스윕 주파수 응답 분석기: 신규 및 숙련된 전력 엔지니어를 위한 실용 가이드

 주파수 응답 분석기: 신규 및 숙련된 전력 엔지니어를 위한 실용 가이드

이 기기는 변압기에 대해 어떤 특정 검사를 수행합니까?수행변압기에 대해?

이 장치를 처음 접하는 많은 신규 엔지니어들은 종종 다음과 같이 묻습니다. "이것은 전압 측정 또는 저항 측정에 사용됩니까?" 실제로는 둘 다 아닙니다. 권선 변형 테스터는 본질적으로 변압기의 내부 권선에 대한 CT 스캔을 수행합니다. 즉, 변압기 분해 또는 커버 제거 없이 변형, 느슨함 또는 변위를 감지할 수 있습니다.

단순화된 원리: 권선을 "특수 필터"로 취급합니다.

변압기의 각 권선은 저항기, 인덕터 및 커패시터로 구성된 복잡한 네트워크, 즉 맞춤형 "필터"로 생각할 수 있습니다. 다양한 주파수의 신호를 공급하면 특정 응답을 생성하여 고유한 "지문 곡선"을 생성합니다.

권선이 손상되지 않은 경우 이 "필터"의 특성은 변하지 않으며 지문 곡선도 마찬가지입니다. 그러나 단락 충격 또는 운송 충격으로 인해 권선이 변형된 경우(예: 전선 뒤틀림 또는 턴 간 간격 변경) 네트워크 내의 유도 및 용량 매개변수가 이에 따라 변경되어 지문 곡선이 수정됩니다. 당사의 테스터는 이러한 곡선 변형을 분석하여 권선에 결함이 있는지 여부를 결정합니다.

그림: 권선 변형 테스터의 일반적인 외관, 컴팩트하고 휴대 가능하며 현장 작업에 적합

어떤 문제를 감지할 수 있습니까?

1. 권선의 축/반경 방향 변형, 뒤틀림, 팽창, 턴 간 단락, 패치 간 정렬 불량
2. 권선 느슨함, 리드선 변위
3. 상 간 단락, 코어 느슨함

또한 전체 테스트 프로세스는 비파괴적이며 변압기에 손상을 주지 않으므로 예방 테스트의 표준이 되었습니다.

실제 시연: 변압기 테스트

1단계: 테스트 전 준비 사항 – 이 사항을 간과하지 마십시오

1. 변압기 상태 확인: 먼저 변압기를 전원에서 분리하고 모든 외부 리드(버스바 및 케이블 포함)를 제거한 다음, 테스트 신호와의 간섭을 피하기 위해 이 리드를 부싱에서 최소 20cm 떨어진 곳으로 옮깁니다.
2. 완전 방전: 변압기가 비활성화된 후 잔류 전하가 부상이나 테스트 간섭을 일으키지 않도록 권선이 완전히 방전되었는지 확인합니다.
3. 주요 정보 기록: 변압기의 탭 위치를 기록하십시오! 다른 탭 위치는 완전히 다른 곡선을 생성하므로 이 정보는 매우 중요합니다. 데이터 비교는 동일한 탭 위치에서 수행해야 합니다.
4. 환경 점검: 용접기 또는 대형 모터와 같은 강력한 간섭원을 현장에서 확인합니다. 존재하는 경우 끄거나 다른 시간에 측정을 예약하십시오. 그렇지 않으면 측정된 곡선에 불규칙한 변동이 나타납니다.

2단계: 배선

그림: Yn 구성의 A상 권선에 대한 개략적인 배선도, 각 클램프의 연결 위치를 명확하게 표시

• 접지가 중요합니다: 테스터의 접지 단자, 변압기의 케이싱 및 철심을 단일 접지 지점에 함께 연결하십시오! 측정된 곡선이 비정상적으로 보이는 많은 경우는 부적절한 접지 또는 여러 접지 지점 연결로 인해 간섭이 발생하기 때문입니다.
• 클램프는 단단히 조여야 합니다: 테스트 전에 슬리브 단자를 철저히 청소하고 단단히 클램프하여 느슨한 연결을 피하십시오. 이렇게 하면 접촉 저항이 변경되고 신호 왜곡이 발생합니다.
• 과도하게 긴 차폐 케이블 피하기: 차폐 테스트 케이블을 사용하고 길이는 3미터를 초과하지 않는 것이 좋습니다. 길이가 길면 간섭이 발생할 수 있습니다.

3단계: 매개변수 설정 및 테스트

배선 완료 후 컴퓨터에서 테스트 소프트웨어를 열고 장치를 연결한 다음 매개변수를 구성할 수 있습니다.

• 일반적으로 1kHz ~ 2MHz의 주파수 스윕 범위면 충분합니다. 대부분의 변압기는 이 범위로 커버할 수 있습니다.
• 스캔의 경우 전체 결과를 신속하게 얻기 위해 선형 주파수 스캔으로 시작합니다. 이상이 감지되면 분할 주파수 스캔을 사용하여 자세히 분석합니다.
• 그런 다음 "테스트 시작"을 클릭하면 장치가 자동으로 권선에 주파수 스윕 신호를 주입하여 응답을 수집합니다. 각 위상 테스트는 1분 미만이 소요되며, 변압기의 세 위상(고압, 중압, 저압) 모두에 대한 측정을 완료하는 데 총 약 10분이 소요됩니다.

그림: 현장 테스트 시나리오, 엔지니어가 권선 변형 감지를 수행하고 있음

4단계: 결과 분석

• 수평 비교: 동일한 전압 레벨에서 A, B, C 위상의 곡선을 비교합니다. 정상적인 조건에서는 세 곡선 모두 유사해야 합니다. 한 곡선이 크게 벗어나면 해당 위상에 결함이 있을 가능성이 높습니다.
• 수직 비교: 현재 곡선을 변압기의 원래 공장 곡선 및 이전 테스트의 기록 곡선과 비교합니다. 편차가 3.5dB를 초과하면 권선 변형을 나타냅니다.

일반적인 오용 사례

1. DC 저항 테스트를 완료한 후 즉시 권선 변형 테스트를 수행하지 마십시오!

이것이 가장 흔한 함정입니다! 많은 실무자들이 현장에서 테스트를 수행하고 시간을 절약하기 위해 DC 저항을 측정한 후 변형된 권선 와이어를 직접 연결하여 측정합니다. 하지만 알고 계셨습니까? DC 저항 테스트 중에 권선이 자화되어 철심에 잔류 자기가 남습니다. 이 잔류 자기는 권선의 인덕턴스 매개변수에 직접 영향을 미쳐 권선 변형의 증거로 쉽게 오해될 수 있는 완전히 부정확한 주파수 응답 곡선을 생성합니다.

올바른 절차: DC 저항 테스트를 완료한 후 변압기를 탈자하거나 잔류 자기가 소멸될 때까지 최소 30분 동안 기다린 후 권선 변형 테스트를 수행하십시오.

2. 건식 변압기는 테스트할 수 없습니다.

많은 사람들이 테스트 장비를 받은 후 모든 변압기를 무차별적으로 측정합니다. 실제로 국가 표준에서는 권선 변형 테스트가 주로 유입식 변압기를 대상으로 한다고 명시하고 있습니다! 건식 변압기의 권선은 개방되어 있어 높은 누설 정전 용량을 나타내므로 매우 일관성이 없는 주파수 응답 곡선을 생성합니다. 또한 국가 표준에서는 건식 변압기의 권선 변형 테스트에 대한 요구 사항을 명시하지 않으므로 얻은 결과는 실질적인 참조 가치가 없습니다. 이러한 테스트를 수행하는 것은 의미가 없습니다.

3. 비정상적인 곡선의 경우 먼저 이러한 간섭 요인을 제거하십시오.

많은 사람들이 비정상적인 곡선을 발견하면 즉시 권선이 변형되었다고 결론짓습니다. 실제로는 종종 간섭으로 인해 발생합니다.

• 저주파 대역 정렬 불량? 먼저 배선을 확인하십시오: 수십 kHz의 저주파 대역 곡선이 정렬되지 않으면 90%의 확률로 문제가 권선이 아니라 부적절한 배선 또는 접촉 불량에 있습니다. 클램프를 다시 클램핑한 후 재테스트하십시오.
• 고주파 대역 간섭 점프? 간섭 확인: 고주파 대역의 곡선에 수많은 스파이크가 나타나면 현장에 전자기 간섭이 있음을 나타냅니다. 근처 용접기를 끄거나 테스트 라인의 적절한 차폐를 보장하십시오.
• 곡선에 이중 피크가 나타납니까? 이는 축 방향 왜곡을 나타낼 수 있습니다: 저주파 대역에 뚜렷한 이중 피크가 나타나면 이는 간섭이 아니라 권선 축 방향 왜곡의 전형적인 특징입니다! 이전에 220kV 변압기에서 단락 충격 후 이 특징이 나타났으며, 분해 결과 고압 권선에 8mm의 축 방향 왜곡이 발견되어 놀라운 진단 정확도를 보여주었습니다.

4. 반복성을 보장하기 위해 동일한 위상에 대해 측정을 두 번 수행하십시오.

많은 사람들이 한 번의 시도로 측정을 완료합니다. 그러나 표준 사양에서는 동일한 위상에 대해 최소 두 번의 측정을 요구하며, 두 곡선 간의 유사성은 0.95를 초과해야 합니다. 측정 간에 상당한 불일치가 관찰되면 불안정한 배선 또는 과도한 환경 간섭을 나타냅니다. 이러한 경우 신뢰할 수 있는 데이터를 보장하기 위해 재측정이 필수적입니다.

5. 35kV 이하의 소형 변압기의 경우 세 위상을 단순히 비교하지 마십시오.

35kV 이하의 많은 소형 변압기는 권선 구성으로 인해 세 위상 주파수 응답 곡선에 고유한 차이가 있습니다. 이러한 경우 수평 비교에만 의존하지 마십시오. 대신 원래 측정 데이터와 비교하여 수직 비교를 수행하여 오해를 방지하십시오.

응용 시나리오

1. 단락 충격 후: 변압기의 근거리 단락 후 막대한 전자 동력으로 인해 권선이 쉽게 변형될 수 있습니다. 권선이 손상되었는지 확인하기 위해 즉시 측정하는 것이 필수적입니다. 그렇지 않으면 결함이 있는 상태로 작동하면 심각한 사고로 이어질 수 있습니다.
2. 신규 변압기 설치 및 인수: 현장에 인도되면 새로 설치된 변압기는 모든 후속 테스트의 기준이 될 원래 "지문 프로필"을 설정하기 위한 테스트를 거쳐야 합니다.
3. 운송/호이스트 후: 대형 변압기의 장거리 운송 중 또는 호이스트 커버 아래 유지 보수 후 진동으로 인해 권선 변위가 쉽게 발생할 수 있습니다. 이러한 경우 변위 측정을 통해 운송 및 유지 보수 중에 권선이 손상되지 않았는지 확인합니다.
4. 예방 테스트: 작동 중인 변압기의 경우 권선 변형 테스트는 3~5년마다 수행되는 예방 테스트의 필수 항목으로 잠재적인 위험을 사전에 식별합니다.

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