KR101417191B1 - System and Method for Analyzing Partial Discharge Risk of Power Equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력기기 내의 부분방전(PD: Partial Discharge)으로 인해 발생되는 전자파를 감지하고 분석하여 그 위험도를 판정할 수 있도록 한다. 특히, 부분방전으로 인해 발생된 펄스신호의 크기(q 파라미터)가 센서나 관련 회로 등의 주파수 특성에 관계없이 일정한 값을 가지도록 보상한 후 보상된 펄스신호의 크기를 이용하여 위험도를 판정한다. 부분방전으로 인해 발생된 전자파의 크기가 시스템의 주파수 특성에 의존하지 않도록 규준화(Normalizing) 되므로, 위험도를 판정하는 시스템의 주파수 특성이 달라지더라도 전력기기의 위험도를 같은 위험도 판정 기준을 이용하여 정확하게 판정할 수 있게 된다.The present invention can detect and analyze electromagnetic waves generated due to partial discharge (PD) in a power device and determine a risk thereof. Particularly, the magnitude of the pulse signal generated due to the partial discharge (q parameter) is compensated to have a constant value irrespective of the frequency characteristics of the sensor or the related circuit, and then the magnitude of the compensated pulse signal is used to determine the risk. Since the size of the electromagnetic wave generated by the partial discharge is normalized so as not to depend on the frequency characteristic of the system, even if the frequency characteristic of the system for determining the risk varies, the risk of the power equipment can be accurately .
Description
본 발명은 전력기기의 위험도 분석 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 전력기기 내의 부분방전(PD)으로 인해 발생되는 전자파를 감지하고 분석하여 그 위험도를 판정할 수 있도록 한다.
The present invention relates to a system and method for analyzing a risk of an electric power apparatus, and more particularly, to a system and method for detecting and analyzing electromagnetic waves generated by a partial discharge (PD) in an electric power apparatus.
전력기기가 초고압 대용량화 되어 감에 따라 여러 유형의 사고 가능성이 증가하고 있으며, 사고에 따른 피해 규모도 증가하는 추세에 있다. 이에 따라 사고가 발생하기 전에 전력기기 내의 이상 신호를 검출하기 위한 각종 진단 기법과 첨단 장비들이 개발되고 있다.As the electric power equipment becomes larger and larger, the possibility of various types of accidents is increasing, and the scale of damage caused by accidents is also increasing. Accordingly, various diagnostic techniques and advanced equipments for detecting an abnormal signal in a power device are being developed before an accident occurs.
전력기기의 진단을 위한 방법으로 UHF PD 측정 기법이 널리 사용되고 있다. 이 기법은 전력기기의 내부에 결함이 존재할 때 부분방전이라는 물리 현상에 의해 발생하는 전자파를 감지하여 이상 유무를 판별한다.UHF PD measurement technique is widely used as a method for diagnosis of power equipment. This technique detects an electromagnetic wave generated by a physical phenomenon called a partial discharge when there is a defect inside the power device, and discriminates an abnormality.
부분방전(PD: Partial Discharge)은 전극과 전극 사이에서 일어나는 것이 아니라 절연체나 케이블 등의 어느 부분에 생기는 방전현상을 말한다.Partial discharge (PD) is not a phenomenon occurring between an electrode and an electrode but refers to a discharge phenomenon occurring in any part of an insulator or a cable.
예를 들자면, 기체 중에서 뾰족한 전극의 첨단 부근에 생기는 코로나 방전, 고체 절연물의 표면을 따라 생기는 연면방전(沿面放電), 고체 절연물 내의 공극에 생기는 보이드 방전 등을 들 수 있다.
For example, a corona discharge in the vicinity of the tip of a sharp electrode in the gas, a creeping discharge along the surface of the solid insulator, and a void discharge in the pores in the solid insulator.
부분방전 측정 기법에서는 도 1에 도시된 예와 같이 부분방전 신호의 위상(φ), 크기(q), 빈도(n) 등을 이용하여 전력기기의 이상 유무를 판별한다.In the partial discharge measurement technique, the phase (φ), the magnitude (q), and the frequency (n) of the partial discharge signal are used to determine whether or not the power device is abnormal, as shown in FIG.
즉, 부분방전 펄스가 인가 전압의 어느 위상에서 어떠한 크기로 몇 개가 발생하였는지를 분석하여 전력기기의 이상 유무를 판별할 수 있다.That is, it is possible to determine the phase of the partial discharge pulse and how many of the partial discharge pulses are generated in any phase to determine whether or not the power device is abnormal.
도 1a는 3차원 φ-q-n 그래프를 나타낸 것이고, 도 1b는 2차원으로 φ-q, φ-n, q-n을 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 1A shows a three-dimensional φ-q-n graph, and FIG. 1B is a graph showing the results of analysis of φ-q, φ-n, and q-n in two dimensions, respectively.
이러한 패턴은 이상이 발생하는 원인인 자유 도전입자 결함, 부유 전극 결함, 절연물 결함, 노이즈 등에 따라 다르기 때문에 패턴을 분석하면 전력기기 내의 결함 원인을 판별할 수 있다.Such a pattern differs depending on free conductive particle defects, floating electrode defects, insulator defects, noise, etc., which cause anomalies. Therefore, the cause of a defect in the power device can be determined by analyzing the pattern.
여기서 위상(Φ) 데이터는 부분방전을 발생시키는 결함의 종류를 추정하기 위한 주요 파라미터이고, 크기(q) 데이터는 위험도와 상태를 추정하기 위한 주요 파라미터이다.
Here, the phase (?) Data is a main parameter for estimating the kind of defect causing partial discharge, and the size (q) data is a main parameter for estimating the risk and state.
도 2는 부분방전 신호에 대한 PPS(Pulse Per Second) 분석 기법의 예를 나타낸 것으로서, 일정 크기 이상의 부분방전 펄스가 1초 동안 검출된 횟수를 측정하여 트렌드(Trend)를 관리한다.FIG. 2 shows an example of a PPS (Pulse Per Second) analysis technique for a partial discharge signal. The number of times a partial discharge pulse of a predetermined magnitude or more is detected for one second is measured to manage a trend.
예컨대 요주의 기준값이 2000으로 설정되어 있고 위험 기준값이 4000으로 설정되어 있다고 가정하면, 부분방전 펄스가 1초에 2000개 이상 유입되면 요주의 상태를 나타내고, 부분방전 펄스가 1초에 4000개 이상 유입되면 위험상태라는 것을 나타낸다.For example, assuming that the precautionary reference value is set to 2000 and the risk reference value is set to 4000, if the partial discharge pulses are introduced in a quantity of 2,000 or more per second, a critical state is indicated. If the partial discharge pulses exceed 4000 per second, State.
도 3을 참조하자면, 계통전압이 인가되어 운전중인 전력기기의 내부에 절연결함이 존재하는 경우 전력기기의 운전전압 중간에 부분방전 펄스가 발생한다. 이러한 부분방전 펄스의 발생위상(φ), 크기(q), 빈도(n)를 분석하면 결함의 원인을 추정할 수 있다.3, a partial discharge pulse is generated in the middle of the operation voltage of the power device when an insulation fault exists in the power device under operation due to the application of the grid voltage. The cause of the defect can be estimated by analyzing the generation phase (φ), the size (q), and the frequency (n) of the partial discharge pulse.
도 4는 φ-q-n 기법을 이용하여 전력기기 내에서 발생 가능한 각 결함을 분석하는 예를 나타낸 것으로서, 도 4a는 도체부 돌기 결함시에 나타나는 부분방전 패턴의 예이고, 도 4b는 보이드(Void) 결함시에 나타나는 부분방전 패턴의 예이며, 도 4c는 자유도전입자 결함시에 나타나는 부분방전 패턴의 예이다.
4A is an example of a partial discharge pattern that appears at the protruding portion of the conductor portion, FIG. 4B is an example of a partial discharge pattern of the void portion, FIG. 4C is an example of a partial discharge pattern that appears when a free conductive particle defect occurs. FIG.
한편, 부분방전 펄스의 크기를 나타내는 q 파라미터는 전력기기의 상태와 위험도를 판정하는 주요 파라미터인데, 부분방전에 의해 발생된 전자파를 감지하는 센서나 관련 회로의 주파수 특성에 크게 좌우된다.On the other hand, the q parameter indicating the magnitude of the partial discharge pulse is a main parameter for determining the state and the degree of danger of the electric power equipment, and is largely dependent on the frequency characteristic of the sensor or the related circuit that senses the electromagnetic wave generated by the partial discharge.
즉, q 파라미터와 관련된 위험도 판정 기준이 주파수 특성에 의존적이다. 이 때문에 부분방전에 의해 발생된 전자파를 감지하는 센서나 해당 신호를 수신하여 처리하는 회로의 주파수 특성이 달라지면, q 파라미터도 함께 변동하여 위험도 판정의 정확도가 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.That is, the risk assessment criteria related to the q parameter are dependent on the frequency characteristics. Therefore, if the frequency characteristics of the sensor for detecting the electromagnetic wave generated by the partial discharge or the circuit for receiving and processing the received signal are changed, the q parameter also fluctuates and the accuracy of the risk determination must be deteriorated.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 부분방전(PD)으로 인해 발생된 펄스의 크기(q 파라미터)가 센서나 관련 회로 등의 주파수 특성에 관계없이 일정한 값을 가지도록 보상한 후 처리함으로써, q 파라미터와 관련된 위험도를 주파수 특성에 관계없이 정확하게 판정할 수 있는 전력기기의 위험도 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a pulse width modulation (PWM) The present invention also provides a system and method for analyzing a risk of an electric power equipment, which can accurately determine a risk associated with a q parameter regardless of a frequency characteristic.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전력기기의 위험도 분석 시스템은, 전력기기 내의 부분방전(PD: Partial Discharge)으로 인해 발생된 전자파를 감지하는 PD 센서; 상기 PD 센서를 통해 감지된 전자파 신호를 수신하여 일정 주파수 대역의 펄스신호를 검출하는 PD 검출부; 상기 PD 센서 및 상기 PD 검출부의 주파수 특성이 합해진 합 주파수 특성 때문에 왜곡된 정도를 보상하기 위하여, 상기 PD 검출부에서 검출된 펄스신호의 크기를 상기 합 주파수 특성의 곡선과 역이 되는 특성 곡선 형태로 기 설정되어 있는 보상정보를 이용하여 보상하는 보상부; 및 일정 시간 동안 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 기초로 상기 전력기기의 위험도를 판정하는 위험도 판정부를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a risk analysis system for a power device, comprising: a PD sensor for sensing an electromagnetic wave generated due to a partial discharge (PD) in a power device; A PD detector for receiving the electromagnetic wave signal sensed by the PD sensor and detecting a pulse signal of a predetermined frequency band; In order to compensate for the degree of distortion due to the combined frequency characteristics of the frequency characteristics of the PD sensor and the PD detection unit, the magnitude of the pulse signal detected by the PD detection unit is converted into a characteristic curve that is inverse to the curve of the sum frequency characteristic A compensating unit for compensating using the set compensation information; And a risk judging unit for judging a risk of the power equipment on the basis of the number and size of pulse signals generated for a predetermined time.
상기 PD 센서로는 UHF(Ultra-High Frequency) 대역의 전자파를 감지하는 센서를 사용할 수 있다.As the PD sensor, a sensor for detecting an electromagnetic wave in a UHF (Ultra-High Frequency) band may be used.
상기 보상정보는 상기 PD 검출부에서 검출된 펄스신호의 크기가 상기 PD 센서와 상기 PD 검출부의 주파수 특성에 종속되지 않도록 설정될 수 있다.The compensation information may be set such that the magnitude of the pulse signal detected by the PD detector is not dependent on the frequency characteristics of the PD sensor and the PD detector.
상기 보상정보는 보상식(Equation) 또는 보상표(Table)의 형식으로 설정될 수 있다.The compensation information may be set in the form of a compensation equation or a compensation table.
상기 위험도 판정부는 일정 시간 동안 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 QN(Quantity/Number) 매트릭스에 맵핑하고, 상기 QN 매트릭스에 맵핑된 위치와 미리 설정된 위험도 판정 기준을 비교하여 상기 전력기기의 위험도를 판정하도록 구성될 수 있다.
The risk judging unit maps the number and size of pulse signals generated for a predetermined time to a QN (Quantity / Number) matrix, compares the position mapped to the QN matrix with a preset risk judgment criterion, .
본 발명에 따른 전력기기의 위험도 분석 방법은 전력기기 내의 부분방전(PD)으로 인해 발생된 전자파를 감지하여 상기 전력기기의 위험도를 판정하는 전력기기의 위험도 분석 방법에 있어서, PD 센서를 이용하여 상기 전력기기 내의 부분방전으로 인해 발생된 전자파를 감지하는 단계; 상기 PD 센서를 통해 감지된 전자파로부터 PD 검출부가 펄스신호를 검출하고, 상기 PD 센서 및 상기 PD 검출부의 주파수 특성이 합해진 합 주파수 특성 때문에 왜곡된 정도를 보상하기 위하여, 검출된 펄스신호의 크기를 상기 합 주파수 특성의 곡선과 역이 되는 특성 곡선 형태로 기 설정되어 있는 보상정보를 이용하여 보상하는 단계; 및 일정 시간 동안 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 기초로 상기 전력기기의 위험도를 판정하는 단계를 포함하여 이루어진다.A risk analysis method for a power device according to the present invention is a risk analysis method for a power device that detects an electromagnetic wave generated by a partial PD in a power device to determine a risk of the power device, Sensing an electromagnetic wave generated due to a partial discharge in the power device; The PD detection unit detects a pulse signal from electromagnetic waves sensed through the PD sensor and the magnitude of the detected pulse signal is adjusted to compensate for the degree of distortion due to the sum frequency characteristics of the frequency characteristics of the PD sensor and the PD detection unit, Compensating using compensation information preset in the form of a characteristic curve which is inverse to the curve of the sum frequency characteristic; And determining the risk of the power device based on the number and size of the pulse signals generated during a predetermined time.
상기 보상정보는 상기 펄스신호의 크기가 상기 전자파의 주파수에 종속되지 않고 일정한 값을 가지도록 설정될 수 있다.The compensation information may be set such that the magnitude of the pulse signal has a constant value without being dependent on the frequency of the electromagnetic wave.
상기 전력기기의 위험도를 판정하는 단계는 일정 시간 동안 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 QN(Quantity/Number) 매트릭스에 맵핑하고, 상기 QN 매트릭스에 맵핑된 위치와 미리 설정된 위험도 판정 기준을 비교함으로써 상기 전력기기의 위험도를 판정하도록 구성될 수 있다.Wherein the step of determining the risk of the power device comprises the steps of mapping the number and size of pulse signals generated for a predetermined time to a QN (Quantity / Number) matrix, and comparing a position mapped to the QN matrix with a predetermined risk- And to determine the risk of the power device.
본 발명에 따르면, 부분방전으로 인해 발생된 전자파의 크기(q 파라미터)는 센서나 관련 회로의 주파수 특성에 의존하지 않도록 보상되어 규준화(Normalizing)된 후 해당 전력기기의 위험도 판정에 사용된다.According to the present invention, the magnitude (q parameter) of the electromagnetic wave generated due to the partial discharge is compensated so as not to depend on the frequency characteristics of the sensor or the related circuit, and is used for risk assessment of the power device after normalization.
즉, 부분방전으로 인해 발생하는 펄스신호의 크기가 센서나 관련 회로의 주파수 특성에 따라 원래 크기보다 크거나 작게 검출 되더라도 원래 크기로 보상이 이루어진 후 처리된다.That is, even if the magnitude of the pulse signal generated due to the partial discharge is detected to be larger or smaller than the original size according to the frequency characteristic of the sensor or the related circuit, compensation is performed to the original size and then processed.
그러므로 부분방전으로 인해 발생된 전자파를 감지하는 센서, 해당 센서에서 감지된 신호를 수신하여 처리하는 회로 등의 주파수 특성이 달라지더라도 전력기기의 위험도를 같은 위험도 판정 기준을 이용하여 정확하게 판정할 수 있다.
Therefore, even if the frequency characteristics of the sensor for detecting the electromagnetic wave generated by the partial discharge and the circuit for receiving and processing the signal sensed by the sensor are changed, the risk of the power device can be accurately determined using the same risk criteria .
도 1은 φ-q-n을 이용하는 위험도 분석 그래프의 예,
도 2는 PPS 기법을 설명하기 위한 예,
도 3은 부분방전 펄스가 나타나는 상태를 보여주는 예,
도 4는 전력기기의 결함에 따라 나타나는 이상 패턴의 예,
도 5는 본 발명에 따른 위험도 분석 시스템에 관한 일 실시예,
도 6은 펄스신호의 크기를 보상하는 과정에 관한 도식적인 예,
도 7은 위험도 판정에 사용되는 QN 매트릭스의 예,
도 8은 본 발명에 따른 위험도 분석 방법에 관한 일 실시예이다.1 is an example of a risk analysis graph using? -Qn,
2 illustrates an example for explaining the PPS technique,
3 is an example showing a state in which a partial discharge pulse appears,
FIG. 4 shows an example of an abnormal pattern that appears according to a defect of the power device,
5 is a diagram illustrating an embodiment of a risk analysis system according to the present invention,
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a process of compensating for the magnitude of a pulse signal,
Figure 7 is an example of a QN matrix used for risk determination,
FIG. 8 is an embodiment of a risk analysis method according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5를 참조하자면, 본 발명에 따른 전력기기의 위험도 분석 시스템(50)은 PD 센서(51), PD 검출부(52), 보상부(53), 위험도 판정부(54)를 포함하여 이루어진다. 위험도 분석 시스템(50)의 PD 검출부(52), 보상부(53), 및 위험도 판정부(54)는 PD 센서(51)와는 별도의 장치로 구성되어 PD 센서(51)로부터 부분방전으로 인해 발생한 전자파 신호를 수신할 수 있다.
5, the
PD 센서(51)는 전력기기(11) 내부의 부분방전(PD: Partial Discharge)으로 인해 발생된 전자파를 감지하는 역할을 수행한다.The
부분방전은 배전반, 부하 개폐기, 몰드 변압기와 같은 전력기기(11)의 내부에서 공극(Crack in Spacer), 도체돌기, 부유이물 등 다양한 원인에 의해 나타날 수 있다.The partial discharge may be caused by various causes such as cracks in the
PD 센서(51)는 부분방전으로 인해 발생한 UHF(Ultra-High Frequency) 대역의 전자파를 감지할 수 있다.
The
PD 검출부(52)는 PD 센서(51)에서 감지된 전자파 신호를 PD 센서(51)로부터 수신하여 일정 주파수 대역의 펄스신호를 검출한다. 이때 PD 검출부(52)는 PD 센서(51)가 감지한 전자파 신호를 무선으로 수신할 수 있다.The
도 5에는 하나의 PD 센서가 도시되어 있으나, 복수의 PD 센서가 구비될 수도 있다. 이 경우 PD 센서별로 고유 식별정보를 할당하여 PD 검출부(52)가 어느 PD 센서에서 검출된 전자파 신호인지를 인식할 수 있도록 한다.
Although one PD sensor is shown in FIG. 5, a plurality of PD sensors may be provided. In this case, unique identification information is assigned to each PD sensor so that the
보상부(53)는 PD 검출부(52)에서 검출된 펄스신호의 크기를 기 설정되어 있는 보상정보를 이용하여 보상(Compensation)한다.The
보상정보란 부분방전으로 인해 검출된 펄스신호의 크기가 PD 센서(51)와 PD 검출부(52)의 주파수 특성에 종속되지 않고 규준화(Normalizing)된 값을 가지도록 보상하기 위한 정보를 말한다.
The compensation information refers to information for compensating the magnitude of the pulse signal detected due to the partial discharge so as to have a normalized value without depending on the frequency characteristics of the
도 6을 참조하자면, PD 센서(51)를 통해 감지되는 전자파 신호의 크기는 도 6a에 도시된 예와 같이 주파수에 따라 달라지는 특성을 갖는다.Referring to FIG. 6, the magnitude of the electromagnetic wave signal sensed through the
또한, PD 센서(51)가 감지된 전자파 신호를 무선으로 PD 검출부(52)에 전송해 준다면, PD 검출부(52)는 PD 센서(51)가 전송하는 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하기 위한 RF 회로를 포함하게 된다.When the
이 경우 PD 검출부(52)에서 수신된 전자파 신호의 크기도 도 6b에 도시된 예와 같이 주파수에 따라 달라지는 특성을 갖는다.In this case, the magnitude of the electromagnetic wave signal received by the
결국 부분방전으로 인해 발생된 전자파 신호는 도 6c에 도시된 바와 같이 PD 센서(51)와 PD 검출부(52)의 주파수 특성이 모두 합해진 위험도 분석 시스템의 주파수 특성을 가지게 된다.As a result, the electromagnetic wave signal generated due to the partial discharge has the frequency characteristic of the risk analysis system in which the frequency characteristics of the
그러므로 부분방전으로 인해 발생된 전자파의 펄스신호가 PD 센서(51)와 PD 검출부(52)의 주파수 특성에 의존하지 않고 일정한 값을 가지도록 규준화하기 위해서는 도 6c의 주파수 특성 곡선을 도 6d에 도시된 예와 같은 보상 곡선을 이용하여 보상해 주어야 한다.Therefore, in order to standardize the pulse signal of the electromagnetic wave generated due to the partial discharge to have a constant value without depending on the frequency characteristics of the
즉, 부분방전으로 인해 발생된 원래 펄스신호의 크기가 PD 센서(51)와 PD 검출부(52)의 주파수 특성 때문에 왜곡된 정도를 보상해 주는 것이다.That is, the magnitude of the original pulse signal generated due to the partial discharge compensates for the degree of distortion due to the frequency characteristics of the
이때 도 6c의 주파수 특성 곡선이 통계적 기법인 회기분석 등을 통해 수식화가 가능한 경우에는 수식화(y=F[x])할 수 있으며, 이 경우 도 6d의 보상 곡선은 그 역수(Y=1/F[x])를 취함으로써 얻을 수 있다.In this case, if the frequency characteristic curve of FIG. 6C can be expressed by a statistical technique such as a periodic analysis, the equation (y = F [x]) can be expressed. In this case, [x]).
보상이 없는 경우 부분방전으로 인해 발생된 원래의 전자파 신호(도 6f)는 도 6c에 도시된 주파수 특성 곡선에 따라 그 크기가 왜곡되어 검출될 것이지만, 보상을 통해 위험도 분석 시스템의 주파수 특성이 도 6e와 같이 되도록 다루어지면 그 크기의 왜곡이 보상되어 부분방전으로 인해 발생된 원래의 전자파 신호의 크기를 검출할 수 있다(도 6g).The original electromagnetic wave signal (FIG. 6F) generated due to the partial discharge in the absence of compensation will be detected in a distorted size according to the frequency characteristic curve shown in FIG. 6C. However, the frequency characteristic of the risk analysis system, The distortion of the magnitude can be compensated to detect the magnitude of the original electromagnetic wave signal generated due to the partial discharge (FIG. 6G).
구체적인 예로서 도 6c에서 전자파 신호의 주파수가 0.7GHz일 때 데시벨(dB) 레벨에서의 크기가 33.6dB이라면, 이 크기는 1.5dB 정도 감소되어야 한다.As a specific example, if the frequency of the electromagnetic wave signal is 0.7 GHz and the magnitude at the level of dB (dB) is 33.6 dB in FIG. 6C, this size should be reduced by 1.5 dB.
이러한 보상정보는 개별적인 PD 센서(51)와 PD 검출부(52)의 주파수 특성을 미리 실험적으로 조사하여 설정하는 것으로서, 보상정보는 보상식(Compensation Equation)의 형식으로 설정될 수도 있고, 보상표(Compensation Table)의 형식으로 설정될 수도 있다.The compensation information is used to empirically examine and set the frequency characteristics of the
위험도 판정부(54)는 보상부(53)를 통해 보상된 펄스신호의 개수와 크기를 기초로 전력기기(11)의 위험도를 판정한다.The
위험도 판정부가 부분방전으로 인해 발생한 펄스신호의 개수와 크기를 이용하여 위험도를 판정하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다.The method for determining the risk by using the number and size of the pulse signals generated due to the partial discharge may be variously configured.
그 하나의 예는 일정 시간(예: 1초) 동안 부분방전으로 인해 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 QN(Quantity/Number) 매트릭스에 맵핑하고, QN 매트릭스에 맵핑된 위치와 미리 설정된 위험도 판정 기준을 비교하여 해당 전력기기(11)의 위험도를 판정하는 것이다.One example is to map the number and magnitude of pulse signals generated due to partial discharges for a certain period of time (e.g., 1 second) to a QN (Quantity / Number) matrix and compare the position mapped to the QN matrix with a predetermined risk criterion To determine the risk level of the
이때 부분방전으로 인한 펄스신호의 크기로는 해당 시간 동안 발생된 펄스신호들의 평균 크기를 이용할 수 있다.
At this time, as the magnitude of the pulse signal due to the partial discharge, the average magnitude of the pulse signals generated during the corresponding time can be used.
이를 위하여 위험도 판정부(54)는 펄스신호의 개수와 크기에 대한 QN 매트릭스 정보를 메모리에 저장하여 유지하며, QN 매트릭스에 대한 위치별 위험도(안전, 요주의, 위험 등)에 대한 범위가 미리 지정되어 있다.To this end, the
도 7은 QN 매트릭스의 예를 도시한 것으로서, x축은 일정 시간 동안 검출된 펄스신호의 개수에 따라 구분되고, y축은 일정 시간 동안 검출된 펄스신호의 평균 크기에 따라 구분되어 있다.FIG. 7 shows an example of a QN matrix. The x-axis is divided according to the number of pulse signals detected for a predetermined time, and the y-axis is divided according to the average size of pulse signals detected for a predetermined time.
위험도 판정부(54)는 일정 시간 동안 검출된 펄스신호의 개수와 크기를 QN 매트릭스에 맵핑하고, 맵핑된 위치에 따라 안전, 요주의, 위험 등으로 위험도를 판정하게 된다.The risk
위에서 설명한 바와 같이 PD 검출부(52)에서 검출하는 펄스신호는 주파수 특성에 영향을 받지 않도록 규준화되므로, 도 7에 도시된 예와 같은 위험도 판정 기준은 어느 시스템에서도 적절한 기준정보로서 사용할 수 있다.
As described above, since the pulse signal detected by the
도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 전력기기의 위험도 분석 방법에 관한 일 실시예를 설명하기로 한다.Referring to FIG. 8, an embodiment of a risk analysis method of an electric power apparatus according to the present invention will be described.
먼저, PD 센서를 이용하여 전력기기 내의 부분방전으로 인해 발생된 전자파를 감지한다(S81).First, a PD sensor is used to detect an electromagnetic wave generated due to a partial discharge in the power device (S81).
특히, 단계 S81에서 부분방전으로 인해 발생된 전자파를 감지하는 PD 센서는 UHF(Ultra-High Frequency) 대역의 전자파를 감지할 수 있다.
Particularly, in step S81, the PD sensor that senses the electromagnetic wave generated due to the partial discharge can detect electromagnetic waves in the UHF (Ultra-High Frequency) band.
PD 센서를 통해 전자파 신호가 감지되면, 감지된 전자파로부터 펄스신호를 검출하고(S82), 검출된 펄스신호의 크기를 기 설정되어 있는 보상정보(53-1)를 이용하여 보상한다(S83).When an electromagnetic wave signal is detected through the PD sensor, a pulse signal is detected from the sensed electromagnetic wave (S82), and the magnitude of the detected pulse signal is compensated using the compensation information 53-1 (S83).
이때 보상정보는 부분방전으로 인해 발생된 원래의 펄스신호의 크기가 PD 센서, PD 센서가 전송하는 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하기 위한 RF 회로 등의 주파수 특성에 종속되지 않도록 설정된다.At this time, the compensation information is set so that the magnitude of the original pulse signal generated due to the partial discharge is not dependent on the frequency characteristics of the PD sensor, the RF circuit for receiving the RF (Radio Frequency) signal transmitted by the PD sensor, and the like.
보상정보는 미리 실험적으로 조사하여 설정해 놓게 되는 것으로서, 보상식(Compensation Equation)의 형식으로 설정될 수도 있고, 보상표(Compensation Table)의 형식으로 설정될 수도 있다.The compensation information may be set in a form of a compensation equation, or may be set in the form of a compensation table.
그리고 일정 시간(예: 1초) 동안 발생되는 펄스신호의 개수와 크기를 기초로 전력기기의 위험도를 판정한다(S84).Then, the risk of the power equipment is determined based on the number and size of pulse signals generated for a predetermined time (e.g., 1 second) (S84).
단계 S84에서의 위험도 판정은 일정 시간 동안 부분방전으로 인해 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 QN(Quantity/Number) 매트릭스에 맵핑하고, QN 매트릭스에 맵핑된 위치와 미리 설정된 위험도 판정 기준을 비교하여 해당 전력기기의 위험도를 판정하는 방법으로 이루어질 수 있다.In the risk determination in step S84, the number and size of pulse signals generated due to the partial discharge for a predetermined time are mapped to a QN (Quantity / Number) matrix, and a position mapped to the QN matrix is compared with a predetermined risk judgment reference And a method for determining the risk level of the electric power equipment.
이때 부분방전으로 인한 펄스신호의 크기로는 해당 시간 동안 발생된 펄스신호들의 평균 크기를 이용할 수 있다.At this time, as the magnitude of the pulse signal due to the partial discharge, the average magnitude of the pulse signals generated during the corresponding time can be used.
도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, QN 매트릭스에 대한 위치별 위험도(안전, 요주의, 위험 등)는 미리 지정되어 있으며, 매트릭스 위치별 위험도를 세분화할수록 그 정밀도는 커진다.As described with reference to FIG. 7, the risk (safety, attention, risk, and the like) for each position of the QN matrix is predetermined, and the more the risk is classified according to the matrix position, the greater the accuracy.
즉, 단계 S84에서는 일정 시간 동안 검출된 펄스신호의 개수와 크기를 QN 매트릭스에 맵핑하고, 맵핑된 위치에 따라 안전, 요주의, 위험 등으로 위험도를 판정하게 된다.That is, in step S84, the number and the size of the pulse signals detected for a predetermined time are mapped to the QN matrix, and the risk is determined based on the mapped position, safety, attention, and the like.
단계 S84에서 판정된 위험도가 요주의나 위험 레벨일 경우, 관리자가 모니터링할 수 있도록 이를 알리는 메시지를 각종 유/무선 통신방식을 이용하여 타 장치로 전송할 수도 있다.If the risk determined in step S84 is a critical level or a critical level, a message informing the administrator of the risk can be transmitted to other devices using various types of wire / wireless communication methods.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. to be.
11: 전력기기 50: 전력기기의 위험도 분석 시스템
51: PD 센서 52: PD 검출부
53: 보상부 54: 위험도 판정부11: Power equipment 50: Power equipment risk analysis system
51: PD sensor 52: PD detector
53: compensation section 54: risk judgment section
Claims (8)
상기 PD 센서를 통해 감지된 전자파 신호를 수신하여 일정 주파수 대역의 펄스신호를 검출하는 PD 검출부;
상기 PD 센서 및 상기 PD 검출부의 주파수 특성이 합해진 합 주파수 특성 때문에 왜곡된 정도를 보상하기 위하여, 상기 PD 검출부에서 검출된 펄스신호의 크기를 상기 합 주파수 특성의 곡선과 역이 되는 특성 곡선 형태로 기 설정되어 있는 보상정보를 이용하여 보상하는 보상부; 및
일정 시간 동안 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 기초로 상기 전력기기의 위험도를 판정하는 위험도 판정부를 포함하여 이루어지는 전력기기의 위험도 분석 시스템.A PD sensor for detecting an electromagnetic wave generated due to a partial discharge (PD) in a power device;
A PD detector for receiving the electromagnetic wave signal sensed by the PD sensor and detecting a pulse signal of a predetermined frequency band;
In order to compensate for the degree of distortion due to the combined frequency characteristics of the frequency characteristics of the PD sensor and the PD detection unit, the magnitude of the pulse signal detected by the PD detection unit is converted into a characteristic curve that is inverse to the curve of the sum frequency characteristic A compensating unit for compensating using the set compensation information; And
And a risk judging unit for judging a risk of the power equipment on the basis of the number and size of pulse signals generated for a predetermined time.
상기 PD 센서는 UHF(Ultra-High Frequency) 대역의 전자파를 감지하는 것을 특징으로 하는 전력기기의 위험도 분석 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the PD sensor senses an electromagnetic wave in a UHF (Ultra-High Frequency) band.
상기 보상정보는 상기 PD 검출부에서 검출된 펄스신호의 크기가 상기 PD 센서와 상기 PD 검출부의 주파수 특성에 종속되지 않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전력기기의 위험도 분석 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the compensation information is set such that the magnitude of the pulse signal detected by the PD detection unit is not dependent on the frequency characteristics of the PD sensor and the PD detection unit.
상기 보상정보는 보상식(Equation) 또는 보상표(Table)의 형식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전력기기의 위험도 분석 시스템.The method of claim 3,
Wherein the compensation information is set in a form of a compensation equation or a compensation table.
상기 위험도 판정부는 일정 시간 동안 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 QN(Quantity/Number) 매트릭스에 맵핑하고, 상기 QN 매트릭스에 맵핑된 위치와 미리 설정된 위험도 판정 기준을 비교하여 상기 전력기기의 위험도를 판정하는 것을 특징으로 하는 전력기기의 위험도 분석 시스템.The method according to claim 1,
The risk judging unit maps the number and size of pulse signals generated for a predetermined time to a QN (Quantity / Number) matrix, compares the position mapped to the QN matrix with a preset risk judgment criterion, Wherein said power analyzer comprises:
PD 센서를 이용하여 상기 전력기기 내의 부분방전으로 인해 발생된 전자파를 감지하는 단계;
상기 PD 센서를 통해 감지된 전자파로부터 PD 검출부가 펄스신호를 검출하고, 상기 PD 센서 및 상기 PD 검출부의 주파수 특성이 합해진 합 주파수 특성 때문에 왜곡된 정도를 보상하기 위하여, 검출된 펄스신호의 크기를 상기 합 주파수 특성의 곡선과 역이 되는 특성 곡선 형태로 기 설정되어 있는 보상정보를 이용하여 보상하는 단계; 및
일정 시간 동안 발생된 펄스신호의 개수와 크기를 기초로 상기 전력기기의 위험도를 판정하는 단계를 포함하여 이루어지는 전력기기의 위험도 분석 방법.A method for analyzing a risk of an electric power equipment for detecting an electromagnetic wave generated by a partial discharge (PD) in the power equipment to determine a risk of the power equipment,
Sensing an electromagnetic wave generated by a partial discharge in the power device using a PD sensor;
The PD detection unit detects a pulse signal from electromagnetic waves sensed through the PD sensor and the magnitude of the detected pulse signal is adjusted to compensate for the degree of distortion due to the sum frequency characteristics of the frequency characteristics of the PD sensor and the PD detection unit, Compensating using compensation information preset in the form of a characteristic curve which is inverse to the curve of the sum frequency characteristic; And
And determining a risk of the power device based on the number and size of the pulse signals generated for a predetermined period of time.
상기 보상정보는 상기 펄스신호의 크기가 상기 전자파의 주파수에 종속되지 않고 일정한 값을 가지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전력기기의 위험도 분석 방법.The method according to claim 6,
Wherein the compensation information is set such that the magnitude of the pulse signal has a constant value without being dependent on the frequency of the electromagnetic wave.
상기 위험도 판정은 펄스신호의 개수와 크기를 QN(Quantity/Number) 매트릭스에 맵핑하고, 상기 QN 매트릭스에 맵핑된 위치와 미리 설정된 위험도 판정 기준을 비교함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력기기의 위험도 분석 방법.The method according to claim 6,
Wherein the risk determination is performed by mapping the number and size of the pulse signals to a QN (Quantity / Number) matrix and comparing a position mapped to the QN matrix with a predetermined risk criterion.
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