신재생에너지 발전소에서 강자성 전압 변환기의 고장 원인은 무엇입니까

Felix Spark

필드: 고장 및 유지보수

China

Felix, 전기 산업에서 15년

안녕하세요, 저는 Felix입니다. 전기 산업에서 15년 동안 일하고 있습니다.

전통적인 변전소의 시운전 및 유지보수부터 최근에는 여러 태양광 및 풍력 발전 프로젝트의 전기 시스템 운영을 담당하고 있으며, 가장 자주 마주치는 장비 중 하나가 전자식 전압 변환기(PT)입니다.

며칠 전, 신에너지 발전소의 교대 근무자가 저에게 물었습니다:

"우리의 전자식 전압 변환기가 계속 과열되고 이상한 소리를 내고, 때로는 보호 장치 오작동까지 일어나는데, 어떻게 해야 하나요?"

이는 특히 신에너지 발전소에서 매우 흔한 문제입니다. PT가 실패하면 정확한 측정부터 전체 트립이나 설비 손상까지 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.

오늘은 다음과 같은 내용에 대해 이야기해보고자 합니다:

전자식 전압 변환기의 일반적인 고장은 무엇인가? 왜 발생하는가? 그리고 어떻게 해결해야 하는가?

복잡한 용어 없이, 제가 지난 몇 년 동안 겪은 실제 상황들만 다루겠습니다. 이 "오랜 친구"의 주요 문제들을 살펴보겠습니다.

1. 전자식 전압 변환기는 무엇인가?

먼저 기본 기능에 대해 간략히 설명하겠습니다.

전자식 전압 변환기, 또는 VT 또는 PT라고도 알려진 것은 본질적으로 고전압을 표준 저전압(일반적으로 100V 또는 110V)으로 변환하여 측정 기기와 계전 보호 시스템에 사용되는 스텝다운 변압기입니다.

그 구조는 비교적 단순합니다: 초급 권선은 많은 회전수와 얇은 선으로 구성되어 고전압 측에 연결되며, 부차 권선은 적은 회전수와 두꺼운 선으로 구성되어 제어 회로에 연결됩니다.

그러나 이러한 구조적 특성 때문에, 운전 조건, 부하 변화, 공진 현상에 쉽게 영향을 받습니다.

2. 일반적인 고장과 원인 분석

제 15년간의 현장 경험에 따르면, 가장 흔한 고장 유형은 다음과 같습니다:

고장 1: 비정상적인 과열 또는 연기/화재

이것은 가장 위험한 문제 중 하나이며, 절연 저하 또는 화재를 초래할 수 있습니다.

가능한 원인:

부차 단락 또는 과부하 (예: 용량 확인 없이 병렬로 연결된 여러 보호 장치);
코어 포화 (특히 철공명 시);
절연 노화 또는 습기 침입;
단자 느슨함으로 인한 높은 접촉 저항과 국소 과열.

실제 사례:

한 번, 태양광 승압소에서 PT가 심하게 과열되는 것을 발견했습니다 - 적외선 열화상으로 120°C 이상의 온도를 확인했습니다. 분해 후 부차 권선의 절연이 타버렸음을 발견했습니다. 원인은 고임피던스 미터에 연결된 상태에서 부차 차단기가 끊어진 개방 회로 상태였습니다.

팁:

PT의 부차 회로를 개방 회로로 운전하지 마십시오 - CT만큼 위험하지 않지만, 여전히 전압 왜곡과 측정 오류를 초래할 수 있습니다;
적외선 열화상을 정기적으로 사용하여 단자와 하우징의 온도를 확인하십시오;
비정상적인 과열이 감지되면 즉시 검사 위해 정지하십시오.

고장 2: 철공명으로 인한 전압 변동

이는 신에너지 발전소에서 가장 간과되기 쉬우면서도 위험한 문제 중 하나입니다.

증상:

불균형한 3상 전압;
버즈음과 함께 전압이 위아래로 변동;
보호 장치 오작동 또는 잘못된 트립;
때로는 잘못된 접지 신호가 나타납니다.

근본 원인:

접지되지 않은 시스템이나 아크 억제 코일 접지 시스템에서, 특정 조건 하에서 대지용량과 PT 자극 유도가 결합하여 철공명이 발생할 수 있습니다;
이것은 종종 차단기 스위칭, 갑작스런 전압 손실, 또는 단상 접지 시에 발생합니다.

실제 사례:

풍력 발전소에서, 메인 변압기를 가동할 때마다 PT가 으르렁거리는 소리를 내고 버스 전압이 급격히 변동하여 백업 자동 스위칭이 잘못 작동했습니다. 조사 결과, 철공명이 원인임을 확인했으며, 오픈 델타에 저항을 설치하여 문제를 해결했습니다.

예방 제안:

공명 방지 장치(오픈 델타 저항 또는 마이크로프로세서 기반 억제기)를 설치하십시오;
공명 방지형 PT(예: JDZXW 시리즈)를 사용하십시오;
운전 모드를 최적화하여 장기간의 비완전 상 운전을 피하십시오;
정전 유지 시, 자기 곡선 테스트를 수행하여 코어 포화 경향을 평가하십시오.

고장 3: 부차 전압 출력이 낮거나 없음

이러한 문제들은 종종 측정 및 보호 로직에 영향을 미치며, 때로는 다른 장비의 고장으로 오인될 수도 있습니다.

가능한 원인:

초급 퓨즈가 불탔음 (주로 번개 또는 과전압 사건 후);
부차 퓨즈가 불랐거나 공기 차단기가 트립됨;
잘못된 극성 또는 비율 설정;
내부 권선의 회전수 간 단락;
산화되거나 느슨한 단자 연결.

실제 사례:
한 태양광 발전소에서 SCADA가 버스 전압이 비정상적으로 낮다고 표시했습니다. 현장 조사 결과, PT의 초급 퓨즈가 불탄 것으로 확인되었습니다. 이를 교체하여 정상적인 작동을 회복했습니다. 추가 분석 결과, 근처의 번개로 인한 전압 급증이 원인임을 확인했습니다.

고장 진단 단계: