원격진단장치(예방진단 시스템)

변전설비의 이상 징후(음량, 진동, 부분방전, 발생가스성분, 동작특성, 온도 등)를 사전에 감지하여 대형사고 파급을 사전에 방지하고 변전설비를 종합적으로 관리하여 기기의 수명연장을 위한 설비이다.

 

(1) 설치 효과
① 유지보수의 성력화 : 원방에서 온라인에 의한 감시 및 진단이 이루어지므로 유지보수 인원 및 시간 절감
② 운영비의 절감 : 초기에 투자가 필요하나 유지보수비용 및 기기 사고로 인해 발생하는 경제적 손실을 절감하여 변전소 전체 운영비 절감
③ 공급 신뢰도 향상 : 기기 사고로 인한 정전시간을 줄여 공급신뢰도를 향상
④ 변전소 무인화 : 원방에서 감시하여 현장요원 불필요

(2) 주요기기

기기명	진단항목	진단장비	개소타입			비 고
			S/S	SSP	PP
주변압기	유중가스 분석	측정센서	○
단권변압기			○	○	○
GIS	부분방전	UHF센서	○	○	○
	가스밀	가스밀도계	○	○	○
	피뢰기	접점&신호	○	○	○
	차단기  동작특성		○	○	○

장치별	규격	설치장소		비 고
		S/S	S/S S/S외
데이타 취득 장치	- RTU 타입	○	○
	- 통신장치(DSU)  2조 1식	○	○

 

(3) 진단항목 및 원리
① GIS 및 차단기
가) 부분방전 : GIS의 각 스페이서에 GIS 내부 결함에 의한 부분방전 발생시 발생되는 전자파를 검출할 수 있는 UHF 센서를 설치하여 전자파의 방전량과 펄스수를 이용, 부분방전 상태를 상시 감시ㆍ진단할 수 있어야 하며, 부분방전 유형을 진단
나) 차단기 동작전류 : Hall CT를 이용하여 차단기 트립 및 투입전류를 감지하여 정상치 및 이상치를 판정.
다) SF6가스 밀도 : GIS 가스감시 구획별로 가스밀도 센서를 설치, 계측하여 가스누설을 조기 발견하고 피뢰기의 누설전류와 누적 동작횟수를 진단장치를 통해 원격으로 감시
라) 차단기 동작특성 및 동작횟수 : 차단기 제어용 Open/Close Coil 감시 센서를 설치하여 차단기 Coil과 보조접점 동작시간을 계측하여 동작특성과 동작횟수를 검출할 수 있어야 하며, 차단기 차단전류를 측정(재폐로 동작 검출 가능)하여 CB의 주접점 마모량을 예상

 

② 배전반 진단
가) 부분방전 : 기기 이상 시 발생되는 부분방전을 전자파로 검출, 진단.
- 부분방전 초기부터 이상 검출
- 배전반 내부기기(개폐기, CT, PT, Tr, 애자, 케이블 열화 및 접촉 불량)에 의한 부분방전 감시

③ AT 진단
가) 부분방전(누설전류) : 변압기 내부에서 발생하는 부분방전에 의해 변압기 중성점으로 전류가 흐를 때 로고우스키코일(Rogowsky Coil)에 유기되는 기전력을 이용하여 측정.
나) 부분방전(초음파) : 부분방전시 발생되는 국부적인 열에 의하여 주변 절연유는 압축을 받아 충격파로 초음파를 발생하므로 이러한 충격파를 음향학적으로 분석하여 방전량과 발생위치 추정.
다) 유중 가스 : 변압기의 드레인 밸브 측에 선택적 가스 투과막과 가연성 가스탐지 센서를 설치하여 절연유의 용존 가스 중 수소가스, 수분 등을 검출하며, 용존 가스를 실시간으로 검출하여 절연유의 열화 상태를 진단

라) 절연유 온도 : 백금 측온 저항체를 이용 절연유의 온도를 측정하여 절연유의 이상 온도상승을 감시.
마) 절연유 레벨 : 변압기 콘서베이터 내의 부레의 위치를 감시하여 유면 레벨의 적정성을 판다.
바) OLTC 동작
(가) 동작이상 : 구동용 모터의 동작시간을 감시
(나) 토크 이상 : 탭절환시 구동축에 토크 미터를 설치하여 모터의 동작전류 및 탭의 위치를 감시
(다) 과열 : OLTC 절연유의 온도 측정
(라) 접점마모 : 변압기의 전압 및 전류 측정
사) 활선정유장치 압력 : 반도체 압력소자를 이용한 압력측정
아) 팬 동작전류 : 냉각 이상 유무를 측정하기 위하여 팬 조작회로의 주요 위치에 변류기를 설치, 측정
자) 펌프 동작전류 : 냉각 이상 유무를 측정하기 위하여 펌프 조작회로의 주요 위치에 변류기를 설치, 측정
차) 유압 : 변압기 내부고장으로 인한 급격한 압력상승 검출
카) 절연유 열화 : 절연유의 누설전류 변화 추이로 절연유의 열화 상태를 진단.

 

 

직,교류 무정전전원장치

전철용 제어반이 전자화로 설계됨에 따라 주요 설비가 컴퓨터와 전자회로로 구성되어 있어 설비의 정확한 동작보장과 수명연장을 위하여 양질의 제어전원이 필요하며 제어전원이 정전될 경우 전기열차운행에 막대한 지장을 초래할 우려가 있어
이에 대비하여 직,교류 무정전 전원장치(UPS)를 설치한다. UPS는 고압배전 계통 및 소내 교류 전원설비가 정전될 경우를 대비하여 2시간 연속사용이 가능하도록 하고 교류제어 전원이 필요한 개소에서 비상전원으로 사용토록 한다. 직,교류 무정전 전원장치의 주요 구성은 주변압기, 반도체 정류부, 출력 필터, 인버터부 동기절체 스위치, 고조파 필터, DC입력 필터, 출력 변압기로 되어 있다.

 

 

무정전 전원장치의 형식별 특징

구 분	직ㆍ교류 무정전전원장치	교류제어전원용 무정전전원장치
개 요	DC 전원장치에 인버터를 설치하여 AC 제어전원으로 사용할 수 있도록 구성 (축전지 공유)	DC 전원장치(충전기 및 축전지)및 AC 전원장치 (UPS)를 별도구성, 설치
설치 면적	100[%] (1.7 [㎡])	165[%] (2.8 [㎡])
경 제 성	유 리	불 리
유지보수성	유 리	불 리
사용 실적	고속철도, 지하철등	국.내외 다수
검토 의견	설치면적 축소, 건설비 감소 및 유지보수성 등에서 유리한 직ㆍ교류 무정전전원장치를 선정하는 것이 유리하다고 판단됨.

 

변압기의 표준용량

구분	표준용량 [㎸A]
변전소	100, 150, 200, 250, 300
급전구분소, 보조급전구분소	30, 50, 75, 100

 

축전지 용량

구분	알칼리축전지 (Cell 공칭전압 1.2[V])	무보수연축전지 (Cell 공칭전압 2[V])	니켈수소전지 (Cell 공칭전압 1.2[V])	리튬이온전지 (Cell 공칭전압 3.7[V])
변전소	150∼200 [AH]	200∼300 [AH]	200∼300 [AH]	200∼300 [AH]
급전구분소 보조급전구분소	60∼100 [AH]	100∼200 [AH]	100∼200 [AH]	100∼200 [AH]