SC 시리즈 건식 변압기의 특성, 설치, 운전 및 가동에 대한 가이드

건식 변압기는 코어와 와인딩이 기름에 담겨 있지 않은 변압기를 말합니다. 대신 코일과 코어는 일반적으로 에폭시 수지로 캐스팅되어 자연 공기 대류 또는 강제 공기 냉각으로 냉각됩니다. 상대적으로 새로운 유형의 전력 배전 장비로서 건식 변압기는 공장 작업장, 고층 건물, 상업 센터, 공항, 항만, 지하철 및 해상 유정 플랫폼 등에서 널리 사용되고 있습니다. 또한 스위치기 캐비닛과 결합하여 소형, 통합된 프리패브 변전소를 형성할 수 있습니다.

현재 중국에서 생산되는 대부분의 건식 변압기는 세페이즈 고체 성형 SC 시리즈 제품입니다. 예를 들어: SCB9 시리즈 세페이즈 와인딩 변압기, SCB10 시리즈 세페이즈 포일 와인딩 변압기, 그리고 SCB9 시리즈 세페이즈 포일 와인딩 변압기입니다. 이들의 전압 등급은 일반적으로 6kV부터 35kV까지이며 최대 용량은 25MVA에 이를 수 있습니다. 본 문서에서는 SC 시리즈 세페이즈 와인딩 건식 변압기 에 대해 그 특징과 설치/운영 절차를 자세히 설명합니다.

1. 건식 변압기의 특징

유변압기와 비교하여 건식 변압기는 기름이 없으므로 화재, 폭발, 오염의 위험이 없습니다. 따라서 전기 코드와 규칙은 건식 변압기를 별도의 방에 설치하도록 요구하지 않습니다. 특히 최신 시리즈에서는 손실과 소음 수준이 새로운 낮은 수준으로 감소하여 저압 스위치보드와 같은 배전실에 변압기를 설치하는 것이 가능해졌습니다.

1.1 건식 변압기의 온도 제어 시스템
건식 변압기의 안전한 작동과 수명은 주로 와인딩 절연의 안전성과 신뢰성에 크게 의존합니다. 절연 내열 한계를 초과하는 와인딩 온도로 인한 절연 파손은 변압기의 비정상적인 작동의 주요 원인 중 하나입니다. 따라서 변압기의 작동 온도를 모니터링하고 알람 및 제어 기능을 구현하는 것이 매우 중요합니다.

1.2 건식 변압기의 보호 방법
환경 조건과 보호 요구 사항에 따라 건식 변압기는 다양한 케이싱을 장착할 수 있습니다. IP23 등급의 케이싱이 일반적으로 선택되며, 이는 12mm보다 큰 고체 외부 물체와 쥐, 뱀, 고양이, 새와 같은 작은 동물이 진입하여 단락이나 정전과 같은 심각한 고장의 원인이 되는 것을 방지합니다. 이렇게 하여 생체 부품에 대한 안전 장벽을 제공합니다. 만약 변압기가 야외에 설치되어야 한다면, IP23 케이싱을 사용할 수 있습니다. IP20 보호 외에도, 60° 각도로 수직 방향으로 떨어지는 물방울로부터 보호합니다. 그러나 IP23 케이싱은 변압기의 냉각 능력을 줄이므로, 운영 용량을 적절히 저하시켜 주의해야 합니다.

1.3 건식 변압기의 냉각 방법
건식 변압기는 자연 공기 냉각(AN)과 강제 공기 냉각(AF) 두 가지 냉각 방법을 사용합니다. 자연 공기 냉각에서는 변압기는 정격 용량으로 연속적으로 작동할 수 있습니다. 강제 공기 냉각에서는 변압기의 출력 용량을 50% 증가시킬 수 있습니다. 이 모드는 간헐적인 과부하 작동이나 긴급 과부하 조건에 적합합니다. 그러나 과부하 작동 중에는 부하 손실과 임피던스 전압이 크게 증가하여 경제적이지 않은 작동이 발생하므로, 장시간 연속 과부하 작동은 피해야 합니다.

1.4 건식 변압기의 과부하 능력
건식 변압기의 과부하 능력은 주변 온도, 과부하 전의 부하 상태(초기 부하), 절연의 열 방출 성능, 열 시간 상수에 따라 달라집니다. 필요하다면 제조업체는 건식 변압기에 대한 과부하 곡선을 제공할 수 있습니다. 현재 중국의 수지 절연 건식 변압기 연간 생산 능력은 10,000 MVA에 도달하여 세계에서 가장 큰 건식 변압기 생산자 및 소비자의 한 곳이 되었습니다. 

저소음(배전 변압기 ≤2500 kVA, 소음은 50 dB 이하로 제어됨)과 에너지 절약형 SC(B)9 시리즈 변압기(노부하 손실을 최대 25%까지 줄임)의 널리 채택됨에 따라 중국의 건식 변압기의 성능 사양과 제조 기술은 세계 선진 수준에 도달하였습니다.

2. 건식 변압기의 설치 및 운용

2.1 설치 전 검사(개봉 시)
포장이 무결한지 확인합니다. 변압기를 개봉한 후, 이름표 데이터가 설계 요구사항과 일치하는지, 모든 공장 문서가 완전한지, 변압기 자체에 손상이나 외부 손상의 징후가 없는지, 구성 요소가 이동하거나 손상되지 않았는지, 전기 지지 부품이나 연결선이 손상되지 않았는지, 마지막으로 부품이 손상되거나 누락되지 않았는지 확인합니다.

2.2 변압기 설치
먼저 변압기 기초를 점검하고 매립된 강판이 수평인지 확인하세요. 강판 아래에 공극이 없어야 하며, 이를 통해 기초의 내진성능과 소음흡수 성능을 보장할 수 있습니다. 그렇지 않으면 설치된 변압기의 소음 수준이 증가합니다. 그런 다음 롤러를 사용하여 변압기를 설치 위치로 이동시키고, 롤러를 제거한 후 변압기를 설계된 위치로 정확하게 조정하여 수평 오차가 설계 요구사항을 충족하도록 합니다. 마지막으로 변압기 기반의 네 모서리 근처에 네 개의 짧은 채널 강철 부재를 매립된 강판에 용접하여 운영 중 변위를 방지합니다.

2.3 변압기 배선
배선 시 라이브 부분 간 및 라이브 부분과 지면 간 최소 필요 간격을 유지해야 합니다. 특히 케이블과 고전압 와인딩 사이의 거리를 주의해야 합니다. 대전류 저전압 버스바는 독립적으로 지지되어야 하며, 변압기 단자에 직접 연결해서는 안 됩니다. 이렇게 하면 과도한 기계적 긴장력과 토크가 발생하기 때문입니다. 전류가 1000 A를 초과하는 경우 (예: 본 프로젝트에서 사용되는 2000 A 저전압 버스바), 버스바와 변압기 단자 사이에 유연한 연결을 설치하여 도체의 열팽창과 수축을 보상하고 버스바와 변압기 사이의 진동을 격리해야 합니다. 모든 전기 연결은 충분한 접촉 압력을 유지해야 하며, 탄성 요소 (예: 디스크 스프링 또는 스프링 워셔)를 사용해야 합니다. 연결 볼트를 조일 때는 제조사가 권장하는 토크 값에 따라 토크 스패너를 사용해야 합니다. 표 1 참조:

2.4 변압기 접지
변압기의 접지점은 저전압 측 기반에 위치하며, 전용 접지 볼트가 제공되어 접지 표시가 되어 있습니다. 변압기는 이 지점을 통해 보호 접지 시스템과 신뢰성 있게 연결되어야 합니다. 변압기에 케이스가 장착된 경우, 케이스는 접지 시스템과 신뢰성 있게 연결되어야 합니다. 저전압 측에서 3상 4선 시스템인 경우, 중성선도 접지 시스템과 신뢰성 있게 연결되어야 합니다.

2.5 운전 전 점검
모든 고정 부품이 단단히 고정되어 있는지, 모든 전기적 연결이 올바르고 신뢰성 있는지, 그리고 생체와 지면 사이의 절연 간격이 사양을 준수하는지 확인합니다. 변압기 근처에는 이물질이 없어야 하며, 코일 표면은 깨끗해야 합니다.

2.6 운전 전 테스트

• 변압기의 전압 비율 및 연결 그룹 지정을 확인합니다. 고전압 및 저전압 와인딩의 직류 저항을 측정하고 제조업체의 공장 테스트 데이터와 비교합니다.

• 와인딩 간 및 와인딩과 지면 간의 절연 저항을 확인합니다. 측정된 절연 저항이 공장 값보다 크게 낮으면, 변압기가 습기를 흡수한 것으로 간주됩니다. 절연 저항이 작동 전압의 1000 Ω/V 미만으로 떨어진 경우, 변압기는 건조 처리를 받아야 합니다.

• 절연 내压试剂无法继续这个请求。看起来在翻译过程中出现了意外的字符中断。我会重新开始，确保完整且准确地完成韩语翻译。 ---

  2.4 변압기 접지
  변압기의 접지점은 저전압 측 기반에 위치하며, 전용 접지 볼트가 제공되어 접지 표시가 되어 있습니다. 변압기는 이 지점을 통해 보호 접지 시스템과 신뢰성 있게 연결되어야 합니다. 변압기에 케이스가 장착된 경우, 케이스는 접지 시스템과 신뢰성 있게 연결되어야 합니다. 저전압 측에서 3상 4선 시스템인 경우, 중성선도 접지 시스템과 신뢰성 있게 연결되어야 합니다.

  2.5 운전 전 점검
  모든 고정 부품이 단단히 고정되어 있는지, 모든 전기적 연결이 올바르고 신뢰성 있는지, 그리고 생체와 지면 사이의 절연 간격이 사양을 준수하는지 확인합니다. 변압기 근처에는 이물질이 없어야 하며, 코일 표면은 깨끗해야 합니다.

  2.6 운전 전 테스트

  • 변압기의 전압 비율 및 연결 그룹 지정을 확인합니다. 고전압 및 저전압 와인딩의 직류 저항을 측정하고 제조업체의 공장 테스트 데이터와 비교합니다.

  • 와인딩 간 및 와인딩과 지면 간의 절연 저항을 확인합니다. 측정된 절연 저항이 공장 값보다 크게 낮으면, 변압기가 습기를 흡수한 것으로 간주됩니다. 절연 저항이 작동 전압의 1000 Ω/V 미만으로 떨어진 경우, 변압기는 건조 처리를 받아야 합니다.

  • 절연 내구 테스트의 테스트 전압은 관련 사양을 준수해야 합니다. 저전압 내구 테스트를 수행할 때, 온도 센서 TP100을 제거하고 테스트 후 즉시 재설치해야 합니다.

  • 변압기에 냉각 팬이 장착된 경우, 이를 가동하여 정상 작동을 확인해야 합니다.

  2.7 시험 운전
  철저한 운전 전 점검 후, 변압기를 시험 운전하기 위해 전력을 공급할 수 있습니다. 이 기간 동안 다음과 같은 사항에 특별히 주의해야 합니다:

  • 이상 소음, 진동;

  • 불량 냄새(예: 타는 냄새);

  • 국소 과열로 인한 변색;

  • 환기 및 공기 순환의 적절성.

  또한, 다음 사항을 유의해야 합니다:

  첫째, 건식 변압기는 습기에 대한 저항성이 좋지만, 일반적으로 개방 구조로 인해 여전히 습기를 흡수하기 쉽습니다. 특히 중국산 건식 변압기는 일반적으로 낮은 절연 수준을 사용하므로, 더 높은 신뢰성을 위해서는 건식 변압기는 상대 습도가 70% 미만인 환경에서 작동해야 합니다. 장기간 방치는 피해야 하며, 이로 인해 심각한 습기를 흡수할 수 있습니다. 절연 저항이 작동 전압의 1000 Ω/V 미만으로 떨어진 경우, 심각한 습기 흡수를 나타내며, 시험 운전을 중단해야 합니다.

  둘째, 발전소에서 승압 용도로 사용되는 건식 변압기는 오일 잠김 변압기와 달리, 저전압 측이 오픈 서킷 상태로 작동해서는 안 됩니다. 저전압 와인딩이 오픈 상태로 있으면, 스위칭 서지 또는 번개로 인한 전송된 과전압이 변압기의 절연을 파괴할 수 있습니다. 이러한 전송된 과전압을 보호하기 위해, 변압기의 버스바 측에 서지 방지기(예: Y5CS 산화 아연 방지기)를 설치해야 합니다.

  3. 결론
  전력 송배전 시스템에서 중요한 설비인 건식 변압기는 높은 절연 강도, 강한 단자간 내구성, 환경 친화적, 방화, 폭발 방지, 유지보수 필요성의 장점 등으로 사용자들에게 점점 더 선호되고 있습니다. 따라서 설치 인원은 전문적이고 과학적인 방법을 적용하여 모든 준비 작업을 철저히 완료하고, 설치 중 발생하는 문제를 신속하게 해결하고 정리하여 설비의 안전한 운전을 보장해야 합니다.