[go: up one dir, main page]

KR101413788B1 - 변압기 이상 진단 방법 및 장치 - Google Patents

변압기 이상 진단 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101413788B1
KR101413788B1 KR1020120155401A KR20120155401A KR101413788B1 KR 101413788 B1 KR101413788 B1 KR 101413788B1 KR 1020120155401 A KR1020120155401 A KR 1020120155401A KR 20120155401 A KR20120155401 A KR 20120155401A KR 101413788 B1 KR101413788 B1 KR 101413788B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sample
data
transformer
ripple
level pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020120155401A
Other languages
English (en)
Inventor
노재근
강효진
Original Assignee
주식회사 효성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020120155401A priority Critical patent/KR101413788B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101413788B1 publication Critical patent/KR101413788B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/12—Measuring rate of change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

변압기 이상 진단 방법 및 장치가 개시되어 있다. 변압기의 이상 여부 판단 방법은 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 입력받은 데이터에 대한 1차 레벨 패턴 분석 및 2차 레벨 패턴 분석을 수행하고 분석을 마친 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출하고, 2차 레벨 패턴 분석을 마친 데이터에 대해 RMS(root mean square) 값을 사용하여 전압 및 전류의 크기를 산출하여 비교하는 단계와 상기 비교 결과를 기초로 임피던스 연산을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 임피던스 연산의 가장 중요한 요소인 전압/전류 전기량을 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor) 뿐만 아니라 RMS(root means square) 수치로도 별도로 연산하여 다양한 수치 조합으로 변압기 내부의 이상 상태를 보다 정확히 진단할 수 있다.

Description

변압기 이상 진단 방법 및 장치{METHOD AND APPARRATUS OF MALFUNCTION DETECTION OF TRANSFORMER}
본 발명은 변압기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 변압기 이상 진단 방법 및 장치에 관한 것이다.
변압기는 전자 유도 작용에 의하여 입력된 교류 전압을 동일주파수의 다른 전압으로 변환하여 전기에너지를 전달하는 장치이다. 이러한, 전력 에너지 공급 설비 중의 하나인 변압기는 가장 안정적인 설비인 반면에 고장 사고 발생시에는 광범위한 설비에 장시간 조업 중단이라는 커다란 사고를 일으켜 치명적인 물적 손실을 초래하게 된다. 또한 배전용 전압기는 주거 지역에 설치되어 있는 관계로 과열에 의한 폭발 시 인적 물적 자원에 대한 광범위한 피해가 발생할 수 있다.
변압기의 사고는 주로 변압기 내부 권선 절연물과 절연유의 열화에 의한 변압기 노화로 발생하게 되는데, 주로 30년 정도의 수명을 가진 변압기에서 이러한 노화 현상이 일어난다. 변압기의 열화가 일어나게 되는 주요 원인으로서는 급작스런 과부하, 번개와 스위칭 서지의 영향 등이 있는데 이러한 영향으로 발생하는 변압기 열화의 종류는 열 열화, 부분 방전 열화, 흡습 열화, 마모부식 열화 등이 있다. 이들 열화들은 변압기의 철심, 권선, 절연유, 리드선, 탭 전환기의 접촉면 등에서 발생하게 되며, 이상 가스의 발생, 절연유의 절연 내력 저하 및 절연 파괴, 접촉 저항 증가 등과 같은 고장 현상을 나타낸다.
이러한 변압기 사고에 의한 손실을 막기 위해 변압기 사고 발생 전에 변압기의 열화 상태를 판정하고 고장 원인을 분석하기 위해 현재까지 연구된 방법으로써 절연유 가스 분석법, 절연지 중합도 분석법, 변압기 진동 분석법, 및 중성점 전류 펄스 및 음향 분석법 등이 있다. 하지만 현재의 열화진단 기술들은 고가의 설치비, 시료 채취의 어려움, 외부 잡음에의 민감도, 장치구성의 복잡성, 낮은 신뢰도 등과 같은 문제점들이 있는 실정이다. 한편 기존 방식 중 신뢰도가 가장 높은 방식은 절연유 가스 분석법인데 고압 변압기들이 점차적으로 절연유 타입이 아닌 dry Air, 몰드 등의 타 절연물을 가지는 변압기로 대체되는 추세여서 이러한 변압기에는 사용될 수 없다.
본 발명의 목적은 변압기 이상 진단 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 변압기 이상 진단 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 변압기의 이상 여부 판단 방법은 상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터를 입력받는 단계, 상기 데이터에 대한 1차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계, 상기 1차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대한 2차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계, 상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출하고, 상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 RMS(root mean square) 값을 사용하여 전압 및 전류의 크기를 산출하여 비교하는 단계와 상기 비교 결과를 기초로 임피던스 연산을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터는, PT(potential transformer)의 2차 전압, CT(current transformer)의 2차 전류, SV 샘플(SV sample)일 수 있다. 상기 데이터에 대한 1차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계는 현재 데이터 샘플의 위치를 기초로 다음 샘플의 위치를 예측하는 단계, 측정된 샘플이 상기 예측된 다음 샘플과 다른 경우 상기 측정된 샘플을 리플 샘플로 감지하는 단계, 상기 리플 샘플로 감지된 샘플의 다음에 위치한 샘플을 기초로 상기 리플 샘플을 확인하는 단계, 상기 리플 샘플을 확정하고 상기 예측된 다음 샘플과 상기 측정된 샘플의 수치 및 기울기를 비교하여 일정 범위의 오차 이상이 발생시 플래그를 발생시키고 별도의 데이터 윈도우에 저장하는 단계와 PT(potential transformer)/CT(current transformer)의 오차로 의심될 경우 이전의 데이터를 백업하여 상기 리플 샘플을 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 1차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대한 2차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계는 리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 대한 분석을 수행하는 단계와 상기 리플 샘플 및 상기 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 리플 샘플 및 상기 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하는 단계는 상기 리플 샘플의 이전 샘플 및 이후 샘플의 값을 기초로 생성된 영역의 크기를 저장한 후 산출된 영역의 크기 값을 외란 데이터에 반영하거나 상기 순시 과부하 데이터 샘플을 RMS(root means square) 방법을 사용하여 영역 연산을 수행하여 상기 순시 과부하 데이터로 반영하는 단계일 수 있다. 상기 변압기의 이상 여부 판단 방법은 상기 비교 결과를 기초로 상기 변압기의 내부 온도 상승분을 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 변압기의 이상 여부 판단 장치는 상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터를 입력받도록 구현된 데이터 입력부, 상기 데이터에 대한 1차 레벨 패턴 분석을 수행하도록 구현된 1차 레벨 패턴 분석부, 상기 1차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대한 2차 레벨 패턴 분석을 수행하도록 구현된 2차 레벨 패턴 분석부, 상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출하고, 상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 RMS(root mean square) 값을 사용하여 전압 및 전류의 크기를 산출하여 비교하도록 구현되는 연산부와 상기 연산부의 상기 비교 결과를 기초로 임피던스 연산을 수행하도록 구현되는 임피던스 산출부를 포함하도록 구현될 수 있다. 상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터는 PT(phase transformer)의 2차 전압, CT(current transformer)의 2차 전류, SV 샘플(SV sample)일 수 있다. 상기 1차 레벨 패턴 분석부는 현재 데이터 샘플의 위치를 기초로 다음 샘플의 위치를 예측하고 측정된 샘플이 상기 예측된 다음 샘플과 다른 경우 상기 측정된 샘플을 리플 샘플로 감지하고 상기 리플 샘플로 감지된 샘플의 다음에 위치한 샘플을 기초로 상기 리플 샘플을 확인하고 상기 리플 샘플을 확정하고 상기 예측된 다음 샘플과 상기 측정된 샘플의 수치 및 기울기를 비교하여 일정 범위의 오차 이상이 발생시 플래그를 발생시키고 별도의 데이터 윈도우에 저장하고 PT(potential transformer)/CT(current transformer)의 오차로 의심될 경우 이전의 데이터를 백업하여 상기 리플 샘플을 처리하도록 구현될 수 있다. 상기 2차 레벨 패턴 분석부는 리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 대한 분석을 수행하고 상기 리플 샘플 및 상기 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하도록 구현될 수 있다. 상기 2차 레벨 패턴 분석부는 상기 리플 샘플의 이전 샘플 및 이후 샘플의 값을 기초로 생성된 영역의 크기를 저장한 후 산출된 영역의 크기 값을 외란 데이터에 반영하거나 상기 순시 과부하 데이터 샘플을 RMS(root means square) 방법을 사용하여 영역 연산을 수행하여 상기 순시 과부하 데이터로 반영하도록 구현될 수 있다. 상기 연산부는 상기 비교 결과를 기초로 상기 변압기의 내부 온도 상승분을 연산하도록 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 이상 진단 방법 및 장치는 입력된 PT(potential transformer), CT(current transformer), SV(sampled value)값을 기초로 임피던스 연산의 가장 중요한 요소(Factor)인 전압/전류 전기량을 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor) 뿐만 아니라 RMS(root means square) 수치로도 별도로 연산하여 다양한 수치 조합으로 변압기 내부의 이상 상태를 보다 정확히 진단할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 이상 진단 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플 패턴을 진단하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2차 레벨 패턴 분석을 수행하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 이상 여부 판단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 이상 여부 판단 방법을 나타낸 장치를 나타낸 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 아울러, 본 발명에서 특정 구성을 "포함" 한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시 예 및 분리된 실시 예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 이상 진단 방법을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 변압기 이상 진단을 위한 입력값으로 PT(potential transformer)의 2차 전압(100), CT(current transformer)의 2차 전류(105), PMU(phase measurement unit)의 SV 샘플(SV sample)(110)을 입력 받을 수 있다. SV 샘플일 경우 Fiber-Optic Cable과 처리 장치를 사용할 수 있다.
IEC 61850 기반의 보호 계전 IED(intelligent electronic device)들은 이벤트 발생 시 나오는 기록들을 저장하여 그 데이터들을 IEC 61850 표준에서 제안하는 샘플링된 값(Sampled Value)으로 전송 할 수 있다. 따라서 표준 IED를 만들어 샘플링된 값(Sampled Value)를 전송 받아 IED가 정동작 했는지 아니면 오동작인지를 판별할 뿐 아니라 선로에 고장이 발생하여 동작을 했더라도 정확한 시간에 동작했는지 등의 여부에 대해 IED(intelligent electronic device)를 진단할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 이러한 SV 샘플을 입력받아 변압기의 이상 동작 여부를 판단할 수 있다.
입력받은 PT(potential transformer)의 2차 전압(100), CT(current transformer)의 2차 전류(105)는 필터(115)를 통해 필터링되고 변환 데이터 윈도우(120)를 설정할 수 있다. SV 샘플(110)은 공통 데이터 클래스(common data class, 125)를 설정할 수 있다.
필터링되고 변환 데이터 윈도우를 설정한 PT의 2차 전압(100), CT의 2차 전류(105)와 공통 데이터 클래스(common data class, 125)를 설정한 SV 샘플(110)은 변환 데이터 윈도우(130)를 정하여 제1 차 레벨 패턴 분석 장치(135)로 입력될 수 있다.
제1 차 레벨 패턴 분석 장치(135)는 입력된 샘플의 패턴을 진단하는 장치로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플 패턴을 진단하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, (A) 현재 데이터 샘플(200)의 위치를 기초로 다음 샘플(205)의 위치를 예측할 수 있다. 입력된 데이터의 샘플 패턴은 일정한 패턴을 가질 수 있다. 이러한 경우, 현재 데이터 샘플(200)의 위치를 기초로 다음 샘플(205)의 위치를 예측할 수 있다. 즉, 이전에 입력된 데이터 샘플의 패턴을 기초로 다음 샘플(205)을 예측할 수 있다. 즉 이전 샘플 패턴 분석으로 다음 샘플을 예상할 수 있다.
(B) 만약 측정된 샘플(210)이 예측된 값과 다른 경우 측정된 샘플(210)을 리플 샘플로 감지할 수 있다. 리플 샘플은 리플 전류 또는 리플 전압일 수 있다.
리플 전류 또는 리플 전압은 시스템의 신뢰성과 수명에 영향을 끼치는 요소로서 변압기에 이상을 발생시킬 수 있다.
(C) 리플 샘플을 확인한다.
리플 샘플로 판단된 샘플(210)의 다음에 위치한 샘플(215)을 기초로 리플 샘플을 확인할 수 있다. 리플 샘플로 감지된 샘플을 최종적으로 리플 샘플로 확정하기 위해서는 리플 샘플로 판단된 샘플(210)의 다음 샘플(215)을 고려할 수 있다. 이러한 방식을 사용함으로서 리플 샘플로 판단된 샘플(210)이 다른 방향으로 변하는 샘플 중의 하나였는지 아니면 일정한 주기를 가지고 입력되는 샘플 중 이상 값인지 여부를 판단할 수 있다.
(D) 리플 샘플을 확정한다.
리플 샘플을 확정할 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플과 실제 샘플 수치(210) 및 기울기를 비교하여 일정 범위의 오차 이상이 발생시 플래그를 발생시키고 별도의 데이터 윈도우에 저장할 수 있다. 샘플의 확인 개수는 설정에 의한 값일 수 있다.
(E) 리플 샘플을 처리한다.
PT(potential transformer)/CT(current transformer)의 오차로 의심될 경우 이전의 데이터(220)를 백업하여 리플 샘플을 처리할 수 있다.
(F) 리플 샘플을 처리한다.
외란(disturbance)에 의한 전기량 처리 설정에 의한 방법에 의해 리플 샘플을 처리할 수 있다. 기준 입력은 시스템의 출력이 어떤 원하는 값을 갖도록 외부에서 제공하는 설정치(목표치)이다. 외란은 시스템에 바람직스럽지 못한 영향을 미치는 신호이다. 이 외란은 외부적인 것이 있고, 내부적인 원인에 의한 것도 있고(예, 모델링 오차), 예측할 수 있는 것도 있고, 불규칙(random)한 것도 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 리플 샘플을 처리하기 위해 RMS(root mean square) 방법을 사용할 수 있다.
위와 같은 전술한 절차를 통해 산출된 데이터는 SOE(sequence of event)로 저장될 수 있으며, 새로 생성된 윈도우의 전기량 데이터는 진단의 추가 입력 데이터로 활용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 1차 레벨 패턴 분석(135)을 수행한 후 2차 레벨 패턴 분석(140)을 수행할 수 있다.
2차 레벨 패턴 분석(140)에서는 리플 패턴을 처리하거나, 순시 과부하 샘플을 처리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 2차 레벨 패턴 분석을 수행하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3의 (A)를 참조하면, 리플 샘플을 처리하는 방법으로 외란에 의한 전기량 처리 설정에 의하여 2차 샘플 패턴을 처리할 수 있다. 리플 샘플이 발생한 샘플(300)의 이전 샘플(310) 및 이후 샘플(320)의 값을 기초로 생성된 영역의 크기를 저장한 후 외란 데이터에 영역의 크기값을 반영할 수 있다. 2차 레벨 패턴 분석을 마친 데이터는 추후 페이져(phasor)의 값과 RMS의 값을 산출하여 비교 분석하고 임피던스의 크기를 산출하여 임피던스의 변화 추이를 산출할 수 있다.
도 3의 (B)를 참조하면, 순시 과부하 샘플(350)의 경우에도 외란에 의한 전기량 처리 설정에 의해 2차 샘플 패턴을 진단할 수 있다. 한 주기가 넘어가면서 자연스럽게 일반 전류 샘플로 인식할 수 있다. 순시 과부하 데이터 샘플을 RMS(root means square) 방법을 사용하여 영역 연산을 수행하여 면적을 산출할 수 있다.
2차 레벨 패턴 분석 방법에서는 순시 과부하 오차 보정을 수행하기 위해 수치 및 정상 패턴 데이타를 별도 데이터 윈도우에 저장하여 전류 변화량 RMS를 연산하여 진단 데이터로서 활용할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 2차 레벨 패턴 분석(140)을 수행한 후, 푸리에 변환(145) 및 RMS 방법(150)을 사용하여 산출된 값을 기초로 변압기에 발생한 이상을 진단할 수 있다.
2차 레벨 패턴 분석(140)을 수행한 결과를 기초로 푸리에 변환(145) 후 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출할 수 있다. 또한 RMS(root mean square)값을 이용하여 전압 및 전류 크기를 산출할 수 있다. 산출된 두 값을 비교기(155)를 통해 비교를 수행하여 임피던스 연산(160)를 수행하여 변압기에 발생한 이상을 진단(165)할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 두 가지 산출 방법(푸리에 변환(145) 및 RMS 산출 방법(150))을 사용하여 변압기 감시 진단의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 다양한 임피던스 추이를 디스플레이하거나 트리거 신호로 활용하여, 변압기 상황을 진단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시에에 따른 변압기 이상 여부 판단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 변압기 이상 여부를 판단하기 위한 데이터를 입력받는다(단계 S400).
변압기 이상 여부를 판단하기 위한 데이터로 PT(phase transformer)의 2차 전압, CT(current transformer)의 2차 전류, SV 샘플(SV sample)을 입력 받을 수 있다.
1차 레벨 패턴 분석을 수행한다(단계 S410).
단계 S400을 통해 입력된 값들에 대해 1차 레벨 패턴 분석을 수행할 수 있다.
단계 S400을 통해 입력된 값에 대해 필터링 및 변환 데이터 윈도우와 같은 데이터 처리 절차를 거친 후 1차 레벨 패턴 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 1차 레벨 패턴 분석을 수행하기 위해 이전 샘플 패턴 분석으로 다음 샘플을 예측하고, 참조 샘플과 실제 측정된 샘플의 수치와 기울기를 비교하여 미리 설정된 정도 이상의 차이가 발생한 경우, 이상이 발생됨을 표시하고 데이터 윈도우를 저장할 수 있다. 설정에 의하여 측정된 데이터가 오차로 의심될 경우, 이전 데이터를 백업하여 연산을 수행할 수 있다. 리플 샘플을 처리함에 있어 RMS를 사용한 외란에 의한 전기량 처리 설정 방법을 사용할 수 있다. 다음 샘플의 수치 변경된 데이터가 정상 패턴을 보이면 2차 분석을 수행할 수 있다.
1차 레벨 패턴 분석에서 측정된 샘플은 SOE(sequence of event)로 저장되면, 오차가 발생한 데이터에 대해서는 2차 분석을 수행할 수 있다.
2차 레벨 패턴 분석을 수행한다(단계 S420).
2차 레벨 패턴 분석에서는 리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 대한 분석을 수행할 수 있다.
리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하는 방법으로 2차 레벨 패턴 분석을 수행할 수 있다.
푸리에 변환 및 RMS 값을 산출하여 비교한다(단계 S430).
2차 레벨 패턴 분석을 수행한 결과를 기초로 푸리에 변환 후 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출할 수 있다. 또한 RMS(root mean square)값을 이용하여 전압 및 전류 크기를 산출할 수 있다. 산출된 두 값을 비교기를 통해 비교를 수행하여 임피던스 연산를 수행하여 변압기에 발생한 이상을 진단할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 변압기의 이상 여부 판단 방법에서는 두 값의 비교 결과를 기초로 변압기의 내부 온도 상승분을 연산할 수도 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 두 가지 산출 방법(푸리에 변환 및 RMS 산출 방법)을 사용하여 변압기 감시 진단의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 다양한 임피던스 추이를 디스플레이하거나 트리거 신호로 활용하여, 변압기 상황을 진단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 변압기 이상 여부 판단 방법을 나타낸 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 변압기 이상 여부 판단 장치는 데이터 입력부(500), 데이터 처리부(510), 1차 레벨 패턴 분석부(520), 2차 레벨 패턴 분석부(530), 연산부(540), 임피던스 산출부(550)를 포함할 수 있다.
데이터 입력부(500)는 변압기 이상 여부를 판단하기 위한 데이터로 PT(phase transformer)의 2차 전압, CT(current transformer)의 2차 전류, SV 샘플(SV sample)을 입력 받기 위해 구현될 수 있다.
데이터 처리부(510)는 데이터 입력부(500)에서 입력받은 데이터에 대해 필터링을 수행하고 변환 데이터 윈도우를 설정할 수 있다.
1차 레벨 패턴 분석부(520)는 데이터 처리부(510)에서 산출된 데이터에 대해 레벨 패턴 분석을 수행할 수 있다. 1차 레벨 패턴 분석을 수행하기 위해 이전 샘플 패턴 분석으로 다음 샘플을 예측하고, 참조 샘플과 실제 측정된 샘플의 수치와 기울기를 비교하여 미리 설정된 정도 이상의 차이가 발생한 경우, 이상이 발생됨을 표시하고 데이터 윈도우를 저장할 수 있다. 설정에 의하여 측정된 데이터가 오차로 의심될 경우, 이전 데이터를 백업하여 연산을 수행할 수 있다. 리플 샘플을 처리함에 있어 RMS를 사용한 외란에 의한 전기량 처리 설정 방법을 사용할 수 있다. 다음 샘플의 수치 변경된 데이터가 정상 패턴을 보이면 2차 분석을 수행할 수 있다.
2차 레벨 패턴 분석부(530)는 1차 레벨 패턴 분석부(520)에서 산출된 데이터에 대해 리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 대한 분석을 수행할 수 있다. 리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하는 방법으로 2차 레벨 패턴 분석을 수행할 수 있다.
연산부(540)는 2차 레벨 패턴 분석이 된 데이터에 대해 푸리에 변환 후 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출할 수 있다. 또한 RMS(root mean square)값을 이용하여 전압 및 전류 크기를 산출할 수 있다. 산출된 두 값을 비교기를 통해 비교를 수행하여 임피던스 연산를 수행하여 변압기에 발생한 이상을 진단할 수 있다. 또한 연산부(540)에서는 비교 결과를 기초로 상기 변압기의 내부 온도 상승분을 연산하도록 구현될 수도 있다.
임피던스 산출부(550) 연산부(540)에서 산출된 두 값을 비교기를 통해 비교를 수행하여 임피던스 연산를 수행하여 변압기에 발생한 이상을 진단할 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 변압기의 이상 여부 판단 방법에 있어서,
    상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터를 입력받는 단계;
    상기 데이터에 대한 1차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계;
    상기 1차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대한 2차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계;
    상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출하고, 상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 RMS(root mean square) 값을 사용하여 전압 및 전류의 크기를 산출하여 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과를 기초로 임피던스 연산을 수행하는 단계를 포함하는 변압기의 이상 여부 판단 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터는,
    PT(potential transformer)의 2차 전압, CT(current transformer)의 2차 전류, SV 샘플(SV sample)인 변압기의 이상 여부 판단 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 데이터에 대한 1차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계는,
    현재 데이터 샘플의 위치를 기초로 다음 샘플의 위치를 예측하는 단계;
    측정된 샘플이 상기 예측된 다음 샘플과 다른 경우 상기 측정된 샘플을 리플 샘플로 감지하는 단계;
    상기 리플 샘플로 감지된 샘플의 다음에 위치한 샘플을 기초로 상기 리플 샘플을 확인하는 단계;
    상기 리플 샘플을 확정하고 상기 예측된 다음 샘플과 상기 측정된 샘플의 수치 및 기울기를 비교하여 일정 범위의 오차 이상이 발생시 플래그를 발생시키고 별도의 데이터 윈도우에 저장하는 단계; 및
    PT(potential transformer) 또는 CT(current transformer)의 오차로 의심될 경우 이전의 데이터를 백업하여 상기 리플 샘플을 처리하는 단계를 포함하는 변압기의 이상 여부 판단 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 1차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대한 2차 레벨 패턴 분석을 수행하는 단계는,
    리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 대한 분석을 수행하는 단계; 및
    상기 리플 샘플 및 상기 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하는 단계를 포함하는 변압기의 이상 여부 판단 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 리플 샘플 및 상기 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하는 단계는,
    상기 리플 샘플의 이전 샘플 및 이후 샘플의 값을 기초로 생성된 영역의 크기를 저장한 후 산출된 영역의 크기 값을 외란 데이터에 반영하거나 상기 순시 과부하 데이터 샘플을 RMS(root means square) 방법을 사용하여 영역 연산을 수행하여 상기 순시 과부하 데이터로 반영하는 단계인 변압기의 이상 여부 판단 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비교 결과를 기초로 상기 변압기의 내부 온도 상승분을 연산하는 단계를 더 포함하는 변압기의 이상 여부 판단 방법.
  7. 변압기의 이상 여부 판단 장치에 있어서,
    상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터를 입력받도록 구현된 데이터 입력부;
    상기 데이터에 대한 1차 레벨 패턴 분석을 수행하도록 구현된 1차 레벨 패턴 분석부;
    상기 1차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대한 2차 레벨 패턴 분석을 수행하도록 구현된 2차 레벨 패턴 분석부;
    상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하여 주파수 영역에서의 크기 및 위상(Phasor)을 산출하고, 상기 2차 레벨 패턴 분석을 마친 상기 데이터에 대해 RMS(root mean square) 값을 사용하여 전압 및 전류의 크기를 산출하여 비교하도록 구현되는 연산부; 및
    상기 연산부의 상기 비교 결과를 기초로 임피던스 연산을 수행하도록 구현되는 임피던스 산출부를 포함하도록 구현되는 변압기의 이상 여부 판단 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 변압기의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터는,
    PT(potential transformer)의 2차 전압, CT(current transformer)의 2차 전류, SV 샘플(SV sample)인 변압기의 이상 여부 판단 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 1차 레벨 패턴 분석부는,
    현재 데이터 샘플의 위치를 기초로 다음 샘플의 위치를 예측하고 측정된 샘플이 상기 예측된 다음 샘플과 다른 경우 상기 측정된 샘플을 리플 샘플로 감지하고 상기 리플 샘플로 감지된 샘플의 다음에 위치한 샘플을 기초로 상기 리플 샘플을 확인하고 상기 리플 샘플을 확정하고 상기 예측된 다음 샘플과 상기 측정된 샘플의 수치 및 기울기를 비교하여 일정 범위의 오차 이상이 발생시 플래그를 발생시키고 별도의 데이터 윈도우에 저장하고 PT(potential transformer) 또는 CT(current transformer)의 오차로 의심될 경우 이전의 데이터를 백업하여 상기 리플 샘플을 처리하도록 구현되는 변압기의 이상 여부 판단 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 2차 레벨 패턴 분석부는,
    리플 샘플 및 순시 과부하 샘플에 대한 분석을 수행하고 상기 리플 샘플 및 상기 순시 과부하 샘플에 의해 발생된 오차 영역을 RMS로 산출하여 저장한 후 외란 데이터 또는 순시 과부하 데이터로 반영하도록 구현되는 변압기의 이상 여부 판단 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 2차 레벨 패턴 분석부는,
    상기 리플 샘플의 이전 샘플 및 이후 샘플의 값을 기초로 생성된 영역의 크기를 저장한 후 산출된 영역의 크기 값을 외란 데이터에 반영하거나 상기 순시 과부하 데이터 샘플을 RMS(root means square) 방법을 사용하여 영역 연산을 수행하여 상기 순시 과부하 데이터로 반영하도록 구현되는 변압기의 이상 여부 판단 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 비교 결과를 기초로 상기 변압기의 내부 온도 상승분을 연산하도록 구현되는 변압기의 이상 여부 판단 장치.
KR1020120155401A 2012-12-27 2012-12-27 변압기 이상 진단 방법 및 장치 Expired - Fee Related KR101413788B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155401A KR101413788B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 변압기 이상 진단 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120155401A KR101413788B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 변압기 이상 진단 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101413788B1 true KR101413788B1 (ko) 2014-06-30

Family

ID=51134714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120155401A Expired - Fee Related KR101413788B1 (ko) 2012-12-27 2012-12-27 변압기 이상 진단 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101413788B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102007241B1 (ko) * 2018-11-08 2019-08-06 한국전력공사 표준 절연유의 가스 분석값 보정 시스템 및 방법
CN113447783A (zh) * 2021-08-30 2021-09-28 武汉格蓝若智能技术有限公司 一种电压互感器绝缘故障辨识模型构建方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110129671A (ko) * 2010-05-26 2011-12-02 (주)삼대전기 변압기 사고 예방 및 사고 원인을 분석하기 위한 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110129671A (ko) * 2010-05-26 2011-12-02 (주)삼대전기 변압기 사고 예방 및 사고 원인을 분석하기 위한 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102007241B1 (ko) * 2018-11-08 2019-08-06 한국전력공사 표준 절연유의 가스 분석값 보정 시스템 및 방법
WO2020096137A1 (ko) * 2018-11-08 2020-05-14 한국전력공사 표준 절연유의 가스 분석값 보정 시스템 및 방법
CN113447783A (zh) * 2021-08-30 2021-09-28 武汉格蓝若智能技术有限公司 一种电压互感器绝缘故障辨识模型构建方法及装置
CN113447783B (zh) * 2021-08-30 2021-11-26 武汉格蓝若智能技术有限公司 一种电压互感器绝缘故障辨识模型构建方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3268760B1 (en) Generator neutral ground monitoring device utilizing direct current component measurement and analysis
Biryulin et al. Method for cable lines insulation monitoring
Schichler et al. Risk assessment on defects in GIS based on PD diagnostics
EP2082246B1 (en) Cable fault detection
US7042229B2 (en) System and method for on line monitoring of insulation condition for DC machines
US9500710B2 (en) Generator neutral ground monitoring system and method
RU2631025C2 (ru) Обнаружение направления слабоустойчивого короткого замыкания на землю среднего напряжения с помощью линейной корреляции
KR100931992B1 (ko) 절연 열화 및 이상 온도를 자기 진단하는 수배전반 시스템 및 방법
CN103503262B (zh) 用于监控差动保护系统中电流互感器的方法和装置
EP2686691A1 (en) A method for detecting earth faults
US20050218906A1 (en) System and method for monitoring of insulation condition
US20150204934A1 (en) Method of determining a characteristic of a power transformer and a system therefor
CN103842836A (zh) 用于适配电弧传感器的方法
US9103865B2 (en) Methods for locating ground faults and insulation degradation condition in energy conversion systems
Ab Ghani et al. Evaluation of transformer core and winding conditions from SFRA measurement results using statistical techniques for distribution transformers
KR102293865B1 (ko) 직류 배전용 직류 아크사고 검출 방법
KR101413788B1 (ko) 변압기 이상 진단 방법 및 장치
KR20170019091A (ko) 현장용 지상개폐기 진단기록장치
CN114167116A (zh) 一种避雷器在线监测方法和装置
RU2522808C1 (ru) Способ диагностирования технического состояния высоковольтного трансформатора напряжения в сети генераторного напряжения электростанции
KR20130129679A (ko) 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템
Lee et al. A condition indexing for assessment management in MV underground power cables
CN114924161A (zh) 配电系统绝缘态势分析方法及系统
RU2304832C1 (ru) Способ защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю
RU61893U1 (ru) Система автоматизированного контроля состояния под рабочим напряжением бумажно-масляной изоляции конденсаторного типа группы трехфазного электротехнического оборудования

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20121227

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20131216

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20140326

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20140624

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20140624

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20180405