변압기 오일의 CO: 변압기 DGA에서 중요한 이유

일반적으로 CO라고 불리는 일산화탄소는 오일 충전 전력 변압기의 용존 가스 분석에서 가장 중요한 가스 중 하나입니다. 아세틸렌과 같은 가스는 종종 아크와 관련되고 수소는 일반적으로 부분 방전 또는 일반 고장 활동과 연결되지만 CO는 특별한 진단 가치를 가지고 있습니다. 이는 셀룰로스 절연체의 열 분해 및 노화와 밀접한 관련이 있습니다.

유침형 변압기에서 절연 시스템은 주로 종이, 합판 및 스페이서를 포함한 미네랄 절연 오일과 고체 셀룰로스 절연체로 구성됩니다. 오일은 종종 여과, 재생 또는 교체될 수 있지만 고체 절연체는 일단 노화되거나 품질이 저하되면 복원하기가 훨씬 더 어렵습니다. 이러한 이유로 변압기 오일에서 CO를 모니터링하는 것은 단지 결함을 감지하는 것만이 아닙니다. 또한 변압기 종이 절연체의 장기적인 상태를 이해하는 것이기도 합니다.

변압기 오일에서 CO가 생성되는 이유

CO는 주로 셀룰로오스 절연체가 열, 전기, 산화 또는 습기 관련 스트레스로 분해될 때 생성됩니다. 정상 작동 중에는 자연적인 노화로 인해 소량의 CO가 존재할 수 있습니다. 그러나 CO 농도가 급격하게 증가하거나 지속적인 상승 추세를 보일 경우 종이 절연 열화가 가속화되었음을 나타낼 수 있습니다.

비정상적인 CO 생성의 일반적인 원인은 다음과 같습니다:

• 권선 근처의 국지적 과열 단열재
• 장기 과부하 운전
• 냉각 불량 또는 오일 흐름 차단
• 종이에 수분 절연
• 기름 종이 절연 시스템의 산화
• 전류가 흐르는 부품 근처의 느슨한 연결, 핫스팟 또는 과열
• 역사적 결함 또는 유지 관리 후 불완전한 탈기

Because CO can come from different sources, it should not be interpreted by a single measurement alone. The most reliable approach is to evaluate CO together with its trend, growth rate, CO₂ concentration, hydrocarbon gases, load history, oil temperature, moisture, acidity, and other transformer condition indicators.

CO 종이 절연 노화의 지표로 사용

전력 변압기의 수명은 셀룰로오스 절연 상태에 따라 크게 영향을 받습니다. 종이 절연체가 고온, 습기, 산소 또는 전기적 스트레스에 노출되면 분자 구조가 점차 파괴됩니다. 이 공정은 단열재의 기계적 강도를 약화시키고 CO 및 CO2와 같은 가스를 방출합니다. 따라서 CO 수준의 상승은 셀룰로오스 분해의 조기 경고 신호일 수 있습니다. CO2, 수분, 산도 또는 푸란 화합물과 함께 CO가 증가하면 종이 단열재 노화의 증거가 더욱 강해집니다. CO가 메탄, 에탄 또는 에틸렌과 같은 열 결함 가스와 함께 상승하는 경우 열 결함이 고체 절연체에 영향을 미쳤음을 암시할 수 있으며 이는 일반적으로 더 높은 위험 상태를 나타냅니다.

실용적인 변압기 진단에서 CO는 추세 기반 지표로서 가장 가치가 있습니다. 단일 CO 값은 변압기 수명, 오일 처리 이력, 샘플링 조건 및 작동 부하에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 그러나 특히 유사한 작동 조건에서 CO의 지속적인 증가는 세심한 주의를 기울일 가치가 있습니다.

CO 및 CO2: 더욱 완전한 View

CO는 일반적으로 이산화탄소 또는 CO2와 함께 분석되어야 합니다. 두 가스 모두 셀룰로오스 단열재 성능 저하와 연관되어 있지만 이들의 관계는 추가적인 진단 통찰력을 제공합니다.

CO 및 CO2 둘 다의 느리고 안정적인 증가는 정상적인 노화를 나타낼 수 있습니다. CO 증가 속도가 빨라지면 종이 단열재가 국부적으로 과열될 수 있습니다. CO/CO2 관계의 비정상적인 변화는 열화 메커니즘이 변경되었거나 국부적인 열 문제가 발생하고 있음을 나타낼 수 있습니다.

이러한 이유로 많은 변압기 유지 관리 팀에서는 "CO 값이 높습니까?"라고 묻지 않습니다. 그들은 더 유용한 질문을 합니다:

CO가 이전보다 빠르게 증가합니까?

• CO2가 CO2와 함께 증가합니까?
• CO 증가는 부하 또는 부하와 관련이 있습니까? 온도?
• 탄화수소 가스도 증가합니까?
• 최근에 변압기를 여과, 가스 제거, 재충전 또는 수리했습니까?
• CO 추세가 푸란, 수분 및 오일 품질 테스트 결과와 일치합니까?
• 이 질문은 오진을 방지하고 엔지니어가 보다 정확한 유지 관리 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

온라인 DGA가 CO에 중요한 이유 모니터링

기존 실험실 DGA는 매우 유용하지만 주기적입니다. 변압기는 중요성과 상태에 따라 월별, 분기별 또는 매년 샘플링될 수 있습니다. 그러나 샘플링 일정에 따라 결함 및 비정상적인 열 활동이 항상 발생하는 것은 아닙니다.

온라인 DGA는 변압기 오일의 주요 용해 가스를 지속적으로 또는 자주 측정합니다. CO 모니터링의 경우 추세와 증가율이 단일 농도 값보다 더 중요한 경우가 많기 때문에 이는 특히 중요합니다.

온라인 DGA 모니터는 사용자에게 도움이 될 수 있습니다:

비정상적인 CO 증가 감지 이전

• 종이 단열 응력 실시간 추적
• 부하, 온도, 냉각 조건과 관련된 변화 파악
• 수동유 의존도 감소 sampling
• 상태 기반 유지 관리 지원
• 변압기 위험 관리 개선
• 절연 성능 저하 전 조기 경고 제공 Severe
• 중요한 변압기의 경우 온라인 CO 모니터링은 자산 상태 관리의 중요한 부분이 될 수 있습니다. 이는 운영자가 사후 유지 관리에서 예측 유지 관리로 전환하는 데 도움이 됩니다.

온라인에서 CO에 대한 MEMS IR 측정의 장점 DGA

MEMS IR 기술은 온라인 DGA 시스템에서 컴팩트하고 안정적인 CO 측정을 위한 강력한 기술 기반을 제공합니다. MEMS IR CO 감지는 소모성 화학 반응에 의존하는 대신 CO 분자의 적외선 흡수 특성을 사용합니다. 이는 연속 변압기 모니터링 애플리케이션에 매우 적합합니다.

주요 장점은 다음과 같습니다:

1. 광학 및 비소모성 측정

MEMS IR CO 감지는 광학 흡수를 기반으로 합니다. 측정 과정에서는 대상 가스를 소비하지 않으며 화학 시약이 필요하지 않습니다. 이는 장기적인 안정성을 향상시키고 일상적인 유지 관리 요구 사항을 줄이는 데 도움이 됩니다.

2. 온라인 DGA 통합을 위한 소형 크기

MEMS 기반 적외선 구성 요소는 소형으로 제작될 수 있으며 온라인 DGA 장비에 통합하기에 적합합니다. 이는 설치 공간, 시스템 안정성 및 배포 용이성이 중요한 변전소 애플리케이션에 중요합니다.

3. CO

에 대한 우수한 선택성 적절한 적외선 파장 및 광학 필터링 설계를 사용하여 MEMS IR 측정은 CO의 흡수 특성을 목표로 삼을 수 있습니다. 이는 DGA 시스템의 가스 경로 내에서 선택적 CO 측정을 지원합니다.

4. 저전력 소비

MEMS IR 구성 요소는 저전력 설계에 적합합니다. 이는 현장 환경에서 안정적이고 지속적인 작동이 필요한 온라인 모니터링 장치에 유용합니다.

5. 추세 모니터링을 위한 빠른 응답

온라인 DGA에는 정확한 가스 값만 필요한 것이 아닙니다. 시기적절한 추세 정보도 필요합니다. MEMS IR CO 측정은 빈번한 측정 주기를 지원하여 사용자가 CO 성장 패턴을 관찰하고 비정상적인 절연 동작에 조기에 대응할 수 있도록 돕습니다.

6. 안정적인 기준선 및 유지 관리 감소

일부 기존 가스 감지 방법과 비교할 때 광학 IR 감지는 온도 보상, 교정 전략 및 가스 경로 제어를 통해 적절하게 설계되었을 때 우수한 기준선 안정성을 제공할 수 있습니다. 이는 유지 관리 개입 횟수를 줄이면서 장기적인 온라인 모니터링을 지원합니다.

7. 스마트 변압기 모니터링에 적합

MEMS IR CO 측정은 데이터 알고리즘, 경보, 원격 통신 및 변압기 상태 모델과 결합될 수 있습니다. 따라서 최신 디지털 변전소, 스마트 그리드 및 예측 유지 관리 플랫폼에 적합합니다.

MEMS IR CO measurement can be combined with data algorithms, alarms, remote communication, and transformer health models. This makes it suitable for modern digital substations, smart grids, and predictive maintenance platforms.