[국내기술해설 ②] 변압기 건전도(Health Index) 평가 기법 개발

한국전력공사 배전운영처
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개요

한전에서 사용하고 있는 배전 변압기는 매년 5만대 이상 증가해 2009년 2월 현재 약 191만 대가 운영 중이며, 설비 특성상 고객 밀집지역에 설치되어 사용 중이다.
그동안 한전에서는 제조 기술 개선, 신소재 개발, 변압기 콤팩트화 등 성능과 품질을 꾸준히 향상시켜 전압 변동이 감소되고 정전 시간이 축소되는 등 전기품질이 크게 향상됐다. 최근에는 IT기술을 활용한 부하 감시 시스템을 이용해 과부하에 의한 변압기 고장을 예방하는 운영 기술도 적용하고 있다.
한전은 이러한 기자재 제조ㆍ운영 기술과 품질 향상 등 환경 개선으로 변압기 수명을 연장할 수 있는 기반을 마련하고 있다.


변압기 건전도(Health Index) 평가 기법

한전에서는 축적된 변압기 제조 기술과 우수한 전기품질을 바탕으로 변압기 건전도(Health Index)를 진단하여 수명을 연장하는 기법을 개발했다. 그 동안 변압기는 운전 상태와 무관하게 사용기간이 13년이 되면 일률적으로 교체하는 TBM(Time Based Maintainance) 방식으로 관리해 왔다. 이번에 개발한 평가 기법은 변압기 건전도를 진단하고 그 결과에 따라 교체시기를 결정하는 CBM(Condition Based Maintainance) 방식으로 전환하게 된 것이다.
새로운 평가 기법은 변압기 상태를 계량화하기 위해 변압기 수명에 영향을 주는 자연열화, 자연현상 등의 과거 변압기 고장 원인 통계 분석을 통해 이용률, 낙뢰 노출 정도, 염분 피해도 등을 메인 평가 요소로 선정하고, 직원들의 선로 순시에 의한 변압기 몸체 누유ㆍ부식 정보, 변압기 온도 측정 등을 서브평가 요소로 분류했다. 그리고 최근 5년간의 고장발생 통계 분석 결과를 바탕으로 평가 요소와 변압기 수명과의 영향 분석을 통해 가중치를 설정, 점수화하고 평가 점수별 변압기 건전도를 5단계로 나눠, 건전도에 따라 최장 30년까지 사용할 수 있도록 하는 시스템이다.



이러한 진단기법을 활용하여 변압기 건전도를 시뮬레이션한 결과 노후 교체대상 변압기 평균 사용기간이 현행 13년에서 약 20.8년으로 수명이 증가되는 결과를 도출했다.


향후 계획

한전에서는 새롭게 도입되는 변압기 건전도 평가기법의 현장 적용을 위해 지난 4월 시스템 구축을 완료했으며, 10월까지 2개 사업소를 대상으로 현장시범 적용 후 전사업소에 확대 적용할 예정이다.
이 평가 기법을 적용하게 되면 현행 변압기 교체방법에 비해 연간 221억 원 이상의 운영 경비를 절감할 수 있을 뿐 아니라, 기자재 품질 향상 및 고장예방에 많은 기여를 할 것으로 예상된다. 또한 교체되는 변압기 절연유 폐기량도 감소되어 환경보호에도 큰 효과가 있을 것으로 기대하고 있다.
한전에서는 앞으로 PLC 저압 원격 검침 시스템에 변압기 부하 감시 기능을 부가하여 전체 변압기의 이용률을 산정하여 변압기 건전도 진단 자료로 활용할 예정이다. 앞으로 이러한 변압기 건전도 평가시스템의 활용 성과를 개폐기 등 다른 배전기자재에도 확대 적용할 계획이다.