전력 장비를 위한 상태 기반 유지보수 및 고장 진단: 전략과 기술

전력 설비의 운영 상태는 전력 회사의 공급 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 전력 설비의 정기적인 유지보수는 고장 위험을 줄일 수 있지만, 기존의 상태 기반 유지보수(CBM)에서 여전히 중요한 인적 및 물적 자원이 소모되고 있습니다. CBM을 구현함으로써 유틸리티는 설비 상태에 대한 실시간 통찰력을 얻을 수 있으며, 이를 통해 즉시 고장을 감지하고 수리를 할 수 있습니다. 이는 전력 공급 신뢰성과 전력선의 전체 건강성을 크게 향상시키며, 유틸리티 발전을 위한 견고한 기반을 제공합니다.

1. 전력 설비를 위한 상태 기반 유지보수(CBM)의 역할

1.1 배전망 신뢰성 향상
배전망의 구축 및 운영에는 합리적인 구조 설계와 경제적 효율성뿐만 아니라 높은 신뢰성과 첨단 기술이 필요합니다. 이러한 모든 영역에서 균형 잡힌 진전을 보장함으로써 성장하는 전력 수요를 충족할 수 있는 강력한 배전망을 구축할 수 있습니다. 배전망 신뢰성을 효과적으로 향상시키려면 변전소 설비 상태 모니터링의 전략적 구현이 필요합니다. CBM은 가장 효과적인 접근 방식 중 하나입니다. CBM을 현대 기술과 결합하면 설비 고장을 신속하게 감지하고 해결하여 안전 사고를 예방하고 경제적 손실을 최소화할 수 있습니다.

1.2 전력 유틸리티에서 표준화 및 세분화된 관리 촉진
표준화 및 세분화된 관리를 달성하려면 전력 유틸리티는 전통적인 거친 관리 모델에서 벗어나야 합니다. 모든 관리 프로세스에 명확하고 측정 가능한 기준과 첨단 과학적 관리 원칙을 도입해야 합니다. CBM은 세부적인 관리를 효과적으로 표준화하여 더 낮은 투자로 더 큰 수익을 창출하고 전력 기업의 추가 발전을 촉진합니다.

2. 전력 시스템 내 전기 설비의 일반적인 고장

2.1 기계적 고장
기계적 고장은 주로 부족한 유지보수로 인해 발생합니다. 유지보수 인원이 정기적인 서비스를 수행하지 않으면 기계 구성 요소가 장기간 연속적으로 작동하면서 마모, 피로, 기타 이상 현상이 발생하여 심각한 기계적 고장으로 이어질 수 있습니다. 연구에 따르면 이러한 설비의 모터는 종종 독립적으로 작동하기 때문에 고장 진단이 어려워 적시 감지와 해결이 지연될 수 있습니다. 이러한 경우 유지보수 인원은 광범위한 경험뿐만 아니라 고급 진단 장비도 필요합니다.

2.2 절연 고장
절연 고장은 전기 설비 작동 중 가장 일반적인 고장 유형입니다. 장시간 작동하는 고압 전기 장치는 고전압 및 강한 전기장과 같은 외부 요인으로 인해 표면 절연체의 안전한 작동이 침해되어 문제가 발생할 수 있습니다. 검사 중 발견되지 않으면 이러한 문제는 악화되어 중대한 설비 고장으로 발전할 수 있습니다. 연구에 따르면 절연 고장은 변압기 및 전류 변환기와 같은 구성 요소에서 자주 발생합니다. 주요 원인은 본래의 설계 한계, 불량한 밀봉, 외부 환경의 부식 또는 배선의 침식 등입니다. 또한 외부 재료의 밀봉이 손상되면 절연 고장이 발생할 수도 있습니다.

2.3 과열 고장
전기 설비는 작동 중 열을 생성하고 전달합니다. 이 과정에서 단락 등의 이상이 발생하면 전류와 열이 급격히 증가하여 갑작스러운 온도 상승을 초래할 수 있습니다. 이는 구성 요소에 심각한 손상을 입히고 설비 작동을 방해할 수 있습니다. 회로 구성 요소의 온도 이상은 순찰 중에 비교적 쉽게 감지되므로 유지보수 인원은 발견 즉시 이를 처리해야 합니다.

3. 전력 설비를 위한 상태 기반 유지보수 기술 연구

3.1 첨단 유지보수 기술의 도입
CBM은 "수리해야 하는 것을 수리하고, 수리는 올바르게 수행해야 한다"는 원칙을 따라야 합니다. 구현 과정에서는 새로운 기술을 기존 시스템과 통합하여 전력 시스템의 현대화를 강화해야 합니다. 기술이 발전함에 따라 유지보수 기술도 발전해야 합니다. 일반적인 CBM 기술에는 상태 모니터링, 상태 예측, 상태 평가가 포함됩니다. 먼저, 매개변수를 사용하여 설비 상태를 모니터링합니다. 그런 다음, 설비 유형에 따라 시간 시리즈 분석이나 인공 신경망과 같은 예측 방법을 적용합니다. 마지막으로, 검사 결과의 평가는 CBM 프로세스를 지원하는 신뢰할 수 있는 상태 보고서를 제공합니다.

3.2 변전소에서의 적용
변전소는 전력 시스템의 기본 인프라로, 전력 송배전을 담당합니다. 전통적인 변전소 유지보수는 계전 보호 장치에 의존합니다. 이상이 감지되면 직원들이 현장으로 이동하여 검사 및 수리를 수행해야 하므로 효율성이 낮습니다. 자동화 기술의 발전으로 CBM과 자동화 기술을 통합함으로써 유지보수 효율성이 크게 향상되었습니다. 원격 모니터링을 통해 직원들은 컴퓨터를 통해 운영 매개변수를 확인하고, 지역 전력 사용 데이터를 수집 및 분석하며, 이상을 식별하고, 과거 데이터를 기반으로 잠재적인 고장을 예측할 수 있습니다. 이를 통해 대상적이고 효율적인 유지보수가 가능하며, 안정적인 변전소 운영이 보장됩니다. 전력 시스템은 복잡하므로 단일 구성 요소의 고장이 연쇄적인 고장을 유발할 수 있습니다. 따라서 단락 스위치에 대한 CBM은 필수적입니다. 이러한 스위치는 과열로 인해 고장이 발생할 수 있으며, 표면 온도를 모니터링하여 즉시 해결할 수 있습니다. 일부 유틸리티는 CBM을 위한 소프트웨어와 하드웨어를 배포했지만, 여전히 전통적인 관리 방법을 사용하여 새로운 기술의 효과가 제한되고 있습니다. 따라서 관리자와 기술 인력의 역량을 향상시키는 것이 CBM의 효과를 극대화하는 데 중요합니다. 새로운 기술인 CBM은 인력이 지속적으로 학습하여 그 잠재력을 최대한 활용할 수 있도록 해야 합니다.

3.3 CBM 평가 시스템 구축
유틸리티의 일상적인 유지보수는 일반적으로 변압기, 전력선, 차단기 등을 점검하는 작업을 포함합니다. 유지보수 기록은 인수인계 시 참고용으로 유지되지만, 공식적인 평가 시스템은 종종 부족합니다. 유지보수 효과를 개선하려면 종합적인 CBM 평가 시스템을 구축해야 합니다. 유지보수 중 수집된 데이터는 상세한 상태 보고서로 기록 및 컴파일되어 강력한 평가 프레임워크를 형성합니다. 이는 미래의 유지보수 계획 및 의사결정을 위한 소중한 역사적 데이터를 제공합니다.

결론
오늘날의 사회는 정보 기반이며 지능적이며, 모든 산업 분야에서 자동화 및 스마트 기술을 통합하고 있습니다. 중국의 광범위한 전력 그리드 인프라와 확장되는 서비스 영역을 고려할 때, CBM은 전력 시스템의 안정성을 유지하는 데 기본적입니다. 따라서 유틸리티는 그리드 신뢰성과 운영 안정성을 보장하기 위해 유지보수 관행을 강화해야 합니다.