KR20100049413A - 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치 - Google Patents

가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치에 관한 것으로서, 특히 차단기의 코일전류, BCT 전류, 스트로크 센서, 접점신호 들을 CT와 다수의 센서들로 부터 입력받는 입력수단과; 입력수단을 통해 입력된 정보를 이용하여 차단기 상황에 맞는 동작상태를 계산 및 진단하여 현재의 차단기 상태정보를 표시부를 통해 화면출력하면서 통신부를 통해 상위 시스템으로 전송하는 프로세서와; LCD 화면을 통해 차단기 상태정보를 화면 출력하는 표시부와; 이더넷을 통해 상위 시스템으로 데이타를 송신하는 통신부;로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차단기 부근에 설치되어 CT 및 센서로부터 필요한 데이타를 입력받아 차단기의 주요 동작 파라메터들을 측정 및 계산하여 차단기의 상태를 진단함에 따라 차단기의 동작상태를 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 또한 자체적으로 차단기의 동작상태를 진단하여 판단함에 따라 상위 시스템으로 보다 정확한 정보를 전송할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
가스절연 개폐장치, 차단기, 감시진단장치, 프로세서, 입력수단, 통신부,

Description

가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치{Monitoring device for circuit breaker}
본 발명은 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치에 관한 것으로서, 특히 차단기 부근에 설치되어 CT 및 센서로부터 필요한 데이타를 입력받아 차단기의 주요 동작 파라메터들을 측정 및 계산하여 차단기의 상태를 진단함에 따라 차단기의 동작상태를 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 또한 자체적으로 차단기의 동작상태를 진단하여 판단함에 따라 상위 시스템으로 보다 정확한 정보를 전송할 수 있도록 한 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치에 관한 것이다.
현재 국내외 발전소·변전소에 대부분 사용되고 있는 GIS(Gas Insulated Switchgear, 가스절연 개폐 장치, 이하‘GIS’)는 차단기, 단로기, 모선, 접지장치, 변성기 등을 금속제함에 수납하고 충전부를 SF6가스로 절연시킨 종합 개폐장치로서 절연성능이 뛰어나 이전의 개방형보다 안전할 뿐 아니라 설치면적도 대폭 줄일 수 있는 장치이다.
세계적으로 신뢰성 있는 전력공급을 위한 방안의 중요성이 그 어느 때보다 부각되는 이 때 전력계통에서 중요한 설비로 자리잡고 있는 GIS의 사고예방과 안정된 운영을 위하여 신뢰성이 보장되는 보수관리 및 상시 감시진단 기술 확보가 필요하다.
그런데 GIS차단기의 모든 고장중의 70%가 기계적인 원인이고 단지 19%만이 전기적인 원인이다. 또한 모든 고장중에서 37%가 차단기의 구동 메커니즘의 오동작이 원인이었으며, 단지 11%만이 주요기기의 절연적인 고장이 원인이었다.
따라서 GIS의 신뢰성 있는 운영을 위해서 차단기의 동작상태를 상시 감시하여 진단하는 것이 매우 중요한 일이다.
하지만 기존의 차단기 감시 방법은 차단기의 동작 횟수 정도만 측정하여 상단 시스템으로 전송하고 주기적으로 엔지니어가 직접 접점상태를 육안으로 점검하는 것이기 때문에 보다 정확한 차단기의 동작상택를 진단할 수 없는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 입력수단을 통해 입력된 정보를 이용하여 차단기 상황에 맞는 동작상태를 계산 및 진단하여 현재의 차단기 상태정보를 표시부를 통해 화면출력하면서 통신부를 통해 상위 시스템으로 전송하는 프로세서와; LCD 화면을 통해 차단기 상태정보를 화면 출력하는 표시부와; 이더넷을 통해 상위 시스템으로 데이타를 송신하는 통신부; 로 구성하므로서, 차단기 부근에 설치되어 CT 및 센서로부터 필요한 데이타를 입력받아 차단기의 주요 동작 파라메터들을 측정 및 계산하여 차단기의 상태를 진단함에 따라 차단기의 동작상태를 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 또한 자체적으로 차단기의 동작상태를 진단하여 판단함에 따라 상위 시스템으로 보다 정확한 정보를 전송할 수 있도록 한 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 차단기의 코일전류, BCT 전류, 스트로크 센서, 접점신호 들을 CT와 다수의 센서들로 부터 입력받는 입력수단과; 입력수단을 통해 입력된 정보를 이용하여 차단기 상황에 맞는 동작상태를 계산 및 진단하여 현재의 차단기 상태정보를 표시부를 통해 화면출력하면서 통신부를 통해 상위 시스템으로 전송하는 프로세서와; LCD 화면을 통해 차단기 상태정보를 화면 출력하는 표시부와; 이더넷을 통해 상위 시스템으로 데이타를 송신하는 통신부; 로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차단기 부근에 설치되어 CT 및 센서로부터 필요한 데이타를 입력받아 차단기의 주요 동작 파라메터들을 측정 및 계산하여 차단기의 상태를 진단함에 따라 차단기의 동작상태를 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 또한 자체적으로 차단기의 동작상태를 진단하여 판단함에 따라 상위 시스템으로 보다 정확한 정보를 전송할 수 있도록 하는 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.
본 발명은 차단기 부근에 설치되어 CT(1) 및 센서(2)로부터 필요한 데이터들을 입력받아 차단기의 주요 동작 파라메터들을 측정 및 계산하여 차단기의 상태를 진단하는 고성능 임베디드 장치이다.
본 발명의 감시 진단장치는 도 1에서와 같이 전체 GIS 예방진단 시스템의 일부로서 차단기의 상태값 및 이상 알람을 상단으로 전송함은 물론 고성능 임베디드 시스템 구조이기 때문에 종전과는 달리 자체에서 차단기 동작상태를 진단하여 상태를 판단함으로써 상단으로의 정확한 상태전달이 가능하고 상단 시스템과 분리되어 로컬 장치 자체로도 역할을 수행한다.
GIS의 차단기 상태는 크게 정상 운전상태와 동작 상태로 구분되며, 동작상태는 투입, 차단, 투입-차단 상태의 3가지로 나뉘어 진다. 각각의 상황에서 측정, 진단하여 디스플레이하고 통신으로 전송하는 항목들은 도 3 과 같다.
차단기의 현재 상태(Open or Close)는 차단기에 설치되어 있는 보조접점(센서) 신호를 이용하여 판단한다. 보조접점은 차단기 동작에 따라 On/Off 상태가 변하므로 접점의 DI 신호에 따라 차단기 현재상태를 알 수 있다.
스트로크(stroke)란 차단기 메커니즘의 가동부가 이동한 총 길이로써 이 스트로크는 차단기의 차단성능에 큰 영향을 끼치는 요소로 매우 중요한 진단 항목이다. 차단기의 스트로크를 측정하기 위해서는 차단기의 구동축에 스트로크 측정 센서(2)를 취부하여 구동시의 스트로크를 측정한다.
스트로크 센서(2)로부터 측정된 값을 이용하여 Open /Close 시의 각각 스트로크 길이와 스트로크 속도를 측정하여 상태 진단을 하게 된다.
그리고 스트로크가 정상적으로 동작하지 않는 경우를 진단하기 위하여 스트로크 궤적에 대한 평가를 하며 정상 동작시의 데이터를 기준으로 허용 오차를 벗어나면 스트로크 이상으로 진단한다.
차단기 동작시간은 각각 Trip Coil 전류, Closing Coil 전류, 스트로크를 측정하여 계산 되어진다.
차단기의 차단시에는 Breaking time, Opening Time, Arching time 을 측정하고 투입 동작시에는 Closing time, Make time, Pre-arching time 을 측정하여 그 값으로 건전성을 판단한다.
이렇게 항목들을 측정하여 진단하기 위한 본 발명은 도 2 에 도시된 바와같이 구성된다.
차단기의 코일전류, BCT 전류, 스트로크 센서, 접점신호 들을 CT(1)와 다수의 센서(2)들로 부터 입력받는 입력수단과; 입력수단을 통해 입력된 정보를 이용하여 차단기 상황에 맞는 동작상태를 계산 및 진단하여 현재의 차단기 상태정보를 표시부(6)를 통해 화면출력하면서 통신부(7)를 통해 상위 시스템으로 전송하는 프로세서(5)와; LCD 화면을 통해 차단기 상태정보를 화면 출력하는 표시부(6)와; 이더넷을 통해 상위 시스템으로 데이타를 송신하는 통신부(7);로 구성하고, 상기 입력수단은 아날로그 정보를 입력받는 아날로그 입력부(3)와 디지탈정보를 입력받는 디지탈 입력부(4)로 구성한다.
그리고, 상기 프로세서(5)는 차단기의 동작상태를 '정상상태'와 '차단기 동작상태'로 구분하고, '정상상태'일때에는 open/close상태, 부하전류, 접점마모율을 측정 및 진단하며, 또한, 프로세서(5)는 차단기의 동작상태가 '차단기 동작상태'일때 '차단기 투입','차단기 차단','차단기 투입-차단'으로 동작상태를 구분하고, '차단기 투입'일 때에는 동작시간(Break time/Opening time/Arcing time), 차단속도, 차단전류, Trip Coil 전류를 측정 및 진단하며, '차단기 차단'일 때에는 동작시간(Closing time/Make time/Pre-arcing time), 투입속도, 투입전류, Closing Coil 전류를 측정 및 진단하며, '차단기 투입-차단'일 때에는 동작시간(Make-Break time/Close-Open time), 투입/차단속도, 고장전류, Trip/Closing Coil 전류를 측정 및 진단한다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 아날로그 입력부(3)와 디지탈 입력부(4)는 차단기에 설치되어 있는 CT(1)와 센서(2) 들로 부터 코일전류, BCT 전류, 스트로크 정보, 접점신호 등을 입력받아 프로세서(5)로 공급하고, 상기 프로세서(5)는 앞서 설명된 바와같이 차단기의 '정상상태' 또는 '차단기 동작상태'에 따라 그 상황에 맞는 항목들을 계산하고, 그 계산결과 얻어진 정보로서 차단기의 동작상태를 진단한다.
그리고, 진단 결과를 표시부(6)를 통해 화면출력하면서 동시에 통신부(7)를 통해 상위시스템으로 전송하는 것이다.
미설명된 도면부호 8 은 디지탈 출력부 이다.
도 1 은 본 발명이 적용된 전체 GIS 예방진단 시스템을 보인 도면.
도 2 는 본 발명의 차단기 동작상태 감시 진단장치를 보인 도면.
도 3 은 본 발명에 적용된 프로세서의 차단기 상태에 따른 측정 및 진단항목을 보인 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
3: 아날로그 입력부, 4: 디지탈 입력부,
5: 프로세서, 6: 표시부,
7: 통신부, 8: 디지탈 출력부,

Claims (4)

  1. 차단기의 코일전류, BCT 전류, 스트로크 센서, 접점신호들을 CT와 다수의 센서들로 부터 입력받는 입력수단과;
    입력수단을 통해 입력된 정보를 이용하여 차단기 상황에 맞는 동작상태를 계산 및 진단하여 현재의 차단기 상태정보를 표시부를 통해 화면출력하면서 통신부를 통해 상위 시스템으로 전송하는 프로세서와;
    LCD 화면을 통해 차단기 상태정보를 화면 출력하는 표시부와;
    이더넷을 통해 상위 시스템으로 데이타를 송신하는 통신부; 로 구성한 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 차단기의 동작상태를 '정상상태'와 '차단기 동작상태'로 구분하고,
    '정상상태' 일때에는 open/close 상태, 부하전류, 접점 마모율을 측정 및 진단하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 차단기의 동작상태가 '차단기 동작상태'일때 '차단기 투입','차단기 차단','차단기 투입-차단'으로 동작상태를 구분하고,
    '차단기 투입'일 때에는 동작시간(Break time/Opening time/Arcing time), 차단속도, 차단전류, Trip Coil 전류를 측정 및 진단하며,
    '차단기 차단'일 때에는 동작시간(Closing time/Make time/Pre-arcing time), 투입속도, 투입전류, Closing Coil 전류를 측정 및 진단하며,
    '차단기 투입-차단'일 때에는 동작시간(Make-Break time/Close-Open time), 투입/차단속도, 고장전류, Trip/Closing Coil 전류를 측정 및 진단하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 입력수단은 아날로그 정보를 입력받는 아날로그 입력부와 디지탈정보를 입력받는 디지탈 입력부로 구성한 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치용 차단기의 동작상태 감시진단장치.
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