KR20160131517A - 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법 - Google Patents

변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 정전 상태에서 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 토대로 변압기 권선의 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치을 검출하고 무정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 및 위상을 토대로 전기적 고장에 대한 고장 유형을 검출함에 따라 변압기 권선 고장 측정에 대한 용이성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상기 전기적 고장 발생 시 분기 차단부 구동을 단속함에 따라 변압기 권선의 전기적 고장로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있고, 상기 변압기 권선의 고장 진단 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 통신망을 통해 원격지에 위치한 해당 관련 기관에 전달함에 따라 변압기 권선에 대한 교체 및 수리 등의 후속 처리 시간을 단축할 수 있게 된다.

Description

변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법{TRANSFORMER WINDING DIAGNOSIS APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변압기 권선에 인가되는 신호와 취득하는 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 토대로 변압기 권선의 고장 유형 및 고장 위치를 정확하게 진단할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.
국내의 산업발전과 더불어 전기 사용량이 증대되어, 1960년대 후반부터 산업체에서는 전력용 변압기, 차단기 등의 대형 전기 설비들이 계속 증설되어 왔다. 이러한 기설 전력설비들이 장기간에 걸쳐 사용되어 왔으므로, 현재에는 그 노후화가 두드러지게 나타나고 있다.
특히, 최근의 산업설비의 자동화, 고도화에 따라 안정적인 전력공급이 중요한 요건이 되고 있으므로, 전력공급중단 시발생될 수 있는 경제적 손실 및 산업 안전사고의 방지 측면에서 노후전력설비의 관리가 매우 중요시되고 있다.
전력설비는 일반적으로 고가이며 대형화되어 있기 때문에 교체비용이 매우 높고, 작업상 긴 시간과 많은 인력을 필요로 한다. 또한, 대부분의 설비가 각 용도에 맞도록 개별 설계 제작되어야 하기 때문에 수 년 동안의 계획적인 진행이 이루
어지지 않으면 생산차질로 인한 손실이 막대하게 발생할 수 있으며, 그 파장은 대규모 정전사태와 같이 사회적인 안정을 위협하는 수준에까지 이르게 된다.
최근 냉방부하 및 컴퓨터 등 전기이용 정보처리시설과 편의시설 증가로 전기 사용량이 급격히 증가하고 있으며, 이러한현상은 과부하상태 지역 및 부하편중현상 심화지역의 확대로 나타나고 있다.
이로 인하여, 계통말단에 위치한 주상 및 지상변압기가 담당하는 부하량은 불규칙하게 증대되고, 변압기에는 과부하현상에 의한 열화와 외부환경에 의한 열화 등에 의하여 잦은 절연파괴가 발생한다.
변압기는 전력의 안정적인 공급에 관련된 중요한 기능을 담당하고 있어서, 다른 어떤 전력설비보다도 높은 신뢰성이 요구된다. 따라서, 이런 변압기의 사고를 미연에 방지하기 위해 변압기의 이상을 감지하고 해소하기 위한 새로운 개념의 이상진단법의 개발이 시급히 요청된다.
이에 변압기 권선을 감시하는 계전기는 변압기의 2차측 권선의 전압을 측정하여 기 정해진 설정값을 초과하는 이상값이 측정되는 경우 차단기를 동작시켜 계통을 보호한다.
그러나, 이러한 계전기를 이용하여 변압기 권선의 이상을 감지함에 있어, 변압기 권선의 초기 이상 시 2차측 전압에 변동이 없어 초기 고장 진단이 불가능할 뿐 만 아니라 전압형 계전기의 이상이 발생하는 경우 차단기를 이용하여 계통을 차단할 수 없어 2차 사고가 발생하였다.
이에 본 발명에서는, 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 변압기 권선에 대한 고장 진단하고 진단 결과를 토대로 외부 접점 입력을 차단하기 위한 방안을 제안한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 정전 상태에서 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 토대로 변압기 권선의 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치을 검출하고 무정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 및 위상을 토대로 전기적 고장에 대한 고장 유형을 검출함에 따라 변압기 권선 고장 측정의 용이성 및 신뢰성을 근본적으로 향상시킬 수 있는 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 변압기 권선의 전기적 고장 시 상기 분기 차단부의 구동을 단속함에 따라, 변압기 권선으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 변압기 권선에 대한 초기 고장 및 전기적 고장 진단 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 통신망을 통해 원격지에 위치한 해당 관련 기관에 전달함에 따라, 변압기 권선 고장 진단 결과에 따른 변압기 권선의 교체 및 수리 시간을 단축할 수 있는 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 변압기 권선 고장 진단 장치는,
기 정해진 소정 주파수의 인가 신호를 변압기 권선에 전달하는 인가 신호 생성부와,
상기 변압기 권선에서 취득된 반사 신호를 수신하는 반사 신호 수신부와,
상기 인가 신호와 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 변압기 권선의 고장 진단을 실행하는 신호 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 변압기 권선의 고장은,
상기 변압기 권선에 전압이 인가되지 아니한 정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 변화와 두 전극 사이의 공기 절연 파괴에 의하여 불꽃 방전 현상이 발생하는 전기적 상태인 아크를 포함하는 초기 고장과, 변압기 권선에 전압이 인가되는 무정전 상태에서의 인가 신호와 반사 신호의 임피던스 및 위상을 토대로 변압기 권선의 단락, 개방, 및 접속 불량을 포함하는 전기적 고장인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석부는,
상기 인가 신호의 임피던스 보다 반사 신호의 임피던스가 작고 인가 신호 및 반사 신호가 역 위상인 경우 변압기 권선의 전기적 고장을 단락인 것으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석부는,
상기 인가 신호의 임피던스 보다 반사 신호의 임피던스가 크고 상기 인가 신호와 반사 신호의 위상이 동일한 경우 변압기 권선의 전기적 고장을 개방인 것으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석부는,
상기 인가 신호의 임피던스 보다 반사 신호의 임피던스가 작고 상기 인가 신호와 반사 신호의 위상이 동일하며 비 정기적이고 간헐적인 반사 신호가 관측되는 경우 변압기 권선의 전기적 고장을 접속 불량인 것으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석부는,
상기 변압기 권선의 전기적 고장이 발생한 경우 외부 접점 입력을 기능을 차단하기 위한 제어 신호를 생성하고,
상기 장치는,
상기 신호 분석부의 제어 신호를 제공받아 외부 접점 입력을 차단하는 분기 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 장치는,
상기 신호 분석부의 변압기 권선의 초기 고장 판정 결과, 전기적 고장의 판정 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 장치는,
해당 변압기 권선에 대해 교체 및 수리를 위해 상기 신호 분석부의 변압기 권선의 초기 고장의 고장 위치 및 고장 유형, 전기적 고장의 고장 유형, 인가 신호 및 반사 신호를 원거리에 위치한 해당 관련 기관 서버에 전달하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 변압기 권선 건전성 평가 방법은,
기 정해진 소정 주파수의 인가 신호를 소정 거리마다 설치된 변압기 권선에 전달하는 인가 신호 생성 단계와,
상기 변압기 권선으로 취득된 반사 신호를 수신하는 반사 신호 수신 단계와,
상기 인가 신호와 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 변압기 권선의 고장을 진단하는 신호 분석 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 변압기 권선의 고장은
상기 변압기 권선에 전압이 인가되기 전 정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 변화와 두 전극 사이의 공기 절연 파괴에 의하여 불꽃 방전 현상이 발생하는 전기적 상태인 아크를 포함하는 초기 고장과, 변압기 권선에 전압이 인가되는 무정전 상태에서의 인가 신호와 반사 신호의 임피던스 및 위상을 토대로 변압기 권선의 단락, 개방, 및 접속 불량을 포함하는 전기적 고장인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석 단계는,
상기 인가 신호의 임피던스 보다 반사 신호의 임피던스가 작고 인가 신호 및 반사 신호가 역 위상인 경우 변압기 권선의 전기적 고장이 단락인 것으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석 단계는,
상기 인가 신호의 임피던스 보다 반사 신호의 임피던스가 크고 상기 인가 신호와 반사 신호의 위상이 동일한 경우 변압기 권선의 전기적 고장이 개방인 것으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석 단계는
상기 인가 신호의 임피던스 보다 반사 신호의 임피던스가 작고 상기 인가 신호와 반사 신호의 위상이 동일하며 비정기적이고 간헐적인 반사 신호가 관측되는 경우 변압기 권선의 전기적 고장이 접속 불량인 것으로 판정하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 신호 분석 단계는,
상기 변압기 권선의 전기적 고장이 발생한 경우 외부 접점 입력을 기능을 차단하기 위한 제어 신호를 생성한 후 분기 차단기로 제공하여 외부 접점 입력을 차단하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 정전 상태에서 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 토대로 변압기 권선의 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치을 검출하고 무정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 및 위상을 토대로 전기적 고장에 대한 고장 유형을 검출함에 따라, 변압기 권선 고장 진단에 대한 용이성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상기 전기적 고장 발생 시 분기 차단부 구동을 단속함에 따라 변압기 권선의 전기적 고장로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 잇점을 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 변압기 권선의 고장 진단 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 통신망을 통해 원격지에 위치한 해당 관련 기관에 전달함에 따라 변압기 권선에 대한 교체 및 수리 등의 후속 처리 시간을 단축할 수 있는 효과를 가진다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 장치의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 과정을 보인 흐름도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 장치를 도시한 도면이고, 도 1를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 장치를 설명한다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 변압기 권선의 고장 진단을 실행하도록 구비되며, 이러한 장치는, 인가 신호 생성부(100), 반사 신호 수신부(200), 신호 분석부(300), 분기 차단부(400), 표시부(500). 및 통신부(600)를 포함한다.
상기 인가 신호 생성부(100)는 변압기 권선에 전원이 인가되기 전인 정전 상태에서 기 정해진 가우시간 포락선 선형 처크 신호와 같이 시간에 따라 선형적으로 주파수가 증가하는 인가 신호를 생성한 후 생성된 인가 신호를 변압기 권선을 통해 전파하도록 구비된다.
그리고, 상기 반사 신호 수신부(200)는, 전파된 인가 신호 중 일부를 취득하도록 구비된다. 여기서, 상기 변압기 권선의 문제 부위가 존재하는 경우 배선 특성에 따라 인가 신호의 크기는 감쇠되고 위상은 변형되며, 이때 인가 신호 크기의 감쇠 정도 및 위상의 변형 정도는 신호의 주파수와 거리에 따라 의존되며 이는 케이블의 전파 상수에 반영된다.
또한, 상기 신호 분석부(300)는 상기 인가 신호와 반사 신호를 기 정해진 신호 분석 기법을 통해 분석 처리하여 변압기 권선의 고장 위치 및 고장 유형을 검출하도록 구비된다.
이때 상기 변압기 권선의 고장 유형은, 상기 변압기 권선에 전압이 인가되기 전에 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 변화와 두 전극 사이의 공기 절연 파괴에 의하여 불꽃 방전 현상이 발생하는 전기적 상태인 아크를 포함하는 초기 고장이다.
여기서, 상기 신호 분석 기법은, TDR(Time Doamin Reflectometry), FTDR(Frequency Domain Reflectometry), TFDR(Time Frequency Domain Reflectometry), STDR(Sequence Time Domain Reflectometry) 및 SSTDR(Spread Spectrum Time Domain Reflectometry)의 다양하게 구비될 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 TDR(Time Domain Reflectometry)로 이루어지는 것이 바람직하다 할 것이다.
이에 상기 TDR의 신호 분석 기법을 이용한 신호 분석부(300)는 인가 신호와 반사 신호가 수신될 때 걸리는 시간 지연값 및 기 정해진 전파 속도를 토대로 인가 신호의 인가 위치과 반사 신호의 취득 위치의 거리 차인 이상점의 거리를 검출한다.
상기 TDR의 신호 분석 기법을 이용한 신호 분석부(300)에서 상기 이상점 거리를 검출하는 일련의 과정은, 일반적인 반사판 계측법을 이용한 시간 지연값 및 전파 속도를 토대로 고장 위치를 도출하는 일반적인 과정과 동일 또는 유사하다.
한편, 상기 신호 분석부(300)는 변압기 권선에 전압을 인가한 후 무정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대해 특성 임피던스와 위상을 토대로 전기적 고장의 종류를 판별한다. 여기서, 전기적 고장라 함은 변압기 권선의 단락, 개방, 및 접속 불량 등을 말한다.
즉, 상기 신호 분석부(300)는, 변압기 권선의 특성 임피던스가 변동될 때 반사 현상이 발생되는데 변압기 권선의 특성 임피던스 보다 작은 임피던스 지점에서 역 위상의 반사 현상이 발생하는 경우 변압기 권선의 전기적 고장를 단락으로 판별한다.
그리고, 상기 신호 분석부(300)는 변압기 권선의 특성 임피던스가 변동될 때 반사 현상이 발생되는데 변압기 권선의 특성 임피던스 보다 큰 임피던스 지점에서 동일 위상의 반사 현상이 발생하는 경우 변압기 권선의 전기적 고장를 개방으로 판별한다.
또한, 상기 신호 분석부(300)는 변압기 권선의 특성 임피던스가 변동될 때 반사 현상이 발생되는데 변압기 권선의 특성 임피던스 보다 작은 임피던스 지점에서 동일 위상의 반사 현상이 비정기적으로 간헐적으로 발생하는 경우 변압기 권선의 전기적 고장를 접속 불량으로 판별한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 시스템은, 상기 신호 분석부(300)의 전기적 고장이 단락인 경우 외부 접점 입력을 차단하기위해 전력공급장치의 소정 위치에 마련된 분기 차단기(400)를 더 포함한다.
즉, 상기 분기 차단기(400)는, 외부 접점 입력을 차단하여 상기 신호 분석부(300)의 전기적 고장가 단락인 경우 변압기 권선의 단락으로 인한 추가적인 피해, 예를 들어, 열화 등을 방지하기 위한 해당 변압기 권선에 전원이 공급되는 것을 차단한다.
상기에서 설명한 바와 같이 신호 분석부(300)의 전기적 고장는 관계자로 하여금 상기 변압기 권선 건전성을 평가하도록 옥내의 소정 위치에 마련된 표시부(500)를 통해 표시된다. 이때 상기 통상의 GUI(graphic User Interface) 프로그램을 통해 상기 변압기 권선의 전기적 고장에 대한 변압기 권선의 건전성이 표시된다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 시스템은, 상기 신호 분석부(300)의 변압기 권선에 대한 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치와 전기적 고장의 판별 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 원거리에 위치한 해당 관련 기관에 전달하기 위한 통신부(600)를 더 마련한다.
여기서, 상기 통신부(600)는, 신호 분석부(300)와 해당 관련 기관(미도시됨)의 서버 간의 연결하기 위한 통신망으로 Ethernet, CDMA, WiFi, IP(internet Protocol) 등의 다양한 기반의 통신망이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하며 통신망을 가능하게 하는 유무선 통신망이라면 특정 형태에 한정되지 아니한다.
상기 통신부(600)는, 신호 분석부(300)와 원거리의 해당 관련 기관의 서버 간에 접속된 통신망을 통해 변압기 권선에 대한 전기적 고장의 판별 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 해당 관련 기관의 서버로 전달하고 해당 관련 기관이 서버는 변압기 권선에 대한 초기 고장 및 전기적 고장 진단 결과를 해당 관련자에게 전달한다. 이에 전기적 고장이 발생한 해당 변압기 권선에 대한 교체, 및 수리 등이 진행된다.
이에 따라, 정전 상태에서 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 토대로 변압기 권선의 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치을 검출하고 무정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 및 위상을 토대로 전기적 고장에 대한 고장 유형을 검출함에 따라 변압기 권선 고장 측정에 대한 용이성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상기 전기적 고장 발생 시 분기 차단부 구동을 단속함에 따라 변압기 권선의 전기적 고장로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 잇점을 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 변압기 권선의 고장 진단 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 통신망을 통해 원격지에 위치한 해당 관련 기관에 전달함에 따라 변압기 권선에 대한 교체 및 수리 등의 후속 처리 시간을 단축할 수 있다.
아울러, 검사 대상 케이블의 전기적 고장 및 케이블 고장 위치 및 고장 유형에 대한 이력이 신호 분석부의 소정 영역에 마련된 메모리 또는 별도로 마련된 메모리에 저장 관리됨은 당연하다 할 것이다.
변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 변압기 권선의 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치와 전기적 고장의 고장 유형을 검출하는 일련의 과정은 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 변압기 권선 고장 진단 장치의 동작 과정을 보인 흐름도로서, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 권선 고장 진단 하는 과정을 설명한다.
우선, 상기 신호 분석부(300)는 기 정해진 소정 주파수를 가지는 인가 신호 생성부(100)의 인가 신호에 대해 전기적 고장가 발생된 변압기 권선의 반사 신호를 수신한다(단계 S1, S2).
이에 신호 분석부(300)는 변압기 권선에 전원이 공급되지 아니한 정전 상태인 지를 판단하고, 판단 결과 정전 상태인 경우 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 고장 유형 및 고장 위치를 판정한 후 판정 결과를 표시부(500)를 통해 표시하며, 상기 판정 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 통신부(600)를 통해 원격지에 위치한 해당 관련 기관의 서버로 전달한다(단계S3-S5).
한편, 상기 단계(S3)에서 정전 상태가 아니라고 판단되는 경우, 인가 신호에 대한 반사 신호의 분석 결과, 상기 신호 분석부(300)는 변압기 권선의 특성 임피던스가 변동될 때 반사 현상이 발생되는데 이러한 임피던스 및 위상의 특성을 토대로 전기적 고장을 판정한다(단계 S6).
예를 들어, 변압기 권선의 특성 임피던스 보다 작은 임피던스 지점에서 역 위상의 반사 현상이 발생하는 경우 변압기 권선의 전기적 고장은 단락으로 판정되고, 변압기 권선의 특성 임피던스가 변동될 때 반사 현상이 발생되는데 변압기 권선의 특성 임피던스 보다 큰 임피던스 지점에서 동일 위상의 반사 현상이 발생하는 경우 변압기 권선의 전기적 고장은 개방으로 판별되며, 변압기 권선의 특성 임피던스가 변동될 때 반사 현상이 발생되는데 변압기 권선의 특성 임피던스 보다 작은 임피던스 지점에서 동일 위상의 반사 현상이 비정기적으로 간헐적으로 발생하는 경우 변압기 권선의 전기적 고장은 접속 불량으로 판정된다.
이어 상기 신호 분석부(300)는, 변압기 권선의 전기적 고장이 발생한 경우 상기 분기 차단기(400)를 차단시키기 위한 제어 신호를 생성한 후 제어 신호를 분기 차단기(400)로 전달하여 해당 변압기 권선의 외부 접점 입력을 차단한 후 상기 단계(S5)로 진행한다(단계 S8).
본 발명의 실시 예에 따르면, 정전 상태에서 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 토대로 변압기 권선의 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치을 검출하고 무정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 및 위상을 토대로 전기적 고장에 대한 고장 유형을 검출함에 따라 변압기 권선 고장 측정에 대한 용이성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상기 전기적 고장 발생 시 분기 차단부 구동을 단속함에 따라 변압기 권선의 전기적 고장로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있고, 상기 변압기 권선의 고장 진단 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 통신망을 통해 원격지에 위치한 해당 관련 기관에 전달함에 따라 변압기 권선에 대한 교체 및 수리 등의 후속 처리 시간을 단축할 수 있게 된다.
여기에 제시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
정전 상태에서 변압기 권선에 제공되는 인가 신호와 취득되는 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 토대로 변압기 권선의 초기 고장의 고장 유형 및 고장 위치을 검출하고 무정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 및 위상을 토대로 전기적 고장에 대한 고장 유형을 검출함에 따라 변압기 권선 고장 측정에 대한 용이성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상기 전기적 고장 발생 시 분기 차단부 구동을 단속함에 따라 변압기 권선의 전기적 고장로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있고, 상기 변압기 권선의 고장 진단 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 통신망을 통해 원격지에 위치한 해당 관련 기관에 전달함에 따라 변압기 권선에 대한 교체 및 수리 등의 후속 처리 시간을 단축할 수 있는 변압기 권선 고장 진단 장치 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 지질/자원탐사, 재료표면 검사, 레이다/소나, 통신망네트워크 배선, 광케이블진단, 원격탐사, 유체도파관 누출진단, 수위측정 등의 배선 시스템의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (8)

  1. 기 정해진 소정 주파수의 인가 신호를 변압기 권선에 전달하는 인가 신호 생성부와,
    상기 변압기 권선에서 취득된 반사 신호를 수신하는 반사 신호 수신부와,
    상기 인가 신호와 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 변압기 권선의 고장 진단을 실행하는 신호 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변압기 권선의 고장은,
    상기 변압기 권선에 전압이 인가되지 아니한 정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 변화와 두 전극 사이의 공기 절연 파괴에 의하여 불꽃 방전 현상이 발생하는 전기적 상태인 아크를 포함하는 초기 고장과, 변압기 권선에 전압이 인가되는 무정전 상태에서의 인가 신호와 반사 신호의 임피던스 및 위상을 토대로 변압기 권선의 단락, 개방, 및 접속 불량을 포함하는 전기적 고장인 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 신호 분석부는,
    상기 변압기 권선의 전기적 고장이 발생한 경우 외부 접점 입력을 기능을 차단하기 위한 제어 신호를 생성하고,
    상기 장치는,
    상기 신호 분석부의 제어 신호를 제공받아 외부 접점 입력을 차단하는 분기 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 장치는,
    상기 신호 분석부의 변압기 권선의 초기 고장 판정 결과, 전기적 고장의 판정 결과, 인가 신호 및 반사 신호를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 장치는,
    해당 변압기 권선에 대해 교체 및 수리를 위해 상기 신호 분석부의 변압기 권선의 초기 고장의 고장 위치 및 고장 유형, 전기적 고장의 고장 유형, 인가 신호 및 반사 신호를 원거리에 위치한 해당 관련 기관 서버에 전달하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 장치.
  6. 기 정해진 소정 주파수의 인가 신호를 소정 거리마다 설치된 변압기 권선에 전달하는 인가 신호 생성 단계와,
    상기 변압기 권선으로 취득된 반사 신호를 수신하는 반사 신호 수신 단계와,
    상기 인가 신호와 반사 신호에 대해 기 정해진 신호 분석 기법을 이용하여 변압기 권선의 고장을 진단하는 신호 분석 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 변압기 권선의 고장은
    상기 변압기 권선에 전압이 인가되기 전 정전 상태에서 인가 신호 및 반사 신호에 대한 임피던스 변화와 두 전극 사이의 공기 절연 파괴에 의하여 불꽃 방전 현상이 발생하는 전기적 상태인 아크를 포함하는 초기 고장과, 변압기 권선에 전압이 인가되는 무정전 상태에서의 인가 신호와 반사 신호의 임피던스 및 위상을 토대로 변압기 권선의 단락, 개방, 및 접속 불량을 포함하는 전기적 고장인 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 신호 분석 단계는,
    상기 변압기 권선의 전기적 고장이 발생한 경우 외부 접점 입력을 기능을 차단하기 위한 제어 신호를 생성한 후 분기 차단기로 제공하여 외부 접점 입력을 차단하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 변압기 권선 고장 진단 방법.




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