공동주택 변압기 관리

1. 공동주택 변압기의 종류

1) 유입식 변압기

권선 및 철심을 오일 속에 함침시켜서 냉각과 절연을 위하여 오일을 사용하는 변압기

2) 몰드변압기

권선 부분을 에폭시수지로 굳혀 절연한 건식 변압기

2. 변압기의 수명(내구년한): 절연물의 열화 정도에 따라 결정

- 정의: 운전중에 온도, 습도 및 산소의 존재 등에 의하여 절연물이 점차적으로 열화되고 이상전압 또는 과부

하 및 불평형 부하나 전자 기계력 등의 전기적 또는 기계적 스트레스를 받을 경우에 절연파괴 될 위험성이 증

가되는 시점까지의 기간

1) 한국전기안전공사-변압기 수명관련 자료중 한국전력 물품자료와 일본의 전기공업협회 자료에 의하면

15년(한국전력),20년(일본공업협회추정)으로 되어 있으며, 법령으로 규정한 바는 없습니다.

2) 주택법(구법)의 시행규칙 별표 5(첨부 참조문서1) 공동주택의 장기수선계획의 수립기준에서는

변압기-부분교체(수선주기 10년, 수선율 25%), 전면교체(수선주기25년, 수선율 100%)였으며,

공동주택관리법 시행규칙 제7조(장기수선계획의 수립기준 등)의 별표 1에서는

변압기-전면교체(25년, 100%수선율)로 바뀜(첨부 참조문서2)

3) LG산전의 전력기기별 점검주기 및 교체시기(첨부 참조문서3)

유입변압기: 보통 정기점검(1년), 정밀 정기점검(6년), 교체추천시기(15~20년)

몰드변압기: 보통 정기점검(1년), 정밀 정기점검(6년), 교체추천시기(15~20년)

교체 추천시기는 정밀점검 주기를 게획적으로 수행하였을 경우의 년수이며, 주기적 점검관리의 미흡으로

발생되는 기기의 열화적 잔존수명은 매우 급격히 떨어집니다.

4) 변압기 설치장소의 주위환경이나 운전조건 등에 따라 수명이 달라질 수 있습니다.

5) 변압기 수명은 절연물의 6도 상승할 때 마다 반감하는 것으로 조사됨

6) 유입변압기라면 주기적인 절연유교체 및 외관상 실리카겔 확인 등으로 인하여 어느 정도 수명 예측가능

하나 몰드변압기는 에폭시 특성상 수명예측이 곤란

3. 변압기의 관리(온도, 소리, 냄새)

1) 공통사항

①온도관리: 절연물별 온도관리, 변압기 판넬 및 함의 온도계(첨부 참조문서4)

온도계의 FAN기동 및 경보 온도 적정성 관리

전기실 내 및 변압기 부분의 온도 관리(강제 송풍장치의 추가 설비)

적외선 열화상카메라 온도관리(함, 몰드, 철심, 접촉부 등)

과부하 주의, 주위온도 관리, 유량부족주의, 온도계불량 주의

변압기 온도의 상승한도는 변압기에 사용된 절연물의 종류에 따라 다르나

유입변압기는 A종(허용온도 105℃), 몰드변압기는 B종(허용온도 130℃)이 보편적으로 사용

②부하관리: 과부하, 불평형, 고조파

kW, A, 역률, 불평형율, 고조파 전류 및 전압 왜형율 등(전원품질관리)

단지별 최대전력 시간대 집중 관리(한전 아이스마트 자료 참고)

③소음 및 진동관리

철심, 코일, 외함, 부스바, 주위 고정 부분에서 자속

부하설비의 전력변환장치 및 정류기 부하의 증가로 인한 고조파 발생

권선의 내부 층간단락 및 절연유등 절연물질의 열화 등에 의해서 절연내력이 저하

고정불량, 접촉불량, 공진, 부하의 급변, 전압강하

④ 중성선(접지)의 누설전류 관리

접지저항값 관리

케이블 및 부스바의 고정상태 및 열화 변색 관리

⑤ 환경관리

먼지 및 이물질 유입 방지

정전 작업시 진공청소기 또는 콤프레셔로 먼지 제거

정전 작업시 볼트 등 각종 접합부 상태 점검

2) 유입변압기

접속부 등의 변색 및 온도, 절연유 관리(용존가스,미량수분,절연파괴전압,전산값)

외함 접합부의 누유, 흡습제(실리카겔)의 변색

함 온도계의 설정(경보,FAN작동,최대값 등)

3) 몰드변압기

접속부 등의 변색 및 온도, 에폭시의 균열 및 온도

철심의 온도, 권선온도계의 설정(경보,FAN작동,최대값 등)

4) 변압기의 유지보수 정리

변압기는 비교적 내구성이 좋고 정지기이므로 수명은 길지만 사고시 정전이 불가피하고

입주민들의 불편 등의 파급효과가 크다. 아파트 시공의 특성상 과거에는 안전성이 확보된

유입 변압기를 설치하였으나 최근에는 효율이 좋고 공간을 적게 사용하는 몰드변압기를 설

치하는 사례가 많다.

유입변압기와 몰드변압기의 유지관리 특성을 참고로 하여 부하가 집중되는 하절기, 심야시

간에는 특별한 온도 및 부하관리가 필요하다.

하절기에 오래된 아파트(노후 변압기, 과부하, 고온 전기실 등)에서는 에너지절약 및 전기사

용 자제협조와 관련 공고를 붙이는 방법도 추천할 만 하다.

일상점검으로 소음, 진동, 이상음, 절연유 누유, 애자 및 부싱의 균열, 먼지부착, 부식상태,

변색이나 냄새 등으로 사전에 이상증후를 발견하여 대책의 수립이 필요하다.

기타 전기실 및 변압기 등의 온도관리(경보 및 강제송풍), 각종 부하관리(과부하,불평형,고조

파)는 전기안전관리자와 상의 후 정기적으로 실시하는것이 바람직 할 것 같다.

첨부 참조문서 1

첨부 참조문서 2

공동주택관리법 시행규칙

제7조(장기수선계획의 수립기준 등) ① 영 제30조 전단에서 "국토교통부령으로 정하는 기준"이란 별표 1에 따른

기준을 말한다.

② 법 제29조제2항에 따른 장기수선계획 조정은 관리주체가 조정안을 작성하고, 입주자대표회의가 의결하는 방법

으로 한다.

별표1

장기수선계획의 수립기준(제7조제1항 및 제9조 관련)

3. 전기․소화․승강기 및 지능형 홈네트워크 설비

구분 공사종별 수선방법수선주기

(년)수선율

(%)비고

가. 예비전원(자가발전) 설비

1) 발전기

2) 배전반

부분수선전면교체부분교체전면교체

10301020

3010010100

나. 변전설비1) 변압기2) 수전반3) 배전반

전면교체전면교체전면교체

252020

100100100

고효율에너지기자재 적용

다. 자동화재감지설비

1) 감지기2) 수신반

전면교체전면교체

2020

100100

라. 소화설비1) 소화펌프2) 스프링클러 헤드3) 소화수관(강관)

전면교체전면교체전면교체

202525

100100100

마. 승강기 및 인양기

1) 기계장치2) 와이어로프, 쉬브(도르

레)3) 제어반4) 조속기5) 도어개폐장치

전면교체전면교체

전면교체전면교체전면교체

155

151515

100100

100100100

바. 피뢰설비 및 옥외전등

1) 피뢰설비2) 보안등

전면교체전면교체

2525

100100 고 휘 도 방 전 램 프

또는 LED 보안등 적용

사. 통신 및 방송설비

1) 엠프 및 스피커2) 방송수신 공동설비

전면교체전면교체

1515

100100

아. 보일러실 및 기계실

동력반 전면교체 20 100

자. 보안․방범시설

1) 감시반 (모니터형)2) 녹화장치3) CCTV(폐쇄회로 텔레비전)카메라 및 침입탐지시설

전면교체

전면교체전면교체

5

55

100

100100

차. 지능형 홈네트워크 설비

1) 홈네트워크기기2) 단지공용시스템 장비

전면교체전면교체

1020

100100

첨부 참조문서 3

전력기기별 점검주기 및 교체시기

자료출처 : LG산전

1. 위의 표와 같은 교체 추천시기는 정밀점검 주기를 계획적으로 수행했을 경우의 년수 이며, 주기적 점검관리

의 미흡으로 발생되는 기기의 열화적 잔존수명은 매우 급격히 떨어집니다.

2. 결론적으로 기기의 잔존수명도 사용상황과 환경에 따라 크게 좌우됩니다. 현실적으로 전력시스템 및 기기에

대한 유지 관리에 한계가 있고, 전력시스템의 효과적인 유지관리가 이루어지고 있지 않으므로 그 잔존 수

명은 위의 표보다 현저히 떨어진다

주요기기정기점검 주기년수 정기 점검

교체추천시기1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 특별 보통 정밀

가스절연개폐기           ○         이상차단 6년 12년 20～25년

고,저압배전반 ○   ○   ○   ○   ○   - 2년 - 15～20년

감시반,계전기반 ○   ○   ○   ○   ○   - 2년 - 15～20년

OCB   ○   ○   ◎   ○   ○ 이상차단 2년 6년 15～20년

TCB ○ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ○ ○ ◎ 이상차단 1년 5년 15～20년

VCB     ○     ◎     ○   이상차단 3년 6년 15～20년

GCB     ○     ◎     ○   이상차단 3년 6년 15～20년

ACB     ◎     ◎         이상차단 - 3년 15～20년

VCS   ○   ◎   ○   ◎   ○ 잦은개폐 2년 4년 10～15년

누전차단기 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ - 1년 - 10～15년

특고단로기     ○     ◎     ○   - 3년 6년 15～20년

기중부하개폐기     ○     ◎     ○   - 3년 6년 10～15년

전자접촉기     ◎     ◎     ◎   잦은개폐 - 3년 10～15년

배선용차단기 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ - 1년 - 10～15년

피뢰기 ○   ○   ○   ○   ○   - 2년 - 10～15년

유입형변성기 ○   ○   ○   ○   ○   - 2년 - 10～15년

콘덴서PT ○   ○   ○   ○   ○   - 2년 - 15～20년

몰드형변성기 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ - 1년 - 15～20년

전력용Fuse ○ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ○ ○ ◎ 차단발생 1년 5년 7～10년

전력용콘덴서 ○   ○   ○   ◎   ○   - 2년 7년 10～15년

유입변압기 ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ○ ○ - 1년 6년 15～20년

몰드변압기 ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ○ ○ - 1년 6년 15～20년

보호계전기   ○   ○   ◎   ○   ○ - 2년 6년 10～15년

특고압모선 ○   ○   ○   ○   ○   - 2년 - 15～20년

첨부 참조문서 4

변압기 온도관리

 1. 변압기에서 발생하는 열 손실은 변압기 온도를 높여 절연물을 열화 시키기때문에 정규 수명을 기대하기 위해서는 적당한 냉각수단으로 절연물 온도 상승을 그 절연물에 규정 한 허용 값 이하로 억제 하여야 합니다.

 2. 규격별 온도상승 한도

(표1) 규격별 온도 상승의 한계

- 변압기 종별허용온도 A종 105°C: 주위온도 40 + 55 권선온도상승 + 10(여유) =105°C

- 통상 유입변압기: A종 절연(허용온도 105°C)을 적용, 몰드변압기: B종(허용온도 130°C) 또는 F종(허용온도 155°C)절연을 적용

(표2) 절연물의 최고 허용온도 

분  류  JEC 2200  ANSI C 57. 12. 80  IEC 85/ BS 2757

 A종 절연  105  105  105

 E종 절연  120  -  120

 B종 절연  130  150  130

 F종 절연  155  185  155

 H종 절연  180  220  180

 구분 적용

내용

 측정 및 절연구분  온도상승한도(deg)

 측정법  절연구분  JEC 2200  IEC 76  ANSI C 57.12

 유입

변압기

 권선  저항법 OIL자연순환  55  65  65

 OIL강제순환  60  65  65

 절연유  온도계법 외기접촉  55  55  65

 외기미접촉  50  55  65

3. 변압기 온도관리 1) 변압기 명판에 표시된 온도상승 한도를 확인하여 절연물의 허용온도를 초과하지 않도록 적절한 관리가 필요합니다. (A종 절연의 경우 온도는 실용적으로 95[℃] 이하로 제한) 2) 변압기 절연물의 최고허용온도 초과하여 사용 시 절연물의 열화 법칙에 따라 온도 6[℃] 상승 시 마다 변압기의 수명이 반감합니다.

 3) 변압기 온도 관리방법- 주위온도 저하방법 : 전기실 냉방장치 및 충분한 급, 배기 FAN 설치- 변압기 온도 저하방법 : 변압기 부하율 저감, 변압기 냉각 FAN 설치 4) 변압기 사용 부하의 중요도에 따라 적절한 변압기 온도 관리를 하여 무더운 여름철 안전하게 전기를 사용하시기 바랍니다. 

4. 절연유 온도를 통한 변압기 상태 점검 계산식 : [(온도계 온도 - 주위 온도)*계수(1~1.1)]예1) 변압기 온도계 온도가 50'C , 주위온도가 25'C일 경우 [(50 - 25)*1.1] = 27.5'C 이므로 50>27.5 이므로 적합함 예2) 변압기 온도계 온도가 75'C , 주위온도가 20'C일 경우 [(75 - 20)*1.1] = 60.5'C 이므로 50<60.5 이므로 검토후 요주의 등으로 판정함- 변압기 종별허용온도를 보면 A종의 경우 105도 인데 주위온도 40 + 55 권선온도상승 + 10(핫포인트의 여유) =105도입니다.

건식변압기

1. 건식변압기 정의 - 철심 및 권선이 절연유 중에 잠겨있지 않은 변압기이다.

1) H종 건식변압기 장단점 (1) 장점 - 난연성 ( 화재의 우려가 없다)- 유입변압기에 비해 가볍다, 몰드변압기에 비해 무겁다. 크기 중간정도- 절연물의 종류가 H종이므로 절연계급이 높다.(180도)- 폭발 가능성이 거의 없다- 기름을 사용하지 않아 보수 및 설치가 용이.

(2) 단점- 전력 손실이 크다. - 절연특성이 안좋다. - 철심에 감겨져있는 권선이 외부에 노출되어 있어서 사람 접촉시 감전우려가 있다. ( 반드시 접지필수, 외함 필요. 큐비클 )- 소음이 크고 , 진동 및 먼지에 의한 고장 및 코일 소손. (방진장치 설치)- 충격내 전압이 낮아 서지흡수기 필요.

2) 몰드 변압기 장단점

몰드변압기는 철심에 감겨진 권선에 절연특성이 좋은 에폭시수지를 고진공에서 몰딩하여 만든 변압기로서

H종 건식변압기의 단점을 보안하고 유입변압기의 장점을 가지고 있다.

(1) 장점

- 자기소화성이 우수하여 화재의 우려가 없다

- 절연특성이 좋다 (에폭시 수지)

- 단시간 과부하 내량이 크다. 절연물로 B종사용 허용온도 130도

- 내습 내진성이 좋고 건식변압기에 비해 소음이 적다

- 기름을 사용하지 않아 보수 및 점검이 용이하다.

- 몰드형으로 소형경량화 할 수 있다.

(2) 단점

- 지상 및 옥외 설치시 인축 접촉에 의한 감전사고 우려가 있다 ( 에폭시 수지로 몰드 처리 하여 건식변압기

에 비해는 안전)

- 외관상 고장을 발견하기 어렵다. (유입변압기의 경우 주기적으로 절연유 산가측정 및 절연유 절연특성 시험

을 통해 사전 예방 가능)

3 유입 변압기

철심 및 권선이 기름 안에 들어가있는 변압기.

1) 장점

- 절연유가 아크 소호능력이 좋아 절연내력이 좋고 절연특성이 좋다.

- 냉각특성이 좋다

- 소음이 적고

- 전력손실이 h종 건식변압기에 비해 적다. 절연물이 A종이므로 허용온도가 105도 .주로 열화에 의한 손실이

많음.

- 충격내 전압이 강해서 서지흡수기를 따로 설치할 필요가 없다.

2) 단점

- 절연유의 유지 및 보수 관리를 주기적으로 해야하며 , 절연유 산가특성및 절연유 절연저항 측정 등 주기적

인 시험이 필요하다.

- 기기의 부피가 크다.

- 유입변압기는 가장큰 단점은 절연물이 A종이므로 열화에 의한 층간단락 및 선간단락이 생길 수 있다. 절연

파괴

- 화재 및 폭발 사고가 생길 수 있다.

첨부 참조이미지 5

사 진 대 지 1( 변압기 관리)

변압기 2차측 중성선(접지) 누설전류 및 접지저항측정1 변압기 2차측 중성선(접지) 누설전류 및 접지저항측정2

변압기 적외선 열화상 측정1 변압기 적외선 열화상 측정2

변압기 적외선 열화상 측정3 변압기 적외선 열화상 측정4

사 진 대 지 2( 변압기 관리)

변압기 적외선 열화상 실제 측정 이미지1 변압기 적외선 열화상 실제 측정 이미지2

변압기 적외선 열화상 실제 측정 이미지3 변압기 적외선 열화상 실제 측정 이미지1-4

전원품질분석1 전원품질분석2

사 진 대 지 3( 변압기 관리)

전원품질분석3 전원품질분석4

변압기 2차측(Y결선)중성점 접지선의 누설전류/접지저항값 관리

변압기 1차측(22.9kV) 적외선 열화상 온도관리

변압기 2차측(380V) 적외선 열화상 온도관리

전원품질 관리

(최대전력/역률/불평형율/고조파 왜형율)