KR20160023952A - Power equipment acoustic diagnostic system - Google Patents

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KR20160023952A
KR20160023952A KR1020140108799A KR20140108799A KR20160023952A KR 20160023952 A KR20160023952 A KR 20160023952A KR 1020140108799 A KR1020140108799 A KR 1020140108799A KR 20140108799 A KR20140108799 A KR 20140108799A KR 20160023952 A KR20160023952 A KR 20160023952A
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정의붕
박기영
최형기
이철희
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호원대학교산학협력단
썬메디텍 (주)
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Abstract

The present invention relates to a power equipment sound diagnosis system. The purpose of the present invention is to provide a power equipment sound diagnosis system which can amplify sound generated by power equipment and analyze a sound signal of a filter bank allowing a sound signal of a specific frequency band to pass therethrough, to diagnose the power equipment in real-time, so as to rapidly and accurately determine whether the power equipment malfunctions, and to replace, in advance, accident equipment at a proper time through diagnosis prevention, thereby saving electric energy. The present invention for achieving the purpose comprises: a sound collection apparatus for amplifying sound generated by power equipment and converting a sound signal of a specific band from among amplified sound signals into a digital signal; and a diagnosis apparatus for segmenting the digital signal received from the sound collection apparatus into a plurality of parts in units of bits to have reference ranges for signals having passed through the filter bank unit of the sound collection apparatus, respectively, monitoring data values of the segmented parts, and diagnosing data through time-series or frequency-series analysis.

Description

전력설비 음향 진단 시스템{Power equipment acoustic diagnostic system}Technical Field [0001] The present invention relates to a power equipment acoustic diagnostic system,

본 발명은 전력설비 음향 진단 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력설비로부터 발생되는 음향을 증폭하고 음향신호를 디지털로 변환하여 진단장치로 전송하며, 수신한 디지털 신호를 저장 및 분석하여 실시간 진단함으로써 전력설비의 문제점을 미연에 방지하고, 전력 손실을 줄일 수 있는 에너지 절약형 전력설비 음향 진단시스템 기술에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a power equipment acoustic diagnostic system, and more particularly, to a system for amplifying sound generated from a power facility, converting an acoustic signal into a digital signal, transmitting the signal to a diagnostic device, storing the received digital signal, The present invention relates to an energy-saving power equipment acoustic diagnostic system technology capable of preventing power plant problems and reducing power loss.

국내 전기설비의 고장원인은 자연열화, 보수불량 및 제작불량이 58.2% 를 차지하고 있으며, 이로 인해 전력공급의 신뢰성에 문제가 제기되고 있다.The causes of failure in domestic electrical equipment are natural deterioration, poor repair and poor manufacturing, accounting for 58.2%, which causes problems in reliability of power supply.

현재 변압기, 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switch-gear; GIS)와 같은 전력설비에서 이상이 존재할 때 발생되는 부분방전을 전자파, 음파센서 및 전류 등을 이용하여 검출함으로써 결함 진단, 위치 추정, 잡음 제거, 위험도 평가 등의 분석을 수행해왔다. Currently, it detects the partial discharge generated when there is an abnormality in a power equipment such as a transformer and a gas insulated switch-gear (GIS) by using an electromagnetic wave, an acoustic sensor and a current to diagnose a defect, , And risk assessment.

최근 들어 본 발명과 관련하여 연구개발이 이루어지고 있으며, 한국등록특허 10-0784302호(이하, '선행문헌') 외에 다수 등록 및 공개되어 있다. In recent years, research and development have been conducted in connection with the present invention, and a large number of registered and disclosed in addition to Korean Patent No. 10-0784302 (hereinafter referred to as 'prior art document') have been disclosed.

상기한 선행문헌은, 전력기기로부터 입력된 전류 신호의 크기에 따라 상기 전류 신호를 다수개의 채널로 구분하는 전류 검출부와 상기 다수개의 채널로 구분된 전류신호를 이용하여 전력기기의 이상유무를 판단하는 신호처리부를 포함하여 구성된다.The above prior art document includes a current detector for dividing the current signal into a plurality of channels according to the magnitude of the current signal inputted from the power device and the current signal divided into the plurality of channels, And a signal processing unit.

이러한 선행문헌은, 전력기기로부터 입력된 전류 신호에 의해 전력기기의 고장 유무를 확인하는 방법을 사용하고 있으나, 외부에서 유입되는 이상 전류에 의해 전류 신호가 변질될 수 있어 정확한 전력기기의 고장 유무를 확인할 수 없는 한계가 있었다. In this prior art document, a method of checking whether a power device is faulty by using a current signal inputted from a power device is used, but a current signal may be distorted by an abnormal current flowing from the outside, There was a limit that I could not confirm.

한국등록특허 10-0784302호.Korean Patent No. 10-0784302.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 전력설비에서 발생하는 음향을 증폭하고 특정 주파수 대역의 음향신호를 통과시키는 필터뱅크의 음향신호를 분석하여 전력설비를 실시간으로 진단함으로써 빠르고 정확하게 전력설비의 고장유무를 확인할 수 있으며, 미연에 진단 예방을 통해 사고설비를 적정시기에 교체할 수 있어 전력 에너지를 절약할 수 있는 전력설비 음향 진단 시스템을 제공함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for analyzing an acoustic signal of a filter bank that amplifies sound generated in a power facility and passes an acoustic signal of a specific frequency band, It is an object of the present invention to provide a power equipment acoustic diagnosis system which can confirm whether or not a facility is faulty and can replace the accident facility at an appropriate time through diagnosis prevention in advance so as to save power energy.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 전력설비 음향 진단 시스템에 관한 것으로서, 전력설비로부터 발생되는 음향을 증폭하고, 증폭된 음향신호 중 특정 주파수 대역의 음향신호를 디지털 신호로 변환하는 집음장치; 및 상기 집음장치로부터 수신한 디지털 신호를 비트 단위 및 상기 집음장치의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 각각 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링하고, 시계열 또는 주파수계열 분석을 통해 데이터를 진단하는 진단장치; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power equipment acoustic diagnostic system including: a sound collector for amplifying sound generated from a power facility and converting an acoustic signal of a specific frequency band of the amplified sound signal into a digital signal; And a digital filter for dividing a digital signal received from the sound collector into a plurality of signals by a bit unit and a signal passing through a filter bank unit of the sound collector, A diagnostic device; .

또한 상기 집음장치는, 음향을 집음하는 집음 센서부; 상기 집음센서부를 통해 집음된 음향을 증폭하는 증폭부; 다수개의 대역통과필터를 통해 증폭된 음향신호 중 특정 주파수 대역의 음향신호를 통과시키는 필터뱅크부; 및 상기 필터뱅크부를 통과한 아날로그 음향신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sound collector may further include: an sound collecting sensor unit for picking up sound; An amplification unit amplifying the sound collected through the sound collection sensor unit; A filter bank unit for passing an acoustic signal of a specific frequency band among the acoustic signals amplified through the plurality of band pass filters; And an ADC unit for converting the analog sound signal having passed through the filter bank unit into a digital signal; And a control unit.

또한 상기 진단장치는, 상기 집음장치로부터 디지털 신호를 수신하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부를 통해 수신한 디지털 신호를 디지털 데이터와 아날로그 음향신호로 변환하는 오디오 처리부; 상기 오디오 처리부를 통해 변환된 디지털 데이터와 아날로그 음향신호를 전력설비별로 분류하고, 디지털 데이터를 비트 단위 및 상기 집음장치의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 각각 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링하고, 디지털 데이터에 대한 시계열 및 주파수계열 분석을 통해 이상 데이터를 진단하여 실시간 진단결과를 출력하는 진단부; 상기 진단부를 통한 진단결과를 저장하는 데이터베이스부; 이상 데이터가 발생한 경우, 경보음을 발생시키며, 해당 전력설비의 위치 및 고장내역 정보를 관리자 단말로 전송하는 경보부; 및 상기 진단부를 통한 진단결과를 음향신호의 파형 및 스펙트로그램으로 디스플레이하는 디스플레이부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The diagnostic apparatus may further include: an interface unit for receiving a digital signal from the sound collector; An audio processing unit for converting the digital signal received through the interface unit into digital data and analog sound signals; The digital data and the analog sound signal converted by the audio processing unit are classified according to power facilities and the digital data is subdivided into a plurality of subdivided data by a bit unit and a signal bank that passes through the filter bank unit of the sound collector, A diagnostic unit for diagnosing abnormality data through time series and frequency series analysis of digital data and outputting real time diagnosis results; A database unit for storing a diagnosis result through the diagnosis unit; An alarm unit for generating an alarm sound when abnormality data is generated and transmitting the location and fault detail information of the electric power facility to the manager terminal; And a display unit for displaying a diagnosis result through the diagnosis unit in a waveform and a spectrogram of an acoustic signal; And a control unit.

또한 상기 진단부는, 상기 오디오 처리부를 통해 변환된 디지털 데이터와 아날로그 음향신호를 전력설비별로 분류하는 분류모듈; 변환된 디지털 데이터를 비트 단위로 세분화하고, 세분화한 디지털 데이터를 다시 상기 집음장치의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 각각 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링함으로써 데이터 값을 표시하는 세분화모듈; 및 세분화된 디지털 데이터에 대한 최소 및 최대값을 가지는 기준값 범위를 설정하고, 설정된 기준값 범위를 벗어나는 경우, 이상 데이터로 판단하며, 이상이 발생한 경우 해당 전력설비의 위치 및 고장내역 정보를 확인하는 진단모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.The diagnosis unit may further include: a classification module for classifying the digital data and the analog sound signal converted by the audio processing unit by power equipment; A subdivision module for subdividing the converted digital data into bits and subdividing the subdivided digital data into a plurality of subdivisions so as to have a reference range for each signal passing through the filter bank section of the sound collector to monitor data values, ; And a diagnostic module for determining the location and fault information of the electric power facility when an abnormality occurs, when the abnormality occurs, ; And a control unit.

그리고 상기 진단모듈은, 시간별, 월별 및 일자별로 각 전력설비에 진단결과를 출력하여 제공하는 것을 특징으로 한다. The diagnosis module outputs the diagnosis results to each electric power facility by time, month, and day, and provides the result.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 전력설비에서 발생하는 음향을 증폭하고 특정 주파수 대역의 음향신호를 통과시키는 필터뱅크의 음향신호를 분석하여 전력설비를 실시간으로 진단함으로써 고장시 신속한 대처를 수행할 수 있으며, 미연에 진단 예방함으로써 전력설비의 고성능화, 신뢰성 회복, 보수유지의 경제성 향상 및 사고설비를 적정시기에 교체할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by analyzing the acoustic signal of the filter bank which amplifies the sound generated from the power equipment and passes the acoustic signal of the specific frequency band, the power equipment can be diagnosed in real time, , It is possible to improve the performance of electric power facilities, restoration of reliability, improvement of economical efficiency of maintenance, and replacement of accident facilities at an appropriate time.

도 1 은 본 발명에 따른 전력설비 음향 진단 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 진단부에 관한 세부 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 디지털 데이터를 필터뱅크부를 통과한 신호의 개수에 따라 채널별로 세분화한 모습을 보이는 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 디지털 데이터를 필터뱅크부를 통과한 신호의 개수에 따라 채널별로 세분화하여, 데이터를 모니터링하는 모습을 보이는 일예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 신호의 크기와 스펙트로그램을 통해 이상 데이터를 보이는 일예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 실제 전력설비에서 발생한 이상 데이터를 보이는 일예시도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a general configuration diagram conceptually showing a power equipment acoustic diagnostic system according to the present invention; FIG.
2 is a detailed configuration diagram of a diagnosis unit according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which digital data according to the present invention is segmented into channels according to the number of signals that have passed through a filter bank unit. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of monitoring data by dividing digital data according to the present invention into channels according to the number of signals passed through the filter bank unit.
FIG. 5 is an exemplary diagram showing abnormal data through the magnitude and spectrogram of a signal according to the present invention; FIG.
6 illustrates an example of abnormal data generated in an actual power facility according to the present invention.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 전력설비 음향 진단 시스템에 관하여 도 1 내지 도 6 을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The power equipment acoustic diagnostic system according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.

도 1 은 본 발명에 따른 전력설비 음향 진단 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 집음장치(100) 및 진단장치(200)를 포함하여 이루어진다. FIG. 1 is an overall configuration diagram conceptually showing a power equipment acoustic diagnosis system S according to the present invention, and includes an audio sound collector 100 and a diagnostic apparatus 200 as shown in FIG.

집음장치(100)는 전력설비로부터 발생되는 음향을 증폭하여 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행하는 바, 도 1 에 도시된 바와 같이 집음센서부(110), 증폭부(120), 필터뱅크부(130) 및 ADC부(140)를 포함한다. The sound collector 100 amplifies the sound generated from the power equipment and converts the amplified sound into a digital signal. As shown in FIG. 1, the sound collector 100 includes an integration sensor 110, an amplification unit 120, a filter bank unit 130 and an ADC unit 140.

구체적으로, 집음 센서부(110)는 마이크 센서로서, 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switch-gear; GIS), 주변압기(Main TRansformer; MTR) 등의 전력설비에서 발생되는 음향을 집음한다. Specifically, the sound collection sensor unit 110 is a microphone sensor that picks up sound generated from a power facility such as a gas insulated switch-gear (GIS) and a main transformer (MTR).

이때, 집음 센서부(110)는 집음한 음향의 노이즈를 제거하기 위한 잡음제거회로(ANR:Ambinent Noise Rejection)를 포함할 수 있다.
At this time, the sound collection sensor unit 110 may include an ANN (Amine Noise Rejection) for removing noise of the sound collected.

증폭부(120)는 집음센서부(110)를 통해 집음된 음향을 증폭한다.
The amplifying unit 120 amplifies the sound collected through the sound collecting sensor unit 110.

필터뱅크부(130)는 다수개의 대역통과필터를 통해 증폭된 음향신호 중 특정 주파수 대역의 음향신호를 통과시킨다. 즉, 필터뱅크부(130)는 집음한 음향신호를 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시켜 잡음을 제거할 수 있다.
The filter bank unit 130 passes an acoustic signal of a specific frequency band among the acoustic signals amplified through the plurality of band pass filters. That is, the filter bank unit 130 can remove the noise by passing only the signal of the specific frequency band through the collected sound signal.

ADC부(140)는 필터뱅크부(130)를 통과한 아날로그 음향신호를 디지털 신호로 변환한다.
The ADC unit 140 converts an analog sound signal having passed through the filter bank unit 130 into a digital signal.

진단장치(200)는 집음장치(100)로부터 수신한 디지털 신호를 비트 단위 및 집음장치(100)의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 각각 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링하고, 시계열 또는 주파수계열 분석을 통해 데이터를 진단하는 기능을 수행하는 바, 도 1 에 도시된 바와 같이 인터페이스부(210), 오디오 처리부(220), 진단부(230), 데이터베이스부(240), 경보부(250) 및 디스플레이부(260)를 포함한다. The diagnostic apparatus 200 monitors the data values by subdividing the digital signals received from the sound collector 100 into a plurality of bits each having a reference range for each bit passing through the filter bank section of the sound collector 100, 1, an audio processing unit 220, a diagnosis unit 230, a database unit 240, an alarm unit 250, and an alarm unit 250. The interface unit 210, the audio processing unit 220, And a display unit 260.

구체적으로, 인터페이스부(210)는 집음장치(100)로부터 디지털 신호를 수신한다. 이때, 인터페이스부(210)는 무선으로 집음장치(100)와 인터페이스 가능하며, 유선으로 USB 포트를 이용하여 인터페이스될 수도 있다.
Specifically, the interface unit 210 receives a digital signal from the sound collector 100. At this time, the interface unit 210 can interface with the sound collector 100 wirelessly, and can be interfaced using a USB port as a wired line.

오디오 처리부(220)는 인터페이스부(210)를 통해 수신한 디지털 신호를 디지털 데이터와 아날로그 음향신호로 변환한다.
The audio processing unit 220 converts the digital signal received through the interface unit 210 into digital data and analog sound signals.

진단부(230)는 오디오 처리부(220)를 통해 변환된 디지털 데이터와 아날로그 음향신호를 전력설비별로 분류하고, 디지털 데이터를 비트 단위 및 집음장치(100)의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링하고, 디지털 데이터에 대한 시계열 및 주파수계열 분석을 통해 이상 데이터를 진단하여 실시간 진단결과를 출력하는 기능을 수행하는 바, 도 2 에 도시된 바와 같이 분류모듈(231), 세분화모듈(232) 및 진단모듈(233)을 포함한다. The diagnostic unit 230 classifies the converted digital data and the analog sound signal by the power processing unit 220 and converts the digital data into a bit range and a reference range for each signal that has passed through the filter bank unit of the sound collector 100 And performs a function of monitoring data values and diagnosing abnormality data through time series and frequency series analysis on digital data and outputting real-time diagnosis results. As shown in FIG. 2, 231, a segmentation module 232, and a diagnostic module 233.

구체적으로, 분류모듈(231)은 오디오 처리부(220)를 통해 변환된 디지털 데이터와 아날로그 음향신호를 전력설비별로 분류 및 저장한다.Specifically, the classification module 231 classifies and stores the converted digital data and the analog sound signal by the power equipment through the audio processor 220.

세분화모듈(232)은 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 변환된 디지털 데이터를 비트 단위로 바람직하게 10bit(1024)로 세분화하고, 세분화한 디지털 데이터를 다시 집음장치(100)의 필터뱅크부(130)를 통과한 신호별(채널별)로 각각 기준범위를 가지도록 5단계로 세분화하여 데이터 값을 모니터링함으로써 데이터 값을 데시벨(-80(dB)~ 120(dB)로 표시한다.As shown in FIGS. 3 and 4, the subdivision module 232 subdivides the converted digital data into 10 bits (preferably, 1024 bits) in units of bits, and further subdivides the digital data into a filter bank portion of the sound collector 100 (From -80 (dB) to 120 (dB) by dividing the data value into five levels so as to have a reference range in each signal (per channel) that has passed through the frequency band 130.

여기서, 데이터 값은 전력설비에 문제가 없는 정상 상태에서 10초 간 모니터링한 신호값을 평균한 데이터를 기준으로 한다.
Here, the data value is based on the data obtained by averaging the signal values monitored for 10 seconds in a normal state where there is no problem in the electric power facility.

진단모듈(233)은 세분화된 디지털 데이터에 대한 최소 및 최대값을 가지는 기준값 범위를 설정하고, 설정된 기준값 범위를 벗어나는 경우, 이상 데이터로 판단하며, 이상이 발생한 경우 해당 전력설비의 위치 및 고장내역 정보를 확인한다. 이때, 진단모듈(233)은 시간별, 월별 및 일자별로 각 전력설비에 진단결과를 출력하여 제공할 수 있다. The diagnostic module 233 sets a reference value range having the minimum and maximum values for the subdivided digital data. If the range is out of the set reference value range, the diagnostic module 233 determines that the abnormal data is abnormal. . At this time, the diagnosis module 233 can output the diagnosis results to each electric power facility by time, month, and day.

한편, 진단모듈(233)은 상술한 바와 같이 시간 영역 및 주파수 영역에서 신호를 측정할 수 있으며, 임베디드 소프트웨어를 통해 실시간 데이터 전송이 가능하고 네트워크 확장이 가능하도록 구성된다.
Meanwhile, the diagnostic module 233 can measure signals in the time domain and the frequency domain as described above, and real-time data transmission is possible through the embedded software and the network can be expanded.

데이터베이스부(240)는 차후 분석에 용이하도록, 진단부(230)를 통한 진단결과를 저장한다.
The database unit 240 stores diagnosis results through the diagnosis unit 230 so as to facilitate subsequent analysis.

경보부(250)는 진단부(230)를 통한 진단결과, 이상 데이터가 발생한 경우, 경보음을 발생시키며, 해당 전력설비의 위치 및 고장내역 정보를 관리자 단말(10)로 전송한다. 이때, 관리자 단말(10)에서도 이상 데이터 발생에 따른 경보를 발생시킬 수 있다.
The alarm unit 250 generates an alarm sound when abnormality data is generated as a result of the diagnosis through the diagnosis unit 230, and transmits the location and the failure history information of the electric power facility to the administrator terminal 10. At this time, the administrator terminal 10 can also generate an alarm according to the generation of abnormal data.

디스플레이부(260)는 진단부(230)를 통한 진단결과를 음향신호의 파형 및 스펙트로그램으로 디스플레이한다.
The display unit 260 displays the diagnostic result through the diagnosis unit 230 as a waveform and a spectrogram of the acoustic signal.

이에 따라, 도 5 에 도시된 바와 같이 이상 데이터가 발생한 경우, 시간 영역과 주파수 영역에서 신호의 크기와 스펙트로그램이 변화하여 문제가 있음을 확인할 수 있다. Accordingly, when abnormal data is generated as shown in FIG. 5, it can be confirmed that the signal size and spectrogram change in the time domain and the frequency domain.

특히, 가스절연개폐장치(GIS)에서 스위치를 절체하거나, 실제로 문제가 발생했을 때, 도 6 에 도시된 바와 같이 전력설비가 문제가 발생한 것을 확인할 수 있으며, 경보음이 울리고 관리자 단말(10)로 해당 전력설비의 위치 및 고장내역 정보를 전송함으로써 문제가 있음을 통보해 준다.
In particular, when a switch is switched in the gas insulated switchgear (GIS), or when a problem actually occurs, it is possible to confirm that a problem has occurred in the power equipment as shown in Fig. 6, It notifies that there is a problem by transmitting the location and the fault detail information of the electric power facility.

지금까지 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 전력설비 음향 진단 시스템은, 가스절연개폐장치(GIS), 주변압기(MTR) 등을 포함하는 전력설비에서 발생하는 음향을 증폭하고 특정 주파수 대역의 음향신호를 통과시키는 필터뱅크의 음향신호를 분석하여 전력설비를 실시간으로 진단함으로써, 전력설비의 고장시 신속한 대처와 미연에 진단 예방하고 에너지를 절약할 수 있는 특징적인 장점을 가진다.
As described above, the power equipment acoustic diagnostic system according to the present invention amplifies sound generated in a power facility including a gas insulated switchgear (GIS), a main transformer (MTR), and the like, By analyzing the acoustic signal of the filter bank passing through it, it can diagnose the power facilities in real time, so that it has a characteristic advantage that it can cope quickly in the case of failure of power facilities, prevent diagnosis and save energy.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

100: 집음장치
200: 진단장치
110: 집음센서부
120: 증폭부
130: 필터뱅크부
140: ADC부
210: 인터페이스부
220: 오디오 처리부
230: 진단부
240: 데이터베이스부
250: 경보부
260: 디스플레이부
231: 분류모듈
232: 세분화모듈
233: 진단모듈
10: 관리자 단말100: sound collector
200: Diagnostic device
110:
120:
130: Filter bank section
140: ADC section
210:
220:
230:
240:
250:
260:
231: Classification module
232: Segmentation module
233: Diagnostic module
10:

Claims (5)

전력설비로부터 발생되는 음향을 증폭하고, 증폭된 음향신호 중 특정 주파수 대역의 음향신호를 디지털 신호로 변환하는 집음장치; 및
상기 집음장치로부터 수신한 디지털 신호를 비트 단위 및 상기 집음장치의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 각각 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링하고, 시계열 또는 주파수계열 분석을 통해 데이터를 진단하는 진단장치; 를 포함하는 전력설비 음향 진단 시스템.
A sound collector for amplifying sound generated from a power facility and converting an acoustic signal of a specific frequency band of the amplified sound signal into a digital signal; And
The digital signal received from the sound collector is subdivided into a plurality of subdivided signals by a bit unit and a signal passed through a filter bank unit of the sound collector to respectively monitor data values and diagnose data through time series or frequency series analysis Diagnostic equipment; Wherein the power plant acoustic diagnosis system comprises:
제 1 항에 있어서,
상기 집음장치는,
음향을 집음하는 집음 센서부;
상기 집음센서부를 통해 집음된 음향을 증폭하는 증폭부;
다수개의 대역통과필터를 통해 증폭된 음향신호 중 특정 주파수 대역의 음향신호를 통과시키는 필터뱅크부; 및
상기 필터뱅크부를 통과한 아날로그 음향신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비 음향 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The sound collector,
A collecting sensor unit for collecting sound;
An amplification unit amplifying the sound collected through the sound collection sensor unit;
A filter bank unit for passing an acoustic signal of a specific frequency band among the acoustic signals amplified through the plurality of band pass filters; And
An ADC unit for converting an analog sound signal having passed through the filter bank unit to a digital signal; Wherein the power plant acoustic diagnostic system comprises:
제 1 항에 있어서,
상기 진단장치는,
상기 집음장치로부터 디지털 신호를 수신하는 인터페이스부;
상기 인터페이스부를 통해 수신한 디지털 신호를 디지털 데이터와 아날로그 음향신호로 변환하는 오디오 처리부;
상기 오디오 처리부를 통해 변환된 디지털 데이터와 아날로그 음향신호를 전력설비별로 분류하고, 디지털 데이터를 비트 단위 및 상기 집음장치의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 각각 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링하고, 디지털 데이터에 대한 시계열 및 주파수계열 분석을 통해 이상 데이터를 진단하여 실시간 진단결과를 출력하는 진단부;
상기 진단부를 통한 진단결과를 저장하는 데이터베이스부;
이상 데이터가 발생한 경우, 경보음을 발생시키며, 해당 전력설비의 위치 및 고장내역 정보를 관리자 단말로 전송하는 경보부; 및
상기 진단부를 통한 진단결과를 음향신호의 파형 및 스펙트로그램으로 디스플레이하는 디스플레이부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비 음향 진단 시스템.
The method according to claim 1,
The diagnostic apparatus may further comprise:
An interface for receiving a digital signal from the sound collector;
An audio processing unit for converting the digital signal received through the interface unit into digital data and analog sound signals;
The digital data and the analog sound signal converted by the audio processing unit are classified according to power facilities and the digital data is subdivided into a plurality of subdivided data by a bit unit and a signal bank that passes through the filter bank unit of the sound collector, A diagnostic unit for diagnosing abnormality data through time series and frequency series analysis of digital data and outputting real time diagnosis results;
A database unit for storing a diagnosis result through the diagnosis unit;
An alarm unit for generating an alarm sound when abnormality data is generated and transmitting the location and fault detail information of the electric power facility to the manager terminal; And
A display unit for displaying a diagnosis result through the diagnosis unit in waveform and spectrogram of an acoustic signal; Wherein the power plant acoustic diagnostic system comprises:
제 3 항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 오디오 처리부를 통해 변환된 디지털 데이터와 아날로그 음향신호를 전력설비별로 분류하는 분류모듈;
변환된 디지털 데이터를 비트 단위로 세분화하고, 세분화한 디지털 데이터를 다시 상기 집음장치의 필터뱅크부를 통과한 신호별로 각각 기준범위를 가지도록 다수개 세분화하여 데이터 값을 모니터링함으로써 데이터 값을 표시하는 세분화모듈; 및
세분화된 디지털 데이터에 대한 최소 및 최대값을 가지는 기준값 범위를 설정하고, 설정된 기준값 범위를 벗어나는 경우, 이상 데이터로 판단하며, 이상이 발생한 경우 해당 전력설비의 위치 및 고장내역 정보를 확인하는 진단모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비 음향 진단 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the diagnosis unit comprises:
A classification module for classifying the digital data and the analog sound signal converted by the audio processing unit by power equipment;
A subdivision module for subdividing the converted digital data into bits and subdividing the subdivided digital data into a plurality of subdivisions so as to have a reference range for each signal passing through the filter bank section of the sound collector to monitor data values, ; And
A diagnostic module that sets a reference value range having minimum and maximum values for the subdivided digital data, determines the data as abnormal data if the range is out of the set reference value range, and confirms the location and failure detail information of the power equipment when the abnormality occurs; Wherein the power equipment acoustic diagnostic system comprises:
제 4 항에 있어서,
상기 진단모듈은,
시간별, 월별 및 일자별로 각 전력설비에 진단결과를 출력하여 제공하는 것을 특징으로 하는 전력설비 음향 진단 시스템.5. The method of claim 4,
The diagnostic module includes:
And outputting diagnosis results to each electric power facility by time, month, and day.
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