Transcript 절연저항 측정(DC 500V )

절연저항 측정(DC 500V )기능 내장형
유도전동기 보호장치
<NEP 인증:NEP-MKE-2009-032(09,9.21)
www.samwhadsp.com
삼화디에스피㈜
목차
Chapter 1
회사 연혁
Chapter 2
산업현장 현황
Chapter 3
제품구성 및 측정원리
Chapter 4
제품운용 응용사례
Chapter 5
경제적 효과
Chapter 6
제품 검증
Chapter 7
기 타
회사연혁
2005
삼화 디에스피㈜ 설립
2006
원광계전㈜ SSR(무접점 릴레이) 인수합병
ISO 9001 인증획득
2008
전력감시형 다기능 모터보호계전기 특허출원 및 등록
복합모터보호계전기 및 무접점 릴레이 CE 인증 획득
2009
지식경제부 NEP인증(NEP-MKE-2009-032)
SIIF2009 금상 수상
2010
조달청 조달우수제품지정(지정번호:2009222)
행정안전부 대통령 표창
산업현장 현황(I)
현장 애로 사항
정기점검 수행 항목에는 모터 밎 모터전원 인입선의 절연저항 측정이 필수
절연저항 측정을 위해서는 우선 모터를 정지 시킨 후 전원을 차단하고
인력에 의해 일일이 측정 수작업을 실행
가동과 정지를 반복하는 모터에서 짧은 정지 순간에 선로 및 모터를 포함한
대지와의 절연상태를 파악하기 곤란
따라서 운전기간중에 절연불량 정황이 추정되어도 어떤 조치를 취할수 없어
정기 점검 기간까지 방치되는 상황도 있을수 있음
이로인해 노후화된 선로로 인한 화재, 감전 사고를 미연에 방지하기에는
효율적이지 못함
또한 정기 점검 기간에 측정 확인하기 위해서는 다수의 인력이 투입되어야
할뿐 아니라 인력의 피로도를 증대시켜 전체 공정 효율면에서는 생산적이지
못함
산업현장 현황(II)
바람직한 개선 방안
모터보호계전기가 운전중에는 본연의 모터 부하 보호 임무를 수행 하다가 짧은
정지 순간에 자동및수동으로 절연저항 측정을 실시하도록 하여 부하 보호 와
선로,모터의 열화 상태를 적기에 파악 하는 2중 기능의 보호계전기 개발 필요 .
측정된 절연저항값이 계전기에 미리 설정한 값 이하일때는 모터 기동을
불가하게 하여 운영자로 하여금 확인, 유지 보수토록 하는 방법과 ,운영자에게
알람 경보신호를 발생하여 예방보전을 할 수 있게 하는 방법 선택.
측정된 저항값을 일자별로 기록,저장하여 장기간 경과 과정에서의 절연 상태의
변화 징후를 판단하도록 함과 동시에 실시간으로도 디지털 통신에 의해 운전자가
확인하도록 함.
핵심기술
절연저항 측정 부분 /Major Advantage
본제품은 컨버터, 통신모듈, 디스플레이 미터로 구성되어 있으며,
보호계전기의 컨버터 내부에 절연저항 측정용 DC 500V 출력 DC-DC
컨버터를 소형화 시켜 내장시킴
절연저항 측정용 전원장치를 모터보호계전기에 내장시킴에 따른 , 발생
가능한 스위칭 손실 및 노이즈의 문제를 해결하기 위하여 적절한 회로를
개발함으로서 가능하도록 하였으며
 절연저항 측정을 위해서 모터의 정지상태에 대한 조건을 정립하여,
조건을 만족하고 완전하게 정지되어 가동되지 않는 때를 확인한 후 에
절연저항 측정이 이루어 지도록함.
모터 정지 5초후 2초동안 절연저항 측정을 완료함.
제품 구성
Display Meter
Cable/RS23
2
O
R
RS232
Converter
Comm.
Modul
e
#1
#2
#32
제품
제품 구성 Layout
절연 저항계
보호 계전기
절연저항 측정 개념(I)
3상 유도전동기 고정자(Stator) 구조
(6)
(2)
(1)
(4)
(5)
(3)
절연저항 측정 개념(II)
1선과 대지간 측정 등가 회로
L2
L1
E
I0
L3
I0
DC 500V
R(W+L)
절연저항 측정 개념(III)
절연저항 계산
V=I * R
Therefore , Insulation Resistance:
R(W+L)=500/I0
*Measuring range:0.1MOhm~500MOhm
*Allowable tolerence: R<=1M:±0.05 M, 1M<R<=50M:±5%,
50M<R<=200M:±10%,
200M<R<500M:available range
상호 관계:절연저항측정< >모터보호
 모터 정지상태 확인:다음 4가지 조건을 동시에 모두 충족
-MCCB 개방
-Main Contactor 개방
-검출전류:0.2A 이하
-기동확인/Logic Input : Low (LOP 운전 경우)
 절연저항 측정 조건 설정
-측정 간격/모터 정지 시점 기준:0.1분~3000분/가변 설정
-측정 횟수:1회~10회/가변 설정
-조작전원 신규 인가시:전원 투입 5초(Control 명령 위치,버전,최종값 표시) 경과 후 최초
측정후 자동 측정 실행/지정된 측정 간격에 의한 지정된 측정횟수
-운전후 정지시:설정된 측정간격에 의한 지정된 측정횟수 만큼 자동 측정 실행/최초
측정과장에서 Control 명령 위치,버전,최종값 표시
-정지시 언제든지 측정실행 명령:”SET” key 연속 2회 누룸/5초후 최초 측정 실행후
지정된 측정 간격,횟수에의해 자동 실행
 모터 기동 불가 및 알람경보신호 조치
-If: 최종 측정값 < 설정된 절연저항값 ,then: 최종 측정값이 깜박거림
-모터 기동 불가 및 알람경보신호
제품의 경제성
•
절연저항측정 상시실현 구현
•
- 사전예방정비 효율화 기여로 인한 체계적인 이력운용관리
•
- 운전중 사고율 최소화로 인한 생산성 효율성 증대
•
- 사고 발생에 따르는 사후 유지관리 비용 절감 및 에너지 절감 기대
•
운용적인 측면
•
- RMS칩 내장으로 인한 인버터 게통에서의 정확하고 안정적인 운용
•
- 현장 및 중앙감시에서의 상시적인 운전감시
•
- A/S 발생시 내부 카드구조형 설계로인한 신속 교체 운용
•
- 각종 데이터값 232 통신에 의한 프로그램 입력 및 저장데이터 추출
•
- 향후 예측 예방정비 기여
부산천연가스발전사례
과제명 : 480V MCC 전기적 고장진단 시스템 개발
부산 천연가스 발전 본부
삼화 DSP(주)
개발 제안 배경
본 시스템이 요구되는 개소의 현상
○ 현재 GT MCC에서 제어되는 Pump , Fan 등의 전기적 보호장치는
과부하보호(49Ry), 지락보호(64GS), MCCB 과전류 센서(Rating
Plug)로 구성됨
개선을 위한 연구 수행 계획
○ 운전중 상기 전기적 보호장치 동작시 동작원인의 정량적 기록 ,
저장, 유통을 통해 보다 효율적인 계통 운영이 이루어 질수 있는
여건임
○ 적절한 기능을 보유한 모터 보호계전기 개발
○ 보호계전기와 제어센터와의 통신 체계 및 계전기의 PC 운용
Program 개발
○ 보호계전기를 통한 운전기록 Data Base 구축 및 TCP/IP 기반 에서의
Monitoring 실행을 위한 System Software 개발
LIP(Local Indicate Panel) 개발
구성 요소
Monitor
MCC 원격 관리 시스템
Monitor
DB Server
KVM Switch
Key Board
DB Server
Controller
Hub
485 Device Server
UPS
Controller
HUB
TCP/IP
Device Server
RS485
LIP(Local Indicate Panel) 개발
통신 체계
485
converter
“Samdsp”
232
485
485
LIP
485
“D/B Server”
485
485
MWR/Pin
1:TX
2:RX
3:SG
TCP/IP
Monitor
LIP(Local Indicate Panel) 개발
이면 접속 계통도
VIP 현장 설치 운용
○ 설치 수량 : #5호기/20대, #6호기/20대
○ 통신 Address 부여 : #5호기/121~140, #6호기/151~170
설치전
설치후
LIP(Local Indicate System) 설치 운용
LCD Monitor
KVM Switch
DB Server
Controller(PC)
HUB
485 Device Server
UPS
DB & Monitoring Syatem (한전남부발전)
Main Window /EFDS:Electric Fault Diagonostic System
DB & Monitoring Syatem (POSCO)
Main Window /EFDS:Electric Fault Diagonostic System
DB & Monitoring Syatem
Diagram 기능/호기별 전체 부하 상태 표시(운전,정지,계측값)
○ 호기당 전체 부하 운전 상태 표시
Red Colour :운전중
Green Colour:정지중
Actual Value :Load Current/R, S, T
Earth Current
DB & Monitoring Syatem
Query 기능/ Data Base로부터 자료 수집
○ 월>>일>>시간>>초, 기준으로 전압, 전류,역률, 지락전류 , 전력량,온도
의 운전 데이터 검색
○ 검색된 data를 Excel Format의 Raw Data 획득
○ 검색된 data 의 시간대별 변화추이 및 좌표값 표시
경제적 목표달성
○ 실제 Trip 발생 직전에 사전경보를 통한
예비기 Timing Start 실현
○ Trip 발생시 예비기의 Timing Start 실현
○ Trip, Alarm 발생시 각 Phase별 전압,
전류, 영상전류, 등의 운전 데이터 확보
○ 축적된 년간 Data 분석을 통한 적정 설정값
도출
과제의 적용 예상 효과/88QA-B
○ 각 호기당 2대씩 도합 4대의 유압펌프중 우선 #5호기,
#6호기 각각 1대(88QA-B)에 적용
○ 부족전류 설정값 : 실운전 전류의 80%
○ 동작시간 : 0.1초(VIP 내부) + 0.01초(VIP 출력 리레이 여자)
Ut:VIP동작시간=0.11 초
OC
Load Curr.
UC
QA-B
0
Contactor 기동 투입 시간=0.05초
OC
Load Curr.
UC
QA-A
0
t
t+0.11 t+0.16
[sec]
제품 검증/KERI
제품검증/KTL
Test Report/KTL
Measurement result
Function
Nominal Value
DC Voltage
500V
Function
STD. Applied Value
Instrument Reading
Value
500V / 200㏁
1.000 ㏁
2.000 ㏁
3.000 ㏁
4.000 ㏁
5.000 ㏁
6.000 ㏁
7.000 ㏁
8.000 ㏁
9.000 ㏁
10.000 ㏁
50.000 ㏁
100.00 ㏁
200.00 ㏁
1.02 ㏁
2.05 ㏁
3.07 ㏁
4.09 ㏁
4.94 ㏁
5.92 ㏁
6.92 ㏁
7.89 ㏁
8.89 ㏁
9.88 ㏁
49.5 ㏁
99.3 ㏁
196 ㏁
Measured Value
Uncertainty
(신뢰수준 약95%, k=2)
475V
14V
Measurement result
Measured Value
Uncertainty
(신뢰수준 약95%, k=2)
0.02 ㏁
0.05 ㏁
0.07 ㏁
0.09 ㏁
-0.06 ㏁
-0.08 ㏁
-0.08 ㏁
-0.11 ㏁
-0.11 ㏁
-0.12 ㏁
-0.47 ㏁
-0.70 ㏁
-3.9 ㏁
0.03 ㏁
0.06 ㏁
0.09 ㏁
0.12 ㏁
0.15 ㏁
0.18 ㏁
0.21 ㏁
0.24 ㏁
0.26 ㏁
0.29 ㏁
1.5 ㏁
5.8 ㏁
12 ㏁
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