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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김백
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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전기철도용 유입변압기는 일반 전력용 변압기와 비교하여 고조파 성분 등 절연열화에 영향을 미치는 성분을 많이 포함하고 있어 전기철도 유입변압기에 적합한 수명평가 기술이 필요하다. 본 논문은 전기철도용 유입변압기의 수명을 평가하고 예측하기 위하여 유중에 녹아 있는 퓨란과 용존가스 중 수명과 관련 있는 성분을 추출하고, 이를 기반으로 수명을 평가하기 위한 방법을 도출하기 위해 실험을 진행했다.
실험을 위하여 IEEE의 기준에 따른 가속열화장치를 제작하여 100℃에서 160℃에 이르기까지 다양한 온도에서 가속열화 실험을 하였고 한국철도공사 변전소 및 구분소에서 실제로 운전중인 단권변압기의 절연유를 채취하여 실험을 하였으며 가속열화 실험의 결과와 비교 분석하였다.
채취된 절연유의 분석을 위하여 유중가스는 GC를 이용하여 수소, 메탄, 아세틸렌, 에틸렌, 에탄가스를 분석하였으며, 퓨란은 HPLC를 이용하여 2FAL, 5M2F, 2ACF, 5H2F, 2FOL 화합물을 분석하였다.
개별 시료는 유중가스와 퓨란화합물 중 수명평가를 위해 적합한 성분을 추출하기 위한 분석을 하고, 분석된 내용을 기반으로 하여 수명평가 및 예측을 위한 알고리즘을 도출하기 위한 연구를 수행하였다.
그 결과 가속열화와 관련 있는 요소는 유중가스 분석의 경우 에탄가스가 가속열화에 따라 증가하는 경향과 퓨란 생성물 분석결과 2FAL, 5M2F, 2ACF, 5H2F가 가속열화에 따라 비례하여 증가하는 경향을 나타내어 수명평가에 적합한 생성물임을 확인하였다.
실험을 통해 얻어진 결과를 기반으로 유입변압기의 수명평가를 위해 유중가스와 퓨란화합물의 상관관계 수식을 도출하였으며. 그 결과를 가지고 운전중인 변압기의 시료를 통해 적용해본 결과 유사한 값임을 확인 할 수 있었다.
향후, 가속열화 데이터가 아닌 현장에서 얻어진 데이터를 활용해 알고리즘을 구축하게 된다면 더욱 적합한 수명평가 알고리즘을 구축할 수 있을 것으로 사료된다.
실험을 위하여 IEEE의 기준에 따른 가속열화장치를 제작하여 100℃에서 160℃에 이르기까지 다양한 온도에서 가속열화 실험을 하였고 한국철도공사 변전소 및 구분소에서 실제로 운전중인 단권변압기의 절연유를 채취하여 실험을 하였으며 가속열화 실험의 결과와 비교 분석하였다.
채취된 절연유의 분석을 위하여 유중가스는 GC를 이용하여 수소, 메탄, 아세틸렌, 에틸렌, 에탄가스를 분석하였으며, 퓨란은 HPLC를 이용하여 2FAL, 5M2F, 2ACF, 5H2F, 2FOL 화합물을 분석하였다.
개별 시료는 유중가스와 퓨란화합물 중 수명평가를 위해 적합한 성분을 추출하기 위한 분석을 하고, 분석된 내용을 기반으로 하여 수명평가 및 예측을 위한 알고리즘을 도출하기 위한 연구를 수행하였다.
그 결과 가속열화와 관련 있는 요소는 유중가스 분석의 경우 에탄가스가 가속열화에 따라 증가하는 경향과 퓨란 생성물 분석결과 2FAL, 5M2F, 2ACF, 5H2F가 가속열화에 따라 비례하여 증가하는 경향을 나타내어 수명평가에 적합한 생성물임을 확인하였다.
실험을 통해 얻어진 결과를 기반으로 유입변압기의 수명평가를 위해 유중가스와 퓨란화합물의 상관관계 수식을 도출하였으며. 그 결과를 가지고 운전중인 변압기의 시료를 통해 적용해본 결과 유사한 값임을 확인 할 수 있었다.
향후, 가속열화 데이터가 아닌 현장에서 얻어진 데이터를 활용해 알고리즘을 구축하게 된다면 더욱 적합한 수명평가 알고리즘을 구축할 수 있을 것으로 사료된다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구의 배경 1Ⅱ. 이론적 배경 31. 교류 전기철도 유입변압기 개요 31) 교류 전기철도 유입변압기 특성 32) 절연유 특성 62. 유입변압기 고장원인과 진단방법 71) 유입변압기 고장분석 72) 유입변압기 진단방법 83) 퓨란 화합물 13Ⅲ. 가속열화실험 및 분석 151. 열화실험 151) 가속열화실험 개요 152) 가속열화실험장치 구성 163) 가속열화 시료 측정 172. 열화실험 결과 201) 가속열화에 따른 유중가스 분석 202) 가속열화에 따른 퓨란화합물 분석 253) 기타시료 가속열화 분석 303. 운전중인 변압기 절연유 분석 34Ⅳ. 유중 퓨란-가스 분석을 통한 수명평가 알고리즘 제안 361. 수명평가 371) 수명평가를 위한 데이터 변환 382) 수명평가 알고리즘 개발 402. 수명평가 적용 41Ⅴ. 결 론 43참고문헌 45Abstract 47
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