전력 송전 변압기의 활용률 지표와 개선 방법은 무엇인가요?

1. 전력 송전 변압기의 활용률과 관련된 지표

전력 송전 변압기의 활용률은 전력 에너지의 송전 및 배전 비용뿐만 아니라 장비 자체의 활용 효율성을 고려해야 합니다. 핵심 지표는 주로 부하율, 부하 계수, 설비 수명률 세 가지 차원으로 구성됩니다.

1.1 부하율
이는 최대 부하 시점의 실제 부하와 변압기의 정격 용량 간의 비율을 의미합니다. 이는 다양한 작업 조건 하에서 장비의 부하 인내력을 반영할 뿐만 아니라 장비의 운영 안전성도 반영합니다. 실제 응용에서는 부하율이 높을수록 변압기의 효과적인 활용률이 높아집니다. 그 값은 안전 기준과 발전 여유에 의해 공동으로 결정되며, 두 가지는 서로 독립적입니다: 안전 기준의 틀 내에서 선로가 연결하는 객체가 많을수록 시스템의 부하 인내력이 강해집니다.

1.2 부하 계수
특정 시간 범위 내에서 평균 부하와 최대 부하의 비율을 나타냅니다. 이는 일정 시간 동안의 부하 변동 특성을 어느 정도 반영하며, 전기 장비의 전체 활용 수준도 반영합니다. 일반적으로 부하 계수가 높을수록 전력 송전 및 배전 장비의 종합 활용률이 높아집니다.

1.3 수명률
장비의 실제 사용 수명과 설계된 표준 사용 수명의 비율을 의미합니다. 장비의 표준 사용 수명은 출고 시 설명서에 명확히 표시되어 있습니다. 그러나 실제 운영 중에는 운전 환경, 부하 강도, 부하 안정성 등의 요인으로 인해 실제 수명이 표준 값과 달라질 수 있습니다. 수명률이 1보다 크다면, 장비가 예상 이상으로 역할을 수행하였음을 의미하며, 이는 간접적으로 활용률을 향상시키고 전력 송전 비용을 줄일 수 있습니다.

2. 전력 송전 변압기의 활용률 개선 방법
2.1 부하 계수 개선

다음과 같은 조치를 통해 부하 변동을 균형화하여 장비 활용 효율을 개선합니다:

2.1.1 피크-밸리 차이 축소
산업 및 주거용 전력 소비에는 분명한 일간 피크-밸리 특성이 있습니다: 주거용 전력 소비의 피크는 18:00부터 21:00 사이에 집중되고, 밸리는 새벽에 있습니다. 산업용 전력 소비의 경우, 피크는 낮이고 밸리는 밤입니다. 피크와 밸리 기간 사이의 전력 소비 격차를 좁히면 부하 곡선을 안정화시켜 부하 계수와 변압기의 활용률을 높일 수 있습니다.

구체적으로, 시간별 전기요금 체제를 채택할 수 있습니다: 피크 시간대의 전력 소비 가격을 올리고, 밸리 시간대의 가격을 낮추어 시장 조절을 통해 "피크 삭감 및 밸리 채우기"를 실현합니다. 이러한 조치는 장비의 활용률을 향상시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라 전력 송전 및 배전 시스템의 안정성도 향상시킵니다. 현재 중국 일부 지역에서는 기술 제약으로 인해 시간별 요금제가 시행되지 않고 있으며, 현지 전력 공급 기업들은 메커니즘 개선을 서둘러야 합니다.

2.1.2 부하 유형의 적절한 매칭
전력망의 단말 장비들 간에는 전력 소비 시간과 방식에 차이가 있습니다. 시간대별로 부하를 매칭함으로써 피크-밸리 차이를 보완할 수 있습니다. 이상적으로, 일일 부하 변동이 없다면 전력 공급 효율이 최적 수준에 도달할 수 있지만, 실제로 이를 달성하기는 어렵습니다.

산업단지 내 기업 유형의 분포를 최적화하고, 다양한 산업 간의 전력 소비 시간대를 균형화함으로써 총 부하 변동을 줄일 수 있습니다. 주거용 전력 소비 분야에서는 전력 소비 장비 제조업체들이 시간별 전력 소비 기능을 개발하도록 촉진하여, 장비가 낮에는 더 많이 작동하고 밤에는 에너지를 덜 소비하도록 유도하면서도 정상적인 사용을 보장할 수 있습니다.

2.2 부하율 개선

배선 모드를 최적화하고 무효전력 보상 장비를 구성하여 장비의 부하 인내력을 향상시킵니다:

2.2.1 배선 모드 최적화
공용망을 예로 들면, 다양한 배선 모드 간에는 전력 공급 활용률과 신뢰성에 있어 큰 차이가 있습니다. 주요 모드로는 단일 링 네트워크, 2공급-1대기, 이중 링 네트워크, 다중 구간 N-연결, 3공급-1대기, 방사형 등이 있습니다. 그 중 2공급-1대기 모드의 이론적 선 활용률이 2/3으로 가장 높으며, 3공급-1대기 모드는 3/4이며, 모두 높은 신뢰성을 가지고 있습니다. 단일 방사형 모드의 이론적 활용률은 1에 도달할 수 있지만, 신뢰성이 낮습니다. 이중 링 네트워크, 다중 구간 N-연결, "2-1", "3-1" 모드는 모두 높은 신뢰성을 가지지만, 이론적 활용률은 각각 1/2, 1/2, 2/3입니다. 단일 방사형 모드를 제외하면 나머지는 모두 N-1 안전 기준을 충족합니다. 따라서 실제 전력 공급 신뢰성 요구사항과 함께 높은 활용률을 가진 배선 모드를 선택해야 합니다.

2.2.2 무효전력 보상 장비 구성
전력 삼각형에서 유효전력이 변하지 않는 경우, 전력 인자의 감소는 무효전력 수요의 증가를 초래합니다. 실제 운영에서는 정격 전력에 도달하지 못해 전기 장비를 확장해야 하는 경우가 많아, 이는 활용률을 낮추고 선로 손실을 증가시킵니다. 따라서 무효전력 보상을 통해 장비의 잉여 용량을 줄여야 합니다.
실제로 현장 보상은 최적의 방법으로, 무효전력 전송 손실을 줄일 수 있습니다. 그러나 완전한 실행에는 안전 및 비용 압박이 있습니다. 계층적 보상, 집중 설치, 분산 설치 세 가지 방법을 결합하여 과보상을 피하는 것이 좋습니다.

2.3 수명률 개선

실시간 모니터링과 전 수명주기 관리를 통해 장비의 효과적인 사용 시간을 연장합니다:

2.3.1 운영 상태 모니터링 강화
정량적 지표를 사용하여 장비 상태를 평가합니다(예: 1은 최고, 0은 최저) 그리고 실시간으로 수치 변동을 추적합니다. 값이 설정 범위를 초과하거나 임계값 아래로 떨어지면 즉시 이상으로 판단하고 유지보수 또는 교체를 계획합니다.

2.3.2 운영 환경 관리 최적화
변압기의 운영은 극단적인 날씨와 온도 차이와 같은 환경 요인에 크게 영향을 받습니다. 주변 환경을 종합적으로 평가하여 장비 상태를 정확하게 판단해야 합니다. 동시에 정기적인 점검(특히 극단적인 날씨 후)을 통해 온도, 습도, 광선과 같은 요인으로 인한 과도한 노후화로부터 장비를 보호하여 손실을 줄여야 합니다.

2.3.3 폐기 관리 표준화
장비 성능 파라미터와 설명서를 기반으로 월별 폐기 계획을 작성하고, 상태 모니터링 데이터와 함께 엄격히 실행합니다. 폐기될 것으로 결정된 변압기에 대해서는 폐기 의견을 작성하고, 식별 및 검토 등 내부 절차를 완료해야 합니다. 재사용 가능한 유휴 장비는 적절한 환경에서 보관하고, 재운영 전에 종합적인 점검 및 시험 운전이 필요합니다.
장비가 폐기되었음을 확인하고 관련 절차를 완료한 후, 폐기 자재는 평가, 기록, 처리가 필요합니다. 구체적인 처리 방법에는 제조사 회수, 규정 준수 폐기물 거래 등이 포함됩니다.