풍력발전단지의 플랜트 잔고도 점검 필요

폴 드보르작 | 2016년 7월 28일

유다 모세슨PE CEM, VP – 운영, Cooke Power Services

BOP(Balance of Plant)는 풍력 발전소에서 생산된 전력을 시장에 전달하는 가장 중요한 연결 고리입니다. BOP는 풍력 터빈 베이스에서 수집 시스템 및 변전소까지 연결되는 패드 장착 변압기로 구성됩니다. BOP에는 송전선, 철탑, 도로 및 배수 시설도 포함됩니다.

대부분의 O&M 논의는 나셀의 구성 요소에 초점을 맞추고 있지만 BOP 장비에도 주의가 필요합니다. 고기능 풍력 발전 단지를 유지하려면 동급 최고의 BOP 검사 및 유지 관리 절차를 계획하는 것이 현명합니다. 여기에 설명된 검사는 풍력 발전소의 안전하고 수익성 있는 운영을 보장하는 데 도움이 되는 필수 활동을 나타냅니다.

풍력 발전소 소유주와 운영자의 과제는 이러한 절차에 대한 예산 책정의 필요성을 인식하는 것입니다. 이들 비용은 일반적인 풍력 발전 단지의 총 O&M 예산의 10% 미만을 차지합니다. 전력 생산의 연결을 유지하고 실행하기 위해 이 기사에서는 패드 장착 변압기, 수집 시스템, 변전소 및 변전소의 고전압(HV) 장비에서 중전압(MV) 장비를 검사하는 방법에 중점을 둡니다.

IR 이미지에는 패드 장착 변압기의 느슨하거나 손상된 연결 3개(SP 2, 3, 6)가 나와 있습니다. 6개의 연결은 이 터빈을 양쪽의 이웃에 연결하여 변전소에 전력을 공급하는 3상 34.5kV 케이블입니다. 느슨하거나 손상된 연결은 열 증가의 원인이 됩니다. 좋은 연결은 더 차갑게 유지됩니다.

패드 장착 변압기

이러한 변압기는 변전소로의 효율적인 전송을 위해 600~900V 발전기 출력을 가져와 이를 수집 시스템의 MV(일반적으로 34.5kV)까지 승압해야 합니다. 변압기는 지난 20년 동안 검사 및 유지 관리를 위한 조치 계획이 필요한 여러 가지 문제를 안고 있었습니다.

IR 검사 온라인 및 부하 상태의 변압기에 대한 비 회피 검사입니다. 첨부된 이미지는 느슨하거나 손상된 연결을 보여줍니다.

검사 결과는 즉시 알려지며 일반적으로 문제를 해결하는 데 필요한 짧은 가동 중단만으로도 충분합니다. 검사하지 않으면 느슨하거나 손상된 연결이 결국 실패하여 변압기가 손상되고 직원의 안전 위험에 노출될 수 있습니다.

오일 샘플링 변압기의 일반적인 관행입니다. 불행하게도 풍력 산업은 이 테스트 결과에 느리게 반응했습니다. 선호되는 조치 계획은 불량한 테스트 결과의 근본 원인을 파악하고 내부 수리 후 오일 교체와 같은 시정 조치를 취하는 것입니다. 가장 일반적인 테스트 결과는 용존 가스(DG)의 증가를 보여줍니다. 여기에는 일반적으로 수소, 메탄, 아세틸렌, 에틸렌 및 에탄이 포함됩니다. 높은 DG 농도는 장치를 켜고 끌 때 폭발할 수 있습니다.

대부분의 사이트에서는 단순히 이러한 장치에 빨간색 자물쇠를 걸고 "작동하지 않음"으로 식별합니다. 개별 풍력 터빈은 더 이상 문제가 있는 변압기에서 격리될 수 없으므로 터빈 스트링의 가동 중단만이 승무원이 관련 터빈에 대한 유지 관리를 수행할 수 있는 유일한 방법입니다.

최근에는 DG가 높은 변압기의 수명을 연장할 수 있는 오일 필터링 방식이 시장에 출시되었습니다. 이 필터링 공정은 오일 저장소에 진공을 끌어내고 오일에서 가스와 물을 제거하는 특수 장비를 통해 오일을 압착합니다. 결과는 필터링 후 오일 샘플 분석을 통해 문서화될 수 있습니다. 그러나 이 과정은 변압기를 수리하지 않습니다.

변압기 내부의 전기 절연재 및 관련 부품이 파손되면 가스가 발생합니다. 일반적으로 패드 장착 변압기의 교체 비용은 입력 및 출력 전압에 따라 $25,000 ~ $60,000입니다.

변압기는 여전히 DG를 생성하지만 가스 레벨이 다시 너무 높아질 때까지 안전한 작동 기간을 연장할 수 있습니다. 정기적인 오일 샘플링을 통해 소유자나 운영자는 이 프로세스가 몇 달 또는 몇 년 동안 정상 작동하는지 알 수 있습니다.