WO2013066054A1 - 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템 - Google Patents

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WO2013066054A1
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partial discharge
power device
signal
voltage
measurement sensor
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이수진
정재룡
김영민
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주식회사 효성
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents

Definitions

  • the present invention relates to a system and method for diagnosing partial discharge of a power device.
  • a non-contact phase measurement for measuring a phase signal applied to a power device using a non-connected phase measurement sensor and using the same to diagnose partial discharge of the power device.
  • the present invention relates to a partial discharge diagnosis system and method for a power device using a sensor.
  • GIS gas insulated switchgear
  • GIS gas insulated transformer
  • inflow transformer inflow transformer
  • FIG. 1 is a block diagram showing a partial discharge diagnostic system of a conventional power device.
  • a built-in partial discharge detection sensor 10 and an external partial discharge detection sensor 11 for detecting partial discharge of a power device 1 are installed, and a built-in and external detection sensor are installed.
  • the partial discharge signal detected at (10, 11) is transmitted to the partial discharge signal processing device 14 through the coaxial cable 12.
  • the partial discharge signal processing device 14 also receives the frequency phase of the voltage measured in the voltage transformer (PT) 13 installed in the power device 1 to determine the occurrence and cause of the partial discharge.
  • PT voltage transformer
  • partial discharges are characterized by the cause of each cause in synchronization with the frequency phase of the voltage applied to the power device (1), the sensor (10, 11) by measuring the frequency phase of the voltage applied to the power device (1) during the partial discharge diagnosis
  • the partial discharge signal detected at C) is displayed with respect to the frequency phase of the measured applied voltage. Therefore, in the conventional voltage transformer 13 installed in the power device 1, the voltage applied to the power device 1 is measured and the frequency phase of the measured voltage is detected.
  • the use of the voltage transformer PT has been banned due to difficulty in connection of the voltage transformer PT, inadvertent installation and management of the customer side, and repair and inspection at high voltage.
  • a local control panel (LCP) is installed in the substation to use a frequency signal of a commercial power source.
  • LCP local control panel
  • the frequency phase of a voltage applied to an actual power device is used. Since there is a phase difference between the frequency phase of the power supply, a problem arises in that an accurate diagnosis cannot be made.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, the frequency phase of the voltage applied to the power equipment using a non-contact phase measurement sensor without using a voltage transformer (PT) signal and a commercial frequency power signal It is an object of the present invention to provide a system and method for diagnosing partial discharge of a power device capable of accurately measuring the voltage.
  • PT voltage transformer
  • Partial discharge diagnostic system of a power device using a non-contact phase measurement sensor for achieving the above object
  • Internal and external partial discharge detection sensors attached to the inside and the outside of the power device to detect partial discharge generated in the power device and output corresponding partial discharge detection signals, respectively;
  • a non-contact phase measurement sensor installed in the power device in a non-contact manner and measuring a frequency phase signal of a voltage applied to the power device; And whether or not the occurrence of partial discharge of the power device and the cause of the occurrence of the discharge using the partial discharge signal detected by the internal and external partial discharge detection sensors and the frequency phase signal of the applied voltage of the power device measured by the non-contact phase measurement sensor.
  • a partial discharge signal processing device for determining.
  • the internal and external partial discharge detection sensor detects an electromagnetic signal due to the partial discharge flowing out of the power device and outputs the partial discharge detection signal.
  • the partial discharge detection signal includes characteristics for each cause of the partial discharge generated in the power device.
  • the partial discharge signal processing apparatus maps the detected partial discharge detection signal to a frequency phase signal of the measured applied voltage, and determines occurrence and cause of the partial discharge from the cause-specific characteristics appearing in synchronization with the frequency phase signal. do.
  • the non-contact phase measurement sensor the conductive member is installed in a non-contact spaced apart from the power device at a predetermined interval;
  • a capacitor connected to the conductor member;
  • a low pass filter (LPF) which removes noise included in the voltage signal passing through the conductor member and the capacitor and passes the voltage signal of a low band frequency;
  • An amplifier for amplifying the voltage signal output from the low pass filter;
  • a high pass filter (HPF) which removes noise included in the voltage signal amplified by the amplifier and passes a voltage signal of a high band frequency, wherein the partial discharge signal processing device includes a voltage signal output from the high pass filter. Extract the frequency phase signal of.
  • the partial discharge diagnosis system and method of the power device using the non-contact phase measurement sensor according to the present invention has the following effects.
  • the present invention even when the use of the voltage transformer PT is prohibited, by accurately measuring the frequency phase of the voltage applied to the actual power device, it is possible to increase the reliability of the diagnosis in the partial discharge diagnosis of the power device.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a partial discharge diagnosis system of a power device using a conventional voltage transformer (PT).
  • PT voltage transformer
  • FIG. 2 is a block diagram showing a partial discharge diagnostic system of a power device using a non-contact phase measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an illustration of the characteristics of the partial discharge cause included in the voltage signal measured according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a non-contact phase measurement sensor according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a partial discharge diagnostic system of a power device using a non-contact phase measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
  • the partial discharge diagnosis system 100 of the power device includes a built-in partial discharge detection sensor 110, an external partial discharge detection sensor 120, a non-contact phase measurement sensor 130, and a partial discharge signal. It is configured to include a processing device 140.
  • the built-in partial discharge detection sensor 110 is attached to the inside of the power device 10 to detect the partial discharge generated in the power device 10 and outputs the detection signal.
  • the external partial discharge detection sensor 120 is attached to the outside of the power device 10 detects the partial discharge generated in the power device 10 and outputs a detection signal.
  • the internal and external partial discharge detection sensors 110 and 120 of the present invention detect the electromagnetic signal due to the partial discharge flowing out of the power device 10.
  • the partial discharge detection signal includes characteristics for each cause of the partial discharge as in the example of FIG. 3.
  • 3A to 3D illustrate, for example, free particles, cracks / cavities of space, protrusions of conductors, and particles on spacers.
  • the detection signal includes the partial discharge characteristic according to the cause.
  • the non-contact phase measurement sensor 130 measures the frequency phase of the high voltage applied to the power device 10. In this case, preferably, the non-contact phase measurement sensor 130 measures the frequency phase in a non-contact manner with the power device 10.
  • the partial discharge signal processing apparatus 140 uses the partial discharge signal detected by the external partial discharge detection sensor 120 and the frequency phase of the applied voltage of the power device 10 measured by the non-contact phase measurement sensor 130. Judgment of the occurrence of partial discharge in (10) and the cause thereof is made. The presence or absence of such a partial discharge is a cause of the partial discharge appearing in synchronization with the frequency phase by mapping the partial discharge signal detected by the external partial discharge detection sensor 120 to the frequency phase signal of the applied voltage measured by the non-contact phase measurement sensor 130. The occurrence and cause of the partial discharge in the power device 10 are identified from the star feature.
  • FIG. 4 is a block diagram of a non-contact phase measurement sensor according to the present invention.
  • the non-contact phase measurement sensor 130 includes a conductor member 121, a capacitor 122, a low pass filter (LPF) 123, an amplifier 124, and a high pass filter ( HPF) 125 is configured.
  • the non-contact phase measurement sensor 130 of the present invention is disposed in a non-contact form on the spacer 20 of the power device 10.
  • the conductor member 121 is disposed away from the power device 10 at regular intervals.
  • the conductor member 121 may be made of, for example, a conductive metal material.
  • the capacitor 122 is connected to the conductor member 121.
  • the power device 10 generally has a hollow portion 21 formed of a metal material therein, and is usually filled with an insulating material 23 such as epoxy between the surface portion 22 and the hollow portion 21.
  • an insulating material 23 such as epoxy between the surface portion 22 and the hollow portion 21.
  • a low pass filter (LPF) 123, an amplifier 124, and a high pass filter (HPF) 125 are sequentially connected to the rear end of the capacitor 122.
  • the voltage signal applied to the power device 10 is a capacitor 24 that acts between the conductor member 121 and the hollow portion 21, the conductor member 121, the capacitor 122, the low pass filter 123,
  • the amplifier 124 passes through the high pass filter 125 and is input to the partial discharge signal processing device 140.
  • the partial discharge signal processing device 140 extracts the frequency phase signal of the voltage signal output from the high pass filter (HPF) 125 to diagnose whether or not the partial discharge occurs and the cause thereof.
  • the low pass filter (LPF) 123 removes noise included in the voltage signal passing through the conductor member 121 and the capacitor 122 to pass the voltage signal in the low frequency band, and the amplifier 124 passes the low frequency band.
  • Amplifying the voltage signal output from the pass filter 123, the high pass filter (HPF) 125 removes the noise contained in the voltage signal amplified by the amplifier 124 to pass the voltage signal of the high frequency band.
  • the voltage signal applied to the power device 10 is the magnitude of the capacitance in the capacitor 24 and the capacitor 122 connected to the rear end of the conductor member 121 and the conductor member 121 and the hollow portion 21, respectively.
  • a voltage signal having a predetermined magnitude is converted and input to the low pass filter 123.
  • the frequency phase of the voltage applied to the power device 10 is applied as it is. Therefore, the frequency phase signal of the voltage measured by the non-contact phase measurement sensor 130 substantially coincides with the frequency phase of the voltage applied to the power device 10, whereby the portion of the partial discharge signal processing device 140 is reliable. Discharge diagnosis can be made.
  • Partial discharges to power equipment can lead to disruptions in the power supply, which can have a huge negative impact on power equipment. Therefore, a system for accurately diagnosing in advance whether a partial discharge occurs in a power device in advance is essential in power equipment. As such, it is very important to accurately measure the frequency phase of the voltage applied to the power device in order to increase the diagnostic reliability of the partial discharge in the power device.
  • the present invention can improve the reliability of the partial discharge diagnosis in the power device by accurately measuring the frequency phase of the applied voltage applied to the power device using the non-contact phase measurement sensor.
  • the present invention can be very usefully used for power equipment such as gas insulated equipment used for power equipment.

Abstract

본 발명은 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템을 제공한다. 이러한 진단 시스템은, 전력기기의 내부 및 외부에 각각 부착되어 상기 전력기기에 발생하는 부분방전을 검출하여 해당 부분방전 검출신호를 각각 출력하는 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서; 상기 전력기기에 비접촉으로 설치되며 상기 전력기기에 인가된 전압의 주파수 위상 신호를 측정하는 비접촉 위상측정센서; 및 상기 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서에서 각각 검출된 부분방전 신호 및 상기 비접촉 위상측정센서에서 측정된 상기 전력기기의 인가전압의 주파수 위상 신호를 이용하여 상기 전력기기의 부분방전 발생 유무 및 그 발생 원인을 판단하는 부분방전 신호처리장치를 포함한다.

Description

비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템
본 발명은 전력기기의 부분방전 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 비접속 위상 측정센서를 이용하여 전력기기에 인가된 위상신호를 측정하고 이를 이용하여 전력기기의 부분방전을 진단하도록 하는 비접촉 위상 측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
발전소나 변전소 등의 전력설비에는 가스 절연 개폐장치(GIS:Gas Insulated Switchgear), 가스절연변압기, 유입변압기 등 많은 전력기기들이 되고 있다. 특히, 발전소와 변전소의 개폐설비 대부분이 가스절연 개폐장치(GIS)로 건설됨에 따라 이 가스절연 개폐장치(GIS)의 설치개수가 대폭 증가하고 배전 선로 계통에서 차지하는 비율도 점점 증가하는 추세이다.
이러한 전력기기에는 고압을 이용하므로 고장의 전조로서 부분방전이 발생하게 된다. 이는 전력기기의 설치과정에서 도체의 돌기, 스페이서의 크랙 또는 금속성 이물질 등이 발생할 수 있고 이들 결함에 의해 전력기기에 전계집중 현상이 발생되어 부분방전의 발생을 초래하게 된다. 이처럼 전력기기에 부분방전이 발생하게 되면 절연파괴에 도달할 가능성이 있으며 최종적으로 전력설비 전체의 운행에 막대한 위협이 될 수 있으므로 이를 조기에 진단하여 적절한 사전조치를 취할 수 있도록 하여 부분방전의 진단 시스템이 필수적으로 요구된다.
도 1은 종래의 전력기기의 부분방전 진단 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1에서와 같이, 종래의 부분방전 진단 시스템에서는 전력기기(1)의 부분방전을 검출하는 내장형 부분방전 검출센서(10) 및 외장형 부분방전 검출센서(11)를 설치하고, 내장형 및 외장형 검출센서(10,11)에서 검출된 부분방전신호는 동축케이블(12)을 통해 부분방전 신호처리장치(14)로 전송된다. 부분방전 신호처리장치(14)는 또한 전력기기(1)에 설치된 전압변성기(PT:Potential Transformer)(13)에 측정된 전압의 주파수 위상을 수신하여 부분방전의 발생 및 원인을 판별한다.
이러한 부분방전은 전력기기(1)에 인가된 전압의 주파수 위상에 동기하여 각 원인별 특징이 나타나므로 부분방전 진단시 전력기기(1)에 인가된 전압의 주파수 위상을 측정하여 센서(10,11)에서 검출된 부분방전 신호를 상기 측정된 인가전압의 주파수 위상에 대하여 표시하도록 한다. 따라서, 종래에 전력기기(1)에 설치된 전압변성기(13)에서 전력기기(1)에 인가된 전압을 측정하고 그 측정된 전압의 주파수 위상을 검출하는 것이다.
그런데, 최근 전력기기의 부분방전 진단 시스템에서는 전압변성기(PT)의 결선오류, 수용가 측의 부주의한 설치 및 관리, 고전압에서의 수리 및 점검 등이 어려워 전압변성기(PT)의 사용을 금지하고 있다. 나아가, 이러한 전압변성기(PT)를 대신하여 변전소 내 로컬제어패널(LCP:Local Control Panel)을 설치하여 상용전원의 주파수 신호를 사용하고 있으나, 이 경우 실제 전력기기에 인가되는 전압의 주파수 위상과 상용전원의 주파수 위상 간에 위상 차가 존재하기 때문에 정확한 진단이 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.
따라서, 해당 기술분야에서는 전압변성기(PT)를 사용하지 않고 전력기기에 인가되는 전압의 주파수 위상을 정확하게 측정하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 전압변성기(PT) 신호 및 상용주파수 전원 신호를 사용하지 않고 비접촉 위상측정센서를 이용하여 전력기기에 인가된 전압의 주파수 위상을 정확히 측정할 수 있도록 하는 전력기기의 부분방전 진단 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템은,
전력기기의 내부 및 외부에 각각 부착되어 상기 전력기기에 발생하는 부분방전을 검출하여 해당 부분방전 검출신호를 각각 출력하는 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서; 상기 전력기기에 비접촉으로 설치되며 상기 전력기기에 인가된 전압의 주파수 위상 신호를 측정하는 비접촉 위상측정센서; 및 상기 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서에서 검출된 부분방전 신호 및 상기 비접촉 위상측정센서에서 측정된 상기 전력기기의 인가전압의 주파수 위상 신호를 이용하여 상기 전력기기의 부분방전 발생 유무 및 그 발생 원인을 판단하는 부분방전 신호처리장치를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서는 상기 전력기기에서 유출되는 부분방전에 의한 전자파 신호를 감지하여 부분방전 검출신호로 출력한다.
이때, 상기 부분방전 검출신호에는 상기 전력기기에서 발생한 부분방전의 원인별 특징이 포함된다.
이때, 상기 부분방전 신호처리장치는 상기 측정된 인가전압의 주파수 위상 신호에 상기 검출된 부분방전 검출신호를 매핑시켜 상기 주파수 위상 신호에 동기하여 나타나는 원인별 특징으로부터 상기 부분방전의 발생 및 원인을 판단한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 비접촉 위상측정센서는, 상기 전력기기로부터 일정 간격으로 떨어져 비접촉으로 설치되는 도체부재; 상기 도체부재에 연결된 커패시터; 상기 도체부재 및 커패시터를 통과한 전압신호에 포함된 노이즈를 제거하여 저대역 주파수의 전압신호를 통과시키는 저역통과필터(LPF); 상기 저역통과필터에서 출력되는 전압신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기에서 증폭된 전압신호에 포함된 노이즈를 제거하여 고대역 주파수의 전압신호를 통과시키는 고역통과필터(HPF)를 포함하며, 상기 부분방전 신호처리장치는 상기 고역통과필터에서 출력되는 전압신호의 주파수 위상신호를 추출한다.
상기와 같은 구성을 통해 본 발명에 따른 비접촉 위상 측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명에 의하면 종래와 같이 전압변성기(PT)의 신호를 사용하지 않고 비접촉 위상측정센서를 이용하여 전력기기의 인가전압에 대한 주파수 위상신호를 측정함으로써 전압변성기(PT)의 사용에 따른 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 전압변성기(PT)의 사용을 금지하는 경우도 실제 전력기기에 인가된 전압의 주파수 위상을 정확하게 측정함으로써 전력기기의 부분방전 진단에서 진단의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전압변성기(PT)를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 비접촉식 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 측정된 전압신호에 포함된 부분방전 원인별 특징의 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 비접촉식 위상측정센서의 구성도.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 비접촉식 위상 측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전력기기의 부분방전 진단 시스템(100)은 내장형 부분방전 검출센서(110), 외장형 부분방전 검출센서(120), 비접촉 위상측정센서(130) 및 부분방전 신호처리장치(140)를 포함하여 구성된다.
내장형 부분방전 검출센서(110)는 전력기기(10)의 내부에 부착되어 상기 전력기기(10)에 발생하는 부분방전을 검출하고 그 검출신호를 출력한다. 또한, 외장형 부분방전 검출센서(120)는 전력기기(10)의 외부에 부착되어 전력기기(10)에 발생하는 부분방전을 검출하여 검출신호를 출력한다. 특히, 본 발명의 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서(110,120)는 전력기기(10)에서 유출되는 부분방전에 의한 전자파 신호를 감지한다. 이때, 부분방전 검출신호에 도 3의 일례와 같이 부분방전의 원인별 특징이 포함됨이 바람직하다. 도 3의 (a) 내지 (d)는 예를 들어, 분리입자(Free Particle), 스페이스의 크랙 또는 공동(Crack/Void in Spacer), 도체의 돌기(Protrusion), 스페이서 상의 입자(Particle on Spacer)의 원인에 따른 부분방전 특징이 포함된 검출신호이다.
비접촉 위상측정센서(130)는 전력기기(10)에 인가된 고전압의 주파수 위상을 측정한다. 이때, 바람직하게는 비접촉 위상측정센서(130)는 전력기기(10)에 비접촉으로 주파수 위상을 측정한다.
부분방전 신호처리장치(140)는 외장형 부분방전 검출센서(120)에서 검출된 부분방전 신호와 비접촉 위상측정센서(130)에서 측정된 전력기기(10)의 인가전압의 주파수 위상을 이용하여 전력기기(10)에서의 부분방전 발생 유무 및 그 발생 원인을 판단한다. 이러한 부분방전 발생 유무는 비접촉 위상측정센서(130)에서 측정된 인가전압의 주파수 위상신호에 외장형 부분방전 검출센서(120)에서 검출된 부분방전 신호를 매핑시켜 주파수 위상에 동기하여 나타나는 부분방전의 원인별 특징으로부터 전력기기(10)에서의 부분방전의 발생 및 원인을 파악하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 비접촉식 위상측정센서의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 위상측정센서(130)는 도체부재(121), 커패시터(122), 저역통과필터(LPF)(123), 증폭기(124) 및 고역통과필터(HPF)(125)를 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명의 비접촉 위상측정센서(130)는 전력기기(10)의 스페이서(20)에 비접촉 형태로 배치된다.
도체부재(121)는 전력기기(10)로부터 일정한 간격으로 떨어져 배치된다. 이러한 도체부재(121)는 예컨대 도전성 금속재료로 구현될 수 있다. 커패시터(122)는 도체부재(121)에 연결된다.
전력기기(10)는 일반적으로 내부에 금속재료의 중공부(21)가 형성되며 표면부(22)와 중공부(21) 사이에는 통상 에폭시와 같은 절연물질(23)이 채워진다. 이로써, 도체부재(121)와 중공부(21) 간의 절연물질(23)은 일전한 용량의 다른 커패시터(24)로 작용한다.
상기 커패시터(122)의 후단에 저역통과필터(LPF:Low Pass Filter)(123), 증폭기(124) 및 고역통과필터(HPF:High Pass Filter)(125)가 차례로 연결된다. 이때, 전력기기(10)에 인가된 전압 신호는 도체부재(121)와 중공부(21) 간에 작용하는 커패시터(24), 도체부재(121), 커패시터(122), 저역통과필터(123), 증폭기(124), 고역통과필터(125)를 통과하여 부분방전 신호처리장치(140)로 입력된다. 이로써, 부분방전 신호처리장치(140)는 고역통과필터(HPF)(125)에서 출력되는 전압 신호의 주파수 위상신호를 추출하여 부분방전의 발생 유무 및 그 발생 원인을 진단한다.
저역통과필터(LPF)(123)는 상기한 도체부재(121) 및 커패시터(122)를 통과한 전압신호에 포함된 노이즈를 제거하여 저주파 대역의 전압신호를 통과시키고 증폭기(124)는 상기한 저역통과필터(123)에서 출력되는 전압신호를 증폭하며 고역통과필터(HPF)(125)는 증폭기(124)에서 증폭된 전압신호에 포함된 노이즈를 제거하여 고주파 대역의 전압신호를 통과시킨다.
한편, 전력기기(10)에 인가된 전압신호는 도체부재(121)와 중공부(21) 간에 작용하는 커패시터(24) 및 도체부재(121)의 후단에 연결된 커패시터(122)에서는 각각 커패시턴스의 크기에 따라 분압원리에 의해 일정한 크기의 전압신호를 변환되어 저역통과필터(123)로 입력된다. 이와 같이 입력되는 전압의 크기는 변환되었으나 전력기기(10)에 인가된 전압의 주파수 위상은 실질적으로 그대로 적용된다. 따라서, 비접촉 위상측정센서(130)에서 측정되는 전압의 주파수 위상신호는 실질적으로 전력기기(10)에 인가된 전압의 주파수 위상과 일치하게 되며, 이로써 부분방전 신호처리장치(140)에서 신뢰성 있는 부분방전 진단이 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
전력기기에 발생하는 부분방전으로 인해 전력공급이 차질이 발생할 수 있으며 이는 곧 전력설비에 막대한 악영향을 미칠 수도 있다. 따라서, 전력기기에 부분방전이 발생하는지를 사전에 미리 정확하게 진단하기 위한 시스템은 전력설비에 있어서 필수적으로 요구되고 있다. 이와 같이 전력기기에서 부분방전의 진단 신뢰성을 높이기 위해서는 전력기기에 인가된 전압의 주파수 위상을 정확하게 측정하는 것이 매우 중요하다.
이러한 측면에서 볼 때, 본 발명은 비접촉 위상측정센서를 이용하여 전력기기에 인가된 인가전압의 주파수 위상을 정확하게 측정함으로써 전력기기에서의 부분방전 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 전력설비 등에 사용되는 가스절연기기 등의 전력기기에 매우 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 전력기기의 내부 및 외부에 각각 부착되어 상기 전력기기에 발생하는 부분방전을 검출하여 해당 부분방전 검출신호를 각각 출력하는 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서;
    상기 전력기기에 비접촉으로 설치되며 상기 전력기기에 인가된 전압의 주파수 위상 신호를 측정하는 비접촉 위상측정센서; 및
    상기 내장형 및 외장형 부분방전 검출센서에서 각각 검출된 부분방전 신호 및 상기 비접촉 위상측정센서에서 측정된 상기 전력기기의 인가전압의 주파수 위상 신호를 이용하여 상기 전력기기의 부분방전 발생 유무 및 그 발생 원인을 판단하는 부분방전 신호처리장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외장형 부분방전 검출센서는 상기 전력기기에서 유출되는 부분방전에 의한 전자파 신호를 감지하여 부분방전 검출신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부분방전 검출신호에는 상기 전력기기에서 발생한 부분방전의 원인별 특징이 포함되는 것을 특징으로 하는 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부분방전 신호처리장치는 상기 측정된 인가전압의 주파수 위상 신호에 상기 검출된 부분방전 검출신호를 매핑시켜 상기 주파수 위상 신호에 동기하여 나타나는 원인별 특징으로부터 상기 부분방전의 발생 및 원인을 판단하는 것을 특징으로 하는 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비접촉 위상측정센서는,
    상기 전력기기로부터 일정 간격으로 떨어져 비접촉으로 설치되는 도체부재;
    상기 도체부재에 연결된 커패시터;
    상기 도체부재 및 커패시터를 통과한 전압신호에 포함된 노이즈를 제거하여 저대역 주파수의 전압신호를 통과시키는 저역통과필터(LPF);
    상기 저역통과필터에서 출력되는 전압신호를 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭기에서 증폭된 전압신호에 포함된 노이즈를 제거하여 고대역 주파수의 전압신호를 통과시키는 고역통과필터(HPF); 를 포함하며,
    상기 부분방전 신호처리장치는 상기 고역통과필터에서 출력되는 전압신호의 주파수 위상신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 비접촉 위상측정센서를 이용한 전력기기의 부분방전 진단 시스템.
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