변압기 Conservator의 역할과 구조: 안정적인 운용을 위한 필수 장치

변압기 Conservator의 역할과 구조: 안정적인 운용을 위한 필수 장치

 

 

 

 

 

1. 개요

  1) 변압기(Transformer)는 전력 시스템에서 전압을 변환하는 핵심 장치이며, 내부 절연유를 활용하여

      냉각 및 절연 기능을 수행함
  2) 변압기 내부의 절연유는 온도 변화에 따라 부피가 팽창하거나 수축하는데, 이를 효과적으로 관리하기 

      위해 Conservator(콘서베이터)가 사용됨
  3) Conservator는 변압기의 주요 부속 장치 중 하나로, 절연유의 체적 변화를 수용하여 변압기의 안정적인 운용을 

      보장하는 역할을 함

 

 

 

 

2. Conservator의 역할

1) 절연유 팽창 및 수축 관리
  - 변압기가 작동하면서 내부 온도가 상승하면 절연유가 팽창하고, 반대로 온도가 낮아지면 수축하게 됨
  - 이러한 부피 변화를 흡수하지 않으면 내부 압력 변화가 발생하여 변압기 내부 구조물과 절연 상태에

    악영향을 줄 수 있음
  - Conservator는 절연유의 팽창 및 수축을 조절하여 내부 압력을 일정하게 유지함

 

2) 절연유의 산화 방지
  - 외부 공기가 변압기 내부로 직접 유입되면 절연유가 산화되어 절연 성능이 저하될 수 있음
  - Conservator 내부에는 Breather(호흡기)가 장착되어 있어, 공기가 들어오거나 나갈 때 내부의 습기와 불순물을

    제거하는 역할을 함

 

3) 가스 발생 시 감지 기능
  - 변압기 내부에서 이상 상태가 발생하면 절연유 중에 가스가 발생하는 경우가 있음
  - 일부 Conservator는 Buchholz Relay(부흐홀츠 계전기)를 장착하여 내부 가스를 감지하고 이상 신호를 보낼 수 있음
  - 이를 통해 변압기의 고장 발생 가능성을 조기에 진단할 수 있음

 

 

 

 

3. Conservator의 구조

1) 메인 탱크(Main Tank)와의 연결
  - Conservator는 변압기 본체(Main Tank)와 파이프로 연결되어 있으며, 유량 조절 밸브가 포함될 수 있음
  - 일반적으로 변압기 상부에 위치하여 절연유의 흐름을 원활하게 유도함

 

2) Buchholz Relay(부흐홀츠 계전기) 장착
  - 변압기와 Conservator 사이의 오일 흐름 경로에 설치됨
  - 내부 가스 발생이나 절연유 누유 등 이상 신호를 감지하여 경보를 발생시키는 기능을 함
  - 주로 1000kVA 이상의 변압기에 적용됨
  - 부흐홀츠 계전기는 Alarm(경보)과 Trip(차단) 두 가지 단계로 설정됨
    → Alarm : 소량의 가스가 발생하거나 경미한 절연유 누유가 감지될 경우 작동하여 운영자가 조치를 취할 수 있도록

        경고를 발생함
    → Trip : 급격한 가스 발생이나 심각한 절연유 누유가 감지될 경우 즉시 변압기를 차단하여 보호하는 기능을 수행함

 

3) Oil Drain Valve(배유 밸브) 장착
  - Conservator 내부의 절연유를 배출할 때 사용됨
  - 주기적인 유지보수 및 절연유 교체 시 필수적인 요소임

 

4) Breather(호흡기) 장착
  - 공기와 절연유의 접촉을 최소화하기 위해 실리카겔(Silica Gel) Breather가 사용됨
  - 실리카겔은 공기 중 수분을 흡수하여 변압기 내부로 유입되는 공기를 건조한 상태로 유지함

 

5) 오일 레벨 게이지(Oil Level Gauge) 장착
  - Conservator 내부의 절연유 양을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 오일 레벨 게이지가 부착됨
  - 변압기 운영 중 절연유가 과도하게 줄어들 경우 경보 시스템과 연동하여 이상 상황을 알릴 수 있음

 

 

 

 

4. Conservator의 종류

1) 밀폐형(Sealed Type)
  - 내부에 다이어프램(Diaphragm) 또는 블래더(Bladder, 고무 주머니)를 삽입하여 절연유가 외부 공기와 직접 

    접촉하지 않도록 설계됨
  - 변압기의 절연유 수명 연장 및 유지보수 비용 절감 효과가 있어 선호되는 방식임

 

2) Open Conservator with Breather Type
  - Open Conservator란 외부 공기와 절연유가 직접 접촉하는 구조를 의미함
  - Breather Type은 실리카겔 Breather를 통해 공기 중 수분과 불순물을 제거하면서 공기가 내부로 유입되는 방식임
  - 일반적으로 밀폐형 Conservator보다 유지보수 부담이 크며, 절연유의 산화 방지 대책이 필요함

 

 

 

 

5. Conservator의 유지보수

1) 절연유 상태 점검
  - 절연유의 색상 변화 및 산화 정도를 정기적으로 검사하여 절연 성능을 유지해야 함
  - 필요 시 절연유를 교체하거나 정제하는 작업을 수행함

 

2) Breather(호흡기) 교체
  - 실리카겔의 색상이 변하면 흡습 능력이 저하되므로 정기적인 교체가 필요함
  - 보통 실리카겔의 색상은 파란색 → 분홍색으로 변하며, 분홍색이 되면 실리카겔을 교체해야 함
  - Breather 자체는 교체할 필요 없이 내부의 실리카겔만 교체하여 유지보수를 진행함

 

3) 오일 레벨 확인
  - 오일 레벨 게이지를 통해 절연유 양을 확인하고, 부족할 경우 보충함
  - 절연유의 누유 여부도 점검하여 변압기 성능 저하를 방지해야 함

 

 

 

 

6. Conservator의 페인트 작업

  1) 변압기의 Conservator는 외부 환경에 노출되어 부식이 발생할 가능성이 큼
  2) 특히 염분이 많은 지역이나 습도가 높은 환경에서는 부식을 방지하기 위한 페인트 작업이 중요함
  3) 아래는 일반적인 페인트 작업 기준(현장에 따라 기준이 다를 수 있음)
    - 1회 코팅: 60um 이상의 에폭시 페인트(Epoxy Paint)
    - 2회 코팅: 80um 이상의 에폭시 페인트
    - 3회 코팅: 80um 이상의 에폭시 페인트

 

코팅 작업 후 적절한 경화 시간을 준 후 설치해야 하며, 손상이 발생한 경우 즉시 보수 작업을 수행해야 함

 

 

 

 

7. 결론
  1) 변압기 Conservator는 절연유의 팽창과 수축을 관리하여 변압기의 안정적인 운용을 지원하는 필수적인 장치임
  2) Buchholz Relay, Breather, Oil Drain Valve, 오일 레벨 게이지 등의 부속 장치와 함께 작동하여 변압기의

    절연유 상태를 유지하고 이상 발생 시 조기 감지 기능을 수행함
  3) 유지보수를 철저히 수행하여 절연유의 성능을 보존하고 변압기의 수명을 연장하는 것이 중요함
  4) 특히 부식 위험이 높은 환경에서는 페인트 작업을 철저히 하여 Conservator의 내구성을 높이는 것이 필요함