KR20210030670A - Apparatus for real-time diagnosis of transformer oil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 실시간으로 변압기의 내부에 채워진 절연유의 상태를 빛의 굴절과 간섭을 이용하여 진단하는 실시간 절연유 진단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time insulating oil diagnosis apparatus for diagnosing the state of insulating oil filled in a transformer in real time using refraction and interference of light.
변압기의 내부에는 절연과 냉각을 목적으로 절연유가 채워진다.The inside of the transformer is filled with insulating oil for insulation and cooling purposes.
상기 절연유는 상기 변압기의 내부를 유동하기 때문에 상기 절연유에 포함된 가스를 분석함으로써, 상기 변압기의 이상유무 또는 상기 절연유의 변질을 감지할 수 있다.Since the insulating oil flows through the inside of the transformer, by analyzing the gas contained in the insulating oil, it is possible to detect whether there is an abnormality in the transformer or the deterioration of the insulating oil.
유중가스 분석방식은 가스 크로마토그래피(gas chromatography) 방식에서 최근에는 광음향 가스분석방식, 탄소나노튜브방식 등으로 점차 다양화 되고 있다. The gas-in-oil analysis method has been gradually diversified from a gas chromatography method to a photoacoustic gas analysis method and a carbon nanotube method.
그러나, 이러한 방식은 가스분석장치 구성이 매우 복잡하다. 예를 들어, 광음향 가스분석방식은 오일순환펌프, 가스추출장치, 가스 chamber와 마이크로폰, 광원으로 구성되어 있다. However, this method is very complicated to configure the gas analyzer. For example, the photoacoustic gas analysis method consists of an oil circulation pump, a gas extraction device, a gas chamber and a microphone, and a light source.
또한, 종래 기술은 채취한 절연유에 대해 정확한 온도하에 추출된 가스를 분석하여야 하므로, 작업에 번거로움이 있다. 예컨대, 변압기 내부의 어떤 이상에 의하여 발생된 가스들을 분석하기 위해서는 절연유에 포함된 각각의 가스를 채취하여야 하는데, 절연유에 포함된 가스의 종류에 따라 반응하는 온도가 다르기 때문에, 각각의 가스에 맞는 온도를 맞추고 그 때 발생하는 가스량의 변화를 검사하여 상기 변압기의 이상 유무를 검사한다. In addition, in the prior art, since the extracted gas must be analyzed under the correct temperature for the collected insulating oil, there is trouble in operation. For example, in order to analyze gases generated by an abnormality inside the transformer, each gas contained in the insulating oil must be collected. Since the reaction temperature is different depending on the type of gas contained in the insulating oil, the temperature suitable for each gas And check for abnormality of the transformer by checking the change in the amount of gas generated at that time.
따라서, 경우에 따라서는 반응에 필요한 촉매제와 필터를 수시로 교체하여야 하는 번거로움이 있었다.Therefore, in some cases, there is a hassle of replacing the catalyst and filter required for the reaction from time to time.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '변압기 유중가스 분석 방법'에 관한 기술이 개시되어 있다.On the other hand, the following prior art document discloses a technique related to the'transformer oil-in-gas analysis method'.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 변압기의 내부를 유동하는 절연유를 일부를 바이패스시키고, 바이패스된 절연유에 빛을 조사(照射)하여 상기 절연유를 통과한 굴절광을 기준광과 간섭무늬로 상기 절연유의 상태변화를 감지함으로써, 상기 변압기의 이상유무를 진달하도록 한 실시간 절연유 진단 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is invented to solve the above problems, by bypassing a part of the insulating oil flowing inside the transformer, and irradiating light to the bypassed insulating oil, and the refracted light passing through the insulating oil is referred to as a reference light. An object of the present invention is to provide a real-time insulating oil diagnosis apparatus capable of detecting abnormalities in the transformer by detecting a change in the state of the insulating oil with an over-interference pattern.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시간 절연유 진단 장치는, 변압기의 내부에 채워져 상기 변압기의 내부를 유동하는 절연유를 진단하는 절연유 진단 장치에 있어서, 상기 절연유에 빛을 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 직접 조사된 기준광과 상기 절연유를 통과한 굴절광이 투영되는 스크린을 포함하고, 상기 기준광과 상기 굴절광의 위상차에 따라 형성된 간섭무늬로 상기 절연유를 진단하는 것을 특징으로 한다.A real-time insulating oil diagnostic device according to the present invention for achieving the above object is an insulating oil diagnostic device for diagnosing insulating oil filled inside a transformer and flowing inside the transformer, wherein the light source for irradiating light to the insulating oil, And a screen on which the reference light directly irradiated from the light source and the refracted light passing through the insulating oil are projected, and the insulating oil is diagnosed with an interference pattern formed according to a phase difference between the reference light and the refracted light.
상기 광원은 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 한다.The light source is characterized by irradiating laser light.
상기 광원에서 조사된 빛 중에서 일부는 직접 상기 스크린으로 조사되고, 또 다른 일부는 상기 절연유를 통과하도록 조사되는 것을 특징으로 한다.Part of the light irradiated from the light source is directly irradiated to the screen, and another part is irradiated to pass through the insulating oil.
상기 광원으로부터 조사된 빛이 투과될 수 있도록 투과창이 더 구비되고, 상기 투과창의 내부로 절연유가 유동하는 것을 특징으로 한다.A transmission window is further provided so that light irradiated from the light source can be transmitted, and insulating oil flows into the transmission window.
상기 변압기에 채워진 절연유가 순환하는 절연유 순환라인으로부터 바이패스라인이 분기되고, 상기 바이패스라인에 상기 투과창이 형성되는 것을 특징으로 한다.A bypass line is branched from an insulating oil circulation line through which the insulating oil filled in the transformer circulates, and the transmission window is formed in the bypass line.
상기 광원과 상기 투과창 사이에는 상기 광원으로부터 조사된 빛을 상기 투과창으로 조사되도록 하는 적어도 하나 이상의 반사미러가 설치되는 것을 특징으로 한다.At least one reflective mirror is installed between the light source and the transmission window to irradiate light irradiated from the light source to the transmission window.
상기 바이패스라인은, 상기 변압기로부터 토출된 절연유를 가압시키는 냉각펌프와 상기 냉각펌프로부터 유입된 상기 절연유를 냉각시켜 상기 변압기로 유입되도록 하는 라디에이터 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.The bypass line is formed between a cooling pump that pressurizes the insulating oil discharged from the transformer and a radiator that cools the insulating oil introduced from the cooling pump to flow into the transformer.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시간 절연유 진단 장치에 따르면, 간단한 구조로 형성되어 변압기의 내부를 유동하는 절연유의 일부를 바이패스시켜 빛을 조사(照射)하여 굴절광을 기준광의 간섭무늬로써, 상기 절연유의 상태를 감지할 수 있다.According to the real-time insulating oil diagnosis apparatus of the present invention having the configuration as described above, it is formed in a simple structure, by bypassing a part of the insulating oil flowing inside the transformer and irradiating light to use the refracted light as an interference pattern of the reference light, The state of the insulating oil can be detected.
기준광과 굴절광의 위상차로 상기 절연유의 상태를 감지함으로써, 상기 변압기의 이상유무를 진달할 수 있다.By detecting the state of the insulating oil based on the phase difference between the reference light and the refracted light, the abnormality of the transformer can be advanced.
또한, 상기 변압기의 내부를 유동하는 절연유의 일부를 바이패스하여 유동하는 절연유에 빛을 조사하여 절연유의 상태를 감지하기 때문에, 실시간으로 유동중인 절연유의 상태와 상기 변압기의 이상 유무를 진단할 수 있다.In addition, since a part of the insulating oil flowing inside the transformer is bypassed and light is irradiated to the flowing insulating oil to detect the state of the insulating oil, it is possible to diagnose the state of the insulating oil flowing in real time and whether there is an abnormality in the transformer. .
아울러, 구조가 간단하기 때문에, 유지관리도 용이해짐과 더불어 생산원가를 낮출 수 있다.In addition, since the structure is simple, maintenance can be facilitated and production cost can be lowered.
도 1은 변압기의 냉각시스템을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 절연유 진단 장치에서 바이패스 라인에 투과창이 설치된 상태를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 절연유 진단 장치에 기준광과 굴절광을 간섭무늬를 비교하는 상태를 도시한 개략도.1 is a block diagram showing a cooling system of a transformer.
2 is a schematic diagram showing a state in which a transmission window is installed in a bypass line in a real-time insulating oil diagnosis apparatus according to the present invention.
3 is a schematic diagram showing a state in which interference patterns are compared between reference light and refracted light in a real-time insulating oil diagnosis apparatus according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 실시간 절연유 진단 장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a real-time insulating oil diagnosis apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 실시간 절연유 진단 장치는, 변압기(1)의 내부에 채워져 상기 변압기(1)의 내부를 유동하는 절연유를 진단하는 절연유 진단 장치에 있어서, 상기 절연유에 빛을 조사(照射)하는 광원(21)과, 상기 광원(21)으로부터 직접 조사된 기준광과 상기 절연유를 통과한 굴절광이 투영되는 스크린(25)을 포함하고, 상기 기준광과 상기 굴절광의 위상차에 따라 형성된 간섭무늬로 상기 절연유를 진단한다.In the real-time insulating oil diagnosis apparatus according to the present invention, in the insulating oil diagnosis apparatus for diagnosing insulating oil filled in the transformer 1 and flowing inside the transformer 1, a light source for irradiating light to the insulating oil ( 21), and a
발전소 등에서 사용하는 대형 변압기는 절연과 냉각을 위하여 내부에 절연유가 채워진다.Large transformers used in power plants are filled with insulating oil for insulation and cooling.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 절연유는 절연유 순환라인(11)을 통하여, 변압기(1), 냉각펌프(3) 및 라디에이터(2)를 순환하면서, 고온의 절연유가 상기 라디에이터(2)에서 냉각된 후, 상기 변압기(1)로 재유입되어, 상기 변압기(1)가 적정온도로 유지되도록 한다.As shown in FIG. 1, the insulating oil is cooled in the
본 발명에서는 절연유에 이상이 발생하는 경우 절연유의 매질이 변동되어, 변질된 절연유에 빛을 통과 할 때 순수한 절연유를 통과한 빛과 상기 변압기의 이상으로 발생된 가스가 포함되어 변질된 절연유를 통과한 빛의 회절 각도가 변하는 원리를 이용하여 절연유의 상태변화를 감지한다.In the present invention, when an abnormality occurs in the insulating oil, the medium of the insulating oil is changed, and when the light passes through the denatured insulating oil, the light that has passed through the pure insulating oil and the gas generated by the abnormality of the transformer are included. The change in the state of insulating oil is detected by using the principle of changing the diffraction angle of light
상기 절연유를 빛을 조사하기 위하여, 상기 절연유 순환라인(11)으로부터 분기되어 절연유의 일부가 유동하도록 바이패스라인(12)을 형성하고, 상기 바이패스라인(12)에 빛이 통과할 수 있도록 투과창(22)이 형성된다. 상기 바이패스라인(12)은 도 1에 A로 표시된 부분과 같이, 상기 냉각펌프(3)와 상기 라디에이터(2) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.In order to irradiate the insulating oil with light, it is branched from the insulating
광원(21)은 상기 절연유로 빛을 조사(照射)한다. 상기 광원(21)은 바람직하게는 레이저광(laser 光)을 조사하는 레이저 광원인 것이 바람직하다.The
상기 광원(21)으로부터 조사된 빛은 일부는 직접 스크린(25)으로 조사되고, 또 다른 일부는 상기 투과창(22)으로 조사된다.A part of the light irradiated from the
반사미러(23)(24)는 적어도 하나 이상으로 설치되어, 상기 광원(21)으로부터 조사된 빛의 방향을 제어한다. 상기 반사미러(23)(24)는 상기 광원으로부터 조사된 빛이 상기 투과창(22)을 통과하여 스크린(25)에서 투영되도록 한다. 예컨대, 본 발명에서는 2개의 반사미러(23)(24)를 이용하여 상기 광원(21)으로부터 조사된 빛이 상기 투과창(22)으로 조사되도록 한다.At least one
스크린(25)은 상기 광원(21)에서 조사된 빛이 투영되도록 한다. 상기 광원(21)에서 조사된 빛은 일부는 직접 상기 스크린(25)에 투영되고, 또 다른 일부는 상기 투과창(22)을 통과한 후 상기 스크린(25)에 투영된다. The
이때, 바람직하게는 상기 광원(21)으로부터 직접 상기 스크린(25)으로 조사된 빛과 상기 투과창(22)을 통과한 다음 상기 스크린(25)으로 조사되는 빛은 간섭무늬가 발생되도록 상기 스크린(25)에서 하나의 위치에 투영되도록 한다.At this time, preferably, the light irradiated to the
스넬의 법칙에 따르면, 매질A를 통과하는 입사광 A의 입사각을 θA, 광속도를 vA 이라 하고, 매질B를 통과하는 입사광 B의 입사각을 θB, 광속도를 vB 라 하면, 'sin θA / sin θB = vA / vB'인 관계에 있다. 따라서, 굴절된 빛과 굴절되지 않은 빛은 도달거리가 다르게 되며, 하나의 광원을 가지는 두 개의 빛이 있을 때 굴절된 빛(굴절광)과 굴절되지 않은 빛(기준광)이 하나의 위치에서 합쳐지면 상기 기준광과 사익 굴절광의 위상차에 의하여 간섭무늬가 스크린(25)에 형성된다.According to Snell's Law, if the angle of incidence of incident light A passing through medium A is θ A , the speed of light is v A , angle of incidence of incident light B passing through medium B is θ B , and the speed of light is v B , then'sin θ A / sin θ B = v A / v B '. Therefore, the reach distance between the refracted light and the unrefracted light is different, and when there are two lights having one light source, the refracted light (refracted light) and the unrefracted light (reference light) are combined at one location An interference pattern is formed on the
이는 절연유의 상태에 따라서 매질인 절연유의 굴절각이 변하고, 상기 굴절각의 변화로 인해 빛의 진행경로의 길이가 변하게 된다. 이에 따라 기준광과 굴절광의 위상차는 절연유의 상태에 따라 달라지고, 간섭무늬의 형성도 달라지게 된다. This changes the refractive angle of the insulating oil, which is a medium, according to the state of the insulating oil, and the length of the path of light changes due to the change of the refractive angle. Accordingly, the phase difference between the reference light and the refracted light varies depending on the state of the insulating oil, and the formation of interference fringes is also different.
따라서, 상기 스크린(25)에 형성되는 간섭무늬를 실시간으로 검사함으로써 절연유의 상태를 진단할 수 있다.Accordingly, the state of the insulating oil can be diagnosed by inspecting the interference fringes formed on the
특히, 상기 변압기의 이상유무를 상기 변압기의 내부를 유동하는 절연유의 상태를 진단함으로써 간단한 구조와 더불어 실시간으로 절연유와 변압기의 상태를 진단할 수 있다.In particular, it is possible to diagnose the state of the insulating oil and the transformer in real time with a simple structure by diagnosing the state of the insulating oil flowing inside the transformer to determine whether the transformer is abnormal.
본 발명에 따른 실시간 절연유 진단 장치는 빛의 굴절과 간섭을 이용하여 절연유의 변질과 변압기의 이상유무를 판단하므로, 설치의 편리성과 적절한 감도를 유지하면서 가격이 저렴하는 장점이 있다.The real-time insulating oil diagnosis apparatus according to the present invention determines the deterioration of the insulating oil and the abnormality of the transformer by using refraction and interference of light, and thus has the advantage of being inexpensive while maintaining convenience of installation and appropriate sensitivity.
1 : 변압기
2 : 라디에이터
3 : 냉각펌프
11 : 절연유 순환라인
12 : 바이패스라인
21 : 레이저 광원
22 : 투과창
23, 24 : 반사미러
25 : 스크린1: transformer
2: radiator
3: cooling pump
11: insulating oil circulation line
12: bypass line
21: laser light source
22: transmission window
23, 24: reflective mirror
25: screen
Claims (7)
상기 절연유에 빛을 조사(照射)하는 광원과,
상기 광원으로부터 직접 조사된 기준광과 상기 절연유를 통과한 굴절광이 투영되는 스크린을 포함하고,
상기 기준광과 상기 굴절광의 위상차에 따라 형성된 간섭무늬로 상기 절연유를 진단하는 것을 특징으로 하는 실시간 절연유 진단 장치.In the insulating oil diagnosis apparatus for diagnosing the insulating oil filled in the inside of the transformer and flowing inside the transformer,
A light source for irradiating light to the insulating oil,
And a screen on which the reference light directly irradiated from the light source and the refracted light passing through the insulating oil are projected,
A real-time insulating oil diagnosis apparatus, characterized in that the insulating oil is diagnosed with an interference pattern formed according to a phase difference between the reference light and the refracted light.
상기 광원은 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 실시간 절연유 진단 장치.The method of claim 1,
The light source is a real-time insulating oil diagnosis apparatus, characterized in that to irradiate a laser light.
상기 광원에서 조사된 빛 중에서 일부는 직접 상기 스크린으로 조사되고,
또 다른 일부는 상기 절연유를 통과하도록 조사되는 것을 특징으로 하는 실시간 절연유 진단 장치.The method of claim 1,
Some of the light irradiated from the light source is directly irradiated to the screen,
Another part of the real-time insulating oil diagnosis apparatus, characterized in that irradiated to pass through the insulating oil.
상기 광원으로부터 조사된 빛이 투과될 수 있도록 투과창이 더 구비되고,
상기 투과창의 내부로 절연유가 유동하는 것을 특징으로 하는 실시간 절연유 진단 장치.The method of claim 1,
A transmission window is further provided so that the light irradiated from the light source can be transmitted,
Real-time insulating oil diagnosis device, characterized in that the insulating oil flows into the through window.
상기 변압기에 채워진 절연유가 순환하는 절연유 순환라인으로부터 바이패스라인이 분기되고,
상기 바이패스라인에 상기 투과창이 형성되는 것을 특징으로 하는 실시간 절연유 진단 장치.The method of claim 4,
The bypass line is branched from the insulating oil circulation line through which the insulating oil filled in the transformer circulates,
The real-time insulating oil diagnosis apparatus, characterized in that the transmission window is formed in the bypass line.
상기 광원과 상기 투과창 사이에는 상기 광원으로부터 조사된 빛을 상기 투과창으로 조사되도록 하는 적어도 하나 이상의 반사미러가 설치되는 것을 특징으로 하는 실시간 절연유 진단 장치.The method of claim 4,
At least one reflective mirror is installed between the light source and the transmission window to irradiate the light irradiated from the light source to the transmission window.
상기 바이패스라인은,
상기 변압기로부터 토출된 절연유를 가압시키는 냉각펌프와 상기 냉각펌프로부터 유입된 상기 절연유를 냉각시켜 상기 변압기로 유입되도록 하는 라디에이터 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 실시간 절연유 진단 장치.The method of claim 5,
The bypass line,
A real-time insulating oil diagnosis apparatus, characterized in that it is formed between a cooling pump that pressurizes the insulating oil discharged from the transformer and a radiator that cools the insulating oil introduced from the cooling pump to flow into the transformer.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X601 | Decision of rejection after re-examination |