KR19990024198A - 변압기 무선 점검 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기의 사용률에 따른 전류 변화와 부하에 다른 온도변화를 측정하여 저장/연산 처리하고 무선통신에 의해 그 측정 정보를 전송하는 전력기기에 설치된 고유 ID를 가지는 소형 기지국과 상기 전력기기에 설치된 소형기지국을 무선 호출하여 상기 소형 기지국에 저장되어 있는 측정정보를 수신하여 점검자가 볼 수 있도록 하는 단말기로 구성된 변압기 무선 점검 시스템에 있어서, 변압기의 운전상태를 정확히 진단하고 점검을 효율적으로 실시하기 위하여 변압기의 각 상별 전류와 절연유 온도에 대한 변압기에서 검출된 각종 데이터를 포맷화하는 방식과 상기 소형 기지국에 저장된 데이터를 무선 채널을 통하여 전송하는 변압기 무선 점검 프로토콜을 포함하는 변압기 무선 점검 시스템에 관한 것이다.

Description

변압기 무선 점검 시스템

본 발명은 변압기 무선 점검 시스템에 관한 것으로, 특히 변압기에 설치된 소형 기지국과 점검자가 휴대하는 휴대용 단말기간의 데이터 무선 송수신 프로토콜을 포함하는 변압기 무선 점검 시스템에 관한 것이다.

상기 변압기 무선 점검 시스템은 이미 동 출원인들에 의해 특허출원번호 제 36191호로 1987년 7월 30일 출원 되었다.

상기 변압기 무선 점검 시스템은 변압기의 사용률에 따른 전류 변화와 부하에 따른 온도변화를 측정하여 그 데이터를 저장하고 연산처리하여 무선통신에 의해 그 측정 데이터를 전송할 수 있는 고유 ID를 갖는 소형기지국과, 상기 소형 기지국을 무선 호출하여 상기 소형 기지국에 저장되어 있는 정보를 수신하여 점검자가 확인 할 수 있도록 함으로써 변압기의 상태를 점검하는 무선통신 휴대용 단말기로 구성되어 있다.

상기 소형 기지국은 전주에 변압기를 설치하기 전에 변압기에 설치하고 각 변압기에 설치되는 소형 기지국마다 고유 ID를 입력시켜 휴대용 무선통신 단말기로 소형 기지국을 무선호출할 때 가까운 위치에 있는 소형 기지국과의 혼선을 방지하고 1:1 통신을 한다. 또한 소형 기지국은 일정한 시간 간격(약 3분)으로 변압기의 전류 변화와 온도 변화를 측정하고 중앙처리장치에서 평균값을 연산처리하여 기억장치인 메모리에 측정된 정보를 저장하여 놓는다.

다음에 휴대용 무선 통신 단말기는 키 모듈에 의해 점검하고자 하는 소형 기지국의 고유 ID를 입력하여 무선 호출하여 소형 기지국에 저장되어 있는 필요한 정보를 제공받는다.

그러나 상술한 변압기 무선 점검 시스템의 소형 기지국에 저장되는 정보는 단순히 일정한 시간간격만으로 저장되어 그 정보만을 전송하므로 변압기의 지속적인 운전 상태를 정확히 진단하기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명에 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 변압기내에 설치된 변압기 운전상태 측정 장비인 소형 기지국과 점검자가 소형 기지국의 정보를 전송 받아 확인할 수 있도록 하는 휴대용 단말기로 구성된 변압기 무선 점검 시스템에 있어서, 변압기의 운전상태를 정확히 진단하고 점검 할 수 있는 측정 데이터를 효율적으로 포맷화하고, 상기 포맷화된 측정 데이터를 상기 휴대용 단말기로 무선 채널 전송하기 위한 무선 점검 통신 프로토콜을 포함하는 변압기 무선 점검 시스템에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 변압기에 운전 상태에 관한 정보를 측정하고 저장 처리하는 변압기에 부착된 소형 기지국과, 상기 소형 기지국을 호출하여 상기 기지국에 저장된 정보를 전송 받아 확인 점검하는 변압기 무선 점검 시스템에 있어서, 상기 휴대용 단말기로부터 소형 기지국에 정보 송신 요구시 프리앰플 신호와 동기 신호를 송신하고 재전송 요구가 가능한 전송 요구 명령과 변압기의 시리얼 번호 및 점검 시간과 에러 검출 비트를 포함하는 일련의 전송 비트 스트림을 갖는 송신 요구 방식과, 상기 송신 요구 응답으로 프리앰플 신호와 동기 신호를 송신하고 프레임 정보 패킷과 온도 패킷, 그리고 각 상 전류 패킷을 송신하는 변압기 무선 측정 통신 프로토콜을 포함하는 변압기 무선 점검 시스템을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 변압기 무선 점검 시스템의 송수신 방식을 나타낸 개략도.

도2는 본 발명에 따른 변압기 무선 점검 송신 프로토콜을 나타낸 도면.

도3은 본 발명에 따른 변압기 무선 점검 수신 프로토콜을 나타낸 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 소형 기지국 2 : 휴대용 단말기

3: 송신 요구 프로토콜 4 : 송신 응답 프로토콜

본 발명은 변압기 내에 설치된 소형 기지국과 점검 목적으로 점검자가 휴대하는 휴대용 단말기로 구성되어 있는 변압기 무선 점검 시스템에 관한 것으로, 특히 변압기의 운전 상태를 정확히 진단하기 위한 측정 데이터들의 구성과 변압기 운전 상태 측정 장비인 소형 기지국을 이용하여 측정, 저장된 데이터들을 상기 단말기로 정확히 전송할 수 있는 무선 통신 프로토콜을 포함하는 변압기 무선 점검 시스템에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 좀더 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도1은 본 발명에 따른 변압기 무선 점검 시스템 개략적으로 나타낸 것으로써, 휴대용 단말기(2)는 변압기 점검자가 휴대하는 단말기(2)로 점검하고자 하는 대상 변압기를 선정하여 변압기의 소형 기지국(1)으로 변압기 점검을 요구하고 변압기 내에 설치된 상기 기지국(1)으로부터 측정 데이터를 전송 받아 데이터를 점검자의 요구에 따라 그래프 형태로 디스플레이 장치에 표현해 주는 기능을 수행하며 컴퓨터와 연결하여 점검 데이터를 컴퓨터로 다운로드하여 점검 데이터를 데이터 베이스화하여 각 변압기를 체계적이고 과학적으로 분석 및 관리할 수 있다.

한편 변압기에 설치된 소형 기지국(1)은 평상시에는 변압기의 온도 및 전류 상태를 주기적으로 측정하여 내부 메모리에 저장하고, 이 저장된 정보를 상기 단말기로부터 측정 데이터 송신 요구 프로토콜(3)이 전송되면 송신 요구되어진 데이터를 상기 단말기로 송신 응답 프로토콜(4)로 전송하는 기능을 수행한다.

다음에 도 2는 상기 휴대용 단말기로부터 변압기의 운전상태를 측정하기 위해 상기 소형 기지국으로 데이터 전송을 요구하는 송신 요구 방식에 관한 것이다. 구체적으로 설명하면, 먼저 변압기 운전 상태를 측정하는 소형 기지국의 RF 모듈의 리시버단이 동기화되도록 1과 0이 반복되는 프리앰플신호를 일정시간 송신하여 소형 기지국의 RF 리시버단이 동기된 다음 송신 데이터의 시작점으로 알리기 위해 미리 예약된 동기신호를 전송함으로 소형 기지국은 동기 신호를 검출하여 송신 요구 명령 데이터의 시작점을 찾아낸다.

상기 송신 요구 명령 데이터의 첫 번째 데이터는 송신 요구 명령 바이트이며 이 명령 바이트는 상기 소형 기지국으로부터 전송할 데이터를 온도 및 각 상 전류 측정 데이터의 전부를 전송할 것인지 아니면 일부를 전송할 것인지를 결정하고(일반적인 측정은 데이터 전부를 전송 요구하고, 송수신상의 에러가 발생하였을 경우 해당되는 패킷의 정보만을 선택하여 재전송을 요구할 경우 일부 전송이 이루어진다.) 이 외 변압기의 동작모드 전환(예를 들면 경고음 발생, 24시간 상세한 데이터 전송에 있어서 과거 1개월간 최대값 발생일의 데이터를 전송할 것이지, 아니면 점검 당일 측정 데이터를 전송할 것인지를 결정)에 사용된다.

다음에 전송 요구 데이터는 전송 요구하고자 하는 변압기의 시리얼 번호(예를 들면 변압기 시리얼 번호에는 제조회사, 변압기 상 분류, 제조번호 등을 표기)가 전송되며 이 시리얼 번호를 통해 해당 변압기가 응답한다. 상기 변압기 시리얼 번호 다음 데이터는 현재 측정시간 정보를 전송하며, 이 정보는 상기 소형 기지국 내부 타이머의 시간 정보 업데이트용으로 사용된다.

이상의 전송 요구 데이터와 함께 마지막으로 전송 요구 데이터들의 전송 에러 검출을 위해 전송 요구 데이터 값들에 대한 일정한 규칙의 연산을 통해 생성되는 에러 검출 비트를 추가하여 전송 에러가 발생할 경우에 재 전송할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 휴대용 단말기로부터의 전송 요구방식은 1과 0의 반복 패턴인 프리앰플 신호, 동기 신호, 전송 요구 명령, 변압기 시리얼 번호, 점검 시간 및 에러 검출 비트로 구성되는 일련의 데이터 스트림이 되며 이 데이터 스트림은 통신 채널에 알맞는 적절한 변조를 통하여 무선 채널을 통해 휴대형 단말기로부터 변압기에 설치되어 있는 소형 기지국으로 전송된다.

다음에 도3은 휴대용 변압기로부터 송신 요구에 따른 송신 데이터의 구성과 송신 방식에 대해 나타낸 것이다.

상기 송신 데이터의 구성과 송신 규격은 1과 0의 반복 패턴으로 구성된 프리앰블 신호와 데이터 시작점을 알리는 동기신호, 전송 요구시 수신된 전송 요구명령과 변압기 시리얼 번호와 점검 시간 정보와 소형 기지국의 운전 상태 (예를 들면, 변압기 측정 정상 동작 여부, 과부하시 경고음 발생모드 등)와 각 신호들의 에러 검출 비트로 구성된 프레임 정보 패킷과, 온도에 대해 지난 1개월간 수분단위로 측정한 결과 최대치가 발생한 당일 24시간에 해당하는 측정 데이터(예를 들면 10분 간격으로 24시간 측정하고, 측정 데이터 하나 당 1바이트를 할당할 경우 144 바이트의 정보)와 지난 1개월간 날짜별 최대온도(예를 들면, 1개월을 30일로 가정하고 측정 데이터 하나 당 1바이트를 할당할 경우 30바이트의 정보)와 지난 1개월간 날짜별 평균온도와 지난 1개월간 날짜별 최소온도와, 과거 1개월간 최대 온도가 발생한 날짜 정보와 지난 1개월간 특정 기준온도 대비 온도가 초과된 누적시간 정보와 상기 데이터들의 각각에 대해 에러 검출 비트를 추가한 온도 정보 패킷과, 각 상 전류 부하량에 대해 지난 1개월간 수분 단위로 측정한 결과 최대치가 발생한 당일 24시간에 해당하는 측정 데이터(예를 들면 5분 간격으로 24시간 측정하고 측정 데이터 하나당 1바이트를 할당할 경우 288 바이트의 정보)와 지난 1개월간 날짜별 최대 부하량(예를 들면, 1개월을 30일로 가정하고, 측정 데이터 하나당 1바이트를 할당할 경우 30바이트의 정보)과 지난 1개월 간 날짜별 평균부하량과 지난 1개월간 날짜별 최소 부하량과, 지난 1개월 간 최대부하가 발생한 날짜 정보와 지난 1개월간 변압기 정격용량 대비 과부하가 기록된 누적시간 정보와 상기 데이터들의 각각에 대해 에러 검출 비트를 추가한 전류 부하량 정보 패킷으로 구성된다.

상기 전류 부하량 정보 패킷은 변압기의 상 분류에 의해 각 상마다 하나의 패킷이 필요하다(예를 들면 3상의 경우 1상 전류 부하량 패킷, 2상 전류 부하량 패킷, 3상 전류 부하량 패킷 등 3개의 패킷이 필요하게 된다.).

본 발명은 종래의 변압기 무선 점검 시스템에 비하여 변압기의 상태를 정확하고 신속하게 점거할 수 있다. 즉 본 발명의 변압기 측정 데이터와 무선 통신 통신 프로토콜을 이용하여 전력 공급자 및 유지 보수 관리자가 신속, 정확, 편리한 점검 활동이 가능해 질뿐만 아니라 이와 같은 다양한 측정 데이터를 기반으로 컴퓨터와 연계하여 데이터 베이스화 함으로써 여러 곳에 산재해 있는 변압기의 집중적인 관리가 용이하게 되어 변압기의 안전 사고를 예방할 수 있으며, 신속한 점검 및 유지 보수를 통해 점검에 필요한 경비를 감소시킬 수 있으며, 변압기의 작동 추이를 분석하여 알맞은 용량의 변압기를 증설 또는 감축 배치함에 따라 전력 배분의 투자 및 전력 효율성을 극대화 할 수 있다.

Claims (4)

1. 변압기에 설치되어 변압기의 상태를 주기적으로 측정하고 그 측정 정보를 연산처리하여 저장하는 소형 기지국과, 상기 기지국을 호출하여 기지국에 저장되어 있는 정보를 수신하여 점검하는 휴대용 단말기로 구성되어 있는 변압기 무선 점검 시스템에 있어서,

   상기 휴대용 단말기로부터 상기 소형 기지국으로 정보 송신 요구시 프리엠블신호와 동기신호를 송신하고 재전송 요구가 가능한 전송 요구 명령과 변압기의 시리얼 번호 및 점검 시간과 에러 검출 비트를 포함하는 일련의 전송 비트 스트림을 갖는 송신 요구 방식과,

   상기 송신 요구에 대한 송신 요구 응답으로 프리앰블 신호와 동기신호를 송신하고 프레임 정보 패킷과 온도 패킷 그리고 각 상 전류 패킷을 송신하는 송신 요구 응답 방식을 포함하는 무선 측정 통신 프로토콜을 갖는 변압기 무선 점검 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임 정보 패킷은 상기 단말기로부터 송신 요구시 전송한 송신 요구 명령과 변압기 시리얼 번호, 점검 시간 정보, 상기 소형 기지국의 운전 상태 정보 그리고 상기 데이터들에 대한 에러 검출 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 측정 통신 프로토콜을 갖는 변압기 무선 점검 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 정보 패킷은 지난 1개월간 주기적으로 측정한 결과 최대치가 발생한 당일 24시간에 해당하는 측정 데이터와, 지난 1개월간 날짜별 최대온도 데이터와, 지난 1개월간 날짜별 평균온도 데이터와, 지난 1개월간 날짜별 최소온도 데이터와, 지난 1개월간 최대온도가 발생한 날짜 정보 데이터와, 지난 1개월간 특정 기준온도 대비 온도가 초과한 누적시간 정보 데이터와, 상기 데이터들의 각각에 대한 에러 검출 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 프로토콜을 갖는 변압기 무선 점검 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전류 정보 패킷은 지난 1개월간 주기적으로 측정한 결과 최대치가 발생한 당일 24시간에 해당하는 측정 데이터와, 지난 1개월간 날짜별 최대 부하량 데이터와, 지난 1개월간 날짜별 평균 부하량 데이터와, 지난 1개월간 날짜별 최소 부하량 데이터와, 지난 1개월간 최대 부하량이 발생한 날짜 정보 데이터와, 지난 1개월간 변압기 정격용량 대비 과부하 상태 누적시간 정보 데이터와, 상기 데이터들의 각각에 대한 에러 검출 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 프로토콜을 갖는 변압기 무선 점검 시스템.