변압기 보호 체계: 개요

변압기는 전력 시스템의 중요한 구성 요소이므로 안전하고 안정적인 작동을 보장하기 위해 보호 체계를 구현하는 것이 필수적입니다. 변압기 보호 체계는 장비 손상 및 전력 시스템 가동 중단 시간을 방지하기 위해 과부하, 단락, 절연 불량 등 비정상적인 작동 조건을 감지하고 대응하도록 설계되었습니다. 이 기사에서는 원리, 장치 및 애플리케이션을 포함하여 업계에서 사용되는 다양한 변압기 보호 체계에 대한 개요를 제공합니다.

차동 보호

차동 보호는 변압기 보호를 위해 가장 일반적이고 널리 사용되는 방식 중 하나입니다. 이는 변압기 권선에 들어오고 나가는 전류를 비교하는 원리에 따라 작동합니다. 보호 구역 내에 결함이 있는 경우 전류의 불균형이 발생하고 차동 계전기가 작동하여 변압기를 트립합니다. 차동 보호는 내부 결함에 대한 높은 민감도를 제공하며 관통 결함 및 외부 교란에 영향을 받지 않습니다. 일반적으로 대형 전력 변압기에 적용되며 초기 결함 및 절연 결함을 감지하는 데 효과적입니다.

부흐홀츠 보호

Buchholz 계전기는 변압기 탱크와 콘서베이터 사이의 배관에 설치된 특수 보호 장치입니다. 이는 절연 파괴, 과열, 변압기 오일 내의 공기 또는 가스 존재와 같은 초기 결함을 감지하도록 설계되었습니다. 계전기는 내부 결함으로 인해 가스 및 오일 흐름 원리에 따라 작동합니다. 결함이 발생하면 변압기 탱크 내에서 가스가 생성되어 오일 흐름으로 인해 계전기의 플로트가 이동하고 이로 인해 변압기가 트립됩니다. Buchholz 보호는 특히 기름에 잠긴 변압기의 결함을 감지하는 데 효과적이며 치명적인 변압기 고장을 방지하는 비용 효율적인 수단입니다.

과전류 보호

과전류 보호는 과부하 및 단락으로부터 변압기를 보호하는 데 사용되는 기본 체계입니다. 이는 변압기 권선을 통해 흐르는 전류를 모니터링하고 전류가 사전 정의된 임계값을 초과하는 경우 회로 차단기를 트립하여 작동합니다. 과전류 보호는 과전류 계전기, 전자 계전기, 디지털 보호 시스템 등 다양한 장치를 사용하여 구현할 수 있습니다. 장기간의 과부하 및 단락 오류로 인한 열 손상으로부터 변압기를 보호하는 데 필수적입니다.

가스 및 온도 모니터링

가스 및 온도 모니터링은 내부 결함 및 절연 성능 저하에 대한 조기 경고를 제공하므로 변압기 보호의 필수 측면입니다. 가스 모니터링에는 아크, 과열 및 절연 파괴로 인해 변압기 오일 내에서 생성된 가스를 감지하고 분석하는 작업이 포함됩니다. 일반적인 결함 가스에는 특정 결함 유형을 나타내는 메탄, 에틸렌, 수소가 포함됩니다. 반면 온도 모니터링에는 센서를 사용하여 변압기 권선과 오일의 온도를 측정합니다. 비정상적인 온도 상승은 내부 결함이나 과부하 상태를 나타낼 수 있으며, 경보 알림이나 트립과 같은 보호 조치를 시작하는 데 사용될 수 있습니다.

과잉 보호

과플럭스 보호는 코어 포화 및 과열로 이어질 수 있는 과도한 자속 수준으로부터 변압기를 보호하도록 설계되었습니다. 과플럭스는 시스템 장애, 무부하 변압기의 전원 공급 중 또는 낮은 역률 조건에서 발생할 수 있습니다. 보호 체계에는 일반적으로 변압기 단자의 전압 및 전류 파형을 측정하고 자속 수준이 허용 한계를 초과하는 경우 변압기를 트립시키는 전용 과플럭스 계전기의 사용이 포함됩니다. 과플럭스 보호는 코어 손상을 방지하고 변압기의 장기적인 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.

요약하면, 변압기 보호 체계는 전력 변압기의 안전하고 효율적인 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 차동 보호, 부흐홀츠(Buchholz) 보호, 과전류 보호, 가스 및 온도 모니터링, 과플럭스 보호는 변압기 보호에 사용할 수 있는 다양한 방식의 몇 가지 예에 불과합니다. 각 체계에는 고유한 원리, 장치 및 애플리케이션이 있으며 함께 작동하여 다양한 오류 조건에 대한 포괄적인 보호를 제공합니다. 적절한 보호 체계를 구현함으로써 유틸리티 및 산업 시설은 변압기 고장 위험을 최소화하고 전력 시스템의 탄력성을 향상시킬 수 있습니다.