[논문]변압기 부분방전 위치검출을 통한 진단알고리즘 개발

이승환; 오학준; 신승식; 윤만수; 정찬수

[국내논문] 변압기 부분방전 위치검출을 통한 진단알고리즘 개발
Development of Diagnostic Algorithm Using Location of PD at Transformer 원문보기

이승환 (숭실대학교) , 오학준 (숭실대학교) , 신승식 (숭실대학교) , 윤만수 (정수기능대학) , 정찬수 (숭실대학교)

This paper is the study for the separating noise signal that is the greatest problem in ultrasonic signal measurement which is one of the method of estimation of partial discharge signals location. Because we can measure the number and location of signal, it is possible to distinguish between the signal of partial discharge and the external noise. Therefore, we can develop the credibility of detecting of insulating deterioration in transformer.

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문제 정의

있는 방법이다. 본 논문은 변압기에서 발생하는 부분 방전 신호를 검출하고 그 위치를 추정하여 변압기 이상 유무를 판단하는 기본자료를 제공한다. 변압기 부분 방전의 위치를 추정하는 방식으로 사용되었던 방식들은 신호원이 한 개 발생했을 때 그 위치를 잘 추정하였다.

제안 방법

〔5〕 -〔8〕기존의 방식들은 신호원이 한 개일 때는 문제가 없지만 신호원이 다수개일 경우에는 그 적용이 어려웠다. 이 문제를 해결하기 위해서 제안된 방식으로 센서 배열을 이용한 부분방전원 위치추정기법은〔1〕〔2〕다 수개의 부분 방전원이 발생할 시에도 그 적용이 가능하다. 본 논문에서 이 방법을 이용하여 그림2요' 같은 실험 장치를 구성하여 알고리즘의 검증실험을 한다.
이 문제를 해결하기 위해서 제안된 방식으로 센서 배열을 이용한 부분방전원 위치추정기법은〔1〕〔2〕다 수개의 부분 방전원이 발생할 시에도 그 적용이 가능하다. 본 논문에서 이 방법을 이용하여 그림2요' 같은 실험 장치를 구성하여 알고리즘의 검증실험을 한다.
구성되었다. 4개의 센서로 구성된 셴서배열에서 유입된 신호를 대역통과 필터(100kHz ~ 300kHz) 및 엠프 (40dB)를 거쳐 A/D변환하여 컴퓨터에 저장하고 저장된 데 이터 를 이용하여 제안된 위 치추정 알고리즘을 적용하였다. A/D시 샘플링 주파수는 2.
위치추정 알고리즘에서 위에서 저장한 젼체 데이터를 모두 사용하지 얂고 신호발생지점 부근의 1024개의 데이터를 사용하여 위치를 추정한다. 실험 내용은 신호원이 한 개일 경우와 신호원이 2개일 경우에 대하여 시행하였다.
신호원이 두 개 발생한 경우에 대한 실험으로 모형 변압기 내에 두 개의 초음파진동자를 이용하여 신호를 발생시킨다. 이때 신호원 각각의 위치는 sl(256, 243).

대상 데이터

5MHz로 샘플링 하였으면 각 센서마다 데이터의 수는 15000개를 저장하였다. 위치추정 알고리즘에서 위에서 저장한 젼체 데이터를 모두 사용하지 얂고 신호발생지점 부근의 1024개의 데이터를 사용하여 위치를 추정한다. 실험 내용은 신호원이 한 개일 경우와 신호원이 2개일 경우에 대하여 시행하였다.
신호원이 한 개 발생한 경우에 대한 실험은 모형 변압기 내의 신호원으로 초음파진동자를(256, 243)(단위: mm)에 위치하고 변압기 외벽에 센서군을 6곳에 부착하여 실험하였다. 표1은 부분방전 위치충정알고리즘을 사용하여 구한 각 센서군에서 구한 방향각과 실제 신호원과 센서군을 계산하여 구한 실제각을 나타내었다.
위의 실험에서 사용된 모형 변압기는 크기가 (가로X 세로) 650x650(mm)인데 신호원이 한 개인 경우는 표준편차가 (25.57, 28.49)(ta)였으며. 신호원이 두 개인 경우 표준편차가 (3L5.

이론/모형

식 (9) 최소화하는 신호원들의 방향벡터 θ를 추정하기 위하여 SBCSequential Beamforming) 알고리즘을 사용하였다 .〔9〕

성능/효과

위의 실험결과 신호원이 한 개인 경우와 두 개인 경우 모두 신호원의 위치추정이 가능했다. 부분방전의 위치검출을 통한 진단알고리즘의 개발에서 위치검출의 의미는 신호원의 신뢰성을 높이는 효과와 변압기의 고장 수리 시 고장 위치를 알 수 있다는 장점을 지닌다.

후속연구

부분방전의 위치검출을 통한 진단알고리즘의 개발에서 위치검출의 의미는 신호원의 신뢰성을 높이는 효과와 변압기의 고장 수리 시 고장 위치를 알 수 있다는 장점을 지닌다. 앞으로의 과제는 현장실증실험을 통한 장비와 알고리즘의 검증이 필요하다.

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