KR20150037288A - Apparatus and method for estimating partial discharge - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for estimating partial discharge correctly when a partial discharge occurs in an electrical utility. To this end, an apparatus for estimating partial discharge according to the present invention comprises: an integrated sensor part for sensing electromagnetic signals and ultrasonic signals generated at a partial discharge position in an electrical utility; a calculating part for acquiring a time difference pattern of electromagnetic signals and ultrasonic signals and calculating estimated range of partial discharge position; and an outside sensor part for sensing ultrasonic signals in an estimation range, wherein the calculating part calculates partial discharge position by using the result of sensing of the outside sensor part.

Description

부분 방전 위치 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING PARTIAL DISCHARGE}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING PARTIAL DISCHARGE [0002]

본 발명은 부분 방전 위치 추정 장치 및 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게 전력 설비 내부에서 부분 방전이 발생할 때, 이의 위치를 정확하게 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a partial discharge position, and more particularly, to an apparatus and method for accurately estimating a position of a partial discharge within a power plant when the partial discharge occurs.

종래에는 전력 설비, 예를 들어, 가스 절연 개폐 장치(GIS : Gas Insulated Switchgear)에서 부분 방전에 의한 내부 결함이 있을 경우, 부분 방전과 아크에 의해서 발생하는 UHF(Ultra-High Frequency) 전자기파 신호를 이용하여 T.O.A(Time of arrival) 방식으로 결함 위치를 추정하였다. 또한, 변압기의 내부에서 부분 방전에 의한 내부 결함이 있을 경우, 부분 방전 신호와 아크 신호를 변압기 외함에 설치된 초음파 센서를 이용하여 T.O.A 방식으로 결함 위치를 추정하였다.Conventionally, when there is an internal defect due to a partial discharge in a power facility, for example, a gas insulated switchgear (GIS), a UHF (Ultra-High Frequency) electromagnetic wave signal generated by a partial discharge and an arc is used And the position of the defect was estimated by TOA (Time of arrival) method. Also, when there is an internal defect due to partial discharge inside the transformer, the partial discharge signal and the arc signal are estimated by the T.O.A method using an ultrasonic sensor installed in the transformer enclosure.

하지만 가스 절연 개폐 장치의 경우, 발전소 스위치 야드의 장거리 가스 절연 송전 선로(GIL: Gas Insulated Line)와 변전소 가스 절연 모선(GIB : Gas Insulated Bus)은 UHF 내장 센서가 설치되지 않았거나 외장형 센서를 설치할 스페이서가 존재하지 않는 경우 내부 결함 위치를 추정하기 위하여 센서를 설치할 수 없기 때문에 위치 추정이 어려운 실정에 있다.However, in the case of a gas insulated switchgear, the long-distance gas insulated line (GIL) and the gas insulated bus (GIB) of the switch-yard of the power plant are not equipped with a UHF built- There is a problem that it is difficult to estimate the position because the sensor can not be installed to estimate the internal defect position.

또한, 최근에는 장거리 가스 절연 송전 선로(GIL)의 경우 센서 1개를 이용한 군속도 위치 추정 방법을 사용하다. 하지만, 이 경우, 부분 방전 신호의 세기가 약할 경우 TEM(Transverse ElectroMagnetic), TE(Transverse Electric), TM(Transverse Magnetic) 모드별 분석이 쉽지 않기 때문에 적용할 수 있는 영역이 한정적이라는 단점이 존재한다.In addition, in the case of a long-distance gas insulated transmission line (GIL), a group velocity position estimation method using one sensor is recently used. However, in this case, when the intensity of the partial discharge signal is weak, there is a disadvantage that the application area is limited because it is difficult to perform analysis by TEM (Transverse ElectroMagnetic), TE (Transverse Electric) and TM (Transverse Magnetic) modes.

이에 관련하여, 발명의 명칭이 "변압기 내 부분방전 측정용 초음파 상시 감시 장치"인 한국공개특허 제2003-0001945호가 존재한다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0001945, entitled " Ultrasonic On-Line Monitoring Device for Measuring Partial Discharge in a Transformer, "

본 발명은 전력 설비 내에서 부분 방전이 발생한 위치를 정확히 추정하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for accurately estimating a position where a partial discharge occurs in a power plant.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치는 전력 설비 내부의 부분 방전 위치에서 발생하는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 통합 센서부; 전자기파 신호와 초음파 신호의 시간차 패턴을 취득하고, 시간차 패턴을 이용하여 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 계산부; 및 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 외부 센서부를 포함하고, 계산부는 외부 센서부의 센싱 결과를 이용하여 부분 방전 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating a partial discharge position, comprising: an integrated sensor unit for sensing an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal generated at a partial discharge position in a power facility; A calculation unit for obtaining a time difference pattern between the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal and calculating an estimation range for the partial discharge position using the time difference pattern; And an external sensor unit for sensing the ultrasonic signal in the estimated range, and the calculation unit calculates the partial discharge position using the sensing result of the external sensor unit.

또한, 통합 센서부는 전력 설비가 가스 절연 개폐 장치인 경우 스페이서에 위치할 수 있다.In addition, the integrated sensor section may be located in the spacer if the power plant is a gas insulated switchgear.

또한, 통합 센서부는 전력 설비가 변압기 또는 리액터인 경우 상하 드레인 밸브에 위치할 수 있다.In addition, the integrated sensor section may be located in the upper and lower drain valves when the power plant is a transformer or a reactor.

또한, 계산부는 시간차 패턴에 정규 분포 함수를 적용하여 평균 값과 표준 편차를 산출하고, 산출된 평균 값에 대응하는 위치를 상기 추정 위치로 결정할 수 있다.Further, the calculation unit may calculate an average value and a standard deviation by applying a normal distribution function to the time difference pattern, and determine a position corresponding to the calculated average value as the estimated position.

또한, 계산부는 표준 편차를 근거로, 시간차 패턴에 대한 상한값 및 하한값을 산출하여 추정 범위를 도출할 수 있다.Further, the calculation unit can derive the estimated range by calculating the upper limit value and the lower limit value for the time difference pattern based on the standard deviation.

또한, 계산부는 추정 위치와 한계 위치들에서 검출된 초음파 신호들과, 통합 센서부에서 검출된 초음파 신호와의 시간차 및 상기 시간차 패턴 간의 오차와 상기 표준 편차의 비교를 통해 부분 방전 위치를 산출할 수 있다.The calculation unit may calculate the partial discharge position by comparing the time difference between the ultrasonic signals detected at the estimated position and the limit positions and the ultrasonic signal detected by the integrated sensor unit and the difference between the time difference patterns and the standard deviation have.

또한, 외부 센서부는 사용자의 설정 또는 자동으로 추정 범위에 대응하게 위치되어, 추정 범위에 대한 초음파 신호를 센싱할 수 있다.
Also, the external sensor unit may be positioned corresponding to the user's setting or automatically the estimated range, and may sense the ultrasonic signal with respect to the estimated range.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 부분 방전 위치 추정 방법은 통합 센서부에 의해, 전력 설비 내부의 부분 방전 위치에서 발생하는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 단계; 계산부에 의해, 전자기파 신호와 초음파 신호의 시간차 패턴을 취득하고, 시간차 패턴을 이용하여 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 단계; 및 외부 센서부에 의해 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 단계를 포함하고, 계산부에 의해 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 단계에서의 센싱 결과를 이용하여 부분 방전 위치를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a partial discharge position of an object, comprising: sensing an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal generated at a partial discharge position inside a power facility by an integrated sensor unit; Obtaining a time difference pattern between the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal by the calculation unit and calculating an estimated range for the partial discharge position using the time difference pattern; And sensing the ultrasonic signal in the estimated range by the external sensor unit and calculating the partial discharge position using the sensing result in the step of sensing the ultrasonic signal in the estimation range by the calculation unit .

또한, 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 단계는 전력 설비가 가스 절연 개폐 장치인 경우 스페이서에 통합 센서부가 위치될 수 있다.In addition, the step of sensing the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal may be performed by the integrated sensor part in the spacer when the power equipment is a gas insulated switchgear.

또한, 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 단계는 전력 설비가 변압기 또는 리액터인 경우 상하 드레인 밸브에 통합 센서부가 위치될 수 있다.In addition, the step of sensing the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal may be performed by the integrated sensor unit in the upper and lower drain valves when the power equipment is a transformer or a reactor.

또한, 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 단계는 시간차 패턴에 정규 분포 함수를 적용하여 평균 값과 표준 편차를 산출하고, 산출된 평균 값에 대응하는 위치를 추정 위치로 결정할 수 있다.The step of calculating the estimated range for the partial discharge position may include calculating a mean value and a standard deviation by applying a normal distribution function to the time difference pattern, and determining a position corresponding to the calculated mean value as the estimated position.

또한, 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 단계는, 표준 편차를 근거로, 시간차 패턴에 대한 상한값 및 하한값을 산출하여 추정 범위를 도출할 수 있다.Further, the step of calculating the estimated range for the partial discharge position can derive the estimated range by calculating the upper limit value and the lower limit value with respect to the time difference pattern based on the standard deviation.

또한, 부분 방전 위치를 산출하는 단계는, 추정 위치와 한계 위치들에서 검출된 초음파 신호들과, 통합 센서부에서 검출된 초음파 신호와의 시간차 및 상기 시간차 패턴 간의 오차와, 상기 표준 편차의 비교를 통해 부분 방전 위치를 산출할 수 있다.The calculating of the partial discharge position may include comparing the time difference between the ultrasonic signals detected at the estimated position and the limit positions and the ultrasonic signal detected by the integrated sensor unit and the difference between the time difference patterns and the standard deviation The partial discharge position can be calculated.

또한, 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 단계에서 외부 센서부는 사용자의 설정 또는 자동으로 추정 범위에 대응하게 위치되어, 추정 범위에 대한 초음파 신호를 센싱할 수 있다.Further, in the step of sensing the ultrasonic signal in the estimation range, the external sensor unit may be positioned corresponding to the user's setting or automatically the estimation range, and may sense the ultrasonic signal with respect to the estimated range.

본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치 및 방법에 따르면, 부분 방전 센서의 설치가 불가능한 전력 설비 예를 들어, 가스 절연 개폐 장치의 경우 가스 절연 송전 선로(GIL)와 가스 절연 모선(GIB)에서 발생하는 부분 방전과, 변압기 및 리액터에서 부분 방전이 발생한 위치를 정확히 산출할 수 있는 효과가 있다.According to the apparatus and method for estimating a partial discharge position of the present invention, it is possible to provide an electric power facility in which the partial discharge sensor can not be installed, for example, in the case of a gas insulated switchgear, It is possible to accurately calculate the position where the partial discharge occurs in the discharge, the transformer, and the reactor.

도 1은 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치가 적용된 가스 절연 개폐 장치에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치가 적용된 변압기에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치에 포함된 계산부에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치에 포함된 통합 센서부에 의해 센싱된 초음파 신호의 예시에 대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치에 포함된 계산부에 의해 이용되는 정규 분포에 대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 부분 방전 위치 추정 방법에 대한 흐름도이다.
1 is a view of a gas insulated switchgear to which the partial discharge position estimating apparatus of the present invention is applied.
2 is a view of a transformer to which the partial discharge position estimating apparatus of the present invention is applied.
3 is a block diagram of a calculation unit included in the partial discharge position estimation apparatus of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic signal sensed by an integrated sensor unit included in the partial discharge position estimating apparatus of the present invention.
5 is a diagram of a normal distribution used by a calculation unit included in the partial discharge position estimation apparatus of the present invention.
6 is a flowchart of a partial discharge position estimation method of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

이하, 도 1 및 도 2를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 부분 방전 위치 장치에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치(100)가 적용된 가스 절연 개폐 장치(10)에 대한 도면이다. 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치(100)는 통합 센서부(110), 외부 센서부(120), 계산부(130) 및 출력부(140)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치(100)에 포함된 각 구성에 대한 서술은 이하에서 이루어진다.Hereinafter, a partial discharge position device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a view of a gas insulated switchgear 10 to which the partial discharge position estimation apparatus 100 of the present invention is applied. The partial discharge position estimation apparatus 100 of the present invention includes an integrated sensor unit 110, an external sensor unit 120, a calculation unit 130, and an output unit 140. The description of each configuration included in the partial discharge position estimation apparatus 100 of the present invention is as follows.

도 1의 예시에서 전력 설비는 가스 절연 개폐 장치(GIS)의 경우를 나타낸다. 보다 구체적으로, 본 예시는 가스 절연 개폐 장치(GIS)의 가스 절연 송전 선로(GIL)와 변전소 가스 절연 모선(GIB)의 경우를 나타낸다.In the example of FIG. 1, the electric power facility represents the case of a gas insulated switchgear (GIS). More specifically, this example shows the case of the gas insulated transmission line (GIL) of the gas insulated switchgear (GIS) and the substation gas insulated bus bar (GIB).

통합 센서부(110)는 전력 설비 내부의 부분 방전 위치(12)에서 발생하는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 기능을 한다. 이러한 통합 센서부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 스페이서(11)에 장착될 수 있다. 그리고, 통합 센서부(110)는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하기 위해, UHF 전자기파 센서와 초음파 센서를 포함하여 구성될 수 있다. The integrated sensor unit 110 senses an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal generated at the partial discharge position 12 in the electric power facility. The integrated sensor unit 110 may be mounted on the spacer 11 as shown in FIG. The integrated sensor unit 110 may include a UHF electromagnetic wave sensor and an ultrasonic sensor to sense an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal.

외부 센서부(120)는 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 기능을 한다. 여기서, 추정 범위는 이하에서 언급되는 것처럼, 계산부(130)를 통해 부분 방전 위치가 존재하는 것으로 추정되는 범위를 나타낸다. 구체적으로, 외부 센서부(120)는 이하에서 언급되는 추정 위치와 한계 위치들에서 초음파 신호를 센싱하는 기능을 한다. 여기서, 용어 추정 위치 및 한계 위치들에 대한 서술은 이하에서 자세히 언급되므로, 명세서의 명료함을 위해 이에 대한 서술은 생략된다. 이러한 외부 센서부(120)는 사용자의 설정 또는 자동으로 추정 범위에 대응하게 위치된다. 이를 통해, 외부 센서부(120)는 추정 범위에 대한 초음파 신호를 센싱할 수 있다. 또한, 외부 센서부(120)는 초음파 신호를 증폭할 수 있는 증폭 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해, 외부 센서부(120)는 전력 설비 내부에서 발생되는 초음파 신호를 외부에서도 측정할 수 있다.The external sensor unit 120 functions to sense the ultrasonic signal in the estimated range. Here, the estimation range indicates a range in which the partial discharge position is estimated to exist through the calculation unit 130, as described below. Specifically, the external sensor unit 120 functions to sense ultrasonic signals at the estimated positions and the limit positions, which will be described below. Here, the description of the term estimated position and the limit positions will be described in detail below, so that description thereof is omitted for clarity of description. The external sensor unit 120 is positioned corresponding to the user's setting or automatically the estimated range. Accordingly, the external sensor unit 120 can sense the ultrasonic signal corresponding to the estimated range. The external sensor unit 120 may further include an amplification module capable of amplifying the ultrasonic signal. Accordingly, the external sensor unit 120 can measure an ultrasonic signal generated in the electric power facility from the outside.

계산부(130)는 통합 센서부(110)에서 센싱된 전자기파 신호와 초음파 신호를 반복적으로 취득한다. 그 후, 계산부(130)는 반복적으로 센싱된 데이터를 이용하여 초음파 신호의 시간 가능 영역에서 전자기파 신호와 상기 초음파 신호의 시간차들을 산출한다. 여기서, 전자기파 신호와 초음파 신호를 반복적으로 취득하여 시간차를 산출하는 과정은 기설정된 횟수로 반복된다. 본 예시에서 이에 대한 횟수는 100회로 가정하나, 이에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.The calculation unit 130 repeatedly acquires the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal sensed by the integrated sensor unit 110. [ Then, the calculation unit 130 calculates the time differences between the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal in the time-domain of the ultrasonic signal using the repeatedly sensed data. Here, the process of repeatedly acquiring the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal to calculate the time difference is repeated a predetermined number of times. It is to be understood that the number of times in this example is assumed to be 100, but is not limited thereto.

그 후, 계산부(130)는 초음파 신호의 시간 가능 영역에서 수집된 시간차들을 근거로 시간차 패턴을 산출한다. 이 때, 계산부(130)는 통합 센서부(110)에서 취득한 전자기파 신호를 트리거 신호로 설정한다. 여기서, 시간 가능 영역은 가스 절연 송전 선로(GIL)와 변전소 가스 절연 모선(GIB)의 길이를 기반으로 결정되는 영역이다(도 4 참조). 구체적으로, 시간 가능 영역은 다음의 수학식 1을 통해 산출된다.Thereafter, the calculation unit 130 calculates a time difference pattern based on the time differences collected in the time-enabled area of the ultrasonic signal. At this time, the calculation unit 130 sets the electromagnetic wave signal acquired from the integrated sensor unit 110 as a trigger signal. Here, the time-enabling area is an area determined based on the length of the gas insulated transmission line (GIL) and the substation gas insulated bus bar (GIB) (see FIG. 4). Specifically, the time-enabled area is calculated by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, △t는 시간 가능 영역을 나타낸다. 그리고, v1은 전자기파 신호의 전달 속도 즉, 3*108m/s를 나타낸다. 그리고, v2는 초음파 신호의 전달 속도 즉, 1.4m/ms를 나타낸다. 그리고 L은 가스 절연 송전 선로(GIL)의 길이를 나타낸다. In Equation (1),? T denotes a time-enabled area. And v1 represents the propagation speed of the electromagnetic wave signal, that is, 3 * 10 8 m / s. And v2 represents the transmission speed of the ultrasonic signal, that is, 1.4 m / ms. And L represents the length of the gas insulated transmission line (GIL).

계산부(130)는 반복적인 측정을 통해 취득된 시간차 패턴을 이용하여 부분 방전 위치(12)에 대한 추정 범위를 계산한다. 보다 구체적으로, 계산부(130)는 시간차 패턴에 정규 분포 함수를 적용하여 평균 값과 표준 편차를 산출한다(도 5 참조). 그 후, 계산부(130)는 산출된 평균 값에 대응하는 위치를 추정 위치로 결정한다. 그리고, 계산부(130)는 평균 값 ± 표준 편차 값을 통해 산출된 상한값 및 하한값을 이용하여, 한계 위치들을 정의하고 추정 범위를 계산한다.The calculation unit 130 calculates the estimated range for the partial discharge position 12 using the time difference pattern acquired through the repetitive measurement. More specifically, the calculation unit 130 calculates a mean value and a standard deviation by applying a normal distribution function to the time difference pattern (see FIG. 5). Thereafter, the calculation unit 130 determines the position corresponding to the calculated average value as the estimated position. Then, the calculation unit 130 defines the limit positions and calculates the estimated range using the upper limit value and the lower limit value calculated through the mean value + standard deviation value.

또한, 계산부(130)는 상술한 외부 센서부(120)를 이용하여 추정 위치 및 한계 위치들에 대한 초음파 신호의 센싱 결과를 취득한다. 이 때, 계산부(130)는 추정 위치 및 한계 위치들을 트리거 신호로 한다. 여기서, 외부 센서부(120)는 앞서 언급한 바와 같이, 사용자의 설정 또는 자동으로 추정 범위에 대응하게 위치되어 센싱을 수행한다. 그 후, 계산부(130)는 검출된 초음파 신호들 즉, 추정 위치와 한계 위치들에서 검출된 초음파 신호들과 통합 센서부(110)에서 검출된 초음파 신호와의 시간차들을 계산한다. 그 후, 계산부(130)는 이들 각각의 시간차와 통합 센서부(110)를 통해 도출된 시간차와의 오차를 계산한다. 여기서, 계산부(130)는 오차와 표준 편차의 비교를 통해 부분 방전 위치를 산출하게 된다. 즉, 오차가 표준 편차 이하인 경우, 이를 부분 방전 발생 위치로 추정한다. 그렇지 않다면, 계산부(130)는 앞선 과정들을 반복하여 부분 방전 발생 위치를 다시 계산하게 된다.Also, the calculation unit 130 acquires the sensing result of the ultrasonic signal with respect to the estimated position and the limit positions using the external sensor unit 120 described above. At this time, the calculation unit 130 sets the estimated position and the limit positions as trigger signals. Here, as described above, the external sensor unit 120 performs sensing by being positioned or automatically corresponding to the estimated range of the user. Then, the calculation unit 130 calculates time differences between the detected ultrasonic signals, i.e., the ultrasonic signals detected at the estimated position and the limit positions, and the ultrasonic signal detected by the integrated sensor unit 110. [ Then, the calculation unit 130 calculates an error between the respective time differences and the time differences derived through the integrated sensor unit 110. [ Here, the calculation unit 130 calculates the partial discharge position by comparing the error and the standard deviation. That is, when the error is less than the standard deviation, it is estimated as the partial discharge occurrence position. Otherwise, the calculation unit 130 repeats the above processes and recalculates the partial discharge generation position.

출력부(140)는 계산부(130)에서의 계산 결과 값을 출력하고, 오차 범위 내 검증 결과를 검증하여 추정 위치를 사용자 또는 관리자에게 출력하는 역할을 한다. 이를 위해, 출력부(140)는 디스플레이 모듈 및 스피커 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.The output unit 140 outputs the calculation result in the calculation unit 130, verifies the verification result within the error range, and outputs the estimated position to the user or the manager. To this end, the output unit 140 may include a display module and a speaker module.

또한, 도면에 도시되진 않았지만, 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치(100)는 전원부를 더 포함하여, 통합 센서부(110) 및 외부 센서부(120)에 전원을 공급할 수 있다.
Also, although not shown in the figure, the partial discharge position estimation apparatus 100 of the present invention may further include a power supply unit to supply power to the integrated sensor unit 110 and the external sensor unit 120.

도 2는 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치(200)가 적용된 변압기(20)에 대한 도면이다. 도 1에서의 예시와 마찬가지로, 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치(200)는 통합 센서부(210), 외부 센서부(220), 계산부(230) 및 출력부(240)를 포함하여 구성된다. 도 2의 서술에서 언급되는 부분 방전 위치 추정 장치(200)는 앞서 도 1을 참조로 언급한 구성과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 도 1의 경우 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치가 스페이서 내에 위치되는 것이고, 도 2의 서술에서는 변압기의 상하 드레인 밸브(21)에 위치되는 예시를 나타낸다. 따라서, 이하의 서술에서 도 1을 참조로 언급한 것과 중복되는 사항은 명세서의 명료함을 위해 생략된다.2 is a view of a transformer 20 to which the partial discharge position estimating apparatus 200 of the present invention is applied. 1, the partial discharge position estimating apparatus 200 of the present invention includes an integrated sensor unit 210, an external sensor unit 220, a calculation unit 230, and an output unit 240 . The partial discharge position estimating apparatus 200 referred to in the description of FIG. 2 has the same configuration as that described above with reference to FIG. That is, in the case of FIG. 1, the partial discharge position estimating apparatus of the present invention is located in the spacer, and the description of FIG. 2 shows an example of being located in the upper and lower drain valves 21 of the transformer. Therefore, in the following description, the matters overlapping with those mentioned with reference to FIG. 1 are omitted for clarity of description.

통합 센서부(210)는 전력 설비 내부의 부분 방전 위치에서 발생하는 전자기파 신호와 초음파 신호를 반복적으로 센싱하는 기능을 한다. 이를 위해, 통합 센서부(210)는 UHF 전자기파 센서와 초음파 센서를 포함하여 구성될 수 있다.The integrated sensor unit 210 functions to repeatedly sense the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal generated at the partial discharge position in the electric power facility. For this, the integrated sensor unit 210 may include a UHF electromagnetic wave sensor and an ultrasonic sensor.

외부 센서부(220)는 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 기능을 한다. 이러한 외부 센서부는 위에서 언급한 바와 같이, 추정 위치와 한계 위치들에서 초음파 신호를 센싱할 수 있다. 또한, 이러한 외부 센서부(220)는 사용자의 설정 또는 자동으로 추정 범위에 대응하게 위치된다.The external sensor unit 220 functions to sense an ultrasonic signal in an estimated range. The external sensor unit may sense the ultrasonic signal at the estimated position and the limit positions as described above. In addition, the external sensor unit 220 is located in correspondence with the user's setting or automatically estimated range.

계산부(230)는 통합 센서부(210)에서 센싱된 전자기파 신호와 초음파 신호를 이용하여 전자기파 신호와 초음파 신호의 시간차 패턴을 취득한다. 이 때, 계산부(230)는 통합 센서부(210)에서 취득한 전자기파 신호 중, 가장 처음으로 취득된 신호를 트리거 신호로 설정할 수 있다. 또한, 시간차 패턴을 취득할 때, 계산부는, 변압기 크기에 따라 제한되는 초음파 신호의 시간 가능 영역에서 시간차 패턴을 취득한다. The calculation unit 230 acquires a time difference pattern between the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal using the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal sensed by the integrated sensor unit 210. At this time, the calculation unit 230 can set the first acquired signal among the electromagnetic wave signals acquired by the integrated sensor unit 210 as a trigger signal. Further, when obtaining the time difference pattern, the calculation unit acquires the time difference pattern in the time-enabled area of the ultrasonic signal that is limited by the size of the transformer.

도 1에서 언급한 것과 유사하게, 시간 가능 영역은 측정 대상인 변전 기기의 크기를 기반으로 3차원의 전자기파 신호와 초음파 신호의 전달 시간차를 계산한다. 이러한 시간차는 전자기파의 전달 속도 3*108m/s 그리고, 초음파 신호의 전달 속도 1.4m/ms를 이용하여 계산된다. 이에 대한 자세한 사항은 도 1을 참조로 이루어졌으므로, 여기선 생략된다.Similar to the one described in FIG. 1, the time-enabled area calculates the transmission time difference between the three-dimensional electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal based on the size of the substation to be measured. This time difference is calculated using the propagation speed of electromagnetic waves of 3 * 10 8 m / s and the propagation speed of ultrasonic signals of 1.4 m / ms. The details of this are described with reference to FIG. 1, and are omitted here.

그 후, 계산부(230)는 반복적인 측정을 통해 취득된 시간차 패턴을 이용하여 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산한다. 보다 상세하게, 계산부(230)는 취득된 시간차 패턴을 정규 분포 함수를 이용하여 평균값과 표준 편차를 산출한다. 도 1의 예시와 유사하게, 계산부(230)는 산출된 평균값과 표준 편차를 이용하여 변전기기의 3차원 상에서 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 산출하고, 추정 위치 및 한계 위치들을 결정할 수 있다.Thereafter, the calculation unit 230 calculates the estimated range for the partial discharge position using the time difference pattern acquired through the repetitive measurement. More specifically, the calculation unit 230 calculates an average value and a standard deviation using the normal distribution function of the obtained time difference pattern. Similar to the example of FIG. 1, the calculation unit 230 may calculate the estimated range for the partial discharge position on the three-dimensional image of the substation using the calculated average value and the standard deviation, and determine the estimated position and the limit positions.

그 후, 계산부(230)는 상술한 외부 센서부(220)를 이용하여 추정 위치 및 한계 위치들에 대한 초음파 신호의 센싱 결과를 취득한다. 그 후, 도 1의 예시와 유사하게, 추정 위치 및 한계 위치들에서 센싱한 초음파 신호와, 통합 센서부(210)에서 센싱한 초음파 신호와의 시간차를 계산한다. 여기서, 트리거 신호는 추정 위치 및 한계 위치들을 이용한다. 그 후, 계산부(230)는 이들 각각의 시간차와 통합 센서부(210)를 통해 도출된 시간차와의 오차를 계산하고, 오차와 표준 편차와의 비교를 통해 부분 방전 위치를 산출하게 된다.Then, the calculation unit 230 acquires the sensing result of the ultrasonic signal with respect to the estimated position and the limit positions using the external sensor unit 220 described above. 1, a time difference between the ultrasonic signal sensed at the estimated position and the limit positions and the ultrasonic signal sensed by the integrated sensor unit 210 is calculated. Here, the trigger signal uses the estimated position and the limit positions. Then, the calculation unit 230 calculates an error between the respective time differences and the time difference derived through the integrated sensor unit 210, and calculates the partial discharge position by comparing the error and the standard deviation.

출력부(240)는 계산부(230)에서의 계산 결과 값을 출력하고, 오차 범위 내 검증 결과를 검증하여 추정 위치를 사용자 또는 관리자에게 출력하는 역할을 한다. 이를 위해, 출력부(240)는 디스플레이 모듈 및 스피커 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
The output unit 240 outputs the calculation result in the calculation unit 230, verifies the verification result within the error range, and outputs the estimated position to the user or the manager. To this end, the output unit 240 may include a display module and a speaker module.

또한, 다른 실시예로서, 초음파 센서를 변압기(20)의 외함의 각 면에 설치하여 부분 방전 위치에서 발생하는 초음파를 센싱하여 상술한 부분 방전 위치 추정을 수행할 수 있다. 즉, 본 예시에서, 통합 센서부(210)와 4개의 초음파 센서에서 센싱한 신호를 취합한다. 여기서, 취득된 전자기파 신호와 초음파 신호를 이용하여, 가장 빠른 전자기파 신호를 기준으로 도착 시간차를 이용하여, 시간차 패턴을 도출할 수 있다. 이러한 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치는 이러한 시간차 패턴을 이용하여, 추정 범위를 산출한다. 그 후, 부분 방전 발생 위치와 가장 근접한 변압기 외함에 외부 센서부를 취부하여, 도 1 및 도 2를 참조로 언급한 부분 방전 위치의 산출 과정을 수행할 수 있다.Further, as another embodiment, the ultrasonic sensor may be installed on each side of the enclosure of the transformer 20 to sense the ultrasonic waves generated at the partial discharge position to perform the partial discharge position estimation described above. That is, in this example, the signals sensed by the integrated sensor unit 210 and the four ultrasonic sensors are collected. Here, using the acquired electromagnetic wave signal and ultrasonic signal, it is possible to derive the time difference pattern using the arrival time difference on the basis of the earliest electromagnetic wave signal. The partial discharge position estimating apparatus of the present invention calculates the estimated range using the time difference pattern. Thereafter, the external sensor unit may be attached to the transformer enclosure closest to the partial discharge generating position to perform the calculation of the partial discharge position referring to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 2의 실시예를 통해, 종래에는 초음파 신호의 센싱을 위해 변전 기기 내에 다수의 초음파 센서가 필요했으나, 본 발명의 경우 하나의 외부 센서부만으로도 초음파 신호를 센싱할 수 있다는 장점을 갖는다. 이를 통해, 부분 방전 위치를 추정할 때, 비용이 절감되는 장점을 갖는다.
Conventionally, a plurality of ultrasonic sensors have been required in the substation apparatus for sensing ultrasonic signals through the embodiment of FIG. 2. However, the present invention has an advantage that an ultrasonic signal can be sensed by only one external sensor unit. This has the advantage of cost saving when estimating the partial discharge position.

이하, 도 3을 참조로, 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치에 포함된 계산부(330)를 더 서술한다. 도 3은 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치에 포함된 계산부(330)에 대한 블록도이다. 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치에 포함된 계산부(330)는 필터 모듈(331), 변환 모듈(332), 연산 모듈(333) 및 저장 모듈(334)을 포함하여 구성될 수 있다. Hereinafter, with reference to FIG. 3, the calculation unit 330 included in the partial discharge position estimation apparatus of the present invention will be further described. 3 is a block diagram of a calculation unit 330 included in the partial discharge position estimation apparatus of the present invention. The calculation unit 330 included in the partial discharge position estimation apparatus of the present invention may include a filter module 331, a conversion module 332, a calculation module 333, and a storage module 334.

필터 모듈(331)은 통합 센서부 및 외부 신호부에서 센싱한 신호들에 대한 필터링을 수행하는 기능을 한다. 이를 위해, 필터 모듈(331)은 고역 통과 필터(HPF) 및 저역 통과 필터(LPF) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 필터 모듈(331)에 포함되는 필터의 종류들은 이에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.The filter module 331 performs filtering on signals sensed by the integrated sensor unit and the external signal unit. For this purpose, the filter module 331 may include a high pass filter (HPF) and a low pass filter (LPF). Here, it should be understood that the types of filters included in the filter module 331 are not limited thereto.

변환 모듈(332)은 필터 모듈(331)에서 필터링된 신호 즉, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 한다. 이를 통해, 본 발명의 부분 방전 위치 추정 장치는 아날로그 신호를 이용하여 처리하는 것보다 정확한 결과를 도출할 수 있다. The conversion module 332 functions to convert a signal filtered by the filter module 331, that is, an analog signal, into a digital signal. Thus, the partial discharge position estimating apparatus of the present invention can derive more accurate results than processing using an analog signal.

연산 모듈(333)은 도 1 및 도 2를 참조로 언급한 각종 연산을 수행하는 기능을 한다. 즉, 연산 모듈(333)은 전자기파 신호와 초음파 신호를 이용하여 시간차를 계산하고, 시간차 패턴을 산출하는 기능, 그리고 시간차 패턴에 정규 분포 함수를 이용하여 추정 범위를 계산하는 기능을 수행한다. 또한, 앞서 언급한, 오차 산출을 통해, 산출된 오차와 정규 분포 함수를 이용하여 도출된 표준 편차와의 비교를 수행하여 부분 방전 위치를 산출할 수 있다.The operation module 333 functions to perform various operations mentioned with reference to FIG. 1 and FIG. That is, the calculation module 333 calculates the time difference using the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal, calculates the time difference pattern, and calculates the estimated range using the normal distribution function in the time difference pattern. In addition, the partial discharge position can be calculated by comparing the calculated error with the standard deviation derived by using the normal distribution function through the error calculation described above.

저장 모듈(334)은 연산 모듈(333)에서 연산에 필요한 데이터들을 저장하거나 연산 모듈(333)로부터 필요한 정보를 저장하는 기능을 한다.
The storage module 334 stores data necessary for the operation in the operation module 333 or stores necessary information from the operation module 333. [

이하 도 6을 참조로, 본 발명의 부분 방전 위치 추정 방법을 서술한다. 도 6은 본 발명의 부분 방전 위치 추정 방법에 대한 흐름도이다. 이하의 서술에서, 도 1 내지 도 5를 참조로 서술한 부분 방전 위치 추정 장치와 중복되는 사항은 명세서의 명료함을 위해 생략된다.Hereinafter, with reference to FIG. 6, a partial discharge position estimation method of the present invention will be described. 6 is a flowchart of a partial discharge position estimation method of the present invention. In the following description, the elements overlapping with the partial discharge position estimating apparatus described with reference to Figs. 1 to 5 are omitted for clarity of description.

먼저, 통합 센서부에 의해, 전력 설비 내부의 부분 방전 위치에서 발생하는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 단계(S610)가 수행된다. 도 1 및 도 2를 참조로 언급한 것처럼, 전력 설비가 가스 절연 개폐 장치인 경우 통합 센서부는 스페이서에 위치하여 센싱을 수행한다. 또한, 전력 설비가 변압기 또는 리액터인 경우 통합 센서부는 드레인 밸브에 위치하여 센싱을 수행할 수 있다. 앞서 언급한 것처럼, 통합 센서부는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하기 위해, UHF 전자기파 센서와 초음파 센서를 포함하여 구성될 수 있다.First, a step S610 of sensing an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal generated at a partial discharge position inside the electric power facility is performed by the integrated sensor unit. As referred to with reference to Figs. 1 and 2, when the electric power facility is a gas insulated switchgear, the integrated sensor portion is located in the spacer to perform sensing. In addition, when the electric power facility is a transformer or a reactor, the integrated sensor unit can be placed in the drain valve to perform sensing. As mentioned above, the integrated sensor unit may be configured to include a UHF electromagnetic wave sensor and an ultrasonic sensor to sense an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal.

그 후, 계산부에 의해, 전자기파 신호와 초음파 신호의 시간차 패턴을 취득하는 단계(S620)가 수행된다. 이를 위해, S620 단계에서는 S610 단계에서 센싱된 전자기파 신호와 초음파 신호를 반복적으로 수집한다. S620 단계는 이렇게 반복적으로 수집된 전자기파 신호와 초음파 신호의 시간차들을 반복하여 산출하고, 이렇게 반박하여 산출된 시간차를 이용하여 시간차 패턴을 산출한다.Thereafter, step S620 of obtaining the time difference pattern between the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal is performed by the calculation unit. For this, in step S620, the ultrasonic signal and the electromagnetic wave signal sensed in step S610 are repeatedly collected. In step S620, the time differences of the electromagnetic wave signals and the ultrasonic signals collected repeatedly are repeatedly calculated, and the time difference pattern is calculated using the calculated time difference.

그 후, 계산부에 의해, 시간차 패턴을 이용하여 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 단계(S630)가 수행된다. S630 단계는 S620 단계에서 산출된 시간차 패턴에 정규 분포 함수를 이용하여 추정 범위를 계산한다. 즉, S630 단계는 정규 분포 함수를 통해 표준 값에 대응하는 추정 위치와, 표준 편차를 이용하여 산출된 상한값 및 하한값에 대응하는 한계 위치들을 계산한다. 이에 대한 서술은 이미 도 1 및 도 2에서 상세히 언급하였으므로, 명세서의 명료함을 위해 여기선 생략된다.Thereafter, a calculation step (S630) of calculating an estimation range for the partial discharge position using the time difference pattern is performed by the calculation unit. In step S630, the estimation range is calculated using the normal distribution function for the time difference pattern calculated in step S620. That is, in step S630, the estimated position corresponding to the standard value and the limit positions corresponding to the upper limit value and the lower limit value calculated using the standard deviation are calculated through the normal distribution function. The description thereof has already been described in detail in Fig. 1 and Fig. 2, and is omitted here for clarity of description.

그 후, 외부 센서부에 의해, 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 단계(S640)가 수행된다. 여기서, 외부 센서부는 사용자의 설정 또는 자동으로 상기 추정 범위에 대응하게 위치되어, 추정 범위에 대한 초음파 신호를 센싱할 수 있다.Thereafter, step S640 of sensing the ultrasonic signal in the estimated range is performed by the external sensor unit. Here, the external sensor unit may be set by the user or automatically positioned corresponding to the estimated range, and may sense the ultrasonic signal with respect to the estimated range.

그 후, 계산부에 의해, S640 단계에서의 센싱 결과를 이용하여 부분 방전 위치를 산출하는 단계(S650)가 수행된다. 즉, S650 단계는 추정 위치와 한계 위치들에서 검출된 초음파 신호들과, S610 단계에서 검출된 초음파 신호와의 시간차 및 상기 시간차 패턴 간의 오차와, 표준 편차의 비교를 통해 부분 방전 위치를 산출하는 기능을 한다. 즉, S650 단계에서, 오차가 표준 편차 이하인 경우, 이를 부분 방전 발생 위치로 추정한다. 그렇지 않다면, S650 단계는 앞선 과정들을 반복하여 부분 방전 발생 위치를 다시 계산하게 된다.
Thereafter, the calculating unit calculates the partial discharge position (S650) by using the sensing result in step S640. That is, in operation S650, a partial discharge position is calculated by comparing the time difference between the ultrasonic signals detected at the estimated position and the limit positions and the ultrasonic signal detected at the step S610, the error between the time difference patterns, and the standard deviation . That is, in step S650, if the error is equal to or less than the standard deviation, it is estimated as the partial discharge occurrence position. Otherwise, the step S650 is repeated to calculate the partial discharge generation position again.

본 발명의 원리들의 교시들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 프로그램 저장부 상에서 실재로 구현되는 응용 프로그램으로서 구현될 수 있다. 응용 프로그램은 임의의 적절한 아키텍쳐를 포함하는 머신에 업로드되고 머신에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게는, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치들(CPU), 컴퓨터 프로세서, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 입/출력(I/O) 인터페이스들과 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에 구현될 수 있다. 또한, 컴퓨터 플랫폼은 운영 체제 및 마이크로 명령 코드를 포함할 수 있다. 여기서 설명된 다양한 프로세스들 및 기능들은 마이크로 명령 코드의 일부 또는 응용 프로그램의 일부, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있고, 이들은 CPU를 포함하는 다양한 처리 장치에 의해 실행될 수 있다. 추가로, 추가 데이터 저장부 및 프린터와 같은 다양한 다른 주변 장치들이 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수 있다.The teachings of the principles of the present invention may be implemented as a combination of hardware and software. In addition, the software can be implemented as an application program that is actually implemented on the program storage unit. The application program can be uploaded to and executed by a machine that includes any suitable architecture. Advantageously, the machine may be implemented on a computer platform having hardware such as one or more central processing units (CPUs), a computer processor, a random access memory (RAM), and input / output (I / . In addition, the computer platform may include an operating system and microinstruction code. The various processes and functions described herein may be part of microcommand codes or a portion of an application program, or any combination thereof, and they may be executed by various processing devices including a CPU. In addition, various other peripheral devices such as additional data storage and printers may be connected to the computer platform.

첨부 도면들에서 도시된 구성 시스템 컴포넌트들 및 방법들의 일부가 바람직하게는 소프트웨어로 구현되므로, 시스템 컴포넌트들 또는 프로세스 기능 블록들 사이의 실제 접속들은 본 발명의 원리들이 프로그래밍되는 방식에 따라 달라질 수 있다는 점이 추가로 이해되어야 한다. 여기서의 교시들이 주어지면, 관련 기술분야의 당업자는 본 발명의 원리들의 이들 및 유사한 구현예들 또는 구성들을 참작할 수 있을 것이다.It is to be understood that the actual connections between system components or process functional blocks may vary depending on how the principles of the present invention are programmed, as some of the constituent system components and methods illustrated in the accompanying drawings are preferably implemented in software It should be further understood. Given the teachings herein, those skilled in the relevant art (s) will be able to contemplate these and similar implementations or configurations of the principles of the invention.

예시적인 실시예들이 여기서 첨부 도면들과 관련하여 기술되었지만, 본 발명의 원리들이 이들 정확한 실시예들에 제한되지 않으며, 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 원리들의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않고 관련 기술 분야의 당업자에 의해 수행될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 모든 이러한 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에서 설명되는 바와 같은 본 발명의 원리들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.While the exemplary embodiments have been described herein with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the principles of the invention are not limited to these precise embodiments, and that various changes and modifications may be effected within the spirit and scope of the invention It is to be understood that the invention may be practiced by those skilled in the art. All such modifications and variations are intended to be included within the scope of the inventive principles as set forth in the appended claims.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 부분 방전 위치 추정 장치 110 : 통합 센서부
120 : 외부 센서부 130 : 계산부
140 : 출력부
100: partial discharge position estimating device 110:
120: external sensor unit 130: calculation unit
140:

Claims (14)

전력 설비 내부의 부분 방전 위치에서 발생하는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 통합 센서부;
상기 전자기파 신호와 상기 초음파 신호의 시간차 패턴을 취득하고, 상기 시간차 패턴을 이용하여 상기 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 계산부; 및
상기 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 외부 센서부를 포함하고,
상기 계산부는 상기 외부 센서부의 센싱 결과를 이용하여 상기 부분 방전 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 장치.
An integrated sensor unit for sensing an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal generated at a partial discharge position in a power facility;
A calculation unit for obtaining a time difference pattern between the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal and calculating an estimation range for the partial discharge position using the time difference pattern; And
And an external sensor unit for sensing an ultrasonic signal in the estimated range,
Wherein the calculation unit calculates the partial discharge position using the sensing result of the external sensor unit.
제1항에 있어서,
상기 통합 센서부는,
상기 전력 설비가 가스 절연 개폐 장치인 경우 스페이서에 위치하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 장치.
The method according to claim 1,
The integrated sensor unit includes:
Wherein the power plant is located in a spacer when the power plant is a gas insulated switchgear.
제1항에 있어서,
상기 통합 센서부는,
상기 전력 설비가 변압기 또는 리액터인 경우 상하 드레인 밸브에 위치하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 장치.
The method according to claim 1,
The integrated sensor unit includes:
And wherein the partial discharge position estimating device is located at the up-and-down drain valve when the electric power facility is a transformer or a reactor.
제1항에 있어서,
상기 계산부는,
상기 시간차 패턴에 정규 분포 함수를 적용하여 평균 값과 표준 편차를 산출하고, 산출된 평균 값에 대응하는 위치를 상기 추정 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 장치.
The method according to claim 1,
The calculation unit may calculate,
Calculating a mean value and a standard deviation by applying a normal distribution function to the time difference pattern, and determining a position corresponding to the calculated mean value as the estimated position.
제4항에 있어서,
상기 계산부는,
상기 표준 편차를 근거로, 상기 시간차 패턴에 대한 상한값 및 하한값을 산출하여 상기 추정 범위를 도출하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 장치.
5. The method of claim 4,
The calculation unit may calculate,
And calculates an upper limit value and a lower limit value for the time difference pattern based on the standard deviation to derive the estimated range.
제5항에 있어서,
상기 계산부는,
상기 추정 위치와, 상기 상한값 및 하한값에 대응하는 한계 위치들에서 검출된 초음파 신호들과 상기 통합 센서부에서 검출된 초음파 신호와의 시간차 및 상기 시간차 패턴 간의 오차와, 상기 표준 편차의 비교를 통해 상기 부분 방전 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 장치.
6. The method of claim 5,
The calculation unit may calculate,
And comparing the estimated position, the time difference between the ultrasonic signals detected at the limit positions corresponding to the upper limit value and the lower limit value and the ultrasonic signal detected by the integrated sensor unit, and the difference between the time difference patterns, Wherein the partial discharge position calculating means calculates the partial discharge position.
제1항에 있어서,
상기 외부 센서부는,
사용자의 설정 또는 자동으로 상기 추정 범위에 대응하게 위치되어, 상기 추정 범위에 대한 초음파 신호를 센싱하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the external sensor unit comprises:
Wherein the partial discharge position estimating device is located in correspondence with the user's setting or automatically the estimated range, and senses the ultrasonic signal for the estimated range.
통합 센서부에 의해, 전력 설비 내부의 부분 방전 위치에서 발생하는 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 단계;
계산부에 의해, 상기 전자기파 신호와 상기 초음파 신호의 시간차 패턴을 취득하고, 상기 시간차 패턴을 이용하여 상기 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 단계; 및
외부 센서부에 의해, 상기 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 단계를 포함하고,
상기 계산부에 의해, 상기 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 단계에서의 센싱 결과를 이용하여 상기 부분 방전 위치를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 방법.
Sensing an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal generated at a partial discharge position inside the electric power facility by the integrated sensor unit;
Acquiring a time difference pattern between the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal by a calculation unit and calculating an estimation range for the partial discharge position using the time difference pattern; And
Sensing an ultrasonic signal in the estimated range by an external sensor unit,
Further comprising the step of calculating the partial discharge position using the sensing result in the step of sensing the ultrasonic signal in the estimation range by the calculation unit.
제8항에 있어서,
상기 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 단계는,
상기 전력 설비가 가스 절연 개폐 장치인 경우 스페이서에 상기 통합 센서부가 위치되는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 방법.
9. The method of claim 8,
Sensing the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal,
Wherein the integrated sensor portion is located in a spacer when the power plant is a gas insulated switchgear.
제8항에 있어서,
상기 전자기파 신호와 초음파 신호를 센싱하는 단계는,
상기 전력 설비가 변압기 또는 리액터인 경우 상하 드레인 밸브에 상기 통합센서부가 위치되는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 방법.
9. The method of claim 8,
Sensing the electromagnetic wave signal and the ultrasonic signal,
Wherein the integrated sensor part is positioned on the upper and lower drain valves when the power plant is a transformer or a reactor.
제8항에 있어서,
상기 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 단계는,
상기 시간차 패턴에 정규 분포 함수를 적용하여 평균 값과 표준 편차를 산출하고, 산출된 평균 값에 대응하는 위치를 상기 추정 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of calculating the estimated range for the partial discharge position comprises:
Calculating a mean value and a standard deviation by applying a normal distribution function to the time difference pattern, and determining a position corresponding to the calculated mean value as the estimated position.
제11항에 있어서,
상기 부분 방전 위치에 대한 추정 범위를 계산하는 단계는,
상기 표준 편차를 근거로, 상기 시간차 패턴에 대한 상한값 및 하한값을 산출하여 상기 추정 범위를 도출하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the step of calculating the estimated range for the partial discharge position comprises:
And calculating an upper limit value and a lower limit value for the time difference pattern based on the standard deviation to derive the estimated range.
제12항에 있어서,
상기 부분 방전 위치를 산출하는 단계는,
상기 추정 위치와, 상기 상한값 및 하한값에 대응하는 상기 한계 위치들에서 검출된 초음파 신호들과, 상기 통합 센서부에서 검출된 초음파 신호와의 시간차 및 상기 시간차 패턴 간의 오차와, 상기 표준 편차의 비교를 통해 상기 부분 방전 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 방법.
13. The method of claim 12,
The step of calculating the partial discharge position includes:
A comparison between the estimated position and an error between the time difference and the time difference between the ultrasonic signals detected at the limit positions corresponding to the upper limit value and the lower limit value and the ultrasonic signal detected by the integrated sensor unit, Wherein the partial discharge position is calculated through the calculation of the partial discharge position.
제13항에 있어서,
상기 추정 범위에서 초음파 신호를 센싱하는 단계에서,
상기 외부 센서부는 사용자의 설정 또는 자동으로 상기 추정 범위에 대응하게 위치되어, 상기 추정 범위에 대한 초음파 신호를 센싱하는 것을 특징으로 하는, 부분 방전 위치 추정 방법.
14. The method of claim 13,
In the step of sensing the ultrasonic signal in the estimation range,
Wherein the external sensor unit is positioned in correspondence with the setting range of the user or automatically to sense the ultrasonic signal for the estimated range.
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