KR101226474B1 - Prediction device deterioration of condenser bank and method rhereof - Google Patents

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KR101226474B1
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capacitor
deterioration
series reactor
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이진락
전명수
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주식회사유성계전
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08Measuring resistance by measuring both voltage and current

Abstract

PURPOSE: A degradation estimating device of condenser bank and a method thereof are provided to prevent accident for a series reactor and condenser by predicting the state of the flame and the degradation of the condenser to minimize the spread of failure. CONSTITUTION: A calculating unit(15a) calculates the collected information. A controlling unit(15b) monitors the flame state of the condenser, predicts the increase of the current in the condenser, and the value of the volume of the condenser based on the results of the calculating unit. A controlling unit detects the overloaded degree of the series reactor and the flame state of the condenser using the increasing state of the predicted current in case of malfunction in the condenser. An alarming unit(15c) generates an alarm when the sensing values of the overloaded degree of the series reactor and the state of the flame of the condenser reaches a first predetermined value according to the controlling unit. A power cutoff unit(15d) shuts off the power when the sensing value of the overload degree of the series reactor and flame state of the condenser reaches a second predetermined value. [Reference numerals] (15a) Calculating unit; (15b) Controlling unit; (15c) Alarming unit; (15d) Power cutoff unit; (15e) Display unit

Description

콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법{Prediction device deterioration of condenser bank and method rhereof}Prediction device deterioration of condenser bank and method rhereof

본 발명은 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘덴서 뱅크의 각 콘덴서 및 직렬 리액터의 용량, 소비전력의 변화 상태 등을 연산하여 콘덴서와 직렬 리액터의 열화 및 성능 저하를 예측하고, 예측 정보를 활용하여 고장의 파급을 최소화할 수 있는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for predicting deterioration of a capacitor bank, and more particularly, to calculate deterioration and deterioration of a capacitor and a series reactor by calculating a change state of the capacity and power consumption of each capacitor and the series reactor of the capacitor bank. The present invention relates to an apparatus and method for predicting deterioration of a capacitor bank capable of predicting and minimizing the spread of failure by utilizing prediction information.

저압, 고압 및 특별고압 진상 콘덴서는 역률 개선을 통한 전기요금 저감, 설비용량 저감, 배전 설비의 손실 저감 등을 목적으로 많이 사용되고 있다. 이처럼 다량으로 사용되고 있는 진상 콘덴서는 시대 변화에 따라 유전체 재료로 변화되고 있다.Low-voltage, high-pressure and special high-voltage advanced capacitors are widely used for the purpose of reducing electric charges by reducing power factor, reducing facility capacity, and loss of distribution facilities. As described above, the advance capacitors used in large quantities are being changed to dielectric materials according to the change of times.

최근에는 범용 인버터 등 고조파 발생기기가 보급됨에 따라 고조파 전류가 6600V 배전계통에 유출되어 배전계통의 전압을 왜형시키고, 고압 진상콘덴서 설비에 콘덴서의 이상음, 직렬 리액터의 이상음, 과열 및 소손 등의 장해를 일으키고 있다. 최근 신재생에너지 정책으로 분산전원용 전력변환장치 증가에 의한 고조파가 증가하고 있고, 저압용 또는 특고압용으로 사용되는 콘덴서는 대부분 역률 개선용으로 부하 말단에 사용되고 있어 불량이 발생하더라도 관리에 어려움 있다.In recent years, as harmonic generators such as general-purpose inverters are spreading, harmonic currents leak into the 6600V distribution system, which distorts the voltage of the distribution system, and abnormal noise of capacitors, abnormal noise of series reactors, overheating and burnout in high-voltage advanced capacitor equipment. It is causing trouble. Recently, due to the new renewable energy policy, harmonics are increasing due to the increase in power converters for distributed power supplies, and capacitors used for low voltage or extra high voltage are mostly used at the load end for power factor improvement, which makes it difficult to manage even when defects occur.

이러한 고조파 장해 문제가 논란이 되어 콘덴서 설비와 배전계통의 임피던스 사이에서 일어나는 공진 현상이 전압 왜형을 더욱 확대시키기 때문에 콘덴서는 적정한 고조파 내량을 가진 직렬 리액터와 조합해 설치하는 것이 바람직하다.Since the problem of harmonic disturbance is controversial and the resonance phenomenon between the capacitor equipment and the distribution system impedance further expands the voltage distortion, it is preferable to install the capacitor in combination with a series reactor having proper harmonic content.

선로에는 변압기 등의 자기포화 때문에 고조파 전압이 포함되어 있으며 콘덴서를 연결함에 따라 고조파 전압이 확대된다. 그러나, 제3 고조파 전압은 변압기 저압 측의 델타(

Figure 112012103483578-pat00001
) 결선으로 단락 제거하며, 나머지 제5 고조파 등은 잔존한다. 따라서 제5 고조파에서 콘덴서와 직렬 공진하는 직렬 리액터를 직렬로 삽입함으로써 회로전압 파형의 왜곡을 경감시키고 콘덴서 투입시의 돌입전류를 억제한다. 이때, 직렬 리액터의 용량 선정은 콘덴서 용량의 리액턴스로 결정된다. The lines contain harmonic voltages due to magnetic saturation of transformers, and the harmonic voltages increase as the capacitors are connected. However, the third harmonic voltage is the delta of the transformer low voltage side (
Figure 112012103483578-pat00001
) Short circuit is removed by the wiring, and the remaining fifth harmonics and the like remain. Therefore, by inserting a series reactor in series resonance with the capacitor at the fifth harmonic, the distortion of the circuit voltage waveform is reduced and the inrush current at the time of capacitor input is suppressed. At this time, the capacity selection of the series reactor is determined by the reactance of the capacitor capacity.

진상 콘덴서에 적용되는 직렬 리액터는 일반회로에 존재하는 고조파가 제5 고조파 이상이며 제5 고조파 이상의 회로에는 리액턴스 6%를 적용하고, 전철부하 및 아크로 부하에는 제3 고조파가 발생되며 리액턴스 13~15%를 적용하며, 대용량의 정류기 부하, 용접기가 있을 시에는 발생량에 따라 리액턴스 8~13%를 적용할 수 있다. In the series reactor applied to the advanced capacitor, the harmonics existing in the general circuit are above the fifth harmonic, the reactance 6% is applied to the circuits above the fifth harmonic, the third harmonic is generated for the train load and the arc load, and the reactance is 13 to 15%. If there is a large capacity rectifier load and welder, reactance 8 ~ 13% can be applied according to the generated amount.

콘덴서와 직렬 리액터는 과전압, 주위 온도, 먼지의 부착, 과전류의 유입, 접촉불량에 의한 이상 발생 등으로 사고가 발생할 수 있고, 국부적, 우발적인 절연 열화 등에 의해 자연 열화될 수 있다.Capacitors and series reactors may cause accidents due to overvoltage, ambient temperature, dust adhesion, inflow of overcurrent, abnormality due to poor contact, and may naturally deteriorate due to local and accidental insulation degradation.

그러나, 콘덴서와 직렬 리액터는 열화의 상태를 파악하여 남은 수명을 추정하는 것이 현재의 상태로는 매우 곤란한 점이 많고, 콘덴서 또는 콘덴서 뱅크의 열화를 판정하는 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.However, it is very difficult for the condenser and the series reactor to understand the deterioration state and estimate the remaining life in the current state, and there is an urgent need for a technique for determining the deterioration of the condenser or the condenser bank.

선행기술자료로써, 등록실용신안공보 제20-0318656호(공고일자 2003년07월02일)에 의하면, 중성점 전류정보에 의한 전력용 콘덴서 뱅크 진단장치에 관한 기술내용이 공개되어 있다. As a prior art document, registered utility model publication No. 20-0318656 (July 02, 2003) discloses a technical content of a capacitor bank diagnostic apparatus for power based on neutral current information.

종래 기술의 중성점 전류정보에 의한 전력용 콘덴서 뱅크 진단장치는, 전력용 콘덴서 뱅크의 중성점과 접지사이에 설치된 중성점 저항기에 취부되어 중성점 저항기로 유입되는 중성점 전류를 변류하는 변류기와, 상기 변류기의 2차측에서 취득되는 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환회로, 상기 중성점 저항기로 유입되는 중성점 전류를 변류기를 통해 입력받아 불필요한 DC 성분과 noise를 제거하는 아날로그 필터회로, 상기 아날로그 필터회로로부터 연속적인 아날로그 중성점 전류를 입력받아 이산 푸리에 변환(DFT)하여 불연속적인 이산화 전류신호로 변환한 다음 이 불연속적인 이산화 전류신호를 고속 푸리에 변환(FFT)하여 주파수영역별로 분석한 후, 분석된 주파수별 전류 값을 연산하고, 중성점 전류의 기본파(60Hz) 전류 값이 초기 설정값보다 커지면 콘덴서 뱅크에 3상 불평형이 커지는 이상이 발생한 것으로 판단하고, 중성점 전류의 기본파(60Hz)의 3고조파(180Hz) 전류 값이 한 상의 3배의 값보다 증가하거나 감소하면 콘덴서 뱅크에 콘덴서나 리액터의 값이 변하는 이상이 발생한 것으로 판단하여 릴레이 구동제어신호를 출력하는 열화판정시스템, 사용자에게 전력용 콘덴서 뱅크의 상태를 현장에서 알려주기 위하여 콘덴서 뱅크의 진단 분석에 필요한 중성점 전류의 기본파(60Hz) 값과 기본파의 3배인 3고조파(180Hz) 값, 기본파의 5배인 5고조파(300Hz) 값을 숫자 LCD에 표시하고, 현재 콘덴서 뱅크의 이상 유무를 정상 LED와 불량 LED에 표시하는 표시장치, 및 상기 전류-전압 변환회로가 공급하는 전압으로 상기 각 구성요소에 구동전원을 공급하는 전원공급 밧데리를 자동 충전시키는 밧데리 충전회로로 구성된다. The power condenser bank diagnosing device based on the neutral point current information of the prior art includes a current transformer mounted on a neutral point resistor disposed between the neutral point of the power capacitor bank and the ground to flow the neutral point current flowing into the neutral point resistor, and the secondary side of the current transformer. A current-voltage conversion circuit for converting a current obtained from the voltage into a voltage, an analog filter circuit for receiving unnecessary DC components and noise by receiving a neutral point current flowing into the neutral point resistor through a current transformer, and a continuous analog neutral point from the analog filter circuit. After receiving the current, the discrete Fourier transform (DFT) is used to convert the discrete discrete current signal.The discrete discrete current signal is fast Fourier transformed (FFT) and analyzed by frequency domain. , The fundamental wave (60 Hz) current value of the neutral current If it becomes bigger, it is judged that abnormality of three-phase unbalance occurs in the capacitor bank.If the value of three harmonics (180Hz) of the fundamental wave (60Hz) of the neutral current increases or decreases more than three times the value of one phase, the capacitor or reactor in the capacitor bank Degradation judgment system that outputs relay drive control signal by judging that abnormal value is changed, and fundamental wave of neutral current (60Hz) necessary for diagnostic analysis of capacitor bank to inform user the state of capacitor bank for power in the field. 3 harmonics (180Hz), 3 times the value and fundamental wave, 5 harmonics (300Hz) value, 5 times the fundamental wave, on the numeric LCD, and a display device that shows the abnormality of the current capacitor bank on the normal LED and the bad LED, And a battery charging circuit for automatically charging a power supply battery for supplying driving power to each component with a voltage supplied by the current-voltage conversion circuit. It is configured.

종래 기술의 중성점 전류정보에 의한 전력용 콘덴서 뱅크 진단장치는 성형결선의 중성점에 흐르는 중성점전류만으로 콘덴서뱅크의 열화를 진단하여, 역률을 보상하여 계통전압을 안정화시키는데 이용한다. The power capacitor bank diagnostic apparatus of the prior art neutral point current information is used to diagnose the deterioration of the capacitor bank only by the neutral point current flowing through the neutral point of the molded connection, and to compensate the power factor to stabilize the grid voltage.

콘덴서 뱅크는 무수히 많은 콘덴서 소자들이 직렬 및 병렬로 구성되어 있으며, 콘덴서 뱅크의 열화시 콘덴서 소자들이 파괴되어 정전용량(C) 값이 감소하게 된다. The capacitor bank is composed of a myriad of capacitor elements in series and in parallel, and when the capacitor bank deteriorates, the capacitor elements are destroyed, thereby reducing the capacitance (C) value.

정전용량의 파괴가 각 상별, 단위 콘덴서별로 비대칭으로 파괴될 것이라고 가정하여, Y결선 2개의 콘덴서 뱅크를 조합하여 2개의 콘덴서 뱅크의 중성점간에 나타나는 영상전압을 검출한 후에 그 크기로 열화 정도를 진단하거나 2개의 콘덴서 뱅크의 중성점을 연결하고 흐르는 영상전류를 검출하며 열화 정도를 진단할 수 있다.Assuming that the capacitance is destroyed asymmetrically for each phase and each capacitor, a combination of two capacitor banks of Y connection is detected to detect the image voltage appearing between the neutral points of the two capacitor banks, and then the degree of degradation is diagnosed by the magnitude. The neutral points of the two capacitor banks can be connected to detect the flowing image current and diagnose the degree of degradation.

이러한 중성점 전류정보에 의한 전력용 콘덴서 뱅크의 열화 진단 방법은 Y결선 2개의 콘덴서 뱅크가 반드시 필요하며, 콘덴서가 대칭으로 열화할 경우에 열화 상태 검출이 불가능하며 △결선 콘덴서 뱅크에서는 사용이 불가능하고, 절연유 누유나 이상 배부름 현상은 감지하지 못한다는 문제점이 있다.
This method of diagnosing the deterioration of the power capacitor bank based on the neutral current information is necessary for two capacitor banks of Y connection, and it is impossible to detect the deterioration state when the capacitor deteriorates symmetrically. There is a problem in that insulation oil leakage or abnormal filling phenomenon cannot be detected.

본 발명은 입력 전압 및 입력 전류의 정보를 분석하여 각 콘덴서 및 직렬 리액터의 용량(C, L) 값과 누설저항(R) 값을 검출하여 열화 상태 및 콘덴서의 성능 저하 정도를 예측함으로써 콘덴서의 수명 예측과 성능 저하에 따른 대책 등을 수립할 수 있고, 고장의 파급을 최소화하여 콘덴서 및 직렬 리액터의 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 정상상태의 콘덴서의 안정적인 운전이 기여할 수 있는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법을 제공한다. The present invention analyzes the information of the input voltage and input current, detects the capacitance (C, L) value and the leakage resistance (R) value of each capacitor and series reactor, and predicts the deterioration state and the degree of deterioration of the capacitor. Prediction and countermeasures against performance deterioration can be established, minimizing the propagation of failures, preventing accidents of capacitors and series reactors, and predicting deterioration of capacitor banks that can contribute to the stable operation of capacitors in steady state. An apparatus and a method thereof are provided.

또한, 본 발명은 고조파에 대한 여유 용량을 확보하고 있는 콘덴서에 비해 콘덴서 정격에 일치하는 용량으로 제작 운용되고 있는 직렬 리액터가 콘덴서보다 소손율이 높으므로 고조파에 대한 과부하 정도를 감시할 수 있는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법을 제공한다.
In addition, the present invention provides a capacitor bank that can monitor the degree of overload of harmonics because the series reactors that are manufactured and operated at a capacity matching the capacitor rating are higher than those of the capacitor, compared to a capacitor having a spare capacity for harmonics. An apparatus for predicting degradation and a method thereof are provided.

본 발명은 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법은, 저압, 고압 및 특별고압의 전력 계통에 연결된 콘덴서, 및 상기 콘덴서에 직렬로 삽입되어 상기 콘덴서와 직렬 공진하는 직렬 리액터를 포함하는 콘덴서 뱅크의 열화를 예측하는 열화예측장치에서 수행되는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법에 있어서, a) 상기 콘덴서 뱅크에 입력되는 전류(I) 및 전압(V) 정보를 수집하여 기본파 전압(V1) 및 전류(I1), 제n(n>1) 고조파 전압(Vn) 및 전류(In), 유효전력(P), 역률(

Figure 112012103483578-pat00002
), 기본파 및 제n 고조파 임피던스(Z1, Z2)를 연산하는 단계; b) 상기 역률 및 임피던스 값을 이용해 상기 콘덴서 뱅크의 각 콘덴서의 누설 저항(R), 각 콘덴서에 대한 임피던스(XC), 각 직렬 리액터에 대한 임피던스(XL)를 연산하는 단계; c) 상기 기본파 및 제n 고조파 임피던스(Z1, Z2)를 이용하여 상수분을 제거하고 상기 각 직렬 리액터의 용량(L) 및 상기 각 콘덴서의 용량(C)을 연산하는 단계; 및 d) 상기 각 직렬 리액터의 용량(L), 상기 각 콘덴서의 용량(C) 및 누설 저항(R), 소비 전력의 변화 상태를 감시 및 추적하여 상기 각 콘덴서 또는 직렬 리액터의 열화 상태와 상기 각 콘덴서의 용량(C)의 감소에 따른 성능을 예측하는 단계를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for predicting degradation of a capacitor bank and a method thereof, wherein the method for predicting degradation of a capacitor bank includes: a capacitor connected to a low voltage, high voltage, and special high voltage power system; A method of predicting deterioration of a capacitor bank performed by a deterioration predictor for predicting deterioration of a capacitor bank including a series reactor, the method comprising: a) collecting current (I) and voltage (V) information inputted to the capacitor bank; Wave voltage (V 1 ) and current (I 1 ), n (n> 1) harmonic voltage (V n ) and current (I n ), active power (P), power factor (
Figure 112012103483578-pat00002
Calculating the fundamental wave and the nth harmonic impedance (Z 1 , Z 2 ); b) calculating leakage resistance (R) of each capacitor in the capacitor bank, impedance (X C ) for each capacitor, and impedance (X L ) for each series reactor using the power factor and impedance values; c) removing water content using the fundamental and nth harmonic impedances (Z 1 , Z 2 ) and calculating the capacitance (L) of each series reactor and the capacitance (C) of each capacitor; And d) monitoring and tracking changes in the capacity (L) of each series reactor, the capacity (C) and leakage resistance (R) of each condenser, and the power consumption so as to deteriorate the state of each condenser or series reactor and the respective Predicting the performance according to the reduction of the capacitor (C) of the capacitor.

여기서, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 콘덴서의 전류 증가 상태를 예측하고, 상기 예측된 전류 증가 상태를 이용해 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서의 열화 정도를 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step d) may further include d-1) predicting a current increase state of the capacitor and detecting an overload degree of the series reactor and a deterioration degree of the capacitor using the predicted current increase state. have.

그리고, 상기 d) 단계는 d-2) 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서의 열화 정도에 대한 감지값이 제1 설정값에 도달하면 경보를 발생하고, 상기 감지값이 제2 설정값에 도달하면 전원 차단 기능을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.And, the d) step d-2) if the detection value of the overload degree of the series reactor and the deterioration degree of the capacitor reaches a first set value, an alarm is generated, and if the detected value reaches a second set value The method may further include performing a power off function.

한편, 상기 직렬 리액터의 용량(L)은 하기한 수학식에 기초하여 산출될 수 있다. Meanwhile, the capacity L of the series reactor may be calculated based on the following equation.

Figure 112012103483578-pat00003
Figure 112012103483578-pat00003

그리고, 상기 콘덴서의 용량(C)은 하기한 수학식에 기초하여 산출될 수 있다. In addition, the capacitor C of the capacitor may be calculated based on the following equation.

Figure 112012103483578-pat00004
Figure 112012103483578-pat00004

또한, 상기 기본파 전압(V1)과 기본파 전류(I1)의 관계는 하기한 수학식에 기초하여 산출될 수 있다. In addition, the relationship between the fundamental wave voltage V 1 and the fundamental wave current I 1 may be calculated based on the following equation.

Figure 112012103483578-pat00005
Figure 112012103483578-pat00005

그리고, 상기 제n(n>1) 고조파 전압(Vn) 및 전류(In)의 관계는 하기한 수학식에 기초하여 산출될 수 있다. The relationship between the nth (n> 1) harmonic voltage V n and the current I n may be calculated based on the following equation.

Figure 112012103483578-pat00006
Figure 112012103483578-pat00006

한편, 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치는, 저압, 고압 및 특별고압의 전력 계통에 연결된 콘덴서, 및 상기 콘덴서에 직렬로 삽입되어 상기 콘덴서와 직렬 공진하는 직렬 리액터를 포함하는 콘덴서 뱅크의 열화를 예측하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치에 있어서, 입력되는 전류(I) 및 전압(V) 정보를 수집하여 기본파 전압(V1) 및 전류(I1), 제n(n>1) 고조파 전압(Vn) 및 전류(In), 유효전력(P), 역률(

Figure 112012103483578-pat00007
), 기본파 및 제n 고조파 임피던스(Z1, Z2), 각 콘덴서의 누설 저항(R), 각 콘덴서에 대한 임피던스(XC), 각 직렬 리액터에 대한 임피던스(XL), 콘덴서 용량(C) 및 직렬 리액터 용량(L)를 연산하는 연산부; 상기 연산부의 연산 결과를 토대로 콘덴서의 열화 상태, 콘덴서의 전류 증가 상태 예측, 콘덴서 용량(C) 값을 모니터링하여 기준 값 이하로 감소하면 콘덴서 불량으로 판단하고, 상기 예측된 전류증가 상태를 이용해 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서 열화 정도를 감지하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서 열화 정도의 감지값이 제1설정값에 도달하면 경보를 발생하는 경보부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서 열화 정도의 감지값이 제2 설정값에 도달하면 전원을 차단하는 전원차단부를 포함한다.On the other hand, the deterioration prediction apparatus of the capacitor bank is a capacitor that predicts deterioration of a capacitor bank including a capacitor connected to a low voltage, high voltage, and special high voltage power system, and a series reactor inserted in series with the capacitor and resonating in series with the capacitor. In the deterioration prediction apparatus of a bank, input current (I) and voltage (V) information are collected, and the fundamental wave voltage (V 1 ) and the current (I 1 ), n (n> 1) harmonic voltage (V n ) And current (I n ), active power (P), power factor (
Figure 112012103483578-pat00007
), Fundamental and nth harmonic impedance (Z 1 , Z 2 ), leakage resistance (R) of each capacitor, impedance (X C ) for each capacitor, impedance (X L ) for each series reactor, and capacitor capacity ( C) and an operation unit for calculating the series reactor capacity (L); Based on the calculation result of the calculation unit, the deterioration state of the capacitor, the current increase state prediction of the capacitor, and the capacitor capacity (C) value are monitored and the value decreases below the reference value. A control unit for detecting the degree of overload of the reactor and the degree of deterioration of the capacitor; An alarm unit for generating an alarm when the detected values of the degree of overload and capacitor deterioration of the series reactor reach a first set value under control of the controller; And a power cut-off unit which cuts off power when the detected values of the degree of overload and the degree of condenser deterioration of the series reactor reach a second set value under the control of the controller.

여기서, 상기 제어부의 제어에 따라 콘덴서 및 직렬 리액터의 열화 상태 및 콘덴서와 직렬 리액터의 전류 증가 상태를 그래프 또는 수치 등으로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.The display unit may further include a display unit displaying a deterioration state of the condenser and the series reactor and a current increase state of the condenser and the series reactor under a control of the controller in a graph or a numerical value.

그리고, 상기 연산부는 하기한 수학식에 기초하여 상기 직렬 리액터의 용량(L)을 산출할 수 있다. The calculator may calculate the capacity L of the series reactor based on the following equation.

Figure 112012103483578-pat00008
Figure 112012103483578-pat00008

또한, 상기 연산부는 하기한 수학식에 기초하여 상기 콘덴서의 용량(C)을 산출할 수 있다.The calculator may calculate the capacitor C of the capacitor based on the following equation.

Figure 112012103483578-pat00009

Figure 112012103483578-pat00009

본 발명의 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법은 입력 전압 및 입력 전류의 정보를 분석하여 각 콘덴서 및 직렬 리액터의 용량(C, L) 값과 누설저항(R) 값을 검출하여 열화 상태 및 콘덴서의 성능 저하 정도를 예측함으로써 콘덴서의 수명 예측과 성능 저하에 따른 대책 등을 수립할 수 있고, 고장의 파급을 최소화하여 콘덴서 및 직렬 리액터의 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 정상상태의 콘덴서의 안정적인 운전에 기여할 수 있는 효과를 제공한다.The deterioration prediction apparatus and method of the capacitor bank of the present invention analyze the information of the input voltage and the input current, detect the capacitance (C, L) value and the leakage resistance (R) value of each capacitor and the series reactor to deteriorate the state and the capacitor. By predicting the degree of degradation of the capacitor, it is possible to establish the life expectancy of the capacitor and countermeasures due to the decrease in performance, and to minimize the propagation of the failure to prevent the accident of the capacitor and the series reactor in advance. Provides an effect that can contribute to driving.

또한, 본 발명의 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치 및 그 방법은 고조파에 대한 여유 용량을 확보하고 있는 콘덴서에 비해 콘덴서 정격에 일치하는 용량으로 제작 운용되고 있는 직렬 리액터가 콘덴서보다 소손율이 높으므로 전류의 증가 상태 정보를 통해 직렬 리액터의 과부하 정도를 감지하여 경보 및 차단할 수 있는 효과를 제공한다.
In addition, the deterioration predicting apparatus and method of the capacitor bank of the present invention have a higher burnout rate than the capacitor because the series reactors manufactured and operated with the capacity corresponding to the capacitor rating are higher than those of the capacitor having the spare capacity against harmonics. Incremental status information detects the overload of the serial reactor and provides the ability to alarm and shut off.

도 1은 본 발명에 따른 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치에 적용되는 콘덴서 뱅크를 설명하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 열화예측장치를 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 1의 콘덴서 뱅크 내 콘덴서와 직렬 리액터의 연결 관계를 설명하는 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법을 설명하는 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating a capacitor bank applied to an apparatus for predicting degradation of a capacitor bank according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the degradation prediction apparatus of FIG. 1.
3 is an equivalent circuit diagram illustrating a connection relationship between a capacitor and a series reactor in the capacitor bank of FIG. 1.
4 is a flowchart illustrating a deterioration prediction method of a capacitor bank according to the present invention.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치에 적용되는 콘덴서 뱅크를 설명하는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a capacitor bank applied to an apparatus for predicting degradation of a capacitor bank according to the present invention.

도 1을 참고하면, 콘덴서 뱅크(10)는 적어도 1개 이상의 콘덴서(11)를 직렬 또는 병렬 결선으로 대용량화하여 사용하는 시스템으로서, N(N>1)개의 콘덴서(11) 뿐만 아니라 직렬 리액터(12), 방전장치(13) 및 보호설비(14)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the capacitor bank 10 is a system in which at least one or more capacitors 11 are used in a large capacity in series or parallel connection, and not only N (N> 1) capacitors 11 but also a series reactor 12. ), A discharge device 13 and a protective device 14.

여기서, 상기 방전 장치(13)는 콘덴서(11)가 전원 차단 후에 잔존하는 잔류전압을 방전하는 것으로서, 내부 방전 저항을 사용하거나 방전코일을 사용한다.In this case, the discharge device 13 discharges the residual voltage remaining after the power supply is turned off by the capacitor 11, and uses an internal discharge resistor or a discharge coil.

그리고, 상기 보호 설비(14)는 역률 개선, 용량 결정, 콘덴서 뱅크(10) 내의 콘덴서(11)나 각종 보호장치의 고장율이나 사고율을 저감하는 기능을 수행하고, 역률 개선 및 용량 결정에 필요한 연산 및 판단 기능을 수행한다. In addition, the protection facility 14 performs a function of improving the power factor, determining the capacity, reducing the failure rate or the accident rate of the capacitor 11 or various protection devices in the capacitor bank 10, and calculating and Perform the judgment function.

이러한 보호 설비의 보호 장치는 콘덴서 뱅크 내의 각 콘덴서(11) 및 직렬 리액터(12)의 열화를 예측하는 열화예측장치(15)를 더 포함할 수 있다.
The protection device of such a protective installation may further include a degradation prediction device 15 for predicting deterioration of each capacitor 11 and the series reactor 12 in the capacitor bank.

도 2는 도 1의 열화예측장치를 설명하는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating the degradation prediction apparatus of FIG. 1.

도 2를 참고하면, 열화예측장치(15)는 전압 및 전류 정보를 수집하는 정보 수집부, 수집된 정보를 연산하여 V1, I1, Vn, In, Z, P, R, XC, XL, L, C 등을 연산하는 연산부(15a), 연산부(15a)의 연산 결과를 토대로 콘덴서(11)의 열화 상태, 콘덴서(11)의 전류 증가 상태 예측, 콘덴서 용량(C) 값을 모니터링하여 기준 값 이하로 감소하면 콘덴서 불량으로 판단하고, 이렇게 예측된 전류증가 상태를 이용해 직렬 리액터(12)의 과부하 정도 및 콘덴서(11) 열화 정도를 감지하는 제어부(15b), 제어부(15b)의 제어에 따라 직렬 리액터(12)의 과부하 정도 및 콘덴서(11) 열화 정도의 감지값이 제1 설정값에 도달하면 경보를 발생하는 경보부(15c), 직렬 리액터(12)의 과부하 정도 및 콘덴서(11) 열화 정도의 감지값이 제2 설정값에 도달하면 전원을 차단하는 전원차단부(15d), 및 제어부(15b)의 제어에 따라 콘덴서(11) 및 직렬 리액터(12)의 열화 상태 및 콘덴서(11)와 직렬 리액터(12)의 전류 증가 상태를 그래프 또는 수치 등으로 표시하는 표시부(15e)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the degradation prediction apparatus 15 may include an information collector configured to collect voltage and current information, and calculate the collected information such that V 1 , I 1 , V n , The deterioration state of the condenser 11 and the current of the condenser 11 based on the calculation result of the calculation unit 15a and the calculation unit 15a for calculating I n , Z, P, R, X C , X L , L, C, and the like. Predicting an increase state and monitoring the value of the capacitor capacity (C), if the value falls below the reference value, the capacitor is judged to be defective, and the overload degree of the series reactor 12 and the degree of deterioration of the capacitor 11 are detected using the predicted current increase state. Under the control of the control unit 15b and the control unit 15b, an alarm unit 15c for generating an alarm when the detected value of the overload degree of the series reactor 12 and the deterioration degree of the condenser 11 reaches the first set value, the series When the detected value of the overload degree of the reactor 12 and the deterioration degree of the condenser 11 reaches the second set value, the condenser 11 and the control unit 15d for shutting off the power and the control unit 15b are controlled. Graph of deterioration of series reactor 12 and current increase of condenser 11 and series reactor 12 Includes a display unit (15e) that displays the numbers.

일반적으로 콘덴서(11)는 기준 용량에서 5%이상 감소되면 불량으로 판별할 수 있으므로, 전원 차단부(15d)는 콘덴서(11)의 기준 용량을 기준으로 하여 제1 설정값을 3%, 제2 설정값을 5%로 설정할 수 있지만, 콘덴서(11)나 콘덴서 뱅크(10)의 상태, 콘덴서 뱅크(10)가 적용되는 전력 계통의 상태 등에 따라 제1 설정값 및 제2 설정값을 변경할 수 있다.
In general, since the capacitor 11 may be determined to be defective when the capacitor 11 is reduced by 5% or more, the power cut-off unit 15d may set the first set value to 3% and the second based on the reference capacitor of the capacitor 11. Although the set value can be set to 5%, the first set value and the second set value can be changed according to the state of the capacitor 11 or the capacitor bank 10, the state of the power system to which the capacitor bank 10 is applied, and the like. .

도 3은 도 1의 콘덴서 뱅크 내 콘덴서와 직렬 리액터의 연결 관계를 설명하는 등가 회로도이다. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating a connection relationship between a capacitor and a series reactor in the capacitor bank of FIG. 1.

도 3을 참고하면, 콘덴서 뱅크(10)는 저압, 고압 및 특별고압의 전력 계통에 연결된 콘덴서(11), 콘덴서(11)의 내부 누설저항(R) 및 콘덴서(11)에 직렬로 삽입되어 콘덴서(11)와 직렬 공진하는 직렬 리액터(12)를 포함한다. 누설 저항(R)은 리드선 저항 뿐아니라 콘덴서의 형태,유전체 재질 등에 따라 달라질 수 있다.
Referring to FIG. 3, the capacitor bank 10 is inserted into a capacitor 11 connected to a low, high and special high voltage power system, an internal leakage resistance R of the capacitor 11, and a capacitor 11 in series. And a series reactor 12 in series resonance with (11). The leakage resistance R may vary depending on the shape of the capacitor, the dielectric material, and the like as well as the lead wire resistance.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법을 설명하는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of predicting degradation of a capacitor bank according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법은, 열화예측장치(15)가 콘덴서 뱅크(10)에 입력되는 전류(I) 및 전압(V) 정보를 수집하여 기본파 전압(V1) 및 전류(I1), 제n 고조파 전압(Vn) 및 전류(In), 유효전력(P), 역률(

Figure 112012103483578-pat00010
), 기본파 임피던스(Z1) 및 제n 고조파 임피던스(Z2)를 연산한다.(단계 S1 및 S2)Referring to FIG. 4, in the deterioration prediction method of the capacitor bank, the degradation prediction device 15 collects current I and voltage V information input to the capacitor bank 10 to obtain a fundamental wave voltage V 1 and Current (I 1 ), nth harmonic voltage (V n ) and current (I n ), active power (P), power factor (
Figure 112012103483578-pat00010
), The fundamental wave impedance (Z 1 ), and the nth harmonic impedance (Z 2 ) are calculated (steps S1 and S2).

이때, 기본파 전압(V1)과 기본파 전류(I1)의 관계는 60Hz에서 임피던스(고조파 제거)를 적용하면 수학식 1과 같고, 제n 고조파 전압(Vn) 및 전류(In)는 제5 고조파(300Hz)에서 임피던스를 적용하면 수학식 2과 같다. 수학식2에서 제5 고조파를 예를 들어 계산하고 있지만 임의 차수의 고조파(예를 들어, n=1, n=3, n=5 등)를 적용하여 계산할 수 있다.In this case, the relationship between the fundamental wave voltage V 1 and the fundamental wave current I 1 is equal to Equation 1 when impedance (harmonic rejection) is applied at 60 Hz, and the nth harmonic voltage V n and the current I n are applied . When the impedance is applied at the fifth harmonic (300 Hz) is shown in Equation 2. For example, the fifth harmonic is calculated in Equation 2, but it can be calculated by applying any order harmonics (for example, n = 1, n = 3, n = 5, etc.).

[수학식1][Equation 1]

Figure 112012103483578-pat00011
Figure 112012103483578-pat00011

[수학식2]&Quot; (2) "

Figure 112012103483578-pat00012
Figure 112012103483578-pat00012

수학식1 및 수학식2에서, Vn는 해당 고조파(제5 고조파) 전압, In는 해당 고조파(제5 고조파) 전류,

Figure 112012103483578-pat00013
은 기본파 전압 및 전류, 임피던스, 리액턴스, 역률각을 각각 나타낸다.
In Equations 1 and 2, V n is a corresponding harmonic (5th harmonic) voltage, I n is a corresponding harmonic (5th harmonic) current,
Figure 112012103483578-pat00013
Denotes fundamental wave voltage and current, impedance, reactance and power factor, respectively.

수학식1 및 수학식2를 Z=V/I로 정리하면 수학식3, 수학식4 및 수학식5와 같다. Equation 1 and Equation 2 can be summarized as Equation 3, Equation 4 and Equation 5 as Z = V / I.

[수학식3]&Quot; (3) "

Figure 112012103483578-pat00014
Figure 112012103483578-pat00014

[수학식4]&Quot; (4) "

Figure 112012103483578-pat00015
Figure 112012103483578-pat00015

[수학식5][Equation 5]

Figure 112012103483578-pat00016
Figure 112012103483578-pat00016

유효전력(P)과 역률(

Figure 112012103483578-pat00017
)의 관계는 수학식6과 같다. Active power (P) and power factor (
Figure 112012103483578-pat00017
) Is as shown in equation (6).

[수학식6][Equation 6]

Figure 112012103483578-pat00018
Figure 112012103483578-pat00018

수학식 5와 수학식6의 V, I, Q, Z는 기본파와 고조파를 포함한 합성전압, 전류, 위상각 및 임피던스이다.V, I, Q, and Z in Equations 5 and 6 are combined voltages, currents, phase angles, and impedances including fundamental and harmonics.

열화예측장치(15)는 역률 및 임피던스 값을 이용해 콘덴서 뱅크(10)의 각 콘덴서(11)의 누설 저항(R), 각 콘덴서(11)에 대한 임피던스(XC), 각 직렬 리액터(12)에 대한 임피던스(XL)를 각각 연산한다.(단계 S3)The degradation prediction device 15 uses a power factor and an impedance value to detect the leakage resistance R of each capacitor 11 of the capacitor bank 10, the impedance X C for each capacitor 11, and each series reactor 12. Calculate the impedance X L for each (step S3).

[수학식7][Equation 7]

Figure 112012103483578-pat00019
Figure 112012103483578-pat00019

수학식3 및 수학식4를 이용하여

Figure 112012103483578-pat00020
을 제거하면 직렬 리액터(12)의 용량(L) 및 상기 각 콘덴서의 용량(C)을 산출할 수 있다. (단계 S4)Using Equations 3 and 4
Figure 112012103483578-pat00020
By removing, the capacitance L of the series reactor 12 and the capacitance C of each capacitor can be calculated. (Step S4)

즉, 수학식 8에 나타나 있듯이,

Figure 112012103483578-pat00021
은 수학식3에서 5를 곱한 후에 수학식4를 빼면 제거될 수 있다. That is, as shown in equation (8),
Figure 112012103483578-pat00021
May be removed by multiplying Equation 3 by 5 and subtracting Equation 4.

[수학식8]&Quot; (8) "

Figure 112012103483578-pat00022
Figure 112012103483578-pat00022

수학식8을 근의 공식으로 해를 구하면 수학식9가 도출된다.Equation (9) is derived by solving Equation (8) with the root formula.

[수학식9]&Quot; (9) "

Figure 112012103483578-pat00023
Figure 112012103483578-pat00023

수하식3을 L에 대해 정리한 후 수학식9를 대입하면 직렬 리액터(12)의 용량(L)이 수학식10과 같이 산출되고, 콘덴서(11)의 용량(C)이 수학식 11과 같이 산출된다. After substituting Equation 3 for L and substituting Equation 9, the capacity L of the series reactor 12 is calculated as in Equation 10, and the capacity C of the condenser 11 is calculated as in Equation 11. do.

[수학식10]&Quot; (10) "

Figure 112012103483578-pat00024
Figure 112012103483578-pat00024

[수학식11][Equation 11]

Figure 112012103483578-pat00025
Figure 112012103483578-pat00025

열화예측장치(15)는 콘덴서 뱅크(10) 내의 각 직렬 리액터(12)의 용량(L), 각 콘덴서(11)의 용량(C) 및 누설 저항(R), 소비 전력의 변화 상태를 감시 및 추적하여 각 콘덴서(11)의 열화 상태와 각 콘덴서(11)의 용량(C)의 감소에 따른 성능을 예측한다.(단계 S5)The degradation prediction device 15 monitors the change state of the capacitance L of each series reactor 12 in the capacitor bank 10, the capacitance C of each capacitor 11, the leakage resistance R, and the power consumption. By tracking, the deterioration state of each condenser 11 and the performance according to the decrease of the capacity | capacitance C of each condenser 11 are estimated. (Step S5).

또한, 열화예측장치(15)는 콘덴서(11)의 전류 증가 상태를 예측한 후에 예측된 전류 증가 상태를 이용해 직렬 리액터(12)의 과부하 정도 및 콘덴서(11)의 열화 정도를 감지할 수 있고, 직렬 리액터(12)의 과부하 정도 및 콘덴서(11)의 열화 정도에 대한 감지값이 제1 설정값에 도달하면 경보를 발생하고, 직렬 리액터(12)의 과부하 정도 및 콘덴서(11)의 열화 정도에 대한 감지값이 제1 설정값을 넘어 제2 설정값에 도달하면 전원 차단 기능을 수행한다.(단계 S6 및 S7)In addition, the degradation prediction apparatus 15 may detect the degree of overload of the series reactor 12 and the degree of deterioration of the capacitor 11 by using the predicted current increase state after predicting the current increase state of the condenser 11. When the detected value of the overload degree of the series reactor 12 and the deterioration degree of the condenser 11 reaches the first set value, an alarm is generated and the overload degree of the series reactor 12 and the deterioration degree of the condenser 11 are generated. If the detected value exceeds the first setting value and reaches the second setting value, the power-off function is performed (steps S6 and S7).

또한, 열화예측장치(15)는 LCD와 같은 모니터장치(표시부)를 포함하고, 모니터장치에 작업자에게 예측된 콘덴서(11)와 직렬 리액터(12)의 열화 상태, 콘덴서(11)의 성능 예측 정보, 직렬 리액터(12)의 과부하 정도 및 콘덴서(11)의 열화 정도에 대한 감지 정보 등을 그래프 또는 수치 등을 이용하여 표시할 수 있다. The deterioration prediction device 15 also includes a monitor device (display unit) such as an LCD, and the deterioration state of the condenser 11 and the series reactor 12 predicted by the operator to the monitor device, and performance prediction information of the condenser 11. In addition, detection information on the degree of overload of the series reactor 12 and the degree of deterioration of the condenser 11 may be displayed using a graph or a numerical value.

기존에 다양한 방법으로 실시하고 있는 열화 예측 방법들은 실질적인 사고 예방이 어렵고, 기존 방식에 의한 고장 예측 방법 중 내부 평형 고장도 발생하지만 이를 검출하지 못하지만, 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법은 기본파와 고조파 차수를 비교하여 수학식1~수학식11을 정리하여 콘덴서(11) 및 직렬 리액터(12)의 열화 상태를 예측함으로써 콘덴서(11) 누유에 의한 고장도 사전 발견이 가능하다.
Deterioration prediction methods that are conventionally performed in various ways are difficult to prevent substantial accidents, and even though internal equilibrium failures occur in conventional failure prediction methods, the detection of degradation of the capacitor bank according to an embodiment of the present invention is not possible. The method compares the fundamental and harmonic orders, summarizes Equations 1 to 11, and predicts the deterioration state of the condenser 11 and the series reactor 12, so that failures due to leakage of the condenser 11 can be detected in advance.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

10 : 콘덴서 뱅크 11 : 콘덴서
12 : 직렬 리액터 13 : 방전장치
14 : 보호설비 15 : 열화예측장치
10: condenser bank 11: condenser
12 series reactor 13 discharge device
14 protective equipment 15 deterioration prediction device

Claims (11)

저압, 고압 및 특별고압의 전력 계통에 연결된 콘덴서, 및 상기 콘덴서에 직렬로 삽입되어 상기 콘덴서와 직렬 공진하는 직렬 리액터를 포함하는 콘덴서 뱅크의 열화를 예측하는 열화예측장치에서 수행되는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법에 있어서,
a) 상기 콘덴서 뱅크에 입력되는 전류(I) 및 전압(V) 정보를 수집하여 기본파 전압(V1) 및 전류(I1), 제n(n>1) 고조파 전압(Vn) 및 전류(In), 유효전력(P), 역률(
Figure 112012103483578-pat00026
), 기본파 및 제n 고조파 임피던스(Z1, Z2)를 연산하는 단계;
b) 상기 역률 및 임피던스 값을 이용해 상기 콘덴서 뱅크의 각 콘덴서의 누설 저항(R), 각 콘덴서에 대한 임피던스(XC), 각 직렬 리액터에 대한 임피던스(XL)를 연산하는 단계;
c) 상기 기본파 및 제n 고조파 임피던스(Z1, Z2)를 이용하여 상수분을 제거하고 상기 각 직렬 리액터의 용량(L) 및 상기 각 콘덴서의 용량(C)을 연산하는 단계; 및
d) 상기 각 직렬 리액터의 용량(L), 상기 각 콘덴서의 용량(C) 및 누설 저항(R), 소비 전력의 변화 상태를 감시 및 추적하여 상기 각 콘덴서 또는 직렬 리액터의 열화 상태와 상기 각 콘덴서의 용량(C)의 감소에 따른 성능을 예측하는 단계를 포함하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법.
Prediction of deterioration of a capacitor bank performed by a deterioration prediction device for predicting deterioration of a capacitor bank including a capacitor connected to a low voltage, high voltage, and special high voltage power system, and a series reactor inserted in series with the capacitor and resonating in series with the capacitor. In the method,
a) Collecting information of current (I) and voltage (V) input to the capacitor bank, the fundamental wave voltage (V 1 ) and current (I 1 ), n (n> 1) harmonic voltage (V n ) and current (I n ), active power (P), power factor (
Figure 112012103483578-pat00026
Calculating the fundamental wave and the nth harmonic impedance (Z 1 , Z 2 );
b) calculating leakage resistance (R) of each capacitor in the capacitor bank, impedance (X C ) for each capacitor, and impedance (X L ) for each series reactor using the power factor and impedance values;
c) removing water content using the fundamental and nth harmonic impedances (Z 1 , Z 2 ) and calculating the capacitance (L) of each series reactor and the capacitance (C) of each capacitor; And
d) monitoring and tracking the changes in the capacity (L) of each series reactor, the capacity (C) and leakage resistance (R) of each capacitor, and the power consumption, and the deterioration state of each capacitor or series reactor and each capacitor Predicting the performance according to the reduction of the capacity (C) of the capacitor bank deterioration prediction method.
제1항에 있어서, 상기 d) 단계는
d-1) 상기 콘덴서의 전류 증가 상태를 예측하고, 상기 예측된 전류 증가 상태를 이용해 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서의 열화 정도를 감지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법.
The method of claim 1, wherein step d)
d-1) predicting a current increase state of the capacitor, and using the predicted current increase state to detect the degree of overload of the series reactor and the degree of deterioration of the capacitor. Way.
제2항에 있어서, 상기 d) 단계는
d-2) 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서의 열화 정도에 대한 감지값이 제1 설정값에 도달하면 경보를 발생하고, 상기 감지값이 제2 설정값에 도달하면 전원 차단 기능을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법.
The method of claim 2, wherein d)
d-2) generating an alarm when the detected value of the overload degree of the series reactor and the deterioration degree of the capacitor reaches a first set value, and performing a power off function when the detected value reaches the second set value. Deterioration prediction method of a capacitor bank further comprising.
제1항에 있어서, 상기 직렬 리액터의 용량(L)은
[수학식10]
Figure 112012103483578-pat00027

상기한 수학식에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the capacity (L) of the series reactor is
&Quot; (10) "
Figure 112012103483578-pat00027

The deterioration prediction method of a capacitor bank, characterized in that it is calculated based on the above equation.
제1항에 있어서, 상기 콘덴서의 용량(C)은
[수학식11]
Figure 112012103483578-pat00028

상기한 수학식에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the capacitor (C) of the capacitor
&Quot; (11) "
Figure 112012103483578-pat00028

The deterioration prediction method of a capacitor bank, characterized in that it is calculated based on the above equation.
제1항에 있어서, 상기 기본파 전압(V1)과 기본파 전류(I1)의 관계는
[수학식1]
Figure 112012103483578-pat00029

상기한 수학식에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법.
The relationship between the fundamental wave voltage V 1 and the fundamental wave current I 1 of claim 1, wherein
[Equation 1]
Figure 112012103483578-pat00029

The deterioration prediction method of a capacitor bank, characterized in that it is calculated based on the above equation.
제1항에 있어서, 상기 제n 고조파 전압(Vn) 및 전류(In)의 관계는
[수학식2]
Figure 112012103483578-pat00030

상기한 수학식에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the relationship between the nth harmonic voltage V n and the current I n is
&Quot; (2) "
Figure 112012103483578-pat00030

The deterioration prediction method of a capacitor bank, characterized in that it is calculated based on the above equation.
저압, 고압 및 특별고압의 전력 계통에 연결된 콘덴서, 및 상기 콘덴서에 직렬로 삽입되어 상기 콘덴서와 직렬 공진하는 직렬 리액터를 포함하는 콘덴서 뱅크의 열화를 예측하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치에 있어서,
입력되는 전류(I) 및 전압(V) 정보를 수집하여 기본파 전압(V1) 및 전류(I1), 제n(n>1) 고조파 전압(Vn) 및 전류(In), 유효전력(P), 역률(
Figure 112012103483578-pat00031
), 기본파 및 제n 고조파 임피던스(Z1, Z2), 각 콘덴서의 누설 저항(R), 각 콘덴서에 대한 임피던스(XC), 각 직렬 리액터에 대한 임피던스(XL), 콘덴서 용량(C) 및 직렬 리액터 용량(L)를 연산하는 연산부;
상기 연산부의 연산 결과를 토대로 콘덴서의 열화 상태, 콘덴서의 전류 증가 상태 예측, 콘덴서 용량(C) 값을 모니터링하여 기준 값 이하로 감소하면 콘덴서 불량으로 판단하고, 상기 예측된 전류증가 상태를 이용해 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서 열화 정도를 감지하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서 열화 정도의 감지값이 제1설정값에 도달하면 경보를 발생하는 경보부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 상기 직렬 리액터의 과부하 정도 및 콘덴서 열화 정도의 감지값이 제2 설정값에 도달하면 전원을 차단하는 전원차단부를 포함하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치.
A deterioration prediction apparatus for a condenser bank for predicting deterioration of a condenser bank including a capacitor connected to a low voltage, high voltage, and special high voltage power system, and a series reactor inserted in series with the condenser and resonating in series with the condenser.
Input current (I) and voltage (V) information to collect the fundamental wave voltage (V 1 ) and current (I 1 ), n (n> 1) harmonic voltage (V n ) and current (I n ), effective Power (P), power factor (
Figure 112012103483578-pat00031
), Fundamental and nth harmonic impedance (Z 1 , Z 2 ), leakage resistance (R) of each capacitor, impedance (X C ) for each capacitor, impedance (X L ) for each series reactor, and capacitor capacity ( C) and an operation unit for calculating the series reactor capacity (L);
Based on the calculation result of the calculation unit, the deterioration state of the capacitor, the current increase state prediction of the capacitor, and the capacitor capacity (C) value are monitored and the value decreases below the reference value. A control unit for detecting the degree of overload of the reactor and the degree of deterioration of the capacitor;
An alarm unit for generating an alarm when the detected values of the degree of overload and capacitor deterioration of the series reactor reach a first set value under control of the controller; And
And a power cut-off unit which cuts off the power when the detected values of the overload degree and the capacitor deterioration degree of the series reactor reach a second set value under the control of the controller.
제8항에 있어서,
상기 제어부의 제어에 따라 콘덴서 및 직렬 리액터의 열화 상태 및 콘덴서와 직렬 리액터의 전류 증가 상태를 그래프 또는 수치 등으로 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치.
9. The method of claim 8,
And a display unit for displaying the deterioration state of the condenser and the series reactor and the increase state of the current of the condenser and the series reactor under a control of the controller in a graph or a numerical value.
제8항에 있어서, 상기 연산부는
[수학식10]
Figure 112012103483578-pat00032

상기한 수학식에 기초하여 상기 직렬 리액터의 용량(L)을 산출하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치.
The method of claim 8, wherein the operation unit
&Quot; (10) "
Figure 112012103483578-pat00032

And the capacity (L) of the series reactor is calculated based on the above equation.
제8항에 있어서, 상기 연산부는
[수학식11]
Figure 112012103483578-pat00033

상기한 수학식에 기초하여 상기 콘덴서의 용량(C)을 산출하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 뱅크의 열화 예측 장치.
The method of claim 8, wherein the operation unit
&Quot; (11) "
Figure 112012103483578-pat00033

And a capacitor (C) of the capacitor is calculated based on the above equation.
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