KR20020029819A - fault diagnosis apparatus of a transformer using a gas sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 변압기 내부이상 진단장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for diagnosing an internal abnormality of a transformer, and more particularly, to an apparatus for diagnosing an internal abnormality of a transformer using a gas sensor.
변압기는 운전 중에 각부가 열화 또는 아크, 부분방전과 누설전류 등으로 인하여 전기적 특성이나 기계적 특성이 저하되어 돌발적인 중대사고로 이어지는 경우가 종종 발생한다. 변압기 내부의 이러한 이상을 조기에 발견하는 방법은 여러 가지가 있으나, 그 중에서 변압기의 내부에 충전된 절연유 중에 용존하는 가스를 분석하는 방법이 가장 신뢰성이 높아 널리 사용된다.Transformers often cause sudden or serious accidents due to deterioration or arcing, partial discharge, leakage current, and other deterioration of electrical and mechanical properties. There are many ways to detect these abnormalities early in the transformer, but among them, the method of analyzing the dissolved gas in the insulating oil filled in the transformer is the most reliable and widely used.
변압기 내부에서 이상이 발생하게 되면 발열하고, 이 열에 의해 변압기 내부에 들어 있는 절연유, 절연지 및 프레스 보드와 같은 절연물이 분해되어 가스가 발생되어 절연유 중에 용해된다. 따라서, 절연유 중에 용존되어 있는 가스의 종류와 농도를 분석하여 변압기 내부의 이상 유무와 이상의 종류를 조기에 진단하는 것이 가능하다. 즉, 변압기 내부에 이상이 발생하면 특정가스의 농도가 증가하기 때문에 가스농도의 관리 기준치를 설정하고 주기적 또는 연속적으로 가스농도를 감시하므로써 이상의 초기에 이를 감지하여 적절한 조치를 취하여 돌발적인 사고로의 진행을 사전에 방지함으로써 큰 손실을 방지할 수 있다.When an abnormality occurs in the transformer, heat is generated, and the heat decomposes insulating materials such as insulating oil, insulating paper, and press board in the transformer, and gas is generated to dissolve in the insulating oil. Therefore, by analyzing the type and concentration of the gas dissolved in the insulating oil, it is possible to diagnose the presence or absence of the abnormality and the abnormality in the transformer at an early stage. In other words, if an abnormality occurs in the transformer, the concentration of a specific gas increases, so by setting a gas concentration management standard and monitoring the gas concentration periodically or continuously, it detects it at an early stage and takes appropriate measures to proceed to an accident. By preventing the loss in advance, a large loss can be prevented.
이와 같이 특정가스(예를 들면, 수소)농도 만을 연속적으로 감시하는 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치의 하나로서, 종래 도1에 도시한 바와 같이, 변압기 본체(2)에 밸브(4)를 매개로 용기(6)가 연결되고, 상기 용기(6)에는 가스의 농도를 감지하는 가스 센서(8)가 연결되며, 상기 가스센서(8)에는 진단장치를 제어하는 제어부(10)가 연결되고, 상기 제어부(10)에는 제어부(10)에서 출력되는 신호를 표시하는 표시부(12)가 연결된 장치가 개시되어 있다.Thus, as one of the apparatus for diagnosing a fault in a transformer using a gas sensor that continuously monitors only a specific gas (for example, hydrogen) concentration, as shown in FIG. 1, a valve 4 is applied to a transformer main body 2. A vessel 6 is connected to each other, and the vessel 6 is connected to a gas sensor 8 for detecting a concentration of gas, and the gas sensor 8 is connected to a control unit 10 for controlling a diagnosis device. In addition, the control unit 10 discloses a device connected to the display unit 12 for displaying a signal output from the control unit 10.
상기 용기(6)의 내부는 가스를 투과하는 다공질의 막(14)에 의해 제1, 제2공간(S1)(S2)으로 나누어지고, 상기 제1공간(S1)은 상기 밸브(4)를 통해 상기 변압기 본체(2)에 연통되며, 상기 제2공간(S2)은 가스센서(8)에 연통된다.The interior of the container 6 is divided into first and second spaces S1 and S2 by the porous membrane 14 which transmits gas, and the first space S1 opens the valve 4. It communicates with the transformer body 2 through the second space (S2) is in communication with the gas sensor (8).
이와 같은 종래 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치에서, 밸브(4)가 열려짐에 따라 상기 제1공간(S1)에는 가스가 용존된 절연유가 채워지고, 상기 제2공간(S2)에는 상기 절연유 중의 용존가스만 투과하여 모이며, 상기 가스센서(8)의 감지신호는 제어부(10)에 입력되고, 상기 제어부(10)는 상기 감지신호를 처리하여 상기 표시부(12)에 출력하여 사용자가 가스농도를 알 수 있게 한다.In the conventional apparatus for diagnosing an internal abnormality of a transformer using a gas sensor, as the valve 4 is opened, the insulating oil in which gas is dissolved is filled in the first space S1, and the insulating oil is filled in the second space S2. Only the dissolved gases are collected and transmitted. The detection signal of the gas sensor 8 is input to the control unit 10, and the control unit 10 processes the detection signal and outputs the detected signal to the display unit 12 so that the user can supply the gas. Make the concentration known.
그런데, 이와 같이 구성된 종래 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치에 의하면, 가스용기(6)의 제1공간(S1)에 있는 절연유 중의 용존가스가 다공질의 막(14)을 통해 제2공간(S2)으로 이동하여, 제1공간에 있는 용존가스와 제2공간에 있는 용존가스가 평형을 이룬 상태에서 제2공간에 있는 용존가스를 감지하여야, 변압기의 내부에 있는 용존가스의 농도를 정확히 알 수 있게 되는데, 제1공간과 제2공간의 용존가스가 평형을 이루는 데 걸리는 시간이 많이 걸리므로 가스농도를 신속히 감지할 수 없다는 문제점이 있었다.However, according to the conventional apparatus for diagnosing abnormality in the transformer using the gas sensor configured as described above, the dissolved gas in the insulating oil in the first space S1 of the gas container 6 passes through the porous membrane 14 in the second space S2. ), The dissolved gas in the second space must be detected while the dissolved gas in the first space is in equilibrium with the dissolved gas in the second space, so that the concentration of dissolved gas in the transformer can be accurately determined. There is a problem that the dissolved gas in the first space and the second space takes a long time to achieve an equilibrium, so that the gas concentration cannot be detected quickly.
또한, 다공질의 막(14) 등을 설치하여야 하므로, 구조가 복잡하고 제조 및 설치가 불편하여 소정의 기간이 지나면 다공질의 막(14)의 변질과 열화로 인해 그 유지 보수가 용이하지 못하다는 문제점이 있었다.In addition, since the porous membrane 14 and the like must be provided, the structure is complicated, and manufacturing and installation are inconvenient, and the maintenance and maintenance of the porous membrane 14 due to deterioration and deterioration of the porous membrane 14 are not easy. There was this.
또한, 종래의 가스센서는 여러 종류의 가스에 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.In addition, the conventional gas sensor has a problem that it can not be applied to various types of gas.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 가스농도를 신속히 감지할 수 있고 그 구조가 간단하며 설치 및 유지 보수가 용이한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for diagnosing an internal abnormality of a transformer using a gas sensor that can quickly detect a gas concentration and its structure is simple and easy to install and maintain. have.
본 발명의 다른 목적은 다양한 여러 종류의 가스에 적용할 수 있는 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for diagnosing an internal abnormality of a transformer using a gas sensor applicable to various types of gases.
도1은 종래 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도,1 is a block diagram showing an apparatus for diagnosing a fault in a transformer using a conventional gas sensor
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도,2 is a block diagram showing an internal diagnosis apparatus for a transformer using a gas sensor according to a first embodiment of the present invention;
도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도,3 is a block diagram showing an internal diagnosis apparatus for a transformer using a gas sensor according to a second embodiment of the present invention;
도4는 본 발명의 제3실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도,4 is a block diagram showing an internal diagnosis apparatus for a transformer using a gas sensor according to a third embodiment of the present invention;
도5는 본 발명의 제4실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도,FIG. 5 is a block diagram showing an apparatus for diagnosing a fault in a transformer using a gas sensor according to a fourth embodiment of the present invention; FIG.
도6은 본 발명에 사용되는 가스센서의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a gas sensor used in the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
20 : 변압기 본체 22 : 밸브20: transformer body 22: valve
24 : 용기 26 : FET형 가스센서24 container 26 FET type gas sensor
28 : 제어부 30 : 표시부28 control unit 30 display unit
32 : 통신부 34 : 경보수단32: communication unit 34: alarm means
36 : 조작부 D : 절연유36: operation unit D: insulating oil
G : 가스G: gas
본 발명에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치는, 변압기 본체 내부의 절연유를 추출하도록 변압기 본체에 연결된 용기와, 상기 용기 내의 절연유에 용존하고 있는 가스농도를 감지하도록 상기 용기의 절연유에 직접 접촉하게 상기 용기에 연결된 FET형 가스센서와, 상기 FET형 가스센서에서 감지된 가스농도를 표시하는 표시부와, 상기 FET형 가스센서에서 감지된 감지신호를 입력받아 처리한 후 상기 표시부로 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for diagnosing an internal abnormality of a transformer using a gas sensor according to the present invention includes a container connected to the transformer main body to extract the insulating oil in the transformer main body, and a direct contact with the insulating oil of the container to sense the gas concentration dissolved in the insulating oil in the container. A FET type gas sensor connected to the container, a display unit for displaying the gas concentration detected by the FET type gas sensor, and a sensing signal detected by the FET type gas sensor after receiving and processing the output signal to the display unit. It characterized in that it comprises a control unit.
그리고, 사용자가 원거리에서 변압기의 내부이상을 진단할 수 있도록 상기 제어부는 통신부에 의해 표시부에 연결될 수도 있다. 이 통신부는 유선 또는 무선 송수신부이다.In addition, the control unit may be connected to the display unit by the communication unit so that the user can diagnose the internal abnormality of the transformer at a long distance. This communication unit is a wired or wireless transceiver.
상기 제어부에는 변압기 내부이상을 사용자에 알리는 경보수단이 연결되는 것이 바람직하다.The control unit is preferably connected to the alarm means for notifying the user of the internal abnormality of the transformer.
또한, 상기 제어부에는 감지되는 가스의 기준농도치를 설정하여 다양한 종류의 가스의 농도를 선택적으로 감지하도록 조작부가 연결될 수도 있다.In addition, the control unit may be connected to the control unit to selectively detect the concentration of various types of gas by setting a reference concentration value of the gas to be detected.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for diagnosing a fault in a transformer using a gas sensor according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 변압기 본체(20)에는 밸브(22)를 매개로 상기 변압기 본체(20) 내의 절연유를 추출하여 수용하는 용기(24)가 연결되고, 상기 용기(24)에는 이 용기 내에 수용된 절연유 중의 가스농도를 감지하는 FET형 가스센서(26)가 연결되며, 상기 FET형 가스센서(26)에는 이 FET형 가스센서에서 감지된 감지신호를 입력받아 처리하는 제어부(28)가 연결되며, 상기 제어부(28)에는 상기 제어부에서 출력된 신호에 따라 가스의 농도를 표시하는 표시부(30)가 연결된다.As shown, a transformer 24 is connected to a container 24 for extracting and accommodating the insulating oil in the transformer body 20 via a valve 22, and the container 24 has insulating oil contained in the container. FET type gas sensor 26 for detecting the concentration of the gas is connected, the FET type gas sensor 26 is connected to the control unit 28 for receiving and processing the detection signal detected by the FET type gas sensor, The control unit 28 is connected to the display unit 30 for displaying the concentration of the gas in accordance with the signal output from the control unit.
상기 밸브(22) 없이 상기 용기(24)가 상기 변압기 본체(20)에 항상 연통되게 구성할 수도 있으나, 상기 용기(24) 등의 진단장치를 착탈가능게 부착하도록 변압기 본체(20)에 고정된 밸브(22)를 구비하는 것이 바람직하다.Although the container 24 may be configured to always communicate with the transformer body 20 without the valve 22, the container 24 may be fixed to the transformer body 20 to detachably attach a diagnostic device such as the container 24. It is preferred to have a valve 22.
상기 밸브(22)는 수동밸브 또는 자동밸브 등 다양한 밸브로 이루어 질 수 있고, 원격으로 제어되는 자동밸브일 수도 있다.The valve 22 may be formed of various valves such as a manual valve or an automatic valve, or may be a remotely controlled automatic valve.
상기 용기(24)는 밸브(22)를 열게 되면 상기 변압기 내부의 절연유가 흘러 들어 고이는 용기로서, 파이프 형태일 수도 있다.The container 24 is a container in which insulating oil flows when the valve 22 is opened, and may be in the form of a pipe.
상기 FET형 센서(26)는 상기 용기의 내부로 돌출하여 설치된 센서로서, 그 감지부는 용기 내의 절연유(D)에 직접 접촉하여 절연유에 용존된 가스(G : 수소)의 농도를 감지하는 센서이다.The FET-type sensor 26 is a sensor which protrudes into the inside of the container, and the sensing part is a sensor that directly contacts the insulating oil D in the container and senses the concentration of gas (G: hydrogen) dissolved in the insulating oil.
도6은 상기 FET형 센서의 구체적 구조이다. 도시한 바와 같이, 상기 FET형 센서(26)은 P형 실리콘 기판(100)에 매몰산화층(101)에 의해 전기적으로 절연되도록 부착된 P형 실리콘층(102)의 표면에 센싱 트랜지스터(200), 레퍼런스 트랜지스터(300), 히터(110) 및 온도관찰용 다이오드(120)로 구성된다. 그리고, 상기 센싱 트랜지스터(200), 레퍼런스 트랜지스터(300), 히터(110) 및 온도관찰용 다이오드(120)의 사이에는 이들 각 소자들을 서로 절연시키도록 소자분리산화막(103)이 상기 매몰산화층(101)과 연결되게 형성된다.6 is a specific structure of the FET type sensor. As shown, the FET type sensor 26 includes a sensing transistor 200 on the surface of the P-type silicon layer 102 attached to the P-type silicon substrate 100 to be electrically insulated by the buried oxide layer 101. The reference transistor 300, the heater 110, and the temperature observation diode 120 are configured. In addition, an isolation oxide layer 103 may be formed between the sensing transistor 200, the reference transistor 300, the heater 110, and the temperature monitoring diode 120 to insulate each of these devices from each other. It is formed to be connected to).
상기 P형 실리콘층(102), 센싱 트랜지스터(200) 및 레퍼런스 트랜지스터(300)는 상기 절연유(D)에 직접 접촉된다. 센싱 트랜지스터(200) 및 레퍼런스 트랜지스터(300)가 절연유에 의해 열화가 우려되는 경우에는 이들 소자들의 위에 다공질 절연층을 코팅할 수도 있다. 이 다공질 절연층은 테프론 멤브레인과 같은 소재로서 절연유(D) 중의 수소이온이 통과하여 상기 센싱 트랜지스터(200)의 게이트금속(205)(206)에 접촉되게 하는 필터로서의 기능을 가지게 된다.The P-type silicon layer 102, the sensing transistor 200, and the reference transistor 300 are in direct contact with the insulating oil D. When the sensing transistor 200 and the reference transistor 300 are deteriorated by the insulating oil, a porous insulating layer may be coated on these elements. This porous insulating layer is a material such as a Teflon membrane, and has a function as a filter for allowing hydrogen ions in the insulating oil D to pass through and contact the gate metals 205 and 206 of the sensing transistor 200.
상기 히터(110)는 상기 P형 실리콘층(102)에 n+확산영역(111)이 센싱 트랜지스터(200)와 레퍼런스 트랜지스터(300)의 주위를 에워 싸도록 연결되게 형성된 것으로서, 센싱 트랜지스터(200)와 레퍼런스 트랜지스터(300)의 동작온도를 높여 가스에 대한 검지감도를 향상시킨다.The heater 110 is formed such that n + diffusion region 111 is connected to the P-type silicon layer 102 so as to surround the sensing transistor 200 and the reference transistor 300, and the sensing transistor 200. In addition, the operating temperature of the reference transistor 300 is increased to improve the detection sensitivity of the gas.
상기 온도관찰용 다이오드(120)는 상기 센싱 트랜지스터(200)와 레퍼런스 트랜지스터(300) 사이의 P형 실리콘층(102)에 n+확산영역(121)이 형성된 것으로서, 센싱 트랜지스터(200)와 레퍼런스 트랜지스터(300)의 동작온도를 측정 관찰한다.The temperature observation diode 120 is formed with n + diffusion region 121 in the P-type silicon layer 102 between the sensing transistor 200 and the reference transistor 300, and the sensing transistor 200 and the reference transistor. Measure and observe the operating temperature of 300.
상기 센싱 및 레퍼런스 트랜지스터(200)(300)에는 n+드레인(201)(301)과 n+소오스(202)(302)를 각각 구비한다. 그리고, 각 채널의 위에는 SiO2의 하부 게이트절연층(203)(303)과 Si3N4의 상부 게이트절연층(204)(304)이 형성된다. 그리고 상기 센싱 트랜지스터(200)의 상부 게이트절연층(204)의 위에는 NiCr과 파라듐으로 형성된 게이트금속(205)(206)이 형성된다. 또한 레퍼런스 트랜지스터(300)의 상부 게이트절연층(304)의 위에는 NiCr과 금(Au)으로 형성된 게이트금속(305)(306)이 형성된다. 상기 하부 게이트절연층(203)(303)은 소자의 열화를 억제하여 소자고유의 드리프트를 지연시키며, 상기 상부 게이트절연층(204)(304)은 유기수소 드리프트를 해소하는 작용을 한다.The sensing and reference transistors 200 and 300 are provided with n + drain 201 and 301 and n + source 202 and 302, respectively. The lower gate insulating layers 203 and 303 of SiO 2 and the upper gate insulating layers 204 and 304 of Si 3 N 4 are formed on each channel. A gate metal 205 and 206 formed of NiCr and palladium are formed on the upper gate insulating layer 204 of the sensing transistor 200. In addition, gate metals 305 and 306 formed of NiCr and gold (Au) are formed on the upper gate insulating layer 304 of the reference transistor 300. The lower gate insulating layers 203 and 303 suppress deterioration of the device to delay drift inherent to the device, and the upper gate insulating layers 204 and 304 serve to eliminate organic hydrogen drift.
상기 제어부(28)는 공지의 마이크로 프로세서 및 다수의 제어회로로 되어 있고, 상기 FET 가스센서에 의해 감지된 가스농도의 감지신호를 처리하여 상기 표시부(30)에 출력한다.The control unit 28 includes a well-known microprocessor and a plurality of control circuits, and processes and outputs a detection signal of the gas concentration detected by the FET gas sensor to the display unit 30.
상기 표시부(30)는 공지의 모니터 등으로 되어 있고, 상기 제어부(28)에서 입력받은 신호를 사용자가 알아 보도록 표시한다.The display unit 30 is a known monitor or the like, and displays the signal received from the controller 28 so that the user can recognize it.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 변압기 내부이상 진단장치는 변압기 본체(20)에 고정된 밸브(22)가 잠긴 상태로 용기(24)를 밸브(22)의 플랜지에 연결하여 설치하고, 밸브(22)를 열어 진단장치의 FET형 가스센서(26)가 항상 변압기 본체(20)에서 나온 절연유(D)에 접촉하도록 유지시킨다.The apparatus for diagnosing a fault in the transformer according to the present invention configured as described above is installed by connecting the container 24 to the flange of the valve 22 in a state in which the valve 22 fixed to the transformer body 20 is locked, and the valve 22. Open to keep the FET type gas sensor 26 of the diagnostic device always in contact with the insulating oil (D) from the transformer body (20).
이와 같은 상태에서 변압기 본체(20)의 내부에서 이상이 발생하게 되면 발열하고, 이 열에 의해 변압기 본체(20)의 내부에 들어 있는 절연유, 절연지 및 프레스 보드와 같은 절연물이 분해되어 가스(G)가 발생되어 절연유(D) 중에 용해된다. 상기 가스는 대부분이 탄화수소계 가스이며, 수소는 다른 가스와 동반하여 발생하는데 변압기의 내부이상이 진전됨에 따라 수소가스의 양은 점차적으로 증가한다.In this state, if an abnormality occurs in the interior of the transformer main body 20, heat is generated, and the heat decomposes an insulating material such as insulating oil, insulating paper, and a press board in the transformer main body 20 so that the gas G is released. Generated and dissolved in the insulating oil (D). Most of the gas is a hydrocarbon-based gas, and hydrogen is generated together with other gases, and the amount of hydrogen gas gradually increases as the abnormality in the transformer develops.
상기 수소가스가 상기 FET형 가스센서(26)의 파라듐 게이트 금속(206)에 흡착되면, 흡착된 수소원자가 얇은 NiCr 게이트 금속(205)에 확산되어 상부 게이트절연층(204)과의 계면에 분극(Polarized)되어 표면에 분극층(Dipole layer)이 형성된다. 그리고 분극층은 외부로부터 인가되는 게이트전압의 강하를 유도한다. 이와같은 게이트 전압의 강하는 센싱 트랜지스터(200)의 드레인 전류의 변화를 유도하게된다.When the hydrogen gas is adsorbed to the palladium gate metal 206 of the FET type gas sensor 26, the adsorbed hydrogen atoms diffuse into the thin NiCr gate metal 205 and are polarized at the interface with the upper gate insulating layer 204. (Polarized) to form a dipole layer on the surface. The polarization layer induces a drop in the gate voltage applied from the outside. This drop in gate voltage induces a change in the drain current of the sensing transistor 200.
한편 상기 레퍼런스 트랜지스터(300)는 소자의 고유 드리프트를 감시하기 위한 것으로서 센싱 트랜지스터(200)와 동일 기판에 게이트를 제외한 나머지 요소가동일소재 및 동일과정을 통하여 형성되어 있기 때문에 센싱 트랜지스터(200)와 동일한 고유 드리프트를 가진다.On the other hand, the reference transistor 300 is for monitoring the inherent drift of the device is the same as the sensing transistor 200 because the element is formed through the same material and the same process except the gate on the same substrate as the sensing transistor 200 Has a unique drift.
상기 센싱 트랜지스터(200)와 레퍼런스 트랜지스터(300)의 출력신호는 제어부(28)에 입력되고, 이 제어부(28)에서 차동 증폭하여 신호를 처리하고, 이 처리된 신호는 상기 표시부(30)에 출력됨에 의해 사용자가 변압기 내부의 가스농도를 알게 된다.The output signals of the sensing transistor 200 and the reference transistor 300 are input to the controller 28, and the controller 28 differentially amplifies the signals and processes the signals, and the processed signals are output to the display unit 30. This allows the user to know the gas concentration inside the transformer.
본 발명의 실시예에 의하면 가스용기에 모인 절연유에 직접 가스센서가 접촉하여 가스의 농도을 감지하므로, 응답이 빠르고 구조가 간단하다.According to the embodiment of the present invention, since the gas sensor directly contacts the insulating oil collected in the gas container and detects the concentration of the gas, the response is quick and the structure is simple.
도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 사용자가 원거리에서 변압기의 내부이상을 진단할 수 있도록 상기 제어부(32)는 통신부(32)에 의해 표시부(30)에 연결된다. 상기 통신부(32)는 케이블 등의 공지의 유선송수신부나, 공지의 무선 송수신부로 이루어 질 수 있다.3 is a block diagram showing an internal diagnosis apparatus for a transformer using a gas sensor according to a second embodiment of the present invention. As shown, in this embodiment, the control unit 32 is connected to the display unit 30 by the communication unit 32 so that the user can diagnose the internal abnormality of the transformer at a long distance. The communication unit 32 may be formed of a known wired transmitter / receiver, such as a cable, or a known wireless transceiver.
도4는 본 발명의 제3실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 사용자가 변압기의 이상상태를 용이하게 알 수 있도록 경보수단(34)이 연결된다.4 is a block diagram showing an internal diagnosis apparatus for a transformer using a gas sensor according to a third embodiment of the present invention. As shown, in this embodiment, the alarm means 34 is connected so that the user can easily know the abnormal state of the transformer.
상기 경보수단(34)은 스피커 등의 경보음 발생기나, LED나 램프 등의 발광소자로 될 수 있다. 이러한 경보수단(34)을 갖춘 변압기 내부이상 진단장치는, 상기 가스센서(26)에 의해 감지되는 소정치 이상의 출력신호(전류값)에 대해, 제어부(28)의 제어에 의해 경보신호가 상기 스피커에 전달되어 경보음이 발생되게하거나, 제어부(28)의 제어에 의해 상기 발광소자가 점등되게 하여 변압기의 이상상태를 사용자에게 알린다. 이때, 변압기 내부의 정상상태, 요주의상태 및 위험상태를 구분하여 경보음을 다르게 하거나, 다수개의 발광소자를 설치하여 각 상태에 따라 점등되는 발광소자가 내는 빛의 색을 다르게 하는 것이 바람직하다.The alarm means 34 may be an alarm sound generator such as a speaker or a light emitting element such as an LED or a lamp. In the transformer internal abnormality diagnosis device including the alarm means 34, the alarm signal is controlled by the control unit 28 with respect to an output signal (current value) of a predetermined value or more detected by the gas sensor 26. Is transmitted to the alarm sound is generated, or by the control of the control unit 28 to turn on the light emitting element to inform the user of the abnormal state of the transformer. At this time, it is preferable to distinguish the normal state, the critical state and the dangerous state inside the transformer to different alarm sounds, or to install a plurality of light emitting elements to change the color of light emitted by the light emitting elements that are lit according to each state.
도5는 본 발명의 제4실시예에 의한 가스센서를 이용한 변압기 내부이상 진단장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 상기 제어부에는 감지되는 가스의 기준농도치를 설정하여 다양한 종류의 가스의 농도를 선택적으로 감지하도록 조작부(36)가 연결된다.5 is a block diagram illustrating an apparatus for diagnosing a fault in a transformer using a gas sensor according to a fourth embodiment of the present invention. As shown, in the present embodiment, the control unit 36 is connected to the control unit to selectively detect concentrations of various kinds of gases by setting a reference concentration value of the gas to be detected.
상기 조작부(36)는 키보드, 스위치 등의 조작 입력장치로서, 미리 제어부에 내장된 프로그램을 선택하면 수소 이외의 가스(예를 들면 에칠렌등)의 농도를 감지한다. 에칠렌 등의 다른 가스가 가스센서에 접촉하여 감지센서를 내는 과정은 수소가스와 거의 동일하므로, 설명을 생략한다.The operation unit 36 is an operation input device such as a keyboard or a switch. When the program built in the control unit is selected in advance, the operation unit 36 detects a concentration of a gas other than hydrogen (eg, ethylene). Since another gas such as ethylene contacts the gas sensor and emits the sensor, the process is almost the same as that of hydrogen gas, and thus description thereof is omitted.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 동일장소에서 여러 대의 변압기 상태를 감시하기 위해 하나의 제어부에 여러 개의 FET형 가스센서(각각의 변압기본체에 결합된 용기에 연결됨)를 연결하여 사용할 수도 있다. 또한, FET형 가스센서가 연결된 용기 또는 관내의 유동을 촉진하기 위해 순환펌프 또는 가열판을 부착할 수도 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, and in order to monitor the state of several transformers in the same place, a plurality of FET gas sensors (connected to a container coupled to each transformer body) may be used in one control unit. . In addition, a circulation pump or a heating plate may be attached to facilitate the flow in the vessel or tube to which the FET type gas sensor is connected.
본 발명에 의한 가스센서를 이용한 변압기의 내부이상 진단장치에 의하면, 가스농도를 신속히 감지할 수 있고 그 구조가 간단하며 설치 및 유지 보수가 용이하고, 다양한 여러 종류의 가스에 적용할 수 있으며, 변압기 관리자가 현장에 직접가지 않고도 변압기의 상태를 감시할 수 있고, 별도의 주의를 하지 않더라도 경보수단에 의해 변압기의 상태를 용이하게 파악할 수 있다.According to the apparatus for diagnosing an internal abnormality of a transformer using a gas sensor according to the present invention, it is possible to quickly detect a gas concentration, its structure is simple, easy to install and maintain, and can be applied to various kinds of gases. The manager can monitor the status of the transformer without going directly to the site, and can easily grasp the status of the transformer by the alarm means without any extra care.
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