KR101334030B1 - 변압기의 이상 감지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 변압기에서 발생하는 열과 진동, 소음을 복합적으로 측정, 분석하여 변압기의 이상 유무 판단의 신뢰성을 높이고, 이상 발생 시 고장이나 이상발생 원인에 따라 부하나 전원을 선택적으로 차단하여 변압기의 손상을 최소화하는 변압기의 이상 감지 시스템을 개시한다.
본 발명의 압기의 이상 감지 시스템은 변압기(10), 상기 변압기(10)로부터 일정 거리를 유지하고 상기 변압기(10)의 중심축으로부터 일정 각도를 유지하면서 상기 변압기(10)의 표면 온도를 실시간 측정하는 복수의 제1 적외선 온도센서(11), 상기 변압기(10)와 인접하게 설치되어 상기 변압기(10)의 표면 온도를 측정하는 제2 적외선 온도센서(21), 상기 변압기(10) 표면의 진동변화를 측정하는 표면진동 검출센서(12), 상기 제2 적외선 온도센서(21)와 상기 표면진동 검출센서(12)를 상기 제1 적외선 온도센서(11)의 측정 위치로 이송시키는 서보 구동장치(13), 상기 변압기(10)의 내부 부분방전 시에 발생되는 초음파가 외부로 전파될 때 발생되는 노이즈 음향을 측정하는 마이크로폰(14), 상기 마이크로폰(14)의 신호를 증폭하는 앰프(15), 상기 표면진동 검출센서(12), 마이크로폰(14) 및 앰프(15)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(16), 상기 아날로그/디지털 변환기(16)로부터 입력된 자료와 기 입력된 자료를 비교, 분석하여 설정된 경보 조건에 따른 경보 발생 및 수배전반의 외함 제어부(20)의 보조접점을 차단하는 데이터 분석용 컴퓨터(18)를 포함한다.
이와 같은 본 발명은 변압기의 표면 온도 변화를 2중으로 비교 측정하고, 변압기 표면의 진동 측정과 변압기 내부의 초음파에 의한 음향을 비교하여 변압기의 고장 진단에 대한 신뢰성을 높여 변압기의 고장 판단 시 인적 오류에 의한 손상을 방지하는 효과가 있다.

Description

변압기의 이상 감지 시스템{Anomaly Detection System of Transformer}
본 발명은 변압기의 이상 감지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변압기의 이상 유무를 감지하여 경보음을 발생시키는 변압기의 이상 감지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 변압기는 패러데이 원리를 이용하여 서로 다른 1차, 2차로 된 2개의 코일이 철심 주위에 감겨 있어 1차 코일에 교류 전압이 걸리면 교류 전원에 의하여 자속의 변화가 나타나고, 이것은 다시 2차 코일에 유도기 전력을 일으켜 2차 코일에 유도되는 기전력의 크기가 변해 전압을 변동시켜 사용자가 원하는 전압으로 바꾸는 기기이다.
변압기는 철심에 코일과 절연체가 함께 감겨있는 특성상 철심과 인접한 코일 부위나 코일 심부에 절연이 파괴되는 경우 파손 위치를 정확하게 파악하기가 어려우므로, 변압기가 파손된 뒤에야 파손 원인을 파악되는 경우가 많다.
이러한 문제를 극복하기 위하여 여러 기술이 개발 되었는데, 선행기술로는 대한민국 특허출원 제10-1999-0038517호에 "변압기의 원격 감시시스템"이 개시되어 있다.
이러한 변압기의 원격 감시 시스템은 변압기의 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 감지하는 센서; 변압기에서 발생되는 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 센서를 통해 입력 받아 신호의 레벨을 체크함에 따라 경보상태의 유무를 판단하고, 센서의 경보를 표시하는 스레솔드 레벨을 일정레벨로 설정한 하이레벨과 그 레벨보다 일정레벨 높은 상위 하이레벨의 2단계로 조절하며, 센서의 스레솔드 테이블을 미리 프로그램한 데이터 인식시스템; 및 변압기에 이상이 발생하였을 경우 경보 알람을 발생할 수 있도록 미리 프로그램 되어 있으며, 상기 데이터 인식시스템으로부터의 신호를 수신하도록 데이터 인식시스템과는 공중선이나 모뎀 전용회선을 통하여 연결된 주컴퓨터로 구성되고, 상기 데이터 인식시스템은 센서의 감지데이터를 1초에 2-3회 샘플링하여 경보발생 유무를 판단하며, 경보발생이 없을 경우에는 센서의 감지데이터를 1분 간격으로 주컴퓨터에 전송하도록 되어 있다.
이와 같은 선행기술은 변압기 온도, 부하 상태, 2차 전압, 차단기 등의 신호 입력을 2단계 레벨로만 분석하므로, 데이터의 신뢰도가 낮고 변압기 보호 기능이 없는 문제점이 있었다.
또한 대한민국 특허출원번호 제10-2000-0005492호에는 "변전기기 예방진단 시스템"이 개시되어 있다.
이러한 변전기기 예방진단 시스템은 변전기기 열화진전 상태를 자동으로 측정하는 것으로, 변전기기의 이상징후를 측정할 수 있는 센서를 변전기기에 부착하고, 변전기기의 운전 중에 상시로 데이터를 데이터 취득 시스템을 통하여 수집하고, 통신 제어 장치를 통하여 컴퓨터 시스템에 저장하고, 컴퓨터 시스템은 측정된 데이터 별로 열화와의 상관관계를 계산하는 예방진단 전문가시스템이 내장되고, 측정 데이터가 입력되어 이상 기준치를 초과하면, 경고신호를 운전자에게 제공하고, 예방진단 전문가시스템을 구동시켜 측정항목 별로 진단 알고리즘을 기초로 이상의 종류와 이상의 정도를 추론하고, 이상에 대한 처리절차를 운전자에게 제공하도록 되어 있다.
이와 같은 선행기술은 변압기, GIS, CB, 피뢰기 등을 하나의 그룹으로 진단하며, 입력신호가 복잡하고 변압기 측정 또한 초음파 방전측정과 절연유 분석에 국한되므로 변압기 고장진단의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.
1. 대한민국 특허출원번호 제10-1999-0038517호(1999. 9. 10.) 2. 대한민국 특허출원번호 제10-2000-0005492호(2000. 2. 3.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 변압기에서 발생하는 열과 진동, 소음을 복합적으로 측정, 분석하여 변압기의 이상 유무 판단의 신뢰성을 높이고, 이상 발생 시 고장이나 이상발생 원인에 따라 부하나 전원을 선택적으로 차단하여 변압기의 손상을 최소화하는 변압기의 이상 감지 시스템을 제공하는 데 있다.
또 본 발명의 다른 목적은 몰드 변압기 또는 건식 변압기의 특성상 합성수지 절연층에서 손상, 파열이 잦은 것을 고려하여, 변압기의 내, 외부 온도의 변화, 변압기의 부분 방전 노이즈 분석, 변압기의 부분 방전 시 표면 진동의 변화 등의 입력값을 실시간으로 비교 분석하여 변압기의 과열 및 진동을 측정 검출, 이상경보 또는 부하, 전원 측의 전압을 차단하는 정보 기능을 갖는 변압기의 이상 감지 시스템을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 변압기 고장 중 부분방전에 의한 고장진단 기술의 신뢰성을 높이고, 변압기 절연파괴 등의 부하운전 중의 고장 진단확률을 높이기 위하여 변압기의 온도와 변압기의 표면진동 분석과 함께 변압기의 부분방전 시 발생되는 특정 음향을 분석하여 절연파괴 경보 및 사전 입력된 프로그램에 의해 변압기에 치명적인 조건인 경우 변압기의 전원측이나 변압기 부하측을 자동 차단하여 수전설비의 손상을 예방하는 변압기의 이상 감지 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 변압기 이상 감지 시스템은 변압기,
상기 변압기로부터 일정 거리를 유지하고 상기 변압기의 중심축으로부터 일정 각도를 유지하면서 상기 변압기의 표면 온도를 실시간 측정하는 복수의 제1 적외선 온도센서,
상기 변압기와 인접하게 설치되어 상기 변압기의 표면 온도를 측정하는 제2 적외선 온도센서,
상기 변압기 표면의 진동변화를 측정하는 표면진동 검출센서,
상기 제2 적외선 온도센서와 상기 표면진동 검출센서를 상기 제1 적외선 온도센서의 측정 위치로 이송시키는 서보 구동장치,
상기 변압기의 내부 부분방전 시에 발생되는 초음파가 외부로 전파될 때 발생되는 노이즈 음향을 측정하는 마이크로폰,
상기 마이크로폰의 신호를 증폭하는 앰프,
상기 표면진동 검출센서, 마이크로폰 및 앰프의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기,
상기 아날로그/디지털 변환기로부터 입력되는 데이터와 상기 변압기 감시 프로그램에 입력된 데이터를 비교, 분석하여 설정된 경보 조건에 따른 경보 발생 및 전력 제어용 컴퓨터에 제어신호를 보내는 데이터 분석용 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표면진동 검출센서는 50㎐~20㎒ 이하의 진동을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 서보 구동장치는 모터 및 모터 제어부로 이루어져 있고,
상기 서보 구동장치는 표면진동 검출센서를 온도 변화가 있는 적외선 온도 센서의 측정 위치로 일정 각도 및 높이만큼 이송하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 분석용 컴퓨터에서는 상기 변압기의 온도를 제외한 표면진동 검출센서에 의한 측정값과 마이크로폰에 의한 변압기의 초음파 음향값 및 제2 적외선 온도센서에 의한 변압기의 표면온도를 기 측정된 데이터와 비교, 분석하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 분석용 컴퓨터의 경보 발생 및 전원 차단 조건으로는
1) 평상 시 온도에서 부하 변동이 없고 일정시간 상승 비율이 1.5배일 때 경보 발생.
2) 평상 시 온도에서 부하 변동이 크고 일정시간 상승 비율이 1.5배일 때 경보 발생 및 운영자 판단 또는 프로그램에 의해 부하측 전원 차단.
3) 변압기 부하 변동이 없고 변압기에 국부적인 온도 변화가 40% 이상이고 변압기 표면에 진동이 급격히 증가할 때 경보 발생 및 변압기의 전원 차단 준비.
4) 상기 3)에서 진동의 변화가 지속되며 일순간 초음파에 의한 음향이 수초 이상 또는 반복 시 변압기 전원을 차단.
5) 변압기 부하 용량이 증가하고 변압기에 국부적인 온도 변화가 40% 이상이고 변압기 표면에 진동이 급격히 증가할 때 경보 발생 및 변압기 부하 차단.
6) 변압기 온도 상승 구배가 평상 시 부하 운전에서의 온도 상승 구배의 200% 이상일 때 경보 발생 통보.
7) 이 외 부하 수용가의 상황에 맞게 운전 프로그램을 변경 설정하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은 변압기의 표면 온도 변화를 2중으로 비교 측정하고, 변압기 표면의 진동 측정과 변압기 내부의 초음파에 의한 음향을 비교하여 변압기의 고장 진단에 대한 신뢰성을 높여 변압기의 고장 판단 시 인적 오류에 의한 손상을 방지하는 효과가 있다.
또 본 발명은 변전설비의 안정적인 운영은 물론 변압기 온도변화와 변압기 표면진동을 측정 비교하여 무부하 손실을 낮추고, 과부하에 의한 변압기의 내구성 저하를 예방하며, 변압기의 안정적인 운전을 통한 변전설비의 운영효율을 크게 높이게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기의 이상 감지 시스템을 도시한 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기의 이상 감지 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 변압기의 이상 감지 시스템은 변압기(10), 상기 변압기(10)로부터 일정 거리를 유지하고 상기 변압기(10)의 중심축으로부터 일정 각도를 유지하면서 상기 변압기(10)의 표면 온도를 실시간 측정하는 복수의 제1 적외선 온도센서(11), 상기 변압기(10)와 인접하게 설치되어 상기 변압기(10)의 표면 온도를 측정하는 제2 적외선 온도센서(21), 상기 변압기(10) 표면의 진동변화를 측정하는 표면진동 검출센서(12), 상기 제2 적외선 온도센서(21)와 상기 표면진동 검출센서(12)를 상기 제1 적외선 온도센서(11)의 측정 위치로 이송시키는 서보 구동장치(13), 상기 변압기(10)의 내부 부분방전 시에 발생되는 초음파가 외부로 전파될 때 발생되는 노이즈 음향을 측정하는 마이크로폰(14), 상기 마이크로폰(14)의 신호를 증폭하는 앰프(15), 상기 표면진동 검출센서(12), 마이크로폰(14) 및 앰프(15)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(16), 상기 아날로그/디지털 변환기(16)로부터 입력된 데이터와 변압기 감시 프로그램에 입력된 데이터를 비교, 분석하여 설정된 경보 조건에 따른 경보 발생 및 수배전반의 외함 제어부(20)의 보조접점을 차단하는 데이터 분석용 컴퓨터(18)를 포함한다.
본 발명에 따른 변압기의 이상 감지 시스템은 변압기의 부분 방전 시 발생하는 미세한 신호를 감지하여 코일의 열화 융단, 절연층의 파괴를 방지하는 감지 시스템이다.
변압기 내부에 부분방전이 발생하는 경우에는 대부분 절연층의 미세한 기포흔 이라 할 수 있는 동공, 이물질 등에 의한 절연층 파괴나 권선간의 절연층 손상에 의해 고압의 전압이 절연층을 관통하며 일부 국소적인 부분방전이 발생된다.
이때 방전 시 축적되는 전하의 충전 또는 방전으로 인해 국소적인 발열과 특정 대역의 극초단파가 발생되는 동시에 방전 발생부에서 초음파가 발생하면서 절연층과 권선층을 뚫고 외부로 전파되는 과정에서 특정대역의 음향이 발생하고 변압기 표면 진동에 변화가 생긴다.
이러한 과정은 초기에 극히 짧은 1/100초대의 시간에서 발생하나 변압기에서 부분방전이 반복되어 절연파괴부가 커지면 수초 혹은 수십 초 간 특정 노이즈가 발생되어 지속되다 변압기가 파괴되는 과정에 이르게 된다.
즉, 본 발명은 변압기가 파괴 되기 전 수초간 이상 발생하는 일련의 변압기 이상 노이즈 신호를 검출 분석하여 검출된 데이터를 사전 입력된 데이터와 비교하여 경보를 발생하여 경고하거나, 부하 운전중인 변압기에 치명적인 조건인 경우 변압기 1차측 전원측이나, 부하측 전원을 자동 차단하여 수전설비 손상을 예방하기 위한 감시 설비이다.
이러한 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 변압기(10) 주변에는 복수의 적외선 온도센서(11)가 설치되어 있으며, 적외선 온도센서(11)는 앰프(15)에 연결되어 있다.
또 변압기(10) 주변에는 서보 구동장치(13)에 의해 이동되는 제2 적외선 온도 센서(21)와 변압기(10)의 진동을 검출하는 표면진동 검출센서(12)가 설치되어 있으며, 상기 서보 구동장치(13)는 모터(도면상 미도시됨) 및 모터 제어부(도면상 미도시됨)로 이루어져 있어, 제2 적외선 온도센서(21)와 표면진동 검출센서(12)를 이동시킬 수 있도록 설치되어 있다.
상기 표면진동 검출센서(12)와 제2 적외선 온도센서(21)는 앰프(15)에 연결 설치되어 있다. 또한 변압기(10) 주변에는 초음파가 변압기(10) 외부로 전파될 때 발생되는 노이즈 음향을 측정하도록 마이크로폰(14)이 복수개 설치되어 있다.
상기 표면진동 검출센서(12)와 제2 적외선 온도센서(21) 및 마이크로폰(14)은 앰프(15)에 연결되어 있으며, 앰프(15)는 이들 센서(12, 14, 21)로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환되도록 아날로그/디지털 변환기(16)와 연결되어 있다.
상기 아날로그/디지털 변환기(16)는 데이터 분석용 컴퓨터(18)와 전기적으로 연결되어 있으며, 노이즈 및 장거리에 적합한 RS-485 통신 프로토콜을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 분석용 컴퓨터(18)는 표면진동 검출센서(12), 제2 적외선 온도센서(21) 및 마이크로폰(14)에서 검출된 신호를 입력 받아 사전 입력된 변압기 감시 프로그램과 비교, 분석한다.
상기 데이터 분석용 컴퓨터(18)에서는 입력된 검출신호를 감시 프로그램과 비교, 분석하여 설정된 조건에 따라 경보를 알려주며, 변압기(10)의 전원을 차단하도록 전력 제어용 컴퓨터(19)와 연결되어 변압기 외함 제어부(20)에 제어신호를 보내게 된다.
이와 같은 본 발명의 제1 적외선 온도센서(11)는 변압기(10)로부터 일정거리를 유지하고, 중심축으로부터 일정 각도를 유지하여 복수의 제1 적외선 온도센서(11)를 설치하여 변압기의 표면온도를 실시간으로 측정한다.
상기 변압기(10)의 철심에 설치된 저항식 온도계의 변화와 변압기(10)의 표면 온도를 측정하는 온도계 측정값의 변화 검출 시 온도값은 IEC, KS, 제조사 허용기준에 준하여 프로그램에 경보 발생 조건과 온도한계 값 등의 데이터를 설정 입력한다.
상기 제1 적외선 온도센서(11)는 변압기(10) 표면의 온도변화를 검출하여, 검출된 값이 데이터 분석용 컴퓨터(18)에 입력 되고, 데이터 분석용 컴퓨터(18)는 온도센서(21)와 표면진동 검출센서(12)가 함께 고정된 서보 구동 장치(13)를 제1 적외선 온도센서(11)가 검출한 온도 측정 좌표로 이동시켜 변압기(10)의 온도변화와 내부 방전에 의해 발생하는 초음파에 의한 변압기(10) 표면의 진동변화를 측정한다.
또 변압기(10) 표면의 진동을 검출하는 표면진동 검출센서(12)는 1개 또는 복수로 설치하여 실시간 변화 값을 검출한다. 모터와 모터 제어부로 구성되어 레이저 표면진동 검출센서(12)를 온도의 변화가 있는 제1 적외선 온도센서(11) 측정 위치로 일정 각도와 높이로 자동 이송 되는 서보 구동 장치(13)에 의해 표면 진동검출 센서(12)와 온도측정 센서(21)를 설치하여 하나로 구성한다.
상기 표면진동 검출센서(12)는 50㎐에서 20㎒ 이하 대의 진동을 측정할 수 있는 센서로서, 부분 방전으로 발생하는 초음파가 권선층과 절연층을 통과할 때 발생하는 변압기(10) 표면의 진동을 측정하며, 제1 적외선 온도센서(11)에 특정 변화가 있을 시 프로그램 된 제1 적외선 온도센서(11)의 좌표로 이동하여 변압기(10) 표면의 진동변화를 측정함과 동시에 제2 적외선 온도센서(21)가 일부 국소적인 온도변화를 실시간 측정한다.
이때 초음파가 변압기 절연층과 권선층을 통과하면서 발생한 진동과 초음파 발생 시간차 및 온도 상승 직후부터 초음파 발생 시간의 기준 값은 사전 실험을 통해 얻어진 데이터를 기준한다.
또 음향측정 센서부인 마이크로폰(14)은 1개 또는 복수로 설치하여 변압기 내부 부분방전 시 발생한 초음파가 변압기(10) 외부로 전파 될 때 발생되는 노이즈 음향을 측정하기 위한 검출부로, 변압기(10)의 표면 진동과 온도변화 데이터 값의 변화와 연계 되어 측정하는 마이크로폰(14)을 신호 증폭 앰프(15)에 연결하고, 그 신호 증폭 앰프(15)와 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 아날로그/디지털 변환기(16)와 연결하고, 아날로그/디지털 변환기(16)는 RS-485 통신 프로토콜로 데이터를 분석하는 데이터 분석용 컴퓨터(18)와 연결한다.
상기 마이크로폰(14)은 주변에서 발생하는 잡음의 대역을 입력된 노이즈 분석 프로그램에 의해 필터링하고, 극히 단시간에 발생한 음향이 마이크로폰(14)에 수집되면 노이즈 필터링 대역의 잡음은 제거하며, 표본값은 앰프(15)에 의해 증폭되어 스트럼 프로그램에 의해 필요 구간별 주파수 대역으로 음향이 분석되어, 변압기(10) 내부에서 발생한 초음파와의 연관을 분석한다.
이와 동시에 초음파에 의해 발생한 변압기 표면 진동은 표면진동 검출센서(12)에서 검출되어 진동의 크기와 발생 시간 데이터를 처리하여 초음파에 의해 발생한 노이즈와 제2 적외선 온도센서(21)에 의해 측정된 변압기(10)의 온도변화 및 발생 시간 등의 데이터와 비교하여 상호 상관 관계를 분석한다.
이렇게 추출된 데이터 값인 온도 이외의 변압기(10) 표면진동 측정값과 변압기(10)에서 발생하는 초음파 음향은 각각의 신호 검출부(12, 14)에서 검출된 신호를 RS-485 통신으로 연결 되어 표면진동과 초음파 음향을 증폭하는 앰프(15)와 연결되고, 앰프(15)에 의해 증폭된 신호는 아날로그를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(16)에 연결되고, 디지털로 변환된 데이터 값은 데이터 분석용 컴퓨터(18)와 PCI 통신포트 또는 USB통신포트에 연결되어 데이터 분석용 컴퓨터(18)에 변압기(10) 데이터를 전달한다.
상기 데이터 분석용 컴퓨터(18)에는 전력제어용 컴퓨터(19)와 연결되어 데이터 분석 컴퓨터(18)에 사전 입력된 변압기 감시 프로그램에 변압기 부하측 변화량을 실시간으로 모니터링 한다.
데이터 분석용 컴퓨터(18)에 입력된 변압기 온도는 다음과 같은 조건일 때 경보를 알리거나 변압기 (10)전원을 차단한다. 그 기준은 다음과 같다.
1) 평상 시 온도에서 부하 변동이 없고 일정시간 상승 비율이 1.5배일 때 경보를 발생한다.
2) 평상 시 온도에서 부하 변동이 크고 일정시간 상승 비율이 1.5배일 때 경보 발생 및 운영자 판단 또는 프로그램에 의해 부하측 전원을 차단한다.
3) 변압기의 부하 변동이 없고 변압기에 국부적인 온도 변화가 40% 이상이고 변압기(10) 표면에 진동이 급격히 증가 할 때 경보 및 변압기 전원의 차단을 준비한다.
4) 3)에서 진동의 변화가 지속 되며 일순간 초음파에 의한 음향이 수초 이상 또는 반복 시 변압기 전원을 차단한다.
5) 변압기의 부하 용량이 증가 하고 변압기에 국부적인 온도 변화가 40% 이상이고 변압기(10) 표면의 진동이 급격히 증가 할 때 경보 및 변압기의 부하를 차단한다.
6) 변압기(10)의 온도상승 구배가 평상 시 부하 운전에서의 온도 상승 구배의 200% 이상 일 때 경보 발생을 통보한다.
7) 이 외의 부하 수용가의 상황에 맞게 운전 프로그램을 변경 설정하여 감시 할 수 있다.
상기 데이터 분석용 컴퓨터(18)는 상기의 조건에 따라 운전자에게 음향, 문자 등의 방법으로 경보를 발생 하고, 수배전반의 변압기 외함 제어부(20)의 스위치에 보조접점을 설치 또는 별도의 솔레노이드 스위치를 설치하여 데이터 분석용 컴퓨터(18)의 제어 명령에 의해 보조접점 또는 별도 부착한 솔레노이드를 작동하여 부하측 또는 전원측을 차단한다.
10: 변압기 11: 제1 적외선 온도센서
12: 표면진동 검출센서 13: 서보 구동부
14: 마이크로폰 15: 앰프
16: 아날로그/디지털 변환기 18: 데이터 분석 컴퓨터
19: 전력 제어용 컴퓨터 20: 변압기 외함 제어부
21: 제2 적외선 온도센서

Claims (5)

  1. 변압기(10),
    상기 변압기(10)로부터 일정 거리를 유지하고 상기 변압기(10)의 중심축으로부터 일정 각도를 유지하면서 상기 변압기(10)의 표면 온도를 실시간 측정하는 복수의 제1 적외선 온도센서(11),
    상기 변압기(10)와 인접하게 설치되어 상기 변압기(10)의 표면 온도를 측정하는 제2 적외선 온도센서(21),
    상기 변압기(10) 표면의 진동변화를 측정하는 표면진동 검출센서(12),
    상기 제2 적외선 온도센서(21)와 상기 표면진동 검출센서(12)를 상기 제1 적외선 온도센서(11)의 측정 위치로 이송시키는 서보 구동장치(13),
    상기 변압기(10)의 내부 부분방전 시에 발생되는 초음파가 외부로 전파될 때 발생되는 노이즈 음향을 측정하는 마이크로폰(14),
    상기 마이크로폰(14)의 신호를 증폭하는 앰프(15),
    상기 표면진동 검출센서(12), 마이크로폰(14) 및 앰프(15)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(16),
    상기 아날로그/디지털 변환기(16)로부터 입력되는 데이터와 변압기 감시 프로그램에 입력된 데이터를 비교, 분석하여 설정된 경보 조건에 따른 경보 발생 및 수배전반의 외함 제어부(20)의 보조접점을 차단하는 데이터 분석용 컴퓨터(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기의 이상 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면진동 검출센서(12)는 50㎐~20㎒ 이하의 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는 변압기의 이상 감지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서보 구동장치(13)는 모터 및 모터 제어부로 이루어져 있고,
    상기 서보 구동장치(13)는 표면진동 검출센서(12)를 온도 변화가 있는 적외선 온도 센서(11)의 측정 위치로 일정 각도 및 높이만큼 이송하는 것을 특징으로 하는 변압기의 이상 감지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 분석용 컴퓨터(18)에서는 상기 변압기(10)의 온도를 제외한 표면진동 검출센서(12)에 의한 측정값과 마이크로폰(14)에 의한 변압기(10)의 초음파의 음향값 및 제2 적외선 온도센서(21)에 의한 변압기(10)의 표면온도를 기 측정된 데이터와 비교, 분석하는 것을 특징으로 하는 변압기의 이상 감지 시스템.
  5. 삭제
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200080579A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 이실환 스카다(skada) 프로그램을 이용한 화재감지 제어시스템 및 방법
CN113156233A (zh) * 2021-03-17 2021-07-23 内蒙古电力(集团)有限责任公司乌海超高压供电局 一种电力设备缺陷检测系统及方法
KR20220138429A (ko) 2021-02-22 2022-10-13 목포대학교산학협력단 변압기 상태관리 방법 및 시스템
KR20230077368A (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 한국전력공사 Gis 부분방전 검출 장치 및 시스템
CN116539148A (zh) * 2023-07-04 2023-08-04 中国电力科学研究院有限公司 一种噪声测量装置、方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100337184B1 (ko) 1999-09-10 2002-05-18 조용범 변압기의 원격 감시시스템
KR100369613B1 (ko) 2000-02-03 2003-01-30 한국전력공사 변전기기 예방진단시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100337184B1 (ko) 1999-09-10 2002-05-18 조용범 변압기의 원격 감시시스템
KR100369613B1 (ko) 2000-02-03 2003-01-30 한국전력공사 변전기기 예방진단시스템

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200080579A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 이실환 스카다(skada) 프로그램을 이용한 화재감지 제어시스템 및 방법
KR102251174B1 (ko) * 2018-12-27 2021-05-12 이실환 스카다(skada) 프로그램을 이용한 화재감지 제어 방법
KR20220138429A (ko) 2021-02-22 2022-10-13 목포대학교산학협력단 변압기 상태관리 방법 및 시스템
CN113156233A (zh) * 2021-03-17 2021-07-23 内蒙古电力(集团)有限责任公司乌海超高压供电局 一种电力设备缺陷检测系统及方法
KR20230077368A (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 한국전력공사 Gis 부분방전 검출 장치 및 시스템
KR102659945B1 (ko) * 2021-11-25 2024-04-24 한국전력공사 Gis 부분방전 검출 장치 및 시스템
CN116539148A (zh) * 2023-07-04 2023-08-04 中国电力科学研究院有限公司 一种噪声测量装置、方法及系统
CN116539148B (zh) * 2023-07-04 2023-09-26 中国电力科学研究院有限公司 一种噪声测量装置、方法及系统

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