KR200260814Y1 - 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치 - Google Patents

전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치 Download PDF

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KR200260814Y1 KR2020010031173U KR20010031173U KR200260814Y1 KR 200260814 Y1 KR200260814 Y1 KR 200260814Y1 KR 2020010031173 U KR2020010031173 U KR 2020010031173U KR 20010031173 U KR20010031173 U KR 20010031173U KR 200260814 Y1 KR200260814 Y1 KR 200260814Y1
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Abstract

본 고안은 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치에 관한 것으로, 변성기와, 변류기, 및 콘덴서와 리액터 및 저항으로 구성된 콘덴서 뱅크를 구비한 전력설비의 콘덴서 뱅크회로에 있어서, 상기 변성기로부터 변성된 전압으로부터 전압정보를 검출하는 전압정보검출부와, 상기 변류기로부터 변류된 전류로부터 전류정보를 검출하는 전류정보검출부와, 상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보의 오프셋 및 위상을 보정하는 오프셋 및 위상보정부와, 상기 콘덴서 뱅크내 저항의 전단에서 불평형 전류를 검출하는 불평형전류검출부와, 상기 오프셋 및 위상보정부에서 보정된 전압정보 및 전류정보와, 상기 불평형전류검출부에서 검출된 불평형 전류정보를 일정 분해능에 따라 그에 상응하는 디지털 전압정보 및 디지털 전류정보와, 디지털 불평형 전류정보로 변환하는 아날로그/디지털변환부와, 상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보로부터 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 방전상태를 검출하는 방전상태검출부와, 상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보를 기준전압과 기준전류과 각각 비교한 후 그 비교결과에 따라 써지침입신호를 검출하는 써지침입검출부와, 상기 아날로그/디지털변환부로부터 변환된 디지털 전압정보, 디지털 전류정보 및 디지털 불평형 전류와 상기 방전상태검출부에서 검출된 방전상태정보 및 상기 써지침입검출부에서 검출된 써지침입정보에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를출력하는 디지털신호처리부와, 상기 디지털신호처리부의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 경보하기 위한 경보부와, 상기 디지털신호처리부의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화의 발생상태를 사용자에게 알리기 위한 통신부를 포함하여 구성되며, 154㎸ 전력계통에 설치된 콘덴서 뱅크(condenser bank)의 개폐시 발생하는 써지 및 과전압으로 인한 열화의 요인 및 발생 빈도 등을 통해 소자의 절연열화상태를 사전에 진단하여 정상상태 운전중 콘덴서 뱅크의 작용용량, 3상 불평형전류 등의 정보를 사용자에게 제공함으로써 운전의 효율성 및 고장에 따른 파급상황을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치{a diagnosis detection systemfor power condenser}
본 고안은 전력설비의 콘덴서 뱅크에 관한 것으로, 특히 전력계통에서 전압변동을 최소화하여 양질의 전력을 공급하기 위한 전압조정장치의 일종인 콘덴서 뱅크의 절연열화상태를 진단하기 위한 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치에 관한 것이다.
이하, 종래 기술에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크회로에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래 기술에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크회로의 운전상태 개략도로, 변성기(1~3)와, 차단기(4~6)와, 변류기(7~9)와, 리액터(10~12)와,콘덴서(13~15)와, 저항(16)으로 구성되며, 상기 리액터(10~12)와, 콘덴서(13~15)와, 저항(16)은 콘덴서 뱅크를 구성하게 된다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크회로의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
전기회로의 특성상 콘덴서와 리액터가 직렬로 연결된 회로에서는 반드시 공진현상이 일어나는 공진주파수를 가지고 있다. 이 공진 주파수와 외부에서 가해지는 주파수가 같게 될 경우 커다란 에너지의 흐름이 존재함으로서 콘덴서가 파괴될 우려가 있어 설계시 전력계통에 존재할 수 있는 3고조파(180㎐) 및 5고조파(300㎐)를 피하여 콘덴서 뱅크의 공진 주파수를 설계하는 것이 보통이다.
상기 콘덴서 뱅크는 도 1 에 도시된 바와 같이, 리액터(10~12)와 콘덴서(13~15)가 각각 직렬로 연결되고, 이상전압의 감소와 충전전류의 위험성을 최소화하기 위한 저항(16)으로 구성된다.
상기 콘덴서 뱅크의 용량은 정격전압에서 작용하는 콘덴서 용량에서 리액터 용량을 뺀 수치를 의미한다. 이때 리액터(10~12)와 콘덴서(13~15)는 정격 전압, 정격 전류, 정격 용량으로 규격이 정해진다. 또한, 이때의 정격은 정상상태 해석으로 정해진다.
그러나, 실제 운전상황에서는 공진 주파수와 차단기(4~6)의 차단동작과 투입동작에 의해 순간적으로 정격 전압, 정격 전류보다 더 높은 전압, 전류가 흐르는 것이 실제 현상이다. 이러한 순간적인 과전류, 과전압은 콘덴서 뱅크를 이루고 있는 리액터(10~12)와 콘덴서(13~15)를 열화시키는 원인으로 작용하고 있다.
그러므로, 154㎸ 전력계통에 설치된 콘덴서 뱅크(condenser bank)의 개폐시 발생하는 써지 및 과전압으로 인한 소자의 절연열화상태에 의해 고장이 발생하게 되며, 발생된 고장으로 인하여 전압품질에 큰 영향을 초래하게 된다.
또한, 콘덴서 뱅크를 운전하는데 사용자에게 전달되는 정보는 변류기(7~9)에 의한 전류정보와 변성기(1~3)에 의한 전압정보가 눈금이나 숫자로 제공되는 것이 전부이기 때문에 순간적으로 흐르는 과전압 및 과전류 정보는 사용자에게 제공되지 않고 있다. 또한, 운전중에 콘덴서 뱅크가 작용하는 용량 등의 정보는 사용자에게 제공되지 않는다.
따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 154㎸ 전력계통에 설치된 콘덴서 뱅크(condenser bank)의 개폐시 발생하는 써지 및 과전압으로 인한 열화의 요인 및 발생 빈도 등을 통해 소자의 절연열화상태를 사전에 진단하여 정상상태 운전중 콘덴서 뱅크의 작용용량, 3상 불평형전류 등의 정보를 사용자에게 제공함으로써 운전의 효율성 및 고장에 따른 파급상황을 최소화하여 전압품질을 좋게 하기 위한 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크의 운전상태의 전기회로 개략도
도 2 는 본 고안에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치의 실시예를 나타낸 도면
도 3 은 도 2 의 전압정보검출부의 상세 구성을 나타낸 도면
도 4 는 도 2 의 전류정보검출부의 상세 구성을 나타낸 도면
도 5 는 도 2 의 디지털신호처리부의 상세구성을 나타낸 도면
도 6 은 도 2 의 전압전류 파형의 개략도
도 7 은 도 2 의 콘덴서 뱅크의 부분방전시 방전상태검출부에서 검출되는 파형 개념도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1~3 : 변성기 4~6 : 차단기
7~9 : 변류기 10~12 : 리액터
13~15 : 콘덴서 16 : 저항
110 : 전압정보검출부 111 : 전압분배부
112 : 전압증폭부 120 : 전류정보검출부
121 : 변류부 122 : 전류증폭부
130 : 오프셋(offset) 및 위상보정부
140 : 불평형전류검출부 150 : 아날로그/디지털변환부
160 : 방전상태검출부 170 : 써지침입검출부
180 : 디지털신호처리부 181 : 저장부
182 : 위상검출부 183 : 써지침입카운트부
184 : 제어부 190 : 경보부
200 : 통신부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치의 특징은, 변성기와, 변류기, 및 콘덴서와 리액터 및 저항으로 구성된 콘덴서 뱅크를 구비한 전력설비의 콘덴서 뱅크회로에 있어서, 상기 변성기로부터 변성된 전압으로부터 전압정보를 검출하는 전압정보검출부와, 상기 변류기로부터 변류된 전류로부터 전류정보를 검출하는 전류정보검출부와, 상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보의 오프셋 및 위상을 보정하는 오프셋 및 위상보정부와, 상기 콘덴서 뱅크내 저항의 전단에서 불평형 전류를 검출하는 불평형전류검출부와, 상기 오프셋 및 위상보정부에서 보정된 전압정보 및 전류정보와, 상기 불평형전류검출부에서 검출된 불평형 전류정보를 일정 분해능에 따라 그에 상응하는 디지털 전압정보 및 디지털 전류정보와, 디지털 불평형 전류정보로 변환하는 아날로그/디지털변환부와, 상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보로부터 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 방전상태를 검출하는 방전상태검출부와, 상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보를 기준전압과 기준전류과 각각 비교한 후 그 비교결과에 따라 써지침입신호를 검출하는 써지침입검출부와, 상기 아날로그/디지털변환부로부터 변환된 디지털 전압정보, 디지털 전류정보 및 디지털 불평형 전류와 상기 방전상태검출부에서 검출된 방전상태정보 및 상기 써지침입검출부에서 검출된 써지침입정보에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하는 디지털신호처리부와, 상기 디지털신호처리부의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 경보하기 위한 경보부와, 상기 디지털신호처리부의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화의 발생상태를 사용자에게 알리기 위한 통신부를 포함하여 구성되는데 있다.
상기 전압정보검출부는 상기 변성기로부터 변성된 전압을 100:1의 비율로 분배하는 전압분배부와, 상기 전압분배부에서 분배된 전압을 증폭하여 전압정보를 검출하는 전압증폭부를 포함하여 구성된 것을 다른 특징으로 하는데 있다.
상기 전류정보검출부는 상기 변류기에서 변류된 전류를 1차 권선:2차 권선 = 100:1의 권선비에 따라 변류하는 변류부와, 상기 변류부에서 변류된 전류를 증폭하여 전류정보를 검출하는 전류증폭부를 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
상기 불평형전류검출부는 상기 콘덴서 뱅크내 저항의 전단에서 3상 불평형 발생 또는 써지(surge) 등이 외부에서 침입하는 경우 불평형 전류를 검출하는 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
상기 방전상태검출부는 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 전압정보검출부와 상기 전류정보검출부에서 각각 검출된 전압정보와 전류정보가 동시에 각각 순간적으로 감소하고 증가하는 것으로 방전상태를 검출하는 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
상기 써지침입검출부는 상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보를 기준전압과 기준전류과 각각 비교하여 기준값을 초과하는 이상전압과 과전류가 발생할 경우 펄스(pulse) 형태의 써지침입신호를 발생하는 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
상기 아날로그/디지털변환부의 일정 분해능은 16비트임을 또다른 특징으로 하는데 있다.
상기 디지털신호처리부는 상기 아날로그/디지털변환부에서 일정 분해능으로변환된 디지털 전압정보, 전류정보 및 불평형전류정보와 상기 방전상태검출부에서 검출된 방전상태신호 및 상기 써지침입검출부에서 검출된 써지침입신호를 일정 영역에 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 전압정보, 전류정보로부터의 위상을 검출하는 위상검출부와, 상기 저장부에 저장된 써지침입신호로부터 써지 침입 회수 및 강도를 카운트하는 써지침입카운트부와, 상기 저장부에 저장된 디지털 전압정보 및 디지털 전류정보를 상기 위상검출부에서 검출된 위상에 동기시킨 후 리액터 및 콘덴서의 설계값을 참조하여 리액터 및 콘덴서의 용량 및 소자값을 계산한 후 전류 성분중 기본파를 제외한 파형과, 상기 저장부에 저장된 불평형 전류정보 및 상기 써지침입카운트부에서 카운트된 써지 침입 회수와 강도를 분석하여 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
상기 위상검출부는 상기 저장부에 저장된 전류정보에 따른 전류의 기본파 성분만을 검출하여 전압정보에 따른 전압과 비교하여 위상을 검출하는 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
본 고안의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 본 고안에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 고안에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치의 실시예를 나타낸 도면으로, 전압정보검출부(110)와, 전류정보검출부(120)와, 오프셋(offset)및 위상보정부(130)와, 불평형전류검출부(140)와, 아날로그/디지털변환부(150)와, 방전상태검출부(160)와, 써지침입검출부(170)와, 디지털신호처리부(180)와 경보부(190)와, 통신부(200)를 포함하여 구성된다.
상기 전압정보검출부(110)는 상기 도 1 에 도시된 변성기(1~3) 각각으로부터 변성된 전압으로부터 상기 변성기(1~3) 각각의 전압정보를 검출하게 되며, 상기 전류정보검출부(120)는 상기 도 1 에 도시된 변류기(7~9) 각각으로부터 변류된 전류로부터 변류기(7~9) 각각의 전류정보를 검출하게 된다.
상기 오프셋 및 위상보정부(130)는 상기 전압정보검출부(110)에서 검출된 변성기(1~3) 각각의 전압정보와 상기 전류정보검출부(110)에서 검출된 변류기(7~9) 각각의 전류정보의 오프셋 및 위상을 보정하게 된다.
상기 불평형전류검출부(140)는 상기 도 1 에 도시된 저항(16)의 전단에서 3상 불평형 전류를 검출하게 된다.
상기 아날로그/디지털변환부(150)는 상기 오프셋 및 위상보정부(130)에서 보정된 전압정보 및 전류정보와, 상기 불평형전류검출부(140)에서 검출된 3상 불평형 전류정보를 16비트의 분해능에 따라 그에 상응하는 디지털 전압정보, 디지털 전류정보 및 디지털 불평형 전류정보로 변환하게 된다.
상기 방전상태검출부(160)는 상기 전압정보검출부(110)에서 검출된 변성기(1~3) 각각의 전압정보와 상기 전류정보검출부(120)에서 검출된 변류기(7~9) 각각의 전류정보로부터 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 방전상태를 검출하게 되는데, 상기 방전상태는 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 전압정보검출부(110)와 상기전류정보검출부(120)에서 각각 검출된 전압정보와 전류정보가 동시에 각각 순간적으로 감소하고 증가하는 것으로 검출하게 된다.
상기 써지침입검출부(170)는 상기 전압정보검출부(110)와 상기 전류정보검출부(120)에서 각각 검출된 전압정보와 전류정보를 기준전압과 기준전류과 각각 비교하여 기준값을 초과하는 이상전압과 과전류가 발생하게 되면 펄스(pulse) 형태의 써지침입신호를 발생하게 된다.
상기 디지털신호처리부(180)는 상기 아날로그/디지털변환부(150)로부터 변환된 디지털 전압정보, 디지털 전류정보 및 디지털 불평형 전류와 상기 방전상태검출부(160)에서 검출된 방전상태정보 및 상기 써지침입검출부(170)에서 검출된 써지침입정보에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하게 된다.
상기 경보부(190)는 상기 디지털신호처리부(180)의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 경보하게 된다.
상기 통신부(200)는 상기 디지털신호처리부(180)의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화의 발생상태를 사용자에게 알리게 된다.
도 3 은 도 2 의 전압정보검출부의 상세 구성을 나타낸 도면으로, 상기 전압정보검출부(110)는 전압분배부(111)와, 전압증폭부(112)를 포함하여 구성된다.
상기 전압분배부(111)는 상기 변성기(1~3)로부터 각각 변성된 전압을 100:1의 비율로 각각 분배하게 된다.
상기 전압증폭부(112)는 상기 전압분배부(111)에서 각각 분배된 전압을 증폭하여 각각의 전압정보를 검출하게 된다.
도 4 는 도 2 의 전류정보검출부의 상세 구성을 나타낸 도면으로, 상기 전류정보검출부(120)는 변류부(121)와, 전류증폭부(122)를 포함하여 구성된다.
상기 변류부(121)는 상기 변류기(7~9)에서 변류된 전류를 1차 권선:2차 권선 = 100:1의 권선비에 따라 각각 변류하게 된다.
상기 전류증폭부(122)는 상기 변류부(121)에서 각각 변류된 전류를 증폭하여 각각의 전류정보를 검출하게 된다.
도 5 는 도 2 의 디지털신호처리부의 상세구성을 나타낸 도면으로, 상기 디지털신호처리부(180)는 저장부(181)와, 위상검출부(182)와, 써지침입카운트부(183)와, 제어부(184)를 포함하여 구성된다.
상기 저장부(181)는 상기 아날로그/디지털변환부(150)에서 16비트의 분해능으로 변환된 디지털 전압정보, 전류정보 및 불평형전류정보와, 상기 방전상태검출부(160)에서 검출된 방전상태신호, 및 상기 써지침입검출부(170)에서 검출된 써지침입신호를 일정 영역에 저장하게 된다.
상기 위상검출부(182)는 상기 저장부(181)에 저장된 전압정보, 전류정보로부터의 위상을 검출하게 된다.
상기 써지침입카운트부(183)는 상기 저장부(181)에 저장된 써지 침입 회수 및 강도를 카운트하게 된다.
상기 제어부(184)는 상기 저장부(181)에 저장된 디지털 전압정보 및 디지털 전류정보를 상기 위상검출부(182)에서 검출된 위상에 동기시킨 후 리액터(10~12)및 콘덴서(13~15) 각각의 설계값을 참조하여 리액터(10~12) 및 콘덴서(13~15) 각각의 용량 및 소자값을 계산한 후 전류 성분중 기본파를 제외한 파형과, 상기 저장부(181)에 저장된 불평형 전류정보 및 상기 써지침입카운트부(183)에서 카운트된 써지 침입 회수와 강도를 분석하여 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하게 된다.
도 6 은 도 2 의 전압전류 파형의 개략도이고, 도 7 은 도 2 의 콘덴서 뱅크의 부분방전시 방전상태검출부에서 검출되는 파형 개념도이다.
이와 같이 구성된 본 고안에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치의 동작을 첨부한 도면 도 1 내지 도 7 을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 에 도시된 구성 요소 및 동작에 대한 설명은 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하고, 변성기(1~3)와, 차단기(4~6)와, 변류기(7~9)와, 리액터(10~12)와, 콘덴서(13~15)는 입력되는 위상만 A, B, C로 다를 뿐 동일한 동작을 수행하게 되므로, 상기 위상 A를 기준으로 하여 변성기(1)와, 차단기(4)와, 변류기(7)와, 리액터(10)와 콘덴서(13)로 구성된 콘덴서 뱅크에 대해서만 설명하고, 위상 B와 위상 C를 기준으로 하여 변성기(2, 3)와, 차단기(5, 6)와, 변류기(8, 9)와, 리액터(11, 12)와 콘덴서(14, 15)로 구성된 콘덴서 뱅크의 동작상태에 대한 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 전압정보검출부(110)는 상기 도 1 에 도시된 변성기(1)로부터 변성된 전압으로부터 전압정보를 검출하게 된다. 즉, 도 3 에 도시된 바와 같이, 전압정보검출부(110)내 전압분배부(111)는 상기 변성기(1)로부터 변성된 전압을 100:1의 일정 비율로 분배하게 된다. 그러면 전압증폭부(112)는 상기 전압분배부(111)에서 분배된 전압을 증폭하여 전압정보를 검출하게 된다.
그리고, 전류정보검출부(120)는 상기 도 1 에 도시된 변류기(7)로부터 변류된 전류로부터 전류정보를 검출하게 된다. 즉, 도 4 에 도시된 바와 같이, 전류정보검출부(120)내 변류부(121)는 상기 변류기(7)에서 변류된 전류를 1차 권선:2차 권선 = 100:1의 권선비에 따라 변류하게 된다. 이어 전류증폭부(122)는 상기 변류부(121)에서 변류된 전류을 증폭하여 전류정보를 검출하게 된다.
이에 따라 오프셋 및 위상보정부(130)는 상기 전압정보검출부(110)에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부(110)에서 검출된 전류정보의 오프셋 및 위상을 보정하게 된다.
한편, 불평형전류검출부(140)는 상기 도 1 에 도시된 저항(16)의 전단에서 3상 불평형 전류를 검출하게 된다. 즉, 불평형전류검출부(140)는 정상상태에서 상기 도 1 에 도시된 저항(16)의 전단에 3상(A, B, C)이 평형을 이루어 3상 전압의 벡터(vector) 합이 영(zero)이므로 동작하지 않지만 3상 불평형 발생 또는 써지(surge) 등이 외부에서 침입하는 경우 불평형 전류가 흐르므로 이를 검출하게 된다.
그러면 아날로그/디지털변환부(150)는 상기 오프셋 및 위상보정부(130)에서 보정된 전압정보 및 전류정보와, 상기 불평형전류검출부(140)에서 검출된 불평형 전류정보를 16비트의 분해능에 따라 그에 상응하는 디지털 전압정보, 디지털 전류정보 및 디지털 불평형 전류정보로 변환하게 된다.
또한, 방전상태검출부(160)는 상기 전압정보검출부(110)에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부(120)에서 검출된 전류정보로부터 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 방전상태를 검출하게 되는데, 상기 부분방전상태는 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 전압정보검출부(110)와 상기 전류정보검출부(120)에서 각각 검출된 전압정보와 전류정보에 따른 전압과 전류의 파형이 도 7 에 도시된 바와 같이, 동시에 각각 순간적으로 감소하고 증가하는 것으로 검출하게 된다.
또한, 써지침입검출부(170)는 상기 전압정보검출부(110)와 상기 전류정보검출부(120)에서 각각 검출된 전압정보와 전류정보를 기준전압과 기준전류과 각각 비교하여 기준값을 초과하는 이상전압과 과전류가 발생하게 되면 펄스(pulse) 형태의 써지침입신호를 검출하게 된다.
이에 따라 상기 디지털신호처리부(180)는 상기 아날로그/디지털변환부(150)로부터 변환된 디지털 전압정보, 디지털 전류정보 및 디지털 불평형 전류와 상기 방전상태검출부(160)에서 검출된 방전상태정보 및 상기 써지침입검출부(170)에서 검출된 써지침입정보에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하게 된다.
즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 디지털신호처리부(180)내 저장부(181)는 상기 아날로그/디지털변환부(150)에서 16비트의 분해능으로 변환된 디지털 전압정보, 전류정보 및 불평형전류정보와, 상기 방전상태검출부(160)에서 검출된 방전상태신호, 및 상기 써지침입검출부(170)에서 검출된 써지침입신호를 일정 영역에 저장하게 된다. 여기서, 상기 써지침입신호에는 써지 침입 회수, 강도 및 날짜 정보가 포함된다. 또한, 위상검출부(182)는 상기 저장부(181)에 저장된 전압정보, 전류정보로부터의 위상을 검출하게 된다. 즉, 위상검출부(182)는 상기 저장부(181)에 저장된 전류정보에 따른 전류의 기본파 성분만을 검출하여 전압정보에 따른 전압과 비교하여 위상을 검출하게 된다. 또한, 써지침입카운트부(183)는 상기 저장부(181)에 저장된 써지 침입 회수 및 강도를 카운트하게 된다. 그러면 제어부(184)는 상기 저장부(181)에 저장된 디지털 전압정보 및 디지털 전류정보를 상기 위상검출부(182)에서 검출된 위상에 동기시킨 후 리액터(10) 및 콘덴서(13)의 설계값을 참조하여 리액터(10) 및 콘덴서(13)의 용량 및 소자값을 계산한 후 전류 성분중 기본파를 제외한 파형과, 상기 저장부(181)에 저장된 불평형 전류정보 및 상기 써지침입카운트부(183)에서 카운트된 써지 침입 회수와 강도를 분석하여 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하게 된다.
이어 경보부(190)는 상기 디지털신호처리부(180)내 제어부(184)의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크에 열화가 발생하게 되면 이를 경보하게 된다. 또한, 통신부(200)는 상기 디지털신호처리부(180)내 제어부(184)의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화가 발생하게 되면 이를 사용자에게 알리게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치는 154㎸ 전력계통에 설치된 콘덴서 뱅크(condenser bank)의 개폐시 발생하는 써지 및 과전압으로 인한 열화의 요인 및 발생 빈도 등을 통해 소자의 절연열화상태를 사전에 진단하여 정상상태 운전중 콘덴서 뱅크의 작용용량, 3상 불평형전류 등의 정보를 사용자에게 제공함으로써 운전의 효율성 및 고장에 따른 파급상황을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 고안의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 고안의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 실용신안등록청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

Claims (11)

  1. 변성기와, 변류기, 및 콘덴서와 리액터 및 저항으로 구성된 콘덴서 뱅크를 구비한 전력설비의 콘덴서 뱅크회로에 있어서,
    상기 변성기로부터 변성된 전압으로부터 전압정보를 검출하는 전압정보검출부와;
    상기 변류기로부터 변류된 전류로부터 전류정보를 검출하는 전류정보검출부와;
    상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보의 오프셋 및 위상을 보정하는 오프셋 및 위상보정부와;
    상기 콘덴서 뱅크내 저항의 전단에서 불평형 전류를 검출하는 불평형전류검출부와;
    상기 오프셋 및 위상보정부에서 보정된 전압정보 및 전류정보와, 상기 불평형전류검출부에서 검출된 불평형 전류정보를 일정 분해능에 따라 그에 상응하는 디지털 전압정보 및 디지털 전류정보와, 디지털 불평형 전류정보로 변환하는 아날로그/디지털변환부와;
    상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보로부터 상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 방전상태를 검출하는 방전상태검출부와;
    상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보를 기준전압과 기준전류과 각각 비교한 후 그 비교결과에 따라 써지침입신호를 검출하는 써지침입검출부와;
    상기 아날로그/디지털변환부로부터 변환된 디지털 전압정보, 디지털 전류정보 및 디지털 불평형 전류와 상기 방전상태검출부에서 검출된 방전상태정보 및 상기 써지침입검출부에서 검출된 써지침입정보에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하는 디지털신호처리부와;
    상기 디지털신호처리부의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화상태를 경보하기 위한 경보부와;
    상기 디지털신호처리부의 제어신호에 따라 콘덴서 뱅크의 열화의 발생상태를 사용자에게 알리기 위한 통신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압정보검출부는
    상기 변성기로부터 변성된 전압을 일정 비율로 분배하는 전압분배부와;
    상기 전압분배부에서 분배된 전압을 증폭하여 전압정보를 검출하는 전압증폭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 일정 비율은 100:1임을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류정보검출부는
    상기 변류기에서 변류된 전류를 일정 권선비에 따라 변류하는 변류부와;
    상기 변류부에서 변류된 전류를 증폭하여 전류정보를 검출하는 전류증폭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 일정 권선비는 1차 권선:2차 권선 = 100:1임을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 불평형전류검출부는
    상기 콘덴서 뱅크내 저항의 전단에서 3상 불평형 발생 또는 써지(surge) 등이 외부에서 침입하는 경우 불평형 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 아날로그/디지털변환부의 일정 분해능은 16비트임을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전상태검출부는
    상기 콘덴서 뱅크의 부분방전시 전압정보검출부와 상기 전류정보검출부에서 각각 검출된 전압정보와 전류정보가 동시에 각각 순간적으로 감소하고 증가하는 것으로 방전상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 써지침입검출부는
    상기 전압정보검출부에서 검출된 전압정보와 상기 전류정보검출부에서 검출된 전류정보를 기준전압과 기준전류과 각각 비교하여 기준값을 초과하는 이상전압과 과전류가 발생할 경우 펄스(pulse) 형태의 써지침입신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털신호처리부는
    상기 아날로그/디지털변환부에서 16비트의 분해능으로 변환된 디지털 전압정보, 전류정보 및 불평형전류정보와, 상기 방전상태검출부에서 검출된 방전상태신호, 및 상기 써지침입검출부에서 검출된 써지침입신호를 일정 영역에 저장하는 저장부와;
    상기 저장부에 저장된 전압정보, 전류정보로부터의 위상을 검출하는 위상검출부와;
    상기 저장부에 저장된 써지침입신호로부터 써지 침입 회수 및 강도를 카운트하는 써지침입카운트부와;
    상기 저장부에 저장된 디지털 전압정보 및 디지털 전류정보를 상기 위상검출부에서 검출된 위상에 동기시킨 후 리액터 및 콘덴서의 설계값을 참조하여 리액터 및 콘덴서의 용량 및 소자값을 계산한 후 전류 성분중 기본파를 제외한 파형과, 상기 저장부에 저장된 불평형 전류정보 및 상기 써지침입카운트부에서 카운트된 써지 침입 회수와 강도를 분석하여 콘덴서 뱅크의 열화상태를 판정한 후 그에 상응하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상검출부는
    상기 저장부에 저장된 전류정보에 따른 전류의 기본파 성분만을 검출하여 전압정보에 따른 전압과 비교하여 위상을 검출하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치.
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