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제안 방법
- 시험에 이용된 PD 센서로는 그림 3과 같은 LGIS에서 개발한 내장형 스파이럴 형태의 UHF 센서가 이용되었으며, 부분 방전 발생 감지와 교정을 위해 CT 센서가 외함접지 측에 적용하였다. 또한, PD의 발생 위상각을 판별하기 위해 VD(Voltage Divider)를 이용하였으며, PD 센서에서 감지된 신호는 오실로스코프와 UHF PD 검출 시스템을 거쳐 1단계 분석이 수행되며, 부분방전 분석 프로그램이 내장된 PC와 통신을 한다. 여기서, PD 신호의 2단계 분석이 수행되고, 분석에 이용된 data는 저장된다.
- 시험에는 70[kV] 급 산업용 GIS를 사용했으며, 5[bar] 의 SF6 가스를 주 입 시켰다. 또한, 시험에 사용된 모의 방전 cell의 경우 CIGRE의 권고에 따라 코로나방전, 표면 방전, 부유 전극에 의한 방전 등의 3가지 결함에 대해서 시험을 하였다. 마지막으로 시험 결과를 토대로 역전파 신경망 알고리즘을 이용하여 각각 결함에 대한 패턴인식률에 대해 알아보았다.
- 각각의 부분 방전 형태에 대하여 60[MHz]~ L2[GH기까지의 주파수에서 측정한 data를 이용하였다. 또한, 신경망을 이용한 패턴인식을 위해 500회, 1000회, 2000회의 학습을 실시하여 각각의 값들에 대해 비교 분석하였다. 여기서, 학습에 이용된 신경망의 은닉층의 수는 20개이며, 초기 가중치는 0.
- 또한, 시험에 사용된 모의 방전 cell의 경우 CIGRE의 권고에 따라 코로나방전, 표면 방전, 부유 전극에 의한 방전 등의 3가지 결함에 대해서 시험을 하였다. 마지막으로 시험 결과를 토대로 역전파 신경망 알고리즘을 이용하여 각각 결함에 대한 패턴인식률에 대해 알아보았다.
- 부분방전 패턴 인식에 역전파 신경망 알고리즘을 적용하기 위해 먼저, GIS 내부에서 발생되는 부분방전 패턴에 대해 연구하였다. 부분방전의 패턴은 앞서 여러 대학과 기업에서 활발히 연구됨에 따라 각 결함별 부분 방전의 패턴에 대해 어느 정도 기준을 세울 수 있었다.
대상 데이터
- 시험에 사용된 GIS는 LGIS에서 생산된 것으로 높이와 길이는 약 2[m] 정도가 되며 2개의 스페이서와 단상의 도체로 이루어져 있다. 또한 GIS 내부의 상태를 감시하기 위한 점검창이 시설되어 있다.
- 모의 GIS의 내부에 채워진 SF6 가스는 각각의 결함에 따른 측정시 매번 교체하였다. 시험에 이용된 PD 센서로는 그림 3과 같은 LGIS에서 개발한 내장형 스파이럴 형태의 UHF 센서가 이용되었으며, 부분 방전 발생 감지와 교정을 위해 CT 센서가 외함접지 측에 적용하였다. 또한, PD의 발생 위상각을 판별하기 위해 VD(Voltage Divider)를 이용하였으며, PD 센서에서 감지된 신호는 오실로스코프와 UHF PD 검출 시스템을 거쳐 1단계 분석이 수행되며, 부분방전 분석 프로그램이 내장된 PC와 통신을 한다.
- 본 논문에서는 부분방전 발생 시에 방출되는 전자파를 검출하는 UHF PD 검출 방법을 이용하였다. 시험에는 70[kV] 급 산업용 GIS를 사용했으며, 5[bar] 의 SF6 가스를 주 입 시켰다. 또한, 시험에 사용된 모의 방전 cell의 경우 CIGRE의 권고에 따라 코로나방전, 표면 방전, 부유 전극에 의한 방전 등의 3가지 결함에 대해서 시험을 하였다.
이론/모형
- 본 논문에서는 GIS 내부에서 발생되는 부분 방전의 패턴을 인식하기 위해 역전파 신경망 알고리즘을 이용하였다. 이러한, 신경망의 알고리즘은 여러 종류가 있으며, 알고리즘 중에 다 충구조의 형태를 지닌 역전파(BP) 알고리즘을 이용하였다.
- 최근에는 이러한 부분방전들의 검출 방법으로 여러 가지 방법이 이용되어지고있다. 본 논문에서는 부분방전 발생 시에 방출되는 전자파를 검출하는 UHF PD 검출 방법을 이용하였다. 시험에는 70[kV] 급 산업용 GIS를 사용했으며, 5[bar] 의 SF6 가스를 주 입 시켰다.
- 이러한 파라메터들은 발생되는 부분방전의 종류에 따라 각각 다론 형태로 나타난다. 이러한 사실을 바탕으로 발생되든 부분 방전의 패턴인식을 위해 역전파 신경망 알고리즘에 적용하였다.
- 이러한, 신경망의 알고리즘은 여러 종류가 있으며, 알고리즘 중에 다 충구조의 형태를 지닌 역전파(BP) 알고리즘을 이용하였다. 그림 6은 다 충신경망 중 역 전파알고리즘의 구조를 나타낸 것이다.
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