KR102489581B1 - 전력용 변압기 정비 관리 방법 - Google Patents

전력용 변압기 정비 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전력용 변압기 정비 관리 방법은, 변압기의 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계; 상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표를 산출하고, 상기 변압기에 대한 교체 평가를 수행하는 단계; 상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 산출하는 단계; 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계; 및 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전력용 변압기 정비 관리 방법{Power Transformer Maintenance Management Method}
전력용 변압기 정비 관리 방법 및 전력용 변압기 정비 관리 장치에 관한 것으로, 경제성 기반하여 정비 시급성 및 비용 관점에서 기준을 제시할 수 있는 전력용 변압기 정비 관리 방법 및 전력용 변압기 정비 관리 장치에 관한 것이다.
전력용 변압기는 특고압을 고압으로 강압하여 배전용 변압기에 전력을 공급하는 주 변압기로서, 대용량의 부하가 필요한 곳에 주로 사용되고 있다. 이러한 전력용 변압기의 수명은 내부 핵심 부품인 절연지의 수명을 기준으로 검토되어 왔다. 변압기는 권선을 절연지로 둘러싸 권선의 층간 또는 선간 절연을 유지하고 있으며, 절연지는 권선에서 발생하는 열에 의해 열화된다. 변압기 내부의 온도 분포는 균일하지 않기 때문에, 온도가 가장 높은 핫스팟 지점의 절연지가 가장 빠르게 열화된다. 이로 인해, 절연지의 열화는 핫스팟 지점에 있는 절연지의 수명을 이용하여 판단하여 왔다.
그런데 전력용 변압기는 고장이 발생하는 경우에 전력 계통에 미치는 파급효과가 아주 크기 때문에 고장이 발생할 때까지 운영하지 않는다. 즉, 전력용 변압기는 절연지가 열화되어 있는 상태에서 낙뢰나 서지 등의 유입에 의해 고장발생 위험성이 증가한 시점에서 교체되어야 한다.
현재 국내 전력용 변압기에서 고장이나 이상 징후가 발생 할 경우, 관리자가 이를 확인하고 상태에 따라 정비나 교체를 실시하고 있다. 정비나 교체를 위해 사고 발생 인지 단계와 사고 분석 단계, 조치 단계를 거치며 정상 복구까지 많은 시간이 소요된다. 이 과정에서 변압기 고장에 따른 정비나 수리비용, 휴전비용, 보상비용 등이 발생하고, 변압기 수명 단축과 신뢰도, 이미지 하락 등 직·간접적으로 회사에 부정적인 영향을 미치게 된다.
이와 같은 문제를 방지하고자 유지보수를 통해 문제 발생 전 주기적으로 변압기의 상태를 파악하고 점검을 시행하고 있다. 하지만 유지보수 방식별로 경제적·효율적인 한계점을 가지고 있으며 이에 대한 개선이 필요한 상황이다.
현재 시행되고 있는 변압기 유지보수 방식은 주로 TBM(Time Based Maintenance)과 CBM(Condition Based Maintenance)이 있다. 첫 번째 TBM은 일정한 주기에 따라 유지보수를 시행하는 방식이다. 이 방식은 정해진 주기에 따라 유지보수 시행하면 되므로 접근성이 용이하나, 기기 상태에 상관없이 시행되므로 조건에 따라선 불필요한 유지보수 비용이 지출 될 수 있다. CBM은 기기의 상태 조건에 따라 유지보수를 시행하는 방식으로써, 점검 시점에서 상태를 분석하고 그 결과에 따라 유지보수를 시행하는 방식이다. 따라서 이 CBM에서는 상태를 예측하고 추세를 도출하여 최적 유지보수나 정비를 통한 고장방지 선 조치 등에 한계가 따른다.
대한민국 등록특허 10-1160775호
본 발명은 전력용 변압기 정비 및 교체에 있어서, 효율적인 자산관리를 위한 경제적 조치 판단을 지원할 수 있는 전력용 변압기 정비 관리 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전력용 변압기 정비 관리 방법은, 변압기의 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계; 상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표를 산출하고, 상기 변압기에 대한 교체 평가를 수행하는 단계; 상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 산출하는 단계; 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계; 및 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계에서는, 상기 교체 평가를 수행하는 단계에서 교체하지 않기로 결정된 경우, 상기 변압기를 이루는 각 구성품별로 교체, 유지, 정비로 선택된 항목들로 이루어진 조치 방안을 구성할 수 있다.
여기서, 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계는, 상기 수집된 정보로부터, 상기 변압기를 이루는 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용을 산출하는 단계; 및 상기 변압기의 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용으로부터, 상기 각 구성품별로 교체, 유지, 정비로 선택된 항목들을 이루어진 조치 방안을 구성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계에서는, 1차 조건으로서 상기 변압기의 고장율 정보를 소정의 고장한계율과 비교하여, 고장한계율 보다 작으면, 상기 각 구성품별로 교체, 유지, 정비로 선택하고, 고장한계율 보다 크면, 상기 각 구성품별로 교체, 정비를 선택할 수 있다.
여기서, 상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계에서는, 상기 변압기의 정비에 대한 지표로서, 상기 변압기의 각 구성품의 고장 발생율을 제곱하여 반영할 수 있다.
여기서, 상기 고장 발생 지표는, 하기 수학식에 따를 수 있다.
Figure 112020035158266-pat00001
Figure 112020035158266-pat00002
(여기서, FR은 고장 발생 지표, f는 구성품의 고장 발생율, h는 가중치, d는 과거 고장 또는 정비에 따른 수리 가중치,
Figure 112020035158266-pat00003
는 구성품의 중요도 가중치, k는 구성품의 총 개수, n과 m은 각각 변압기와 구성품을 식별하는 코드 번호)
여기서, 상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계에서는, 상기 변압기의 정비에 대한 지표로서, 상기 변압기의 각 구성품의 고장 발생율, 가중치, 고장 비용, 정비 비용을 반영하는 비용 지표를 적용할 수 있다.
여기서, 상기 비용 지표는, 하기 수학식에 따를 수 있다.
Figure 112020035158266-pat00004
Figure 112020035158266-pat00005
(여기서, FR은 고장 발생 지표, f는 구성품의 고장 발생율, h는 가중치, α는 구성품의 고장 비용, β는 구성품의 정비 비용, d는 과거 고장 또는 정비에 따른 수리 가중치,
Figure 112020035158266-pat00006
는 구성품의 중요도 가중치, k는 구성품의 총 개수, n과 m은 각각 변압기와 구성품을 식별하는 코드 번호)
여기서, 상기 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표는, 변압기 총 소요비용으로서 구매 비용과 손실 비용을 포함하는 TOC(Total Owning Cost)를 도입하여 산출되는 변압기의 잔존 가치 및 상기 잔존 가치로부터 도출되는 교체 평가 지표 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 잔존 가치는, 하기 수학식에 따라 도출될 수 있다.
Figure 112020035158266-pat00007
(여기서, n은 변압기를 구분하는 코드, RV는 g시점에서 교체하는 경우 나머지 기간 동안 사용하지 못한 부분의 비용 계수, BP는 변압기 구매 및 운송, 설치 등에 소요되는 비용, NLL과 LL은 변압기의 무부하 손실 및 부하 손실, K는 변압기 특성에 따른 이용 계수, Q는 전력 원가, g는 변압기 수명, j는 전력 원가 상승률, i는 가중 평균 자본 비율)
여기서, 상기 교체 평가 지표는, 하기 수학식에 따라 도출될 수 있다.
Figure 112020035158266-pat00008
(여기서, RIn은 교체 평가 지표, LI은 절연지의 단위수명, c는 보정계수, h는 가중치)
본 발명의 다른 측면에 따른 전력용 변압기 정비 관리 장치는, 관리 대상 변압기들의 관리를 위한 정보들을 수집하는 관리 정보 수집부; 상기 수집된 정보들로부터, 상기 각 변압기의 정비에 대한 지표를 산출하는 정비 지표 산출부; 상기 수집된 정보들로부터, 상기 각 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표를 산출하는 교체 평가 지표 산출부; 상기 교체 필요성에 대한 평가 지표로부터 각 변압기의 교체 여부를 결정하는 교체 결정부; 상기 수집된 정보로부터, 각 변압기를 이루는 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용을 산출하는 구성품별 예상 비용 산출부; 교체하지 않기로 결정된 변압기에 대하여, 해당 변압기의 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용으로부터, 상기 각 구성품별로 교체, 유지, 정비로 선택된 항목들을 이루어진 조치 방안을 구성하는 조치 구성부; 및 교체하지 않기로 결정된 변압기들에 대하여, 조치에 대한 우선 순위를 설정하는 우선 순위 설정부를 포함할 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 전력용 변압기 정비 관리 장치 및/또는 방법을 실시하면, 전력용 변압기 정비 및 교체에 있어서, 효율적인 자산관리를 위한 경제적 조치 판단을 지원할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전력용 변압기 정비 관리 장치 및/또는 방법은, 구성품별 고장 및 이상발생 추세 함수 모델을 통해 고장 확률의 최적화를 기대할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전력용 변압기 정비 관리 장치 및/또는 방법은, 우선순위 평가 알고리즘을 바탕으로 변압기들간의 정비 우선순위 평가를 최적화하는 이점이 있다.
본 발명의 전력용 변압기 정비 관리 장치 및/또는 방법은, 경제적이고 효율적인 정비 방안과, 이를 통한 비용 절감을 달성하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력용 변압기 정비 관리 방법을 도시한 흐름도.
도 2는 도 1의 전력용 변압기 정비 관리 방법을 변압기 정비 및 교체 평가를 위해 수행되는 각 산출 과정들에 대한 관점에서 표현한 흐름도.
도 3은 변압기 운전에 따라 누적된 데이터의 경년에 따른 고장률로서 욕조 곡선(Bathtub curve)을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 변압기 정비 관리 방법을 상술한 정비에 대한 지표와 관련된 계수 산출 및 결론 도출 프로세스의 관점에서 표현한 흐름도.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 변압기 정비 관리 방법을 상기 교체 필요성에 대한 평가 지표를 위한 계수 산출에 따른 교체 평가 프로세스의 관점에서 표현한 흐름도.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 도 1의 변압기 정비 관리 방법을 수행하는 변압기 정비 관리 장치를 도시한 블록도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
경제적인 교체·정비 판단을 위해 변압기의 신뢰성과 소요 비용, 경향성 등을 동시에 고려해야 한다. 이상적인 변압기의 교체 시기는 변압기 교체에 따라 기대되는 이득이 현재 변압기 가치 비용보다 클 때 나타난다. 이때 변압기의 기대 이득은 신규 변압기 제작 기술력 향상에 따른 손실 저감 이득과 고장 발생 감소에 따른 고장 방지 비용, 유지보수 저감 비용 등이 있다. 즉, 변압기의 교체나 정비를 경제적으로 판단하기 위해 앞으로의 변압기 잔여 수명과 가치, 고장 발생 추세 등이 요구된다. 여기서 변압기를 구성하는 구성품별로 고장 발생 추세가 상이하고 그 영향도의 차이가 있으므로 고장 발생 추세 등을 반영함에 있어 구성품별 분석/반영이 필요하다. 이를 위해 설비 구성품별 정비 이력이나 운전 조건이 알고리즘에 반영되어야 하고, 그 외에 절연지 열화도나 운전 데이터, 고장 처리 비용, 교체 비용, 구매 비용 등 다양한 지표가 적용되어 최종적으로 이를 결합하여 변압기의 상태 평가 및 조치 판단이 되도록 하는 알고리즘이 필요하다.
구축된 알고리즘에 따라 변압기별로 조치 우선순위가 정해지면 가용 예산이나 인력 풀에 따라 제한되는 범위 내에서 변압기 정비 혹은 유지보수를 실시해야 한다. 경제적·인적 자원의 한계로 인해 모든 설비를 조치하기 어려우므로 조치에 대한 필요성이 큰 변압기를 우선으로 하여 시행되어야 하나, 현재 이에 대한 판단·선정 기준이 미비하여 현장 적용에 어려움이 있다. 따라서 합리적으로 설비 자산을 관리하고 경제적으로 운영하기 위해, 정비 및 교체 판단 알고리즘에서는 변압기 상태 및 조치 판단 도출뿐만 아니라 각 설비별 정비 우선순위에 대한 선정 방안도 같이 제시되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력용 변압기 정비 관리 방법을 도시한 흐름도이다.
도시한 전력용 변압기 정비 관리 방법은, 변압기의 전주기 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계(S100); 상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표를 산출하고, 상기 변압기에 대한 교체 평가를 수행하는 단계(S200); 상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 산출하는 단계(S300); 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계(S400); 및 상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계(S500)를 포함한다.
도시한 전력용 변압기 정비 관리 방법은, 변압기의 교체 및 정비 필요 시점을 예측할 수 있다. 예컨대, 상기 S100 단계에서 변압기를 운전하며 전주기 관리를 위한 데이터를 누적하며, 누적된 데이터를 통해 통계적으로 고장이나 이상 발생에 대한 추세를 나타낼 수 있다. 변압기의 경년에 따라 누적된 고장 발생 횟수는 고장률 산출에 사용되며, 이를 통해 사용자는 고장 발생률 제한값을 기준으로 사전에 정비 등의 조치를 취할 수 있다.
도시한 전력용 변압기 정비 관리 방법은, 상기 S500 단계에서, 관리 대상인 다수개의 변압기들에 대하여 정비 우선순위를 설정할 수 있다. 예컨대, 각 변압기별로 구성품의 고장 발생률이 추정되면 이를 종합하여 변압기별 정비 우선순위를 정할 수 있다. 이때 구성품의 교체는 신품으로 고려하고, 수리는 중고품으로 가정하여 구성품 상태를 계수 값으로 차등 적용하고, 이를 변압기 상태 정의 시 반영이 되도록 하였다. 또, 구성품의 중요도에 따라 가중치를 부여하여 유사한 고장 발생 조건에서 좀 더 중요한 부품 쪽이 우선 조치가 되도록 구성하였다. 고장에 따른 영향력이나 복구비용, 수리비용, 정비 비용 등을 정의하여 고장 발생률에 따른 고장 방지 기대 효과를 비용으로 산출하도록 하였고, 이를 통해 유지보수나 정비와 같은 조치 투자비용 대비 고장 방지 비용을 비교하여 합리적인 조치 판단을 내릴 수 있도록 알고리즘을 구성할 수 있다.
상기 S500 단계에서, 앞서 정의된 제한 고장률을 넘어서는 변압기는 그 외의 변압기들보다 우선적으로 조치되어야 하되, 이러한 우선 정비 대상 중에선 각 변압기별 구성품의 종합 고장률을 기준으로 다시 정비 우선순위가 산출되어야 한다. 이를 위해 도시한 전력용 변압기 정비 관리 방법은, 변압기의 종합 고장률은 각 구성품의 고장률의 제곱합형태로 취하여 특정 부품의 고장률이 높은 변압기를 우선순위로 두도록 구현할 수 있다.
예컨대, 설비의 고장률 기댓값이 제한 고장률 이하인 경우에서는 고장 방지 비용이 조치를 위한 투자비용보다 클수록 유리하다. 조치 판단 시점에서의 고장률과 고장 비용을 곱하고, 이를 조치 투자비용으로 나누면 조치 기대 효과를 비율적으로 정의 가능하다. 이때 이 값은 클수록 유리하므로 알고리즘을 통해 이 값이 큰 변압기를 우선 조치하도록 구현할 수 있다. 만약 제한 고장률 내에서 조치 비용보다 고장비용이 작은 경우, 조치를 취하지 않는 것이 유리하므로 정비 판단시 조건에 따라 조치를 취하도록 구현할 수 있다.
도시한 전력용 변압기 정비 관리 방법은, 상기 S200 단계에서, 교체 및 정비 판단 도출을 위해, 변압기의 잔존 가치를 판단하는 지표로써 TOC(Total Owning Cost)를 비롯한 변압기 운전 데이터, 정비 이력 등을 도입할 수 있다. TOC는 변압기의 수명, 구매 비용, 손실 비용, 감가상각, 이자율, 에너지 단가, 부하 패턴 등이 반영되며, 이를 통해 종합적으로 변압기의 현재 가치를 산정할 수 있다. 변압기의 조치 비용은 각 변압기 구성품별 통계 데이터를 통해 분석 시점에서의 고장률 기댓값을 산출하고, 조치 필요 구성품에 대한 각 정비비용을 확률적으로 계산하여 합산하며, 이에 따라 산출되는 고장비용과 조치비용, 교체비용을 비교하여 가장 낮은 비용을 선택하는 방향으로 결론이 도출되는 알고리즘을 구현할 수 있다.
상기 S300 단계에서는, 변압기에 대한 고장 발생 지표, 비용 지표가 산출되고, 변압기를 구성하는 각 구성품들에 대한 예상 비용이 산출된다.
상기 S400 단계에서, 상기 구성품별 예상 비용은 각 구성품들에 대한 조치 방법을 결정하는데 이용될 수 있으며, 상기 고장 발생 지표 및 비용 지표는 각 변압기의 조치에 대한 타 변압기들 대비 우선순위를 설정하는데 이용될 수 있다. 각 지표/비용의 산출되는 과정 및 이용되는 과정의 구체적인 내용에 대해서는 후술하겠다.
도 2는 도 1의 전력용 변압기 정비 관리 방법을 변압기 정비 및 교체 평가를 위해 수행되는 각 산출 과정들에 대한 관점에서 표현한 흐름도이다.
도시한 흐름도에서 S200 단계 및 S300 단계는, 상기 정비에 대한 지표를 이용한 조치/평가와 상기 교체 필요성에 대한 평가 지표를 이용한 조치/평가로서, 각각 별도의 알고리즘으로 구성될 수 있다. 각 별도 알고리즘에 따른 경우의 흐름도는 하기 도 4 및 도 5에 표현한 바와 같으며, 후술하겠다.
변압기 정비 및 교체 평가에 있어서, 변압기를 구성하는 각 구성품들의 수명 및 고장 발생율을 반영할 수 있다. 예컨대, 먼저 온도 데이터는 아레니우스 이론식을 근거로 하여 만들어진 절연지 수명 평가식을 통해 핫스팟 온도에 따른 변압기 절연지의 수명을 산출할 수 있다. 절연지의 수명은 변압기의 수명과 직접적인 관계를 가지는 요소로써 변압기의 잔여 수명 및 가치를 산출하는데 가중치로써 적용되고, 이때 변압기 수명은 절연지 상태에 따라 기준 수명보다 줄어들게 된다. 이 외에 변압기가 운전되고 있는 조건이나 환경, 정비 이력 등의 운전 데이터와 감가상각, 구매 비용, 세금, 설치비용 등의 가치 비용을 종합하여 변압기의 현재 가치를 평가하고, 이를 통해 교체 비용 산출이 가능하도록 알고리즘을 구성할 수 있다.
과거 정비 및 고장 이력을 이용하여 사용 시간에 따른 고장 발생 추세를 나타낼 수 있으며, 이를 통해 조치 시점에서의 예상 고장률이나 이상상태 발생률을 구성품별로 추정할 수 있다. 각 구성품의 고장 발생률은 각 구성품별 고장 비용과 곱해져 확률적인 고장 발생 비용으로 산출되고, 이를 합산하여 변압기 한 대에 대한 총 고장 예상 비용을 산출할 수 있다. 이를 정비 비용과 비교하여 소요되는 비용이 낮은 쪽을 채택함으로써 경제적으로 최적화된 조치 의사 결정을 내릴 수 있다.
변압기들간 정비 우선순위 평가(알고리즘)에 있어서, 변압기의 정비 시행 유무를 사용자 입장에서 판단하기 위해서는 정비를 했을 경우와 정비를 하지 않을 경우의 기대 이익을 비교함으로써 판단할 수 있다. 변압기 운전에 따라 누적된 데이터는 경년에 따른 고장률로 나타낼 수 있으며, 일반적으로 이러한 고장 발생률은 도 3에 도시한 바와 같이 욕조 곡선(Bathtub curve)을 따른다.
변압기를 구성하는 구성품은 컨서베이터, OLTC, 부싱, 쿨러, 펌프, 라디에이터, 각종 안전장치 및 계기류 등으로 구성되며 이 구성품들은 각각 고장이 발생했을 경우의 조치 비용과 고장 위험도, 고장 발생 추가 등이 상이하다. 따라서 위와 같은 고장 추세를 분석할 경우, 각 구성품별로 구분하여 비용 및 위험률을 계산하여야 하며, 각 구성품마다 중요도에 대한 가중치를 정의하여 반영해야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 상기 구성품별 비용, 위험률, 중요도 등을 반영한 정비에 대한 지표를 제안한다.
변압기를 운전하며 발생된 구성품의 고장 또는 이상 발생 시 정비 등을 통한 조치를 받게 되며, 이로 인해 각 구성품의 수명이나 상태가 재정의 된다. 구성품의 고장 등으로 인해 교체가 될 경우 해당 구성품의 설비 상태는 신품으로 간주되며, 수리를 통해 조치가 취해진 경우는 사용품으로 간주된다.
구성품이 교체되면 신품으로 간주되므로 고장율이 초기값으로 회귀하나, 구성품이 수리로 인해 사용품으로 간주 될 경우엔 고장율은 초기값보다 큰 값을 가져야 한다. 특히 수리가 다수 행해진 경우는 횟수에 따라 차등적으로 가중치를 적용해야 한다. 따라서 조치 이력에 따라 가중치를 달리하여 보정 계수를 적용하여야 한다.
제시된 알고리즘에서는 변압기의 정비 및 고장 이력과 그에 따른 비용 등을 통해 다음과 같이 정비 필요 평가를 위한 고장 발생 지표 및 비용 지표를 하기 수학식 1 내지 수학식 3과 같이 제시한다.
Figure 112020035158266-pat00009
Figure 112020035158266-pat00010
Figure 112020035158266-pat00011
상기 수학식들에서 산출되는 지표 및 계수들은 조치 판단 시점을 기준으로 하며, FR은 고장 발생 지표, f는 구성품의 고장 발생율, h는 가중치, α는 구성품의 고장 비용, β는 구성품의 정비 비용, d는 과거 고장 또는 정비에 따른 수리 가중치,
Figure 112020035158266-pat00012
는 구성품의 중요도 가중치, k는 구성품의 총 개수이며, n과 m은 각각 변압기와 구성품을 식별하는 코드 번호에 해당한다.
고장 발생 지표인 FR은 각 변압기별로 정비의 우선순위를 정할 수 있는 지표로 활용된다. 각 구성품별로 발생이 예상되는 고장률을 단순 합산할 경우, 고장률이 높은 변압기의 특정이 어려울 수 있다.
상기 고장 발생 지표만을 이용하여, 도 2의 우선순위 설정하는 단계(S500)를 수행한다면, 아래와 같다.
다음 표 1은 변압기 고장 발생 지표 계산법별 비교를 나타낸 것이다.
Figure 112020035158266-pat00013
상기 표 1은 각 구성품의 고장률에 따른 예시를 나타내며, 고장 발생률이 가장 높은 변압기를 우선순위로 두기위해 상기 수학식 1과 같이 제곱합 형태로 나타내었다. 즉, 고장 발생 지표에는, 변압기의 각 구성품의 고장 발생율을 제곱한 값들이 반영될 수 있다.
즉, 상기 표 1을 통해 고장 발생 지표를 각 계산법별에 따른 결과로 나타낼 수 있다. 예컨대, A변압기와 B변압기를 구성하는 구성품의 각 고장률을
Figure 112020035158266-pat00014
로 정의할 때, 단순 합산을 통한 방식은 두 지표가 동일하게 계산된다. 하지만, 구성품의 최대 고장률 관점에서 보면 B변압기의 2번 구성품의 고장률이 A변압기의 4번 구성품의 고장률보다 크므로 B가 우선 정비되어야 한다. 따라서 이와 같은 경향을 지표로써 나타내기 위해 제곱합 형태로 지표를 산출하도록 하였다.
다음, 상기 비용 지표 FC는 조치 판단 시점에서 구성품의 발생 가능한 고장율과 고장 비용을 곱하여 해당 시점에서 고장 발생 예상 비용을 나타내도록 한 것이다. 여기서 정비 비용을 나눔으로써 정비를 통한 고장 방지 비용을 하나의 계수로 산출되도록 구성하였다. 상기 지표는 사용자가 정의한 고장 발생률 이하에서 정비 우선순위를 정하는 데 활용될 수 있다. 정의된 고장 발생률 이하에서는 투자한 비용 대비 고장 방지 비용이 클수록 유리하므로, 상기 수학식 2를 통해 계산된 지표가 클수록 고장 방지 비용이 커지는 것이므로 정비 우선순위 판단시 이를 주로 반영하도록 구현할 수도 있다.
상술한 수학식들에서 공통적으로 적용되는 가중치 h는 구성품의 과거 정비 이력 계수 d와 중요도 계수
Figure 112020035158266-pat00015
에 따른 가중치를 나타낸다. 정비 이력 계수는 기본적으로 정비나 고장 이력이 없거나 교체된 경우 1로 사용되며, 정비나 고장에 따른 수리 이력이 많을수록 이 값은 커지게 된다. 중요도 계수
Figure 112020035158266-pat00016
는 각 구성품별로 고장이 발생할시 변압기에 미치는 영향도에 따라 정의하게 되며, 중요한 부품일수록 이 값은 커진다. 따라서 이와 같은 가중치를 적용함으로써 설비에 최적화된 정비 평가 알고리즘을 구성하게 된다.
비용 절감이 최우선인 상황에서는, 상기 고장 발생 지표 대신 상기 비용 지표만을 이용하여, 도 2의 우선순위 설정하는 단계(S500)를 수행할 수도 있다.
다른 구현에서는 도 2의 우선순위 설정하는 단계(S500)를 수행함에 있어, 상기 고장 발생 지표와 상기 비용 지표를 함께 사용하되, 목적에 따라 각 지표에 적당한 가중치를 부여할 수 있다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 변압기 정비 관리 방법을 상술한 정비에 대한 지표(고장 발생 지표와 비용 지표)와 관련된 계수 산출 및 결론 도출 프로세스의 관점에서 표현한 흐름도이다.
도시한 고장 발생 지표 산출 단계(S320)에서는 상기 수학식 1 및 수학식 3에 따라 고장 발생 지표를 산출할 수 있다.
도시한 비용 지표 산출 단계(S330)에서는 상기 수학식 2 및 수학식 3에 따라 비용 지표를 산출할 수 있다.
도시한 흐름도는, 구성품별 고장 및 이상발생 추세 함수 모델을 적용한 것이다. 변압기의 구성품별 고장 및 이상발생 추세는 누적된 통계 데이터를 통해 함수로써 나타낼 수 있다. 예컨대, 평가 알고리즘으로서, 하기 수학식 4의 고장 추세를 함수로써 정의하기 위한 와이블 분포함수를 도시한 구성품별 지표 산출하는 단계(S310)에서 적용할 수 있다.
Figure 112020035158266-pat00017
상기 수학식 4는 와이블 분포의 고장률 함수를 나타내며 여기서
Figure 112020035158266-pat00018
는 형상모수(Shape Parameter),
Figure 112020035158266-pat00019
는 척도모수(Scale Parameter),
Figure 112020035158266-pat00020
는 시간을 나타낸다. 와이블 분포는 형상모수와 척도모수를 조정하여 욕조 곡선의 단계별 추세를 나타낼 수 있는 장점이 있다. 따라서 변압기 구성품의 다양한 추세를 반영할 수 있으며, 이를 통해 경년에 따른 구성품별 고장률 추정도 가능하다.
Figure 112020035158266-pat00021
상기 표 2는 변압기의 몇 가지 구성품별 고장률 함수의 형상모수와 척도모수 샘플을 나타낸다. 무작위로 선정된 변압기에서 OLTC나 계전기, 냉각탑 등 10개의 부속품에 대한 고장 발생 데이터를 모두 합쳐 500개, 1000개, 1500개인 경우 3가지로 나누어 분석하였다. 여기서 지시계는 권온계, 유온계, 유면계, 및 압력계를 합한 항목이며, 계전기는 이 외의 모든 계전기를 하나로 묶은 항목이다. 또, 선정 데이터 중 변압기 수명인 32년을 기준으로 삼아 이후의 데이터는 분석에서 제외하였다.
상기 표 2의 데이터 분석에 따르면 데이터 모수가 증가할수록 우발적인 고장률이 완화되고, 추세곡선이 점차 포화되는 것을 확인할 수 있다. 데이터 누적에 따라 추세 곡선이 정밀해질수록 우발 고장 등에 의한 과도 비용 산출이 줄어들게 되므로, 결국 고장률 제어를 위한 최적 정비 비용 산출이 점진적으로 가능하게 된다.
하기 표 3 및 표 4는 정비에 대한 우선순위 평가 과정을 예시하기 위한 변압기들의 구성품들의 비용 계수들 정비 관련 파라미터들을 나타낸다.
Figure 112020035158266-pat00022
Figure 112020035158266-pat00023
상기 수학식 1 내지 3에 따라 고장 발생 지표는 표 4와 같이 계산되었다. 고장 발생 지표에 따른 정비 우선순위는 가장 높은 값부터 낮은 순서로 정해지므로, E → C → D → B → A 순서로 정해진다. 변압기 A는 비교적 신품이며 정비이력이 없거나 교체한 경우이므로 알고리즘에서 의도한 바와 같이 가장 후순위로 산정되었다. 다음으로 동일한 경년에서는 정비이력계수가 모두 1인 B가 후순위로 산출되었고, 그 외에는 각 부속품의 중요도에 따라 순위가 결정되었다. 여기서 컨서베이터의 경우, 중요도 계수
Figure 112020035158266-pat00024
가 가장 낮지만 정비 이력이 있고 발생 확률이 높아 경년 10차 변압기 중 조치가 가장 먼저 필요할 것으로 산출되었다. 만약 이 우선순위를 조정하고자 한다면 중요도 계수를 낮춤으로써 순위를 조정 가능하며, 이는 정책 의사결정권자 등에 의해 조정할 수 있다. 여기서 만약 고장한계율을 0.4%로 결정한다면 이 결과는 다시 비용지표를 기준으로 산출된다. 감안이 가능한 고장률 내에서는 적은 정비비용으로 고장률을 많이 줄이는 것이 바람직하다. 표 5에서 산출된 비용지표는 C → E → D → B → A 순서이며, 고장이 발생했을 때 경제적으로 영향이 큰 순서로 정해짐을 알 수 있다.
도 4에 도시한 S420 단계에서는, 우선순위 설정하는 단계(S500)를 수행함에 있어, 상기 고장 발생 지표와 상기 비용 지표를 적용할 가중치를 결정할 수 있다.
도 4의 S440 단계 및 S460 단계에 대해서는 후술하겠다.
다음, 상기 교체 필요성에 대한 평가 지표를 이용한 교체 평가 알고리즘에 대하여 설명하겠다. 여기서, 교체는 구성품이 아닌 변압기 전체에 대한 교체를 의미한다.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 변압기 정비 관리 방법을 상기 교체 필요성에 대한 평가 지표를 위한 계수 산출에 따른 교체 평가 프로세스의 관점에서 표현한 흐름도이다.
변압기 교체 평가는 변압기를 정비하거나 유지 보수하는 시점에서, 이에 소요되는 비용과 변압기를 교체하는 비용 간의 비교를 통해 사용자가 판단을 내릴 수 있다. 변압기를 사용한 시점에서의 가치를 판단하기 위해서는 잔여수명이나 잔존 가치를 평가할 수 있어야하며, 이를 평가하기 위해 전력용 변압기 종합낙찰제 방식에서 사용되는 TOC(Total Owning Cost)를 도입할 수 있다.
본 발명의 사상에 따라, 도시한 TOC 산출 단계(S220)에서 구해지는 TOC는 변압기 총 소요비용으로써 구매 비용과 손실 비용 등으로 구성되며, 하기 수학식 5 내지 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020035158266-pat00025
Figure 112020035158266-pat00026
Figure 112020035158266-pat00027
여기서, BP는 변압기 구매 및 운송, 설치 등에 소요되는 비용이며, NLL과 LL은 변압기의 무부하 손실 및 부하 손실, A와 B는 무부하 손실 계수 및 부하 손실 계수이며, K는 변압기 특성에 따른 이용 계수, Q는 전력 원가, g는 변압기 수명, j는 전력 원가 상승률, i는 가중 평균 자본 비율을 나타낸다. 일반적으로 변압기 수명은 32년으로, 교체 시점에서의 TOC값과 비교하여 변압기 잔존 가치를 평가할 수 있다. 즉, 공통 계수인 Q, i, j등을 제외하고 조치 시점을 G로 정의하여 TOC를 G와 l에 대한 함수로써 본다면, 잔존가치 RF를 하기 수학식 8과 같이 제시할 수 있다(S240).
Figure 112020035158266-pat00028
상기 수학식에서 n은 상기 수학식 1 ~ 3과 마찬가지로 변압기를 구분하는 코드를 나타내며, RV는 g시점에서 교체하는 경우 나머지 기간 동안 사용하지 못한 부분을 비용 계수로써 나타내어진다.
변압기 교체시 중요도나 이전 고장 또는 정비 이력에 따라 교체 평가에 반영해야 한다. 이에 대한 개념은 상기 수학식 3에 사용된 계수 h를 적용하여 가중치로써 활용하며, 이때 잔여가치 계수인 RV와는 반비례 관계로 적용하고 구성품 개별에 대한 것이 아닌 변압기 전체의 것으로 한다. 이에 따라 위치, 환경, 조건 등에 따라 변압기의 중요도가 높거나 혹은 수리 등으로 인해 잠재적 고장률이 높은 변압기는 잔여 가치가 낮아지게 평가되어 교체시 유리하도록 판정된다.
절연지의 수명은 변압기의 수명을 결정하는 직접적인 지표로써 활용될 수 있다. 절연지 수명을 평가하기 위해 변압기 내 최고 온도값을 아레니우스식 기반 절연지 수명 평가식에 적용하여 계산할 수 있다. 하기 수학식 9는 IEEE 규격에 따라 일반적으로 사용되는 절연지 단위 수명 계산식을 나타낸다.
Figure 112020035158266-pat00029
상기 수학식에서 LI은 절연지의 단위수명을 나타내며,
Figure 112020035158266-pat00030
는 권선부의 최고 온도 값을 나타낸다.
상기 수학식에 따라 산출된 수명에 따라 변압기의 수명 g는 LI에 대한 식으로 재정의 될 수 있으나, 조건에 따라 계산된 절연지 수명이 실제 수명을 반영하지 못하는 경향이 있다. 따라서, 경험적인 계수를 반영하여 이를 보정할 필요가 있으며, 보정계수 c를 적용하여 보다 현실적인 수명값을 적용하는 것이 보다 바람직하다. 그러면, 변압기는 짧아진 수명 기간만큼 사용 가능하므로 잔존 가치를 하락시키고, 이에 따라 상기 수학식 8에서의 수명 g에 관계로 적용시켜 교체 평가시 활용될 수 있다. 따라서, 교체 평가 지표
Figure 112020035158266-pat00031
을 정의하여 하기 수학식 10과 같이 나타내도록 제안한다.
Figure 112020035158266-pat00032
도시한 경험 계수 반연 단계(S280)에서는 최종적으로 상기 수학식 10을 평가 지표로서 산출할 수 있다.
도시한 교체 평가 단계(S290)에서는, 해당 변압기의 교체 여부를 결정하고, 교체가 결정된 변압기들간의 교체 우선순위를 평가할 수 있다.
예컨대, 변압기의 교체 여부는 상기 수학식 10에 따른 교체 평가 지표 또는 상기 수학식 8에 따른 잔존 가치가 소정의 기준값 미만인 경우, 교체하는 것으로 결정할 수 있다.
예컨대, 교체가 결정된 변압기들간의 교체 우선순위는, 상기 수학식 10에 따른 교체 평가 지표의 크기 순으로 우선순위를 부여하는 방식으로 설정될 수 있다.
다음, 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 도 1 및 도 2에 도시된 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계(S400); 및 상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계(S500)를 설명한다. 상기 S400 단계 및 S500 단계는 상기 S200 단계에서 교체가 아니라 정비하기로 결정된 변압기에 대해서만 수행될 수 있다.
도 1 및 도 2의 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계(S400)에서는, 해당 변압기에 대한 조치 방안으로서, 해당 변압기를 구성하는 각 구성품(부품)들의 교체/정비/상태유지를 결정한다. 예컨대, 변압기를 운전하며 특정 시점에서 각 구성품의 교체/정비/상태유지를 판단하기 위해, 하기 표 5에 따른 분류를 따를 수 있다. 이때, 정비비용, 교체비용 및 고장비용들 간의 대소 판단은 도시한 S100 단계에서 수집한 각 구성품별 과거 정비 데이터, 규정된 정비 비용 등을 반영하고, 도시한 S300 단계에서 산출된 각 구성품별 정비 예상 비용 및 고장 예상 비용을 반영할 수 있다.
Figure 112020035158266-pat00033
상기 표에 따르면, 1차 조건으로서 고장 한계율을 먼저 판단하는데, 이때, 고장 한계율과 비교하는 항목은, 상기 수학식 1에 따른 FRn이거나, FRn을 구성하는 각 fn값들 중 가장 큰 값일 수 있다. 상기 표 5는 후자의 경우를 나타낸다. 상기 1차 조건 확인은 도 4에서는 S440 단계로 표현되었다.
표 5의 1차 조건은 해당 변압기에 대하여 확인하고, 2차 조건은 변압기를 구성하는 각 구성품별로 확인한다. 그 결과 표 5의 조치 방법도 각 구성품별로 결정되며, 해당 변압기에 대한 조치 방안은, 각 구성품별로 결정된 표 5의 조치 방법들의 집합이 될 수 있다. 상술한 조치 방안 구성 과정은 도 4에서는 S160 단계로 표현되었다.
상기 표에 따르면, 1차 조건으로서 고장 한계율을 먼저 판단하므로, 변압기의 fmax가 고장한계율 보다 낮으면, 해당 변압기의 구성품들 중에는 아무런 조치를 취하지 않고 유지상태인 것이 포함될 수 있지만, 고장한계율 보다 높으면 해당 변압기의 모든 구성품들은 정비하거나 교체할 것으로 결정된다. 그런데, 후자의 경우, 점검 자체가 불필요한 구성품들까지도 정비/교체할 것으로 일괄 결정될 수 있는 바, 이 경우, 각 구성품의 구성품의 고장 발생율인 f가 소정의 최소 점검 기준율보다 높은 것들만, 정비/교체하도록 구현하는 것이 유리하다.
도 1 및 도 2의 변압기에 대한 조치의 우선 순위를 설정하는 단계(S500)에서는, 상기 S200 단계에서 교체가 아니라 정비하기로 결정된 변압기들간의 조치 우선 순위를 설정한다.
상기 변압기들간의 조치 우선 순위는 상술한 바와 같이, 상기 정비하기로 결정된 각 변압기들의 상술한 고장 발생 지표(FR) 및/또는 비용 지표(FC)를 이용하여 설정될 수 있다. 즉, 대상 지표가 클수록 조치 우선 순위를 높게 부여할 수 있다.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 도 1의 변압기 정비 관리 방법을 수행하는 변압기 정비 관리 장치를 도시한다.
도시한 변압기 정비 관리 장치는, 관리 대상 변압기들의 관리를 위한 정보들을 수집하는 관리 정보 수집부(110); 상기 수집된 정보들로부터, 상기 각 변압기의 정비에 대한 지표(비용 지표 및 고장 발생 지표)를 산출하는 정비 지표 산출부(140); 상기 수집된 정보들로부터, 상기 각 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표를 산출하는 교체 평가 지표 산출부(120); 상기 교체 필요성에 대한 평가 지표로부터 각 변압기의 교체 여부를 결정하는 교체 결정부(160); 상기 수집된 정보로부터, 각 변압기를 이루는 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용을 산출하는 구성품별 예상 비용 산출부(130); 교체하지 않기로 결정된 변압기에 대하여, 해당 변압기의 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용으로부터, 상기 각 구성품별로 교체, 유지, 정비(수리)로 선택된 항목들을 이루어진 조치 방안을 구성하는 조치 구성부(170); 및 교체하지 않기로 결정된 변압기들에 대하여, 조치에 대한 우선 순위를 설정하는 우선 순위 설정부(180)를 포함할 수 있다.
상기 관리 정보 수집부(110)는 도 2, 도 4 및 도 5의 S100 단계에 포함된 데이터들을 수집하여, 내부 저장부에 저장할 수 있다. 상기 데이터들은 변압기나 배전망에 설치된 CT나 PT, 또는 PMU(Phaser Mearsurement Unit)로부터 입력받거나, 외부의 전력 계통 관리 서버로부터 전달받을 수 있다. 또한, 변압기 구성품들에 대한 비용 정보나 변압기 경제성 정보를 받기 위해, 변압기/구성품 제조사나 판매사 서버나 전력망 관리 회사 서버에 접속할 수 있다.
상기 정비 지표 산출부(140)는, 도 1 및 도 2의 S300 단계, 보다 구체적으로는 도 4의 S320 단계 및 S330 단계를 수행할 수 있다. 즉, 상기 수학식 1 내지 3에 따라 고장 발생 지표 및 비용 지표를 산출한다.
상기 구성품별 예상 비용 산출부(130)는, 도 1의 S300 단계에서 구성품별 예상 비용을 산출하는 작업을 수행하며, 표 5의 2차 조건을 확인할 수 있도록, 각 구성품별로 정비비용 및 고장비용을 산출하고, 외부 서버에서 수집된 정보로부터 교체비용을 확인할 수 있다.
상기 교체 평가 지표 산출부(120)는, 도 1 및 도 2의 S200 단계, 보다 구체적으로는 도 5의 S220 단계, S240 단계 및 S280 단계를 수행할 수 있다. 즉, 상기 수학식 8에 따른 잔존 가치 및/또는 수학식 10에 따른 교체 평가 지표를 산출한다.
상기 교체 결정부(160)는, 도 2의 S200 단계에 속한 교체 평가, 도 5에서는 S290 단계를 수행할 수 있다. 즉, 변압기 자체에 대한 교체 여부를 결정하고, 교체 결정된 변압기들 간의 우선 순위를 평가(설정)할 수 있다.
상기 조치 구성부(170)는, 도 1, 도 2의 S400 단계, 보다 구체적으로는 도 4의 S460 단계를 수행할 수 있다. 예컨대, 변압기의 각 구성품별로 결정된 표 5의 조치 방법들의 집합을 조치 방안으로서 구성할 수 있다.
상기 우선 순위 설정부(180)는, 조치를 수행하여야 하는 각 변압기들의 상술한 고장 발생 지표(FR) 및/또는 비용 지표(FC)를 이용하여 우선 순위를 설정할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 관리 정보 수집부
120 : 교체 평가 지표 산출부
130 : 구성품별 예상 비용 산출부
140 : 정비 지표 산출부
160 : 교체 결정부
170 : 조치 구성부
180 : 우선 순위 설정부

Claims (12)

  1. 운영 중인 전력용 변압기를 고장발생 위험성이 증가되는 시점에서 교체를 결정하는 전력용 변압기 정비 관리 장치에서 수행되는 전력용 변압기 정비 관리 방법으로서,
    변압기를 운전하며 전주기 관리를 위한 데이터를 누적하는 방식으로 변압기의 관리를 위한 정보들을 수집하는 단계;
    상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표를 산출하고, 상기 변압기에 대한 교체 평가를 수행하는 단계;
    상기 수집된 정보들로부터, 상기 변압기의 정비에 대한 지표를 산출하는 단계;
    상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계; 및
    상기 변압기의 정비에 대한 지표를 이용하여, 상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계
    를 포함하되,
    상기 변압기의 교체 필요성에 대한 평가 지표는,
    변압기 총 소요비용으로서 구매 비용과 손실 비용을 포함하는 TOC(Total Owning Cost)를 도입하여 산출되는 변압기의 잔존 가치 및 상기 잔존 가치로부터 도출되는 교체 평가 지표 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 잔존 가치는,
    하기 수학식에 따라 도출되는 것을 특징으로 하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
    Figure 112022003140602-pat00048

    (여기서, n은 변압기를 구분하는 코드, RV는 g시점에서 교체하는 경우 나머지 기간 동안 사용하지 못한 부분의 비용 계수, BP는 변압기 구매 및 운송, 설치 등에 소요되는 비용, NLL과 LL은 변압기의 무부하 손실 및 부하 손실, K는 변압기 특성에 따른 이용 계수, Q는 전력 원가, g는 변압기 수명, j는 전력 원가 상승률, i는 가중 평균 자본 비율)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계에서는,
    상기 교체 평가를 수행하는 단계에서 교체하지 않기로 결정된 경우, 상기 변압기를 이루는 각 구성품별로 교체, 유지, 정비로 선택된 항목들로 이루어진 조치 방안을 구성하는 것을 특징으로 하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계는,
    상기 수집된 정보로부터, 상기 변압기를 이루는 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용을 산출하는 단계; 및
    상기 변압기의 각 구성품별 정비 및 고장 예상 비용으로부터, 상기 각 구성품별로 교체, 유지, 정비로 선택된 항목들을 이루어진 조치 방안을 구성하는 단계
    를 포함하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 변압기에 대한 조치 방안을 구성하는 단계에서는,
    1차 조건으로서 상기 변압기의 고장율 정보를 소정의 고장한계율과 비교하여,
    고장한계율 보다 작으면, 상기 각 구성품별로 교체, 유지, 정비로 선택하고,
    고장한계율 보다 크면, 상기 각 구성품별로 교체, 정비를 선택하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계에서는,
    상기 변압기의 정비에 대한 지표로서,
    상기 변압기의 각 구성품의 고장 발생율을 제곱하여 반영하는 고장 발생 지표를 적용하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고장 발생 지표는,
    하기 수학식에 따른 것을 특징으로 하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
    Figure 112020035158266-pat00034

    Figure 112020035158266-pat00035

    (여기서, FR은 고장 발생 지표, f는 구성품의 고장 발생율, h는 가중치, d는 과거 고장 또는 정비에 따른 수리 가중치,
    Figure 112020035158266-pat00036
    는 구성품의 중요도 가중치, k는 구성품의 총 개수, n과 m은 각각 변압기와 구성품을 식별하는 코드 번호)
  7. 제1항에 있어서,
    상기 변압기에 대한 조치 우선 순위를 설정하는 단계에서는,
    상기 변압기의 정비에 대한 지표로서,
    상기 변압기의 각 구성품의 고장 발생율, 가중치, 고장 비용, 정비 비용을 반영하는 비용 지표를 적용하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비용 지표는,
    하기 수학식에 따른 것을 특징으로 하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
    Figure 112020035158266-pat00037

    Figure 112020035158266-pat00038

    (여기서, FR은 고장 발생 지표, f는 구성품의 고장 발생율, h는 가중치, α는 구성품의 고장 비용, β는 구성품의 정비 비용, d는 과거 고장 또는 정비에 따른 수리 가중치,
    Figure 112020035158266-pat00039
    는 구성품의 중요도 가중치, k는 구성품의 총 개수, n과 m은 각각 변압기와 구성품을 식별하는 코드 번호)
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 교체 평가 지표는,
    하기 수학식에 따라 도출되는 것을 특징으로 하는 전력용 변압기 정비 관리 방법.
    Figure 112022072676815-pat00041

    (여기서, RIn은 교체 평가 지표, LI은 절연지의 단위수명, c는 보정계수, h는 가중치)


  12. 삭제
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