KR102585390B1 - 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사결정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고전압 변압기의 수명 예측을 이용한 유지보수 의사 결정 시스템에 관한 것으로, 다수의 변압기 각각에 설치되어 변압기의 상태 정보를 검출하되, 광학적으로 권선 온도 및 절연유 열화정도를 검출하는 변압기 정보 검출단말과, 상기 변압기 정보 검출단말에서 검출된 정보를 수신하는 정보수집 서버와, 상기 정보수집 서버에서 수집된 정보를 저장하는 데이터베이스 서버와, 상기 데이터베이스 서버에 저장된 정보를 이용하여 변압기 각각의 상태를 진단 및 건전성을 평가하고, 평가 결과를 상기 데이터베이스 서버에 저장하는 진단 서버와, 상기 데이터베이스 서버에 저장된 변압기의 건전성 정보를 이용하여, 특정 변압기에 대한 유지보수 의사결정을 수행하는 의사결정 서버를 포함할 수 있다.

Description

고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사결정 시스템{Maintenance decision system using life prediction of high voltage transformer}

본 발명은 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사결정 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 광융합 기반 권선 온도 측정 및 절연유 열화상태를 통해 고전압 변압기의 수명을 예측하고, 잔존 수명에 따른 유지보수 의사결정을 수행할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

국내의 산업발전과 더불어 전기 사용량이 증대되어, 1960년대 후반부터 산업체에서는 전력용 변압기, 차단기 등의 대형 전기 설비들이 계속 증설되어 왔다. 이러한 기설 전력설비들이 장기간에 걸쳐 사용되어 왔으므로, 현재에는 그 노후화가 두드러지게 나타나고 있다.

특히, 최근의 산업설비의 자동화, 고도화에 따라 안정적인 전력공급이 중요한 요건이 되고 있으므로, 전력공급중단 시 발생될 수 있는 경제적 손실 및 산업 안전사고의 방지 측면에서 노후전력설비의 관리가 매우 중요시되고 있다.

전력설비는 일반적으로 고가이며 대형화되어 있기 때문에 교체비용이 매우 높고, 작업상 긴 시간과 많은 인력을 필요로 한다. 또한, 대부분의 설비가 각 용도에 맞도록 개별 설계 제작되어야 하기 때문에 수 년 동안의 계획적인 진행이 이루어지지 않으면 생산차질로 인한 손실이 막대하게 발생할 수 있으며, 그 파장은 대규모 정전사태와 같이 사회적인 안정을 위협하는 수준에까지 이르게 된다.

최근 냉방부하 및 컴퓨터 등 전기이용 정보처리시설과 편의시설 증가로 전기 사용량이 급격히 증가하고 있으며, 이러한 현상은 과부하상태 지역 및 부하편중현상 심화지역의 확대로 나타나고 있다.

이로 인하여, 계통말단에 위치한 주상 및 지상변압기가 담당하는 부하량은 불규칙하게 증대되고, 변압기에는 과부하현상에 의한 열화와 외부환경에 의한 열화 등에 의하여 잦은 절연파괴가 발생한다.

변압기는 전력의 안정적인 공급에 관련된 중요한 기능을 담당하고 있어서, 다른 어떤 전력설비보다도 높은 신뢰성이 요구된다. 따라서, 이런 변압기의 사고를 미연에 방지하기 위해 변압기의 이상을 감지하고 해소하기 위한 새로운 개념의 이상진단법의 개발이 시급히 요청된다.

또한, 고전압 변압기는 주기적인 점검을 통해 이상을 발견하고, 이상 발견시 교체가 요구되고 있다.

등록특허 10-2366922호(2022년 2월 21일 등록, 시계열적 절연 진단 정보 기반의 중전기기 열화 예측 시스템 및 그 방법)에서는 절연 진단 정보를 이용하여 제조 시기가 유사한 기기들을 그룹핑하고, 열화시 교체를 수행하도록 하는 기술이 기재되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 방법은 절연 진단 결과만을 이용할 뿐, 고전압 변압기를 이루는 다양한 요소들의 열화에 대한 점검을 수행할 수 없다는 문제점이 있었다.

특히, 고전압 변압기의 접점의 열화, 열매체유의 열화를 평가할 수 있는 구체적인 수단의 개발이 요구되고 있다.

또한, 획일화된 설비 수명 예측과 그에 따른 유지보수를 수행함으로써, 실제 유지보수가 요구되지 않는 고전압 변압기도 유지보수를 해야하는 경우가 발생하여, 인력과 시간 및 비용의 소모가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명의 목적은, 고전압 변압기의 다양한 상태를 용이하게 확인할 수 있으며, 확인된 고전압 변압기의 상태에 따라 정확한 유지보수 의사를 결정할 수 있는 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사 결정 시스템은, 다수의 변압기 각각에 설치되어 변압기의 상태 정보를 검출하되, 광학적으로 권선 온도 및 절연유 열화정도를 검출하는 변압기 정보 검출단말과, 상기 변압기 정보 검출단말에서 검출된 정보를 수신하는 정보수집 서버와, 상기 정보수집 서버에서 수집된 정보를 저장하는 데이터베이스 서버와, 상기 데이터베이스 서버에 저장된 정보를 이용하여 변압기 각각의 상태를 진단 및 건전성을 평가하고, 평가 결과를 상기 데이터베이스 서버에 저장하는 진단 서버와, 상기 데이터베이스 서버에 저장된 변압기의 건전성 정보를 이용하여, 특정 변압기에 대한 유지보수 의사결정을 수행하는 의사결정 서버를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 의사결정 서버는, 유지보수 의사 결정 대상인 변압기 모델의 통계 평균 수명과 통계 평균 수명의 신뢰도를 포함하는 설비 수명모델을 과거 고장 이력 데이터로부터 구할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 의사결정 서버는, 상기 설비 수명모델에 상기 진단 서버의 건전성 평가 결과를 반영하여, 각 변압기의 잔여수명과 잔여수명의 신뢰도를 구할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 의사결정 서버는, 상기 잔여수명을 상기 잔여수명의 신뢰도에 따라 가감하고, 가감된 잔여수명을 기준수명과 비교하여 유지보수 의사 결정을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 변압기 정보 검출단말은, 광을 이용한 절연유의 색도, 광학 필터를 이용한 유중가스의 분석을 수행하는 절연유 광특성 분석부와, 열감응성 유리를 매개로하여 온도에 따른 광투과도의 차이를 이용하여 권선 온도를 간접 검출하는 권선 광특성 분석부와, 변압기의 전압을 검출하여 전압조정 장치의 설정과 실제 전압을 비교하여 전압조정 장치의 상태 정보를 확인하는 전압 검출부와, 전기적 펄스 또는 초음파를 검출하여 부분 방전의 발생 여부를 검출하는 부분 방전 검출부와, 상기 절연유 광특성 분석부, 권선 광특성 분석부, 전압 검출부, 부분 방전 검출부의 검출결과를 상기 정보수집 서버로 송신하는 통신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 변압기 정보 검출단말은, 변압기 내부의 소음을 검출하는 소음 검출부와, 절연유 내의 유중 가스의 종류와 농도를 검출하는 가스 검출부와, 피뢰기의 상태 정보를 검출하는 피뢰기 검출부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 진단 서버는, 상기 데이터베이스 서버에 저장된 변압기의 정보 이외에 운영환경, 기계적 위험도, 열적 위험도, 전기적 위험도, 절연물 열화, 피뢰기 위험도, 화학적 위험도를 진단할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 운영환경 정보는, 고전압 변압기의 사고이력, 사용 연수, 실내 또는 실외로 구분되는 설치 장소를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 기계적 위험도는, 상기 소음 검출부에서 검출된 소음 이상음, 진동 이상음 유무, 여자전류에 의한 소음을 이용하여 결정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 열적 위험도는, 권선온도 정보와 절연유의 색도 및 탁도를 이용함과 아울러 가스 검출부에서 검출된 유중가스의 종류와 농도에 따라 결정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 전기적 위험도는, 부분 방전, 절연체의 상태 검출 결과에 따라 결정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 피뢰기 위험도는, 피뢰기 검출부에서 검출된 피뢰기의 동작 횟수, 누설전류 및 전력이 설정된 횟수 또는 누설전류 기준값의 초과여부에 따라 결정될 수 있다.

본 발명은, 변압기의 권선 온도, 절연유 탁도, 유중가스, 부싱, 전압조정 장치의 상태, 부분 방전 여부를 검출하고, 이를 이용하여 변압기의 수명을 예측하고, 예측된 수명과 변압기의 신뢰도를 고려하여 개별 고전압 변압기의 유지보수 여부를 결정함으로써, 인력, 시간 및 비용의 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사 결정 시스템의 구성도이다.
도 2는 변압기 정보 검출단말의 블록 구성도이다.
도 3은 변압기 정보 검출단말의 다른 실시 구성도이다.
도 4는 본 발명의 의사결정 서버의 의사결정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사 결정 시스템의 블록 구성도이다.
도 6은 도 5에서 작업 관리부의 상세 블록 구성도이다.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사 결정 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면 본 발명은 변압기 정보 검출단말(10)에서 검출된 변압기의 권선 온도, 절연유 탁도, 유중가스, 부싱, 전압조정 장치의 상태, 부분 방전 여부 정보를 수신하는 데이터 수집서버(20)와, 상기 데이터 수집서버(20)에서 수집된 데이터를 저장하는 데이터베이스 서버(30)와, 상기 데이터베이스 서버(30)에 저장된 데이터를 이용하여 고전압 변압기의 열화도를 진단하고, 상기 데이터베이스 서버(30)에 저장하는 진단 서버(40)와, 상기 데이터베이스 서버(30)에 저장된 정보를 이용하여 개별 고전압 변압기의 유지보수 필요 여부를 결정하는 의사결정 서버(50)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사결정 시스템의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 데이터 수집서버(20)는 변압기에 설치된 통신장치와 통신하며 변압기에서 검출된 다양한 정보를 수집한다. 데이터 수집서버(20)는 원격에 설치되는 것으로 하며, 다수의 변압기와 통신하여 데이터를 수집한다.

본 발명에서 데이터 수집서버(20)와 진단 서버(40) 및 의사결정 서버(50)를 각각 나누어 설명하지만, 이는 기능적으로 구분한 예이며, 단일 또는 단일군의 서버를 사용하여 데이터 수집서버(20), 진단 서버(40) 및 의사결정 서버(50)가 구현될 수 있다.

도 2는 변압기 정보 검출단말(10)의 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면 변압기 정보 검출단말(10)은 절연유 광특성 분석부(11), 권선 광특성 분석부(12), 전압 검출부(13), 부분 방전 검출부(14) 및 통신부(16)를 포함하여 구성될 수 있다.

절연유 광특성 분석부(11)는 광의 굴절을 이용한 절연유의 색도, 광학 필터를 이용한 유중가스의 분석을 수행할 수 있다.

권선 광특성 분석부(12)는 열감응성 유리를 매개로하여 온도에 따른 광투과도의 차이를 이용하여 열을 간접 검출하는 것으로 하며, 변압기의 권선 온도등 변압기의 성능 평가 지표로 사용할 수 있는 부분품의 온도를 검출하는 것으로 할 수 있다.

또한, 권선 광특성 분석부(12)는 접점의 온도를 함께 검출할 수 있다.

권선 광특성 분석부(12)는 온도 측정범위가 -30 내지 230℃인 것으로 하며, 온도 측정 분해능은 0.1℃인 것으로 할 수 있다.

전압 검출부(13)는 변압기의 전압을 검출하여 전압조정 장치의 설정과 실제 전압을 비교하여 전압조정 장치의 상태 정보를 확인할 수 있다.

부분 방전 검출부(14)는 전기적 펄스 또는 초음파를 검출하여 부분 방전의 발생 여부를 검출한다.

상기 절연유 광특성 분석부(11), 권선 광특성 분석부(12), 전압 검출부(13), 부분 방전 검출부(14)의 검출 결과는 통신부(16)를 통해 수집 서버(20)로 제공된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 정보 검출단말(10)의 다른 실시 예의 블록 구성도이다.

도 3을 참조하면, 도 2의 구성에 더하여 소음 검출부(17), 가스 검출부(18), 피뢰기 검출부(15)를 더 포함할 수 있다.

소음 검출부(17)는 진동 등에 의해 고전압 변압기에서 발생하는 소음을 측정한다.

또한, 가스 검출부(18)는 유중가스를 검출한다. 유중 가스는 그 성분에 따라 열적 위험 또는 화학적 위험이 발생할 수 있다.

피뢰기 검출부(15)는 피뢰기의 동작 횟수, 누설전류를 검출하는 것으로 할 수 있다.

통신부(16)는 절연유 광특성 분석부(11)를 통해 검출되는 절연유의 탁도, 유중 가스 정보, 권선 광특성 분석부(12)를 통해 검출된 권선 온도 정보, 전압 검출부(13)를 통해 검출된 전압조정 장치의 상태 정보, 부분 방전 검출부(14)를 통해 검출된 부분 방전 정보를 통해 검출된 절연체의 상태정보를 송신하는 것으로 한다.

통신부(16)는 무선 또는 유선 통신 방식을 사용하여 변압기 정보 검출단말(10)에서 검출된 정보들을 정보수집 서버(20)에 송신한다.

변압기 정보 검출단말(10)은 수신된 변압기 정보 검출단말(10)의 정보를 데이터베이스 서버(30)에 저장하되, 각 변압기 정보 검출단말(10)의 식별자를 삽입하여 저장한다.

데이터베이스 서버(30)는 데이터베이스 규칙에 부합하도록 상기 변압기 정보 검출단말(10)에서 검출한 정보를 저장하며, 권한이 부여된 요청이 있는 경우 정보를 제공하는 것으로 한다.

진단 서버(40)는 설정된 진단 알고리즘을 수행하며, 데이터베이스 서버(30)에 특정 변압기의 정보를 요청할 수 있다. 진단 서버(40)의 요청에 따라 데이터베이스 서버(30)는 특정 변압기의 권선 온도, 절연유 탁도, 유중가스, 부싱, 전압조정 장치의 상태, 부분 방전 여부 정보를 제공한다.

진단 서버(40)는 수신된 권선 온도, 절연유 탁도, 유중가스, 부싱, 전압조정 장치의 상태, 부분 방전 여부 정보를 이용하여 진단 알고리즘을 수행하여, 해당 변압기의 수명 정보, 고장 정보 등을 진단하게 된다.

진단 결과는 다시 데이터베이스 서버(30)에 저장된다.

이처럼 데이터베이스 서버(30)에는 변압기에서 검출한 정보 및 진단 결과 정보가 저장되며, 데이터베이스 서버(30)는 변압기에서 검출한 정보 및 진단 결과를 요청에 따라 제공하는 것으로 한다.

특히 진단 서버(40)는 변압기의 위험도 분석을 수행하여, 건전도를 평가할 수 있다.

구체적으로 진단 서버(40)는 데이터베이스 서버(30)에 저장된 변압기의 정보 이외에 운영환경, 기계적 위험도, 열적 위험도, 전기적 위험도, 절연물 열화, 피뢰기 위험도, 화학적 위험도를 진단할 수 있다.

운영환경 정보는 고전압 변압기의 사고이력, 사용 연수, 설치 장소를 포함할 수 있다. 상기 설치 장소는 실내 또는 실외의 구분일 수 있다.

기계적 위험도는 앞서 소음 검출부(17)에서 검출된 소음 이상음, 진동 이상음 유무, 여자전류에 의한 소음을 이용하여 고전압 변압기의 기계적 위험도에 대한 건전도를 평가한다.

소음의 종류마다 기준 데시벨의 소음 기준을 두고, 소음 검출부(17)에서 검출된 소음의 크기에 따라 건전도를 평가할 수 있다.

또한, 열적 위험도는 앞서 검출된 권선온도 정보와 절연유의 색도 및 탁도를 이용함과 아울러 가스 검출부(18)에서 검출된 유중가스의 종류와 농도에 따라 열적 위험도에 대한 건전성 평가를 할 수 있다.

예를 들어, 에틸렌, 에탄, 프로페인, 메탄의 농도가 설정 농도 이상이면, 건전성이 낮은 것으로 할 수 있다.

이때 설정 농도는 다수의 기준값을 포함할 수 있다.

상기 가스 검출부(18)에서 검출된 유중가스가 수분을 포함하고, 수분의 농도가 기준값 이상이면 화학적 위험도가 높은 것으로 할 수 있다. 또한 절연유의 산가를 측정하여 역시 기준값 이상이면 화학적 위험도가 높은 것으로 할 수 있다.

전기적 위험도는 앞서 설명한 부분 방전, 절연체의 상태 검출 결과에 따라 건전도가 평가된다.

또한, 피뢰기 위험도는 피뢰기 검출부(15)에서 검출된 피뢰기의 동작 횟수, 누설전류 및 전력이 설정된 횟수 또는 누설전류 기준값의 초과여부에 따라 건전도를 평가할 수 있다.

이처럼 구해진 건전도는 고전압 변압기의 실제 상태를 반영한 것이지만, 본 발명에서는 이러한 건전도를 단일 기준으로 유지보수를 결정하지 않고, 보다 더 정확한 의사 결정을 위하여 의사결정 서버(50)의 처리에 따라 고전압 변압기의 개별 유지보수 여부를 결정하게 된다.

도 4는 의사결정 서버(50)의 유지보수 의사 결정 흐름도이다.

먼저, 의사결정 서버(50)는 각 고전압 변압기의 설비 수명모델을 구한다.

설비 수명 모델은 통계 평균 수명과 통계 신뢰도를 이용한다.

통계 평균 수명은 과거 고장 이력 데이터를 통계 분석한 고전압 변압기의 평균 수명이다. 이때 통계 평균 수명은 고전압 변압기의 모델에 따라 구분하여 적용할 수 있다.

또한, 통계 신뢰도는 고장 이력 데이터 통계를 분석한 신뢰도를 뜻한다.

이처럼 설비 수명모델은 과거의 고장 이력을 이용한 평균 수명 정보와 그 신뢰도를 포함하며, 의사결정 서버(50)는 현재 유지보수 여부를 결정할 고전압 변압기와 동일 모델들의 과거 이력을 종합하여 평균 수명 예측과 그 예측의 신뢰성에 대한 모델을 구축한다.

그 다음, 상기 의사결정 서버(50)는 앞서 진단 서버(40)에서 검출한 각 고전압 변압기들의 건전도 정보를 설비 수명모델의 통계 평균 수명에 반영하여 해당 고전압 변압기의 잔여수명을 산출한다.

이때, 건전도 정보의 통계 평균 수명에 반영하는 구체적인 예로서, 통계 평균 수명을 결정하는 고장 이력 데이터와 현재 고전압 변압기의 건전도를 비교하여 고전압 변압기의 건전도가 더 우수한 경우, 통계 평균 수명에 비하여 더 긴 수명이 되도록 평가할 수 있다.

반대로 현재 건전도가 평가된 고전압 변압기의 건전도가 고장 이력 데이터에 비하여 더 낮은 경우, 통계 평균 수명에 비하여 더 짧은 수명인 것으로 평가할 수 있다.

또한, 상기 의사결정 서버(50)는 설비 수명모델의 통계 신뢰도에 고전압 변압기의 건전도를 적용하여 해당 고전압 변압기의 신뢰도를 산출한다.

고전압 변압기의 건전도가 낮을수록 통계 신뢰도에 비하여 낮은 신뢰도를 적용하여, 고전압 변압기의 건전도가 높을수록 통계 신뢰도에 비하여 더 높은 신뢰도를 적용한다.

즉, 건전도 평가 결과를 통계 신뢰도에 적용할 때, 건전도 평가 결과를 상태 비율 구간으로 나누고, 그 상태 비율 구간을 점수화하여 통계 신뢰도를 가감하여 해당 고전압 변압기의 신뢰도를 결정한다.

그 다음, 의사결정 서버(50)는 구해진 고전압 변압기의 잔여수명과 신뢰도를 이용하여 유지보수 여부를 결정한다.

이때, 잔여수명을 고정값으로 두고, 신뢰도의 정도에 따라 잔여수명을 가감하여 적용한다.

신뢰도에 따라 가감된 잔여수명을 기준수명과 비교하여 잔여수명이 기준수명보다 짧으면 유지보수를 결정하고, 잔여수명이 기준수명보다 길면 유지보수를 보류하는 의사결정을 한다.

이러한 의사결정 결과는 작업자 단말등에 전송되어, 작업자가 의사결정 결과에 따라 작업을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고전압 변압기의 수명 예측을 통한 유지보수 의사 결정 시스템의 블록 구성도이고, 도 6은 도 5에서 작업 관리부의 상세 블록 구성도이다.

도 5와 도 6을 각각 참조하면, 의사결정 서버(50)의 평가 결과에 따라 유지보수 여부가 결정된 고전압 변압기의 유지보수 작업을 관리하는 유지보수 관리부(60)를 더 포함할 수 있다.

유지보수 관리부(60)는 의사결정 서버(50)에 의해 고전압 변압기의 수명 예측을 수행하고, 유지보수 작업이 필요하다고 결정된 고전압 변압기의 유지 및 보수 작업을 전체적으로 관리한다.

유지보수 관리부(60)는 의사결정 서버(50)와 통신 가능한 컴퓨팅 장치이며, 재활용 작업을 수행하는 작업자의 작업 편의를 위하여 유지보수할 구성품의 교체를 위한 작업 과정을 작업자 단말(70)로 송신하고, 작업자 단말(70)을 통해 입력된 정보를 수신할 수 있는 것으로 한다.

상기 유지보수 관리부(60)는 유지보수된 고전압 변압기에 대한 성능 등급을 결정할 수 있다.

유지보수 관리부(60)는 작업 관리부(61), 등급 평가부(62) 및 조립 점검부(63)를 포함할 수 있다.

먼저 작업 관리부(61)는 의사결정 서버(50)에서 유지보수가 필요한 것으로 결정된 고전압 변압기에 대한 유지보수 항목에 따라 고전압 변압기를 분해하는 작업과 유지보수 후 원래의 상태로 조립하는 작업에 대한 순서를 정하여, 상기 작업자 단말(70)에 제공한다.

앞서 설명한 바와 같이 고전압 변압기에 대하여 절연유, 권선, 접점, 전압조정 장치에 대한 평가를 수행하며, 이중 유지 및 보수가 필요한 부분을 유지보수 항목으로 정하고, 유지보수 항목에 따른 고전압 변압기의 분해 작업 순서를 결정하여 작업자 단말(70)에 제공한다.

분해 작업은 특정한 구성품(절연유, 권선, 접점 등)을 유지보수하기 위하여 주변의 부품을 안전하게 분해하고, 유지보수가 필요한 구성품을 필요에 따라 분해 및 교체하는 작업일 수 있으며, 이러한 분해 작업의 순서를 시간 흐름에 따라 정하여 작업자 단말(70)로 송신한다.

작업자는 작업자 단말(70)에 표시된 작업 순서에 따라 고전압 변압기를 분해한다.

분해 과정을 작업자 단말(70)에 표시함으로써, 고전압 변압기에 대한 유지보수 작업을 수행하는 작업자가 분해 절차를 순차적으로 확인하면서 안전하게 수행 작업을 할 수 있다.

이처럼 작업 관리부(61)는 유지보수 대상 구성품의 분해와 관련 없는 다른 구성품들을 분해 하는 등의 작업지연 요소의 발생을 방지할 수 있으며, 다른 구성품을 불필요하게 분해하는 과정에서 손상을 발생시키는 것을 방지할 수 있다.

분해 작업 과정에서 등급 평가부(62)는 고전압 변압기의 각 구성품들에 대한 상태 정보를 입력받는다.

즉, 등급 평가부(62)는 고전압 변압기의 구성품들의 목록을 작성하여 상기 작업자 단말(70)로 제공하고, 작업자가 육안으로 확인한 상태정보를 입력할 수 있도록 한다.

이때 상태정보는 각 구성품의 외관 상태를 등급으로 정하여 입력할 수 있다. 작업자는 표시된 구성품 목록마다 S, A, B 등의 등급 정보를 입력장치를 통해 입력할 수 있다.

등급 평가부(62)는 입력된 각 구성품의 등급을 이용하여 유지보수된 고전압 변압기의 등급을 결정할 수 있다. 이때 등급 평가부(62)는 각 구성품의 등급 평균을 구하여 유지보수된 고전압 변압기의 등급을 결정할 수 있다.

또는, 구성품의 중요도에 따라 더 중요한 구성품에는 가중치를 두어 유지보수된 고전압 변압기의 등급을 결정할 수 있다.

예를 들어 중요 구성품은 등급에 X(X는 1 이상의 정수)를 곱하여, 평균값에 중요 구성품의 등급을 더 많이 반영시킬 수 있다.

작업자는 상기 작업 관리부(61)에서 제공하는 분해 작업 순서에 따라 분해 작업을 수행하면서 육안으로 확인되는 구성품들의 상태 정보를 입력한다.

분해 작업이 완료되면 유지보수 대상 구성품을 새로운 구성품을 이용하여 교체하는 등의 유지보수 작업을 수행한다.

그 다음, 작업 관리부(61)는 조립 작업 순서를 작업자 단말(70)로 송신하여 표시되도록 한다.

조립 작업 순서는 해체 작업의 역순일 수 있으나, 반드시 이에 부합하는 것은 아니다.

작업자는 작업자 단말(70)에 표시된 조립 작업 순서에 따라 구성품을 조립한다.

조립 과정에서 조립 점검부(63)는 전기적 부품의 연결, 물리적 부품의 연결에 대한 점검 표를 상기 작업자 단말(70)에 제공하는 것으로 한다.

작업자는 조립 작업을 하면서 조립 상태가 점검 표와 일치하는지 확인하고, 일치 여부를 입력하면서 조립 작업을 수행할 수 있다.

이때 상기 작업 관리부(61)에 의해 작업자 단말(70)에 표시되는 조립 작업 과정은 상기 조립 점검부(63)에 의해 표시되는 점검 표의 해당 항목에 대하여 작업자가 일치하는 것으로 입력한 경우에만 다음 조립 작업 과정이 표시되도록 할 수 있다.

즉, 작업 관리부(61)의 조립 과정은 조립 점검부(63)의 점검 결과와 연동하여 순차적으로 표시되도록 연계될 수 있다.

이와 같은 조립 작업이 완료되어 유지보수된 고전압 변압기는 상기 등급 평가부(62)에서 평가된 등급이 부여된다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10:변압기 정보 검출단말 20:정보수집 서버
30:데이터베이스 서버 40:진단 서버
50:의사결정 서버

Claims (5)

1. 다수의 변압기 각각에 설치되어 변압기의 상태 정보를 검출하되, 광학적으로 권선 온도 및 절연유 열화정도를 검출하는 변압기 정보 검출단말;
   상기 변압기 정보 검출단말에서 검출된 정보를 수신하는 정보수집 서버;
   상기 정보수집 서버에서 수집된 정보를 저장하는 데이터베이스 서버;
   상기 데이터베이스 서버에 저장된 정보를 이용하여 변압기 각각의 상태를 진단 및 건전성을 평가하고, 평가 결과를 상기 데이터베이스 서버에 저장하는 진단 서버;
   상기 데이터베이스 서버에 저장된 변압기의 건전성 정보를 이용하여, 특정 변압기에 대한 유지보수 의사결정을 수행하는 의사결정 서버; 및
   상기 의사결정 서버의 평가 결과에 따라 유지보수 여부가 결정된 고전압 변압기의 유지보수 작업을 관리하는 유지보수 관리부를 포함하되,
   상기 유지보수 관리부는,
   상기 의사결정 서버에서 유지보수가 필요한 것으로 결정된 고전압 변압기에 대한 유지 보수 항목에 따라 고전압 변압기를 분해하는 작업과 유지보수 후 원래의 상태로 조립하는 작업에 대한 순서를 정하여 작업자 단말에 제공하는 작업 관리부와,
   고전압 변압기의 분해 작업 과정에서 작업자 단말로부터 구성품들의 등급 정보를 수신하고, 구성품의 등급 평균을 구하여 유지보수된 고전압 변압기의 등급을 결정하는 등급 평가부와,
   유지보수된 고전압 변압기의 조립 과정에 대한 점검표를 상기 작업자 단말에 제공하고, 작업자 단말로부터 수신된 점검 항목을 확인하고 다음 조립 과정이 상기 작업자 단말에 표시되록 하는 조립 점검부를 포함하는 고전압 변압기의 수명 예측을 이용한 유지보수 의사 결정 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 의사결정 서버는,
   유지보수 의사 결정 대상인 변압기 모델의 통계 평균 수명과 통계 평균 수명의 신뢰도를 포함하는 설비 수명모델을 과거 고장 이력 데이터로부터 구하는 것을 특징으로 하는 고전압 변압기의 수명 예측을 이용한 유지보수 의사 결정 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 의사결정 서버는,
   상기 설비 수명모델에 상기 진단 서버의 건전성 평가 결과를 반영하여,
   각 변압기의 잔여수명과 잔여수명의 신뢰도를 구하는 것을 특징으로 하는 고전압 변압기의 수명 예측을 이용한 유지보수 의사 결정 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 의사결정 서버는,
   상기 잔여수명을 상기 잔여수명의 신뢰도에 따라 가감하고, 가감된 잔여수명을 기준수명과 비교하여 유지보수 의사 결정을 수행하는 것을 특징으로 하는 고전압 변압기의 수명 예측을 이용한 유지보수 의사 결정 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 변압기 정보 검출단말은,
   광을 이용한 절연유의 색도, 광학 필터를 이용한 유중가스의 분석을 수행하는 절연유 광특성 분석부;
   열감응성 유리를 매개로하여 온도에 따른 광투과도의 차이를 이용하여 권선 온도를 간접 검출하는 권선 광특성 분석부;
   변압기의 전압을 검출하여 전압조정 장치의 설정과 실제 전압을 비교하여 전압조정 장치의 상태 정보를 확인하는 전압 검출부;
   전기적 펄스 또는 초음파를 검출하여 부분 방전의 발생 여부를 검출하는 부분 방전 검출부; 및
   상기 절연유 광특성 분석부, 권선 광특성 분석부, 전압 검출부, 부분 방전 검출부의 검출결과를 상기 정보수집 서버로 송신하는 통신부를 포함하는 고전압 변압기의 수명 예측을 이용한 유지보수 의사 결정 시스템.