변압기 오일은 변압기의 효율적이고 안전한 작동에 필수적입니다. 절연체와 냉각수 역할을 모두 하는 이 오일(일반적으로 변압기 절연유라고 함)은 고전압 시스템 내에서 열을 발산하고 절연 강도를 유지하는 역할을 합니다. 그러나 전기적 스트레스, 산소 및 고온에 노출되면 시간이 지남에 따라 오일이 열화되어 산성 화합물, 슬러지 및 수분 축적이 발생합니다. 이러한 오염 물질은 오일의 절연 및 열적 특성을 손상시켜 변압기 고장 위험을 증가시킵니다.

이러한 위험을 완화하고 변압기의 수명을 연장하기 위한 가장 효과적인 해결책 중 하나는 변압기 오일 회수입니다. 이 글에서는 변압기 오일의 분해 과정, 오염된 오일의 영향, 그리고 회수를 통해 성능을 회복하는 동시에 오일 교체에 대한 지속 가능하고 비용 효율적인 대안을 제시하는 방법을 심층적으로 살펴봅니다.

변압기 오일 열화 및 그 영향 이해

변압기 오일은 주변 환경 및 내부 전기 응력과 반응하여 시간이 지남에 따라 자연스럽게 열화됩니다. 이러한 열화는 주로 산화와 열분해로 인해 발생하며, 두 가지 모두 원치 않는 부산물을 생성합니다.

오일은 노화됨에 따라 산성도가 높아지고 슬러지와 극성 화합물이 생성되어 변압기의 절연 강도와 전반적인 신뢰성을 저하시킵니다. 또한 오염 물질이 절연체로 이동하여 열화를 가속화하고 복구 작업을 복잡하게 만들 수 있습니다. 노화된 오일을 처리하지 않고 방치하면 다음과 같은 일련의 작동 불량을 초래할 수 있습니다.

1. 유전 손실 증가

변압기 오일은 노후화와 오염으로 인해 전도성이 높아집니다. 이로 인해 유전 손실, 즉 누설 전류가 발생하여 열 형태로 에너지가 손실됩니다. 이러한 비효율은 에너지 비용 증가와 시스템 성능 저하로 이어집니다.

2. 유전 강도 감소

변압기 오일의 핵심 특성은 통전된 부품 사이의 절연 능력입니다. 오일이 열화됨에 따라 습기, 산 및 기타 극성 오염 물질로 인해 절연 내력이 감소합니다. 이로 인해 방전이나 아크 발생 위험이 높아지고 내부 부품이 손상될 수 있습니다.

3. 수분 침투 및 유지

오래된 오일은 방수 효과가 떨어져 내부에 습기가 축적될 수 있습니다. 습기는 전도체 역할을 하여 절연 성능을 저하시키고 고장 가능성을 높입니다. 또한 내부 부식을 촉진하고 산화를 악화시킬 수 있습니다.

4. 열전달 불량

오일 열화 과정에서 형성되는 슬러지는 내부 부품에 쌓이는 경향이 있으며, 열 방출을 방해하여 변압기 과열을 유발합니다. 만성적인 과열은 부품의 불균일한 팽창, 오일 파손 가속화, 변압기 용량 감소로 이어질 수 있습니다.

이러한 문제들은 종종 서로 연관되어 있습니다. 예를 들어, 슬러지로 인한 과열은 산화를 심화시켜 더 많은 산과 수분을 생성할 수 있습니다. 따라서 장기적인 손상을 방지하기 위해서는 오일 열화 초기 단계에서 해결하는 것이 필수적입니다.

변압기 오일 회수란 무엇인가요?

변압기 오일 회수는 습기, 산, 슬러지 및 기타 부산물을 제거하여 사용된 변압기 오일을 재생하는 것을 목표로 하는 복원 공정입니다. 비용이 많이 들고 환경적으로 부담이 될 수 있는 완전한 오일 교체와 달리, 회수는 더욱 지속 가능하고 경제적입니다. 일반적으로 이동식 오일 정화 장치 또는 장비를 사용하여 현장에서 수행할 수 있으며, 많은 경우 변압기에 전원이 공급된 상태에서도 수행하여 운영 중단을 최소화할 수 있습니다.

회수의 주요 목표는 오일의 원래 유전 및 열적 특성을 복원하여 절연체 및 냉각수로서 효과적으로 기능할 수 있도록 하는 것입니다. 오일을 교체하는 대신 회수함으로써 기업은 환경적 영향을 줄일 뿐만 아니라 상당한 인프라 비용 없이 변압기의 수명을 연장할 수 있습니다.

석유 회수 프로세스의 주요 단계

효과적인 변압기 오일 회수는 오일 테스트, 오일 분석, 회수 프로세스 자체의 세 가지 주요 단계로 구성됩니다.

1. 오일 테스트

회수 작업을 시작하기 전에 일련의 표준화된 검사를 통해 오일 상태를 평가하는 것이 중요합니다. 이러한 평가는 오일의 오염 수준에 대한 통찰력을 제공하고 처리 방법을 결정하는 데 도움이 됩니다. 권장 검사는 다음과 같습니다.

· 역률: 오일의 유전 손실을 측정합니다. 값이 높으면 오염이나 저하를 나타냅니다.

· 산가: 산화로 인한 산성 화합물의 농도를 나타냅니다.

· 계면 장력: 값이 낮을수록 산화 생성물이나 오염 물질의 존재가 증가함을 나타냅니다.

· 유전 파괴 전압: 오일이 고장 없이 전기적 스트레스를 견딜 수 있는 능력을 평가합니다.

· 색상 테스트: 색상 지수가 높을수록 일반적으로 오염이나 노화가 일어났음을 나타냅니다.

이러한 진단은 일반적으로 운영상의 안전과 효율성을 보장하기 위해 변압기 오일 테스트 프로토콜에 포함됩니다.

2. 오일 분석

테스트 후, 오일 상태를 정확하게 판단하기 위해서는 결과를 종합적으로 해석해야 합니다. 단일 테스트만으로는 전체적인 상황을 파악할 수 없으며, 전체적인 평가가 필수적입니다.

IEEE Std C57.637-2015에 따르면 오일은 두 그룹으로 분류됩니다.

· 그룹 I: 재생(기계적 정화)에 적합한 오일입니다.

· 그룹 II: 경제적 요인에 따라 완전한 회수 또는 폐기가 필요한, 상태가 좋지 않은 오일입니다.

이러한 분류는 유지 관리 전략을 수립하는 데 도움이 되며, 재활용이 실행 가능한 옵션인지 여부를 결정하는 데 도움이 됩니다.

3. 회수 과정

재생이 선호되는 경우, 오일의 기능을 회복하기 위해 기계적 처리와 화학적 처리가 모두 필요합니다. IEEE Std C57.637-2015에 명시된 바와 같이, 재생과 재생의 구분은 매우 중요합니다.

· 오일 재생: 용해된 가스, 수분, 입자상 물질을 기계적으로 제거합니다.

· 석유 재생: 산성, 극성, 슬러지 생성 물질을 화학적, 흡착적으로 제거합니다.

완전한 회수 프로세스에는 다음 구성 요소가 포함되어야 합니다.

에이. 열처리

오일을 가열하면 절연 재료에서 오일로 수분이 이동하는 것을 촉진합니다. 또한 변압기 내부의 슬러지를 용해하여 가공 과정에서 배출을 용이하게 합니다. 통전된 변압기에 대한 회수 작업은 기존 부하에서 생성된 열을 활용하여 이 과정을 지원합니다.

b. 진공 탈기 및 탈수

가열된 오일은 진공 컬럼을 통과하여 용해된 가스, 수분, 휘발성 산을 제거합니다. 이 단계에서 표면적을 극대화하면 효율이 향상됩니다. 연속 진공 운전은 종이 절연체에서 제거된 수분이 변압기로 다시 유입되는 것을 방지합니다.

c. 풀러의 지구 처리

그런 다음 오일은 높은 흡착력으로 유명한 천연 점토인 풀러스 어스(Fuller's Earth) 층을 통과합니다. 풀러스 어스 층은 산, 슬러지, 알코올, 탄소 입자를 효과적으로 제거합니다. 이 단계는 계면 장력과 동력 계수를 높이는 동시에 산 함량을 감소시킵니다.

d. 억제제 재주입

많은 변압기는 산화 방지제를 사용하여 작동합니다. 회수 과정에서 이러한 산화 방지제는 오일에서 제거됩니다. 따라서 회수된 오일이 변압기로 최종 복귀할 때 적절한 산화 방지제를 새롭게 주입하여 향후 성능 저하를 늦추는 데 도움을 줍니다.

e. 여과 단계

금속이나 이물질이 변압기로 다시 유입되지 않도록 오일은 일련의 필터를 통과합니다. 마지막 단계에는 잔류 미립자를 제거하기 위한 0.5미크론 필터가 포함되는 경우가 많습니다. 이는 절연 성능에 영향을 미치거나 기계적 마모를 유발할 수 있는 오염 물질 유입을 방지하는 데 매우 중요합니다.

특히 변압기 오일 회수는 전기 모터 점검과 같은 광범위한 전기 장비 서비스 프로그램을 보완할 수 있는 여러 예방 유지 관리 전략 중 하나로, 전체 전력 분배 시스템의 수명을 보장합니다.

결론

고품질 변압기 오일을 유지하는 것은 단순히 오일 자체를 보존하는 것이 아니라 전체 변압기 시스템을 보호하는 데 필수적입니다. 오염 물질이 축적되면 장비의 신뢰성, 효율성 및 수명이 저하됩니다. 변압기 오일 회수는 이러한 문제에 대한 포괄적이고 비용 효율적이며 친환경적인 솔루션을 제공하여 시설 관리자가 값비싼 정전을 예방하고 자산 수명을 연장하며 무정전 전력 공급을 유지할 수 있도록 지원합니다.