KR20170126339A - 부분방전 측정시스템 - Google Patents

부분방전 측정시스템

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KR20170126339A
KR20170126339A KR1020160056638A KR20160056638A KR20170126339A KR 20170126339 A KR20170126339 A KR 20170126339A KR 1020160056638 A KR1020160056638 A KR 1020160056638A KR 20160056638 A KR20160056638 A KR 20160056638A KR 20170126339 A KR20170126339 A KR 20170126339A
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이도훈
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 부분방전 측정시스템은 전력설비의 부분방전 신호를 측정하는 부분방전 측정센서와 측정한 부분방전 신호를 전송 받는 부분방전신호 취득장치를 포함하고, 부분방전 측정센서는 부분방전 신호를 측정하는 측정부와 부분방전 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 주파수 필터회로 및 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 부분방전 신호취득장치로 송신하는 제1 커넥터를 포함할 수 있다.

Description

부분방전 측정시스템{PARTIAL DISCHARGE MEASUREMENT SYSTEM}
본 발명은 부분방전 측정시스템{PARTIAL DISCHARGE MEASUREMENT SYSTEM}으로 전력설비에서 발생되는 부분방전을 측정하기 위한 것이다.
일반적으로 초고압 케이블, 접속함 및 가스절연개폐장치(Gas-Insulted Switchgear, GIS), 배전반, 몰드변압기등과 같은 전력설비는 내부 절연체 등의 이상에 의해 부분 방전(Partial Discharge, PD)을 발생시키는데, 이러한 부분 방전의 발생은 전력기기 내부의 열화를 유발하는 등, 전력기기에 결함을 유발할 수 있다.
특히, 배전반은 각 수요소에 설치되어 배전 계통을 지배하고 전기의 배분과 개폐, 안전, 계량 등을 행하기 위해서 개폐기, 차단기, 계기 등을 장치한 판을 말할 수 있으며, 사용 전력에 따라 주가되는 변압기의 1차 쪽에 접속되는 고압 배전반과 2차 쪽에 접속되는 저압 배전반이 설치될 수 있다.
배전반 내부는 전력변환 및 전달, 계측을 위한 많은 전력기기들이 배치되어 있다. 그러나 이러한 전력기기들은 내외부적인 요소인 전기적, 열적, 화학적 스트레스 및 진동, 환경적 요인에 의해 열화되거나 기구적 결속력이 약해질 수 있으며, 이를 통해 절연이 파괴될 수 있으며, 사고로 이어질 수 있다.
이러한 사고를 감지하기 위해 배전반은 상태진단을 위한 부분방전 센서 또는 온도센서 모듈을 단일로 취부하여 배전반을 감시할 수 있다.
부분 방전(Partial Discharge, PD)은 전극과 전극 사이를 채우고 있는 절연물 내에서의 전기적 방전을 뜻하며, 부분 방전은 원래 기체가 매우 높은 에너지를 받아 이온화되는 현상을 말할 수 있다.
부분 방전 펄스는 인가 전압이 상승함에 따라 점차 그 크기와 수가 증가하여 전압이 최대치에 도달한 후 소멸되며, 전압의 극성이 바뀜에 따라 다시 음의 영역에서 방전이 시작되어 최대치에 도달한 후 소멸되는 특성을 가질 수 있다.
부분 방전의 형태는 내부 방전, 표면 방전, 코로나 방전, 전기적 트리(Tree)에서의 내부 방전 등으로 분류될 수 있다. 특히, 내부 방전은 절연 재료의 수명에 관계되는 한 요인이 될 수 있다.
부분 방전이 발생되는 원인은 절연체 내에 많은 불순물이 함유되어 있는 경우, 절연물 내에 공극이 형성되어 있는 경우, 전기적 트리거가 형성되어 있는 경우 등이 있을 수 있다.
또한, 부분 방전은 변압기 또는 몰드변압기에서 발생되면 전기적인 펄스 전류와 그것에 동반된 초음파가 발생될 수 있다.
이러한 부분 방전을 검출하는 방법은 부분 방전에 의한 전류 펄스를 검출하는 전류법과 변압기 외함에 초음파 센서를 설치하여 초음파 신호를 검출하는 음향법이 개시되어 왔었다. 또한, 음향법과 전류법 두 가지 방법을 조합하여 내부 방전을 판단하는 방법도 사용되어 왔었다.
부분방전 센서는 주로 UHF(Ultra High Frequency)센서를 배전반 내에 설치되어 배전반 내 몰드 변압기(Mold Transfomer)의 절연 열화에 따른 부분방전(PD: Partial Discharge) 발생 시 방사되는 전자파신호를 검출할 수 있다.
검출된 부분방전 신호는 전용의 데이터 처리 장치를 거쳐 부분방전 신호의 발생 여부 및 신호 크기를 상위의 진단 시스템에 전달할 수 있다.
전용의 데이터 처리 장치는 부분방전 센서가 측정하는 전력설비의 종류에 따라 필터링 회로를 수정해야 하는 불편함이 존재해왔다.
본 발명은 부분방전 센서가 측정하는 전력설비의 종류에 따라 필터링 회로를 수정할 필요없는 부분방전 측정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 측정시스템은 전력설비의 부분방전 신호를 측정하는 부분방전 측정센서와 측정한 상기 부분방전 신호를 전송 받는 부분방전신호 취득장치를 포함하고, 상기 부분방전 측정센서는 상기 부분방전 신호를 측정하는 측정부; 상기 부분방전 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 주파수 필터회로; 및 상기 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 상기 부분방전 신호취득장치로 송신하는 제1 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 부분방전신호 취득장치는 상기 노이자가 제거된 부분방전 신호를 수신하는 제2 커넥터; 수신된 상기 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 샘플링 취득장치를 포함할 수 있다.
상기 부분방전 신호 취득장치는 상기 신호 샘플링 취득장치에 의해서 상기 디지털 신호를 입력 받아 상위 시스템으로 전송하는 통신장치를 더 포함할 수 있다.
상기 부분방전 측정센서는 상기 주파수 필터회로에 의해 상기 노이즈가 제거된 신호를 아날로그 신호로 전송 받아 디지털 신호로 변환하는 신호 샘플링 취득장치를 더 포함할 수 있다.
상기 노이즈는 상기 전력설비 외부에서 발생하는 외부 노이즈 또는 상기 전력설비 내부에서 발생하는 내부 노이즈인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 부분방전 측정센서가 직접 주파수 필터링 회로를 포함할 수 있어 전력설비의 부분방전을 측정할 시, 전력설비의 종류에 따라 필터링 회로를 수정하지 않아 편리한 부분방전 측정센서를 제공할 수 있으며, 또한, 부분방전 측정센서가 직접 주파수 필터링 회로를 포함할 수 있어 범용성이 넓은 부분방전 측정시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 전력설비 진단 시스템에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 측정센서에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 측정센서와 부분방전 신호 취득장치에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 측정센서와 부분방전 신호 취득장치에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 측정센서와 부분방전 신호 취득장치에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 측정센서를 설명하기 위한 순서도 일 수 있다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부분방전 측정시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 전력설비 진단 시스템에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 1을 참고하면, 전력설비 진단시스템은 전력설비(10), 부분방전 측정센서(20), 부분방전신호 취득장치(60), 온도 측정센서(40), 온도신호 취득장치(80) 및 상위 시스템(100)으로 구성될 수 있으며, 다른 장치 및 시스템이 더 포함될 수 있다.
전력설비(10)는 전력을 사용하는 설비일 수 있으며, 바람직한 실시 예로는 배전반 또는 몰드 변압기 일 수 있으며, 배전반은 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이, 계전기 등을 일정하게 넣어 관리하는 장치일 수 있으며, 몰드 변압기는 내습성이 있으며, 권선 부분을 에폭시수지로 굳혀 절연한 건식 변압기일 수 있다.
부분방전 측정센서(20)는 전력설비(10) 내부에서 발생하는 부분방전 신호를 검출할 수 있다.
부분방전 측정센서(20)는 전력설비(10) 내부에서 발생되는 부분장전 신호를 검출할 시, 전력설비(10) 내부 및 외부에서 발생되는 노이즈 신호를 제거할 수 있다.
노이즈 신호는 전력설비(10)의 외부에서 통신 노이즈, 전파 노이즈 등 일 수 있으며, 전력설비(10)의 내부에서 발생하는 기계적 동작에 의한 노이즈, 설비 자체에서 발생하는 노이즈 등 일 수 있다.
부분방전 측정센서(20)는 예를 들어 UHF센서, TEV센서, HFCT, L센서, 커필링 커패시터를 포함할 수 있으며, 상기 예시는 미도시 할 수 있다.
UHF센서는 스파이럴 안테나 타입의 센서로 배전반(100)의 판넬 내부벽에 설치될 수 있으며, 몰드 변압기(미도시) 외함에도 설치될 수 있다.
UHF센서는 배전반(100) 내부에서 발생되는 전반적인 부분방전 신호를 검출 할 수 있으며, 신호검출의 정확도를 높이기 위하여 복수의 UHF센서가 배치될 수 있다. 또한, UHF센서는 피측정 기기에 근접하도록 설치하여 신호의 측정감도를 높일 수 있다.
TEV센서는 배전반(100) 내부에 협소한 공간이나 충전부 근처에 설치되어 국부적으로 발생되는 부분방전신호를 좀더 면밀하게 측정할 수 있다.
HFCT는 접지선을 따라 흐르는 방전신호를 검출할 수 있으며, 몰드 변압기에 설치될 수 있다.
HFCT는 여러 배전반(100) 판넬이 연결되어 있는 경우 HFCT로 유입되는 신호의 방향성과 크기를 통해 어느 배전반(100) 판넬에서 발생된 신호인지 여부와, 배전반(100)의 내부에서 발생된 내부 노이즈인지 배전반(100)의 외부에서 발생된 오부 노이즈인지 판별할 수 있다. 즉, 노이즈의 발생원을 추정할 수 있다.
UHF센서는 몰드변압기의 외함에 설치될 수 있으며, 절연열화에 의해 발생되는 방전신호를 검출할 수 있다.
L센서는 몰드 변압기 또는 케이블의 접지선에 취부하여 케이블 열화에 의해 발생되는 이상신호를 검출 할 수 있다.
커플링 캐패시터는 고체절연물로 이루어진 전력기기들에 설치될 수 있다.
커플링 커패시터는 UHF센서, TEV센서, HFCT센서 보다 측정정밀도가 우수한 직접 검출법을 이용하여 부분 방전 신호를 검출할 수 있다.
온도 측정센서(40)는 전력설비(10)의 내부와 외부온도를 측정할 수 있으며, 예를 들어 접촉식 온도센서, 비접촉신 IR센서를 포함할 수 있으며, 상기의 예시는 미도시할 수 있다.
접촉식 온도센서는 부스바에 채결되어 부하전류에 의한 온도상승을 전반적으로 측정할 수 있으다.
비접촉식 온도센서는 부스바 이외의 채결부위에 설치되어 채결불량에 의한 온도상승을 집중적으로 검출할 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60)는 부분방전 측정센서(20)로부터 전송 받은 부분방전 신호를 상위 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
온도신호 취득장치(80)는 온도 측정센서(40)로부터 전송 받은 온도 신호를 상위 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
상위 시스템(100)은 부분방전신호 취득장치(60)와 온도신호 취득장치(80)로부터 각각 부분방전 신호와 온도 신호를 전송 받을 수 있다.
상위 시스템(100)은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비일 수 있으며, 바람직한 실시 예로는 HMI(Human Machine Interface)일 수 있다.
상위 시스템(100)은 부분방전신호 취득장치(60)가 부분방전 측정센서(20)로부터 전송 받은 부분방전 신호를 전송 받아 전력설비(10)의 운전중의 건전성 또는 운전후의 건전성을 판별할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 측정센서에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 부분방전 측정센서(20)는 측정부(22)와 주파수 필터회로(24)를 포함할 수 있으며, 커넥터(26)를 더 포함할 수 있다.
측정부(22)는 전력설비(10)에서 발생되는 부분방전 신호를 측정할 수 있다.
또는 측정부(22)는 전력설비(10)와 이격되어 전력설비(10)에서 발생하는 부분방전 신호를 측정할 수 있다.
또는 측정부(22)는 전력설비(10)와 접촉되어 전력설비(10)에서 발생하는 부분방전 신호를 측정할 수 있다.
측정부(22)의 부분 방전 검출 방법은 전력설비(10)에서 발생되는 부분 방전에 의한 전류 펄스를 검출하는 전류법과 변압기 외함에 초음파 센서를 설치하여 초음파 신호를 검출하는 음향법일 수 있다. 또한, 음향법과 전류법 두 가지 방법을 조합하여 내부 방전을 판단하는 방법일 수 도 있다.
측정부(22)의 부분 방전 검출 방법은 주로 UHF(Ultra High Frequency)센서를 배전반 내에 설치되어 배전반 내 몰드 변압기(Mold Transfomer)의 절연 열화에 따른 부분방전(PD: Partial Discharge) 발생 시 방사되는 전자파신호를 검출할 수 있다.
하지만, 상기의 측정부(22)의 부분 방전 검출 방법은 예시이며 이에 한정 짓지 않는다.
주파수 필터회로(24)는 전력설비(10)의 주변에서 발생하는 노이즈, 전자파 노이즈, 중 적어도 하나를 부분방전 신호와 분리할 수 있다.
전력설비(10)에서 발생하는 부분방전 신호는 전력설비(10)의 절연매질에 따라 발생 주파수 대역이 상이할 수 있으며, 부분방전 측정센서(20)는 주파수 필터회로(24)를 직접 포함할 수 있어, 전력설비(10)의 절연매질에 따라 발생하는 주파수 대역에 상이함에 맞추어 부분방전 신호에서 노이즈를 제거할 수 있다.
주파수 필터회로(24)는 측정부(22)로부터 전력설비(10)의 부분방전 신호를 전송 받아 노이즈를 제거할 수 있다. 상세하게는 주파수 필터회로(24)는 측정부(22)로부터 전력설비(10)의 부분방전 신호를 전송 받아 전력설비(10) 내부 노이즈와 전력설비(10) 외부 노이즈를 제거할 수 있다.
주파수 필터회로(24)의 바람직한 실시 예로는 수동형 필터링 회로 또는 무전원 필터링 회로 또는 PCB패던 또는 RLC 수동소자일 수 있다.
주파수 필터회로(24)는 복수개 일 수 있으며, 복수개의 주파수 필터 중 적도 하나는 전력설비(10)의 내부에서 발생하는 내부 노이즈를 제거할 수 있으며, 복수개의 주파수 필터중 다른 하나는 전력설비(10) 외부에서 발생하는 외부 노이즈를 제거할 수 있다.
즉, 측정부(22)가 전력설비(10)의 부분방전 신호를 측정할 시, 부분방전 신호에는 전력설비(10)의 부분방전 신호와 전력설비(10)의 내부 노이즈와 전력설비(10)의 외부 노이즈가 포함될 수 있다.
측정부(22)의 바람직한 실시 예로는 광대역 측정부(22)일 수 있다.
주파수 필터회로(24)는 전력설비(10)의 주변에서 발생하는 노이즈, 전자파 노이즈 중 적어도 하나를 부분방전 신호와 분리하여 커넥터(26)로 전송할 수 있다.
즉, 주파수 필터회로(24)는 전력설비(10) 외부 노이즈와 전력설비(10) 내부 노이즈 중 적어도 하나를 제거하여 부분방전 신호를 진성 부분방전 신호로써 커넥터(26)에 전송할 수 있다.
진성의 부분방전 신호는 부분방전 신호에서 사용자가 부분방전을 판별하는데 있어 불필요한 노이즈를 제거한 신호일 수 있다.
커넥터(26)는 주파수 필터회로(24)로부터 전력설비(10) 외부 노이즈와 전력설비(10) 내부 노이즈 중 적어도 하나가 분리된 부분방전 신호를 전송 받을 수 있다.
커넥터(26)는 부분방전신호 취득장치(60)와 연결될 수 있으며, 커넥터(26)는 분리된 부분방전 신호를 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 시스템(1000)에 관한 것을 설명할 수 있다.
부분방전 시스템(1000)은 부분방전 측정센서(20)와 부분방전 신호취득장치(60)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3를 참고하면, 도 3(a)의 실시 예에는 부분방전 신호 취득장치(20)가 신호 샘플링 취득장치(62)를 포함할 수 있으며, 도 3(b)의 실시 예에는 부분방전 측정센서(20)가 신호 샘플링 취득장치(62)를 포함할 수 있다.
부분방전 측정센서(20)는 측정부(22), 주파수 필터회로(24) 및 제1 커넥터(27)를 더 포함할 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60)는 통신장치(64) 및 제2 커넥터(66)를 더 포함할 수 있다.
제1 커넥터(27)는 부분방전 측정센서(20)에 포함되어 부분방전신호 취득장치(60)와 연결될 수 있으며, 상세하게는 제1 커넥터(27)는 부분방전신호 취득장치(60)에 포함되어 있는 제2 커넥터(66)와 연결될 수 있다.
도 3의 실시 예에서는 제1 커넥터(27)와 제2 커넥터(66)가 유선, 케이블 등으로 연결될 수 있다.
부분방전 측정센서(20)의 측정부(22)는 전력설비(10)에서 발생되는 부분방전 신호를 측정할 수 있다.
주파수 필터회로(24)는 부분방전 측정센서(20)가 측정한 부분방전 신호를 전송 받아 부분방전 신호에 포함되어 있는 외부 노이즈와 내부 노이즈를 제거할 수 있다.
주파수 필터회로(24)는 부분방전 측정센서(20)가 측정한 부분방전 신호를 전송 받아 부분방전 신호에 포함되어 있는 외부 노이즈와 내부 노이즈의 고조파 노이즈를 제거할 수 있다.
즉, 측정부(22)가 전력설비(10)에서 발생되는 부분방전 신호를 측정할 시, 부분방전 신호에는 외부에서 발생되는 외부 노이즈와 전력설비(10) 내부에서 발생되는 내부 노이즈가 포함될 수 있으며, 주파수 필터회로(24)는 부분방전 신호 측정시 포함되어 있는 외부 노이즈와 내부 노이즈의 저주파 노이즈, 노이즈, 고조파 노이즈 중 적어도 하나를 제거할 수 있으며, 바람직하게는 고조파 노이즈를 제거할 수 있다.
부분방전 측정센서(20)는 제1 커넥터(27)를 통해 진성의 부분방전 신호를 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다.
진성의 부분방전 신호는 부분방전 신호가 주파수 필터회로(24)에 의해서 노이즈가 제거된 신호일 수 있다. 상세하게는 진성의 부분방전 신호는 부분방전 신호가 주파수 필터회로(24)에 의해서 외부 노이즈와 내부 노이즈가 제거된 신호일 수 있으며, 외부 노이즈와 내부 노지즈 중 고조파 노이즈가 제거된 신호일 수 있다.
부분방전 측정센서(20)의 제1 커넥터(27)는 부분방전신호 취득장치(60)로 진성의 부분방전 신호를 전송할 수 있다. 상세하게는 부분방전 측정센서(20)의 제1 커넥터(27)는 부분방전신호 취득장치(60)의 제2 커넥터(66)와 유선으로 연결될 수 있으며, 진성의 부분방전 신호를 제2 커넥터(66)를 통해 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60)의 제2 커넥터(66)는 부분방전 측정센서(20)로부터 진성의 부분방전 신호를 전송 받을 수 있다.
신호 샘플링 취득장치(62)는 부분방전 측정센서(20)로부터 전송 받은 진성의 부분방전 신호를 샘플링 할 수 있다. 샘플링이란 아날로그 형식으로 존재하는 신호를 컴퓨터 등의 디지털 장비가 사용할 수 있게 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 것일 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60) 또는 부분방전 측정센서(20) 중 적어도 하나에 포함되어 있는 부분방전신호 취득장치(60)의 통신장치(64)는 신호 샘플링 취득장치(62)가 샘플링한 신호를 상위 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
상위 시스템(100)은 부분방전 측정센서(20)의 주파수 필터회로(24)를 통해 전력설비(10)에서 발생되는 부분방전 신호에서 노이즈를 제거한 진성의 부분방전 신호를 전송 받을 수 있는 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 시스템(1000)에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 부분방전 측정센서(20)는 측정부(22), 주파수 필터회로(24) 및 제1 커넥터(27)를 포함할 수 있다.
부분장전신호 취득장치는 신호 샘플링 취득장치(62), 통신장치(64), 제2 커넥터(66) 및 필터회로(68)를 포함할 수 있다.
부분방전 측정센서(20)의 측정부(22)는 전력설비(10)에서 발생되는 부분방전 신호를 측정할 수 있다.
주파수 필터회로(24)는 부분방전 측정센서(20)가 측정한 부분방전 신호를 전송 받아 부분방전 신호에 포함되어 있는 외부 노이즈와 내부 노이즈를 제거할 수 있다.
부분방전 측정센서(20)의 제1 커넥터(27)는 진성의 부분방전 신호를 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다.
진성의 부분방전 신호는 부분방전 신호가 주파수 필터회로(24)에 의해서 노이즈가 제거된 신호일 수 있다.
제2 커넥터(66)는 진성의 부분방전 신호를 유선을 통해 전송 받을 수 있다.
필터회로(68)는 유선을 통해 전송 받는 진성의 부분방전 신호에서 노이즈를 제거할 수 있다. 즉, 제2 실시예의 부분방전신호 취득장치(60)는 필터회로를 포함하고 있어, 유선을 통해 진성의 부분방전 신호가 전송되는 과정에서 발생하는 노이즈를 제거할 수 있다.
신호 샘플링 취득장치(62)는 필터회로(68)에 의해서 진성의 부분방전 신호의 유선에서 발생된 노이즈가 제거되면 샘플링 할 수 있다.
통신장치(64)는 신호 샘플링 취득장치(62)가 샘플링한 신호를 상위 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예로써, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 시스템(1000)에 관한 것을 설명할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 부분방전 측정센서(20)는 측정부(22), 주파수 필터회로(24) 및 통신기(29)를 포함할 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60)는 신호 샘플링 취득장치(62), 필터회로(68) 및 통신장치(64)를 포함할 수 있다.
부분방전 측정센서(20)의 측정부(22)는 전력설비(10)에서 발생되는 부분방전 신호를 측정할 수 있다.
주파수 필터회로(24)는 부분방전 측정센서(20)가 측정한 부분방전 신호를 전송 받아 부분방전 신호에 포함되어 있는 외부 노이즈와 내부 노이즈를 제거할 수 있다.
통신기(29)는 주파수 필터회로(24)에 의해서 외부 노이즈와 내부 노이즈가 제거된 진성의 부분방전 신호를 무선을 통해 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60)의 통신장치(64)는 부분방전 측정센서(20)의 통신기(29)로부터 무선으로 진성의 부분방전 신호를 전송 받을 수 있다.
필터회로(68)는 진성의 부분방전 신호가 무선으로 전송되는 과정에서 생기는 노이즈를 제거할 수 있다.
신호 샘플링 취득장치(62)는 필터회로가 진성의 부분방전 신호에서 무선 전송시 발생한 노이즈를 제거하면 신호를 샘플링 할 수 있다. 샘플링이란, 아날로그 신호를 디지털 장비가 사용할 수 있는 디지털 신호로 변환하는 것일 수 있다.
통신장치(64)는 신호 샘플링 취득장치(62)에 의해서 샘플링이 완료되면 상위 시스템(100)으로 진성의 부분방전 신호를 전송할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전력설비를 진단하기 위한 부분방전 측정센서를 설명하기 위한 순서도 일 수 있다.
도 1 내지 도 6를 참고하면, 전력설비의 부분방전을 측정하여 부분방전신호 취득장치로 전송하는 부분방전 측정방법에 있어서, 부분방전의 측정방법의 측정단계는 측정부(22)를 통해 전력설비의 부분방전 신호를 측정하는 할 수 있다(S1).
노이즈 제거단계는 주파수 필터회로(24)를 통해 측정부(22)가 전력설비의 부분방전 신호를 측정하는 과정에서 생기는 전력설비의 외부 노이즈와 내부 노이즈를 제거할 수 있다(S3).
일 실시 예로는 노이즈 제거단계는 주파수 필터회로(24)를 통해 외부 노이즈와 내부 노이즈에 포함되어 있는 저주파 노이즈와 기본파 노이즈와 고조파 노이즈 중 적어도 하나를 제거할 수 있다.
또 다른 실시 예로는 노이즈 제거단계는 주파수 필터회로(24)를 통해 고조파 노이즈를 제거할 수 있다.
부분방전 측정센서(20)는 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다(S5).
부분방전 측정센서(20)는 유선으로 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다. 또는, 부분방전 측정센서(20)는 무선으로 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 부분방전신호 취득장치(60)로 전송할 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60)는 신호 샘플링 취득장치를 통해 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다(S7).
즉, 측정부(22)가 전력설비에서 측정하는 부분방전 신호는 아날로그 신호로 측정될 수 있으며, 신호 샘플링 취득장치는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
부분방전신호 취득장치(60)는 변환된 디지털 신호를 상위시스템(100)으로 전송할 수 있다(S9).
본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 기재된 실시 예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10; 전력설비, 20; 부분방전 측정센서,
22; 안테나 센서, 24; 주파수 필터회로,
26; 커넥터, 27; 제1 커넥터,
29; 통신기, 40; 온도 측정센서,
60; 부분방전신호 취득장치, 62; 신호 샘플링 취득장치,
64; 통신 장치, 66; 제2 커넥터,
68; 필터회로, 80; 온도신호 취득장치,
100; 상위 시스템,

Claims (5)

  1. 전력설비의 부분방전 신호를 측정하는 부분방전 측정센서와
    측정한 상기 부분방전 신호를 전송 받는 부분방전신호 취득장치를 포함하고,
    상기 부분방전 측정센서는
    상기 부분방전 신호를 측정하는 측정부;
    상기 부분방전 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 주파수 필터회로; 및
    상기 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 상기 부분방전 신호취득장치로 송신하는 제1 커넥터를 포함하는
    부분방전 측정시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부분방전신호 취득장치는
    상기 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 수신하는 제2 커넥터;
    수신된 상기 노이즈가 제거된 부분방전 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 샘플링 취득장치를 포함하는
    부분방전 측정시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부분방전 신호 취득장치는
    상기 신호 샘플링 취득장치에 의해서 상기 디지털 신호를 입력 받아 상위 시스템으로 전송하는 통신장치를 더 포함하는
    부분방전 측정시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부분방전 측정센서는
    상기 주파수 필터회로에 의해 상기 노이즈가 제거된 신호를 아날로그 신호로 전송 받아 디지털 신호로 변환하는 신호 샘플링 취득장치를 더 포함하는
    부분방전 측정시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 노이즈는
    상기 전력설비 외부에서 발생하는 외부 노이즈 또는 상기 전력설비 내부에서 발생하는 내부 노이즈인 것을 특징으로 하는
    부분방전 측정시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230069610A (ko) * 2021-11-12 2023-05-19 한국전기연구원 부분 방전 측정 장치 및 방법

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