KR102389107B1 - 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치, 이를 갖는 신뢰성 검증 시스템, 및 신뢰성 검증 방법 - Google Patents

변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치, 이를 갖는 신뢰성 검증 시스템, 및 신뢰성 검증 방법 Download PDF

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Abstract

실제 GIS(Gas Insulated Switchgear)/변압기 결함 및 열화특성을 정확히 반영하여 신뢰성을 검증할 수 있는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치가 개시된다. 상기 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치는, 다수의 인가 전원을 생성하는 전원부, 다수의 상기 인가 전원을 선택적으로 스위칭하는 스위칭부, 다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 1 진단 신호를 생성하는 제 1 챔버, 다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 2 진단 신호를 생성하는 제 2 챔버, 상기 제 1 진단 신호를 취득하는 제 1 취득부, 상기 제 2 진단 신호를 취득하는 제 2 취득부, 및 상기 제 1 진단 신호 및 상기 제 2 진단 신호를 디지털 형태의 진단 데이터로 변환하는 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치, 이를 갖는 신뢰성 검증 시스템, 및 신뢰성 검증 방법{Apparatus for verifying reliability of prevention diagnosis of power plant, Reliability verification system having the same, and Method for verifying reliability of prevention diagnosis}
본 발명은 변전소 종합 예방 진단 통합 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 실제 GIS(Gas Insulated Switchgear), 변압기 결함 및/또는 열화특성을 정확히 반영하여 신뢰성을 검증할 수 있는 장치 및 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 갖는 신뢰성 검증 시스템에 대한 것이다.
변전소 종합 예방 진단 시스템은 6개 진단 항목에 대해 설비 상태를 종합적으로 진단하는 시스템으로, 센서부, 로컬 유닛, 진단 유닛, HMI(Human-Machine Interface)로 구성된다. 6개 진단 항목은 GIS 부분방전, 차단기 동작특성, 변압기 부분방전, OLTC(On-load tap changer)동작, 유중가스 분석, 부싱 누설전류가 된다.
설비 결함에서 발생하는 물리적인 신호를 센서부에서 취득한 후 로컬 유닛에서 디지털화하며, 이를 바탕으로 진단 유닛에서 상태 판정을 수행하여 HMI를 통해 운영자에게 설비의 현 상태를 알려준다. 따라서 측정 및 진단 신뢰도는 시스템의 성능을 결정짓는 중요한 요소가 된다.
기존에는 시스템의 신뢰성 확인을 위해 표 1과 같이 가상 신호를 모의하거나 축소실험을 통해 시스템의 성능 및/또는 진단 신뢰도를 판정하였다.
진단 항목 결함신호 모의 시험 방안
G
I
S		 부분방전 모의결함 및 전압 발생기 모의결함에 전압 인가하여 신호 발생
전자파 신호 취득 및 판정 정확도 확인
차단기 동작특성 전류 발생기, 스위치 간이스위치를 통한 동작신호 모의
신호 취득 및 정확도 확인
SO2 가스진단 수행하지 않음
변압기 부분방전 모의결함 및 전압 발생기 모의결함에 전압 인가하여 신호 발생
전자파 신호 취득 및 판정 정확도 확인
부싱 누설전류
(절연열화)		 전류, 전압 발생기 소규모 전류 및 전압 발생기 활용
전류, 전압 측정 및 정확도 확인
OLTC 동작특성 신호 발생기 모터 구동전류, 탭 절환 가상신호 주입
신호 취득 및 정확도 확인
유중가스 소형 절연유 챔버 임의의 가스를 주입 후 계측
신호 및 정확도 확인
기존의 시험 방법에 따라 시험을 진행할 경우 실제 현장과는 상이한 데이터를 취득할 수 있어, 신뢰성 판정에 문제가 되고 있다. 부연하면, 다음과 같다.
GIS/변압기 부분방전의 경우, 방전신호를 모의하는 모의결함의 내부 절연 구조와 신호 전파 특성이 실제 GIS와는 상이하여, 실 선로에서 발생하는 부분방전 신호와 상이한 특성을 나타낸다.
차단기 동작특성의 경우, 간이 스위치의 사용으로 인해 실제 GIS 차단부 동작에 따른 접점 채터링 현상, 아크 재발호, 접점 열화에 따른 코일전류 특성 변화 모의가 불가능하다.
SO2 분해가스 진단의 경우, 현재 수행하고 있지 않다.
부싱 누설전류의 경우, 전류, 전압 발생기를 활용한 인위적인 시험 방식으로 인해 장기 열화에 따른 전압/전류 변화 특성을 반영할 수 없으며, 실운전 중 발생하는 고조파 성분의 모의가 불가능하여 기존 방식으로는 시스템의 신뢰성 판정이 어려운 실정이다.
OLTC 동작특성의 경우, 가상신호를 주입하는 기존의 시험 방식으로는 모터 구동에 따른 돌입전류 특성, 탭 절환시 접점에서 발생하는 아크로 인한 과도현상을 모의할 수 없으며, 탭 절환 도중 정지시키는 비상 정지 상황 모의가 불가능하여 현실과 괴리된 시험 환경이 구성되어 있다.
유중가스의 경우, 절연유 챔버에 표적가스를 주입한 후 용존 가스를 측정하는 기존 방식은, 변압기 내부 결함에 따른 용존가스 추세 변화에 대한 모의가 불가능함. 따라서 결함 발생, 진전 과정에 대한 모의가 불가능하여 측정 시스템의 진단 신뢰성을 판정하기에는 무리가 있다.
또한, 기존에는 각 진단 요소기술마다 개별적인 시험 절차가 존재한다. 따라서, 시험설비 사용료, 시험 전문인력 활용, 시험 접수 진행, 인증서 발급 등과 같은 행정절차 진행에 따른 비용이 각각 발생된다. 결과적으로, 하나의 시스템에 대한 성능 검증 수행을 위해서는 막대한 금전적/시간적 소요가 발생하여, 변전소 종합예방진단 시스템의 확대 보급에 큰 장애가 되고 있다.
따라서, 각 지역 사업소 및 예방진단 제작사에서는 시스템의 효율적이고 신속한 보급을 위해 시험 절차의 간소화를 절실히 필요로 하고 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2018-0113366호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 실제 GIS(Gas Insulated Switchgear)/변압기 결함 및 열화특성을 정확히 반영하여 신뢰성을 검증할 수 있는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 GIS 부분방전, 차단기 동작특성, 변압기 부분방전, 부싱 누설전류, 유중가스, OLTC(On-load tap changer) 동작특성의 기존 6개 진단 요소기술과 더불어 GIS 내부 절연열화 진단이 가능한 SO2 분해가스 진단 항목을 추가함으로써 총 7개 요소기술에 대한 검증시험을 가능하게 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 실제와 동일한 물리적 화학적 특성을 갖는 결함 신호를 모의할 수 있도록 설계되는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 실제 GIS(Gas Insulated Switchgear)/변압기 결함 및 열화특성을 정확히 반영하여 신뢰성을 검증할 수 있는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 제공한다.
상기 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치는,
다수의 인가 전원을 생성하는 전원부;
다수의 상기 인가 전원을 선택적으로 스위칭하는 스위칭부;
다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 1 진단 신호를 생성하는 제 1 챔버;
다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 2 진단 신호를 생성하는 제 2 챔버;
상기 제 1 진단 신호를 취득하는 제 1 취득부;
상기 제 2 진단 신호를 취득하는 제 2 취득부;
상기 제 1 진단 신호 및 상기 제 2 진단 신호를 디지털 형태의 진단 데이터로 변환하는 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 챔버는, 다수의 상기 인가 전원이 흐름에 따라 외부 조작에 의해 구동전류 신호를 생성하는 구동전류 발생부; 다수의 상기 인가 전원에 해당하는 제 1 인위 결함 신호를 생성하는 제 1 인위결함 신호 생성기; 다수의 상기 인가 전원이 흐름에 따라 제 1 부싱의 결함에 따른 누설 전류 신호를 생성하는 부싱 누설전류 발생부; 및 유중 가스를 발생시켜 유중 가스 신호를 생성하는 유중 가스 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동전류 발생부는, 사용자의 제 1 조작 명령을 입력받는 조작 패널, 입력받은 상기 제 1 조작 명령에 따라 변압기의 탭을 절환하는 모터; 및 상기 절환에 따라 발생하는 전류를 계측하여 상기 구동전류 신호를 생성하는 제 1 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부싱 누설전류 발생부는, 제 1 부싱의 상기 결함에서 발생하는 누설전류를 전달받는 부싱탭; 및 상기 누설전류를 계측하여 상기 누설 전류 신호를 생성하는 제 2 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 누설전류는 가변 저항을 통해 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 인위결함 신호 생성기는 미리 설정된 6종의 변압기 모의 결함 정보를 이용하여 상기 제 1 인위 결함 신호를 생성하며, 상기 6종의 변압기 모의 결함 정보는 연면방전 모의 결함, 돌출전극 모의 결함, 절연물 공극 모의 결함, 자유도체 모의 결함, 부유도체 모의 결함, 권선간 방전 모의 결함을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유중 가스 발생부는 발열용 가변 저항 및 내부 핫스팟(Hot-spot)을 이용하여 절연유에서 수소 계열 혹은 탄화수소 계열의 상기 용존 가스를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 챔버는, 제 2 부싱을 통해 다수의 상기 인가 전원이 인가되면 제 2 인위 결함 신호를 생성하는 제 2 인위 결함 신호 생성기; 차단기 내부에 구성되는 전자 회로 소자의 차단기 동작 특성 신호를 생성하는 차단기 동작 특성 신호 발생부; 및 상기 제 2 챔버 내부에서 발생되는 가스량 정보를 측정하는 가스 분해 진단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 인위 결함 신호 생성기는 미리 설정되는 4종의 GIS(Gas Insulated Switchgear) 모의 결함 정보를 이용하여 상기 2 인위 결함 신호를 생성하며, 상기 4종의 GIS 모의 결함 정보는 돌출전극 모의 결함, 절연물 공극 모의 결함, 자유도체 모의 결함, 및 부유도체 모의 결함인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차단기 동작 특성 신호 발생부는, 사용자의 제 2 조작 명령을 입력하는 차단기 조작부; 상기 제 2 조작 명령에 따라 접점의 개폐를 수행하는 차단기; 상기 차단기 내부에 구성되는 전자 회로 소자에 발생하는 전류를 센싱하는 제 3 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 분해 진단부는 상기 제 2 부싱을 통해 다수의 상기 인가 전원이 장시간 인가되거나, 상기 제 2 인위 결함 신호 생성기에서 상기 제 2 인위 결함 신호가 발생하여 상기 제 2 챔버 내부의 SF6 가스가 열화되어 발생되는 SO2 가스를 측정하여 상기 가스량 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭부는, 상기 제 1 챔버와 전기적으로 온오프되는 제 1 스위치; 및 상기 제 2 챔버와 전기적으로 온오프되는 제 2 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치는, 상기 제 1 챔버내 발생하는 상기 유중가스를 분석하기 위해 상기 제 1 챔버의 외부에 유중가스 분석기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 챔버의 외관상에는 내부 상태를 모니터링하기 위한 감시창이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 사이에 연결부가 설치되는 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 위에 기술된 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치;
상기 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치로부터 진단 데이터를 수신하여 제 1 진단 수행 결과 정보를 생성하는 기준 장비; 상기 진단 데이터를 수신하여 제 2 진단 수행 결과 정보를 생성하는 시험 대상 장비인 다수의 피시폼; 및 상기 제 1 진단 수행 결과 정보와 상기 제 2 진단 수행 결과 정보를 비교하여 다수의 상기 피시폼에 대한 시험 통과 여부를 결정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 갖는 신뢰성 검증 시스템을 제공한다.
이때, 상기 신뢰성 검증 시스템은, 상기 시험 통과 여부를 그래픽, 음성 및 문자의 조합으로 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 진단 수행 결과 정보 및 상기 제 2 진단 수행 결과 정보는 GIS(Gas Insulated Switchgear) 부분 방전, 차단기 동작 특성, SO2 가스 진단, 변압기 부분 방전, 부싱 누설 전류, OLTC (On-load tap changer) 동작 특성 및 변압기 유중 가스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시험 통과 여부는 상기 GIS 부분 방전에 따라 취득되는 제 1 PRPD(Phase-resolved partial discharge) 패턴과 주입된 제 1 결함 신호의 유형간 비교, 상기 차단기 동작 특성에 따라 취득되는 전류간 크기 비교, 상기 SO2 가스 진단에 따라 취득되는 SO2 가스 농도간 비교, 상기 변압기 부분 방전에 따라 취득되는 제 2 PRPD 패턴과 주입된 제 2 결함 신호의 유형간 비교, 상기 부싱 누설 전류에 따라 취득되는 측정 누설전류 크기간 비교, 상기 부싱 누설 전류에 따라 취득되는 절연열화지표간 비교, 상기 OLTC 동작 특성에 따라 취득되는 모터 구동전류 크기 및 돌입전류 및 정상전류의 특성 산출결과간 비교, 및 상기 변압기 유중가스에 따라 취득되는 가스 농도간 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 전원부가 다수의 인가 전원을 생성하는 단계; (b) 스위칭부가 다수의 상기 인가 전원을 선택적으로 스위칭하는 단계; (c) 제 1 챔버가 다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 1 진단 신호를 생성하고, 제2 챔버가 다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 2 진단 신호를 생성하는 단계; (d) 제 1 취득부가 상기 제 1 진단 신호를 취득하고, 제 2 취득부가 상기 제 2 진단 신호를 취득하는 단계; (e) 변환부가 상기 제 1 진단 신호 및 상기 제 2 진단 신호를 디지털 형태의 진단 데이터로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, GIS(Gas Insulated Switchgear)/변압기 결함 및/또는 열화특성을 정확히 반영하여 신뢰성을 검증할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 이를 통해 기존까지 개별적으로 진행되고 있던 변전소 종합 예방진단 시스템의 신뢰성 검증시험 절차 및 비용을 대폭 축소시킬 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 신뢰성 검증시험의 효율성을 극대화함으로써, 현재 전국적인 보급이 이루어지는 변전소 종합 예방 진단 시스템의 빠른 확대보급에 기여할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 기존의 시험설비로는 모의가 불가능하였던 복합 결함모의를 통해 진단 요소기술 간 상호관계를 분석하게 됨으로써, 향후에는 개별적인 진단 항목에 대한 설비 진단 방식이 아닌 다종의 기술에 대한 복합적인 진단을 수행할 수 있는 복합진단 알고리즘의 개발이 가능하다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 현재까지 전 세계적으로 시험한 사례가 전무한 7종의 변전설비 진단항목을 동시 시험함에 따른 독보적인 기술력 확보 및 이를 활용한 대내외 학술활동을 수행함으로써 우리 회사의 위상을 높일 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 이외에도 다양한 진단 요소기술에 대한 시험을 수행하게 됨으로써 각 지역사업소 및 국내외 예방진단 제작사, 연구기관을 대상으로 한 기술지원과 기술사업화를 통해 예방진단 기술 분야를 선도할 수 있으며, 부수적인 재무적 수익 창출이 가능하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치의 구성 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스위칭부, 제 1 챔버, 및 제 2 챔버의 세부 회로 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 포함하는 신뢰성 검증 시스템의 구성 블럭도이다.
도 4는 도 2에 도시된 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치의 외부 구조 블럭도이다.
도 5는 도 2에 도시된 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치의 내부 구조 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 변전소 예방 진단 신뢰성 검증을 위한 진단 데이터의 취득 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 도 6의 흐름도에서 생성된 진단 데이터를 이용하여 신뢰성 검증 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 일반적인 모의결함 형태를 보여주는 6종의 변압기 모의 결함 정보의 개념도이다.
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 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, “및/또는”은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다” 및/또는 “구성된다”는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등의 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 대해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소와 구별하기 위하여 사용되는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치, 이를 갖는 신뢰성 검증 시스템, 및 신뢰성 검증 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100)의 구성 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100)는, 다수의 인가 전원을 생성하는 전원부(110), 인가 전원을 선택적으로 스위칭하는 스위칭부(120), 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 1 진단 신호를 생성하는 제 1 챔버(131), 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 2 진단 신호를 생성하는 제 2 챔버(132), 제 1 진단 신호를 수집하는 제 1 취득부(141), 제 2 진단 신호를 수집하는 제 2 취득부(142), 제 1 진단 신호 및 제 2 진단 신호를 디지털 형식의 진단 데이터로 변환하는 변환부(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
전원부(110)는 인가 전원을 생성하는 기능을 수행한다. 인가 전원으로는 AC(Alternating Current) 전압일 수 있다. 이를 위해 전원부(110)는 파워 서플라이, 레귤레이터, 컨버터 등이 구성될 수 있다. 물론, 전원부(110)는 사용자의 입력에 따라 설정되는 인가 전원을 출력할 수 있다. 따라서, 다양한 인가 전원을 생성하여 출력할 수 있다. 즉, 크기가 서로 다른 인가 전압을 생성할 수 있다.
스위칭부(120)는 전원부(110)에서 생성된 인가 전원을 제 1 챔버(131) 또는 제 2 챔버(132)에 선택적으로 공급하는 기능을 수행한다. 따라서, 스위칭부(120)에는 2개의 스위치 소자가 구성될 수도 있고, 하나의 스위치 소자를 절환하여 사용하는 것도 가능하다.
제 1 챔버(131) 및 제 2 챔버(132)는 절연유로 채워지는 변압기 챔버 및 가스(SF6)로 채워지는 GIS(Gas Insulated Switchgear) 챔버가 될 수 있다. 부연하면, 제 1 챔버(131)는 변압기 챔버이고, 제 2 챔버(132)는 GIS 챔버가 될 수 있다.
제 1 취득부(141) 및 제 2 취득부(142)는 제 1 챔버(131) 및 제 2 챔버(132)에서 센서들(미도시)에 의해 생성된 진단 신호를 수집하는 기능을 수행한다. 이들 진단 신호는 아날로그 형태의 데이터가 된다. 제 1 취득부(141) 및 제 2 취득부(142)는 데이터 로거가 사용될 수 있다.
변환부(150)는 아날로그 형태의 데이터를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, A/D(Analog to Digital) 컨버터가 구성될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 스위칭부(120), 제 1 챔버(131), 및 제 2 챔버(132)의 세부 회로 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 스위칭부(120)는 제 1 스위치(211)와 제 2 스위치(212)로 구성된다. 제 1 스위치(211)는 인가 전원을 제 1 챔버(131)에 제공하고, 제 2 스위치(212)는 인가 전원을 제 2 챔버(132)에 제공한다. 제 1 스위치(211) 및 제 2 스위치(212)는 파워 릴레이가 사용되나, 이에 한정되지는 않으며, FET(Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor), 파워 정류 다이오드 등과 같은 반도체 스위칭 소자, 사이리스터, GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터, TRIAC(Triode for alternating current), SCR(Silicon Controlled Rectifier), I.C(Integrated Circuit) 회로 등이 사용될 수 있다.
제 1 챔버(131)는 전원부(110)로부터 인가 전원이 흐르는 제 1 부싱(201), 외부 조작에 의해 구동전류 신호를 생성하는 구동전류 발생부(220), 인가 전원에 해당하는 인위 결함 신호를 생성하는 제 1 인위결함 신호 생성기(241), 제 1 부싱(201)의 결함에 따른 누설 전류 신호를 생성하는 부싱 누설전류 발생부(240), 유중 가스를 발생시켜 가스 신호를 생성하는 유중 가스 발생부(230) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 부싱(201)은 고압측과 저압측 단자를 외부로 인출할 때 도체를 변압기 외함과 절연시키는 기능을 수행한다. 제 1 부싱(201)은 결함이 존재하는 OIP(Oil Impregnated Paper) 또는 RIP(Resin Impregnated Paper) 타입의 부싱 모두 장착 가능하다.
구동전류 발생부(220)는 사용자의 조작 명령을 입력받는 조작 패널(221), 입력받은 조작 명령에 따라 변압기의 탭을 절환하는 모터(222), 및 상기 절환에 따라 구동전류 신호를 생성하는 제 1 센서(202) 등으로 구성될 수 있다. 물론, 도 2에서는 제 1 센서(202)를 별도로 도시하였으나, 이는 이해를 위한 것으로 구동전류 발생부(220)에 포함되어 구성될 수 있다. 부연하면, 조작 패널(221)의 조작에 따라 탭 상승 혹은 하강 지령이 발생한다. 이후 내부에 배치된 모터(222)가 구동하여 탭을 절환하며, 이때 mA 단위의 전류를 계측할 수 있는 제 1 센서(202)를 통해 구동전류 신호를 측정할 수 있다. 이 값은 제 1 취득부(141)로 전달된다. 조작 패널(221)은 버튼, 터치 스크린, 다이얼 등이 가능하다. 또한, 조작 패널(221)은 OLTC(On-load tap changer) 방식이 될 수 있다.
부싱 누설전류 발생부(240)는 전원부(110)로부터 제 1 부싱(201)에 인가 전원(즉 전압)이 유입되면, 제 1 부싱(201)의 결함에서 발생하는 누설전류를 부싱탭(243)을 통해 전달하며, 이때 누설전류의 크기는 내부에 장착된 가변 저항(244)을 통해 조정할 수 있다. 발생한 누설 전류는 제 2 센서(245))를 통해 측정된다. 이 값은 제 1 획득부(141)에 전달된다.
제 1 인위 결함 신호 생성기(241)는 전원부(110)로부터 인가 전원(즉 전압)이 인가되면, 스위치를 활용하여 해당 인가 전원에 매칭되도록 선택적으로 결함을 모의할 수 있게 미리 설정된 6종의 변압기 모의 결함 정보를 이용하여 해당 결함을 생성한다. 이를 위해, 제 1 인위 결함 신호 생성기(241)는 스위치 소자, 마이크로프로세서, 메모리, 전자파 생성 회로 등으로 구성될 수 있다.
인위 결함 신호 생성기(241)는 운전 중인 GIS/변압기 내부에서 발생할 수 있는 결함들을 지그 형태로 나타낸 장치로써, IEC 62070 규격에 명시된 시험방식을 따른다. 즉 IEC 62070 규격은 AC 전압 소스(미도시), 케이블(HV: High Voltage), 케이블(GND: ground), PD 셀(Partial discharge cell)(미도시), PD 센서(미도시), 모니터링 디바이스(미도시), 모의결함 전극(미도시) 등으로 구성되는 부분 방전 시험 방식을 규정한다. 따라서, 모의결함 전극에 전압을 인가하면 결함 내부에서 펄스 형태의 부분방전 신호가 발생한다.
6종의 변압기 모의 결함 정보는 연면방전 모의 결함(810), 돌출전극 모의 결함(820), 절연물 공극 모의 결함(830), 자유도체 모의 결함(840), 부유도체 모의 결함(850), 권선간 방전 모의 결함(860)이 될 수 있다. 이을 보여주는 도면이 도 8에 도시된다.
도 2를 계속 참조하면, 전자기파 부분방전 신호가 발생한다. UHF(Ultra High Frequency) 센서로 구성된 제 1 센서 어레이(203)를 통해 결함신호를 취득하여 이 값을 제 1 취득부(141)에 전달한다. 도 2에서 M.tr은 Main Transformer이며, ACQ는 data acquisition을 의미한다,
유중가스 발생부(230)는 제 1 인위 결함 신호 생성기(241) 통한 결함신호(즉, 부분방전)을 모의하거나, 발열용 가변 저항(232)을 활용하여 내부 핫스팟(Hot-spot)을 모의하여 절연유에서 수소 혹은 탄화수소 계열의 용존 가스를 발생시킨 후 가스 센서(231)를 유중 가스 신호를 취득하여 이 값을 제 1 취득부(141)에 전달한다.
전력용 변압기 운전 중에 열이 집중되는 구간이 발생할 수 있다. 이때 집중되는 열은 내부의 절연물인 절연유(Transformer oil)에 열적인 에너지를 공급하게 되는데, 이때 절연유의 화학적 결합이 깨지게 되어 탄화수소 계열(C2H2, CH4, H2 등)의 기체를 발생시킬 수 있다.
위와 같이 핫스팟에서 가스분해가 발생하는 현상을 가변저항에 전류를 공급하여 발생하는 줄열을 활용하여 가스분해를 모의할 수 있다.
한편, 제 2 챔버(132)는, 전원부(110)로부터 인가 전원이 흐르는 제 2 부싱(204), 제 2 부싱(204)을 통해 전압이 인가되면 인위 결함 신호를 생성하는 제 2 인위 결함 신호 생성기(242), 차단기 내부에 구성되는 전자 회로 소자의 차단기 동작 특성 신호를 생성하는 차단기 동작 특성 신호 발생부(250), 챔버 내부에서 발생되는 가스량 정보를 측정하는 가스 분해 진단부(260) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 스위치(211)가 오프되고, 제 2 스위치(212)가 온되면, 전원부(110)로부터 인가 전원이 제 2 챔버(132)로 흐른다.
제 2 인위 결함 신호 생성기(242)는 전원부(110)로부터 인가 전원(즉 전압)이 인가되면, 스위치를 활용하여 해당 인가 전원에 매칭되도록 선택적으로 결함을 모의할 수 있게 미리 설정된 4종의 GIS(Gas Insulated Switchgear) 모의 결함 정보를 이용하여 해당 결함을 생성한다. 이를 위해, 제 2 인위 결함 신호 생성기(242)는 스위치 소자, 마이크로프로세서, 메모리, 전자파 생성 회로 등으로 구성될 수 있다. 4종의 GIS(Gas Insulated Switchgear) 모의 결함 정보는 돌출전극(즉 코로나) 모의 결함(820), 절연물 공극 모의 결함(830), 자유도체 모의 결함(840), 부유도체 모의 결함(850)이 될 수 있다. 이을 보여주는 도면이 도 8에 도시된다.
이때, 전자기파 부분방전 신호가 발생한다. UHF(Ultra High Frequency) 센서로 구성된 제 2 센서 어레이(205)를 통해 결함신호를 취득하여 이 값을 제 2 취득부(142)에 전달한다.
차단기 동작 특성 신호 발생부(250)는 사용자의 조작 명령을 입력하는 차단기 조작부(251), 조작 명령에 따라 접점의 개폐를 수행하는 차단기(252), 차단기(252) 내부에 구성되는 전자 회로 소자에 발생하는 전류를 센싱하는 제 3 센서(253) 등을 포함하여 구성된다.
부연하면, 차단기 조작부(251)를 통해 차단기 접점의 개폐 지령을 모의할 경우, 차단기(252) 내부에 구성되는 트립(Trip) 스위치, 클로즈(Close) 코일, A, B접점에서 전류가 발생하고, 이를 제 3 센서(253)를 통해 데이터를 취득하고 값을 제 2 취득부(142)에 전달한다. 물론, 제 3 센서(253)는 차단기 동작 특성 신호 발생부(250)의 블럭과 별도로 구성될 수도 있다. 전자 회로 소자는 트립 스위치, 클로즈 코일, 트립 코일, 저항, 인덕터 등을 포함하여 구성될 수 있다.
가스 분해 진단부(260)는 제 2 부싱(204)을 통해 전압이 장시간 인가되거나, 제 2 인위 결함 신호 생성기(260)에서 부분방전이 발생하여 챔버 내부의 SF6 가스가 열화될 경우 SO2 가스가 발생하게 되며, 이를 센서를 통해 가스량을 감지하여 데이터를 취득하고, 이를 제 2 취득부(142)에 전달한다..
제 1 내지 제 3 센서(202,245,253)는 전류 센서로서, 홀 센서, 광섬유 전류 센서, CT(Current Transformer)형 전류 센서 등이 사용될 수 있다.
제 1 취득부(141) 및 제 2 취득부(142)는 각 센서들에서 발생되는 진단 신호를 취합하는 기능을 수행한다. 제 1 취득부(141) 및 제 2 취득부(142)를 통해 획득된 데이터는 아날로그 형태의 데이터이다.
변환부(150)는 제 1 취득부(141) 및 제 2 취득부(142)를 통해 획득된 아날로그 형태의 데이터를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 기능을 수행한다.
도 3은 도 1에 도시된 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100)를 포함하는 신뢰성 검증 시스템(300)의 구성 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 신뢰성 검증 시스템(300)은, 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100), 상기 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100)로부터 진단 데이터를 수신하여 제 1 진단 수행 결과 정보를 생성하는 기준 장비(310), 상기 진단 데이터를 수신하여 제 2 진단 수행 결과 정보를 생성하는 제 1 내지 제 n 피시폼(320-1 내지 320-n), 상기 제 1 진단 수행 결과 정보와 상기 제 2 진단 수행 결과 정보를 비교하여 다수의 상기 피시폼(320-1 내지 320-n)에 대한 시험 통과 여부를 결정하는 제어부(340), 상기 시험 통과 여부를 그래픽, 음성 및 문자의 조합으로 출력하는 출력부(350) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
기준 장비(310)와 제 1 내지 제 n 피시폼(320-1 내지 320-n)은 프로토콜 버스(330)로 연결된다. 프로토콜 버스(330)에 사용되는 프로토콜은 IEC(International Electrotechnical Commission)-61850 프로토콜 등이 될 수 있다.
기준 장비(310)는 로컬 유닛(311) 및 진단 유닛(312)으로 구성된다. 로컬 유닛(311)은 데이터 취득부(미도시) 및 데이터 가공부(미도시) 등으로 구성되며, 진단 유닛(312)은 상태판정 알고리즘부(미도시) 및 진단결과 전송부(미도시) 등으로 구성된다.
로컬유닛은 크게 센서에서 취득한 데이터를 정리하고 가공하는 역할을 수행하며, 해당 설비 인근에 배치된다. 진단 유닛은 로컬 유닛에서 가공된 데이터를 활용하여 기준값과 비교하여 설비의 현 상태를 진단하고 이를 모니터링 장치에 전송하여 사람이 설비의 상태를 모니터링할 수 있게 해준다. 모니터링 장치는 HMI(Human-Machine Interface)가 될 수 있다. HMI는 디스플레이, 인터페이스 프로그램 등을 포함하여 구성될 수 있다.
물론, 제 1 내지 제 n 피시폼(320-1 내지 320-n)에도 동일하게 로컬 유닛(311) 및 진단 유닛(312)이 구성된다.
제어부(340)는 기준 장비(310)에서 도출된 진단 수행 결과와 제 1 내지 제 n 피시폼(320-1 내지 320-n)에서 도출된 진단 수행 결과를 비교하여 해당 피시폼에 대한 시험 통과 여부를 결정하는 기능을 수행한다. 즉, 해당 피시품이 기준장비(310) 대비 일정 이상의 정확도를 갖는 것으로 판정될 경우 해당 피시품은 시험을 통과한 것으로 상정한다. 이를 표로 정리하면 다음과 같다.
진단 항목 신뢰성 검증방안
부분방전 신호 취득 후 PRPD(Phase-resolved partial discharge) 패턴을 취득하여, 주입된 결함 신호의 유형을 판정
차단기 동작특성 기준장비 대비 Trip, Close 코일 전류 및 A, B전류의 크기 비교를 통한 정확도 판정
SO2 가스진단 기준장비와 SO2 가스 농도 비교를 통한 정확도 판정
부분방전 신호 취득 후 PRPD 패턴을 취득하여, 주입된 결함 신호의 유형을 판정
부싱 누설전류
(절연열화)		 기준장비와의 측정 누설전류 크기 및 절연열화 지표(tanδ, Watt-loss, 위상차 등) 계산
정확도 비교
OLTC 동작특성 기준장비와의 모터 구동전류 크기 및 돌입전류 및 정상전류의 특성 산출결과(최대값, 정상값) 정확도 비교
유중가스 기준장비와 수소 및 탄화수소 계열의 가스 농도 비교를 통한 정확도 판정
위 표에 도시된 바와 같이, 정확도 판정은 비교를 통해 그 차이가 미리 설정되는 기준값 이내이면 시험 통과로 결정하고, 기준값을 벗어나면 시험 실패로 결정할 수 있다.
이를 위해, 제어부(340)는 마이크로프로세서, 마이콤, 메모리, 전자 회로, 프로그램 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD(Secure Digital) 또는 XD(eXtreme Digital) 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage), 클라우드 서버와 관련되어 동작할 수도 있다.
출력부(350)는 사용자가 인식할 수 있도록 처리 결과를 출력하는 기능을 수행한다. 따라서, 시험 통과 여부를 그래픽, 음성 및 문자의 조합으로 출력할 수 있다. 이를 위해, 출력부(350)는 디스플레이, 사운드 시스템을 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic LED) 디스플레이, 터치 스크린, CRT(Cathode Ray Tube), 플렉시블 디스플레이, 마이크로 LED, 미니 LED 등이 될 수 있다. 터치 스크린의 경우, 입력 수단으로 사용될 수 있다. 또한 사운드 시스템은 마이크(미도시), 스피커(미도시) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100)의 외부 구조 블럭도이다. 도 4를 참조하면, 제 1 부싱(201)은 제 1 챔버(131)의 상단에 결합되고, 이 제 1 부싱(201)에 부싱탭(243), 가변저항(244), 제 2 센서(245)가 순차적으로 연결된다.
또한, 제 1 챔버(131)의 외관에는 감시창(412)이 구성된다. 이 감시창(412)을 통해 사용자는 챔버 내부의 상태를 모니터링할 수 있다. 감시창(412)은 원형의 개구에 투명 유리 또는 투명 플라스틱이 부착되는 형태가 될 수 있다.
또한, 제 1 챔버(131)의 외부에 유중가스 분석기(430)가 구성된다. 유중가스 분석기(430)는 니들밸브 플렌지(432) 및 드레인 밸브(433)을 통해 제 1 챔버(131)와 연결된다. 제 1 및 제 2 유중가스 분석기(430,431)는 변압기 내부의 절연유 내에서 발생하는 유중가스를 검출하는 기능을 수행한다. 유중가스 분석기(430)는 절연유의 유중가스분석을 통한 변압기의 상태를 모니터링 및 검증할 수 있는 장치로서 변압기의 이상동작 시 발생되는 특정 가스들을 분석하여 유중가스의 조성과 발생량에 근거하여 변압기 상태를 조기 진단할 수 있다. 제 1 유중가스 분석기(430)는 절연유를 채취해서 가스분석을 수행한 후 다시 챔버로 절연유를 돌려보내는 방식을 채택한 장비이며, 제 2 유중가스 분석기(431)의 경우 드레인 밸브를 통해 기름 내부에 가스 센서(231)를 직접 주입하여 탱크 내부의 가스를 채취하는 방식을 채택한 장비이다.
이를 위해, 유중가스 분석기(430)는 센서, 메모리, 마이크로프로세서, 소프트웨어, 통신 회로 등을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 유중 가스 분석 기술 및 이를 구형하는 장치는 널리 공지되어 있음으로 더 이상의 설명을 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제 1 챔버(131)와 제 2 챔버(132) 사이에는 연결부(400)가 구성된다. 이 연결부(400)는 중공 형태의 중앙 단면이 사각형관이 될 수 있다. 연결부(400)의 일단은 제 1 챔버(131)내에 담수된 절연유의 유출을 막기 위해 제 1 스페이서(401)가 설치된다. 연결부(400)의 타단에는 제 2 스페이서(402)가 설치된다. 이 연결부(400)의 내부에는 절연 가스(SF6)가 주입된다.
제 2 부싱(204)는 연결부(400)의 상단면에 설치될 수 있다. 또한, 연결부(400) 측에는 SO2 가스량 정보를 센싱하는 가스 센서(461) 및 GIS 부분 방전을 검출하는 제 1 및 제 2 부분 방전 센서(462,463)가 구성된다.
도 5는 도 2에 도시된 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100)의 내부 구조 블럭도이다. 도 5를 참조하면, 제 1 챔버(131) 내부는 절연유(510)가 채워지며, OLTC(521)가 설치된다. 또한, 제 1 부싱(201) 내부에는 변압기 부싱 도체(530)가 설치되며, 변압기 부싱 도체(530)의 일부에 제 1 인위 결함 신호 생성기(241)가 구성된다. 또한, 제 2 부싱(202) 내부에도 GIS 부싱 도체(550)가 설치되며, GIS 부싱 도체(550)의 일부에 제 2 인위 결함 신호 생성기(242)가 구성된다.
제 2 챔버(132)의 내측에는 차단기 고정 접점(571) 및 차단기 가동 접점(570)이 구성되며, 차단기 고정 접점(571)의 측면에는 GIS 도체(572)가 형성된다. 따라서, 차단기 가동 접점(570)이 제 2 스페이서(402)상에 위아래로 이동됨에 따라 차단기 가동 접점(570)과 차단기 가동 접점(570)이 정합되거나 분리될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 변전소 예방 진단 신뢰성 검증을 위한 진단 데이터의 취득 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 제 1 챔버(131)에 절연유를 주입하고, 제 2 챔버(132)측에 구성된 연결부(400)에 절연 가스(SF6)를 주입한다(단계 S610).
이후, 전원부(110)를 통해 인가 전원을 설정하고, 이 설정된 인가 전원을 공급한다(단계 S620,S630).
이러한 인가 전원의 공급에 따라, 제 1 챔버(131) 및 제 2 챔버(132)에 설치된 센서들을 통해 진단을 위한 진단 데이터를 생성한다(단계 S640). 물론, 이 진단 데이터는 아날로그 형태에서 디지털 형태로 변환하는 과정을 통해 생성된다.
도 7은 도 6의 흐름도에서 생성된 진단 데이터를 이용하여 신뢰성 검증 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 도 6에서 생성된 진단 데이터를 기준 장비(310) 및 각 피시폼(320-1 내지 320-n)에 주입한다(단계 S710).
이후, 기준 장비(310) 및 각 피시폼(320-1 내지 320-n)은 이 진단 데이터를 가지고 진단을 수행하여 각각 진단 수행 결과 정보를 생성한다(단계 S730).
이후, 기준 장비(310)에 의해 산출된 진단 수행 결과 정보와 각 피시폼(320-1 내지 320-n)에 의해 산출된 진단 수행 결과 정보를 비교하여 각 피시폼의 시험 통과 여부를 결정하고, 이를 출력한다.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 마이크로프로세서, 프로세서, CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
100: 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치
110: 전원부
120: 스위칭부
131,132: 제 1 챔버, 제 2 챔버
141,142: 제 1 취득부, 제 2 취득부
150: 변환부
220: 구동전류 발생부
230: 유중 가스 발생부
240: 부싱 누설전류 발생부
241: 제 1 인위결함 신호 생성기
242: 제 2 인위결함 신호 생성기
250: 차단기 동작 특성 신호 발생부
260: 가스 분해 진단부
310: 기준 장비
320-1 내지 320-n: 제 1 내지 제 n 피시폼
330: 프로토콜 버스
340: 제어부
350: 출력부

Claims (20)

  1. 다수의 인가 전원을 생성하는 전원부(110);
    다수의 상기 인가 전원을 선택적으로 스위칭하는 스위칭부(120);
    다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 1 진단 신호를 생성하는 제 1 챔버(131);
    다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 2 진단 신호를 생성하는 제 2 챔버(132);
    상기 제 1 진단 신호를 취득하는 제 1 취득부(141);
    상기 제 2 진단 신호를 취득하는 제 2 취득부(142);
    상기 제 1 진단 신호 및 상기 제 2 진단 신호를 디지털 형태의 진단 데이터로 변환하는 변환부(150);를 포함하며,
    상기 제 1 챔버(131)는 다수의 상기 인가 전원에 매칭되도록 선택적으로 결함을 모의할 수 있게 미리 설정되는 변압기 모의 결함 정보를 이용하여 해당 결함을 생성하고,
    상기 제 2 챔버(132)는 다수의 상기 인가 전원에 매칭되도록 선택적으로 결함을 모의할 수 있게 미리 설정되는 GIS(Gas Insulated Switchgear) 모의 결함 정보를 이용하여 해당 결함을 생성하고,
    상기 제 1 챔버(131) 및 상기 제 2 챔버(132) 사이에 연결부(400)가 설치되고,
    상기 연결부(400)의 일단은 상기 제 1 챔버(131)내에 담수된 절연유의 유출을 막기 위해 제 1 스페이서(401)가 설치되고, 상기 연결부(400)의 타단에는 제 2 스페이서(402)가 설치되며, 상기 연결부(400)의 내부에는 절연 가스가 주입되는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버(131)는,
    다수의 상기 인가 전원이 흐름에 따라 외부 조작에 의해 구동전류 신호를 생성하는 구동전류 발생부(220);
    다수의 상기 인가 전원에 해당하는 제 1 인위 결함 신호를 생성하는 제 1 인위결함 신호 생성기(241);
    다수의 상기 인가 전원이 흐름에 따라 제 1 부싱(201)의 결함에 따른 누설 전류 신호를 생성하는 부싱 누설전류 발생부(240); 및
    유중 가스를 발생시켜 유중 가스 신호를 생성하는 유중 가스 발생부(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동전류 발생부(220)는,
    사용자의 제 1 조작 명령을 입력받는 조작 패널(221), 입력받은 상기 제 1 조작 명령에 따라 변압기의 탭을 절환하는 모터(222); 및
    상기 절환에 따라 발생하는 전류를 계측하여 상기 구동전류 신호를 생성하는 제 1 센서(202);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 부싱 누설전류 발생부(240)는,
    제 1 부싱(201)의 상기 결함에서 발생하는 누설전류를 전달받는 부싱탭(243); 및
    상기 누설전류를 계측하여 상기 누설 전류 신호를 생성하는 제 2 센서(245);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 누설전류는 가변 저항(244)을 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 인위결함 신호 생성기(241)는 미리 설정된 6종의 변압기 모의 결함 정보를 이용하여 상기 제 1 인위 결함 신호를 생성하며, 상기 6종의 변압기 모의 결함 정보는 연면방전 모의 결함(810), 돌출전극 모의 결함(820), 절연물 공극 모의 결함(830), 자유도체 모의 결함(840), 부유도체 모의 결함(850), 및 권선간 방전 모의 결함(860)을 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 유중 가스 발생부(230)는 발열용 가변 저항(232) 및 내부 핫스팟(Hot-spot)을 이용하여 절연유에서 수소 계열 혹은 탄화수소 계열의 상기 유중 가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 챔버(132)는,
    제 2 부싱(204)을 통해 다수의 상기 인가 전원이 인가되면 제 2 인위 결함 신호를 생성하는 제 2 인위 결함 신호 생성기(242);
    차단기 내부에 구성되는 전자 회로 소자의 차단기 동작 특성 신호를 생성하는 차단기 동작 특성 신호 발생부(250); 및
    상기 제 2 챔버(132) 내부에서 발생되는 가스량 정보를 측정하는 가스 분해 진단부(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 인위 결함 신호 생성기(242)는 미리 설정되는 4종의 GIS(Gas Insulated Switchgear) 모의 결함 정보를 이용하여 상기 2 인위 결함 신호를 생성하며, 상기 4종의 GIS 모의 결함 정보는 돌출전극 모의 결함(820), 절연물 공극 모의 결함(830), 자유도체 모의 결함(840), 및 부유도체 모의 결함(850)을 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 차단기 동작 특성 신호 발생부(250)는,
    사용자의 제 2 조작 명령을 입력하는 차단기 조작부(251);
    상기 제 2 조작 명령에 따라 접점의 개폐를 수행하는 차단기(252);
    상기 차단기(252) 내부에 구성되는 전자 회로 소자에 발생하는 전류를 센싱하는 제 3 센서(253);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 가스 분해 진단부(260)는 상기 제 2 부싱(204)을 통해 다수의 상기 인가 전원이 장시간 인가되거나, 상기 제 2 인위 결함 신호 생성기(242)에서 상기 제 2 인위 결함 신호가 발생하여 상기 제 2 챔버(132) 내부의 SF6 가스가 열화되어 발생되는 SO2 가스를 측정하여 상기 가스량 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부(120)는,
    상기 제 1 챔버(131)와 전기적으로 온오프되는 제 1 스위치(211); 및
    상기 제 2 챔버(132)와 전기적으로 온오프되는 제 2 스위치(212);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버(131)내 발생하는 상기 유중가스를 분석하기 위해 상기 제 1 챔버(131)의 외부에 유중가스 분석기(430)가 설치되는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버(131)의 외관상에는 내부 상태를 모니터링하기 위한 감시창(412)이 형성되는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치.
  15. 삭제
  16. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100);
    상기 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치(100)로부터 진단 데이터를 수신하여 제 1 진단 수행 결과 정보를 생성하는 기준 장비(310);
    상기 진단 데이터를 수신하여 제 2 진단 수행 결과 정보를 생성하는 시험 대상 장비인 다수의 피시폼(320-1 내지 320-n); 및
    상기 제 1 진단 수행 결과 정보와 상기 제 2 진단 수행 결과 정보를 비교하여 다수의 상기 피시폼(320-1 내지 320-n)에 대한 시험 통과 여부를 결정하는 제어부(340);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 갖는 신뢰성 검증 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 시험 통과 여부를 그래픽, 음성 및 문자의 조합으로 출력하는 출력부(350);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 갖는 신뢰성 검증 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 진단 수행 결과 정보 및 상기 제 2 진단 수행 결과 정보는 GIS(Gas Insulated Switchgear) 부분 방전, 차단기 동작 특성, SO2 가스 진단, 변압기 부분 방전, 부싱 누설 전류, OLTC (On-load tap changer) 동작 특성 및 변압기 유중가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 갖는 신뢰성 검증 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 시험 통과 여부는 상기 GIS 부분 방전에 따라 취득되는 제 1 PRPD(Phase-resolved partial discharge) 패턴과 주입된 제 1 결함 신호의 유형간 비교, 상기 차단기 동작 특성에 따라 취득되는 전류간 크기 비교, 상기 SO2 가스 진단에 따라 취득되는 SO2 가스 농도 간 비교, 상기 변압기 부분 방전에 따라 취득되는 제 2 PRPD 패턴과 주입된 제 2 결함 신호의 유형간 비교, 상기 부싱 누설 전류에 따라 취득되는 측정 누설전류 크기간 비교, 상기 부싱 누설 전류에 따라 취득되는 절연열화지표간 비교, 상기 OLTC 동작 특성에 따라 취득되는 모터 구동전류 크기 및 돌입전류 및 정상전류의 특성 산출결과간 비교, 및 상기 변압기 유중가스에 따라 취득되는 가스 농도간 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 장치를 갖는 신뢰성 검증 시스템.
  20. (a) 전원부(110)가 다수의 인가 전원을 생성하는 단계;
    (b) 스위칭부(120)가 다수의 상기 인가 전원을 선택적으로 스위칭하는 단계;
    (c) 제 1 챔버(131)가 다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 1 진단 신호를 생성하고, 제 2 챔버(132)가 다수의 상기 인가 전원을 받아 진단 수행을 위한 제 2 진단 신호를 생성하는 단계;
    (d) 제 1 취득부(141)가 상기 제 1 진단 신호를 취득하고, 제 2 취득부(142)가 상기 제 2 진단 신호를 취득하는 단계;
    (e) 변환부(150)가 상기 제 1 진단 신호 및 상기 제 2 진단 신호를 디지털 형태의 진단 데이터로 변환하는 단계;를 포함하며,
    상기 제 1 챔버(131)는 다수의 상기 인가 전원에 매칭되도록 선택적으로 결함을 모의할 수 있게 미리 설정되는 변압기 모의 결함 정보를 이용하여 해당 결함을 생성하고,
    상기 제 2 챔버(132)는 다수의 상기 인가 전원에 매칭되도록 선택적으로 결함을 모의할 수 있게 미리 설정되는 GIS(Gas Insulated Switchgear) 모의 결함 정보를 이용하여 해당 결함을 생성하고,
    상기 제 1 챔버(131) 및 상기 제 2 챔버(132) 사이에 연결부(400)가 설치되고, 상기 연결부(400)의 일단은 상기 제 1 챔버(131)내에 담수된 절연유의 유출을 막기 위해 제 1 스페이서(401)가 설치되고, 상기 연결부(400)의 타단에는 제 2 스페이서(402)가 설치되며, 상기 연결부(400)의 내부에는 절연 가스가 주입되는 것을 특징으로 하는 변전소 예방 진단 신뢰성 검증 방법.
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