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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

임학순 (인하대학교, 인하대학교 공학대학원)

지도교수
김인수
발행연도
2020
저작권
인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수44

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

변압기 교체 주기 최적화에 대한연구
임학순 공학 2020.01 학위논문

2019

변압기 교체 주기 최적화에 대한 연구
임학순 ,  김법수 ,  김인수 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2019.11 학술대회자료

초록· 키워드

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오늘날 인공지능, 전기 자동차와 같은 최신 기술들이 적용되면서 전력망의 부
담이 증대되었다. 따라서 전력계통의 안정성과 신뢰성이 점차 중요 해지고 있
다. 변압기는 전력계통의 운영을 위한 중요한 설비이다. 하지만 정지기(static
device)  로서 작동하기 때문에 고장이 자주 발생하지 않는 기기이다. 따라서
유지보수 및 교체를 소홀히 하게 되어 최적의 교체 주기를 놓치게 된다. 상기의
사유로 인하여 발생하는 사고의 여파를 예측하는 것이 불투명해져 피해가 더욱
커지게 된다. 일반적으로 현장에서 변압기와 관련된 사고가 발생하면 복구 시간
이 길다. 그러므로 변압기와 관련된 사고가 끼치는 경제적 피해가 크다. 따라서
정전에 따른 파급효과를 고려하지 않을 수 없다. 따라서 최적의 변압기 교체,
유지 및 보수 주기를 발견하여 현장에 적용하기 위한 연구가 필요하다. 특히 많
은 연구자들이 다양한 관점과 접근법을 기반으로 연구를 수행하고 있다. 실제
현장의 상황이 반영된 경제적인 교체 주기에 대한 분석과 연구 활동은 부족한
면이 있다.
따라서 본 논문은 현장의 실정에 맞게 연구를 진행하기 위해 노력하였다. 본
연구를 위해 지난 10년간 발생한 변압기 사고 데이터와 변압기 사고 발생 시
유발되는 정전 피해 비용 자료를 조사하였고 실제 변압기 수리비용과 유지보수
비용을 산정하여 3가지의 Scenario를 가정하였다. 이를 Simulation을 통해 최적
의 Scenario를 찾은 결과 유지보수를 수행 하지 않는 경우와 5~23년의 주기로
유지보수를 수행 하는 것과 차이가 크게 발생하는 것을 알 수 있다. 그러므로
유지보수 주기의 범위는 크더라도 유지보수를 수행함으로서 평균 수명 이상을
사용 할 수 있다는 것을 알 수 있다.
#변압기 교체주기 #고장비용 #최적화 #Monte Carlo Simulation

목차

그 림 목 차 ⅳ
표 목 차 ⅴ
국문 요약 ⅵ
Abstract ⅶ
제1장 서 론 1
1.1. 연구의 배경 및 필요성 1
1.2. 연구의 범위 및 방법 2
1.2.1. 연구의 범위 2
1.2.2. 연구의 방법 2
제2장 변압기에 대한 이론적 고찰 3
2.1. 국내 변압기 현황 3
2.2. 변압기의 원리 4
2.3. 변압기의 구조 5
2.3.1. 철심의 구조 6
2.3.2. 권선의 구조 6
2.4. 변압기의 구성 7
2.4.1. 표준 부속품 7
2.4.2. 부싱 7
2.4.3. 절연유 열화 방지 장치 8
2.4.4. 방압 장치 8
2.4.5. 냉각 장치 8
2.5. 변압기의 종류 및 특징 9
2.5.1. 변압기의 종류 9
2.5.2. 변압기의 특성 11
2.6. 변압기의 일반적인 교체주기 13
2.6.1. 전기설비의 수선주기 13
2.6.2. 변압기 수명 비교 15
2.7. 변압기의 보수의 기준 및 방법 16
2.7.1. 변압기의 보수 기준 16
2.7.2. 변압기 오일의 보수 19
2.7.3. 절연물의 열화와 유중 가스 분석 20
2.7.4. 부품의 보수 21
제3장 변압기 사고 현황 및 분석 23
3.1 변압기 사고 원인과 유형 23
3.1.1. 변압기 사고 원인 23
3.1.2. 변압기 사고 유형 24
3.1.3. 변압기 폭발 사고의 진행과정 24
3.1.4. 변압기 경년열화와 사고원인 26
3.2. 변압기 사고 현황 28
3.2.1. 변압기 사고 형태별 현황 28
3.2.2. 변압기 사고 원인별 현황 29
3.3. 고장률 추정기법 31
3.3.1. 욕조 곡선 31
3.3.2. 데이터를 기반으로 한 고장률의 추정기법 32
3.4. 변압기 신뢰도 개요 32
3.4.1. 신뢰도의 정의 32
3.4.2. 변압기 불 신뢰도 33
3.4.3. 고장률 함수(Hazard Function) 33
3.4.4. 변압기 사고 형태별 고장률 분석 34
제4장 산업용 수용가 업종별 정전 비용 평가 와 분석 35
4.1. 정전비용 평가의 목적 35
4.2 정전 비용 평가 방법 35
4.3. 조사 목적과 설문 설계 36
4.3.1. 조사 목적 36
4.3.2. 설문 개발 방향 설정 36
4.3.3. 설문 설계 방법 37
4.4. 정전 비용 평가와 분석 38
4.4.1. 산업용 수용가 업종별 구분 38
4.4.2. 정전 비용 평가와 분석 39
4.5 전기전자 및 전기기계 정전 피해 비용 분석 40
4.5.1. 전기기계 정전비용 분석 41
4.5.2. 전기전자 정전비용 분석 42
제5장 Monte Calro Simulation 43
5.1. MATLAB의 정의 및 특징 43
5.1.1. MATLAB의 정의 43
5.1.2. MATLAB의 특징 43
5.2. 시물레이션(simulation)의 정의 44
5.3. Monte-Carlo법 44
5.4. Simulation의 목적 45
5.5. Simulation의 조건 및 방법 45
5.5.1. Simulation의 조건 45
5.5.2. 기본원리와 방정식 47
5.5.3. Simulation 결과 50
제6장 결 론 54
감사의 글 55
참 고 문 헌 56

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