안녕 하세요  모닥입니다

이번에는 최근 고압 초대형 전동기 수명관리의 기술 TREND에 대해서 입니다

고압 초대형 전동기 수명관리의 기술 트렌드

측정에서 RCA와 재발방지로

최근 전동기·설비진단 분야의 기술 흐름을 보면 한 가지 중요한 변화가 확인됩니다.

과거에는 진동, 부분방전(PD), 온도, 전류 등 설비의 상태를 얼마나 정확하게 측정할 것인가가 주요 관심이었다면,

최근에는 측정된 DATA가 실제 어떤 열화와 고장원인을 의미하는지 확인하고

이를 정비와 재발방지까지 연결하는 기술이 더욱 중요해지고 있습니다.

특히 고압·초대형 전동기는 단일 진단값만으로 상태를 판단하기 어렵습니다.

BEARING 진동, PRPD PATTERN, HEALTH INDEX 모두 중요한 상태정보이지만,

그 자체가 ROOT CAUSE를 의미하지는 않습니다.

1. BEARING 진동값이 높다고 BEARING 자체가 원인인가?

BEARING 진동은 베어링 손상을 판단하는 중요한 DATA입니다.

그러나 실제 진동은 베어링 자체의 결함뿐 아니라 다음과 같은 다양한 요인의 영향을 받을 수 있습니다.

• BEARING INTERNAL CLEARANCE

• SHAFT / HOUSING FIT

• ASSEMBLY CONDITION

• LUBRICATION

• ALIGNMENT

• STRUCTURAL RESONANCE

• OPERATING LOAD**

예를 들어 BEARING을 신품으로 교체했음에도 짧은 기간 내 다시 진동이나 이음이 발생한다면,

단순히 BEARING 자체의 품질문제로 판단해서는 안 됩니다.

SHAFT·HOUSING의 치수와 FIT, 내부틈새, 조립방법, 윤활상태 및 구조적인 문제까지 함께 검증해야 합니다.

따라서 BEARING 진단은 다음 단계로 발전해야 합니다.

VIBRATION MEASUREMENT
→ ABNORMALITY DETECTION
→ MECHANICAL CONDITION CHECK
→ DISASSEMBLY INSPECTION
→ DAMAGE VERIFICATION
→ RCA

즉, 진동은 이상을 알려주는 SIGNAL이며, 실제 고장원인은 검증을 통해 확인해야 합니다.

2. PRPD PATTERN은 절연결함의 특성을 보여주지만 실제 손상위치는 검증해야 합니다

고압 전동기의 절연상태 평가에서 PARTIAL DISCHARGE와

PRPD PATTERN은 매우 중요한 진단수단입니다.

PRPD를 통해 다음과 같은 방전특성을 추정할 수 있습니다.

INTERNAL PD
SLOT DISCHARGE
END WINDING CORONA
SURFACE DISCHARGE
PHASE-TO-PHASE DISCHARGE

그러나 실제 운전 중인 고압 전동기에서는 여러 종류의 방전이 동시에 발생할 수 있으며,

오염·습도·온도·운전조건 및 측정 NOISE의 영향을 받을 수도 있습니다.

따라서 PD 크기가 크거나 특정 PRPD PATTERN이 나타났다는 사실만으로

 실제 손상위치와 정비범위를 확정하는 것은 바람직하지 않습니다.

보다 신뢰성 있는 절연진단을 위해서는 다음 과정이 필요합니다.

PD / PRPD ANALYSIS
→ PD SOURCE ASSESSMENT
→ VISUAL INSPECTION
→ ACTUAL DAMAGE VERIFICATION
→ RCA
→ REPAIR
→ POST-REPAIR PD VERIFICATION

   특히 정비 또는 분해점검 과정에서 확인된 실제 절연손상 위치와

  기존 PRPD DATA를 비교하면 향후 진단 정확도를 높이는 중요한 기술자료가 됩니다.

3. HEALTH INDEX는 현재 상태를 평가하지만 잔여수명을 직접 보증하지 않습니다

최근 설비진단 기술에서는 여러 종류의 진단 DATA를 통합해 설비의 상태를

정량화하는 HEALTH INDEX가 활발히 연구되고 있습니다.

고압 전동기의 경우 다음 항목을 종합적으로 평가할 수 있습니다.

• PD / PRPD

• TANδ

• AC CURRENT

• VIBRATION

• BEARING CONDITION

• TEMPERATURE

• COOLING PERFORMANCE

• VISUAL INSPECTION

• OPERATING HISTORY**

이러한 통합평가는 전동기의 현재 건강상태와 정비 우선순위를 판단하는 데 매우 유용합니다.

그러나 반드시 구분해야 할 사항이 있습니다.

HEALTH INDEX = 현재 설비의 건강상태

REMAINING LIFE = 향후 사용 가능한 기간의 추정

두 가지는 동일하지 않습니다.

현재 상태가 양호하다고 해서 앞으로 일정 기간의 운전을 보증할 수는 없습니다.

반대로 PD가 높게 측정됐다는 이유만으로 즉시 수명종료 또는 재권선이 필요하다고 판단해서도 안 됩니다.

잔여수명을 평가하려면 현재 상태 외에도 다음과 같은 장기 DATA가 필요합니다.

DEGRADATION RATE
OPERATING HOURS
START COUNT
THERMAL HISTORY
LOAD CYCLE
ENVIRONMENT
MAINTENANCE HISTORY
ACTUAL FAILURE DATA

따라서 HEALTH INDEX는 수명관리 의사결정을 지원하는 중요한 도구이지만,

잔여수명을 단독으로 결정하는 기준으로 사용해서는 안 됩니다.

전동기 수명관리의 발전 방향

한국중전기는 고압·초대형 전동기의 수명관리를 단순한 측정과 상태판정에서 끝내지 않고

다음 단계로 발전시키고자 합니다.

CONDITION MONITORING → 설비의 진동·절연·온도·운전상태를 측정합니다.

↓

DATA VALIDATION→ 측정조건, 운전조건, NOISE 및 DATA의 신뢰성을 확인합니다.

↓

HEALTH ASSESSMENT→ 전기적·기계적·열적 상태를 종합하여 현재의 건강상태를 평가합니다.

↓

RCA→ 측정된 이상징후가 실제 어떤 열화와 고장원인에서 발생했는지 규명합니다.

↓

CORRECTIVE ACTION→ 확인된 원인을 제거할 수 있는 적절한 정비와 개선조치를 수행합니다.

↓

EFFECT VERIFICATION→ 정비 후 동일한 진단을 실시하여 개선효과를 확인합니다.

↓

FOLLOW-UP → 운전 재개 후 TREND를 지속적으로 관리하여 재발 여부를 확인합니다.

측정과 진단, RCA는 서로 다른 단계입니다

설비진단 기술이 발전하면서 측정 가능한 DATA는 지속적으로 증가하고 있습니다.

그러나 DATA가 많아졌다는 것이 곧바로 정확한 원인분석을 의미하지는 않습니다.

BEARING 진동은 내부틈새와 조립조건의 영향을 받을 수 있습니다.

PRPD PATTERN은 절연결함의 특성을 보여주지만 실제 손상위치의 검증이 필요합니다.

HEALTH INDEX는 현재 상태를 평가하지만 잔여수명을 직접 보증하지는 않습니다.

따라서 중요한 것은 측정값 자체가 아니라

그 측정값을 실제 설비의 열화 MECHANISM과 연결하여 검증하는 것입니다.

한국중전기가 지향하는 전동기 수명관리

고압 초대형 전동기는 고장 후 부품을 교체하는 것만으로 장기적인 신뢰성을 확보하기 어렵습니다.

동일한 고장이 반복되지 않도록 다음 사항을 확인해야 합니다.

왜 이상징후가 발생했는가?

실제 손상위치는 어디인가?

고장원인은 무엇인가?

정비를 통해 그 원인이 제거되었는가?

운전 재개 후 동일한 문제가 재발하지 않는가?

이러한 과정을 지속적으로 관리하는 것이 전동기 수명관리의 핵심입니다.

MOTOR DOCTOR COMMENT

“고장난 부품을 교체하는 것은 정비이고,
  그 부품이 왜 고장났는지 검증하여 재발을 방지하는 것이
  진정한 수명관리 기술입니다.”

 한국중전기는 CONDITION MONITORING에서 RCA, 개선조치, 효과검증 및 FOLLOW-UP까지 연결하는                                                                                   전동기 수명관리 기술을 통해 고객 설비의 신뢰성과 가용도 향상을 지원합니다.

 "전동기는 단순한 정비대상이 아니라 지속적으로 관리해야 하는 핵심 설비입니다."

한국중전기(주)
CBDT – CONSULTING-BASED DIAGNOSTICS & TRAINING
LMCS – LIFE-CYCLE MOTOR CARE SYSTEM

전동기 수명관리실 

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