KR100956502B1 - 싸이리스터 정류기 열화 예측 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 싸이리스터 정류기 열화를 분석하는 방법으로서, 대용량 싸이리스터 정류기에서 항상 측정이 가능한 게이트 전류만을 분석하여 정류기 소자의 열화 정도를 예측하는 싸이리스터 정류기 열화 예측방법에 관한 것이다.
본 발명의 싸이리스터 정류기 열화 예측 방법에 있어서, (a) 병렬로 연결된 싸이리스터 소자의 턴-온(turn-on) 되는 시점을 측정하는 단계; (b) 각 파형의 실효치(RMS) 값을 계산(Ri)하는 단계; (c) 각각의 파형의 실효치에 대한 실효치(RMS)평균을 산출하는 단계; 및 (d) 상기 동일 그룹 내의 소자들의 평균 실효치를 이용하여 편차로써 열화 정도를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
싸이리스터, 정류기, 열화진단

Description

싸이리스터 정류기 열화 예측 방법{Prediction Method on Deterioration of Thyristor Rectifier}
본 발명은 싸이리스터 정류기 열화를 분석하는 방법으로서, 대용량 싸이리스터 정류기에서 항상 측정이 가능한 게이트 전류만을 분석하여 정류기 소자의 열화 정도를 예측하는 싸이리스터 정류기 열화 예측방법에 관한 것이다.
종래의 기술상 직접적으로 통전중인 싸이리스터의 전압 또는 전류를 측정하여 열화 정도를 분석하는 기술은 나와있지 않다.
간접적으로 측정하는 방식 중 잘 알려진 것은 분석하고자 하는 싸이리스터 소자를 Off 라는 상태에서 고전압을 인가하여 누설전류를 측정하고 이를 통하여 열화 정도를 유추하는 방식이다.
이 방식의 경우 운전중에 싸이리스터의 열화 상태를 알 수가 없으므로 정수시에 싸이리스터를 정류기로부터 분해하여 개별적으로 측정에 의해 분석해야만 하는 문제점이 발생하였다.
실제 싸이리스터에 흐르는 전류는 싸이리스터와 통전 부스바와의 압력이 상당히 중요한 요인이 되므로 정수시마다 분해와 조립을 반복하는 것은 정류기 시스템 자체의 특성을 대단히 불안하게 만들 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 대용량 싸이리스터 정류기에서 항상 측정이 가능한 게이트 전류만을 분석하여 정류기 소자의 열화 정도를 예측하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 싸이리스터 정류기 열화 예측 방법에 있어서, (a) 병렬로 연결된 싸이리스터 소자의 턴-온(turn-on) 되는 시점을 측정하는 단계; (b) 각 파형의 실효치(RMS) 값을 계산(Ri)하는 단계; (c) 각각의 파형의 실효치에 대한 실효치(RMS)평균을 산출하는 단계; 및 (d) 상기 동일 그룹 내의 소자들의 평균 실효치를 이용하여 편차로써 열화 정도를 계산하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 각 싸이리스터의 실효치(RMS)의 상대차가 Del(%) = (Ri-M)/M*100 를 통해 계산되도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 싸이리스터 정류기가 현장에서 운전중에도 싸이리스터 정류기에 on/off 를 제어하는 게이트 드라이브의 전류만을 측정하여 정류기 소자의 열화 정도를 분석하게 되는 경우, 실제 대부분의 현장에서는 싸이리스터 자체의 전압 또는 전류를 측정할 수 없는 경우가 많으므로 게이트 드라이브의 신호 분석을 통하여 간접적으로 평가할 수 있는 방법이 필요하며, 실시간으로 싸이리스터 소자들의 열화 정도를 계산하여 대형 사고를 미연에 방지하고, 정류기의 유지, 보수에도 기여하도록 하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명인 싸이리스터 정류기 열화 예측 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 병렬 싸이리스터 소자들의 turn-on 시점을 나타내는 도면이다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 각 조의 싸이리스터의 turn-on 되는 시점을 모두 측정하여 각 싸이리스터의 도통 시점의 시간을 계산한다.
이론적으로 같은 조에 속한 싸이리스터들은 모두 동일 시점에 turn-on 되어야 하지만 실질적으로 소자의 불균일, 설치시의 압력 차이 등에 의하여 서서히 turn-on 특성이 변하게 되며 결과적으로 가장 먼저 turn-on 되는 싸이리스터 소자 부터 큰 전류가 흐르게 된다.
이런 현상이 오래 반복되다 보면 해당되는 소자가 먼저 스트레스를 받아 고장을 일으키게 되는 원인이 된다.
따라서, 병렬로 연결된 싸이리스터 소자의 turn-on 되는 시점을 측정하는 열화의 판단은 같은 조의 모든 싸이리스터들의 도통 되는 시점을 가지고 열화 순서를 예측하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 게이트 드라이브 전류 실효치로써 분석하는 방식을 나타내는 흐름도이다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 싸이리스터 소자의 turn-on 되는 시점을 측정하는 단계를 수행한다.(S10)
상기 S10 단계는, 병렬로 연결된 싸이리스터 소자의 turn-on 되는 시점을 측정하여 같은 조의 모든 싸이리스터들의 도통되는 시점을 가지고 열화 순서를 판단한다.
다음으로, 각 파형의 실효치(RMS) 값을 계산(Ri)하는 단계를 수행한다. (S20)
상기 S20 단계는, 상기 병렬로 연결된 싸이리스터 소자의 turn-on 되는 시점을 측정하고, 시점 이후 발생되는 파형의 실효치값을 계산한다. 이때, Ri는 각 싸이리스터 게이트 전류의 실효치값을 나타내고, M은 병렬로 연결된 같은조의 싸이리스터들의 실효치들의 평균값을 나타낸다.
다음으로, 그룹 내 실효치(RMS)평균을 산출하는 단계를 수행한다.(S30)
상기 S30 단계는, 실제 싸이리스터에 흐르는 전류는 게이트 드라이브 전류 의 양과 상관이 있으므로 게이트 드라이브 전류가 많은 소자가, 많은 전류를 흘리게 되고, 먼저 열화 될 수 있는 가능성이 커지게 된다.
다음으로, 같은 조 소자들의 평균 실효치를 이용하여 열화 정도를 계산하는 단계를 수행한다.(S40)
상기 S40 단계는, 각 싸이리스터의 실효치(RMS)의 상대차를 % 로 계산하도록 아래와 같은 수학식을 사용한다.
[수학식]
Del(%) = (Ri-M)/M*100
Ri는 각 싸이리스터 게이트 전류의 실효치값을 나타내고, M은 병렬로 연결된 같은 조의 싸이리스터들의 실효치들의 평균값을 나타내고, Del(%)는 각 싸이리스터의 실효치(Ri) 및 병렬로 연결된 같은 조의 실효치 평균값(M)으로 계산된 각 싸이리스터의 차이를 의미한다. 즉, Del 값이 클수록 싸이리스터의 열화 정도가 크다.
실제 싸이리스터에 흐르는 전류는 게이트 드라이브 전류의 양과 상관이 있으므로, 게이트 드라이브 전류 실효치 크기를 서로 비교함으로써 열화의 정도를 분석하도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 병렬 싸이리스터 소자들의 turn-on 시점을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 게이트 드라이브 전류 실효치로써 분석하는 방식을 나타내는 흐름도.

Claims (2)

  1. 싸이리스터 정류기 열화 예측 방법에 있어서,
    (a) 병렬로 연결된 싸이리스터 소자의 턴-온(turn-on) 되는 시점을 측정하는 단계(S10);
    (b) 각 파형의 실효치(RMS) 값을 계산(Ri)하는 단계(S20);
    (c) 각각의 파형의 실효치에 대한 실효치(RMS)평균을 산출하는 단계(S30); 및
    (d) 동일 그룹 내의 소자들의 평균 실효치를 이용하여 같은 조의 모든 싸이리스터들의 도통되는 시점을 가지고 열화 정도를 계산하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 싸이리스터 정류기 열화 예측 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    각 싸이리스터의 실효치(RMS)의 상대차가
    Del(%) = (Ri-M)/M*100
    (Ri:각 싸이리스터 게이트 전류의 실효치값, M은 병렬로 연결된 같은 조의 싸이리스터들의 실효치들의 평균값, Del(%)는 각 싸이리스터의 실효치(Ri) 및 병렬로 연결된 같은 조의 실효치 평균값(M)으로 계산된 각 싸이리스터의 차이)
    를 통해 계산되도록 하는 것을 포함하는 싸이리스터 정류기 열화 예측방법.
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