KR100990648B1 - 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활선상태에서 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치 및 방법에 관한 것으로서, 기존의 광유 유입 변압기의 절연유를 식물성 절연유로 자동 교체할 때에 식물성 절연유를 냉각시켜 변압기 하부로 충진하면서 내부 절연유를 상부로 배유시켜 교체할 때에 변압기의 내부에서 배유되는 절연유를 제2시료로, 식물성 절연유를 제1시료로 각각 공급받아 시료탱크에 저장하고, 제1,제2시료를 일정온도로 유지시킨 후 검사 실린더를 구동시켜 제1,제2시료의 흡입력을 각각 측정하여 두 시료의 점성 차이에 따른 흡입력 차이를 상대비교하는 방법으로 혼유 정도를 자동 검사하는 장치 및 방법을 제공함에 특징이 있다.
Description
본 발명은 활선상태에서 광유 유입변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동교체 시스템의 혼유 자동 검사방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 식물성 절연유를 충진하는 과정중에 식물성 절연유와 변압기 상부밸브로부터 배유되는 내부 절연유를 시료로 채취하고 검사실린더를 이용하여 두 시료의 흡입력을 각각 측정한 후 상대비교에 의해 혼유 정도를 자동으로 검사하도록 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 설치되어 사용되고 있는 유입 변압기는 탄화수소계의 광유를 전기절연물질로 사용하고 있으며, 지상에 설치된 노후 변압기에서 절연유의 열화에 의한 화재 및 폭발의 위험이 상존하고, 운전중인 변압기에서 유사시에 누유로 인해 발생되는 환경 피해에 대한 부담이 있었다.
한편, 지구온난화의 원인이 되고 있는 탄소배출(CO2)을 저감할 수 있는 친환경적인 전기기기의 사용이 요구되는 상태에서 기존 광유를 대체할 수 있는 우수한 난연성으로 폭발 및 화재사고를 방지할 수 있고, 유사시에 누유가 되었을 때에 생분해도가 99% 이상 되어 친환경적이며 탄소배출량이 광유 대비 50배 이상 저감되며 자원의 재생산성이 우수한 녹색성장 자원인 식물성 절연유로의 교체가 필요한 시점이다.
따라서 현재 설치되어 운전중인 광유 유입 지상변압기의 절연유를 식물성 절연유로의 교체가 용이하고, 그 비용을 최소화할 수 있는 변압기 절연유 교체장치 및 그 방식이 필요하게 되었다. 운전 중인 변압기의 활선상태에서 기존의 광유를 식물성 절연유로 교체하고자 할 때에 기존에 사용하던 광유와 새로 교체하고자 하는 식물성 절연유가 변압기 내부에서 혼합되지 않고 식물성 절연유로 자동 교체할 수 있으며 교체된 식물성 절연유의 품질을 유지할 수 있어야 한다.
그런데, 통상의 변압기 절연유 교체방법은, 변압기를 철거하여 절연유를 교체한 후, 다시 설치하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 통상의 절연유 교체방법은 변압기로부터 전기를 공급받는 수용가에 대한 휴전교체작업을 실시하여 수용가의 불편을 초래하며, 현장에서 변압기를 철거하여 변압기 수리업체에서 절연유를 교체한 후 수리된 변압기를 현장으로 다시 운반하는 과정을 거쳐 재설치하여 운전하는 공법으로, 그 절차가 복잡하고, 공사기간 및 비용이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 별도의 무정전 설비를 사용하여 변압기를 사선상태로 전환한 후 현장에서 절연유를 교체하는 무정전 교체 공법을 실시할 때 무정전 설비의 사용에 따른 비용이 추가적으로 발생하여 경제적 손실이 증가되는 방법을 사용하여야 한다.
이러한 종래 변압기의 절연유 교체장치 및 방법의 문제점을 감안하여 활선상태에서 변압기의 절연유를 교체하는 장치로서 특허출원 10-2005-0087503호("활선 상태에서의 변압기 절연유 자동 공급장치 및 방법")와, 특허출원 10-2005-0081217호가 제안된 바 있다.
도 1은 종래 활선 상태에서의 변압기 절연유 자동 공급장치의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 내부에 충전부(11)가 전기적으로 장치되고, 이 충전부(11)는 절연유(12)에 의해 충분히 잠긴 상태에서 전력을 공급하는 변압기(10)에 있어서, 일단은 상기 변압기(10) 본체 하단에 형성된 배유구(13)와 연결되고 타단은 제1펌프(41)와 연결되는 배유라인(30) 상에 수직 방향으로 설치되어 변압기(10) 본체 내부에 충진된 절연유(12)의 수위 레벨을 감지하는 절연유 감지기(20)와, 상기 절연유 감지기(20)에 의해 제1펌프(41)가 작동됨에 따라 절연유(12)가 내부로 압송되면 이를 여과하고 여과된 절연유(12)를 일시 저장하는 여과기(40)와, 일단은 상기 여과기(40)와 연결된 제2펌프(42)와 연결되고 타단은 유입구(14)와 연결된 상태에서 제2펌프(42)가 작동되면 여과된 절연유(12)를 변압기(10) 내부로 일정량 공급되게 하는 공급라인(31)과, 상기 절연유 감지기(20), 제1,2펌프(41)(42)와 전기적으로 연결되고 이를 작동 제어하는 컨트롤박스(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 활선 상태에서의 변압기 절연유 자동 공급장치이다.
이와 같은 종래 활선 상태에서의 변압기 절연유 자동 공급장치는, 절연유 감지기(20)가 변압기 내부의 절연유(12)의 수위를 감지하여 여과기(40)내의 절연유를 자동으로 공급하거나 교체하는 것으로서, 단순히 변압기 내부의 절연유의 보충 및 공급과 함께 여과기능을 포함하는 정도에 지나지 않았다.
그러므로, 상기와 같은 종래 활선 상태에서의 변압기 절연유 자동 공급장치를 사용할 경우에는 기존 변압기에서 사용하는 광유와 새로 교체하고자 하는 식물성 절연유가 변압기 내부에서 혼합되어 식물성 절연유로의 교체에 대한 품질이 저하되며, 절연유를 교체할 때에 광유와 식물성 절연유의 혼합 정도를 판별할 수 있는 장치가 없기 때문에 활선상태에서 식물성 절연유로의 교체시 식물성 절연유의 품질을 유지할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기에서 살펴본 바와 같이 현재 설치되어 운전중인 탄화수소계의 절연유를 사용하는 유입 변압기에 대해서 식물성 절연유로의 교체를 실시하고자 할 때에 기존 탄화수소계의 광유와 식물성 절연유의 혼합 정도를 자동으로 판별하여 식물성 절연유의 교체 품질을 향상시키고 식물성 절연유로의 교체 완료 시점을 정확히 판단하여 활선상태에서 절연유 교체가 가능하도록 하는 활선상태에서의 변압기 절연유 교체를 위한 혼유 자동 검사방법 및 그 장치을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 변압기의 수명에 직접적인 관련이 있는 광유 유입변압기의 절연유를 현장에서 활선 상태로 식물성 절연유로 교체할 때에 발생하는 변압기의 내부에서의 기존 탄화수소계의 광유와 식물성 절연유가 혼합되는 현상을 극소화하여 교체된 절연유의 품질을 유지하도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 혼유 자동 검사방법은, 식물성 절연유를 냉각시켜 변압기의 하부 밸브를 통해서 충진하는 자동 주유장치와, 변압기의 상부 밸브를 통해 내부 절연유를 배유시키기 위한 자동 배유장치를 포함하여 구성되는 활선상태에서 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사방법에 있어서,
상기 자동주유장치로부터 식물성 절연유를 제1시료밸브를 통해 제1시료로 일정량 공급받아 제1시료 탱크에 저장함과 아울러 상기 상부밸브로 배유되는 변압기 내부 절연유를 제2시료밸브를 통해 제2시료로 일정량 공급받아 제2시료 탱크에 저장하는 시료채취 과정과;
상기 제1,제2시료 탱크 내의 제1시료와 제2시료를 각각 설정된 온도로 냉각시킴과 아울러 정압조절을 하여 일정한 온도 및 압력을 유지시키는 시료 온도조절과정과;
상기 제1,제2시료 탱크 내의 제1시료와 제2시료를 각각 제1,제2검사 실린더로 흡입시키면서 제1,제2흡입력 측정센서를 통해 흡입력을 측정하는 흡입력 측정과정과;
상기 흡입력 측정과정에서 측정된 제1시료의 흡입력과 제2시료의 흡입력의 차이에 의거하여 혼유 정도를 판단하는 혼유 정도 판단과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼유 자동 검사 방법은, 상기 시료채취과정 이전에 먼저 상기 제1,제2시료탱크의 시료들을 모두 배유시킨 후, 상기 제1,제2 검사 실린더를 수회 반복하여 전진/후진 시켜 흡입력 측정센서를 자동 교정하는 준비단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡입력 측정과정은, 상기 제1,제2 검사실린더를 후진/전진 시키면서 각각 시료의 흡입력을 측정하되, 미리 정해둔 소정횟수 반복 측정하고, 상기 혼유 정도 판단 과정은 소정횟수 반복 측정된 각 시료의 흡입력의 평균치를 산출하여 혼유 정도를 판단하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 혼유 자동 검사장치는, 식물성 절연유를 냉각시켜 변압기의 하부 밸브를 통해서 충진하는 자동 주유장치와, 변압기의 상부 밸브를 통해 내부 절연유를 배유시키기 위한 자동 배유장치를 포함하여 구성되는 활선상태에서 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치에 있어서,
상기 자동주유장치로부터 식물성 절연유를 제1시료밸브를 통해 제1시료로 일정량 공급받아 저장하는 제1시료 탱크와;
상기 상부밸브로 배유되는 변압기 내부 절연유를 제2시료밸브를 통해 제2시료로 일정량 공급받아 저장하는 제2시료 탱크와;
상기 제1시료탱크의 공기압을 측정하여 일정한 압력으로 유지시키기 위한 제1시료탱크 정압부와;
상기 제1시료탱크 내부의 제1시료 온도를 측정하면서 일정한 설정온도가 되도록 냉각시켜 제1시료탱크 내부로 순환시키는 제1시료 온도조절부와;
상기 제1시료탱크의 제1시료를 제1배유 탱크로 배유시키기 위한 제1배유밸브와;
상기 제1시료탱크의 제1시료를 제1검사튜브를 통해서 제1검사실린더로 흡입하고, 제1검사실린더로 흡입된 제1시료를 제1배유호스를 통해 상기 제1시료탱크로 다시 배유하되, 제1시료의 흡입시 흡입력을 측정하기 위한 제1시료 흡입력 측정부와;
상기 제2시료탱크의 공기압을 측정하여 일정한 압력으로 유지시키기 위한 제2시료탱크 정압부와;
상기 제2시료탱크 내부의 제2시료 온도를 측정하면서 일정한 설정온도가 되도록 냉각시켜 제2시료탱크 내부로 순환시키는 제2시료 온도조절부와;
상기 제2시료탱크의 제2시료를 제2배유 탱크로 배유시키기 위한 제2배유밸브와;
상기 제2시료탱크의 제2시료를 제2검사튜브를 통해서 제2검사실린더로 흡입하고, 제2검사실린더로 흡입된 제2시료를 제2배유호스를 통해 상기 제2배유탱크로 다시 배유하되, 제2시료의 흡입시 흡입력을 측정하기 위한 제2시료 흡입력 측정부와;
상기 제1,제2시료 흡입력 측정부의 검사실린더를 작동시킴과 아울러 측정센서들을 구동시키기 위한 검사구동기와;
상기 제1,제2배유밸브를 제어하여 제1시료와 제2시료를 모두 배유시킨 후, 상기 제1,제2시료밸브를 제어하여 새로운 제1,제2시료를 제1,제2시료탱크로 공급받고, 상기 제1,2냉각부를 통해 제1시료와 제2시료의 온도를 설정된 온도로 일정하게 유지시킴과 아울러 제1,제2시료탱크 정압부를 통해 일정한 압력으로 유지시킨 후, 검사구동기를 제어하여 제1,제2시료 흡입력 측정부의 제1,제2검사 실린더를 후진/전진 시켜 제1,제2시료를 흡입 및 배유시키면서 흡입력을 측정하게 하고, 측정된 제1,제2시료의 흡입력의 차이에 의거하여 혼유 정도를 자동 판단하는 콘트롤러를 포함하여 구성됨에 특징이 있다.
본 발명의 활선상태에서 광유 유입변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동교체 시스템의 혼유 자동 검사방법 및 장치에 있어서, 기존 광유 변압기를 활선상태에서 식물성절연유로의 교체를 실시할 때에 변압기 내부에서 기존 광유와 새로운 식물성 절연유와의 혼합되는 정도를 자동으로 실시간 측정함으로써, 교체되어지는 식물성 절연유가 고유의 품질수준을 유지할 수 있으며, 변압기의 내부에서 기존 광유와 새로운 식물성 절연유가 극소량만이 혼합되도록 계량화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 활선 상태에서의 변압기 절연유 자동 공급장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 혼유 자동검사장치를 포함하는 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치 계통도.
도 4는 본 발명에 의한 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사방법 제어흐름도.
도 2는 본 발명에 의한 혼유 자동검사장치를 포함하는 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치 계통도.
도 4는 본 발명에 의한 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사방법 제어흐름도.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 혼유 자동검사장치를 포함하는 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 구성도이다.
활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템은, 내부 절연유와 새로 공급하여 교체하기 위한 식물성 절연유의 계면이 분리되도록 식물성 절연유를 냉각시킨 후 변압기(100)의 하부밸브(110)로 냉각된 식물성 절연유를 주입하는 자동 주유장치(300)와;
상기 자동 주유장치(300)에 의해 변압기(100)의 하부로 식물성 절연유가 공급될 때 변압기(100)의 상부밸브(120)로부터 기존 절연유를 배유시키고, 상기 하부밸브(110)로부터 절연유를 배유시키기 위한 자동 배유장치(200)와;
상기 자동배유장치(200)를 통해서 상기 변압기(100)의 상부밸브(120)에서 배유되는 내부 절연유와 상기 자동주유장치(300)를 통해서 상기 변압기(100)의 하부밸브로 충진하는 식물성 절연유를 각각 일정량씩 시료로서 공급받아 두 시료의 절연유의 점성 유동에 의한 계면 장력을 상대 비교측정하는 혼유 자동검사장치(400)와;
상기 자동주유장치(300)를 제어하여 변압기(100)의 하부로 냉각된 식물성 절연유를 주입하면서 상기 자동배유장치(200)를 제어하여 변압기(100) 상부밸브(120)로 기존 절연유를 배유시키도록 자동 제어하되, 상기 혼유 자동검사장치(400)의 검사결과에 의거하여 혼유 정도를 판단하여 식물성 절연유로의 교체 충진을 제어하는 콘트롤장치(500)를 포함하여 구성된다.
도 3은 본 발명에 의한 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치 계통도이다. 이에 도시된 바와 같이,
상기 자동주유장치(300)로부터 상기 변압기(100)의 하부밸브(110)로 충진하는 식물성 절연유를 제1시료밸브(501)를 통해 제1시료로 일정량 공급받아 저장하는 제1시료 탱크(410)와;
상기 자동배유장치(200)로부터 변압기(100)의 상부밸브(120)에서 배유되는 변압기 내부 절연유를 제2시료밸브(502)를 통해 제2시료로 일정량 공급받아 저장하는 제2시료 탱크(430)와;
상기 제1, 제2시료탱크(410)(430)의 공기압을 측정하여 일정한 압력으로 유지시키기 위한 제1, 제2시료탱크 정압부(413)(433)와;
상기 제1,제2시료탱크(410(430) 내부의 제1,제2시료 온도를 측정하면서 일정한 설정온도가 되도록 냉각시켜 제1,제2시료탱크(410)(520) 내부로 순환시키는 제1.제2시료 온도조절부(417)(437)와;
상기 제1,제2시료탱크(410(430)의 제1,제2시료를 각각 제1,제2배유밸브(418)(438)를 통해 제1,제2배유 탱크(419)(439)로 배유시키기 위한 제1,제2배유부(420)(440)와;
상기 제1,제2시료탱크(410)의 시료를 제1,제2검사실린더(423)(443)를 이용하여 흡입/배유 시키면서 흡입시의 흡입력을 각각 측정하는 제1,제2시료 흡입력측정부(425)(445)와;
상기 제1,제2시료 흡입력 측정부(425)(445)의 제1,제2검사실린더(423)(443)를 구동시켜 후진/전진 제어에 의해 각각 시료들의 검사 실린더로의 흡입과 배유를제어하기 위한 검사구동기(450)와;
상기 제1,제2배유밸브(418)(438)를 제어하여 제1시료와 제2시료를 모두 배유시킨 후, 상기 제1,제2시료밸브(401)(402)를 제어하여 새로운 제1,제2시료를 제1,제2시료탱크(410(520)로 공급받고, 상기 제1,2냉각부(417)(437)를 통해 제1시료와 제2시료를 설정된 온도로 냉각시켜 일정하게 유지시킴과 아울러 제1,제2시료탱크 정압부(413)(433)를 통해 일정한 압력으로 유지시킨 후, 검사구동기(450)를 제어하여 제1,제2시료 흡입력 측정부(425)(445)의 제1,제2검사 실린더(423)(443)를 후진/전진 시켜 제1,제2시료를 흡입 및 배유시키면서 각각 측정된 제1,제2시료의 흡입력의 차이에 따른 혼유 정도를 자동 판단하는 콘트롤러(460)를 포함하여 구성됨에 특징이 있다.
여기서, 상기 콘트롤러(460)는 도 2와 같이 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템에 설치되는 혼유 자동검사장치인 경우, 상기 콘트롤러(460)의 기능을 모두 콘트롤장치(500)에서 수행하도록 함으로써, 콘트롤러(460)를 삭제할 수 있고, 본 발명의 설명에서와 같이 콘트롤러(460)에서 혼유 정도를 판단하여 출력하게 하는 구성으로도 구성될 수 있다.
상기 제1,2시료탱크 정압부(413)(433)는, 각각 제1,제2공압측정기(411)(431)와, 제1,제2정압조절기(412)(432)로 구성되어 상기 콘트롤러(460)의 제어를 받아 각각 제1,제2시료탱크(410)(430)내의 공기압력을 일정하게 유지시키도록 제어된다.
상기 제1,제2시료 온도조절부(417)(437)는, 제1,제2시료탱크(410)(430)내의 제1,제2시료를 배출시켜 냉각시키는 제1,제2냉각기(415)(435)와, 상기 제1,제2냉각기(415)(435)에서 냉각시킨 제1,제2시료를 각각 제1,제2시료탱크(410)(430)내로 순환시키는 제1,제2순환펌프(416)(436)와, 상기 제1,제2시료탱크(410)(430) 내의 제1.제2시료의 온도를 각각 측정하는 제1,제2온도측정기(414)(434)로 구성되어 상기 콘트롤러(460)의 제어에 의해 설정된 온도로 제1,제2시료를 냉각시켜 설정온도를 유지하도록 제어된다.
상기 제1시료 흡입력측정부(425)는,
상기 제1시료탱크(410)의 제1시료를 제1검사튜브(421)를 통해서 제1검사실린더(423)로 흡입하고, 제1검사실린더(421)로 흡입된 제1시료를 제1배유호스(422)를 통해 상기 제1시료탱크(410)로 다시 배유하되, 상기 제1검사실린더(421)에서 제1시료의 흡입시 제1측정센서(424)를 통해 흡입력을 측정하도록 구성되고,
제2시료 흡입력 측정부(445)는,
상기 제2시료탱크(430)의 제2시료를 제2검사튜브(441)를 통해서 제2검사실린더(443)로 흡입하고, 제2검사실린더(443)로 흡입된 제2시료를 제2배유호스(442)를 통해 상기 제2배유탱크(439)로 다시 배유하되, 상기 제2검사실린더(443)에서 제2시료의 흡입시 제2측정센서(444)에 의해 흡입력을 측정하도록 구성된다.
여기서, 도면의 미설명 부호 제4F는 제1시료채취 라인(FLOW), 제5F는 제2시료채취 라인, 제20F는 제1시료측정 라인, 제21F는 제2시료측정 라인, 제22F는 제1측정시료 배출라인, 제23F는 제2측정시료 배출라인, 제24F는 제1시료 온도조절라인, 제25F는 제2시료탱크 온도조절라인을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사방법 제어흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이,
식물성 절연유를 냉각시켜 변압기(100)의 하부 밸브(110)를 통해서 충진하는 자동 주유장치(300)와, 변압기(100)의 상부 밸브(120)를 통해 내부 절연유를 배유시키기 위한 자동 배유장치(200)를 포함하여 구성되는 활선상태에서 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사방법에 있어서,
상기 자동주유장치(300)로부터 식물성 절연유를 제1시료밸브(401)를 통해 제1시료로 일정량 공급받아 제1시료 탱크(410)에 저장함과 아울러 상기 변압기(100)의 상부밸브(120)로 배유되는 변압기 내부 절연유를 제2시료밸브(402)를 통해 제2시료로 일정량 공급받아 제2시료 탱크(430)에 저장하는 시료채취 과정(S20)과;
상기 제1,제2시료 탱크(410)(430) 내의 제1시료와 제2시료를 각각 설정된 온도로 냉각시킴과 아울러 정압조절을 하여 일정한 온도 및 압력을 유지시키는 시료 온도조절과정(S30)과;
상기 제1,제2시료 탱크(410)(430) 내의 제1시료와 제2시료를 각각 제1,제2검사 실린더(423)(443)로 흡입시키면서 제1,제2흡입력 측정센서(424)(444)를 통해 흡입력을 측정하는 흡입력 측정과정(S40)과;
상기 흡입력 측정과정(S40)에서 측정된 제1시료의 흡입력과 제2시료의 흡입력의 차이에 의거하여 혼유 정도를 판단하는 혼유 정도 판단과정(S50)을 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 의한 혼유 자동 검사 방법은, 상기 시료채취과정(S20) 이전에 먼저 상기 제1,제2시료탱크(410)(430)의 시료들을 모두 배유시킨 후, 상기 제1,제2 검사 실린더(423)(443)를 수회 반복하여 전진/후진시켜 제1,제2흡입력 측정센서(424)(444)를 자동 교정하는 혼유 검사 준비과정(S10)을 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡입력 측정과정(S40)은, 상기 제1,제2 검사실린더(423)(443)를 후진/전진 시키면서 각각 시료의 흡입력을 측정하되, 미리 정해둔 소정횟수 반복 측정하고, 상기 혼유 정도 판단 과정(S50)은 소정횟수 반복 측정된 각 시료의 흡입력의 평균치를 산출하여 흡입력의 상대 비교로 혼유 정도를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체하는 시스템에서 혼유를 자동 검사하기 위한 것이다. 식물성 절연유로의 교체방법은, 운전중인 변압기의 기존 광유와 식물성 절연유의 대표적인 물성중에 동점도 및 유동점의 차이를 활용하기 위해 새로 주입하고자 하는 식물성 절연유를 일정한 온도로 냉각시키고, 기존 광유와 식물성 절연유의 온도차에 의해 발생되는 점도의 차이를 유발시킨 후, 변압기의 하부 밸브를 통해서 식물성 절연유를 일정한 속도로 충진 할 때에 변압기의 내부에서 식물성 절연유와 기존의 광유가 점도의 현격한 차이로 인해 혼합되지 않으며, 이때에 식물성 절연유의 유동은 높은 점성에 의한 층류를 형성하는 점성 유동이 되어서 마치 두 절연유가 극성이 서로 다른 물질처럼 작용하여 광유와 식물성 절연유의 계면이 서로 분리되고, 고점도인 식물성 절연유가 기존 광유를 하부로부터 밀어 올리므로 변압기의 상부 밸브를 통하여 기존 광유를 배유할 수 있도록 함으로써 물리화학적 성질이 다른 두 절연유가 극소량만이 혼합되도록 하는 교체방법이다.
이와 같은 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 방법에서 식물성 절연유로의 교체 완료시점을 판단하기 위해서는 변압기의 정격용량에 따른 배유량을 측정하여 완료시점을 찾을 수도 있지만, 더 정밀하게 하기 위해서 본 발명에 의한 혼유 자동검사 장치를 설치한 것이다. 본 발명의 혼유 자동 검사방법은, 기존 광유 절연유와 새로이 교체할 식물성 절연유의 점도 차이에 따른 흡입력을 상태 비교하여 혼유 정도를 판단하는 방법이다.
먼저, 혼유 자동 검사를 위해서는 혼유 자동 검사장치(400) 내의 제1,제2시료탱크(410(430) 내의 제1,제2시료를 모두 배유시키고, 측정센서를 초기화 시키는 준비단계(S10)를 수행한다.
상기 준비단계(S10)는, 제1,제2배유부(420)(440)의 제1,제2배유밸브(418)(438)를 열어서 제1,제2배유탱크(419)(439)로 제1,제2시료탱크(410)(430) 내의 제1,제2시료를 모두 배유시킨다. 이후 검사구동기(450)에 의해 제1,제2검사 실린더(423)(443)를 소정횟수(예; 5회) 반복하여 전진/후진시킴으로써 제1,제2측정센서(424)(444)를 자동으로 초기화시킨다.
이와 같은 준비단계(S10)에 의하여 혼유 자동검사 준비가 완료되면, 시료채취과정(S20)을 수행한다. 시료채취과정(S20)은, 상기 자동 주유장치(300)에서 상기 변압기(100)의 하부밸브(110)로 충진하는 식물성 절연유를 제1시료밸브(401)를 통해 공급받아 제1시료탱크(410)에 일정량을 채운다.
또한, 상기 자동배유장치(200)에서 배유되는 상기 변압기(100)의 상부밸브(120)에서 상기 자동배유장치(200)를 통해 배유되는 변압기(100) 내의 내부 절연유를 제2시료밸브(402)를 통해 공급받아 제2시료탱크(430)에 일정량 충진한다. 여기서 제1,제2시료탱크(410)(430)에는 레벨측정기가 설치되어 채워진 시료의 레벨을 측정하여 시료밸브를 제어함으로써 일정량의 시료를 채운다.
시료채취과정(S20)이 완료되면, 시료를 냉각시켜 일정한 온도로 조절하는 시료 온도조절과정(S30)을 수행한다. 시료 온도조절은, 제1,제2시료 온도조절부(417)(437)에 의해 각각 수행된다. 제1,제2냉각기(415)(435)에 의해 제1,제2시료탱크(410)(430)의 제1,제2시료를 냉각시키고, 제1,제2순환펌프(416)(436)에 의해 상기 제1,제2냉각기(415)(435)를 통과하면서 냉각된 시료를 다시 각각의 제1,제2시료탱크(410)(430)로 순환시킨다. 이때 제1,제2온도측정기(414)(434)에 의해 각각 제1,제2시료탱크(410)(430)내의 제1,제2시료 온도를 측정하면서 제1,제2냉각기(415)(435)를 냉각시켜 일정한 온도로 유지시킨다.
또한 온도조절과 함께 압력을 일정하게 유지시키는데, 제1,제2정압부(413)(433)의 제1,제2공압측정기(411)(431)에 의해 제1,제2시료탱크(410)(430)의 공기압력을 측정하면서 제1,제2정압조절기(412)(432)를 제어하여 일정한 압력으로 유지시킨다.
상기 온도조절과정(S30)에서 두 시료를 동일온도 동일압력으로 일정하게 유지시키도록 조절되면, 검사구동기(450)를 통해 제1,제2시료 흡입력측정부(425)(445)의 제1,제2검사 실린더(423)(443)를 후진/전진을 제어하면서 흡입력 측정과정(S40)을 수행한다. 흡입력 측정은 먼저 시료측정단계를 수행한다. 시료측정단계는 제1,제2검사 실린더(423)(443)를 후진시키게 되면, 제1,제2검사 튜브(421)(441)를 통해서 제1,제2시료 탱크(410)(430)의 제1,제2시료가 제1,제2검사실린더(423)(443)로 흡입된다. 이때 발생되는 흡입력을 각각 제1,제2측정센서(424)(444)에 의해 측정하게 된다.
시료의 흡입력 측정이 이루어지면, 시료배유 단계를 수행하는데, 시료배유단계는, 상기 검사구동기(450)를 통해 상기 제1,제2검사 실린더(423)(443)를 전진시켜 실린더 내부의 시료를 배유시킨다. 제1검사실린더(423)가 전진하게 되면, 제1배유호스(422)를 통해서 제1검사실런더(423)에 있던 제1시료가 제1시료탱크(410)내로 배유된다. 그리고 제2검사실린더(443)가 전진하게 되면, 제2배유호스(442)를 통해서 제2검사실린더(443)에 있던 제2시료는 제2배유탱크(439)로 배유된다.
상기와 같은 시료측정단계와, 시료배유단계를 수행하고, 측정횟수를 체크하여 시료측정 횟수가 미리 정해둔 소정횟수(예; 측정횟수 = 10회)가 될때까지 상기 시료측정단계와, 시료배유단계를 반복수행하는 측정횟수 체크단계를 수행한다.
상기 측정횟수 체크 단계에서 미리 정해진 횟수만큼 반복 측정이 이루어지면, 측정된 제1,제2시료의 흡입력 차이에 의한 상태비교로 혼유 정도를 판단하는 혼유 정도 판단과정(S50)을 수행한다. 이때 혼유 정도 판단과정(S50)에서 흡입력 차이가 미리 설정된 차이 이내의 범위에 도달하지 못한 경우는 아직 식물성 절연유로의 교체 충진이 완료되지 못한 상태이므로 계속해서 식물성 절연유로의 충진을 진행하고, 일정시간후에 다시 혼유 정도를 검사해야한다.
따라서, 혼유 자동검사장치(400)에서는 혼유 자동검사 완료인지를 체크하고, 혼유 자동검사 완료가 아닌 경우, 다시 제2시료만 일정량 채취하여 온도조절과정부터 반복수행한다. 제2시료는 상기 흡입력 측정과정 중에 제2배유탱크로 배유하기 때문에 상기 시료 채취과정(S20)중 제2시료채취를 수행하고, 제1시료는 소모가 없었으므로 새로운 시료를 채취할 필요없이 그대로 유지한다. 혼유 검사를 완료 할때 까지 제2시료채취, 온도조절과정(S30), 시료측정과정(S40) 및 혼유 정도 판단과정(S50)을 반복 수행한다.
따라서, 본 발명에 의한 혼유 자동 검사방법은, 활선상태에서 광유 유입 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체하는 시스템에서 식물성 절연유를 하부에서 충진하면서 상부에서 내부 절연유를 배유시킬 때에 배유량을 체크하여 변압기 정격 용량에 따른 일정 배유량이 되면, 혼유 자동 검사장치(400)를 구동시켜 혼유 정도를 자동판단한다. 혼유 자동 검사에 의해 혼유 정도가 아직 실물성 절연유를 더 충진 해야 하는 경우이면, 일정시간 동안 다시 식물성 절연유를 충진한 후 다시 혼유 자동검사를 수행한다. 혼유 자동검사는 식물성 절연유와 변압기 내부 절연유를 각각 제1,제2시료로 일정량을 췌치하여 혼유 자동 검사장치에서 시료의 온도를 일정하게 함과 아울러 압력을 일정하게 제어하고, 검사실린더를 통해 시료를 흡입하면서 흡력력을 측정하고, 배유시키는 방식으로 두 시료의 흡입력을 측정하고, 흡입력의 상대 비교에 의해 혼유 정도를 자동 검사하는 것이다.
100 : 변압기 110 : 하부밸브
120 : 상부밸브 200 : 자동배유장치
300 : 자동 주유장치 400 : 혼유 자동검사장치
500 : 콘트롤장치 401, 401 : 제1,제2시료밸브
410, 430 : 제1,제2시료탱크 411, 431 : 제1,제2공압측정기
412, 432 : 제1,제2정압조절기 413, 433 : 제1,제2시료탱크 정압부
414, 434 : 제1,제2온도측정기 415, 435 : 제1,제2냉각기
416, 436 : 제1,제2순환펌프 417, 437 : 제1,제2시료 온도조절부
418, 438 : 제1,제2배유밸브 419, 439 : 제1,제2배유탱크
420, 440 : 제1,제2배유부 421, 441 : 재1,제2검사튜브
422, 442 : 제1,제2배유호스 423, 443 : 제1,제2검사실린더
424, 444 : 제1,제2측정센서 425, 445 : 제1,제2시료 흡입력 측정부
450 : 검사구동기 460 : 콘트롤러
120 : 상부밸브 200 : 자동배유장치
300 : 자동 주유장치 400 : 혼유 자동검사장치
500 : 콘트롤장치 401, 401 : 제1,제2시료밸브
410, 430 : 제1,제2시료탱크 411, 431 : 제1,제2공압측정기
412, 432 : 제1,제2정압조절기 413, 433 : 제1,제2시료탱크 정압부
414, 434 : 제1,제2온도측정기 415, 435 : 제1,제2냉각기
416, 436 : 제1,제2순환펌프 417, 437 : 제1,제2시료 온도조절부
418, 438 : 제1,제2배유밸브 419, 439 : 제1,제2배유탱크
420, 440 : 제1,제2배유부 421, 441 : 재1,제2검사튜브
422, 442 : 제1,제2배유호스 423, 443 : 제1,제2검사실린더
424, 444 : 제1,제2측정센서 425, 445 : 제1,제2시료 흡입력 측정부
450 : 검사구동기 460 : 콘트롤러
Claims (9)
- 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법에 있어서,
상기 변압기에 충진하여 교체하고자하는 식물성 절연유를 제1시료로 일정량 공급받아 제1시료 탱크에 저장함과 아울러 상기 변압기에서 배유되는 기존 내부 절연유를 제2시료로 일정량 공급받아 제2시료 탱크에 저장하는 시료채취 과정과;
상기 제1,제2시료 탱크 내의 제1시료와 제2시료를 설정된 온도로 냉각시켜 일정 온도로 유지시킴과 아울러 제1,제2시료탱크 내의 압력을 일정하게 조절하는 시료 온도조절과정과;
상기 제1,제2시료 탱크 내의 제1시료와 제2시료를 각각 제1,제2검사 실린더로 흡입시키면서 제1,제2흡입력 측정센서를 통해 흡입력을 측정하는 흡입력 측정과정과;
상기 흡입력 측정과정에서 측정된 제1시료의 흡입력과 제2시료의 흡입력의 상대 비교에 의거하여 혼유정도를 검사하는 혼유 정도 판단과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 혼유 자동 검사 방법은,
상기 판단시료채취과정 이전에 먼저 상기 제1,제2시료탱크의 시료들을 모두 배유시킨 후, 상기 제1,제2 검사 실린더를 수회 반복하여 전진/후진 시켜 흡입력 측정센서를 자동 교정하는 준비과정을 더 수행하는 것을 특징으로 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 흡입력 측정과정은,
상기 제1,제2 검사실린더를 후진/전진 시키면서 각각 시료의 흡입력을 측정하되, 미리 정해둔 소정횟수 반복 측정하고,
상기 혼유 정도 판단 과정은 소정횟수 반복 측정된 각 시료의 흡입력의 평균치를 산출하여 혼유 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 흡입력 측정과정은,
제1,제2검사 실린더를 후진시켜 제1,제2시료 탱크의 제1,제2시료가 제1,제2검사실린더로 흡입될 때 발생되는 흡입력을 각각 제1,제2측정센서에 의해 측정하는 시료측정단계와;
시료의 흡입력 측정이 이루어지면, 상기 제1,제2검사 실린더를 전진시켜 실린더 내부의 시료를 배유시키는 시료배유단계와;
시료 측정횟수를 체크하여 시료측정 횟수가 미리 정해둔 소정횟수가 될때까지 상기 시료측정단계와, 상기 시료배유단계를 반복수행하는 측정횟수 체크단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 배유단계는,
상기 제1검사실린더의 전진에 의해 제1시료는 상기 제1시료탱크로 배유시키고, 상기 제2검사실린더의 전진에 의해 제2시료는 제2시료를 배유시키기 위해 구비되는 배유탱크로 배유시키는 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 혼유 정도 판단과정은,
두 시료의 흡입력 차이에 의거하여 혼유 정도를 판단하고, 혼유 정도에 의거하여 혼유 자동 검사가 완료시점을 판단하여 혼유 자동검사가 완료될때 까지 일정시간 간격으로 상기 시료채취과정에서 제2시료만을 채취한 후, 상기 시료 온도조절과정부터 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동 검사방법.
- 식물성 절연유를 냉각시켜 변압기(100)의 하부 밸브(110)를 통해서 충진하는 자동 주유장치(300)와, 변압기(100)의 상부 밸브(120)를 통해 내부 절연유를 배유시키기 위한 자동 배유장치(200)를 포함하여 구성되는 활선상태에서 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치에 있어서,
상기 자동주유장치(300)로부터 상기 변압기(100)의 하부밸브(110)로 충진하는 식물성 절연유를 제1시료밸브(501)를 통해 제1시료로 일정량 공급받아 저장하는 제1시료 탱크(410)와;
상기 자동배유장치(200)로부터 변압기(100)의 상부밸브(120)에서 배유되는 변압기 내부 절연유를 제2시료밸브(502)를 통해 제2시료로 일정량 공급받아 저장하는 제2시료 탱크(430)와;
상기 제1, 제2시료탱크(410)(430)의 공기압을 측정하여 일정한 압력으로 유지시키기 위한 제1, 제2시료탱크 정압부(413)(433)와;
상기 제1,제2시료탱크(410(430) 내부의 제1,제2시료 온도를 측정하면서 일정한 설정온도가 되도록 냉각시켜 제1,제2시료탱크(410)(520) 내부로 순환시키는 제1.제2시료 온도조절부(417)(437)와;
상기 제1,제2시료탱크(410(430)의 제1,제2시료를 각각 제1,제2배유밸브(418)(438)를 통해 제1,제2배유 탱크(419)(439)로 배유시키기 위한 제1,제2배유부(420)(440)와;
상기 제1,제2시료탱크(410)의 시료를 제1,제2검사실린더(423)(443)를 이용하여 흡입/배유 시키면서 흡입시의 흡입력을 각각 측정하는 제1,제2시료 흡입력측정부(425)(445)와;
상기 제1,제2시료 흡입력 측정부(425)(445)의 제1,제2검사실린더(423)(443)를 구동시켜 후진/전진 제어에 의해 각각 시료들의 검사 실린더로의 흡입과 배유를제어하기 위한 검사구동기(450)와;
상기 제1,제2배유밸브(418)(438)를 제어하여 제1시료와 제2시료를 모두 배유시킨 후, 상기 제1,제2시료밸브(401)(402)를 제어하여 새로운 제1,제2시료를 제1,제2시료탱크(410(520)로 공급받고, 상기 제1,2냉각부(417)(437)를 통해 제1시료와 제2시료를 설정된 온도로 냉각시켜 일정하게 유지시킴과 아울러 제1,제2시료탱크 정압부(413)(433)를 통해 일정한 압력으로 유지시킨 후, 검사구동기(450)를 제어하여 제1,제2시료 흡입력 측정부(425)(445)의 제1,제2검사 실린더(423)(443)를 후진/전진 시켜 제1,제2시료를 흡입 및 배유시키면서 각각 측정된 제1,제2시료의 흡입력의 차이에 따른 혼유 정도를 자동 판단하는 콘트롤러(460)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제1,제2시료 온도조절부(417)(437)는,
상기 제1,제2시료탱크(410)(430)내의 제1,제2시료를 배출시켜 냉각시키는 제1,제2냉각기(415)(435)와, 상기 제1,제2냉각기(415)(435)에서 냉각시킨 제1,제2시료를 각각 제1,제2시료탱크(410)(430)내로 순환시키는 제1,제2순환펌프(416)(436)와, 상기 제1,제2시료탱크(410)(430) 내의 제1.제2시료의 온도를 각각 측정하는 제1,제2온도측정기(414)(434)로 이루어져 상기 콘트롤러(460)의 제어에 의해 설정된 온도로 제1,제2시료를 냉각시켜 설정온도를 유지하도록 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제1시료 흡입력측정부(425)는,
상기 제1시료탱크(410)의 제1시료를 제1검사튜브(421)를 통해서 제1검사실린더(423)로 흡입하고, 제1검사실린더(421)로 흡입된 제1시료를 제1배유호스(422)를 통해 상기 제1시료탱크(410)로 다시 배유하되, 상기 제1검사실린더(421)에서 제1시료의 흡입시 제1측정센서(424)를 통해 흡입력을 측정하도록 구성되고,
상기 제2시료 흡입력 측정부(445)는,
상기 제2시료탱크(430)의 제2시료를 제2검사튜브(441)를 통해서 제2검사실린더(443)로 흡입하고, 제2검사실린더(443)로 흡입된 제2시료를 제2배유호스(442)를 통해 상기 제2배유탱크(439)로 배유하되, 상기 제2검사실린더(443)에서 제2시료의 흡입시 제2측정센서(444)에 의해 흡입력을 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 구성된 것을 특징으로 하는 활선상태에서 광유 변압기에 대한 식물성 절연유로의 자동 교체 시스템의 혼유 자동검사장치.
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| CN108254338A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-07-06 | 哈工大鞍山工业技术研究院有限公司 | 基于光谱吸收法的变压器油中气体含量在线监测装置 |
| CN117038294A (zh) * | 2023-08-08 | 2023-11-10 | 安徽瑞博电气有限公司 | 一种用于变压器箱体的油液液位智能检测装置 |
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- 2010-02-02 KR KR1020100009426A patent/KR100990648B1/ko not_active IP Right Cessation
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