KR20210133056A - 자기고장 진단 개폐기 및 자기고장 진단 조치 방법 - Google Patents

자기고장 진단 개폐기 및 자기고장 진단 조치 방법 Download PDF

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KR20210133056A
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김영찬
김태국
박상서
유재승
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한국전력공사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 자기고장 진단 개폐기는, 고장 전류 발생에 따라 선로를 차단하는 개폐 블록; 자체 고장 여부를 진단하기 위한 항목으로서 소음, 진동, 연기, 열 중 적어도 2 이상을 센싱하는 자기 진단 센서부; 상기 자기 진단 센서부에서 센싱된 항목들로 자기고장 여부를 판단하는 자기 진단부; 및 상위 서버로 상기 자기 진단부가 판단한 자기고장 정보를 전송하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 자기고장 진단 개폐기는, 지상기기의 자기고장 판단 기준 제시하고, 센서 정보의 데이터 축척을 통한 고장특성 파악을 가능하게 하는 이점이 있다.

Description

자기고장 진단 개폐기 및 자기고장 진단 조치 방법{SELF DIAGNOSIS SWITHCHGEAR AND SELF DIAGNOSIS MEASURES OF IT}
본 발명은 자기고장 진단 개폐기 및 자기고장 진단 조치 방법에 관한 것으로, 특히, 지상개폐기에 적용되어 고장 감지에 따른 선로 차단 동작시 개폐기 자체의 고장 여부를 진단할 수 있는 자기고장 진단 개폐기 및 자기고장 진단 조치 방법에 관한 것이다.
송배전 선로, 전력 계통, 특정 전력 설비 등에 고장이 발생하면 과전압, 부족전압, 과전류, 주파수 변동 등이 발생하여, 전력 공급에 지장을 초래하고 설비에도 악영향을 미치게 된다. 이에, 고장 초기에 신속히 고장 구간을 전력 설비 등과 분리하여 고장에 따른 악영향을 최소화해야 한다. 이를 위해 전력 선로에 대하여 선로고장 발생시 스위칭 장치의 작동에 따라 전기를 공급 또는 전기를 차단하는 각종 개폐기/차단기가 구비된다.
이중, 지상개폐기는 전기회로에 있어서 전력을 안전하고 효율적으로 전송하고 제어하는 장치이고, 전기회로의 개폐 및 선로 절체를 할 수 있도록 배전반과 지중 사이에 설치되는 전기기기이다.
지상개폐기(SF6 가스 및 에폭시 절연) 및 자동화 단말장치는 다회로 방식의 수동 또는 자동의 데드브레이크형으로 22.9㎸-y 지중 배전선로에서 지상 또는 지중선로에 설치하여 선로분리 및 구분용으로 사용되며, 자동화 기기는 개폐기 본체에 제어장치와 배전지능화 단말장치(FRTU)를 설치하여 배전선로의 운전정보를 지능(자동)화 시스템으로 전송할 수 있도록 구성되며 특히, 고장 발생시 선로의 고장정보를 알려주는 역할을 담당하는 방식으로 적용되어 있다.
지상개폐기(SF6 가스 및 에폭시 절연) 및 자동화 단말장치는 배전선로의 선로구분 및 고장확인을 위하여 전류를 검출하는 CT 및 전압을 검출하는 PT가 내장되어 부하전류와 전압을 측정하고 일정 이상의 전류가 흐르는 경우 제어함의 고장판단의 알고리즘(전압과 전류의 상관관계)과 연계되어 배전선로에서 고장 발생시 선로의 고장을 판단하여 고장구간을 표시하도록 설계되어 신속한 정전복구에 사용되고 있다.
하지만, 종래의 지상개폐기의 고장구간표시 자동화 장치는 연결된 배전선로의 고장을 확인하는 용도에 국한되어 지상기기의 내부고장이 발생하는 경우, 관리자 또는 운영자가 이를 확인할 수 없었다.
도 1은 종래 기술에 의한 고장 신호의 전파 과정을 도시한 개념도이다.
도면에서, 선로 고장이 발생되면, 이에 대한 차단 후 단순히 차단된 것만을 알리기 때문에, 관리자(센터 운영자)는, 선로 차단의 정확한 원인을 바로 파악할 수 없었다.
지상개폐기 내부의 문제로 고장이 발생하는 경우 선로고장과 기기고장이 구분되지 않기 때문에 Lockout 이후 재폐로 송전이나, 무리한 강송으로 인하여 지상개폐기 내의 접속부분 및 케이블, 주변기기 등 추가 소손이 발생하고 이러한 환경에서 지상개폐기를 조작할 경우 기기 폭발과 같은 안전사고 위험이 상존한다.
또한, 지중고장의 경우 고장 구간이 매설되어있기 때문에 원인 파악이 곤란한 경우, 고장확인 및 복구까지 장기간 소요되는 다른 문제를 야기시키기도 한다.
대한민국 특허공보 10-2087982호
본 발명은 선로에 설치된 개폐기의 고장 감지에 따른 선로 차단 동작시 개폐기 자체의 고장 여부를 진단할 수 있는 자기고장 진단 개폐기 및 자기고장 진단 조치 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 자기고장 진단 개폐기는, 고장 전류 발생에 따라 선로를 차단하는 개폐 블록; 자체 고장 여부를 진단하기 위한 항목으로서 소음, 진동, 연기, 열 중 적어도 2 이상을 센싱하는 자기 진단 센서부; 상기 자기 진단 센서부에서 센싱된 항목들로 자기고장 여부를 판단하는 자기 진단부; 및 상위 서버로 상기 자기 진단부가 판단한 자기고장 정보를 전송하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 자기고장 여부를 진단하기 위한 시간 및 고장으로 진단하는 기준을 설정하기 위한 운영자 인터페이스로서 진단 설정부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 자기 진단부는, 소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터에 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 기준으로 설정할 수 있다.
여기서, 상기 자기 진단부는, 소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터의 지속시간 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 지속시간의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단할 수 있다.
여기서, 상기 자기 진단 센서부는 개폐기 본체에 구비되며, 상기 자기 진단부 및 상기 통신 모듈은 개폐기 제어 장치에 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법은, 전력 전송 선로를 모니터링하는 단계; 상기 선로에 대한 고장 발생에 따라, 상기 선로를 차단하는 단계; 개폐기에 대한 자기고장 여부를 진단하기 위한 항목으로서 소음, 진동, 연기, 열 중 적어도 2 이상을 센싱하는 단계; 상기 센싱된 항목들로 개폐기의 자기고장 여부를 판단하는 단계; 및 자기고장으로 판단된 경우, 상위 서버로 자기고장 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진단하기 위한 항목을 센싱하는 단계 내지 자기고장 정보를 전송하는 단계는, 고장전류 발생에 의한 개폐기 차단 동작을 위한 고장전류 판단 시점부터 개폐기 동작 보고 시점까지의 FI 판단 구간에서 수행될 수 있다.
여기서, 상기 개폐기의 자기고장 여부를 진단하는 기준을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진단하는 기준을 설정하는 단계에서는, 상기 자기고장 여부를 진단하기 위한 시간 및 고장으로 진단하는 기준을 운영자 인터페이스를 통해 입력받아 설정할 수 있다.
여기서, 상기 진단하는 기준을 설정하는 단계에서는, 소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터에 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 기준으로 설정할 수 있다.
여기서, 상기 진단하는 기준을 설정하는 단계에서는, 소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터의 지속시간 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 지속시간의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 지속시간으로 설정할 수 있다.
상기 구성에 따른 본 발명의 사상에 따른 자기고장 진단 개폐기 또는 자기고장 진단 조치 방법을 실시하면, 선로에 설치된 개폐기의 고장 감지에 따른 선로 차단 동작시 개폐기 자체의 고장 여부를 바로 진단할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 자기고장 진단 개폐기 또는 자기고장 진단 조치 방법은, 지상기기의 자기고장 판단 기준 제시하고, 센서 정보의 데이터 축척을 통한 고장특성 파악을 가능하게 하는 이점이 있다.
본 발명의 자기고장 진단 개폐기 또는 자기고장 진단 조치 방법은, 차단기나 지상기기 재폐로의 무리한 시험송전 방지를 통한 안전사고 방지하고, 정확한 고장구간 판별을 통한 고장구간 신속한 분리운전 가능한 이점이 있다.
본 발명의 자기고장 진단 개폐기 또는 자기고장 진단 조치 방법은, 컴팩트한 사이즈로 설치 용이하고 내구성 확보를 통한 유지보수 비용 절감할 수 있으며, 통신구성을 기존 지능화 단말장치 및 주장치를 활용한 설비 구현에 있어 경제성을 확보하는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 고장 신호의 전파 과정을 도시한 개념도.
도 2는 일반적인 지상 개폐기의 설치 구조에 맞추어 본 발명의 사상에 따른 자기고장 알림 개폐기를 구성한 경우를 도시한 블록도.
도 3은 기능 관점에서 구성요소를 구분한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기고장 알림 개폐기를 도시한 블록도.
도 4a는 본 발명에서 선로고장 발생시의 알림 및 전파 과정을 도시한 개념도.
도 4b는 본 발명에서 자기고장 발생시의 알림 및 전파 과정을 도시한 개념도.
도 5는 지상 개폐기로부터의 자기고장 알림 신호의 전송 구조를 도시한 개념도.
도 6은 도 3의 자기고장 진단 개폐기의 구체적인 하드웨어 구성예를 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법을 도시한 흐름도.
도 8은 종래의 개폐기 동작 보고 과정에 대하여 도 7에 도시한 계폐기 자기 고장 진단 과정들을 적용할 수 있는 최적의 시각을 나타내기 위한 타이밍도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명에서는 배전 선로의 고장을 케이블(선로) 부분의 고장과 계전기 부분의 고장을 명확하게 구분하기 위하여 계전기의 자기고장을 검출하는 시스템을 제안한다.
구체적으로는, 지상 계전기 시스템에 “IoT감시 진단장치”를 장착하여 “IoT진단 센서”로부터 수집된 정보를 분석, 진단하여 단말장치(FRTU)에 자기고장 여부를 전송함으로 정확한 고장 판단에 의한 고장구간 신속분리 및 무리한 재폐로 방지를 통한 추가소손 등 안전사고 예방을 도모한다.
상술한 본 발명의 사상에 따른 자기고장 진단 개폐기 및 자기고장 진단 조치 방법은, 특히, 자동화 지상개폐기의 고장정보 표시에 관한 것으로서, 지상개폐기의 자기고장 검출 알고리즘을 통하여 확실한 자기고장을 판단하고 자기고장 정보를 FRTU를 통해 진단이상 상태를 수신 받아 실시간으로 배전 센터로 전송하는 장치 및 알고리즘을 제시한다.
예컨대, 지상기기(지상개폐기)내에 “IoT감시 진단장치”를 장착하여“IoT진단센서”로부터 수집된 정보를 분석, 진단하여 단말장치(FRTU)에 자기고장 여부를 전송함으로 정확한 고장정보를 수집하여 분리 할 수 있도록 한다.
도 2는 일반적인 지상 개폐기의 설치 구조에 맞추어 본 발명의 사상에 따른 자기고장 알림 개폐기를 구성한 경우를 도시한 블록도이다. 즉, 도 2은 배전자동화(지능화) 시스템의 구동을 형상화 한 것이다. 기존의 자동화 시스템에 고장알림의 메커니즘과 동작특성의 알고리즘을 추가하므로 지상개폐기 자기고장에 대한 정보를 알려주는 기능을 용이하게 적용할 수 있다.
도 3은 기능 관점에서 구성요소를 구분한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기고장 알림 개폐기를 도시한 블록도이다. 즉, 도 3에서는 도 2에서 개폐기 본체와 개폐기 제어장치에 분산되어 배치된 구성 요소들로 이루어지지만, 기능적으로 보아 하나의 장치로 표현하였다.
도시한 자기고장 진단 개폐기는, 고장 전류 발생에 따라 선로를 차단하는 개폐 블록(110 ~ 130); 자체 고장 여부를 진단하기 위한 항목으로서 소음, 진동, 연기, 열 중 적어도 2 이상을 센싱하는 자기 진단 센서부(160); 상기 자기 진단 센서부에서 센싱된 항목들로 자체 고장 여부를 판단하는 자기 진단부(170); 및 상위 서버로 상기 자기 진단부가 판단한 자체 고장 정보를 전송하는 통신 모듈(180)을 포함한다.
상기 자기고장 진단 개폐기는, 본 발명의 사상에 관련된 구성으로서, 크게 2가지 부분으로 자기고장을 검출하는 메커니즘(mechanism)의 IoT감시 진단통합센서(온도, 연기, 가속, 소음)와, 검출된 신호를 제어부로 송출하여 자기고장을 판단하여 알려주는 알고리즘(algorithm)을 수행하는 자기고장 진단장치로 구분할 수 있다.
도시한 자기 진단 센서부(160)로서 상기 IoT감시 진단통합센서(온도, 연기, 가속, 소음)는 도 2의 개폐기 본체에 구비되며, 도시한 자기 진단부(170)로서 상기 자기고장 진단장치는 도 2의 개폐기 제어장치에 구비될 수 있다. 도시한 통신 모듈(180)도 도 2의 개폐기 제어장치에 구비될 수 있다.
먼저, 구체적인 구현예에 따른 상기 자기고장 판별 메커니즘(mechanism) IoT감시 진단통합센서 특성을 살펴보겠다.
상기 IoT감시 진단통합센서는 지상개폐기의 자기고장 발생시 발생하는 소음, 진동, 연기, 열 등 기타 수반되는 인자들을 수치화하여 고장을 판단하기 위한 것이다. 예컨대, 온도센서의 계측범위는 -40~+120℃, 연기 H2, LPG, CH4,CO 검출, 가속도 3측의 ±3G, 소음 1kHz, 94db(SLP)을 측정할 수 있는 센서를 통합하여 읽어내고 신호를 보낼 수 있는 장치로 구현될 수 있다.
다음, 구체적인 구현예에 따른 상기 자기고장 진단장치(즉, 자기 진단부(170))의 알고리즘/기능에 대하여 살펴보겠다.
상기 자기고장 진단장치가 상기 진단통합센서(즉, 자기 진단 센서부(160))의 센싱 정보를 근거로 자기고장으로 판단하는 설정값을 자동 또는 수동으로 설정할 수 있다.
후자의 경우, 도시한 자기고장 진단 개폐기는, 상기 자체 고장 여부를 진단하기 위한 시간 및 고장으로 진단하는 기준을 설정하기 위한 일종의 운영자 인터페이스로서 진단 설정부를 더 포함할 수 있다.
전자의 경우, 상기 자기 진단부(170)는 실운영 중 상기 자기 진단 센서부의 측정값(즉, 실시간측정데이터)의 소정 기간 수집된 정보로부터 상기 자기고장으로 진단하는 기준 및/또는 시간을 설정할 수 있다.
예컨대, 소음, 진동(가속도), 연기, 열 중 하나의 파라미터에 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 기준으로 설정할 수 있다.
마찬가지로, 소음, 진동(가속도), 연기, 열 중 하나의 파라미터의 지속시간 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 지속시간의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 지속시간으로 설정할 수 있다. 상기 가중치는 자기고장 여부 판단에 있어 구간평균 값 배수방식을 적용한 것이다.
구체적으로, 상기 자기 진단부(170)는, 일정시간 측정데이터(구간평균)를 기준으로 저장 후, 저장된 기준과 실시간 측정 데이터를 비교하여, 자기고장 여부를 판단할 수 있다. 상세 예시는 하기 표 1과 같다.
진단종류 설명 비고
진동 정상/이상 경보진단(설정값이상,설정시간지속) Gal
온도 정상/과열 경보진단(설정값이상,설정시간지속) ℃
열/연기 정상/화재 경보진단(설정값이상,설정시간지속) -
진단종류중 하나라도 경보진단시 FRTU로 이상정보 출력
상기 자기고장 진단장치가 수행하는 FRTU 자기고장 FI 알고리즘(algorithm)에서는, 선로고장 발생시, 종래기술의 자동화 시스템과 동일하게 동작(즉, FI만 발생)하고, 자기고장 발생시 자기고장 알림(FI+자기고장 발생)을 수행한다.
도 4a는 선로고장 발생시의 알림 및 전파 과정을 도시한 것이며, 하기 표 2는 상기 선로고장 알림에 따른 조치를 나타낸 것이다.
기기번호 FI 자기고장 결과 비고
지중 PA1 ○ × 자동 FI
지중 PA2 ○ × 자동 FI 고장구간 분리
지중 PA3 × × -
지중 PA4 × × -
도 4b는 자기고장 발생시의 알림 및 전파 과정을 도시한 것이며, 하기 표 3은 상기 자기고장 알림에 따른 조치를 나타낸 것이다.
기기번호 FI 자기고장 결과 비고
지중 PA1 ○ × 자동 FI
지중 PA2 ○ × 자동 FI 고장구간 분리
지중 PA3 ○ ○ 자기고장 FI 기기조작금지
지중 PA4 × × -
도 5는 지상 개폐기로부터의 자기고장 알림 신호의 전송 구조를 도시한다. 도시한 전송 구조는, 외부고장 이상신호 발생 - IoT감시 진단 통합센서(mechanism) - 감시진단장치(Algorithm) - FRTU - 주장치를 통하여 모니터에 정보를 알려주는 것을 표시하였다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 지상 개폐기에서 진단한 자기고장 진단 정보는, FRTU를 거쳐 센터의 주 장치로까지 전송된다. 이때, 상기 지상 개폐기의 감시진단장치에서 진단통합센서의 계측밧을 근거로 하여 1차적으로 자기고장 여부를 판단하지만, 자기고장 진단 정보를 전송받는 FRTU 및/또는 센터의 주 장치에서 다시 자기고장 여부를 진단하거나 검증(확인)할 수 있다.
도시한 구조에서, 지상기기 자체고장 발생시 발생되는 온도, 진동, 소음 등 외부영향 발생을, 기설 지상개폐기에 대하여 추가적으로 설치되는 진동센서 등을 활용하여 실시간 상태 감시가 가능하다. 또한, 감지된 이상정보를 IoT 고장진단장치에서 정보처리 후 자동화 단말장치로 송신함에 있어서, 기존 예비단자를 활용할 수 있다.
자동화 단말장치(보다 구체적으로는 자기 진단부(170))는 FI 발생시 감시진단장치(센서) 정보와 비교분석 및 고장개소가 개폐기 또는 선로인지 판단하고, 통신 모듈 등을 통해 센터로 알람 전송할 수 있다.
자동화 단말장치(보다 구체적으로는 자기 진단부(170))는 지상개폐기 자기고장 발생 확인에 있어서, FI와 IoT감시진단장치가 동시 동작하는 경우만 개폐기 자체고장으로 처리할 수도 있다.
도 6은 도 3의 자기고장 진단 개폐기의 구체적인 하드웨어 구성예를 나타낸 것이다. 즉, 자기고장을 검출하는 메커니즘 장치의 구조도로서, 센서의 Analog 정보를 Digital로 변환하여 FRTU에 전송하여 주는 하드웨어 장치를 도시한다. 여기서, 전원은 지상개폐기의 외부전원을 활용할 수 있다.
상기 자기 진단부(170)는 도 6에 도시한 기능 블록들을 가지는 원칩형 마이크로컨트롤러나, 해당 기능 블록의 소자(칩)들을 실장한 PCB 형태로 제작될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법을 도시한 흐름도이다.
도시한 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법은, 전력 전송 선로를 모니터링하는 단계(S10); 상기 선로에 대한 고장 발생에 따라(S20), 상기 선로를 차단하는 단계(S30); 개폐기에 대한 자체 고장 여부를 진단하기 위한 항목으로서 소음, 진동, 연기, 열 중 적어도 2 이상을 센싱하는 단계(S40); 상기 센싱된 항목들로 개폐기의 자체 고장 여부를 판단하는 단계(S50); 및 자체 고장으로 판단된 경우(S60), 상위 서버로 자체 고장 정보를 전송하는 단계(S80)를 포함할 수 있다.
상기 S10 단계 내지 S30 단계는 일반적인 개폐기의 본연의 선로 보호 작용을 수행하는 것을 표현한 것으로, 도 2의 CT/PT 등 전력 센서(110), 개폐 제어부(120) 및 조작부(130)에 의해 수행될 수 있다.
상기 S40 단계는 도 2의 자기 진단 센서(160)에서 수행되며, 상기 S50 단계 및 S60 단계는 도 2의 자기 진단부(170)에 의해 수행될 수 있다.
상기 S60 단계에서 자체 고장이 아닌 것으로 판단하면, 종래의 개폐기 동작 보고 과정과 유사하게 차단 동작 정보(FI)만을 상위 서버로 전송할 수 있다.
상기 S80 단계 및 S70 단계는 도 2의 통신 모듈(180)에 의해 수행될 수 있다.
구현에 따라, 상기 개폐기의 자기고장 여부를 진단하는 기준을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 진단하는 기준을 설정하는 단계는, 상기 자기고장 여부를 진단하기 위한 시간 및 고장으로 진단하는 기준을 운영자 인터페이스를 통해 입력받아 설정하는 방식의 수동 설정을 적용할 수 있다.
또는, 상기 진단하는 기준을 설정하는 단계는, 실운영 중 자기 진단 센서부의 측정값(즉, 실시간측정데이터)의 소정 기간 수집된 정보로부터 상기 자기고장으로 진단하는 기준 및/또는 시간을 자동 설정할 수 있다.
예컨대, 소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터에 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 기준값으로 설정하거나, 소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터의 지속시간 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 지속시간의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 지속시간의 기준값으로 설정할 수 있다.
도 8은 종래의 개폐기 동작 보고 과정에 대하여, 도 7에 도시한 계폐기 자기 고장 진단 과정들(S40 ~ S80)을 적용할 수 있는 최적의 시각을 나타내기 위한 것이다. 즉, 도 8은 본 발명의 사상에 따른 자기고장 진단 알고리즘(algorithm)의 보고/전송 관점의 동작특성을 도시화한 것으로, 도시한 타이밍은 자기고장을 검출한 메커니즘 장치로부터 전송된 정보를 바탕으로 자동화 지상기기의 자기고장을 나타내는 알고리즘을 위한 것이다.
도시한 알고리즘은, 고장전류 발생에 의한 개폐기 차단 동작(T1)을 위한 고장전류 판단 시점(T0)부터 종래기술에 의한 개폐기 동작 보고 시점(T2)까지의 FI 판단 구간에서 상기 S40 단계 내지 S60 단계가 수행된다.
도 7 및 도 8에 도시한 본 발명의 사상에 따른 도시한 자기고장 진단 조치 방법을 실시하면, 관리자(센터 운영자)는 하기와 같은 고장조치 알고리즘 절차를 수행하게 된다.
- Step 1 : 실제 고장
- Step 2 : 센서 고장 전조증상 데이터 수집
- Step 3 : 고장 알고리즘 확정
- Step 4 : 조치 동작
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 전력 센서
120 : 개폐 제어부
130 : 조작부
160 : 자기 진단 센서부
170 : 자기 진단부
180 : 통신 모듈

Claims (11)

  1. 고장 전류 발생에 따라 선로를 차단하는 개폐 블록;
    자체 고장 여부를 진단하기 위한 항목으로서 소음, 진동, 연기, 열 중 적어도 2 이상을 센싱하는 자기 진단 센서부;
    상기 자기 진단 센서부에서 센싱된 항목들로 자기고장 여부를 판단하는 자기 진단부; 및
    상위 서버로 상기 자기 진단부가 판단한 자기고장 정보를 전송하는 통신 모듈
    을 포함하는 자기고장 진단 개폐기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기고장 여부를 진단하기 위한 시간 및 고장으로 진단하는 기준을 설정하기 위한 운영자 인터페이스로서 진단 설정부
    를 더 포함하는 자기고장 진단 개폐기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자기 진단부는,
    소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터에 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 기준으로 설정하는 자기고장 진단 개폐기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기 진단부는,
    소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터의 지속시간 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 지속시간의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 지속시간으로 설정하는 자기고장 진단 개폐기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자기 진단 센서부는 개폐기 본체에 구비되며,
    상기 자기 진단부 및 상기 통신 모듈은 개폐기 제어 장치에 구비되는 자기고장 진단 개폐기.
  6. 전력 전송 선로를 모니터링하는 단계;
    상기 선로에 대한 고장 발생에 따라, 상기 선로를 차단하는 단계;
    개폐기에 대한 자기고장 여부를 진단하기 위한 항목으로서 소음, 진동, 연기, 열 중 적어도 2 이상을 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 항목들로 개폐기의 자기고장 여부를 판단하는 단계; 및
    자기고장으로 판단된 경우, 상위 서버로 자기고장 정보를 전송하는 단계
    를 포함하는 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진단하기 위한 항목을 센싱하는 단계 내지 자기고장 정보를 전송하는 단계는,
    고장전류 발생에 의한 개폐기 차단 동작을 위한 고장전류 판단 시점부터 개폐기 동작 보고 시점까지의 FI 판단 구간에서 수행되는 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 개폐기의 자기고장 여부를 진단하는 기준을 설정하는 단계
    를 더 포함하는 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 진단하는 기준을 설정하는 단계에서는,
    상기 자기고장 여부를 진단하기 위한 시간 및 고장으로 진단하는 기준을 운영자 인터페이스를 통해 입력받아 설정하는 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 진단하는 기준을 설정하는 단계에서는,
    소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터에 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 기준으로 설정하는 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 진단하는 기준을 설정하는 단계에서는,
    소음, 진동, 연기, 열의 각 파라미터의 지속시간 대하여, 수집된 실시간측정데이터의 지속시간의 평균값 또는 평균값에 소정의 가중치를 곱한 값을 상기 자기고장으로 진단하는 지속시간으로 설정하는 개폐기의 자기 고장 진단 조치 방법.

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102087982B1 (ko) 2020-01-31 2020-03-11 (주)첨단엔지니어링 배전 개폐기 동작 표시기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102516933B1 (ko) * 2022-07-19 2023-04-03 (주) 탐진씨앤에스 인공지능을 이용하여 화재감지요인을 통합 관리하는 수배전반

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