KR100784302B1 - Diagnosis Method And Equipment for Electric Power machinery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력기기의 노화나 이상현상을 진단할 수 있는 전력기기의 진단장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a power device capable of diagnosing aging or abnormality of the power device.
본 발명은 전력기기로부터 입력된 전류 신호 중 제 1 크기를 가지는 전류신호를 검출하는 정상 전류 검출부와 상기 제 1 크기보다 큰 전류 신호를 검출하는 고장 전류 검출부와 상기 제 1 크기보다 작은 전류 신호를 검출하는 고주파수 및 노치 성분 검출부를 구비하여 전류 신호의 크기에 따라 다수개의 채널로 구분하는 전류 검출부와; 상기 다수개의 채널로 구분된 전류 신호를 이용하여 전력기기의 이상 유무를 판단하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a normal current detector for detecting a current signal having a first magnitude among current signals input from a power device, a fault current detector for detecting a current signal greater than the first magnitude, and a current signal smaller than the first magnitude. A current detector including a high frequency and a notch component detector to divide the channel into a plurality of channels according to the magnitude of the current signal; It characterized in that it comprises a signal processing unit for determining the abnormality of the power device using the current signal divided into the plurality of channels.
Description
도 1은 본 발명에 따른 전력 기기의 진단 장치를 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for diagnosing a power device according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 전력 기기의 진단 장치를 이용한 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a diagnostic method using the diagnostic apparatus of the power device shown in FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for main parts of the drawings>
110 : 전류 검출부 112 : 전류 입력부110: current detection unit 112: current input unit
114 : 전압 입력부 120 : 정상 전류 검출부114: voltage input unit 120: normal current detection unit
122,132,142 : 트랜스듀서 124,144,146,148,164 : 필터122,132,142: Transducers 124,144,146,148,164: Filter
126,134,150,152 : 채널 128,158 : 아날로그 디지털 컨버터126,134,150,152: Channel 128,158: Analog to Digital Converter
130 : 고장 전류 검출부 140 : 고주파수 및 노치 성분 검출부130: fault current detection unit 140: high frequency and notch component detection unit
156 : 신호 처리부 160 : 전압 검출부156: signal processor 160: voltage detector
162 : 변압기 166 : 제어부162: transformer 166: control unit
168 : 표시부168 display unit
본 발명은 전력기기의 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전력기기의 노화나 이상현상을 진단할 수 있는 전력기기의 진단장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a power device, and more particularly, to an apparatus and method for diagnosing an aging or abnormality of a power device.
전력 전자 기술의 발달과 함께 산업, 가정, 수송, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 각종 전력기기가 널리 사용되고 있다.With the development of power electronic technology, various power devices are widely used in various fields such as industry, home, transportation, medical care, and environment.
이러한 전력기기는 노화나 고장이 발생한 경우 초기나 진행단계에서 측정 가능한 전기적인 신호를 발생시킨다. 이 때, 발생된 전기적인 신호는 주기적이지 않고 산발적으로 발생되며 애자의 절연파괴, 선로의 수목접촉, 지중 케이블의 고장 및 피뢰기 고장 등으로부터 발생된다. 이 전기적인 신호의 전류 크기는 10~100mA이며, 주파수는 2~10kHz 사이에 분포된다. Such power equipment generates measurable electrical signals in the early and ongoing stages of aging or failure. At this time, the generated electrical signal is not periodic but sporadic and is generated from insulation breakdown of insulator, tree contact of line, failure of underground cable, and arrester failure. The current magnitude of this electrical signal is 10-100mA, and the frequency is distributed between 2-10kHz.
이와 같은 전력 기기의 노화나 고장이 발생되는 경우 경제적 및 사회적 손실을 가져올 가능성이 매우 크다. 이에 따라, 종래의 전력 기기는 임의의 수명연한을 설정하고 일정하게 교체해줌으로써 사고 가능성을 낮추고 있다. 그러나, 이러한 방법은 정확한 동작상태를 파악하고 교체하는 것에 비해 상당한 경제적 손실이 발생된다.In the event of aging or failure of such power equipment, there is a great possibility of economic and social losses. Accordingly, the conventional power device lowers the possibility of an accident by setting an arbitrary service life and replacing it regularly. However, this method generates significant economic losses compared to identifying and replacing the correct operating state.
이에 따라, 최근에는 전력 기기의 노화나 고장에 의한 이상 현상을 포착 및 진단할 수 있는 기술이 요구되어 있다.Accordingly, in recent years, there is a demand for a technology capable of capturing and diagnosing abnormalities caused by aging or failure of power equipment.
따라서, 본 발명의 목적은 전력기기의 노화나 이상현상을 진단할 수 있는 전력기기의 진단장치 및 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for diagnosing a power device capable of diagnosing aging or abnormality of the power device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전력기기의 진단 장치는 전력기기로부터 입력된 전류 신호 중 제 1 크기를 가지는 전류신호를 검출하는 정상 전류 검출부와 상기 제 1 크기보다 큰 전류 신호를 검출하는 고장 전류 검출부와 상기 제 1 크기보다 작은 전류 신호를 검출하는 고주파수 및 노치 성분 검출부를 구비하여 전류 신호의 크기에 따라 다수개의 채널로 구분하는 전류 검출부와 상기 다수개의 채널로 구분된 전류 신호를 이용하여 전력기기의 이상 유무를 판단하는 신호처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a diagnostic apparatus for a power device according to the present invention is to detect a current signal having a first magnitude and a current signal larger than the first magnitude of the current signal input from the power device; A fault current detecting unit and a high frequency and notch component detecting unit for detecting a current signal smaller than the first magnitude are provided, and the current detecting unit is divided into a plurality of channels according to the magnitude of the current signal. Characterized in that the signal processing unit for determining the abnormality of the power device.
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상기 정상 전류 검출부는 상기 제1 크기의 전류신호에 대해 전압 신호로 변환하는 제1 트랜스듀서와; 상기 제1 트랜스듀서로부터 입력된 신호에 포함된 엘리어싱을 제거하는 제1 필터와; 상기 제1 필터로부터 엘리어싱이 제거된 신호가 입력되는 정상 신호 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.The steady current detector includes: a first transducer converting the current signal having the first magnitude into a voltage signal; A first filter for removing aliasing included in a signal input from the first transducer; And a normal signal channel to which a signal from which aliasing is removed from the first filter is input.
상기 고장 전류 검출부는 상기 제1 크기보다 큰 전류신호에 대해 전압 신호로 변환하는 제2 트랜스듀서와; 상기 제2 트랜스듀서로부터 변환된 신호가 입력되 는 고장 신호 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.The fault current detector includes a second transducer converting a current signal larger than the first magnitude into a voltage signal; And a failure signal channel to which the signal converted from the second transducer is input.
상기 고주파수 및 노치 성분 검출부는 상기 제1 크기보다 작은 전류신호에 대해 전압 신호로 변환하는 제3 트랜스듀서와; 상기 제3 트랜스듀서로부터 입력된 신호에 포함된 기본파 성분을 제거하는 제2 필터와; 상기 제2 필터로부터 입력된 신호에 포함된 엘리어싱을 제거함과 아울러 고주파 성분을 검출하는 제3 필터와; 상기 제2 필터로부터 입력된 신호에 포함된 엘리어싱을 제거하는 제4 필터와; 상기 제3 필터로부터 엘리어싱이 제거된 고주파 성분의 신호가 입력되는 고주파 신호 채널과; 상기 제4 필터로부터 엘리어싱이 제거된 신호가 입력되는 노치 신호 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.The high frequency and notch component detector comprises: a third transducer converting a current signal smaller than the first magnitude into a voltage signal; A second filter for removing fundamental wave components included in a signal input from the third transducer; A third filter which removes aliasing included in the signal input from the second filter and detects a high frequency component; A fourth filter for removing aliasing included in the signal input from the second filter; A high frequency signal channel to which a signal of a high frequency component from which aliasing is removed from the third filter is input; And a notch signal channel to which a signal from which aliasing is removed from the fourth filter is input.
상기 전력기기의 진단 장치는 상기 전력기기로부터 입력된 전압 신호를 검출하는 전압 검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for diagnosing the power device may further include a voltage detector configured to detect a voltage signal input from the power device.
상기 전압 검출부는 상기 전압 신호의 레벨을 변환하는 변압기와; 상기 레벨이 변환된 전압 신호에 포함된 엘리어싱을 제거하는 제5 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The voltage detector includes a transformer for converting a level of the voltage signal; And a fifth filter for eliminating aliasing included in the converted voltage signal.
상기 전력기기의 진단 장치는 상기 정상 신호 채널, 고장 신호 채널, 고주파 신호 채널 및 제5 필터 중 적어도 어느 하나와 신호 처리부 사이에 형성되는 제1 아날로그 디지털 컨버터와; 상기 노치 신호 채널과 상기 신호 처리부 사이에 형성되는 제2 아날로그 디지털 컨버터를 구비하며, 상기 제1 아날로그 디지털 컨버터의 해상도는 상기 제2 아날로그 디지털 컨버터의 해상도보다 낮은 것을 특징으로 한다.The diagnostic apparatus of the power device includes a first analog-to-digital converter formed between at least one of the normal signal channel, the fault signal channel, the high frequency signal channel, and the fifth filter and a signal processor; And a second analog to digital converter formed between the notch signal channel and the signal processor, wherein the resolution of the first analog to digital converter is lower than that of the second analog to digital converter.
상기 신호 처리부는 Simple Moving Average기법, Simple Exponential Smoothing 기법, Shewhart 컨트롤 차트, EWMA 컨트롤 차트 및 비율 컨트롤 차트 중 어느 하나를 이용하여 비정상적인 데이터를 검출하는 것을 특징으로 한다.The signal processor may detect abnormal data using any one of a simple moving average technique, a simple exponential smoothing technique, a shewhart control chart, an EWMA control chart, and a ratio control chart.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전력 기기의 진단 방법은 전력기기로부터 입력된 전류 신호의 크기에 따라 상기 전류 신호를 다수개의 채널로 구분하는 단계와; 상기 다수개의 채널로 구분된 전류신호를 이용하여 전력기기의 이상유무를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the diagnostic method of the power device according to the present invention comprises the steps of: dividing the current signal into a plurality of channels according to the magnitude of the current signal input from the power device; And determining an abnormality of the power device by using the current signal divided into the plurality of channels.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명에 따른 전력 기기의 진단 장치를 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for diagnosing a power device according to the present invention.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 전력 기기의 진단 장치는 전류신호를 입력받는 전류 입력부(112)와, 전압 신호를 입력받는 전압 입력부(114)와, 입력된 전류신호를 분석하는 전류검출부(110)와, 입력된 전류 신호를 분석하는 전압검출부(160)와, 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(128,158)와, 입력된 디지털 신호 중 비정상적인 전기신호를 검출하는 신호 처리부(156)와, 신호 처리부(156)로부터의 데이터로부터 전력기기를 제어하는 제어부(166)와, 제어부(166)의 동작 결과를 표시하는 표시부(168)를 구비한다.The diagnostic apparatus for a power device according to the present invention shown in FIG. 1 includes a
전류 입력부(112)는 전류 기기와 접속되어 전류 기기로부터의 전류 신호가 입력된다.The
전류검출부(110)는 정상 전류 검출부(120), 고장 전류 검출부(130), 고주파수 및 노치 성분 검출부(140)를 구비한다.The
정상 전류 검출부(120)는 전류 입력부(112)와 제1 아날로그 디지털 컨버터(128) 사이에 접속된 제1 트랜스듀서(122), 제1 필터(124) 및 정상 신호 채널(126)을 구비한다.The steady
제1 트랜스듀서(122)는 전류기기의 정상적인 상태의 전류를 분석하기 위해 전류 입력부(112)로부터 입력된 정상 전류신호를 전압 신호로 변환한다. 예를 들어, 제1 트랜스듀서(122)는 6~10A의 정상 전류신호를 5V로 변환한다. 제1 필터(124)는 제1 트랜스듀서(122)로부터 입력되는 신호에 포함된 엘리어싱을 제거하는 안티 엘리어싱 필터(Anti-Aliasing Filter)로 이루어진다. 정상 신호 채널(126)은 제1 필터(124)로부터 엘리어싱이 제거된 신호를 제1 아날로그 디지털 컨버터(128)에 공급한다.The
고장 전류 검출부(130)는 전류 입력부(112)와 제1 아날로그 디지털 컨버터(128) 사이에 접속된 제2 트랜스듀서(132) 및 고장 신호 채널(134)을 구비한다.The
제2 트랜스듀서(132)는 전류기기의 고장상태의 전류를 분석하기 위해 전류 입력부(112)로부터 입력된 고장 전류 신호를 전압 신호로 변환한다. 예를 들어, 제2 트랜스듀서(122)는 정상상태의 전류보다 큰 약 10~100A의 전류신호를 5V로 변환한다. 고장 신호 채널(134)은 제2 트랜스듀서(132)로부터의 신호를 제1 아날로그 디지털 컨버터(128)에 공급한다. The
고주파수 및 노치 성분 검출부(140)는 전류 입력부(112)와 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터(128,158) 사이에 접속된 제3 트랜스듀서(142), 제2 내지 제4 필터(144,146,148), 고주파 신호 채널(150) 및 노치 신호 채널(152)을 구비한다.The high frequency and
제3 트랜스듀서(142)는 전류기기의 고주파수와 노치 성분을 검출하기 위해 전류 입력부(112)로부터 입력된 특정 전류신호를 전압 신호로 변환한다. 예를 들어, 제3 트랜스듀서(142)는 정상 상태의 전류 보다 작은 5A의 전류신호를 5V로 변환한다. 제2 필터(144)는 제3 트랜스듀서(142)로부터 입력되는 전압신호에서 기본파(예를 들어, 60Hz) 성분을 제거하는 노치 필터(Notch Filter)로 이루어진다. 제3 필터(146)는 제2 필터(144)로부터 입력된 신호에 포함된 고주파 성분을 검출함과 아울러 엘리어싱을 제거한다. 이를 위해, 제3 필터(146)는 안티 엘리어싱 필터(Anti-Aliasing Filter)와 고역 통과 필터(High Pass Filter)가 일체화되어 형성된다. 제4 필터(148)는 제2 필터(144)로부터 입력되는 신호에 포함된 엘리어싱을 제거하는 안티 엘리어싱 필터(Anti-Aliasing Filter)로 이루어진다. 고주파 신호 채널(150)은 제3 필터(146)로부터 엘리어싱이 제거된 고주파 신호를 제1 아날로그 디지털 컨버터(128)에 공급한다. 노치 신호 채널(152)은 제4 필터(148)로부터 엘리어싱이 제거된 신호를 제2 아날로그 디지털 컨버터(158)에 공급한다. The
전압 입력부(114)는 전류 기기와 접속되어 전류 기기로부터의 전압신호가 입력된다.The
전압 검출부(160)는 전압 입력부(114)와 제1 아날로그 디지털 컨버터(128) 사이에 접속된 변압기(162) 및 제5 필터(164)을 구비한다.The
변압기(162)는 전류기기의 전압을 분석하기 위해 전압 입력부(114)로부터 입력된 전압 신호의 레벨을 변화시킨다. 즉, 변압기(162)는 60~65V, 예를 들어 63.5V 또는 100~120V, 예를 들어 110V의 전압 신호를 5~7V, 예를 들어 6V의 전압 신호로 변환한다. 제5 필터(164)는 변압기(162)로부터 입력되는 신호에 포함된 엘리어싱을 제거하는 안티 엘리어싱 필터(Anti-Aliasing Filter)로 이루어진다.The
제1 아날로그 디지털 컨버터(128)는 정상 신호 채널(126), 고장 신호 채널(134), 고주파 신호 채널(150) 및 제5 필터(164)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이 때, 제1 아날로그 디지털 컨버터(128)는 12비트 이상의 해상도를 가진다.The first analog to
제2 아날로그 디지털 컨버터(158)는 노치 신호 채널(152)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이 때, 제2 아날로그 디지털 컨버터(158)는 제1 아날로그 디지털 컨버터(128)보다 높은 해상도, 예를 들어 16비트 이상의 해상도를 가진다.The second analog to
신호 처리부(156)는 제1 및 제2 아날로그 디지털 컨버터(128,158)로부터 매초마다 입력되는 디지털 신호를 이용하여 전류 실효값, 전압 실효값, 전류 위상, 전압 위상, 유효전력, 무효전력 등의 전기적 물리량을 매 수 사이클, 예를 들어 2사이클마다 계산한다. 그리고, 신호처리부(156)는 각 전기적 물리량의 최소값, 최대값, 평균값, 표준편차 등의 데이터를 매초단위로 갱신한다. 매초마다 절대적 상한 문턱치, 절대적 하한 문턱치를 초과하거나, 현재 평균치 이상이나 평균치 이하인 비정상적인 데이터를 제어부(166)에 공급한다. The
제어부(166)는 신호 처리부(156)로부터 입력된 데이터를 통해서 전력기기의 고장 및 노후 등을 판단하여 전력 기기의 동작을 제어한다. The
표시부(168)는 제어부(166)에 의해서 제어된 동작 결과를 즉, 전력기기의 현재 상태를 사용자에게 알리기 위해 표시한다. 이러한 표시부는 예를 들어, LED, LCD, PDP,CRT 등을 이용한다.The
한편, 신호처리부(156)는 수치적 해석 또는 파형 분석을 통해 비정상적인 데이터를 검출한다.Meanwhile, the
수치적 해석은 연속적 사고의 경향을 나타내는 전압 불평형 데이터를 분석하기 위한 Simple Moving Average기법 또는 Simple Exponential Smoothing 기법을 이용한다.Numerical analysis uses either Simple Moving Average or Simple Exponential Smoothing to analyze voltage unbalance data indicating the tendency of continuous thinking.
Simple Moving Average기법은 현재 데이터로부터 2~5개 정도의 이전 데이터 평균을 계산해서 다음 주기의 값을 예측한 후 실제값과 비교하여 비정상적인 데이터를 찾는다. 여기서, 다음 주기의 예측값의 계산식은 수학식 1과 같다.Simple Moving Average method finds abnormal data by calculating the average of 2 ~ 5 previous data from current data, predicting the value of next period and comparing it with actual value. Here, the calculation formula of the predicted value of the next period is shown in
Simple Exponential Smoothing 기법은 최근의 데이터일수록 높은 가중치를 준다. 이러한 Simple Exponential Smoothing 기법의 계산식은 수학식 2와 같다.The Simple Exponential Smoothing technique gives more weight to recent data. The equation of the Simple Exponential Smoothing technique is shown in Equation 2.
수학식 2에서 가장 최근 데이터에 대한 가중치를 λ(0<λ<1)라 하면 그 다음 데이터의 가중치는 λ(1-λ), λ(1-λ)2 등의 관계를 가지며, λ는 Smoothing Factor 혹은 Smoothing Constant, Damping Factor이다.In Equation 2, when the weight of the most recent data is λ (0 <λ <1), the weight of the next data has a relationship of λ (1-λ), λ (1-λ) 2 , and λ is Smoothing Factor, Smoothing Constant, and Damping Factor.
파형 분석은 정상/비정상을 구별하기 위하여 측정 데이터의 평균과 표준편차를 이용하여 제어를 위한 상한(UCL, Upper Control Limit)과 하한(LCL, Lower Control Limit)을 설정한 후 측정된 전압 데이터로부터 시스템 내의 비정상적인 데이터를 찾아내고 이를 컨트롤한다. 이를 위해, 파형 분석법은 Shewhart 컨트롤 차트와, EWMA(Exponentially Weighted Moving Average) 컨트롤 차트와, 비율(Proportional) 컨트롤 챠트를 사용한다.Waveform analysis uses upper and lower limits (UCL) and lower limits (LCL) for control using the average and standard deviation of the measured data to distinguish between normal and abnormal conditions. Detect abnormal data in and control it. To do this, waveform analysis uses a Shewhart control chart, an Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) control chart, and a proportional control chart.
Shewhart 컨트롤 차트 (X Chart)는 상대적으로 큰 변동을 인식하는데 효과적이며, 저장된 데이터를 가지고 상한과 하한을 우선 설정한다. 이 Shewhart 컨트롤 차트의 계산식은 수학식 3과 같다.Shewhart control charts ( X Charts) are effective for recognizing relatively large fluctuations, and set upper and lower limits first with stored data. The calculation of this Shewhart control chart is shown in Equation 3.
EWMA 컨트롤 차트(Exponentially Weighted Moving Average)는 상대적으로 작은 변동을 인식하는데 효과적이며, 데이터의 평균을 계산할 때 최근 데이터일수록 더 높은 가중치를 부여한다. 이러한 EWMA 컨트롤 차트의 계산식은 수학식 4와 같다.EWMA control charts (Exponentially Weighted Moving Average) are effective for recognizing relatively small variations, and the more recent data is weighted, the higher the weight is. The equation of the EWMA control chart is shown in Equation 4.
여기서, t=1,2,....NWhere t = 1,2, .... N
Xt : 시간 t에서의 실제 측정 데이터Xt: actual measurement data at time t
W= 계산에 사용된 데이터의 개수W = number of data used for calculation
λ : 가중치 지수 혹은 제동 지수(0<λ≤1)λ: Weight index or braking index (0 <λ≤1)
그리고, 수학식 5에 의해 평균값과 상한 및 하한율의 계산됨으로써 차트가 완성된다.And a chart is completed by calculating an average value, an upper limit, and a lower limit by Formula (5).
비율 컨트롤 차트(Proportional 컨트롤 차트, p 차트)기법은 이산적 사고의 경향을 나타내는 비정상적인 신호를 전압 실효치 변동에서 분석하며 이항분포에 기본을 둔다. 전체 모집단 중에서 일정한 기준에 부합하지 않는(Non-Conforming, 결함이 있는 것으로 판명된) 부분의 비율은 전체 모집단의 데이터 수에 대한 비정상적인 데이터의 수의 비로 정의되며, 백분율 혹은 십진소수로 표현된다. 전압실효치를 측정하여 그 중에서 전압 순간 하강(Voltage Sag) 여부를 판단하기 위해 먼저 일정기간 중에서 일정 문턱치 이하로 떨어진 경우의 데이터 수의 비율을 계산한다. The proportional control chart (p chart) technique is based on the binomial distribution, which analyzes the abnormal signal from the variation of the voltage rms that indicates the tendency of discrete thinking. The ratio of non-conforming parts of the total population to non-conforming (defined as defective) is defined as the ratio of the number of abnormal data to the number of data in the total population, expressed as a percentage or decimal. To determine whether the voltage sag is measured by measuring the voltage effective value, first, the ratio of the number of data when a predetermined threshold falls within a predetermined period is calculated.
수학식 6을 통해 한달 동안 발생한 전압순간 하강의 비율이 구해지며 수학식 7을 통해 전체 관찰한 개월 수에 대해 평균을 계산한다.Equation 6 obtains the ratio of the instantaneous voltage drop occurring in one month, and calculates the average for the total number of months observed in Equation 7.
그리고, 수학식 8에 의해 상한값과 하한값이 계산됨으써 차트가 완성된다.The upper limit value and the lower limit value are calculated by Equation 8 to complete the chart.
상기와 같이 전압, 전류 파형 데이터를 상세 분석하면 전력기기의 노화나 고 장 발생시 연속적이거나 이산적인 전기적인 신호를 검출하여, 전력기기의 노화나 고장을 사전에 검출할 수 있다.Detailed analysis of voltage and current waveform data as described above detects continuous or discrete electrical signals in the event of aging or failure of power equipment, and detects aging or failure of power equipment in advance.
도 2는 본 발명에 따른 전력 기기의 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a diagnostic method of a power device according to the present invention.
먼저, 전류 입력부와 전압 입력부 각각에 전류 기기로부터의 전류 신호와 전압 신호가 입력된다(S1,S2단계).First, a current signal and a voltage signal from a current device are input to each of the current input unit and the voltage input unit (steps S1 and S2).
전류 입력부에 입력된 전류 신호는 그 크기에 따라 정상 전류 신호, 고장 전류 신호, 고주파 및 노치 성분 검출 전류 신호 등으로 구분되어 해당 채널로 전송된다(S3단계). 정상 전류 신호는 그 신호에 대해 전압 신호로 변환하는 제1 트랜스듀서를 거치고 엘리어싱 제거를 위한 제1 필터를 거친 후 정상 신호 채널로 전송된다. 고장 전류 신호는 그 신호에 대해 전압 신호로 변환하는 제2 트랜스듀서를 거친 후 고장 신호 채널로 전송된다. 고주파 및 노치 성분 검출 전류 신호는 그 신호에 대해 전압 신호로 변환하는 제3 트랜스듀서를 거친 후 기본파 성분을 제거하는 제2 필터를 거친다. 제2 필터를 거친 신호는 제3 필터를 거쳐 고주파 신호 채널로 전송되고 제2 필터를 거친 신호 중 하나는 제4 필터를 거쳐 노치 신호 채널로 전송된다. 해당 채널로 전송된 전류신호들은 해당 아날로그 디지털 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된다.The current signal input to the current input unit is classified into a normal current signal, a fault current signal, a high frequency signal, and a notch component detection current signal according to the magnitude and transmitted to the corresponding channel (step S3). The steady current signal passes through a first transducer that converts the signal into a voltage signal, passes through a first filter for eliminating aliasing, and then is transmitted to the normal signal channel. The fault current signal is sent to the fault signal channel after passing through a second transducer that converts the signal into a voltage signal. The high frequency and notch component detection current signal passes through a third transducer that converts the signal into a voltage signal and then through a second filter that removes the fundamental wave component. The signal passing through the second filter is transmitted to the high frequency signal channel through the third filter, and one of the signals passing through the second filter is transmitted to the notch signal channel through the fourth filter. Current signals transmitted to the channel are converted into digital signals by the analog-to-digital converter.
전압 입력부에 입력된 전압 신호는 전압 레벨을 감소시키고 엘리어싱 제거를 위한 제5 필터를 거친 후 아날로그 디지털 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된다.The voltage signal input to the voltage input part is converted into a digital signal by an analog-to-digital converter after passing through a fifth filter for reducing the voltage level and eliminating aliasing.
디지털 신호로 변환된 디지털 신호를 분석하여(S4단계) 매초마다 절대적 상한 문턱치, 절대적 하한 문턱치를 초과하거나, 현재 평균치 이상이나 평균치 이하 인 비정상적인 데이터를 검출하여 제어부에 공급한다(S5단계). 제어부에 의해서 제어된 동작 결과는 표시부에 표시된다(S6단계).The digital signal converted to the digital signal is analyzed (step S4), and every second, abnormal data that exceeds the absolute upper limit threshold or the absolute lower limit threshold or exceeds the current average value or the average value is supplied to the controller (step S5). The operation result controlled by the controller is displayed on the display unit (step S6).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 기기의 진단 장치 및 방법은 입력 되는 전류 신호를 정상 신호 채널, 고장 신호 채널, 고주파 신호 채널 및 노치 신호 채널로 구분하여 분석한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 전력 기기의 진단 장치 및 방법은 전력 기기의 노화나 고장시 발생되는 비정상적인 전기적인 신호를 검출할 수 있어 전력기기의 이상현상을 진단할 수 있다.As described above, the apparatus and method for diagnosing a power device according to the present invention analyzes the input current signal into a normal signal channel, a fault signal channel, a high frequency signal channel, and a notch signal channel. Accordingly, the diagnostic device and method of the power device according to the present invention can detect abnormal electrical signals generated during aging or failure of the power device, thereby diagnosing abnormality of the power device.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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