KR101315271B1 - Calculation method for induced current in seconds unit using geomagnetic field observation data - Google Patents

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KR101315271B1
KR101315271B1 KR1020130076112A KR20130076112A KR101315271B1 KR 101315271 B1 KR101315271 B1 KR 101315271B1 KR 1020130076112 A KR1020130076112 A KR 1020130076112A KR 20130076112 A KR20130076112 A KR 20130076112A KR 101315271 B1 KR101315271 B1 KR 101315271B1
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Abstract

PURPOSE: A method of calculating an induced current in seconds using geomagnetic field observation data solves a time delay problem of an existing induced current calculation and prevents detection time errors of the induced current. CONSTITUTION: An operating device with specific arithmetic calculation programming collects geomagnetic field observation data in seconds observed from a geomagnetic field measurement sensor (S110). The operating device calculates the maximum value, the minimum value, and a time interval of the collected geomagnetic field observation data in seconds in the range of the time interval (S120). The operating device obtains a difference value between the calculated maximum value and minimum value or a slope of a time interval difference (S130). The operating device calculates an induced current in seconds by applying a correlation coefficient as a characteristic coefficient of a transformer and a power transmission line in which the geomagnetic field measurement sensor is installed to the obtained difference value and slope (S140). [Reference numerals] (S110) Step where geomagnetic field observation data is collected in seconds; (S120) Step where the maximum value, the minimum value, and a time interval is calculated within the range of the time interval (t-59 to t+0); (S130) Step where the difference between the calculated maximum value and minimum value as well as the slope of the time interval difference are obtained; (S140) Step where an induced current in seconds by applying a correlation coefficient (a, b), which is a characteristic coefficient of a transformer and a power transmission line is calculated

Description

지구 자기장 관측데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법{CALCULATION METHOD FOR INDUCED CURRENT IN SECONDS UNIT USING GEOMAGNETIC FIELD OBSERVATION DATA}CALCULATION METHOD FOR INDUCED CURRENT IN SECONDS UNIT USING GEOMAGNETIC FIELD OBSERVATION DATA}

본 발명은 초 단위 유도전류 산출 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of calculating the induced current in seconds, and more particularly to a method of calculating the induced current in seconds using the earth magnetic field observation data.

일반적으로 지구 자기장의 교란 발생 시에는 초고압 송전선과 연결된 변압기에 유도전류가 발생되어 국가 전력망의 피해가 우려된다. 즉, 태양활동으로 방출된 코로나 물질은 자기장 성분이 포함되어 있어 지구에 도달할 경우 지구 자기장 교란이 발생된다. 이러한 지구 자기장 교란으로 지상의 송전선, 가스선 등을 통해 유도전류가 발생될 수 있으며, 강한 유도전류가 발생되면 변압기 포화현상이나 정전사태가 일어나 국가적 피해가 발생될 수 있다. 즉, 자기장 변화가 수십 초 이상 지속될 때, 유도전류가 수십 초 이상 발생되어 변압기에 유해한 영향을 주게 된다.
In general, when the earth magnetic field is disturbed, induced current is generated in the transformer connected to the ultra-high voltage transmission line, which may cause damage to the national power grid. In other words, corona materials released by solar activity contain magnetic field components, and when they reach the earth, earth magnetic field disturbance occurs. The earth magnetic field disturbance may cause induction current through the transmission line, gas line, etc. of the ground, and when a strong induction current is generated, transformer saturation or power failure may cause national damage. That is, when the change of the magnetic field lasts for several tens of seconds or more, the induced current is generated for several tens of seconds or more, which has a detrimental effect on the transformer.

현재 변압기의 접지 중성점에 유도전류 측정센서를 설치하여 측정결과를 수집하고 있으나 시설점검 등 인위적 요인으로 인한 오류 데이터가 발생될 수 있으므로, 일시적으로 발생하는 오류 데이터를 상쇄하기 위해 유도전류 관측 데이터는 통상적으로 1분 평균치를 적용함이 일반적이다.
Currently, the measurement result is collected by installing an inductive current measuring sensor at the ground neutral point of the transformer. However, error data may be generated due to human factors such as facility inspection. Therefore, inductive current observation data is usually used to offset temporary error data. As a general rule, a one-minute average is applied.

도 1은 종래의 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 유도전류 산출 방법의 개념 블록을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 유도전류 산출 방법은, 지구 자기장 측정센서(10)로부터 측정된 지구 자기장 관측 데이터를 이용하여 유도전류를 산출하는 것이 가능하나, 1분 평균값을 이용해야 하므로 유도전류와의 시간 지연이 발생하게 된다. 즉, 지구 자기장 측정센서(10)로부터 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 1분 동안 수집하여 시간구간 범위(t+1~t+60) 내에서 평균치를 계산한 후 미분해야 하므로 1분 이상의 시간이 소요되는 문제가 있다. 이러한 문제로 인한 유도전류 산출의 시간 지연이 발생되고, 유도전류 관측 데이터의 오류 상쇄를 위한 시간 지연이 발생되므로 지구 자기장 교란 발생에 따른 적절한 대응시기를 놓치게 되는 문제가 있었다.1 is a block diagram illustrating a method of calculating an induced current using conventional earth magnetic field observation data. As shown in FIG. 1, in the conventional induction current calculation method using the earth magnetic field observation data, it is possible to calculate the induction current using the earth magnetic field observation data measured from the earth magnetic field measurement sensor 10, but 1 minute. Since the average value must be used, a time delay with the induced current occurs. In other words, the earth magnetic field observation data from the earth magnetic field measuring sensor 10 is collected for 1 minute, the average value is calculated within the time interval range (t + 1 to t + 60), and differentiation is required. There is a problem. Due to such a problem, a time delay of induction current calculation occurs and a time delay for canceling an error of the induction current observation data causes a problem of missing an appropriate response time due to earth magnetic field disturbance.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 자기장의 시간적 변화를 통해 전기장이 유도되는 맥스웰 방정식을 적용하는 수치해석의 프로그래밍이 구현된 특정 산술계산 프로그래밍을 탑재한 운영 디바이스를 통해 초 단위의 지구 자기장 관측 데이터를 실시간으로 적용하여 초 단위 유도전류를 산출하는 것이 가능해짐으로써, 기존의 유도전류 산출의 시간 지연문제의 해소와 함께 유도전류의 검출 시기 오류를 방지하며, 지구 자기장 교란 발생에 따른 실시간 대응 및 피해 예방을 위한 정보로 사용이 가능하도록 하는, 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods, and includes a specific arithmetic programming in which the programming of numerical analysis that applies Maxwell's equation in which the electric field is induced through the temporal change of the magnetic field is implemented. It is possible to calculate the induction current in seconds by applying the earth magnetic field observation data in seconds through the operating device in real time, thereby eliminating the time delay problem of calculating the induction current and preventing errors in detecting the induction current. It is an object of the present invention to provide a method of calculating the induction current in seconds using earth magnetic field observation data, which can be used as information for real-time response and damage prevention caused by earth magnetic field disturbance.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법은,Induction current calculation method of the second unit using the earth magnetic field observation data according to the characteristics of the present invention for achieving the above object,

지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법으로서,A method of calculating the induced current in seconds using the earth magnetic field observation data,

(1) 특정 산술계산 프로그래밍을 탑재한 운영 디바이스가 지구 자기장 측정센서로부터 관측된 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 수집하는 단계;(1) collecting, by the operating device equipped with a specific arithmetic programming, earth magnetic field observation data in seconds observed from the earth magnetic field sensor;

(2) 상기 특정 산술계산 프로그래밍을 탑재한 운영 디바이스가 수집된 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 시간구간 범위(t-59~t+0)에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산하는 단계;(2) calculating, by the operating device equipped with the specific arithmetic programming, the maximum and minimum values in the time interval range (t-59 to t + 0) and the time interval at that time;

(3) 상기 특정 산술계산 프로그래밍을 탑재한 운영 디바이스가 상기 단계 (2)에서 계산된 최댓값과 최솟값의 차이 값 및 시간구간 차이의 기울기를 획득하는 단계; 및(3) obtaining, by the operating device equipped with the specific arithmetic programming, the difference between the maximum value and the minimum value calculated in the step (2) and the slope of the time interval difference; And

(4) 상기 특정 산술계산 프로그래밍을 탑재한 운영 디바이스가 상기 단계 (3)에서 획득한 차이 값과 기울기에 상기 지구 자기장 측정센서가 설치되는 해당 변압기와 송전선의 특성계수인 상관계수(a, b)를 적용하여 초 단위의 유도전류를 산출하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
(4) Correlation coefficients (a, b) which are characteristic coefficients of the transformer and transmission line in which the earth magnetic field measuring sensor is installed at the difference value and the slope obtained in step (3) by the operating device equipped with the specific arithmetic programming; Comprising the step of calculating the induced current in seconds is characterized by its configuration.

바람직하게는, 상기 단계 (2)에서는,Preferably, in the step (2)

상기 특정 산술계산 프로그래밍을 탑재한 운영 디바이스가 상기 초 단위로 수집되는 지구 자기장 관측 데이터를 실시간으로 적용하여 지난 시간구간 범위 내에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산하는 과정으로 이루어질 수 있다.
An operation device equipped with the specific arithmetic calculation programming may be configured to calculate the maximum value, the minimum value, and the time interval within the last time interval by applying the earth magnetic field observation data collected in the second unit in real time.

더욱 바람직하게는, 상기 지난 시간구간은,More preferably, the last time interval,

유도전류 관측 데이터는 1분 평균치를 적용하므로 지구 자기장의 지난 시간구간은 60초로 한다.Since the induced current observation data is applied to the average of 1 minute, the last time interval of the earth's magnetic field is 60 seconds.

본 발명에서 제안하고 있는 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법에 따르면, 자기장의 시간적 변화를 통해 전기장이 유도되는 맥스웰 방정식을 적용하는 수치해석의 프로그래밍이 구현된 특정 산술계산 프로그래밍을 탑재한 운영 디바이스를 통해 초 단위의 지구 자기장 관측 데이터를 실시간으로 적용하여 초 단위 유도전류를 산출하는 것이 가능해짐으로써, 기존의 유도전류 산출의 시간 지연문제의 해소와 함께 유도전류의 검출 시기 오류를 방지하며, 지구 자기장 교란 발생에 따른 실시간 대응 및 피해 예방을 위한 정보로 사용이 가능하도록 할 수 있다.According to the method of calculating the induction current in seconds using the earth magnetic field observation data proposed by the present invention, a specific arithmetic programming in which the programming of the numerical analysis using the Maxwell equation in which the electric field is induced through the temporal change of the magnetic field is implemented. It is possible to calculate the induction current in seconds by applying the earth magnetic field observation data in seconds through the operating device in real time, thereby eliminating the time delay problem of calculating the induction current and preventing errors in detecting the induction current. In addition, it can be used as information for real-time response and damage prevention caused by earth magnetic field disturbance.

도 1은 종래의 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 유도전류 산출 방법의 개념 블록을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 시스템 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 개념 블록을 도시한 도면.
도 5 내지 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 이론적 배경의 설명을 위해 도시한 도면.1 is a conceptual block diagram of a method of calculating an induced current using conventional earth magnetic field observation data.
2 is a diagram illustrating a system configuration of a method of calculating a second induced current using earth magnetic field observation data according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a flow chart illustrating a method of calculating a second induced current using earth magnetic field observation data according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a conceptual block diagram of a method of calculating a second induced current using earth magnetic field observation data according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 to 17 are diagrams for explaining the theoretical background of the method of calculating the induction current per second using the earth magnetic field observation data according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . In addition, the term 'comprising' of an element means that the element may further include other elements, not to exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 시스템 구성을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법을 구현하기 위한 시스템은, 지구 자기장 측정센서(10), 및 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)로 구성될 수 있다.
FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration of a method of calculating a second induced current using earth magnetic field observation data according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the system for implementing the method of calculating the induction current per second using the earth magnetic field observation data according to an embodiment of the present invention includes an earth magnetic field measurement sensor 10 and a specific arithmetic calculation programming 101. ) May be configured as an operating device 100 mounted thereon.

지구 자기장 측정센서(10)는, 지구 자기장의 초 단위 검출을 통해 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 생성하여 운영 디바이스(100)로 제공하는 역할을 한다. 이때, 지구 자기장 측정센서(10)는 종래와 달리 시설점검 등의 인위적 요인으로 인한 오류 데이터가 발생되지 않도록 지하에 매설되고 사람의 접근이 통제되고 있어 인위적 요소가 없도록 설치되도록 구성함이 바람직하다. 이러한 지구 자기장 측정센서(10)는 현재 많이 사용되고 있는 통상의 센서 기술에 해당하며, 본 발명에서는 현재 출시되어 사용되고 있는 다양한 지구 자기장 측정센서 중 하나가 적용되어 사용되는 것이므로, 불필요한 설명은 생략하기로 한다.
The earth magnetic field measuring sensor 10 serves to generate the earth magnetic field observation data in seconds through the second detection of the earth magnetic field and provide it to the operating device 100. At this time, the earth magnetic field measuring sensor 10 is buried underground so as not to generate error data due to anthropogenic factors, such as facility inspection, it is preferable to be installed so that no human element is controlled because access is controlled. The earth magnetic field measurement sensor 10 corresponds to a conventional sensor technology that is currently used a lot, and in the present invention, since one of various earth magnetic field measurement sensors that are currently released and used is applied and used, unnecessary description will be omitted. .

특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)는, 지구 자기장 측정센서(10)로부터 관측된 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 수집하고, 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 이용하여 초 단위 유도전류를 산출하기 위한 장치 구성이다. 이러한 운영 디바이스(100)는 퍼스널 컴퓨터(PC), 노트북, 및 서버 컴퓨터 등의 형태로 구성될 수 있으며, 관리자의 입/출력 조작이 가능한 입력수단(키보드, 마우스 등 포함)과, 출력수단(모니터, 디스플레이 전광판 등)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 특정 산술계산 프로그래밍(101)은 자기장의 시간적 변화를 통해 전기장이 유도되는 맥스웰 방정식을 적용하는 수치해석의 프로그래밍으로 구현된다. 이러한 특정 산술계산 프로그래밍(101)은 수치해석, 행렬 연산, 신호처리, 간편한 그래픽 기능 등을 통합하여 고성능의 수치 계산 및 결과의 가시화 기능을 제공하는 특정 매트랩(Matrix Laboratory)으로도 구현할 수 있다.
The operating device 100 equipped with the specific arithmetic programming 101 collects the second earth magnetic field observation data observed from the earth magnetic field measuring sensor 10, and induces the second by using the specific arithmetic programming 101. It is an apparatus structure for calculating an electric current. The operating device 100 may be configured in the form of a personal computer (PC), a notebook computer, a server computer, and the like, input means (including a keyboard, a mouse, etc.) capable of an administrator's input / output operation, and an output means (monitor). , A display billboard, etc.). Here, the specific arithmetic programming 101 is implemented by programming of numerical analysis that applies Maxwell's equation in which the electric field is derived through the temporal change of the magnetic field. This specific arithmetic programming 101 can also be implemented in a specific Matrix Lab that integrates numerical analysis, matrix arithmetic, signal processing, and simple graphics to provide high performance numerical computation and visualization of results.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 흐름을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 개념 블록을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법은, 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 수집하는 단계(S110), 시간구간 범위(t-59~t+0)에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산하는 단계(S120), 최댓값과 최솟값의 차이 값 및 시간구간 차이의 기울기를 획득하는 단계(S130), 및 변압기와 송전선의 특성계수인 상관계수(a, b)를 적용하여 초 단위의 유도전류를 산출하는 단계(S140)를 포함하여 구현될 수 있다.
FIG. 3 is a flow chart illustrating a method of calculating a second unit induction current using earth magnetic field observation data according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a second unit using earth magnetic field observation data according to an embodiment of the present invention. A conceptual block diagram of the induction current calculation method is shown. As shown in FIG. 3, the method of calculating the induced current in seconds using the earth magnetic field observation data according to an embodiment of the present invention includes collecting the earth magnetic field observation data in seconds (S110), and the time interval range (t−). Calculating the maximum value and the minimum value and the time interval at that time (59 ~ t + 0) (S120), obtaining the difference value between the maximum value and the minimum value and the slope of the time interval difference (S130), and the characteristics of the transformer and the transmission line It may be implemented to include the step (S140) of calculating the induced current in seconds by applying the correlation coefficient (a, b) as a coefficient.

단계 S110에서는, 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 지구 자기장 측정센서(10)로부터 관측된 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 수집한다. 여기서, 지구 자기장 측정센서(10)는 시설점검 등의 인위적 요인으로 인한 오류 데이터가 발생되지 않도록 지하에 매설되고 사람의 접근이 통제되고 있어 인위적 요소가 없도록 구성된다. 여기서, 운영 디바이스(100)에 탑재된 특정 산술계산 프로그래밍(101)은 자기장의 시간적 변화를 통해 전기장이 유도되는 맥스웰 방정식을 적용하는 수치해석의 프로그래밍으로 구현될 수 있다. 본 발명의 초 단위 유도전류를 산출하기 위해 맥스웰 방정식이 적용되는 이론적 배경은 후술하기로 한다.
In step S110, the operating device 100 equipped with the specific arithmetic calculation programming 101 collects the earth magnetic field observation data in seconds observed from the earth magnetic field measurement sensor 10. Here, the earth magnetic field measuring sensor 10 is buried underground so that error data due to human factors such as facility inspection is not generated, and the access of the person is controlled so that there is no artificial element. Here, the specific arithmetic programming 101 mounted on the operating device 100 may be implemented by programming of numerical analysis applying Maxwell's equation in which the electric field is induced through the temporal change of the magnetic field. The theoretical background to which the Maxwell equation is applied to calculate the second induced current of the present invention will be described later.

단계 S120에서는, 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 수집된 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 시간구간 범위(t-59~t+0)에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산한다. 즉, 단계 S120에서의 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)는 초 단위로 수집되는 지구 자기장 관측 데이터를 실시간으로 적용하여 지난 시간구간 범위 내에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산하는 과정으로 이루어지게 된다. 여기서, 지난 시간구간은 유도전류 관측 데이터는 1분 평균치를 적용하므로 지구 자기장의 지난 시간구간은 60초로 한다.
In step S120, the second-area magnetic field observation data collected by the operating device 100 equipped with the specific arithmetic programming 101 is collected in the time interval range t-59 to t + 0, and the time at that time. Calculate the interval. That is, the operating device 100 equipped with the specific arithmetic programming 101 in step S120 applies the earth magnetic field observation data collected in a second unit in real time to maximize the maximum value, the minimum value, and the time within the range of the last time interval. The process is to calculate the interval. Here, the last time interval is 60 seconds because the induction current observation data is applied to the average value of 1 minute.

단계 S130에서는, 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 단계 S120에서 계산된 최댓값과 최솟값의 차이 값 및 시간구간 차이의 기울기를 획득하며, 단계 S140에서는, 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 단계 S130에서 획득한 차이 값과 기울기에 지구 자기장 측정센서(10)가 설치되는 해당 변압기(20)와 송전선(30)의 특성계수인 상관계수(a, b)를 적용하여 특정 산술계산 프로그래밍(101)의 분석 처리를 통해 초 단위의 유도전류를 산출하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법은, 초 단위 수집된 지구 자기장 관측 데이터를 실시간으로 적용하여 지난 60초 시간 구간 범위 내 최대와 최소의 차이 값을 특정 산술계산 프로그래밍(101)의 프로그래밍을 통해 분석하여 유도전류를 초 단위로 산출하게 된다.
In step S130, the operating device 100 equipped with the specific arithmetic programming 101 obtains the difference between the maximum value and the minimum value calculated in step S120 and the slope of the time interval difference. In step S140, the specific arithmetic programming ( The correlation coefficient (a, which is a characteristic coefficient between the transformer 20 and the transmission line 30 on which the earth magnetic field measuring sensor 10 is installed at the difference value and the slope obtained in step S130 by the operating device 100 equipped with 101) b) is applied to calculate the induced current in seconds through the analysis process of the specific arithmetic programming 101. In other words, the method of calculating the induction current in seconds using the earth magnetic field observation data according to the present invention, by applying the earth magnetic field observation data collected in seconds in real time to calculate a specific arithmetic value of the difference between the maximum and minimum in the last 60 seconds time interval range The induction current is calculated in seconds by analyzing through programming of the programming 101.

도 5 내지 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법의 이론적 배경의 설명을 위해 도시한 도면이다. 이하에서는 도 5 내지 도 17을 참고하여 지구 자기장 교란으로 인한 유도전류 산출에 관한 이론적 배경과 관측 사례를 아래와 같이 설명하기로 한다.
5 to 17 are diagrams for explaining the theoretical background of the method of calculating the induced current per second using the earth magnetic field observation data according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a theoretical background and an observation example of calculating an induced current due to disturbance of the earth magnetic field will be described with reference to FIGS. 5 to 17.

널리 알려진 바와 같이, 맥스웰 방정식을 이용하면 자기장의 변화로 전기장이 유도됨을 알 수 있으며, 아래의 수학식 1 내지 수학식 3으로 나타낼 수 있다.As is well known, using the Maxwell equation can be seen that the electric field is induced by a change in the magnetic field, it can be represented by the following equations (1) to (3).

Figure 112013058573309-pat00001
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Figure 112013058573309-pat00002
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Figure 112013058573309-pat00003
Figure 112013058573309-pat00003

여기서, 상관계수 a, b는 해당 변압기와 송전선 등의 특성 계수를 나타낸다.
Here, the correlation coefficients a and b represent characteristic coefficients of the transformer and the transmission line.

지구 자기장 교란 및 유도전류 관측 사례로서, 도 5는 1분 평균한 지구 자기장 관측 데이터를 나타내고, 도 6은 1분 평균한 유도전류 관측 데이터를 나타낸다. 도 5는 일별 변화 비교 기준에서, 지구 자기장(H) 교란이 발생되는 시점을 나타내고 있으며, 도 6은 초 단위의 유도전류 원시데이터를 1분 동안 평균한 값으로 유도전류(GIC)를 관측한 데이터를 나타낸다.
As an example of earth magnetic field disturbance and induced current observation, FIG. 5 shows earth magnetic field observation data averaged for 1 minute, and FIG. 6 shows induced current observation data averaged for 1 minute. FIG. 5 illustrates the time point at which the earth magnetic field (H) disturbance occurs in the daily change comparison standard, and FIG. 6 shows the data obtained by observing the induced current (GIC) with the average value of the induced current raw data in seconds for 1 minute. Indicates.

도 7 내지 도 9는 기존의 유도전류 관측 및 산출 사례로서, 도 7은 1초 단위 유도전류 원시 데이터를 나타내고, 도 8은 1초 미분한 지구 자기장 관측 데이터를 나타내며, 도 9는 1분 미분한 지구 자기장 관측 데이터를 나타낸다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 초 단위로 수집된 유도전류 원시 데이터에는 도면에 표시된 바와 같은 오류 데이터가 포함되어 있기 때문에 이를 상쇄하기 위해 1분 평균한 유도전류 관측 데이터를 이용한다. 유도전류 관측 데이터에 상응하는 지구 자기장의 시간적 변화는 dH/dt로 미분하는 값이므로 아래의 수학식 4로 치환된다.7 to 9 are examples of conventional induction current observation and calculation, in which FIG. 7 shows raw current data of 1 second unit, FIG. 8 shows earth magnetic field observation data that is different from 1 second, and FIG. Represents earth magnetic field observation data. That is, as shown in FIG. 7, since the induced current raw data collected in the second unit includes error data as shown in the figure, the induced current observation data averaged for 1 minute is used to cancel the offset data. Since the temporal change of the earth's magnetic field corresponding to the induced current observation data is a derivative of dH / dt, it is replaced by Equation 4 below.

Figure 112013058573309-pat00004
Figure 112013058573309-pat00004

지구 자기장 관측 데이터를 초 단위로 미분한 결과(dH/dt)는 도 8에 도시된 바와 같이 나타나므로, 유도전류와의 상관관계 분석이 어려우며, 도 9에 도시한 바와 같이, 1분 평균한 지구 자기장 관측 데이터를 분 단위로 미분한 결과(dH/dt)가 도 6에 도시된 1분 평균한 유도전류 관측 데이터의 패턴과 일치하므로 유도전류의 상관관계 분석이 가능하게 된다. 따라서, 지구 자기장 관측 데이터를 1분 동안 수집한 후에 1분 평균하고, 다시 분 단위로 미분한 결과(dH/dt)에 상관계수 a, b를 적용하면 관측된 유도전류(GIC)의 1분 평균치와 동일한 값이 유도됨을 알 수 있다.
The differential (dH / dt) of the earth magnetic field observation data in seconds is shown as shown in FIG. 8, so it is difficult to analyze the correlation with the induced current, and as shown in FIG. 9, the earth averaged for 1 minute Since the result (dH / dt) of differentiating the magnetic field observation data by the minute unit coincides with the pattern of the induced current observation data averaged for 1 minute shown in FIG. 6, the correlation analysis of the induced currents is possible. Therefore, if the earth magnetic field observation data is collected for 1 minute and then averaged for 1 minute, and the correlation coefficients a and b are applied to the derivative (dH / dt) by the minute unit again, the 1 minute average value of the observed induced current (GIC) is applied. It can be seen that the same value as is derived.

도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 유도전류 산출 결과의 비교를 나타내는 일별 변화 비교 사례로서, 도 10은 1분 평균한 유도전류 관측 데이터를 나타내고, 도 11은 1분 미분한 지구 자기장 관측 데이터를 나타내며, 도 12는 초 단위 수집된 지구 자기장으로 계산한 본 발명의 유도전류 산출 데이터를 나타낸다. 도 12에 도시된 바와 같이, 초 단위로 수집된 지구 자기장 관측 데이터를 실시간 적용하여 지난 60초 시간구간 범위 내 최대와 최소의 차이 값을 계산한 결과, 도 10의 1분 평균한 유도전류 관측 데이터의 패턴과 일치하므로 유도전류와의 상관관계 분석이 가능하게 됨을 알 수 있다.
10 to 11 is a daily change comparison example showing a comparison of the induced current calculation results according to the present invention, Figure 10 shows the induction current observation data averaged for 1 minute, Figure 11 shows the differential magnetic field observation data 1 minute 12 shows the induced current calculation data of the present invention calculated by the earth magnetic field collected in seconds. As shown in FIG. 12, as a result of calculating the difference between the maximum and the minimum in the last 60 seconds time interval by applying the earth magnetic field observation data collected in the unit of second in real time, the induced current observation data averaged for 1 minute in FIG. 10. It can be seen that the correlation with the induction current is possible because it matches the pattern of.

도 13 내지 도 17은 12시 30분에서 12시 40분 동안의 세부 변화 비교를 나타내는 사례로서, 도 13은 초 단위 수집된 유도전류 관측 데이터를 나타내고, 도 14는 1분 평균한 유도전류 관측 데이터를 나타내며, 도 15는 초 단위 수집된 지구 자기장 관측 데이터를 나타내고, 도 16은 1분 평균하여 미분한 지구 자기장 관측 데이터를 나타내며, 도 17은 초 단위 수집된 지구 자기장으로 계산한 본 발명의 유도전류 관측 데이터를 나타낸다.
13 to 17 are examples showing detailed change comparisons from 12:30 to 12:40, and FIG. 13 shows induction current observation data collected in seconds, and FIG. 14 is induction current observation data averaged for 1 minute. 15 shows earth magnetic field observation data collected in seconds, FIG. 16 shows differential earth magnetic field observation data obtained by averaging for 1 minute, and FIG. 17 shows the induced current of the present invention calculated with the earth magnetic field collected in seconds. Represent observation data.

도 13에서 초 단위 수집된 유도전류 관측 데이터는 최소(min)값 발생시점이 34분 50초이나, 도 14에서 1분 평균한 유도전류 관측 데이터, 즉 유도전류 관측 데이터를 1분 평균하여 얻은 최솟값 발생시점은 60초 이후인 36분에 기록되고, 최대(max)값 발생시점 또한 38분 00초이지만 39분에 기록되고 있음을 알 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 초 단위 수집된 지구 자기장 관측 데이터를 1분 평균하고 미분함으로써, 도 16에 도시된 바와 같이 시간 지연이 발생된 지구 자기장 관측 데이터가 나타나게 된다. 도 17은 초 단위 수집된 지구 자기장으로 계산한 본 발명의 유도전류로서, 초 단위 수집된 지구 자기장 관측 데이터를 실시간 적용하여 지난 60초 시간구간 범위 내 최대와 최소의 차이 값을 계산함으로써 초 단위 유도전류 산출이 가능하게 된다.
Induction current observation data collected in FIG. 13 is 34 minutes and 50 seconds when the minimum value is generated, but the minimum value obtained by averaging induction current observation data averaged for 1 minute in FIG. The time of occurrence is recorded at 36 minutes, which is after 60 seconds, and the time of occurrence of the maximum value is also recorded at 39 minutes but 38 minutes 00 seconds. As shown in FIG. 15, the earth magnetic field observation data collected in seconds are averaged and differentiated by one minute, thereby showing earth magnetic field observation data having a time delay as shown in FIG. 16. FIG. 17 is an induction current of the present invention calculated as the collected earth magnetic field in seconds, and induced in seconds by calculating the difference between the maximum and minimum in the last 60 seconds time interval by applying the collected earth magnetic field observation data in seconds in real time. Current calculation is possible.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics of the invention.

10: 지구 자기장 측정센서 20: 변압기
30: 송전선
100: 운영 디바이스 101: 특정 산술계산 프로그래밍
S110: 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 수집하는 단계
S120: 시간구간 범위(t-59~t+0)에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산하는 단계
S130: 최댓값과 최솟값의 차이 값 및 시간구간 차이의 기울기를 획득하는 단계
S140: 변압기와 송전선의 특성계수인 상관계수(a, b)를 적용하여 초 단위의 유도전류를 산출하는 단계10: Earth magnetic field measuring sensor 20: Transformer
30: transmission line
100: operating device 101: specific arithmetic programming
S110: collecting the global magnetic field observation data in seconds
S120: calculating the maximum value and the minimum value and the time interval in the time interval range (t-59 to t + 0)
S130: obtaining a difference value between the maximum value and the minimum value and a slope of the time interval difference
S140: calculating the induced current in seconds by applying the correlation coefficient (a, b) which is the characteristic coefficient of the transformer and the transmission line

Claims (3)

지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법으로서,
(1) 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 지구 자기장 측정센서(10)로부터 관측된 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 수집하는 단계;
(2) 상기 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 수집된 초 단위 지구 자기장 관측 데이터를 시간구간 범위(t-59~t+0)에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산하는 단계;
(3) 상기 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 상기 단계 (2)에서 계산된 최댓값과 최솟값의 차이 값 및 시간구간 차이의 기울기를 획득하는 단계; 및
(4) 상기 특정 산술계산 프로그래밍(101)을 탑재한 운영 디바이스(100)가 상기 단계 (3)에서 획득한 차이 값과 기울기에 상기 지구 자기장 측정센서(10)가 설치되는 해당 변압기(20)와 송전선(30)의 특성계수인 상관계수(a, b)를 적용하여 초 단위의 유도전류를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법.
A method of calculating the induced current in seconds using the earth magnetic field observation data,
(1) collecting, by the operating device 100 equipped with the specific arithmetic programming 101, the earth magnetic field observation data in seconds observed from the earth magnetic field measurement sensor 10;
(2) The maximum and minimum values of the global magnetic field observation data collected by the operating device 100 equipped with the specific arithmetic programming 101 in the time interval range (t-59 to t + 0) and the time at that time. Calculating an interval;
(3) obtaining, by the operating device 100 equipped with the specific arithmetic programming 101, the difference between the maximum value and the minimum value calculated in step (2) and the slope of the time interval difference; And
(4) a corresponding transformer 20 in which the earth magnetic field measuring sensor 10 is installed at a difference value and a slope obtained by the operating device 100 equipped with the specific arithmetic calculation programming 101 in step (3); Comprising the step of calculating the induction current in seconds by applying the correlation coefficient (a, b), which is the characteristic coefficient of the transmission line (30), Seconds induction current calculation method using the earth magnetic field observation data.
제1항에 있어서, 상기 단계 (2)에서는,
상기 초 단위로 수집되는 지구 자기장 관측 데이터를 실시간으로 적용하여 지난 시간구간 범위 내에서의 최댓값과 최솟값 그리고 그때의 시간구간을 계산하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법.
2. The method according to claim 1, wherein in the step (2)
Derivation of seconds by using the earth magnetic field observation data, characterized in that the application of the earth magnetic field observation data collected in units of seconds in real time to calculate the maximum value and the minimum value within the time interval range and the time period at that time Current output method.
제2항에 있어서, 상기 지난 시간구간은,
유도전류 관측 데이터는 1분 평균치를 적용하므로 지구 자기장의 지난 시간구간은 60초로 하는 것을 특징으로 하는, 지구 자기장 관측 데이터를 이용한 초 단위 유도전류 산출 방법.The method of claim 2, wherein the last time interval,
Since the induced current observation data is applied to the average value of 1 minute, the last time interval of the earth's magnetic field is 60 seconds.
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