KR20010026980A - 변압기의 원격 감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소용량 변압기를 원격 감시함으로써 유지보수의 정확도를 높일 수 있는 소용량 변압기의 원격 감시시스템에 관한 것이다. 본 발명은 변압기의 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 감지하고, 이 감지된 데이터의 레벨을 체크함에 따라 경보상태의 유무를 판단하고, 변압기에 이상이 발생하였을 경우 경보 알람을 발생할 수 있도록 하는 시스템이다. 또한, 본 발명은 변압기의 외벽온도를 감지하여 그 감지된 외벽온도와 변압기의 내부온도를 계산하는 프로그램에 따라 전반적인 변압기의 상태를 관리한다.

Description

변압기의 원격 감시시스템{Remote monitoring system for transformer}

본 발명은 소용량 변압기의 원격 감시시스템에 관한 것이다.

근래, 생활양식의 변화에 따라 냉난방 부하 등의 고소비형 전력부하가 대도시 지역에 편중되어 증가하고 있는 바, 확보 가능한 설비입지의 한계 및 공사비용의 증가 등으로 대도시내의 전력 공급설비 증설은 한계점에 이르고 있는 상황이다.

현재, 소용량(30KW급 이하) 변압기로서 지중 또는 주상(전주)에 설치된 변압기는 점검자가 그 내부온도 등을 알 수 없고, 단지 순찰에 의한 육안 점검만 원시적으로 하고 있는 상태이다. 이와 같은 상황하에서 여름철 전기를 많이 사용하는 시간대에 과부하 등으로 인하여 변압기가 과열되면 정전은 물론 최악의 경우 폭발 등으로 인한 인적피해가 예상되기도 한다.

특히, 절연계통의 파괴현상은 변압기의 오랜 시간의 운전에 따라 변압기 오일속에 포함되어 있는 여러 가지 불순물, 열 및 과잉전압 또는 전류에 의해 내부에 있는 종이(paper) 절연체가 점차적으로 나빠지기 때문에 주로 발생한다. 이러한 현상은 오랜 시간동안 조금씩 변화되기 때문에 사전에 감지되기가 힘들다.

100MVA 이하의 소형 변압기의 파손 역시 약 25이상 변압기 내부의 절연계통의 파괴로 발생한다. 표1의 데이터는 미국의 ABB, 웨스팅하우스등 세계 굴지의 변압기 제작회사의 데이터를 참조한 것이다.

	100MVA 이하 변압기	100MVA 이상 변압기
	230KV이하(22.9KV 포함)	345KV이상	230KV이하(22.9KV 포함)	345KV이상
누전절연계통기타	70255	45505	60355	15805

따라서, 변압기와 같은 설비의 고장을 사전에 감시하고, 고장이 발생할 경우에도 신속한 시간 내에 고장을 해결하여 정상 가동시킬 수 있는 원격 감시시스템의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같이 종래의 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명은 변압기의 온도변화 및 소비부하에 따른 상태를 파악하고, 설비 보수 유지의 체계화 및 보수시기를 결정함은 물론, 설비고장을 사전에 방지할 수 있는 소용량 변압기의 원격 감시시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 소용량 변압기의 원격 감시시스템은, 변압기의 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 감지하는 센서; 변압기에서 발생되는 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 센서를 통해 입력받아 신호의 레벨을 체크함에 따라 경보상태의 유무를 판단하고, 센서의 경보를 표시하는 스레솔드 레벨을 하이레벨, 하이레벨의 2단계로 조절하며, 센서의 스레솔드 테이블을 미리 프로그램한 데이터 인식시스템; 및 변압기에 이상이 발생하였을 경우 경보 알람을 발생할 수 있도록 미리 프로그램되어 있으며, 상기 데이터 인식시스템으로부터의 신호를 수신하도록 데이터 인식시스템과는 공중선이나 모뎀 전용회선을 통하여 연결된 주컴퓨터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 변압기의 외벽온도를 감지하여 그 감지된 외벽온도와 변압기의 내부온도를 계산하는 프로그램에 따라 전반적인 변압기의 상태를 관리하도록 하는 센서가 추가 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 인식시스템은 센서의 감지데이터를 1초에 2-3회 샘플링하여 경보발생 유무를 판단하며, 경보발생이 없을 경우에는 센서의 감지데이터를 1분 간격으로 주컴퓨터에 전송하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 원격 감시시스템에 사용되는 파라메터를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 원격 감시시스템의 블록 구성도이다.

도 3은 본 발명의 원격 감시시스템의 데이터 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 ------ 센서 20 ------ 데이터 인식시스템

30 ------ 주컴퓨터

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 원격 감시시스템에 사용되는 파라메터를 도시한 도면, 도2는 본 발명의 원격 감시시스템의 블록 구성도, 도3은 본 발명의 원격 감시시스템의 데이터 흐름도이다.

본 발명의 변압기 감시시스템은 변압기 내부의 온도, 변압기의 부하상태, 변압기 2차 전압 등 여러 가지 값을 설정 임계값과 비교하여 경고신호를 발생할 수 있도록 한다. 또한, 측정된 센서데이터는 시간에 따른 변화를 측정하고 변압기의 변화상태를 판단하여 경보신호를 발생함과 아울러 변압기의 예상변화를 미리 예측하여 유지 보수의 일정을 결정하고, 불필요한 점검으로 인한 단전을 방지한다.

도1 내지 도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 원격 감시시스템은 센서(10), 복수개의 데이터 인식시스템(20) 및 주컴퓨터(30)로 구성된다.

센서(10)는 변압기의 온도, 전압, 전류 및 차단기상태 등을 감지하는 것으로써, 그 입력단자의 개수는 각 변압기의 상태에 따라 16개의 입력단자로 구성한다.

데이터 인식시스템(20)은 경우에 따라 오프-라인 스탠드만으로 구성하고, 16-비트 마이크로 컨트롤러를 사용하여 설계 제작한다.

데이터 인식시스템(20)은 변압기 부근에 설치됨으로써 변압기에서 발생되는 각종신호, 예를 들어 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 센서(10)를 통해 입력받는다. 일반적으로 변압기의 상태는 빠르게 변화되지 않기 때문에 고속의 샘플율은 필요하지 않으며, 약 1초에 2-3회 정도 각 센서들을 통해 데이터를 입력받는다. 입력된 데이터는 신호의 레벨을 체크하여 경보상태(Alarm Status)의 유무를 판단하며, 경보상태일 경우 즉각 주컴퓨터(30)에 신호를 송출하게 된다. 그러나, 경보상태가 없을 경우에는 1분에 1회 또는 1일 1회에 한하여 데이터를 주컴퓨터(30)에 전송하게 된다.

데이터 인식시스템(20)의 설치 위치는 변압기에 의한 노이즈의 영향으로 동작이 불안정하게 될 가능성이 많기 때문에 디스크 저장장치등 노이즈에 민감한 부품은 사용하지 못한다. 따라서, 센서입력단자, 통신터미널, 전원장치 등 여러 곳에 각종 보호시설을 설치한다.

데이터 인식시스템(20)은 각종 센서의 경보를 표시하는 스레솔드 레벨을 하이레벨, 하이레벨의 2단계로 조절하며, 충분한 검증을 거쳐 각종 센서의 스레솔드 테이블을 미리 프로그램한다.

또한, 데이터 인식시스템(20)에는 최소한 일주일간의 데이터를 저장하며, 저장된 데이터를 이용하여 변압기의 상태를 파악한다.

주컴퓨터(30)는 변압기에 이상이 발생하였을 경우 경보 알람을 발생할 수 있도록 미리 프로그램되어 있다. 주컴퓨터(30)는 주로 전력회사의 본부에 설치되며 상기 데이터 인식시스템(20)과는 공중선이나 모뎀 전용회선을 통하여 연결된다. 전용회선 사용시 원거리(100Km 이상)통신이 가능하다. 단, 공중선이나 전용회선으로 연결시 데이터 인식시스템(20)상에서 발생되는 제반 잡음 유도 현상을 조사하고 이를 해결할 수 있도록 한다.

주컴퓨터(30)는 본부에 있는 컴퓨터로 대치할 수 있으며 경우에 따라 생략 할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

변압기의 센서(10)에 의해 감지된 데이터, 즉 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등이 연속적으로 데이터 인식시스템(20)에 입력되는 상태에서 데이터 인식시스템(20)은 1초에 2-3회(또는 10회 정도) 센서의 감지데이터를 샘플링하여 경보 유무를 판단한다. 이 판단 결과, 경보를 발생해야 하는 것으로 판단되는 경우에는 즉각 주컴퓨터(30)에 해당 메시지를 전송한다. 또한, 경보를 발생할 필요가 없을 경우에는 1분 간격으로 센서의 감지데이터를 주컴퓨터(30)에 전송하거나 전화회선의 사용이 없는 밤 12시경에 데이터를 전송한다.

데이터 인식시스템(20)으로부터 경보 발생신호가 수신되면, 주컴퓨터(30)는 즉각 경보 알람을 발생하여 전문요원에게 통보한다.

본 발명은 상술한 실시예와 더불어 하기와 같이 실시할 수도 있다.

즉, 변압기의 외벽온도를 측정하여 변압기 내부온도를 계산하는 것으로써, 센서에 의해 감지된 외벽온도와 주컴퓨터에 미리 저장된 온도모델을 토대로 전반적인 변압기 상태를 관리하며, 각 센서 데이터의 조합에 따라 변압기를 진단한다. 이때, 변압기의 상태는 실시간 관측할 수 있도록 한다.

이와 같이 주로 장기간에 걸친 데이터 베이스를 구축함으로써 각 변압기의 상태를 오랜 시간동안 관측할 수 있으며, 다른 변압기와 비교하여 조사할 수 있다.

상술한 바와같은 본 발명의 소용량 변압기의 원격 감시시스템에 따르면, 감시시스템에 의해 설비의 사전 보수의 계획을 용이하게 수립하고, 사용목적에 따라 유지 보수의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 시스템에서 발생하는 데이터의 해석에 따라 설비를 장시간 유지할 수 있으며, 장기적으로 전력계통의 운영 전략 수립에 영향을 미칠 것이며, 간접적으로는 전력 공급 서비스 향상에 기여하는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 변압기의 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 감지하는 센서(10);

   변압기에서 발생되는 온도, 전압, 전류 및 차단기 상태 등을 센서(10)를 통해 입력받아 신호의 레벨을 체크함에 따라 경보상태의 유무를 판단하고, 센서의 경보를 표시하는 스레솔드 레벨을 하이레벨, 하이레벨의 2단계로 조절하며, 센서의 스레솔드 테이블을 미리 프로그램한 데이터 인식시스템(20); 및

   변압기에 이상이 발생하였을 경우 경보 알람을 발생할 수 있도록 미리 프로그램되어 있으며, 상기 데이터 인식시스템(20)으로부터의 신호를 수신하도록 데이터 인식시스템(20)과는 공중선이나 모뎀 전용회선을 통하여 연결된 주컴퓨터(30)로 구성되고,

   상기 데이터 인식시스템(20)은 센서(10)의 감지데이터를 1초에 2-3회 샘플링하여 경보발생 유무를 판단하며, 경보발생이 없을 경우에는 센서의 감지데이터를 1분 간격으로 주컴퓨터(30)에 전송하는 것을 특징으로 하는 소용량 변압기의 원격 감시시스템.
2. 제 1항에 있어서, 변압기의 외벽온도를 감지하여 그 감지된 외벽온도와 변압기의 내부온도를 계산하는 프로그램에 따라 전반적인 변압기의 상태를 관리하도록 하는 센서가 추가 구성된 것을 특징으로 하는 소용량 변압기의 원격 감시시스템.