KR101711296B1 - 변압기 유중가스 분석 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기 유중가스 분석 시스템에 관한 것으로, 상기 변압기 유중가스 분석 시스템은, 변압기별 유중가스 set와 유중가스 set별 분석방법을 저장하는 저장부; 다양한 종류의 변압기 및 분석 결과를 표시하는 표시부; 및 상기 표시부에 표시된 변압기 중 선택되는 변압기와 관련된 유중가스 set에 대한 분석방법을 제공하는 한편, 제공된 분석방법 중 선택된 분석방법을 이용하여 유중가스 set를 분석하는 제어부를 포함한다.

Description

변압기 유중가스 분석 시스템 {System for dissolved gas analysis of transformer}

본 발명은 변압기 유중가스 분석 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 변압기에 따라 분석 대상의 유중가스 set와 분석 방법을 기 설정하고, 변압기가 선택되면, 선택된 변압기에 적합한 분석 방법을 자동으로 제공하는 변압기 유중가스 분석 시스템에 관한 것이다.

변압기는 발전소에서 생산된 전기를 멀리 떨어져 있는 변전소까지 이송하거나 이송된 고전압의 전기를 공장 또는 가장에서 사용할 수 있도록 적절한 전압으로 변압시키는 설비로서, 전력설비 중 가장 중요한 설비 중 하나로 손꼽힌다.

따라서, 변압기가 고장이나 사고로 운전 정지되어 전력공급이 중단되면 국민생활과 산업활동에 많은 지장을 초래할 뿐만 아니라 막대한 경제적 손실이 발생하므로 변압기를 보유하고 있는 사업자는 사고를 예방하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다.

운전 중인 변압기의 내부에서 돌발적인 사고로 이어질 수 있는 과열, 아크 또는 부분방전 등의 이상을 조기에 발견하는 방법은 여러 가지가 있으나, 그 중에서 절연유 내에서 발생하는 가스(이하, ‘유중가스’라 함)의 분석에 의한 방법이 가장 신뢰성 높아 세계적으로 많이 사용되고 있다.

변압기 내부에서 일어나는 여러 가지 이상에는 열이 동반하여 발생하며, 이 열에 의하여 변압기 내부의 절연유, 절연지 및 프레스보드 등의 절연물이 분해되면서 가스가 생성되면 그 일부는 절연유 중에 용해된다.

가스가 절연유 중으로 용해되는 비율은 온도, 압력 등의 조건이 일정할 경우 항상 일정한 값을 갖기 때문에 절연유 중에 용해되어 있는 가스를 추출하여 가스의 종류와 함량을 분석함으로써 변압기 내부의 이상 여부와 이상의 종류를 조기에 진단하는 것이 가능하다.

변압기 내부에 이상의 징후가 나타나면(특정 가스가 기준치를 초과하면) 사전에 내부 점검 등 적절한 조치를 취하여 돌발적인 사고를 예방할 수 있다.

절연유 중의 가스를 분석하기 위해서는 운전 중인 변압기에서 절연유 시료를 채취하여 실험실로 운반하여 가스를 추출한 다음 가스 분석기(Gas Chromatography)로 분석하는 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있다.

그러나 이러한 실험실적인 분석방법은 시료의 채취, 운반 및 분석에 많은 시간과 인력이 소요되기 때문에 최근에는 현장의 변압기에 자동가스 검출장치를 설치하여 연속적으로 감시하는 방법이 개발되어 사용되고 있다.

종래 변압기 유중가스 분석 시스템은 산업 현장에 설치되는 변압기에 유중가스 센서를 설치하고, 설치된 유중가스 센서에 의해 측정되는 값을 바탕으로 분석하는 방식으로 운용되고 있다.

종래의 유중가스를 분석하는 과정을 살펴보면, 작업자가 변압기의 종류를 선택하면, 시스템은 변압기에서 발생하는 모든 종류의 유중가스를 표시하고, 다시 작업자가 시스템에 의해 표시된 유중가스 중 특정 유중가스를 선택한다.

이후, 시스템은 유중가스 분석에 사용되는 모든 종류의 분석방법을 표시하고, 작업자는 시스템에 의해 표시된 분석방법 중 특정 분석방법을 선택한다.

그러면, 시스템은 작업자에 의해 선택된 유중가스에 대해서 작업자에 의해 선택된 분석방법을 이용하여 분석을 하고, 분석 결과를 제공한다.

이와 같이, 산업 현장에 설치되는 변압기의 경우에는 각 변압기에서 취득되는 유중가스의 종류가 결정되나, 종래 유중가스 분석 시스템은 변압기에 대한 고려 없이, 모든 유중가스와 모든 분석방법을 제공한다.

따라서, 사용자의 입장에서는 유중가스가 취득된 변압기에 따라 매번 유중가스 및 분석방법을 선택해야 하는 번거로움을 느낄 수 있다.

또한, 종래 시스템의 경우에는, 분석에 필요하지 않은 유중가스 및 분석방법도 함께 제공하기 때문에, 사용자는 운영에 혼란을 느낄 가능성이 높다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 본 발명은 변압기 유중가스 분석 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 변압기에 따라 분석 대상의 유중가스 set와 분석 방법을 기 설정하고, 변압기가 선택되면, 선택된 변압기에 적합한 분석 방법을 자동으로 제공하는 변압기 유중가스 분석 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템은, 변압기별 유중가스 set와 유중가스 set별 분석방법을 저장하는 저장부; 다양한 종류의 변압기 및 분석 결과를 표시하는 표시부; 및 상기 표시부에 표시된 변압기 중 선택되는 변압기와 관련된 유중가스 set에 대한 분석방법을 제공하는 한편, 제공된 분석방법 중 선택된 분석방법을 이용하여 유중가스 set를 분석하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 분석방법을 제공한 후 시간을 카운트하여 경과 시간이 대기 시간을 초과하고 종료 시간을 초과하지 않은 경우 대기 시간을 초과하였음을 알리도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는 상기 경과 시간이 종료 시간을 초과하면 절전 모드로 진입하고, 절전 모드로 진입한 후, 입력부를 통해 외부 신호가 입력되는 경우 변압기의 종류를 상기 표시부를 통해 표시하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는 선택된 변압기와 관련된 유중가스 set를 상기 변압기별 유중가스 set를 참조하여 검색하고, 검색된 유중가스 set에 대한 분석방법을 상기 유중가스 set별 분석방법을 참조하여 제공하도록 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 변압기에 따라 분석 대상의 유중가스 set와 분석 방법을 기 설정하고, 변압기가 선택되면, 선택된 변압기에 적합한 분석 방법을 자동으로 제공하는 변압기 유중가스 분석 시스템이 제공된다.

따라서, 사용자가 변압기만 선택하면 시스템이 자동으로 최적의 분석방법을 제공하므로, 사용자는 매번 변압기별 유중가스 set를 선택하지 않아도 된다.

또한, 종래의 시스템은 모든 종류의 분석방법을 제공하였으나, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 유중가스 set별로 최적의 분석방법만을 제공하기 때문에, 사용자의 작업 편의를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분석방법을 표시한 후 경과 시간을 체크하여, 일정 시간이 경과하면, 작업자에게 알려주거나 시스템을 절전 모드로 전환함으로써, 시스템에 의해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 저장부에 저장된 유중가스 set 정보 및 분석방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템의 동작 방법에 따른 순서를 도시한 플로우챠트이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템의 구성 및 이의 동작에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 저장부에 저장된 유중가스 set 정보 및 분석방법의 일례를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템(100)은 변압기로부터 취득되는 유중가스를 분석하기 위한 것으로서, 사용자에 의해 선택되는 변압기로부터 취득되는 유중가스 set에 대한 최적의 분석방법을 자동으로 제공하도록 구성된다.

또한, 상기 변압기 유중가스 분석 시스템(100)은 분석방법을 제공한 후, 분석방법이 선택되면, 선택된 분석방법에 따라 유중가스 set를 자동으로 분석하여 분석결과를 제공하도록 구성된다.

한편, 상기 변압기 유중가스 분석 시스템(100, 이하 ‘시스템’)은 저장부(110), 입력부(130), 표시부(150) 및 제어부(170)를 포함하며, 상기 유중가스 분석 시스템(100)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 시스템(100)의 사용 목적 및 설치 환경에 따라 다른 구성을 더 포함할 수 있음은 물론이다.

상기 저장부(110)는 시스템(100)이 유중가스를 분석하는데 필요한 변압기별 유중가스 set와 유중가스 set별 분석방법을 저장하고 있다.

여기서, 상기 변압기별 유증가스 set는 변압기별로 획득되는 유증가스의 종류를 의미한다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 유중가스 set와 분석방법이 변압기별로 매칭되어 저장되는 것이 바람직하며, 따라서, 변압기가 선택되면, 시스템(100)은 선택된 변압기에 대응하는 유중가스 set와 분석방법을 손쉽게 찾아 제공할 수 있다.

이때, 상기 유중가스 set는 하나의 유중가스로 이루어질 수 있고, 다수의 유중가스로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 유중가스 set별 분석방법은 유중가스 set에 포함된 적어도 하나 이상의 유중가스를 분석하기 위한 최적의 분석방법으로서 하나일 수 있으나, 다수일 수도 있다.

여기서, 분석방법이라 함은 분석 알고리즘으로서, 실질적으로 분석 시 이용되는 프로그램을 포함하며, 분석방법이 선택되는 경우, 프로그램이 수행되어 유중가스를 분석하고, 분석 결과를 제공한다.

예를 들어, 상기 분석방법으로는 데이터 패턴 분석방법, LSA(Least Square Algorithm), Rogers법, IEC 코드법, Donenberg법 등이 있다.

상기 입력부(130)는 사용자로부터 유중가스 분석을 위한 지시를 입력받기 위한 수단으로서, 예를 들면 키보드 혹은 마우스와 같은 입력장치일 수 있다. 따라서, 사용자는 입력부(130)를 조작하여 유중가스 분석을 위해 변압기를 선택하거나 유중가스 분석방법을 선택할 수 있다.

상기 표시부(150)는 유중가스를 분석하는데 필요한 다양한 정보를 출력하기 위한 수단으로서, 예를 들면 모니터와 같은 출력장치일 수 있다.

이때, 상기 표시부(150)는 사용자가 선택할 수 있도록 다양한 종류의 변압기, 유중가스 분석방법, 유중가스에 대한 분석결과 및 유중가스에 대한 정보 등을 표시할 수 있다.

따라서, 사용자는 표시부(150)를 통해 출력되는 다양한 종류의 변압기 및 유중가스 분석방법을 확인하고, 원하는 변압기 및 유중가스 분석방법을 입력부(130)를 통해 선택할 수 있다.

이때, 상기 입력부(130)와 표시부(150)는 각 기능을 독립적으로 수행하는 서로 다른 장치로 구현될 수 있으나, 터치 스크린과 같이 입력 기능과 표시 기능을 함께 수행하는 하나의 장치로 구현될 수 있다.

상기 제어부(170)는 시스템(100)의 전반적인 제어를 수행하는 것으로, 변압기로부터 취득되는 유중가스 set에 대한 분석 후 결과를 제공한다.

이때, 상기 제어부(170)는 입력부(130)를 통해 입력되는 지시에 따라 유중가스 set를 분석하여 분석 결과를 제공한다.

특히, 상기 제어부(170)는 분석대상의 변압기가 입력되면, 입력된 변압기와 관련된 유중가스 set와 유중가스 set별 분석방법을 저장부(110)에서 검색하여, 검색된 분석방법을 표시부(150)를 통해 제공한다.

또한, 상기 제어부(170)는 분석 방법을 제공한 후, 입력부(130)를 통해 선택되는 분석방법을 이용하여 유중가스 set를 분석하고, 분석 결과를 표시부(150)를 통해 표시한다.

한편, 상기 제어부(170)는 검색된 분석방법을 표시부(150)를 통해 제공한 후, 시간을 카운트하기 시작하는 한편, 제공한 분석방법에 대한 선택이 이루어지는지를 판단한다.

이때, 상기 제어부(170)는 분석방법이 선택되지 않은 것으로 판단하면, 분석방법을 제공한 후 경과 시간이 대기 시간을 초과하였는지를 판단하고, 대기 시간을 초과하지 않았으면, 분석방법이 선택되는지를 다시 판단한다.

이때, 상기 대기 시간은 사용자에 의해 기 설정되는 시간으로서, 본 실시 예에서는 사용자에게 분석방법의 선택이 지연되고 있음을 경고하기 위해 기 설정된다.

또한, 상기 제어부(170)는 경과 시간이 대기 시간을 초과한 것으로 판단하면, 경과 시간이 종료 시간을 초과하였는지를 판단하고, 종료 시간을 초과하지 않은 것으로 판단하면, 대기 시간이 초과되었음을 알리고, 분석방법이 선택되는지를 다시 판단한다.

또한, 상기 제어부(170)는 경과 시간이 종료 시간을 초과한 것으로 판단하면, 절전 모드로 진입하고, 입력부(130)를 통해 외부 신호가 입력되는지를 판단한다.

즉, 상기 종료 시간은 사용자로부터의 선택이 길어지는 경우에 있어 절전을 위해 기 설정되는 시간이다.

이에 더하여, 상기 제어부(170)는 외부 신호가 입력되는 것으로 판단하면, 변압기 종류를 표시부(150)를 통해 제공하고, 변압기 선택이 이루어지는지를 판단한다.

이때, 상기 제어부(170)가 절전 모드로 진입하는 경우에 있어서의 절전을 위한 동작은 시스템(100)의 구성에 따라 다르므로 본 실시 예에서 한정하지 않으나, 외부 신호가 입력되는지를 판단하기 위한 동작은 수행됨은 당연하다.

또한, 외부 신호는 제어부(170)가 특정 동작을 수행하도록 하기 위한 명령이 아니라 제어부(170)가 절전 모드에서 깨어날 수 있도록 하기 위한 웨이크-업(wake-up) 신호를 의미한다.

이때, 웨이크-업 신호의 설정은 다양하게 이루어질 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 예를 들어 제어부(170)가 절전 모드인 상태에서 입력되는 처음 신호를 외부 신호로 볼 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템의 구성 및 기능에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 가지는 시스템의 구체적인 동작에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 단계적으로 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템의 동작 방법에 따른 순서를 도시한 플로우챠트이다.

도 3을 참조하면, 저장부(110)에 변압기별 유중가스 set와 유중가스 set별 분석방법이 설정된다(S300). 여기서, 상기 분석방법으로는 데이터 패턴 분석방법, LSA(Least Square Algorithm), Rogers법, IEC 코드법, Donenberg법 등이 있다.

단계 S300에 따라 변압기별 유중가스 set와 유중가스 set별 분석방법이 설정된 후, 제어부(170)는 입력부(130)를 통해 변압기 선택이 이루어지는지를 판단한다(S310).

단계 S310에 따른 판단 결과, 변압기 선택이 이루어지지 않은 것으로 판단하면(S310-No), 다시 변압기 선택이 이루어지는지를 판단한다(S310).

한편, 단계 S310에 따라 변압기 선택이 이루어지는지를 판단한 결과, 변압기 선택이 이루어진 것으로 판단하면(S310-Yes), 제어부(170)는 선택된 변압기와 관련된 유중가스 set를 저장부(110)에서 검색하고(S320), 검색된 유중가스 set와 관련된 분석방법을 저장부(110)에서 검색하고, 검색된 분석방법을 표시부(150)를 통해 표시한다(S330).

단계 S330에 따라 표시부(150)를 통해 분석방법을 표시한 후, 제어부(170)는 사용자가 입력부(130)를 통해 분석방법을 선택하는지를 판단하고(S340), 분석방법이 선택된 것으로 판단하면(S340-Yes), 제어부(170)는 선택된 분석방법을 이용하여 유중가스 set를 분석한 후, 분석 결과를 제공한다(S350).

이와 더불어, 단계 S330에 따라 표시부(150)를 통해 분석방법을 표시하는 경우, 제어부(170)는 표시부(150)를 통해 분석방법을 표시한 시점으로부터 시간을 카운트하기 시작한다.

한편, 단계 S340에 따른 판단 결과, 분석방법이 선택되지 않은 것으로 판단하면(S340-No), 제어부(170)는 분석방법을 표시한 후 경과 시간이 대기 시간을 초과하였는지를 판단하고(S360), 대기 시간을 초과하지 않았으면(S360-No), 분석방법이 선택되는지를 다시 판단한다(S340).

한편, 단계 S360에 따른 판단 결과, 경과 시간이 대기 시간을 초과한 것으로 판단하면(S360-Yes), 제어부(170)는 경과 시간이 종료 시간을 초과하였는지를 판단하고(S370), 종료 시간을 초과하지 않은 것으로 판단하면(S370-No), 대기 시간이 초과되었음을 알리고(S380), 분석방법이 선택되는지를 다시 판단한다(S340).

만약, 단계 S370에서의 판단 결과, 경과 시간이 종료 시간을 초과한 것으로 판단하면(S370-Yes), 제어부(170)는 절전 모드로 진입하고(S390), 입력부(130)를 통해 외부 신호가 입력되는지를 판단한다(S400).

단계 S400에 따른 판단 결과, 외부 신호가 입력되지 않는 것으로 판단하면(S410-No), 제어부(170)는 외부 신호가 입력되는지를 지속적으로 판단한다.

반면, 단계 S400에 따른 판단 결과, 외부 신호가 입력되는 것으로 판단하면(S400-Yes), 제어부(170)는 변압기 종류를 표시부(150)를 통해 제공하고(S410), 변압기 선택이 이루어지는지를 판단한다(S310).

이와 같은 본 발명에 따르면, 변압기에 따라 분석 대상의 유중가스 set와 분석 방법을 기 설정하고, 변압기가 선택되면, 선택된 변압기에 적합한 분석 방법을 자동으로 제공하는 변압기 유중가스 분석 시스템이 제공된다.

따라서, 사용자가 변압기만 선택하면 시스템이 자동으로 최적의 분석방법을 제공하므로, 사용자는 매번 변압기별 유중가스 set를 선택하지 않아도 된다.

또한, 종래의 시스템은 모든 종류의 분석방법을 제공하였으나, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 유중가스 set별로 최적의 분석방법만을 제공하기 때문에, 사용자의 작업 편의를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분석방법을 표시한 후 경과 시간을 체크하여, 일정 시간이 경과하면, 작업자에게 알려주거나 시스템을 절전 모드로 전환함으로써, 시스템에 의해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 변압기 유중가스 분석 시스템의 구성 및 이의 동작 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 변압기 유중가스 분석 시스템
110 : 저장부
130 : 입력부
150 : 표시부
170 : 제어부

Claims (4)

1. 변압기별 유중가스 set와 유중가스 set별 분석방법을 저장하는 저장부;
   다양한 종류의 변압기 및 분석 결과를 표시하는 표시부; 및
   상기 표시부에 표시된 변압기 중 선택되는 변압기와 관련된 유중가스 set에 대한 분석방법을 제공하는 한편, 제공된 분석방법 중 선택된 분석방법을 이용하여 유중가스 set를 분석하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 분석방법을 제공한 후 시간을 카운트하여 경과 시간이 대기 시간을 초과하고 종료 시간을 초과하지 않은 경우 대기 시간을 초과하였음을 알리는 변압기 유중가스 분석 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 경과 시간이 종료 시간을 초과하면 절전 모드로 진입하고, 절전 모드로 진입한 후, 입력부를 통해 외부 신호가 입력되는 경우 변압기의 종류를 상기 표시부를 통해 표시하는 변압기 유중가스 분석 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 선택된 변압기와 관련된 유중가스 set를 상기 변압기별 유중가스 set를 참조하여 검색하고, 검색된 유중가스 set에 대한 분석방법을 상기 유중가스 set별 분석방법을 참조하여 제공하는 변압기 유중가스 분석 시스템.
   

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