KR100684741B1 - Apparatus and method of detecting partial discharge from a distribution line switchgear - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 배전선로 개폐장치로부터 감지된 부분방전의 주파수 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프이다.1 is a graph illustrating an example of a frequency spectrum of partial discharge detected from a distribution line switchgear.
도 2는 종래의 부분방전 검출 장치의 내부 구성의 일례를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing an example of an internal configuration of a conventional partial discharge detection device.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부분방전 검출 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing an internal configuration of a partial discharge detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 실시예에 포함된 전대역 전력 측정부 및 검출 구동부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a full band power measurement unit and a detection driver included in the embodiment of FIG. 3.
도 5는 무선 통신 신호에 의해 방전신호가 받는 영향을 예시하는 주파수 스펙트럼 그래프이다.5 is a frequency spectrum graph illustrating the influence of the discharge signal by the wireless communication signal.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부분방전 검출 장치에 포함되는 로그 증폭기 및 비교기의 출력 파형을 예시한 그래프이다.6 is a graph illustrating output waveforms of a log amplifier and a comparator included in the partial discharge detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 부분방전 검출 장치에 포함되는 고속 비교기 및 영점 교차 검출기의 연결 관계를 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a connection relationship between a high speed comparator and a zero crossing detector included in a partial discharge detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 대역별 전력 측정부의 내부 구성 을 도시한 블록도이다.8 is a block diagram showing an internal configuration of a power measurement unit for each frequency band according to an embodiment of the present invention.
도 9는 정현파 전원 신호의 영점 교차 지점과 방전신호의 발생 지점의 시간 관계를 개략적으로 도시한 그래프이다.9 is a graph schematically showing a time relationship between a zero crossing point of a sine wave power signal and a generation point of a discharge signal.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 방전신호 검출 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a discharge signal detection method according to an embodiment of the present invention step by step.
도 11은 도 10의 실시예에서 주파수 대역별 전력을 측정하는 단계에 포함되는 세부 단계를 도시한 흐름도이다.FIG. 11 is a flowchart illustrating detailed steps included in measuring power for each frequency band in the embodiment of FIG. 10.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
301: 방전신호 302: 주파수 대역별 전력 측정값301: discharge signal 302: power measurement value for each frequency band
303: 전대역 전력 측정값 304: 검출 구동 신호303: full-band power measurement 304: detection drive signal
310: 방전 센서부 320: 주파수 대역별 전력 측정부310: discharge sensor unit 320: power measurement unit for each frequency band
330: 부분방전 판단부 340: 전대역 전력 측정부330: partial discharge determination unit 340: full-band power measurement unit
350: 검출 구동부 401: 필터 신호350: detection driver 401: filter signal
402: 임계값 702: 부분방전 시간값402: threshold 702: partial discharge time value
704: 영점 교차 시간값704: zero crossing time value
본 발명은 배전선로 개폐장치에서 발생하는 부분방전을 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 개폐장치에서 발생하는 방전신호의 주 파수 대역별 전력의 측정값에 기초하여 부분방전 현상을 검출하고 분석하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting partial discharge occurring in a switchgear. More specifically, the present invention relates to an apparatus and a method for detecting and analyzing a partial discharge phenomenon based on a measured value of power for each frequency band of a discharge signal generated in an opening and closing device.
전기 에너지의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않을 정도로 오늘날 전기 에너지는 다양한 산업 분야에서 널리 이용되고 있다. 이와 같은 전기 에너지는 전력 계통(Electric Power System)이라 불리는 시스템을 통하여 생산되고 수송된다.The importance of electrical energy cannot be overemphasized. Today, electrical energy is widely used in various industries. Such electrical energy is produced and transported through a system called Electric Power System.
다양한 형태의 발전소에서 생산된 전기 에너지는 고압 송전 설비와 변전소를 거쳐 배전 설비에 전달되고, 배전 설비는 전달받은 전기 에너지를 다시 각 수용가에 공급하는 역할을 수행한다. 수용가는 배전선로를 통해 배전 설비로부터 공급받은 전기 에너지를 이용하여 다양한 전기 장치를 이용하게 된다.Electrical energy produced in various types of power plants is delivered to the power distribution facilities through high-voltage power transmission facilities and substations, and the power distribution facilities supply the received electric energy back to each customer. Consumers use various electrical devices by using electrical energy supplied from distribution facilities through distribution lines.
발전소에서 생산된 전기 에너지는 전송에 따른 손실을 최소화하기 위해 고압의 신호로 송전된다. 그러나 송전선을 따라 흐르는 수십 ~ 수백 kV 에 이르는 고압의 전기 신호는 각 수용가에서 직접 사용하기에는 지나치게 전압이 높아, 가정 또는 공장에서 사용 가능한 낮은 전압의 신호로 변환될 필요가 있다.The electrical energy produced at the power plant is transmitted as a high voltage signal to minimize the loss of transmission. However, high-voltage electrical signals ranging from tens to hundreds of kV along the transmission line are too high for each consumer to use and need to be converted to low-voltage signals that can be used in homes or factories.
이와 같은 역할을 하는 것이 변전소(Substation)이다. 변전소는 송전선로(Transmission Line)와 배전선로(Distribution Line)의 사이에 위치하여, 높은 송전 전압을 낮은 배전 전압으로 변환시켜 준다. 변전소에는 송전선로와 배전선로를 연결하거나 분리하기 위한 개폐장치(Switchgear)가 설치되어 있는데, 이를 배전선로 개폐장치라고 한다. 참고로, 본 명세서에서 사용되는 "배전선로 개폐장치"라는 용어는 변전소에 설치된 대규모 개폐장치 외에 다양한 지로를 통하여 연결되어 있는 배전 설비에 설치된 소규모 개폐장치를 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.Substations play this role. The substation is located between a transmission line and a distribution line, and converts a high transmission voltage into a low distribution voltage. The substation is equipped with a switchgear (Switchgear) for connecting or disconnecting the transmission line and the distribution line, this is called the distribution line switchgear. For reference, the term "distribution line switchgear" used in this specification may be interpreted to include all small switchgear devices installed in power distribution facilities connected through various branches in addition to large-scale switchgear devices installed in substations.
배전선로 개폐장치는 그 종류에 따라 유입식, 자기식, 공기식 등으로 나뉘며, 특히 절연 내력이 우수한 SF6 가스를 이용하는 가스 절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear)가 널리 쓰이고 있다. 그러나 아무리 뛰어난 절연 성능을 가지고 있다고 해도 전력 계통의 특성상 한 번의 절연 사고가 미치는 사회적 혼란 또는 경제적 손실 등의 파급 효과가 워낙 크기 때문에 절연 사고 예방을 위해 철저한 점검이 필수적이다.Distribution line switchgear is divided into inflow, magnetic, pneumatic, etc., and gas insulated switchgear (GIS) using SF6 gas having excellent insulation strength is widely used. However, even if it has excellent insulation performance, due to the characteristics of the power system, the ripple effect such as social disruption or economic loss caused by one insulation accident is so great that a thorough check is necessary to prevent insulation accidents.
특히, 전력 수요의 증가와 인구의 대도시 집중화에 따른 수송 설비 확충의 필요성이 갈수록 커지고 있어, 전력 설비의 규모와 용량이 점점 커져가고 있는 실정이다. 그러나 곳곳에 산재해 있는 대용량 전력 설비를 인력으로 점검하는 것은 완벽을 기해야 하는 사고 예방 점검에 적합하지 않을 뿐더러 사실상 불가능하다.In particular, the necessity of expanding transportation facilities due to the increase in power demand and the concentration of large cities is increasing, and the size and capacity of power facilities are increasing. However, manpower inspections of large-scale power plants scattered throughout are not only suitable for accident prevention checks that must be perfected, but are virtually impossible.
이에 따라, 배전선로 개폐장치의 가장 대표적인 열화 원인인 부분방전 현상을 자동으로 감지하기 위한 기술에 대한 연구가 널리 이루어지고 있다. 부분방전(PD: Partial Discharge)이란 높은 전압 스트레스 하에서 절연체의 주변 또는 내부를 따라 국부적으로 발생하는 방전 현상을 뜻한다. 부분방전은 흔히 자연적으로 형성된 물리적 간극(Void), 또는 개폐장치의 열화에 따라 부분적으로 갈라진 틈(Crack)에서 흔히 발생한다. 그러나 부분방전 현상은 눈에 보이지 않고 그 유형이 다양해서 검출 자동화가 매우 어렵다.Accordingly, researches on a technique for automatically detecting a partial discharge phenomenon, which is the most representative cause of deterioration of a switchgear of a distribution line, have been widely conducted. Partial discharge (PD) is a discharge phenomenon that occurs locally along or around an insulator under high voltage stress. Partial discharges often occur in naturally formed physical voids or cracks that are partially cracked due to deterioration of the switchgear. However, the partial discharge phenomenon is invisible and various types are difficult to automate detection.
부분방전은 전력의 누설에 따른 지속적인 전력 손실을 가져오는 것에 더해, 그 효과가 누적될 경우 절연 물질에 비가역적인 물리적 화학적 변화를 가져올 수 있다. 이에 따라 배전선로를 통한 전력 공급을 완전히 중단시키거나, 심각할 경우 에는 설비의 폭발을 야기할 수도 있다.Partial discharges can lead to continuous power loss due to leakage of power, and when the effects accumulate, they can cause irreversible physical and chemical changes to the insulating material. This can lead to a complete shutdown of the power supply through the distribution lines or, in serious cases, to the explosion of the installation.
부분방전 현상의 분석을 위해 일반적으로 사용되는 방법은, 개폐장치로부터 감지한 방전신호의 주파수 스펙트럼을 분석하는 것이다. 도 1은 배전선로 개폐장치로부터 감지된 부분방전의 주파수 스펙트럼을 예시한 그래프이다. 도 1에 도시된 것처럼 부분방전 현상은 수백 MHz ~ 수 GHz 의 매우 넓은 주파수 대역에 걸쳐 나타나기 때문에, 이처럼 넓은 대역에 걸친 주파수 스펙트럼을 분석하기 위해서는 상당한 양의 연산을 필요로 한다.A commonly used method for analyzing the partial discharge phenomenon is to analyze the frequency spectrum of the discharge signal detected from the switchgear. 1 is a graph illustrating a frequency spectrum of a partial discharge detected from a switchgear switchgear. As shown in Fig. 1, the partial discharge phenomenon appears over a very wide frequency band of several hundred MHz to several GHz, and therefore, a large amount of calculation is required to analyze the frequency spectrum over such a wide band.
도 2는 부분방전을 검출하기 위한 종래의 장치의 일반적인 구성을 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 종래의 부분방전 검출 장치는 용이한 분석을 위해 방전 센서부(210)를 통해 개폐장치로부터 감지한 방전신호(201)를 디지털 신호로 변환하기 위한 디지털 변환부(220)를 포함한다. 디지털 변환된 방전신호(202)는 주파수 영역 변환부(230)에 의해 주파수 영역의 스펙트럼 신호(203)로 변환되어 부분방전의 검출 여부를 판단하는 부분방전 검출부(240)로 입력된다.2 is a block diagram showing a general configuration of a conventional apparatus for detecting partial discharge. Referring to FIG. 2, the conventional partial discharge detection device includes a digital conversion unit 220 for converting the discharge signal 201 detected from the switchgear through the discharge sensor unit 210 into a digital signal for easy analysis. Include. The digitally converted discharge signal 202 is converted into a
일반적으로 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 변환하기 위해 널리 이용되는 장치는 고속 푸리에 변환기이다. 그러나 주지하는 바와 같이 넓은 대역에 걸쳐 수신된 신호를 짧은 시간 안에 고속 푸리에 변환하기 위해서는 상당한 양의 연산이 필요하다. 또한, 방전신호의 주파수 스펙트럼 상에 나타나는 패턴을 다양한 부분방전 유형과 비교하여 분석하기 위해서는 고성능의 디지털 신호 처리 장치(DSP: Digital Signal Processor)가 필요하다.In general, a widely used device for converting a time domain signal into a frequency domain signal is a fast Fourier transformer. However, as noted, a significant amount of computation is required to fast Fourier transform a signal received over a wide band in a short time. In addition, a high performance digital signal processor (DSP) is required to analyze patterns appearing on the frequency spectrum of the discharge signal in comparison with various types of partial discharges.
이처럼 고가의 장비를 상대적으로 적은 수의 송전 설비에 적용하는 것은 가 능하지만, 많은 수의 배전 설비에 적용하는 것은 무리라고 할 수 있다. 특히, 배전 자동화용 원격 제어 단말 장치(FRTU: Feeder Remote Terminal Unit)와 같은 저가형 배전 설비의 경우, 송전 설비에 비해 절연 사고시 상대적으로 작은 규모의 파급 효과를 가지기 때문에 모든 배전 설비에 고성능 고비용의 부분방전 검출 장치를 설치하는 것은 큰 부담이 된다.Although it is possible to apply such expensive equipment to a relatively small number of power transmission facilities, it is impossible to apply it to a large number of power distribution facilities. In particular, low-cost power distribution facilities such as feeder remote terminal units (FRTUs) for power distribution automation have a relatively small ripple effect in the event of insulation accidents compared to power transmission facilities, so high-performance, high-cost partial discharge of all power distribution facilities is required. Installing a detection apparatus is a big burden.
이에, 본 발명에서는 종래의 부분방전 검출 장치가 가진 문제점을 해결하고 저비용으로 구현 가능하고 효율적으로 기능하는 새로운 부분방전 검출 장치 및 방법을 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the conventional partial discharge detection device and to propose a new partial discharge detection device and method that can be implemented at low cost and efficiently.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 종래의 부분방전 검출 장치의 구성을 단순화하여 저가의 부분방전 검출 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to improve the prior art as described above, and an object thereof is to provide a low-cost partial discharge detection device by simplifying the configuration of a conventional partial discharge detection device.
또한, 본 발명은 부분방전을 검출하는 데 있어 전대역 전력 측정값을 구동 신호로서 사용함으로써, 상시 동작으로 인한 검출 장치의 불필요한 전력 낭비를 방지하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to prevent unnecessary power waste of the detection apparatus due to the continuous operation by using the full-band power measurement value as a drive signal in detecting partial discharge.
또한, 본 발명은 주파수 대역별 전력 측정값을 이용하여 부분방전 현상의 검출 여부를 판단함으로써, 넓은 주파수 대역에 걸쳐 나타나는 부분방전 현상을 효율적으로 분석하고 검출하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to determine whether the partial discharge phenomenon is detected by using the power measurement value for each frequency band, to efficiently analyze and detect the partial discharge phenomenon appearing over a wide frequency band.
또한, 본 발명은 방전신호를 주파수 영역 신호로 변환하기 위한 하드웨어 또는 소프트웨어 장치의 도움 없이 부분방전을 검출함으로써, 검출 장치의 하드웨어 또는 소프트웨어 복잡도를 감소시키고, 장치의 가격을 낮추는 것을 그 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to reduce the hardware or software complexity of the detection device and to lower the cost of the device by detecting the partial discharge without the help of a hardware or software device for converting the discharge signal into the frequency domain signal.
또한, 본 발명은 부분방전이 검출되는 순간의 시간값과 정현파 전원전압의 부호가 반전되는 순간의 시간값을 추가로 활용함으로써 검출 장치의 구동 효율 및 검출 성능을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to further improve the driving efficiency and detection performance of the detection apparatus by further utilizing the time value at the moment when the partial discharge is detected and the time value at the moment when the sign of the sinusoidal power supply voltage is inverted.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 부분방전 검출 장치는, 개폐장치에서 발생한 방전신호를 감지하기 위한 방전 센서부, 방전신호의 주파수 대역별 전력 측정값을 생성하는 주파수 대역별 전력 측정부, 및 주파수 대역별 전력 측정값에 따라 부분방전의 검출 여부를 판단하는 부분방전 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object and to solve the above-mentioned problems of the prior art, the partial discharge detection device according to the present invention, the discharge sensor for detecting the discharge signal generated in the switchgear, frequency band power measurement of the discharge signal And a partial discharge determining unit determining whether or not the partial discharge is detected based on the power measurement unit for each frequency band generating a value, and the power measurement value for each frequency band.
특히, 본 발명의 일실시예에 따른 부분방전 검출 장치는, 방전신호의 전대역 전력 측정값을 생성하는 전대역 전력 측정부, 및 전대역 전력 측정값에 따라 검출 구동 신호를 생성하는 검출 구동부를 더 포함하고, 부분방전 판단부는 이와 같이 생성된 검출 구동 신호에 응답하여 부분방전의 검출 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.In particular, the partial discharge detection apparatus according to an embodiment of the present invention further comprises a full-band power measurement unit for generating a full-band power measurement value of the discharge signal, and a detection driver for generating a detection drive signal according to the full-band power measurement value; The partial discharge determining unit may determine whether the partial discharge is detected in response to the detection driving signal generated as described above.
또한, 본 발명에 따른 부분방전 검출 방법은 개폐장치에서 발생한 방전신호의 전대역 전력 측정값을 생성하는 단계, 방전신호를 복수의 주파수 대역별 신호로 분리하여, 복수의 주파수 대역별 전력 측정값을 생성하는 단계, 및 전대역 전력 측정값이 소정의 임계값보다 큰 경우, 복수의 주파수 대역별 전력 측정값에 기초하여 부분방전의 검출 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the partial discharge detection method according to the present invention comprises the steps of generating a full-band power measurement value of the discharge signal generated in the switching device, by separating the discharge signal into a plurality of frequency band signals, to generate a plurality of frequency band power measurement values And if the full band power measurement is greater than a predetermined threshold value, determining whether or not partial discharge is detected based on a plurality of frequency band power measurement values.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 부분방전 검출 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a partial discharge detection apparatus and method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부분방전 검출 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing an internal configuration of a partial discharge detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 방전 센서부(310)에 의해 감지된 방전신호는 각각 주파수 대역별 전력 측정부(320)와 전대역 전력 측정부(340)로 입력된다. 주파수 대역별 전력 측정부(320)는 방전신호의 주파수 대역별 전력을 측정하여, 주파수 대역별 전력 측정값(302)을 부분방전 판단부에 넘겨주고, 부분방전 판단부(330)는 주파수 대역별 전력 측정값(302)에 기초하여 부분방전의 검출 여부를 판단한다.As shown in FIG. 3, the discharge signal detected by the
한편, 전대역 전력 측정부(340)는 방전신호(301)로부터 전체 주파수 대역에 걸친 전력을 측정하고, 이와 같이 생성된 전대역 전력 측정값(303)은 검출 구동부(350)에 입력되어 검출 구동 신호(304)를 생성하는 데 이용된다. 검출 구동 신호는 앞서 설명한 부분방전 판단부(330)의 동작 여부를 결정하는 트리거 신호로서 이용되는데, 이와 같이 검출 구동 신호에 응답하여 검출 여부 판단을 수행함으로써, 불필요한 전력 낭비를 막을 수 있다.On the other hand, the full-band
이어지는 도면들을 참조하여 도 3의 각 구성 요소의 내부 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.An internal configuration of each component of FIG. 3 will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 도 3에 도시된 전대역 전력 측정부(340) 및 검출 구동부(350)의 내부 구성을 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an internal configuration of the full-band
도 4에 도시된 실시예에 따르면, 전대역 전력 측정부(340)는 주파수 제거 필터부(410)와 로그 증폭기(420)를 포함할 수 있다. 방전 센서부(310)로부터 수신된 방전신호(301)를 입력받은 주파수 제거 필터부(410)는 방전신호(301)로부터 특정 주파수 성분을 제거하여 필터 신호(401)를 생성한다.According to the embodiment illustrated in FIG. 4, the full band
도 5는 각종 무선 통신 신호가 방전신호에 주는 영향을 주파수 스펙트럼 상에 개략적으로 도시한 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 부분방전 현상은 수백 MHz ~ 수 GHz 의 넓은 주파수 대역에 걸쳐 발생하기 때문에, 900 MHz 부근의 셀룰러 이동통신 대역, 또는 1.8 GHz 부근의 PCS 이동통신 대역의 무선 신호에 의해 영향을 받게 된다.5 is a graph schematically showing the influence of various wireless communication signals on the discharge signal on the frequency spectrum. As shown in Fig. 5, since the partial discharge phenomenon occurs over a wide frequency band of several hundred MHz to several GHz, it may be caused by a wireless signal of a cellular mobile communication band near 900 MHz or a PCS mobile communication band near 1.8 GHz. Will be affected.
따라서 주파수 제거 필터부(410)는 이와 같은 특정 주파수 대역의 신호들이 부분방전 검출에 미치는 영향을 제거하는 역할을 한다. 일례로서, 주파수 제거 필터(410)는 예리한 주파수 선택성을 가진 복수의 노치 필터(Notch Filter)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 5에 도시된 셀룰러 이동통신 대역 및 PCS 이동통신 대역 외에도, 무선 인터넷 주파수 대역, 휴대 인터넷 주파수 대역, 위성방송 주파수 대역, 및 디지털 멀티미디어 방송 주파수 대역 등의 신호가 부분방전신호에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 주파수 제거 필터부(410)는 해당 주파수 대역 성분을 각각 제거하기 위한 복수의 노치 필터를 포함할 수 있다.Accordingly, the frequency
다시 도 4를 참조하면, 주파수 제거 필터부(410)에 의해 특정 주파수 성분이 제거된 필터 신호(401)는 전압 신호 생성부의 일례인 로그 증폭기(420)에 입력된다. 로그 증폭기(420)는 입력 신호의 전력값을 로그 척도(Log Scale)로 증폭하여 출력하는 장치이다. 전압 또는 전류의 제곱에 비례하는 전력은, 부분방전이 발생하지 않은 경우의 잡음 수준의 신호와 부분방전이 발생한 경우의 신호 간에 큰 차이가 있다. 따라서 이를 적절히 비교하기 위해 로그 척도를 이용하게 된다.Referring back to FIG. 4, the filter signal 401 from which a specific frequency component is removed by the
참고로, 전력간의 비교를 위해 일반적으로 사용하는 단위인 데시벨(dB) 또는 데시벨 밀리와트(dBm) 역시 모두 전력의 로그 척도 단위이다. 로그 척도의 전력을 이용할 경우, 작은 크기의 저전력 신호들 상호간의 작은 차이는 보다 큰 척도로 변환되고, 큰 크기의 고전력 신호들 간의 큰 차이는 비교 가능한 보다 작은 척도로 변환되어 넓은 범위에 걸친 전력값 상호간의 대소 비교가 용이해진다.For reference, decibels (dB) or decibel milliwatts (dBm), which are generally used for comparing power, are also logarithmic units of power. When using a logarithmic scale of power, a small difference between small, low-power signals is converted to a larger scale, and a large difference between a large, high-power signals is converted to a smaller, comparable scale, resulting in a wider range of power values. The comparison between each other becomes easy.
이처럼 전력을 로그 척도로 증폭함으로써 얻을 수 있는 또 다른 효과는, 전대역 전력 측정값(303)과 소정의 임계값(402)을 비교하여 검출 구동 신호(304)를 생성하는 비교기(430)의 입력 신호의 크기를 일정 수준으로 제한할 수 있다는 것이다. 즉, 부분방전이 발생하지 않은 경우의 잡음 수준 신호와 부분방전이 발생한 경우의 신호 각각에 해당하는 전대역 전력 측정값(303)이 로그 척도로 변환되어 비교기(430)에 입력될 경우, 제한된 비교기(430) 입력 전압의 범위에 포함되기가 보다 용이해지는 이점이 있다.Another effect that can be obtained by amplifying the power on a logarithmic scale is the input signal of the
본 실시예에서는 로그 척도의 전력값을 이용할 때의 이점을 고려하여 로그 증폭기를 예시하였지만, 전대역 전력 측정부에 포함되는 전압 신호 생성부는 방전신호의 전대역 전력 크기에 대응하는 값을 갖는 전압 신호를 전대역 전력 측정값으로서 생성하는 여하한 형태의 증폭기, 변압기, 기타 다양한 종류의 필터 등을 모두 포함할 수 있다. 요컨대, 전압 신호 생성부는 방전신호의 전력값을 비교기에 입력 가능한 전압값으로 변환하는 모든 수단을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the log amplifier is illustrated in consideration of the advantage of using the power value of the logarithmic scale, but the voltage signal generator included in the full-band power measurement unit is a full-band voltage signal having a value corresponding to the full-band power magnitude of the discharge signal. Any type of amplifier, transformer, or any of a variety of filters that can be generated as power measurements can be included. In other words, the voltage signal generator may include all means for converting the power value of the discharge signal into a voltage value input to the comparator.
본 발명의 일실시예에 의하면, 검출 구동부(350)에 포함되는 비교기(430)는 전대역 전력 측정값(303)이 임계값(402)보다 큰 경우에 검출 구동 신호(304)를 생성할 수 있다. 이에 따라 도 4에는 비교기(430)의 (+) 단자에 전대역 전력 측정값(303)이, (-) 단자에 임계값(402)이 입력되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 비교기의 출력으로부터 생성되는 검출 구동 신호(304)가 입력되는 부분방전 판단부의 인터페이스 구성에 따라서 비교기(430)의 (+) 단자 및 (-) 단자의 연결 관계는 서로 바뀔 수도 있다. 예컨대 부분방전 판단부의 인터페이스 회로가 액티브-로우(Active Low) 방식의 인터럽트에 의해 동작하는 경우에는 도 4에 도시된 것과 달리 전대역 전력 측정값(303)이 비교기의 (-) 단자에, 임계값(402)이 (+) 단자에 연결될 수 있다. 또 달리, 전대역 전력 측정값(303)이 임계값(402)보다 "크다"는 것의 의미는 신호의 크기, 즉 진폭 내지 절대값이 더 크다는 의미로 넓게 해석될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
도 6은 상술한 로그 증폭기(420)와 비교기(430)의 출력 파형을 각 부분방전 유형에 대하여 예시한 그래프이다. 도 6에 도시된 4 차례의 부분방전 PD1, PD2, PD3, 및 PD4는 전대역에 걸친 방전신호의 전력이 각기 다르다. 즉, 도 6에 도시된 방전신호를 참조하면 부분방전 PD1은 -50 dBm, PD2는 -30 dBm, PD3는 -10 dBm, PD4는 0 dBm 의 전대역 전력값을 갖는다.6 is a graph illustrating the output waveforms of the
도면을 참조하면, 로그 증폭기 출력값은 부분방전이 발생하지 않은 경우의 잡음 수준의 방전신호에 대하여는 0 V 인 데 반해, 부분방전 PD1 내지 PD4 에 대하 여 각각 -0.2 V, -0.5 V, -1.2 V, 및 -2.1 V 임을 확인할 수 있다. 즉, 도 6은 방전신호의 전대역 전력이 클수록 더 낮은 전압을 출력하는 로그 증폭기를 사용한 경우를 예시하고 있다. 또한, 로그 증폭기 출력값이 방전신호의 dBm 단위 전대역 전력값과 대략적으로 선형 관계에 있음 또한 그래프로부터 확인할 수 있다.Referring to the figure, the log amplifier output values are 0 V for the discharge signal of the noise level when no partial discharge occurs, whereas -0.2 V, -0.5 V, and -1.2 V for the partial discharge PD1 to PD4, respectively. , And -2.1 V. That is, FIG. 6 illustrates a case where a log amplifier outputs a lower voltage as the full band power of the discharge signal is larger. It can also be seen from the graph that the log amplifier output is approximately linearly related to the full-band power value in dBm of the discharge signal.
다시 도 6의 그래프를 참조하면, 로그 증폭기 출력이 비교기에 입력된 경우의 비교기 출력 파형이 로그 증폭기 출력 파형 아래쪽에 도시되어 있다. 부분방전이 발생하지 않은 경우에 얻어지는 잡음 수준의 방전신호에 대해서는 비교기 출력이 어서트(Assert) 되지 않다가, 부분방전이 발생한 경우의 방전신호에 대해서는 어서트 되는 것을 확인할 수 있다. 그리고 다시 부분방전에 의한 영향이 사라지면 비교기 출력 파형은 디어서트(De-assert) 된다. 이처럼 부분방전이 발생한 경우와 그렇지 않은 경우 비교기의 출력 전압이 뚜렷이 구별되는 값을 가지므로, 비교기 출력 전압 파형이 부분방전 판단부(330)의 검출 구동 신호(304)로서 이용될 수 있는 것이다.Referring back to the graph of FIG. 6, the comparator output waveform when the log amplifier output is input to the comparator is shown below the log amplifier output waveform. It can be seen that the comparator output is not asserted with respect to the discharge signal of the noise level obtained when the partial discharge does not occur, but is asserted with respect to the discharge signal when the partial discharge occurs. When the effects of partial discharge disappear again, the comparator output waveform is de-asserted. As described above, since the output voltage of the comparator is distinct from the case where the partial discharge occurs, otherwise, the comparator output voltage waveform may be used as the
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 부분방전 검출 장치는 부분방전이 발생한 시간 정보를 추출하기 위한 발생시간 정보 추출부를 추가로 포함할 수 있다. 도 7은 발생시간 정보 추출부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.According to another embodiment of the present invention, the partial discharge detection apparatus may further include a generation time information extracting unit for extracting time information when the partial discharge occurred. 7 is a block diagram showing an internal configuration of a generation time information extracting unit.
본 실시예에 따르면, 발생시간 정보 추출부는 정현파 전원 신호를 입력받아 상기 정현파 전원 신호의 전압값의 부호가 반전되는 순간(Zero-crossing Point)의 시간값을 검출하는 영점 교차 검출기(Zero-crossing Detector)(720)와 전대역 전력 측정값을 소정의 임계값과 비교하여, 전력 측정값이 임계값보다 크게 되는 순간의 시간값을 검출하는 고속 비교기(High-speed Comparator)(710)를 포함한다.According to the present embodiment, the generation time information extracting unit receives a sinusoidal power signal and detects a time value at a moment when a sign of the voltage value of the sinusoidal power signal is inverted (Zero-crossing Point). 720 and a high-
도 7을 참조하면, 고속 비교기(710)는 앞서 설명한 전대역 전력 측정값(303)을 임계값의 전압(701)과 비교하여 출력값이 어서트 되는 순간, 또는 출력 파형의 상승 또는 하강 에지(Edge)에 해당하는 시간을 부분방전 시간값(702)으로서 출력한다.Referring to FIG. 7, the
부분방전 시간값(702)의 절대적인 수치도 부분방전을 검출하는 데 나름의 의미를 가지지만, 전원 신호 파형을 기준으로 한 상대적인 수치를 부분방전 발생시간과 관련하여 추출할 수 있다면 부분방전의 유형을 검출하고 부분방전의 발생을 감지하는 데 더 유용한 정보로서 활용할 수 있다.Although the absolute value of the partial
따라서, 영점 교차 검출기(720)는 정현파 전원 신호(703)가 기준 전압인 0 V 를 교차할 때의 시간인 영점 교차 시간값(704)를 검출하여 검출 구동부에 입력한다.Therefore, the zero
검출 구동부(350)는 고속 비교기(710)로부터 입력된 부분방전 시간값(702) 및 영점 교차 검출기(720)로부터 입력된 영점 교차 시간값(704)을 참조하여 검출 구동 신호(304)의 생성 여부를 결정할 수 있다.The
또한, 도면에는 표시되지 않았지만, 부분방전 시간값(702) 및 영점 교차 시간값(704)은 부분방전 판단부(330)에 입력되어 부분방전의 유형 분석 및 발생 검출에 이용될 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, the partial
도 8은 정현파 전원 신호(703)의 영점 교차 지점과 방전신호(301)의 발생 지점의 시간 관계를 개략적으로 도시한 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 방전 신호 전력값의 변이로부터 감지할 수 있는 부분방전의 발생 시간 정보인 부분방전 시간값(702)은 정현파 전원 신호의 영점 교차 시간값(704) t0 을 기준으로 상대적인 시간값 t1 및 t2 로 표현될 수 있고, 이처럼 표시된 t1 및 t2 는 앞서 설명한 것과 같이 검출 구동부(350) 또는 부분방전 판단부(330)에 의해 부분방전을 검출하고 및 부분방전의 유형을 분석하기 위해 이용될 수 있다.8 is a graph schematically showing a time relationship between a zero crossing point of the sine
이상, 도 4 내지 도 8을 참조하여 도 3에 도시된 부분방전 검출 장치의 구성요소 중 전대역 전력 측정부(340) 및 검출 구동부(350)의 내부 구성에 대해 상세하게 설명하였다. 요약하면, 검출 구동부(350)는 전대역 전력 측정부(340)에 의해 측정된 전대역 전력 측정값(303)에 기초하여 검출 구동 신호(304)를 부분방전 판단부(330)의 동작을 제어하기 위해 생성한다. 즉, 부분방전 판단부(330)에서 부분방전의 검출 여부를 판단하기 위한 일련의 연산 과정을 개시하기에 앞서, 상대적으로 더 단순한 연산 과정을 포함하는 전대역 전력 측정값(303)을 참조함으로써, 부분방전 판단부(330)이 상시 동작으로 인한 검출 장치의 불필요한 전력 낭비를 방지할 수 있다.The internal configurations of the full-band
또한, 전대역 전력 측정값(303)의 범위에 따라 부분방전 판단부(330)에서 복수의 판단 연산 방법 중 더욱 가능성이 높은 판단 연산 방법을 선택적으로 적용함으로써, 부분방전 판단부(330)의 효율 및 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the range of the full-band
도 9는 도 3에 도시된 부분방전 검출 장치의 구성 요소 중에서 주파수 대역별 전력 측정부(320)의 내부 구성을 도시한 블록도이다.FIG. 9 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
주파수 대역별 전력 측정부(320)는 방전신호(301)로부터 주파수 대역별 방전신호(901)를 생성하는 주파수 선택부(910) 및 주파수 대역별 방전신호(901)의 주파수 대역별 전력 측정값(302)을 생성하는 전압 신호 생성부(920)를 포함할 수 있다.The frequency band-specific
주파수 선택부(910)는 방전신호(301)를 주파수 대역별로 분리하여 복수의 주파수 대역별 방전신호(901)를 생성한다. 일례로서, 주파수 선택부(910)는 선택하려는 주파수 대역별로 구비된 복수의 대역 통과 필터(Band Pass Filter), 또는 복수의 상관 연산기(Correlator)를 포함할 수 있다.The
복수의 대역 통과 필터의 통과 대역, 또는 복수의 상관 연산기의 상관 입력 파형의 주파수는 별도의 조정 수단에 의해 조정 가능하다. 일례로서, 사용자의 설정에 의해 조정 가능하도록 사용자 조정부를 포함할 수 있으며, 또 달리 과거의 일정 기간 동안 누적하여 저장된 주파수 대역별 전력 측정값을 참조하여 계산된 값에 따라 조정될 수 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 부분방전 검출 장치는 측정값 저장부를 추가로 포함할 수 있다.The frequency of the pass band of the plurality of band pass filters or the correlation input waveform of the plurality of correlation calculators can be adjusted by separate adjusting means. As an example, a user adjustment unit may be included to be adjustable by a user's setting, and may be adjusted according to a value calculated by referring to a power measurement value for each frequency band accumulated and stored for a certain period in the past. To this end, the partial discharge detection apparatus according to the present embodiment may further include a measurement value storage unit.
복수의 주파수 대역별 방전신호(901)는 전압 신호 생성부(920)에 의하여 각각의 주파수 대역별 전력에 상응하는 전압 신호로 변환되어 출력될 수 있다. 이를 위해 전압 신호 생성부(920)는 전대역 전력 측정부(340)에 포함된 것과 같은 로그 증폭기(420)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 주파수 대역별 전력 측정값은 로그 척도의 전압으로 증폭되게 된다.The plurality of frequency band discharge signals 901 may be converted into a voltage signal corresponding to the power of each frequency band by the
전압 신호 생성부(920)는 복수의 주파수 대역별 방전신호(901) 각각에 대응하는 복수의 로그 증폭기를 포함할 수 있다. 이와 같이 구성할 경우, 주파수 대역 별 전력 측정값을 각 주파수 대역에 대하여 동시에 생성할 수 있어, 빠른 부분방전 검출이 가능하다.The
또 달리, 전압 신호 생성부(920)는 복수의 주파수 대역별 방전신호(901)로부터 복수의 주파수 대역별 전력 측정값(302)를 생성하기 위하여 주파수 대역별 방전신호의 수보다 적은 수의, 일례로서 하나의 로그 증폭기를 포함할 수 있다. 이와 같이 구성할 경우, 주파수 대역별 전력 측정값(302)이 생성 시간은 길어지는 반면, 더 적은 양의 하드웨어 또는 소프트웨어 자원을 통해 장치를 구성할 수 있다는 장점이 있고, 나아가 주파수 선택부(910)에 의해 선택되는 주파수 대역의 수가 변동할 경우에도 유연하게 동작할 수 있다.Alternatively, the
전압 신호 생성부(920)가 하나의 로그 증폭기를 포함할 경우, 출력되는 주파수 대역별 전력 측정값(302)는 하나의 도선을 통해 순차적으로 출력될 수 있으며, 또 달리 복수의 도선을 통해 동시에 출력될 수도 있다.When the
이와 같이 생성된 복수의 주파수 대역별 전력 측정값(302)는 부분방전 판단부(330)로 입력된다. 부분방전 판단부(330)에서 주파수 대역별 전력 측정값(302)과의 비교에 이용되는 소정의 검출 판단 기준, 예컨대 임계값은 부분방전 검출 장치의 출고시에 고정되어 있는 것이 일반적이지만, 출고 후에 사용자로부터 입력된 검출 판단 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.The plurality of frequency band-specific power measurement values 302 generated as described above are input to the partial
또 달리, 상기 검출 판단 기준은 일정 기간 누적하여 저장된 주파수 대역별 전력 측정값에 기초하여 자동적으로 결정될 수 있다. 이를 위해, 검출 장치는 주파수 대역별 전력 측정값을 누적하여 저장하기 위한 측정값 저장부를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the detection criterion may be automatically determined based on a power measurement value for each frequency band accumulated in a predetermined period. To this end, the detection apparatus may further include a measurement value storage unit for accumulating and storing power measurement values for each frequency band.
한편, 도 3에 도시된 방전 센서부(310)는 방전신호(301)를 저잡음 증폭하기 위한 증폭 수단을 포함할 수 있다. 방전신호의 크기가 작을 경우에는 전대역 전력 및 주파수 대역별 전력을 측정하기 위해 적절한 사전 증폭 과정이 필요하다. 이에 따라 방전 센서부(310)는 증폭 수단의 일례로서 저잡음 증폭기를 두어 방전신호를 미리 증폭할 수 있다. 참고로, 저잡음 증폭기를 사용할 경우, 작은 크기의 방전신호에 포함된 잡음 성분을 함께 증폭하지 않을 수 있어 일종의 잡음 필터링 효과를 함께 거둘 수 있다.Meanwhile, the
지금까지 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 부분방전 검출 장치에 관하여 설명하였다. 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 부분방전 검출 장치는 방전신호를 주파수 영역의 신호로 변환하고, 변환 결과 얻어지는 넓은 주파수 대역의 스펙트럼 신호를 분석하기 위한 고가의 장치를 구성요소로 포함하지 않을 수 있어, 배전선로 개폐장치에 보다 적합한 구성을 갖는다.The partial discharge detection apparatus according to the present invention has been described above with reference to FIGS. 3 to 9. As described, the partial discharge detection apparatus according to the present invention may not include an expensive device as a component for converting a discharge signal into a signal in a frequency domain and analyzing a spectral signal of a wide frequency band obtained as a result of the distribution. It has a more suitable configuration for the furnace switchgear.
그러나, 본 발명이 발전 및 송전 설비에도 적용 가능하며, 본 발명이 이와 같은 설비들에 적용되어 종래의 복잡한 구조의 부분방전 검출 장치를 대체할 경우 얻어지는 비용 절감 효과는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.However, the present invention can be applied to power generation and transmission facilities, and the cost reduction effect obtained when the present invention is applied to such facilities and replaces the conventional partial discharge detection apparatus of a complicated structure is a person skilled in the art to which the present invention belongs. Self-explanatory
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 방전신호 검출 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다. 이하에서는 도 10에 도시된 복수의 단계들에 대해 각 단계별로 상세히 설명하도록 한다.10 is a flowchart illustrating a discharge signal detection method according to an embodiment of the present invention step by step. Hereinafter, the plurality of steps illustrated in FIG. 10 will be described in detail for each step.
단계(S1010)는 개폐장치로부터 감지된 방전신호의 전대역 전력을 측정하여 전대역 전력 측정값을 생성하는 단계이다. 단계(S1010)는 부분방전이 나타나는 넓은 대역 가운데 무선 통신을 위하여 사용되는 특정 주파수 대역들의 신호를 제거하는 단계와, 방전신호의 전력 크기에 대응하는 전압 신호를 전대역 전력 측정값으로서 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 참고로, 앞서 설명한 단계들 중 두 번째 단계는 선형 척도의 전대역 전력값을 로그 척도의 전력값으로 증폭 또는 변환하는 단계를 포함할 수 있다.In operation S1010, a full band power measurement value is generated by measuring the full band power of the discharge signal detected by the switchgear. Step S1010 includes removing signals of specific frequency bands used for wireless communication among the wide bands in which partial discharge appears, and generating a voltage signal corresponding to the power magnitude of the discharge signal as a full band power measurement value. can do. For reference, a second step of the above-described steps may include amplifying or converting the full-band power value of the linear scale into the power value of the logarithmic scale.
단계(S1020)는 방전신호를 주파수 대역별 신호로 분리하여 복수의 주파수 대역별 전력 측정값을 생성하는 단계이다. 단계(S1020)에 포함되는 세부 단계들이 도 11에 도시되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 단계(S1020)는 방전신호를 주파수 대역별 신호로 분리하는 단계(S1110)와, 주파수 대역별 신호의 전력 크기에 대응하는 전압 신호를 주파수 대역별 전력 측정값으로서 생성하는 단계(S1120)를 포함할 수 있다.In operation S1020, the discharging signal is divided into signals for each frequency band to generate a plurality of power measurement values for each frequency band. The detailed steps included in step S1020 are shown in FIG. 11. As shown in FIG. 11, step S1020 may be performed by dividing a discharge signal into signals for each frequency band (S1110), and generating a voltage signal corresponding to the power magnitude of the signal for each frequency band as a power measurement value for each frequency band. It may include the step (S1120).
단계(S1010)의 경우와 마찬가지로, 단계(S1120)는 선형 척도의 주파수 대역별 전력값을 로그 척도의 전력값으로 증폭 또는 변환하여 대응하는 전압 신호를 주파수 대역별 전력 측정값으로서 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 단계(S1120)를 복수의 주파수 대역별 방전신호에 각각에 대해 순차적으로 반복함으로써, 또는 병렬적으로 수행함으로써 복수의 주파수 대역별 전력 측정값을 생성할 수 있다.As in the case of step S1010, step S1120 includes amplifying or converting a power value for each frequency band of a linear scale into a power value of a logarithmic scale to generate a corresponding voltage signal as a power measurement value for each frequency band. can do. The plurality of frequency band power measurements may be generated by sequentially performing the step S1120 for each of the plurality of frequency band discharge signals sequentially or in parallel.
단계(S1010) 및 단계(S1020)는 서로 순차적으로 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다.Steps S1010 and S1020 may be performed sequentially or simultaneously with each other.
단계(S1030)는 단계(S1020)에 의해 생성된 주파수 대역별 전력 측정값을 참조하여 부분방전의 검출 여부를 판단하는 단계이다. 그러나 도 11에 도시된 바와 같이, 단계(S1030)는 단계(S1010)에 의해 얻어진 전대역 전력 측정값과 소정의 임계값에 대해 수행된 비교 결과에 따라 수행된다.Step S1030 is a step of determining whether a partial discharge is detected by referring to the power measurement value for each frequency band generated by step S1020. However, as shown in FIG. 11, step S1030 is performed according to a comparison result performed on the full band power measurement value obtained by step S1010 and a predetermined threshold value.
참고로, 도 11에는 전대역 전력 측정값이 임계값보다 큰 경우에 단계(S1030)이 수행되는 경우만이 도시되고 있으나, 전대역 전력 측정값의 부호와 부분방전 검출 여부 판단 방법에 따라 전력 측정값이 임계값보다 작은 경우에 단계(S1030)를 수행하도록 구성하는 것도 가능하다.For reference, FIG. 11 illustrates only the case where step S1030 is performed when the full-band power measurement is larger than the threshold, but the power measurement is thresholded according to the sign of the full-band power measurement and the method of determining whether partial discharge is detected. It may also be configured to perform step S1030 if it is smaller than the value.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 부분방전 검출 방법은 정현파 전원 신호를 입력받아, 전원 신호의 전압값의 부호가 반전되는 순간의 시간값을 검출하는 단계와, 전대역 전력 측정값이 임계값보다 크게 되는 순간의 시간값을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 부분방전의 검출 여부를 판단하는 단계(S1030)는 위의 두 단계에 의해 얻어진 두 가지 시간값을 참조할 수 있다.According to still another embodiment of the present invention, the partial discharge detection method shown in FIG. 10 includes receiving a sinusoidal power signal and detecting a time value at the instant when the sign of the voltage value of the power signal is inverted, and measuring a full band power. The method may further include detecting a time value at the instant when the value becomes larger than the threshold value. At this time, the step of determining whether the partial discharge is detected (S1030) may refer to the two time values obtained by the above two steps.
지금까지 본 실시예에 따른 부분방전 검출 방법에 대하여 설명하였고, 앞서 도 3 내지 도 9의 실시예들과 관련하여 언급한 내용이 본 실시예에도 그대로 적용될 수 있는 바, 이하 상세한 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다.The partial discharge detection method according to the present embodiment has been described so far, and the foregoing descriptions relating to the embodiments of FIGS. 3 to 9 can be applied to the present embodiment as it is. It will be omitted.
본 발명에 따른 부분방전 검출 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The partial discharge detection method according to the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks such as floppy disks. -Magneto-Optical Media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from such description.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention. .
본 발명에 따르면 종래의 부분방전 검출 장치의 구성을 단순화하여 검출 장치의 가격을 낮출 수 있고, 이에 따라 배전 설비에 더욱 적합한 검출 장치의 구성을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to simplify the configuration of the conventional partial discharge detection device to lower the cost of the detection device, thereby providing a configuration of the detection device more suitable for the power distribution equipment.
또한, 본 발명에 따른 검출 장치는 부분방전을 검출하는 데 있어 전대역 전력 측정값을 구동 신호로서 사용함으로써, 상시 동작으로 인한 검출 장치의 불필요한 전력 낭비를 방지할 수 있다.In addition, the detection apparatus according to the present invention can prevent unnecessary power waste of the detection apparatus due to the continuous operation by using the full-band power measurement value as the drive signal in detecting the partial discharge.
또한, 본 발명에 따른 검출 장치는 주파수 대역별 전력 측정값을 이용하여 부분방전 현상의 검출 여부를 판단함으로써, 넓은 주파수 대역에 걸쳐 나타나는 부분방전 현상을 효율적으로 분석하고 검출할 수 있다.In addition, the detection apparatus according to the present invention can efficiently analyze and detect the partial discharge phenomenon appearing over a wide frequency band by determining whether the partial discharge phenomenon is detected using the power measurement value for each frequency band.
또한, 본 발명에 따른 검출 장치는 방전신호를 주파수 영역 신호로 변환하기 위한 하드웨어 또는 소프트웨어 구성 요소의 도움 없이 부분방전을 검출함으로써, 검출 장치의 하드웨어 또는 소프트웨어 복잡도를 감소시킬 수 있다.In addition, the detection apparatus according to the present invention can reduce the hardware or software complexity of the detection apparatus by detecting the partial discharge without the help of hardware or software components for converting the discharge signal into the frequency domain signal.
또한, 본 발명에 따르면, 부분방전이 검출되는 순간의 시간값과 정현파 전원전압의 부호가 반전되는 순간의 시간값을 추가로 활용함으로써 검출 장치의 구동 효율 및 검출 성능을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to further improve the driving efficiency and detection performance of the detection apparatus by further utilizing the time value at the moment when the partial discharge is detected and the time value at the moment when the sign of the sinusoidal power supply voltage is inverted.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 검출 여부의 판단 기준으로서 사용자로부터 입력받은 설정값 또는 누적하여 저장된 전력 측정값을 활용함으로써, 전력 설비의 환경에 따른 보다 적응적인 부분방전의 검출이 가능해진다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by using a set value input from a user or a cumulatively stored power measurement value as a criterion of detection or not, more adaptive partial discharge according to the environment of a power facility is enabled. .
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 부분방전 현상이 나타나는 주파수 대역 에 포함된 무선 이동통신 주파수 대역의 영향을 제거하는 전처리 과정을 거침으로써, 부분방전 검출 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by performing a pre-processing process to remove the influence of the wireless mobile communication frequency band included in the frequency band in which the partial discharge phenomenon, it is possible to improve the partial discharge detection performance.
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