2018년 North-West Univsity에서 개최된 31회 COMADEM(Conference on Condition Monitoring and Diagnostic Engineering Management)에서 발표된 논문 자료를 소개합니다.

본 논문은 독일 CMC Instruments GmbH사의 Dr. Mauntz와 Dr. Peuser에 의해 발표된 것입니다.

아래에 초록 내용을 발췌하여 소개합니다. 논문 전문을 원하시는 분은 첨부 화일을 다운로드하여 보시기 바랍니다.

[초록]---------------------------------------------

재생가능 에너지 분야에서 육상 및 해상 풍력발전 터빈에 설치된 고압 변압기(transformer) 및 대형 산업용 변속기(gearbox)에 대한 요구사항이 증가하고 있다. 동시에 이들에 대한 최고의 작동 신뢰성과 긴 수명 부분에 훨씬 더 많은 유연성이 요구되기 때문에 오일 및 오일 상태 모니터링에 대한 요구사항도 그에 따라 증가하고 있다. 이 논문은 두 에너지 부문에서 언급된 우선사항들에 대한 솔루션을 제공할 수 있도록 새로운 온라인 오일 상태 모니터링 시스템에 대한 정보를 알려줄 것이다. 산업용 변속기에 초점을 맞추고 있지만 절연유 모니터링에 적용 가능성 또한 다루었다. 온라인 오일 센서 시스템은 전도도 κ, 유전상수 εr 및 온도 T를 서로 독립적으로 측정한다. 오일 조성물의 전도도 및 유전상수의 작은 변화조차도 매우 정확하고 감도가 아주 좋은 측정 방법에 기초하여 신뢰성 있게 측정할 수 있다. 새로운 센서 시스템은 산업용 변속기, 고압 변압기 및 전기자동차용 시험장비(test rig)의 적절한 작동 조건을 효과적으로 제어해준다. 여기서 오일은 윤활과 절연이라는 이중 기능이 있다. 이 시스템은 임계 작동 상태에 대한 사전 경고를 통해 변속기 손상을 예방할 수 있게 해주고, 전기전도도, 유전상수 및 오일 온도를 정밀하게 측정하여 오일 교환 주기 개선을 현실화할 수 있게 해준다. 새로운 파라미터 WearSens® Index (WSi)를 도입하였다. WSi의 수학적 모델은 풍력발전 터빈의 손상을 방지하기 위한 포괄적인 모니터링을 위해 만들어진하나의 단일 파라미터로서 모든 측정값과 그 변화도를 결합한 것이다. 또한 WSi는 하루 24시간 언제나 서버 데이터 로깅을 통해 다음 오일 교환 시기에 대해 장기적 예측을 가능하게 한다. 실제로 손상이 발생하기 전에 조치를 하거나 유지보수를 수행할 수 있다. 서로 다른 윤활유를 사용하는 풍력발전 터빈들의 원래 데이터(raw data) 및 WSi 결과도 표시해준다. 데이터의 장, 단기 분석을 통해 중요 추세 및 특이사항들을 보여 주고, 그것을 더 자세히 거론하였다. 오일 상태 모니터링 센서 시스템을 고압 변압기 또는 풍력발전 터빈의 변속기에 설치하는 즉시 측정된 데이터는 완전 온라인 상태 모니터링 시스템에 디스플레이되어 평가될 수 있다. 작동 중에 시스템(변속기 또는 고압 변압기)을 하루 24시간 연속적으로 모니터링하면 정해진 점검 주기와 상관없이 명확한 예방차원의 상태 기반 유지보수가 가능하다.

키워드 : Oil sensor system, oil aging, bearing wear, online condition monitoring, oil additive degradation