KR20060066861A - Pollution predict equipment and method using multi-regression anlaysis - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중회귀 분석을 이용한 오손도 예측 시스템에 관한 것으로서, 오손에 의한 사고의 경우 매우 넓은 지역에 심각한 피해를 발생시킴으로써 신속한 대응이 불가능하다. 이러한 특성을 고려하여 국외의 주요 선진국의 경우 우수한 오손진단평가 기술을 활용하여 전력설비에 대한 유지보수 시기를 정기적인 진단을 통해 최적화하고 있으나 국내의 경우 관련분야 평가기술 미비로 고비용이 소용되는 비합리적인 유지보수 정책을 유지하고 있으며 국내의 유지보수 및 대응시스템은 매우 후진적인 특성을 지니고 있는 실정이다. 따라서, 오손에 의한 전력설비의 사고를 예방할 수 있으며 고품질의 전력공급을 위한 고도의 신뢰성을 필요로 하고 있는 실정이다. 따라서, 본 발명에서는 고신뢰도의 오손예측기법 개발을 위해 필수적으로 요구되는 오손요인과 오손도 간의 정량적 상관관계 분석 및 평가를 목적으로 하는 일련의 연구가 수행되었다.The present invention relates to a pollution degree prediction system using multiple regression analysis. In the case of an accident due to a pollution, a serious damage is caused in a very large area, and thus, a rapid response cannot be achieved. In consideration of these characteristics, the major developed countries outside of the country are using the excellent pollution diagnosis and evaluation technology to optimize the maintenance time of power facilities through regular diagnosis, but in Korea, it is unreasonable to maintain high costs due to the lack of evaluation technology in related fields. The maintenance policy is maintained, and the domestic maintenance and response system is very backward. Therefore, it is possible to prevent accidents of power equipment due to fouling and to require high reliability for high quality power supply. Therefore, in the present invention, a series of studies have been conducted for the purpose of analyzing and evaluating quantitative correlations between fouling factors and fouling which are essential for the development of highly reliable fouling prediction techniques.
본 발명을 위해 국내외의 선행연구사례를 조사, 분석하여 오손 및 오손 섬락기구(mechanism)를 정립하는 것이 필요하여 이를 수행하였다. 또한 오손, 기후 및 환경적 특성에 따른 옥외절연물의 전기적 특성을 평가 분석하며 지리, 지형적 요인에 의한 옥외 절연물의 오손 특성을 조사하여 분석하였으며 오손도 예측을 위한 통계처리 방법으로 다중회귀분석을 활용해 오손요인과 오손도 간의 정량적인 상관관계를 분석하였다. For the present invention, it was necessary to establish the fouling and fouling mechanism (mechanism) by investigating and analyzing the precedent research cases at home and abroad. In addition, it evaluates and analyzes the electrical characteristics of outdoor insulation according to pollution, climate, and environmental characteristics, and investigates and analyzes the pollution characteristics of outdoor insulation due to geography and geographic factors, and utilizes multiple regression analysis as a statistical processing method for the prediction of contamination. The quantitative correlation between fouling factor and fouling degree was analyzed.
오손요인과 오손도 간의 정량적 상관관계를 분석하기 위해오손 및 오손예측에 관련 된 기술정보자료의 수집 및 분석을을 위해 착수회의를 통한 세부연구계획을 수립하였으며 오손 및 오손예측관련 기술정보자료, 기후조건에 오손에 미치는 영향을 알아보기 위해 기후자료 및 오손도 자료를 수집, 분석하였다. In order to analyze the quantitative correlation between fouling factors and pollutants, detailed research plans were established through initiation meetings for the collection and analysis of technical information related to pollution and forecasting. Climate and fouling data were collected and analyzed to determine the effect of fouling on conditions.
상기에서 수집, 분석된 자료를 바탕으로 오손 및 오손섬락에 대한 오손기구(mechanism)를 정립하였다. 또한 오손에 의한 옥외절연물의 특성 평가분석을 위해 각기 다른 오손조건에 따른 절연물의 전기적 특성을 평가 및 분석하고 기후환경 조건에 따른 옥외절연물의 전기적 특성을 평가분석하였다. 이를 위해 오손성분을 분석하여 섬락에 미치는 영향을 분석하였으며 오손되는 정도에 따라 균등오손 및 불균등 오손, 누적오손등으로 오손특성을 나누어 분석하였다. Based on the data collected and analyzed above, a mechanism for fouling and fouling flash was established. In addition, for the evaluation and evaluation of the characteristics of outdoor insulators due to fouling, the electrical properties of the insulators were evaluated and analyzed according to the different pollution conditions, and the electrical characteristics of the outdoor insulators according to climatic environmental conditions were evaluated. To this end, the effects of fouling were analyzed to analyze the effects on flashover, and the fouling characteristics were divided into equal, uneven, and cumulative fouling according to the degree of fouling.
아울러 지리, 지형적 조건에 따른 옥외절연물의 오손특성분석을 위해 대기확산분석을 활용하고 오손도 실측자료를 활용함으로써 지리, 지형적 조건에 따른 오손 특성을 비교하여 분석하였다. 지리적 조건으로 해안에서의 거리에 따른 ESDD를 분석하였으며 지형적 요인으로 지상고에 따른 ESDD를 분석했다. In addition, air pollution analysis was used to analyze the fouling characteristics of outdoor insulators according to geographic and topographical conditions. We analyzed the ESDD according to the distance from the coast as the geographical condition and the ESDD according to the ground height as the topographic factor.
이상의 결과에서 얻어진 내용과 함께 통계처리 기법인 다중회귀 분석을 활용하여 기온, 습도, 풍향 및 풍속 등 기후, 환경요인이 오손도에 미치는 영향을 분석하여 기후, 환경요인과 오손도 간의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 주요 오손요인간의 상관관계 분석을 행하여 이를 통해 각 독립변수를 최적화하여 오손 특성을 분석하고 오손요인과 오손도간의 정량적 상관관계를 정립하는 시스템을 구축하였다. The correlation between climate, environmental factors and fouling is analyzed by analyzing the effects of climate and environmental factors such as temperature, humidity, wind direction, and wind speed on fouling using multiple regression analysis, which is a statistical method. It was. As a result, the correlation analysis between major fouling factors was conducted. Through this, each independent variable was optimized to analyze fouling characteristics and to establish a quantitative correlation between fouling factors and fouling degree.
오손도, 예측. 다중회귀분석, 등가염분부착밀도(ESDD)Fouling, forecasting. Multiple regression analysis, equivalent salt adhesion density (ESDD)
Description
도면 1. 오손도 예측 시스템 구성도Figure 1. Configuration of the pollution degree prediction system
도면 2. 애자의 균등오손시 최소 교류섬락전압Figure 2. Minimum AC flashover voltage in case of equal damage of insulator
도면 3. 상하부 불균등오손에 따른 섬락전압 특성Figure 3. Flashover voltage characteristics according to the top and bottom uneven contamination
도면 4. 하부 불균등 오손에 따른 섬락전압 특성Figure 4. Flashover voltage characteristics according to lower uneven fouling
도면 5. 기상상태에 따른 대기확산 분포 결과 예Figure 5. Example of Atmospheric Diffusion Distribution Results According to Meteorological Conditions
도면 6. 월별 측정치와 회귀분석을 통한 예측치에 대한 비교(속초)Figure 6. Comparison of monthly measurements and predictions through regression analysis (Sokcho)
도면 7. 과거 기상데이터를 활용한 회귀분석 결과Figure 7. Regression Analysis Results Using Historical Weather Data
도면 8. 과거 ESDD를 활용한 회귀분석 결과Figure 8. Regression Results Using Past ESDD
일본의 경우, 전기협동연구회와 전기학회, 전력중앙연구소를 비롯한 학술?연구기관은 물론, 동경전력, 중부전력 등의 전력회사 및 NGK 등을 중심으로 1950년대 이래로 옥외 절연물의 오손과 관련한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.In Japan, research on fouling of outdoor insulation has continued since the 1950s, with a focus on academic and research institutes such as the Korea Electrical Cooperation Research Institute, the Korean Institute of Electrical Engineers, and the Korea Electric Power Research Institute. Is done.
특히, 전기협동연구회의 경우, 1954년 설립된 애자염진해대책전문위원회, 1960년 설립된 염해대책전문위원회 등의 활동을 통해 계절풍 및 태풍에 따른 해안도달거리별 오손등급을 설정하는 등 옥외 절연물의 오손관련 연구의 기반을 확고히 한바 있으며, 1965년대 이후에는 500kV송전실증시험연구위원회, 직류송전기술검토위원회, UHV송전특별위원회, UHV교류송전실증시험위원회, 절연설계합리화전문위원회의 설립 및 운영을 통하여 초고압 송전시스템의 절연설계기법을 확립한 바 있다. In particular, in the case of the Electric Cooperative Research Council, the damage of outdoor insulations was established through the activities of the Agile Flame Prevention Committee, established in 1954, and the Salt and Salt Response Committee, established in 1960, to set the pollution level for each coastal reach according to the monsoon and typhoon. The foundation of related research has been firmly established, and since 1965, it has been established and operated through the establishment and operation of 500kV transmission test test research committee, DC transmission technology review committee, UHV transmission special test committee, UHV interchange transmission test test committee, and insulation design rationalization expert committee. We have established insulation design techniques for transmission systems.
한편, 전력중앙연구소를 중심으로 1973년 애자의 오손에 관한 환경조건의 해석(애자부착염분량의 해안거리특성에 미치는 기상조건의 관계)에 관한 연구, 1974년 애자의 오손에 관한 환경조건의 해석(최대 염분 부착량의 추정)에 관한 연구를 수행함으로써 각종 기후환경 요인에 따른 염해오손도 예측기법의 이론적 기틀을 확립하였으며, 1989년 발표된 오손 측정 시스템의 개발(오손애자 섬락예측 전문가시스템의 개발)에 관한 연구를 통하여 사이트를 구축하고 여기서 얻어지는 데어터를 DB화 하여 오손측정 전문가 시스템을 만든 후 이를 상용화하고자 하는 시도가 이루어지는 등 최근 가장 활발한 연구활동이 이루어지고 있다. On the other hand, a study on the environmental conditions on the insulator fouling in 1973 (the relationship of the weather conditions on the coastal distance characteristics of the insulated salt content), and the analysis of the environmental conditions on the insult of insulator (1974) The theoretical framework of the salt pollution prediction method according to various climate and environmental factors was established by conducting research on the estimation of the maximum salinity of salinity, and the development of the pollution measurement system (development of fouling flashover prediction expert system) was released in 1989. Recently, the most active research activities have been carried out, such as building a site through the research, making the database obtained from the database, and creating an expert system for measurement of fouling.
일본전기학회에서는 섬락전압전문위원회, 애자오손시험분과회, 직류오손시험분과회, 무중오손시험분과회, 오손특성전문위원회, UHV급 애자오손내전압조전위, 애자오손특헝환경요인조전위, 외부절연의 내오손특성조전위 등을 중심으로 국내외 연구동향 및 이론적 기틀을 제공하여 왔다. 또한, 사가대학을 비롯한 몇몇 대학을 중심으로 다중회귀분석을 활용한 오손도 예측기법 및 Event Matching Model을 활용한 오손도 예측기법 등에 대한 실험실 수준의 연구가 1990년대 후반에 이르러 활발히 전계되고 있으며, 말레이시아공대 등에서도 일본의 사례와 유사한 다중회귀분석기법을 활용한 오손도 예측이 시도되고 있다. 학회에 보고된 논문을 토대로 분석한 결과 이들 대학의 오손도 예측 신뢰도는 실험실 수준의 연구 환경을 바탕으로 약 80%에 이른다. In the Japan Electrical Society, the flashover voltage expert committee, insulator fouling test committee, DC fouling test committee, weightless fouling test committee, fouling characteristics expert committee, UHV-class insufficiency withstand voltage potential, insulator fouling environment potential Domestic and international research trends and theoretical frameworks have been provided based on the characteristic level. In addition, laboratory-level research on fouling prediction techniques using multiple regression analysis and fouling prediction techniques using Event Matching Model has been actively carried out in the late 1990s, especially in some universities including Saga University. In the College of Engineering, there is an attempt to predict the degree of contamination using a multiple regression analysis technique similar to that of Japan. Based on the papers reported at the conference, the predictive reliability of fouling at these universities is about 80% based on laboratory-level research environments.
한편, CIGRE, IEC, IEEE 등의 관련분야 국제 학?협회에서는 CIGRE Study Committee 33(Power System Insulation Coordination)산하의 WG04(Contamination of Insulator)와 IEC의 Technical Committee 36(Insulators), Technical Committee 42(High-voltage Testing Techniques) 등을 중심으로 1960년대 이후 지속적인 연구가 수행된 바 있으며 그 결과를 바탕으로 인공오손시험 및 직류오손시험 등에 관련된 국제규격이 작성된 바 있다. On the other hand, international academic associations in CIGRE, IEC, IEEE, etc. are involved in the Contamination of Insulator (WG04) under the CIGRE Study Committee 33 (Power System Insulation Coordination), the Technical Committee 36 (Insulators), and the Technical Committee 42 (High-) of the IEC. Continuous research has been conducted since the 1960s, focusing on voltage testing techniques, etc. Based on the results, international standards related to artificial fouling test and DC fouling test have been prepared.
국내의 경우를 살펴보면, 과거 대부분의 연구가 한국전력공사(전력연구원)을 중심으로 이루어 졌다. 1970년대까지 국내의 오손관련 연구는 한국전력공사에서 1969～1972년에 걸쳐 9개소, 1976～1978년에 걸쳐 80개소에 대한 오손도를 측정하고 이에 대한 단순 분석결과를 제시하는 수준에 머물러 있었다. 1980년대에 들어서면서 절연설계 분야 및 오손분야에 대한 중요성을 인식하고 한국전력공사에서 1981년부터 전국의 약 300여 개소에 대한 오손도 측정을 수행하였으며, 1988년에는 그 결과를 바탕으로 Dot형식의 오손맵을 작성하고, 일본과 유사한 해안도달거리별 오손등급을 설정하였다. 또한, 1990년에는 오손도 감시, 애자별 위험오손도 판정, 애자세정 방법 및 시기 등의 내용을 포함하는 배전선 내오손보수기준(잠정)을 제정하였다. In Korea, most of the past studies were conducted by KEPCO (Korea Electric Power Research Institute). Until the 1970s, domestic pollution-related research remained at the level that KEPCO measured fouling at nine places from 1969 to 1972 and 80 places from 1976 to 1978 and presented simple analysis results. In the 1980s, recognizing the importance of insulation design and fouling, KEPCO conducted pollution measurements of about 300 locations nationwide since 1981, and in 1988, based on the results, A pollution map was prepared, and a pollution level for each coastal distance similar to Japan was established. Also, in 1990, KEPCO enacted provisional standards for repairing pollution resistance of distribution lines, including the monitoring of pollution levels, determination of risk contamination by insulators, and the method and timing of insulator cleaning.
그러나, 1990년대에 들어서면서 상기의 국내 연구결과는 활용상에 있어 많은 문제 점이 제기되었으며, 이들 문제점과 오손도 측정기법 및 측정결과에 대한 통계분석기법을 개선하기 위한 연구(염진해 오손정도 및 기준정립에 관한 연구, 한국전력공사 전력연구원)가 1999～2002년에 걸쳐 수행되었다. However, in the 1990s, the results of the above domestic research have raised many problems in terms of utilization, and studies to improve these problems and the method of measuring the pollution degree and statistical analysis of the measurement results (degree of pollution and the level of salt damage) A study on the formulation, Korea Electric Power Research Institute (KEPCO) was conducted from 1999 to 2002.
3년여간에 걸쳐 수행된 상기 연구결과를 통하여 제주도를 포함하는 각각의 해안에 있어 해안도달거리별 오손도 분포특성이 고도의 신뢰도 하에서 새롭게 분석되었으며, 다중회귀분석을 통한 오손도 예측기법, 대기확산분석을 활용한 오손도 예측기법 등과 같은 신기술이 국내에 소개된 바 있으며, 연구결과 및 IEEE Std. 957 등의 국외사례에 대한 분석을 통하여 상기 내오손보수기준이 개정된 바 있다. Through the results of the study conducted over three years, the pollution distribution characteristics of each coastal reach distance in each coast including Jeju Island were newly analyzed under high reliability, and the pollution degree prediction technique and atmospheric diffusion analysis through multiple regression analysis were performed. New technologies, such as the pollution degree prediction technique, have been introduced in Korea, and the research results and IEEE Std. Through the analysis of foreign cases such as 957, the above-mentioned standard for repairing fouling was revised.
한편, 위탁연구기관의 연구원을 중심으로 연구과제 종료 후 추가연구를 통하여 신뢰도 85%(결정계수기준) 수준의 오손도 예측의 가능성을 실증적으로 입증하고 그 결과를 전기학회에 게재한 바 있다. On the other hand, the researcher of the consigned research institute has proved the possibility of predicting the contamination level of 85% (decision coefficient criteria) through additional research after the completion of the research project and published the result in the Electrical Society.
본 발명의 목적은 고신뢰도 수준의 오손도 예측기법 정립(신뢰도 85%수준의 오손도 예측 시스템에 대한 실증적검토)을 바탕으로 세정시기(주기)의 최적화 가능성 및 급속오손의 기준안 확립 및 오손도 예측 시스템을 구축하여 궁극적으로 송변전설비분야 유지보수의 합리화 및 전력계통 안정성증대를 통한 전력품질 개선으로 유지보수비용을 크게 절감할 수 있으며 사고예방을 기대 하고자 한다.
The purpose of the present invention is to establish the possibility of optimization of the cleaning period and to establish the baseline of rapid damage and to predict the degree of damage based on the establishment of high reliability pollution degree prediction method (the empirical review of the pollution degree prediction system with 85% reliability). By establishing a system, ultimately, the maintenance cost can be greatly reduced by the rationalization of maintenance of transmission and transmission facilities and the improvement of power quality through increased power system stability.
본 발명은 도 1과 같이 온도, 습도, 풍량, 풍속, 강수량 등과 같은 기후 인자를 weather station으로 측정하고, 자동 오손 측정 또는 수동 오손 측정을 통한 오손도 측정 데이터(ESDD) 값을 얻게 된다. 이를 GPIB, RS-232, TCP/IP, IEEE1394 등과 같은 인터페이스를 통해 중앙처리부에서 데이터를 저장하고 내장된 다중 회귀 알고리즘을 이용해 측정된 기후 인자와 ESDD간의 상관관계 분석을 하고, 이를 통해 예측된 ESDD값을 실제 기준 등급과 비교하여 오손 여부를 판단하여 그 결과를 표시부에서 나타내 주는 장치 및 방법으로 구성되어 있다.In the present invention, as shown in FIG. 1, climate factors such as temperature, humidity, air volume, wind speed, and precipitation are measured by a weather station, and thus, a pollution degree measurement data (ESDD) value is obtained through automatic fouling measurement or manual fouling measurement. The data is stored in the central processing unit through interfaces such as GPIB, RS-232, TCP / IP, and IEEE1394, and the correlation analysis between the measured climate factor and the ESDD using the built-in multiple regression algorithm is performed. It is composed of an apparatus and a method for determining whether or not to compare with the actual reference grade and displays the result on the display.
해염은 옥외 전기절연물의 특성에 영향을 미치는 가장 대표적인 수용성 오손물로 전 세계적으로 해염에 의한 각종 오손섬락사고가 보고되고 있으며, 대부분의 오손관련 연구 또한 해안지역의 염해오손에 집중되어 왔다. Sea salt is the most representative water-soluble soil that affects the characteristics of outdoor electrical insulators, and various fouling flashover accidents have been reported around the world, and most pollution-related studies have been concentrated on salt sea pollution in coastal areas.
도면 2는 IEC 60507에 의한 250mm, 280mm 자기현수애자의 균등오손시 ESDD에 따른 최소 교류섬락전압 특성을 나타낸다. Figure 2 shows the minimum AC flashover voltage characteristics according to ESDD in equal damage of 250mm and 280mm self-suspended insulators according to IEC 60507.
일반적으로 오손물을 함유한 바람이 불 때, 오손물이 부착되는 특성은 애자의 형상, 오손물의 크기 및 밀도, 풍향 및 애자표면에 풍속 등의 공기역학적 특성이 타 요인에 비해 옥외 절연물의 오손에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. wind tunnel study(풍동실험) 등의 사례를 통해 보고된바와 같이 옥외의 환경조건에 노출되는 경우, 옥외 절연물의 오손특성은 공기역학적 특성에 크게 의존하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사항을 감안하여 불균등 오손에 따른 절연물의 전기적 특성을 고려해 보았다. In general, when the wind containing soil is blowing, the property of attaching soil is determined by the shape of the insulator, the size and density of the soil, the wind direction, and the wind speed on the surface of the insulator. It is known to have a big impact. In the case of exposure to outdoor environmental conditions, as reported by wind tunnel studies, for example, the fouling properties of outdoor insulators are highly dependent on the aerodynamic properties. Therefore, this study considered the electrical characteristics of insulators due to uneven fouling.
불균등 오손은 크게 상하부 불균등 오손과 하면의 불균등 오손으로 나누어 살펴볼 수 있다. 현수형 배치인 경우, 태풍 등에 의해 급속오손이 발생하면 상부면이 하부면에 비하여 크게 오손되는 특성을 갖게 되며, 장기간의 건기 후 일정량 이상의 강우가 발생할 경우에는 우세효과에 의해 상부면의 오손도가 급감함으로써 하부면이 상부에 비해 큰 오손도를 지니게 된다. Unequal fouling can be divided into upper and lower uneven fouling and lower uneven fouling. In the case of suspension arrangement, if the rapid damage occurs due to typhoon or the like, the upper surface is significantly damaged compared to the lower surface.In case of a certain amount of rainfall after a long period of dry season, the upper surface is damaged by the predominant effect. As a result, the lower surface has a greater degree of fouling than the upper surface.
이와 같은 불균등 오손에 의한 절연물의 전기적 특성을 평가하기 위한 방법으로 본 연구에서는 불균등 가습에 따른 오손섬락 특성을 분석하였다. 도면 3은 상하부 오손차에 따른 섬락전압 특성을 나타낸 것이다. As a method for evaluating the electrical properties of insulators due to such uneven fouling, this study analyzed the fouling flash characteristics due to uneven humidification. Figure 3 shows the flashover voltage characteristics according to the upper and lower fouling difference.
섬락전압 특성은 도면 3에 보인바와 같이 상부면이 하부면에 비해 상대적으로 크게 오손된 경우, 균등오손의 경우에 비해 다소 큰 섬락전압을 보인데 비하여, 하부면이 상부면에 비해 크게 오손된 경우에는 섬락전압이 매우 높은 특성을 나타내었다. 그러나, 전체적으로 0.3 ～ 3.0에 이르는 극심한 상하부 불균등 오손시의 경우에도 1.0 ～1.17배 정도의 미소한 차이만이 관찰되었음에 주목해야 할 것으로 보인다. The flashover voltage characteristics are as shown in FIG. 3 when the upper surface is relatively dirty compared to the lower surface, and the flashover voltage shows a slightly larger than the case of uniform fouling, whereas the lower surface is significantly damaged compared to the upper surface. The flashover voltage is very high. However, it should be noted that only a slight difference of 1.0 to 1.17 times was observed even in the case of severe upper and lower unevenness in the range of 0.3 to 3.0.
도면 4는 다음의 조건을 이용한 오손섬락 실험결과를 보이고 있다. 하부 면 불균등 오손의 경우에 있어서도 상하부 불균등 오손의 경우에서와 같이 누설전류 특성 과는 별개의 섬락전압 특성이 관찰되었으며, 오손면적 증대에 따른 섬락전압 또한 큰 차이를 나타내지 않았다. 4 shows the results of fouling flash experiments using the following conditions. In the case of uneven fouling of the lower surface, as in the case of uneven fouling of the upper and lower parts, the flashover voltage characteristics were different from those of the leakage current characteristic, and the flashover voltage according to the increase of the fouling area was not significantly different.
이상의 결과에서 염해 오손은 옥외 절연물의 전기적 특성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로써, 옥외 환경임을 감안하여 불균등 오손에 따른 섬락전압 특성을 보았다. 실험결과에 따르면 균등오손에 비해 불균등오손시 섬락전압이 큰 것으로 나타났으며, 상하부 불균등 오손차에 따라서도 그 특성이 다르다는 것을 알 수 있었다In the above results, salt fouling has the greatest influence on the electrical characteristics of outdoor insulators, and the flashover voltage characteristics due to uneven fouling are considered in consideration of the outdoor environment. According to the experimental results, the flashover voltage was higher in the case of uneven fouling than in uneven fouling, and the characteristics were different according to the difference between the upper and lower uneven fouling.
애자의 염분 부착량은 대상지역의 기상, 해상 및 지리적 조건에 의해 크게 달라진다. 그리고 염해 오손량의 풍속 연직 분포 특성을 감안할 때 고도에 따른 오손특성을 파악해야할 필요가 있다. 이에 고창 765 kV실증 시험장의 설비를 활용하여 지상고에 따른 염해 오손도의 부착특성을 측정하였다. The salinity of insulators varies greatly depending on the weather, sea and geographic conditions of the target area. In addition, it is necessary to grasp the fouling characteristics according to the altitude in consideration of the wind speed vertical distribution characteristic of the fouling fouling quantity. Therefore, the adhesion characteristics of salt fouling degree according to the ground height were measured by using the equipment of Gochang 765 kV demonstration test site.
아래의 값은 고도에 따른 염해 오손물의 분포특성을 보이고 있는데 지상고가 증대됨에 따라 상대적 염해 오손도는 증가한후 감소하는 추세이며 약 8 m를 기준으로 33 m지점에 있어 약 18 %의 격차를 보이고 있다. The following values show the distribution characteristics of salt pollutants according to the altitude, and as the ground elevation increases, the relative salt pollution tends to increase and then decrease, and the difference is about 18% at 33 m at 8 m. .
그러나, 이와 같은 염해 오손특성이 내륙의 경우에도 동일히 적용할 수 없으며, 국 외의 연구사례에서도 지상고에 따른 오손도는 지리지형적 요인 및 기후나 환경요인 등에 크게 의존하는 것으로 밝혀진바 있다. However, such salt fouling characteristics cannot be applied equally in the case of inland, and in the case of foreign studies, it is found that the fouling degree according to the ground height is highly dependent on geomorphic factors, climate and environmental factors.
다수의 전력회사가 있는 일본은 해안도달거리에 따른 오손특성이 전력회사 및 지역에 따라 매우 다양하다. 전기협동연구사례의 결과를 토대로 해안도달거리별 오손도 분포특성은 y = 280x-0.3을 태풍시에, y = 280x-0.4를 계절풍시에 따라 적용하는 것이 일반적인 추세이다.In Japan, where there are a large number of utilities, fouling characteristics along coastal distances vary widely among utilities and regions. Coastal dalgeori by fouling even distribution characteristics based on the results of the electrical joint research practices, it is a general trend to apply along the y = 280x -0.3 during the storm, y = 280x -0.4 during the monsoon.
영국의 연구사례에 의하면 지리?지형적 요인이나 기후적 요인에 따라 해안인접 지역이 수백미터 내륙지역에 비해 낮은 오손도를 보이는 역전현상(skip effect)이 발생할 수 있으며, 해안거리에 따른 오손도의 감쇠특성이 각 지역에 따라 다소의 차이를 보일 수 있음이 보고되고 있다. According to a study in the UK, depending on geography, topography, and climatic factors, the skipping effect of the near sea area may be lower than that of the inland area of several hundred meters. It is reported that the characteristics may differ slightly in each region.
대기확산이론을 활용한 오손물의 분포특성 해석은 대기중의 오손물의 공간분포에 의존하게 되며, 정상상태를 가정할 경우 가우스모델을 통해 그 특성을 설명할 수 있다. 각종의 기후?환경데이터에 의한 오손물의 분포특성을 비교적 정확하게 예측할 수 있으며, 발전소를 비롯한 각종 점 오손원에 의한 오손특성을 평가하는데 있어 적절한 기법이다. The analysis of the distribution characteristics of soils using atmospheric diffusion theory depends on the spatial distribution of soils in the atmosphere, and the characteristics can be explained by Gaussian model under the assumption of steady state. It is possible to predict the distribution characteristics of pollutants by various climate and environment data relatively accurately, and it is an appropriate technique for evaluating the pollution characteristics by various point pollution sources including power plants.
그러나, 해안지역을 중심으로 한 염해 오손물의 분포특성이나, 공단지역과 같은 면 오손원에 대한 적용을 위해서는 추가적인 연구가 필요하며, 보다 실용적인 연구결과를 도출하기 위하여 광역을 대상으로 오손물의 분포특성을 검토하고자 하는 경우에 있어서는 전산기기의 처리능력 등으로 인해 많은 제약이 따른다. 도면 5은 대 기확산 툴(tool)을 이용한 분석 예이다. However, further research is needed for the distribution characteristics of salt contamination of the sea area, and for the application of cotton pollution sources such as industrial complexes. In case of examination, there are many restrictions due to the processing capacity of computer equipment. 5 is an example of analysis using the air diffusion tool.
다중회귀분석은 하나의 종속변수와 여러 개의 독립변수 사이에 존재하는 관계식을 구하고, 독립변수가 종속변수를 어느 정도 예측할 수 있는가를 분석하는 통계적인 분석방법이다. 회귀모형(기본 방정식)은 다음과 같다.Multiple regression analysis is a statistical analysis method that finds relations between one dependent variable and several independent variables and analyzes how much the independent variable can predict the dependent variable. The regression model (basic equation) is
Yi = α + βXi + εi, i = 1,2,3,....,nY i = α + βX i + ε i , i = 1,2,3, ...., n
여기서, α는 접점, β는 회귀선의 기울기, Yi는 종속변수, i개의 ESDD , Xi는 독립변수, i개의 기후조건, εi는 오차항이다.Where α is the contact point, β is the slope of the regression line, Y i is the dependent variable, i ESDD, X i is the independent variable, i climate conditions, and ε i is the error term.
위의 식에서 I개의 독립변수와 종속변수(Y)간의관계식 즉 회귀모형의 신뢰도를 확보하기 위해서는 회귀계수를 정확하게 추정하는 것이 요구되며, 이 과정에서 최소자승법(least square method)이 활용되어 진다. 본 연구에서는 데이터 처리의 신뢰성 확보를 위하여 다양한 분야의 통계처리에 널리 활용되고 있는 SPSS(Statistical Package for the Social Sciences)를 활용하였으며, 독립변수로는 강수량, 온도, 습도, 풍속, 풍향 등과 같이 국내외의 선행 연구사례를 통해 그 관련성이 증명된 바 있는 기후?환경 인자들을 선정하였다. In order to secure the reliability of the regression model, that is, the relationship between the I independent variables and the dependent variable (Y), it is necessary to estimate the regression coefficient accurately, and the least square method is used in this process. In this study, we used the statistical package for the social sciences (SPSS), which is widely used for statistical processing in various fields, to ensure the reliability of data processing.Independent variables such as precipitation, temperature, humidity, wind speed, wind direction, etc. Climate and environmental factors that have been proved by previous studies have been selected.
일정량 이상의 강우가 발생하면 오손도 값이 급격히 감소하며, 강한 해풍이 지속되면 오손도 값이 급격히 증대되는 등 오손도 측정값은 측정전이나 측정당시의 기후조건으로부터 큰 영향을 받게 된다. 따라서 1개월 단위의 수동측정 오손도를 해당 기간 중에 발생 가능한 오손도의 최대치라 할 수 없기 때문에 별도의 통계처리를 거쳐 해당 지점의 오손특성을 대표하는 값을 산출하여야만 한다. If more than a certain amount of rainfall occurs, the pollution value decreases rapidly, and if strong sea winds persist, the pollution value increases rapidly. Therefore, manual measurement fouling in one month cannot be called the maximum value of fouling that can occur during the relevant period. Therefore, it is necessary to calculate a value representative of the fouling characteristic of the corresponding point through separate statistical processing.
오손도와의 관련성 분석에 사용된 조건은 강수량, 온도, 습도, 풍속, 풍향 등과 같이 국내외의 연구사례를 통해 오손도와 밀접한 관련성을 지니는 것으로 알려져 있는 기후?환경요인을 중심으로 선정하여야 한다. The conditions used in the analysis of the correlation with the pollution degree should be selected based on the climate and environmental factors known to be closely related to the pollution degree through domestic and international research cases such as precipitation, temperature, humidity, wind speed, and wind direction.
다중선형회귀법을 활용하여 ESDD와 각종 기후특성간의 상관관계를 분석하면 오손도와 기후특성간의 상관관계는 다음의 식과 같이 표현될 수 있다. When the correlation between ESDD and various climate characteristics is analyzed using multiple linear regression, the correlation between fouling and climate characteristics can be expressed as the following equation.
Yi = -0.95-0.00052x1 + 0.0260x2 -0.00032x3 -0.00255x 4 + 0.0009x5 +0.0035x6 Y i = -0.95-0.00052x 1 + 0.0260x 2 -0.00032x 3 -0.00255x 4 + 0.0009x 5 + 0.0035x 6
여기서 Yi는 i번째 측정된 ESDD, x1~x6은 온도, 풍속, 상대습도, 강수량, 기압, 풍향이다.Where Y i is the i-th measured ESDD, x 1 to x 6 are temperature, wind speed, relative humidity, precipitation, air pressure, and wind direction.
도면 6을 통해 알 수 있는바와 같이 다중선형회귀분석을 통해 예측된 ESDD값과 측정을 통해 얻어진 ESDD값이 유사한 경향성을 지니지만, 2000년 5월 측정된 극치에 있어서는 큰 편차를 보였다.As can be seen from FIG. 6, the ESDD values predicted through the multiple linear regression analysis and the ESDD values obtained through the measurement have similar tendencies, but showed a large deviation in the extreme values measured in May 2000.
이와 같은 현상은 1개월 단위의 측정주기로 인해 1개월간의 기후?환경 데이터 또한 1개월 값으로 환산하는 과정과 풍향과 같이 숫자가 아닌 기후?환경 조건에 대한 수치로의 변환과정에 기인한 것으로 판단된다. This phenomenon is believed to be due to the process of converting one month's climate and environmental data into one month's value and converting it to numerical values for climate and environmental conditions, not numbers, such as wind direction, due to the monthly measurement cycle. .
다중선형회귀분석을 이용한 기후?환경 요인과의 연관성 분석에 있어서는 풍속, 습도, 강우 등이 40 %이상의 연관성을 보였으며, 기압, 풍향, 온도 등의 요인은 30 % 미만의 연관성을 보여 ESDD의 변화에 크게 기여하지 않음을 알 수 있었다. In the correlation analysis with climate and environmental factors using multiple linear regression analysis, wind speed, humidity, rainfall, etc. showed more than 40% correlation, and factors such as barometric pressure, wind direction, and temperature showed less than 30% correlation. It did not contribute much to.
그러나, 풍향의 경우, 앞서 밝힌 바와 같이 숫자로의 변환과정에 있어 오류가 발생할 소지가 크므로 이에 대한 별도의 심도있는 연구가 진행되어야 할 것으로 사료 된다. However, in the case of the wind direction, as described above, there is a high possibility that an error occurs in the conversion process to numbers, and thus, further in-depth study should be conducted.
측정 오손도 값에 대한 예측 오손도 값의 오차 발생의 주요원인으로 측정간격으로 보고 이를 실증적으로 검증하기 위하여 일별 오손도 값과 기상청의 시간대별 기상데이터를 활용한 다중회귀분석을 수행하였다. Prediction of the measured fouling values As a major cause of the error of the measured fouling values, the multiple regression analysis using the daily fouling values and the weather hourly weather data of the Korea Meteorological Agency was conducted to verify this fact.
옥외 전기절연물의 오손기구에 대한 근본적인 이론적 고찰을 수행하였으며, 그 결과 현재의 오손도는 당일 또는 당월의 기후조건 뿐만 아니라 과거의 기후 조건으로부터도 영향을 받음을 확인할 수 있었다. 과거기상조건의 적용에 따라 측정치와 예측치간의 상관관계가 크게 증대함이 확인되었고, 최적의 적용기간을 선정하기 위하여 적용기간에 따른 다중회귀분석을 수행하였다. 4일간의 데이터를 적용한 경우 3일간의 데이터를 적용한 경우에 비해 pearson 상관계수 및 극치에 대한 오차가 악화되는 특성을 나타내어 약 3일간의 기상데이터를 적용하는 것이 가장 적절함을 확인 할 수 있었다. A fundamental theoretical review of the fouling mechanism of the outdoor electrical insulation was carried out. As a result, it was confirmed that the present fouling is affected not only by the weather conditions of the present day or the month but also by the past weather conditions. It was confirmed that the correlation between the measured value and the predicted value greatly increased according to the application of past weather conditions, and multiple regression analysis was performed to select the optimal application period. In the case of applying 4 days of data, the error of pearson correlation coefficient and extreme value is worse than that of 3 days of data. Therefore, it is confirmed that applying 3 days of weather data is most appropriate.
또한 차후 오손도 관측시스템의 구축에 따라 당일의 오손도를 확인 가능한 경우, 기상예보 데이터를 활용한 오손도 예측의 가능성 및 그 신뢰도를 검토하기 위하여 이상의 과정을 통해 최적화된 연구결과에 전일의 ESDD를 첨가하여 다중회귀분석을 수행한 결과 도면 8과 같이 측정치와 예측치간에 92% 이상의 상관성을 확보할 수 있었다. In addition, if it is possible to confirm the degree of fouling of the day according to the establishment of the fouling observation system in the future, in order to examine the possibility and reliability of the pollution degree prediction using the weather forecast data, the ESDD of the previous day was As a result of performing multiple regression analysis, the correlation between the measured value and the predicted value was as high as 92%.
상술한 바와 같이 다중회귀를 이용한 오손도 예측 시스템을 구축하여 궁극적으로 송변전설비분야 유지보수의 합리화 및 전력계통 안정성증대를 통한 전력품질 개선으로 유지보수비용을 크게 절감할 수 있으며 사고예방을 기대 하고자 한다. As mentioned above, by constructing a pollution degree prediction system using multiple regression, the maintenance cost can be greatly reduced through the rationalization of maintenance of transmission and transmission facilities and improvement of power quality through increased power system stability, and anticipation of accident prevention. do.
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