KR20130028545A - Partial discharging signal detector of power system - Google Patents

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KR20130028545A
KR20130028545A KR1020110092176A KR20110092176A KR20130028545A KR 20130028545 A KR20130028545 A KR 20130028545A KR 1020110092176 A KR1020110092176 A KR 1020110092176A KR 20110092176 A KR20110092176 A KR 20110092176A KR 20130028545 A KR20130028545 A KR 20130028545A
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Abstract

PURPOSE: A partial discharge signal detection device of power facilities is provided to effectively extract effective partial discharge signals in the presence of field noise signals through the improvement of detection sensitivity and diagnosis reliability. CONSTITUTION: A partial discharge signal detection device of power facilities includes multiple ultrasonic sensors(10), multiple UHF(Ultra High Frequency) sensors(20), and a control part(40). The multiple ultrasonic sensors detect acoustic signals emitted in case of partial discharge at power facilities. The multiple UHF sensors detect electrical signals caused by the flow of leakage currents generated by the partial discharge. The control part extracts partial discharge signals through the acoustic signals and electrical signals which are inputted from the multiple ultrasonic sensors and UHF sensors, analyzes the generation location of the partial discharge signals, and diagnoses the characteristics of the partial discharges. [Reference numerals] (10) Ultrasonic sensor; (20) UHF sensor; (30) Data collection device; (40) Control part; (50) Output part

Description

전력설비의 부분방전신호 검출장치{PARTIAL DISCHARGING SIGNAL DETECTOR OF POWER SYSTEM}PARTIAL DISCHARGING SIGNAL DETECTOR OF POWER SYSTEM}

본 발명은 전력설비의 부분방전신호 검출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력설비의 절연열화로 발생되는 부분방전신호를 검출할 때 복합적인 센서를 통해 음향신호와 전기적신호를 검출하여 현장의 잡음신호에 의한 인식오류를 최소화할 뿐만 아니라 부분방전신호의 발생위치를 검출하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for detecting a partial discharge signal of a power plant, and more particularly, when detecting a partial discharge signal caused by insulation deterioration of a power plant, by detecting a sound signal and an electrical signal through a complex sensor, noise in the field. The present invention relates to a partial discharge signal detection device of a power facility which not only minimizes a recognition error due to a signal but also detects a generation position of a partial discharge signal.

송변전용 전력설비는 발전소에서 생산된 전기를 도시 등의 대규모 사용처에 전송하는 송전 또는 변전 설비로 고압 및 특고압(수만볼트 이상)을 사용하는 변압기를 포함하는 전력설비가 설치된다.Power transmission power equipment is a power transmission or substation that transmits electricity produced in a power plant to large-scale users such as cities, and is installed with power equipment including transformers using high pressure and extra high pressure (over tens of thousands of volts).

이러한 전력설비는 기계적 스트레스, 온도 등의 영향으로 절연열화가 발생하여 내부 절연부분에서의 국부적인 부분방전이 발생하게 된다. In such power equipment, insulation deterioration occurs due to mechanical stress, temperature, etc., thereby causing local partial discharge in the internal insulation portion.

부분방전은 일반적으로 절연열화 현상에 의하여 절연파괴전압(Breakdown voltage)에 도달하였을 때 발생되며 나타나는 물리적 현상은 빛(Light), 소리(음향신호), RF신호(전자파신호), 방전누설전류(전기적신호)의 신호가 방출된다. Partial discharge generally occurs when insulation breakdown voltage is reached due to insulation degradation, and physical phenomena that appear are light, sound (sound signal), RF signal (electromagnetic signal), and discharge leakage current (electricity). A red signal) is emitted.

이러한 부분방전신호는 짧은 펄스폭을 가지는 임펄스 형태로 발생되어지고 방전량에 따라 신호의 크기가 비례하며 반복되는 AC사이클에서 방전 개시전압을 초과하는 경우 발생되기 때문에 부분방전을 유발하는 원인에 따라 특정 위상에 반복되어 나타나는 특성을 가진다. The partial discharge signal is generated in the form of an impulse having a short pulse width, and the magnitude of the signal is proportional to the amount of discharge and is generated when the discharge start voltage is exceeded in repeated AC cycles. It has the characteristic of appearing repeatedly in phase.

이러한 부분방전 현상은 초기에는 시스템의 성능 및 작동에 문제가 없더라도 지속적인 시간동안 발생하는 경우 전기트리 및 부분방전 시 발생하는 산화물 등에 의하여 절연열화의 정도가 증가하게 된다. Such partial discharge phenomenon may increase the degree of insulation deterioration due to oxides generated during electric tree and partial discharge when it occurs for a long time even if there is no problem in the performance and operation of the system.

이러한 절연열화 현상은 전력설비의 기능정지를 초래할 수 있으며 극단적일 경우 폭발로 이어져, 정전(shutdown)과 같은 문제가 발생하여 도시 전체 또는 산업공단 등으로의 전기 공급이 중단되어 도시나 공단 등의 기능이 마비되는 치명적인 상황이 발생하게 된다. Such insulation deterioration may cause the power equipment to stop functioning, and in extreme cases, it may lead to an explosion, causing a problem such as a power failure (shutdown) to stop the supply of electricity to the entire city or industrial complexes, etc. This paralyzing fatal situation will occur.

따라서 이러한 부분방전에 의한 문제를 방지하기 위해 다양한 방법이 강구되고 있다.
Therefore, various methods have been taken to prevent the problem caused by the partial discharge.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0044748호(2010.04.30.)에 개시되어 있다.
Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0044748 (2010.04.30.).

전력설비 내의 절연열화에 의한 부분방전을 전력설비의 정상운전 중에 실시간으로 측정 및 진단하기 위한 방법으로 초음파센서들을 이용하거나 누설전류 검출 센서를 이용한 부분방전신호를 검출하는 방법이 사용되어 왔다. As a method for measuring and diagnosing partial discharge due to insulation degradation in a power plant in real time during normal operation of the power plant, a method of detecting a partial discharge signal using ultrasonic sensors or a leakage current detection sensor has been used.

하지만 활선상태의 전력설비로부터 절연열화로 인해 발생되는 초음파신호를 검출할 경우 기계적 진동신호와 외부에 설치되는 경우 우천이나 모래바람 등과 같은 진동을 수반하는 기후조건 등에 의한 외부 노이즈신호에 영향을 받는다. However, when detecting ultrasonic signals generated from insulation deterioration from live power facilities, mechanical noise signals and external noise signals, when installed outside, are affected by weather conditions such as rain or sand wind.

또한, 부분방전으로 인해 발생된 누설전류를 검출하는 방식은 전기적 신호만을 검출하는 방식이기 때문에 초음파신호에서 영향을 주는 기계적 잡음과 환경잡음에 의한 영향을 배제할 수는 있으나 실제 현장에서는 다양한 전자장치와 동일계통상의 다양한 전력설비들이 운용됨에 따라 계통 및 접지를 통한 다양한 전기적 노이즈에 영향을 받게 된다. In addition, since the method of detecting the leakage current generated by the partial discharge only detects an electrical signal, it is possible to exclude the influence of mechanical noise and environmental noise affecting the ultrasonic signal. As various power systems in the same system operate, they are affected by various electrical noises through the grid and ground.

따라서 이와 같이 실제 현장에 설치되어 운용되는 경우 다양한 현장의 잡음신호에 의하여 부분방전신호를 검출하고 진단하는데 있어서 많은 어려움이 있으며 잡음신호를 부분방전신호로 인식하는 진단오류가 빈번히 발생하는 문제점이 있다. Therefore, when installed and operated in the actual site, there are many difficulties in detecting and diagnosing the partial discharge signal by the noise signal of various sites, and there is a problem in that a diagnosis error for frequently recognizing the noise signal as the partial discharge signal occurs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 전력설비의 절연열화로 발생되는 부분방전신호를 검출할 때 복합적인 센서를 통해 음향신호와 전기적신호를 검출하여 현장의 잡음신호에 의한 인식오류를 최소화할 뿐만 아니라 부분방전신호의 발생위치를 검출하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention was created to improve the above problems, when detecting a partial discharge signal caused by the insulation deterioration of the power equipment, by detecting a sound signal and an electrical signal through a complex sensor to be recognized by the noise signal in the field It is an object of the present invention to provide an apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility that not only minimizes an error but also detects a generation position of the partial discharge signal.

본 발명의 일 측면에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치는 전력설비에서의 부분방전 시 방출되는 음향신호를 검출하는 다수의 초음파 센서; 부분방전으로 생성된 누설전류의 흐름에 의한 전기적신호를 검출하는 다수의 UHF(Ultra High Frequency) 센서; 및 다수의 초음파 센서와 다수의 UHF 센서로부터 입력된 음향신호와 전기적신호를 통해 부분방전신호를 추출하고, 부분방전신호의 발생위치를 분석하며 부분방전의 특성을 진단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In accordance with an aspect of the present invention, an apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility includes a plurality of ultrasonic sensors for detecting an acoustic signal emitted during partial discharge in a power facility; A plurality of ultra high frequency (UHF) sensors for detecting electrical signals caused by the flow of leakage current generated by partial discharge; And a control unit for extracting the partial discharge signal through the acoustic signals and the electrical signals inputted from the plurality of ultrasonic sensors and the plurality of UHF sensors, analyzing the occurrence position of the partial discharge signal, and diagnosing the characteristics of the partial discharge. do.

본 발명의 제어부에서 부분방전신호의 추출은 상기 음향신호와 전기적 신호의 교차상관관계를 통해 현장잡음신호를 제거하여 추출하는 것을 특징으로 한다. Extraction of the partial discharge signal in the control unit of the present invention is characterized in that by extracting the field noise signal through the cross-correlation of the acoustic signal and the electrical signal.

본 발명의 제어부에서 부분방전의 발생위치는 다수의 초음파 센서로부터 검출된 음향신호의 발생시간을 분석하는 것을 특징으로 한다. The location of the partial discharge in the controller of the present invention is characterized by analyzing the generation time of the acoustic signal detected from the plurality of ultrasonic sensors.

본 발명은 제어부에서 추출한 부분방전신호 및 부분방전신호의 발생위치 및 부분방전의 특성진단 결과를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention may further include an output unit which outputs the partial discharge signal and the partial discharge signal generated by the control unit and a characteristic diagnosis result of the partial discharge.

본 발명은 다수의 초음파 센서와 다수의 UHF 센서에서 검출된 음향신호와 전기적신호를 수집하여 제어부로 출력하는 데이터 수집장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that it further comprises a data collection device for collecting the sound signals and electrical signals detected by the plurality of ultrasonic sensors and the plurality of UHF sensors to the control unit.

본 발명에서 초음파 센서와 UHF 센서는 하나의 모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the ultrasonic sensor and the UHF sensor are characterized in that composed of one module.

본 발명에서 제어부는 시간영역에서 기준시간을 통한 위상정보를 추출하고 임펄스형태의 조건을 만족하는 음향신호와 전기적신호를 분리하여 부분방전신호를 추출하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit extracts phase information through a reference time in a time domain, and separates a partial discharge signal by separating an acoustic signal and an electrical signal satisfying an impulse type condition.

본 발명에서 제어부는 부분방전신호를 추출하여 TOF(Time Of Flight) 분석과 크기편차를 비교하여 상대적인 거리를 계산하여 부분방전신호의 발생위치를 추적하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit extracts the partial discharge signal, and compares the time of flight (TOF) analysis with the magnitude deviation to calculate a relative distance to track the generation position of the partial discharge signal.

본 발명에서 제어부는 부분방전신호를 추출하여 QM(Quality Magnitude)과 NQN(Normalized Quantity Number)를 계산하여 부분방전 패턴과 비교하여 부분방전의 특성을 진단하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the control unit extracts the partial discharge signal, calculates a quality magnitude (QM) and a normalized quantity number (NQN), and compares the partial discharge pattern to characterize the characteristics of the partial discharge.

본 발명은 전력설비의 절연열화로 발생되는 부분방전신호를 검출할 때 복합적인 센서를 통해 음향신호와 전기적신호를 검출하여 현장의 잡음신호에 의한 인식오류를 최소화하여 검출감도의 향상과 진단의 신뢰성 향상을 통하여 현장잡음신호에서의 유효한 부분방전신호를 추출하는데 매우 효과적이며, 부분방전신호의 발생위치를 검출하여 신속한 고장수리를 통해 비용을 절감할 수 있으며, 불시의 사고를 예방할 수 있다.
The present invention, when detecting the partial discharge signal caused by the insulation deterioration of the power equipment detects the acoustic signal and the electrical signal through the complex sensor to minimize the recognition error by the noise signal in the field to improve the detection sensitivity and reliability of the diagnosis It is very effective to extract the effective partial discharge signal from the field noise signal through the improvement, and it can reduce the cost through quick troubleshooting by detecting the occurrence position of the partial discharge signal, and prevent accidents.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통해 부분방전신호를 추출하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치에서 측정된 기계적 잡음신호를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치에서 입력된 음향신호와 전기적신호를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통한 부분방전신호의 추출상태를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통해 부분방전신호의 발생위치를 추적하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통한 부분방전신호 추출과정을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통해 부분방전의 특성을 진단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a block diagram showing an apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a process of extracting a partial discharge signal through the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a mechanical noise signal measured in the apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating an acoustic signal and an electrical signal inputted from the apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing an extraction state of the partial discharge signal through the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a process of tracking a generation position of the partial discharge signal through the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph illustrating a process of extracting a partial discharge signal through a partial discharge signal detection apparatus of a power facility according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a process of diagnosing the characteristics of the partial discharge through the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력설비의 부분방전 검출장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a partial discharge detection device of a power facility according to the present invention. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 나타낸 블록구성도이다. 1 is a block diagram showing an apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치는 다수의 초음파 센서(10), 다수의 UHF 센서(20) 및 제어부(40)를 비롯하여 출력부(50) 및 데이터 수집장치(30)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility according to an embodiment of the present invention includes a plurality of ultrasonic sensors 10, a plurality of UHF sensors 20, and a controller 40, including an output unit 50. ) And a data collection device 30.

초음파 센서(10)는 전력설비에서의 부분방전 시 방출되는 음향신호를 검출하기 위한 센서로써 다수의 장소에 설치된다. The ultrasonic sensor 10 is installed at a plurality of places as a sensor for detecting an acoustic signal emitted during partial discharge in a power facility.

즉, 다수의 장소에서 측정된 음향신호를 기반으로 상대적인 거리를 계산하여 부분방전신호의 발생위치를 추적하게 된다. That is, the relative distance is calculated based on the acoustic signals measured at multiple places to track the location of the partial discharge signal.

UHF(Ultra High Frequency) 센서(20)는 300MHz~3GHz의 극초단파를 이용하여 전력설비에서의 부분방전으로 생성된 누설전류의 흐름에 의한 전기적신호를 검출한다. Ultra High Frequency (UHF) sensor 20 detects an electrical signal caused by the flow of leakage current generated by partial discharge in a power facility using microwaves of 300 MHz to 3 GHz.

이때 초음파 센서(10)와 UHF 센서(20)는 하나의 모듈로 구성될 수 있다. In this case, the ultrasonic sensor 10 and the UHF sensor 20 may be configured as one module.

제어부(40)는 다수의 초음파 센서(10)와 다수의 UHF 센서(20)로부터 입력된 음향신호와 전기적신호의 교차상관관계를 통해 현장잡음신호를 제거하여 부분방전신호를 추출하고 다수의 초음파 센서(10)로부터 검출된 음향신호의 발생시간을 분석하여 부분방전신호의 발생위치를 분석하며 부분방전의 특성을 진단한다. The control unit 40 removes the field noise signal through the cross correlation of the acoustic signal and the electrical signal input from the plurality of ultrasonic sensors 10 and the plurality of UHF sensors 20, extracts the partial discharge signal, and extracts the plurality of ultrasonic sensors. Analyze the occurrence time of the partial discharge signal by analyzing the occurrence time of the acoustic signal detected from (10) and diagnose the characteristics of the partial discharge.

또한, 전력설비의 부분방전신호 검출장치는 제어부(40)에서 추출한 부분방전신호 및 부분방전신호의 발생위치 및 부분방전의 특성진단 결과를 출력하는 출력부(50)를 더 포함하며, 다수의 초음파 센서(10)와 다수의 UHF 센서(20)에서 검출된 음향신호와 전기적신호를 수집하여 제어부(40)로 출력하는 데이터 수집장치(30)를 더 포함한다. In addition, the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment further includes an output unit 50 for outputting the partial discharge signal and the partial discharge signal generated position and the characteristic diagnosis result of the partial discharge extracted from the control unit 40, a plurality of ultrasonic waves The apparatus 10 may further include a data collection device 30 which collects sound signals and electrical signals detected by the sensor 10 and the plurality of UHF sensors 20 and outputs them to the controller 40.

이와 같이 전력설비의 부분방전신호 검출장치는 고전압 회전기기와 같은 전력설비의 파워 공급을 단속하기 위한 MCSG(Metal Clad Switch Gear), 가스절연개폐장치 등의 절연열화현상으로 발생되는 부분방전신호를 다수의 초음파 센서(10)와 다수의 UHF 센서(20)를 통해 서로 다른 물리적 현상을 검출하여 상호보완적인 특징을 이용하여 부분방전신호를 추출하고 부분방전신호의 발생위치 및 부분방전의 특성을 진단한다.
As described above, the partial discharge signal detection device of a power facility includes a plurality of partial discharge signals generated by insulation degradation such as a metal clad switch gear (MCSG) and a gas insulation switchgear for controlling power supply of a power facility such as a high voltage rotating device. Different ultrasonic phenomena are detected through the ultrasonic sensor 10 and the plurality of UHF sensors 20 to extract the partial discharge signal using complementary features, and to diagnose the location of the partial discharge signal and the characteristics of the partial discharge. .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통해 부분방전신호를 추출하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치에서 측정된 기계적 잡음신호를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치에서 입력된 음향신호와 전기적신호를 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통한 부분방전신호의 추출상태를 나타낸 그래프이다. 2 is a flowchart illustrating a process of extracting a partial discharge signal through the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a part of the power equipment according to an embodiment of the present invention FIG. 4 is a graph illustrating mechanical noise signals measured by a discharge signal detecting apparatus, and FIG. 4 is a graph illustrating an acoustic signal and an electrical signal input from a partial discharge signal detecting apparatus of a power plant according to an embodiment of the present invention. A graph showing a state of extraction of the partial discharge signal through the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치에서 제어부(40)는 다수의 초음파 센서(10)와 다수의 UHF 센서(20)로부터 음향신호와 전기적신호를 입력받는다(S21). As shown in FIG. 2, in the apparatus for detecting a partial discharge signal of a power facility according to an embodiment of the present invention, the control unit 40 includes sound signals and electrical signals from a plurality of ultrasonic sensors 10 and a plurality of UHF sensors 20. To receive the input (S21).

이와 같이 음향신호와 전기적신호를 동시에 입력받게 되면 도 3에 도시된 바와 같이 전력설비에서 기계적 진동에 따른 유사 부분방전신호인 경우에는 전기적신호를 수반하지 않기 때문에 기계적 잡음신호에 의한 음향신호만이 측정된다. As such, when the acoustic signal and the electrical signal are simultaneously input, as shown in FIG. 3, in the case of the quasi-partial discharge signal due to mechanical vibration in the power equipment, only the acoustic signal due to the mechanical noise signal is measured. do.

그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 전력설비 내부에서 부분방전이 발생한 경우에는 음향신호와 전기적신호가 동시에 측정된다. However, as shown in FIG. 4, when a partial discharge occurs in the power equipment, an acoustic signal and an electrical signal are simultaneously measured.

따라서, 음향신호와 전기적신호를 동시에 측정하여 부분방전신호를 판단할 경우 전력설비의 기계적진동이나 외부환경요인에 의하여 수반되는 외란신호를 매우 효과적으로 제거할 수 있다. Therefore, when judging the partial discharge signal by simultaneously measuring the acoustic signal and the electrical signal, it is possible to effectively remove the disturbance signal accompanying the mechanical vibration or external environmental factors of the power equipment.

즉, 물리적으로 서로 다른 음향신호와 전기적신호를 동시에 측정하고 교차상관관계 분석을 통해 유사잡음 신호를 제거하고 유효한 부분방전신호를 판단할 수 있도록 한다. That is, physically different acoustic signals and electrical signals can be measured at the same time and cross-correlation analysis can remove similar noise signals and determine effective partial discharge signals.

이후 시간영역(Time Domain)에서 검출장치의 AC사이클에 동기된 기준시간을 입력을 통해 위상정보를 추출한다(S22). Thereafter, phase information is extracted through an input of a reference time synchronized with an AC cycle of the detection device in a time domain (S22).

이후 부분방전신호의 특징인 임펄스형태의 조건을 만족하는 음향신호와 전기적신호를 분리하여 부분방전신호를 추출한다(S23). Thereafter, the partial discharge signal is extracted by separating the acoustic signal and the electrical signal satisfying the impulse type condition, which is a characteristic of the partial discharge signal (S23).

도 5의 (a)와 같이 초음파 센서(10)와 UHF 센서(20)를 통해 입력된 음향신호와 전기적신호에 대해 현장잡음신호를 제거한 결과 (b)와 같이 임펄스형태의 유효한 부분방전신호를 확인할 수 있다.
As a result of removing the field noise signal for the acoustic signal and the electrical signal input through the ultrasonic sensor 10 and the UHF sensor 20 as shown in (a) of Figure 5 (b) to check the effective partial discharge signal of the impulse type Can be.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통해 부분방전신호의 발생위치를 추적하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통한 부분방전신호 추출과정을 나타낸 그래프이다. FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of tracking a generation position of a partial discharge signal through a partial discharge signal detection apparatus of a power facility according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a power diagram according to an embodiment of the present invention. This is a graph showing the partial discharge signal extraction process through the partial discharge signal detection device of the facility.

도 6에 도시된 바와 같이 부분방전신호의 발생위치 추적을 위해서는 제어부(40)가 다수의 초음파 센서(10)와 다수의 UHF 센서(20)로부터 입력된 음향신호와 전기적신호를 통해 부분방전신호를 추출한다(S41). As shown in FIG. 6, in order to track the generation position of the partial discharge signal, the control unit 40 receives the partial discharge signal through an acoustic signal and an electrical signal input from the plurality of ultrasonic sensors 10 and the plurality of UHF sensors 20. Extract (S41).

그리고 다수의 초음파 센서(10)로부터 입력된 서로 다른 위치에서의 음향신호에 대한 교차상관관계를 통해 TOF(Time Of Flight)를 추출한다(S42). Then, TOF (Time Of Flight) is extracted through cross-correlation of sound signals at different positions input from the plurality of ultrasonic sensors 10 (S42).

또한 서로 다른 위치에서의 음향신호의 크기편차를 비교하여 초음파의 매질전달 특성 등을 이용하여 상대적 거리를 계산함으로써 부분방전신호의 발생위치를 추적한다(S43)(S44). In addition, the position of the partial discharge signal is tracked by calculating the relative distance by comparing the magnitude deviations of the acoustic signals at different positions using the medium transfer characteristics of the ultrasonic waves (S43).

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 입력된 음향신호와 전기적신호에서 현장 잡음신호를 제거한 상태에서 (b)와 같이 부분방전신호 영역을 확대하여 서로 다른 음향신호와의 시간차를 측정하여 상대적인 거리를 계산한다.
As shown in (a) of FIG. 7, a relative distance is obtained by measuring a time difference between different acoustic signals by enlarging the partial discharge signal region as shown in (b) in a state in which the on-site noise signal is removed from the input acoustic signal and the electrical signal. Calculate

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 부분방전신호 검출장치를 통해 부분방전의 특성을 진단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a process of diagnosing the characteristics of the partial discharge through the partial discharge signal detection apparatus of the power equipment according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이 제어부(40)는 음향신호와 전기적신호를 기반으로 부분방전신호를 추출한다(S61). As shown in FIG. 8, the controller 40 extracts the partial discharge signal based on the acoustic signal and the electrical signal (S61).

이러한 부분방전신호는 짧은 펄스폭을 가지는 임펄스 형태로 발생되어지고 방전량에 따라 발생신호의 크기가 비례하며 반복되는 AC사이클에서 방전개시전압을 초과하는 경우 발생되기 때문에 부분방전을 유발하는 원인에 따라 특정 위상에 반복되어 나타나는 특성을 가진다. The partial discharge signal is generated in the form of an impulse having a short pulse width, and the magnitude of the generated signal is proportional to the amount of discharge, and is generated when the discharge start voltage is exceeded in repeated AC cycles. It has a characteristic of appearing repeatedly in a specific phase.

따라서, AC사이클에 동기된 위상정보를 입력받아 QM(Quality Magnitude)과 NQN(Normalized Quantity Number) 파라미터를 계산한다(S62)(S63). Accordingly, the phase information synchronized with the AC cycle is input to calculate the quality magnitude (QM) and normalized quantity number (NQN) parameters (S62).

계산된 QM과 NQN의 위상별 분포도를 계산하여 부분방전 패턴과 비교하여 부분방전의 특성을 진단한다(S64)(S65).The distribution of each phase of the calculated QM and NQN is calculated and the characteristics of the partial discharge are diagnosed by comparing with the partial discharge pattern (S64) (S65).

이와 같이 부분방전신호를 검출하고 위상에 따른 패턴분석을 통하여 부분방전현상이 발생한 원인에 대한 분석을 수행할 수 있다. As described above, the cause of the partial discharge phenomenon can be analyzed by detecting the partial discharge signal and analyzing the pattern according to the phase.

본 발명에 의한 전력설비의 부분방전신호 검출장치에 따르면, 복합적인 센서를 통해 음향신호와 전기적신호를 검출하여 현장의 잡음신호에 의한 인식오류를 최소화하고, 부분방전신호의 발생위치를 검출할 수 있다.
According to the apparatus for detecting a partial discharge signal of a power equipment according to the present invention, the acoustic signal and the electrical signal can be detected through a complex sensor to minimize the recognition error caused by the noise signal in the field, and the occurrence position of the partial discharge signal can be detected. have.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 초음파 센서 20 : UHF 센서
30 : 데이터 수집장치 40 : 제어부
50 : 출력부10: ultrasonic sensor 20: UHF sensor
30: data acquisition device 40: control unit
50: Output section

Claims (9)

전력설비에서의 부분방전 시 방출되는 음향신호를 검출하는 다수의 초음파 센서;
상기 부분방전으로 생성된 누설전류의 흐름에 의한 전기적신호를 검출하는 다수의 UHF(Ultra High Frequency) 센서; 및
상기 다수의 초음파 센서와 상기 다수의 UHF 센서로부터 입력된 상기 음향신호와 상기 전기적신호를 통해 부분방전신호를 추출하고, 상기 부분방전신호의 발생위치를 분석하며 상기 부분방전의 특성을 진단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
A plurality of ultrasonic sensors for detecting the acoustic signal emitted during the partial discharge in the power equipment;
A plurality of ultra high frequency (UHF) sensors detecting electrical signals caused by the flow of the leakage current generated by the partial discharge; And
A control unit for extracting a partial discharge signal from the sound signals and the electrical signals inputted from the plurality of ultrasonic sensors and the plurality of UHF sensors, analyzing a generation position of the partial discharge signal, and diagnosing characteristics of the partial discharge; Partial discharge signal detection device of a power facility comprising a.
제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 상기 부분방전신호의 추출은 상기 음향신호와 상기 전기적 신호의 교차상관관계를 통해 현장잡음신호를 제거하여 추출하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
The apparatus of claim 1, wherein the control unit extracts the partial discharge signal by removing a field noise signal through a cross correlation between the acoustic signal and the electrical signal.
제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 상기 부분방전의 발생위치는 상기 다수의 초음파 센서로부터 검출된 상기 음향신호의 발생시간을 분석하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
The apparatus of claim 1, wherein the generation position of the partial discharge is analyzed by the controller to analyze a generation time of the sound signal detected by the plurality of ultrasonic sensors.
제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 추출한 상기 부분방전신호 및 상기 부분방전신호의 발생위치 및 상기 부분방전의 특성진단 결과를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
The apparatus of claim 1, further comprising an output unit configured to output the partial discharge signal and the location of the partial discharge signal extracted by the control unit, and a characteristic diagnosis result of the partial discharge. .
제 1항에 있어서, 상기 다수의 초음파 센서와 상기 다수의 UHF 센서에서 검출된 상기 음향신호와 상기 전기적신호를 수집하여 상기 제어부로 출력하는 데이터 수집장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a data collecting device configured to collect the sound signals and the electrical signals detected by the plurality of ultrasonic sensors and the plurality of UHF sensors and output the electrical signals to the controller. Discharge signal detection device.
제 1항에 있어서, 상기 초음파 센서와 상기 UHF 센서는 하나의 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
The apparatus of claim 1, wherein the ultrasonic sensor and the UHF sensor are configured as one module.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 시간영역에서 기준시간을 통한 위상정보를 추출하고 임펄스형태의 조건을 만족하는 상기 음향신호와 상기 전기적신호를 분리하여 상기 부분방전신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
The power source of claim 1, wherein the controller extracts phase information through a reference time in a time domain and extracts the partial discharge signal by separating the acoustic signal and the electrical signal satisfying an impulse type condition. Device for detecting partial discharge signal of equipment.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 부분방전신호를 추출하여 TOF(Time Of Flight) 분석과 크기편차를 비교하여 상대적인 거리를 계산하여 상기 부분방전신호의 발생위치를 추적하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치.
The power equipment of claim 1, wherein the control unit extracts the partial discharge signal, compares a time of flight (TOF) analysis with a magnitude deviation, calculates a relative distance, and tracks a generation position of the partial discharge signal. Partial discharge signal detection device.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 부분방전신호를 추출하여 QM(Quality Magnitude)과 NQN(Normalized Quantity Number)를 계산하여 부분방전 패턴과 비교하여 상기 부분방전의 특성을 진단하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전신호 검출장치. The method of claim 1, wherein the controller extracts the partial discharge signal, calculates a quality magnitude (QM) and a normalized quantity number (NQN), and compares the partial discharge pattern with a partial discharge pattern to diagnose the characteristics of the partial discharge. Device for detecting partial discharge signal of equipment.
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