발전소 전기설비를 위한 효과적인 케이블 포설 알고리즘 및 자동화 프로그램 구현 Implementation of Efficient Cable Spreading Algorithm and Automation Program for Electrical Equipment in Power Plant원문보기
본 논문에서는 발전소 전기설비의 설계 중 케이블 포설 설계가 효과적으로 이루어질 수 있도록 케이블 포설 알고리즘 개발 및 자동화 프로그램을 구현하였다. 기존의 케이블 포설 설계 작업이 수기로 작성됨에 따라 케이블 누락 및 기준치 이상의 케이블 포설 등 불필요한 오류가 발생되어 인적 시간적 투자 대비 비효율성을 갖는 반면, 제안된 케이블 포설 자동화 프로그램은 케이블과 케이블 선로 구간을 코드화하여 효과적으로 과포설 계산 및 선로 구간을 변경할 수 있도록 하였다. 실험 결과, 구현된 케이블 포설 자동화 프로그램은 설계 규격대로 수행됨을 확인할 수 있었고, 프로젝트의 규모에 따라 하루에서 한 달 이내로 설계기간을 줄일 수 있어 발전소 전기설비를 위한 케이블 포설 설계를 경제적이고 효과적으로 할 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문에서는 발전소 전기설비의 설계 중 케이블 포설 설계가 효과적으로 이루어질 수 있도록 케이블 포설 알고리즘 개발 및 자동화 프로그램을 구현하였다. 기존의 케이블 포설 설계 작업이 수기로 작성됨에 따라 케이블 누락 및 기준치 이상의 케이블 포설 등 불필요한 오류가 발생되어 인적 시간적 투자 대비 비효율성을 갖는 반면, 제안된 케이블 포설 자동화 프로그램은 케이블과 케이블 선로 구간을 코드화하여 효과적으로 과포설 계산 및 선로 구간을 변경할 수 있도록 하였다. 실험 결과, 구현된 케이블 포설 자동화 프로그램은 설계 규격대로 수행됨을 확인할 수 있었고, 프로젝트의 규모에 따라 하루에서 한 달 이내로 설계기간을 줄일 수 있어 발전소 전기설비를 위한 케이블 포설 설계를 경제적이고 효과적으로 할 수 있을 것으로 사료된다.
In this paper, we proposed and implemented the automated cable-spreading program which can be done effectively cabling plan for electrical equipment in power plant. Cause the process of existing cable-spreading design was written in by hand, there are grossly inefficient gain by a personal and time ...
In this paper, we proposed and implemented the automated cable-spreading program which can be done effectively cabling plan for electrical equipment in power plant. Cause the process of existing cable-spreading design was written in by hand, there are grossly inefficient gain by a personal and time investment with cable omission and unfixed overfill value. Proposed automation program for cable-spreading, which is coded cable and raceway, can calculate the overfill value and raceway change. Some experiments are conducted so as to verify the proposed model, and as a result, implemented cable-spreading program is well performed.
In this paper, we proposed and implemented the automated cable-spreading program which can be done effectively cabling plan for electrical equipment in power plant. Cause the process of existing cable-spreading design was written in by hand, there are grossly inefficient gain by a personal and time investment with cable omission and unfixed overfill value. Proposed automation program for cable-spreading, which is coded cable and raceway, can calculate the overfill value and raceway change. Some experiments are conducted so as to verify the proposed model, and as a result, implemented cable-spreading program is well performed.
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문제 정의
현재, 케이블 발주에 앞서 드럼 크기별 리스트 작성이 수기로 진행됨에 따라 소소한 오류로 인해 현장에서 케이블 부족 및 낭비가 심하다. 따라서 드럼 리스트 작성을 최적화하는 알고리즘을 개발하고, 불필요한 오류 없이 자동화할 수 있는 프로그램을 구현하는 것을 목표로 한다.
발전소 전기설비 엔지니어링 분야의 특성상 관련된 케이블의 수량이 대략 4만 가지 이상에 달하여 현장설계 및 관리의 중요성을 갖지만, 케이블 포설 설계가 아직까지 수기로 진행되고 있어 케이블 부족 및 낭비와 같은 잦은 오류가 심각하다[1,2]. 따라서 발전소 전기설비 구축에 있어서 효과적인 케이블 포설 설계의 중요성이 대두되고 있으며, 이에 본 논문에서는 케이블 포설을 위한 자동화 방법을 제안한다. 즉, 기존의 수기로 작성되는 케이블 포설 설계 오류 및 이중 작업을 피하고, 케이블 포설 허용치를 재조명하여 효과적으로 케이블을 포설하는 자동화 방법을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 발전소 전기설비 구간을 나타내는 레이스웨이(Raceway) 프로토콜[3,4]을 설계하고, 대표적인 케이블(Cable) 코드들에 대해 재정의 하였다. 특히 설계된 프로토콜을 기반으로 기존의 수기로 작성하였던 케이블 리스트 구성을 자동화 하는 기법을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 발전소 전기설비를 위해 케이블 특징을 코드화 하고, 케이블 선로 구간을 의미하는 Raceway 프로토콜을 설계하였다. 또한 케이블 코드와 Raceway 프로토콜을 기반으로 케이블 포설을 위한 시뮬레이션 프로그램을 구현하였고, Raceway 변경 및 Fill(%) 계산을 자동화 하였다.
따라서 발전소 전기설비 구축에 있어서 효과적인 케이블 포설 설계의 중요성이 대두되고 있으며, 이에 본 논문에서는 케이블 포설을 위한 자동화 방법을 제안한다. 즉, 기존의 수기로 작성되는 케이블 포설 설계 오류 및 이중 작업을 피하고, 케이블 포설 허용치를 재조명하여 효과적으로 케이블을 포설하는 자동화 방법을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 발전소 전기설비 구간을 나타내는 레이스웨이(Raceway) 프로토콜[3,4]을 설계하고, 대표적인 케이블(Cable) 코드들에 대해 재정의 하였다. 특히 설계된 프로토콜을 기반으로 기존의 수기로 작성하였던 케이블 리스트 구성을 자동화 하는 기법을 제안하고자 한다. 본 논문의 구성은 2장에서 케이블 포설을 위한 Raceway와 Route의 개념을 설명하고, 3장에서는 대표적인 케이블의 코드를 정의하고, Raceway 프로토콜을 설계하였다.
제안 방법
57mm2로 Fill(%) 값이 초과되기 때문에 다른 구간으로 변경하여야 한다. 또한 기존 구성된 Raceway 코드 들을 미리 확인 가능하도록 하였고, 신규로 추가할 수 있도록 구현하였다.
본 논문에서는 발전소 전기설비를 위해 케이블 특징을 코드화 하고, 케이블 선로 구간을 의미하는 Raceway 프로토콜을 설계하였다. 또한 케이블 코드와 Raceway 프로토콜을 기반으로 케이블 포설을 위한 시뮬레이션 프로그램을 구현하였고, Raceway 변경 및 Fill(%) 계산을 자동화 하였다. 기존의 케이블 포설 계획 및 설계하는 과정은 상당한 시간이 소요되고 잦은 오류로 인해 인적 · 시간적 투자가 많아 비효율적이다.
본 논문에서 케이블 선로에 케이블을 포설하는 과정에서 현존하는 케이블들의 특징과 선로구간을 의미하는 Raceway를 코드화 하였고, 3절에서 설명하였다. 설계된 케이블 코드와 Raceway 프로토콜을 기반으로 Excel 자동화 기법을 이용해 케이블 포설 자동화 프로그램을 구현하였고, 그림 7과 같다.
따라서 다양한 케이블 포설 설계 프로젝트에서 운영되는 케이블 종류들을 표준화하는 과정이 필요하다. 본 논문에서는 그림 3과 같이 케이블 코드의 프로토콜을 설계하였고, 표 1과 같이 케이블들의 주요 특징을 정규화 및 정의하였다.
이론/모형
본 논문에서 케이블 선로에 케이블을 포설하는 과정에서 현존하는 케이블들의 특징과 선로구간을 의미하는 Raceway를 코드화 하였고, 3절에서 설명하였다. 설계된 케이블 코드와 Raceway 프로토콜을 기반으로 Excel 자동화 기법을 이용해 케이블 포설 자동화 프로그램을 구현하였고, 그림 7과 같다. 그림 7에서 123번 케이블을 클릭하였을 때 케이블 Route에 대한 검증이 가능하고 6개의 Raceway 구간을 지나가고 있음을 확인할 수 있다.
성능/효과
본 논문에서 구현된 Fill(%) 계산 및 케이블 포설 자동화 프로그램은 상당히 많은 시간(최소 2달 ~ 몇 달)이 소요되었던 수기 작성 및 케이블 포설 설계 작업이 하루에서 일주일 이내로 시간적 투자대비 높은 효율성을 보이고 있다.
후속연구
기존의 케이블 포설 계획 및 설계하는 과정은 상당한 시간이 소요되고 잦은 오류로 인해 인적 · 시간적 투자가 많아 비효율적이다. 본 논문에서 구현된 케이블 포설 자동화 프로그램은 기존 방법의 단점을 최적으로 보완하였고, 특히 몇 달 이상의 시간 투자를 규모에 따라 하루에서 한 달 이내로 줄일 수 있어 발전소 전기설비 및 케이블 포설을 효과적으로 할 수 있을 것으로 사료된다.
향후, 본 논문에서 설계된 케이블 코드와 Raceway 프로토콜을 기반으로 케이블 종류별 드럼(Drum) 리스트 작성을 자동화하는 방법에 대해 연구할 예정이다. 현재, 케이블 발주에 앞서 드럼 크기별 리스트 작성이 수기로 진행됨에 따라 소소한 오류로 인해 현장에서 케이블 부족 및 낭비가 심하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현존하는 케이블들의 특징과 선로구간은 무엇인가?
본 논문에서 케이블 선로에 케이블을 포설하는 과정에서 현존하는 케이블들의 특징과 선로구간을 의미하는 Raceway를 코드화 하였고, 3절에서 설명하였다. 설계된 케이블 코드와 Raceway 프로토콜을 기반으로 Excel 자동화 기법을 이용해 케이블 포설 자동화 프로그램을 구현하였고, 그림 7과 같다.
제안된 케이블 포설 자동화 프로그램의 실험 결과는?
기존의 케이블 포설 설계 작업이 수기로 작성됨에 따라 케이블 누락 및 기준치 이상의 케이블 포설 등 불필요한 오류가 발생되어 인적 시간적 투자 대비 비효율성을 갖는 반면, 제안된 케이블 포설 자동화 프로그램은 케이블과 케이블 선로 구간을 코드화하여 효과적으로 과포설 계산 및 선로 구간을 변경할 수 있도록 하였다. 실험 결과, 구현된 케이블 포설 자동화 프로그램은 설계 규격대로 수행됨을 확인할 수 있었고, 프로젝트의 규모에 따라 하루에서 한 달 이내로 설계기간을 줄일 수 있어 발전소 전기설비를 위한 케이블 포설 설계를 경제적이고 효과적으로 할 수 있을 것으로 사료된다.
기존의 케이블 포설 계획 및 설계하는 과정의 문제점은?
또한 케이블 코드와 Raceway 프로토콜을 기반으로 케이블 포설을 위한 시뮬레이션 프로그램을 구현하였고, Raceway 변경 및 Fill(%) 계산을 자동화 하였다. 기존의 케이블 포설 계획 및 설계하는 과정은 상당한 시간이 소요되고 잦은 오류로 인해 인적․시간적 투자가 많아 비효율적이다. 본 논문에서 구현된 케이블 포설 자동화 프로그램은 기존 방법의 단점을 최적으로 보완하였고, 특히 몇 달 이상의 시간 투자를 규모에 따라 하루에서 한 달 이내로 줄일 수 있어 발전소 전기설비 및 케이블 포설을 효과적으로 할 수있을 것으로 사료된다.
참고문헌 (9)
IEEE Std. 422-2012, IEEE Guide for the Design of Cable Raceway Systems for Electric Generating Facilities, IEEE, 2013.
Joseph V. Sheehan, Mark W. Earley, Jeffrey S. Sargent, John M. Caloggero and Timothy M. Croushore, "National Electrical Code 2002 Handbook," 9th ed., NFPA Pub., ch. 9, pp. 1087-1089, December 2001.
Committee Report, "Recommended practice on specific aspects of cable installation in power-generating stations," Power Delivery, IEEE Power&Energy Society, Volume. 4, Issue 3, August 2002.
IEEE Std. 690-1984, IEEE Standard for the Design and Installation of Cable Systems for Class 1E Circuits in Nuclear Power Generating Stations, Power Generation Committee of the IEEE and Power Engineering Society, 2002.
IEEE Std. 690-2004, IEEE Standard for the Design and Installation of Cable Systems for Class 1E Circuits in Nuclear Power Generating Stations, Power Generation Committee of the IEEE and Power Engineering Society, 2005.
National Fire Protection Association and Delmar, "NEC 2011 Handbook," 12th ed., NFPA Pub., December 2010.
G. W. Seman, D.A. Silver, R.A. Bush, and T. Kendrew, "Determination of Maximum Safe Pulling Lengths For Solid Dielectric Insulated Cables," in Proceeding of IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, pp. 3172-3186, 2007.
IEEE Std. 1185-1994, IEEE Guide for Installation Methods for Generating Station Cables, IEEE Power & Energy Society, August 2002.
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