KR-20260061365-A - System for deciding failure of generating facility
Abstract
변전 설비의 이상 상태를 상시적으로 그리고 실시간으로 모니터링할 수 있는 시스템이 개시된다. 상기 시스템은, 원격 단말 장치가 구비되며 측정 데이터를 생성하는 변전 설비, 및 통신망을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 변전 설비의 이상 유무를 판단하고, 상기 이상 유무에 따라 알람 정보를 생성하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Inventors
- 유병구
- 박춘오
- 최석종
Assignees
- 한국전력공사
Dates
- Publication Date
- 20260506
- Application Date
- 20260403
Claims (2)
- 원격 단말 장치(111)가 구비되며 측정 데이터를 생성하는 변전 설비(110); 및 통신망(120)을 통해 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 변전 설비(110)의 이상 유무를 판단하고, 상기 이상 유무에 따라 알람 정보를 생성하는 관리 서버(130);를 포함하고, 상기 관리 서버(130)는, 상기 측정 데이터를 수집하는 수집부(220); 상기 측정 데이터를 이용하여 변전 설비별로 분류하고, 상기 변전 설비간 오차를 생성하는 판독부(230); 및 상기 오차를 이용하여 상기 알람 정보를 생성하는 분석부(240);를 포함하며, 상기 변전 설비간 오차는 87 1차 변류기(①)와 51P 변류기(②)간 오차인 것을 특징으로 하는 변전 설비의 고장 판단 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 오차는 주변압기(330)의 1차측(154kV) 전류값을 사용하는 87 1차 변류기(①)와 51P 변류기(②)의 동일 상(phase)간의 전류값을 비교하여 생성되며, 상기 비교는 상기 87 1차 변류기(①)의 전류값을 상기 51P 변류기(②)의 전류값으로 나눈값인 것을 특징으로 하는 변전 설비의 고장 판단 시스템.
Description
변전 설비의 고장 판단 시스템{System for deciding failure of generating facility} 본 발명은 변류기 고장 판단 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)의 빅 데이터를 활용하여 실시간으로 변전소의 변류기의 고장을 판단하는 시스템 및 방법에 대한 것이다. 일반적으로 변류기(변압기 변류기를 포함한다)는 전류량을 계측하는 계기로, 보호 계전기 및/또는 전력량계와 조합하여 과전류 등의 사고전류로부터 설비를 보호하거나, 전기요금 과금을 위하여 전력 사용량을 계량하는데 사용된다. 안정적인 전력공급 및 올바른 전기요금 산정을 위해서 변류기는 상시 정상적인 동작을 보장할 수 있도록 관리되어야 하는데, 오랜 시간 사용되는 경우, 사용 중에 발생하는 이상전압, 과전류 등 외부 스트레스의 유입으로 지락고장 등 내부고장이 발생하여 계량오차 불량 등 비정상적인 상태로 운전될 수 있다. 변류기 2차 권선에 지락고장 등 내부고장이 발생하면 정도에 따른 차이는 있으나, 변류기 계측 오차값이 증가하여 정상적인 전류계측이 어렵게 된다. 이러한 변류기 고장은 비정상적인 전류계측으로 인한 보호설비의 오동작으로 전기재해를 유발할 수 있고, 정확한 전기요금 과금을 어렵게 한다. 그러나 이러한 변류기의 내부고장은 일반적으로 외관상 별다른 이상 징후를 보이지 않고, 정상 동작하는 것으로 오인하기 쉬워 문제가 있는지 파악하는 것조차 상당히 어렵다. 또한, 변전소 변류기의 포화, 개방, 오결선 등에 따른 정전고장이 지속으로 발생하고 있다. 최근 10년간 모선정지 등 약 40여건의 고장이 발생하고 있다. 일반적으로 154kV 변전소별 계측 및 계전기용 변류기가 사용되고 있으며, 현행 점검 방법으로는 보통 점검, 열화상 점검, 육안 점검 등이 있다. 부연하면, 변류기 상시 이상 상태를 확인하는 방법이 부재하여 고장 발생후 고장을 인지하여 사후복구하는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 현행 점검 방법이 아닌 변전소에 있는 각종 전력설비에 대한 정보를 원격에서 관리하고 제어할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변전 설비의 고장 판단 시스템의 구성 블럭도이다. 도 2는 도 1에 도시된 관리 서버의 세부 구성 블럭도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 변전 설비로부터 데이터를 수집하는 개념도이다. 도 4는 도 3에서 87 1차 변류기와 51P 변류기간 오차를 이용하여 정상 여부를 판별하는 표이다. 도 5는 도 3에서 87 2차 변류기와 51S 변류기간 오차를 이용하여 정상 여부를 판별하는 표이다. 도 6은 도 3에서 주변압기 미터(M.Tr(Main.Transformer) meter)용 변류기와 배전선로 미터(D/L(Distribution Line) meter)용 변류기간 오차를 이용하여 정상 여부를 판별하는 표이다. 도 7은 본 발명을 적용한 결과를 보여주는 일예시이다. 도 8은 일반적인 변류기 관련 정전사례를 보여주는 예시이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 변류기의 고장 판단 과정을 보여주는 흐름도이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 변전 설비의 고장 판단 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변전 설비의 고장 판단 시스템(100)의 구성 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 고장 판단 시스템(100)은, 변전소의 변전 설비(110), 통신망(120), 관리 서버(130), 단말기(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 변전 설비(110)는 변압기, 변류기, 미터(meter), 차단기, 개폐기, 계전기 등을 포함하여 구성될 수 있다. 변압기는 변전소용 변압기로서 탱크내는 절연유로 채워지고 냉각팬으로 외부에서 냉각시키고 있다. 최근에는 절연유 대신에 SF6 가스를 봉입한 가스절연 변압기가 보급되고 있다. 변전소와 수용가 중간에 위치한 변전소에는 각 방향으로부터 송전 선로가 모여들기도 하고, 그와 반대로 변전소를 통해서 여러 방향으로 송전선로가 분기되어 나가기도 한다. 차단기는 선로에 흐르는 전류를 신속하게 차단하는 기능을 수행한다. 차단기로는 절연가스(SF6)을 이용하여 아크를 소호시키는 가스 차단기(GCB: Gas Circuit Breaker), 압축 공기를 이용하여 아크를 소호시키는 공기 차단기(ABB:Air Blast circuit Breaker), 자연공기를 이용하여 아크를 소호시키는 기중 차단기(ACB:Air Circuit Breaker), 절연유를 이용하여 아크를 소호시키는 유입 차단기(OCB:oil circuit breaker), 고진공을 이용하여 아크를 소호시키는 진공 차단기(VCB: vacuum circuit breaker), 전자력을 이용하여 아크를 소호시키는 자기 차단기(MBB:magneticblaster circuit breaker) 등이 될 수 있다. 개폐기는 변전소에서 수용가로 전력의 효율적인 연계 및 배분을 수행하기 위한 전기회로이다. 개폐기로는 유입 개폐기(OS: oil switch), 부하 개폐기(LS:line switch, LBS:line block switch), 자동 구분 개폐기(ASS: automatic section switch) 등이 있다. 개폐기는 단로기(DS: Disconnecting Switch)를 포함할 수 있다. 단로기는 기기의 보수, 점검 또는 선로로부터 기기를 분리, 회로를 변경할 때 사용된다. 릴레이는 전력의 공급 및 차단을 위해 사용되며, 전원 입력이 임의의 설정값에 도달했을때 작동하여 다른 부하회로에 전원을 공급한다. 즉, 절체한다. 이외에도 변전소에는 다양한 전력 설비들이 구성될 수 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 주로 변류기를 이용하여 변전 설비(110)의 전류를 검출하는 예를 설명하기로 한다. 변류기는 고압회로의 전류를 간접적으로 측정하여 측정 데이터를 통신망(120)을 통해 관리 서버(130)로 실시간으로 전송하는 기능을 수행한다. 이를 위해 변전 설비와 조합결선하여 과전류, 사고전류 등을 검출한다. 물론, 변류기가 생성하는 측정 데이터를 전송하기 위해 원격 단말 장치(111)가 변전 설비(110)에 구성될 수 있다. 원격 단말 장치로는 RTU(Remote Terminal Unit) 등이 될 수 있다. 통신망(120)은 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(120)의 일 예에는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5GPP(5rd Generation Partnership Project) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), Wibro(Wireless Broadband), WiFi(Wireless Fidelity), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 통신망(120)은 전력망을 포함할 수 있다. 전력망은 PLC(Power Line Communication) 기술을 이용하여 이미 존재하고 있는 전력선에 데이터 신호를 흘려서 통신을 위한 구성되는 네트워크를 말한다. 전력선은 고압 전력선(약 22.9kV) 및/또는 저압 전력선(약 110~220V)으로 구성된다. 이외에도, 전력 통신망은 리피터, 전력 통신 모뎀, 변압기 등을 포함하여 구성된다. 마스터 모뎀은 전력 통신망을 기존의 통신망(10)와 연결하는 기능을 수행한다. 관리 서버(130)는 변전 설비(110)에서 생성되는 측정 데이터를 이용하여 변류기의 고장여부를 판단하는 기능을 수행한다. 단말기(140)는 통신망(120)을 통하여 관리 서버(130)에 접속하여 변전 설비(110)에 전송할 명령을 생성하거나, 관리 서버(130)로부터 현재 모니터링되는 정보를 획득하거나 알람 정보 등을 획득할 수 있다. 이를 위해, 단말기(140)는 PC(Perso