KR102525798B1 - 특고압 수전설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 특고압 수전설비에 관한 것이다. 본 발명은 인입주로부터 특고압전압를 특고압반에 전달하는 인입구와 상기 특고압전압의 고장구간을 선별적으로 자동 분리하는 자동 고장구분 개폐기와 자동 고장구분 개폐기의 하류에 연결되는 피뢰기와 상기 자동 고장구분 개폐기와 연결되고, 사고 전류를 선택적으로 차단하는 파워휴즈와 상기 파워휴즈와 연결되며, 상기 특고압전류를 강압으로 변환시켜 부하에 출력시키는 변압기와 상기 변압기로부터 강압된 전압을 수전하는 부하를 포함하는 소형 특고압 수전설비에 있어서, 상기 변압기와 상기 부하 사이에는 적산 전력량을 계량 및 측정하기 위한 저압의 3상 전력량계가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

특고압 수전설비{High Voltage Powr Receiving Unit}

본 발명은 특고압 수전설비에 관한 것으로 더욱 자세하게는 수전설비의 구성중에서 MOF(Metering Out Fit)를 생략하여 수전설비 내부의 공간의 축소화를 도모한 소형 특고압 수전설비에 관한 것이다.

일반적으로 특고압 밀폐형 수전설비는 도 1에 나타난 바와 같이, 부하개폐기, 파워 휴즈, 어레스터, 전력 수급용 계기용 변압변류기(MOF)가 탱크에 SF₆가스로 밀봉되고, 차단기 및 계기용 변압기 등도 기존 제품 대비 외형을 축소하여 제작. 운반. 설치가 용이하도록 구성하고, 각 기기가 하나의 모듈에 수납되어 있어 내부 단락 등 사고 발생시 다른 부분으로 파급되는 것을 방지 할 수 있도록 사고범위를 국지화 시켰으며, 상기 모듈에는 만일의 사고 시 내부 압력으로부터 탱크를 보호하고 아크로부터 조작자를 보호하기 위하여 방폭장치가 구성되어 있어, 사고 시 아크 통로를 통하여 안전하게 아크를 유도할 수 있도록 구성하고, 각 기기 사이의 직접 접속을 통하여 기기간의 거리를 축소하고, 기기의 수직배치를 통하여 설치면적을 최소화 시켰으며 고압부분에 나(裸)도체 부분을 모두 없애 감전 위험으로부터 안전성을 확보하고 내부 단락사고를 사전에 제거한 수전설비가 사용되고 있다.

즉, 공장이나 빌딩, 아파트 단지 등 특별고압을 수전하여 적정한 저 전압의 상용전압으로 전압강하하기 위하여 변압기와 스위치 장치 및 기타 안전장치들을 포함하는 수전 시설을 갖추게 되는데 종래의 수전시설을 보면, 전력 수용가 단위로 정해진 용량에 맞도록 대형의 변압기를 중심으로 그 주변에 고압스위치 장치들과 관련계기 등을 배치할 때 이들을 프레임을 설치하여 배치해왔고 또한, 감전사고 등의 안전을 고려하여 수변전 시설 내부에서도 장치들 간에 충분한 이격거리를 유지시켜 왔기 때문에 수변전 시설을 설치하는데 넓은 설치 면적이 요구 되었으며, 이러한 수변전 설비의 사이즈 증가 및 중량의 증가는 시설기간 및 증설기간의 증가를 초래하여 설비의 설치비용을 증가시키게 되므로, 이러한 수변전설비의 사이즈를 최소화하기 위해 일반적으로 사용할 수 있는 가스절연기기를 사용하고 있으나, 이는 가격경쟁이 갈수록 심화되어 고비용을 요구하고 있는 것이었다.

이러한 기존 방식은 일반적으로 전력기기가 일반 건물 내에 많이 사용되고 있어 운반 및 설치작업이 용이한 제품을 요구되고 있으나, 이를 충족시키기 어렵고 또한, 설치면적에 대한 비용을 절감하기 위해 보다 축소화된 제품을 선호하고 있으나 설치 면적을 줄이는데 있어서 많은 한계가 있었다.

대한민국 특허공개 제2014-0025325호 대한민국 특허공개 제2011-0133400호 대한민국 특허공개 제2006-0117553호

MOF(Metering Out Fit: 계기용 변성기 함)는 단순 적산전력량 계량을 위한 고압 전력량계를 사용하기 위해 사용되는 설비인 수전설비의 내부에 상기 MOF를 제외시키도록 하여 내부의 공간을 축소시킨 특고압 수전설비을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또한, 수전설비의 온도, 전류 진동, 전력 및 영상 데이터들을 획득하고, 획득한 상기 데이터들과 기 저장된 데이터들을 비교하여 수전 설비의 상태를 모니터링 할수 있는 특고압 수전설비을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또한, 수전설비의 이상 유무를 실시간으로 감시하여 보호계전기의 오동작 등으로 인한 대형 고장을 예방하는 고장 예측 진단 장치를 제공하는 것이다

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 인입주로부터 특고압 전압을 특고압반에 전달하는 인입구와 상기 특고압전압의 고장구간을 선별적으로 자동 분리하는 자동 고장구분 개폐기와 자동 고장구분 개폐기의 하류에 연결되는 피뢰기와 상기 자동 고장구분 개폐기와 연결되고, 사고 전류를 선택적으로 차단하는 파워휴즈와 상기 파워휴즈와 연결되며, 상기 특고압전류를 강압으로 변환시켜 부하에 출력시키는 변압기와 상기 변압기로부터 강압된 전압을 수전하는 부하를 포함하는 특고압 수전설비에 있어서, 상기 변압기와 상기 부하 사이에는 적산 전력량을 계량 및 측정하기 위한 저압의 3상 전력량계가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 한다.

또한, 상기 3상 전력량계는 3상 전류 중 하나에 직렬 연결되어 전류를 측정하는 저항부; 및 상기 저항부에 의해 측정된 전류 값을 이용하여 소모된 전력량을 계산하는 제어부와 각 상에서 측정된 전력량을 전송 또는 수신하여 3상 전원의 전체 전력량을 계산하여 전송하는 통신부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3상 전력량계에는 독립된 전원을 공급하는 독립 전원부가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부하의 하부에는 상기 소형 특고압 수전설비를 사고 전류로부터 보호하는 차단기가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 기존의 수전설비 내부에 있는 MOF(계기용 변성기)를 없애고, ASS(자동전환구분개폐기)와 TR(transformer: 변압기)를 통하여 상기 MOF(계기용 변성기)의 역할을 대체할 수 있도록 하여 수변전실의 내부 공간을 축소시킨 특고압 수전설비를 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 특고압 수전설비의 결선도.
도 2a는 특고압 수전설비의 개략도.
도 2b는 본 발명에 의한 수전설비의 개략도.
도 3은 3상 전력량계의 블록도.
도 4는 수전설비의 고장예측 진단장치의 블록도.
도 5는 서버의 블럭 구성도.
도 6은 수전설비의 운전상태를 나타낸 도면.
도 7은 수전설비의 모니터링 방법을 나타내는 플로우 차트.

이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다.

도 2a는 수전설비의 개략도이고, 도 2b는 본 발명에 의한 수전설비의 개략도이고, 도 3은 3상 전력량계의 블록도이고, 도 4는 수전설비의 고장예측 진단장치의 블록도이고, 도 5는 서버의 블럭 구성도이며, 도 6은 수전설비의 운전상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 수전설비의 모니터링 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 2a를 참조하면, 기존의 초고압 수전설비의 개략도인데, 도시된 바와 같이 도 2b와 서로 바교하여 보면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 도 2b는 MOF(도면부호는 생략)가 제외된 것으로 나타나 있다. 따라서, 본 발명의 초고압 수전설비는 단순 적산전력량 계량을 위한 고압전력량계를 사용하기 위한 장치인 MOF를 없애고, 하나의 케이스(미도시)에 ASS(Automatic Section Switch 10: 자동고장구분개폐기)와 TR(Transfomer 20 : 변압기)만을 가지는 초고압 수전설비이다. 상기 초고압 수전설비는 이하에서는 '수전설비'로 약칭하기로 한다.

따라서, 상기 도 2b는 인입주(미도시)로부터 특고압전압를 특고압반에 전달하는 인입구(미도시)와 상기 특고압전압의 고장구간을 선별적으로 자동 분리하는 자동 고장구분 개폐기(10)와 상기 자동 고장구분 개폐기(10)의 하류에 연결되는 피뢰기(미도시)와 상기 자동 고장구분 개폐기(10)와 연결되고, 사고 전류를 선택적으로 차단하는 파워휴즈(미도시)와 상기 파워휴즈와 연결되며, 상기 특고압전류를 강압으로 변환시켜 부하에 출력시키는 변압기(20)와 상기 변압기(20)로부터 강압된 전압을 수전하는 부하(40)로 구성되는 기존의 초고압 수전설비에 저압의 3상 전력량계(30)가 더 포함되어 있는 구성인 것이다.

다시, 상기 도 2b를 참조하여 본 발명의 수전설비에 대한 설명을 하기로 한다. 참고로, 수전설비의 구성요소를 모두 하는 것이 아니고, 주요 구성요소인 도 2b에 도시된 ASS(10), TR(20), 3상 전력량계(30) 및 부하(40)에 대한 설명을 하는 것임을 밝혀두고자 한다.

상기와 같이 도시된 ASS(10)는 자동고장 구분개폐기(ASS: Automatic Sectionalizing Switch)로서 공급자 측의 특고압 선로의 사고전류 또는 수용가(需用家)의 사고 전류가 확산되지 않도록 전선로를 투입 또는 개방하여 차단과 통전을 하는 장치이다.

즉, ASS(10)는 인입구(미도시)의 주 개폐기로 설치되어 고장구간을 후방 보호장치(미도시)와 협조하여 자동으로 구분, 분리하는 개폐기로서 고장으로 인한 계통의 사고 확대를 방지하여 주는 보호장치이다.

TR(20)은 변압기로서, 발전소에서 일으킨 전기를 가정이나 공장에서 쓰기 위해서는, 서 전압을 올리거나 낮추어야 하는데, 이처럼 전기의 전압을 높이거나 낮추는 장치를 의미한다.

저압의 3상 전력량계(30)는 3상 전력시스템의 전자식 전력량계로서, 전압과 전류를 센싱하여 이를 소정의 값으로 나타내어 회로에 통과된 전력이 흐른 시간 동안 측정하고 기록하는 장치이다.

부하(40)는 전기를 수전(受電)하는 역할을 하는 것으로서, 상기 TR(20)을 통하여 변압된 전기를 공급받는 역할을 한다.

상기 부하(40)의 하부에는 본 발명의 수전설비를 사고 전류로부터 보호하는 차단기(미도시)가 더 형성되어 있다.

이와 같이, 본 발명은 저압의 3상 전력량계(30)를 사용하여 적산 전력량을 계량시켜, MOF 장비가 필요없이도 ASS(10)와 TR(20)만을 가지고 얼마든지 사용할 수 있는 초고압 수전설비를 제작할 수 있는 것이다.

이하에서는 도면을 첨부하여 전력량을 측정할 수 있는 상기 저압의 3상 전력량계(30)에 대한 설명을 하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 전력량계(30)의 블록도이다.

상기와 같은 3상 전원의 전력량계(30)는 3상 전류 중 하나에 직렬 연결되어 전류량을 측정하는 저항부(31)와 상기 3상 전원과 독립된 전원을 공급하는 독립 전원부(33) 및 상기 저항부(31)에 의해 측정된 전류량을 이용하여 소모된 전력량을 계산하는 제어부(32)를 포함한다. 그러므로, 상기 저압의 3상 전력량계(30)를 이용하면, 일정 시간동안 사용한 전력총량을 측정과 기록이 가능하므로 기존 수전설비에 형성되어 전압과 전류를 변성하여 전기 사용량을 기록하는 전력수급용 계기용 변성기인 MOF(Metering Out Fit)가 구태여 필요가 없는 것이다.

상기 저항부(31)는 3상 전원의 전류 흐름에 직렬로 연결된 저항일 수 있다. 상기 저항부(31)는 전압 강하를 최소화해야 하므로 작은 값이어야 하는데 예컨대, 저항값은 약 100μΩ 내지 120μΩ일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

저항부(31)는 자신의 양단의 전압 강하를 측정하여 자신의 저항값을 이용하여 전류량을 측정할 수 있다.

독립 전원부(33)는 상기 3상의 전원과 독립된 전원을 제공할 수 있다. 이것은 3상의 전원과 독립되어야 한다는 것으로서, 3상의 전원에 영향을 받지 않도록 격리 또는 분리되어야 함을 의미한다. 각각의 상전류 또는 상전압을 단상에 대한 전류 또는 전압을 측정하는 것과 유사하게 구성하기 위해서는, 각 상 사이의 선간 전압 차이를 제거하는 것이 요구된다.

만약, 이러한 독립 전원부(33)가 없이도 3개의 저항부(31)를 통한 전압 강하 값을 검출하여 각각의 제어부(32)에 입력하면 이들의 값들이 결국 약 380 Volt의 전압 차이로 인해, 제어부(32)가 손상될 것이다. 따라서, 각각의 3상 전력량계(30)는 각각의 전원과 서로 독립된 독립 전원부(33)를 구비하는 것이 바람직하다.

제어부(32)는 일반적인 마이크로 프로세서, 마이크로 제어기, 제어기 등이며, 측정된 전압 값 및 측정된 전류 값을 이용하여 전력 값을 계산하고, 이것을 시간에 따라 누적하여 전체 소모된 전력량을 계산할 수 있다.

또한, 3상 전력량계(30)는 상기 3상 전원의 전압을 측정하기 위한 별도의 저항부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 제어부(32)는 측정된 전류량 및 측정된 전압을 이용하여 해당 상에서 소모된 전력량을 계산하고, 각 상에서 소모된 전력량을 통합하여 전체 전력 소모량을 계산할 수 있다.

3상 전력량계(30)는 상기 3상 전원 각각의 전력량을 측정하기 위해 각 상 전원마다 하나씩 존재할 수 있으며 또한, 상기 3상 전력량계(30)는 절연된 통신부(34)를 포함하고, 상기 통신부(34)를 통해 각 상에서 측정된 전력량을 전송 또는 수신하여 전체 전력량을 계산할 수 있다. 즉, 상기 통신부(34)를 통하여 수전설비에 게산된 전력량 등을 전송하는 것이다.

또한, 3상 전력량계(30)는 제어부(32)가 포함되어 있더라도, 별도의 제어 유닛(미도시)을 형성시키도록 하여, 상기 별도 제어 유닛이 3상 전력량계(30)의 제어부(32)로부터 전력량을 수신하여 전체 전력량을 계산할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 초고압 수전설비를 모니터링하는 진단장치 및 그 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수전설비를 모니터링하는 진단장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도시된 바와 같이, CPU모듈(120), 인터페이스 모듈(130), 통신모듈(140), 서버(150) 및 단말기(160)를 포함하는 구성이다.

상기 CPU 모듈(120)은 수전설비를 전반적으로 제어한다. 상기 수전설비에 형성된 MCCB(Mold Case CircuitBreaker: 배선용 차단기)(11) 및 MC(전자접촉기: Magnetic Contactor)(12)에 를 통해 흐르는 전류값을 입력받고, 이 전류값을 통신 모듈(140)로 전달한다.

또한, CPU 모듈(120)은 통신 모듈(140)을 통해 수전설비에 대한 리셋 명령이 입력되면, 해당 리셋 명령에 따라 수전설비를 리셋시킨다.

인터페이스 모듈(130)은 보호계전기(13) 예를 들어, EOCR(Electronic Overload Relay)의 통신 상태에 대응되는 통신 상태 정보를 생성하고 이 통신 상태 정보를 통신 모듈(140)로 전달한다.

통신 모듈(140)은 CPU 모듈(120)과 인터페이스 모듈(130) 각각으로부터 입력된 전류값 및 통신 상태 정보를 취합하여 이더넷 등의 통신망을 통해 서버(150)로 전달한다.

서버(150)는 상기 통신 모듈(140)로부터 입력된 전류값 및 통신 상태 정보를 분석하여 분석 결과를 출력한다. 이 경우, 수전설비는 분석 결과에 근거하여 상기 수전설비의 고장을 예측 및 진단하고 수전설비의 운전 상태 이상을 경보한다.

단말기(160)는 상기 서버(150)에 각종 제어명령을 입력하고, 상기 서버(150)로부터 전달받은 각종 정보를 출력한다. 여기서, 단말기(160)는 PC, PDA, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC 등을 들 수 있다.

도 5를 참조하면, 서버(150)는 통신 인터페이스부(151), 데이터베이스부(152), 통신 상태 분석부(153), 전류값 분석부(154), 이력 관리부(155), 제2 제어부(156), 경보부(157), 인터페이스부(158) 및 제2 통신부(159)를 포함한다.

통신 인터페이스부(151)는 서버(150)와 통신 모듈(140) 간의 통신 인터페이스를 제공한다. 상기 통신 인터페이스부(151)는 통신 모듈(140)로부터 전달받은 데이터에서 전류값 및 통신 상태 정보를 분리하여 전류값 분석부(154) 및 통신 상태 분석부(153)로 각각 입력한다.

또한, 통신 인터페이스부(151)는 데이터베이스부(152)로 전류값 및 통신상태 정보를 전달하여 상기 데이터베이스부(152)가 전류값 및 통신 상태 정보를 저장할 수 있도록 한다.

데이터베이스부(152)는 통신 인터페이스부(151)로부터 입력된 전류값과 통신 상태 정보저장하는 데이터 저장부(521) 및 통신 상태 분석부(153) 및 전류값 분석부(154)에 의해 분석된 분석 결과를 저장하는 분석결과 저장부(522)를 포함한다.

통신 상태 분석부(153)는 통신 인터페이스부(151)로부터 전달받은 통신 상태 정보를 분석하여 그 분석 결과를 생성한다. 이 경우, 통신 상태 분석부(153)는 분석 결과를 년/월/일/시간/분/초 단위로 데이터베이스부(152)에 저장한다. 이를 통해 보호계전기(13)의 오동작이나 부동작 등으로 인한 통신 상태 오동작과 관련하여 년/월/일/시간/분/초 단위로 그 고장 이력을 정확하게 인지할 수 있도록 한다.

전류값 분석부(154)는 통신 인터페이스부(151)로부터 전달받은 전류값을 분석하여 그 분석결과를 생성한다. 전류값 분석부(154)는 전류값이 이전에 저장된 최대 전류값 보다 설정비율 이상 증가한 상태로 설정시간 이상 지속되는지를 판단한다. 여기서, 설정비율과 설정시간은 수전설비에 실제 고장이 발생하기 전 고장이 발생할 확률이 매우 높은 상태에서의 전류값에 근거하여 다양하게 설정될 수 있다. 설정비율은 최대 전류값의 10% 이상으로 채용될 수 있으며, 이를 통해 수전설비에 과전류가 흐르고 있음을 인지할 수 있다. 또한, 설정시간은 5초로 설정될수 있는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않는다는 것을 밝혀두고자 한다.

이와 같이, 전류값이 최대 전류값의 10% 이상으로 유지된 상태로 5초 이상 지속될 경우는 수전설비의 실제 고장이 발생하기 전의 상태로서, 상기 수전설비에 고장이 발생할 확률이 매우 높은 상태이다. 따라서, 이 상태에서는 수전설비의 운전 상태 이상을 경보하여 담당자가 해당 수전설비를 점검할 수 있도록 하고, 이를 통해 수전설비의 고장을 사전에 예방할 수 있다. 이 과정에서, 수전설비의 부속품을 교체하거나 점검을 수행하고, 수전설비의 실제 고장으로 인한 사전 조치 및 정비를 수행할 수 있으므로, 고장으로 인한 발전소 등의 대형 고장이나 파급 고장으로 이어지거나 화재로 이어지는 것을 사전에 예방할 수 있다.

또한, 전류값 분석부(154)는 상기한 바와 같이 전류값을 분석하여 누설지락전류 발생 여부를 감시할 뿐만아니라, 결상, 역상, 불평형 전류, 저전류 발생 여부 등을 감시한다. 게다가, 전류값 분석부(154)는 상기한 바와 같은 전류 분석을 통해 수전설비의 기동운전이나 작동 중 스톱(stop) 현상 발생 여부를 감시한다.

경보부(157)는 제2 제어부(156)의 제어신호에 응답하여 수전설비의 운전 상태 이상을 영상이나 음성을 통해 경보한다.

인터페이스부(158)는 단말기(160)를 통해 전동기 제어반(10)의 동작에 관한 각종 제어 명령을 입력받아 제2 제어부(156)로 전달하고, 해당 제어 명령에 따른 동작 결과를 출력한다.

제어 명령으로는 수전설비를 리셋시키도록 하는 리셋 명령과 수전설비의 동작에 대한 이력 정보를 출력하도록 하는 이력 정보 출력 명령 등이 포함될 수 있다. 이외에도, 제어 명령으로는 수전설비의 전반적인 동작에 관한 다양한 제어명령이 모두 포함될 수 있다.

제2 통신부(159)는 단말기(160)와 유무선 통신을 수행하는 것으로서, 상기한 전류값 분석부(154) 및 통신 상태분석부(153)의 분석 결과를 단말기(160)에 전달함과 더불어 상기한 제어 명령에 따른 수전설비의 동작 결과를 상기 단말기(160)로 전달한다.

또한, 제2 통신부(159)는 상기한 분석 결과를 근거로 한 제2 제어부(156)의 제어신호에 따라 수전설비의 운전 상태 이상을 단말기(160)에 전달한다. 이를 통해, 단말기(160)를 통해서도 수전설비의 운전 상태 뿐만 아니라, 상기 수전설비의 운전 상태 이상 등을 즉각적으로 인지할 수 있다.

제2 제어부(156)는 서버(150)를 전반적으로 제어하는 것으로서, 상기한 바와 같이 전류값 분석부(154) 및 통신 상태 분석부(153)의 분석 결과에 따라 경보부(157)를 통해 수전설비의 운전 상태 이상을 경보한다.

이 경우, 상기 제2 제어부(156)는 전류값 분석부(154)의 분석 결과 그 전류값이 이전에 저장된 최대 전류값 보다 설정비율 이상 증가한 상태로 설정시간 이상 지속되면 경보부(157)를 통해 수전설비의 운전 상태 이상을 경보한다.

또한, 상기 제2 제어부(156)는 인터페이스부(158)로부터 입력된 제어 명령에 따라 서버(150)를 제어한다. 예로서, 경보부(157)를 통해 수전설비의 운전 상태 이상을 경보한 후, 인터페이스부(158)로부터 리셋 명령이 입력되면, 제2 제어부(156)는 통신 인터페이스부(151)를 통해 리셋 명령을 CPU 모듈(120)로 전달한다. 이에 따라, 상기 CPU 모듈(120)은 서버(150)의 리셋 명령에 따라 수전설비를 리셋시킨다.

한편, 인터페이스부(158)로부터 이력정보 출력 명령이 입력되면, 제2 제어부(156)는 이력 관리부(155)를 통해 이력정보를 생성하도록 하고, 상기 이력 관리부(155)에 의해 생성된 이력 정보를 단말기(160)로 제2 통신부(159)를 통해 전달하거나 인터페이스부(158)를 통해 출력한다.

이력 관리부(155)는 데이터베이스부(152)에 저장된 전류값 및 수전설비의 전류에 대한 분석 결과에 근거하여 전류값의 변화 및 수전설비의 고장 이력에 대한 이력 정보를 생성한다. 이 경우, 상기 이력 관리부(155)는 년/월/일/시간/분/초 단위로 전류값에 대한 이력 정보를 생성함과 더불어, 보호계전기(13)의 통신 상태에 대한 이력 정보를 생성한다.

도 6에는 단말기(160)를 통해 출력되는 수전설비의 운전 상태가 도시되었다.

수전설비의 식별정보(H918B12(K7) 25 EA), 해당 수전설비의 태그 기록(name), 모터 상태(status), 보호계전기(EOCR) 상태(eocr), MCCB 상태(MCCB), MC 기동 상태(MC), 전류값(current), 보호계전기(ECOR) 폴트(fault) 누적 횟수 뿐만 아니라 수전설비에 리셋 명령을 입력하기 위한 원격 리셋 버튼(reset)이 도시된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 수전설비의 고장 예측 진단 장치의 동작 과정을 도면을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수전설비의 고장 예측 진단 장치(100)의 동작 과정의 일 예를 도시한 순서도이다.

도시된 대로, CPU 모듈(120)은 수전설비의 MCCB(11) 및 MC(12)를 통해 흐르는 전류값을 입력받고(S110), 상기 전류값을 통신 모듈(140)로 전달한다.

또한, 인터페이스 모듈(130)은 보호계전기(13), 예를 들어, EOCR(Electronic Overload Relay)의 통신 상태 정보를 입력받고(S120), 이 통신 상태 정보를 통신 모듈(140)로 전달한다.

CPU 모듈(120)과 인터페이스 모듈(130) 각각으로부터 전류값 및 통신 상태 정보가 입력되면, 통신 모듈(140)은 CPU모듈(120)과 인터페이스 모듈(130) 각각으로부터 입력된 전류값 및 통신 상태 정보를 취합하여 서버(150)로 전달한다(S130).

상기 서버(150)의 통신인터페이스부(151)는 상기 통신 모듈(140)로부터 전달받은 데이터에서 전류값 분석부(154) 및 통신 상태 분석부(153)로 각각 입력하고, 데이터베이스부(152)에 전류값 및 통신 상태 정보를 각각 전달하여 저장시킨다S140).

이어 통신 상태 분석부(153)는 통신 인터페이스부(151)로부터 전달받은 통신 상태 정보를 분석하여 그 분석 결과를 생성한다. 또한, 전류값 분석부(154)는 통신 인터페이스부(151)로부터 전달받은 전류값을 분석하여 그 분석결과를 생성한다(S150). 이 경우 전류값 분석부(154)는 전류값이 이전에 저장된 최대 전류값 보다 설정비율 이상 증가한 상태로 설정시간 이상 지속되는지를 분석한다.

이어, 데이터베이스부(152)는 통신 상태 분석부(153) 및 전류값 분석부(154)의 분석 결과를 저장한다(S160).

또한, 제2 제어부(156)는 전류값 분석부(154)에 의해 전류값이 이전에 저장된 최대 전류값 보다 설정비율 이상 증가한상태로 설정시간 이상 지속된 것으로 분석되면, 경보부(157)를 통해 수전설비의 운전 상태 이상을 경보한다.

또한, 제2 제어부(156)는 전류값 분석부(154)에 의해 결상, 역상, 불평형 전류, 저전류 발생 여부, 기동 운전중 갑작스런 stop 현상 발생 여부가 분석되면, 이를 근거로 하여 경보부(157)를 통해 수전설비의 운전 상태 이상을 경보한다(S170).

한편, 수전설비의 운전 상태 이상을 경보함과 더불어, 인터페이스부(158) 또는 단말기(160)로부터 제어명령이 입력되면, 서버(150)는 해당 제어 명령을 수행하여 그 동작 결과를 출력한다.

이와 같은 본 실시예는 수전설비의 운전 상태를 모니터링하여 전력 케이블 등의 이상 징후를 조기에 감지하고 운전 상태 이상을 경보한다.

또한, 보호계전기(13)의 이상 유무를 실시간으로 감시하여 상기 보호계전기(13)의 오동작 또는 부동작 등으로 인한 대형 고장을 예방할 수 있도록 하고, 수전설비의 과부하나 고장 및 전력 케이블(미도시)의 화재 등으로 인한 고장전류(단락전류 또는 지락전류 등)의 변화를 조기에 감지하여 경보를 발생시키며, 수전설비의 고장 나기 전에 사전 조치 및 정비가 가능하도록 한다.

또한, 본 실시예는 전력 케이블 등의 과열로 인한 수전설비의 운전 상태 이상을 조기에 경보 및 조치하도록 함으로서 전력 케이블 등의 화재를 예방할 수 있도록 하고, 만일 수전설비가 고장이 발생하면 추후, 고장 내용을 담당자에게 전파하여 파급 고장을 예방하며 상기 수전설비의 재기동 시간을 단축할 수 있도록 한다.

더 나아가, 본 실시예는 수전설비와 MC(12) 등의 접점을 감시하여 담당자의 오조작을 방지하고, 담당자가 상기 수전설비에 설치된 부속품 등의 정비 이력을 관리할 수 있도록 하며, 부속품 등의 교체 주기를 산정할 수 있도록 한다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 자동고장구분 개폐기(ASS) 11 : MCCB
12 : MC 13 : 보호계전기
20 : 변압기 30 : 3상 전력량계
31 : 저항부 32 : 제어부
33 : 독립전원부 34 : 통신부
40 : 부하
100 : 진단장치 120 : CPU 모듈
130 : 인터페이스 모듈 140 : 통신모듈
150 : 서버 151 : 통신 인터페이스부
152 : 데이터베이스부 153 : 통신상태분석부
154 : 전류값분석부 155 : 이력관리부
156 : 제2 제어부 157 : 경보부
158 : 인터페이스부 159 : 제2 통신부
160 : 단말기 521 : 데이터저장부
522 : 분석결과저장부

Claims (4)

1. 인입주로부터 특고압 전압을 특고압반에 전달하는 인입구;
   상기 특고압 전압의 고장구간을 선별적으로 자동 분리하는 자동 고장구분 개폐기;
   자동 고장구분 개폐기의 하류에 연결되는 피뢰기;
   상기 자동 고장구분 개폐기와 연결되고, 사고 전류를 선택적으로 차단하는 파워휴즈;
   상기 파워휴즈와 연결되며, 특고압 전류를 강압으로 변환시켜 부하에 출력시키는 변압기;
   상기 변압기로부터 강압된 전압을 수전하는 부하를 포함하고,
   상기 변압기와 상기 부하 사이에는 적산 전력량을 계량 및 측정하기 위한 저압의 3상 전력량계가 형성되는 특고압 수전설비에 있어서,
   
   상기 특고압 수전설비를 모니터링하는 진단장치(100)를 포함하며,
   상기 진단장치(100)는 CPU모듈(120), 인터페이스 모듈(130), 통신모듈(140), 서버(150) 및 단말기(160)를 포함하고,
   상기 서버(150)는 통신 인터페이스부(151), 데이터베이스부(152), 통신 상태 분석부(153), 전류값 분석부(154), 이력 관리부(155), 제2 제어부(156), 경보부(157), 인터페이스부(158) 및 제2 통신부(159)를 포함하고,
   상기 통신 인터페이스부(151)는 상기 서버(150)와 상기 통신 모듈(140) 간의 통신 인터페이스를 제공하고, 상기 통신 인터페이스부(151)는 상기 통신 모듈(140)로부터 전달받은 데이터에서 전류값 및 통신 상태 정보를 분리하여 상기 전류값 분석부(154) 및 상기 통신 상태 분석부(153)로 각각 입력하고,
   상기 통신 상태 분석부(153)는 상기 통신 인터페이스부(151)로부터 전달받은 통신 상태 정보를 분석하며, 상기 통신 상태 분석부(153)는 분석 결과를 년/월/일/시간/분/초 단위로 데이터베이스부(152)에 저장하고, 보호계전기(13)의 오동작이나 부동작으로 인한 통신 상태 오동작과 관련하여 년/월/일/시간/분/초 단위로 고장 이력을 저장하며, 상기 통신 인터페이스부(151)로부터 전달받은 전류값을 분석하고, 상기 전류값 분석부(154)는 전류값이 이전에 저장된 최대 전류값 보다 설정비율 이상 증가한 상태로 설정시간 이상 지속되는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 특고압 수전설비.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 저압의 3상 전력량계는
   3상 전류 중 하나에 직렬 연결되어 전류를 측정하는 저항부; 및
   상기 저항부에 의해 측정된 전류 값을 이용하여 소모된 전력량을 계산하는 제어부;
   각 상에서 측정된 전력량을 전송 또는 수신하여 3상 전원의 전체 전력량을 계산하여 전송하는 통신부로 이루어지는 특고압 수전설비.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 3상 전력량계에는 독립된 전원을 공급하는 독립 전원부가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 특고압 수전설비.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 부하의 하부에는 소형 특고압 수전설비를 사고 전류로부터 보호하는 차단기가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 특고압 수전설비.

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