없는 경우도 있으므로, 일부 설치에서는 대체 가능한 솔루션이 될 수 있습니다.

변압기 화재 보호 요구 사항

다음은 변압기 화재 보호를 위한 기본 원칙입니다:

미네랄 오일 충전 변압기를 갖춘 신규 시설

• 공장 구조물이나 다른 장비 근처에 위치한 대형 미네랄 오일 충전 변압기를 갖춘 신규 설치는 구조물, 인접한 장비, 환경을 보호하기 위해 활성 화재 억제 시스템을 포함해야 합니다.

• 또한, 유출된 기름으로 인한 환경 오염을 방지하기 위해 적절히 설계된 격리 시스템(예: 기름 보유 다이크)이 필요합니다.

• 신규 시설과 기존 시설에서 가능한 경우, 미네랄 오일 충전 변압기는 건물, 다른 장비, 수로로부터 멀리 위치시켜 화재 및 환경 위험을 최소화해야 합니다. 이러한 경우, 충분한 거리와 기타 위험 완화 조치가 있다면 활성 화재 억제가 불필요할 수 있습니다.
  

기존 시설

• 운영 중인 기능적인 화재 억제 시스템은 계속해서 공장 구조물과 장비를 보호해야 하지만, 현재 코드와 표준에 맞게 주기적으로 검토해야 합니다.

• 비활성화되거나 작동하지 않는 화재 억제 시스템은 현대 표준에 맞게 평가되어 필요하다면 작동 상태로 복원해야 합니다.

• 화재 억제 시스템이 없는 기존 시설은 위험 평가를 통해 필요한 경우 중요한 구조물이나 장비를 보호하기 위해 이를 설치해야 합니다.

변압기 유지보수 및 평가

• 변압기는 정기적인 점검, 테스트, 유지보수 외에도 주기적인 상태 평가가 필요합니다. 상태 지수가 낮은 장치는 고장 위험을 줄이기 위해 재활성화나 교체를 우선적으로 고려해야 합니다.

화재 격리 구조물

• 방화벽이나 장벽 은 인접한 변압기 사이, 변압기와 공장 구조물 사이, 단일 위상 장치 사이, 또는 변압기와 다른 장비 사이에 설치되어야 합니다. 이러한 장벽은 화재와 폭발의 확산을 제한하여 부수적 피해를 최소화합니다.

시스템 운영 및 준수

• 화재 억제 시스템은 긴급 상황에서 신뢰성을 확보하기 위해 정기적으로 운영, 유지, 테스트 되어야 합니다.

• 기름 격리 및 기름-물 분리 구조(예: 유출 범, 간섭 탱크)는 모든 관련 환경 법규와 산업 표준을 준수하여 오염을 방지해야 합니다.

접근 및 공중 안전

• 변압기 영역에 대한 접근은 권한이 있는 인원에게만 제한되어야 합니다. 변압기 근처에 일반인의 접근을 물리적으로 제한하여 부상이나 무단 개입의 위험을 줄여야 합니다.

• 모든 화재 보호 및 격리 조치는 적용되는 환경 법규를 준수하여 규제 불이행 및 생태학적 피해를 방지해야 합니다.

이러한 원칙을 준수함으로써 시설은 화재 위험을 효과적으로 완화하고, 인프라를 보호하며, 직원을 안전하게 하고, 변압기 사고로 인한 환경적 영향을 최소화할 수 있습니다.