GIS 예방진단 시스템

2009.06.03

[ 목 차 ]1. GIS 예방진단시스템의 개요

2. GIS 예방진단시스템의 필요성

3. GIS 열화 요인

4. 부분방전의 종류 및 원인

5. GIS 부분방전 생성물 및 진단방법

6. 예방진단시스템 구성

7. 예방진단시스템 비교

1. GIS 예방진단시스템의 개요

1.1. GIS 운전 중 내부의 이상 상태(이물질. 볼트 풀림 등)에 의한 미소 방전 시 발생되는 전자파, 초음파 등을사전에 정량적으로 상시 검출 시스템

1.2. GIS 내부 고장 진행을 예측하는 시스템- 불시 정전을 방지- 데이터로 최적의 유지보수 계획을 수립- 고장 시 누적된 데이터로 이상 원인과 위치를 판정

1.3. 사고 발생시 신속히 복구하기 위한 자동화 시스템

2. GIS 예방진단시스템의 필요성

2.1. 전력설비의 고전압, 대용량화 추세로 GIS의 내부고장은정전지역이 광범위하고 복구시간이 장기간 소요됨으로산업,경제적 측면에서 파급효과가 매우 큼.

2.2. GIS는 모선,차단기,단로기,변성기,LA 등이 밀폐된 금속공간 내에서 구비되어 미세한 결함을 찾아내기 어려움.

[용어의 정의 참조]- PD (Partial Discharge)

전극에 고체 절연체와 공기가 같이 존재하면 공기 쪽의 전계가 상당히 높아져 국부적인 방전이 발생하는 것을 말함

- UHF (Ultra High Frequency) CouplerGIS 내 PD에 의해 발생하는 전자파 신호 중 UHF 대역(500~1,500Mhz)의신호를 검출하기 위한 센서

3. 열화의 원인

SF6 가스는 Arc발생시 분해와 Arc 소멸 후 온도가 낮아지면서 분해가스가 재결합함.이 과정에서 분해가스가 미량의 H2O와 반응하여 금속재료나 절연재료에 열화를 촉진함.

4. 화학적

기계적인 응력이나 진동, 대전류 차단에 의한 전자력 발생등에 의한 절연재료의 분자구조 상실를 가져옴

3. 기계적

GIS 도전부 전체에 걸쳐 불평등 전계 상태에서 일정조건에 도달하면 열화 발생 현상- 연면방전. Void 방전, 코로나 방전

2. 전기적

GIS 구성 소재에서 온도가 상승하여 화학반응 촉진 및 소재 고유성능을 잃어버리는 현상- 접촉자의 소모.Packing 재료의 열화, 절연물의 열화

1. 열 적

내 용요 인

4. 부분방전의 종류 및 원인

도체 유전체의 면을 따라 발생되는 부분방전(GIS 내의 Surfacer에 파티클이 부착 및 스페서에서 Crack 발생)

5.연면방전(Surface Discharge)

절연체내에서 발생할 수 있는 대표적인 부분방전의 형태로 GIS도체 유전체의 공극이나 GISBarrier의 표면 오염과 같은 형태에서 발생되는부분방전

4.보이드 방전(Void Discharge)

GIS 내에 도전성 이물질이 유입되어 발생 되는부분 방전

3.파티클 방전(Particle Discharge )

GIS가 접지되어 있지 않거나 부스바와 전기적으로 접속되지 않은 부분인 부유부분 또는 부유전극에서 발생 되는 용량성 방전

2.플로팅 방전(Floating Discharge)

GIS 내부의 도체 및 외함에 돌기 발생 시 또는 파티클 (Particle)이 도체 및 외함 부착 시 발생되는 부분방전임

1.코로나 방전(Corona Discharge)

원 인종 류

5. GIS 부분방전 생성물 및 진단방법

5.1 GIS 부분방전 생성물

빛 발생

전류 통전

전자계형성

소음 발생

가스 발생

진동 발생

PD 발생

부분방전에 의한 부가 생성물

5.2 GIS 부분방전 진단방법

우수한 고주파 안테나 센서를 부분방전에 이용하는 방법-소량 센서로 광범위 측정 및 위상 패턴 분석으로 신호(PD)의 종류 분석이 가능함

4.전자파 검출법

1) Gas Check 법 : GIS 내부 부분방전 시 농도검출 하는 방법

2) Gas Chromatography 법각 성분을 분리,분석하는 방법

3) 함량측정법.SF6 가스 분해에 의한 아황산 함유량을 측정하는 방

법- 가스 구획부분(Surfacer) 마다 설치

3.화학적 검출법

GIS 내부에서 부분방전에 의한 기계적인 미소 진동을 탱크 외벽에 부착한 진동 가속도계로 검출하는 방법- 신호 전달 범위가 적어 많은 센서가 필요함

2.초음파 검출법

1) 절연스페이서법GIS 내부도체를 지지하는 스페이서에 도전성 Ring(센서)를 삽입하여 측정하는 방법

2) 외피전극법탱크와 접지간에 미소 전위차를 검출하는 방법

- 외부 노이즈와 내부 신호 구분을 위한 차폐기술 필요

1.전기적 검출법

내 용항 목

6. 예방진단의 구성6.1 검출신호 흐름도

센 서 OCU Main Unit C/Program

원격 감시

통합서버

S/Ware

PCU

Base Unit

TX Unit

S/Ware

UHF신호

검출OCU로

신호 전달

[ 동축케이블 ]

광 신호

변환

광 신호

전달

[ 광케이블 ]

6.2 예방진단 구성기기

통합서버의

알람 정보을

실시간 알람

내역 확인

원격감시데이터Display 및 시간별,채널별, 일별 저장기능

S/WarePCU. Base Unit, TX Unit로 구성됨

데이터를 디지털화 및 취

합하는 기능

Main Unit광변환장치로

센서에서 감지된

신호를 광신호로변환 Main Unit에 전달

OCUGIS 내부 신호 수집하여OCU에 전달

UHF 센서

7. 예방진단의 시스템 비교7.1 예방진단 시스템 구성 비교

7.2 예방진단 시스템 기능 비교

- 약 2억 2천만원- 약 5억원 ( 설치비 제외 )공사비용

- 345kV 발,변전소적용

- 장비 표시창을 통한 확인

- 접점 동작을 이용한 원격감시

- GIS 부분 방전 감시

- 변압기 부분 방전 발생 감시

- 피뢰기 동작 횟수,누설전류

- 차단기 동작 횟수,동작시간차

- 제3고조파

제안 예방진단

- GIS 부분 방전 감시측정

내용

- 온라인 이용 원격 감시

기존 GIS예방진단시스템

감시방법

항 목