변압기 코어 결함 판단 방법 및 진단과 해결 방법

1.1 코어의 다점 접지 고장의 위험성

정상 작동 중에는 변압기 코어는 한 점에서만 접지되어야 합니다. 작동 중에 교류 자기장이 감속선 주변을 둘러싸고 있습니다. 전자기 유도로 인해 고전압과 저전압 감속선 사이, 저전압 감속선과 코어 사이, 코어와 탱크 사이에 기생 커패시턴스가 존재합니다. 전력이 공급된 감속선은 이러한 기생 커패시턴스를 통해 코어에 대해 부유 전위를 형성합니다. 코어(그리고 다른 금속 부품)와 감속선 간의 거리가 같지 않으므로, 구성 요소 간에 전위 차가 발생합니다. 두 점 간의 전위 차가 그들 사이의 절연체의 절연 강도를 초과할 때 스파크 방전이 발생합니다. 이러한 방전은 단발적으로 발생하며 시간이 지남에 따라 변압기 오일과 고체 절연체를 손상시킵니다.

1.2 코어 접지 고장의 원인
흔한 원인은 다음과 같습니다:

• 불량한 구조 기술이나 설계 결함으로 인한 접지 스트랩의 단락;
• 보조 장치나 외부 요인으로 인한 다점 접지;
• 조립 중 변압기 내부에 남아있는 금속적 이물질, 또는 코어 제조 과정에서 발생하는 날카로운 부분, 녹, 용접 슬래그.

1.3 코어 고장의 유형
변압기 코어 고장의 일반적인 유형은 다음과 같은 여섯 가지 범주로 나뉩니다:

• 코어가 탱크나 클램핑 구조물과 접촉:
  설치 중 탱크 덮개의 운송 볼트가 뒤집히거나 제거되지 않아 코어가 탱크와 접촉할 수 있습니다. 다른 사례로는 클램핑 림 플레이트가 코어 림과 접촉하거나, 왜곡된 실리콘 강판이 클램핑 플레이트와 접촉, 하단 클램프 발과 요크 사이의 종이 절연체가 떨어져서 라미네이션과 접촉하거나, 너무 긴 온도계 부싱이 클램프, 요크, 또는 코어 칼럼과 접촉하는 경우입니다. 또한, 통과 핀 볼트의 철강 소켓이 너무 길어서 실리콘 강판과 단락되는 경우도 포함됩니다.통과 핀 볼트의 철강 소켓이 너무 길어서 실리콘 강판과 단락.
• 탱크 내 이물질로 인한 코어의 국부적인 단락:예를 들어, 산시의 한 변전소에서 31,500/110 kV 전력 변압기에서 후드 리프팅 중 클램프와 요크 사이에 드라이버 핸들이 박혀 있는 것을 발견했습니다. 또 다른 60,000/220 kV 변압기는 120 mm 구리 선을 포함하고 있었습니다.
• 코어 절연체의 습기 또는 손상:하단에 축적된 슬러지와 습기가 절연 저항을 줄입니다. 클램프 절연체, 발판 절연체, 또는 코어 상자 절연체(종이 판 또는 목재 블록)의 열화 또는 습기 유입은 고저항 다점 접지를 초래할 수 있습니다.
• 유수식 펌프의 마모된 베어링:금속 입자가 탱크에 들어가 하단에 침전되며, 전자기력에 의해 하단 코어 요크와 발판 또는 탱크 바닥 사이에 도전 경로를 형성하여 다점 접지를 일으킵니다.
• 불량한 운영 및 유지 관리, 예를 들어 예정된 점검을 수행하지 않는 경우.

2.1 코어 고장의 검사 방법

• 저항이 200~400 Ω인 경우: 고저항 접지가 존재하며, 변압기는 수리가 필요합니다.
• 저항이 1,000 Ω 이상인 경우: 접지 전류가 작아 제거하기 어려우나, 주기적인 온라인 모니터링(클램프 미터 또는 DGA)과 함께 계속 운영할 수 있습니다.
• 저항이 1~2 Ω인 경우: 금속 접지가 확인되며, 즉시 수정 조치가 필요합니다.

2.2 다점 접지에 대한 처리 방법

• 외부 코어 접지선이 있는 변압기의 경우, 접지 회로에 저항을 직렬로 삽입하여 고장 전류를 제한할 수 있습니다. 이는 단지 긴급한 임시 조치일 뿐입니다.
• 고장이 금속 외래 물체로 인해 발생한 경우, 후드 점검으로 일반적으로 문제를 식별할 수 있습니다.
• 모래 또는 축적된 금속 분말로 인한 고장의 효과적인 수정 방법에는 커패시터 방전 충격, 교류 아크, 또는 고전류 충격 기술이 포함됩니다.

• 코어는 평평해야 하며, 절연 코팅은 완전해야 하고, 적층판은 밀착되어 있어야 하며, 가장자리에서 들썩임이나 파동이 없어야 합니다. 표면은 오일 잔여물이나 오염물이 없어야 하며, 적층판 간 단락이나 연결이 없어야 하며, 조인트 간격은 사양을 충족해야 합니다.
• 코어는 상/하 클램프, 사각 철, 압력판, 그리고 바닥 판과 좋은 절연 상태를 유지해야 합니다.
• 강철 압력판과 코어 사이에는 균일하고 보이는 간격이 있어야 합니다. 절연 압력판은 깨끗하며 - 균열이나 손상이 없어야 하며 - 적절히 조여져 있어야 합니다.
• 강철 압력판은 폐쇄 회로를 형성하지 않아야 하며, 정확히 하나의 접지점이 있어야 합니다.
• 상부 클램프와 코어 사이, 강철 압력판과 상부 클램프 사이의 연결을 해제한 후, 코어/클램프와 코어/압력판 사이의 절연 저항을 측정합니다. 결과는 과거 데이터와 비교하여 유의미한 변화가 없어야 합니다.
• 볼트는 단단하게 조여져 있어야 하며, 클램프의 양/음극 압력 스터드와 잠금 너트는 견고하게 고정되어 있어야 하며, 절연 워셔와 잘 접촉하고 있어야 하며, 방전이나 타는 흔적이 없어야 합니다. 음극 스터드는 상부 클램프로부터 충분한 간격을 유지해야 합니다.
• 통과 코어 볼트는 단단하게 조여져 있어야 하며, 절연 저항은 과거 시험 결과와 일치해야 합니다.
• 오일 통로는 막히지 않아야 하며, 오일 덕트 스페이서는 잘 배열되어 있어야 하며, 떨어지거나 흐름을 차단하지 않아야 합니다.
• 코어는 정확히 하나의 접지점만 있어야 합니다. 접지 스트랩은 0.5 mm 두께, ≥30 mm 넓이의 자색 구리를 사용하여 3–4개의 코어 적층판에 삽입해야 합니다. 대형 변압기의 경우, 삽입 깊이는 ≥80 mm 이상이어야 합니다. 노출된 부분은 코어 단락을 방지하기 위해 절연되어야 합니다.
• 접지 구조는 기계적으로 견고하고, 잘 절연되어 있으며, 폐쇄 회로를 형성하지 않고, 코어와 접촉하지 않아야 합니다.
• 절연은 건전해야 하며, 접지는 신뢰성이 있어야 합니다.