KR100685704B1 - A method for calculating power parameters using fuzzy algorithm technology for information visualization of power-receiving/switching boards - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수배전반의 정보시각화를 위한 퍼지알고리즘 기법의 전력 파라미터 산출방법에 대한 것이다. 상기 전력 파라미터 산출방법은 크게 화재지수 산출 방법과 전력컨디션 지수 산출 방법으로 이루어진다. The present invention relates to a method for calculating a power parameter of a fuzzy algorithm technique for visualizing information of a switchgear. The power parameter calculation method is mainly composed of a fire index calculation method and a power condition index calculation method.

수배전반에서의 누설전류량, 접촉불량 여부, 변압기 최고온도, 과전압 여부 및 결상 여부를 측정, 분석하여 화재위험정도를 나타내는 화재지수를 산출하는 방법은, 상기 누설전류량은 영상변류기(ZCT)로부터 측정하고, 상기 접촉불량 여부를 판단하기 위해 각 상에 설치된 온도센서의 온도를 측정하고, 상기 변압기 최고온도를 추정하기 위해 유입식 변압기의 경우 변압기 오일 최상부 지점에 설치된 센서의 온도를 측정하고 몰드식 및 건식 변압기의 경우 권선에 설치된 센서의 온도를 측정하고, 상기 과전압 여부를 판단하기 위해 변압기에서 발생하는 전압을 측정하고, 결상 여부를 판단하기 위해 3상의 전류를 측정하는 단계; 상기 누설전류량 또는 상기 접촉불량 여부를 판단하기 위해 측정된 온도 또는 변압기 최고온도를 추정하기 위해 측정된 온도 또는 변압기에서 발생하는 전압 중 어느 하나라도 미리 정한 한계기준치를 넘어서거나, 3상전류중 어느 1상에라도 전류가 흐르지 않는 경우 화재지수를 상태6(위험)으로 판정하는 단계; 상기와 같이 화재지수가 상태6으로 판정되지 않은 경우 돔비(Dombi)의 퍼지소속함수(fuzzy membership function)를 적용하여 기대값을 계산한 후 이를 통하여 화재지수를 계산하는 단계; 및 상기와 같이 계산된 화재지수가 0이상 0.2미만이면 상태1, 0.2이상 0.4미만이면 상태2, 0.4이상 0.6 미만이면 상태3, 0.6이상 0.8미만이면 상태4, 0.8이상이면 상태5로 판정하되 화재위험정도는 상태5쪽으로 갈수록 높아지는 것을 나타내는 단계를 포함하여 이루어지고, 전력컨디션지수를 산출하는 방법은, 각 상에서 측정한 부하전류 중 가장 큰 값을 변압기 허용 전류로 나누어서 구한 백분율에 따라 전류의 정상, 과부하를 판정하는 단계; 변압기의 현재전압과 배전전압을 비교하여 부족전압, 과전압을 판정하는 단계; 부하역률을 측정하여 기준역률(90%)를 기준으로 정상여부를 판정하는 단계; 주파수를 측정하여 정격주파수(60Hz)를 기준으로 정상여부를 판정하는 단계; 전류 불평형률을 단상 3선식인 경우 양 전압선의 전류의 차를 양 전압선의 전류의 합으로 나누어 2를 곱한 값으로 계산하고 3상 4선식인 경우 양 전압선의 전류의 차를 양 전압선의 전류의 합으로 나누어 3을 곱한 값으로 계산하여 정상여부를 판정하는 단계; 종합 전압 왜형률(total harmonic distortion : THD)을 계산하여 정상여부를 판정하는 단계; 돔비(Dombi)의 퍼지소속함수(fuzzy membership function)을 적용하여 기대값을 계산한 후 이를 통하여 전력컨디션지수를 계산하는 단계; 및 상기와 같이 계산된 전력컨디션지수가 0이상 0.2미만이면 상태1, 0.2이상 0.4미만이면 상태2, 0.4이상 0.6미만이면 상태3, 0.6이상 0.8미만이면 상태4, 0.8이상이면 상태5로 판정하되 위험정도는 상태5쪽으로 갈수록 높아지는 것을 나타내는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method of calculating the fire index indicating the degree of fire risk by measuring and analyzing the leakage current, contact failure, transformer maximum temperature, overvoltage and phase loss in the switchgear, the leakage current is measured from the image current transformer (ZCT), Measure the temperature of the temperature sensor installed in each phase to determine the contact failure, and in order to estimate the maximum temperature of the transformer, in the case of the inflow transformer, the temperature of the sensor installed at the top of the transformer oil is measured, and the mold and dry transformer In the case of measuring the temperature of the sensor installed in the winding, measuring the voltage generated from the transformer to determine whether the overvoltage, and measuring the three-phase current to determine whether the phase; Either the temperature measured to determine the leakage current or the contact failure or the temperature generated to estimate the transformer maximum temperature or the voltage generated by the transformer exceeds a predetermined threshold or any one phase of three-phase current. Determining a fire index as state 6 (danger) when no current flows; Calculating a fire index through applying a fuzzy membership function of Dombi if the fire index is not determined as state 6 as described above, and then calculating a fire index through the fuzzy membership function; And if the fire index calculated as above is 0 or less than 0.2, the state 1, 0.2 or more and less than 0.4, state 2, 0.4 or more and less than 0.6, state 3, 0.6 or more and less than 0.8, state 4 and 0.8 or more is determined as state 5 The risk level is increased to the state 5, and the method of calculating the power condition index includes the normality of the current according to the percentage obtained by dividing the largest value of the load currents measured in each phase by the transformer allowable current. Determining an overload; Comparing the current voltage and the distribution voltage of the transformer to determine an undervoltage and an overvoltage; Determining whether or not normal based on a reference power factor (90%) by measuring a load power factor; Determining whether it is normal based on a rated frequency (60 Hz) by measuring a frequency; In the case of single-phase three-wire type, the current unbalance ratio is calculated by multiplying the current difference between two voltage lines by the sum of the currents of both voltage lines and multiplying by two. In the case of three-phase four-wire type, the difference between the currents of both voltage lines is the sum of the currents of both voltage lines. Dividing by and multiplying by 3 to determine whether it is normal; Determining totality by calculating a total harmonic distortion (THD); Calculating an expected value by applying a fuzzy membership function of Dombi and calculating a power condition index through the fuzzy membership function; And if the power condition index calculated as described above is more than 0 and less than 0.2, the state 1, if more than 0.2 and less than 0.4, the state 2, and if more than 0.4 and less than 0.6, the state 3, if more than 0.6 and less than 0.8, the state 4, if more than 0.8 is determined as state 5 The degree of risk is characterized in that it comprises a step indicating that the higher toward the state 5.

수배전반, 정보시각화, 전력 파라미터, 화재지수, 전력컨디션지수, 퍼지알고리즘.Switchgear, information visualization, power parameters, fire index, power condition index, fuzzy algorithm.

Description

수배전반의 정보시각화를 위한 퍼지알고리즘 기법의 전력 파라미터 산출방법{A method for calculating power parameters using fuzzy algorithm technology for information visualization of power-receiving/switching boards} A method for calculating power parameters using fuzzy algorithm technology for information visualization of power-receiving / switching boards}             

도 1은 본 발명에서 변압기 2차 전압이 110V인 경우의 단계별 유지범위를 나타내고,1 shows a step-by-step maintenance range when the transformer secondary voltage is 110V in the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 화재지수 알고리즘의 흐름도를 나타내고,2 shows a flowchart of a fire index algorithm according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 전력컨디션 지수 알고리즘의 흐름도를 나타낸다.3 shows a flowchart of a power condition index algorithm according to the present invention.

본 발명은 수배전반의 정보시각화를 위해 퍼지 알고리즘 기법을 사용하여 전력 파라미터를 산출하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 화재지수 알고리즘과 전력 컨디션 지수 알고리즘에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating a power parameter using a fuzzy algorithm technique for visualization of a switchgear. In particular, the present invention relates to a fire index algorithm and a power condition index algorithm.

이 분야의 종래기술의 배경에 대해 간단하게 설명하면 다음과 같다. 먼저 전 력 컨디션 지수(indicator)란 전압, 전류, 불평형률, 변압기 온도와 영상전류 고조파 등 20여가지 파라미터를 조합하여 전력의 실시간 컨디션을 눈으로 보이는 전력상황을 재현하는 기기로써 수배전반내의 모든 온도변화 트랜드를 분석하고 전력요소의 과부하 합성 등을 연산하여 조기에 전기화재예측 및 파형캡처를 통하여 배전반에서 손쉽게 전력 환경을 판단하는 장치이다.Brief description of the background of the prior art in this field is as follows. First, the power condition indicator is a device that reproduces the power condition visually showing the real-time condition of the power by combining 20 parameters such as voltage, current, unbalance, transformer temperature and image current harmonics. By analyzing trends and calculating overload synthesis of power elements, it is a device that can easily determine the power environment at the switchboard through electric fire prediction and waveform capture.

현재 전기업계는 아날로그 시대에서 이제 디지털시대로 급변하고 있고, 전력계통의 중전기기 또한 예외는 아니다. 최근 디지털 계전기, 디지털 전력량계의 원격검침 등의 발전 상황을 보면 중전기기의 디지털화가 급속도로 이루어지고 있음을 쉽게 알 수 있다.The electricity industry is rapidly changing from the analog age to the digital age, and heavy electric machines in power systems are no exception. Recent developments in digital relays, remote meter reading of digital electricity meters, and the like, it is easy to see that the digitization of heavy electric machines is being rapidly made.

수배전반 또한 마찬가지로 초기에는 아날로그식으로 모든 조작이 수동적으로 이루어졌으나, 90년대 중반부터 현재까지 일체화, 전자화 및 디지털화가 급속하게 진행되어 왔다. 따라서 수배전반 내에는 마이크로프로세서(microprocessor)가 내장되기에 이르렀으며 수많은 데이터가 내부에서 처리되고 있다. 컴퓨터의 급속한 발달로 인해 이러한 데이터 저장 시스템(data storage system)에는 사람이 파악하고 판단하기에 불가능할 정도로 매우 방대하고 다양한 데이터가 존재하므로 이런 수많은 데이터들은 그룹화되고 분류될 필요가 있다. 어떠한 시스템의 개발자와 사용자가 이런 수많은 데이터를 효과적으로 파악하기 위한 정보시각화(information visualization)는 하나의 거대한 새로운 분야가 되었으며, 그에 따른 세부분야를 지속적으로 연구 중이다. 또한 그래픽적인 표현을 도입함으로서 교육적 효과도 기대할 수가 있다. 개발자와 사용자 모두가 보다 쉽게 정보를 파악하고 공유하는 것 은 매우 중요한 일이지만 최근까지 국내 수배전반에는 계측기기의 측정값 표시로 정보시각화 관점에서 접근한 것이 아니라 계측값을 단지 보여주는 수준에 불과하였다. The switchgear was likewise initially operated in analog mode manually, but integration, electronics and digitization have been rapidly progressing since the mid-90s. As a result, a microprocessor has been built into the switchboard, and a lot of data is processed internally. Due to the rapid development of computers, such data storage systems contain so much and diverse data that it is impossible for humans to identify and judge, so many of these data need to be grouped and classified. Information visualization has become a huge new field for developers and users of any system to effectively grasp such a large amount of data, and continues to study the details. Also, by introducing graphic expressions, educational effects can be expected. It is very important for both developers and users to understand and share information more easily, but until recently, the domestic switchgear was only showing the measured value, not the approach of visualizing the information by measuring the measured value of the measuring device.

또한 이런 현실상황과는 상반되게 중소규모 수용가 수배전반에는 현장 운영자가 아예 없거나 있더라하더라도 전기에 대한 전문적인 지식이 없거나 혹은 수준이 낮은 초보자가 대부분이다. 사용자의 욕구에 맞추어 수배전반은 날이 갈수록 전문화되며 발전하고 있으나 실제 현장 운영자에게 효과적인 정보전달은 사실상 힘든 실정이다. 또한 수배전반에는 여러 가지 장비가 통합되어 있으며 특히 변압기가 포함되어 있으므로 과부하, 혹은 절연물 열화 등에 의해 변압기에 악영향을 미칠수 있는 요소들이 항시 존재하고 있다. 이런 위험 요소를 사고가 발생하기 이전에 분석하고 예방하는 것이 무엇보다 중요하다. 기존 수배전반의 경우 위급상황 발생하면 현장 운영자가 상태를 손쉽게 파악하고 조치를 취하기가 힘들었고, 따라서 사고의 파급은 더욱더 확산될 수 있는 위험을 가지고 있었다. 현재 수배전반의 전력 상태의 실시간 정보를 효과적으로 보여주며 사고를 사전에 예방하기 위한 목적에서 수배전반의 방대한 측정데이터들의 정보시각화는 반드시 이루어져야할 필요가 있었다. Contrary to this situation, even small- and medium-sized consumer switchboards are mostly novices or low-level electricians, even if there are no field operators at all. Switchgear panels are becoming more specialized and evolving as the needs of users grow, but effective information delivery to field operators is actually difficult. In addition, since the switchgear is integrated with various equipments, especially the transformer is included, there are always factors that can adversely affect the transformer by overload or insulation deterioration. It is of utmost importance to analyze and prevent these risks before they happen. In the case of the existing switchgear, when the emergency situation occurred, it was difficult for the field operator to easily grasp the status and take action, and thus the risk of the accident was spreading. In order to effectively show the real-time information of the current state of the switchboard and to prevent accidents in advance, the information visualization of the vast measurement data of the switchboard was necessary.

본 발명은 상기한 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 특히 중소규모 수용가 수배전반 측면에서의 수배전반의 정보시각화를 위해 퍼지알고리즘 기법을 이용한 전력 파라미터 산출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for calculating a power parameter using a fuzzy algorithm technique for visualizing information of a switchgear in a small and medium sized switchboard.

본 발명의 다른 목적과 장점은 하기된 발명의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention and the accompanying drawings.

본 발명에 따른 수배전반의 정보시각화를 위한 퍼지알고리즘 기법의 전력 파라미터 산출방법은 크게 화재지수 알고리즘과 전력 컨디션지수 알고리즘의 두 부분으로 구성된다. 이제 이들 각각에 대하여 자세히 설명하기로 한다.The power parameter calculation method of the fuzzy algorithm technique for visualizing the switchboard according to the present invention is largely composed of two parts, a fire index algorithm and a power condition index algorithm. Each of these will now be described in detail.

1. 화재지수 알고리즘1. Fire index algorithm

매년 국내 전기화재가 점진적으로 증가하고 있는 추세다. 그래서 수배전반 화재지수가 사용자에게 전기화재 발생 확률을 지수로써 표현해줌으로써 큰 사고를 예방하기 위해 사용되고 있다.Domestic electric fires are gradually increasing every year. Therefore, the switchboard fire index is used to prevent a big accident by expressing the probability of electric fire occurrence to the user.

화재지수 알고리즘에는 누설전류, 접촉불량, 변압기 절연물 최고온도, 과전압, 결상의 5가지 요소가 포함된다. 영상변류기(ZCT)로부터 누설전류의 양을 측정하며, 각상에 온도센서를 설치하여 접촉불량시 온도상승을 포착한다. 덧붙여 중요한 판단 요소는 변압기 절연물의 최고허용온도이다. 과전압, 결상 또한 화재의 요인이 될 수 있다.The fire index algorithm includes five components: leakage current, contact failure, maximum temperature of transformer insulation, overvoltage, and phase loss. It measures the amount of leakage current from the image current transformer (ZCT) and installs a temperature sensor on each phase to capture the temperature rise in case of contact failure. In addition, an important judgment factor is the maximum permissible temperature of the transformer insulation. Overvoltages and open phases can also cause fire.

전기설비의 안전을 위해 배선 및 기기에 접지공사가 된 곳을 제외하고 전부 대지로부터 절연하는 것을 원칙으로 하고 있다. 만약 전로/기기의 절연이 불충분하 면 누설전류에 의한 화재/감전의 위험이 있을 수 있다. 화재를 적절한 시기에 예방하기 위해 누설전류는 반드시 감시해야 할 항목이다. 누설전류는 영상변류기(ZCT)로부터 측정하며, 최대 허용치를 초과할 경우 화재위험확률이 100[%]라고 판정한다.In order to ensure the safety of electrical installations, it is in principle to insulate everything from the ground except where the wiring and equipment is grounded. If the insulation of the converter / equipment is insufficient, there may be a risk of fire / electric shock due to leakage current. Leakage current must be monitored to prevent fire in a timely manner. Leakage current is measured from the current transformer (ZCT) and the fire risk probability is determined to be 100 [%] when the maximum allowable value is exceeded.

일반적으로 국내 중소규모 수용가 수배전반은 22.9[kV]로 수전을 받아 변압기를 통하여 380[V] 및 220[V]의 저압으로 낮추어 수용가에 전력을 공급한다. 매우 높은 전압이 수배전반을 통과하기 때문에 수배전반내에 연결 부위에 접촉불량이 발생할 경우 매우 위험하다. 그 이유는 접촉 부위불량으로 인한 과열, 합선 및 누전, 아크가 발생할 수가 있기 때문이다. 이 접촉불량은 온도센서에 의하여 측정된다. 누설전류와 마찬가지로 센서에 기준온도치를 상회하는 온도가 측정될 경우 화재위험확률 100[%]라 판정한다.In general, domestic small and medium sized consumer switchgear receives 22.9 [kV] and lowers the voltage to 380 [V] and 220 [V] through a transformer to supply power to customers. Since very high voltage passes through the switchgear, it is very dangerous if contact failure occurs in the connection area in the switchgear. This is because overheating, short-circuit and short circuit, and arc may occur due to poor contact area. This contact failure is measured by a temperature sensor. Like leakage current, if the sensor measures temperature above the reference temperature, it is determined as 100% fire risk.

국내 배전용 변압기 과부하 판정기준은 단기간 정격은 최대 130[%]까지 허용하고 있다. 하지만 변압기의 효율적, 경제적 사용을 위해서는 단시간 과부하를 고려하여야 하며 변압기가 비정상적인 수명손실을 일으키는 범주를 설정해야만 할 것이다. IEEE, IEC, JEC 등의 국외 규정들은 절연물의 최고 허용온도를 절연물 종류별로 제시를 하고 있으며, 1~2시간의 단시간 과부하인 경우 각기 다르게 적용하고 있다. 본 발명에서는 이러한 변압기의 비정상적인 수명손실 여부의 판정기준을 변압기 절연물의 허용온도로 보았다.The transformer overload judging standard for domestic distribution allows the short-term rating up to 130 [%]. However, for efficient and economical use of transformers, short-term overloads must be taken into account, and the ranges in which the transformers cause abnormal life losses will have to be set. International regulations such as IEEE, IEC, JEC, etc. suggest the maximum allowable temperature of insulation by type of insulation and apply differently in case of short overload of 1 ~ 2 hours. In the present invention, the criterion for determining the abnormal life loss of the transformer is regarded as the allowable temperature of the transformer insulator.

한편 대표적인 변압기의 종류에는 크게 몰드식과 유입식이 있다. 유입식 변압기의 경우, 변압기 오일 최상부 지점에 센서를 설치하여 측정된 온도(top-oil temperature)로부터 권선최고온점(hot spot temperature)을 추정할 수 있다. 건식 변압기는 권선에 센서를 설치하여 역시 권선최고온점을 추정할수 있다. 이 추정된 최고온점이 허용기준을 넘어설 경우 화재위험지수 경보발령으로 판정한다.On the other hand, there are two types of typical transformers: mold and inflow. In the case of an inflow transformer, the hot spot temperature can be estimated from the measured top-oil temperature by installing a sensor at the top of the transformer oil. Dry transformers can also be equipped with sensors on the windings to estimate the winding hottest points. If this estimated maximum temperature exceeds the acceptance criteria, a fire risk index warning is given.

계통에서 과전압의 원인은 낙뢰, 선로의 사고, 차단기의 개폐동작 혹은 고장, 비선형/선형 공진, 부하의 급격한 변화, 캐패시터 스위칭 등으로 여러 가지가 있다. 전선로에 걸리는 고전압에 의해 권선의 절연이 파괴되고 결국 소손될 수가 있다. 그러나 피뢰기에 의해 보호가 되므로 실제로 일어날 가능성은 적지만 화재의 가능성을 고려해보면 한 번의 순간과전압에 의해 절연이 파괴될 수 있으므로 과전압 또한 수배전반 실무 사용자가 반드시 주시해야할 항목이다. 본 발명에서는 정격 2차전압의 130[%]이상의 과전압이 발생시 화재위험확률 100[%]로 보았다.There are many causes of overvoltages in the system, such as lightning strikes, line accidents, breaker openings or breakdowns, nonlinear / linear resonances, sudden changes in load, and capacitor switching. The high voltage across the line breaks the insulation of the winding and can eventually burn out. However, since it is less likely to actually occur because it is protected by an arrester, considering the possibility of a fire, the overvoltage is also an item that should be watched by a practical user of the switchgear since the insulation may be destroyed by a single instantaneous overvoltage. In the present invention, when the overvoltage of 130 [%] or more of the rated secondary voltage occurs, the fire risk probability 100 [%].

마지막으로 3상 중에 결상이 생길 경우 과전류가 흐를수 있으며 이로 인하여 화재위험이 매우 크므로 결상을 검출하여 화재지수로 이용하였다. 각 상의 전류를 측정하여 어느 하나라도 전류가 흐르지 않는다면 결상으로 판정한다.Lastly, if an open phase occurs in three phases, an overcurrent can flow, and the risk of fire is very high. Therefore, an open phase is detected and used as a fire index. The current of each phase is measured, and if no current flows, it is determined to be an image.

본 발명에서는 이 5가지 요소에 대해서 각각 한계 기준치를 설정하였다. 5가지 요소중 어느 한가지라도 한계 기준치를 넘어서면 화재위험 가능성이 매우 높다고 판단하였다. 각 요소들에 대한 화재지수 데이터들의 한계기준치는 표 1과 같다. In the present invention, the threshold values are set for each of these five elements. Any of the five factors were considered to have a very high risk of fire if the threshold was exceeded. The limit values for the fire index data for each element are shown in Table 1.

Figure 112005003785349-pat00001
Figure 112005003785349-pat00001

본 발명의 화재지수 알고리즘(일명 'SS 화재지수 알고리즘'이라고도 한다)은 다음의 단계들로 이루어진다.The fire index algorithm (also referred to as 'SS fire index algorithm') of the present invention consists of the following steps.

1-1. 누설전류 계산 단계1-1. Leakage Current Calculation Step

Ilimit = 100mA를 초과시 무조건 위험 판정 (즉, 1로 판정)Unconditional risk determination (i.e. 1) when I limit = 100 mA

누설전류 = 측정누설전류/ 기준값(100mA) → 누설전류 설정치는 기준에 따라 변경 가능Leakage current = Leakage current / Reference value (100mA) → Leakage current setting value can be changed according to the reference

1-2. 접촉불량 판단 단계1-2. Defective contact stage

Tlimit = 80℃ 초과시 무조건 위험 판정 (즉, 1로 판정)Unconditional risk determination if T limit = 80 ° C (ie, determined as 1)

접촉불량 온도 = 측정 온도/ 기준값(80℃) → 접촉불량 설정치는 기준에 따라 변경 가능Poor contact temperature = Measuring temperature / Reference value (80 ℃) → Poor contact set point can be changed according to the standard

1-3. 변압기 온도 측정 단계 1-3. Transformer temperature measurement step

1) 절연물 최고허용온도 측정 알고리즘 (유입식의 경우)1) Insulation maximum allowable temperature measurement algorithm (in case of inflow type)

가. A종: 105℃end. Class A: 105 ℃

한계 최상부 유온(top oil temperature): 105℃-15℃=90℃Limit top oil temperature: 105 ℃ -15 ℃ = 90 ℃

① 정상① Normal

1단계: 최상부 유온이 39℃이하인 경우Step 1: When the top oil temperature is below 39 ℃

2단계: 최상부 유온이 40~49℃인 경우Step 2: When the top oil temperature is 40 ~ 49 ℃

3단계: 최상부 유온이 50~59℃인 경우Step 3: When the top oil temperature is 50 ~ 59 ℃

② 주의② Caution

4단계 도달시: “절연지 열화 가능” 메시지 출력If step 4 is reached: the message “insulation paper may deteriorate”

1단계(경보): 최상부 유온이 60~69℃인 경우Stage 1 (Alarm): When the highest oil temperature is 60 ~ 69 ℃

2단계(주의): 최상부 유온이 70~79℃인 경우Stage 2 (Caution): When the oil temperature of the uppermost part is 70 ~ 79 ℃

3단계(요주의): 최상부 유온이 80~89℃인 경우Stage 3 (Note): When the top oil temperature is 80 ~ 89 ℃

4단계(위험): 최상부 유온이 96℃이상인 경우Stage 4 (Danger): When the highest oil temperature is above 96 ℃

나. E종: 120℃I. E class: 120 ℃

한계 최상부 유온: 120℃-15℃=105℃ Limit top oil temperature: 120 ℃ -15 ℃ = 105 ℃

① 정상① Normal

1단계: 최상부 유온이 44℃이하인 경우Step 1: When the top oil temperature is below 44 ℃

2단계: 최상부 유온이 45~59℃인 경우Step 2: When the top oil temperature is 45 ~ 59 ℃

3단계: 최상부 유온이 60~74℃인 경우Step 3: When the top oil temperature is 60 ~ 74 ℃

② 주 의② Caution

4단계 도달시: “절연지 열화 가능” 메시지 출력If step 4 is reached: the message “insulation paper may deteriorate”

1단계(경보): 최상부 유온이 75~84℃인 경우Stage 1 (Alarm): When the highest oil temperature is 75 ~ 84 ℃

2단계(주의): 최상부 유온이 85~94℃인 경우2nd step (Caution): When the highest oil temperature is 85 ~ 94 ℃

3단계(요주의): 최상부 유온이 95~104℃인 경우Stage 3 (Note): When the top oil temperature is 95 ~ 104 ℃

4단계(위험): 최상부 유온이 105℃이상인 경우Stage 4 (Danger): When the highest oil temperature is above 105 ℃

2) 절연물 최고허용온도 측정 알고리즘(몰드식 및 건식의 경우)2) Insulation maximum allowable temperature measurement algorithm (for mold and dry)

가. B종: 130℃end. Class B: 130 ℃

한계 권선온도: 130℃-20℃=110℃(여기서 20℃는 IEC 60076-11을 기준으로하여 권선의 최고온점과의 차이의 여유분이다)Limit winding temperature: 130 ℃ -20 ℃ = 110 ℃ (where 20 ℃ is the margin of difference from the hottest point of winding based on IEC 60076-11)

① 정상① Normal

1단계: 권선온도가 49℃이하인 경우Step 1: When the winding temperature is below 49 ℃

2단계: 권선온도가 50~64℃인 경우Step 2: When the winding temperature is 50 ~ 64 ℃

3단계: 권선온도가 65~79℃인 경우Step 3: When the winding temperature is 65 ~ 79 ℃

② 주 의② Caution

4단계 도달시: “절연물 열화 가능” 메시지 출력When step 4 is reached: the message “insulation deterioration possible” is output

1단계(경보): 권선온도가 80~89℃인 경우Stage 1 (Alarm): When winding temperature is 80 ~ 89 ℃

2단계(주의): 권선온도가 90~99℃인 경우Step 2 (Note): In case of winding temperature is 90 ~ 99 ℃

3단계(요주의): 권선온도가 100~109℃인 경우Step 3 (Note): In case of winding temperature is 100 ~ 109 ℃

4단계(위험): 권선온도가 109℃ 이상인 경우Stage 4 (Danger): When the winding temperature is above 109 ℃

나. F종: 155℃I. Class F: 155 ℃

한계 평균권선온도: 155℃-20℃=135℃(여기서 20℃는 IEC60076-11을 기준으로 하여 권선의 최고온점과의 차이의 여유분이다)Limit average winding temperature: 155 ℃ -20 ℃ = 135 ℃ (where 20 ℃ is the margin of difference from the hottest point of winding based on IEC60076-11)

① 정상① Normal

1단계: 권선온도가 69℃이하인 경우Step 1: When the winding temperature is below 69 ℃

2단계: 권선온도가 70~84℃인 경우Step 2: When the winding temperature is 70 ~ 84 ℃

3단계: 권선온도가 85~104℃인 경우Step 3: When the winding temperature is 85 ~ 104 ℃

② 주 의② Caution

4단계 도달시: “절연지 열화 가능” 메시지 출력If step 4 is reached: the message “insulation paper may deteriorate”

1단계(경보): 권선온도가 105~114℃인 경우Stage 1 (Alarm): When winding temperature is 105 ~ 114 ℃

2단계(주의): 권선온도가 115~124℃인 경우Step 2 (Note): In case of winding temperature is 115 ~ 124 ℃

3단계(요주의): 권선온도가 125~134℃인 경우Step 3 (Note): When the winding temperature is 125 ~ 134 ℃

4단계(위험): 권선온도가 135℃ 이상인 경우Stage 4 (Danger): When the winding temperature is above 135 ℃

다. H종: 180℃ All. Class H: 180 ℃

한계 평균권선온도: 180℃-20℃=160℃(여기서 20℃는 IEC60076-11을 기준으로하여 권선의 최고온점과의 차이의 여유분이다)Limit average winding temperature: 180 ℃ -20 ℃ = 160 ℃ (where 20 ℃ is the margin of difference from the hottest point of winding based on IEC60076-11)

① 정상① Normal

1단계: 권선온도가 60℃이하인 경우Step 1: When winding temperature is below 60 ℃

2단계: 권선온도가 90~109℃인 경우Step 2: When the winding temperature is 90 ~ 109 ℃

3단계: 권선온도가 110~129℃인 경우Step 3: If the winding temperature is 110 ~ 129 ℃

② 주의② Caution

4단계 도달시 : “절연지 열화 가능” 메시지 출력When 4 levels are reached: “Insulation paper deterioration possible” message output

1단계(경보): 권선온도가 130~139℃인 경우Stage 1 (Alarm): When winding temperature is 130 ~ 139 ℃

2단계(주의): 권선온도가 140~149℃인 경우Step 2 (Caution): In case of winding temperature is 140 ~ 149 ℃

3단계(요주의): 권선온도가 150~159℃인 경우Step 3 (Note): When the winding temperature is 150 ~ 159 ℃

4단계(위험): 권선온도가 160℃ 이상인 경우Stage 4 (Danger): When winding temperature is over 160 ℃

한편 표 2는 절연물 종류별 최상부 유온 및 권선온도의 한계설정치를 나타내고 있다.Table 2 shows limit values of the top oil temperature and the winding temperature for each type of insulation.

Figure 112005003785349-pat00002
Figure 112005003785349-pat00002

1-4. 과전압 측정 단계1-4. Overvoltage Measurement Steps

과전압은 아래의 세 단계로 구분된다.Overvoltages are divided into three phases:

① 1단계: 정상① Stage 1: Normal

② 2단계: 주의② Step 2: Caution

③ 3단계: 위험③ Stage 3: Risk

그리고 변압기 2차 전압의 유지 범위의 일예를 도 1에 나타내었다. 도 1은 2차전압이 110볼트인 경우의 변압기 2차전압의 유지범위를 나타내고 있다. 1단계는 110 ~ 121V, 2단계는 110 ~ 132V, 3단계는 110 ~ 143V가 된다.And one example of the maintenance range of the transformer secondary voltage is shown in FIG. Fig. 1 shows the maintenance range of the transformer secondary voltage when the secondary voltage is 110 volts. The first stage is 110 to 121V, the second stage is 110 to 132V, and the third stage is 110 to 143V.

2차전압이 220볼트인 경우, 380볼트인 경우 및 440볼트인 경우도 같은 방법으로 나타낼 수 있다. 즉 2차전압이 220볼트인 경우, 1단계는 220 ~ 242V, 2단계는 220 ~ 264V, 3단계는 220 ~ 286V가 되고, 2차전압이 380볼트인 경우, 1단계는 380 ~ 418V, 2단계는 380 ~ 456V, 3단계는 380 ~ 494V가 되고, 2차전압이 440볼트인 경우, 1단계는 440 ~ 484V, 2단계는 440 ~ 528V, 3단계는 440 ~ 572V가 된다.If the secondary voltage is 220 volts, 380 volts and 440 volts can also be represented in the same way. In other words, if the secondary voltage is 220 volts, the first stage is 220 to 242V, the second stage is 220 to 264V, and the third stage is 220 to 286V. If the secondary voltage is 380 volts, the first stage is 380 to 418V, 2 The stage is 380 ~ 456V, the third stage is 380 ~ 494V, and if the secondary voltage is 440 volts, the first stage is 440 ~ 484V, the second stage is 440 ~ 528V, and the third stage is 440 ~ 572V.

1-5. 결상 판단 단계1-5. Phase determination step

각 상의 전압을 측정하여 한상이라도 0V이면 결상으로 판정한다. 결상의 경우는 단계화 시킬수 없으며, 정상과 결상의 두가지 결과만 표현한다.The voltage of each phase is measured, and if it is 0 V, even one phase is determined as an image. The case of phase loss cannot be staged, and only two outcomes are shown.

1-6. 화재지수 알고리즘 구동단계1-6. Fire index algorithm driving stage

본 발명에서는 위의 5가지 요소에 대해서 각각 한계 기준치를 설정하였다. 5가지 요소중 어느 한 가지라도 한계 기준치를 넘어서면 화재위험 가능성이 매우 높다고 판단한다. 각 요소들의 한계기준치는 표 1과 같다. 도 2는 화재지수 알고리즘 의 흐름도를 보여주고 있다. 위험정도를 각 상태(state)별로 표현하며, 상태 1(state 1)에서 상태 5(state 5)쪽으로 갈수록 화재확율은 높아진다. 상태 6(state 6)은 화재경보 수준이다. In the present invention, the threshold values are set for each of the above five elements. Any of the five factors is considered to have a very high risk of fire if the threshold is exceeded. The limit values for each element are shown in Table 1. 2 shows a flow diagram of the fire index algorithm. The degree of danger is expressed for each state, and the probability of fire increases as the state goes from state 1 to state 5. State 6 is a fire alarm level.

본 발명에서는 또한 각 요소들의 허용기준 경계의 불확실성을 처리하기 위하여 퍼지소속함수(fuzzy membership function)를 적용하였다. 보다 효과적인 소속정도를 설정하기 위하여 Dombi가 제안한 S 형태의 소속함수를 사용한다. 이 방법은 계수의 조정을 통해 사용자가 원하는 소속정도를 설정할 수 있는 장점이 있다. 한계설정치를 초과하지 않을 경우는 도 5의 흐름도에 따라서 각 데이터를 돔비가 제안한 퍼지소속함수(fuzzy membership function)에 대입하여 기대값을 구한다. Dombi의 소속함수는 수학식 1과 같이 정의된다. In the present invention, a fuzzy membership function is also applied to address the uncertainty of the boundary of the limit of each element. In order to establish more effective membership degree, Dombi's proposed S-shaped membership function is used. This method has the advantage that the user can set the degree of belonging desired by adjusting the coefficients. If the threshold value is not exceeded, the expected value is obtained by substituting each data into a fuzzy membership function proposed by Domby according to the flowchart of FIG. 5. Dombi's membership function is defined as in Equation 1.

Figure 112005003785349-pat00003
Figure 112005003785349-pat00003

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다. Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

각각 계산된 μ(x)에 적절한 가중치(weight) w를 곱하여 결과값을 도출한다. 수학식 2는 화재위험지수를 표현한 식이다.Each calculated μ (x) is multiplied by the appropriate weight w to derive the result. Equation 2 expresses the fire risk index.

Figure 112005003785349-pat00004
Figure 112005003785349-pat00004

여기서 s는 화재위험확율, wi는 i번째 데이터의 가중치, μi(x)는 i번째 데이터의 기대값, xi는 i번째 데이터의 입력값이다.Where s is the probability of fire hazard, w i is the weight of the i th data, μ i (x) is the expected value of the i th data, and x i is the input value of the i th data.

각 파라메터들 중 어느 하나라도 기준 한계치를 넘어서면 1, 즉 무조건 위험으로 판정한다. 그렇지 않으면 가중치를 곱하여 판정한다.If any one of these parameters exceeds the threshold, it is determined to be 1, that is, an unconditional risk. Otherwise, it is determined by multiplying the weights.

① 규칙 1Rule 1

5가지 파라메터중 어느 하나라도 최대 기준치를 초과하면 화재 위험지수 100% 로 판정.If any one of the five parameters exceeds the maximum threshold, a fire hazard index of 100% is determined.

② 규칙 2② Rule 2

규칙 1 상황이 아니라면, 각 파라메터 값을 백분율 환산하여 모두 합산한 후 5로 나누어서 판정.Rule 1 If not the situation, each parameter value is converted into a percentage and summed, divided by 5.

③ 규칙 3③ Rule 3

다음 공식에 의해 각 파라메터를 백분율로 환산한다. 변압기온도는 수학식 3에 의해 구한다.Each parameter is converted into a percentage by the following formula. The transformer temperature is obtained by equation (3).

Figure 112005003785349-pat00005
Figure 112005003785349-pat00005

여기서 적용공식은 절연물별로 다르다. 나머지 파라메터, 누설전류, 접속불량, 과부하전압을 백분율로 환산하고, 결상의 경우 정상일때 기대값은 0, 결상일 경우 1이 된다.The formula used here varies from insulation to insulation. The remaining parameters, leakage current, faulty connection, overload voltage are converted into percentages, and if the phase is normal, the expected value is 0, and the phase is 1.

1) 소속함수(membership function)1) membership function

① 누설전류① Leakage current

Figure 112005003785349-pat00006
Figure 112005003785349-pat00006

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

② 접촉불량② Poor contact

Figure 112005003785349-pat00007
Figure 112005003785349-pat00007

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

③ 변압기온도③ transformer temperature

Figure 112005003785349-pat00008
Figure 112005003785349-pat00008

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

④ 과전압④ overvoltage

Figure 112005003785349-pat00009
Figure 112005003785349-pat00009

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

⑤ 결 상⑤ Image

결상은 0 아니면 1이 된다.The open phase is 0 or 1.

2) 각 파라메터 계수 설정2) Setting each parameter coefficient

표 3 내지 7의 각각은 변압기 종류(유입식, 몰드식, 건식)와 절연물의 종류에 따른 각 파라메터의 설정치를 나타낸다. Each of Tables 3 to 7 shows the set values of each parameter according to the type of transformer (inflow, mold, dry) and the type of insulator.

Figure 112005003785349-pat00010
Figure 112005003785349-pat00010

표 3은 유입식, A종 절연물의 경우를 나타낸다. 표 4는 유입식, E종 절연물의 경우를 나타낸다.Table 3 shows the case of an inflow type A insulator. Table 4 shows the case of the inflow, type E insulation.

Figure 112005003785349-pat00011
Figure 112005003785349-pat00011

표 5는 몰드 및 건식, B종 절연물의 경우를 나타낸다.Table 5 shows the case of mold, dry type B insulation.

Figure 112005003785349-pat00012
Figure 112005003785349-pat00012

표 6은 몰드 및 건식, F종 절연물의 경우를 나타낸다.Table 6 shows the case of mold and dry, Class F insulation.

Figure 112005003785349-pat00013
Figure 112005003785349-pat00013

표 7은 몰드 및 건식, H종 절연물의 경우를 나타낸다.Table 7 shows the case of mold and dry, Class H insulation.

Figure 112005003785349-pat00014
Figure 112005003785349-pat00014

3) 비퍼지화 (결과값 도출)3) Defuzzy (Derived)

각 파라메터중 어느하나라도 한계치 초과하면 state 6 으로 판정한다. 이 경우는 화재위험이 100%이다. 그리고 결과식은 최종적으로 수학식 8과 같다.If any of these parameters exceeds the threshold, it is determined as state 6. In this case, the risk of fire is 100%. And the resulting equation is finally the same as Equation 8.

Figure 112005003785349-pat00015
Figure 112005003785349-pat00015

이 식으로 얻어진 결과값에서 다음과 같은 단계로 최종 판정을 내린다.From the result obtained by this formula, a final decision is made in the following steps.

State1: 0 ≤ x < 0.2State1: 0 ≤ x <0.2

State2: 0.2 ≤ x < 0.4State2: 0.2 ≤ x <0.4

State3: 0.4 ≤ x < 0.6State3: 0.4 ≤ x <0.6

State4: 0.6 ≤ x < 0.8State 4: 0.6 ≤ x <0.8

State5: 0.8 ≤ x State5: 0.8 ≤ x

2. 전력 컨디션 지수 알고리즘2. Power Condition Index Algorithm

수배전반을 운용함에 있어 가장 유용한 데이터 중에는 전기요금과 전기품질 데이터가 있다. 다시 말하면, 사용기기의 전력량과 전기품질을 일반적으로 사용자는 가장 궁금해 한다고 할 수 있다. 전력컨디션 지수는 이런 관점에서 수배전반 관리자에게 가장 유용한 데이터를 보여주는데 그 목적이 있다. 따라서 본 발명에서 전력컨디션지를 전압, 전류, 역율, 주파수, 불평형율, 전압왜형율로 구성을 하였다.Among the most useful data for operating switchboards are electricity rates and quality data. In other words, the user is generally curious about the amount of power and the electrical quality of the device. The power condition index aims to show the most useful data for switchboard managers in this respect. Therefore, in the present invention, the power condition is composed of voltage, current, power factor, frequency, unbalance, and voltage distortion.

첫째로 변압기 2차측에 흐르는 전류값을 CT를 통하여 측정하고 정상전류뿐만 아니라 과부하전류까지 백분율 형태로 표현하여 과부하 여부를 한눈에 보여준다. 과부하란 다시 말해 변압기의 이용율이라 할 수 있다. 그러나 부하의 불평형을 고려하면 가장 큰 상전류를 변압기 정격전류로 나누는 수학식 9를 최대 이용율 K0라 정의 하였다.First, the current value flowing in the secondary side of the transformer is measured by CT and overload current is shown at a glance by expressing not only the normal current but also the overload current in percentage form. Overload, in other words, is the utilization of the transformer. However, considering load unbalance, Equation 9, which divides the largest phase current by the transformer rated current, is defined as the maximum utilization K 0 .

Figure 112005003785349-pat00016
Figure 112005003785349-pat00016

여기서,

Figure 112005003785349-pat00017
는 변압기 허용전류, Ia, Ib, Ic는 a, b, c 각 상의 전류이다.here,
Figure 112005003785349-pat00017
Is the allowable current of the transformer, I a , I b , I c is the current of each of a, b, c phase

표 8은 국내 배전계통의 전압 유지범위를 나타내며, 전기사업법 시행규칙 제18조(전기의 품질수준)에 의거하였다. 기준전압이 유지범위를 벗어나는 경우 상태별로 정상, 주의, 점검요로 디스플레이한다. 예를 들어, 변압기 2차측 배전전압이 220볼트일 경우, 현재전압이 213 ~ 227볼트 사이라면 상태 1(정상)으로 판정하고, 207 ~ 233볼트 사이면서 상태 1을 넘어선다면 상태 2(주의)로 판정하고, 207볼트 보다 낮거나 233볼트 보다 높다면 상태 3(점검요)로 판정한다.Table 8 shows the voltage maintenance range of the domestic distribution system and is based on Article 18 of the Enforcement Rule of the Electricity Business Act. If the reference voltage is out of the maintenance range, display it as normal, caution, and check. For example, if the secondary distribution voltage of the transformer is 220 volts, it is determined as state 1 (normal) if the current voltage is between 213 and 227 volts, and if it exceeds state 1 between 207 and 233 volts, then state 2 (caution) If it is lower than 207 volts or higher than 233 volts, it is determined as state 3 (check required).

Figure 112005003785349-pat00018
Figure 112005003785349-pat00018

현재 국내에서 부하역율은 90[%] 이상을 유지해야 한다. 그 이유는 역율 90[%]를 유지하면 전기요금에 불이익을 받지 않기 때문이며, 이 90[%]를 기준역율이라 총칭하고 있다. 기준역율을 유지하기 위하여 적정용량의 콘덴서를 개개 사용설비별로 설치하되, 사용설비와 동시에 개폐되도록 해야 한다. 이 때 사용자는 콘덴서의 부분 또는 일괄개폐장치 등을 설치하여 진상역률(進相力率)이 되지 않도록 규정되고 있다. 알고리즘에서는 역율 100[%]~90[%](기준역율)는 정상으로 표시하고, 90[%]~70[%]는 주의상태로서 표기하며, 70%보다 떨어질 경우는 경보를 울려주고 주의 메시지를 출력한다. 진상역율이 될 경우는 경보를 울려주고 '개패시터를 차단하라' 등의 메시지를 출력한다.At present, the load factor must be maintained at 90 [%] or higher in Korea. The reason is that if the power factor is maintained at 90 [%], the electricity rate will not be penalized, and this 90% is collectively referred to as the reference power factor. In order to maintain the standard power factor, an appropriate capacity capacitor should be installed for each facility, but it should be opened and closed at the same time as the facility. At this time, the user is required to install a part of a condenser or a collective opening and closing device so as not to have a forward power factor. In the algorithm, power factor 100 [%] ~ 90 [%] (reference power factor) is displayed as normal, 90 [%] ~ 70 [%] is indicated as caution status, and when it falls below 70%, an alarm sounds and a warning message is displayed. Outputs If the power factor is reached, an alarm is sounded and a message such as 'block the capacitor' is output.

전류 불평형(unbalance 또는 imbalance)은 모든 3상의 평균 전류에 대한 각 상의 전류의 편차(deviation)로 정의되며 수학식 10에 의해 계산될 수 있다. 또는 이 전류불평형은 대칭분요소를 사용하여 정의할 수 있는데, 정상분요소(I1)에 대한 역상분 요소(I2)의 비율에 의해 불평형율을 표현한다. 대칭분 요소에 의한 정의는 수학식 11과 같다.Unbalance or imbalance is defined as the deviation of the current of each phase with respect to the average current of all three phases and can be calculated by Equation 10. Alternatively, this current imbalance can be defined using the symmetrical component, which is expressed by the ratio of the inverse component (I 2 ) to the normal component (I 1 ). The definition by the symmetry component is shown in Equation 11.

Figure 112005003785349-pat00019
Figure 112005003785349-pat00019

Figure 112005003785349-pat00020
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본 발명에서 수배전반 변압기의 전류 불평형율을 계산하기 위해 식 2를 사용하였다. 국내 전류 불평형율은 3상 4선식의 경우 30[%], 단상 3선식의 경우는 40[%]를 초과하지 않도록 규정하고 있다. 따라서 3상인 경우 30[%]의 불평형율, 단상의 경우 40[%]의 불평형율을 한계치로 설정하고 디스플레이한다.Equation 2 was used to calculate the current unbalance of the switchgear transformer. Domestic unbalance rate is regulated not to exceed 30 [%] for 3-phase 4-wire and 40 [%] for single-phase 3-wire. Therefore, set the unbalance rate of 30 [%] for three phases and the unbalance rate of 40 [%] for single phases as the limit and display it.

마지막으로 주파수를 살펴보면, 주파수 변동의 주원인은 매순간 수요와 공급의 불일치이다. 공급이 부족할 경우, 주파수는 떨어지며, 과다하게 공급되면 주파수는 올라가게 된다. 외란에 민감한 부하가 있는 수용가가 있다면, 일정한 주파수와 크기를 가지는 안정된 전압이 필요하게 되며 정격주파수 60[Hz]일 경우 변동 한도범위는 ±0.1~±0.3[Hz]으로 규정된다. 따라서 ±0.3[Hz]를 한계치로 설정하고 주파수의 변동을 시각적으로 디스플레이한다.Finally, looking at frequencies, the main cause of frequency fluctuations is the discrepancy between supply and demand. If there is a shortage of supply, the frequency will drop, and if oversupplyed, the frequency will rise. If there is a customer with a load sensitive to disturbance, a stable voltage with a constant frequency and magnitude is required, and if the rated frequency is 60 [Hz], the fluctuation limit range is defined as ± 0.1 ~ ± 0.3 [Hz]. Therefore, set ± 0.3 [Hz] as the threshold and visually display the change in frequency.

고조파 전류의 발생원은 대부분 전력전자소자를 사용하는 기기에서 발생한다. 앞에서 설명하였듯이 기존의 아날로그식 수배전반과 달리 최근의 수배전반은 전자화, 디지털화 되어 전력전자소자가 많이 사용되고 있다. 고조파는 기본파에 대하여 그의 정수배를 갖는 주파수를 말하고, 통상 왜형파의 질을 나타내는 수치로 종합전압왜형율(Total Harmonic Distortion : THD) 및 고조파 함유율로 나타낼수 있다. 한국전력공사 전기공급 약관에 의하면 66[kV] 이하의 지중선로 및 가공선로가 있는 변전소에서 공급하는 수용가에 대하여 전압왜형율을 3[%]로 규정하고 있다. 따라서 본 발명에서는 3[%]의 전압왜형율을 한계치로 설정하고 시각적으로 디스플레이한다. Most sources of harmonic current are generated by equipment using power electronics. As described above, unlike the conventional analogue switchgear, the switchgear has recently been electronicized and digitalized, and thus, power electronic devices are used. Harmonics are frequencies that have an integral multiple of the fundamental wave, and are usually numerical values representing the quality of the distortion wave and can be represented by total harmonic distortion (THD) and harmonic content. According to the Korea Electric Power Corporation's electrical supply agreement, the voltage distortion rate is 3 [%] for customers supplied from substations with underground lines and overhead lines of 66 [kV] or less. Therefore, in the present invention, the voltage distortion of 3 [%] is set as a threshold and visually displayed.

전력 컨디션 지수 알고리즘은 전력상태를 얼마나 효과적이고 시각적으로 사용자에게 표현해주느냐에 주 관점을 두고 있다. 따라서 화재알고리즘과 달리 한계 기준치를 초과한다고 해서 바로 위험상태라고 판정하지 않고, 5가지 요소를 모두 조합하여 판정한다. 화재지수와 같은 방법으로 각 데이터에 따른 기대값을 구하여 상태를 디스플레이한다.The power condition index algorithm focuses on how effectively and visually the power state is represented to the user. Therefore, unlike the fire algorithm, the fact that exceeding the threshold is not immediately determined as a dangerous state, but is determined by combining all five factors. In the same way as the fire index, the expected value for each data is obtained and the status is displayed.

2-1. 전류(과부하전류) 측정 단계2-1. Current (Overload Current) Measurement Step

변압기의 이용률은 수학식 12와 같이 표현된다. The utilization of the transformer is expressed by Equation 12.

Figure 112005003785349-pat00021
Figure 112005003785349-pat00021

실제 최대부하전류는 수학식 13과 같다.The actual maximum load current is shown in Equation 13.

Figure 112005003785349-pat00022
Figure 112005003785349-pat00022

따라서, 이 최대전류를 기본으로 각 상에서 측정한 부하전류중 가장 큰 값과 비교하여 과부하 여부를 판정한다. Therefore, on the basis of this maximum current, it is compared with the largest value among the load currents measured in each phase to determine whether it is overloaded.

① 정상① Normal

Figure 112005003785349-pat00023
가 69% 이하인 경우: 1단계
Figure 112005003785349-pat00023
Is less than or equal to 69%: Step 1

Figure 112005003785349-pat00024
가 70~79% 인 경우: 2단계
Figure 112005003785349-pat00024
Is 70-79%: Step 2

Figure 112005003785349-pat00025
가 80~89%인 경우: 3단계
Figure 112005003785349-pat00025
Is 80-89%: Step 3

Figure 112005003785349-pat00026
가 90~99%인 경우: 4단계
Figure 112005003785349-pat00026
Is 90-99%: Step 4

여기서 각상의 전류는 5분치의 평균값이다.Here, the current of each phase is an average value of 5 minutes.

② 과부하② overload

Figure 112005003785349-pat00027
가 100~109%인 경우: 1단계
Figure 112005003785349-pat00027
Is between 100 and 109%: Step 1

Figure 112005003785349-pat00028
가 110~119% 인 경우: 2단계
Figure 112005003785349-pat00028
Is 110-119%: step 2

Figure 112005003785349-pat00029
가 120~129%인 경우: 3단계
Figure 112005003785349-pat00029
Is 120-129%: step 3

Figure 112005003785349-pat00030
가 130~140%인 경우: 4단계
Figure 112005003785349-pat00030
Is 130-140%: Step 4

2-2. 기준전압 (부족전압, 과전압) 측정 단계2-2. Reference voltage (undervoltage, overvoltage) measurement step

기준전압은 2차측 배전전압 유지범위에 의해 결정된다.The reference voltage is determined by the secondary distribution voltage holding range.

① 1단계: 정상① Stage 1: Normal

② 2단계: 주의② Step 2: Caution

③ 3단계: 위험③ Stage 3: Risk

3단계 도달시 “전압상승(전압강하) 발생 주의” 메시지를 준다.When the 3rd stage is reached, the message "Caution of voltage rise (voltage drop) occurs."

변압기 1차 전압의 유지범위는 1단계는 12,800V/21,850V ~ 13,500V/23,350V, 2단계는 12,000V/20,800V ~ 13,800V/23,800V, 3단계는 2단계 밖의 범위를 나타낸다. 변압기 2차 전압이 110볼인 경우의 유지범위는 1단계는 107V ~ 113V, 2단계는 104V ~ 116V, 3단계는 2단계 밖의 범위를 나타내고, 변압기 2차측 전압이 220볼트인 경우의 유지범위는 1단계는 213V ~ 227V, 2단계는 207V ~ 233V, 3단계는 2단계 밖의 범위를 나타내고, 변압기 2차측 전압이 380볼트인 경우의 유지범위는 1단계는 361V ~ 391V, 2단계는 342V ~ 418V, 3단계는 2단계 밖의 범위를 나타내고, 변압기 2차측 전압이 440볼트인 경우의 유지범위는 1단계는 427V ~ 453V, 2단계는 414V ~ 466V, 3단계는 2단계 밖의 범위를 나타낸다.The voltage range of the transformer primary voltage ranges from 12,800V / 21,850V to 13,500V / 23,350V for the first stage, 12,000V / 20,800V to 13,800V / 23,800V for the second stage, and out of two stages. When the transformer secondary voltage is 110 balls, the holding range is 107V to 113V in the first stage, 104V to 116V in the second stage, and out of two stages in the third stage.The maintenance range is 1 when the secondary voltage of the transformer is 220 volts. The stages range from 213V to 227V, the second stage is from 207V to 233V, the third stage is out of two stages, and when the transformer secondary voltage is 380 volts, the holding range is 361V to 391V for the first stage, The third stage represents the range outside of the second stage, and the holding range when the transformer secondary voltage is 440 volts is 427V to 453V in the first stage, the 414V to 466V in the second stage, and the outside of the second stage.

2-3. 기준역율의 측정 단계2-3. Step of measuring power factor

기준역율(90%)을 기준으로 지상/진상 여부를 판단한다. 즉 (+)는 지상, (-)는 진상이다.The ground / truth is judged based on the base power factor (90%). (+) Is the earth and (-) is the truth.

① 정상① Normal

역률 = +- 100 ~ 96%: 1단계Power factor = +-100 to 96%: 1 step

= +- 95 ~ 91%: 2단계     = +-95 to 91%: 2 levels

② 주 의② Caution

역률 = +- 90 ~ 81%: 1단계Power factor = +-90 to 81%: 1 step

= +- 80 ~ 71%: 2단계     = +-80 to 71%: 2 levels

= +- 70%이하: 3단계     = +-70% or less: 3 levels

2-4. 불평형율 계산단계2-4. Unbalance rate calculation step

각 상의 전류에 의한 불평형율 계산(단상: 40%, 삼상: 30%)Calculation of unbalance by current in each phase (single phase: 40%, three phase: 30%)

1) 단상 3선식1) Single phase 3-wire

한계 불평형율: 40%Marginal unbalance rate: 40%

Figure 112005003785349-pat00031
Figure 112005003785349-pat00031

= 29%이하: 1단계= 29% or less: Tier 1

=30~39%: 2단계= 30-39%: Tier 2

=40%초과: 3단계= 40% over: step 3

2) 3상 4선식2) 3-phase 4-wire

한계 불평형율: 30%Marginal unbalance rate: 30%

Figure 112005003785349-pat00032
Figure 112005003785349-pat00032

= 19% 이하: 1단계= 19% or less: Tier 1

=20~29%: 2단계= 20-29%: Tier 2

=30%초과: 3단계= 30% over: step 3

2-5. 주파수 측정 단계2-5. Frequency measurement step

상시 주파수(60Hz)를 감시하고, 주파수를 측정하여 표기해 주며, ±0.3[Hz]를 초과시 1로 본다.Monitor the constant frequency (60Hz), measure and mark the frequency, and see 1 if it exceeds ± 0.3 [Hz].

2-6. 종합 전압 왜형율(VTHD) 측정 단계2-6. Total Voltage Distortion (VTHD) Measurement Steps

종합 전압 왜형율을 수학식 14에 따라 계산한다.The total voltage distortion is calculated according to equation (14).

Figure 112005003785349-pat00033
Figure 112005003785349-pat00033

여기서, Vn: 제 n차 고조파 전압의 실효치,Where V n is the effective value of the n th harmonic voltage,

V1: 기본파 전압의 실효치V 1 : Effective value of fundamental wave voltage

VTHD 가 3%이상이면 1(규정초과)로 보고, 0%~3%까지는 단계별로 디스플레이 한다.If V THD is over 3%, it is reported as 1 (over regulation), and 0% ~ 3% is displayed step by step.

2-7. 전력컨디션지수 알고리즘의 구동 단계2-7. Driving stage of power condition index algorithm

1) 소속함수(membership function)1) membership function

① 전압계산 단계① Voltage calculation step

Figure 112005003785349-pat00034
Figure 112005003785349-pat00034

여기서, Vd는 정격전압, λ는 최소값을 뜻한다. Where V d is the rated voltage and λ is the minimum value.

② 주파수계산 단계② Frequency calculation step

Figure 112005003785349-pat00035
Figure 112005003785349-pat00035

여기서, Fd는 정격주파수[60Hz], λ는 최소값을 뜻한다. Where F d is the rated frequency [60 Hz] and λ is the minimum value.

③ 전 류③ Current

Figure 112005003785349-pat00036
Figure 112005003785349-pat00036

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

④ 기준역율④ Reference power factor

Figure 112005003785349-pat00037
Figure 112005003785349-pat00037

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

⑤ 불평형율⑤ unbalance rate

Figure 112005003785349-pat00038
Figure 112005003785349-pat00038

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

⑥ VTHD ⑥ V THD

Figure 112005003785349-pat00039
Figure 112005003785349-pat00039

여기서 a는 구간의 하한치, b는 구간의 상한치, λ는 곡선의 기울기, v는 굴절점이다.Where a is the lower limit of the interval, b is the upper limit of the interval, λ is the slope of the curve, and v is the refraction point.

2) 각 파라메터 계수 선정 단계2) Selection step of each parameter coefficient

표 9는 2차 기준전압이 110V인 경우를 나타낸다.Table 9 shows the case where the secondary reference voltage is 110V.

Figure 112005003785349-pat00040
Figure 112005003785349-pat00040

표 10은 2차 기준전압이 220V인 경우를 나타낸다.Table 10 shows the case where the secondary reference voltage is 220V.

Figure 112005003785349-pat00041
Figure 112005003785349-pat00041

표 11은 2차 기준전압이 380V인 경우를 나타낸다.Table 11 shows the case where the secondary reference voltage is 380V.

Figure 112005003785349-pat00042
Figure 112005003785349-pat00042

표 12는 2차 기준전압이 440V인 경우를 나타낸다.Table 12 shows the case where the secondary reference voltage is 440V.

Figure 112005003785349-pat00043
Figure 112005003785349-pat00043

3) 비퍼지화 단계(결과값 도출)3) Defuzzy stage (derived result)

결과값은 수학식 21에 의해 구한다.The resulting value is obtained by the equation (21).

Figure 112005003785349-pat00044
Figure 112005003785349-pat00044

이 식으로 얻어진 결과값에서 다음과 같은 단계로 최종 판정을 내린다.From the result obtained by this formula, a final decision is made in the following steps.

State1: 0 ≤ x < 0.2State1: 0 ≤ x <0.2

State2: 0.2 ≤ x < 0.4State2: 0.2 ≤ x <0.4

State3: 0.4 ≤ x < 0.6State3: 0.4 ≤ x <0.6

State4: 0.6 ≤ x < 0.8State 4: 0.6 ≤ x <0.8

State5: 0.8 ≤ x State5: 0.8 ≤ x

도 3은 전력컨디션 지수 알고리즘의 흐름도를 보여준다.3 shows a flowchart of the power condition index algorithm.

이처럼 본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상기 발명의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As such, the present invention may be variously modified and may take various forms, and only the specific embodiments thereof are described in the detailed description of the present invention. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms mentioned in the detailed description of the invention, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood to do.

본 발명의 실시에 의해 40여 가지의 전력 파라미터를 복합 연산하는 전력 컨디션 알고리즘으로 수배전반에서 실시간 전력부하의 현재와 DB등을 입체적으로 분석 제공하여 사용자로 하여금 손쉽고 안전한 운전을 할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, a power condition algorithm that complexly calculates 40 or more power parameters can provide users with easy and safe operation by analyzing and providing three-dimensional analysis of current and DB of real-time power load in a switchgear.

또한 본 발명의 실시에 의해 40개의 주요한 전력 파라미터를 분석하여 정상을 100%로하고 최대지수를 700%로 표시하여 활선 실부하 상태의 현재 값을 지능적인 함수 분석프로그램으로 정확한 안전관리 지표지수를 제시할 수 있다.In addition, the analysis of 40 major power parameters by the implementation of the present invention to indicate the normal 100% and the maximum index of 700% to present the current value of the live actual load state intelligent safety function indicator to present accurate safety management index index can do.

이밖에 본 발명을 통해 각 요소들의 허용기준 경계의 불확실성을 처리하기 위하여 퍼지소속함수(fuzzy membership function)을 적용하였고, 보다 효과적인 소 속정도를 설정하기 위하여 Dombi가 제안한 S 형태의 소속함수를 사용하여 처리하였으며, 본 발명은 계수의 조정을 통해 사용자가 원하는 소속정도를 설정할 수 있는 장점이 있다. In addition, through the present invention, a fuzzy membership function was applied to deal with the uncertainty of the boundary of the acceptance criteria of each element, and the S-shaped membership function proposed by Dombi was used to set the degree of effective membership. The present invention has the advantage that the user can set the degree of belonging desired by adjusting the coefficients.

Claims (2)

수배전반에서의 누설전류량, 접촉불량 여부, 변압기 최고온도, 과전압 여부 및 결상 여부를 측정, 분석하여 화재위험정도를 나타내는 화재지수를 퍼지 알고리즘 기법을 이용하여 산출하는 방법에 있어서,In the method of calculating the fire index indicating the degree of fire risk by using the fuzzy algorithm technique by measuring and analyzing the leakage current, contact failure, transformer maximum temperature, overvoltage, and phase loss in the switchgear, 상기 누설전류량은 영상변류기(ZCT)로부터 측정하고, 상기 접촉불량 여부를 판단하기 위해 각 상에 설치된 온도센서의 온도를 측정하고, 상기 변압기 최고온도를 추정하기 위해 유입식 변압기의 경우 변압기 오일 최상부 지점에 설치된 센서의 온도를 측정하고 몰드식 및 건식 변압기의 경우 권선에 설치된 센서의 온도를 측정하고, 상기 과전압 여부를 판단하기 위해 변압기에서 발생하는 전압을 측정하고, 결상 여부를 판단하기 위해 3상의 전류를 측정하는 단계;The leakage current is measured from the image current transformer (ZCT), the temperature of the temperature sensor installed in each phase to determine whether the contact failure, and the top of the transformer oil in the case of the inflow transformer to estimate the maximum temperature of the transformer Measures the temperature of the sensor installed in the sensor, and in the case of the mold and dry transformer, measures the temperature of the sensor installed in the winding, measures the voltage generated by the transformer to determine whether the overvoltage exists, and the three-phase current to determine the phase Measuring; 상기 누설전류량 또는 상기 접촉불량 여부를 판단하기 위해 측정된 온도 또는 변압기 최고온도를 추정하기 위해 측정된 온도 또는 변압기에서 발생하는 전압 중 어느 하나라도 미리 정한 한계기준치를 넘어서거나, 3상전류중 어느 1상에라도 전류가 흐르지 않는 경우 화재지수를 상태6(위험)으로 판정하는 단계;Either the temperature measured to determine the leakage current or the contact failure or the temperature generated to estimate the transformer maximum temperature or the voltage generated by the transformer exceeds a predetermined threshold or any one phase of three-phase current. Determining a fire index as state 6 (danger) when no current flows; 상기와 같이 화재지수가 상태6으로 판정되지 않은 경우 돔비(Dombi)의 퍼지소속함수(fuzzy membership function)를 적용하여 기대값을 계산한 후 이를 통하여 화재지수를 계산하는 단계; 및Calculating a fire index through applying a fuzzy membership function of Dombi if the fire index is not determined as state 6 as described above, and then calculating a fire index through the fuzzy membership function; And 상기와 같이 계산된 화재지수가 0이상 0.2미만이면 상태1, 0.2이상 0.4미만이면 상태2, 0.4이상 0.6미만이면 상태3, 0.6이상 0.8미만이면 상태4, 0.8이상이면 상태5로 판정하되 화재위험정도는 상태5쪽으로 갈수록 높아지는 것을 나타내는 단계를 포함하여 이루어지고, If the fire index calculated as above is more than 0 and less than 0.2, state 1, if more than 0.2 and less than 0.4, state 2, if more than 0.4 and less than 0.6, state 3, if more than 0.6 and less than 0.8, state 4, and if more than 0.8, state 5 is determined. The degree comprises a step indicating that the state increases toward the state 5, 상기 누설전류량의 한계기준치로서 100mA를 설정하고,100 mA is set as the threshold reference value of the leakage current amount, 상기 접촉불량 여부를 판단하기 위해 각 상에 설치된 온도센서의 온도의 한계기준치로서 80°C를 설정하며,In order to determine whether the contact failure is set to 80 ° C as a limit reference value of the temperature of the temperature sensor installed in each phase, 유입식 변압기 A종 절연물인 경우 상기 변압기 최고온도를 추정하기 위해 측정된 온도의 한계기준치로서 90°C를 설정하고, 최상부의 온도가 39°C 이하이면 정상1상태로, 40~49°C이면 정상2상태로, 50~59°C이면 정상3상태로, 60~69°C이면 주의1상태(경보)로, 70~79°C이면 주의2상태(주의)로 80~89°C이면 주의3상태(요주의)로, 90°C이상이면 주의4상태(위험)으로 판정하고,In case of inflow transformer type A insulator, 90 ° C is set as the threshold value of the measured temperature to estimate the maximum temperature of the transformer. Normal 2 state, 50 ~ 59 ° C, normal 3 state, 60 ~ 69 ° C, attention 1 state (alarm), 70 ~ 79 ° C, attention 2 state (attention) 80 ~ 89 ° C In 3 states (Caution), if it is over 90 ° C, it is judged as 4 states (Hazard) 유입식 변압기 E종 절연물인 경우 상기 한계기준치로서 105°C를 설정하고, 최상부의 온도가 44°C 이하이면 정상1상태로, 45~59°C이면 정상2상태로, 60~74°C이면 정상3상태로, 75~84°C이면 주의1상태(경보)로, 85~94°C이면 주의2상태(주의)로 95~104°C이면 주의3상태(요주의)로, 105°C이상이면 주의4상태(위험)으로 판정하고,In case of inflow transformer type Insulator, 105 ° C is set as the limit value.If the temperature at the top is less than 44 ° C, it is in normal 1 state, and if it is 45 ~ 59 ° C, it is in normal 2 state, and if it is 60 ~ 74 ° C, Normal 3 state, 75 ~ 84 ° C, Caution 1 state (alarm), 85 ~ 94 ° C, Caution 2 state (caution), 95 ~ 104 ° C, Caution 3 state (caution), 105 ° C or more Is judged as Caution 4 몰드식 또는 건식 변압기 B종 절연물인 경우 상기 한계기준치로서 110°C를 설정하고, 권선의 온도가 49°C 이하이면 정상1상태로, 50~64°C이면 정상2상태로, 65~79°C이면 정상3상태로, 80~89°C이면 주의1상태(경보)로, 90~99°C이면 주의2상태(주의)로 100~109°C이면 주의3상태(요주의)로, 110°C이상이면 주의4상태(위험)으로 판정하고,For mold type or dry type transformer B insulation, set 110 ° C as the limit value and if the winding temperature is below 49 ° C, return to normal 1, if 50 ~ 64 ° C, return to normal 2, 65 ~ 79 ° If it is C, it is in normal 3 state, if it is 80 ~ 89 ° C, it is in caution 1 state (alarm), if it is 90 ~ 99 ° C, it is in caution 2 state, and if it is 100 ~ 109 ° C, it is in caution 3 state (notice), 110 ° If it is C or higher, it is judged as attention state 4 (danger). 몰드식 또는 건식 변압기 F종 절연물인 경우 상기 한계기준치로서 135°C를 설정하고, 권선의 온도가 69°C 이하이면 정상1상태로, 70~84°C이면 정상2상태로, 85~104°C이면 정상3상태로, 80~89°C이면 주의1상태(경보)로, 90~99°C이면 주의2상태(주의)로 100~109°C이면 주의3상태(요주의)로, 110°C이상이면 주의4상태(위험)으로 판정하고, In case of molded type or dry transformer class F insulation, 135 ° C is set as the limit value.If the temperature of winding is less than 69 ° C, it is in normal 1 state, and if it is 70 ~ 84 ° C, in normal 2 state, 85 ~ 104 ° If it is C, it is in normal 3 state, if it is 80 ~ 89 ° C, it is in caution 1 state (alarm), if it is 90 ~ 99 ° C, it is in caution 2 state, and if it is 100 ~ 109 ° C, it is in caution 3 state (notice), 110 ° If it is C or higher, it is judged as attention state 4 (danger). 몰드식 또는 건식 변압기 H종 절연물인 경우 상기 한계기준치로서 160°C를 설정하고, 권선의 온도가 60°C 이하이면 정상1상태로, 90~109°C이면 정상2상태로, 110~129°C이면 정상3상태로, 130~139°C이면 주의1상태(경보)로, 140~149°C이면 주의2상태(주의)로 150~159°C이면 주의3상태(요주의)로, 160°C이상이면 주의4상태(위험)로 판정하며,In case of mold type or dry transformer class H insulator, 160 ° C is set as the limit value.If the winding temperature is below 60 ° C, it is in normal 1 state, and if it is 90 ~ 109 ° C, in normal 2 state, 110 ~ 129 ° C to steady state 3, 130 to 139 ° C to attention 1 state (alarm), 140 to 149 ° C to attention 2 state (attention) 150 to 159 ° C to attention 3 state (caution), 160 ° If it is over C, it is judged as attention state 4 (danger). 상기 과전압 여부를 판단하기 위해 변압기에서 발생하는 전압의 한계기준치로서 정격 2차 전압의 130%를 설정하는 것을 특징으로 하는, 화재지수 산출 방법. Fire index calculation method, characterized in that 130% of the rated secondary voltage is set as the threshold reference value of the voltage generated in the transformer to determine whether the overvoltage. 수배전반에서의 전류의 과부하 여부, 전압, 역률, 주파수, 전류 불평형률 및 종합 전압 왜형률을 측정, 분석하여 수배전반 관리자에게 제공하기 위해 퍼지알고리즘 기법을 이용하여 전력컨디션지수를 산출하는 방법에 있어서,In the method of calculating the power condition index by using the fuzzy algorithm technique to measure and analyze whether the current in the switchgear overload, voltage, power factor, frequency, current unbalance rate and the overall voltage distortion ratio, to provide to the switchgear manager, 각 상에서 측정한 부하전류 중 가장 큰 값을 변압기 허용 전류로 나누어서 구한 백분율에 따라 전류의 정상, 과부하를 판정하는 단계;Determining a normal or overload of the current according to a percentage obtained by dividing the largest value of the load currents measured in each phase by the transformer allowable current; 변압기의 현재전압과 배전전압을 비교하여 부족전압, 과전압을 판정하는 단계;Comparing the current voltage and the distribution voltage of the transformer to determine an undervoltage and an overvoltage; 부하역률을 측정하여 기준역률(90%)를 기준으로 정상여부를 판정하는 단계;Determining whether or not normal based on a reference power factor (90%) by measuring a load power factor; 주파수를 측정하여 정격주파수(60Hz)를 기준으로 정상여부를 판정하는 단계;Determining whether it is normal based on a rated frequency (60 Hz) by measuring a frequency; 전류 불평형률을 단상 3선식인 경우 양 전압선의 전류의 차를 양 전압선의 전류의 합으로 나누어 2를 곱한 값으로 계산하고 3상 4선식인 경우 양 전압선의 전류의 차를 양 전압선의 전류의 합으로 나누어 3을 곱한 값으로 계산하여 정상여부를 판정하는 단계;In the case of single-phase three-wire type, the current unbalance ratio is calculated by multiplying the current difference between two voltage lines by the sum of the currents of both voltage lines and multiplying by two. In the case of three-phase four-wire type, the difference between the currents of both voltage lines is the sum of the currents of both voltage lines. Dividing by and multiplying by 3 to determine whether it is normal; 종합 전압 왜형률(total harmonic distortion : THD)을 계산하여 정상여부를 판정하는 단계;Determining totality by calculating a total harmonic distortion (THD); 돔비(Dombi)의 퍼지소속함수(fuzzy membership function)을 적용하여 기대값을 계산한 후 이를 통하여 전력컨디션지수를 계산하는 단계; 및Calculating an expected value by applying a fuzzy membership function of Dombi and calculating a power condition index through the fuzzy membership function; And 상기와 같이 계산된 전력컨디션지수가 0이상 0.2미만이면 상태1, 0.2이상 0.4미만이면 상태2, 0.4이상 0.6미만이면 상태3, 0.6이상 0.8미만이면 상태4, 0.8이상이면 상태5로 판정하되 위험정도는 상태5쪽으로 갈수록 높아지는 것을 나타내는 단계를 포함하여 이루어지고,If the power condition index calculated as above is 0 or less than 0.2, the state 1, 0.2 or more is less than 0.4, state 2, 0.4 or more is less than 0.6, state 3, 0.6 or more is less than 0.8, state 4, 0.8 or more is determined as state 5 The degree comprises a step indicating that the state increases toward the state 5, 상기 각 상에서 측정한 부하전류 중 가장 큰 값을 변압기 허용 전류로 나누어서 구한 백분율이 69%이하이면 정상1상태로, 70~79%이면 정상2상태로, 80~89%이면 정상3상태로, 90~99%이면 정상4상태로, 100~109%이면 과부하1상태로, 110~119%이면 과부하2상태로, 120~129%이면 과부하3상태로, 130~140%이면 과부하4상태로 판정하고,The percentage obtained by dividing the largest value of the load currents measured by each phase by the transformer allowable current is 69% or less, in normal 1 state, 70-79% in normal 2 state, and 80-89% in normal 3 state, 90 If it is ~ 99%, it is normal 4 state, if it is 100 ~ 109%, it is overload 1 state, if it is 110 ~ 119%, it is overload 2 state, if it is 120 ~ 129%, it is overload 3 state, and if it is 130 ~ 140%, it is overload 4 state. , 변압기의 배전전압이 110V일 경우, 현재전압이 107~113V이면 상태1(정상)로, 104~116V이면서 상태1의 범위를 벗어나면 상태2(주의)로, 104V보다 낮거나 116V보다 높으면 상태3(위험)으로 판정하고,If the distribution voltage of the transformer is 110V, if the current voltage is 107 ~ 113V, it is in state 1 (normal); if it is 104 ~ 116V and it is out of the range of state 1, it is in state 2 (caution); if it is lower than 104V or higher than 116V, state 3 Judged as (risk), 변압기의 배전전압이 220V일 경우, 현재전압이 213~227V이면 상태1(정상)로, 207~233V이면서 상태1의 범위를 벗어나면 상태2(주의)로, 207V보다 낮거나 233V보다 높으면 상태3(위험)으로 판정하고,If the distribution voltage of the transformer is 220V, if the current voltage is 213 ~ 227V, it is in state 1 (normal); if it is 207 ~ 233V and it is out of the range of state 1, it is in state 2 (caution); if it is lower than 207V or higher than 233V, state 3 Judged as (risk), 변압기의 배전전압이 380V일 경우, 현재전압이 361~291V이면 상태1(정상)로, 342~418V이면서 상태1의 범위를 벗어나면 상태2(주의)로, 342V보다 낮거나 418V보다 높으면 상태3(위험)으로 판정하고, When the distribution voltage of the transformer is 380V, if the current voltage is 361 ~ 291V, it is in state 1 (normal); if it is out of the range of state 1 in 342 ~ 418V, it is in state 2 (caution); if it is lower than 342V or higher than 418V, state 3 Judged as (risk), 변압기의 배전전압이 440V일 경우, 현재전압이 427~453V이면 상태1(정상)로, 414~466V이면서 상태1의 범위를 벗어나면 상태2(주의)로, 414V보다 낮거나 466V보다 높으면 상태3(위험)으로 판정하며,When the distribution voltage of the transformer is 440V, if the current voltage is 427 ~ 453V, it is in state 1 (normal); if it is 414 ~ 466V and it is out of the range of state 1, it is in state 2 (caution); if it is lower than 414V or higher than 466V, state 3 (Risk), 상기 부하역률을 측정하여 100~96%이면 정상1상태로, 95~91%이면 정상2상태로, 90~81%이면 주의1상태로, 80~71%이면 주의2상태로, 70%이하이면 주의3상태로 판정하고,When the load power factor is measured, 100 ~ 96% is in normal 1 state, 95 ~ 91% is in normal 2 state, 90 ~ 81% is in caution 1 state, 80 ~ 71% is in caution 2 state, and is less than 70%. Judging by state 3 상기 측정된 주파수의 변동 한도범위를 59.8~60.2Hz로 정하며,The fluctuation limit range of the measured frequency is set to 59.8 to 60.2 Hz, 전류 불평형률이 단상3선식의 경우 30% 미만이면 정상으로, 30~39%이면 주의로, 40% 이상이면 위험으로 판정하고, 3상4선식의 경우 20% 미만이면 정상으로, 20~29%이면 주의로, 30% 이상이면 위험으로 판정하며,If the current unbalance rate is less than 30% for single-phase three-wire type, it is determined to be normal if it is less than 30%, and if it is more than 40%, it is regarded as a danger.If it is less than 20% for three-phase four-wire type, it is normal, 20 to 29% If it's a warning, if it's 30% or more, 상기 종합 전압 왜형률이 3%이상이면 규정 초과로 판단하는 것을 특징으로 하는, 전력컨디션지수 산출 방법. And determining that the total voltage distortion is more than 3% when the overall voltage distortion rate is 3% or more.
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