유중가스 분석(DGA)이란?

질병으로부터 변압기를 지켜줄 건강검진

"조그마한 질병도 조심해야 하는 초고압 변압기"

초고압 전기설비는 내부적인 고장, 특히 절연과 관련된 전기적 고장이 났을 때 유지보수가 쉽지 않다. 자그마한 내부결함을 조기관측하기 힘들기 때문인데, 무엇보다 외함을 들어내지 않는 한 내부를 들여다볼 방법이 없다. 인간은 건강검진을 통해 내부 주요장기의 상태를 관리하는 것이 가능하지만, 대형 전기설비들의 결함은 고장 직전이 돼서야 관측되고, 이때는 이미 수리하기 어려운 상태가 다반수다.

우리 인간은 건강검진을 통해 “내부를 들여다보지 않고도” 간단한 채혈만으로 각종 장기의 상태, 호르몬, 당뇨, 콜레스테롤 수치 등 중요한 예방조치가 가능한데, 전력망의 심장에 비유되는 초고압 변압기에 이를 적용해 볼 수는 없을까?

변압기 해체 과정 - 변압기 내부 구조물과 바닥에 고여있는 절연유

"변압기 건강검진? 답은 DGA!"

변압기의 검강검진은 절연유를 채유함으로써 가능해진다. 초고압 유입변압기는 Core와 철심, 스페이서와 권선, 절연지를 외함으로 감싼 후 그 내부를 절연유로 가득 채운다. 변압기 내부 구성물은 열이나 전기 스트레스로 인해 점차 분해되는데, 이때 결함의 진전 과정에서 다양한 가스들이 발생한다. 이는 고스란히 절연유에 녹아들어 유중가스(Dissolved Gas)가 되고 우리는 Drain Valve를 통해 절연유를 극소량만 채유하여 성분 분석을 할 수 있다.

채유한 절연유 예 – 문제가 발생한 R상 절연유의 변질된 색상

154kV 유입변압기의 내부 정밀점검은 약 1,800만 원이 소요된다. 유중가스 분석(Dissolved Gas Analysis: DGA)은 이 가격의 100분의 일이다. 20만 원 내외로 탱크 외함을 들어내지 않고도 권선 내부상태까지도 추정할 수 있으니, 변압기 유지보수에 있어 가히 핵심이라 할 수 있다. 혈액검사에서 콜레스테롤, 혈당, 간 효소 등 각각의 수치가 특정 질환이나 상태를 가리키듯이, DGA의 개별 가스 성분들 역시 변압기 내부에서 벌어지는 고유한 이상 현상을 나타내는 지표가 된다. 아래에 주요 가스들과 수치들이 암시하는 변압기 내부 상황들을 정리하였다.

<표. 주요 유중가스 징후 설명>

"DGA 원스톱 서비스"

흥미로운 점은, 이러한 DGA를 누가 수행하고 해석해 주느냐에 따라 고객이 느끼는 신뢰도에 차이가 생긴다는 것이다. 병원에서도 종합검진 후 전문의의 상담이 있으면 환자가 안심하는 것처럼, 변압기 제조사가 직접 자사 제품의 건강 상태를 진단해 준다면 고객에게 신뢰를 줄 수 있다.

현재, 대부분의 경쟁사는 가스 종류별 주의/요주의/이상에 대한 판단 기준에 근거하여 취득 시점의 상태만 분석한다. LS ELECTRIC은 사내에 DGA 전문 인력을 갖추고, 여러 절연유 채유 및 분석 사례에 기반하여 DGA 데이터를 고도화하고 있다. 다년간 측정된 유중가스의 증감 추이를 모니터링하여 변압기 내부상태가 어떤 방향으로 진전될지에 대한 고객 컨설팅을 제공한다.

전력AM연구팀은 현재 권동진 박사님께 DGA 기술 자문을 받아 가며, 약 20여개 Site에서 온라인 진단시스템을 운영하고 있다. 박사님께서는 예방진단 분야에서 DGA 기술이 가진 의미를 세미나 해주시며 특히나 데이터의 누적이 향후 상태 예측기술 측면에서 중요함을 강조하셨다.

"진정한 의미의 예방진단은 현재로서는 DGA 기술이 유일합니다."

고객은 여러 군데에 연락할 필요 없이 LS ELECTRIC 한 곳과 컨택하고, 제조사는 곧장 원인을 파악하고 해결해 준다. 이러한 원스톱 서비스는 LS ELECTRIC의 평판을 높여 새로운 사업 기회로도 연결될 것이다.