KR20200097196A - 스마트 그리드 배전 변압기 - Google Patents

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알베르토 프리에토
압델가푸 브와이카
카를로 레다
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Abstract

배전 변압기 모니터링 시스템은 변압기 유체 탱크를 포함하는 배전 변압기, 복수의 센서들을 포함하는 모니터링 유닛으로서, 상기 모니터링 유닛은 상기 배전 변압기에 결합되고, 상기 복수의 센서들은 상기 모니터링 유닛에서 상기 배전 변압기의 변압기 유체 탱크 내로 연장되는 센서 프로브를 포함하는 유체 센서를 포함하는, 상기 모니터링 유닛, 및 상기 배전 변압기에 결합되고 상기 모니터링 유닛에 통신 가능하게 결합되는 통신 유닛을 포함할 수 있다. 상기 모니터링 유닛은 상기 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수신하는 센서 모듈, 상기 센서 데이터를 상기 모니터링 유닛의 내부 데이터 저장 디바이스에 저장하는 저장 모듈, 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 분석 모듈, 및 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.

Description

스마트 그리드 배전 변압기
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 35 U.S.C. §119(e) 하에서 2017년 3월 10일자로 출원된 미국 가출원 제62/470,147호의 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 발명은 스마트 그리드 배전 변압기에 관한 것이다.
배전 변압기들은 전력 배전 시스템에서 최종적인 전압 변환을 제공하며 전송 라인에서 사용된 전압을 소비자에 의해 사용되는 전압으로 낮춘다. 예를 들어, 배전 변압기는 하나 이상의 거주지들로 배전하기 위해 전송 라인 전압을 가정용 전압 레벨들로 낮출 수 있다. 배전 변압기들은 일반적으로 전력 변압기들보다 훨씬 작기 때문에, 전신주에 폴(pole)로 설치되거나 또는 지면 상에 패드(pad)로 설치될 수 있다. 일반적인 배전 변압기들은 절연과 냉각을 위해 오일에 담겨진 내부 부품들을 포함한다.
본 발명은 스마트 그리드 배전 변압기와 관련한 향상된 시스템들, 방법들 및 컴퓨팅 디바이스들을 제공한다.
한 양태에 따라, 배전 변압기 모니터링을 위한 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 배전 변압기, 모니터링 유닛 및 통신 유닛을 포함한다. 상기 배전 변압기는 변압기 유체 탱크를 포함한다. 상기 모니터링 유닛은 복수의 센서들을 포함하고, 상기 배전 변압기에 연결된다. 상기 복수의 센서들은 모니터링 유닛에서 상기 배전 변압기의 변압기 유체 탱크 내로 연장되는 센서 프로브를 포함하는 유체 센서를 포함한다. 상기 모니터링 유닛은 상기 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수신하기 위한 센서 모듈로서, 상기 센서 데이터가 (i) 전압 또는 전류 센서로부터의 전압 또는 전류 데이터로서, 상기 배전 변압기에 의해 출력된 전압 또는 전류를 나타내는 상기 전압 또는 전류 데이터, 및 (ii) 유체 센서로부터의 유체 탱크 데이터로서, 상기 변압기 유체 탱크 내의 특성을 나타내는 상기 유체 탱크 데이터를 포함하는, 상기 센서 모듈; 상기 센서 데이터를 상기 모니터링 유닛의 내부 데이터 저장 디바이스에 저장하는 저장 모듈; 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 분석 모듈; 및 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 통신 모듈을 포함한다. 상기 통신 유닛은 상기 배전 변압기에 결합되고 상기 모니터링 유닛에 통신 가능하게 결합된다.
일부 실시예들에서, 상기 통신 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 분리된 인클로저(enclosure)를 포함할 수 있고, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 전달하는 것은 상기 통신 유닛을 사용하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스와 통신하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 것은 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터에 기초하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 경보(alert)를 전달하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 통신 유닛은 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송하기 위한 식별 모듈을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 전송하는 것은 상기 통신 유닛의 무선 주파수 식별자(RFID) 시스템으로 식별 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 유체 센서는 유체 온도 센서, 절연 유체 레벨 센서, 압력 센서, 수분 함량 센서(water content sensor), 또는 용존 가스 센서(dissolved gas sensor)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것은 추정된 수명 소비 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것은 진단 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 배전 변압기는 변압기 단자를 포함할 수 있고, 상기 전압 또는 전류 센서는 상기 배전 변압기에 의해 출력되는 전압 또는 전류를 측정하기 위해 상기 변압기 단자에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 모니터링 유닛은 상기 변압기 단자에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
다른 양태에 따라, 배전 변압기 모니터링을 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 모니터링 유닛에 의해, 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수신하는 단계; 상기 모니터링 유닛에 의해, 상기 센서 데이터를 상기 모니터링 유닛의 내부 데이터 저장 디바이스에 저장하는 단계; 상기 모니터링 유닛에 의해, 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계; 및 상기 모니터링 유닛에 의해, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 단계를 포함한다. 상기 센서 데이터를 수신하는 단계는 전압 또는 전류 센서로부터 전압 또는 전류 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 전압 또는 전류 데이터가 배전 변압기에 의해 출력된 전압 또는 전류를 나타내는, 상기 전압 또는 전류 데이터 수신 단계; 및 유체 센서로부터 유체 탱크 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 유체 탱크 데이터가 상기 배전 변압기의 변압기 유체 탱크 내의 특성을 나타내는, 상기 유체 탱크 데이터 수신 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 단계는 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터에 기초하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 경보를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 전달하는 단계는 통신 유닛을 사용하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스와 통신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 통신 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 분리된 인클로저를 포함하고, 상기 통신 유닛은 상기 모니터링 유닛과 통신 가능하게 결합된다. 일부 실시예들에서, 상기 통신 유닛의 인클로저는 비금속일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 상기 통신 유닛에 의해, 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 전송하는 단계는 상기 통신 유닛의 무선 주파수 식별자(RFID) 시스템으로 식별 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 유체 센서로부터 상기 유체 탱크 데이터를 수신하는 단계는 유체 온도 센서, 절연 유체 레벨 센서, 압력 센서, 수분 함량 센서, 또는 용존 가스 센서로부터 유체 탱크 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계는 추정된 수명 소비 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계는 진단 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 전압 또는 전류 센서로부터 상기 전압 또는 전류 데이터를 수신하는 단계는 상기 배전 변압기의 변압기 단자에 결합된 전압 또는 전류 센서로부터 전압 또는 전류 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 모니터링 유닛은 상기 변압기 단자에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
또 다른 양태에 따라, 배전 변압기 시스템을 조립하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 배전 변압기의 변압기 유체 탱크의 벽에 개구부를 형성하는 단계; 상기 변압기 유체 탱크의 벽에 플랜지(flange)를 부착하는 단계로서, 상기 플랜지는 상기 개구부를 둘러싸고 있는, 상기 플랜지 부착 단계; 상기 플랜지를 부착하는 것에 응답하여 상기 개구부를 통해 상기 변압기 유체 탱크에 모니터링 유닛의 센서 프로브 어레이를 삽입하는 단계로서, 상기 센서 프로브 어레이는 상기 변압기 유체 탱크 내의 특성을 측정하기 위해 센서 프로브를 포함하는, 상기 센서 프로브 어레이 삽입 단계; 및 상기 센서 프로브 어레이를 삽입하는 데 응답하여 상기 모니터링 유닛을 상기 플랜지에 부착하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 개구부를 형성하는 단계는 기존의 변압기 유체 탱크에서 개구부를 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 플랜지를 부착하는 단계는 상기 플랜지를 상기 벽에 용접하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 모니터링 유닛을 부착하는 단계는 상기 모니터링 유닛을 상기 플랜지에 볼트 체결하는(bolting) 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 개념들은 첨부 도면들에 제한이 아닌 예로서 도시되어 있다. 도시의 간략함과 명료함을 위해, 첨부 도면들에 도시된 요소들은 반드시 축척대로 그려지지는 않았다. 적절한 것으로 간주되는 경우, 대응하거나 유사한 요소들을 나타내기 위해 첨부 도면들에서 참조 라벨들이 반복되었다. 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조한다.
도 1은 스마트 그리드 배전 변압기 모니터링을 위한 시스템의 적어도 하나의 실시예의 간략화된 블록도이다.
도 2는 도 1의 시스템의 모니터링 유닛 및 통신 유닛의 적어도 하나의 실시예의 간략화된 블록도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 모니터링 유닛의 적어도 하나의 실시예의 사시도이다.
도 4은 도 1 내지 도 3의 모니터링 유닛의 적어도 하나의 실시예의 저면도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4의 모니터링 유닛의 적어도 하나의 실시예의 내부도이다.
도 6은 도 1 내지 도 5의 모니터링 유닛의 센서 프로브 어레이의 상세도이다.
도 7은 도 1 내지 도 5의 모니터링 유닛의 아랫부분의 내부도이다.
도 8은 도 1의 시스템의 전압/전류 센서 접속부의 상세도이다.
도 9는 도 8의 전압/전류 센서 접속부의 측면도이다.
도 10은 도 1의 시스템의 변압기 탱크 벽의 개구부의 정면도이다.
도 11은 도 1의 시스템의 적어도 하나의 실시예의 사시도이다.
도 12는 도 11의 시스템의 적어도 하나의 실시예의 내부도이다.
도 13은 도 1 내지 도 12의 모니터링 유닛에 의해 확립될 수 있는 환경의 적어도 하나의 실시예의 간략화된 블록도이다.
도 14는 도 1 내지 도 13의 모니터링 유닛에 의해 실행될 수 있는 배전 변압기 모니터링 방법의 적어도 하나의 실시예의 간략화된 흐름도이다.
도 15는 도 1의 시스템을 조립하기 위한 방법의 적어도 하나의 실시예의 간략화된 흐름도이다.
도 16은 도 1의 시스템을 위한 구성 툴의 제 1 사용자 인터페이스 스크린의 예시적인 실시예이다.
도 17은 도 15의 구성 툴의 제 2 사용자 인터페이스 스크린의 예시적인 실시예이다.
본 개시 내용의 개념들은 다양한 변형들 및 대안적인 형태들이 가능하지만, 그 특정 실시예들이 도면들에 예로서 도시되어 있고 여기에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시 내용의 개념들을 개시된 특정 형태로 제한하려는 의도는 없으며, 오히려 그와 반대로 본 개시 내용 및 첨부된 청구 범위와 부합하는 모든 변형들, 등가물들 및 대안들을 포괄하려는 의도임을 이해해야 한다.
본 명세서에서 "일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예” 등을 언급하는 것은 기술된 실시예가 특정 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예들 각각이 그러한 특정의 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하거나 포함하지 않을 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 문구들은 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정의 특징, 구조 또는 특성이 실시예와 관련하여 기술될 때, 명시적으로 기술되든 기술되지 않든 상관없이 다른 실시예들과 관련되어 그러한 특징, 구조 또는 특성을 달성하는 것이 당업자의 지식 범위 내에 있다는 것은 자명하다. 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나"의 형태로 나열된 항목들은 (A); (B); (C); (A와 B); (A와 C); (B와 C); 또는 (A, B 및 C)를 의미할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 마찬가지로, "A, B 또는 C 중 적어도 하나"의 형태로 나열된 항목들은 (A); (B); (C); (A와 B); (A와 C); (B와 C); 또는 (A, B 및 C)를 의미할 수 있다.
개시된 실시예들은 일부 경우들에 있어서 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 개시된 실시예들은 또한 하나 이상의 프로세서들에 의해 판독 및 실행될 수 있는 하나 이상의 일시적 또는 비일시적 머신 판독 가능한(예를 들어, 컴퓨터 판독 가능한) 저장 매체에 의해 운반되거나 그에 저장되는 명령어들로서 구현될 수 있다. 기계 판독 가능한 저장 매체는 기계에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 또는 전송하기 위한 임의의 저장 디바이스, 메커니즘 또는 다른 물리적 구조(예를 들어, 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 매체 디스크 또는 다른 매체 디바이스)로서 구현될 수 있다.
도면들에서, 일부 구조 또는 방법 특징들은 특정의 배열 및/또는 순서들로 도시될 수 있다. 그러나, 그러한 특정의 배열들 및/또는 순서들은 요구되지 않을 수 있음을 인식해야 한다. 오히려, 일부 실시예들에서, 그러한 특징들은 예시적인 도면들에 도시된 것과 다른 방식 및/또는 순서로 배열될 수 있다. 부가적으로, 특정 도면에서 구조 또는 방법 특징을 포함하는 것은 그러한 특징이 모든 실시예들에서 요구된다는 것을 나타내기 위해 의도된 것이 아니며, 그러한 특징은 포함되지 않을 수도 있고, 다른 특징들과 결합될 수도 있다.
이제 도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 스마트 그리드 배전 변압기 모니터링을 위한 시스템(100)은 모니터링 유닛(102), 통신 유닛(104) 및 배전 변압기(106)를 포함한다. 배전 변압기(106)는 변압기 절연 유체(110)를 포함하는 탱크를 적어도 부분적으로 규정하는 탱크 벽(108)을 포함한다. 변압기 절연 유체(110)는 배전 변압기(106)의 내부 구성 요소들을 절연하고 냉각시키는 비전도성 절연 유체이다. 변압기 절연 유체(110)는 유전체 유체일 수 있고, 비제한적인 예로서 미네랄 오일, 에스테르계 유체 또는 유사한 물질이 될 수 있다. 배전 변압기(106)는 또한 하나 이상의 저전압 부싱들(low-voltage bushings)(112)을 포함하며, 이를 통해 배전 변압기(106)의 저전압 출력이 액세스 가능하다. 도시된 바와 같이, 모니터링 유닛(102)은 탱크 벽(108)을 통해 절연 유체(110) 내로 삽입되는 센서 프로브 어레이(114)를 포함한다. 모니터링 유닛(102)은 또한 전압/전류 센서 접속부(116)를 사용하여 저전압 부싱들(112)에 접속된다. 탱크 벽(108)에 부착되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서 모니터링 유닛(102)은 커버와 같은 탱크의 다른 부분에 부착될 수 있음을 이해해야 한다.
사용 시에, 하기에 더 기술되는 바와 같이, 모니터링 유닛(102)은 다수의 센서들로부터 센서 데이터를 수신하며, 이들은 전압 및 전류 센서 데이터뿐만 아니라 절연 유체(110)의 특성을 나타내는 센서 데이터를 포함한다. 모니터링 유닛(102)은 생성된 데이터를 결정하기 위해 센서 데이터를 분석할 수 있다. 통신 유닛(104)은 배전 변압기(106)와 관련된 센서 데이터, 생성된 데이터 및/또는 식별 데이터를 예를 들어 무선 네트워킹, RFID 또는 다른 기술들을 통해 하나 이상의 원격 디바이스들로 전송할 수 있다. 따라서, 시스템(100)은 배전 변압기(106)의 상태에 대한 지속적인 모니터링을 제공할 수 있으며, 이는 네트워크 상태에 대한 알 수 있는 상황을 향상시킨다. 또한, 시스템(100)은 배전 변압기(106)에 단지 2 개의 디바이스들(모니터링 유닛(102) 및 통신 유닛(104))만이 설치되도록 함으로써 간단하고 견고한 조립체를 제공할 수 있다. 각각의 센서를 개별적으로 설치 및 배선하는 것에 비해, 시스템(100)은 높은 신뢰성을 가지면서 설치 비용을 낮출 수 있다. 또한, 시스템(100)은 기존의 배전 변압기들에 개조(retrofit)될 수 있고, 서비스 중에 용이하게 교체될 수 있다. 또한, 시스템(100)은 배전 변압기(106)의 저전압 부싱들 또는 다른 단자들로부터 전력을 끌어올 수 있고, 따라서 변전소와 같은 외부 전력 공급 장치가 없는 위치들에서 사용될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 다이어그램(200)은 모니터링 유닛(102) 및 통신 유닛(104)을 도시한다. 모니터링 유닛(102)은, 비제한적으로, 컴퓨터, 임베디드 시스템, 산업용 컨트롤러, 멀티프로세서 시스템, 서버, 랙 마운트 서버(rack-mounted server), 네트워크 기기, 분산형 컴퓨팅 시스템, 프로세서 기반 시스템,및/또는 소비자 전자 디바이스를 포함하여 본 명세서에 기술된 기능들을 수행할 수 있는 임의의 유형의 계산 또는 컴퓨터 디바이스로서 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모니터링 유닛(102)은 예시적으로 프로세서(220), 입력/출력 서브시스템(222), 메모리(224) 및 데이터 저장 디바이스(226)를 포함한다. 물론, 모니터링 유닛(102)은 다른 또는 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있으며, 예컨대 다른 실시예들에서 산업용 제어기(예를 들어, 다양한 입력/출력 디바이스들)에서 일반적으로 발견되는 것들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 일부 실시예들에서, 예시적인 구성 요소들 중 하나 이상은 다른 구성 요소에 통합되거나, 또는 다른 구성 요소의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 메모리(224) 또는 그 일부는 일부 실시예들에서 프로세서(220)에 통합될 수 있다.
프로세서(220)는 본 명세서에 기술된 기능들을 수행할 수 있는 임의의 유형의 프로세서로서 구현될 수 있다. 프로세서(220)는 단일 또는 다중 코어 프로세서(들), 디지털 신호 프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 다른 프로세서 또는 처리/제어 회로로서 구현될 수 있다. 유사하게, 메모리(224)는 본 명세서에 기술된 기능들을 수행할 수 있는 임의의 유형의 휘발성 또는 비휘발성 메모리 또는 데이터 저장 디바이스로서 구현될 수 있다. 동작 시에, 메모리(224)는 운영 시스템들, 애플리케이션들, 프로그램들, 라이브러리들 및 드라이버들과 같은 모니터링 유닛(102)의 동작 동안 사용되는 다양한 데이터 및 소프트웨어를 저장할 수 있다. 메모리(224)는 I/O 서브시스템(222)을 통해 프로세서(220)에 통신 가능하게 결합되며, 상기 시스템은 프로세서(220), 메모리(224) 및 모니터링 유닛의 다른 구성 요소들과의 입력/출력 동작들을 용이하게 하는 회로 및/또는 구성 요소들로서 구현될 수 있다. 예를 들어, I/O 서브 시스템(222)은 메모리 제어기 허브들, 입력/출력 제어 허브들, 펌웨어 디바이스들, 통신 링크들(즉, 포인트-투-포인트 링크들, 버스 링크들, 와이어들, 케이블들, 라이트 가이드들(light guides), 인쇄 회로 기판 트레이스 등) 및/또는 입력/출력 동작들을 용이하게 하기 위한 다른 구성 요소들 및 서브시스템들로서 구현되거나, 또는 이들을 포함할 수 있다.
데이터 저장 디바이스(226)는 예를 들어 메모리 디바이스들 및 회로들, 메모리 카드들, 하드 디스크 드라이브들, 솔리드 스테이트 드라이브들 또는 다른 데이터 저장 디바이스들과 같은 데이터의 단기 또는 장기 저장을 위해 구성된 임의의 유형의 디바이스 또는 디바이스들로서 구현될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 데이터 저장 디바이스(226)는 배전 변압기(106)와 관련된 센서 데이터, 생성된 데이터 및/또는 식별 데이터를 저장할 수 있다.
도시된 바와 같이, 모니터링 유닛(102)은 하나 이상의 전압/전류 센서들(228) 및 다수의 유체 센서들(230)을 더 포함한다. 전압/전류 센서들(228)은 전류 및 전압을 결정할 수 있는 임의의 전자 센서들로서 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전압/전류 센서들(228)은 전압/전류 센서 접속부(116)에 결합되고, 상기 접속부는 배전 변압기(106)의 저전압 부싱들(112)에 접속된다. 따라서, 전압/전류 센서들(228)은 배전 변압기(106)의 저전압 출력의 전압 및 전류를 감지할 수 있다. 전압/전류 센서들(228) 및/또는 전압/전류 센서 접속부(116)는 하나 이상의 홀 효과 센서들, 전류 변환기들, 로고스키 코일들(Rogowski coils), 또는 다른 센서 디바이스들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 전압/전류 센서 접속부(116)는 배전 변압기(106)의 3 개의 전기 위상들 각각에서 전류를 측정하도록 구성된 3 개의 로고스키 코일들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 전류 측정 디바이스는 변압기 탱크 내에 포함될 수 있고, 에폭시 수지로 절연될 수 있고, 또는 변압기 부싱들(112) 내에 포함될 수 있다. 전압/전류 센서 접속부(116)는 또한 저전압 부싱들(112)로부터 전력을 끌어올 수 있으며, 이러한 전력은 모니터링 유닛(102) 및 통신 유닛(104)의 기능(functionality)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)의 임의의 다른 단자(들)로부터 전력을 끌어올 수 있다.
유체 센서들(230) 각각은 배전 변압기(106) 내의 절연 유체(110)의 하나 이상의 특성들을 감지할 수 있는 임의의 전자 센서로서 구현될 수 있다. 각각의 유체 센서(230)는 센서 프로브(232)에 결합되고, 센서 프로브는 모니터링 유닛(102)의 외부 상에서 센서 프로브 어레이(114)로 배열되고 절연 유체(110) 내로 연장된다.
적어도 하나의 실시예에서, 유체 센서들(230)은 유체 온도 센서, 수분 센서, 용존 가스 센서, 절연 유체 레벨 센서 및/또는 압력 센서를 포함할 수 있다. 유체 온도 센서는 절연 유체(110)의 온도를 결정하도록 구성될 수 있고, 변압기 탱크의 상단을 향해 위치될 수 있다. 유체 온도 센서는 ifm electronic GmbH에 의해 제공되는 센서(부품 번호 TA2115)로서 구현될 수 있다. 수분 센서는 절연 유체(110) 내에 물의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 수분 센서는 ifm electronic GmbH에 의해 제공되는 센서(부품 번호 LDH100)로서 구현될 수 있다. 용존 가스 센서는 절연 유체(110) 내에 용해된 수소(H2)와 같은 하나 이상의 가스들을 검출하기 위한 센서로서 구성될 수 있다. 용존 가스 센서는 H2Scan에 의해 제공되는 수소 센서(부품 번호 440-GG01)로서 구현될 수 있다. 유체 레벨 센서는 절연 유체(110)가 탱크 내에서 특정 레벨에 도달하는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 다수의 유체 레벨 센서들(예를 들어, 정상 레벨 센서 및 임계 레벨 센서)을 포함할 수 있다. 각각의 절연 유체 레벨 센서는 ifm electronic GmbH에 의해 제공되는 센서(부품 번호 LMT110)로서 구현될 수 있다. 압력 센서는 배전 변압기(106) 내의 절연 유체(110)의 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 압력 센서는 ifm electronic GmbH에 의해 제공된 센서(부품 번호 PT5415)로서 구현될 수 있다.
도시된 바와 같이, 모니터링 유닛(102)은 예를 들어 4-핀 커넥터를 통해 통신 유닛(104)에 결합된다. 통신 유닛(104)은 비금속 인클로저(nonmetallic enclsoure)와 같이, 전파 또는 다른 무선 신호들의 전송을 허용하는 인클로저를 포함한다. 하기에 더 기술되는 바와 같이, 통신 유닛(104)은 임의의 금속 인클로저의 외부에서 배전 변압기(106)에 부착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 통신 유닛(104)은 통신 서브시스템(234), 위치 회로(location circuitry)(236) 및 무선 주파수 식별(RFID) 서브시스템(238)을 포함한다. 통신 유닛(104)의 통신 서브시스템(234)은 네트워크 또는 다른 통신 토폴로지를 통해 통신 유닛(104) 및/또는 다른 원격 디바이스들 사이의 통신을 가능하게 할 수 있는, 임의의 통신 회로, 디바이스 또는 이들의 집합으로서 구현될 수 있다. 통신 서브시스템(234)은 임의의 하나 이상의 통신 기술(예를 들어, 유선 또는 무선 통신) 및 연관된 프로토콜들(예를 들어, 이더넷, Bluetooth®, Wi-Fi®, WiMAX 등)을 사용하도록 구성되어 그러한 통신을 달성할 수 있다.
통신 유닛(104)의 위치 회로(236)는 배전 변압기(106)의 정확한 또는 대략적인 위치를 결정할 수 있는 임의의 유형의 회로로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 위치 회로(236)는 배전 변압기(106)의 정확한 좌표들을 결정할 수 있는 GPS(Global Positioning System) 수신기로서 구현될 수 있다. 다른 실시예들에서, 위치 회로(236)는 통신 서브시스템(234) 또는 핫스팟(hotspot)에 의해 제공되는 알려진 위치들을 갖는 셀룰러 네트워크 타워들에 대한 거리들 또는 각도들을 사용하여 배전 변압기(106)의 위치를 삼각 측량 또는 삼변 측량할 수 있다. 다른 실시예들에서, 위치 회로(236)는 통신 서브시스템(234)을 사용하여 알려진 위치들을 갖는 무선 네트워크들과의 연관성에 기초하여 배전 변압기(106)의 대략적인 위치를 결정할 수 있다.
RFID 서브시스템(238)은 근처의 RFID/NFC 안테나들에 의해 조사될(interrogate) 수 있는 하나 이상의 RFID 태그들 또는 근거리 통신(NFC) 디바이스들을 포함할 수 있다. RFID 서브시스템(238)은 원격 디바이스가 통신 유닛(104) 근처에 있게 될 때 식별 정보를 검색할 수 있게 한다. 유사하게, RFID 서브시스템(238)은 또한 근처의 RFID 식별 카드와 같은 근처의 디바이스를 조사하기 위해 하나 이상의 RFID/NFC 안테나들을 포함할 수 있다. RFID 서브시스템(238)은 시스템(100)이 전원으로부터 단절된 경우에도(즉, 시스템(100)이 창고에 저장되거나 오프라인 일 때) 통신할 수 있다.
하기에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 통신 유닛(104)을 통한 모니터링 유닛(102)은 네트워크를 통해 하나 이상의 원격 디바이스들과 데이터를 송수신하도록 구성될 수 있다. 네트워크는 임의의 수의 다양한 유선 및/또는 무선 네트워크들로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 유선 또는 무선 근거리 통신망(LAN), 유선 또는 무선 광역 통신망(WAN), 셀룰러 네트워크 및/또는 인터넷과 같이 공개적으로 액세스 가능한 글로벌 네트워크로 구현될 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 그와 같이, 네트워크는 시스템(100)과 원격 디바이스들 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 추가적인 컴퓨터들, 라우터들 및 스위치들과 같은 임의의 수의 추가 디바이스들을 포함할 수 있다.
이제 도 3 내지 도 7을 참조하면, 모니터링 유닛(102)의 하나의 잠재적인 실시예가 도시되어 있다. 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)에 부착되기에 충분히 작은 단일 인클로저 내에 모든 센서들 및 전자 기기들을 포함하는 컴팩트 디바이스이다. 도시된 바와 같이, 예시적인 모니터링 유닛(102)의 인클로저는 두 부분들, 즉 전자 기기 포드(electronics pod)(302) 및 센서 포드(304)로 형성된다. 모니터링 유닛(102)은 볼트들로 플랜지(306)에 기계적으로 고정되며, 플랜지(306)는 변압기 탱크 벽(108)에(또는 일부 실시예들에서는 배전 변압기(106)의 커버)에 용접된다. 도시된 바와 같이, 센서 프로브들(232)은 플랜지(306)를 통해 센서 포드(304)로부터 절연 유체(110) 내로 연장된다. 플랜지(306)는 모니터링 유닛(102)에 대한 기계적 지지를 제공하고 배전 변압기(106)로부터의 오일 누출을 방지한다. 플랜지(306)는 볼트들로 설치하기 위한 구멍들과 볼트와 홈/개스킷 시스템을 포함하여 오일 누출을 방지한다.
도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 전자 기기 포드(302)는 데이터 획득, 실행 및 저장을 위한 모니터링 유닛(102)의 전자 구성 요소들을 포함하며, 이들은 프로세서(220), I/O 서브시스템(222), 메모리(224) 및 데이터 저장 디바이스(226)를 포함한다. 전자 기기 포드(302)는 또한 전류 및 전압 측정을 위한 전자 기기들을 포함하며, 이들은 전압/전류 센서(228)를 포함한다. 전압/전류 센서 접속부(116)는 전자 포드(302)의 포트들에 접속될 수 있다. 전자 기기 포드(302)는 또한 통신 유닛(104)을 위한 커넥터들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 기기 포드(302)는 또한 외부 전원 공급 장치를 위한 커넥터를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 센서 포드(304)는 유체 센서들(230)을 포함한다. 유체 센서들(230)은 전자 기기 포드(302)와 센서 포드(304) 사이의 내부 통로를 통해 전자 기기 포드(예를 들어, I/O 서브시스템(222) 또는 프로세서(220))의 구성 요소들에 접속될 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 프로브 어레이(114)(복수의 센서 프로브들(232)을 포함)는 센서 포드(304)로부터 연장된다. 예시적인 프로브 어레이(114)는 상부 유체 온도 센서 프로브(232a), 수분 센서 프로브(232b), 수소 센서 프로브(232c), 정상 절연 유체 레벨 센서 프로브(232d), 임계 절연 유체 레벨 센서 프로브(232e) 및 압력 센서 프로브(232f)를 포함한다. 센서 프로브들(232)은 각각 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 대응하는 온도 센서(230a), 수분 센서(230b), 수소 센서(230c), 절연 유체 레벨 센서(230d), 절연 유체 레벨 센서(230e) 및 압력 센서(230f)에 각각 접속된다. 센서 포드(304)는 또한 절연 유체 레벨 센서를 위한 대체 위치로서 사용될 수 있는 커플링(602)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 센서 포드(304)는 상이한 수 또는 유형의 센서들(230)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 포드(304)는 (예를 들어, 오일 콘서베이터(oil conservator)가 장착된 배전 변압기(106)에 대해) 절연 유체 레벨 센서들 또는 압력 센서를 포함하지 않을 수 있다. 이들 실시예들에서, 센서 포드(304)는 외부 절연 유체 레벨 센서들에 대한 커넥터들을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 센서 포드(304)는 고객 사양에 기초하여 수소 센서를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 별도의 전자 기기 포드(302) 및 센서 포드(304)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서 모니터링 유닛(102)의 모든 구성 요소들은 단일 인클로저에 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
이제 도 8 및 도 9를 참조하면, 시스템(100)의 전압/전류 센서 접속부(116)가 도시되어 있다. 도 8의 다이어그램(800)에 도시된 바와 같이, 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)의 저전압 부싱들(112)에 접속된다. 도시된 바와 같이, 모니터링 유닛(102)은 탱크 벽(108)에 부착되고, 부싱들(112)은 탱크 벽(108)을 통해 외부로 연장된다. 전압 측정을 위해, 표준 단자 링들을 사용하여 와이어들이 부싱들(112)에 부착된다. 도 9의 다이어그램(900)에 도시된 바와 같이, 전류 측정을 위해, 로고스키 코일(Rogowski coil)(902)이 각각의 부싱(112)을 둘러싸고 있다. 각각의 로고스키 코일(902)은 한 쌍의 래칫 클램프들(ratchet clamps)(904)를 사용하여 제 위치에 유지된다.
이제 도 10을 참조하면, 다이어그램(1000)은 배전 변압기(106)의 탱크 벽(108) 내의 개구부(1002)를 도시한다. 개구부(1002)는 탱크 벽(108)에 용접된 플랜지(306)에 의해 둘러싸여 있다. 플랜지는 다수의 나삿니가 있는 구멍들(threaded holes)(1004)을 포함하며, 상기 구멍들은 볼트들 또는 다른 장착 하드웨어를 수용한다. 조립 동안, 모니터링 유닛(102)의 센서 프로브 어레이(114)는 개구부(1002)에 삽입될 수 있고, 모니터링 유닛(102)(예를 들어, 모니터링 유닛(102)의 센서 포드(304))은 볼트들을 사용해 플랜지(306)에 부착될 수 있다. 누출을 방지하기 위해 플랜지(306) 내에 o-링(1006)이 위치된다.
이제 도 11 및 도 12를 참조하면, 시스템(100)의 하나의 잠재적인 실시예가 도시되어 있다. 예시적인 시스템(100)은 잠금식 캐비닛(lockable cabinet)(1102)을 포함하는 패드 장착형 배전 변압기(106)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 통신 유닛(104)은 배전 변압기(106)의 외부에 부착되며, 모니터링 유닛(102)은 캐비닛(1102) 내부에 위치되고, 따라서 배전 변압기(106) 내부에 위치된다. 상기 캐비닛은 잠금식이 될 수도 있고 또는 물리적으로 안전할 수 있으며, 통신 유닛(104)은 물리적 보호를 위해 변경 방지 시스템(tamper-proof system)을 사용하여 접속될 수 있다. 예를 들어, 통신 유닛(104)을 배전 변압기(106)에 부착하는 볼트들은 캐비닛(1102) 내에서만 접근할 수 있다. 도시된 바와 같이, 물리적 와이어(예를 들어, 4-핀/4-와이어 커넥터)는 모니터링 유닛(102)과 통신 유닛(104) 사이의 통신을 허용한다. 배전 변압기(106)가 금속 인클로저를 갖기 때문에, 배전 변압기(106)의 외부에 통신 유닛(104)을 위치시키는 것은 모니터링 유닛(102)을 갖는 배전 변압기(106)의 캐비닛 내부에 배치되는 것에 비해 개선된 무선 통신 수신을 허용할 수 있다. 또한, 접근 가능한 위치에서 배전 변압기(106)의 외부에 위치됨으로써, 통신 유닛(104)은 RFID 스캐너 또는 다른 근거리 통신(NFC) 툴과 함께 보다 쉽게 사용될 수 있다.
이제 도 13을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 모니터링 유닛(102)은 동작 동안 환경(1300)을 확립한다. 예시적인 환경(1300)은 센서 모듈(1302), 저장 모듈(1304), 분석 모듈(1306) 및 통신 모듈(1308)을 포함한다. 상기 환경(1300)의 다양한 모듈들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 환경(1300)의 다양한 모듈들, 로직 및 다른 구성 요소들은 모니터링 유닛(102)의 프로세서(220) 또는 다른 하드웨어 구성 요소들의 일부를 형성하거나 또는 그에 의해 확립될 수 있다. 그와 같이, 상기 환경(1300)의 모듈들 중 임의의 하나 이상이 회로 또는 전기 디바이스들의 수집(예를 들어, 센서 회로(1302), 저장 회로(1304), 분석 회로(1306) 및/또는 통신 회로(1308))으로서 구현될 수 있다. 부가적으로, 일부 실시예들에서, 상기 예시적인 구성 요소들 중 하나 이상은 다른 구성 요소의 일부를 형성할 수 있고, 및/또는 상기 예시적인 구성 요소들 중 하나 이상은 서로 독립적일 수 있다.
센서 모듈(1302)은 모니터링 유닛(102)의 센서들(228, 230)로부터 센서 데이터를 수신하도록 구성된다. 센서 데이터는 하나 이상의 전압 또는 전류 센서들(228)로부터의 전압 또는 전류 데이터를 포함할 수 있다. 전압 또는 전류 데이터는 배전 변압기(106)에 의해 출력된 전압 또는 전류를 나타낸다. 센서 데이터는 또한 하나 이상의 유체 센서들(230)로부터의 유체 탱크 데이터를 포함할 수 있다. 유체 탱크 데이터는 배전 변압기(106) 유체 탱크 내의 특성을 나타낸다. 유체 센서(230)는 예를 들어 유체 온도 센서, 절연 유체 레벨 센서, 압력 센서, 수분 함량 센서 또는 용존 가스 센서로 구현될 수 있다. 전압 또는 전류 센서(228)는 배전 변압기(106)에 의해 출력된 전압 또는 전류를 측정하기 위해 배전 변압기(106)의 변압기 단자에 결합될 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 변압기 단자에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
저장 모듈(1304)은 모니터링 유닛(102)의 내부 데이터 저장 디바이스에 센서 데이터를 저장하도록 구성된다. 분석 모듈(1306)은 센서 데이터를 분석하여 생성된 데이터를 결정하도록 구성된다. 생성된 데이터는 예를 들어 추정된 수명 소비 데이터 또는 진단 데이터로서 구현될 수 있다.
통신 모듈(1308)은 센서 데이터 또는 생성된 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하도록 구성된다. 센서 데이터 또는 생성된 데이터는 통신 유닛(104)을 사용하여 원격 컴퓨팅 디바이스와 통신될 수 있다. 통신 모듈(1308)은 센서 데이터 또는 생성된 데이터에 기초하여 경보를 원격 컴퓨팅 디바이스에 전달하도록 구성될 수 있다.
여전히 도 13을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 통신 유닛(104)은 동작 동안 환경(1310)을 확립할 수 있다. 예시적인 환경(1310)은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있는 식별 모듈(1312)을 포함한다. 예를 들어, 상기 환경(1310)의 다양한 모듈들, 로직 및 다른 구성 요소들은 통신 서브시스템(234), RFID 서브시스템(238) 또는 통신 유닛(104)의 다른 하드웨어 구성 요소들의 일부를 형성하거나 또는 그에 의해 확립될 수 있다. 그와 같이, 일부 실시예들에서, 상기 환경(1310)의 모듈들 중 임의의 하나 이상은 회로 또는 전기 디바이스들의 수집(예를 들어, 식별 회로(1312))으로서 구현될 수 있다.
식별 모듈(1312)은 배전 변압기(106)를 나타내는 식별 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송하도록 구성된다. 식별 데이터는 통신 유닛(104)의 RFID 서브시스템(238)을 사용하여 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송될 수 있다.
이제 도 14를 참조하면, 사용중인 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기 모니터링을 위한 방법(1400)을 실행할 수 있다. 상기 방법(1400)의 단계들은 예시적인 것이며, 다른 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 도 14에 도시된 것과 다른 단계들 또는 추가적인 단계들을 포함하고 및/또는 도 14에 도시된 모든 단계들을 포함하지 않는 배전 변압기 모니터링 방법을 실행할 수 있음을 이해할 것이다.
방법(1400)은 모니터링 유닛(102)이 다수의 센서들(228, 230)로부터 센서 데이터를 수신하는 블록(1402)으로 시작한다. 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)가 동작 중에 있는 동안 센서들(228, 230)을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 블록 1404에서, 모니터링 유닛(102)은 전압/전류 센서들(228)로부터 전압 데이터를 수신한다. 블록 1406에서, 모니터링 유닛(102)은 전압/전류 센서들(228)로부터 전류 데이터를 수신한다. 블록 1408에서, 모니터링 유닛(102)은 유체 센서들(230)로부터 유체 온도 데이터를 수신한다. 블록 1410에서, 모니터링 유닛(102)은 유체 센서들(230)로부터 유체 레벨 데이터를 수신한다. 블록 1412에서, 모니터링 유닛(102)은 유체 센서들(230)로부터 압력 데이터를 수신한다. 블록 1414에서, 모니터링 유닛(102)은 유체 센서들(230)로부터 용존 가스 데이터를 수신한다. 블록 1416에서, 모니터링 유닛(102)은 유체 센서들(230)로부터 수분 함량 데이터를 수신한다.
블록 1418에서, 모니터링 유닛(102)은 플래시 메모리 카드와 같은 내부 데이터 저장 디바이스(226)에 센서 데이터를 저장한다. 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)의 전체 예상 서비스 수명(예를 들어, 20 년) 동안 센서 데이터를 저장하기에 충분한 저장 공간을 포함할 수 있다. 따라서, 데이터 저장 디바이스(226)는 배전 변압기(106)의 전체 서비스 수명 동안 이력 센서 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 블록 1420에서, 모니터링 유닛(102)은 GPS 수신기(236)를 시간 기준으로 사용하여 센서 데이터를 타임 스탬프(time-stamp)할 수 있다.
블록 1422에서, 모니터링 유닛(102)은 하나 이상의 유형들의 생성된 데이터를 결정하기 위해 미가공 센서 데이터(raw sensor data)를 분석한다. 모니터링 유닛(102)은 생성된 데이터를 결정하기 위해 하나 이상의 알고리즘들을 실행할 수 있으며, 이러한 생성된 데이터는 추정된 수명 소비 데이터, 진단 데이터 또는 다른 데이터와 같이 고객에게 유용한 복합 또는 다른 계산된 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 유닛(102)은 추정된 가장 높은 핫스팟 온도(estimated hottest spot temperature) 및 부하에 대한 전류 출력량에 기초하여 소비된 수명 추정치(예를 들어, 소비된 시간 추정치)를 결정할 수 있다. 다른 예로서, 모니터링 유닛(102)은 외부 환경 온도에 기초하여 변압기 에이징(transformer aging)을 예측할 수 있다. 소비된 수명은 주변 온도 및 전류/부하의 이력의 시간별, 일별, 주별 및 월별 값들에 기초하여 다음 주에 대해 추정/예측될 수 있다. 다른 예로서, 모니터링 유닛(102)은 동작 동안 간격을 두고 K-팩터 또는 고조파 손실 팩터(harmonic loss factor)를 실시간으로 계산할 수 있고, 고조파가 정격 K- 팩터 임계값을 초과하면 경고가 제공될 수 있다. 다른 예로서, 모니터링 유닛(102)은 간격을 두고 실시간으로 K-팩터를 계산할 수 있고 K-인자를 사용하여 변압기의 전체 전류 정격을 감소시킬 수 있다(de-rate the overall current rating). 새로운 전류 정격은 소비된 수명의 업데이트된 추정치를 계산하는 데 사용될 수 있다. 이러한 계산들은 적용 가능한 IEEE/IEC 표준들 또는 발표들을 사용하여 결정될 수 있다. 다른 예로서, 모니터링 유닛(102)은 주위 및 상부 유체 온도 양쪽 모두에 기초하여 핫스팟 온도(hot spot temperature)를 추정할 수 있고, 고조파 성분(harmonic content)이 정격 임계값을 초과하는지 점검하고, 그렇다면, 주위 및 상부 유체 온도로부터 핫스팟 온도의 추정치를 비교할 수 있다. 이러한 추정 온도들이 3-5 도 내에 일치하지 않으면, 모니터링 유닛(102)은 경고를 발생시킬 수 있다. 다른 예로서, 모니터링 유닛(102)은 에이징 팩터 추정(aging factor estimate)에 기여하는 측정치의 +/- 한계들을 결정하고, 하한 불확실성 한계(bottom uncertainty limit) 및 상한 불확실성 한계로 에이징 팩터를 추정한 다음, 상위 및 하위의 소비된 수명 한계들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 정전의 길이에 따라 정전 후 에이지 추정치를 업데이트할 수 있다.
일부 실시예들에서, 블록 1424에서, 모니터링 유닛(102)은 전압, 전류 및 전력 품질을 분석할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)에 대한 부하 및 (온도와 함께) 과부하 능력의 마진에 대한 정보를 제공하기 위해 전류 데이터를 분석할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 또한 위상들 사이의 전류의 임의의 불균형뿐만 아니라 전류의 고조파 성분을 분석할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 전압 정보를 분석하여, 예를 들어 표준에 의해 허용되는 값과 비교되거나 또는 탭 체인저 조절을 위한 조치가 요구되는 경우 전압 값의 정확성을 결정한다. 모니터링 유닛(102)은 변압기 2 차 권선에 대한 정전 정보를 결정하기 위해, 예를 들어 배전 변압기(106)에 통합된 퓨즈에 어떤 일이 발생했는지를 결정하기 위해 전압 정보를 사용할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 또한 전압의 고조파 성분을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 또한 총 전력 전달 데이터를 분석할 수도 있다. 배전 변압기(106)에 의해 서비스되는 소비자들(예를 들어, 거주지들)에 대한 전력 소비 데이터와 비교할 때, 총 전력 전달 데이터는 비기술적 손실(non-technical losses)(예를 들어, 유틸리티 도난) 또는 다른 에너지 손실을 나타낼 수 있다.
일부 실시예들에서, 블록 1426에서, 모니터링 유닛(102)은 온도 및 수명 소비 데이터를 분석할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 과부하 능력에 대한 정보를 제공할 수 있는 전류 및 환경 조건과 함께 배전 변압기(106)의 실제 온도(즉, 유체 온도)를 점검할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 비정상 또는 임계 유체 온도에 대해 경보를 발생시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)의 예상 수명을 상당히 감소시킬 수 있는, 유체 내부의 물의 존재를 모니터링할 수 있다. 물의 높은 레벨은 매우 유해할 수 있고 즉각적인 유지 보수 조치를 제안할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 유체량에 있어서 비정상 또는 임계의 물에 대해 경보를 발생시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 블록 1428에서, 모니터링 유닛(102)은 유체 품질, 유체 레벨 및/또는 탱크 압력을 분석할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 유닛(102)은 변압기에 존재하는 유체의 양을 점검하고 절연 유체없이 활성 부분을 남기지 않을 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 비정상 또는 임계 유체 레벨들에 대해 경보를 발생시킬할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106) 내부의 압력을 모니터링할 수 있으며, 이는 내부 결함 상태를 결정하기 위한 관련 파라미터이다. 모니터링 유닛(102)은 비정상 또는 임계 유체 또는 가스 공간 압력에 대해 경보를 발생시킬 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 유체 내에 용존 가스(예를 들어, 수소 가스)가 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 용존 가스의 존재는 배전 변압기(106)의 일부에서 에이징, 과도한 온도 또는 유전체 문제를 나타낼 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 비정상 또는 임계 용존 가스 레벨들에 대해 경보를 발생시킬 수 있다. 용존 수소(H2)을 모니터링하는 것으로 설명되어 있지만, 다른 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 에틸렌(C2H2), 아세틸렌(C2H2), 프로판(C3H8), 프로필렌(C3H6) 또는 기타 가스들을 포함하는 하나 이상의 다른 유형들의 용존 가스들을 모니터링할 수 있음을 이해해야 한다.
모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)의 내부 상태 또는 다른 상태를 나타낼 수 있는 다른 센서 데이터를 모니터링 및 분석할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)에 의해 생성된 소리 방출(sound emission) 및/또는 진동을 모니터링 및 분석할 수 있다. 모니터링 유닛(102)은 또한 하나 이상의 보호 퓨즈들의 상태와 관련하는 데이터를 수집할 수 있다.
블록 1430에서, 모니터링 유닛(102)은 통신 유닛(104)을 사용하여 센서 데이터 및/또는 생성된 데이터를 원격 디바이스로 전달한다. 모니터링 유닛(102)은 예를 들어, 구성 데이터, 저작권 데이터, 변압기 명판 정보, 절연 유체 파라미터, 분석(analytics)의 구성, 이벤트 및 진단 알고리즘과 같은 정보, 센서 측정치들에 대한 실시간 정보, 센서 측정치들의 이력 트렌드(예를 들어, 그래픽 디스플레이를 사용), 변압기 이벤트, 네트워크 이벤트 및/또는 기타 데이터를 전달한다. 통신 유닛(104)은 데이터를 무선으로(예를 들어, Wi-Fi 무선 네트워킹, 블루투스 또는 다른 무선 통신 프로토콜을 통해) 또는 유선 네트워크 접속으로 전달할 수 있다. 원격 디바이스는 임의의 컴퓨터, 서버, 태블릿, 스마트폰, 모바일 컴퓨팅 디바이스 또는 모니터링 유닛(102)에 의해 생성된 데이터에 액세스할 수 있는 다른 디바이스로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 원격 디바이스는 유틸리티 고객의 감시 제어 및 데이터 수집(SCADA) 시스템 또는 네트워크 통신 센터(NCC)의 일부가 될 수 있거나 또는 이들과 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 디바이스는 모니터링 유닛(102)에 의해 수집 및/또는 생성된 데이터에 액세스하도록 구성된 하나 이상의 사용자 인터페이스 애플리케이션들을 실행할 수 있다. 이러한 애플리케이션들 중 하나의 사용자 인터페이스 스크린들의 예시적인 실시예들이 도 16 및 도 17에 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)에 대한 액세스를 보안하기 위해, 인코딩된 RFID 카드는 통신 유닛(104)의 무선 네트워킹 특징들에 대한 액세스를 허용하기 위해 통신 유닛(104)의 RFID 서브시스템(238)에 물리적으로 가깝게 지나가야 된다.
일부 실시예들에서, 블록 1432에서, 모니터링 유닛(102)은 센서 데이터 또는 생성된 데이터에 기초하여 하나 이상의 경보, 경적, 경고 또는 다른 통지들을 발생시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 센서 데이터 및/또는 생성된 데이터의 값들에 따라 개방 또는 폐쇄하도록 외부 부하 브레이크 스위치(external load break switch)를 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링 유닛(102)은 작동 자체를 수행하지 않을 수도 있지만, (예를 들어, 변전소 또는 서브시스템에서) 사용자 보호 시스템에 대한 트리거로서 기능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 블록 1434에서, 모니터링 유닛(102)은 실시간 데이터 또는 이력 데이터를 전달할 수 있다.
블록 1436에서, 모니터링 유닛(102) 및/또는 통신 유닛(104)은 식별 데이터를 원격 디바이스로 전송할 수 있다. 식별 데이터는 배전 변압기(106)의 식별, 속성, 자격, 또는 다른 속성과 관련된 임의의 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 식별 정보는 명판 정보, 테스트 보고서, 도면, 지시 사항 및 다른 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 블록 1438에서, 통신 유닛(104)은 GPS 위치 정보를 원격 디바이스로 전송할 수 있다. 예를 들어, 위치 정보는 네트워크 제어 스테이션에 이용 가능하게 되어, 결함 또는 공급기 과부하의 경우에 배전 변압기(106)가 정비 요원에 의해 쉽게 위치를 파악할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 블록(1440)에서, 통신 유닛(104)은 RFID 서브시스템(238)을 통해 식별 데이터를 전송할 수 있다. RFID 서브시스템(238)은 모니터링 유닛(102) 및 통신 유닛(104)의 다른 구성 요소들에 전력이 공급되지 않는 경우에도 데이터를 전송할 수 있음에 유의해야 한다. 따라서, RFID 서브시스템(238)은 (예를 들어, 창고에 저장되는 동안) 현장 및 오프라인 모두에서 배전 변압기(106)를 식별하기 위해 사용될 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 배전 변압기 모니터링을 위한 시스템을 조립하기 위한 방법(1500)이 도시되어 있다. 방법(1500)은 배전 변압기(106)의 탱크에 개구부가 형성되는 블록(1502)으로 시작한다. 예를 들어, 개구부(1002)는 도 10에 도시된 바와 같이 탱크 벽(108)에 형성될 수 있다. 개구부는 기존의 탱크 벽(108)에 절단되어 있거나, 또는 탱크가 개구부와 함께 원래부터 제조될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 기존의 배전 변압기(106)는 모니터링 유닛(102)으로 개조(retrofit)될 수 있다.
블록 1504에서, 플랜지(306)가 개구부를 둘러싸는 변압기 탱크 벽(108) 상에 용접된다. 전술한 바와 같이, 플랜지(306)는 예를 들어 장착 볼트들을 수용하기 위해 적절한 나삿니가 있는 구멍들을 포함함으로써 모니터링 유닛(102)(예를 들어, 모니터링 유닛(102)의 센서 포드(304))에 부착되도록 구성된다. 블록 1506에서, 모니터링 유닛(102)의 센서 프로브 어레이(114)는 상기 개구부를 통해 배전 변압기(106)의 탱크에 삽입된다. 블록 1508에서, 모니터링 유닛(102)(예를 들어, 센서 포드(304) 및 전자 기기 포드(302)의 조립체)은 플랜지(306)에 볼트 체결된다. 모니터링 유닛(102)이 플랜지(306)에 부착된 후, 상기 방법(1500)이 완료된다. 상기 방법(1500)의 완료 후, 모니터링 유닛(102)은 배전 변압기(106)의 저전압 부싱들(112) 및 통신 유닛(104)과 같은 탱크 외부의 구성 요소들에 접속될 준비가 된다.
특정의 예시적인 실시예들이 도면들과 전술한 설명에서 상세하게 설명되었지만, 그러한 예시와 설명은 예시적인 것이며 특성상 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 하며, 단지 예시적인 실시예들이 도시되고 설명된 것이고, 본 개시 내용의 범위 안에 있는 모든 변경들과 수정들은 바람직하게 보호되어야 한다. 본 명세서에 기술된 방법들, 시스템들 및 물품들의 다양한 특징들에 의해 비롯되는 본 개시의 다수의 장점들이 있다. 본 개시 내용의 방법들, 시스템들 및 물품들의 대안적인 실시예들은 설명된 모든 특징들을 포함하지 않을 수도 있지만, 그러한 특징들의 장점들 중 적어도 일부로부터 여전히 이익을 얻는다는 점을 유의해야 할 것이다. 당업자는 본 개시 내용의 특징들 중 하나 이상을 포함하는 방법들, 시스템들 및 물품들의 그 자체 구현을 용이하게 고안할 수 있다.

Claims (27)

  1. 배전 변압기 모니터링 시스템에 있어서:
    변압기 유체 탱크를 포함하는 배전 변압기;
    복수의 센서들을 포함하는 모니터링 유닛으로서, 상기 모니터링 유닛은 상기 배전 변압기에 결합되고, 상기 복수의 센서들은 상기 모니터링 유닛에서 상기 배전 변압기의 변압기 유체 탱크 내로 연장되는 센서 프로브를 포함하는 유체 센서를 포함하는, 상기 모니터링 유닛; 및
    상기 배전 변압기에 결합되고 상기 모니터링 유닛에 통신 가능하게 결합되는 통신 유닛을 포함하고,
    상기 모니터링 유닛은:
    상기 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수신하는 센서 모듈로서, 상기 센서 데이터는 (i) 전압 또는 전류 센서로부터의 전압 또는 전류 데이터로서, 상기 배전 변압기에 의해 출력된 전압 또는 전류를 나타내는 상기 전압 또는 전류 데이터, 및 (ii) 유체 센서로부터의 유체 탱크 데이터로서, 상기 변압기 유체 탱크 내의 특성을 나타내는 상기 유체 탱크 데이터를 포함하는, 상기 센서 모듈;
    상기 센서 데이터를 상기 모니터링 유닛의 내부 데이터 저장 디바이스에 저장하는 저장 모듈;
    생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 분석 모듈; 및
    상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 통신 모듈을 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 분리된 인클로저(enclosure)를 포함하고,
    상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 전달하는 것은 상기 통신 유닛을 사용하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스와 통신하는 것을 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 통신 유닛은 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송하는 식별 모듈을 더 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 전송하는 것은 상기 통신 유닛의 무선 주파수 식별자(RFID) 시스템으로 상기 식별 데이터를 전송하는 것을 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 센서는 유체 온도 센서, 절연 유체 레벨 센서, 압력 센서, 수분 함량 센서(water content sensor), 또는 용존 가스 센서(dissolved gas sensor)를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것은 추정된 수명 소비 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것을 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것은 진단 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 것을 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 것은 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터에 기초하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 경보를 전달하는 것을 포함하는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배전 변압기는 변압기 단자를 포함하고,
    상기 전압 또는 전류 센서는 상기 배전 변압기에 의해 출력된 전압 또는 전류를 측정하기 위해 상기 변압기 단자에 결합되는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은 상기 변압기 단자에 의해 전력을 공급받는, 배전 변압기 모니터링 시스템.
  11. 배전 변압기 모니터링 방법에 있어서:
    모니터링 유닛에 의해, 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수신하는 단계로서,
    배전 변압기에 의해 출력된 전압 또는 전류를 나타내는 전압 또는 전류 데이터를 전압 또는 전류 센서로부터 수신하는 단계와,
    상기 배전 변압기의 변압기 유체 탱크 내의 특성을 나타내는 유체 탱크 데이터를 유체 센서로부터 수신하는 단계를 포함하는, 상기 센서 데이터를 수신하는 단계;
    상기 모니터링 유닛에 의해, 상기 센서 데이터를 상기 모니터링 유닛의 내부 데이터 저장 디바이스에 저장하는 단계;
    상기 모니터링 유닛에 의해, 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계; 및
    상기 모니터링 유닛에 의해, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 전달하는 단계는 통신 유닛을 사용하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스와 통신하는 단계를 포함하고, 상기 통신 유닛은 상기 모니터링 유닛으로부터 분리된 인클로저를 포함하고, 상기 통신 유닛은 상기 모니터링 유닛과 통신 가능하게 결합되는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 통신 유닛에 의해, 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송하는 단계를 더 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 배전 변압기를 나타내는 식별 데이터를 전송하는 단계는 상기 통신 유닛의 무선 주파수 식별자(RFID) 시스템으로 상기 식별 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 센서로부터 상기 유체 탱크 데이터를 수신하는 단계는 유체 온도 센서, 절연 유체 레벨 센서, 압력 센서, 수분 함량 센서 또는 용존 가스 센서로부터 유체 탱크 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계는 추정된 수명 소비 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생성된 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계는 진단 데이터를 결정하기 위해 상기 센서 데이터를 분석하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 전달하는 단계는 상기 센서 데이터 또는 상기 생성된 데이터에 기초하여 상기 원격 컴퓨팅 디바이스로 경보를 전달하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  19. 제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 또는 전류 센서로부터 상기 전압 또는 전류 데이터를 수신하는 단계는 상기 배전 변압기의 변압기 단자에 결합된 전압 또는 전류 센서로부터 전압 또는 전류 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은 상기 변압기 단자에 의해 전력을 공급받는, 배전 변압기 모니터링 방법.
  21. 컴퓨팅 디바이스에 있어서:
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 복수의 명령들을 저장한 메모리를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  22. 실행되는 데 응답하여 컴퓨팅 디바이스가 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 복수의 명령들을 저장한 하나 이상의 기계 판독 가능 저장 매체.
  23. 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 수단을 포함하는 컴퓨팅 디바이스.
  24. 배전 변압기 시스템을 조립하는 방법에 있어서:
    배전 변압기의 변압기 유체 탱크의 벽에 개구부를 형성하는 단계;
    상기 변압기 유체 탱크의 벽에 플랜지(flange)를 부착하는 단계로서, 상기 플랜지는 상기 개구부를 둘러싸고 있는, 상기 플랜지 부착 단계;
    상기 플랜지를 부착하는 것에 응답하여 상기 개구부를 통해 상기 변압기 유체 탱크에 모니터링 유닛의 센서 프로브 어레이를 삽입하는 단계로서, 상기 센서 프로브 어레이는 상기 변압기 유체 탱크 내의 특성을 측정하기 위해 센서 프로브를 포함하는, 상기 센서 프로브 어레이 삽입 단계; 및
    상기 센서 프로브 어레이를 삽입하는 데 응답하여 상기 모니터링 유닛을 상기 플랜지에 부착하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 시스템 조립 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 개구부를 형성하는 단계는 기존의 변압기 유체 탱크에서 개구부를 절단하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 시스템 조립 방법.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 플랜지를 부착하는 단계는 상기 플랜지를 상기 벽에 용접하는 단계를 포함하는, 배전 변압기 시스템 조립 방법.
  27. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 모니터링 유닛을 부착하는 단계는 상기 모니터링 유닛을 상기 플랜지에 볼트 체결하는(bolting) 단계를 포함하는, 배전 변압기 시스템 조립 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102018000375A2 (pt) * 2018-01-08 2019-07-16 Eduardo Pedrosa Santos Sistema integrado de controle, supervisão e monitoração de transformadores de potência equipados com comutadores de derivações sob carga.
US20220128539A1 (en) * 2019-02-05 2022-04-28 Aurtra Pty Ltd A sensor for transformer condition assessment
EP3702746B1 (en) * 2019-03-01 2023-08-09 Hitachi Energy Switzerland AG High voltage system comprising a temperature distribution determining device
KR102013654B1 (ko) * 2019-04-30 2019-08-23 주식회사 파워맥스 통합형 센서 내장형 자기진단 변압기
JP7219179B2 (ja) * 2019-07-03 2023-02-07 株式会社日立産機システム 静止誘導機器
DE102019211040A1 (de) * 2019-07-25 2021-01-28 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zum Feststellen unsymmetrischer Schwingungen beim Betrieb eines an ein Hochspannungsnetz angeschlossenen elektrischen Geräts
WO2021053437A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-25 General Electric Technology Gmbh Control cubicle for protecting power equipment, and methods thereof
DE102019218803A1 (de) * 2019-12-03 2021-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen der Alterung eines Hochspannungsgeräts
WO2021155012A1 (en) * 2020-01-28 2021-08-05 Ubicquia Llc Electric power industry structure monitor
KR102556986B1 (ko) * 2020-07-20 2023-07-19 효성피엠(주) 증강현실 기반의 비대면 기술지원 서비스 시스템 및 방법
WO2022027120A1 (en) * 2020-08-07 2022-02-10 Weg Equipamentos Eletricos S.A. System, method and apparatus to securely integrate an electromagnetic waves transceiver for 5g broadband communication to electric equipment
US11646564B2 (en) 2020-11-19 2023-05-09 S&C Electric Company Transformer internal fault reclose block
CN113921228B (zh) * 2021-11-03 2023-09-12 航变电力科技有限公司 一种矿用安全型干式变压器
WO2024047480A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 Sentient Energy Technology, LLC Power monitor for underground residential distribution
CN115436767B (zh) * 2022-11-07 2023-04-07 江苏黑马高科股份有限公司 一种变压器局部放电监测分析方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030013894A (ko) * 2001-08-10 2003-02-15 주식회사 젤파워 변압기 모니터링 시스템 및 방법
KR20130061524A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 한국전력공사 절연유 상태 진단 장치
KR20150104530A (ko) * 2014-03-05 2015-09-15 톰슨 라이센싱 전기적 활동을 검출하기 위한 전기적 활동 센서 디바이스 및 전기적 활동 모니터링 장치
KR101650306B1 (ko) * 2015-03-25 2016-08-24 주식회사 평일 계기용 변압 변류기용 부싱

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420879B2 (en) * 1998-02-02 2002-07-16 Massachusetts Institute Of Technology System and method for measurement of partial discharge signals in high voltage apparatus
EP1470948A1 (en) * 2003-04-22 2004-10-27 ABB Sécheron SA Traction transformer and method for monitoring an operating status of a traction transformer
EP2194389B1 (en) * 2008-12-05 2011-04-06 ABB Technology Ltd Bushing diagnosis
KR101076316B1 (ko) 2008-12-31 2011-10-26 오태헌 부하표시 배전용 변압기 및 그의 표시 장치
US20120092114A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 Matthews Kenneth R Power transformer condition monitor
US8707767B2 (en) 2011-03-31 2014-04-29 Qualitrol Company, Llc Combined hydrogen and pressure sensor assembly
US9442150B2 (en) * 2011-12-16 2016-09-13 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer
US9959736B2 (en) * 2011-12-16 2018-05-01 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer
CN202957123U (zh) * 2012-11-01 2013-05-29 赫兹曼电力（广东）有限公司 一种自检测自保护油浸电力变压器
CN103077813A (zh) 2013-01-08 2013-05-01 四川电力科学研究院 一种新型智能变压器
BR112016001787A2 (pt) * 2013-08-28 2017-08-01 Sulzer Management Ag sonda para monitorar o nível de superfície de um fluido em um receptáculo e método para instalar a sonda no receptáculo
US10408865B2 (en) * 2014-11-07 2019-09-10 GRID20/20, Inc. Power monitor protective shroud
CN104867667B (zh) * 2015-06-03 2017-11-21 宁波仁栋电气有限公司 一种智能型油浸式变压器、监测系统及其监测方法
CN105206381B (zh) * 2015-10-21 2017-08-29 国家电网公司 智能节能增容配电变压器及监控方法
CN106158312B (zh) * 2016-08-31 2019-03-05 辽宁华冶集团发展有限公司 一种800kVA以下的智能变压器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030013894A (ko) * 2001-08-10 2003-02-15 주식회사 젤파워 변압기 모니터링 시스템 및 방법
KR20130061524A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 한국전력공사 절연유 상태 진단 장치
KR20150104530A (ko) * 2014-03-05 2015-09-15 톰슨 라이센싱 전기적 활동을 검출하기 위한 전기적 활동 센서 디바이스 및 전기적 활동 모니터링 장치
KR101650306B1 (ko) * 2015-03-25 2016-08-24 주식회사 평일 계기용 변압 변류기용 부싱

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