LS산전, 변전소 상시 감시 진단 시스템 개발

시 감시 진단 시스템 개발산업의 고도화와 더불어 21세기 지식 정보화 사회로의 전환에 의한 정보 네트워크의 정비/확대, 도시 Life-style 변화 등에 의해 전력의 안정 공급, 고품질화, 고신뢰성에 대한 요구가 절실한 상황이다.

변전소 주요 설비(GIS, MTR, 피뢰기)의 상태기반 유지보수 전략을 위해서는 운전 중인 전력 설비의 상태를 진단하기 위한 변전소 예방진단 시스템의 보급이 필수적이다.

이러한 상황에서 LS산전이 최근 변전소 상시 감시 진단 시스템을 개발하여 주목된다. <편집자 주>
 

변전소 예방진단 시스템은 가스절연개폐장치, 유입식 변압기 및 피뢰기를 대상으로 진단 항목별 기기의 상태 정보를 검출하는 센서부와 데이터를 취득하여 가공하고, 상위로 전달하는 데이터 취득장치인 DAU(Data Acquisition Unit) 및 각종 정보와 진단의 결과를 Visualization을 통하여 컨텐츠를 제공하는 HMI(Human Machine Interface)로 구성되어 있다.
 

GIS 감시진단

GIS감시진단 항목은 크게 3부분으로 나누어져 있다. GIS내부의 절연사고를 미연에 방지하기 위한 부분방전 진단과 GIS의 차단성능 및 절연유지에 중요한 역할을 하는 GIS의 절연매질인 SF6가스의 밀도 감시 및 차단기 소호실 내부의 주요 구성품인 아크접점과 노즐의 마모상태와 조작기의 동작특성 변화를 감시하기 위한 차단기 감시 진단으로 구별된다.
 

변압기 감시진단

유입변압기에 arc 또는 부분방전과 같은 국부 과열현상이 발생하면 이 열원과 접촉하고 있는 절연유나 절연지 등의 절연물은 열에 의해 열화 분해된다.

절연물의 열열화 현상은 화학반응에 의해 가스를 발생시키고 이 가스는 절연유중에 용해되기도 하고 일부는 유면 상의 공간에 방출된다.

일반적으로 열분해 가스는 수소, 저급 탄화수소(CH4, C2H6, C3H8, C2H4, C3H6, C2H2)가스, 일산화탄소, 탄산가스 등 10여종에 이른다.

이상의 종류에 따른 주요 열분해 가스를 다음의 표 1에 나타내었다. 이상의 종류에 따라 발생 가스가 다른 것은 이상 발생부의 재료 및 과열에 의한 온도가 상이한 데 기인하는 것이다.

또한 부분방전에 의한 열분해가스의 특징은 국부적인 높은 온도 때문에 다량의 수소가스와 아세칠렌 및 기타 탄화수소가스를 함유하며 arc에 의한 열분해가스는 다량의 아세칠렌 가스를 함유하는 것이 특징이다.

절연유에 용해된 가스를 실시간 분석하여 변압기의 이상을 조기에 발견하여 운전의 효율성을 높이고 고장을 사전에 예방하기 위한 기술이 전개되고 있다.

LS산전 변전소 예방진단 시스템은 경제성의 관점에서 수소 단일 가스를 주 감시가스로 측정하고 있다. 또한 냉각장치 시스템의 구동을 전담하는 Fan 및 Pump의 동작상태를 상시적으로 감시하며, 변압기의 유일한 가동부인 OLTC 정보도 감시를 대상으로 하고 있다.
 

HMI

HMI는 FEP로부터 실시간 센서 데이터를 수신하고, 필요시 데이터베이스를 엑세스하여 자료를 가져올 수 있다.

HMI는 실시간으로 센서 데이터를 감시할 수 있는 화면을 제공하며, 실시간 트랜드, 이벤트 자료 및 과거의 자료를 조회할 수 있고, 센서 데이터의 이상 발생시 분석을 통해 진단결과를 확인할 수 있다.

또한 데이터베이스에 저장된 측정 센서들의 값들을 활용해 엑셀 보고서를 생성할 수 있다.
 

결론

최근 변전소 예방진단 시스템이 한국전력공사 및 154kV수전 수용가에서 적용되면서 온라인 예방진단 시스템에 대한 관심이 보다 높아지고 있다.

예방진단 시스템은 전력설비의 상태에 관한 정확한 정보를 획득할 수 있으며, 설비의 건전성을 확보할 수 있으며, 설비의 상태에 따라 유지보수에 대한 전략을 마련할 수 있음으로 설비의 가용성과 신뢰성이 개선될 수 있다.

당사는 예방진단 시스템의 지속적인 소프트웨어 Upgrade 및 분석 알고리즘 개선을 통해 보다 신뢰도가 향상된 온라인 예방진단 시스템을 구축해 나갈 것이다.
 

2005년 9월 [월간 모션컨트롤]
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