KR101358049B1 - 몰드변압기 진단 시스템 - Google Patents

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KR101358049B1
KR101358049B1 KR1020130093400A KR20130093400A KR101358049B1 KR 101358049 B1 KR101358049 B1 KR 101358049B1 KR 1020130093400 A KR1020130093400 A KR 1020130093400A KR 20130093400 A KR20130093400 A KR 20130093400A KR 101358049 B1 KR101358049 B1 KR 101358049B1
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송길목
김종민
김영석
최명일
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한국 전기안전공사
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    • G—PHYSICS
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    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis

Abstract

상태 위험도에 대한 심각도 분석을 통해 몰드변압기의 위험도를 확인하는 방법으로 몰드변압기의 상태를 정확하게 진단할 수 있도록 한 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템 및 그 방법이 개시된다.
개시된 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템은, 비접촉으로 몰드변압기의 진동을 측정하는 진동 측정기와; 상기 진동 측정기에서 측정한 진동을 주파수로 변환하는 고속 푸리에 변환부와; 상기 몰드변압기의 기본 정보를 입력받기 위한 입력부와; 상기 입력부를 통해 입력받은 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 상기 고속 푸리에 변환부에서 변환된 진동 주파수를 분석하여 심각도를 산출하는 심각도 평가부와; 상기 심각도 평가부에서 산출된 심각도를 상태 판정을 위한 기준 판정값과 대비하여 몰드변압기의 상태를 판정하고, 상태 표시와 해결책 표시를 제어하는 상태 판정부와; 상기 상태 판정부의 제어에 따라 상태 표시와 해당 상태에 대응하는 해결책을 표시해주는 표시부를 구비한다.
색인어 : 몰드변압기, 진동, 반사경, 진단, 위험도

Description

몰드변압기 진단 시스템{Mold transformer diagnose system}
본 발명은 심각도 평가(Severity Assessment)를 통한 몰드변압기(Mold Transformer) 진단시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상태 위험도에 대한 심각도 분석을 통해 몰드변압기의 위험도를 확인하는 방법으로 몰드변압기의 상태를 정확하게 진단할 수 있도록 한 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
여기서 심각도란 몰드변압기의 열화 상태를 판단하기 위한 열화 상태 정도를 의미한다.
변압기는 1차측에 유입된 교류전력을 받아 전자유도작용에 의해서 전압 및 전류를 변성하여 2차측에 공급하는 정지형 전기기기이다. 산업의 발전과 수요의 급격한 증가는 대용량 전기시설을 요구하고 있으며 변압기 역시 고압화, 대용량화 및 전력설비의 소형, 경량화가 이루어지고 있다. 이와 같은 요구에 따라 절연유를 넣어 절연시키는 유압변압기를 대신하여 최근에는 몰드변압기의 사용이 증가하고 있다. 몰드변압기를 사용하는 이유는 설치 환경 특성상 발화 가능성이 작고, 기계적 강도가 크며, 진공상태에서 주형 몰딩함으로 흡습에 의한 절연 열화가 거의 없기 때문이다. 또한, 코일의 이완이 발생하지 않아 보수 및 점검이 간단하고, 정상적인 제품인 경우 부분방전 개시 전압이 높아 초기 운전상태에서 부분방전에 의한 변압기의 파손 위험이 줄어들고, 이에 따라 소형화 및 경량화가 가능하기 때문이다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 최근에는 몰드변압기가 내부 또는 외부 트러블 요인에 의해 소손되고 전기화재로 이어지는 경우가 다수 발생하고 있다.
몰드변압기의 상태를 진단하는 방법에는 절연저항 측정법, 내전압 시험방법, 초음파 측정방법, 부분방전 측정방법, 온도(열) 측정방법 등이 있다. 몰드변압기는 기기의 주요 부분이 고체 절연물로 되어 있어 높은 초기 절연성능을 지니나 절연물 내부 상태의 육안점검 또는 상태분석이 기기의 구조상 어려워 유입변압기에 비해 아직 많은 연구가 필요하다. 몰드변압기는 현재 온도센서를 외부에 부착하여 부하상태에 따른 권선의 온도 감시가 가능하다, 또한 적외선 카메라를 사용하여 권선 외부 온도분포 상태 및 권선 부분의 탭 조임, 상결선 조임, 볼트의 풀림에 의한 온도 증가 상태를 확인할 수 있다. 그러나 권선의 국부적인 열화는 측정이 불가능하고 실제 사고의 대부분을 차지하는 권선 내부의 문제는 발견하기 힘들다.
따라서 상기와 같은 몰드변압기의 상태 진단 방법에서 발생하는 제반 문제 즉, 권선의 국부적인 열화 측정이 불가능하고 권선 내부의 문제를 발견하기 어려워 몰드변압기의 진단을 정확하게 할 수 없다는 제반 문제를 해결하기 위해서 다양한 진단방법들이 현재 연구되고 있다.
그러한 연구들 중 하나가 김종민, 송길목, 방선배, 김영석, 최명일, "현장실측에 의한 몰드변압기 진동 분석", 대한전기학회 하계학술대회 논문집 pp 2136-2137, 2011(이하, "종래기술"이라 약칭함)에 개시된다.
개시된 종래기술은 현장에서 사용되고 있는 3상 몰드변압기를 용량별로 진동수를 측정하고, 고속 푸리에 변환(FFT) 처리하고, 처리한 데이터를 다시 측정된 데이터와 비교하여 몰드변압기의 상태를 판단한다.
이것은 내부 또는 외부요인에 의해 몰드변압기가 소손될 경우 그 전조 현상으로 온도가 상승하고 진동을 일으키는 특성을 이용하여 몰드변압기의 소손 위험성을 진단하는 방법이다.
1. 김종민, 송길목, 방선배, 김영석, 최명일, "현장실측에 의한 몰드변압기 진동 분석", 대한전기학회 하계학술대회 논문집 pp 2136-2137, 2011
그러나 상기와 같은 종래기술은 주변 환경을 고려하지 않았기 때문에 몰드변압기의 상태를 정확하게 진단하는 방법이라고는 볼 수 없다.
예컨대, 설치된 몰드변압기가 무부하 중에도 지속적인 진동이 발생하고, 이러한 진동과 주변 환경 즉, 지반에서 올라오는 진동이 몰드변압기의 고유진동주파수에 영향을 미치므로, 단순한 진동 측정만으로는 몰드변압기의 상태를 정확하게 판단할 수 없게 되는 것이다.
특히, 개별적으로 변압기의 진동을 측정한 후 FFT처리하여 비교 데이터를 획득하고, 다시 측정된 데이터와 비교 데이터를 비교하는 방법이므로, 몰드변압기의 상태를 정확하게 진단하기에는 한계가 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 제반 문제점과 기존 몰드변압기의 상태를 진단하는 방법에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상태 위험도에 대한 심각도 분석을 통해 몰드변압기의 위험도를 확인하는 방법으로 몰드변압기의 상태를 정확하게 진단할 수 있도록 한 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 활성상태의 진동을 측정하고, 측정한 진동주파수에 대해서 파워 심각도(power severity), 설비 심각도(installation severity), 부하 심각도(load severity), 노출 심각도(exposure severity)와 같은 심각도 평가를 통해 몰드변압기의 상태를 정확하게 진단할 수 있도록 한 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템은,
비접촉으로 몰드변압기의 진동을 측정하는 진동 측정기와;
상기 진동 측정기에서 측정한 진동을 주파수로 변환하는 고속 푸리에 변환부와;
상기 몰드변압기의 기본 정보를 입력받기 위한 입력부와;
상기 입력부를 통해 입력받은 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 상기 고속 푸리에 변환부에서 변환된 진동 주파수를 분석하여 심각도를 산출하는 심각도 평가부와;
상기 심각도 평가부에서 산출된 심각도를 상태 판정을 위한 기준 판정값과 대비하여 몰드변압기의 상태를 판정하고, 상태 표시와 해결책 표시를 제어하는 상태 판정부와;
상기 상태 판정부의 제어에 따라 상태 표시와 해당 상태에 대응하는 해결책을 표시해주는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 심각도 평가부는,
상기 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 입력된 진동주파수의 천이상태를 분석하여 전원품질 및 고유진동주파수와의 매칭 정도를 평가하고, 파워 심각도 평가치(Sp)를 출력하는 파워 심각도 평가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 심각도 평가부는,
상기 입력된 진동주파수의 사이드밴드(sideband)와 주파수 피크(frequency peak)를 분석하여 설비에 대한 평가를 하고, 설비 심각도 평가치(Si)를 출력하는 설비 심각도 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 심각도 평가부는,
상기 입력된 진동주파수의 피크치를 분석하여 부하부담에 대한 심각도를 평가하고, 부하 심각도 평가치(Sl)를 출력하는 부하심각도 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게 상기 심각도 평가부는,
상기 몰드변압기의 기본정보를 기초로 몰드변압기의 노출 정도에 따른 심각도를 평가하고, 노출 심각도 평가치(Se)를 출력하는 노출 심각도 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게 상기 심각도 평가부는,
각각의 심각도 평가부에서 획득한 파워 심각도 평가치와 설비 심각도 평가치와 부하 심각도 평가치 및 노출 심각도 평가치에 가중치를 승산하고, 가중치가 적용된 각각의 심각도 평가치를 가산하여 전체 심각도(Stotal)를 산출하는 심각도 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단방법은,
(a) 몰드변압기의 기본 정보를 입력받는 단계와;
(b) 비접촉으로 상기 몰드변압기의 진동을 측정하는 단계와;
(c) 측정한 진동을 고속 푸리에 변환하여 진동 주파수를 추출하는 단계와;
(d) 입력받은 기본 정보를 기초로 상기 추출한 진동 주파수를 평가하여 상기 몰드변압기의 위험 상태를 판정하기 위한 심각도를 산출하는 단계와;
(e) 산출된 심각도를 기초로 상기 몰드변압기의 상태를 판정하고, 상태 표시와 해결책 표시를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (d)단계는,
(d-1) 상기 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 입력된 진동주파수의 천이상태를 평가하여 파워 심각도 평가치(Sp)를 산출하는 단계와;
(d-2) 상기 진동주파수의 사이드밴드(sideband)와 주파수 피크(frequency peak)를 분석하여 설비에 대한 평가를 하고, 설비 심각도 평가치(Si)를 산출하는 단계와;
(d-3) 상기 입력된 진동주파수의 피크치를 분석하여 부하부담에 대한 심각도를 평가하고, 부하 심각도 평가치(Sl)를 산출하는 단계와;
(d-4) 상기 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 몰드변압기의 노출 정도에 따른 심각도를 평가하고, 노출 심각도 평가치(Se)를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (d)단계는,
(d-5) 획득한 파워 심각도 평가치와 설비 심각도 평가치와 부하 심각도 평가치 및 노출 심각도 평가치에 가중치를 승산하고, 가중치가 적용된 각각의 심각도 평가치를 가산하여 전체 심각도(Stotal)를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 심각도 평가 및 재평가 과정에서의 열화 발생 원인에 대한 해소로 몰드변압기의 진단 방법에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 무정전을 통한 몰드변압기의 안전한 진단으로 산업 채산성 향상에 기여하고, 지속적인 이력 관리를 통해 교체시기를 추정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 몰드변압기의 새로운 진단법으로 활용이 가능하여 진단시스템 개발을 통해 수익창출을 기대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 심각도 평가부의 실시 예 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단방법을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 전력원(전력품질)에 대한 심각도, 설치 및 시공(환경)에 대한 심각도, 부하부담에 대한 심각도, 노출 정도에 따른 심각도를 평가하여, 몰드변압기의 상태를 정확하게 진단하기 위한 것이다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단 시스템의 구성도로서, 진단 대상인 몰드변압기(100), 상기 몰드변압기(100)의 상태를 진단하기 위한 진단 시스템(200)으로 구성된다.
진단 시스템(200)은 다시 진동 측정기(210), 고속 푸리에 변환부(220), 입력부(230), 심각도 평가부(240), 상태 판정부(250) 및 표시부(260)로 구성된다.
진동 측정기(210)는 비접촉으로 몰드변압기(100)의 진동을 측정하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 비접촉식 진동속도계(LV110D, EM4SYS사)를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 진동 측정기(210)를 진단 시스템(200)에 포함하여 전체 진단시스템을 구현한 것으로 설명하나, 진동 측정기(210)만을 별도로 구현하고 진동 측정기(210)에서 측정한 진동 측정치를 네트워크를 통해 진단 시스템에 제공하거나 외부 메모리 장치를 통해 진단 시스템에 제공하는 것으로 진단 시스템을 구현하는 것도 가능하다.
고속 푸리에 변환부(220)는 상기 진동 측정기(210)에서 측정한 진동 측정치를 고속 푸리에 변환(FFT)하여 진동주파수로 변환하는 역할을 하며, 입력부(230)는 상기 몰드변압기(100)의 기본 정보를 입력받기 위한 역할을 한다. 이러한 입력부(230)는 키패드 또는 키보드와 같은 입력 장치를 의미하며, 입력되는 기본정보는 용량, 전압구분, 부하 특징 등의 정보를 포함한다.
심각도 평가부(240)는 상기 입력부(230)를 통해 입력받은 몰드변압기(100)의 기본 정보를 기초로 상기 고속 푸리에 변환부(220)에서 변환된 진동 주파수를 분석하여 심각도를 산출하는 역할을 한다.
이러한 심각도 평가부(240)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 몰드변압기(100)의 기본 정보를 기초로 입력된 진동주파수의 천이상태를 분석하여 전원품질 및 고유진동주파수와의 매칭 정도를 평가하고, 파워 심각도 평가치(Sp)를 출력하는 파워 심각도 평가부(241), 상기 입력된 진동주파수의 사이드밴드(sideband)와 주파수 피크(frequency peak)를 분석하여 설비에 대한 평가를 하고, 설비 심각도 평가치(Si)를 출력하는 설비 심각도 평가부(242), 상기 입력된 진동주파수의 피크치를 분석하여 부하부담에 대한 심각도를 평가하고, 부하 심각도 평가치(Sl)를 출력하는 부하 심각도 평가부(243), 상기 입력된 몰드변압기의 기본정보를 기초로 노출 정도에 따른 심각도를 평가하고, 노출 심각도 평가치(Se)를 출력하는 노출 심각도 평가부(244), 획득한 파워 심각도 평가치(Sp)와 설비 심각도 평가치(Si)와 부하 심각도 평가치(Sl) 및 노출 심각도 평가치(Se)에 가중치(25%)를 승산하고, 가중치가 적용된 각각의 심각도 평가치를 가산하여 전체 심각도(Stotal)를 산출하는 심각도 산출부(245)를 포함한다.
상태 판정부(250)는 상기 심각도 평가부(240)에서 산출된 심각도를 상태 판정을 위한 기준 판정값과 대비하여 몰드변압기(100)의 상태를 판정하고, 상태 표시와 해결책 표시를 제어하는 역할을 한다.
여기서 심각도 평가부(240)와 상태 판정부(250)가 합해져 제어장치의 역할을 하는 것으로서, 이러한 제어장치는 마이크로프로세서, 마이컴, 컨트롤러와 같은 제어모듈로 구현하는 것이 바람직하다.
표시부(260)는 상기 상태 판정부(250)의 제어에 따라 상태 표시와 해당 상태에 대응하는 해결책을 표시해주어, 관리자가 몰드변압기의 상태를 용이하게 인지하고, 후속 조치를 취할 수 있도록 해준다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단시스템은, 몰드변압기(100)의 상태를 진단하기 위해서 관리자는 입력부(230)를 통해 상기 몰드변압기(100)의 기본 정보 즉, 용량, 전압구분, 부하 특징 등과 같은 정보를 입력하게 된다.
몰드변압기(100)에 대한 기본 정보가 진단을 위해 입력된 상태에서, 진동 측정기(210)는 비접촉식으로 상기 몰드변압기(100)에서 발생하는 진동을 측정하여 고속 푸리에 변환부(220)에 전달한다.
고속 푸리에 변환부(220)는 통상의 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 입력되는 시간에 따른 진동 신호를 진동주파수로 변환을 하여 심각도 평가부(240)에 입력한다.
심각도 평가부(240)는 도 2에 도시한 바와 같이, 파워 심각도 평가부(241)에서 상기 몰드변압기(100)의 기본 정보를 기초로 입력된 진동주파수의 천이상태(shifting)를 분석하여, 전원품질 및 고유진동주파수와의 매칭 정도를 평가하게 된다. 예컨대, 입력된 진동주파수와 해당 몰드변압기에 대해서 미리 설정된 기준주파수(Fr)를 비교하여, 입력된 진동주파수가 기준주파수와 같은 경우에는 파워 심각도 평가치(Sp)를 0%로 출력하고, 입력된 진동주파수가 기준주파수(Fr) 대비 3Hz일 경우에는 파워 심각도 평가치(Sp)를 주의 상태인 50%로 출력하고, 입력된 진동주파수가 기준주파수(Fr) 대비 3Hz 이상일 경우에는 파워 심각도 평가치(Sp)를 위험 상태인 90%로 출력하게 된다.
또한, 설비 심각도 평가부(242)는 입력된 진동주파수의 사이드밴드(sideband)와 주파수 피크를 추출하고, 주 진동 주파수가 기본주파수의 10Hz범위일 경우에는 설비 심각도 평가치(Si)를 50%로 출력하거나 주파수 피크(frequency peak)와 50Hz를 비교하여 상기 주파수 피크가 50Hz보다 작을 경우에는 설비 심각도 평가치(Si)를 50%로 출력하게 된다.
또한, 부하 심각도 평가부(243)는 상기 입력된 진동주파수의 피크치를 분석하여, 상기 피크치가 정상상태의 피크치 대비 80%보다 작으면 부하부담에 대한 심각도인 부하 심각도 평가치(Sl)를 정상상태인 10%로 출력하고, 상기 피크치가 정상상태의 피크치 대비 80%보다 크고 100%보다 작으면 부하부담에 대한 심각도인 부하 심각도 평가치(Sl)를 관리대상 상태인 10 ~ 50%로 출력하고, 상기 피크치가 정상상태의 피크치 대비 100%보다 크거나 같고 150%보다 작으면 부하부담에 대한 심각도인 부하 심각도 평가치(Sl)를 주의상태인 50 ~ 90%로 출력하고, 상기 피크치가 정상상태의 피크치 대비 150% 이상일 경우에는 부하부담에 대한 심각도인 부하 심각도 평가치(Sl)를 위험상태인 90%로 출력하게 된다.
또한, 노출 심각도 평가부(244)는 기본정보를 기반으로 몰드변압기의 노출 정도에 따른 심각도를 평가하게 된다. 즉, 몰드변압기가 인도어 캐비닛(Indoor cabinet)에 설치된 경우에는 노출 심각도 평가치(Se)를 안정상태인 0%로 출력하고, 몰드변압기가 인도어 노출(Indoor exposure)되거나 또는 아웃도어 캐비닛(outdoor cabinet)에 설치된 경우에는 노출 심각도 평가치(Se)를 개선관리대상인 25% 또는 10 ~ 40%로 출력하고, 몰드변압기가 아웃도어 노출(outdoor exposure)된 상태일 경우에는 노출 심각도 평가치(Se)를 환경개선 상태인 50%로 출력하게 된다.
이와 같이 4가지 항목에 대한 상태 위험도에 대한 심각도를 평가하고, 심각도 산출부(245)에서 상기 4가지 항목의 심각도 평가에서 각각 획득한 파워 심각도 평가치(Sp)와 설비 심각도 평가치(Si)와 부하 심각도 평가치(Sl) 및 노출 심각도 평가치(Se)에 각각 가중치(25%)를 승산하고, 가중치가 적용된 각각의 심각도 평가치를 가산하여 전체 심각도(Stotal = (Sp25%) + (Si25%) + (Sl25%) + (Se25%))를 산출하여, 상태 판정부(250)에 전달한다.
상태 판정부(250)는 전달되는 심각도(Stotal)를 분석하여, 0%일 경우에는 몰드변압기의 상태를 정상상태로 판정을 하고, 0%(Stotal)20%일 경우에는 인지상태로 판정을 하고, 20%(Stotal)30%일 경우에는 주의상태로 판정을 하고, 30%(Stotal)40%일 경우에는 점검상태로 판정을 하고, 40%(Stotal)50%일 경우에는 정밀점검 또는 정전계획상태로 판정을 하고, 50%(Stotal)일 경우에는 즉시 정전 또는 빠른 시간 내의 발생원인 제거 필요상태로 판정을 하게 된다.
그리고 이렇게 판정한 심각도 판정 값과 그 심각도 판정에 대한 해결책을 표시부(260)에 전달하여, 표시를 해주게 된다. 여기서 해결책은 점검, 정밀점검, 즉시 정전 등과 같은 정보일 수 있으며, 상기 4가지 항목에 대해서 평가한 각각의 심각도에 대한 해결책이 될 수도 있다. 예컨대, 파워 심각도 평가치가 90%일 경우에는 부하사용 확인, 분배 또는 부하부담 낮출 것이라는 해결책을 제시해줄 수 있으며, 설비 심각도 평가치가 50%일 경우에는 볼트, 너트확인, 지반진동 원인 확인, 변압기 기울임 평가라는 해결책을 제시해줄 수 있으며, 부하 심각도 평가치가 90% 이상일 경우에는 온도 측정을 통해 변압기 열 상태를 분석하라는 해결책을 제시해줄 수 있으며, 노출 심각도 평가치가 50%일 경우에는 환경개선을 통해 변압기 안전을 유지하라는 해결책을 제시해줄 수 있다. 이러한 해결책에 대한 정보는 각각의 심각도 평가치에 대하여 미리 해결책을 테이블 형태로 만들어 저장하고, 심각도가 산출하면 상기 테이블에 심각도를 대비시켜 해결책을 추출하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
표시부(260)를 통해 몰드변압기의 상태 판정 값 및 해결책이 표시되면, 관리자는 몰드변압기의 상태를 정확하게 인지하고 해결책에 따라 후속 조치를 취함으로써, 몰드변압기가 파손되거나 열화 등으로 인해 발생할 수 있는 전기사고를 사전에 예방하게 되는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단방법을 보인 흐름도로서, (a) 몰드변압기의 기본 정보를 입력받는 단계(S101)와; (b) 비접촉으로 상기 몰드변압기의 진동을 측정하는 단계(S102)와; (c) 측정한 진동 신호를 고속 푸리에 변환하여 진동 주파수를 추출하는 단계(S103)와; (d) 입력받은 기본 정보를 기초로 상기 추출한 진동 주파수를 평가하여 상기 몰드변압기의 상태 위험을 판정하기 위한 심각도를 산출하는 단계(S104 ~ S105)와; (e) 산출된 심각도를 상태 판정을 위한 기준 판정값과 대비하여 상기 몰드변압기의 상태를 판정하고, 상태 표시와 해결책 표시를 제어하는 단계(S106 ~ S107)로 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 심각도 평가를 통한 몰드변압기 진단방법은, 단계 S101에서 입력부(230)를 통해 몰드변압기(100)의 기본 정보(용량, 전압구분, 부하 특징, 기타 등)를 입력받게 되고, 단계 S102에서 진동 측정기(210)를 통해 몰드변압기(100)의 진동을 측정하게 된다.
다음으로, 단계 S103에서 고속 푸리에 변환부(220)에서 측정한 진동 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수신호로 변환을 하게 되고, 이렇게 변환된 주파수 신호는 진동주파수 데이터로 심각도 평가부(240)에 제공된다.
심각도 평가부(240)는 단계 S104에서 파워 심각도 평가부(241)에서 상기 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 입력된 진동주파수의 천이상태를 평가하여 파워 심각도 평가치(Sp)를 산출하고, 설비 심각도 평가부(242)에서 상기 진동주파수의 사이드밴드(sideband)와 주파수 피크(frequency peak)를 분석하여 설비에 대한 평가를 하여 설비 심각도 평가치(Si)를 산출하며, 부하 심각도 평가부(243)에서 상기 입력된 진동주파수의 피크치를 분석하여 부하부담에 대한 심각도를 평가하여 부하 심각도 평가치(Sl)를 산출하게 되고, 노출 심각도 평가부(244)에서 상기 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 몰드변압기의 노출 정도에 따른 심각도를 평가하고, 노출 심각도 평가치(Se)를 산출하게 된다. 여기서 각각의 평가부에서 심각도 평가치를 산출하는 방법은 전술한 도 2의 심각도 평가부(240)에서 심각도 평가치를 획득하는 방법과 동일하게 이루어진다.
이후 단계 S105에서 상기 심각도 평가부(240)는 전술한 바와 같이 각각의 심각도 평가부에서 획득한 파워 심각도 평가치와 설비 심각도 평가치와 부하 심각도 평가치 및 노출 심각도 평가치에 가중치(25%)를 승산하고, 가중치가 적용된 각각의 심각도 평가치를 가산하여 전체 심각도(Stotal = (Sp25%) + (Si25%) + (Sl25%) + (Se25%))를 산출하게 된다.
다음으로, 단계 S106에서 산출한 심각도를 분석하여 몰드변압기의 위험도 상태를 판정하게 되고, 단계 S107에서는 판정한 심각도 판정 상태 값 및 심각도 판정 상태에 대한 해결책을 표시부(260)에 표시해주어, 관리자가 신속하게 후속 조치를 취하도록 한다.
도 3에는 도시하지 않았지만, 관리자가 후속 조치를 통해 몰드변압기의 열화 발생 원인을 제거한 후에는, 다시 한번 심각도를 재평가하여 몰드변압기의 상태를 최종적으로 진단하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 본 발명에 따르면, 심각도 평가 및 재평가 과정에서의 열화 발생 원인에 대한 해소로 몰드변압기의 진단 방법에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 무정전을 통한 몰드변압기의 안전한 진단으로 산업 채산성 향상에 기여하고, 지속적인 이력 관리를 통해 교체시기를 추정할 수 있으며, 몰드변압기의 새로운 진단법으로 활용이 가능하여 진단시스템 개발을 통해 수익창출을 기대할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100… 몰드변압기
200… 진단시스템
210… 진동측정기
220… 고속 푸리에 변환부
230… 입력부
240… 심각도 평가부
250… 상태 판정부
260… 표시부

Claims (5)

  1. 비접촉으로 몰드변압기의 진동을 측정하는 진동 측정기와;
    상기 진동 측정기에서 측정한 진동을 주파수로 변환하는 고속 푸리에 변환부와;
    상기 몰드변압기의 기본 정보를 입력받기 위한 입력부와;
    상기 입력부를 통해 입력받은 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 상기 고속 푸리에 변환부에서 변환된 진동 주파수를 분석하여 심각도를 산출하는 심각도 평가부와;
    상기 심각도 평가부에서 산출된 심각도를 상태 판정을 위한 기준 판정값과 대비하여 몰드변압기의 상태를 판정하고, 상태 표시와 해결책 표시를 제어하는 상태 판정부와;
    상기 상태 판정부의 제어에 따라 상태 표시와 해당 상태에 대응하는 해결책을 표시해주는 표시부를 포함하며,
    상기 심각도 평가부는 파워 심각도 평가부, 설비 심각도 평가부, 부하심각도 평가부, 노출 심각도 평가부, 심각도 산출부로 이루어지되, 상기 심각도 산출부에서 각각의 심각도 평가부에서 획득한 파워 심각도 평가치와 설비 심각도 평가치와 부하 심각도 평가치 및 노출 심각도 평가치에 가중치를 승산하고, 가중치가 적용된 각각의 심각도 평가치를 가산하여 전체 심각도(Stotal)를 산출하는 것을 특징으로 하는 몰드변압기 진단시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 파워 심각도 평가부는,
    상기 몰드변압기의 기본 정보를 기초로 입력된 진동주파수의 천이상태를 분석하여 전원품질 및 고유진동주파수와의 매칭 정도를 평가하고, 파워 심각도 평가치(Sp)를 출력하는 것을 특징으로 하는 몰드변압기 진단시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 설비 심각도 평가부는,
    상기 진동주파수의 사이드밴드(sideband)와 주파수 피크(frequency peak)를 분석하여 설비에 대한 평가를 하고, 설비 심각도 평가치(Si)를 출력하는 것을 특징으로 하는 몰드변압기 진단시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 부하심각도 평가부는,
    상기 진동주파수의 피크치를 분석하여 부하부담에 대한 심각도를 평가하고, 부하 심각도 평가치(Sl)를 출력하는 것을 특징으로 하는 몰드변압기 진단시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 노출 심각도 평가부는,
    상기 몰드변압기의 기본정보를 기초로 몰드변압기의 노출 정도에 따른 심각도를 평가하고, 노출 심각도 평가치(Se)를 출력하는 것을 특징으로 하는 몰드변압기 진단시스템.


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