혁신적인 오일 센서 시스템으로 절연유의 유전체 파라미터에 대한

심층적인 온라인 분석 :

고장율 감소 및 수명 향상을 위한 고압 변압기의 주요 작동 상태 확인

(Deep online analysis of dielectric parameters of insulation oils with an innovative oil sensor system: Identification of critical operation conditions of high voltage transformers for reduction of failure rates and live time enhancement)

Manfred R. Mauntz1, Dr. Jörn Peuser2

1 CMC Instruments GmbH, Eschborn, Germany

mrm@cmc-instruments.de

초록

재생가능 에너지 분야에서 육상 및 해상 풍력발전 터빈에 설치된 고압 변압기 및 대형 산업용 변속기(gearbox)에 대한 요구사항이 증가하고 있다. 동시에 이들에 대한 최고의 작동 신뢰성과 긴 수명 부분에 유연성이 훨씬 더 많이 요구되기 때문에 오일 및 오일 상태 모니터링에 대한 요구사항도 그에 따라 증가하고 있다. 이 자료는 두 가지 에너지 부문에서 언급된 우선사항들에 대한 솔루션을 제공할 수 있도록 새로운 온라인 오일 상태 모니터링시스템에 대한 정보를 줄 것이다. 고압 변압기에 초점을 맞추고 있지만 하이브리드 분야(전기차)에서의 절연유 모니터링에 적용 가능성 또한 다루었다.

키워드 : Oil condition monitoring, oil aging, condition based maintenance, minimizing failure rates, high voltage transformers, industrial gearboxes, smart grids, industry 4.0

1. 도입

온라인 오일 센서 시스템은 전도도(κ), 유전상수(εr) 및 온도(T)를 서로 독립적으로 측정한다. 오일 조성물의 전도도 및 유전상수의 작은 변화도 매우 정확하고 감도가 아주 좋은 측정 방법에 기초하여 신뢰적으로 측정할 수 있다. 새로운 센서 시스템은 산업용 변속기, 고압 변압기 및 전기차용 시험설비(test rig)의 적절한 작동 조건을 효과적으로 관리해준다. 여기서 오일은 윤활과 절연이라는 이중 기능이 있다.

이 시스템은 임계 작동 상태에 대한 사전 경고를 통해 고압 변압기의 손상을 예방할 수 있게 해주고, 전기전도도, 유전상수, 손실계수(Tan δ) 및 오일 온도를 높은 시간 해상도로 정밀하게 측정하여 파라미터 트렌드를 알 수 있게 해준다. 실제로 손상이 발생하기 전에 조치 또는 유지보수를 수행할 수 있다.

오일 상태 모니터링 센서시스템은 고압변압기 또는 풍력터빈 변속기 설치되는 즉시 측정데이터는 전체 온라인 상태 모니터링 시스템에서 표시되고 어디서든 평가가 가능하다.

운영하는 동안 시스템(변속기 또는 고압변압기)을 항시 실시간 모니터링 할 수 있으므로 엄격히 정해진 정기적인 검사 주기와는 별개로 특정의 예방차원의 상태 기반 유지보수를 할 수 있다.

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