KR20190054299A - 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템 및 그 방법 - Google Patents

가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR20190054299A
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한국전력공사
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Abstract

본 발명은 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템은, 가스절연변압기에서 상별 가스압력 계측값을 주기적으로 측정하기 위한 가스압력계; 상기 가스압력계로부터 전달된 상별 가스압력 계측값을 디지털 변환하여 전달하기 위한 RTU; 및 상기 전달된 상별 가스압력 계측값을 통해 상간 가스압력차를 연산하고, 상기 연산된 상간 가스압력차와 기설정된 정상범위를 비교함에 따라 가스누기 경보를 발생 및 전달하기 위한 가스누기 검출 장치;를 포함한다.

Description

가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING GAS LEAKAGE OF GAS INSULATED TRANSFORMERS}
본 발명은 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가스절연변압기에서 가스누기(gas leakage)가 발생하지 않는 정상상태의 상간 가스압력차를 계산한 결과를 기준으로 하여 계측된 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 가스누기 경보를 발생함으로써, 가스절연변압기의 가스누기를 조기에 검출하여 대응하기 위한, 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
가스절연변압기(Gas Insulated Transformer, GIT)는 SF6 가스를 절연체로 사용하는 변압기로서, 지하복합형 154㎸ 변전소에 설치되어 운전되고 있다.
154㎸ 가스절연변압기는 약 160㎸의 전압을 약 23㎸로 강하시키는데, 일정 수준 이상의 내부 절연 강도를 유지하여야 한다. 이를 위해, 가스절연변압기는 절연매체로 사용되고 있는 SF6 가스가 일정 압력 이상으로 유지되어야 한다.
아래 표 1은 가스절연변압기 제작사의 타입별 정격압력, 가스누기경보 밀도기준, 현재 운전압력을 나타낸 것이다.
제작사
 타입
 정격압력
(kgf/㎠)		 가스누기경보
밀도기준(kgf/㎠)		 현재 운전 압력(kgf/㎠)
압력 밀도
A사
 고압형 2.0 ∼ 5.0 2.5 3.10 ∼ 3.40 2.84 ∼ 3.12
저압형 0.7 ∼ 2.0 1.2 1.44 ∼ 1.80 1.33 ∼ 1.70
B사
 고압형 2.0 ∼ 5.0 3.5 4.45 ∼ 4.00 3.73 ∼ 4.07
저압형 0.7 ∼ 2.0 1.0 1.30 ∼ 1.74 1.21 ∼ 1.52
가스절연변압기는 계절 및 시간대별 부하량에 따라 내부 가스의 온도가 30∼60℃ 사이에서 변하기 때문에 압력도 변화한다(즉, T∝P).
이러한 이유로, 가스절연변압기는 가스의 누기 발생으로 압력이 점점 내려가더라도, 온도 변화에 의한 요인인지 가스 누기에 의한 요인인지를 명확히 구분할 수 없기 때문에 가스압력계와 별도로 가스밀도계를 설치하여 누기를 감시한다.
가스밀도계는 기설정된 경보치 이하의 수치가 계측되면 경보 접점을 통해 사용자에게 경보를 알려준다. 표 1에서는 가스절연변압기의 제작사에서 설정된 '가스누기경보 밀도기준'이 제시되어 있다. 이에 따라, 사용자는 가스밀도 저하 경보가 발생하였을 때 가스누기를 인지하여 조치를 취할 수 있다.
가스밀도계는 가스절연변압기 내부의 압력센서 및 온도센서 각각으로부터 계측값을 전달받아서, 20℃에서의 압력으로 환산하는 온도보상 압력계이다.
이에 따라, 가스밀도계는 kgf/㎠ 단위를 사용하고, 오차가 커서 가스 누기가 상당히 진행된 이후에 가스 누기에 대한 검출이 가능하다. 일반적으로, 가스밀도계는 20℃에서 FSD(Full Scale Deflection)가 ±1.0%로 표시되고, 범위(range)는 -76㎝Hg∼3kgf/㎠로 나타난다.
표 1에서, 가스온도에 따른 가스밀도의 변화량도 0.3kgf/㎠ 정도임을 알 수 있다. 이에 따라, 가스절연변압기 관리 업체에서는 누기검출을 설비 안정도를 위해 가스누기경보 밀도기준 대비 최대 50%(밀도 하한경보 기준) 높게 보충하여 운전하고 있다. 즉, 현재 운전 압력은 표 1에 나타난 바와 같다.
그런데, 종래의 가스절연변압기는 가스 누기를 검출하기 위해 가스압력계와 별도로 가스밀도계(온도보상형 압력계)를 설치하고, 가스밀도계도 정확도의 문제로 가스 누기 초기단계에 검출이 불가능하다는 한계가 있다.
그리고, 종래의 가스절연변압기는 가스 압력을 높게 운전함에 따른 설치 비용(SF6 가스 구입비용)이 증가하고, 고압력 운전으로 가스순환모터의 고장 증가로 인한 유지보수 비용이 추가로 발생할 수 있다.
따라서, 종래의 가스절연변압기는 가스 누기를 초기단계에 검출하고, 가스 압력을 높게 운전함에 따른 설치 비용을 줄일 수 있는 방안이 제안될 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0668877호 (2007.01.08 등록) 일본 공개특허공보 특개평5-176371
본 발명의 목적은 가스절연변압기에서 가스누기(gas leakage)가 발생하지 않는 정상상태의 상간 가스압력차를 계산한 결과를 기준으로 하여 계측된 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 가스누기 경보를 발생함으로써, 가스절연변압기의 가스누기를 조기에 검출하여 대응하기 위한, 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템은, 가스절연변압기에서 상별 가스압력 계측값을 주기적으로 측정하기 위한 가스압력계; 상기 가스압력계로부터 전달된 상별 가스압력 계측값을 디지털 변환하여 전달하기 위한 RTU; 및 상기 전달된 상별 가스압력 계측값을 통해 상간 가스압력차를 연산하고, 상기 연산된 상간 가스압력차와 기설정된 정상범위를 비교함에 따라 가스누기 경보를 발생 및 전달하기 위한 가스누기 검출 장치;를 포함할 수 있다.
상기 기설정된 정상범위는, 정상 상태에서 소정의 기준기간 동안에 측정된 상간 가스압력차의 변동범위에 대해 오프셋이 적용되어 설정되는 것일 수 있다.
상기 가스누기 검출 장치는, 적어도 하나 이상의 프로세스; 및 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며, 상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세스로 하여금, 소정 기간 동안에 상간 가스압력차에 대한 정상범위를 설정하고, 가스절연변압기의 가스압력 계측값을 수신하여 상간 가스압력차를 연산하며, 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어나는지를 확인하고, 가스누기가 발생된 상을 확인한 후 해당 상에 대한 가스누기 경보를 발생하게 할 수 있다.
상기 가스누기 검출 장치는, 상기 가스절연변압기의 A상-B상, B상-C상, C상-A상 상간 가스압력차 중 두 값이 상기 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 논리회로를 이용하여 1상 또는 2상 가스누기 발생을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 방법은, 정상 상태에서 소정의 기준기간 동안에 측정된 상간 가스압력차의 변동범위에 대해 오프셋을 적용하여 상간 가스압력차에 대한 정상범위를 설정하는 단계; 외부로부터 가스절연변압기의 가스압력 계측값을 수신하여 상간 가스압력차를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 상간 가스압력차가 상기 기설정된 정상범위를 벗어나는지를 확인함에 따라, 가스누기가 발생된 상을 확인하여 해당 상에 대한 가스누기 경보를 발생 및 전달하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 가스누기 경보를 발생 및 전달하는 단계는, 상기 가스절연변압기의 A상-B상, B상-C상, C상-A상 상간 가스압력차 중 두 값이 상기 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 1상 또는 2상 가스누기 발생을 검출할 수 있다.
본 발명은 가스절연변압기에서 가스누기(gas leakage)가 발생하지 않는 정상상태의 상간 가스압력차를 계산한 결과를 기준으로 하여 계측된 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 가스누기 경보를 발생함으로써, 가스절연변압기의 가스누기를 조기에 검출하여 대응할 수 있다.
또한, 본 발명은 상간 가스압력차라는 정상상태에서는 변동이 매우 작은 변수를 기준으로 하기 때문에 가스 누기량에 의해서만 검출기간을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명은 가스절연변압기의 관리자가 안정적인 설비운전을 위하여 가스절연 변압기의 가스압력을 정격보다 상당량 높게 운전할 필요가 없기 때문에, 초기 가스충진비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 절연가스의 초기 충진량 및 누기로 인한 추가 보충량을 줄임으로써 온실가스 중 하나인 SF6가스 배출량을 감축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템을 나타낸 도면,
도 2a 내지 도 2c는 가스절연변압기에서 가스온도에 따른 가스압력 및 가스밀도의 변화를 나타낸 그래프,
도 3은 가스절연변압기에서 가스온도에 따른 상간 가스압력차의 변화를 나타낸 그래프,
도 4는 상간 가스압력차에 대한 정상범위 설정을 설명하는 도면,
도 5a는 가스누기 검출 장치에서 1상 누기 발생을 검출하는 경우를 나타낸 도면,
도 5b는 가스누기 검출 장치에서 2상 누기 발생을 검출하는 경우를 나타낸 도면,
도 6은 A상 가스누기가 발생할 때 상간 가스압력차 추이를 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 일실시에에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 방법을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템(이하 '가스누기 검출 시스템'이라 함, 100)은, 가스절연변압기에서 가스누기(gas leakage)가 발생하지 않는 정상상태의 상간 가스압력차를 계산한 결과를 기준으로 하여 계측된 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 가스누기 경보를 발생시킨다.
이러한 가스누기 검출 시스템(100)은 가스압력 또는 가스밀도 계측값의 절대값에 따른 일시적인 경보만으로 가스누기를 검출하는 대신, 가스압력 계측값을 데이터로 지속적으로 축적 및 관리하여 가스누기를 검출한다. 즉, 가스누기 검출 시스템(100)은 가스절연변압기가 3상 분리형(A상, B상, C상)이라는 점을 고려함에 따라, 상간 가스압력차의 추이를 분석하여 가스누기를 검출한다. 여기서, 상간 가스압력차는 A상-B상 압력차, B상-C상 압력차, C상-A상 압력차를 의미한다.
이하, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 가스온도에 따른 가스압력 및 가스밀도의 변화에 대해 살펴보고, 도 3을 참조하여 가스운도에 따른 상간 가스압력차의 변화에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, 도 2a 내지 도 2c는 가스절연변압기에서 가스온도에 따른 가스압력 및 가스밀도의 변화를 나타낸 그래프로서, 도 2a는 가스절연변압기의 A상에서 가스온도에 따른 가스압력 및 가스밀도의 변화를 나타내고, 도 2b는 가스절연변압기의 B상에서 가스온도에 따른 가스압력 및 가스밀도의 변화를 나타내며, 도 2c는 가스절연변압기의 C상에서 가스온도에 따른 가스압력 및 가스밀도의 변화를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 가스누기 검출은 가스밀도의 오차가 커서 가스누기가 상당량 진행된 이후에 확인될 수 있다. 즉, 이 경우에는 가스누기를 조기검출하기 어렵다. 그리고, 가스온도에 따른 가스밀도의 변화량은 0.3kgf/㎠ 정도로 변화가 크다. 이에 따라, 전력기기 관리 업체에서는 설비 안정도를 위해 가스 압력을 경보기준 대비 최대 50% 높게 보충하여 운전하고 있다.
반면에, 도 3은 가스절연변압기에서 가스온도에 따른 상간 가스압력차의 변화를 나타낸 그래프로서, 가스절연변압기의 A상-B상, B상-C상, C상-A상 각각의 가스온도에 따른 상간 가스압력차의 변화를 나타낸다.
가스온도는 부하량, 가스냉각 정도, 변압기 주변온도에 따라 변하므로, A상, B상, C상의 상간 가스온도의 차이는 크게 변하지 않는다. 이에 따라, 가스온도에 따라 상간 가스압력차는 0.05kgf/㎠ 정도로 변화가 매우 작다.
이와 같이, 상간 가스압력차는 정상 상태에서 가스온도에 따라 변동폭이 매우 작기 때문에, 기설정된 범위를 벗어날 때 가스누기를 나타내는 정보로 이용될 수 있다. 즉, 상간 가스압력차를 이용하여 가스누기를 검출하는 경우에는 가스 누기량에 의해서만 검출기간이 결정되므로 안정적인 조기 검출이 가능해진다.
따라서, 전력기기 사용자는 가스누기의 조기 검출이 가능하므로, 가스절연변압기의 가스압력을 정격보다 상당량 높게 운전할 필요가 없기 때문에 초기 가스충진비용을 절감할 수 있다. 또한, 전력기기 사용자는 가스절연변압기의 절연가스로 이용되는 SF6 가스에 대한 초기 충진량 및 누기로 인한 추가 보충량을 줄임으로써 온실가스 중 하나인 SF6 가스 배출량을 감축할 수 있다.
도 1에 대해 다시 설명하면, 가스누기 검출 시스템(100)은 가스절연변압기(110), RTU(Remote Terminal Unit)(120), 가스누기 검출 장치(130)를 포함한다.
가스절연변압기(110)는 전술한 바와 같이 가스압력계(111)를 구비한다. 여기서, 가스압력계(111)는 가스절연변압기(110)의 상별 가스압력 계측값을 주기적으로 측정한다. 일례로, 가스압력계(111)는 1시간 주기로 각 상의 가스압력 계측값을 측정할 수 있다.
RTU(120)는 원격단말장치로서, 가스절연변압기(110)의 가스압력계(111)와 연결되어 가스압력계(111)가 인지하거나 출력할 수 있는 전기 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 디지털신호로 상호 변환하는 역할을 수행한다.
즉, RTU(120)는 가스절연변압기(110)의 가스압력계(111)로부터 각 상의 가스압력 계측값이 전달되면, 이를 변환하여 가스누기 검출 장치(130)로 전달한다. 이 경우에, RTU(120)와 가스누기 검출 장치(130)는 RS-232C 방식에 따라 상호 접속을 위한 통신 인터페이스 환경을 구성한다.
그리고, RTU(120)는 가스누기 검출 장치(130)로부터 전달된 가스누기 경보를 외부에 위치하고 있는 관제센터(도면에 미도시)로 전송할 수 있다.
가스누기 검출 장치(130)는 RTU(120)로부터 전달되는 각 상의 가스압력 계측값을 저장한 다음, 상간 가스압력차를 자동으로 연산한다. 그리고, 가스누기 검출 장치(130)는 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어나는지를 확인함에 따라 가스누기 경보를 RTU(120)로 전달한다.
이를 위해, 가스누기 검출 장치(130)는 적어도 하나 이상의 프로세스(131)와 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리(132)를 포함한다.
메모리(132)에 저장된 명령들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 가스누기 검출 장치(130)로 하여금, 소정 기간 동안에 상간 가스압력차에 대한 정상범위를 설정하고, 가스절연변압기의 가스압력 계측값을 수신하여 상간 가스압력차를 자동으로 연산하며, 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어나는지를 확인하고, 가스누기가 발생된 상을 확인한 후 해당 상에 대한 가스누기 경보를 발생한다.
이하, 도 4를 참조하여 상간 가스압력차의 정상범위 설정에 대해 설명하기로 한다. 도 4는 상간 가스압력차에 대한 정상범위 설정을 설명하는 도면으로서, C상-A상의 가스온도에 따른 상간 가스압력차의 변화를 나타낸다.
여기서, 상간 가스압력차에 대한 정상범위는 정상 상태에서 소정의 기준기간 동안에 측정된 상간 가스압력차의 변동범위에 대해 오프셋(offset)이 적용되어 설정된다. 즉, 오프셋은 상간 가스압력차의 변동범위와 정상범위 간의 (+)와 (-) 편차에 해당된다.
한편, 가스누기 검출 장치(130)는 도 5a 및 도 5b와 같이 상간 가스압력차를 비교하여 상별 가스누기 발생을 검출한다. 도 5a는 가스누기 검출 장치에서 1상 누기 발생을 검출하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 5b는 가스누기 검출 장치에서 2상 누기 발생을 검출하는 경우를 나타낸 도면이다.
가스누기 검출 장치(130)는 도 5a 및 도 5b와 같이 가스누기를 판단하여 각 상에 대해 가스누기 경보를 발생시키는 논리회로가 구현될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 가스누기 검출 장치(130)는 가스절연변압기(110)의 A상, B상, C상 중 어느 하나의 상에서 가스누기가 발생하는지를 검출할 수 있다. 이 경우에는 A상-B상, B상-C상, C상-A상 상간 가스압력차 중 두 값이 정상범위를 벗어난다.
예를 들어, 도 5a의 (a)와 같이 A상에서 가스누기가 발생하는 경우에는, A상의 가스압력이 감소하므로, A상-B상 상간 가스압력차는 정상범위 아래로 내려가게 되고, C상-A상 상간 가스압력차는 정상범위 위로 올라가게 된다. 이와 같이, 가스누기 검출 장치(130)는 A상에서 가스누기가 발생하는 경우를 인지하여 A상 가스누기 경보를 발생시킨다.
이처럼, 가스누기 검출 장치(130)는 아래 표 2와 같이 상간 가스압력차 중 두 값이 정상범위를 벗어날 때, A상, B상 및 C상 중 어느 하나의 상에서 가스누기가 발생하는지를 검출할 수 있다.
구분 상간 가스압력차와
정상범위 비교		 가스누기 발생
1
 A상-B상 감소 A상 가스누기 발생
C상-A상 증가
2 B상-C상 감소 B상 가스누기 발생
A상-B상 증가
3
 C상-A상 감소 C상 가스누기 발생
B상-C상 증가
도 5b를 참조하면, 가스누기 검출 장치(130)는 가스절연변압기(110)의 A상, B상, C상 중 두개의 상에서 가스누기가 발생하는지를 검출할 수도 있다. 이 경우에도 A상-B상, B상-C상, C상-A상 상간 가스압력차 중 두 값이 정상범위를 벗어난다.
예를 들어, 도 5b의 (a)와 같이 A상, C상에서 가스누기가 발생하는 경우에는, A상, C상의 가스압력이 감소하므로, A상-C상 상간 가스압력차는 가스누기에 따라 변동량이 적은 반면에, A상-B상 상간 가스압력차는 정상범위 아래로 내려가게 되고, B상-C상 상간 가스압력차는 정상범위 위로 올라가게 된다.
이와 같이, 가스누기 검출 장치(130)는 A상, C상에서 가스누기가 발생하는 경우를 인지하여 A상, C상 가스누기 경보를 발생시킨다.
이처럼, 가스누기 검출 장치(130)는 아래 표 3과 같이 상간 가스압력차 중 두 값이 정상범위를 벗어날 때, A상, B상 및 C상 중 두개의 상에서 가스누기가 발생하는지를 검출할 수 있다.
구분 상간 가스압력차와
정상범위 비교		 가스누기 발생
1
 A상-C상 감소 A상, C상 가스누기 발생
C상-B상 증가
2 B상-C상 감소 A상, B상 가스누기 발생
C상-A상 증가
3
 C상-A상 감소 B상, C상 가스누기 발생
B상-B상 증가
도 6은 A상 가스누기가 발생할 때 상간 가스압력차 추이를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 5a의 (a) 경우일 때 상간 가스압력차 추이를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 가스누기는 A상-B상 상간 가스압력차와 C상-A상 상간 가스압력차에 변동이 발생하는 시점부터 발생하기 시작한다.
그런데, 가스누기 검출 장치(130)는 A상-B상 상간 가스압력차와 C상-A상 상간 가스압력차가 정상범위를 벗어나기 이전까지 가스누기 경보를 발생하지는 않다가, A상-B상 상간 가스압력차와 C상-A상 상간 가스압력차가 정상범위를 벗어나기 시작하는 시점부터 가스누기 경보를 발생한다.
즉, 가스누기 검출 장치(130)는 A상-B상 상간 가스압력차가 A상-B상 정상범위 보다 아래에서 검출되고(즉, A상-B상 감소 검출), C상-A상 상간 가스압력차가 C상-A상 정상범위 보다 위에서 검출되면(즉, C상-A상 증가 검출), 전술한 도 5a의 (a)와 표 1에서와 같이 A상 누기경보를 발생한다.
도 7은 본 발명의 일실시에에 따른 가스절연변압기의 가스누기 검출 방법을 나타낸 도면이다.
가스누기 검출 장치(130)는 소정 기간 동안에 상간 가스압력차에 대한 정상범위를 설정한다(S101). 여기서, 상간 가스압력차에 대한 정상범위는 정상 상태에서 소정의 기준기간 동안에 측정된 변동 범위에 대해 오프셋값이 적용되어 설정된다.
이후, 가스누기 검출 장치(130)는 가스절연변압기의 가스압력 계측값을 수신하여 상간 가스압력차를 자동으로 연산한다(S102). 이때, 가스누기 검출 장치(130)는 RTU(120)로부터 가스절연변압기의 가스압력 계측값을 전달받는다.
그리고, 가스누기 검출 장치(130)는 상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어나는지를 확인한다(S103).
그런 다음, 가스누기 검출 장치(130)는 가스누기가 발생된 상을 확인한 후, 해당 상에 대한 가스누기 경보를 발생한다(S104). 이때, 가스누기 검출 장치(130)는 가스누기 경보를 RTU(120)로 전달한다.
일부 실시 예에 의한 방법은 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), CDROM, 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.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
110 : 가스절연변압기 111 : 가스압력계
120 : RTU 130 : 가스누기 검출 장치
131 : 프로세스 132 : 메모리

Claims (6)

  1. 가스절연변압기에서 상별 가스압력 계측값을 주기적으로 측정하기 위한 가스압력계;
    상기 가스압력계로부터 전달된 상별 가스압력 계측값을 디지털 변환하여 전달하기 위한 RTU; 및
    상기 전달된 상별 가스압력 계측값을 통해 상간 가스압력차를 연산하고, 상기 연산된 상간 가스압력차와 기설정된 정상범위를 비교함에 따라 가스누기 경보를 발생 및 전달하기 위한 가스누기 검출 장치;
    를 포함하는 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 정상범위는,
    정상 상태에서 소정의 기준기간 동안에 측정된 상간 가스압력차의 변동범위에 대해 오프셋이 적용되어 설정되는 것인 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스누기 검출 장치는,
    적어도 하나 이상의 프로세스; 및
    컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세스로 하여금,
    소정 기간 동안에 상간 가스압력차에 대한 정상범위를 설정하고,
    가스절연변압기의 가스압력 계측값을 수신하여 상간 가스압력차를 연산하며,
    상간 가스압력차가 기설정된 정상범위를 벗어나는지를 확인하고,
    가스누기가 발생된 상을 확인한 후 해당 상에 대한 가스누기 경보를 발생하게 하는 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스누기 검출 장치는,
    상기 가스절연변압기의 A상-B상, B상-C상, C상-A상 상간 가스압력차 중 두 값이 상기 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 논리회로를 이용하여 1상 또는 2상 가스누기 발생을 검출하는 가스절연변압기의 가스누기 검출 시스템.
  5. 정상 상태에서 소정의 기준기간 동안에 측정된 상간 가스압력차의 변동범위에 대해 오프셋을 적용하여 상간 가스압력차에 대한 정상범위를 설정하는 단계;
    외부로부터 가스절연변압기의 가스압력 계측값을 수신하여 상간 가스압력차를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 상간 가스압력차가 상기 기설정된 정상범위를 벗어나는지를 확인함에 따라, 가스누기가 발생된 상을 확인하여 해당 상에 대한 가스누기 경보를 발생 및 전달하는 단계;
    를 포함하는 가스절연변압기의 가스누기 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스누기 경보를 발생 및 전달하는 단계는,
    상기 가스절연변압기의 A상-B상, B상-C상, C상-A상 상간 가스압력차 중 두 값이 상기 기설정된 정상범위를 벗어날 경우에 1상 또는 2상 가스누기 발생을 검출하는 가스절연변압기의 가스누기 검출 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05176371A (ja) 1991-12-26 1993-07-13 Hitachi Ltd ガス圧力監視装置
KR100668877B1 (ko) 2005-08-18 2007-01-12 동미전기공업(주) Ｓｆ6 ｇａｓ 절연 주상 변압기

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