KR101332675B1 - 몰드변압기의 권선 진동 분석장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 몰드변압기의 진동분석장치에 관한 것으로서, 특히 몰드변압기 권선 진동 특성분석장치에 관한 것이다.
본 발명은 몰드변압기의 권선 진동 분석장치에 있어서, 몰드변압기에 전원을 공급하는 유도전압 조정기와, 몰드변압기의 2차 측에 부하전류에 따른 동손을 공급하여 순환전류가 발생하도록 하는 전압주파수 조정기와, 몰드변압기에 인가되는 전압에서의 부하전류에 따라 발생되는 몰드변압기 고압 측 외벽의 진동신호를 측정하는 진동측정기와, 진동신호를 주파수 분석하는 진동주파수 분석기를 포함하며, 진동주파수 분석기는, 진동신호의 진동 주파수를 분석하여 부하전류 크기변화에 따른 권선에 의한 진동 크기변화를 진동고조파 성분별로 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

몰드변압기의 권선 진동 분석장치 {Apparatus of analysis on characteristics of winding in cast resin transformer}

본 발명은 몰드변압기의 진동분석장치에 관한 것으로서, 특히 몰드변압기의 권선 진동 특성분석장치에 관한 것이다.

종래, 한국공개특허 제1998-0001213호, '진동신호분석법을 이용한 몰드변압기의 예방진단방법 및 장치' 외에 다수 출원 및 공개된 바 있다.

종래기술은, 진동신호분석법을 이용한 몰드변압기의 예방진단장치에 있어서, 몰드변압기의 표면온도 및 주위온도를 측정하기 위한 온도측정수단과, 몰드변압기의 고압측 전압과, 부하측 및 공급전류를 각각 변성시키기 위한 전압/전류변성수단과, 몰드변압기의 고ㅇ저압권선 및 철심진동신호 측정을 하기 위한 가속도 센서로 이루어진 진동신호 수집수단과, 가속도 센서로 부터의 미약한 신호를 증폭하기 위한 전원장치부와, 상기 온도측정수단과 전압/전류변성수단 및 전원장치부로 부터의 교류신호를 직류신호로 변환해 주는 신호변환부와, 상기 신호변환부의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 신호변환부로 이루어진 진동신호 변환수단과, 진동신호 변환수단으로 부터의 디지털 신호를 입력받아 진동신호를 분석하기 위한 진동신호 분석수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

변압기는 전력공급의 중요한 요소로서, 변압기의 상태를 정확히 파악하여 열화로 인한 전력공급 장해를 미연에 방지하지 않으면 안된다.

몰드변압기는 철심 및 코일이 절연유 중에 함침되어 있지 않고, 권선의 전 표면이 에폭시 등의 합성수지로 주형 고체화한 변압기이다.

전기적 절연성 및 기계적 특성의 우수성과 더불어 난연성 및 내습성 등에서 뛰어난 특징을 갖고 있어서 화재에 대한 안전성을 요구하는 옥내용 수변전 설비를 대상으로 1980년부터 한전의 소내변압기를 비롯한 철도, 빌딩, 아파트 및 대용량 수용가 등의 22.9kV급 변압기에 광범위하게 사용되고 있다.

변압기의 수명을 30년으로 추정한다면, 1980년대부터 운전되기 시작한 몰드변압기가 현 시점에서 보아, 한계수명에 근접하고 있다.

그러나 몰드변압기는 육안점검에 의해 외형을 점검하고, 먼지 등의 이물질을 청소하는 유지보수 방법만이 시행되고 있으며 고장 또는 사고를 예방하기 위한 몰드변압기의 진단방법은 많지 않아 수명에 근접한 몰드변압기의 고장 또는 사고를 예방하기 위한 몰드변압기의 진단방법은 많지 않아 수명에 근접한 몰드변압기의 고장 또는 사고 위험성이 상존해 있는 실정이다.

몰드변압기의 철심과 권선은 변압기 설치 및 이동시 충격에 의해 철심을 고정시켜 주는 클램프의 압력이 헐거워지기도 하고, 기계적 변형이 발생되기도 한다. 또한 반복되는 열적 충격과 절연물의 열화에 의해 절연성능이 저하되고 개폐서지와 같은 이상전압에 의해 절연파괴가 발생되어 변압기의 사고로 이어지기도 한다. 이와 같은 성능저하는 변압기 내부에서 부분방전을 발생시켜 최후에는 변압기의 화재와 같은 사고로 이어진다.

따라서 변압기의 철심과 권선의 건전상태를 수시로 체크하는 것이 중요하며 이를 위해서는 건전상태의 몰드변압기의 철심과 권선의 진동특성에 대한 분석이 필요하다.

본 발명의 목적은 전술한 점을 감안하여 안출된 것으로, 변압기의 철심과 권선에 의해 발생되는 진동 특성을 분석하고 원인에 따른 진동크기의 상관관계를 분석하는 몰드변압기의 권선 진동 특성분석장치를 제공함에 있다.

본 발명은 몰드변압기의 권선 진동 분석장치에 있어서, 몰드변압기의 권선 진동 분석장치에 있어서, 몰드변압기에 전원을 공급하는 유도전압 조정기; 상기 몰드변압기의 2차 측에 부하전류에 따른 동손을 공급하여 순환전류가 발생하도록 하는 전압주파수 조정기; 상기 몰드변압기에 인가되는 전압에서의 부하전류에 따라 발생되는 몰드변압기 고압 측 외벽의 진동신호를 측정하는 진동측정기; 및 상기 진동신호를 주파수 분석하는 진동주파수 분석기;를 포함하며, 상기 진동주파수 분석기는, 진동신호의 진동 주파수를 분석하여 부하전류 크기변화에 따른 권선에 의한 진동 크기변화를 진동고조파 성분별로 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 유도전압 조정기는, 정격전압의 80% 또는 90% 또는 100%를 몰드변압기에 인가하는 것을 특징으로 한다.

그리고 바람직하게 진동측정기는 레이저를 이용하여 몰드변압기에서 발생되는 고압 측 외벽의 진동을 측정하는 비접촉 진동측정 장치인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 변압기의 철심과 권선에 의해 발생되는 진동 특성을 분석하고 원인에 따른 진동크기의 상관관계를 분석할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 권선 진동 분석장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 진동 분석장치의 전체 구성 예시도이며,
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 진동 분석장치의 철심 진동의 주파수 분석결과를 나타낸 그래프이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 진동 분석장치의 인가전압과 철심진동 관계를 나타낸 그래프이며,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 권선 진동에 따른 부하전류와 진동관계를 나타낸 그래프이고,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 권선 진동 분석방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명에 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 권선 진동 분석장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 진동 분석장치의 전체 구성도이며, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 진동 분석장치의 철심 진동 주파수 분석결과를 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 진동 분석장치의 인가전압과 철심진동 관계를 나타낸 그래프이며, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 권선 진동에 따른 부하전류와 진동관계를 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 권선 진동 분석방법의 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 몰드변압기의 권선 진동 분석장치는 유도전압 조정기(110), 몰드변압기(120), 진동측정기(140), 진동주파수 분석기(150), 전압주파수 조정기(160)를 포함한다.

유도전압 조정기(IVR)(110)는 몰드변압기(120)에 전원을 공급하기 위한 구성이다.

본 실시예의 유도전압 조정기(IVR)는 변압기 전원공급을 위해 단상 30kVA(입력 : 220V, 출력 : 0 ~ 300V) 유도전압 조정기(IVR) 1대로 설정하였다. 이러한 유도전압 조정기는 정격전압의 80% 또는 90% 또는 100%를 몰드변압기에 인가한다.

참고로, 도 2에 도시된 스위치(130)는 철심에 의한 진동특성을 시험하기 위해 몰드변압기(120)의 2차 단자를 개방시켜 부하전류를 차단하여, 부하전류가 흐르지 않도록 하는 구성이다.

전압주파수 조정기(160)는, 몰드변압기의 2차 측에 부하전류에 따른 동손을 공급하여 순환전류가 발생하도록 하는 구성이다.

진동측정기(140)는 몰드변압기에 인가되는 전압에서의 부하전류에 따라 발생되는 몰드변압기 고압 측 외벽의 진동신호를 측정하는 구성이다. 이러한 진동측정기는 레이저를 이용하여 몰드변압기에서 발생되는 고압 측 외벽의 진동을 측정하기 위한 비접촉 진동측정 장치인 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 진동측정기를 비접촉 진동측정 장치로 설정하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

진동주파수 분석기(150)는 진동측정기의 진동신호를 주파수 분석하는 구성이다. 이러한 진동주파수 분석기는 진동신호의 진동 주파수를 분석하여 부하전류 크기변화에 따른 권선에 의한 진동 크기변화를 진동고조파 성분별로 출력한다.

본 발명에서는 레이저를 이용한 비접촉 진동측정장치를 이용하여 몰드변압기의 진동을 인가전압과 부하량 변동에 따라 측정하였다.

본 발명의 일실시예에 따른 몰드변압기의 진동 분석장치를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

변압기에서 발생되는 진동의 발생원인은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 하나는 철심진동으로서 자화에 의한 여기와 공극에서 발생하는 여기이고, 다른 하나는 누설 자속과 권선 전류의 상호작용에 의해 발생하는 전자력에 의한 권선의 진동이다.

변압기에 일정한 주파수의 교류가 인가되면 변압기 철심에 자기장이 형성되며 자기장의 변화에 따라 진동이 발생한다.

진동의 원인은 자왜현상(magnetostriction) 때문인데 자기장에 의해 기계적 변형이 일어나며 한번의 교류주기동안 자기장의 크기가 두 번 최대가 되므로 자왜현상에 의한 진동은 교류주파수의 두 배의 주파수로 발생한다.

변압기 철심에서 유기되어지는 교번자계에 의하여 철심의 규소강판이 진동하게 되고 이 진동은 철심의 지지물과 절연물을 통해 변압기 외벽으로 전달되어 진다.

변압기의 경우 내부 철심의 자왜현상에 의해 발생되는 전기주파수는 120㎐의 배수 조합이 변압기 외벽을 통하여 외부로 방출하게 된다.

몰드변압기의 권선배치는 절연성능을 극대화시키고 비용을 줄이기 위해 철심에 가까운 쪽에 저압권선을 배치하고 저압권선의 바같쪽에 고압권선을 배치하는 방법을 주로 채택한다.

도체에 전류가 흐르게 되면 도체 주변에 자계가 형성되고, 전류가 흐르는 도체 가까이에 다른 도체가 놓이게 되면 이 두 개의 도체 주위의 자계는 각 자계의 백터 합이 된다.

두 전류가 반대 방향으로 흐르게 되면 도체 사이의 공간에서 자속밀도는 증가하고 이들 두 도체 사이에는 로렌쯔의 법칙에 따라 반발력이 발생한다. 이로 인해 두 도체는 멀어지게 된다.

또한 두 전류가 같은 방향으로 흐르게 되면 도체의 외부공간에서 자속밀도가 증가하고 코일 층간에서 흡인력이 작용하게 된다.

변압기의 권선에서 발생되는 전자력은 축(axial)방향과 방사(radial)방향의 힘으로 계산될 수 있다.

누설자속에 의하여 발생되는 축방향의 전자력은 바깥쪽 권선은 바깥쪽으로 안쪽 권선은 안쪽으로 발생된다.

변압기에서 전류밀도와 누설자속이 시간함수에 귀속되는 부하전류의 선형함수로 표현될 수 있으며, 권선에 작용하는 힘은 부하전류의 제곱에 비례하는 함수가 된다.

즉 권선에 작용하는 힘은 직류성분과 부하전류주파수의 두 배의 주파수를 갖는 교류성분을 지니게 된다. 따라서 권선에 의한 진동도 철심진동과 같이 기본주파수에 60㎐에 배수 배를 갖는 120㎐ 주파수 성분이 기본 주파수로 작용한다.

본 발명의 실시예에서는 몰드변압기의 운전시 진동을 측정하기 위하여 도 2와 같이 구성할 수도 있다.

시험용 몰드변압기 단상 30kVA(22,900/220V) 2대(121,122)(Mold TR1, Mold TR2)와 변압기 전원공급을 위해 단상30kVA(입력: 220V, 출력 : 0∼300V) 유도전압 조정기(110)(IVR) 1대, 동손 공급을 위한 단상 30kVA(입력 : 220V, 출력 : 0∼10V) 전압 주파수 조정기(160)(VVVF) 1대, 건식변압기(170)(TRc) 단상 30kVA(입력 : 10V, 출력 : 0∼1,500V)로 구성할 수도 있다.

변압기 부하시험시 실부하시험은 비용면과 제어면에서 실행하기기 어렵다. 따라서 변압기에 철손과 동손만을 따로 공급하여 실부하 시험과 같은 효과를 내도록 한다.

즉 정격이 같은 두 변압기가 있을 때 이 두 변압기를 같은 전원에 연결하면 두 변압기는 서로서로가 부하가 되므로 변압기 시험을 할 수 있다.

저압권선을 병렬연결하고 두 변압기의 고압권선을 같은 극성으로 서로 연결하면 유기전압은 서로 크기가 같고 방향이 반대가 되어 고압권선에서는 순환전류가흐르지 않는다.

저압권선은 전원에서 자화전류를 공급받으며 전원에서 받은 전력은 두 변압기의 철손에 해당한다. 이 평형은 고압회로에 임피던스전압에 해당하는 교류전원전압을 다른 변압기를 통하여 공급함으로써 깨어진다.

공급된 교류전원전압의 변동은 고압권선에 흐르는 순환전류를 변화시켜 저압권선에서 이에 비례하는 전류를 흐르게 한다.

이와 같은 방법으로 두 변압기내에서 소비되는 손실만을 외부로부터 공급하므로서 실부하를 가한 것과 같은 상태가 되도록 하여 실부하를 모의할 수 있도록 한다.

본 실시예에서, 몰드변압기의 진동을 측정하기 위한 레이저를 이용한 비접촉 진동측정 장치로는 Velocity output sensitivity 15㎜/s/v, 측정범위 0.1㎐∼40㎑인 비접촉식 진동속도계(LV110D, EM4SYS사)를 이용하였다.

[표 1]

변압기 진동측정 및 결과를 살펴보면, 변압기에서 진동을 발생시키는 철심진동과 권선진동의 각각의 특성을 파악하기 위해 먼저 철심에 의한 진동특성을 시험할 때에는 변압기의 2차 단자를 개방시켜 부하전류가 흐르지 않도록 하는 개방시험을 실시하였다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 인가전압은 정격전압의 80%, 90%, 100%, 110%, 120%를 인가하면서 그때의 진동신호를 주파수 분석을 실시하여 각각의 특성을 파악하였다.

또한 변압기의 권선에 전류가 흐를 때에 진동특성을 파악하기 위해서는 단락시험 방법을 이용하여 전류의 변화에 따른 변압기의 권선에 의한 진동특성을 측정 분석하였다.

철심에 의한 진동만을 측정하기 위해서 권선에 의한 진동이 발생되지 않도록 TRc에 전압이 인가되지 않도록 하여 변압기 개방시험을 실시하였다.

인가전압은 유도전압조정기(IVR)을 이용하여 정격전압의 80%, 90%, 100%, 110%, 120%를 인가하였으며, 그때 발생되는 고압 측 외벽의 진동을 측정하여 진동주파수를 FFT(Fast Fourier Transform)분석을 실시하였다.

철심에 의한 진동의 크기는 인가전압에 비례하여 진동이 증가하며 고체 절연물인 에폭시를 통해 외벽으로 진동이 그대로 전달되어지고 있음을 알 수 있다.

측정된 진동주파수는 120㎐, 240㎐, 360㎐, 480㎐로 120㎐의 배수 조합 고조파로 측정되었다.

진동고조파 성분은 주파수가 1㎑에 가까워지면서 거의 0에 가깝게 작아진다.

120㎐를 기본주파수라고 할 때 4고조파에 해당되는 480㎐의 주파수에서는 그 크기가 앞선 차수의 고조파 성분에 배해 비선형적을 증가하는 것을 알 수 있다.

이는 시험용 변압기가 가지는 고유진동 주파수가 480㎐ 대역으로 공진이 발생되어 특이하게 그 진동크기가 증가하는 것으로 판단된다.

고조파 성분의 크기는 인가전압이 증가하면 거의 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 인가전압에 따른 철심진동의 관계를 진동 주파수 분석을 통해 진동고조파(120㎐, 240㎐, 360㎐, 480㎐) 성분별로 나타낸 것이다.

권선에 의한 진동을 측정하기 위해서 유도전압 조정기(IVR)에 80%, 90%, 100% 정격전압을 인가하고 진동주파수 분석기(VVVF)를 이용하여 2차 측에 순환전류가 발생하도록 하여 실험을 실시하였으며 그때 발생되는 고압 측 외벽의 진동을 측정하여 진동주파수를 FFT분석을 실시하였다.

도 9는 80% 정격전압에서 부하전류 16.0%, 40.4%, 47.8%, 60.0%, 77.2%일 때의 고압측 외벽을 통해 전달되어지는 변압기의 진동을 측정한 결과이다.

고압측 외벽을 통해 측정되어지는 진동은 120㎐를 기본으로 240㎐, 360㎐, 480㎐의 고조파 진동을 가지며 그 크기는 고조파 차수가 증가할수록 작아진다.

하지만 철심에 의한 진동측정에서처럼 480㎐에서는 그 크기가 증가함을 알 수 있다. 이는 철심의 진동 측정시 사용되어진 동일한 시험용 변압기이므로 변압기가 가지는 고유진동주파수 성분이 동일하여 480㎐대역에서의 공진이 발생되어 그 크기가 증가되는 것으로 판단된다.

80% 정격전압에서의 부하전류가 증가할수록 누설자속과 권선전류에 의한 전자력이 증가되어 권선의 진동은 증가되고 있음을 보여준다.

시험결과 일정 부하율 미만에서는 부하전류가 증가할수록 진동값의 증가폭은 커지지만 그 이상에서는 그 진동값의 증가폭이 둔해지는 것을 알 수 있다.

부하전류가 증가할수록 변압기의 권선진동이 증가하여 철심진동시 발생되는 고조파 진동성분을 상대적으로 작아진다.

120㎐의 기본 진동주파수 성분은 부하전류 크기변화와 진동의 크기는 식 (1)과 같은 추세선(regression line)으로 상관 함수관계를 나타 낼 수 있으며 상관계수는 0.929이다.

상관계수가 1인 경우 모든 측정점들은 추세선과 완전히 일치함을 나타낸다. 수식 (1)에서 x=0일때 즉, 전류값이 0인 경우 진동속도의 크기는 18.16㎛/s이다. 이 결과값은 철심진동 시험결과에서 120㎐의 18.3㎛/s와 거의 일치하는 값이다.

[수학식 1]

y = 23.81x + 18.16

도 10은 90% 정격전압에서의 부하전류에 따른 진동변화는 진동주파수의 상대적인 크기가 증가할 뿐, 80% 정격전압에서의 부하전류에 따른 진동변화와거의 유사한 특성을 보여준다.

부하전류 70%까지는 120㎐, 성분과 480㎐성분의 크기는 증가하지만 부하전류가 증가하면 선형부하에 의한 권선진동에 의해 상대적으로 철심에 의한 자왜진동 현상이 줄어 전체적으로 변압기 진동값이 일정해지는 것을알수있다. 120㎐의 진동주파수 성분은 부하전류 크기변화와 진동의 크기변화는 식 (2)와 같은 상관 함수관계를 가지면 상관계수는 0.756이다. 수식 (2)에서 x=0일때 즉, 전류값이 0인 경우 진동속도의 크기는 31.11㎛/s이다. 이 결과값은 철심진동시험 결과에서 120㎐의 28.2㎛/s와 거의 일치하는 값이다.

[수학식 2]

y = 27.91x + 31.11

도 11에 도시된 바와 같이, 100% 정격전압에서 부하전류에 따른 진동은 앞선 시험과 거의 유사한 특성을 보여준다.

시험용 변압기는 100% 정격전압에서의 운전조건에서의 설계조건으로 설계 제작되어진 변압기이므로 정격전압에서는 상대적으로 480㎐ 성분의 고조파 진동이 작아지는 것으로 판단된다. 120㎐, 480㎐ 주파수 성분의 진동은 부하율이 100%에 가까워지면서 그 진동값이 줄어들면 240㎐, 360㎐ 성분의 진동은 그 크기의 변화가 거의 없음을 알 수 있다.

또한 앞선 실험과 달리 480㎐ 성분의 진동크기가 작음을 알 수 있다. 120㎐의 진동주파수 성분은 부하전류 크기변화와 진동의 크기변화는 식(3)과 같은 상관함수 관계를 가지면 상관계수는 0.761이다.

수식 (3)에서 x=0일때 즉, 전류값이 0인경우 진동속도의 크기는 44.51㎛/s이다. 이 결과값은 철심진동 시험결과에서 120㎐의 41.1㎛/s와 거의 일치하는 값이다.

[수학식 3]

y = 22.3x + 44.51

변압기의 진동원인 중에 철심에 의한 자왜진동의 영향을 배제하고 순수하게 권선의 전자력에 의한 진동값을 측정하여야 권선에 의한 변압기 진동특성을 파악할 수 있다. 하지만 변압기의 원리상 1차측에 전압을 인가시켜 변압기 철심을 여기시켜야 동작하므로 변압기의 철심에 의한 진동영향을 변압기 전체 진동에서 배제시킬 수는 없다.

하지만 실험결과를 분석해보면 1차측의 전압을 일정하게 하고 부하전류를 변화시켜 부하전류와 변압기 진동에 대한 상관관계를 알면 철심에 의한 변압기의 기본 진동값을 변압기의 개방시험을 하지 않고서도 알 수 있다.

이와 같은 원리를 이용하면 변압기의 단락시험만으로 철심에 의한 기본 진동값을 개방시험을 하지 않고서도 유추할 수 있으며, 일정한 전압에서의 철심에 의한 변압기 진동값과 권선 진동값을 분리할 수 있을 것으로 파악된다.

건전한 변압기 철심의 기본진동값에 대해 20% 이상의 변동이 발생되었을 경우에는 변압기의 철심에 심각한 문제가 발생한 가능성이 높다.

본 발명을 이용하면 변압기 철심에 구조적 변형이 생겨 잠재적 사고의 원인이 된다면 이와 같은 철심의 구조적 변형을 찾을 수 있을 것으로 판단된다. 또한 역으로 변압기 철심에 문제가없고, 변압기의 인가전압이 일정한데 부하전류에 의한 증가폭 변화가 매우 심하면 변압기 권선에 잠재적 사고원인이 발생하였다는 것을 판단할 수 있을 것이다.

레이저를 이용한 비접촉 진동측정장비를 이용하여 몰드변압기의 진동을 측정하고 진동신호를 주파수영역에서 분석하기 위하여 측정된 신호를 FFT방법을 사용해서 스팩트럼을 구했다.

변압기 철심과 권선은 자왜현상과 전자력에 의해 진동을 발생시키며 120㎐를 기본으로 하는 주파수 성분을 갖는 진동파형을 발생시킨다.

철심에 의한 진동은 인가전압에 선형적으로 증가하며, 권선에 의한 진동은 부하전류의 크기에 선형적으로 증가하지만 일정부하율 이상에서는 안정화되는 것을 알 수 있었다.

본 발명에서는 변압기에서 각 진동의 원인에 따른 진동크기의 상관관계를 분석하였고 몰드변압기의 철심과 권선의 구조적 변형을 진단할 수 있는 방법을 제시하였다.

한편, 몰드변압기의 권선 진동 분석방법에 있어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 몰드변압기에 전원을 공급한다(S2). 여기서, 제 S2 단계는 유도전압 조정기(IVR)를 이용하여 몰드변압기에 인가하는 전압을 정격전압의 80% 또는 90% 또는 100%로 인가하는 것을 특징으로 한다.

다음으로 몰드 변압기의 2차 측에 부하전류에 따른 동손을 공급하여 순환전류가 발생하도록 한다(S4).

다음으로 몰드변압기에 인가되는 전압에서의 부하전류에 따라 발생되는 몰드변압기 고압 측 외벽의 진동신호를 측정한다(S6).

여기서, 제 S6 단계는 인가되는 전압에서의 부하전류에 따라 몰드변압기에서 발생되는 고압 측 외벽의 진동을 레이저를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 진동신호의 주파수를 분석한다(S8). 제 S8 단계는, 진동신호의 진동 주파수를 분석하여 부하전류 크기변화에 따른 권선에 의한 진동 크기변화를 진동고조파 성분별로 출력하는 것을 특징으로 한다.

110 : 유도전압 조정기 120 : 몰드변압기
140 : 진동측정기 150 : 진동주파수 분석기
160 : 전압주파수 조정기 170 : 건식변압기

Claims (3)

1. 몰드변압기의 권선 진동 분석장치에 있어서,
   몰드변압기에 전원을 공급하는 유도전압 조정기;
   상기 몰드변압기의 2차 측에 부하전류에 따른 동손을 공급하여 순환전류가 발생하도록 하는 전압주파수 조정기;
   상기 몰드변압기에 인가되는 전압에서의 부하전류에 따라 발생되는 몰드변압기 고압 측 외벽의 진동신호를 측정하는 진동측정기; 및
   상기 진동신호를 주파수 분석하는 진동주파수 분석기;를 포함하며,
   상기 진동주파수 분석기는, 진동신호의 진동 주파수를 분석하여 부하전류 크기변화에 따른 권선에 의한 진동 크기변화를 진동고조파 성분별로 출력하는 것을 특징으로 하는 몰드변압기의 권선 진동 분석장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유도전압 조정기는,
   정격전압의 80% 또는 90% 또는 100%를 몰드변압기에 인가하는 것을 특징으로 하는 몰드변압기의 권선 진동 분석장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동측정기는,
   레이저를 이용하여 몰드변압기에서 발생되는 고압 측 외벽의 진동을 측정하는 비접촉 진동측정 장치인 것을 특징으로 하는 몰드변압기의 권선 진동 분석장치.

Images