전력硏, 부싱 고장 154kV급 변압기 화재 현장 실증

화재 방재 기술 기반 확보…전력 공급 신뢰성 향상

조강희 승인 2022.06.07 00:54 의견 0

[에너지산업신문]

한전 전력연구원은 2일 경상남도 고성 고려화공 공장에서 154kV급 변압기를 활용한 실규모 화재 실증 시험을 수행했다.

변압기 부싱은 중요한 변전설비 중 하나로, 상시 전압이 걸린 상태로 외부에 노출되는 가혹한 환경에서 운전하기 때문에, 신뢰성이 높은 설비 운영기술의 확보가 필수적이다.

안정적인 변전설비 운용을 위해 한전 전력연구원은 2019년부터 2년간 변압기 부싱 절연열화 진단 신기술을 연구하는 과정에서 부싱에 의한 1~5단계의 화재 메커니즘을 규명했다.

전력연구원에서 규명한 메커니즘의 1단계는 변압기에 상시 걸려 있는 전압, 외부 오염 등으로 부싱 탭에서 절연물 열화가 발생하는 것이다. 2단계는 부싱 탭에서 절연이 파괴돼 아크가 일어나는 것이다.

3단계는 아크에 의해 절연유가 기화되면서 압력이 증가하고, 이 때문에 절연유가 외부로 분출되는 것이다. 4단계는 분출된 절연유가 발화돼 부싱 주변에서 화재가 나는 것이다. 5단계는 흘러내린 절연유로 불이 옮겨 붙어 변압기 전체로 화재가 크게 확산되는 단계다.

한전 전력연구원에서는 세계 최초로 154kV급 변압기에서 발생 가능한 실제 최대 규모의 부싱 고장 현장 화재 실증을 진행했다. 변압기실 내 최대 화재 발생 조건을 가정해 불의 높이가 10m 정도 되는 화재와 유사하게 모사한 상태에서 이뤄졌다. 이를 통해 규명된 변압기 화재 확산 메커니즘을 확인하고 방재 대책을 수립했다.

한전 데이터사이언스연구소의 카메라 및 CCTV 등을 통해 영상을 취득·인식해 화재 판정을 할 수 있는 AI 기반 자동 영상인식 기술과, 고려화공의 신규 고체 에어로졸 소화 약제 기술도 함께 시연했다.

국내에서 15년간 발생한 변압기 화재 중 부싱 고장 때문에 일어난 경우는 62.5%에 달한다. 국제대전력망협의회(CIGRE)에 따르면 국외 변압기 고장 가운데 부싱이 차지하는 비율은 37.3%이다. 그 가운데 폭발이나 화재로 이어지는 경우는 46.1%이기 때문에 세계적으로도 부싱 고장에 의한 폭발과 화재 사고는 17%에 달한다.

전력연구원 관계자는 “변압기 부싱 고장을 예방하기 위한 기술적 토대를 만들고, 화재 단계별 적정 방재 기술을 개발해 국내 전력설비 운전 신뢰도와 안정성을 한층 높이고 세계 각국에 수출할 수 있도록 수준을 높일 것”이라고 말했다.

한전 전력연구원은 2일 경남 고성 고려화공 공장에서 154kV급 변압기를 활용한 실규모 화재 실증 시험을 수행했다. (c)한전 전력연구원


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