대용량 발전기 고정자 코일의 냉각수 누설에 대한 효과적인 정비대책 연구

Abstract

최근 15년 이상 상업운전 되고 있는 대용량 수냉각 발전기 고정자 권선에서 냉각수가 누설이 되어 설계수명 이내에서 절연파괴가 발생되어 운전 중 불시정지 또는 발전기 출력 제한이라는 막대한 경제적 손실을 초래하고 있다. 국내 여러 발전소에서 수차례의 권선 누설사례가 나타나 발전기 수명평가에 또 다른 주요 변수로 작용하게 되었으며 운전 도중 냉각수 누설에 의한 절연내력 저하는 발전기 운전 수명을 급격히 단축하게 된다. 발전기의 단위기기 용량증대로 인해서 고정자 도체에는 큰 부하 전류가 흐르고, 또한 큰 부하전류에 의한 손실(저항 손 등)도 증가되기 때문에 발열량도 증가된다. 이것을 냉각하기 위해 대용량의 발전기에 대해서는 도체 내부에 냉각수를 통과시켜 냉각하는 구조로 되어 있으며 이러한 냉각수의 누설 유무 그리고 잠재적 누설 가능성 내포가 고정자 코일의 수명을 결정짓는 중요한 파라미터로 작용하고 있다. 현재 국내 발생되고 있는 대용량 수냉각 발전기 냉각수 누설진단에 따른 정비대책의 일환으로는 Water Box(Clip), 냉각수 튜브교체 등의 부품교체기술, Tig Braze, Welding, Tig Overlay 등의 Brazing 기술, 그리고 Resin Injection과 같은 레진(Resin) 함침(Impregnation)기술들이 적용될 수 있다. 대용량 발전기 냉각수 누설에 대한 전통적인 누설정비 기술인 CERT(Coil End Repair Technique)에 대해서 고찰하고 CERT의 옵션사항으로 적용되었던 VPI(Vacuum Pressure Impregnation) 누설정비 기법에 대한 장·단점을 비교 분석하여 보다 실질적이고 효과적인 누설정비 기법을 현장에 적용하여 해외 발전기 제작사로의 정비 기술의존도를 축소하고, 또한 순수한 국내 기술로 설비유지관리 및 정비를 수행함으로써 발전정지에 따른 손실 비용 절감, 기기의 성능개선, 수명연장, 정비기간의 최소화로 발전설비 안정운전에 대한 신뢰도를 증진 시킬 수 있다.