KR101886192B1 - Apparatus for diagnosing a power transformer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기 진단장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치는, 변압기 내부에 부분방전이 발생하면, 상기 부분방전에 의하여 생성되는 초음파를 감지하여 부분방전신호를 생성하는 부분방전센서; 상기 변압기가 동작할 때 상기 변압기에서 발생하는 진동을 감지하여, 진동신호를 생성하는 진동측정센서; 및 상기 부분방전신호 및 진동신호를 이용하여, 상기 변압기의 상태를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다. The present invention relates to a transformer diagnosis apparatus, and more particularly, to a transformer diagnosis apparatus, in which a partial discharge is generated in a transformer, a part for generating a partial discharge signal by sensing ultrasound generated by the partial discharge, Discharge sensor; A vibration measurement sensor for sensing a vibration occurring in the transformer when the transformer is operated and generating a vibration signal; And a diagnosis unit for diagnosing the state of the transformer using the partial discharge signal and the vibration signal.

Description

변압기 진단장치 {Apparatus for diagnosing a power transformer}[0001] Apparatus for diagnosing a power transformer [0002]
본 발명은 변압기 진단장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변압기에 발생하는 일시적인 상태변화 및 장기적인 상태변화를 진단할 수 있는 변압기 진단장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a transformer diagnosis apparatus, and more particularly, to a transformer diagnosis apparatus capable of diagnosing a transient state change and a long-term state change occurring in a transformer.
최근에 전력수요의 증가와 더불어, 변압기는 대용량화, 초고압화되고 있으며, 변전소는 무인화되고 있는 추세이다. 이와 같이 대용량화된 변압기에서 사고가 발생하면 그 파급효과가 광범위하고, 경제적 손실과 심리적 불안이 막대하므로, 변압기의 사고를 예방하기 위한 절연 진단의 필요성이 증가하고 있다. 따라서, 변압기의 신뢰성을 확보하여 안정적으로 전력을 공급하기 위해, 사고의 발단이 되는 내부 결함의 징후를 변압기의 운전상태에서 상시로 측정하기 위한 변압기 진단장치가 개발되고 있다. 다만, 종래의 변압기 진단장치는 전기적인 전압, 전류의 이상 상태를 진단하거나 화학적으로 내부에 사용되는 절연유의 성분 분석 또는 발생되는 가스에 대한 분석 등으로 이루어지는 것으로서, 기계적인 상태 분석은 별도로 이루어지고 있지 않다.
With the recent increase in electric power demand, transformers are increasing in capacity and super high voltage, and substations are becoming unmanned. If an accident occurs in such a large-capacity transformer, the ripple effect is wide, and economic loss and psychological anxiety are large. Therefore, there is an increasing need for an insulation diagnosis for preventing a transformer accident. Therefore, a transformer diagnosis device for always measuring signs of an internal defect, which is the beginning of an accident, in the operating state of the transformer in order to secure the reliability of the transformer and supply the electric power stably has been developed. However, the conventional transformer diagnosis apparatus is made by diagnosing an abnormal state of electric voltage and current, or by analyzing the components of insulating oil used chemically or analyzing the generated gas, and the mechanical state analysis is performed separately not.
본 발명은 변압기에 발생하는 일시적인 상태변화 및 장기적인 상태변화를 진단할 수 있는 변압기 진단장치를 제공하고자 한다.
The present invention provides a transformer diagnostic apparatus capable of diagnosing a transient state change and a long-term state change occurring in a transformer.
본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치는, 변압기 내부에 부분방전이 발생하면, 상기 부분방전에 의하여 생성되는 초음파를 감지하여 부분방전신호를 생성하는 부분방전센서; 상기 변압기가 동작할 때 상기 변압기에서 발생하는 진동을 감지하여, 진동신호를 생성하는 진동측정센서; 및 상기 부분방전신호 및 진동신호를 이용하여, 상기 변압기의 상태를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다. The transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a partial discharge sensor for generating partial discharge signals by sensing ultrasound generated by the partial discharge when a partial discharge occurs in the transformer; A vibration measurement sensor for sensing a vibration occurring in the transformer when the transformer is operated and generating a vibration signal; And a diagnosis unit for diagnosing the state of the transformer using the partial discharge signal and the vibration signal.
여기서 상기 진단부는, 상기 부분방전신호 및 상기 진동신호 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 상기 변압기에 발생한 부분방전을 검출할 수 있다. Here, the diagnosis unit may detect a partial discharge generated in the transformer by using at least one of the partial discharge signal and the vibration signal.
여기서 상기 진단부는, 상기 진동신호의 변화가 기록된 진동신호 데이터 베이스와 상기 진동신호의 변화추이를 비교하여, 상기 변압기의 상태변화를 검출할 수 있다.Here, the diagnosis unit may detect a change in the state of the transformer by comparing the change in the vibration signal with the vibration signal database in which the change in the vibration signal is recorded.
여기서 상기 진단부는, 상기 진동신호를 주파수 영역으로 변환하여 상기 변압기에서 발생하는 진동의 크기를 나타내는 대표값을 설정하고, 상기 대표값을 이용하여 상기 변압기의 진동등급을 설정할 수 있다.Here, the diagnosis unit may convert the vibration signal into a frequency range, set a representative value indicating the magnitude of vibration generated in the transformer, and set the vibration rating of the transformer using the representative value.
여기서 상기 진단부는, 상기 진동등급에 따라 상기 변압기에 대한 보수작업 수행여부 및 보수방법을 설정할 수 있다. Here, the diagnosis unit may set whether or not to perform the maintenance work on the transformer according to the vibration rating.
여기서 상기 진단부는, 상기 초음파 및 상기 진동의 전파속도의 차이를 이용하여, 상기 변압기에 발생한 결함의 위치를 판별할 수 있다. Here, the diagnosis unit may determine a position of a defect occurring in the transformer by using a difference between propagation velocities of the ultrasonic wave and the vibration.
여기서 상기 진단부는, 상기 초음파 및 상기 진동의 전파속도 차이를 이용하여 상기 진동측정센서로부터 상기 결함이 발생한 지점까지의 거리를 판별하고, 상기 변압기에 부착된 복수개의 부분방전센서 중에서 기준값 이상의 초음파가 입력되는 순서를 이용하여 상기 변압기에 발생한 결함의 위치를 판별할 수 있다.
Here, the diagnosis unit may discriminate a distance from the vibration measurement sensor to a point where the defect occurs using the difference between the propagation velocities of the ultrasonic wave and the vibration, and determine whether the ultrasonic waves exceeding the reference value among the plurality of partial discharge sensors attached to the transformer The position of a defect occurring in the transformer can be determined.
본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치는, 변압기에 나타나는 일시적인 상태변화 및 장기적인 상태변화를 동시에 측정하여 진단할 수 있으므로 변압기에 대한 종합적인 진단이 가능하다.The transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention can simultaneously diagnose a transient state change and a long-term state change appearing in a transformer, thereby enabling a comprehensive diagnosis of the transformer.
본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치에 의하면, 부분방전 등 결함이 발생하는 위치를 정확하게 파악할 수 있으므로 변압기에 대한 보수를 용이하게 수행할 수 있다.According to the transformer diagnosis apparatus of the embodiment of the present invention, it is possible to accurately grasp a position where a defect such as a partial discharge occurs, so that the transformer can be easily repaired.
본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치에 의하면, 변압기에 발생하는 진동을 분석하여 데이터베이스화 할 수 있으며, 변압기를 진동등급에 따라 분류하고 관리할 수 있다.
According to the transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention, the vibration generated in the transformer can be analyzed and stored in a database, and the transformer can be classified and managed according to the vibration rating.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치를 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치의 진동신호에 대한 진동등급 분류표이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치를 이용하여 변압기를 진단하는 방법을 나타내는 순서도이다.
1 is a block diagram showing a transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a vibration classification chart for a vibration signal of a transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a method of diagnosing a transformer using a transformer diagnosis apparatus 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' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치는 부분방전센서(10), 진동측정센서(20) 및 진단부(30)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention may include a partial discharge sensor 10, a vibration measurement sensor 20, and a diagnosis unit 30.
이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치를 설명한다.
Hereinafter, a transformer diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
부분방전센서(10)는, 변압기(1) 내부에 부분방전이 발생하면 상기 부분방전에 의하여 생성되는 초음파를 감지하여 부분방전신호를 생성할 수 있다. 상기 부분방전센서(10)는 변압기(1)의 외벽에 부착될 수 있으며, 상기 부분방전센서(10)는 복수개일 수 있다. 상기 부분방전센서(10)의 개수 및 위치는 상기 변압기(1)의 상태나 신호취득상황에 따라 조절될 수 있다. The partial discharge sensor 10 may generate a partial discharge signal by sensing ultrasonic waves generated by the partial discharge when a partial discharge occurs in the transformer 1. [ The partial discharge sensor 10 may be attached to an outer wall of the transformer 1, and the partial discharge sensor 10 may be a plurality of partial discharge sensors. The number and position of the partial discharge sensors 10 can be adjusted according to the state of the transformer 1 or the signal acquisition situation.
구체적으로, 상기 변압기(1)의 내부에는 철심, 코일과 함께 절연유 등의 절연체가 포함될 수 있다. 따라서, 상기 변압기에 고전압이 인가되는 경우에도 상기 절연유 등에 의하여 절연되어 안정적으로 동작할 수 있다. 다만, 상기 절연체 등은 열화될 수 있으며, 그에 따라 상기 변압기(1)의 내부구성 중 일부가 부분적으로 절연파괴되는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 상기 변압기(1) 내부에는 부분방전이 발생할 수 있으며, 상기 부분방전이 발생하게 되면 펄스성 전류가 나타나는 동시에 가청주파수로부터 초음파에 걸치는 광범위한 주파수 분포를 가지는 음파가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 변압기(1)의 외벽에 상기 부분방전센서(10)를 위치시키고, 상기 부분방전에 의하여 발생하는 초음파를 측정하여 상기 부분방전을 감지할 수 있다.Specifically, the transformer 1 may include an insulator such as an insulating oil together with an iron core and a coil. Therefore, even when a high voltage is applied to the transformer, the transformer can be insulated and operated stably by the insulating oil or the like. However, the insulator and the like may be deteriorated, so that a part of the internal structure of the transformer 1 may be partially broken down. In this case, a partial discharge may occur in the transformer 1, and when the partial discharge is generated, a pulsed current may appear and a sound wave having a wide frequency distribution ranging from an audible frequency to an ultrasonic wave may be generated. Therefore, the partial discharge sensor 10 can be positioned on the outer wall of the transformer 1, and the partial discharge can be sensed by measuring the ultrasonic waves generated by the partial discharge.
여기서, 상기 부분방전에서 발생되는 초음파는 미소신호이기 때문에 측정시 센서부착이 매우 중요할 수 있다. 즉, 서로 다른 두 물질의 경계에서는 투과 및 반사현상이 일어나므로, 접촉 불량시 상기 부분방전센서(10)와 변압기(1)의 외벽사이의 경계면에 공기층이 존재하여 상기 초음파의 전달을 막거나 크게 감쇄될 수 있다. 따라서, 상기 부분방전센서(10)는 볼트너트 고정법 또는 자석식 고정법 등을 통하여 상기 변압기(1)의 외벽에 부착할 수 있다. 나아가, 계면 초음파 전달특성을 향상시키기 위하여 실리콘유, 글리세린 등을 상기 부분방전센서(10)와 변압기(1) 사이에 주입할 수 있다.
Here, since ultrasonic waves generated in the partial discharge are minute signals, it is very important to attach the sensors during the measurement. That is, since the transmission and reflection phenomena occur at the boundaries of two different materials, an air layer is present at the interface between the PDP 10 and the outer wall of the transformer 1 at the time of poor contact, Can be attenuated. Therefore, the partial discharge sensor 10 can be attached to the outer wall of the transformer 1 through a bolt-nut fixing method or a magnetic fixing method. Further, silicone oil, glycerin, etc. may be injected between the partial discharge sensor 10 and the transformer 1 in order to improve interfacial ultrasonic transmission characteristics.
진동측정센서(20)는, 상기 변압기(1)가 동작할 때 상기 변압기(1)에서 발생하는 진동을 감지하여 진동신호를 생성할 수 있다. 상기 진동측정센서(20)는 변압기(1)의 외벽에 부착될 수 있으며, 상기 진동측정센서(20) 복수개 구비될 수 있다. 상기 진동측정센서(20)의 개수 및 위치는 상기 변압기(1)의 상태나 신호취득상황에 따라 조절될 수 있다. The vibration measurement sensor 20 may generate a vibration signal by sensing the vibration generated in the transformer 1 when the transformer 1 operates. The vibration measurement sensor 20 may be attached to the outer wall of the transformer 1, and may include a plurality of the vibration measurement sensors 20. [ The number and position of the vibration measurement sensors 20 can be adjusted according to the state of the transformer 1 or the signal acquisition situation.
변압기(1)를 동작하게 되면, 상기 변압기(1)는 고유의 진동수를 가지면서 진동을 하게 된다. 상기 변압기(1)의 고유진동수는 상기 변압기(1)의 형상, 운전조건, 위치, 주변환경 등에 의하여 결정되는 값이지만, 상기 변압기(1)의 사용에 따른 형상의 변화, 절연유 등 재료의 노후화 등에 따라 점차 상기 변압기(1)의 고유진동수가 변화할 수 있다. 또한, 상기 부분방전이 발생하는 경우에는 순간적으로 상기 변압기(1)의 진동수에 변화가 있을 수 있다. 앞서 살핀 바와 같이, 상기 부분방전이 발생하게 되면 음파가 생성되므로 상기 음파에 의한 진동이 상기 변압기(1)의 고유진동수에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상기 진동측정센서(20)를 이용하면 상기 변압기(1)의 노후화 정도를 비롯한 장기적인 상태변화를 감지할 수 있으며, 부분방전 여부를 판별하는 것도 가능하다.
When the transformer 1 is operated, the transformer 1 vibrates with a unique frequency. The characteristic frequency of the transformer 1 is a value determined by the shape, operating condition, position, surrounding environment, etc. of the transformer 1. However, the shape of the transformer 1 due to the use of the transformer 1, The natural frequency of the transformer 1 may gradually change. In addition, when the partial discharge occurs, the frequency of the transformer 1 may be instantaneously changed. As described above, when the partial discharge is generated, a sound wave is generated, so that the vibration due to the sound wave can affect the natural frequency of the transformer 1. [ Therefore, by using the vibration measurement sensor 20, it is possible to detect a long-term state change including the degree of deterioration of the transformer 1, and it is also possible to determine whether or not a partial discharge is caused.
진단부(30)는, 상기 부분방전신호 및 진동신호를 이용하여 상기 변압기(1)의 상태를 진단할 수 있다. 상기 진단부(30)는 상기 변압기(1)의 일시적인 상태변화 및 장기적인 상태변화를 진단하여 사용자에게 진단결과를 제공할 수 있다. The diagnosis section (30) can diagnose the state of the transformer (1) by using the partial discharge signal and the vibration signal. The diagnosis unit 30 can diagnose a transient state change and a long-term state change of the transformer 1 and provide a diagnosis result to the user.
구체적으로, 상기 일시적인 상태변화는 상기 변압기(1)에 발생한 부분방전을 포함할 수 있다. 상기 부분방전은 상기 변압기(1) 내부의 부분적인 절연파괴에 의하여 순간적으로 발생하는 것으로서, 상기 순간적인 방전 이후에는 다시 절연상태로 돌아갈 수 있다. 따라서, 상기 진단부(30)는 상기 부분방전신호를 이용하여 상기 부분방전을 검출함으로써 상기 변압기(1)에 발생한 일시적인 상태변화를 검출할 수 있다. 또한, 앞서 살핀 바와 같이, 상기 부분방전에 의하여 발생하는 초음파는 상기 변압기(1)의 진동에 영향을 줄 수 있으므로, 상기 진동신호의 변화량을 이용하여 상기 부분방전여부를 판별하는 것도 가능하다. 즉, 기준값 이상의 부분방전신호가 입력되거나, 기준변화량 이상의 진동신호가 입력되는 경우에는 상기 부분방전이 발생한 것으로 볼 수 있다. 나아가, 상기 부분방전신호 및 진동신호를 결합하여, 상기 기준값 이상의 부분방전신호와 기준변화량 이상의 진동신호가 동시에 입력되는 경우에 한하여 상기 부분방전이 발생한 것으로 볼 수도 있다.
Specifically, the transient state change may include a partial discharge generated in the transformer 1. [ The partial discharge is generated instantaneously due to partial dielectric breakdown inside the transformer 1, and can be returned to the insulation state after the instantaneous discharge. Therefore, the diagnosis unit 30 can detect the temporary state change occurring in the transformer 1 by detecting the partial discharge using the partial discharge signal. Also, as discussed above, since the ultrasonic waves generated by the partial discharge may affect the vibration of the transformer 1, it is also possible to determine whether the partial discharge is caused by using the amount of change of the vibration signal. That is, when the partial discharge signal equal to or larger than the reference value is input, or when the vibration signal equal to or larger than the reference change amount is input, the partial discharge is considered to have occurred. Further, it is possible to combine the partial discharge signal and the vibration signal, and to see that the partial discharge is generated only when the partial discharge signal equal to or greater than the reference value and the vibration signal equal to or larger than the reference variation amount are input at the same time.
변압기(1)의 장기적인 상태변화는 상기 진동신호의 변화가 기록된 진동신호 데이터 베이스와 상기 진동신호의 변화추이를 비교하는 방식으로 검출할 수 있다. 앞서 살핀 바와 같이, 상기 변압기(1)의 진동수는 상기 변압기(1)의 형상 변화, 노후화 등에 의하여 변화할 수 있으므로, 상기 변압기(1)의 진동수의 변화추이를 이용하여 상기 변압기(1)에 대한 장기적인 상태변화를 진단할 수 있다. The long-term change in the state of the transformer 1 can be detected by comparing the change in the vibration signal with the vibration signal database in which the change in the vibration signal is recorded. Since the frequency of the transformer 1 can be changed by the shape change and the deterioration of the transformer 1 as described above, the change in the frequency of the frequency of the transformer 1 can be used, Long-term state changes can be diagnosed.
구체적으로, 상기 변압기(1)에 대한 전기적, 기계적 스트레스 및 고온 운전은, 변압기(1)의 전기적 성능 및 기계적 성능을 저하시킬 수 있으며, 이는 변압기(1)의 기계적 강도 저하로 연결될 수 있다. 상기 변압기(1)의 기계적 강도 저하에 따라 상기 변압기(1)의 진동은 점차 커질 수 있으며 최종적으로는 단락이나 절연파괴 등을 비롯한 변압기(1)의 고장으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 진단부(30)는 상기 변압기(1)의 진동수 변화추이를 이용하여 상기 변압기(1)의 고장시점을 미리 판별할 수 있으며, 사용자는 상기 고장시점에 따라 미리 대응하여 상기 변압기(1)의 고장을 방지할 수 있다. 예를들어, 상기 변압기(1)의 진동신호가 일정한 기울기를 가지면서 점차 증가하는 추세이고, 상기 진동신호 데이터 베이스와 비교할 때, 상기 변압기(1)는 5년을 도과하는 시점에서 허용되는 최대 진동수 이상의 진동수를 가질 것으로 예상할 수 있다. 따라서, 상기 5년이 도과하기 전에 상기 변압기(1)의 운전을 중단하고 보수 작업을 수행하도록 하여 상기 변압기(1)의 고장발생을 미연에 방지하도록 할 수 있다.
In particular, electrical, mechanical stress and high temperature operation of the transformer 1 may degrade the electrical performance and mechanical performance of the transformer 1, which may lead to degradation of the mechanical strength of the transformer 1. The vibration of the transformer 1 may be gradually increased in accordance with the mechanical strength of the transformer 1 and finally it may be connected to a failure of the transformer 1 including a short circuit or an insulation breakdown. Therefore, the diagnosis unit 30 can previously determine the failure time point of the transformer 1 using the change in the frequency of the transformer 1, and the user can previously determine the failure time point of the transformer 1 Can be prevented. For example, the vibration signal of the transformer 1 has a tendency to gradually increase with a certain gradient, and when compared with the vibration signal database, the transformer 1 has a maximum frequency Or more. Therefore, the operation of the transformer 1 is stopped and the maintenance work is performed before the above-mentioned five years, so that the failure of the transformer 1 can be prevented in advance.
여기서, 변압기(1)의 장기적인 상태변화를 진단하기 위하여, 상기 진단부(30)는 진동의 크기에 따라 진동등급을 설정할 수 있으며, 상기 진동등급에 따라서 상기 변압기(1)에 대한 보수작업 수행여부 및 보수방법을 달리 설정할 수 있다. 이때, 상기 진동등급을 설정하는 기준은 상기 변압기(1)의 누적운전시간에 따라 달라질 수 있다.Here, in order to diagnose a long-term change in the state of the transformer 1, the diagnosis unit 30 may set a vibration level according to the magnitude of the vibration, and may perform a maintenance operation on the transformer 1 And maintenance method can be set differently. At this time, the criterion for setting the vibration rating may vary depending on the cumulative operation time of the transformer 1. [
구체적으로, 상기 진단부(30)는 상기 측정된 진동신호를 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform), 웨이브릿 변환(wavelet transform) 등을 이용하여 주파수 영역으로 변환할 수 있으며, 이를 바탕으로 상기 변압기에서 발생하는 진동의크기를 나타내는 대표값을 설정할 수 있다. 예를들어, 상기 진동신호의 주파수대별 평균값, 최고값, 분산값 중에서 어느 하나를 상기 대표값으로 설정할 수 있다. 이후, 상기 대표값을 기준으로 하여 상기 변압기(1)의 진동등급을 설정할 수 있으며, 상기 진동등급에 따라 상기 변압기(1)의 상태를 판별하고 상기 변압기(1)에 대한 보수작업 수행여부 및 보수방법을 설정하는 것이 가능하다.Specifically, the diagnosis unit 30 may convert the measured vibration signal into a frequency domain using Fast Fourier Transform (FFT), wavelet transform, or the like, A representative value indicating the magnitude of the vibration generated in the transformer can be set. For example, one of the average value, the maximum value, and the variance value of the vibration signal may be set as the representative value. Thereafter, the vibration level of the transformer 1 can be set on the basis of the representative value, the state of the transformer 1 can be determined according to the vibration level, It is possible to set the method.
도2는 진동등급 분류표의 일예로서, 상기 진단부(30)는 상기 진동등급 분류표에 따라서 상기 변압기(1)의 진동등급을 설정할 수 있다. 도2를 참조하면, 상기 진동등급은 A등급에서부터 E등급까지 나눌 수 있다. 상기 A등급은 새로이 변압기가 설치된 경우에 상기 변압기에 허용되는 통상의 허용진동레벨으로서, 가장 안전한 상태이다. B등급은 별도의 제한없이 장기간 운전이 허용되는 등급이고, C등급은 연속운전은 허용되지 않으나 운전은 가능하며, 변압기(1)에 대한 보수조치가 요구되는 등급이다. D등급부터는 변압기(1)의 운전이 제한되는 등급으로서, 상기 D등급의 경우에는 진동이 심하여 상기 변압기(1)에 손상을 입힐 수 있다. 마지막으로 E등급의 경우에는 변압기(1)가 손상되므로 상기 변압기(1)에 대한 사용제한이 요구되며, 상기 변압기(1)에 대한 수리 등의 조치가 있지 않으면 운전할 수 없는 등급이다. 따라서, 상기 진단부(30)는 상기 대표값을 이용하여 진동등급을 설정한 후, 사용자에게 상기 진동등급을 제공하여, 사용자가 상기 진동등급에 따라 상기 변압기(1)에 대한 보수작업 등을 수행하도록 할 수 있다.
2 is an example of a vibration level classification table. The diagnosis section 30 can set the vibration level of the transformer 1 according to the vibration level classification table. Referring to FIG. 2, the vibration level can be divided into A to E grades. The A grade is the most safe state, which is the normal acceptable vibration level allowed for the transformer when a new transformer is installed. Class B is a class that permits long-term operation without any limitations. Class C is a class where continuous operation is not permitted, but operation is possible and maintenance is required for the transformer (1). From the D class, the operation of the transformer 1 is restricted. In the case of the D class, the transformer 1 may be damaged due to excessive vibration. Finally, in case of the E-grade, the transformer 1 is damaged, so the use restriction on the transformer 1 is required. If the transformer 1 is not repaired, it can not be operated. Therefore, the diagnosis unit 30 sets the vibration level using the representative value, and then provides the vibration level to the user so that the user performs maintenance work or the like for the transformer 1 according to the vibration level .
추가적으로, 상기 진단부(30)는 상기 부분방전에 의하여 발생하는 초음파 및 상기 변압기(1) 진동의 전파속도 차이를 이용하여, 상기 변압기(1)에 발생한 결함의 위치를 판별할 수 있다. 상기 초음파와 진동은 전파속도에 차이가 있으므로, 상기 부분방전이 발생하였을 때 각각의 부분방전센서(10) 및 진동센서(20)에 초음파 및 진동이 입력되기 시작하는 시점에 차이가 있을 수 있다. 즉, 상기 진단부(30)에 기준값 이상의 부분방전신호가 입력되거나 기준변화량 이상의 진동신호가 입력되는 등 이상신호가 입력되는 시작점의 차이를 비교하면, 상기 부분방전이 발생한 위치까지의 거리를 계산할 수 있다. 이때, 상기 부분방전센서(10) 및 진동센서(20)는 서로 근접하여 위치할 수 있으며, 상기 부분방전센서 및 진동센서가 복수개 구비된 경우에는 임의의 기준위치를 설정한 후 상기 부분방전이 발생한 위치까지의 거리를 계산할 수 있다.In addition, the diagnosis unit 30 can determine the position of a defect occurring in the transformer 1 by using the propagation speed difference between the ultrasonic wave generated by the partial discharge and the vibration of the transformer 1. Since there is a difference in the propagation speed between the ultrasonic waves and the vibration, there may be a difference in time when ultrasonic waves and vibrations start to be input to the respective partial discharge sensors 10 and 20 when the partial discharge occurs. That is, if the difference between the starting points at which the abnormal signal is inputted, such as the partial discharge signal of the reference value or the vibration signal of the standard variation or more, is input to the diagnosis unit 30, the distance to the partial discharge have. In this case, the partial discharge sensor 10 and the vibration sensor 20 may be located close to each other. If a plurality of partial discharge sensors and vibration sensors are provided, an arbitrary reference position is set, The distance to the location can be calculated.
여기서, 상기 부분방전센서(10) 및 진동센서(20)를 상기 변압기(1)에 복수개 구비하여 상기 부분방전이 발생한 위치를 보다 정확하게 파악하는 것도 가능하다. 구체적으로, 상기 부분방전에 의하여 발생하는 초음파가 각각의 부분방전센서(10)에 도달하는 순서를 이용하여 상기 부분방전이 발생한 위치를 파악할 수 있다. 상기 부분방전이 발생하면, 변압기(1) 내부의 절연유를 따라 초음파가 전파될 수 있으며, 상기 부분방전이 발생한 위치와 가까운 곳에 구비된 부분방전센서(10)부터 순차적으로 상기 초음파가 도달할 수 있다. 따라서, 상기 초음파가 최초로 입력된 부분방전센서(10)의 위치와 상기 초음파의 전파속도, 그리고 상기 기준위치로부터 상기 부분방전이 발생한 위치까지의 거리를 이용하면, 상기 부분방전이 발생한 위치를 정확하게 계산할 수 있다.
Here, a plurality of the partial discharge sensors 10 and the vibration sensors 20 may be provided in the transformer 1, so that it is possible to grasp the position where the partial discharge has occurred more accurately. Specifically, the position where the partial discharge occurs can be grasped by using the order in which the ultrasonic waves generated by the partial discharge reach each of the partial discharge sensors 10. When the partial discharge is generated, the ultrasonic wave may propagate along the dielectric oil in the transformer 1, and the ultrasonic waves can reach sequentially from the partial discharge sensor 10 provided near the position where the partial discharge occurs . Therefore, by using the distance between the position of the partial discharge sensor 10 to which the ultrasonic wave is inputted first, the propagation speed of the ultrasonic wave, and the position where the partial discharge is generated from the reference position, .
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기 진단장치를 이용하여 변압기를 진단하는 방법을 나타내는 순서도이다. 이하, 도3을 참조하여 본 발명의 일 실시에에 의한 변압기 진단장치를 이용하여 변압기를 진단하는 방법을 설명한다. 3 is a flowchart showing a method of diagnosing a transformer using a transformer diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of diagnosing a transformer using the transformer diagnosis apparatus according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
먼저 변압기에 부분방전센서 및 진동측정센서를 부착하여 상기 부분방전센서 및 진동측정센서로부터 부분방전신호 및 진동신호를 입력받을 수 있다(S10). 상기 부분방전센서는 상기 변압기 내부의 절연파괴 등의 결함에 의하여 발생하는 부분방전을 감지하여 부분방전신호를 생성할 수 있으며, 상기 진동측정센서는 상기 변압기의 운전시에 발생한 진동수를 측정하여 진동신호를 생성할 수 있다. First, a partial discharge sensor and a vibration measurement sensor may be attached to the transformer to receive the partial discharge signal and the vibration signal from the partial discharge sensor and the vibration measurement sensor (S10). The partial discharge sensor may generate a partial discharge signal by detecting a partial discharge caused by a defect such as insulation breakdown in the transformer. The vibration measurement sensor measures a frequency of the generated voltage at the time of operation of the transformer, Lt; / RTI >
상기 측정된 부분방전신호 및 진동신호는 상기 변압기의 일시적인 상태변화 및 장기적인 상태변화에 대한 정보를 포함하고 있으므로, 이를 이용하여 상기 변압기의 상태변화 여부를 확인할 수 있다(S20). 예를들어 기준값 이상의 부분방전신호가 입력되거나 기준변화량 이상의 진동신호 변화가 감지되면, 상기 변압기에 이상이 있는 것으로 볼 수 있다. 다만, 상기 변압기의 상태변화가 일시적인 경우와 장기적으로 계속하여 유지되는 경우가 있을 수 있으며, 각각의 경우에는 서로 다른 진단을 할 필요가 있다. The measured partial discharge signal and the vibration signal include information on a temporary state change and a long-term state change of the transformer, so that the state of the transformer can be checked by using the partial discharge signal and the vibration signal. For example, when a partial discharge signal equal to or greater than a reference value is input or when a change in the vibration signal is detected at a reference change amount or more, it can be regarded as an anomaly in the transformer. However, there may be a case where the state change of the transformer is temporary, and a case where it is continuously maintained over a long period of time. In each case, it is necessary to make different diagnoses.
따라서, 상기 부분방전신호 및 진동신호의 입력을 파악하여 상기 변압기의 상태가 일시적으로 발생한 것인지 아니면 장기적으로 상기 변화된 상태로 지속되는지 여부를 판별할 수 있다(S30). 상기 변압기의 상태변화가 일시적인 경우에는, 상기 변압기 내부에 부분방전이 일어난 것으로 볼 수 있으며, 이 경우 상기 변압기 내에서 부분방전이 일어난 위치를 판별할 수 있다(S50). 상기 부분방전이 발생한 위치를 알면 이후, 변압기에 대한 보수작업을 보다 용이하게 수행할 수 있다. Therefore, the input of the partial discharge signal and the vibration signal can be grasped and it can be determined whether the state of the transformer is temporarily generated or whether the state of the transformer is maintained in the changed state for a long period of time (S30). If the state change of the transformer is temporary, it can be regarded that a partial discharge is generated in the transformer. In this case, the position where the partial discharge has occurred in the transformer can be determined (S50). Knowing the position where the partial discharge occurs, the maintenance work for the transformer can be performed more easily.
반면에, 상기 변압기에 발생한 변화가 장기적인 변화인 경우에는 상기 진동신호의 추이를 분석할 수 있다(S40). 즉, 상기 진동신호의 추이를 진동신호 데이터 베이스에 저장된 추이와 비교하여 상기 변압기의 상태를 판별할 수 있다. 이후, 상기 진동신호를 주파수 영역을 변환하고 대표값을 구하여, 상기 진동신호에 대하여 진동등급을 설정할 수 있으며(S60), 상기 설정된 진동등급에 따라서 상기 변압기에 대한 보수여부 및 보수방법을 설정할 수 있다.
On the other hand, if the change occurring in the transformer is a long-term change, the transition of the vibration signal can be analyzed (S40). That is, the state of the transformer can be determined by comparing the transition of the vibration signal with the transition stored in the vibration signal database. Then, it is possible to set the vibration level for the vibration signal by converting the frequency of the vibration signal to obtain a representative value and setting a vibration level (S60). According to the set vibration level, .
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims, .
1: 변압기 10: 부분방전센서
20: 진동측정센서 30: 진단부
1: transformer 10: partial discharge sensor
20: Vibration measurement sensor 30: Diagnosis section

Claims (7)

  1. 변압기 내부에 부분방전이 발생하면, 상기 부분방전에 의하여 생성되는 초음파를 감지하여 부분방전신호를 생성하는 부분방전센서;
    상기 변압기가 동작할 때 상기 변압기에서 발생하는 진동을 감지하여, 진동신호를 생성하는 진동측정센서; 및
    상기 부분방전신호 및 진동신호를 이용하여, 상기 변압기의 상태를 진단하는 진단부를 포함하고,
    상기 진단부는 상기 초음파 및 상기 진동의 전파속도 차이를 이용하여 상기 진동측정센서로부터 결함이 발생한 지점까지의 거리를 판별하고, 상기 변압기에 부착된 복수개의 부분방전센서 중에서 기준값 이상의 초음파가 입력되는 순서를 이용하여 상기 변압기에 발생한 부분방전의 위치를 판별하는 변압기 진단장치.
    A partial discharge sensor for generating a partial discharge signal by sensing ultrasonic waves generated by the partial discharge when a partial discharge is generated in the transformer;
    A vibration measurement sensor for sensing a vibration occurring in the transformer when the transformer is operated and generating a vibration signal; And
    And a diagnosis unit for diagnosing the state of the transformer using the partial discharge signal and the vibration signal,
    Wherein the diagnosis unit identifies a distance from the vibration measurement sensor to a point where a defect occurs by using the difference between propagation speeds of the ultrasonic wave and the vibration and determines a sequence of inputting ultrasonic waves of a reference value or more out of a plurality of partial discharge sensors attached to the transformer And the position of the partial discharge generated in the transformer is discriminated.
  2. 삭제delete
  3. 제1항에 있어서, 상기 진단부는
    상기 진동신호의 변화가 기록된 진동신호 데이터 베이스와 상기 진동신호의 변화추이를 비교하여, 상기 변압기의 상태변화를 검출하는 변압기 진단장치.
    2. The apparatus according to claim 1, wherein the diagnosis unit
    And comparing the change in the vibration signal with the vibration signal database in which the change in the vibration signal is recorded, to detect a change in the state of the transformer.
  4. 제1항에 있어서, 상기 진단부는
    상기 진동신호를 주파수 영역으로 변환하여 상기 변압기에서 발생하는 진동의 크기를 나타내는 대표값을 설정하고, 상기 대표값을 이용하여 상기 변압기의 진동등급을 설정하는 변압기 진단장치.
    2. The apparatus according to claim 1, wherein the diagnosis unit
    Converting the vibration signal into a frequency domain to set a representative value indicating a magnitude of vibration generated in the transformer, and setting a vibration level of the transformer using the representative value.
  5. 제4항에 있어서, 상기 진단부는
    상기 진동등급에 따라 상기 변압기에 대한 보수작업 수행여부 및 보수방법을 설정하는 변압기 진단장치.
    5. The apparatus of claim 4, wherein the diagnosis unit
    And a repair method for the transformer according to the vibration rating.
  6. 삭제delete
  7. 삭제delete
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