KR20200049918A - Electric power facility monitoring apparatus of electric railway vehicle - Google Patents

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이재범
신승권
정노건
박철민
박영
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한국철도기술연구원
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Abstract

Disclosed is an electric railway power facility monitoring device. According to the present invention, the electric railway power facility monitoring device comprises: a sensing unit converting a high voltage and a high current of a power facility into a low voltage signal; an AD converter performing analog-to-digital conversion for the low voltage signal converted by the sensing unit; and a control unit analyzing voltage data and current data converted by the AD converter to determine an abnormal state of the power facility.

Description

전기철도 전력설비 모니터링 장치{ELECTRIC POWER FACILITY MONITORING APPARATUS OF ELECTRIC RAILWAY VEHICLE}ELECTRIC POWER FACILITY MONITORING APPARATUS OF ELECTRIC RAILWAY VEHICLE}

본 발명은 전기철도 전력설비 모니터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기철도의 전력설비에서 측정된 전압과 전류를 기반으로 전력설비의 이상상태를 모니터링하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric railway power facility monitoring device, and more particularly, to an electric railway power facility monitoring device that monitors an abnormal condition of the power facility based on voltage and current measured in the electric railroad power facility.

전기철도의 급전시스템에서 전력설비는 전기철도차량에 필요한 전기를 전송하는 중요한 설비이다. 전기철도에서 전력설비는 사회적, 경제적 중요성으로 인해 안전성과 운영관리의 필요성이 높아 중국, 일본, 유럽 등에서 별도의 관리시스템을 운영하고 있다. 특히 전기철도 차량이 운행하는 동안 팬터그래프와 전차선간의 이선으로 발생되는 아크 및 대용량 견인전동기에서 발생하는 고조파는 변전소 등의 전력설비에 악영향을 미치고 이는 설비의 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다. 하지만 지금까지 전력설비의 이상상태 검출을 위해, 순시치 기반의 전압과 전류 이상신호에 대한 감지기법개발이 활발하게 연구되지 않아서, 아크와 고조파와 같은 높은 주파수 대역을 갖는 전력설비의 이상신호를 감지하기 어렵다. In a power supply system of an electric railroad, a power facility is an important facility for transmitting electricity required for an electric railroad vehicle. Electricity facilities in electric railroads have separate management systems in China, Japan and Europe due to their high social and economic importance and the need for safety and operational management. In particular, the arc generated by the double line between the pantograph and the tram line while the electric railway vehicle is running, and the harmonics generated from the large-capacity traction motor adversely affect power facilities such as substations, which acts as a factor to shorten the life of the facility. However, until now, for detecting the abnormal condition of the power facility, the development of a detector method for the voltage and current abnormal signal based on the instantaneous value has not been actively researched, so it detects the abnormal signal of the power facility having a high frequency band such as arc and harmonics. It is difficult to do.

4차 산업혁명시대를 맞이하여 전력설비의 스마트운영 기술개발을 위해 열차운영 중에 발생되는 전력설비의 이상상태에 대한 데이터를 신속하고 정확하게 검출하기 위한 전력설비 이상상태 모니터링 시스템이 필요한 실정이다. In order to develop a smart operation technology for power facilities in the 4th industrial revolution, there is a need for a power facility abnormal condition monitoring system to quickly and accurately detect data on abnormal conditions of power equipment generated during train operation.

이에 종래에는 전력설비의 전력품질을 실효치 기반으로 관리하지만, 아크, 견인전동기에서 발생하는 고조파, 철도차량가속, 애자절연이상, 케이블 접속불량, 피뢰기이상 등으로 인해 순간적으로 전압이 강하되거나 높은 주파수 대역을 갖는 파형왜곡이 발생하는 문제점이 있었다. 게다가, 실효치 연산을 위해서는 일반적으로 12-Cycle Moving Window를 사용하는데, 이 경우 간헐적이며 미세한 크기의 전압과 전류 이상상태를 고속으로 정확하게 감지하고 분석하기 어렵다. 이러한 전력설비의 이상상태를 감지하지 못하고 누적될 경우 전력설비에 악영향을 미치고 이는 전력설비의 수명을 단축시키는 요인이 된다. Therefore, in the past, the power quality of power facilities is managed based on the effective value, but the voltage is instantaneously dropped or high frequency band due to harmonics generated from arcs, traction motors, railway vehicle acceleration, insulator insulation failure, cable connection failure, lightning arrester failure, etc. There was a problem in that waveform distortion having. In addition, the 12-Cycle Moving Window is generally used for the calculation of the effective value. In this case, it is difficult to accurately detect and analyze the intermittent and minute-sized voltage and current abnormalities at high speed. If it is accumulated without detecting the abnormal condition of such a power facility, it adversely affects the power facility, which is a factor that shortens the life of the power facility.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2004-0037524호(2004.05.07)의 '직류전철용 부하전력 제어회로 및 그 제어방법'에 개시되어 있다.Background of the invention is disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0037524 (2004.05.07) 'load power control circuit for a direct train and its control method'.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 전력설비에서 측정된 전압과 전류를 분석하여 전력설비의 이상상태를 확인하여 경고하고, 취득한 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 전력설비의 상태를 판단하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치를 제공하는 데 목적이 있다. The present invention was devised to improve the above-mentioned problems, and an object according to an aspect of the present invention is to analyze and analyze voltages and currents measured in a power facility to check and warn of abnormal conditions of the power facility, and to obtain and acquire the voltage data and current. The purpose is to provide an electric railway power facility monitoring device that analyzes data to determine the state of a power facility.

본 발명의 일 측면에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치는 전력설비의 고전압과 고전류를 저전압 신호로 변환하는 센싱부; 상기 센싱부에 의해 변환된 저전압 신호를 아날로그 디지털 변환하는 AD 컨버터; 및 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 상기 전력설비의 이상상태를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An electric railway power facility monitoring apparatus according to an aspect of the present invention includes a sensing unit that converts a high voltage and a high current of a power facility into a low voltage signal; An AD converter for analog-to-digital conversion of the low voltage signal converted by the sensing unit; And a control unit that analyzes voltage data and current data converted by the AD converter to determine an abnormal state of the power facility.

본 발명의 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터의 크기 및 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전력설비의 이상상태를 판단하는 것을 특징으로 한다.The control unit of the present invention is characterized in that it determines the abnormal state of the power facility using at least one of the size and frequency of the voltage data and the current data converted by the AD converter.

본 발명의 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석한 결과 상기 전력설비의 이상상태인 것으로 판단되면 상기 전력설비가 이상상태로 판단된 시점을 중심으로 기 설정된 설정시간 동안의 전압 데이터와 전류 데이터를 저장하는 것을 특징으로 한다.The controller of the present invention analyzes the voltage data and the current data converted by the AD converter, and when it is determined that the power facility is in an abnormal state, for a preset time period based on the time when the power facility is determined to be in an abnormal state. It is characterized by storing the voltage data and the current data.

본 발명의 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터를 분석한 결과 상기 전력설비가 이상상태로 판단되면 전압 데이터와 전류 데이터를 통신부를 통해 관리자 단말에 전송하는 것을 특징으로 한다.The controller of the present invention is characterized in that when the power equipment is determined to be in an abnormal state as a result of analyzing the voltage data and current data converted by the AD converter, the voltage data and current data are transmitted to the manager terminal through the communication unit.

본 발명의 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터를 분석한 결과 상기 전력설비가 이상상태로 판단되지 않으면 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터를 데이터베이스부에 저장하고, 상기 데이터베이스부의 저장공간이 기 설정된 설정공간 이하이면 통신부를 통해 관리자 단말에 데이터 백업지시 알람을 전송하는 것을 특징으로 한다.The controller of the present invention analyzes the voltage data and current data converted by the AD converter and stores the voltage data and current data converted by the AD converter in a database unit when the power facility is not determined to be in an abnormal state. If the storage space of the database unit is less than or equal to the predetermined setting space, it is characterized in that the data backup instruction alarm is transmitted to the administrator terminal through the communication unit.

본 발명은 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 상기 전력설비의 상태를 판단하는 상태 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it further comprises a state determination unit for determining the state of the power facility by analyzing the voltage data and current data converted by the AD converter.

본 발명의 상기 상태 판단부는 상기 전력설비의 상태를 기 설정된 평가지표상의 각 단계 중 어느 하나로 분류하는 것을 특징으로 한다.The state determining unit of the present invention is characterized in that the state of the power facility is classified into any one of each step on the predetermined evaluation indicator.

본 발명의 상기 상태 판단부는 상기 전력설비의 상태를 허용값, 경고값 및 조치값 중 어느 하나로 분류하는 것을 특징으로 한다. The state determination unit of the present invention is characterized in that the power facility is classified into any one of an allowable value, a warning value, and an action value.

본 발명의 일 측면에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치는 전력설비에서 측정된 전압과 전류를 분석하여 전력설비의 이상상태를 확인하여 경고하여 관리자가 전력설비의 이상상태를 인지할 수 있도록 한다.The electric railway power facility monitoring device according to an aspect of the present invention analyzes the voltage and current measured at the power facility to check the abnormality of the power facility and warns the administrator to recognize the abnormal state of the power facility.

본 발명의 다른 측면에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치는 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 전력설비의 상태를 판단하고 이를 통해 전력설비의 노후화 판단에 기여한다.The electric railway power facility monitoring apparatus according to another aspect of the present invention analyzes voltage data and current data to determine the state of the power facility and thereby contributes to the determination of the aging of the power facility.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 방법의 순서도이다. 1 is a block diagram of an electric railway power facility monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for monitoring an electric railway power facility according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치를 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 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다. Hereinafter, an electric railway power facility monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user or operator's intention or practice. Therefore, the definition of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치의 블럭 구성도이다.1 is a block diagram of an electric railway power facility monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치는 센싱부(20), AD 컨버터(30), 제어부(40), 상태 판단부(50), 데이터베이스부(70), 통신부(80) 및 관리자 단말(90)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the electric railway power facility monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a sensing unit 20, an AD converter 30, a control unit 40, a status determining unit 50, and a database unit 70 , A communication unit 80 and an administrator terminal 90.

센싱부(20)는 전력설비(10)의 고전압과 고전류를 감지하고, 감지된 고전압과 고전류를 내부에 구비된 Potential Transformer(PT)와 Current Transformer(CT)를 이용하여 저전압 신호(110V-LEVEL(전압), 5V-LEVEL(전류))로 변환한다.The sensing unit 20 detects the high voltage and high current of the power facility 10, and detects the high voltage and high current by using the Potential Transformer (PT) and Current Transformer (CT) provided therein. Voltage), 5V-LEVEL (current).

전력설비(10)는 전기철도에 전력을 공급하는 설비라면 모두 포함될 수 있으며, 이러한 전력설비(10)로는 변압기나 차단기 등이 포함될 수 있다.The power facility 10 may include any facility that supplies power to the electric railway, and such a power facility 10 may include a transformer or a circuit breaker.

AD 컨버터(30)는 센싱부(20)로부터 입력된 저전압 신호를 아날로그 디지털 컨버팅하여 고속/고정밀의 전압 데이터와 전류 데이터를 생성한다. The AD converter 30 converts the low voltage signal input from the sensing unit 20 into analog digital conversion to generate high-speed / high-precision voltage data and current data.

이 경우, AD 컨버터(30)의 샘플링수는 50ks/s이고, 비트수는 24bit일 수 있다.In this case, the sampling number of the AD converter 30 may be 50ks / s, and the number of bits may be 24bit.

데이터베이스부(70)는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 저장한다. 예를 들어, 데이터베이스부(70)는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터, 즉 로 데이터(Raw Data)를 저장할 수 있으며, 추가적으로 전력설비(10)에 이상상태가 발생한 시점을 중심으로 기 설정된 설정시간 동안의 전압 데이터와 전류 데이터를 저장할 수 있다. 즉, 데이터베이스부(70)는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 로 데이터(전압 데이터 및 전류 데이터) 뿐만 아니라 전력설비(10)의 이상상태가 발생한 시점의 전압 데이터와 전류 데이터를 모두 저장할 수 있다. The database unit 70 stores voltage data and current data converted by the AD converter 30. For example, the database unit 70 may store voltage data and current data, that is, raw data (Raw Data) converted by the AD converter 30, and additionally determine when an abnormality occurs in the power facility 10. As a center, voltage data and current data for a preset time can be stored. That is, the database unit 70 may store both voltage data and current data at the time when an abnormal condition of the power facility 10 occurs, as well as raw data (voltage data and current data) converted by the AD converter 30. .

통신부(80)는 제어부(40)로부터 입력되는 각종 데이터를 관리자 단말(90)에 전송한다. 예를 들어, 통신부(80)는 전력설비 이상상태의 전압 데이터와 전류 데이터, 데이터 백업지시 알람, 및 전력설비(10)의 상태를 관리자 단말(90)에 전송한다. 여기서, 데이터 백업지시 알람 및 전력설비(10)의 상태에 대해서는 후술한다. The communication unit 80 transmits various data input from the control unit 40 to the manager terminal 90. For example, the communication unit 80 transmits voltage data and current data of an abnormal state of the power facility, an alarm for backing up data, and the state of the power facility 10 to the manager terminal 90. Here, the data backup instruction alarm and the state of the power facility 10 will be described later.

제어부(40)는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 전력설비(10)의 이상상태를 검출하고 검출 결과에 따라 관리자 단말(90)에 전력설비(10)의 이상상태를 경고한다.The control unit 40 analyzes the voltage data and the current data converted by the AD converter 30 to detect an abnormal state of the power facility 10, and according to the detection result, the manager terminal 90 abnormality of the power facility 10 Warn of status.

즉, 제어부(40)는 TEO(Teager Energy Operator) 또는 STFT(Short Time Fourier Transform)등의 신호처리기법을 통해 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터의 주파수와 크기 및 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 전력설비(10)의 이상상태를 검출한다.That is, the control unit 40 is at least one of the frequency, magnitude, and frequency of the voltage data and the current data converted by the AD converter 30 through a signal processing technique such as TEO (Teager Energy Operator) or STFT (Short Time Fourier Transform). Use to detect the abnormal state of the power facility (10).

이 경우, 제어부(40)는 전압 데이터와 전류 데이터 각각이 기 설정된 전압 정상범위와 전류 정상범위 이내에 포함되지 않거나, 또는 주파수 스펙트럼이 기 설정된 정상 주파수 스펙트럼 이내에 포함되지 않으면, 전력설비(10)가 이상상태인 것으로 판단한다. In this case, if the voltage data and the current data are not included within the preset voltage normal range and the current normal range, or if the frequency spectrum is not included within the preset normal frequency spectrum, the power facility 10 is abnormal. It is judged to be in a state.

전력설비(10)가 이상상태인 것으로 판단되면, 제어부(40)는 전력설비(10)가 이상상태인 것으로 판단된 시점의 전압 데이터와 전류 데이터를 통신부(80)를 통해 관리자 단말(90)에 전송함으로써, 관리자가 전력설비(10)가 이상상태임을 인지하고 대처할 수 있도록 한다. When it is determined that the power facility 10 is in an abnormal state, the control unit 40 transmits voltage data and current data at the time when the power facility 10 is determined to be in an abnormal state to the manager terminal 90 through the communication unit 80. By transmitting, the manager can recognize that the power facility 10 is in an abnormal state and cope with it.

한편, 제어부(40)는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터(로 데이터)를 데이터베이스부(70)에 저장하고, 전력설비(10)의 이상상태를 판단한 결과 전력설비(10)가 이상상태인 것으로 판단되면, 전력설비(10)의 이상상태가 검출된 시점을 중심으로 기 설정된 설정시간 동안의 전압 데이터와 전류 데이터를 데이터베이스부(70)에 저장한다. 이에 따라, 데이터베이스부(70)에는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 로 데이터(전압 데이터 및 전류 데이터)뿐만 아니라 전력설비(10)의 이상상태가 발생한 시점을 중심으로 한 설정시간 동안의 전압 데이터와 전류 데이터가 모두 저장되게 된다.On the other hand, the control unit 40 stores the voltage data and current data (low data) converted by the AD converter 30 in the database unit 70, and determines the abnormal state of the power facility 10. ) Is determined to be in an abnormal state, the voltage unit and the current data for a preset time period are stored in the database unit 70 based on a time point when the abnormal state of the power facility 10 is detected. Accordingly, in the database unit 70, not only the raw data (voltage data and current data) converted by the AD converter 30, but also the voltage data for a set time centering on the time when the abnormal condition of the power facility 10 occurs. And the current data are all saved.

이 경우, 제어부(40)는 데이터베이스부(70)의 저장공간이 기 설정된 설정공간 이하이면 통신부(80)를 통해 관리자 단말(90)에 데이터 백업지시 알람을 전송한다. 이에 따라 관리자는 데이터베이스부(70)에 저장된 각종 데이터에 대한 백업 등을 통해 데이터베이스부(70) 내 저장공간을 관리할 수 있다. In this case, if the storage space of the database unit 70 is equal to or less than a preset setting space, the control unit 40 transmits a data backup instruction alarm to the manager terminal 90 through the communication unit 80. Accordingly, the administrator can manage the storage space in the database unit 70 by backing up various data stored in the database unit 70.

상태 판단부(50)는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 전력설비(10)의 상태를 판단하여 전력설비(10)의 수명 또는 건전성을 인지할 수 있도록 한다. The state determining unit 50 analyzes voltage data and current data converted by the AD converter 30 to determine the state of the power facility 10 to recognize the life or health of the power facility 10.

상태 판단부(50)는 전력설비(10)의 상태를 기 설정된 평가지표상의 각 단계 중 어느 하나로 분류하는데, 예를 들어 전력설비(10)의 상태를 허용값, 경고값 및 조치값 중 어느 하나로 분류하고, 이러한 전력설비(10)의 상태를 제어부(40)에 전송한다. 이 경우, 제어부(40)는 상태 판단부(50)로부터 입력된 전력설비(10)의 상태를 통신부(80)를 통해 관리자 단말(90)로 전송한다. The state determining unit 50 classifies the state of the power facility 10 into any one of each step on a predetermined evaluation index, for example, the state of the power facility 10 as one of allowable values, warning values, and action values Classification, and transmits the state of the power facility 10 to the control unit 40. In this case, the control unit 40 transmits the status of the power facility 10 input from the status determination unit 50 to the manager terminal 90 through the communication unit 80.

허용값은 전력설비(10)의 상태에 대응되는 전력설비(10)의 잔여 수명을 안내하기 위한 값이고, 경고값은 전력설비(10)의 상태가 현재 경고수준임을 안내하기 위한 값이며, 조치값은 전력설비(10)의 상태가 전력설비(10)에 대한 조치가 필요한 수준을 안내하기 위한 값이다. 이를 통해 관리자는 상기한 전력설비(10)의 상태에 따라 전력설비(10)에 대한 적절한 관리를 수행할 수 있다. The allowable value is a value for guiding the remaining life of the power facility 10 corresponding to the state of the power facility 10, and a warning value is a value for guiding that the state of the power facility 10 is the current warning level, and action The value is a value for guiding the level in which the state of the power facility 10 requires action on the power facility 10. Through this, the manager can perform proper management of the power facility 10 according to the state of the power facility 10 described above.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 방법을 도 2 를 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method for monitoring an electric railway power facility according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비(10) 모니터링 방법의 순서도이다. 2 is a flow chart of a method for monitoring an electric railway power facility 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2 를 참조하면, 센싱부(20)는 전력설비(10)의 고전압과 고전류를 감지하고, 감지된 고전압과 고전류를 Potential Transformer(PT)와 Current Transformer(CT)를 이용하여 저전압 신호(110V-LEVEL(전압), 5V-LEVEL(전류))로 변환한다(S10).Referring to FIG. 2, the sensing unit 20 detects high voltage and high current of the power facility 10, and detects the high voltage and high current by using a potential transformer (PT) and a current transformer (CT) to generate a low voltage signal (110V- Convert to LEVEL (voltage), 5V-LEVEL (current) (S10).

이어 AD 컨버터(30)는 센싱부(20)로부터 입력된 저전압 신호를 아날로그 디지털 컨버팅하여 고속/고정밀의 전압 데이터와 전류 데이터를 생성한다(S20). Next, the AD converter 30 generates high-speed / high-precision voltage data and current data by analog-to-digital conversion of the low voltage signal input from the sensing unit 20 (S20).

AD 컨버터(30)에 의해 고속/고정밀의 전압 데이터와 전류 데이터가 생성됨에 따라, 제어부(40)는 이 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 전력설비(10)가 이상상태인지를 판단한다(S30). As the high-speed / high-precision voltage data and current data are generated by the AD converter 30, the control unit 40 analyzes the voltage data and current data to determine whether the power facility 10 is in an abnormal state (S30). .

이 경우, 제어부(40)는 전압 데이터와 전류 데이터 각각이 기 설정된 전압 정상범위와 전류 정상범위 이내에 포함되지 않거나, 또는 주파수 스펙트럼이 기 설정된 정상 주파수 스펙트럼 이내에 포함되지 않으면, 전력설비(10)가 이상상태인 것으로 판단한다. In this case, if the voltage data and the current data are not included within the preset voltage normal range and the current normal range, or if the frequency spectrum is not included within the preset normal frequency spectrum, the power facility 10 is abnormal. It is judged to be in a state.

판단 결과 전력설비(10)가 이상상태인 것으로 판단되면, 제어부(40)는 전력설비(10)의 이상상태가 판단된 시점을 중심으로 기 설정된 설정시간 동안의 전압 데이터와 전류 데이터를 데이터베이스부(70)에 저장하고(S40), 전력설비(10)가 이상상태인 것으로 판단된 시점의 전압 데이터와 전류 데이터를 통신부(80)를 통해 관리자 단말(90)에 전송한다(S50). When it is determined that the power facility 10 is in an abnormal state, the control unit 40 stores the voltage data and current data for a preset time based on the time when the abnormal state of the power facility 10 is determined. 70) and transmits the voltage data and current data at the time when it is determined that the power facility 10 is in an abnormal state to the manager terminal 90 through the communication unit 80 (S50).

한편, 제어부(40)는 전력설비(10)가 이상상태인 것과 무관하게 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터(로 데이터)를 데이터베이스부(70)에 저장한다(S60). Meanwhile, the control unit 40 stores the voltage data and the current data (low data) converted by the AD converter 30 in the database unit 70 regardless of whether the power facility 10 is in an abnormal state (S60).

데이터베이스부(70)에 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 로 데이터(전압 데이터 및 전류 데이터) 및 전력설비(10)의 이상상태가 발생한 시점의 전압 데이터와 전류 데이터를 저장하는 과정에서, 제어부(40)는 데이터베이스부(70)의 저장공간이 설정공간 이하인지를 판단(S70)하는데, 데이터베이스부(70)의 저장공간이 설정공간 이하이면 통신부(80)를 통해 관리자 단말(90)에 데이터 백업지시 알람을 전송한다(S80).In the process of storing the voltage data and current data at the time when the abnormal state of the power facility 10 and the raw data (voltage data and current data) converted by the AD converter 30 in the database unit 70, the control unit ( 40) determines whether the storage space of the database unit 70 is less than or equal to the set space (S70). If the storage space of the database unit 70 is less than or equal to the set space, data is backed up to the manager terminal 90 through the communication unit 80. The indication alarm is transmitted (S80).

한편, 상태 판단부(50)는 AD 컨버터(30)에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 전력설비(10)의 상태를 판단(S90)한다. 이 경우 상태 판단부(50)는 전력설비(10)의 상태를 평가지표상의 각 단계 예를 들어 허용값, 경고값 및 조치값 중 어느 하나로 분류한다. 이 경우, 제어부(40)는 상태 판단부(50)에 의해 판단된 전력설비(10)의 상태를 통신부(80)를 제어하여 관리자 단말(90)로 전송한다(S100). Meanwhile, the state determination unit 50 analyzes the voltage data and the current data converted by the AD converter 30 to determine the state of the power facility 10 (S90). In this case, the state determination unit 50 classifies the state of the power facility 10 into any one of the allowable value, the warning value, and the action value, for example, at each step on the evaluation index. In this case, the control unit 40 controls the communication unit 80 to transmit the status of the power facility 10 determined by the status determination unit 50 to the manager terminal 90 (S100).

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치는 전력설비에서 측정된 전압과 전류를 분석하여 전력설비의 이상상태를 확인하여 경고하여 관리자가 전력설비의 이상상태를 인지할 수 있도록 한다.As such, the electric railway power facility monitoring device according to an embodiment of the present invention analyzes the voltage and current measured at the power facility to check the abnormality of the power facility and warns the administrator to recognize the abnormal state of the power facility. To make.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도 전력설비 모니터링 장치는 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 전력설비의 상태를 판단하고 이를 통해 전력설비의 노후화 판단에 기여한다.In addition, the electric railway power facility monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention analyzes voltage data and current data to determine the state of the power facility, thereby contributing to determining the aging of the power facility.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art to which the technology pertains are capable of various modifications and other equivalent embodiments. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims below.

10: 전력설비 20: 센싱부
30: AD 컨버터 40: 제어부
50: 상태 판단부 70: 데이터베이스부
80: 통신부 90: 관리자 단말 10: power equipment 20: sensing unit
30: AD converter 40: control unit
50: state determination unit 70: database unit
80: communication unit 90: administrator terminal

Claims (8)

전력설비의 고전압과 고전류를 저전압 신호로 변환하는 센싱부;
상기 센싱부에 의해 변환된 저전압 신호를 아날로그 디지털 변환하는 AD 컨버터; 및
상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 상기 전력설비의 이상상태를 판단하는 제어부를 포함하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
A sensing unit for converting high voltage and high current of the power facility into a low voltage signal;
An AD converter for analog-to-digital conversion of the low voltage signal converted by the sensing unit; And
Electric railway power facility monitoring device comprising a control unit for analyzing the voltage data and current data converted by the AD converter to determine the abnormal state of the power facility.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터의 크기 및 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전력설비의 이상상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the control unit determines an abnormal state of the power facility using at least one of the size and frequency of the voltage data and the current data converted by the AD converter.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석한 결과 상기 전력설비의 이상상태인 것으로 판단되면 상기 전력설비가 이상상태로 판단된 시점을 중심으로 기 설정된 설정시간 동안의 전압 데이터와 전류 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
The controller according to claim 1, wherein when the controller determines that the power facility is in an abnormal state as a result of analyzing the voltage data and the current data converted by the AD converter, the control unit is preset based on a time when the power facility is determined to be in an abnormal state. Electric railway power facility monitoring device, characterized in that for storing the voltage data and current data during the set time.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터를 분석한 결과 상기 전력설비가 이상상태로 판단되면 전압 데이터와 전류 데이터를 통신부를 통해 관리자 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
The method of claim 1, wherein the controller analyzes the voltage data and the current data converted by the AD converter, and when the power facility is determined to be in an abnormal state, transmits the voltage data and the current data to the manager terminal through the communication unit. Electric railway power facility monitoring device.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터를 분석한 결과 상기 전력설비가 이상상태로 판단되지 않으면 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터과 전류 데이터를 데이터베이스부에 저장하고, 상기 데이터베이스부의 저장공간이 기 설정된 설정공간 이하이면 통신부를 통해 관리자 단말에 데이터 백업지시 알람을 전송하는 것을 특징으로 하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
The method of claim 1, wherein the controller stores the voltage data and the current data converted by the AD converter in the database if the power equipment is not determined to be in an abnormal state as a result of analyzing the voltage data and the current data converted by the AD converter. And, if the storage space of the database unit is less than a preset setting space, the electric rail power facility monitoring device, characterized in that for transmitting the data backup instruction alarm to the administrator terminal through the communication unit.
제 1 항에 있어서, 상기 AD 컨버터에 의해 변환된 전압 데이터와 전류 데이터를 분석하여 상기 전력설비의 상태를 판단하는 상태 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a state determination unit to determine the state of the power facility by analyzing voltage data and current data converted by the AD converter.
제 6 항에 있어서, 상기 상태 판단부는 상기 전력설비의 상태를 기 설정된 평가지표상의 각 단계 중 어느 하나로 분류하는 것을 특징으로 하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
The apparatus of claim 6, wherein the state determining unit classifies the state of the power facility into any one of each step on a predetermined evaluation index.
제 7 항에 있어서, 상기 상태 판단부는 상기 전력설비의 상태를 허용값, 경고값 및 조치값 중 어느 하나로 분류하는 것을 특징으로 하는 전기철도 전력설비 모니터링 장치.
The apparatus for monitoring an electric railroad power facility according to claim 7, wherein the state determining unit classifies the state of the power facility into one of an allowable value, a warning value, and an action value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102165530B1 (en) * 2020-06-03 2020-10-14 (주)금호전력 A system for collecting data of railway equipmets with sensor adaptor

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