오일 유형 변압기 테스트에서는 어떤 매개변수가 테스트됩니까?

유성 변압기전력 시스템의 중요한 자산입니다. 안전하고 효율적이며 안정적으로 작동하려면 공장과 시운전 중은 물론 서비스 수명 전반에 걸쳐 일련의 엄격한 테스트를 수행해야 합니다. 이 테스트를 통해 전기 강도, 기계적 무결성, 열 성능 및 절연 오일 상태를 확인합니다.

아래에서는 테스트 카테고리별로 주요 매개변수를 설명합니다.

1부: 일상 테스트(모든 변압기에서 수행)

이러한 테스트는 기본 제조 품질을 확인하기 위해 공장에서 출고되기 전에 각 장치에 대해 수행됩니다.

1. 권선저항 측정

이 매개변수는 DC 저항을 측정합니다. 엔지니어는 각 위상 권선(1차 및 2차 모두)의 저항을 측정하여 느슨한 연결, 끊어진 연선, 잘못된 탭 절환기 위치 또는 심각한 위상 불균형을 감지할 수 있습니다. 허용되는 값은 여러 단계(일반적으로 2% 이내)에서 균형을 이루고 설계 계산과 일치해야 합니다.

2. 전압비와 위상 변위

이 매개변수는 권선비를 확인합니다. 1차 권선에 전압을 인가하고 2차측에 유도되는 전압을 측정합니다. 권선 사이의 위상각도 확인됩니다. 이렇게 하면 변압기가 올바른 출력 전압과 위상 관계(예: Dyn11)를 생성할 수 있습니다. 오류는 일반적으로 ±0.5% 이내여야 합니다.

3. 무부하 손실과 여자 전류

무부하 손실(코어 손실)은 코어의 히스테리시스 및 와전류로 인해 발생합니다. 여기 전류는 코어를 자화하는 데 필요한 전류입니다. 이러한 매개변수를 측정하면 적층 합선이나 조립 불량과 같은 핵심 결함을 감지하는 데 도움이 됩니다. 과도한 무부하 손실은 변압기가 지속적으로 상당한 에너지를 낭비한다는 것을 의미합니다.

4. 부하 손실 및 임피던스 전압

부하 손실(구리 손실)은 권선을 통해 흐르는 전류에 의해 발생하는 열입니다. 임피던스 전압은 변압기의 전압 조절과 오류 전류의 크기를 결정합니다. 이를 측정하기 위해 2차측을 단락시키고, 1차측의 전압을 정격 전류가 흐를 때까지 올립니다.

5. 절연저항(메가시험)

이 매개변수는 권선 사이 및 권선과 접지 사이(코어와 탱크) 사이의 DC 저항을 측정합니다. 높은 절연 저항(일반적으로 새 변압기의 경우 >1,000MΩ)은 절연 시스템이 건조하고 깨끗하며 손상되지 않았음을 나타냅니다. 낮은 저항은 일반적으로 습기 침투 또는 오염을 나타냅니다.

6. 절연내력(내전압 시험)

이 매개변수는 절연체가 파손되지 않고 견딜 수 있는 과전압의 정도를 확인합니다. 두 가지 일반적인 형태가 있습니다:

별도의 소스 AC 내구성: 주 절연(권선-접지 및 권선 사이)을 테스트합니다.

유도 AC 내구성: 턴 간 및 층간 절연을 테스트합니다.

테스트를 통과하려면 플래시오버나 고장이 필요하지 않습니다.

2부: 형식 테스트(설계 검증)

이러한 테스트는 각 설계의 프로토타입에 대해 수행되어 설계가 모든 표준 요구 사항을 충족하는지 입증합니다.

1. 온도 상승 한계

이 매개변수는 권선의 정상 상태 온도(저항 변화 방법으로 계산)와 정격 부하 하의 상단 오일을 측정합니다. 온도는 변압기 수명에 영향을 미치는 가장 중요한 단일 요소입니다. 정격보다 6°C 올라갈 때마다 절연 수명이 절반으로 줄어듭니다. 표준에서는 일반적으로 권선 온도 상승이 65K를 초과하지 않도록 요구합니다(클래스 A 절연의 경우).

2. 낙뢰 충격 내전압

이 매개변수는 1.2/50μs 전압 파형을 사용하여 연결된 라인의 낙뢰를 시뮬레이션합니다. 절연체가 대기 과전압을 견딜 수 있는지 여부를 테스트하기 위해 높은 임펄스 전압이 적용됩니다. 이는 낙뢰로 인한 갑작스러운 변압기 고장을 방지하기 위한 중요한 테스트입니다.

3. 단락 내성 성능

이 매개변수는 권선이 변형이나 이동 없이 외부 단락 중에 생성된 막대한 전자기력을 견딜 수 있는지 여부를 확인합니다. 시험 후 권선 저항 및 리액턴스의 변화를 확인하고, 주파수 응답 분석을 통해 기계적 손상이 발생하지 않았는지 확인합니다.

파트 3: 특수 테스트(고객 또는 애플리케이션별)

이러한 테스트는 대형 또는 중요한 변압기와 같이 추가적인 신뢰도가 필요할 때 수행됩니다.

1. 부분방전레벨(PD)

이 매개변수는 절연 공극 내부 또는 인터페이스의 작은 전기 방전을 측정하며 피코쿨롬(pC)으로 표시됩니다. 부분 방전은 절연 열화의 조기 경고 신호입니다. 새로운 변압기의 경우 PD 레벨은 일반적으로 정격 전압의 1.5배에서 10pC 미만이어야 합니다. PD 수준이 낮다는 것은 절연체에 기포나 오염 물질이 없음을 의미합니다.

2. 유전손실계수(Tan δ)와 정전용량

Tan δ(손실 각도)는 단열재에서 얼마나 많은 에너지가 손실되는지를 나타냅니다. 정전 용량은 절연 시스템의 기하학적 구조를 반영합니다. 두 매개변수 모두 수분과 노화에 매우 민감합니다. tan δ 값이 상승하면 단열재가 축축해졌거나 탄화되었을 수 있음을 나타냅니다.

3. 주파수 응답 분석(FRA)

이 매개변수는 다양한 주파수(일반적으로 20Hz ~ 2MHz)에 걸쳐 변압기 임피던스의 "지문"을 기록합니다. FRA는 배송 충격이나 단락 힘으로 인한 권선의 기계적 움직임에 매우 민감합니다. 공장 및 현장 트레이스를 비교하여 트레이스가 높은 상관 관계(98% 이상)로 유지되면 권선 구조가 변경되지 않은 것으로 입증됩니다.

4. 영 시퀀스 임피던스

이 매개변수는 제로 시퀀스 전류(지락 전류)에 대한 변압기의 저항을 측정합니다. 견고하게 접지된 중성계통의 단상 지락전류의 크기를 결정하며, 보호계전기 설정에 필수적인 입력입니다.

4부: 절연 오일 테스트 매개변수(오일형 변압기에 중요)

오일은 절연체이자 냉각제 역할을 하므로 물리적, 화학적, 전기적 특성이 매우 중요합니다.

1. 파괴전압(BDV)

이는 오일의 가장 직접적인 전기 강도 표시기입니다. 오일 샘플을 설정된 간격(일반적으로 2.5mm)으로 두 전극 사이에 놓고 항복이 발생할 때까지 전압을 높입니다. 새로운 오일은 일반적으로 최소 60kV의 BDV를 가져야 합니다. 낮은 BDV는 오일에 수분이나 전도성 입자가 포함되어 있음을 나타냅니다.

2. 수분 함량

수분은 절연유의 주요 적입니다. 파괴전압을 대폭 감소시키고 셀룰로오스 절연체의 노화를 촉진합니다. 새로운 오일은 일반적으로 10ppm(백만분율) 미만의 매우 낮은 수분 함량을 필요로 합니다.

3. 산가(중화가)

이 매개변수는 오일 내 산성 화합물의 농도를 측정합니다. 오일이 노화됨에 따라 산가가 증가합니다. 산가가 높으면 금속 부품을 부식시키고 절연 성능 저하를 가속화할 수 있습니다.

4. 용존가스 분석(DGA)

이것은 가장 강력한 진단 도구 중 하나입니다. 엔지니어는 수소(H2), 메탄(CH3), 에탄(C2H₆), 에틸렌(C2H₄), 아세틸렌(C2H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 등 주요 용해 가스의 농도와 비율을 측정하여 숨겨진 내부 결함을 식별할 수 있습니다. 예를 들어:

아세틸렌이 감지되었습니다 → 아크 방전.

에틸렌 우세 → 고온 핫스팟.

급격한 수소 상승 → 부분 방전.

5. 계면 장력(IFT)

이 매개변수는 오일에 극성 오염물질이나 노화 부산물의 존재를 반영합니다. 새로운 오일은 상대적으로 높은 계면 장력을 갖습니다. 오일이 노화되거나 오염되면 IFT 값이 감소합니다.

6. 인화점과 유동점

인화점은 화재 위험을 측정합니다. 미네랄 오일은 일반적으로 인화점이 140°C 이상입니다.

유동점은 저온 유동성을 측정합니다. 추운 기후에서는 유동점이 낮은 오일을 사용해야 합니다.