KR20100044425A

KR20100044425A - 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연차단기 예방진단 시스템

Info

Publication number: KR20100044425A
Application number: KR1020080103558A
Authority: KR
Inventors: 박창선; 이진; 민병운; 이병호
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-04-30
Also published as: KR101207493B1

Abstract

본 발명은 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연차단기 예방진단 시스템에 관한 것으로서, 특히 가스절연차단기(GIS)에 설치되어 부분방전 발생시 이를 감지하여 DAU로 공급하는 다수의 부분방전센서와; 상기 부분방전센서에서 감지 출력된 정보들을 CCU로 전송하는 DAU와; 상기 DAU로 부터 전송된 데이타를 1초에 1회씩 로컬서버로 전송하되, 이벤트 발생시 순간적인 1초의 데이터의 시간과 내용을 저장하면서 이벤트가 발생한 시점으로부터 전,후 30초의 실시간 데이터를 이벤트 데이타로서 저장하여 로컬서버 또는 원격 클라이언트가 언제든지 이벤트 데이타를 재생할 수 있도록 하는 CCU와; 상기 CCU로 부터 공급받은 실시간 데이타를 HMI(Human Machine Interface) 화면을 통해 사용자에게 제공하는 로컬서버; 로 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명을 적용하면 이벤트 발생시 전,후 30초 데이타를 이벤트 데이타로서 저장하므로 과거 당시 상황을 현재 시점에서 playback하여 당시의 데이터 흐름 및 변화 상태를 세밀하게 분석하여 가스절연 차단기의 진단에 유용한 활용할 수 있게되는 것이다.

가스절연 차단기, CCU, 부분방전, DAU, 링버퍼, 데이타버퍼,

Description

부분방전 감시기능을 갖는 가스절연차단기 예방진단 시스템{GIS diagnosis system}

본 발명은 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연 차단기 예방진단 시스템에 관한 것으로서, 특히 가스누출이나 절연파괴의 징후인 가스절연 차단기의 부분방전(PD:Partial Discharge)을 측정하여 가스절연 차단기(GIS)의 상태를 실시간으로 감시하여 전력계통에 고장이 발생하기 전에 신속하고 정확하게 상태 패턴을 진단하여 가스절연 차단기의 고장으로 인한 대규모의 인적/물적 피해를 사전에 예방할 수 있도록 한 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연 차단기 예방진단 시스템에 관한 것이다.

현재 국내 및 국외에서 개발 완료하여 납품되고 있는 가스절연 차단기 예방진단 시스템은 실시간으로 취득되는 센서 데이터를 확인할 수 있고, 사용자가 설정한 조건에 부합하지 않는 데이터가 취득되었을 경우 이벤트로 저장하고 알람을 발생하여 상태를 판단할 수 있도록 구성되어 있다.

하지만 이러한 구성은 과거에 부분방전이 발생하였을 경우 데이터는 이력으로만 저장되고 그 순간의 정적인 부분방전 데이터만 확인할 수 있으며 부분방전 발 생 당시의 실시간 부분방전 데이터의 흐름은 확인할 수 없었다.

그로 인하여 부분방전 진단 알고리즘에 중요한 역할을 하는 누적 분포(PRPD : Phase Resolved Partial Discharge) 데이터를 추출할 수 없어서 정확한 진단을 할 수 없었으며 이상 부분방전 발생 당시의 부분방전 패턴 흐름을 정확하게 알 수 없는 단점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 과거 당시 상황을 현재 시점에서 playback하여 당시의 데이터 흐름 및 변화 상태를 세밀하게 분석하여 진단에 유용한 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 가스절연차단기(GIS)에 설치되어 부분방전 발생시 이를 감지하여 DAU로 공급하는 다수의 부분방전센서와; 상기 부분방전센서에서 감지 출력된 정보들을 CCU(Communication Control Unit)로 전송하는 DAU와; 상기 DAU로 부터 전송된 데이타를 1초에 1회씩 로컬서버로 전송하되, 이벤트 발생시 순간적인 1초의 데이터의 시간과 내용을 저장하면서 이벤트가 발생한 시점으로부터 전,후 30초의 실시간 데이터를 이벤트 데이타로서 저장하여 로컬서버 또는 원격 클라이언트가 언제든지 이벤트 데이타를 재생할 수 있도록 하는 CCU와; 상기 CCU로 부터 공급받은 실시간 데이타를 HMI(Human Machine Interface) 화면을 통해 사용자에게 제공하는 로컬서버; 로 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 부분방전 감지에 의한 이벤트 발생시 이벤트 발생 시점 전,후 30초의 데이타를 이벤트 데이타로서 저장하고, 그 저장된 이벤트 데이타를 플레이백 기법을 이용하여 시간에 관계없이 확인하여 부분방전이 발생한 가스절연 차단기의 가스누출 또는 절연파괴의 가능성을 정확히 진단하여 예방할 수 있게되는 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1 은 본 발명의 가스절연 차단기 예방진단 시스템을 보인 블럭도이고, 도 2 는 이벤트 발생 당시 전,후 30초의 데이타를 저장하는 방법을 보인 도면이며, 도 3 은 이벤트 데이타를 플레이백 기법으로 재생한 화면을 보인 도면이다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은 가스절연차단기(GIS)에 설치되어 부분방전 발생시 이를 감지하여 DAU(2)로 공급하는 다수의 부분방전센서(1)와; 상기 부분방전센서(1)에서 감지 출력된 정보들을 CCU(3)로 전송하는 DAU(2)와; 상기 DAU(2)로 부터 전송된 데이타를 1초에 1회씩 로컬서버(4)로 전송하되, 이벤트 발생시 순간적인 1초의 데이터의 시간과 내용을 저장하면서 이벤트가 발생한 시점으로부터 전,후 30초의 실시간 데이터를 이벤트 데이타로서 저장하여 로컬서버(4) 또는 원격 클라이언트가 언제든지 이벤트 데이타를 재생할 수 있도록 하는 CCU(3)와; 상기 CCU(3)로 부터 공급받은 실시간 데이타를 HMI 화면을 통해 사용자에게 제공하는 로컬서버(4); 로 구성한다.

상기 CCU(3)는 이벤트 발생시 이벤트 발생시점 이전 30초의 데이타를 저장하 는 링버퍼(7)와 이벤트 발생시점 이후 30초의 데이타를 저장하는 데이타버퍼(8)를 내장하고 있으며, CCU(3)는 링버퍼(7)에 30초의 데이타를 저장할때 링버퍼(7)의 저장공간이 꽉 찼을 경우 링버퍼(7)의 처음으로 돌아가서 가장 이전 데이터를 지우면서 계속 저장한다.

또한 상기 CCU(3)는 링버퍼(7)에 저장되는 데이타의 시작점 포인터(Pointer)를 기억하고 있으며, 데이타의 추출시 시작점 포인터로 부터 순차적으로 데이터를 추출한다.

또한, CCU(3)는 이벤트 발생 후 30초의 데이타가 데이타 버퍼(8)에 저장 완료되면 링버퍼(7)와 데이타 버퍼(8)에 저장된 전,후 30초의 데이타를 이벤트 데이타로서 파일로 저장하고, 상기 이벤트 데이타를 저장하기 위한 별도의 대용량 데이타 저장부(6)를 더 포함한다.

또한, 상기 데이타 저장부(6)에 저장되는 파일 형태의 이벤트 데이타를 로컬서버(4) 또는 클라이언트가 공급받아 플레이백(Playback) 화면으로 재생할 수 있도록 연결해주는 FPT 서버(5)를 더 포함한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

가스절연 차단기(GIS)에 설치된 부분방전센서(1)는 가스절연 차단기에서 부분방전이 발생할때 이를 감지하고, 그 감지데이타를 DAU(2)로 공급하고, 상기 DAU(2)는 연결되어 있는 다수의 부분방전센서(1)로 부터 전송되는 데이타를 CCU(3)에 공급한다.

상기 CCU(3)는 평상시 DAU(2)로 부터 전송된 데이타를 1초에 1회씩 로컬서 버(4)로 전송하고, 상기 로컬서버(4)는 상기 CCU(3)로 부터 공급받은 실시간 데이타를 HMI(Human Machine Interface) 화면을 통해 사용자에게 제공한다.

한편, 특정 부분방전센서(1)로 부터 이벤트(부분방전)가 발생하게되면, CCU(3)는 이벤트가 발생한 시점으로부터 전,후 30초의 실시간 데이터를 이벤트 데이타로서 저장하는데, 도 2 에 도시된 바와같이 이벤트 발생시점 이전 30초의 데이타는 링버퍼(7)에 저장하고, 이벤트 발생시점 이후 30초의 데이타는 데이타버퍼(8)에 저장한다.

이때, CCU(3)는 링버퍼(7)에 30초의 데이타를 저장할때 링버퍼(7)의 저장공간이 꽉 찼을 경우 링버퍼(7)의 처음으로 돌아가서 가장 이전 데이터를 지우면서 계속 저장한다.

즉, 도 2 와 같이 링버퍼(7)에 데이타가 저장되어있을때 이 데이타를 추출할 때에는 시작점 포인터로 부터 데이타 추출을 시작하여 d1~d2의 순서로 링버퍼(7) 내의 데이타를 추출하게 되는 것이다.

그리고, 이벤트 발생 후 30초의 데이타가 데이타 버퍼(8)에 저장 완료되면 링버퍼(7)와 데이타 버퍼(8)에 저장된 전,후 30초의 데이타, 즉, d1~d2~d3의 데이타 순으로 데이타를 추출하여 이벤트 데이타 파일로서 대용량 데이타 저장부(6)에 저장한다.

상기 대용량 데이타 저장부(6)가 필요한 이유는, 이벤트 발생시 마다 1분의 데이터를 저장하기 위해서는 대용량의 저장장치가 필요하다.

즉, 1대의 CCU에 최대 20개의 DAU가 연결될 수 있고 1개의 DAU당 최대 6개의 부분방전센서가 연결될 수 있다. 이때 1일에 1 sensor당 최대 50개의 이벤트가 발생한다고 가정하였을 경우에 1년에 저장되는 데이터 용량은 다음과 같다.

365(일) X 20(DAU) X 6(sensor) X 50(event) X 60(sec) X 3840(byte)=470 GB

1년마다 데이터를 백업한다고 가정하였을 경우 최대 약 470GB 정도의 대용량의 저장장치가 필요하다. 물론 이는 최대 20개의 DAU, 최대 6개의 부분방전센서에 1일에 약 50개 정도의 이벤트가 발생한다고 가정하였을 경우에 계산된 결과이며, 일반적으로 현장에서는 약 10개 내외의 DAU가 필요하며 약 4개 정도의 sensor가 설치되며 또한 안정적인 GIS 상황에서는 1일에 이벤트가 1~2개 정도밖에 발생하지 않기 때문에 데이터의 용량은 유동적이지만 최악의 조건하에 약 500GB이상의 데이타 저장부를 시스템에 설치하여야 한다.

한편, 상기 데이타 저장부(6)에 저장되는 파일 형태의 이벤트 데이타를 로컬서버(4) 또는 클라이언트가 공급받아 플레이백(Playback) 화면으로 재생하고자 할 때에는 FPT 서버(5)를 통해 데이타의 전송을 요청하여야 한다.

즉, 1초에 한번씩 전송되는 실시간 데이타는 TCP/IP를 통해 데이터 패킷 형태로 로컬서버(4)에 전송할 수 있으나 데이타 저장부(6)에 저장된 이벤트 데이타는 파일로서 저장되어 있으므로 TCP/IP로 전송될 수 없다.

이러한 이유로 로컬서버(4)는 에디 서버(5)를 통해 이벤트 데이타를 전송받 아 플레이백화면으로 재생하여 이벤트 발생 전후의 상황을 확인하여 가스절연 차단기를 정확하게 진단할 수 있게되는 것이다.

도 3 은 플레이백 기법으로 재생 출력되는 화면을 예시한 도면이다.

도 1 은 본 발명의 가스절연 차단기 예방진단 시스템을 보인 블럭도.

도 2 는 이벤트 발생 당시 전,후 30초의 데이타를 저장하는 방법을 보인 도면.

도 3 은 이벤트 데이타를 플레이백 기법으로 재생한 화면을 보인 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 부분 방전센서, 2: DAU,

3: CCU, 4: 로컬서버,

5: FPT, 6: 데이타 저장부,

7: 링버퍼, 8: 데이타 버퍼,

Claims

가스절연차단기에 설치되어 부분방전 발생시 이를 감지하여 DAU로 공급하는 다수의 부분방전센서;

상기 부분방전센서에서 감지 출력된 정보들을 CCU로 전송하는 DAU;

상기 DAU로 부터 전송된 데이타를 로컬서버로 전송하되, 이벤트 발생시 순간적으로 데이터의 시간과 내용을 저장하면서 이벤트가 발생한 시점으로부터 전,후 일정시간동안의 실시간 데이터를 이벤트 데이타로서 저장하여 로컬서버 또는 원격 클라이언트가 언제든지 이벤트 데이타를 재생할 수 있도록 하는 CCU; 및

상기 CCU로 부터 공급받은 실시간 데이타를 HMI 화면을 통해 사용자에게 제공하는 로컬서버; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연 차단기 예방진단 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 CCU는 이벤트 발생시 이벤트 발생시점 이전의 일정시간의 데이타를 저장하는 링버퍼와 이벤트 발생시점 이후 일정시간의 데이타를 저장하는 데이타버퍼를 내장하고 있으며,

상기 CCU는 링버퍼에 일정시간의 데이타를 저장할때 링버퍼의 저장공간이 꽉찼을 경우 링버퍼의 처음으로 돌아가서 가장 이전 데이터를 지우면서 계속 저장하는 것을 특징으로 하는 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연 차단기 예방진단 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 CCU는 링버퍼에 저장되는 데이타의 시작점 포인터를 기억하고 있으며,

데이타의 추출시 시작점 포인터로 부터 순차적으로 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연 차단기 예방진단 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 CCU는 이벤트 발생 후 일정시간의 데이타가 데이타 버퍼에 저장 완료되면 링버퍼와 데이타 버퍼에 저장된 전,후 일정시간의 데이타를 이벤트 데이타로서 파일로 저장하고, 상기 이벤트 데이타를 저장하기 위한 별도의 대용량 데이타 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연 차단기 예방진단 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 데이타 저장부에 저장되는 파일 형태의 이벤트 데이타를 로컬서버 또는 클라이언트가 공급받아 플레이백 화면으로 재생할 수 있도록 연결해주는 FPT 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전 감시기능을 갖는 가스절연 차단기 예방진단 시스템.