광전발전소의 박스형 변압기에서 발생하는 일반적인 고장 분석 및 처리 방법

패드형 변압기의 고장 상태를 효과적으로 분석하기 위해 이 논문은 두 개의 중앙 인버터에 연결할 수 있는 이중 2차 권선 패드형 변압기(ZGS11-Z.T-1000/38.5)를 선택하였습니다. 발전 단위의 구조는 그림 1에 표시되어 있습니다. 이 패드형 변압기는 3상 3지구 구조 설계를 채택하고 저압 측에 2개의 권선이 있습니다. 전체 구조는 고압 실, 저압 실, 유조 세 부분으로 나뉩니다. 실제 운전에서는 패드형 변압기의 일반적인 고장으로는 저압 권선 접지 고장, 고압 측 단락 고장, 고압 및 저압 측 단락 고장 등이 있습니다. 아래에서 자세한 분석을 진행하겠습니다.

1. 태양광 발전소의 패드형 변압기의 전형적인 고장
1.1 저압 권선 접지 고장

일부 태양광 패드형 변압기는 중성점 리드가 없습니다. 저압 측의 단상 접지 고장은 절연 손상을 일으키며, 집중형 인버터의 상태에 따라 고장 현상이 다릅니다.

저조도 조건에서는 발전 장치가 정지되고 인버터가 그리드와 분리되며, 변압기를 통해 전력을 공급받습니다. 여기서 접지 고장이 발생하면 인버터(정상 전압 상태)가 작동하지만, 상 전압이 상승하여 저압 측 절연이 장기적으로 손상되며, 다중 접지로 이어질 수 있습니다.

충분한 조명 조건에서는 인버터가 그리드 연결 모드로 전환됩니다. 그 중성점이 접지되지 않아 단상 접지 고장을 감지하기 어렵습니다—접지 전류가 없고 라인 전압이 변하지 않습니다. 제어 시스템은 라인 전압을 모니터링하므로 이상을 감지하지 못합니다. 인버터는 작동하지만 효율이 낮아져 태양광의 이익이 손해를 입습니다.

1.2 고압 측 단락 고장

단락 고장은 고압 리드와 권선 단락으로 나뉩니다. 고압 리드 단락은 인버터를 트립시키고 발전 장치를 종료합니다. 테스트 결과, 고장 상의 권선에서 비정상 소음, 냄새, 무한한 저항이 나타나고, 다른 상은 정상입니다.

고압 권선 단락의 경우 직류 저항은 정상 상간 값의 두 배입니다(무한하지 않음). 고압 측에서는 고장 상과 인접 상의 라인 전압이 정격의 50%로 하락하며, 저압 측에서는 해당 상의 라인 전압이 하락합니다(유도 전압 때문에 0이 아님).

1.3 고압 및 저압 측 단락 고장

상간 단락 고장이 자주 발생하며, 해당 회로 차단기를 트립시키고 소음, 기름 분사, 냄새 등을 일으킵니다.

고장을 처리하기 위해서는 먼저 보호 동작으로 상황을 파악한 후, 변압기를 유지보수로 이동하고 안전 조치를 취한 후, 장치를 분해하여 점검합니다. 초기 고장은 상간일 수 있으며, 악화되면 권선 손상과 코어 교체가 필요합니다.

실제 고장 사례는 저압 상간 단락으로 시작하여 충격 방전으로 고-저 권선 파괴로 이어졌습니다. 이로 인해 심각한 방전, 코어 손상, 유조 문제 등이 발생했습니다. 근본 원인은 본래의 절연 약점이었습니다.

2. 태양광 발전소의 패드형 변압기 고장 예방
2.1 절연 모니터링 장치

감시 대상 변압기는 3상 3선 스타 연결을 사용합니다. 단상 접지 고장(중성점 없음)은 라인 전압 변화가 거의 없어 감지를 어렵게 하고 고장이 악화될 위험이 있습니다. 절연 모니터링 장치를 추가하여 알람을 보내고 즉시 고장 장치를 분해할 수 있도록 합니다. 중성점 연결 인버터(yyn11 형식이 좋음)를 사용하여 접지 고장을 더 잘 처리할 수 있습니다.

2.2 정기적인 절연 모니터링

엄격한 정기 점검(특히 절연에 초점을 맞춤)을 통해 초기 결함을 발견하고 내부 장비 고장을 줄입니다. 운영 및 유지보수 중 패드형 변압기의 절연 모니터링 빈도를 늘립니다.

2.3 오일 샘플 테스트

내부 절연 결함은 고장으로 이어집니다. 정기적인 오일 샘플 테스트를 통해 열이나 방전 관련 구성 요소의 변화를 포착합니다. 오일 온도 모니터링과 테스트를 강화하여 과열로 인한 고장을 방지합니다.

2.4 건설 시 기술 선택

건설 단계에서 좋은 부지 선정, 전기 설계, 장비 선택을 통해 장기적인 안전성을 보장합니다—제품 품질과 발전소 설계 준수를 확보합니다.

3. 결론

이 논문은 태양광 발전소의 전형적인 패드형 변압기의 일반적인 접지, 단락, 단락 고장을 분석하였습니다. 고장을 피하기 위해 정기적인 절연 모니터링을 강화하고, 유조 테스트를 강조하며, 가능하다면 절연 장치를 추가하여 안전한 운전을 보장합니다.