110kV 변압기의 지능화 구현

지능형 전력 시스템의 발전과 함께 지능형 변압기 또한 1차 및 2차 시스템의 통합을 달성했습니다. 기존 변압기와 비교하여 지능형 변압기는 온라인 모니터링 및 고장 진단이 가능하여 변압기의 상태에 대한 정확한 정보를 제공합니다. 고장 발생 전에 조기 경보 조치를 취할 수 있으므로 유지 보수 및 운영 비용을 절감하고, 가동 수명을 연장하며, 변압기의 지능화를 실현할 수 있습니다.

1. 지능형 변압기 시스템의 구성

지능형 변압기는 지능형 변압기 구성 요소와 변압기 본체로 구성됩니다.

변압기 지능형 구성 요소는 주로 주 IED(지능형 장치), 권선 광섬유 온라인 모니터링 IED, 통신 구성 요소 및 부분 방전 모니터링 IED로 구성됩니다. 주요 기능은 다양한 센서 신호의 진단, 수집 및 디지털화 작업을 수행하는 것입니다. 변압기 본체에는 지능형화를 위해 필요한 다양한 온라인 모니터링 장치, 액추에이터 및 센서가 있어야 합니다.

2. 110kV 지능형 변압기의 온라인 모니터링 조치

변압기의 실시간 온라인 모니터링은 상태 변화를 적시에 반영할 수 있습니다. 지능형 변압기의 디지털 모니터링은 주로 모니터링 장비를 통한 정보 모니터링, 지능형 구성 요소를 통한 모니터링 데이터의 신호 전처리, 그리고 모니터링 데이터의 동적 분석을 통해 작동 장비의 상태를 진단하고 평가하는 과정을 포함합니다. 이는 전력 시스템의 안정적이고 안전한 운영을 보장합니다.

3. 지능형 장치

변압기 지능형 시스템의 핵심 구성 요소는 지능형 장치(주 IED)입니다. MMS 서비스를 통해 여러 모니터링 IED와 제어 IED의 정보가 통합되고, 모니터링 데이터와 결과를 기반으로 변압기 고장에 대한 종합적인 진단이 수행됩니다. 진단 결과와 모니터링 데이터는 IEC61850 표준에 따라 보고되며, 변전소 제어 레벨에서 메인 서버와 통신합니다.

4. 권선 과열 지점 온도의 온라인 모니터링

권선 고온점 온도의 온라인 모니터링은 주로 광섬유 기반 온라인 온도 측정 장비를 사용하여 수행됩니다. 동적이고 직접적인 측정을 통해 변압기 내부 온도를 종합적으로 제어하고 냉각 시스템을 실시간으로 제어할 수 있습니다. 동시에 변압기 3상 권선의 고온점 온도를 실시간으로 모니터링함으로써 변압기의 수명과 노화 속도를 효과적으로 평가할 수 있습니다.

5. 부분 퇴원 온라인 모니터링

부분 방전의 온라인 모니터링은 주로 전력 주파수 전류용 광대역 복합 센서(FCT)와 외부 초음파 센서의 조합을 통해 수행됩니다. FCT는 코어 접지 전류 신호와 부분 방전 펄스 신호를 동시에 모니터링할 수 있습니다. 외부 초음파 센서는 주로 박스 벽에 설치되며, 가동 중에도 교체할 수 있습니다.

6. 석유 내 가스 및 미량 수분의 온라인 모니터링

석유 내 가스 및 미량 수분의 온라인 모니터링은 주로 크로마토그래피를 이용하여 수행됩니다. 궁극적인 목표는 에틸렌, 메탄, 수소와 같은 가스 농도 및 미량 수분 함량을 정량적으로 분석하는 것입니다.

1) 온라인 설치의 크로마토그래피 모니터링

크로마토그래피의 특정 검출기는 주로 반도체 가스 센서입니다. 변압기 오일의 작동 상태 데이터는 데이터 수집기를 통해 수집되어 RS485 및 TCP/IP 모드를 통해 오일 및 가스 모니터링 IED에 업로드되어 분석됩니다.

2) 오일 용존 가스 모니터링 IED

오일 내 용존 가스 모니터링 IED는 변압기의 부하 용량을 분석하고 신뢰성 상태를 모니터링하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 성분 농도 증가율이 비정상적으로 변할 경우, 평가 및 판단 기준에 따라 프로세스 계층 네트워크를 통해 온라인 모니터링 시스템의 변전소 제어 계층에 결과를 보고해야 합니다.

요약:

스마트 그리드의 핵심은 스마트 변전소입니다. 변전소는 전력 송배전의 중요한 허브일 뿐만 아니라 스마트 그리드의 운영 및 모니터링 기능에 직접적인 영향을 미칩니다. 스마트 변전소의 안전하고 안정적인 운영은 변압기와 밀접한 관련이 있으므로 변압기의 지능형 운영 모드 분석은 매우 중요한 실질적 의미를 지닙니다.

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