KR20100048484A - Diesel generator and the velocity of the wind generator real time checking system for an islands area - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다수의 도서 지역의 디젤 발전기 및 풍력 발전기를 인터넷을 통해 실시간으로 감시할 수 있는 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템을 제공하는 것이다. The present invention is to provide a continuous diagnosis system for the diesel generator and wind power generator in the island area that can monitor a large number of island diesel generators and wind generators in real time through the Internet.
도서지역은 육지와 떨어져 있는 관계로 대형 발전설비에서 안정적으로 전력을 공급받지 못하고 도서지역 자체적인 발전설비로 디젤엔진을 설치하여 전력을 공급하고 있다. 고장이 적고 안정적인 육지의 발전설비와는 다르게 섬지역 디젤엔진은 고장이 빈번하며 사고 발생시 장기간 전기 공급의 중단으로 인해 도서주민들의 생활에 큰 피해를 주고 있다. Since the island area is separated from the land, the island does not receive power stably from the large-scale power generation facilities, but is supplying electricity by installing diesel engines as the island's own power generation facilities. Unlike on-site and stable land-based power generation facilities, island-based diesel engines frequently break down and cause serious damage to island residents due to long-term interruptions in electricity supply.
빈번하게 발생하는 사고를 미연에 방지하기 위하여 매년 정기적으로 계획예방정비를 실시하고 있으나, 공사 업체의 낮은 기술력과 영세성으로 인해 계획예방정비 후 공사의 적절성에 대한 평가가 필요한 실정이다. In order to prevent accidents that occur frequently, regular preventive maintenance is carried out every year. However, due to the low technical skills and small size of construction companies, it is necessary to evaluate the appropriateness of construction after preventive maintenance.
또한 디젤발전기 정상 운전시에도 디젤발전기 베어링 의 손상에 의한 윤활오 일 온도의 급격한 상승과 냉각수 온도 및 압력의 급격한 변화에 의해 발전정지가 발생하고 디젤발전기에서 발생한 비틀림 진동은 종종 엔진 축의 파손을 가져와 장기간 발전정지의 주요 요인이 되고 있다. In addition, during normal operation of diesel generators, power generation stoppages occur due to rapid rise in lubrication oil temperature due to damage of diesel generator bearings and sudden changes in coolant temperature and pressure. Torsional vibrations in diesel generators often cause engine shaft damage, resulting in long-term power generation. It is a major factor in the suspension.
그러나 이러한 요인들에 의해 발전정지가 발생하여도 원인 규명이 어렵고, 특히 동절기에는 해상 날씨 때문에 접근이 어려워 대책 수립이 매우 어려운 실정이다. However, even if the power generation stops due to these factors, it is difficult to determine the cause, and in particular, it is very difficult to establish a countermeasure due to the difficult access due to the sea weather in winter.
특히, 급작스럽게 발전정지가 발생하여도 운전상황에 대한 정확한 모니터링이 어려운 관계로 사고 요인의 예측이 어렵고 정지 요인을 찾는데 장시간이 소용되고 이러한 요인으로 인해 도서지역 전기공급중단이 자주 발생하고 있다. In particular, it is difficult to accurately monitor the driving situation even in the event of a sudden power outage. Therefore, it is difficult to predict accident factors and it takes a long time to find out the stopping factors.
따라서, 도서지역 디젤발전기의 운전 상태를 실시간으로 감시하여 도서지역 디젤전기에 이상 발생시 그 원인을 즉시 정확하게 규명하여 발전정지 요인을 사전에 제거할 수 있도록 조치하며, 계획예방정비 후 디젤발전기의 상태 감시를 통해 공사의 적절성을 분석하여 미비 요인을 보완하도록 조치함으로써 도서지역 디젤발전기의 정지를 사전에 방지할 수 있는 시스템이 필요하다.Therefore, by monitoring the operating status of diesel generators in real time in real time, it is possible to immediately identify the cause of abnormality in the island diesel generators so that the cause of power failure can be removed in advance, and monitor the status of diesel generators after planned preventive maintenance. By analyzing the adequacy of construction through the project, the system is required to compensate for inadequate factors, thus preventing the stopping of island diesel generators in advance.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다수의 도서 지역의 디젤 발전기 및 풍력 발전기를 인터넷을 통해 실시간으로 감시할 수 있는 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템에 관한 것이다. In order to solve the above problems, the present invention relates to an island diesel generator and a wind generator continuous diagnosis system that can monitor a large number of island diesel generators and wind generators in real time through the Internet.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템은 도서지역 엔진 및 발전기의 운전상태를 실시간으로 수집하는 센서부와, 상기 실시간으로 수집된 신호를 처리 및 저장하는 컨디션 모니터링 시스템 및 표시 관리부와, 상기 수집된 신호를 육지로 송신하는 제1 인터넷과, 상기 도서지역으로부터 송신된 신호를 저장하는 컨디션 모니터링 시스템 서버부와, 상기 실시간으로 송신하는 신호를 분석 및 처리하는 분석부와, 상기 컨디션 모니터링 시스템 서버부로부터의 신호를 분석부로 송신하는 제2 인터넷을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the diesel generator and the wind generator continuous diagnosis system according to the present invention is a sensor unit for collecting the operating state of the island engine and the generator in real time, and conditions for processing and storing the collected signal in real time A monitoring system and a display management unit, a first Internet for transmitting the collected signals to land, a condition monitoring system server unit for storing signals transmitted from the island area, and an analysis for analyzing and processing the signals transmitted in real time And a second Internet for transmitting a signal from the condition monitoring system server unit to the analyzing unit.
이때, 상기 센서부는 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 각각에 다수의 센서가 설치되어 도서지역 발전기의 베어링 오일 상태, 비틀림 진동, 베어링 진동, 엔진 본체 진동, 발전기 전류, 냉각수 압력, 냉각수 온도, 발전기 주파수, 발전기 출력 및 발전기 전압과 같이 운전 상태를 수집하는 것을 특징으로 한다.At this time, the sensor unit is provided with a plurality of sensors in each of the island diesel generator and the wind generator, bearing oil state, torsional vibration, bearing vibration, engine body vibration, generator current, coolant pressure, coolant temperature, generator frequency, It collects the operating state, such as the generator output and the generator voltage.
그리고, 상기 컨디션 모니터링 시스템(Condition Monitoring System; CMS) 및 표시 관리부(Display)는 상기 센서부로부터 공급된 신호를 처리 및 저장하며 이 를 표시하기 위해 데이터 수신부(Data Acquisition; DAQ), 데이터 조절부(Digital Signal Processing; DSP), 데이터 관리부(Data Base Managment System;DBMS)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The Condition Monitoring System (CMS) and the Display Manager process and store a signal supplied from the sensor unit and display the data acquisition (DAQ) and data control unit to display the signal. Digital Signal Processing (DSP), and Data Base Managment System (DBMS).
이때, 상기 데이터 수신부는 다수의 센서로부터 감지된 디젤 발전기의 운전 상태의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터부와, 아날로그-디지털 컨버터부로부터 변환된 신호를 저장하는 단자부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the data receiver includes an analog-digital converter unit for converting the analog signal of the operating state of the diesel generator detected by a plurality of sensors into a digital signal, and a terminal unit for storing the signal converted from the analog-digital converter unit It features.
또한, 상기 데이터 조절부는 상기 단자부로부터 공급된 신호를 수신 및 저장하며, 이러한 신호를 핸들링하는 것과 같이 신호를 프로세싱하기 위해 데이터 수신부, 데이터 저장부, 데이터 베이스 핸들링부, 데이터 핸들링부, 데이터 송/수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the data control unit receives and stores the signal supplied from the terminal unit, and the data receiving unit, data storage unit, database handling unit, data handling unit, data transmitting / receiving unit to process the signal such as handling the signal. Characterized in that it comprises a.
그리고, 상기 표시 관리부는 상기 데이터 조절부 및 데이터 관리부로부터 공급된 데이터를 수신 및 저장, 이러한 데이터를 분석하여 화면에 표시할 수 있도록 데이터 송/수신부, 데이터 베이스 핸들링부, 데이터 분석부, 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The display manager includes a data transmitter / receiver, a database handling unit, a data analyzer, and a display unit to receive and store data supplied from the data controller and the data manager, and to analyze and display the data on the screen. Characterized in that.
또한, 상기 컨디션 모니터링 시스템 서버부는 상기 컨디션 모니터링 시스템부로부터 공급된 신호를 실시간으로 공급받으며 저장하는 데이터 수신부와, 데이터를 분석하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The condition monitoring system server unit may include a data receiving unit receiving and storing a signal supplied from the condition monitoring system unit in real time, and an analyzing unit analyzing the data.
그리고, 상기 관리부는 상기 컨디션 모니터링 시스템 서버부로부터 공급된 신호를 실시간으로 공급받아 신호를 분석하고 처리하기 위해 데이터 송/수신부, 데 이터 베이스 핸들링부, 데이터 분석부, 그래프 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The management unit may include a data transmission / reception unit, a database handling unit, a data analysis unit, and a graph display unit to analyze and process signals received in real time from a signal supplied from the condition monitoring system server unit. do.
본 발명에 따른 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템은 디젤발전기 운전 상태를 나타내는 베어링진동, 비틀림진동, 발전기 전류 및 윤활유 온도등을 실시간으로 감시 및 수집하여 인터넷을 통해 육지에 있는 감시 센터로 보내야 하며 섬에서 전송되어오는 신호를 저장하여 분석할 수 있는 서버와 신호처리 프로그램이 구축될 수 있다. The island diesel generator and wind generator continuous diagnosis system according to the present invention should monitor and collect bearing vibration, torsional vibration, generator current and lubricant temperature in real time and send them to the monitoring center on land via the Internet. In addition, a server and a signal processing program that can store and analyze signals transmitted from islands can be built.
이에 따라, 본 발명에 따른 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템은 도서지역 디젤발전기의 운전상태를 실시간으로 감시하여 인터넷을 통해 신호를 전달받은 후 대형서버를 통한 신호 저장과 신호처리를 통해 디젤엔진 및 발전기의 고장 정지요인을 사전에 제거하여 디젤발전기의 안정적 운영에 기여할 수 있다. Accordingly, the island diesel generator and wind generator continuous diagnosis system according to the present invention monitors the operating state of the island diesel generator in real time, receives a signal through the Internet, and then stores the diesel signal through a large server to store the signal and process the diesel. It can contribute to the stable operation of the diesel generator by eliminating the failure stop factors of the engine and generator in advance.
또한, 디젤발전기의 부하 및 주파수와 같은 운전상황을 육지에 있는 감시센터에서 실시간으로 볼 수 있게 하여 도서지역 디젤발전기 운영부서의 효율적인 발전소 운영에 기여하도록 하였다. In addition, operating conditions such as the load and frequency of diesel generators can be viewed in real time in the monitoring center on land, contributing to the efficient operation of the diesel generator operation department in the island.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디젤발전기 상시진단시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 디젤발전기 상시진단시스템의 초기화면을 도시한 평면도이다. 1 is a block diagram illustrating a diesel generator continuous diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an initial screen of the diesel generator always-on diagnosis system shown in FIG. 1.
도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템은 도서지역에 디젤 발전기 및 풍력 발전기 각각에 설치하여 도서지역의 디젤 발전기 및 풍력 발전기 각각의 운전 상태를 실시간으로 감시한다. 이때, 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템은 동일한 구성 요소를 가지게 되므로 본 발명에서는 도서지역 디젤 발전기 상시진단시스템을 예로 들어 설명하기로 한다. The island diesel generator and wind generator continuous diagnosis system is installed on the diesel generator and the wind generator respectively in the island area to monitor the operation status of each diesel generator and the wind generator in the island area in real time. In this case, since the island diesel generator and the wind generator continuous diagnosis system will have the same components, the present invention will be described by taking the island diesel generator continuous diagnosis system as an example.
도서지역 디젤 발전기 상시진단시스템은 도서지역 디젤엔진 및 발전기의 운전상태를 수집하는 센서부(100)와, 수집된 신호를 처리 및 저장하는 컨디션 모니터링 시스템 및 표시 관리부(110)와, 수집된 신호를 육지로 송신하는 제1 인터넷(120)과, 도서지역으로부터 송신된 신호를 저장하는 컨디션 모니터링 시스템 서버부(130)와, 컨디션 모니터링 시스템 서버부(130)로부터의 신호를 관리부(150)로 송신하는 제2 인터넷(140)과, 실시간으로 송신하는 신호를 분석하고 처리하는 관리부(150)를 포함한다. The island diesel generator continuous diagnosis system includes a
센서부(100)는 도서지역 디젤 발전기에 다수의 센서(100-1 내지 100-8)가 설치되어 도서지역 디젤 발전기의 베어링 오일 상태, 비틀림 진동, 베어링 진동, 엔 진 본체 진동, 발전기 전류, 냉각수 압력, 냉각수 온도, 발전기 주파수, 발전기 출력 및 발전기 전압 등의 운전 상태를 수집한다.
컨디션 모니터링 시스템(Condition Monitoring System; CMS) 및 표시 관리부(Display)(110)는 센서부(100)로부터 공급된 신호를 처리 및 저장하며 이를 표시하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 데이터 수신부(Data Acquisition; DAQ)(115), 데이터 조절부(Digital Signal Processing; DSP)(116), 데이터 관리부(Data Base Managment System;DBMS)(118)를 포함한다. The Condition Monitoring System (CMS) and the Display Management Unit (Display) 110 process and store a signal supplied from the
데이터 수신부(Data Acquisition; DAQ)(115)는 다수의 센서(100-1 내지 100-8)로부터 감지된 디젤 발전기의 운전 상태의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터부(112)와, 아날로그-디지털 컨버터부(112)로부터 변환된 신호를 저장하는 단자부(114)를 포함한다. 아날로그-디지털 컨버터부(112)는 다수의 센서(100-1 내지 100-8)와 연결되며, 변환된 신호를 단자부(114)에 공급한다. 단자부(114)는 다수의 컴포넌트를 포함하며, 다수의 컴포넌트 각각에는 아날로그-디지털 컨버터부(112)로부터 신호를 공급받는다.The data acquisition (DAQ) 115 may include an analog-
데이터 조절부(Digital Signal Processing; DSP)(116)는 단자부(114)로부터 공급된 신호를 수신 및 저장하며, 이러한 신호를 핸들링하는 것과 같이 신호를 프로세싱하기 위해 데이터 수신부(210), 데이터 저장부(212), 데이터 베이스 핸들링부(214), 데이터 핸들링부(216), 데이터 송/수신부(218)를 포함하며, 데이터 관리부(Data Base Managment System;DBMS)(118)는 데이터를 관리한다. The digital signal processing (DSP) 116 receives and stores a signal supplied from the
표시 관리부는 데이터 조절부(116) 및 데이터 관리부(118)로부터 공급된 데 이터를 수신 및 저장, 이러한 데이터를 분석하여 화면에 표시할 수 있도록 데이터 송/수신부(220), 데이터 베이스 핸들링부(226), 데이터 분석부(222), 표시부(224)를 포함한다. The display management unit receives and stores data supplied from the
제1 인터넷부(120)는 도시지역의 디젤 발전기의 운전 상태의 수집된 신호를 육지로 송신한다. The
컨디션 모니터링 시스템 서버부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 컨디션 모니터링 시스템부(110)로부터 공급된 신호를 실시간으로 공급받으며 저장하는 데이터 수신부(132)와, 데이터를 분석하는 분석부(134)를 포함한다. 컨디션 모니터링 시스템 서버부(130)의 데이터 수신부(132) 및 분석부(134) 각각에는 데이터 수신부(230,240), 데이터 송신부(232,242), 메세지 정렬부(234,244), 데이터 베이스 핸들링부(236,248)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the condition monitoring
제2 인터넷부(140)는 컨디션 모니터링 시스템 서버부(130)로부터 공급된 신호를 관리부(150)로 송신한다. The
관리부(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 컨디션 모니터링 시스템 서버부(130)로부터 공급된 신호를 실시간으로 공급받아 신호를 분석하고 처리하기 위해 데이터 송/수신부(152), 데이터 베이스 핸들링부(154), 데이터 분석부(156), 그래프 표시부(158)를 포함한다. As shown in FIG. 5, the
이와 같이 형성된 도서지역 디젤 발전기 상시진단시스템은 적어도 하나의 도서지역의 디젤 발전기의 운전 상태를 인터넷을 통해 하나의 서버에 저장할 수 있으며, 적어도 하나의 도서지역의 디젤 발전기의 운전 상태를 실시간으로 감시할 수 있다. The island diesel generator continuous diagnosis system formed as described above may store the driving status of at least one island diesel generator in one server through the Internet, and monitor the driving status of the diesel generator of the at least one island island in real time. Can be.
그리고, 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템은 도서지역에 디젤 발전기 및 풍력 발전기에서 발생할 수 있는 비틀림 진동의 상태 감시를 통하여 엔진 고장을 예측 비틀림에 의한 축의 절손을 방지할 수 있고, 비틀림 진동의 상태 감시를 통하여 엔진 고장을 예측 비틀림에 의한 축의 절손을 방지할 수 있고, 베어링 진동 및 오일 의 이상 상태를 감시하여 베어링 건전성을 평가 할 수 있으며, 계획예방정비 후 엔진 및 발전기의 축 진동 감시를 통해 축정렬 등 정비공사의 적정성을 판단할 수 있게 함으로 도서지역 디젤발전기의 안정적 운영에 크게 기여할수 있다. 또한 도서지역 발전소의 전력품질에 매우 중요한 부하, 주파수 및 전압등의 정보도 실시간으로 육지로 전달되어 도서지역 안정적 전력공급에 크게 기여할 수 있다. In addition, the island diesel generator and wind generator continuous diagnosis system predicts engine failure by monitoring the state of torsional vibration that may occur in diesel generators and wind generators in the island area, and prevents shaft loss due to torsion. Prediction of engine failure can be prevented through the state monitoring to prevent the shaft from being damaged by torsion, and the bearing health can be assessed by monitoring the bearing vibration and the abnormal condition of the oil. By determining the adequacy of maintenance work such as shaft alignment, it can greatly contribute to the stable operation of diesel generators in island areas. In addition, information such as load, frequency and voltage, which are very important for the power quality of the island power plant, is also delivered to the land in real time, which can greatly contribute to stable power supply in the island area.
한편, 본 발명에 따른 도서지역 디젤 발전기 및 풍력 발전기 상시진단시스템을 실험한 결과, 한국 전력이 보유하고 있는 위도 내연 디젤 발전기에 개발된 도서지역 발전기 상시감시 시스템을 설치하여 실시간으로 측정되어 전달되어오는 신호와 기존에 상용화된 외국사 제품을 현장에 설치하여 취득한 자료와 신호의 정확성을 아래의 [표 1] 같이 비교 예측하였다. On the other hand, as a result of experimenting with the island diesel generator and wind generator constant diagnosis system according to the present invention, the island generator constant monitoring system developed in the latitude internal combustion diesel generator possessed by Korea Electric Power has been measured and delivered in real time The signal and the accuracy of the data obtained by installing the existing commercially available foreign products on the site were compared and predicted as shown in [Table 1] below.
취득된 신호의 정확성을 비교한 결과 Time Base 진동 크기는 기존 외국사 제품보다 정밀도가 우수하였고, 진동 Trend, Waterfall 및 온도등의 신호 정밀도는 유사하게 나타나 실시간 감시 능력이 아주 우수하며, 갑자기 증가된 비틀림 진동을 감시하여 현장에 즉시 연락, 실린더 손상을 예측, 발전기를 정지하게 함으로서 축 절손 사고를 방지하는등 도서지역 디젤발전기의 안정적 운영에 크게 기여할 수 있다. As a result of comparing the accuracy of the acquired signals, the time base vibration magnitude was better than the existing foreign products, and the signal accuracy such as vibration trend, waterfall, and temperature was similar, so the real-time monitoring ability was excellent, and suddenly increased torsional vibration It can greatly contribute to the stable operation of diesel generators in island areas, such as monitoring the site immediately, predicting cylinder damage, and stopping the generator to prevent shaft loss.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 자명하다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention described in the claims to be described later It is apparent that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디젤 발전기 상시진단시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a diesel generator always-on diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 디젤 발전기 상시진단시스템의 초기화면을 도시한 평면도이다. FIG. 2 is a plan view illustrating an initial screen of the diesel generator always-on diagnosis system illustrated in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 컨디션 모니터링 시스템 및 표시 관리부를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a condition monitoring system and a display manager illustrated in FIG. 1.
도 4는 도 1에 도시된 컨디션 모니터링 시스템 서버부를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a condition monitoring system server unit illustrated in FIG. 1.
도 5는 도 1에 도시된 관리부를 나타낸 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating the management unit illustrated in FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 센서부 110 : 컨디션 모니터링 시스템 및 표시 관리부100: sensor unit 110: condition monitoring system and display management unit
120 : 제1 인터넷부 130 : 컨디션 모니터링 시스템 서버부120: first Internet unit 130: condition monitoring system server unit
140 : 제2 인터넷부 150 : 관리부140: second Internet 150: management
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