BEHIND THE POWER!
라인하우센코리아에 오신 것을 환영합니다.
에너지에 대한 우리 세계의 열망은 전기화와 디지털화에서 도시화에 이르기까지 끝이 없습니다. 동시에 기후변화를 막기 위해서는 지속가능한 에너지원으로 빠르게 전환해야 합니다. 증가하는 전력 수요는 불안정하고 분산된 공급에 직면해 있습니다. 한편, 변압기 제조업체, 공공 및 산업 전력망 운영업체, 에너지 회사의 임무는 동일합니다. 즉, 가정과 산업에 안정적인 에너지 공급을 보장하는 것입니다. 그리고 그 어느 때보다 안정적이고 저렴해야합니다. "THE POWER BEHIND POWER"로서 우리는 업계의 변화를 인식하고 무엇을 해야 하는지 알고 있습니다.
변압기 통합 정밀진단
TESSA®FLEETSCAN 2D
변압기의 안전과 신뢰할 수 있는 운영
전력기기 중 가장 비싸고 아마도 가장 전략적인 자산인 전력 변압기. 이에 따라, 공공 서비스 및 산업 분야의 변압기 운영자들은 높은 신뢰성을 유지하고 최소 비용으로 수명을 연장함으로써 전반적인 재정 성과를 최적화하려는 경향이 있습니다.
라인하우센(MR)은 다양한 이해관계자들의 요구사항을 고려하여 전력 변압기의 객관적이고 독립적인 상태 평가를 위한 혁신적인 변압기 관리 솔루션을 개발하였습니다.
TESSA® FLEETSCAN 2D를 사용하면 변압기의 상태를 한눈에 볼 수 있으며 문제가 발생하기 전에 중요한 변압기를 식별할 수 있습니다. 자산 관리자와 서비스 관리자는 예산 및 자원의 최적 배분을 위한 명확하고 우선 순위가 정해진 권장사항을 받게 됩니다.
한눈에 보는 주요 장점
도전
전 세계의 변압기는 점차 노화되고 있어, 노후된 변압기를 쉽게 발견할 수 있습니다. 장비 관리자들은 재생 에너지로 인한 변압기 부하의 높은 변동성, 노화, 그리고 장비 고장 가능성의 증가와 같은 새로운 문제에 직면하고 있습니다. 또한, 변압기 정보 부족도 해결해야 할 중요한 문제로 떠오르고 있습니다.
변압기 평가 및 교체는 주로 수명 기반 접근 방식보다 상태 기반 유지 보수 방식으로 전환되고 있습니다. 상태 기반 유지 보수 전략은 변압기와 구성 요소에 대한 정확한 정보와 광범위한 데이터를 필요로 합니다. 데이터 수집 후, 정확한 해석 및 적절한 조치 추천이 중요해지며, ISO 55000과 같은 규제 표준의 증가로 인해 적절한 조치의 필요성이 더욱 강조됩니다.
일반상태평가
변압기 상태 평가를 위한 다양한 진단 방법과 기술이 있습니다. 이러한 방법들은 대부분 변압기 상태 정보를 단일 숫자(Health Index, HI)로 집계하여 제공합니다. 그러나 이러한 지수 계산은 여러 관리자에게 투명한 정보를 제공하는 데 어려움이 있으며, 고유한 HI 값이 유지 보수 또는 교체 계획과 같은 현실적인 개념을 명확하게 구분하지 않습니다. 이는 실제 결정을 내릴 때 단일 HI 값이 거의 사용되지 않음을 의미합니다[1].
다양한 관리자를 고려한 상담
TESSA® FLEETSCAN 2D를 통해, Maschinenfabrik Reinhausen (MR)은 다양한 관리자를 고려한 Fleet 관리 솔루션 결정을 지원합니다. 이를 위해, 장비 상태에 따라 CAPEX 및 OPEX 조건을 개별적으로 만족시킬 수 있는 두 가지 방법을 개발했습니다. 이 접근법을 통해, 신뢰성(고장 가능성) 및 지속 가능성(수명 소비)을 기반으로 한 현재 변압기 상태를 파악할 수 있습니다[1]. TESSA® FLEETSCAN 2D는 IEEE, IEC, CIGRE 및 산업 전문가들의 기준을 충족하도록 설계되었습니다.
MR은 Wuppertal 대학의 Power System Engineering 담당 Markus Zdrallek 교수와 함께 TESSA® FLEETSCAN 2D를 변압기 상태 평가를 위한 새로운 과학적 Fleet 관리 접근법으로 개발했습니다.
앞서 언급한 바와 같이, 상태 평가를 위한 핵심 요소는 포괄적인 데이터 풀입니다. 정보의 양과 입력 변수의 개수는 케이스마다 다릅니다. 정보 선택은 기술적 측면뿐만 아니라 경제적 및 기능적 측면도 고려해야 합니다. 따라서, 계획 수립 과정에서 입력 지표는 3개의 정보 그룹으로 분류되고, 변압기 작동 및 상태 평가 요구 사항을 충족하기 위해 단계별로 진행됩니다.
시스템 관리자로부터 얻은 데이터는 초기 패키지를 대표합니다(1단계 평가). 이 정보를 통해, 현장 점검이 필요한 변압기 그룹이 선택됩니다. 2단계 평가는 표준, 현장, 기본 변압기 작동 중 변압기를 확인합니다. 이 단계에서는 시각적 검사(검사 체크리스트)를 통한 상태 평가가 이루어지며, 오일 상태 테스트, DGA, 열화상 등 변압기를 멈추지 않고 수행할 수 있는 테스트를 진행합니다. 3단계 평가에서는 변압기의 모든 테스트를 실시하여 포괄적인 상태 평가를 수행합니다. 대부분의 경우, 이 단계에서는 변압기가 오프라인 상태가 되어야 하기 때문에 주요 투자 유닛이나 이전 단계에서 의심스러운 유닛만 제한적으로 평가하는 것이 일반적입니다. 그러나 3단계 평가는 매우 작은 비율의 변압기에만 필요하다고 할 수 있습니다[2].
평가 모델
입력 지표들의 정보 패키지는 변압기 상태를 나타내는 시스템 지표로 변환하기 위해 평가 모델을 거칩니다. 기본 원리는 그림 1에서 볼 수 있습니다. 이 모델에서는 베이스 및 검사 데이터의 “soft facts”와 시험 방법에서 얻은 “hard facts”가 결함을 평가하고 비교 가능한 단일 지표 형성을 위한 입력 지표로 사용됩니다. 이 과정은 미리 설정된 제한 값과 입력 변수들의 분류를 바탕으로 하며, 국제 IEEE, IEC, CIGRE 표준에 기초합니다.
또한, 전문가의 지식이 이 접근법에 적용되어 개별 지표들이 통합됩니다. 통합은 전문가 규칙 시스템 및 가중치 계층 구조를 통해 수행됩니다. 모델의 구조는 그림 2에서 확인할 수 있습니다.
데이터 평가
필요한 정보가 수집되면, 변압기 평가를 위해 TESSA® FLEETSCAN 2D 알고리즘이 사용됩니다.
결과는 고장 위험 인덱스(FI, Failure Risk Index)와 수명 소비 인덱스(LI, Lifetime Consumption Index)로 표시되며, 그림 3에서 확인할 수 있습니다. 이 두 가지 지표를 통해 MR 전문가들은 이전 방법보다 훨씬 더 세부적인 결과를 도출합니다. FI는 기능의 고장 가능성을 측정하며, 운영 예산을 만족시키는 유지 보수 전략 수립에 중요한 참조가 됩니다. LI는 장기 투자를 위한 핵심 변수로, 투자 예산을 만족시키게 됩니다. 이 두 지표의 차이는 예산 계획과 각 관리자(단기 운영 관리자(OPEX) 및 장기 설비 전략 관리자(CAPEX))를 고려하여 도움을 줍니다.
TESSA® FLEETSCAN 2D를 기반으로 한 평가 결과는 FI와 LI의 2차원 인덱스로 표시됩니다(그림 3 참조).
명확한 우선순위 조치
결과적으로, 고객은 FI∙LI 2D 행렬을 통해 변압기에 대한 명확한 개요를 확인할 수 있습니다. MR 전문가들은 중요한 유닛을 검사하고 시스템이 최적의 상태를 유지하기 위한 필요한 조치들을 추천합니다. 이렇게 함으로써, 기업은 변압기의 효율적인 관리와 최적화된 투자를 지원할 수 있는 명확한 우선순위를 설정할 수 있게 됩니다.
TESSA® FLEETSCAN 2D의 사용은 변압기 유지 보수 및 교체를 더욱 전략적으로 수행할 수 있게 합니다. 고장 가능성과 수명 소비를 평가함으로써, 기업은 불필요한 투자를 피하고 효율적인 결정을 내릴 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 변압기의 성능을 개선하고 신뢰성을 높이는데 도움이 되며, 결과적으로 전체 전력 시스템의 안정성과 지속 가능성을 증진합니다.
이러한 평가 방법과 최적화된 관리 전략을 사용함으로써, 전력 시스템 관리자와 기업들은 변압기의 수명을 연장하고, 비용 효율을 높이며, 전체 전력 인프라의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. TESSA® FLEETSCAN 2D는 변압기 관리에 혁신적인 접근 방식을 제공하여 전력 산업에 큰 변화를 이끌 것으로 기대됩니다.
자원과 예산의 최적 배분은 TESSA® FLEETSCAN 2D의 주요 목표 중 하나입니다. 보다 포괄적인 평가에 투자하는 것은 가치가 충분합니다. 예를 들어, 변압기를 교체하지 않고도 10년 동안 그리드에서 안정적으로 작동하는 경우가 있습니다. 전략적 계획을 세우기 위해서는 변압기를 교체해야 하는지, 아니면 다른 조치로도 충분한지 판단하고 시기를 결정하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 모터 구동 장치를 교체하여 서비스 수명을 적절하게 연장할 수 있습니다. 2018년 시장에 출시된 이후, TESSA® FLEETSCAN 2D는 700개 이상의 변압기 평가에 활용되었습니다.
전체 서비스 포트폴리오
모든 유지 보수 및 수리 작업은 MR Worldwide 네트워크를 통해 이루어집니다. MR에서 담당하지 않는 부분은 고객에게 적합한 파트너를 추천합니다.
TESSA® FLEETSCAN 2D 웹 애플리케이션
TESSA® FLEETSCAN 2D는 사용자 친화적인 소프트웨어를 통한 디지털 솔루션을 제공합니다. 관리자들은 디지털 변압기 포트폴리오를 구축하고, 작동 지침부터 서비스 및 실험실 보고서까지, 변압기의 모든 사용 가능한 정보를 중앙화된 장치에 저장할 수 있습니다. 또한, 상태 평가를 위한 데이터를 소프트웨어에 중앙 집중식으로 입력할 수 있으며, 시스템은 오프라인에서도 작동합니다. 이를 통해 현장에서 데이터를 가져오고, 인터넷 연결이 없어도 새로운 데이터를 입력하고 나중에 인터넷 연결이 되면 자동으로 동기화할 수 있습니다. 기존 IT 솔루션과의 추가 기능 및 인터페이스는 고객과의 긴밀한 협업과 협의를 통해 개발 및 테스트되고 있습니다.