KR100755955B1 - 수배전 설비 고장 진단 시스템 - Google Patents

수배전 설비 고장 진단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수배전 설비 고장 진단 시스템에 관한 것으로서, 수배전 설비의 적어도 하나 이상의 장치의 상태를 검출하는 센서수단; 상기 센서수단으로부터 입력되는 신호가 설정된 임계치를 초과하는지를 판단하여 이상 징후 신호를 발생시키는 이상 징후 신호 검출수단; 상기 이상 징후 신호 검출수단에서 발생된 이상 징후 신호를 계수하며, 설정 시간 내에 정해진 회수의 계수가 이루어지면 이상 징후 이벤트를 발생시키고 이를 기록하는 이상 징후 이벤트 검출수단; 상기 이상 징후 이벤트 검출수단에 의해 기록된 이상 징후 이벤트의 경향을 분석하여 고장 여부를 판단하는 이상 징후 경향 분석수단; 및 상기 이상 징후 경향 분석수단에서 고장을 판단하면 경보를 발생시키는 경보수단을 포함하여 구성되며, 수배전 설비의 이상 징후에 대하여 오보 또는 오진단을 방지하여, 전력계통의 안정적인 운영을 기할 수 있는 효과를 갖는다.
수배전 설비, 변압기, 차단기, 개폐기, 이상 징후 신호, 이상 징후 이벤트

Description

수배전 설비 고장 진단 시스템{System for fault diagnosing of receiving and distributing electricity equipment}
도 1은 일반적인 수배전 설비를 도시한 계통도
도 2는 본 발명에 따른 고장 진단 시스템의 블록도
도 3은 본 발명이 수배전 설비에 적용된 예를 도시한 계통도
도 4는 이벤트 발생시간을 예시한 그래프
도 5는 라플라스 통계치를 이용한 경향 분석 결과를 보인 그래프
도 6은 본 발명에 따른 고장 진단 방법을 보인 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 변압기 12 : 차단기
14 : 개폐기 22 : 버스바
30 : 센서수단 30a : 부분방전센서
30b : 적외선센서 30c : 초음파센서
32 : 이상 징후 신호 검출수단 34 : 이상 징후 이벤트 검출수단
36 : 이상 징후 경향 분석수단 38 : 경보수단
40 : 기준치 설정수단 42 : 운영정보 취득부
44 : 운영정보 데이터베이스 46 : 센서신호 입력처리부
50 : 감시용 컴퓨터 52 : 판넬도어
54 : 문열림센서
본 발명은 수배전 설비 고장 진단 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수배전 설비의 이상 징후에 대하여 오보 또는 오진단을 방지하여, 전력계통의 안정적인 운영을 기할 수 있도록 된 수배전 설비 고장 진단 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 수배전 설비는 전력계통에 있어 수용가측에 설치되는 것으로, 고압 입력라인을 변압하고 이를 수용가에 공급하는 설비이다. 도 1은 일반적인 수배전 설비를 보인 계통도로서, 이를 참조하면, 수배전 설비는 통상 변압기(10), 차단기(12), 개폐기(14)와 같은 장치를 갖추고 있다. 이러한 수배전 설비의 각 장치들은 전압 불평형 또는 장시간 운전 등의 요인에 의해 열화되거나 절연계통에 이상이 발생될 수 있으며, 이는 전력 서비스의 중단이나 전기 화재 등의 사고로 이어지게 된다. 따라서, 중대한 사고가 발생하기 전에 각 장치들의 고장을 진단하고, 그 후속조치로서 고장이 발생될 우려가 있는 장치들을 보수하거나 교체할 필요성이 있다.
종래 수배전 설비의 고장을 사전 진단하는 방법으로는, 각 장치들에 센서를 설치하여 센서에 의해 각 장치의 이상 유무를 수시로 검지하는 방법이 있다. 예컨대, 변압기(10)의 온도를 감시하여 과전류, 과전압 발생을 검출하고, 이상이 발견될 경우 변압기를 보수하는 방법이 있다. 다른 예로서, 변압기나 차단기 등에 연결되어 접촉불량을 검출하는 부분방전센서, 각 장치의 아크나 스파크 등을 검출하는 초음파센서가 있으며, 이외에도 진동센서, 적외선센서 등의 다양한 센서들로 수배전 설비의 각 장치들의 이상여부를 감시하는 방법이 있다.
그러나, 각 장치들의 외형적인 변화는 정상작동중일 경우도 발생될 수 있어, 센서들에 의해 검지된 파라미터에 의해 각 장치의 고장을 진단하는 방법은 종종 고장에 대하여 오보를 발생시킨다. 다시 말해, 센서들에 의해 검출된 이상 징후는 종종 정상동작 상태와 외견상 유사하게 나타나는데, 단발적인 이상 징후에 대하여 고장 여부를 판단하는 것은 매우 어려우며, 이로 인해 불필요한 오보가 남발되는 문제점이 있으며, 이는 안정적인 전력의 운영을 곤란하게 만든다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 수배전 설비를 구성하는 각 장치들의 고장 증세는 장시간에 걸쳐 간헐적으로 발생하고, 초기 이상 징후로부터 고장에 이르기까지 점진적으로 그 증상이 발전한다는 점에 착안하여, 각 센서수단들로부터 검출된 이상 징후를 계수하여 이상 징후 이벤트를 발생시키고, 이상 징후 이벤트 기록을 이용하여 이상 징후 경향을 분석함으로써 고장 을 진단하는 수배전 설비 고장 진단 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이상 징후 이벤트 기록으로부터 이상 징후 경향을 분석할 때 라플라스 통계법을 이용하여 이상 징후 경향을 분석하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수배전 설비 고장 진단 시스템은, 적어도 변압기, 차단기, 개폐기, 버스바를 포함하는 복수의 장치를 포함하는 수배전 설비에 설치되어 수배전 설비의 고장을 진단하는 수배전 설비 고장 진단 시스템에 있어서, 상기 수배전 설비의 적어도 하나 이상의 장치의 상태를 검출하는 센서수단; 상기 센서수단으로부터 입력되는 신호가 설정된 임계치를 초과하는지를 판단하여 이상 징후 신호를 발생시키는 이상 징후 신호 검출수단; 상기 이상 징후 신호 검출수단에서 발생된 이상 징후 신호를 계수하며, 설정 시간 내에 정해진 회수의 계수가 이루어지면 이상 징후 이벤트를 발생시키고 이를 기록하는 이상 징후 이벤트 검출수단; 상기 이상 징후 이벤트 검출수단에 의해 기록된 이상 징후 이벤트의 경향을 분석하여 고장 여부를 판단하는 이상 징후 경향 분석수단; 및 상기 이상 징후 경향 분석수단에서 고장을 판단하면 경보를 발생시키는 경보수단을 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 이상 징후 경향 분석수단은 라플라스 통계치(UL)가 설정 값을 초과하는지 여부에 따라 고장을 진단하며, 상기 라플라스 통계치(UL)는,
Figure 112007021029319-pat00001
식을 통해 얻어진다.
또한, 본 발명은 수배전 설비의 초기 가동시 상기 센서수단으로부터 전달되는 신호를 참조하여 상기 이상 징후 신호 검출수단의 임계치를 설정하는 기준치 설정수단을 더 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 수배전 설비의 각 장치로부터 수배전 설비의 운영정보를 취득하는 운영정보 취득부와, 상기 운영정보 취득부로부터 취득된 정보를 저장하는 운영정보 데이터베이스를 더 포함하며, 상기 이상 징후 신호 검출수단은 상기 운영정보 데이터베이스를 참조하여 수배전 설비의 유지 관리 동작시에는 이상 징후 신호를 발생시키지 않도록 한다.
본 발명에서 센서수단은 수배전 설비의 적어도 어느 하나의 장치측에 설치되는 부분방전센서, 온도센서, 적외선센서, 초음파센서, 진동센서, 또는 고주파전류센서를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 고장 진단 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이를 참조하면, 수배전 설비의 주요 장치들인 변압기(10), 차단기(12), 개폐기(14), 버스바(22) 등의 각 장치측에 설치어 각 장치들의 이상 징후를 검출하는 센서수단(30)과, 각 장치들의 운영정보를 취득하는 운영정보 취득부(42)가 하위레벨을 구성한다. 상기에서 예시된 수배전 설비의 주요 장치 이외에도, 각 장치들의 결선부위, 기타 계측기, 제어기기 등에도 센서수단(30)이 설치될 수 있다.
센서수단(30)으로는 도 3의 계통도에 예시된 부분방전센서(30a), 적외선센서(30b), 초음파센서(30c) 및 온도센서, 진동센서, 고주파전류센서 등이 포함되며, 이들 센서수단(30)은 각 장치들의 상태를 전압신호로 변환하여 출력한다. 예컨대, 부분방전센서(30a)는 차단기 또는 버스바 등의 접촉불량시 방전되는 전류를 제어기기에서 인식 가능한 전압신호로 변환하여 출력한다. 다른 예로서, 적외선센서(30b)는 각 장치들에 근접 설치되어 각 장치들이 설정 온도 이상으로 과열되는지 여부를 검출하고, 과열시 정해진 전압신호를 출력한다. 도 2에는 예시되지 않았지만, 센서수단(30)측에는 검출신호로부터 잡음을 제거하고, 검출된 신호를 필터링하고, 증폭하는 기능들이 추가될 것이다.
센서수단(30)에 의해 검출된 신호는 상위레벨로 전달되어 고장을 진단하는 자료로서 활용된다. 상위레벨은 이상 징후 신호 검출수단(32), 이상 징후 이벤트 검출수단(34), 이상 징후 경향 분석수단(36), 기준치 설정수단(40) 및 운영정보 데이터베이스(44)로 구성된다. 상위레벨은 각 센서수단(30)의 신호들을 병렬로 처리하고 진단하기 위해, 센서수단(30) 각각에 대응하여 구성되거나, 단일의 구성으로 다수의 센서수단(30)에서 전달되는 신호들을 시분할 처리 또는 멀티플렉싱 방식으로 처리한다. 이를 위하여, 도 3의 계통도에 도시된 바와 같이, 상위레벨의 수신측에는 센서수단(30)들로부터 전달되는 신호를 처리하는 센서신호 입력처리부(46)가 설치될 수 있다.
본 발명의 고장 진단 시스템은 센서수단(30)에 의해 출력된 신호를 이용하여 이상 징후를 판단하고, 이상 징후를 바탕으로 이상 징후 이벤트를 발생시키며, 이상 징후 이벤트를 통계적으로 접근 분석하여 고장을 진단한다. 이때, 센서수단(30)으로부터 전달되는 신호 중 수배전 설비의 유지 관리시 발생된 신호들은 고장 진단시 배제되어야 한다. 이를 위해, 하위레벨의 운영정보 취득부(42)에서 취득된 신호는 상위레벨의 운영정보 데이터베이스(44)에 저장되며, 이상 징후를 판단하는 구성들은 운영정보 데이터베이스(44)를 참조하여 설비가 유지 관리중일 경우, 이상 징후 신호 발생을 차단한다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 수배전반의 판넬도어(52)측에 문열림센서(54)를 설치하고, 이 문열림센서(54)가 판넬도어(52)의 열림을 검출하면, 운영정보 취득부(42)는 이 정보를 취득하고, 이는 데이터로서 운영정보 데이터베이스(44)에 저장된다. 이외에도 개폐기(14) 등의 수동 조작 등과 같은 일련의 유지관련 동작들은 운영정보 데이터베이스(44)에 저장될 수 있다. 이와 같은 유지 관리 관련 동작들은 유지 관련 이벤트로 등록될 수 있으며, 유지 관련 이벤트가 발생될 경우, 이상 징후 검출수단(32)은 해당 유지 관리와 관련된 센서수단(30)으로부터의 신호에 대하여 이상 징후 신호를 발생시키지 않도록 작동된다. 이외에도 운영정보 데이터베이스(44)는 사고 원인 등을 판단하는 "블랙박스"로서 역할 할 수 있다.
상기 이상 징후 신호 검출수단(32)은 센서수단(30)으로부터 입력되는 신호가 임계치를 초과하는지 여부를 검출하며, 임계치를 초과할 경우 이상 징후 신호를 발생시킨다. 여기서, 임계치는 상기 기준치 설정수단(40)에 의해 설정된다. 기준치 설정수단(40)은 수배전 설비의 초기 가동시(여기서, 수배전 설비의 초기 가동시라 함은 본 발명의 고장 진단 시스템이 수배전 설비에 설치되어 가동되는 시기를 의미할 수 있다) 동작하는 수단으로서, 외란 등의 요인을 배제한 상태에서 이상 징후를 판단하기 위한 실질적인 임계치를 제공하는 수단이다. 예컨대, 새로운 정상의 설비가 설치되고 본 발명이 작동할 때, 기준치 설정수단(40)은 최초로 활성화되며, 외란의 조짐이 없는 상황에서의 신호들을 검출하여 기준치 정보로 활용하고, 이를 이상 징후에 대한 임계치로서 제공한다.
이와 같이 임계치를 설정하는 방식은 수배전 설비의 동작 상황에 따라, 그리고 오보확률이 높더라도 고장검출에 민감한 방식을 취하느냐 또는 고장검출 확률은 낮아도 오보를 억제하는 방식을 취하느냐의 진단철학에 따라 결정된다. 어떤 경우든 임계치는 기준치 설정수단에 의해 미리 정해진 양에 의해 자동으로 설정될 수 있다. 예컨대, 부분방전센서(30a)의 기준치 저레벨 신호에 비해 200%를 갖는 전압신호를 이상 징후 신호 검출수단(32)을 위한 임계치로 사용할 수 있다.
이상 징후 이벤트 검출수단(34)은 이상 징후 신호 검출수단(32)에서 발생된 이상 징후 신호를 계수하고, 설정시간 내 이상 징후 신호의 계수가 기준치를 초과할 경우 이상 징후 이벤트를 발생시키며, 이를 기록한다. 이는 부하나 변환기기들에 의해 야기되는 잡음에 의한 오보를 억제하기 위한 것으로서, 중요하나 민감한 이상 징후의 검출은 임계치를 초과하는 이상 징후가 1차 발생한 후 일정 시간대에 재발생하는 것을 검출해야 확실하게 판단할 수 있기 때문이다. 일단 주어진 시간에 일련의 이상 징후 신호들이 발생할 경우, 높은 레벨의 확실성을 갖는 이상 상태로 판단할 수 있다. 주어진 시간에 최소 몇 회의 이상 징후 신호가 검출되어야 이상 징후 이벤트로 간주하느냐 하는 것은 감시 대상 및 센서수단(30)의 입력신호 종류에 따라 결정된다. 일예로 전류 신호의 고 주파수 대역을 갖는 아크 신호의 검출 경우, 30초 시간 간격 내에 최소 5번 이상의 임계치 초과 신호가 발생할 경우 하나의 '이상 징후 이벤트'로 간주한다.
이상 징후 경향 분석수단(36)은 진단 기능의 주요요소로서, 이상 징후 이벤트 기록을 참조하여 고장 여부를 판단하는 수단이다. 본 발명에서 이상 징후 경향 분석은 라플라스(Laplace) 통계법을 활용하는 통계적 진단방법이다. 이상 징후 이벤트 경향 분석수단(36)은 이상 징후 이벤트가 설비의 열화 또는 절연 약화가 증가 또는 감소 경향을 보여주는지 여부를 결정하며, 위급한 고장으로 연계될 위험성이 있을 경우에만 고장을 판단하여 경보수단(38)을 작동시킨다. 만약, 이상 징후 신호로부터 생성되는 이상 징후 이벤트의 경향이 열화 또는 절연 약화의 감소를 의미한다면, 이는 설비와 관련되지 않은 의심성이 있는 임의의 이벤트로 간주된다.
경보수단(38)은 부저 또는 비상벨 등과 같은 간단한 음향 경고수단일 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 제어실 또는 네트워크를 통해 연결된 감시용 컴퓨터(50)측에 경보상황을 알리는 수단일 수 있다. 또한, 경보수단(38)에는 프린터장치와 같은 인쇄수단이 포함될 수 있다.
본 발명에서 이상 징후 이벤트는 앞으로 닥칠 초기 고장의 예지 성격을 가지며, 만일 설비가 고장을 향해 간다면 이상 징후 이벤트는 최초 기록된 시점으로부터 다음 번 발생시까지 더 짧은 시간 내에 기록될 것이다. 이하에서는 본 발명에 따른 이상 징후 경향 분석 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 이벤트 발생시간을 예시한 그래프이다. 이를 참조하면, 시간 축 상에서 고장이 발생되는 시점을 tf라고 가정하자(이때, 기준 시간은 0으로 가정한다). 그리고, 고장 발생 이전에 tf 시간동안 m개의 이상 징후 이벤트가 기록되었다고 가정하자. 또한, 총 또한, 총 m개의 이상 징후 이벤트들은 임의의 정상 운전 또는 열화에 따른 초기 고장 원인들에 의해 발생하였는지 서로 구별할 수 없다고 가정하자. 이들 이벤트들의 발생시점은 도 4에서 볼 수 있듯이 T1, T2, T3, ..., Ti로 표현된다. 이 경우, 라플라스 통계치 "UL"은 다음과 같이 정의된다.
Figure 112007021029319-pat00002
만약 이상 징후 이벤트 발생이 일정 비율로 생긴다고 가정한다면, 상기 수식①에서 Ti는 시간 간격(0, tf)에서 균일한 확률로 분포되거나, tf/2의 시각을 중심으로 임의로 분포될 것이다. 그러므로, Ti의 샘플 평균은 대략 tf/2와 같을 것이며, UL은 대략 평균이 '0'이고 분산이 '1'인 정상분포(normal distribution) 형태를 가질 것이다. 그러나, 이상 징후 이벤트가 tf 시각에 다다를수록 더 빈번하게 발생한다면, 이 경우 샘플 평균값은 더 커지게 된다. 그러므로, 라플라스 통계치가 일정 임계치를 초과하는 이상 징후 이벤트는 앞으로 닥칠 고장에 의해 발생한 것으로 판단할 수 있다.
고장의 경향을 판단하는데 사용되는 임계치는 주어진 신뢰도 확실성(α)에 따른 표준 정상분포의 z-value 즉, Zα/2를 갖는 표준 정상분포의 z-value로 결정된다. 95%의 신뢰도 확실성 레벨(α=0.05)에 대한 표준 정상분포의 z-value는 1.96이다. 상기 양수의 임계치를 초과하는 라플라스 통계치는 사고가 임박했거나 사고 발생확률이 증가하고 있음을 의미하고, 임계치 미만의 경우에는 단순한 외란으로 판단되어 고장 경향이 증가하지 않음을 의미한다.
Figure 112007021029319-pat00003
이상 징후 경향 분석수단(36)에서 라플라스 통계치를 이용하는 방법에 대해서 <표 1>의 예시를 참조하여 좀 더 설명하기로 한다. <표 1>의 예제에서 이상 징후 이벤트 검출수단(34)이 시간 t=0을 기준으로 t=2, 6, ..., 27에 이상 징후 이벤트를 검출했다 가정하자. 이상 징후 경향 분석수단(36)은 각 이상 징후 이벤트가 기록된 시점을 추적해서 이상 징후 이벤트가 사고나 고장으로 인한 전조현상인지 여부를 라플라스 통계법을 이용해서 추론한다. 시각 t=2에서, 첫 번째 이상 징후 이벤트가 기록되면, 이상 징후 이벤트의 총 개수(m)는 '1'이고, 모든 이상 징후 이 벤트가 기록된 시간의 합은 ΣTi=2가 된다. 그리고, 최종 이상 징후 이벤트의 시점은 현재 이상 징후 이벤트 시점과 같게 된다. 즉, tf=Ti=2가 된다. 이 경우, t=2에서 라플라스 테스트 통계치는 UL(2)=1.73이 된다. 이것은 첫 번째의 이벤트로 임계치 1.96 보다는 낮지만 매우 높은 값을 갖는 시작점이 된다.
다음 이상 징후 이벤트 기록 시점인 t=6에서 이상 징후 이벤트의 합 m은 m=2가 되고, 전체 이벤트 기록시간의 합 ΣTi=2+6=8이 된다. 여기서 최종 이상 징후 이벤트 시점은 현재 이벤트 시점간과 같은 tf=Ti=6이다. 이 경우, UL(6)의 값은 0.82가 된다. 이러한 과정은 새로운 이상 징후 이벤트가 검출될 때마다 반복된다.
도 5의 라플라스 통계치 경향도에서 볼 수 있듯이 t=26에서 이상 징후 이벤트는 사고 또는 고장에 대한 임계치를 초과하여 증가하는 경향을 나타냄을 알 수 있다. 즉, 13번째부터 발생하는 이상 징후 이벤트에 대해서, 이상 징후 경향 분석수단(36)은 수배전 설비에서 고장이 임박하였음을 경고하게 된다.
도 6은 본 발명의 고장 진단 방법에 따른 흐름도로서, 이를 참조하여 이상 징후 신호 입력으로부터 이상 징후 판단에 이르기까지의 흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단계 ST100에서 수배전 설비의 각 장치측에 설치된 센서수단(30)으로부터 이상 징후 신호 검출수단(32)으로 장치들의 상태를 검출한 신호가 전달되는 것으로 플로우가 시작된다. 이상 징후 신호 검출수단(32)은 센서신호가 기준치 설 정수단(40)에서 제공된 임계치를 초과했는지 여부를 판단하고(ST110), 임계치를 초과했으면 이상 징후 신호를 발생시킨다. 이후 이상 징후 이벤트 검출수단(34)은 이상 징후 신호를 계수한다(ST120). 계속해서, 단계 ST130에서 이상 징후 이벤트 검출수단(34)은 소정 시간 내에 이상 징후 신호의 계수가 설정치를 초과했는지를 판단한다. 예컨대, 초음파센서 또는 고주파전류센서에서 아크 발생을 검출하는 경우, 30초 내에 이상 징후 신호가 5회를 초과했는지 여부를 판단할 수 있다. 이상 징후 신호의 계수가 설정치를 초과했다면, 단계 ST140에서 이상 징후 이벤트를 발생시키며, 이상 징후 이벤트를 기록한다. 이후, 이상 징후 경향 분석수단(36)은 앞서 언급된 라플라스 통계치(UL)를 이용하여 이상 징후 이벤트들의 경향을 분석한다(ST150). 예컨대, 고장이 임박할수록 이벤트 기록 시간은 점차 단축될 것이며, 라플라스 통계치(UL)가 표준 정상분포의 z-value를 초과할 때 경보수단(38)이 작동된다(ST160).
전술한 바와 같은 본 발명의 수배전 설비 고장 진단 시스템은 수배전 설비의 각 장치들에 설치된 센서수단(30)으로부터 각 장치의 상태에 대응하는 센서신호를 수신하고, 이상 징후 신호 검출수단(32)에서 수신된 센서신호가 임계치를 초과했는지 여부에 따라 이상 징후 신호를 발생시키며, 이상 징후 이벤트 검출수단(34)은 이상 징후 신호를 계수하여 이상 징후 이벤트를 발생시킨다. 이때, 각 장치들에 설치된 센서수단(30)은 통상의 수배전 설비에서 각 장치들을 감시하기 위해 이용되는 다양한 센서군을 포함한다. 센서수단(30)은 각 장치들의 상태정보를 전압신호로 변 환하는 수단으로서, 그 종류에 제한을 두지 않는다. 이상 징후 경향 분석수단(36)은 라플라스 통계치(UL)를 이용하여 이상 징후 이벤트 기록들이 사고나 고장의 전조현상인지를 분석한다. 예컨대, 라플라스 통계치(UL)가 신뢰도 확실성 레벨에 따른 표준 정상분포의 z-value를 초과할 경우, 이를 고장의 전조현상으로 판단하며, 경보수단(38)을 작동시킨다.
이상 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수배전 설비 고장 진단 시스템은 수배전 설비의 열화 고장을 사전에 진단함에 있어, 이상 징후 이벤트들의 발생 추세를 통계적으로 접근하여 고장을 진단함으로써, 정상작동중인 장치들에 대한 오보 및 오진단을 방지할 수 있으며, 결과적으로 안정적인 전력운영을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 적어도 변압기, 차단기, 개폐기, 버스바를 포함하는 복수의 장치를 포함하는 수배전 설비에 설치되어 수배전 설비의 고장을 진단하는 수배전 설비 고장 진단 시스템에 있어서,
    상기 수배전 설비의 적어도 하나 이상의 장치의 상태를 검출하는 센서수단;
    상기 센서수단으로부터 입력되는 신호가 설정된 임계치를 초과하는지를 판단하여 이상 징후 신호를 발생시키는 이상 징후 신호 검출수단;
    상기 이상 징후 신호 검출수단에서 발생된 이상 징후 신호를 계수하며, 설정 시간 내에 정해진 회수의 계수가 이루어지면 이상 징후 이벤트를 발생시키고 이를 기록하는 이상 징후 이벤트 검출수단;
    상기 이상 징후 이벤트 검출수단에 의해 기록된 이상 징후 이벤트의 경향을 분석하여 고장 여부를 판단하는 이상 징후 경향 분석수단; 및
    상기 이상 징후 경향 분석수단에서 고장을 판단하면 경보를 발생시키는 경보수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장진단 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이상 징후 경향 분석수단은 라플라스 통계치(UL)가 설정값을 초과하는 지 여부에 따라 고장을 진단하며, 상기 라플라스 통계치(UL)는,
    Figure 112007021029319-pat00004
    식을 통해 얻어지되, 여기서 tf는 초기 가동시점을 0으로 가정하고 이때부터 고장이 진단되는 시점까지의 시간이고, Ti는 각각의 이상 징후 이벤트가 발생된 시간이고, m은 tf 시간동안 발생된 이상 징후 이벤트의 개수인 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    수배전 설비의 초기 가동시 상기 센서수단으로부터 전달되는 신호를 참조하여 상기 이상 징후 신호 검출수단의 임계치를 설정하는 기준치 설정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수배전 설비의 각 장치로부터 수배전 설비의 운영정보를 취득하는 운영정보 취득부와, 상기 운영정보 취득부로부터 취득된 정보를 저장하는 운영정보 데 이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이상 징후 신호 검출수단은 상기 운영정보 데이터베이스를 참조하여 수배전 설비의 유지 관리 동작시에는 이상 징후 신호를 발생시키지 않도록 된 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 센서수단은 수배전 설비의 적어도 어느 하나의 장치측에 설치되어 부분방전을 검출하고 검출된 전류값을 전압신호로 변환하여 출력하는 부분방전센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 센서수단은 수배전 설비의 적어도 어느 하나의 장치측에 설치되어 장치의 온도변화를 전압신호로 변환하여 출력하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 센서수단은 수배전 설비의 적어도 어느 하나의 장치측에 설치되어 장치의 과열 여부를 검출하고 이를 전압신호로 변환하여 출력하는 적외선 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 센서수단은 수배전 설비의 적어도 어느 하나의 장치측에 설치되어 장치의 아크 또는 스파크 발생을 검출하고 이를 전압신호로 변환하여 출력하는 초음파센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 센서수단은 수배전 설비의 적어도 어느 하나의 장치측에 설치되어 장치의 진동을 검출하고 이를 전압신호로 변환하여 출력하는 진동센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 센서수단은 수배전 설비의 적어도 어느 하나의 장치측에 설치되어 장치의 아크 또는 코로나를 검출하고 이를 전압신호로 변환하여 출력하는 고주파전류센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전 설비 고장 진단 시스템.
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