KR102565620B1 - Method for detecting mechanical anomaly of tap-changer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법에 관한 것으로, 탭 절환장치를 질량(m), 스프링(k), 댐퍼(c)를 포함하는 진동자 모델로 모델링 하는 단계; 상기 탭 절환장치에 진동을 가하여 획득한 데이터를 통해 상기 진동자 모델의 계수를 획득하는 모델 계수 획득 단계; 상기 탭 절환장치에서 발생한 진동 신호를 측정하는 진동 신호 측정 단계; 상기 진동자 모델을 통해 상기 탭 절환장치에서 발생한 진동 신호를 분석하여 상기 탭 절환장치의 가진원 데이터를 도출하는 가진원 데이터 도출 단계; 상기 가진원 데이터를 통해 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 판별 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. The present invention relates to a method for detecting a mechanical abnormality of a tap changer, comprising the steps of modeling the tap changer with a vibrator model including a mass (m), a spring (k), and a damper (c); a model coefficient acquisition step of acquiring coefficients of the vibrator model through data obtained by applying vibration to the tap changer; a vibration signal measurement step of measuring a vibration signal generated by the tap changer; an excitation source data derivation step of deriving excitation source data of the tap changer by analyzing a vibration signal generated from the tap changer through the vibrator model; and a determination step of determining whether or not the tap changer is abnormal through the excitation source data.
Description
본 발명은 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탭 절환장치를 질량(m), 스프링(k), 댐퍼(c)를 포함하는 진동자 모델(MCK 모델)로 모델링 하고, 모델링된 진동자 모델을 통해 가진원 데이터를 도출하여 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 판별할 수 있는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for detecting a mechanical abnormality of a tap changer, and more particularly, a tap changer is modeled as a vibrator model (MCK model) including a mass (m), a spring (k), and a damper (c), The present invention relates to a method for detecting mechanical abnormality of a tap changer capable of determining whether or not there is a mechanical abnormality of the tap changer by deriving excitation source data through a modeled vibrator model.
변압기의 전압은 1차 수전 전압의 변동 및 부하전류 증감에 따라 운전 중인 변압기의 출력(2차) 전압이 변동된다. 변압기의 전압은 1차 수전 전압의 변동에 따라 변화되므로 1차 수전 전압의 전압변화가 심한 경우 또는 부하의 종류에 따라서 동일 변압기에 접속된 부하설비에 막대한 영향을 미치게 된다. As for the voltage of the transformer, the output (secondary) voltage of the transformer in operation varies according to the variation of the primary receiving voltage and the increase or decrease of the load current. Since the voltage of the transformer changes according to the fluctuation of the primary receiving voltage, it has a great effect on the load equipment connected to the same transformer depending on the type of load or when the voltage change of the primary receiving voltage is severe.
따라서, 변압기는 전압의 변화에 능동적으로 대처하기 위해 변압기 부하 시 탭 절환장치(On Load Tap Changer: 이하 "OLTC"라 함)가 필요하게 된다. 탭 절환장치는 변압기 권선에 탭을 설치하여, 탭 절환(탭 위치 조정)을 통해 출력(2차) 전압을 조절할 수 있는 것으로, 탭 절환장치를 통해 출력(2차) 전압 변동을 최소화할 수 있게 된다. Therefore, the transformer requires an On Load Tap Changer (hereinafter referred to as “OLTC”) to actively cope with voltage changes. A tap changer is a device that installs a tap on the transformer winding and adjusts the output (secondary) voltage through tap switching (tap position adjustment). do.
탭 절환장치는 변압기에서 유일하게 기계적으로 동작하며, 하루에 2~3회 정도 탭 절환이 이루어진다. 이와 같은 탭 절환장치를 장기간 운용 시, 기계적인 부품에 열화가 발생하여 기계적 동작 이상이 유발되면서 변압기의 고장이 발생하게 된다. 따라서, 변압기의 장기간 운용을 위해서는 탭 절환장치의 이상 여부를 검출하는 것이 중요한 문제이다. The tap changer is the only one mechanically operated in the transformer, and taps are changed 2-3 times a day. When such a tap changer is operated for a long period of time, deterioration occurs in mechanical parts, resulting in abnormal mechanical operation, resulting in a transformer failure. Therefore, in order to operate the transformer for a long period of time, it is important to detect whether or not the tap changer is abnormal.
종래의 탭 절환장치의 이상 여부 검출방법은, 변압기를 정지시키고 침습적으로 점검을 진행하는 방법을 사용하였다. 탭 절환장치 주요 점검 항목은 절연유 내 수분함량, 천이 저항 측정, 마모도 육안 검사, 작동회수 측정 등이 있으나, 이와 같은 방법으로는 탭 절환장치의 기계적 상태를 파악하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 종래의 탭 절환장치의 이상 여부 검출방법은, 변압기를 정지시키고 점검을 진행해야 함에 따라 변압기 사용에 불편함을 초래하는 문제점이 있다. A conventional method for detecting an abnormality in a tap changer used a method of stopping a transformer and performing an invasive inspection. The main inspection items of the tap changer include moisture content in insulating oil, measurement of transition resistance, visual inspection of abrasion, and measurement of the number of operations. In addition, the conventional method for detecting an abnormality of the tap changer has a problem that causes inconvenience in using the transformer as the transformer must be stopped and inspected.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 탭 절환장치를 질량(m), 스프링(k), 댐퍼(c)를 포함하는 진동자 모델(MCK 모델)로 모델링 하고, 모델링된 진동자 모델을 통해 가진원 데이터를 도출하여 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 판별할 수 있는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법에 관한 것이다. The present invention was created to solve the above problems, and more specifically, the tap changer is modeled as a vibrator model (MCK model) including a mass (m), a spring (k), and a damper (c), and modeling It relates to a method for detecting mechanical abnormality of a tap changer that can determine whether or not there is a mechanical abnormality of the tap changer by deriving excitation source data through an oscillator model.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은 탭 절환장치를 질량(m), 스프링(k), 댐퍼(c)를 포함하는 진동자 모델로 모델링 하는 단계; 상기 탭 절환장치에 진동을 가하여 획득한 데이터를 통해 상기 진동자 모델의 계수를 획득하는 모델 계수 획득 단계; 상기 탭 절환장치에서 발생한 진동 신호를 측정하는 진동 신호 측정 단계; 상기 진동자 모델을 통해 상기 탭 절환장치에서 발생한 진동 신호를 분석하여 상기 탭 절환장치의 가진원 데이터를 도출하는 가진원 데이터 도출 단계; 상기 가진원 데이터를 통해 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 판별 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.A mechanical abnormality detection method of a tap changer of the present invention for solving the above problems includes modeling the tap changer as a vibrator model including a mass (m), a spring (k), and a damper (c); a model coefficient acquisition step of acquiring coefficients of the vibrator model through data obtained by applying vibration to the tap changer; a vibration signal measurement step of measuring a vibration signal generated by the tap changer; an excitation source data derivation step of deriving excitation source data of the tap changer by analyzing a vibration signal generated from the tap changer through the vibrator model; and a determination step of determining whether or not the tap changer is abnormal through the excitation source data.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 탭 절환장치는, 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되는 다이버터 스위치; 상기 하우징 내부에 설치되는 탭 선택기;를 포함할 수 있다. The tap changer of the mechanical abnormality detecting method of the tap changer of the present invention for solving the above problems includes a housing; a diverter switch installed inside the housing; It may include; a tap selector installed inside the housing.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 진동자 모델은, 상기 하우징을 제1질량으로 하는 제1자유도 진동자 모델과, 상기 다이버터 스위치를 제2질량으로 하는 제2자유도 진동자 모델과, 상기 탭 선택기를 제3질량으로 하는 제3자유도 진동자 모델을 포함할 수 있다. The vibrator model of the mechanical abnormality detection method of the tap changer of the present invention for solving the above problems is a first degree of freedom vibrator model in which the housing is a first mass and the diverter switch is a second mass A second degree of freedom oscillator model and a third degree of freedom oscillator model in which the tap selector has a third mass may be included.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 판별 단계는, 상기 가진원 데이터에서 도출되는 신호들의 크기와 신호들의 발생시간을 통해 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있다. In the determining step of the method for detecting mechanical abnormality of a tap changer according to the present invention to solve the above-mentioned problem, whether the tap changer is abnormal is determined through the magnitude of signals derived from the excitation source data and the generation time of the signals. can do.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 모델 계수 획득 단계에서는, 상기 제1자유도 진동자 모델의 계수, 상기 제2자유도 진동자 모델의 계수, 상기 제3자유도 진동자 모델의 계수를 획득할 수 있다. In the model coefficient acquisition step of the method for detecting mechanical abnormality of a tap changer of the present invention for solving the above-described problem, the coefficients of the first degree of freedom oscillator model, the coefficients of the second degree of freedom oscillator model, and the third degree of freedom Also, the coefficients of the oscillator model can be obtained.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 가진원 데이터 도출 단계에서는, 상기 하우징의 가진원 데이터, 상기 다이버터 스위치의 가진원 데이터, 상기 탭 선택기의 가진원 데이터를 도출할 수 있다. In the excitation source data derivation step of the mechanical abnormality detection method of the tap changer of the present invention for solving the above-described problem, the excitation source data of the housing, the excitation source data of the diverter switch, and the excitation source data of the tap selector can be derived.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 판별 단계에서는, 상기 다이버터 스위치의 가진원 데이터의 신호 최대 크기와, 상기 탭 선택기의 가진원 데이터의 신호 최대 크기를 비교하여 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있다. In the determination step of the mechanical abnormality detection method of the tap changer of the present invention to solve the above-described problem, the maximum signal size of the excitation source data of the diverter switch and the maximum signal size of the excitation source data of the tap selector are determined. By comparing, it is possible to determine whether the tap changer is abnormal.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 판별 단계에서는, 상기 다이버터 스위치의 가진원 데이터에서 신호가 발생하는 시간과, 상기 탭 선택기의 가진원 데이터에서 신호가 발생하는 시간의 차이를 비교하여 상기 다이버터 스위치의 이상 여부를 판별할 수 있다. In the determination step of the mechanical abnormality detection method of the tap changer of the present invention to solve the above-mentioned problem, the signal generation time in the excitation source data of the diverter switch and the signal in the excitation source data of the tap selector It is possible to determine whether or not the diverter switch is abnormal by comparing the time difference between occurrences.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 상기 판별 단계에서는, 상기 탭 선택기의 가진원 데이터에서, 2번 발생하는 신호의 시간 차이를 통해 상기 탭 선택기의 이상 여부를 판별할 수 있다. In the determining step of the mechanical abnormality detection method of the tap changer of the present invention to solve the above-described problem, in the source data of the tap selector, whether the tap selector is abnormal is determined through the time difference between the signals generated twice. can be identified.
본 발명은 탭 절환장치를 진동자 모델로 모델링하고, 진동자 모델을 통해 탭 절환장치의 운행 중에 발생하는 진동 신호의 데이터를 분석하여 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 판별할 수 있는 것으로, 본 발명은 탭 절환장치의 운행 중에 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있는 장점이 있다. The present invention models the tap changer as a vibrator model, and analyzes the vibration signal data generated during operation of the tap changer through the vibrator model to determine whether the tap changer is mechanically abnormal. It has the advantage of being able to determine whether or not the tap changer is abnormal while the changer is in operation.
또한, 본 발명은 진동자 물리 모델에 들어맞는 탭 절환장치에 대해 범용적으로 활용할 수 있는 장점이 있으며, 탭 절환장치의 전기적 이상 여부를 검출하는 종래의 검출방법과 달리 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 검출할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of being universally applicable to the tap changer that fits the vibrator physical model, and unlike the conventional detection method for detecting electrical abnormality of the tap changer, mechanical abnormality of the tap changer There are advantages to detection.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 탭 절환장치를 진동자 모델로 모델링한 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도출된 u2, u3의 가진원 데이터를 나타내는 도면이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 u2, u3의 가진원 데이터에서, 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하기 위해 도출되는 식을 나타내는 것이다.
도 6(a) 내지 도 6(c)는 도 5(a)및 도 5(b)를 통해 도출된 식을 통해 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 것을 나타내는 도면이다. 1 is a flowchart of a method for detecting a mechanical abnormality of a tap changer according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a tap changer according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating modeling of a tap changer as an oscillator model according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing excitation source data of u 2 and u 3 derived according to an embodiment of the present invention.
5(a) and 5(b) show equations derived to determine whether a tap changer is abnormal in the excitation source data of u 2 and u 3 according to an embodiment of the present invention.
6(a) to 6(c) are diagrams illustrating determining whether or not the tap changer is abnormal through the formula derived through FIGS. 5(a) and 5(b).
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.This specification clarifies the scope of the present invention, explains the principles of the present invention, and discloses embodiments so that those skilled in the art can practice the present invention. The disclosed embodiments may be implemented in various forms.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Expressions such as “include” or “may include” that may be used in various embodiments of the present invention indicate the existence of a function, operation, or component that has been disclosed, and may include one or more additional functions, operations, or components. components, etc. are not limited. In addition, in various embodiments of the present invention, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that there are features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어, 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When an element is referred to as being "connected or coupled" to another element, the element may be directly connected or coupled to the other element, but there is a gap between the element and the other element. It should be understood that other new components may exist in On the other hand, when an element is referred to as being “directly connected” or “directly coupled” to another element, it will be understood that no new element exists between the element and the other element. should be able to
본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법에 관한 것으로, 탭 절환장치를 질량(m), 스프링(k), 댐퍼(c)를 포함하는 진동자 모델(MCK 모델)로 모델링 하고, 모델링된 진동자 모델을 통해 가진원 데이터를 도출하여 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 판별할 수 있는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법에 관한 것이다.It relates to a method for detecting a mechanical abnormality of a tap changer according to an embodiment of the present invention, modeling the tap changer as a vibrator model (MCK model) including a mass (m), a spring (k), and a damper (c), The present invention relates to a method for detecting mechanical abnormality of a tap changer capable of determining whether or not there is a mechanical abnormality of the tap changer by deriving excitation source data through a modeled vibrator model.
탭 절환장치에서 발생하는 진동은, 탭 절환시 탭 선택기 동작 및 다이버터 스위치 작동에 의해 발생하게 된다.(Burst 신호 발생) 본 발명은 탭 절환장치에서 진동 신호(Burst 신호)가 발생하는 시점, 시간 차를 진동자 모델(MCK 모델)로 보정하여, 시간과 가진의 크기를 수치화하여 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 검출하는 방법에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. Vibration generated in the tap changer is caused by the operation of the tap selector and the operation of the diverter switch during tap change. (Burst signal generation) It relates to a method of detecting mechanical abnormality of a tap changer by calibrating the difference with an oscillator model (MCK model) and digitizing the time and magnitude of excitation. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은, 모델링 단계(S100), 모델 계수 획득 단계(S200), 진동 신호 측정 단계(S300), 가진원 데이터 도출 단계(S400), 판별 단계(S500)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a mechanical abnormality detection method of a tap changer according to an embodiment of the present invention includes a modeling step (S100), a model coefficient acquisition step (S200), a vibration signal measurement step (S300), and an excitation source data derivation step. (S400), and a determination step (S500).
도 2를 참조하면, 상기 탭 절환장치(100)는 하우징(110), 다이버터 스위치(120), 탭 선택기(130)를 포함한다. 상기 하우징(110)은 상기 탭 절환장치(100)의 본체가 될 수 있는 것이며, 상기 다이버터 스위치(120)와 상기 탭 선택기(130)는 상기 하우징(110) 내부에 설치될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the tap changer 100 includes a housing 110, a diverter switch 120, and a tap selector 130. The housing 110 may be a body of the tap changer 100, and the diverter switch 120 and the tap selector 130 may be installed inside the housing 110.
상기 탭 선택기(130)는 변압기를 주 통전 선로의 활선상태에서 전압 변성탭을 바꿔 목적하는 전압값의 권선 전압으로 선택하는 것으로, 상기 탭 선택기(130)의 작동을 위해 상기 다이버터 스위치(120)가 사용된다. 상기 다이버터 스위치(120)와 상기 탭 선택기(130)는 변압기 분야에서 공지된 기술인 바 상세한 설명은 생략한다. The tap selector 130 selects the winding voltage of a desired voltage value by changing the voltage transformation tap in the active state of the main current line of the transformer, and for the operation of the tap selector 130, the diverter switch 120 is used Since the diverter switch 120 and the tap selector 130 are known technologies in the field of transformers, detailed descriptions thereof are omitted.
상기 탭 절환장치(100)는 상기 하우징(110), 상기 다이터버 스위치(120), 상기 탭 선택기(130)를 포함하는 것으로, 상기 탭 절환장치(100)의 작동을 위해 상기 하우징(110), 상기 다이터버 스위치(120), 상기 탭 선택기(130) 이외의 다른 구성이 포함될 수 있음은 물론이다. The tap changer 100 includes the housing 110, the diverter switch 120, and the tap selector 130, and for the operation of the tap changer 100, the housing 110 Of course, components other than the diverter switch 120 and the tap selector 130 may be included.
도 1을 참조하면, 상기 모델링 단계(S100)는 상기 탭 절환장치(100)를 질량(m), 스프링(k), 댐퍼(c)를 포함하는 진동자 모델(MCK 모델)로 모델링하는 단계이다. Referring to FIG. 1 , the modeling step (S100) is a step of modeling the tap changer 100 as a vibrator model (MCK model) including a mass m, a spring k, and a damper c.
본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은 상기 탭 절환장치(100)의 진동을 3자유도 진동자 모델(MCK 모델)로 모사할 수 있다. 구체적으로 도 3을 참조하면, 상기 진동자 모델은 상기 하우징(110)을 제1질량(m1)으로 하는 제1자유도 진동자 모델(m1,k1,c1)과 상기 다이버터 스위치(120)를 제2질량(m2)로 하는 제2자유도 진동자 모델(m2,k2,c2)과 상기 탭 선택기(130)를 제3질량(m3)로 하는 제3자유도 진동자 모델(m3,k3,c3)을 포함할 수 있다. 상기 진동자 모델은 도 3과 같이 제1자유도 진동자 모델, 제2자유도 진동자 모델, 제3자유도 진동자 모델로 이루어질 수 있다.In the mechanical abnormality detection method of the tap changer according to an embodiment of the present invention, vibration of the tap changer 100 may be simulated using a three-degree-of-freedom oscillator model (MCK model). Specifically, referring to FIG. 3 , the vibrator model includes a first degree of freedom vibrator model (m 1 , k 1 , c 1 ) having the housing 110 as a first mass (m 1 ) and the diverter switch 120 ) as the second mass (m 2 ) and the third degree of freedom model (m 2 , k 2 , c 2 ) having the tap selector 130 as the third mass (m 3 ). (m 3 , k 3 , c 3 ). As shown in FIG. 3, the oscillator model may include a first degree of freedom oscillator model, a second degree of freedom oscillator model, and a third degree of freedom oscillator model.
다만, 상기 진동자 모델은 도 3으로 한정되는 것은 아니며, 탭 절환장치에 적합한 모델이라면 다양한 진동자 모델이 사용될 수 있음은 물론이다. 구체적으로, 진동자 모델은 질량(m), 스프링 상수(k), 댐퍼(c) 등이 직렬, 병렬로 연결되는 구성이 변경될 수 있으며, 질량을 가지는 탭 절환장치의 구성에 따라 자유도의 개수도 변경될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 도 3의 진동자 모델을 중심으로 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다. However, the vibrator model is not limited to that of FIG. 3, and various vibrator models may be used as long as they are suitable for the tap changer. Specifically, in the vibrator model, the configuration in which mass (m), spring constant (k), damper (c), etc. are connected in series or parallel can be changed, and the number of degrees of freedom depends on the configuration of the tap changer having mass. can be changed. Hereinafter, for convenience of explanation, an embodiment of the present invention will be described centering on the vibrator model of FIG. 3 .
상기 모델 계수 획득 단계(S200)는 상기 탭 절환장치(100)에 진동을 가하여 획득한 데이터를 통해 상기 진동자 모델의 계수를 획득하는 단계이다. 상기 모델 계수 획득 단계(S200)에서는 상기 진동자 모델의 계수를 추정하기 위해 상기 탭 절환장치(100)에 임팩트 해머 시험을 진행할 수 있으며, 임팩트 해머 시험을 통해 측정된 데이터를 통해 상기 진동자 모델의 계수를 획득할 수 있게 된다. The model coefficient acquisition step (S200) is a step of obtaining coefficients of the vibrator model through data obtained by applying vibration to the tap changer 100. In the model coefficient acquisition step (S200), an impact hammer test may be performed on the tap changer 100 to estimate coefficients of the vibrator model, and the coefficients of the vibrator model may be determined through data measured through the impact hammer test. be able to obtain
임팩트 해머 시험을 통해 측정된 데이터를 통해 상기 진동자 모델의 계수를 획득하는 방법은 System Identification 기법이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 임팩트 해머 시험을 통해 측정된 데이터를 통해 상기 진동자 모델의 계수를 획득할 수 있다면 다양한 기법이 사용될 수 있음은 물론이다. A system identification technique may be used as a method of acquiring the coefficients of the vibrator model through the data measured through the impact hammer test, but is not limited thereto, and the coefficients of the vibrator model through the data measured through the impact hammer test It goes without saying that various techniques can be used if they can be obtained.
또한, 상기 탭 절환장치(100)에 진동을 가하는 것을 임팩트 해머 시험으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 탭 절환장치(100)에 진동을 가하여 진동 데이터를 획득할 수 있다면 다양한 시험 방법이 사용될 수 있음은 물론이다. In addition, although applying vibration to the tap changer 100 has been described as an impact hammer test, it is not limited thereto, and if vibration data can be obtained by applying vibration to the tap changer 100, various test methods can be used. Of course you can.
상기 모델 계수 획득 단계(S200)에서 획득되는 상기 진동자 모델의 계수는 스프링 상수(k), 댐퍼 상수(c) 일 수 있다. 상기 진동자 모델이 3자유도 모델인 경우, 상기 모델 계수 획득 단계(S200)에서는, 상기 제1자유도의 진동자 모델의 계수, 상기 제2자유도 진동자 모델의 계수, 상기 제3자유도 진동자 모델의 계수를 획득할 수 있다. The coefficients of the vibrator model obtained in the model coefficient acquisition step ( S200 ) may be a spring constant (k) and a damper constant (c). When the oscillator model is a three-DOF model, in the obtaining model coefficients (S200), the coefficients of the oscillator model of the first degree of freedom, the coefficients of the oscillator model of the second degree of freedom, and the coefficients of the oscillator model of the third degree of freedom can be obtained.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 모델 계수 획득 단계(S200)에서는 상기 제1자유도 진동자 모델의 스프링 상수(k1), 댐퍼 상수(c1)가 획득될 수 있고, 상기 제2자유도 진동자 모델의 스프링 상수(k2), 댐퍼 상수(c2)가 획득될 수 있으며, 상기 제3자유도 진동자 모델의 스프링 상수(k3), 댐퍼 상수(c3)가 획득될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 3 , in the model coefficient acquisition step (S200), a spring constant (k 1 ) and a damper constant (c 1 ) of the first degree of freedom oscillator model may be obtained, and the second degree of freedom A spring constant (k 2 ) and a damper constant (c 2 ) of the oscillator model may be obtained, and a spring constant (k 3 ) and a damper constant (c 3 ) of the third degree of freedom oscillator model may be obtained.
상기 모델 계수 획득 단계(S200)는 상기 진동자 모델의 계수를 보정하는 보정 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 보정 단계는, 상기 탭 절환장치(100)의 구동 중에 측정된 진동 신호를 통해 상기 모델 계수 획득 단계(S200)에서 획득한 계수를 보정하는 단계이다. The obtaining model coefficients ( S200 ) may further include a correction step of correcting the coefficients of the vibrator model. The correction step is a step of correcting the coefficient obtained in the model coefficient acquisition step (S200) through the vibration signal measured while the tap changer 100 is running.
구체적으로, 상기 탭 절환장치(100)의 구동 중에 측정된 진동 신호 관측 값과 상기 모델 계수 획득 단계(S200)에서 획득한 모델 출력 값의 차이를 척도로 정의하고, 이를 최소화하는 값을 최적화하여 상기 진동자 모델 계수를 보정할 수 있다. 상기 보정 단계에서 사용되는 최적화 기법은 다양한 기법이 사용될 수 있으며, 상세한 설명은 생략한다. Specifically, the difference between the vibration signal observation value measured during operation of the tap changer 100 and the model output value obtained in the model coefficient acquisition step (S200) is defined as a scale, and a value that minimizes this difference is optimized to Oscillator model coefficients can be corrected. Various optimization techniques used in the correction step may be used, and a detailed description thereof will be omitted.
상기 진동 신호 측정 단계(S300)는 상기 탭 절환장치(100)에서 발생한 진동 신호를 측정하는 단계이다. 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은, 탭 절환장치의 운행 중에 발생하는 진동 신호를 취득하여 수립된 상기 진동자 모델의 입력(가진원)을 추정할 수 있는 것으로, 상기 진동 신호 측정 단계(S300)는 상기 탭 절환장치(100)의 운행 중에 발생하는 진동 신호를 측정하는 단계이다. The vibration signal measuring step (S300) is a step of measuring the vibration signal generated by the tap changer 100. A mechanical abnormality detection method of a tap changer according to an embodiment of the present invention is capable of estimating the input (excitation source) of the vibrator model established by acquiring a vibration signal generated during operation of the tap changer. The signal measuring step (S300) is a step of measuring a vibration signal generated during operation of the tap changer 100.
상기 가진원 도출 단계(S400)는 상기 진동자 모델을 통해 상기 탭 절환장치(100)에서 발생한 진동 신호를 분석하여 상기 탭 절환장치(100)의 가진원 데이터를 도출하는 단계이다. 상기 진동 신호 측정 단계(S300)에서 측정된 상기 탭 절환장치(100)에서 진동 신호를 상기 진동자 모델에 입력하면, 가진원 데이터(u)를 도출할 수 있게 된다. The excitation source derivation step (S400) is a step of deriving excitation source data of the tap changer 100 by analyzing a vibration signal generated by the tap changer 100 through the vibrator model. When the vibration signal from the tap changer 100 measured in the vibration signal measuring step (S300) is input to the vibrator model, excitation source data u can be derived.
상기 판별 단계(S500)는 상기 가진원 데이터(u)를 통해 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 단계이다. 상기 판별 단계(S500)는 상기 가진원 데이터(u)에서 도출되는 신호들의 크기와 신호들의 상대적인 발생시간을 통해 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있다. The determination step (S500) is a step of determining whether or not the tap changer is abnormal through the excitation source data (u). In the determining step (S500), it is possible to determine whether or not the tap changer is abnormal through the magnitudes of the signals derived from the excitation source data u and the relative occurrence time of the signals.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도 3에 도시된 3 자유도 진동자 모델을 통해 도출된 가진원 데이터(u)로 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 것을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 것은 후술하는 방법으로 한정되는 것은 아니며, 진동자 모델이 변경되면 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 방법 또한 변경될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, determining whether or not the tap changer is abnormal using excitation source data u derived through the 3-DOF oscillator model shown in FIG. 3 according to an embodiment of the present invention will be described in detail. However, determining whether the tap changer is abnormal is not limited to the method described below, and if the vibrator model is changed, the method of determining whether the tap changer is abnormal may also be changed.
도 3에 도시된 3 자유도 진동자 모델을 통해 가진원 데이터를 도출할 경우, 도출되는 가진원 데이터는 u1, u2, u3일 수 있다. 구체적으로, 상기 가진원 데이터 도출 단계(S400)에서는 상기 하우징(110)의 가진원 데이터(u1), 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2), 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)가 도출될 수 있다. When excitation source data is derived through the 3-DOF vibrator model shown in FIG. 3 , the derived excitation source data may be u 1 , u 2 , and u 3 . Specifically, in the step of deriving the excitation source data (S400), the excitation source data (u 1 ) of the housing 110, the excitation source data (u 2 ) of the diverter switch 120, and the tap selector 130 Exciting source data (u 3 ) can be derived.
여기서, u1은 상기 하우징(110)을 통해 전달되는 진동이며, u2, u3는 각각 상기 다이버터 스위치(120), 상기 탭 선택기(130)에서 발생하는 진동을 의미한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 판별 단계(S500)에서는 u2, u3의 가진원 데이터를 통해 상기 탭 절환장치(100)의 이상 여부를 판별할 수 있다.(u1 가진원 데이터의 경우 상기 하우징(110)의 진동을 나타내기 때문에, 상기 탭 절환장치(100) 자체의 고장을 진단하는데 사용되지 않는다.)Here, u 1 denotes vibration transmitted through the housing 110, and u 2 and u 3 denote vibration generated in the diverter switch 120 and the tap selector 130, respectively. In the determining step (S500) according to an embodiment of the present invention, it is possible to determine whether or not the tap changer 100 has an abnormality through excitation source data of u 2 and u 3 (in the case of u 1 excitation source data, the above Since it indicates the vibration of the housing 110, it is not used to diagnose the failure of the tap changer 100 itself.)
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도출된 u2, u3의 가진원 데이터를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 탭 절환장치(100)의 작동 중에는 상기 다이터버 스위치(120)에서는 한 번의 진동만 발생하며, 상기 탭 선택기(130)에서는 두 번의 진동이 발생하기 때문에, u2의 가진원 데이터에서는 1번의 신호가 발생하며, u3의 가진원 데이터에서는 2번의 신호가 발생한다. 4 is a diagram showing excitation source data of u 2 and u 3 derived according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , during operation of the tap changer 100, since only one vibration occurs in the diverter switch 120 and two vibrations occur in the tap selector 130, u 2 One signal occurs in the excitation source data, and two signals occur in the excitation source data of u 3 .
도 5(a)를 참조하면, 상기 판별 단계(S500)에서는, 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)의 최대 크기(A1)와 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)의 최대 크기(max(A2,A3))를 비교하여 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있다. Referring to FIG. 5(a), in the determining step (S500), the maximum size A1 of the excitation source data u 2 of the diverter switch 120 and the excitation source data of the tap selector 130 ( It is possible to determine whether the tap changer is abnormal by comparing the maximum size (max(A 2 , A 3 )) of u 3 .
구체적으로, 도 6(a)를 참조하면, 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)의 최대 크기((max(A2,A3))에 대한 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)의 최대 크기(A1)의 값을 미리 정해진 기준 값과 비교하여 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있다. Specifically, referring to FIG. 6(a), the diverter switch 120 for the maximum size ((max(A 2 , A 3 )) of the excitation source data u 3 of the tap selector 130 It is possible to determine whether the tap changer is abnormal by comparing the value of the maximum size (A 1 ) of the excitation source data (u 2 ) with a predetermined reference value.
상기 탭 절환장치(100)를 오랜 시간 동안 운용하면, 기계적인 부품에 열화가 발생하여 기계적 동작 이상이 발생할 수 있게 된다. 이와 같은 기계적 동작 이상이 발생함에 따라 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)의 최대 크기((max(A2,A3))에 대한 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)의 최대 크기(A1)의 값이 감소할 수 있게 된다. If the tap changer 100 is operated for a long time, deterioration of mechanical parts may occur, resulting in abnormal mechanical operation. As such mechanical operation abnormality occurs, the excitation source data ( The value of the maximum size (A 1 ) of u 2 ) can decrease.
상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)의 최대 크기((max(A2,A3))에 대한 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)의 최대 크기(A1)의 값을 미리 정해진 기준 값과 비교하였을 때, 기준 값보다 크면 상기 탭 절환장치(100)에 이상이 없다고 판별할 수 있으며, 기준 값보다 작으면 상기 탭 절환장치(100)에 이상이 있다고 판별할 수 있다. The maximum size (A 1 ) of the excitation source data (u 2 ) of the diverter switch 120 relative to the maximum size ((max(A 2 , A 3 )) of the excitation source data ( u3 ) of the tap selector 130 When the value of ) is compared with a predetermined reference value, if it is greater than the reference value, it can be determined that there is nothing wrong with the tap changer 100, and if it is less than the reference value, it is determined that there is something wrong with the tap changer 100. can do.
여기서, 미리 정해진 기준 값은 상기 탭 절환장치(100)가 정상적으로 작동하였을 때의 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)의 최대 크기((max(A2,A3))에 대한 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)의 최대 크기(A1)의 값으로 미리 정해질 수 있으며, 허용 기준에 따라 변경될 수 있는 값이다. Here, the predetermined reference value is the maximum size ((max(A 2 , A 3 )) of the excitation source data u3 of the tap selector 130 when the tap changer 100 normally operates. The maximum value (A 1 ) of the excitation source data (u 2 ) of the diverter switch 120 may be pre-determined, and may be changed according to an acceptance criterion.
도 5(b)를 참조하면, 상기 판별 단계(S500)에서는 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)에서 신호가 발생하는 시간(t1)과, 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서 신호가 발생하는 시간(t2 또는 t3)의 차이 값을 비교하여 상기 다이버터 스위치(120)의 이상 여부를 판별할 수 있다. Referring to FIG. 5(b), in the determining step (S500), the time (t 1 ) at which a signal is generated in the source data (u 2 ) of the diverter switch 120 and the tap selector 130 It is possible to determine whether the diverter switch 120 is abnormal by comparing the difference value of the signal generation time (t 2 or t 3 ) in the excitation source data (u 3 ).
구체적으로, 도 6(b)를 참조하면, 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)에서 신호가 발생하는 시간(t1)과, 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서 신호가 발생하는 시간(t2 또는 t3)의 차이 값을 미리 정해진 기준 값(ta)과 비교하여 상기 다이버터 스위치(120)의 이상 여부를 판별할 수 있다. Specifically, referring to FIG. 6(b), the time (t 1 ) at which a signal is generated in the excitation source data (u 2 ) of the diverter switch 120 and the excitation source data ( It is possible to determine whether the diverter switch 120 is abnormal by comparing the difference value of the signal generation time (t 2 or t 3 ) at u 3 with a predetermined reference value ta.
상기 탭 절환장치(100)를 오랜 시간 동안 운용하면, 기계적인 부품에 열화가 발생하여 기계적 동작 이상이 발생할 수 있게 된다. 이와 같은 기계적 동작 이상이 발생함에 따라 상기 다이버터 스위치(120)에 이상이 발생하여 작동이 느려질 수 있게 된다. If the tap changer 100 is operated for a long time, deterioration of mechanical parts may occur, resulting in abnormal mechanical operation. As such an abnormality in mechanical operation occurs, an abnormality occurs in the diverter switch 120, and operation may be slowed down.
이 경우 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)에서 신호가 발생하는 시간(t1)과, 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서 신호가 발생하는 시간(t2 또는 t3)의 차이 값이 커지게 될 수 있다. In this case, the time at which a signal is generated from the excitation source data (u 2 ) of the diverter switch 120 (t 1 ) and the time at which a signal is generated from the excitation source data (u 3 ) of the tap selector 130 ( The difference value of t 2 or t 3 ) may become large.
상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)에서 신호가 발생하는 시간(t1)과, 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서 신호가 발생하는 시간(t2 또는 t3)의 차이 값을 미리 정해진 기준 값(ta)과 비교하였을 때, 기준 값(ta)보다 작으면 상기 다이버터 스위치(120)에 이상이 없다고 판별할 수 있으며, 기준 값(tb)보다 크면 상기 다이버터 스위치(120)에 이상이 있다고 판별할 수 있다. Time (t 1 ) at which a signal is generated from excitation source data (u 2 ) of the diverter switch 120 and time (t 2 ) at which a signal is generated from excitation source data (u 3 ) of the tap selector 130 Alternatively, when the difference value of t 3 ) is compared with a predetermined reference value ta, if it is smaller than the reference value ta, it can be determined that there is no abnormality in the diverter switch 120, and it can be determined that there is nothing wrong with the diverter switch 120. If it is large, it can be determined that there is an abnormality in the diverter switch 120.
여기서, 미리 정해진 기준 값(ta)은 상기 다이버터 스위치(120)가 정상적으로 작동하였을 때의 상기 다이버터 스위치(120)의 가진원 데이터(u2)에서 신호가 발생하는 시간(t1)과, 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서 신호가 발생하는 시간(t2 또는 t3)의 차이 값으로 미리 정해질 수 있으며, 허용 기준에 따라 변경될 수 있는 값이다. Here, the predetermined reference value (ta) is the time (t 1 ) at which a signal is generated from the excitation source data (u 2 ) of the diverter switch 120 when the diverter switch 120 is normally operated; The difference between the signal generation time (t 2 or t 3 ) in the excitation source data (u 3 ) of the tap selector 130 may be determined in advance, and may be changed according to an acceptance criterion.
도 5(b)를 참조하면, 상기 판별 단계(S500)에서는 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서, 2번 발생하는 신호의 시간 차이 값(┃t2-t3┃)을 비교하여 상기 탭 선택기(130)의 이상 여부를 판별할 수 있다. Referring to FIG. 5(b), in the determining step (S500), the time difference value (┃t 2 -t 3 ┃) of the signal generated twice in the excitation source data (u 3 ) of the tap selector 130 It is possible to determine whether the tap selector 130 is abnormal by comparing .
구체적으로, 도 6(c)를 참조하면, 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서, 2번 발생하는 신호의 시간 차이 값(┃t2-t3┃)을 미리 정해진 기준 값(tb)과 비교하여 상기 다이버터 스위치(120)의 이상 여부를 판별할 수 있다. Specifically, referring to FIG. 6(c), in the excitation source data (u 3 ) of the tap selector 130, the time difference value (┃t 2 -t 3 ┃) of the signal generated twice is a predetermined standard. By comparing with the value tb, it is possible to determine whether the diverter switch 120 is abnormal.
상기 탭 절환장치(100)를 오랜 시간 동안 운용하면, 기계적인 부품에 열화가 발생하여 기계적 동작 이상이 발생할 수 있게 된다. 이와 같은 기계적 동작 이상이 발생함에 따라 상기 탭 선택기(130)에 이상이 발생하여 작동이 느려질 수 있게 된다. If the tap changer 100 is operated for a long time, deterioration of mechanical parts may occur, resulting in abnormal mechanical operation. As such mechanical operation abnormality occurs, an abnormality occurs in the tap selector 130 and operation may be slowed down.
이 경우 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서, 2번 발생하는 신호의 시간 차이 값(┃t2-t3┃)이 커지게 될 수 있다. 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서, 2번 발생하는 신호의 시간 차이 값(┃t2-t3┃)을 미리 정해진 기준 값(tb)과 비교하였을 때, 기준 값(tb)보다 작으면 상기 탭 선택기(130)에 이상이 없다고 판별할 수 있으며, 기준 값(tb)보다 크면 상기 탭 선택기(130)에 이상이 있다고 판별할 수 있다. In this case, in the excitation source data (u 3 ) of the tap selector 130, the time difference value (┃t 2 -t 3 ┃) of the signal generated twice may increase. In the excitation source data (u 3 ) of the tap selector 130, when the time difference value (┃t 2 -t 3 ┃) of the signal generated twice is compared with a predetermined reference value (tb), the reference value ( If it is less than tb), it can be determined that there is no problem with the tap selector 130, and if it is greater than the reference value tb, it can be determined that there is something wrong with the tap selector 130.
여기서, 미리 정해진 기준 값(tb)은 상기 탭 선택기(130)가 정상적으로 작동하였을 때의 상기 탭 선택기(130)의 가진원 데이터(u3)에서, 2번 발생하는 신호의 시간 차이 값(┃t2-t3┃)으로 미리 정해질 수 있으며, 허용 기준에 따라 변경될 수 있는 값이다. Here, the predetermined reference value tb is the time difference value (┃t) of the signal generated twice in the source data u 3 of the tap selector 130 when the tap selector 130 operates normally. 2 -t 3 ┃), and it is a value that can be changed according to the acceptance criteria.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은 상기 모델링 단계(S100), 상기 모델 계수 획득 단계(S200), 상기 진동 신호 측정 단계(S300), 상기 가진원 데이터 도출 단계(S400), 상기 판별 단계(S500)를 포함하는 것으로, 상기 모델링 단계(S100), 상기 모델 계수 획득 단계(S200), 상기 진동 신호 측정 단계(S300), 상기 가진원 데이터 도출 단계(S400), 상기 판별 단계(S500)는 측정부, 입력부, 출력부, 제어부, 연산부를 포함하는 검출장치를 통해 진행될 수 있다.The mechanical abnormality detection method of the tap changer according to the embodiment of the present invention described above includes the modeling step (S100), the model coefficient acquisition step (S200), the vibration signal measurement step (S300), and the excitation source data derivation step ( S400) and the determination step (S500), which include the modeling step (S100), the model coefficient acquisition step (S200), the vibration signal measurement step (S300), the excitation source data derivation step (S400), the The determination step (S500) may proceed through a detection device including a measurement unit, an input unit, an output unit, a control unit, and a calculation unit.
상기 모델링 단계(S100)에서는, 상기 검출장치의 입력부를 통해 상기 탭 절환장치(100)의 데이터를 입력받고, 제어부를 통해 상기 탭 절환장치를 진동자 모델로 모델링 할 수 있다. 상기 모델 계수 획득 단계(S200)에서는, 상기 검출장치의 입력부를 통해 상기 탭 절환장치에 진동을 가하여 획득한 데이터를 입력받고, 제어부 및 연산부를 통해 진동자 모델의 모델 계수를 획득할 수 있다. In the modeling step (S100), data of the tap changer 100 may be received through an input unit of the detection device, and the tap changer may be modeled as an oscillator model through a control unit. In the model coefficient acquisition step (S200), data obtained by applying vibration to the tap changer may be received through an input unit of the detection device, and model coefficients of the vibrator model may be obtained through a control unit and a calculation unit.
상기 진동 신호 측정 단계(S300)에서는, 상기 검출장치의 측정부를 통해 상기 탭 절환장치의 진동 신호를 측정할 수 있고, 상기 가진원 데이터 도출 단계(S400)에서는 제어부 및 연산부를 통해 가진원 데이터를 도출할 수 있다. 상기 판별 단계(S500)에서는 제어부 및 연산부를 통해 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있다. In the vibration signal measuring step (S300), the vibration signal of the tap changer may be measured through a measuring unit of the detection device, and in the excitation source data derivation step (S400), excitation source data is derived through a control unit and a calculation unit. can do. In the determining step (S500), it is possible to determine whether the tap changer is abnormal through the control unit and the calculating unit.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은 다음과 같은 효과가 있다. The mechanical abnormality detection method of the tap changer according to the embodiment of the present invention described above has the following effects.
종래의 탭 절환장치의 이상 여부 검출방법은, 탭 절환장치의 이상 여부를 검출하기 위해 변압기를 정지시키고 침습적으로 점검을 진행하는 방법을 사용함에 따라 탭 절환장치의 기계적 상태를 파악하기 어려우며, 변압기를 정지시키고 점검을 진행해야 함에 따라 변압기 사용에 불편함을 초래하는 문제점이 있다. The conventional method for detecting an abnormality of the tap changer is difficult to grasp the mechanical state of the tap changer, as the transformer is stopped and an invasive inspection is used to detect the abnormality of the tap changer. There is a problem that causes inconvenience in using the transformer as it must be stopped and inspected.
그러나 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은 탭 절환장치를 진동자 모델로 모델링하고, 진동자 모델을 통해 탭 절환장치의 운행 중에 발생하는 진동 신호의 데이터를 분석하여 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 판별함에 따라 탭 절환장치의 운행 중에 탭 절환장치의 이상 여부를 판별할 수 있는 장점이 있다. However, the mechanical abnormality detection method of the tap changer according to an embodiment of the present invention models the tap changer as an oscillator model and analyzes the data of the vibration signal generated during operation of the tap changer through the oscillator model to determine the reliability of the tap changer. There is an advantage in that it is possible to determine whether or not the tap changer is abnormal during operation of the tap changer by determining whether or not there is a mechanical abnormality.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법은 진동자 물리 모델에 들어맞는 탭 절환장치에 대해 범용적으로 활용할 수 있는 장점이 있으며, 탭 절환장치의 전기적 이상 여부를 검출하는 종래의 검출방법과 달리 탭 절환장치의 기계적 이상 여부를 검출할 수 있는 장점이 있다. In addition, the mechanical abnormality detection method of the tap changer according to the embodiment of the present invention has the advantage of being universally applicable to the tap changer that fits the vibrator physical model, and the conventional method for detecting electrical abnormality of the tap changer. Unlike the detection method of , it has the advantage of being able to detect whether or not there is a mechanical abnormality of the tap changer.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As such, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
S100...모델링 단계
S200...모델 계수 획득 단계
S300...진동 신호 측정 단계
S400...가진원 데이터 도출 단계
S500...판별 단계
100...탭 절환장치 110...하우징
120...다이버터 스위치 130...탭 선택기S100... modeling phase
S200 ... model coefficient acquisition step
S300 ... Vibration signal measurement step
S400 ... Excitation source data derivation step
S500...discrimination step
100 ... tap-changer 110 ... housing
120 ... diverter switch 130 ... tap selector
Claims (9)
탭 절환장치를 질량(m), 스프링(k), 댐퍼(c)를 포함하는 진동자 모델로 모델링 하는 단계;
상기 탭 절환장치에 진동을 가하여 획득한 데이터를 통해 상기 진동자 모델의 계수를 획득하는 모델 계수 획득 단계;
상기 탭 절환장치에서 발생한 진동 신호를 측정하는 진동 신호 측정 단계;
상기 진동자 모델을 통해 상기 탭 절환장치에서 발생한 진동 신호를 분석하여 상기 탭 절환장치의 가진원 데이터를 도출하는 가진원 데이터 도출 단계; 및
상기 가진원 데이터를 통해 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 판별 단계;를 포함하되,
상기 탭 절환장치는,
하우징;
상기 하우징 내부에 설치되는 다이버터 스위치; 및
상기 하우징 내부에 설치되는 탭 선택기;를 포함하고,
상기 진동자 모델은,
상기 하우징을 제1질량으로 하는 제1자유도 진동자 모델과,
상기 다이버터 스위치를 제2질량으로 하는 제2자유도 진동자 모델과,
상기 탭 선택기를 제3질량으로 하는 제3자유도 진동자 모델을 포함하며,
상기 가진원 데이터 도출 단계에서는,
상기 진동 신호 측정 단계에서 측정된 상기 진동 신호를 상기 진동자 모델에 각각 입력하여 상기 하우징의 가진원 데이터, 상기 다이버터 스위치의 가진원 데이터, 및 상기 탭 선택기의 가진원 데이터를 도출하는 것을 특징으로 하는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법.
A method for detecting mechanical abnormality of a tap changer installed in a transformer,
modeling the tap changer as a vibrator model including a mass (m), a spring (k), and a damper (c);
a model coefficient acquisition step of acquiring coefficients of the vibrator model through data obtained by applying vibration to the tap changer;
a vibration signal measurement step of measuring a vibration signal generated by the tap changer;
an excitation source data derivation step of deriving excitation source data of the tap changer by analyzing a vibration signal generated from the tap changer through the vibrator model; and
A determination step of determining whether the tap changer is abnormal through the excitation source data,
The tap changer,
housing;
a diverter switch installed inside the housing; and
Including; a tap selector installed inside the housing,
The vibrator model,
A first degree of freedom vibrator model having the housing as a first mass;
A second degree of freedom oscillator model having the diverter switch as a second mass;
A third degree of freedom oscillator model having the tap selector as a third mass,
In the step of deriving the excitation source data,
Characterized in that the vibration signal measured in the vibration signal measurement step is input to the vibrator model to derive the excitation source data of the housing, the excitation source data of the diverter switch, and the excitation source data of the tap selector. Method for detecting mechanical abnormality of tap changer.
상기 판별 단계는,
상기 가진원 데이터에서 도출되는 신호들의 크기와 신호들의 발생시간을 통해 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법.
According to claim 1,
The determination step is
The mechanical abnormality detection method of the tap changer, characterized in that it determines whether the tap changer is abnormal through the magnitude of the signals derived from the excitation source data and the generation time of the signals.
상기 모델 계수 획득 단계에서는,
상기 제1자유도 진동자 모델의 계수, 상기 제2자유도 진동자 모델의 계수, 및 상기 제3자유도 진동자 모델의 계수를 획득하는 것을 특징으로 하는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법.
According to claim 1,
In the model coefficient acquisition step,
The mechanical abnormality detection method of the tap changer, characterized in that obtaining coefficients of the first degree of freedom oscillator model, coefficients of the second degree of freedom oscillator model, and coefficients of the third degree of freedom oscillator model.
상기 판별 단계에서는,
상기 다이버터 스위치의 가진원 데이터의 신호 최대 크기와, 상기 탭 선택기의 가진원 데이터의 신호 최대 크기를 비교하여 상기 탭 절환장치의 이상 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법.
According to claim 1,
In the determination step,
A method for detecting mechanical abnormality of a tap changer, characterized in that it is determined whether the tap changer is abnormal by comparing the maximum signal level of the excitation source data of the diverter switch and the signal maximum level of the excitation source data of the tap selector. .
상기 판별 단계에서는,
상기 다이버터 스위치의 가진원 데이터에서 신호가 발생하는 시간과,
상기 탭 선택기의 가진원 데이터에서 신호가 발생하는 시간의 차이를 비교하여 상기 다이버터 스위치의 이상 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법.
According to claim 1,
In the determination step,
A time at which a signal is generated in the excitation source data of the diverter switch;
A mechanical abnormality detection method of a tap changer, characterized in that the difference in signal generation time in the excitation source data of the tap selector is compared to determine whether the diverter switch is abnormal.
상기 판별 단계에서는,
상기 탭 선택기의 가진원 데이터에서, 2번 발생하는 신호의 시간 차이를 통해 상기 탭 선택기의 이상 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 탭 절환장치의 기계적 이상 검출방법.According to claim 1,
In the determination step,
A mechanical abnormality detection method of a tap changer, characterized in that in the excitation source data of the tap selector, whether or not the tap selector is abnormal is determined through a time difference between signals generated twice.
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