KR20220166121A - 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents
전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 전력 설비 실시간 모니터링 장치는, 전력 설비의 중력 방향에 대한 기울기 변화를 감지하는 기울기 감지 센서; 전력 설비에 가해지는 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 진동 감지 센서; 공기 중의 가청 주파수 대역 부근의 진동을 감지하는 음향 감지 센서; 상기 기울기 감지 센서, 상기 진동 감지 센서 및 상기 음향 감지 센서의 감지값들을 조합하여 다양한 경우의 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 사고 판정부; 판정된 상기 사고 또는 사고 가능성 상황에 대하여 필요한 조치를 수행하는 조치 제어부; 및 상기 필요한 조치를 수행하는데 있어서 외부 서버로 필요한 정보를 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 자연 재해 및/또는 인적 사고에 의한 전력 설비의 손상을 감지할 수 있는 다기능 센서 내장한 스마트 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 4차 산업혁명에 따른 전기차, IOT, AI, 빅테이터 등 '디지털 뉴딜'로 인하여 전력을 사용하는 부하가 급중하고 있는 추세로서, 이에 따라 전력의 고품질화 및 전력공급의 고신뢰도에 대한 사회 전반의 요구가 급격히 높아지고 있는 실정이다. 전력을 필요로하는 수용가에 까지 필요한 전력을 공급하기 위해서는 발전소에서 생산한 전기를 송전선을 통해 송전되는 송전전압을 변전소에서 배전전압으로 변환하고, 변환한 배전전압을 배전선을 통해 수용가로 공급하고 있다. 변전소에서 상기 배전선을 통해 수용가로 전력을 공급함에 있어서, 외부에 노출된 전력설비(전주, 개폐기, 변압기, 지중케이블)는 지진 또는 태풍과 같은 천재지변 뿐만 아니라 자동차 사고, 공사현장 지중굴착 같은 사람의 부주의로 인한 인재로 손상을 가질 가능성이 높다. 이러한, 천재/인재로 인한 전력설비 고장 발생시 원인파악 지연으로 인한 복구에 장시간 소유 및 안전사고의 위험이 상존한다. 특히, 인재를 방지하기 위해서는, 지중·가공 전력시설물 차량충돌 및 인근 굴착공사 사전 인지를 위한 실시간 감시시스템 구축 필요하다.
도 5a 내지 5c는 전력 설비에 대하여 외부의 물리적 요인에 의한 사고 발생 현장을 나타낸 사진들이다.
도 5a는 차량충돌로 인한 경사·지반침하 현장 사진이며, 도 5b는 차량충돌로 파손된 전력 설비함을 나타낸 사진이며, 도 5c는 전력 설비에 대한 사고를 유발하는 굴착 현장 사진이다. DAS시스템 F.I 발생하면 현장순시로 원인확인이 어느정도 가능하지만, 도 5a, 5b 사진과 같이 물리적으로 사고가 발생된 것이 확실한 경우에도 DAS 시스템 F.I 발생하지 않으면, 미인지된 상태로 계속 유지된다. 도 5c의 현장에서는 굴착현장지중순시원이 수동관리를 시행하고 있으나, 인적 순시비용이 증가하며, 무단굴착시 한계가 존재한다.
전력설비 상태 감시 및 문제 발생시 해당 사항 조치를 위해서는 전력설비(전선, 개폐기, 변압기 등) 본체에 센서를 부착하여 제어 케이블을 통하여 정보를 제어함에 수집한 후 통신 모뎀 장치를 통해 중앙 제어장치로 전송하여 배전센터에서 실시간 모니터링 및 필요시 전력설비(개폐기, 변압기 ON/OFF 등)를 조작하고 있다.
전력설비 차량충돌 발생 및 지중설비 인근 무단 굴착공사 실시간 모니터링을 위해서는 전주, 개폐기, 변압기 등 전력설비 본체에 직접 센서 부착, 별도의 제어함 및 통신 모뎀장치를 설치하여야 하며 이는 시스템 구성 비용이 막대하여 예산투입 대비 투자 효과 측면에서 실현 불가능에 가깝다.
따라서, 저렴한 비용으로 각종 인재로부터 안전하게 보호되기 위해 상시적으로 감시, 관리할 수단의 요구가 증대되고 있으며, 특히, 현재 운영하고 있는 배전자동화 단말장치 및 DAS 시스템을 활용하여 경제성을 확보할 가치가 있다.
본 발명은 저렴한 비용으로 각종 인재로부터 안전하게 보호되기 위해 전력 설비를 상시적으로 감시/관리할 수 있는 전력 설비 실시간 모니터링을 위한 스마트 자동화 단말 장치로서 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 설치 장소에서의 외부 환경으로부터의 물리적 요인에 대하여 전력 설비를 상시적으로 보호할 수 있는 전력 설비 실시간 모니터링을 위한 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전력 설비 실시간 모니터링 장치는, 전력 설비의 중력 방향에 대한 기울기 변화를 감지하는 기울기 감지 센서; 전력 설비에 가해지는 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 진동 감지 센서; 공기 중의 가청 주파수 대역 부근의 진동을 감지하는 음향 감지 센서; 상기 기울기 감지 센서, 상기 진동 감지 센서 및 상기 음향 감지 센서의 감지값들을 조합하여 다양한 경우의 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 사고 판정부; 판정된 상기 사고 또는 사고 가능성 상황에 대하여 필요한 조치를 수행하는 조치 제어부; 및 상기 필요한 조치를 수행하는데 있어서 외부 서버로 필요한 정보를 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기울기 감지 센서는, 저장된 이전에 감지된 기울기값에 대하여 감지된 기울기값의 차이가 소정 기준값을 넘으면 해당 기울기값을 상기 사고 판정부로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 소정 기준값은, 단기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 단기 기준값; 및 장기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 장기 기준값을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진동 감지 센서는, 감지된 진동 감지 신호의 형태를 기 저장된 진동 패턴들과 비교할 수 있다.
여기서, 상기 사고 판정부는, 음향의 감지값들에 대하여 상기 진동 감지 센서의 감지값과 시간적 동기가 일치하는 것을 구분할 수 있다.
여기서, 상기 음향 감지 센서는, 감지된 음향 신호의 형태를 기 저장된 음향 패턴들과 비교할 수 있다.
여기서, 상기 사고 판정부는, 상기 기울기 감지 센서, 상기 진동 감지 센서 및 상기 음향 감지 센서의 감지값들을 and 또는 or 조합하여 각 사고를 판정하되, 상기 음향 감지 센서의 감지값에 의해 판정된 상황은 향후 사고가 발생된 가능성이 상당한 사고 가능성 상황으로 판정하고, 상기 기울기 감지 센서 또는 상기 진동 감지 센서의 감지값에 의해 판정된 상황은 기 발생된 사고로 판정할 수 있다.
여기서, 상기 조치 제어부는, 상기 사고 판정부가 판정한 사고별로 기 설정된 조치들을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전력 설비 실시간 모니터링 방법은, 전력 설비의 중력 방향에 대한 기울기 변화를 감지하는 단계; 전력 설비에 가해지는 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계; 공기 중의 가청 주파수 대역 부근의 진동으로서 음향을 감지하는 단계; 상기 기울기 변화, 진동, 충격, 음향의 감지값들을 조합하여 다양한 경우의 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계; 판정된 상기 사고 또는 사고 가능성 상황에 대하여 필요한 조치를 수행하는 단계; 및 상기 필요한 조치를 수행하는데 있어서 외부 서버로 필요한 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기울기 변화를 감지하는 단계에서는, 저장된 이전에 감지된 기울기값에 대하여 감지된 기울기값의 차이가 소정 기준값을 넘는지 확인하되,
상기 소정 기준값은, 단기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 단기 기준값; 및 장기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 장기 기준값을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계에서는, 감지된 진동 감지 신호의 형태를 기 저장된 진동 패턴들과 비교할 수 있다.
여기서, 상기 음향을 감지하는 단계에서는, 감지된 음향 신호의 형태를 기 저장된 음향 패턴들과 비교할 수 있다.
여기서, 상기 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계에서는, 음향의 감지값들에 대하여 상기 진동 감지 센서의 감지값과 시간적 동기가 일치하는 것을 구분할 수 있다.
여기서, 상기 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계에서는, 기울기 감지값, 진동/충격 감지값, 음향 감지값을 and 또는 or 조합하여 각 사고를 판정하되, 상기 음향 감지값에 의해 판정된 상황은 향후 사고가 발생된 가능성이 상당한 사고 가능성 상황으로 판정하고, 상기 기울기 감지값 또는 진동/충격 감지값에 의해 판정된 상황은 기 발생된 사고로 판정할 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법을 실시하면, 저렴한 비용으로 각종 인재로부터 안전하게 보호되기 위해 전력 설비를 상시적으로 감시/관리할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전력 설비 실시간 모니터링을 위한 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법은, 전력설비 본체 별도 센서부 부착, 제어케이블, 통신장치 연결 없이 실시간 DAS 감시 가능한 이점이 있다.
본 발명의 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법은, 투입예산 증가대비 고장예방효과가 높으며, 특히, 굴착현장을 실시간 감시 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 설비 실시간 모니터링을 위한 스마트 자동화 단말 장치로서 전력 설비 실시간 모니터링 장치의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 2는 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치의 주요 구성요소들을 예시한 개념도.
도 3은 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치를 이용한 DAS 이벤트 처리 방법을 도시한 흐름도.
도 4는 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치에서 수행되는 전력 설비 실시간 모니터링 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 5a 내지 5c는 전력 설비에 대하여 외부의 물리적 요인에 의한 사고 발생 현장을 나타낸 사진들.
도 2는 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치의 주요 구성요소들을 예시한 개념도.
도 3은 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치를 이용한 DAS 이벤트 처리 방법을 도시한 흐름도.
도 4는 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치에서 수행되는 전력 설비 실시간 모니터링 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 5a 내지 5c는 전력 설비에 대하여 외부의 물리적 요인에 의한 사고 발생 현장을 나타낸 사진들.
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 발명은 배전자동화 단말장치 제작시 내부에 일체형으로 다기능 센서(기울기센서:위치·기울기 감지, 진동센서:진동·충격 감지, 소리센서:특정소리 감지)를 내장한 전력 설비 실시간 모니터링을 위한 스마트 자동화 단말 장치 및 이를 이용한 전력 설비 실시간 모니터링 방법을 제안한다.
전력설비의 이상유무(기울기, 경사, 진동, 충격) 확인을 위해 전력설비 본체에 센서를 부착하여 상태정보 수집을 위한 제어함 및 통신모뎀 등 별도의 시스템 구성이 필요하나, 다기능 센서 내장 스마트 자동화 단말 장치를 개발하여 별도의 시스템 구성이 없이 배전자동화 단말 장치에서 본 역할을 수행할 수 있는 기능을 부여하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 설비 실시간 모니터링을 위한 스마트 자동화 단말 장치로서 전력 설비 실시간 모니터링 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치의 주요 구성요소들을 예시한 개념도이다.
도시한 전력 설비 실시간 모니터링 장치(100)는, 전력 설비의 중력 방향에 대한 기울기 변화를 감지하는 기울기 감지 센서(122); 전력 설비에 가해지는 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 진동 감지 센서(124); 공기 중의 가청 주파수 대역 부근의 진동을 감지하는 음향 감지 센서(126); 상기 기울기 감지 센서(122), 상기 진동 감지 센서(124) 및 상기 음향 감지 센서(126)의 감지값들을 조합하여 다양한 경우의 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 사고 판정부(140); 판정된 상기 사고 또는 사고 가능성 상황에 대하여 필요한 조치를 수행하는 조치 제어부(160); 및 상기 필요한 조치를 수행하는데 있어서 배전 센터(200) 등 외부 서버로 필요한 정보를 전송하는 통신부(180)를 포함할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 기울기 감지 센서(122), 상기 진동 감지 센서(124) 및 상기 음향 감지 센서(126)의 감지값들 및 상기 각 감지값들을 판정 또는 구분하는데 기준이 되는 기준값 또는 기준 패턴들, 판정된 각 사고별로 수행하도록 기 설정(저장)된 조치들을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 설비 실시간 모니터링 장치(100)에서 다기능 센서(120)에 의한 전력설비의 이상을 감지했을 경우 배전센터의 DAS 시스템에서 실시간 인지가 가능하도록 적극적인 이벤트 발생 기능을 추가할 수 있다.
상기 기울기 감지 센서(122)는, 중력에 대한 기울기 및 경사 감지 센서로서, 전주 및 지중 개폐기·변압기가 차량충돌에 의하여 자동화 단말 장치에 내장된 감지센서의 기울기가 변하는 경우 이를 감지하며, 이에 따라 상기 사고 판정부(140)는 기울기 데이터를 기설정된 데이터값과 비교하여 배전선로의 이상 여부를 판단할 수 있다.
상기 진동 감지 센서(124)는, 충격·진동 감지 센서로서, 전주 및 지중 개폐기·변압기가 차량충돌·굴착·기타충격에 의하여 자동화 단말 장치에 내장된 감지센서가 진동·충격을 감지하며, 이에 따라 상기 사고 판정부(140)는 기설정된 데이터값과 비교하여 배전선로의 이상여부를 판단할 수 있다.
상기 음향 감지 센서(126)는, 특정 소리(예: 굴착 소음) 감지 센서로서, 전주 및 지중 개폐기·변압기가 인근 지중케이블 설치 구간 토목 굴착공사 발생시 자동화 단말 장치(100)에 내장된 감지 센서(120) 및 사고 판정부(140)가 굴착음향을 실시간 감지하여 기설정된 데이터값과 비교하여 신호를 전송함으로서 사전 케이블 외상고장 발생 등 배전선로 고장이 발생할 가능성이 높은 예비단계에서 이를 예방할 수 있다.
상기 통신부(180)는 광통신, 이더넷 통신 등과 같은 유선 통신 수단 및/또는 셀룰러 통신, 블루투스 통신 등과 같은 무선 통신 수단으로 구현될 수 있다.
구현에 따라, 상기 기울기 감지 센서(122)는, 저장된 이전에 감지된 기울기값에 대하여 감지된 기울기값의 차이가 소정 기준값을 넘으면 이상 신호 및 해당 이상 기울기값(즉, 기울기 감지 센서의 감지값)을 상기 사고 판정부(140)로 전송할 수 있다. 이는 기울기 감지 센서 자체에 어느 정도의 연산 능력을 부여하여 상기 사고 판정부(140)의 처리 부담을 경감시킬 수 있다.
보다 심화된 구현의 경우, 상기 기울기 감지 센서(122)는, 교통 사고 충돌 등 순간적인 전력 설비의 변위 뿐만 아니라, 지반 침하 등으로 인하여 비교적 느린 속도로 전력 설비에 경사(변위)가 발생된 것도 확인하기 위해, 장기간에 대하여 감지된 기울기값들의 변화를 관찰할 수도 있다.
이 경우, 상기 소정 기준값은, 교통 사고 충돌 등의 감지를 위한 단기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 단기 기준값; 및 지반 침하 등의 감지를 위한 장기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 장기 기준값을 포함할 수 있다.
이때, 상기 단기 기준값 및 장기 기준값은 감시 목적에 따라, 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 상기 단기 기준값은 바로 직전에 측정된 감지값과 현재 시점에 측정된 감지값과의 차이값에 대한 비교 대상이 되며, 상기 장기 기준값은 미리 정해진 이전 시간 간격(예 : 1년전)에 측정된 감지값과 현재 시점에 측정된 감지값과의 차이값에 대한 비교 대상이 될 수 있다.
구현에 따라, 상기 진동 감지 센서(124)는, 감지된 진동 감지 신호의 형태를 기 저장된 진동 패턴들과 비교하여, 서로 유사한 경우 해당 저장된 진동 패턴의 식별값 및 해당 진동 패턴을 상기 사고 판정부(140)로 전송할 수 있다. 이는 진동 감지 센서(124) 자체에 어느 정도의 연산 능력을 부여하여 상기 사고 판정부(140)의 처리 부담을 경감시킬 수 있다.
상기 음향 감지 센서(126)는, 감지된 음향 신호의 형태를 기 저장된 음향 패턴들과 비교한다. 예컨대, 상기 음향 감지 센서(126)는, 소정의 기준 시간 간격(타임 윈도우)을 시프트하는 방식으로, 소정 시간 간격(타임 윈도우) 동안의 음향 감지값들로 이루어진 음향 패턴을 생성하여, 기 저장된 음향 패턴들과 비교한다.
보다 심화된 구현의 경우, 상기 사고 판정부(140) 및/또는 음향 감지 센서(126)는, 음향의 감지값들에 대하여 상기 기울기 감지 센서(122) 및/또는 상기 진동 감지 센서(124)의 감지값과 시간적 동기가 일치하는 것을 구분하여 기재할 수 있다. 이는 스마트 자동화 단말 장치(100)가 설치된 전력 설비에 직접적인 충격이 가해진 교통 사고 등의 경우, 동일한 시점에 상기 기울기 감지 센서(122) 및/또는 상기 진동 감지 센서(124)의 각 기준값의 범위에 해당하는 감지값들이 감지될 가능성이 높음을 반영한 것이다. 즉, 상기 음향 감지 센서(126)의 감지 패턴이 소정의 사고 음향 패턴과 유사하고, 해당 감지 패턴이 발생된 시점에 상기 기울기 감지 센서(122) 및/또는 상기 진동 감지 센서(124)에서 사고로 판정하는 기준값의 범위에 속한 감지값이 감지된 경우에는, 100%에 가까운 매우 높은 확률의 사고 발생을 배전 센터(200) 등 상위 서버나 관리자에게 통보할 수 있다.
구현/목적에 따라, 상기 사고 판정부(140)는, 상기 기울기 감지 센서(122), 상기 진동 감지 센서(124) 및 상기 음향 감지 센서(126)의 감지값들을 and 또는 or 조합하여 각 사고를 판정할 수 있다.
예컨데, 각 센서들의 신뢰성이 높고, 사고에 대한 신속 조치가 중요한 전력 설비에 설치된 경우에는, 상기 기울기 감지 센서(122), 상기 진동 감지 센서(124) 및 상기 음향 감지 센서(126)의 감지값들에 의한 판정들 중 하나라도 사고 상황으로 판정된 경우에만, 최종적인 사고 판정을 수행할 수 있다.
예컨데, 비교적 저렴한 센서 제품들을 적용하여, 각 센서들의 신뢰성이 높지 않은 경우에는, 상기 기울기 감지 센서(122), 상기 진동 감지 센서(124) 및 상기 음향 감지 센서(126)의 감지값들에 의한 판정들 중 2개 이상이 사고 상황으로 판정된 경우에만, 최종적인 사고 판정을 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 사고 판정부(140)는, 상기 음향 감지 센서(126)의 감지값에 의해 판정된 상황은 향후 사고가 발생된 가능성이 상당한 사고 가능성 상황으로 판정하고, 상기 기울기 감지 센서(122) 및/또는 상기 진동 감지 센서(124)의 감지값에 의해 판정된 상황은 기 발생된 사고로 판정할 수 있다.
상기 조치 제어부(160)는, 상기 사고 판정부(140)가 판정한 사고별로 기 설정(저장)된 조치들을 수행할 수 있다.
예컨대, 사고 판정시, 상기 조치 제어부(160)는, 상기 기울기 감지 센서(122), 상기 진동 감지 센서(124) 및 상기 음향 감지 센서(126)의 저장된 감지값들을 모두 수집하여 배전 센터(200) 등 외부 서버로 전송하는 조치; 스마트 자동화 단말 장치(100) 자체를 셀프 점검하여 점검된 상태 정보를 배전 센터(200) 등 외부 서버로 전송하는 조치; 각 사고별로 동작시켜야 할 차단기/개폐기 등에 대한 트립 신호를 생성하는 조치; 각 사고별로 지정된 담당 관리자에게 사고 상황을 알람(예: 스마트폰으로 메시지 발송 등)하는 조치; 및 각 사고별로 긴급 이벤트를 발생시키거나 주의 상황으로서 저장(정기적인 통신 시간에 상위 서버로 전송)하는 조치 중 적어도 하나 이상을 수행할 수 있다.
가공설비 전주에 설치하는 자동화 개폐기에 적용한 스마트 자동화 단말 장치(100)는 차량충돌에 의한 전주 경사 발생시 스마트 자동화 단말 장치의 기울기감지 센서(122)의 감지값에 따라 배전센터 DAS 시스템에 신호를 송출하여 이벤트 발생으로 실시간 감시가 가능하다.
지중설비의 자동화 개폐기 및 변압기에 설치하는 경우의 스마트 자동화 단말 장치(100)는 차량충돌에 의한 전력설비의 위치변경, 경사를 인지하여 배전센터 DAS 시스템에 이벤트를 발생시켜 실시간 감시가 가능하다.
또한, 장기간에 걸친 스마트 자동화 단말 장치(100)의 기울기 감지 센서(122) 감지값들의 변화를 모니터링하는 방식으로, 지반 침하 등으로 인하여 비교적 느린 속도로 전주나 지중 설비에 경사가 발생된 것을 확인할 수 있다.
자동화 지상개폐기, 지상변압기 인근 지중케이블 횡단 구간 무단 토목 굴착공사 발생시, 스마트 자동화 단말 장치(100)에서 진동·충격 및 굴착음향을 실시간 감지하여 배전센터 DAS 시스템에 이벤트를 발생시켜 케이블 외상고장 발생전 사전 현장조치를 수행하도록 예방 활동을 지원할 수 있다.
도 3은 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치를 이용한 DAS 이벤트 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시한 DAS 이벤트 처리 방법은 다기능 센서로 전력 설비를 감시하는 단계(S100); 사고로 판단된 경우 해당 센싱값을 서버로 실시간 전송하는 단계(S200); 및 배전센터(도 1의 200)에서 전송받은 센싱값에 따라 해당 이벤트를 확인/처리하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
도시한 단계들 중 상기 S200 단계는 단순히 분류된 정보(데이터)를 전송하는 과정이며, 상기 S300 단계는 일반적인 DAS 이벤트 확인/처리 과정으로 구현될 수 있으며, S100 단계에 본 발명의 사상에 따른 전력 설비 실시간 모니터링 방법을 적용할 수 있다.
도 4는 도 1의 전력 설비 실시간 모니터링 장치에서 수행되는 전력 설비 실시간 모니터링 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도시한 전력 설비 실시간 모니터링 방법은, 전력 설비의 중력 방향에 대한 기울기 변화를 감지하는 단계(S160); 전력 설비에 가해지는 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계(S160); 공기 중의 가청 주파수 대역 부근의 진동으로서 음향을 감지하는 단계(S160); 상기 기울기 변화, 진동, 충격, 음향의 감지값들을 조합하여 다양한 경우의 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계(S210 ~ S240); 판정된 상기 사고 또는 사고 가능성 상황에 대하여 필요한 조치를 수행하는 단계; 및 상기 필요한 조치를 수행하는데 있어서 외부 서버로 필요한 정보를 전송하는 단계(S280)를 포함할 수 있다.
앞서 살펴본 내용을 도 4에 적용하면, 상기 기울기 변화를 감지하는 단계에서는, 저장된 이전에 감지된 기울기값에 대하여 감지된 기울기값의 차이가 소정 기준값을 넘는지 확인하되, 상기 소정 기준값은, 단기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 단기 기준값; 및 장기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 장기 기준값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계에서는, 감지된 진동 감지 신호의 형태를 기 저장된 진동 패턴들과 비교할 수 있다.
또한, 상기 음향을 감지하는 단계에서는, 감지된 음향 신호의 형태를 기 저장된 음향 패턴들과 비교할 수 있다.
상기 기울기 변화를 감지하는 단계; 상기 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계; 및 상기 음향을 감지하는 단계는 개별적인 센서로 서로 독립적으로 병행하여 수행될 수 있다. 이 경우, 어느 하나의 센서에서 이상(고장)값을 감지하면, 상기 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계(S210 ~ S240)가 수행될 수 있다.
도 4에서는 or 조합으로 도시하였지만, 구현에 따라, 상기 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계(S210 ~ S240)에서는, 기울기 감지값, 진동/충격 감지값, 음향 감지값을 and 또는 or 조합하여 각 사고를 판정할 수 있다.
구현에 따라, 상기 음향 감지값에 의해 판정된 상황은 향후 사고가 발생된 가능성이 상당한 사고 가능성 상황으로 판정하고, 상기 기울기 감지값 또는 진동/충격 감지값에 의해 판정된 상황은 기 발생된 사고로 판정할 수 있다.
구현에 따라, 상기 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계(S210 ~ S240)에서는, 음향의 감지값들에 대하여 상기 진동 감지 센서의 감지값과 시간적 동기가 일치하는 것을 구분하고 후속 분석이나 조치를 수행할 수 있다.
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.
100 : 전력 설비 실시간 모니터링 장치
120 : 기울기 감지 센서
124 : 진동 감지 센서
126 : 음향 감지 센서
140 : 사고 판정부
160 : 조치 제어부
180 : 통신부
200 : 배전 센터
120 : 기울기 감지 센서
124 : 진동 감지 센서
126 : 음향 감지 센서
140 : 사고 판정부
160 : 조치 제어부
180 : 통신부
200 : 배전 센터
Claims (14)
- 전력 설비의 중력 방향에 대한 기울기 변화를 감지하는 기울기 감지 센서;
전력 설비에 가해지는 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 진동 감지 센서;
공기 중의 가청 주파수 대역 부근의 진동을 감지하는 음향 감지 센서;
상기 기울기 감지 센서, 상기 진동 감지 센서 및 상기 음향 감지 센서의 감지값들을 조합하여 다양한 경우의 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 사고 판정부;
판정된 상기 사고 또는 사고 가능성 상황에 대하여 필요한 조치를 수행하는 조치 제어부; 및
상기 필요한 조치를 수행하는데 있어서 외부 서버로 필요한 정보를 전송하는 통신부
를 포함하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 기울기 감지 센서는,
저장된 이전에 감지된 기울기값에 대하여 감지된 기울기값의 차이가 소정 기준값을 넘으면 해당 기울기값을 상기 사고 판정부로 전송하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 소정 기준값은,
단기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 단기 기준값; 및
장기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 장기 기준값
을 포함하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 진동 감지 센서는,
감지된 진동 감지 신호의 형태를 기 저장된 진동 패턴들과 비교하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 사고 판정부는,
음향의 감지값들에 대하여 상기 진동 감지 센서의 감지값과 시간적 동기가 일치하는 것을 구분하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 음향 감지 센서는,
감지된 음향 신호의 형태를 기 저장된 음향 패턴들과 비교하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 사고 판정부는,
상기 기울기 감지 센서, 상기 진동 감지 센서 및 상기 음향 감지 센서의 감지값들을 and 또는 or 조합하여 각 사고를 판정하되,
상기 음향 감지 센서의 감지값에 의해 판정된 상황은 향후 사고가 발생된 가능성이 상당한 사고 가능성 상황으로 판정하고,
상기 기울기 감지 센서 또는 상기 진동 감지 센서의 감지값에 의해 판정된 상황은 기 발생된 사고로 판정하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 조치 제어부는,
상기 사고 판정부가 판정한 사고별로 기 설정된 조치들을 수행하는 전력 설비 실시간 모니터링 장치.
- 전력 설비의 중력 방향에 대한 기울기 변화를 감지하는 단계;
전력 설비에 가해지는 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계;
공기 중의 가청 주파수 대역 부근의 진동으로서 음향을 감지하는 단계;
상기 기울기 변화, 진동, 충격, 음향의 감지값들을 조합하여 다양한 경우의 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계;
판정된 상기 사고 또는 사고 가능성 상황에 대하여 필요한 조치를 수행하는 단계; 및
상기 필요한 조치를 수행하는데 있어서 외부 서버로 필요한 정보를 전송하는 단계
를 포함하는 전력 설비 실시간 모니터링 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 기울기 변화를 감지하는 단계에서는,
저장된 이전에 감지된 기울기값에 대하여 감지된 기울기값의 차이가 소정 기준값을 넘는지 확인하되,
상기 소정 기준값은,
단기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 단기 기준값; 및
장기간에 대하여 감지된 기울기값들 차이의 기준이 되는 장기 기준값
을 포함하는 전력 설비 실시간 모니터링 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 기계적 진동 및 충격 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계에서는,
감지된 진동 감지 신호의 형태를 기 저장된 진동 패턴들과 비교하는 전력 설비 실시간 모니터링 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 음향을 감지하는 단계에서는,
감지된 음향 신호의 형태를 기 저장된 음향 패턴들과 비교하는 전력 설비 실시간 모니터링 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계에서는,
음향의 감지값들에 대하여 상기 진동 감지 센서의 감지값과 시간적 동기가 일치하는 것을 구분하는 전력 설비 실시간 모니터링 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 사고 또는 사고 가능성 상황을 판정하는 단계에서는,
기울기 감지값, 진동/충격 감지값, 음향 감지값을 and 또는 or 조합하여 각 사고를 판정하되,
상기 음향 감지값에 의해 판정된 상황은 향후 사고가 발생된 가능성이 상당한 사고 가능성 상황으로 판정하고,
상기 기울기 감지값 또는 진동/충격 감지값에 의해 판정된 상황은 기 발생된 사고로 판정하는 전력 설비 실시간 모니터링 방법.
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| KR1020210075037A KR20220166121A (ko) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 전력 설비 실시간 모니터링 장치 및 방법 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102018032B1 (ko) | 2019-07-01 | 2019-09-03 | 원광대학교산학협력단 | 고압 cv 케이블 수명예측 진단 측정방법 |
-
2021
- 2021-06-09 KR KR1020210075037A patent/KR20220166121A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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