[논문]GIS용 전자기파 부분방전 진단 시스템 개발 및 적용 동향

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개별 시스템에 적용된 센서의 형태와 UHF 신호처리방식, 신호 분석과 진단 방식은 각 개발사 별로 차이가 있으나 내부 결함에 의해 발생되는 부분방전을 UHF대 역의 전자기파 신호를 검출-신호처리 하여 분석화면에 표시하는 기본기능은 비슷하다. 본 고에서는 국내에서 개발되어 국내외 현장에 적용되고 있는 대표적인 GIS 부분방전 진단 시스템의 특성과 적용 현황에 대해 소개한다.
또한 효성 iPDM 시스템은 국내/외 고객으로부터 기술력을 인정받아 시범운영이 활발하기 진행 중이다. 아울러 쥐 효성의 울산공장 및 용연공장의 GIS 상태를 iPDM 시스템을 통하여 원격에서 상시 감시할 수 있는 서비스 시스템 (RMDC:Remote Monitoring Diagnosis Center)을 구축하였으녀, 향후 설비 운영 및 관리 서비스 사업의 추진을 위하여 시스템의 신뢰성 확보를 위한 연구를 진행 중에 있다.

또한 2단계(2006~2008)로 개발품의 현장 검증과 알고리즘 고도화 연구를 추진하여 362kV GIS를 대상으로 현장검증 및 실증시험을 하였으며, 위상 독립형 부분 방전 진단 알고리즘을 개발하여 적용하고 있고 아크 접점성능 및 수명평가기술을 개발하였다.
별도의 유지보수가 필요 없는 간단한 구조로 구성되어 있으며 공간이 협소하고 사용환경이 가혹한 변전소 현장에서도 효율적으로 GIS의 부분방전을 측정하고 정밀 진단할 수 있다. 주요기능으로는 GIS에서 발생하는 부분 방전을 측정하여 발생 위치를 측정 센서와의 거리로 표시하고 부분방전의 발생원인 (Noise, 휴대폰 Noise, Free Particle, Spacer Crack 및 Void, Floating, Protrusion 등)을 진단하며 각각의 원인에 대한 위험도를 5단계로 판정하여 사용자가 부분 방전 이상에 대하여 조치할 수 있도록 도와 준다. Portable iPDM의 사양과 구성은 다음과 같다.

이러한 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환되어 광신호로 전송된다. Main Unite Local UniL으로부터 전송 받은 신호를 분석하여 PD 발생유무, 원인진단 및 위치표정을 실시하며, HMI로 분석된 데이터를 제공한다. 효성의 iPDM 시스템은 Web기반의 부분방전 진단시스템을 포함하고 있으며, 따라서 시간과 장소에 관계없이 Web을 통해 각 변전소의 상태 정보를 확인할 수 있다.

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