WO2013100591A1 - 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법 - Google Patents

유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer, and more particularly, to a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer by analyzing a composition ratio of gaseous gas generated during internal defects of the inlet transformer.
  • Inflow transformers installed in substations or power companies are one of the main facilities of the power supply system and require high reliability. These inlet transformers may cause electrical and mechanical performance deterioration due to deterioration during operation, which can lead to serious accidents if the phenomenon is not detected in advance and proper measures are taken.
  • the types of faults specified in these international standards are classified into electrical faults and thermal faults.
  • the detailed classifications are partial discharges (PD), low discharges (D1), Discharges of high energy (D2), first thermal fault t ⁇ 300 ° C (T1), second thermal fault 300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C (Thermal fault 300 ° C ⁇ t Six defects are defined as ⁇ 700 ° C) (T2) and the third thermal defect t> 700 ° C (Thermal fault 700 ° C) (T3).
  • the gas to be analyzed in these international standards includes five components: hydrogen (H2), methane (CH4), ethane (C2H6), ethylene (C2H4), and acetylen (C2H2). to be.
  • the types of defects are classified by selecting the composition ratio of the five gas components, the ratio of gas content (%), the range by the key gas, and the like.
  • the conventional inlet transformer internal fault diagnosis method has the following problems.
  • the diagnosis method based on key gas diagnoses a defect using only the main gas (maximum gas value), so that the pattern, composition, and amount of change of gas according to the energy of each defect cannot be reflected. This is high. For example, there is a problem that the non-diagnostic area exists when a gas other than the main gas has a maximum value.
  • the diagnostic method based on the composition ratio (ratio) using the gas of five components reflects the pattern, composition and amount of change of the gas, so that the diagnosis result is high, but the accuracy of the diagnosis is high. Diagnosis is impossible.
  • the diagnostic method based on the gas content (%) has no undiagnosable area and uses only three gas components with high accuracy but high energy of defects. Diagnosis of initial failure is difficult because it is not reflected.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, by using the composition ratio of the oil in gas generated when the internal defect of the inlet transformer of the inlet transformer through the oil in gas composition ratio to accurately diagnose the internal defect of the inlet transformer
  • the purpose is to provide a method for diagnosing internal defects.
  • the present invention is to classify the internal defects of the inlet transformer into electrical and thermal defects and to diagnose the internal defects of the inlet transformer through the oil-in-gas composition ratio to determine the internal defects in stages according to the composition ratio of the oil in each defect. There is another purpose to provide.
  • a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer for diagnosing comprising: a first step of calculating a composition ratio of CH 4 / H 2, C 2 H 2 / C 2 H 4, C 2 H 4 / C 2 H 6, and C 2 H 4 / CH 4 in the extracted oil gas; A second step of determining whether the internal defect is an electrical defect or a thermal defect by using the calculated CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 corresponding to a preset internal defect region; And if the electrical defect is determined in the second step, the calculated C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 correspond to a partial discharge (PD), low energy discharge (D1) or high energy discharge ( D2) a third step of determining whether or not.
  • the second step may include a first XY plane using x, y coordinates of CH4 / H2 and C2H2 / C2H4, which are represented by electrical defects and thermal defects for each of a plurality of inflow transformers whose internal defects are known. Presetting on a phase; And dividing an entire region of the first X-Y plane into an electrical defect region and a thermal defect region by using the set plurality of x and y coordinates. And the electrical defect or the thermal defect is determined using a region corresponding to the x, y coordinates for CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 calculated in the first step.
  • the third step may include C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 that appear by partial discharge (PD), low energy discharge (D1), and high energy discharge (D2) for each of a plurality of inflow transformers in which electrical defects have occurred.
  • PD partial discharge
  • D1 low energy discharge
  • D2 high energy discharge
  • the first thermal defect (t ⁇ 300 ° C.) (T1) is calculated using the calculated C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4.
  • a second thermal defect using the C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 when the second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) or the third thermal bond (t> 700 ° C.) is determined in the fourth step.
  • the fourth step may include the first thermal defect (t ⁇ 300 ° C.) and the second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) or third for each of a plurality of inlet transformers in which thermal defects have occurred.
  • the first thermal defect, the second thermal defect, or the third thermal defect is determined using a region corresponding to the x, y coordinates for C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4.
  • the fifth step may include the second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) (T 2) and the third thermal coupling (t>) for each of a plurality of inlet transformers whose types of internal defects are known.
  • a second thermal defect T2 or a third thermal defect T3 using an area corresponding to the x, y coordinates for C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 calculated in the first step.
  • the method for diagnosing internal defects of the inflow transformer through the oil-in-oil composition ratio is to collect the oil-in-oil gas by a plurality of inflow transformers whose types of internal defects are known, and the composition ratio CH4 / H2, C2H2 / C2H4.
  • CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 which are represented by electrical and thermal defects, are set on the first XY plane using x and y coordinates, respectively, and the first XY using the set multiple x, y coordinates.
  • E electrical defect
  • T thermal defect
  • C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6, which are represented by partial discharge (PD), low energy discharge (D1) and high energy discharge (D2), are set on the second XY plane with x and y coordinates, respectively.
  • the thermal defects T, C2H4 / C2H6 which is represented by a first thermal defect (t ⁇ 300 ° C) (T1) and a second thermal defect (300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C) or a third thermal bond (t> 700 ° C)
  • C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 appearing at (T3) are displayed on the fourth XY plane with x and y coordinates, respectively, and the entire area of the fourth XY plane using the set multiple x, y coordinates.
  • the seventh step may include determining, in the first XY plane, an area corresponding to the x, y coordinates for CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 calculated in the sixth step. To determine whether it is an electrical fault or a thermal fault.
  • the second XY plane includes an area corresponding to the x, y coordinates for C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 calculated in the sixth step. And determining whether the electrical defect (E) is a partial discharge (PD), a low energy discharge (D1), or a high energy discharge (D2) by using the determined region.
  • PD partial discharge
  • D1 low energy discharge
  • D2 high energy discharge
  • the region corresponding to the x, y coordinates for C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 calculated in the sixth step may be determined.
  • 3 is determined on the XY plane and the thermal defect T is a first thermal defect (t ⁇ 300 ° C.) T1, a second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) or a third using the determined region Determining whether it is a thermal bond (t> 700 ° C.).
  • C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 calculated in the sixth step. Determine an area corresponding to the x, y coordinates with respect to the fourth XY plane and use the determined area to determine a second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) (T2) or a third thermal defect (t>). 700 ° C.) (T3).
  • the electrical defect region of the entire region of the first XY plane is a condition of CH4 / H2 ⁇ 0.05 and C2H2 / C2H4 ⁇ 0.4, and the conditions of CH4 / H2 ⁇ 3 and C2H2 / C2H4> 0.4
  • the thermal defect region satisfies the conditions of CH4 / H2> 0.05 and C2H2 / C2H4 ⁇ 0.4 and the conditions of CH4 / H2> 3 and C2H2 / C2H4> 0.4.
  • the partial discharge (PD) region of the entire region of the second XY plane satisfies the conditions of C2H2 / C2H4 ⁇ 2 and C2H4 / C2H6 ⁇ 0.1, and the low energy discharge (D1) region is C2H2.
  • the first thermal defect (t ⁇ 300 ° C.) (T1) of the entire region of the third XY plane is C2H4 / C2H6 ⁇ 0.2 and C2H4 / CH4 ⁇ 0.2 and C2H4 / C2H6
  • the conditions of> 0.2 and 0.05 ⁇ C2H4 / CH4 ⁇ 0.2 are simultaneously satisfied
  • the second thermal defect ((300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C) (T2) or the third thermal defect (t> 700 ° C) region is C2H4 /
  • the conditions of C2H6> 0.2 and C2H4 / CH4 ⁇ 0.05 and the conditions of C2H4 / CH4> 0.2 are satisfied simultaneously.
  • the second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) (T2) region of the entire area of the fourth XY plane may be a condition of C 2 H 2 / C 2 H 4> 0.0005 and C 2 H 4 / C 2 H 6 ⁇ 2, Simultaneously satisfying the conditions of 0.0005 ⁇ C2H2 / C2H4 ⁇ 0.02 and 2 ⁇ C2H4 / C2H6 ⁇ 4.68, the third thermal defect (t> 700 ° C) (T3) region is a condition of C2H2 / C2H4 ⁇ 0.0005, and 0.0005 ⁇ C2H2 The conditions of /C2H4 ⁇ 0.02 and C2H4 / C2H6> 4.68 and the conditions of C2H2 / C2H4> 0.02 and C2H4 / C2H6> 2 are simultaneously satisfied.
  • the inflow transformer internal defect diagnosis method through the oil-in-oil composition ratio according to the second embodiment of the present invention the inflow to extract the oil and gas in the diagnostic inlet transformer for diagnosing the internal defect to diagnose the internal defect
  • a method for diagnosing internal defects of a transformer comprising: a first step of calculating CH 4 / H 2 and C 2 H 2 / CH 4 from the extracted oil gas; And determining whether the internal defect is a thermal defect, a partial discharge (PD), or an energy discharge (D1, D2) in response to the calculated CH4 / H2 and C2H2 / CH4 corresponding to a preset internal defect region. Includes two steps.
  • the second step may include thermal defects for each of a plurality of inflow transformers of which the type of internal defects is known, and CH4 / H2 and partial discharge (PD) and energy discharge (D1, D2) among electrical defects.
  • the thermal defect, partial discharge (PD) or energy discharge (D1, D2) are determined using a region corresponding to the x, y coordinates for CH4 / H2 and C2H2 / CH4 calculated in step 1.
  • the internal fault diagnosis method of the inlet transformer through the oil-in-oil composition ratio by extracting and analyzing the oil in the gas in the diagnostic inlet transformer to diagnose the internal defect to diagnose the internal defect
  • a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer comprising: calculating first C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 in the extracted oil gas; And using the calculated C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4, the internal defect is partial discharge (PD), low energy discharge (D1), high energy discharge (D2), or first thermal defect among thermal defects.
  • the second step of determining whether (t ⁇ 300 ° C) (T1), the second thermal defect (300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C) (T2), the third thermal defect (t> 700 ° C) (T3) Include.
  • the second step may include a partial discharge (PD), a low energy discharge (D1), a high energy discharge (D2), and a thermal defect among electrical defects for each of a plurality of inflow transformers having known types of internal defects.
  • C2H4 / C2H6 and C2H2 which appear by 1 thermal defect (t ⁇ 300 ° C) (T1), second thermal defect (300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C) (T2), and third thermal defect (t> 700 ° C) (T3)
  • T1 1 thermal defect
  • T2 second thermal defect
  • T3 third thermal defect
  • PD partial discharge
  • D2 low energy discharge
  • D3 high energy discharge
  • the first thermal defect T1, the second thermal defect T2, and the third thermal defect T3 are determined.
  • the internal fault diagnosis method of the inlet transformer through the oil-in-oil composition ratio according to another aspect of the second embodiment of the present invention, the oil-in-water gas for each of a plurality of inlet transformers of known types of internal defects are collected and A first step of calculating CH 4 / H 2 and C 2 H 2 / CH 4, respectively; Among the internal defects, CH4 / H2 and C2H2 / CH4, which appear for each of the thermal defects, the partial discharges PD and the energy discharges D1 and D2, are set on the first XY plane with x and y coordinates, respectively.
  • the thermal defect region of the entire region of the first XY plane is 2 ⁇ CH4 / H2 and 0.3 ⁇ C2H2 / CH4 or 0.01 ⁇ C2H2 / CH4 ⁇ 0.3 or 1 ⁇ CH4 / H2 and C2H2 / CH4 ⁇ 0.01 and the PD region is CH4 / H2 ⁇ 1 and C2H2 / CH4 ⁇ 0.01 and the energy discharge (D1, D2) regions are CH4 / H2 ⁇ 2 and 0.3 ⁇ C2H2 / CH4.
  • the internal fault diagnosis method of the inlet transformer through the oil-in-oil composition ratio according to another aspect of the second embodiment of the present invention, the oil-in-water gas for each of a plurality of inlet transformers of known types of internal defects are collected and A first step of calculating C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4, respectively; Partial discharge (PD) of electrical defects, high energy discharge (D1), low energy discharge (D2) of the internal defects and the first thermal defect (t ⁇ 300 °C) (T1) of the thermal defects, the second thermal defect (300 °C) C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 which appear for each of ⁇ t ⁇ 700 ° C) (T2) and third thermal defect (t> 700 ° C) (T3), respectively, have x and y coordinates set on the second XY plane, respectively, The entire area of the second XY plane is divided into a partial discharge (PD) area, a low energy discharge
  • PD partial discharge
  • first thermal defect t ⁇ 300 ° C
  • second thermal defect 300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C
  • third thermal a fourth step of determining whether it is a defect (t> 700 ° C.) T3.
  • the rate of erroneous diagnosis of internal defects of the inlet transformer can be reduced.
  • according to the present invention can not improve the reliability of the diagnosis of the internal defect is not generated when the diagnosis impossible region when the internal defect of the inlet transformer.
  • FIG. 1 is a block diagram of the internal fault diagnosis apparatus of the inlet transformer to which the present invention is applied.
  • 2 to 5 are first to fourth X-Y plan views according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a process of setting the first to fourth X-Y plan views according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic diagram of the internal fault diagnosis process of the inlet transformer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer through a gas in oil composition ratio according to a second embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 are fifth and sixth X-Y top views according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a process of setting fifth and sixth X-Y top views according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the internal fault diagnosis process of the inlet transformer according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer through a gas in oil composition ratio according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a block diagram of an internal fault diagnosis apparatus of an inlet transformer to which the present invention is applied.
  • the internal defect diagnosis apparatus 10 of the inflow transformer may include a gas in gas detection sensor 11, a gas in gas composition ratio calculating unit 12, a database (DB) 13, and a controller 14. It is configured to include.
  • the oil in gas detection sensor 11 detects oil in gas contained in the insulating oil in the inlet transformer.
  • the oil-in-oil detection sensor 11 is composed of an extraction unit for extracting the oil in gas dissolved in the insulating oil of the inlet transformer and a detection unit for determining the size value of the extracted oil in gas.
  • the oil in gas detection sensor 11 extracts hydrogen (H 2), methane (CH 4), acetylene (C 2 H 2), ethylene (C 2 H 4), and ethane (C 2 H 6) from among a plurality of oil gases. .
  • CH4 and C2H6 are classified as low temperature defects
  • C2H4 is classified as high temperature defects
  • H2 is classified as low energy discharge
  • C2H2 is classified as high energy discharge.
  • the oil in gas composition ratio calculating unit 12 calculates the composition ratios CH 4 / H 2, C 2 H 2 / CH 4, C 2 H 4 / C 2 H 6, and C 2 H 2 / C 2 H 4 of the selected oil in gas among the five oil in gas detected by the oil in gas detection sensor 11.
  • CH 4 / H 2 represents the composition ratio of CH 4 to H 2.
  • the database 13 stores data that becomes reference information for determining an internal defect of the inflow transformer. More specifically, in the first embodiment of the present invention, the database (DB) 13 has a first XY planar view, C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6, which is composed of CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 as X and Y axes, respectively.
  • these four plan views are used to determine the types of internal defects using the composition ratios of CH4 / H2, C2H2 / C2H4, C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 calculated by the diagnostic inflow transformer for determining internal defects.
  • the four XY plans detect the CH4 / H2, C2H2 / C2H4, C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 values for each of the inlet transformers having known types of internal defects and calculate the composition ratios CH4 / H2 and C2H2 / C2H4, C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6, C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4, C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 are preset on the first to fourth XY planes with x, y coordinates, respectively, and each of the plurality of The x, y coordinates are used to classify the area by type of internal defect.
  • the database (DB) 13 is X in the fifth XY planar view, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4, each of which uses CH4 / H2 and C2H2 / CH4 as X and Y axes, respectively.
  • the sixth XY plan view made up of the axes and the Y axis and various data related to these plan views are stored. For example, the defect area is classified according to the type of internal defect.
  • these two plans are for determining the type of internal defects using the composition ratio CH4 / H2, C2H2 / C2H4, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 calculated in the diagnostic inlet transformer to determine the internal defects.
  • the two XY plan views are CH4 / H2 and C2H2 / CH4, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 calculated from five oil-in-oil gases H2, CH4, C2H2, C2H4, and C2H6 detected for each of the inlet transformers whose types of internal defects are known.
  • the control unit 14 is CH4 / H2 and C2H2 / C2H4, C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6, C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4, C2H2 / respectively calculated for the diagnostic inlet transformer to determine the internal defect in the first embodiment Use C2H4 and C2H4 / C2H6 to determine the internal fault of the corresponding diagnostic inlet transformer.
  • control unit 14 is the composition ratio CH4 / H2 and C2H2 / C2H4, C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6, C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 And C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 as x and y coordinates, respectively, to determine which defect area in the first to fourth XY planes of each of the x and y coordinates stored in the database (DB) 13 is finally determined. To determine the internal defect.
  • the controller 14 determines whether the internal defect is an electrical defect (E) or a thermal defect (T) by using CH4 / H2 and C2H2 / C2H4. If the determination result is C2H2 / C2H4, And C2H4 / C2H6 to determine whether partial discharge (PD), low energy discharge (D1) or high energy discharge (D2).
  • E electrical defect
  • T thermal defect
  • T thermal defect
  • control unit 14 uses the CH4 / H2 and C2H2 / CH4, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 calculated for the diagnostic inflow transformer for which the internal defect is to be determined in the second embodiment, respectively.
  • the control unit 14 of the second embodiment of the present invention x, y respectively the composition ratio of the oil in gas detected by the diagnostic inlet transformer, that is, CH4 / H2 and C2H2 / CH4, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4, respectively
  • the coordinates it is determined whether each of the x and y coordinates corresponds to which defect area in the fifth and sixth XY planes stored in the database (DB) 13 to finally determine the corresponding internal defect. More specifically, CH4 / H2 and C2H2 / CH4 may be used to determine whether the internal defect is a thermal defect (T) or a partial discharge (PD) or an energy discharge (D1, D2) among the electrical defects (E).
  • the internal defect is a partial discharge (PD), a low energy discharge (D1), a high energy discharge (D2), or a thermal defect (T) of the electrical defect (E). It is determined whether the first thermal defect (t ⁇ 300 ° C) T1, the second thermal defect (300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C) (T2), or the third thermal defect (t> 700 ° C) (T3). It may be. At this time, these two determination process may be performed in parallel. Therefore, the internal defect may be determined using the X-Y plan view selected from among the fifth and sixth X-Y plan views.
  • the inflow transformer is known in the internal fault is an inflow transformer in which the failure (internal defect) occurred in the inlet transformer used in the actual site, the content ratio of the oil in the gas corresponding to the internal defect in the internal fault occurs It is used for verification to verify the correlation between each other by matching.
  • a diagnostic inflow transformer is an inflow transformer for diagnosing an internal defect using the X-Y plan view.
  • 2 to 5 are plan views of the first to fourth X-Ys according to the first embodiment of the present invention.
  • C2H4 / C2H6 values as X-axis and Y-axis, respectively, to show internal defects according to the composition ratio of the oil-in-gas in the first to fourth XY plan views.
  • the content ratio of the respective oil-in-oil gas to the contents of the accident is analyzed for a plurality of inflow transformers that have internal defects while operating in actual sites.
  • CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 are X-axis and Y-axis, respectively, and the range is set to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 to 1.0 ⁇ 10 6 , respectively.
  • reference numeral A denotes a case where CH 4 / H 2 and C 2 H 2 / C 2 H 4 of a specific inlet transformer are 1.0 ⁇ 10 5 and 1.0 ⁇ 10 4 , respectively.
  • the first XY plan view of FIG. the defect area is determined by dividing the values shown in the first XY plan view of FIG.
  • the divided internal defects are the electrical defect (E) region and the thermal defect (E) region. Looking at the range of CH4 / H2-C2H2 / C2H4 for each internal defect determined in the first XY plan view according to the present embodiment is shown in Table 1.
  • FIG. 3 shows C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6,
  • FIG. 4 shows C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4,
  • FIG. 5 shows C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 as X-axis and Y-axis, respectively, and the range is 1.0 ⁇ 10. It is set to -6 to 1.0 ⁇ 10 6 . 3 to 5, the defect area is determined by classifying the type of internal defect from the values shown in the second to fourth XY plan views. Looking at the range of the oil-in-oil composition ratio for each of the internal defects determined in the second to fourth XY plan view according to the present embodiment are shown in Tables 2, 3, and 4.
  • the partial discharge PD, the low energy discharge D1, and the high energy discharge D2 among the electrical defects E are determined.
  • Condition 1 Condition 2
  • Condition 3 X Y X Y X Y PD X ⁇ 2 Y ⁇ 1 D1 X> 2 Y ⁇ 1.5 X ⁇ 2 0.1 ⁇ Y ⁇ 1.5 X> 2.5 Y> 1.5
  • the internal defects of the diagnostic inflow transformer for diagnosing the internal defects are determined using the defect regions for the internal defects respectively divided in the first to fourth X-Y planes. That is, CH4 / H2 and C2H2 / C2H4, C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6, C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4, C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6, respectively, calculated in the diagnostic inlet transformer, respectively, as first and second coordinates.
  • the defect area corresponding to the fourth XY plan view is determined, and the internal defect is determined from the defect area.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of setting the first to fourth X-Y plan views according to the first embodiment of the present invention.
  • the water-in-oil gas is detected for each of a plurality of inflow transformers whose types of internal defects are known according to the first embodiment of the present invention (S101).
  • H2, CH4, C2H2, C2H4 and C2H6 are extracted from the detected oil in gas and the amount thereof is measured (S103).
  • the composition ratios CH4 / H2, C2H2 / C2H4, C2H4 / C2H6, and C2H4 / C2H4 of the five oil components extracted as described above are respectively calculated (S105).
  • the first to fourth X-Y plan views are respectively set using the plurality of composition ratios calculated as described above.
  • the CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 values appearing for each inlet transformer whose known internal defects are known for each internal defect type are set in the first XY plane using the first x and y coordinates (S107).
  • the entire area of the first XY plane is divided into an electrical defect (E) region and a thermal defect (T) region by using the plurality of first x and y coordinates (S109).
  • C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 values which are represented by types of internal defects, are set on the second XY plane using the second x and y coordinates, respectively (S111), and the plurality of set second x, y coordinates are used.
  • the entire region of the second XY plane is divided into a partial discharge PD region, a low energy discharge D1 region, and a high energy discharge D2 region (S113).
  • the C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 values appearing according to the types of internal defects are set on the third XY plane using the third x and y coordinates, respectively (S115), and the set plurality of third x and y coordinates are used.
  • the C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 values appearing for each type of internal defect are set on the fourth XY plane with the fourth x, y coordinates (S119), and the set plurality of fourth x, y coordinates are set.
  • the entire region of the fourth XY plane is divided into a second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) (T2) region and a third thermal defect (t> 700 ° C.) region (S121).
  • the first to fourth XY plan views obtain a composition ratio between selected oil in gas among five oil in gas extracted from a plurality of inflow transformers whose types of internal defects are known in advance. It can be set on to distinguish each defect area. These first to fourth plan views are then used to determine the internal defect of the diagnostic inlet transformer for diagnosing the internal defect.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an internal fault diagnosis process of the inlet transformer according to the first embodiment of the present invention.
  • an electrical defect (E) is preferentially used by using CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 for the diagnostic inflow transformer for diagnosing the internal defect.
  • thermal defect T first.
  • the electrical defect (E) more specifically using the C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 determines whether the partial discharge (PD), low energy discharge (D1) or high energy discharge (D2).
  • the thermal defect T is the first thermal defect (t ⁇ 300 ° C) (T1) or the second thermal defect (300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C) using C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 ( T2) or the third thermal bond (t> 700 ° C.) (T3).
  • T1 the first thermal defect
  • T2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 T2H4 / CH4
  • T3 the third thermal bond
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer according to a first embodiment of the present invention.
  • the oil in the oil contained in the insulating oil of the inflow transformer for diagnosing the internal defect is detected (S201).
  • H2, CH4, C2H2, C2H4 and C2H6 are extracted from the detected oil in gas and the amount of gas is measured (S203).
  • Composition ratios CH4 / H2, C2H2 / C2H4, C2H4 / C2H6, and C2H4 / CH4 are respectively calculated from the extracted oil in five components (S205).
  • the internal defects of the diagnostic inlet transformer are determined using the calculated CH 4 / H 2 and C 2 H 2 / C 2 H 4, C 2 H 2 / C 2 H 4 and C 2 H 4 / C 2 H 6, C 2 H 4 / C 2 H 6 and C 2 H 4 / CH 4, C 2 H 2 / C 2 H 4 and C 2 H 4 / C 2 H 6. .
  • a region corresponding to the values of CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 is determined from the defect regions divided in the first XY plane, and the electrical defects (E) and the thermal defects are determined using the determined defect regions.
  • Judge (T) a region corresponding to the values of CH4 / H2 and C2H2 / C2H4 is determined from the defect regions divided in the first XY plane, and the electrical defects (E) and the thermal defects are determined using the determined defect regions.
  • the areas corresponding to the values of C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 are determined in the defect areas divided in the second XY plane, and partial discharge (PD) and low energy discharge (D1) among electrical defects are determined using the determined defect areas. ), And determine the high energy discharge (D2).
  • regions corresponding to C2H4 / C2H6 and C2H4 / CH4 values are determined in the defect regions divided in the third XY plan view, and the first thermal defects (t ⁇ 300 ° C.) (T1) and the second are determined using the determined defect regions.
  • T2 ⁇ t ⁇ 700 ° C.
  • T3 the third thermal bond (t> 700 ° C.)
  • a region corresponding to the values of C2H2 / C2H4 and C2H4 / C2H6 is determined from the defect regions divided in the fourth XY plan view, and more specifically, the second thermal defect ((300 ° C ⁇ t ⁇ 700 ° C.) is determined using the determined defect region. (T2) or the third thermal defect ((t> 700 ° C.) (T3).
  • the first embodiment of the present invention to accurately diagnose the internal defect of the inlet transformer using the composition ratio of the gas in the gas generated when the internal defect of the inlet transformer.
  • 9 and 10 are fifth and sixth X-Y top views according to the second embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 are X-axis and Y-axis for CH4 / H2 and C2H2 / CH4, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4, respectively, for a plurality of inflow transformers of known types of internal defects according to the second embodiment of the present invention.
  • the internal defects according to the composition ratio of the oil in gas are shown in the fifth and sixth XY plan views.
  • the composition ratio of the corresponding oil in gas to the contents of the accident is analyzed for a plurality of inflow transformers (internally known defects) in which internal defects occur while driving in actual sites. Doing.
  • CH4 / H2 and C2H2 / CH4 are X-axis and Y-axis, respectively, and the range is set to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 to 1.0 ⁇ 0 6 , respectively.
  • reference A denotes a case where the CH 4 / H 2 of the specific inlet transformer is 1.0 ⁇ 10 4 and the C 2 H 2 / CH 4 is 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 .
  • CH4 / H2 to C2H2 / CH4 are represented for each of the plurality of inflow transformers, they are shown as a fifth XY plan view of FIG.
  • the defect area is determined by dividing the values shown in the fifth XY plan view of FIG.
  • the divided internal defects are thermal defects (T) or partial discharges (PD) among electrical defects (E) or energy discharges (D1, D2). Looking at the range of CH4 / H2-C2H2 / CH4 for each internal defect determined in the fifth XY plan view of the present embodiment is shown in Table 5.
  • C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 are X-axis and Y-axis, respectively, and the range is set to 1.0x10 -6 to 1.0x10 6 , respectively.
  • the defect area is determined by classifying the type of internal defect from the values shown in the sixth XY plan view. Looking at the range of each oil-in-oil composition ratio for each internal defect determined in the sixth XY plan view according to this embodiment is shown in Table 6. In the sixth XY plane of FIG. 10, it is determined whether the thermal fault (T) or the electrical fault (E) is a partial discharge (PD) or an energy discharge (D1, D2).
  • the internal defects of the diagnostic inflow transformer for diagnosing the internal defects are determined using the defect regions for the internal defects respectively divided in the fifth and sixth X-Y planes. That is, the defect area corresponding to the fifth and sixth XY planarities is determined by using CH4 / H2 and C2H2 / CH4, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 calculated in the diagnostic inflow transformer as x, y coordinates, respectively, and the defective area. This is to determine the internal defect from.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of setting fifth and sixth X-Y plan views according to the second exemplary embodiment of the present invention.
  • the oil in the oil contained in the insulating oil is detected for each of a plurality of inlet transformers whose types of internal defects are known (S301).
  • H2, CH4, C2H2, C2H6 and C2H4 are extracted from the detected oil in gas and the amount thereof is measured (S303).
  • the composition ratios CH4 / H2, C2H2 / CH4, C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 are respectively calculated from the oil-in-water gases of the five components thus extracted (S305).
  • the fifth and sixth X-Y plan views are respectively set using the calculated plurality of composition ratios.
  • CH4 / H2 and C2H2 / CH4 values appearing for each inlet transformer whose internal defects are known for each internal defect type are set in the fifth XY plane using fifth x, y coordinates (S307), and the set multiples
  • the entire area of the fifth XY plane is divided into a thermal defect (T) region, a partial discharge (PD) region, and an energy discharge (D1, D2) region of the electrical defect (E) by using a fifth x, y coordinate of. (S309).
  • the C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 values appearing according to the types of internal defects are set on the sixth XY plane using sixth x, y coordinates (S311), and the plurality of sixth x, y coordinates are used.
  • the entire region of the sixth XY plane is the partial discharge PD region, the low energy discharge D1 region, the high energy discharge D2 region of the electrical defect E, and the first thermal defect t1 of the thermal defect T. 300 ° C.) (T1) region, second thermal defect (300 ° C. ⁇ t ⁇ 700 ° C.) (T2) region, and third thermal defect (t> 700 ° C.) T3 region (S313).
  • the fifth and sixth XY plan views obtain a composition ratio between selected oil in gas among five oil in gas extracted from a plurality of inflow transformers whose types of internal defects are known, and the values of these composition ratios as x, y coordinates, respectively, in the XY plane. It can be set on to distinguish each defect area. These fifth and sixth plan views are then used to determine the internal defect of the diagnostic inflow transformer for which the internal defect is to be diagnosed.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an internal fault diagnosis process of an inlet transformer according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method for diagnosing internal defects of an inlet transformer through a gas in oil composition ratio according to a second embodiment of the present invention.
  • the oil in the oil contained in the insulating oil in the inflow transformer for diagnosing the internal defect is detected (S401).
  • H2, CH4, C2H2, C2H4 and C2H6 are extracted from the detected oil in gas and the amount of gas is measured (S403).
  • the composition ratios CH 4 / H 2, C 2 H 2 / CH 4, C 2 H 4 / C 2 H 6, and C 2 H 2 / C 2 H 4 of the selected oil in the oil in the extracted five components of the gas (S405).
  • the areas corresponding to the values of C2H4 / C2H6 and C2H2 / C2H4 are determined in the defect areas divided in the sixth XY plane, and the partial discharge (PD) and the low energy discharge among the electrical defects (E) are determined using the determined areas.
  • (D1), high energy discharge (D2), the first thermal defect (t ⁇ 300 °C) (T1), the second thermal defect (300 °C ⁇ t ⁇ 700 °C), the third thermal defect of the thermal defect (T) (t> 700 ° C.) (T3) is judged.
  • the internal defect determination using the fifth and sixth X-Y top views may be performed in parallel. Therefore, the internal defect may be determined using at least one X-Y plan view selected from the fifth and sixth X-Y plan views.
  • Inflow transformer plays an important role in power supply system as a power equipment that boosts or depresses the supplied voltage. If an internal fault occurs in the inflow transformer, it is important to prevent the accident by detecting it in advance.
  • the present invention can accurately diagnose internal defects by collecting and analyzing the gaseous gas contained in the insulating oil in the inlet transformer, so that the present invention can be very useful not only in the inlet transformer manufacturing but also in substations and power companies that apply it in the field. Can be.

Landscapes

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Description

유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법
본 발명은 유입변압기의 내부결함 진단방법에 관한 것으로서, 특히 유입변압기의 내부결함 시 발생하는 유중가스의 조성비를 분석함으로써 유입변압기의 내부결함을 진단하는 방법에 관한 것이다.
변전소나 전력회사 등에 설치되는 유입변압기는 전력공급 시스템의 주요설비 중 하나이고 높은 신뢰성 유지가 요구된다. 이러한 유입변압기는 운전중에 열화 등으로 전기, 기계적인 성능이 저하되어 이상이 발생하는 경우가 있는데 그러한 현상을 사전에 감지하여 적절한 조치를 취하지 않으면 중대한 사고를 일으킬 수 있다.
유입변압기 내부에 절연파괴, 국부과열 등의 이상현상이 발생하면 반드시 열 발생을 수반하며 이러한 열 발생원에 접촉한 절연유, 절연지, 프레스 보드 등의 절연재료가 열의 영향을 받아 화학반응에 의해 분해되어 가스들이 발생한다. 이 대부분의 가스들은 절연유에 용해된다. 그러므로 유입변압기의 절연유를 채취하여 가스를 추출 및 분석하면 내부에 발생한 결함 및 그 정도를 진단할 수 있다.
유입변압기의 내부결함의 종류 및 유중가스에 의한 진단방법은 국제표준(IEC 60599 : Mineral oil-impregnated electrical equipment in Service Guide to the interpretation of dissolved and free gases analysis 및 IEEE C57. 104 : IEEE Guide for the Interpretation of Gases in Oil-Immersed Transformer)에서 규정하고 있으며, 대부분의 전력회사 및 유입 전력기기 사용자들은 이 국제표준에 따라 내부결함을 추정하고 있다.
이들 국제표준에 규정된 결함 종류로 크게 전기적 결함(Electrical Fault)과 열적 결함(Thermal Fault)으로 구분하며, 상세히 분류하면 부분방전(PD: Partial Discharges), 저에너지 방전(D1: Discharges of low energy), 고에너지 방전(D2: Discharges of high energy), 제1 열적결함 t<300℃(Thermal fault t<300℃)(T1), 제2 열적결함 300℃<t<700℃(Thermal fault 300℃<t<700℃)(T2), 제3 열적결함 t>700℃(Thermal fault 700℃)(T3) 등 6가지 결함으로 정의하고 있다. 또한, 이들 국제표준에서 분석대상으로 하는 가스로는 수소(hydrogen;H2), 메탄(methane;CH4), 에탄(ethane;C2H6), 에틸렌(ethylene;C2H4), 아세틸렌(acetylen;C2H2) 등 5가지 성분이다.
종래에는 결함을 상기한 5가지 가스성분의 조성비, 가스함량의 비율(%), 주요가스(key gas)에 의한 범위 등을 선정하여 그 종류를 구분하고 있다. 그러나, 이러한 종래의 유입변압기 내부결함 진단방법에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 주요가스(key gas)에 의한 진단방법은, 주요가스(최대 가스값)만 이용하여 결함을 진단하므로 각 결함이 갖는 에너지에 따른 가스의 패턴, 조성 및 변화량을 반영하지 못하게 되어 오진단 비율이 높다. 예컨대, 주요가스가 아닌 다른 가스가 최대값을 가지는 경우 진단 불가영역이 존재하는 문제점이 있다.
또한, 5가지 성분의 가스를 이용한 조성비(ratio)에 의한 진단방법은 가스의패턴, 조성 및 변화량을 반영하여 진단결과가 도출하므로 진단의 정확도는 높으나 결함의 종류 및 결함별 가스비율을 벗어나는 경우에는 진단이 불가능하다.
또한, 가스함량의 비율(%)에 의한 진단방법은 진단 불가영역이 없고 진단결과의 정확도는 높으나 결함의 에너지가 큰 3가지 가스성분만 사용하고 있으며 저에너지 결함에서 발생하는 수소 및 에탄에 대한 부분이 반영되지 않아 초기 고장에 대한 진단이 어렵다.
따라서, 해당 기술분야에서는 유입변압기의 내부결함 진단의 신뢰성이 높이고 모든 결함영역에 대하여 진단가능한 유입변압기의 내부결함 진단기술에 대한 개발요구가 있어왔다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 유입변압기의 내부 결함 시 발생하는 유중가스의 조성비를 이용하여 유입변압기의 내부결함을 정확하게 진단하도록 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유입변압기의 내부결함을 전기적 결함 및 열적 결함으로 구분하고 각각의 결함별 유중가스의 조성비에 따라 내부결함을 단계적으로 판별하도록 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예의 일 특징에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기 내부결함 진단방법은, 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기로부터 유중가스를 추출 및 분석하여 내부결함을 진단하는 유입변압기의 내부결함 진단방법에 있어서, 상기 추출된 유중가스 중 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4의 조성비를 각각 계산하는 제1단계; 상기 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 미리 설정된 내부결함 영역에 대응하여 상기 내부결함이 전기적 결함인지 또는 열적 결함인지를 판단하는 제2단계; 및 상기 제2단계에서의 판단결과 상기 전기적 결함이면 상기 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6을 미리 설정된 내부결함 영역에 대응하여 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지 또는 고에너지방전(D2)인지를 판단하는 제3단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2단계는, 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 전기적 결함 및 열적 결함별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역을 전기적 결함 영역 및 열적 결함 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고, 상기 제1단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 상기 전기적 결함 또는 열적 결함을 판단한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제3단계는, 전기적 결함이 발생한 다수의 유입변압기마다 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 및 고에너지방전(D2)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제2 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제2 X-Y 평면의 전체 영역을 부분방전(PD) 영역, 저에너지방전(D1) 영역 및 고에너지방전(D2) 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고, 상기 제1단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 또는 고에너지방전(D2)으로 판단한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2단계에서의 판단결과, 상기 열적 결함이면 상기 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 이용하여 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃)인지를 판단하는 제4단계; 및 상기 제4단계의 판단결과에서 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃)이면 상기 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 이용하여 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 제5단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제4단계는, 열적 결함이 발생한 다수의 유입변압기마다 상기 제1 열적결함(t<300℃) 및 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃)별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제3 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및 상기 설정된 x,y 좌표를 이용하여 상기 제3 X-Y 평면의 전체영역을 제1 열적결함 영역 및 제2 열적결함 또는 제3 열적결함 영역으로 구분하는 단계를 포함하고, 상기 제1단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 상기 제1 열적 결함, 제2 열적결함 또는 제3 열적 결함을 판단한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제5단계는, 상기 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 및 제3 열적결합(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제4 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및 상기 설정된 x,y 좌표를 이용하여 제4 X-Y 평면의 전체 영역을 제2 열적결함(T2) 영역 및 제3 열적결함(T3) 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고, 상기 제1단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 제2 열적결함(T2) 또는 제3 열적결함(T3)을 판단한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예의 다른 특징에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기 내부결함 진단방법은, 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기별로 유중가스를 채취하여 조성비 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 각각 계산하는 제1단계; 상기 내부결함 중 전기적 결함 및 열적 결함별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 X-Y 평면상에 설정하고, 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제1 X-Y 평면의 전체영역을 전기적 결함(E) 영역 및 열적 결함(T) 영역으로 구분하는 제2단계; 상기 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 및 고에너지방전(D2)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제2 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제2 X-Y 평면의 전체영역을 부분방전(PD) 영역, 저에너지방전(D1) 영역 및 고에너지방전(D2) 영역으로 구분하는 제3단계; 상기 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 및 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃)별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제3 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제3 X-Y 평면의 전체영역을 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 영역 및 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃) 영역으로 구분하는 제4단계; 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃) 중 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 및 제3 열적결함(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제4 X-Y 평면상에 표시하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제4 X-Y 평면의 전체영역을 제2 열적결함(T2) 영역 및 제3 열적결함(T3) 영역으로 구분하는 제5단계; 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 절연유로부터 유중가스를 추출하여 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4의 조성비를 각각 계산하는 제6단계; 및 상기 계산된 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4 중 선택된 2개로 이루어진 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제1 내지 제4 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역으로부터 상기 진단용 유입변압기의 내부결함 종류를 판단하는 제7단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제7단계는, 상기 제6단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제1 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 전기적 결함인지 또는 열적 결함인지를 판단한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제7단계는, 상기 전기적 결함인 것으로 판단되면 상기 제6단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제2 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 상기 전기적 결함(E)이 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 또는 고에너지방전(D2)인지를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제7단계는, 상기 열적 결함(T)인 것으로 판단되면 상기 제6단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제3 X-Y 평면상에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 상기 열적 결함(T)이 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃)인지를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃) 또는 제3 열적결합(t>700℃)인 것으로 판단되면 상기 제6단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제4 X-Y 평면상에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 단계를 포함한다.≤≥
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역 중 상기 전기적 결함 영역은 CH4/H2≤0.05 및 C2H2/C2H4≤0.4의 조건과, CH4/H2≤3 및 C2H2/C2H4>0.4의 조건을 동시에 만족하고, 상기 열적 결함 영역은 CH4/H2>0.05 및 C2H2/C2H4≤0.4의 조건과, CH4/H2>3 및 C2H2/C2H4>0.4인 조건을 동시에 만족한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 X-Y 평면의 전체영역 중 상기 부분방전(PD) 영역은 C2H2/C2H4≤2 및 C2H4/C2H6≤0.1의 조건을 만족하고, 상기 저에너지방전(D1) 영역은 C2H2/C2H4>2 및 C2H4/C2H6≤1.5의 조건, C2H2/C2H4≤2 및 0.1<C2H4/C2H6≤1.5의 조건 및 C2H2/C2H4>2.5 및 C2H4/C2H6>1.5의 조건을 동시에 만족하며, 상기 고에너지방전(D2) 영역은 C2H2/C2H4≤2.5 및 C2H4/C2H6>1.5의 조건을 만족한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제3 X-Y 평면의 전체 영역 중 상기 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 영역은 C2H4/C2H6≤0.2 및 C2H4/CH4≤0.2의 조건과, C2H4/C2H6>0.2 및 0.05<C2H4/CH4≤0.2의 조건을 동시에 만족하고, 상기 제2 열적결함((300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결함(t>700℃) 영역은 C2H4/C2H6>0.2 및 C2H4/CH4≤0.05의 조건과, C2H4/CH4>0.2의 조건을 동시에 만족한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제4 X-Y 평면의 전체영역 중 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 영역은 C2H2/C2H4>0.0005 및 C2H4/C2H6≤2의 조건과, 0.0005<C2H2/C2H4≤0.02 및 2<C2H4/C2H6≤4.68의 조건을 동시에 만족하고, 상기 제3 열적결함(t>700℃)(T3) 영역은 C2H2/C2H4≤0.0005의 조건과, 0.0005<C2H2/C2H4≤0.02 및 C2H4/C2H6>4.68의 조건과, C2H2/C2H4>0.02 및 C2H4/C2H6>2의 조건을 동시에 만족한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예의 일 특징에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기 내부결함 진단방법은, 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기에서 유중가스를 추출 및 분석하여 그 내부결함을 진단하는 유입변압기의 내부결함 진단방법에 있어서, 상기 추출된 유중가스로부터 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 계산하는 제1단계; 및 상기 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 미리 설정된 내부결함 영역에 대응하여 상기 내부결함이 열적 결함인지 또는 전기적 결함 중 부분방전(PD)인지 또는 에너지방전(D1,D2)인지를 판단하는 제2단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2단계는, 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 열적 결함과, 전기적 결함 중 부분방전(PD) 및 에너지방전(D1,D2)별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및 상기 설정된 다수의 좌표를 이용하여 상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역을 열적 결함 영역과, 전기적 결함 중 부분방전(PD) 영역 및 에너지방전(D1,D2) 영역으로 구분하는 단계를 포함하고, 제1단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 상기 열적 결함, 부분방전(PD) 또는 에너지방전(D1,D2)을 판단한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예의 다른 특징에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법은, 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기에서 유중가스를 추출 및 분석하여 그 내부결함을 진단하는 유입변압기의 내부결함 진단방법에 있어서, 상기 추출된 유중가스에서 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 계산하는 제1단계; 및 상기 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 이용하여 상기 내부결함이 전기적 결함 중 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지, 고에너지방전(D2)인지 또는 열적 결함 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지, 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 제2단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2단계는, 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 전기적 결함 중 부분방전(PD), 저에너지방전(D1), 고에너지방전(D2) 및 열적 결함 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1), 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2), 제3 열적결함(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제2 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및 상기 설정된 다수의 좌표를 이용하여 상기 제2 X-Y 평면의 전체 영역을 부분방전(PD)영역, 저에너지방전(D2)영역, 고에너지방전(D3)영역, 제1열적결함(T1)영역, 제2열적결함(T2)영역, 제3열적결함(T3)영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고, 상기 제1단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 상기 부분방전(PD), 저에너지방전(D2), 고에너지방전(D3), 제1열적결함(T1), 제2열적결함(T2), 제3열적결함(T3)을 판단한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예의 또 다른 특징에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법은, 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기별로 유중가스를 채취하고 상기 채취된 유중가스로부터 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 계산하는 제1단계; 상기 내부결함 중 열적 결함, 전기적 결함 중 부분방전(PD) 및 에너지방전(D1,D2)별로 각각 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 좌표를 이용하여 상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역을 열적 결함 영역, 부분방전(PD) 영역 및 에너지방전(D1,D2) 영역으로 구분하는 제2단계; 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 절연유로부터 유중가스를 추출하고 상기 유중가스로부터 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 계산하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4로 이루어진 x,y 좌표를 상기 제1 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역으로부터 상기 진단용 유입변압기의 내부결함이 열적 결함인지, 부분방전(PD)인지 또는 에너지방전(D1,D2)인지를 판단하는 제4단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역 중 상기 열적 결함 영역은 2<CH4/H2 및 0.3<C2H2/CH4 또는 0.01<C2H2/CH4≤0.3 또는 1<CH4/H2 및 C2H2/CH4≤0.01 이고 상기 부분방전(PD) 영역은 CH4/H2≤1 및 C2H2/CH4≤0.01 이고 상기 에너지방전(D1,D2) 영역은 CH4/H2≤2 및 0.3<C2H2/CH4 이다.
또한, 본 발명의 제2 실시예의 또 다른 특징에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법은, 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기별로 유중가스를 채취하고 상기 채취된 유중가스로부터 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 계산하는 제1단계; 상기 내부결함 중 전기적 결함의 부분방전(PD), 고에너지방전(D1), 저에너지방전(D2) 및 열적 결함의 제1 열적결함(t<300℃)(T1), 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 및 제3 열적결함(t>700℃)(T3)별로 각각 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표를 제2 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 좌표를 이용하여 상기 제2 X-Y 평면의 전체 영역을 부분방전(PD)영역, 저에너지방전(D1)영역, 고에너지방전(D2)영역, 제1 열적결함(t<300℃)(T1)영역, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)영역 및 제3 열적결함(t>700℃)(T3)영역으로 구분하는 제2단계; 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 절연유로부터 유중가스를 추출하고 상기 유중가스로부터 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 계산하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4로 구성된 x,y 좌표를 상기 제2 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역으로부터 상기 진단용 유입변압기의 내부결함이 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지, 고에너지방전(D2)인지, 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 또는 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 제4단계를 포함한다.
본 발명에 의하면 유입변압기 내부결함의 오진단 비율을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 유입변압기의 내부결함 진단시 진단불가 영역이 발생되지 않아 내부결함 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 유입변압기의 내부결함 진단장치의 구성도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 내지 제4 X-Y 평면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 내지 제4 X-Y 평면도의 설정과정을 보이는 흐름도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단과정에 대한 개요도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법을 보이는 흐름도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제5 및 제6 X-Y 평면도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제5 및 제6 X-Y 평면도의 설정과정을 보이는 흐름도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단과정에 대한 개요도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법을 보이는 흐름도.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 유입변압기의 내부결함 진단장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에서 유입변압기의 내부결함 진단장치(10)는 유중가스 검출센서(11), 유중가스 조성비 계산부(12), 데이터베이스(DB)(13) 및 제어부(14)를 포함하여 구성된다.
유중가스 검출센서(11)는 유입변압기 내 절연유에 함유된 유중가스를 검출한다. 이러한 유중가스 검출센서(11)는 유입변압기의 절연유에 용해되어 있는 유중가스를 추출하는 추출부와 그 추출된 유중가스의 크기 값을 결정하는 검출부로 구성된다. 본 실시 예에서 유중가스 검출센서(11)는 다수의 유중가스 중 수소(H2), 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 에틸렌(C2H4) 및 에탄(C2H6)을 추출하여 각각 그 양을 측정한다. 이들 5가지의 유중가스 중 CH4와 C2H6는 저온결함으로 구분되고, C2H4는 고온결함으로 구분되고, H2는 저에너지방전으로 구분되며, C2H2는 고에너지방전으로 구분된다.
유중가스 조성비 계산부(12)는 유중가스 검출센서(11)에서 검출한 5가지 유중가스 중 선택된 유중가스의 조성비 CH4/H2, C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 계산한다. 여기서, 예컨대, CH4/H2는 H2에 대한 CH4의 조성비(ratio)를 나타낸다.
데이터베이스(DB:database)(13)는 유입변압기의 내부결함을 판단하기 위한 기준정보가 되는 데이터를 저장한다. 더 구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에서 데이터베이스(DB)(13)는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 각각 X축과 Y축으로 하여 이루어진 제1 X-Y 평면도, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6을 각각 X축과 Y축으로 하여 이루어진 제2 X-Y 평면도, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4을 각각 X축과 Y축으로 하여 이루어진 제3 X-Y 평면도, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6을 각각 X축과 Y축으로 하여 이루어진 제4 X-Y 평면도 및 이들 각 평면도에 관련된 각종 데이터를 저장한다. 예컨대, 내부결함의 종류에 따라 결함영역이 구분된다. 이때, 이들 4개의 평면도는 내부결함을 판단하고자 하는 진단용 유입변압기에서 계산된 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4의 조성비를 이용하여 내부결함의 종류를 판단할 때 이용된다. 상기 4개의 X-Y 평면도는 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4 값을 검출하고 이들을 이용하여 계산한 조성비 CH4/H2 및 C2H2/C2H4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 내지 제4 X-Y 평면상에 미리 설정하고, 이처럼 설정된 다수의 각각의 x,y 좌표를 이용하여 내부결함의 종류별로 영역을 구분하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서 데이터베이스(DB)(13)는 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 X축과 Y축으로 하여 이루어진 제5 X-Y 평면도, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 X축과 Y축으로 하여 이루어진 제6 X-Y 평면도 및 이들 평면도에 관련된 각종 데이터를 저장한다. 예컨대, 내부결함의 종류에 따라 결함영역이 구분된다. 이때, 이들 2개의 평면도는 내부결함을 판단하고자 하는 진단용 유입변압기에서 계산된 조성비 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 이용하여 내부결함의 종류를 판단하기 위한 것이다. 상기 2개의 X-Y 평면도는 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 검출한 5가지 유중가스 H2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6로부터 계산한 CH4/H2 및 C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제5 및 제6 X-Y 평면상에 미리 설정하고, 이처럼 설정된 다수의 각각의 x,y 좌표를 이용하여 내부결함의 종류별로 영역을 구분하도록 한 것이다.
제어부(14)는 제1 실시 예에서 내부결함을 판단하고자 하는 진단용 유입변압기에 대해 각각 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 이용하여 해당 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단한다. 구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제어부(14)는 진단용 유입변압기에서 검출된 유중가스의 조성비 CH4/H2 및 C2H2/C2H4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6을 각각 x,y 좌표로 하여 그 각각의 x,y 좌표가 데이터베이스(DB)(13)에 저장된 제1 내지 제4 X-Y 평면 내 어느 결함영역에 대응하는지를 판단하여 최종적으로 해당 내부결함을 판단하도록 한다. 또한, 제어부(14)는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 이용하여 내부결함이 전기적 결함(E)인지 또는 열적 결함(T)인지를 판단하고, 그 판단결과에서 전기적 결함(E)이면 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6을 이용하여 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지 또는 고에너지방전(D2)인지를 판단한다. 만약, 그 판단결과에서 열적 결함(T)이면 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 이용하여 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)인지를 판단하고, 이때, 더 구체적으로 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 이용하여 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 세부적으로 더 판단한다.
나아가, 제어부(14)는 제2 실시예에서 내부결함을 판단하고자 하는 진단용 유입변압기에 대해 각각 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 이용하여 그 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단한다. 구체적으로, 본 발명의 제2 실시예의 제어부(14)는 진단용 유입변압기에서 검출된 유중가스의 조성비(ratio), 즉 CH4/H2 및 C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 그 각각의 x,y 좌표가 데이터베이스(DB)(13)에 저장된 제5 및 제6 X-Y 평면 내 어느 결함영역에 대응하는지를 판단하여 최종적으로 해당 내부결함을 판단하도록 한다. 보다 구체적으로, CH4/H2 및 C2H2/CH4를 이용하여 내부결함이 열적 결함(T)인지 또는 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD)인지 또는 에너지방전(D1,D2)인지를 판단할 수 있으며, 또한 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 이용하여 내부결함이 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지, 고에너지방전(D2)인지, 또는 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지, 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단할 수도 있다. 이때, 이러한 두 판단과정은 병렬적으로 수행될 수 있다. 따라서, 제5 및 제6 X-Y 평면도 중 선택된 하나의 X-Y 평면도를 이용하여 내부결함을 판단할 수 있는 것이다.
여기서, 상기한 내부결함이 알려진 유입변압기라 함은 실제 현장에서 사용되는 유입변압기 중 고장(내부결함)이 발생한 유입변압기로서 내부결함이 발생한 상태에서 그 내부결함에 대응하는 유중가스의 함량비를 서로 매칭시켜 상호 간의 상관관계를 검증하기 위해 검증용으로 이용된다. 이에 대비하여 진단용 유입변압기라 함은 상기 X-Y 평면도를 이용하여 내부결함을 진단하고자 하는 유입변압기이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1~제4 X-Y 평면도이다.
도 2 내지 도 5는 내부결함의 종류가 이미 알려진 다수의 유입변압기를 대상으로 CH4/H2 및 C2H2/C2H4 값, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6 값, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4 값, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6 값을 각각 X축과 Y축으로 하여 해당 유중가스의 조성비에 따른 내부결함을 제1 내지 제4 X-Y 평면도로 나타내고 있다. 본 실시 예에서는 예컨대, 실제 현장에서 운전하던 중 내부결함이 발생한 다수의 유입변압기를 대상으로 사고내용(내부결함 종류)에 대한 각 해당 유중가스의 함량비율을 분석한 것이다.
구체적으로 살펴보면, 도 2에서는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 각각 X축 및 Y축으로 하고 그 범위는 각각 1.0×10-6 ~ 1.0×106로 설정된다. 예컨대, 도면부호 A는 특정 유입변압기의 CH4/H2 및 C2H2/C2H4가 각각 1.0×105, 1.0×104인 경우이다. 이처럼 내부결함의 종류가 이미 알려진 다수의 유입변압기별 CH4/H2 - C2H2/C2H4를 나타내면 도 2의 제1 X-Y 평면도와 같이 나타난다. 또한, 도 2의 제1 X-Y 평면도에 나타난 값들을 내부결함의 종류별로 구분하여 결함영역을 결정한다. 이때, 구분된 내부결함은 전기적 결함(E) 영역과 열적 결함(E) 영역이다. 본 실시 예에 따른 제1 X-Y 평면도에서 결정된 각 내부결함별 CH4/H2 - C2H2/C2H4의 범위를 살펴보면 하기 표 1과 같다.
표 1
구분(제1X-Y평면) 조건1 조건2
X Y X Y
E X≤0.05 Y≤0.4 X≤3 Y>0.4
T X>0.05 Y≤0.4 X>3 Y>0.4
한편, 도 3은 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6, 도 4는 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4, 도 5는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 X축 및 Y축으로 하고 그 범위는 각각 1.0×10-6 ~ 1.0×106로 설정된다. 또한, 도 3 내지 도 5에서도 제2 내지 제4 X-Y 평면도에 나타난 값들로부터 내부결함의 종류를 구분하여 결함영역을 결정한다. 본 실시 예에 따른 제2 내지 제4 X-Y 평면도에서 결정된 각 내부결함별 각 유중가스 조성비의 범위를 살펴보면 하기 표 2,3,4와 같다.
먼저, 도 3의 제2 X-Y 평면도에서는 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 및 고에너지방전(D2)을 결정한다.
표 2
구분(제2X-Y평면) 조건1 조건2 조건3
X Y X Y X Y
PD X≤2 Y≤1
D1 X>2 Y≤1.5 X≤2 0.1<Y≤1.5 X>2.5 Y>1.5
D2 X≤2.5 Y>1.5
또한, 도 4의 제3 X-Y 평면도에서는 제1 열적결함(t<300℃)(T1)와 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결함(t>700℃)(T3)을 결정한다.
표 3
구분(제3X-Y평면) 조건1 조건2
X Y X Y
T1 X≤0.2 Y≤0.2 X>0.2 0.05<Y≤0.2
T2&T3 X>0.2 Y≤0.05 Y>0.2
또한, 도 5의 제4 X-Y 평면도에서는 구체적으로 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제3 열적결함(t>700℃)인지를 결정한다.
표 4
구분(제3X-Y평면) 조건1 조건2 조건3
X Y X Y X Y
T2 X>0.0005 Y≤2 0.0005<X≤0.02 2<Y≤4.68
T3 X≤0.0005 0.0005<X≤0.02 Y>4.68 X>0.02 Y>2
이와 같이, 제1 내지 제4 X-Y 평면도에 각각 구분된 내부결함별 결함영역을 이용하여 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단한다. 즉, 진단용 유입변압기에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 내지 제4 X-Y 평면도에 대응하는 결함영역을 결정하고, 그 결함영역으로부터 해당 내부결함을 판단하는 것이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 내지 제4 X-Y 평면도의 설정과정을 보이는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따라 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 유중가스를 검출한다(S101). 검출된 유중가스 중 H2, CH4, C2H2, C2H4 및 C2H6을 추출하여 그 양을 측정한다(S103). 이처럼 추출된 5가지 성분의 유중가스 중 조성비 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6, C2H4/C2H4를 각각 계산한다(S105). 이와 같이 계산된 다수의 조성비를 이용하여 제1 내지 제4 X-Y 평면도를 각각 설정하게 된다.
먼저, 제1 X-Y 평면도를 설정하는 과정부터 설명한다. 내부결함의 종류가 이미 알려진 다수의 유입변압기마다 그 내부결함의 종류별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4 값을 각각 제1 x,y 좌표로 하여 제1 X-Y 평면에 설정하고(S107), 그 설정된 다수의 제1 x,y 좌표를 이용하여 제1 X-Y 평면의 전체 영역을 전기적 결함(E) 영역 및 열적 결함(T) 영역으로 구분한다(S109).
이어, 내부결함의 종류별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6 값을 각각 제2 x,y 좌표로 하여 제2 X-Y 평면상에 설정하고(S111), 그 설정된 다수의 제2 x,y 좌표를 이용하여 제2 X-Y 평면의 전체 영역을 부분방전(PD) 영역, 저에너지방전(D1) 영역 및 고에너지방전(D2) 영역으로 구분한다(S113).
또한, 내부결함의 종류별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4 값을 각각 제3 x,y 좌표로 하여 제3 X-Y 평면상에 설정하고(S115), 그 설정된 다수의 제3 x,y 좌표를 이용하여 제3 X-Y 평면의 전체 영역을 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 영역 및 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3) 영역으로 구분한다(S117).
계속해서, 내부결함의 종류별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6 값을 각각 제4 x,y 좌표로 하여 제4 X-Y 평면상에 설정하고(S119), 그 설정된 다수의 제4 x,y 좌표를 이용하여 제4 X-Y 평면의 전체 영역을 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 영역 및 제3 열적결함(t>700℃) 영역으로 구분한다(S121).
이와 같이, 제1 내지 제4 X-Y 평면도는 내부결함의 종류가 미리 알려진 다수의 유입변압기에서 추출된 5가지 유중가스 중 선택된 유중가스 간의 조성비를 구하고, 이들 조성비를 각각 x,y 좌표로 하여 X-Y 평면상에 설정하여 각각의 결함영역을 구분하도록 하는 것이다. 이러한 제1 내지 제4 평면도는 이후 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단하는데 이용된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단과정에 대한 개요도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단방법에서는 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기에 대하여 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 이용하여 우선적으로 전기적 결함(E)인지 또는 열적 결함(T)인지를 먼저 판단한다.
만약, 상기 판단결과 전기적 결함(E)이면 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6을 이용하여 더 구체적으로 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지 또는 고에너지방전(D2)인지를 판단한다.
반대로, 상기 판단결과 열적 결함(T)이면 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 이용하여 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)인지를 판단한다. 여기서, 더 구체적으로 다시 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 이용하여 구체적으로 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단방법을 보이는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유입변압기 내부결함 진단방법에서는, 먼저 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 절연유에 함유된 유중가스를 검출한다(S201). 이처럼 검출된 유중가스 중 H2, CH4, C2H2, C2H4 및 C2H6을 추출하여 각각 가스량을 측정한다(S203). 상기 추출된 5가지 성분의 유중가스로부터 조성비 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6, C2H4/CH4를 각각 계산한다(S205). 이후, 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 이용하여 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단한다(S207). 여기서, 상기 S207의 내부결함 판단단계에서는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4 값에 대응하는 영역을 제1 X-Y 평면에 구분된 결함영역에서 결정하고 그 결정된 결함영역을 이용하여 전기적 결함(E)과 열적 결함(T)을 판단한다. 또한, 이와 동일하게 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6 값에 대응하는 영역을 제2 X-Y 평면에 구분된 결함영역에서 결정하고 그 결정된 결함영역을 이용하여 전기적 결함 중 부분방전(PD), 저에너지방전(D1), 고에너지방전(D2)을 판단한다. 또한, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4 값에 대응하는 영역을 제3 X-Y 평면도에 구분된 결함영역에서 결정하며 그 결정된 결함영역을 이용하여 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 및 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)을 판단하도록 한다. 그리고, C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6 값에 대응하는 영역을 제4 X-Y 평면도에 구분된 결함영역에서 결정하고 그 결정된 결함영역을 이용하여 보다 구체적으로 제2 열적결함((300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제3 열적결함((t>700℃)(T3)을 판단하도록 한다.
상기한 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서는 유입변압기의 내부 결함 시 발생하는 유중가스의 조성비를 이용하여 유입변압기의 내부결함을 정확하게 진단하도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단방법을 구체적으로 설명한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제5 및 제6 X-Y 평면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기를 대상으로 CH4/H2 및 C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 X축 및 Y축으로 하여 해당 유중가스의 조성비에 따른 내부결함을 제5 및 제6 X-Y 평면도로 나타내고 있다. 본 실시 예에서는 예컨대, 실제 현장에서 운전하던 중 내부결함이 발생한 다수의 유입변압기(내부결함을 미리 알고 있음)를 대상으로 사고내용(내부결함 종류)에 대한 해당 유중가스의 조성비율을 분석하여 도시하고 있다.
구체적으로 살펴보면, 도 9에서는 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 X축 및 Y축으로 하고 그 범위는 각각 1.0×10-6 ~ 1.0×06로 설정된다. 예컨대, 도면부호 A는 특정 유입변압기의 CH4/H2가 1.0×104이고 C2H2/CH4가 1.0×10-2인 경우이다. 이와 같이 다수의 유입변압기별로 CH4/H2 - C2H2/CH4를 나타내면 도 9의 제5 X-Y 평면도와 같이 나타난다. 또한, 도 9의 제5 X-Y 평면도에 나타난 값들을 내부결함의 종류별로 구분하여 결함영역을 결정한다. 이때, 구분된 내부결함은 열적 결함(T)인지 또는 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD)인지 또는 에너지방전(D1,D2)이다. 본 실시 예의 제5 X-Y 평면도에서 결정된 각 내부결함별 CH4/H2 - C2H2/CH4의 범위를 살펴보면 하기 표 5와 같다.
표 5
구분(제1 X-Y평면) 조건1 조건2
X (CH4/H2) Y (C2H2/CH4)
Thermal 2 < X 0.3 < Y
0.01 < Y≤ 0.3
1 < X Y ≤ 0.01
PD X ≤ 1 Y ≤ 0.01
D1&D2 X ≤ 2 0.3 < Y
한편, 도 10은 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 X축 및 Y축으로 하고 그 범위는 각각 1.0×10-6 ~ 1.0×106로 설정된다. 또한, 도 10에서도 제6 X-Y 평면도에 나타난 값들로부터 내부결함의 종류를 구분하여 결함영역을 결정한다. 본 실시 예에 따른 제6 X-Y 평면도에서 결정된 각 내부결함별 각 유중가스 조성비율의 범위를 살펴보면 하기 표 6과 같다. 도 10의 제6 X-Y 평면에서 열적결함(T:thermal fault) 또는 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD) 또는 에너지방전(D1,D2)인지를 결정한다.
표 6
구분(제2 X-Y평면) 조건1 조건2
X (C2H4/C2H6) Y (C2H2/C2H4)
PD X≤ 0.04
0.04 <X≤ 0.5 0.65 <Y
D1 0.5 <X≤ 1.5 0.65 <Y
1.5 <X 2.5 <Y
D2 1.5 <X 0.65 <Y≤ 2.5
T1 0.04 <X≤ 1.7 0.00025 <Y≤ 0.01
0.04 <X≤ 0.8 0.01 <Y≤ 0.65
T2 1.7 <X≤ 4 0.0005 <Y≤ 0.01
0.8 <X≤ 4 0.01 <Y≤ 0.65
0.04 <X≤ 4 0.00005 <Y≤ 0.00025
T3 0.04 <X≤ 4 Y≤ 0.00005
1.7 <X≤ 4 0.00025 <Y≤ 0.0005
4 <X Y≤ 0.65
이와 같이, 제5 및 제6 X-Y 평면도에 각각 구분된 내부결함별 결함영역을 이용하여 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단한다. 즉, 진단용 유입변압기에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제5 및 제6 X-Y 평면도에 대응하는 결함영역을 결정하고, 그 결함영역으로부터 해당 내부결함을 판단하는 것이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제5 및 제6 X-Y 평면도의 설정과정을 보이는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따라 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 절연유에 함유된 유중가스를 검출한다(S301). 검출된 유중가스 중 H2, CH4, C2H2, C2H6 및 C2H4을 추출하여 그 양을 측정한다(S303). 이와 같이 추출된 5가지 성분의 유중가스로부터 조성비 CH4/H2, C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 계산한다(S305). 이후, 상기 계산된 다수의 조성비를 이용하여 제5 및 제6 X-Y 평면도를 각각 설정하게 된다.
먼저, 제5 X-Y 평면도를 설정하는 과정부터 설명한다. 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 그 내부결함의 종류별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/CH4 값을 각각 제5 x,y 좌표로 하여 제5 X-Y 평면에 설정하고(S307), 그 설정된 다수의 제5 x,y 좌표를 이용하여 제5 X-Y 평면의 전체영역을 열적 결함(T) 영역과, 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD) 영역, 에너지방전(D1,D2) 영역으로 구분한다(S309).
이어, 내부결함의 종류별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4 값을 각각 제6 x,y 좌표로 하여 제6 X-Y 평면상에 설정하고(S311), 그 다수의 제6 x,y 좌표를 이용하여 제6 X-Y 평면의 전체 영역을 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD) 영역, 저에너지방전(D1) 영역, 고에너지방전(D2) 영역과, 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 영역, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 영역, 제3 열적결함(t>700℃)(T3) 영역으로 구분한다(S313).
이와 같이, 제5 및 제6 X-Y 평면도는 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기에서 추출된 5가지 유중가스 중 선택된 유중가스 간의 조성비를 구하고, 이들 조성비 값을 각각 x,y 좌표로 하여 X-Y 평면상에 설정하여 각각의 결함영역을 구분하도록 하는 것이다. 이러한 제5 및 제6 평면도는 이후에 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단하는데 이용된다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단과정에 대한 개요도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유입변압기의 내부결함 진단방법에서는 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기에 대하여 CH4/H2 및 C2H2/CH4 또는 선택적으로 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4 중 어느 하나를 이용하여 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지 또는 고에너지방전(D2)인지를 판단하거나, 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1), 제2 열적결함(t>300℃)(T2) 또는 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법을 보이는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유입변압기 내부결함 진단방법에서는, 먼저 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기 내의 절연유에 함유된 유중가스를 검출한다(S401). 이처럼 검출된 유중가스 중 H2, CH4, C2H2, C2H4 및 C2H6을 추출하여 그 가스양을 측정한다(S403). 추출된 5가지 성분의 유중가스 중 선택된 유중가스의 조성비 CH4/H2, C2H2/CH4, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 계산한다(S405). 이후, 계산된 CH4/H2, C2H2/CH4와, C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 이용하여 해당 진단용 유입변압기의 내부결함을 판단한다(S407). 여기서, 상기 S407의 내부결함 판단단계에서는 CH4/H2 및 C2H2/CH4 값에 대응하는 영역을 제5 X-Y 평면에 구분된 결함영역에서 결정하고 그 결정된 영역을 이용하여 열적 결함(T)과 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD), 에너지방전(D1,D2)을 판단하도록 한다.
또한, 이와 동일하게 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4 값에 대응하는 영역을 제6 X-Y 평면에 구분된 결함영역에서 결정하고 그 결정된 영역을 이용하여 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD), 저에너지방전(D1), 고에너지방전(D2)과, 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1), 제2 열적결함(300℃<t<700℃), 제3 열적결함(t>700℃)(T3)을 판단하도록 한다. 이때, 제5 및 제6 X-Y 평면도를 이용한 내부결함 판단은 병렬적으로 수행될 수 있다. 따라서, 제5 및 제6 X-Y 평면도 중에서 선택된 하나 이상의 X-Y 평면도를 이용하여 내부결함을 판단할 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.
유입변압기는 공급된 전압을 승압 또는 감압하는 전력설비로서 전력공급 시스템에서 매우 중요한 역할을 한다. 유입변압기에 내부결함이 발생하면 전력공급의 차질이 발생하므로 이를 사전에 검출하여 사고를 방지하는 것이 중요하다.
이러한 측면에서 볼 때, 본 발명은 유입변압기 내의 절연유에 함유된 유중가스를 채취 및 분석하여 내부결함을 정확하게 진단할 수 있으므로 유입변압기 제조뿐만 아니라 이를 현장에서 적용하는 변전소, 전력회사 등에서 매우 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기로부터 유중가스를 추출 및 분석하여 그 내부결함을 진단하는 유입변압기의 내부결함 진단방법에 있어서,
    상기 추출된 유중가스 중 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4의 조성비를 각각 계산하는 제1단계;
    상기 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 미리 설정된 내부결함 영역에 대응하여 내부결함이 전기적 결함(E)인지 또는 열적 결함(T)인지를 판단하는 제2단계; 및
    상기 제2단계의 판단결과 상기 전기적 결함(E)이면 상기 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6을 미리 설정된 내부결함 영역에 대응하여 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지 또는 고에너지방전(D2)인지를 판단하는 제3단계; 를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는,
    내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 전기적 결함 및 열적 결함별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역을 전기적 결함(E) 영역 및 열적 결함(T) 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 상기 전기적 결함(T) 또는 열적 결함(E)을 판단하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는,
    전기적 결함이 발생한 다수의 유입변압기마다 부분방전(PD), 고에너지방전(D1) 및 저에너지방전(D2)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제2 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제2 X-Y 평면의 전체 영역을 부분방전(PD) 영역, 저에너지방전(D1) 영역 및 고에너지방전(D2) 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 또는 고에너지방전(D2)을 판단하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계의 판단결과 상기 열적 결함(T)이면 상기 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 이용하여 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 제4단계; 및
    상기 제4단계의 판단결과 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)이면 더 구체적으로 상기 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 이용하여 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 제5단계; 를 더 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제4단계는,
    열적 결함이 발생한 다수의 유입변압기마다 상기 제1 열적결함(t<300℃) 및 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제3 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 x,y 좌표를 이용하여 상기 제3 X-Y 평면의 전체영역을 제1 열적결함(T1) 영역 및 제2 또는 제3 열적결함 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 상기 제1 열적 결함(T1) 또는 제2 또는 제3 열적 결함을 판단하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제5단계는,
    상기 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 및 제3 열적결함(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제4 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 제4 X-Y 평면의 전체영역을 제2 열적결함(T2) 영역 및 제3 열적결함(T3) 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 제2 열적결함(T2) 또는 제3 열적결함(T3)을 판단하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  7. 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기별로 유중가스를 채취하여 이들의 조성비 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 각각 계산하는 제1단계;
    상기 내부결함 중 전기적 결함(E) 및 열적 결함(T)별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제1 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역을 전기적 결함(E) 영역 및 열적 결함(T) 영역으로 구분하는 제2단계;
    상기 전기적 결함 중 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 및 고에너지방전(D2)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제2 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제2 X-Y 평면의 전체 영역을 부분방전(PD) 영역, 저에너지방전(D1) 영역 및 고에너지방전(D2) 영역으로 구분하는 제3단계;
    상기 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 및 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제3 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제3 X-Y 평면의 전체 영역을 제1 열적결함(T1) 영역 및 제2 또는 제3 열적결함(T2&T3) 영역으로 구분하는 제4단계;
    상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3) 중 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 및 제3 열적결함(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6를 각각 x,y 좌표로 하여 제4 X-Y 평면상에 표시하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제4 X-Y 평면의 전체 영역을 제2 열적결함(T2) 영역 및 제3 열적결함(T3) 영역으로 구분하는 제5단계;
    내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기로부터 유중가스를 추출하여 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4의 조성비를 각각 계산하는 제6단계; 및
    상기 계산된 CH4/H2, C2H2/C2H4, C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4 중 선택된 2개로 이루어진 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제1 내지 제4 X-Y 평면에서 각각 결정하고 상기 결정된 영역으로부터 상기 진단용 유입변압기의 내부결함 종류를 판단하는 제7단계; 를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제7단계는,
    상기 제6단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/C2H4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제1 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 전기적 결함(E)인지 또는 열적 결함(T)인지를 판단하는 단계를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제7단계는,
    상기 전기적 결함(E)인 것으로 판단되면 상기 제6단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제2 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 상기 전기적 결함이 부분방전(PD), 저에너지방전(D1) 또는 고에너지방전(D2)인지를 판단하는 단계를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제7단계는,
    상기 열적 결함(T)인 것으로 판단되면 상기 제6단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H4/CH4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제3 X-Y 평면상에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 상기 열적 결함(T)이 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3) 열적결함(t>300℃)인지를 판단하는 단계를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결합(t>700℃)(T3)인 것으로 판단되면 상기 제6단계에서 계산된 C2H2/C2H4 및 C2H4/C2H6에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 상기 제4 X-Y 평면상에서 결정하고 상기 결정된 영역을 이용하여 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 아니면 제2 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 단계를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 X-Y 평면의 전체 영역 중 상기 전기적 결함 영역은 CH4/H2≤0.05 및 C2H2/C2H4≤0.4의 조건과, CH4/H2≤3 및 C2H2/C2H4>0.4의 조건을 동시에 만족하고, 상기 열적 결함 영역은 CH4/H2>0.05 및 C2H2/C2H4≤0.4의 조건과, CH4/H2>3 및 C2H2/C2H4>0.4인 조건을 동시에 만족하는 것을 특징으로 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제2 X-Y 평면의 전체영역 중 상기 부분방전(PD) 영역은 C2H2/C2H4≤2 및 C2H4/C2H6≤0.1의 조건을 만족하고, 상기 저에너지방전(D1) 영역은 C2H2/C2H4>2 및 C2H4/C2H6≤1.5의 조건, C2H2/C2H4≤2 및 0.1<C2H4/C2H6≤1.5의 조건 및 C2H2/C2H4>2.5 및 C2H4/C2H6>1.5의 조건을 동시에 만족하며, 상기 고에너지방전(D2) 영역은 C2H2/C2H4≤2.5 및 C2H4/C2H6>1.5의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제3 X-Y 평면의 전체 영역 중 상기 제1 열적결함(t<300℃)(T1) 영역은 C2H4/C2H6≤0.2 및 C2H4/CH4≤0.2의 조건과, C2H4/C2H6>0.2 및 0.05<C2H4/CH4≤0.2의 조건을 동시에 만족하고, 상기 제2 열적결함((300℃<t<700℃)(T2) 또는 제3 열적결함(t>700℃) 영역은 C2H4/C2H6>0.2 및 C2H4/CH4≤0.05의 조건과, C2H4/CH4>0.2의 조건을 동시에 만족하는 것을 특징으로 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제4 X-Y 평면의 전체영역 중 상기 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 영역은 C2H2/C2H4>0.0005 및 C2H4/C2H6≤2의 조건과, 0.0005<C2H2/C2H4≤0.02 및 2<C2H4/C2H6≤4.68의 조건을 동시에 만족하고, 상기 제3 열적결함(t>700℃)(T3) 영역은 C2H2/C2H4≤0.0005의 조건과, 0.0005<C2H2/C2H4≤0.02 및 C2H4/C2H6>4.68의 조건과, C2H2/C2H4>0.02 및 C2H4/C2H6>2의 조건을 동시에 만족하는 것을 특징으로 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  16. 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기에서 유중가스를 추출 및 분석하여 그 내부결함을 진단하는 유입변압기의 내부결함 진단방법에 있어서,
    상기 추출된 유중가스로부터 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 계산하는 제1단계; 및
    상기 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 미리 설정된 내부결함 영역과 대응하여 상기 내부결함이 열적 결함(T)인지 또는 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD)인지 또는 에너지방전(D1,D2)인지를 판단하는 제2단계; 를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2단계는,
    내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 열적 결함(T)과, 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD) 및 에너지방전(D1,D2)별로 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제5 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제5 X-Y 평면의 전체 영역을 열적 결함(T) 영역과, 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD) 영역 및 에너지방전(D1,D2) 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 열적 결함(T), 부분방전(PD) 또는 에너지방전(D1,D2)을 판단하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  18. 내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기에서 유중가스를 추출 및 분석하여 그 내부결함을 진단하는 유입변압기의 내부결함 진단방법에 있어서,
    상기 추출된 유중가스에서 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 계산하는 제1단계; 및
    상기 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 이용하여 상기 내부결함이 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지, 고에너지방전(D2)인지 또는 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지, 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 제2단계; 를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2단계는,
    내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기마다 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD), 저에너지방전(D1), 고에너지방전(D2) 및 열적 결함(T) 중 제1 열적결함(t<300℃)(T1), 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2), 제3 열적결함(t>700℃)(T3)별로 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표로 하여 제6 X-Y 평면상에 미리 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제6 X-Y 평면의 전체 영역을 부분방전(PD) 영역, 저에너지방전(D2) 영역, 고에너지방전(D3) 영역, 제1열적결함(T1) 영역, 제2열적결함(T2) 영역, 제3열적결함(T3) 영역으로 구분하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4에 대한 x,y 좌표에 대응하는 영역을 이용하여 상기 부분방전(PD), 저에너지방전(D2), 고에너지방전(D3), 제1열적결함(T1), 제2열적결함(T2), 제3열적결함(T3)을 판단하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  20. 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기별로 유중가스를 채취하고 상기 채취된 유중가스로부터 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 계산하는 제1단계;
    상기 내부결함 중 열적 결함(T)과, 전기적 결함(E) 중 부분방전(PD) 및 에너지방전(D1,D2)별로 각각 나타나는 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 x,y 좌표로 하여 제5 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 x,y 좌표를 이용하여 상기 제5 X-Y 평면의 전체영역을 열적 결함(T) 영역, 부분방전(PD) 영역 및 에너지방전(D1,D2) 영역으로 구분하는 제2단계;
    내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 절연유로부터 유중가스를 추출하고 상기 유중가스로부터 CH4/H2 및 C2H2/CH4를 각각 계산하는 제3단계; 및
    상기 제3단계에서 계산된 CH4/H2 및 C2H2/CH4로 이루어진 x,y 좌표를 상기 제5 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역으로부터 상기 진단용 유입변압기의 내부결함이 열적 결함(T)인지, 부분방전(PD)인지 또는 에너지방전(D1,D2)인지를 판단하는 제4단계; 를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제5 X-Y 평면의 전체 영역 중 상기 열적 결함 영역은 2<CH4/H2 및 0.3<C2H2/CH4 또는 0.01<C2H2/CH4≤0.3 또는 1<CH4/H2 및 C2H2/CH4≤0.01 이고 상기 부분방전(PD) 영역은 CH4/H2≤1 및 C2H2/CH4≤0.01 이고 상기 에너지방전(D1,D2) 영역은 CH4/H2≤2 및 0.3<C2H2/CH4인 것으로 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  22. 내부결함의 종류가 알려진 다수의 유입변압기별로 유중가스를 채취하고 상기 채취된 유중가스로부터 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 계산하는 제1단계;
    상기 내부결함 중 전기적 결함(E)의 부분방전(PD), 고에너지방전(D1), 저에너지방전(D2) 및 열적 결함(T)의 제1 열적결함(t<300℃)(T1), 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2) 및 제3 열적결함(t>700℃)(T3)별로 각각 나타나는 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 각각 x,y 좌표를 제6 X-Y 평면상에 설정하고 상기 설정된 다수의 좌표를 이용하여 상기 제6 X-Y 평면의 전체영역을 부분방전(PD)영역, 저에너지방전(D1)영역, 고에너지방전(D2)영역, 제1 열적결함(t<300℃)(T1)영역, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)영역 및 제3 열적결함(t>700℃)(T3)영역으로 구분하는 제2단계;
    내부결함을 진단하고자 하는 진단용 유입변압기의 절연유로부터 유중가스를 추출하고 상기 유중가스로부터 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4를 계산하는 제3단계; 및
    상기 제3단계에서 계산된 C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4로 구성된 x,y 좌표를 상기 제6 X-Y 평면에서 결정하고 상기 결정된 영역으로부터 상기 진단용 유입변압기의 내부결함이 부분방전(PD)인지, 저에너지방전(D1)인지, 고에너지방전(D2)인지, 제1 열적결함(t<300℃)(T1)인지, 제2 열적결함(300℃<t<700℃)(T2)인지 또는 제3 열적결함(t>700℃)(T3)인지를 판단하는 제4단계; 를 포함하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제6 X-Y 평면의 전체영역 중 상기 부분방전(PD) 영역은 C2H4/C2H6≤0.04 또는 0.04<C2H4/C2H6≤0.5 및 0.65<C2H2/C2H4이고, 상기 저에너지방전(D1) 영역은 0.5<C2H4/C2H6≤1.5 및 0.65<C2H2/C2H4 또는 1.5<C2H4/C2H6 및 2.5<C2H2/C2H4 이고, 상기 고에너지방전(D2) 영역은 1.5<C2H4/C2H6 및 0.65<C2H2/C2H4≤2.5이고 상기 제1 열적결함 영역은 0.04<C2H4/C2H6≤1.7 및 0.00025<C2H2/C2H4≤0.01 또는 0.04<C2H4/C2H6≤0.8 및 0.01<C2H2/C2H4≤0.65이고, 상기 제2 열적결함 영역은 1.7<C2H4/C2H6≤4 및 0.0005<C2H2/C2H4≤0.01 또는 0.8<C2H4/C2H6≤4 및 0.01<C2H2/C2H4≤0.65 또는 0.04<C2H4/C2H6≤4 및 0.00005<C2H2/C2H4≤0.00025이며, 상기 제3 열적결함 영역은 0.04<C2H4/C2H6≤4 및 C2H2/C2H4≤0.00005 또는 1.7<C2H4/C2H6≤4 및 0.00025<C2H2/C2H4≤0.0005 또는 4<C2H4/C2H6 및 C2H2/C2H4≤0.65인 것으로 하는 유중가스 조성비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103529351A (zh) * 2013-10-29 2014-01-22 李宏仁 高压开关柜热缺陷在线监测系统及方法
CN104730378A (zh) * 2015-02-13 2015-06-24 国家电网公司 基于油中溶解气体的变压器内部复合缺陷模糊诊断方法
KR102007231B1 (ko) * 2018-11-08 2019-10-23 한국전력공사 유입 변압기의 고장 유형 진단 시스템 및 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9599653B2 (en) * 2011-12-26 2017-03-21 Hyosung Corporation Method for diagnosing internal fault of oil-immersed transformer through composition ratio of dissolved gas in oil
WO2013100593A1 (ko) * 2011-12-26 2013-07-04 주식회사 효성 유중가스 함량비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법
US10534361B2 (en) * 2013-06-10 2020-01-14 Abb Schweiz Ag Industrial asset health model update
US11055450B2 (en) * 2013-06-10 2021-07-06 Abb Power Grids Switzerland Ag Industrial asset health model update
US10444219B2 (en) 2016-03-21 2019-10-15 International Business Machines Corporation Predictive modeling to estimate data values between sampling events
JP7082764B2 (ja) * 2016-05-27 2022-06-09 ユカインダストリーズ株式会社 油入機器の異常診断における過熱温度推定方法
JP7030301B2 (ja) * 2016-05-27 2022-03-07 ユカインダストリーズ株式会社 油入機器の異常診断における過熱温度推定方法
US11015987B2 (en) * 2016-06-07 2021-05-25 Mitsubishi Electric Corporation Temperature estimation method
WO2017216890A1 (ja) * 2016-06-15 2017-12-21 三菱電機株式会社 油入電気機器の過熱温度の推定方法
JP7385104B2 (ja) * 2019-07-04 2023-11-22 富士通株式会社 燃焼停止装置及び液浸冷却システム
TWI739634B (zh) * 2020-10-16 2021-09-11 國立中興大學 電力變壓器之故障診斷監控系統
TWI777724B (zh) * 2021-08-12 2022-09-11 中華電信股份有限公司 變壓器維護管理系統、方法及電腦可讀媒介
CN115358291B (zh) * 2022-07-21 2025-10-17 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 一种变压器故障诊断方法、介质及系统
CN115421075A (zh) * 2022-08-05 2022-12-02 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种特高压换流变压器异常产气故障的诊断方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3111388A (en) * 1960-06-13 1963-11-19 Mc Graw Edison Co Method for testing electrical instrumentalities for incipient fault
US3680359A (en) * 1968-05-02 1972-08-01 Mc Graw Edison Co Transformer having incipient fault detector
GB9113067D0 (en) * 1991-06-18 1991-08-07 Nat Grid Company The Public Li Determining the volume of gases in transformer cooling oil
US6289716B1 (en) * 1998-08-19 2001-09-18 Electric Power Research Institute, Inc. Method for on-line assessment and indication of transformer conditions
US6568287B2 (en) * 2000-12-29 2003-05-27 Waukesha Electric Systems Oil sampling system and method for electrical power devices
IT1397471B1 (it) * 2010-01-14 2013-01-16 Techimp Technologies S A Ora Techimp Technologies S R L Procedimento e dispositivo per derivare la concentrazione di un gas disciolto in un olio di isolamento elettrico.
IT1397472B1 (it) * 2010-01-14 2013-01-16 Techimp Technologies S A Ora Techimp Technologies S R L Procedimento diagnostico ed apparato per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura elettrica isolata in olio.
US8839658B2 (en) * 2011-03-31 2014-09-23 Qualitrol Company, Llc Combination of hydrogen and pressure sensors
ITBO20110670A1 (it) * 2011-11-23 2013-05-24 Techimp Technologies Srl Dispositivo per la misurazione della concentrazione di un gas disciolto in un olio di isolamento elettrico
US9599653B2 (en) * 2011-12-26 2017-03-21 Hyosung Corporation Method for diagnosing internal fault of oil-immersed transformer through composition ratio of dissolved gas in oil
WO2013100593A1 (ko) * 2011-12-26 2013-07-04 주식회사 효성 유중가스 함량비를 통한 유입변압기의 내부결함 진단방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIN YEUB, PARK ET AL.: "A study on failure diagnosis examples of Large oil filled transformer using dissolved gas analysis", THE KOREAN INSTITUTE OF ELECTRICAL ENGINEERS, JOURNAL OF SUMMER CONFERENCE, July 2009 (2009-07-01), pages 740 - 741 *
LIM, DONG HUN: "A Study on the Technique for Improving Safety by the Analysis of Correlation Between Partial Discharge and Oil Dissolved Gas of Power Transformers", GRADUATE SCHOOL OF INFORMATION CONTENTS KWANGWOON UNIVERSITY, DEPARTMENT OF ELECTRONICS COMMUNICATION ENGINEERING, THESIS FOR MASTER'S DEGREE, 2011 *
PARK, JEONG U. ET AL.: "Consideration of the Oil-Filled Transformer Internal Fault with Dissolved Gas Analysis", THE KOREAN INSTITUTE OF ELECTRICAL ENGINEERS, JOURNAL OF SUMMER CONFERENCE, July 2010 (2010-07-01), pages 358 - 359 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103529351A (zh) * 2013-10-29 2014-01-22 李宏仁 高压开关柜热缺陷在线监测系统及方法
CN103529351B (zh) * 2013-10-29 2016-03-09 李宏仁 高压开关柜热缺陷在线监测系统及方法
CN104730378A (zh) * 2015-02-13 2015-06-24 国家电网公司 基于油中溶解气体的变压器内部复合缺陷模糊诊断方法
WO2016127598A1 (zh) * 2015-02-13 2016-08-18 国家电网公司 基于油中溶解气体的变压器内部复合缺陷模糊诊断方法
KR102007231B1 (ko) * 2018-11-08 2019-10-23 한국전력공사 유입 변압기의 고장 유형 진단 시스템 및 방법

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