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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 유인호
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 전북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
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직류 전원설비인 태양광 발전이나 ESS 등의 친환경 에너지 시스템이 증가하는 현실에서 대부분 교류설비 중심의 관련 규정으로 인하여 화재사고가 증가하고 있다. 특히, 절연저항 관련 기준의 경우 전로와 부하설비에 대한 절연을 나타내고 있어 발전원 자체인 태양광 패털이나 ESS의 상태를 확인하는 것은 어려운 실정으로 본 논문에서는 태양광 발전설비와 ESS 등과 같은 직류 전원설비에 대하여 무정전 상태에서 전로와 설비의 절연상태를 확인할 수 있는 알고리즘을 개발하였다.
기존의 Pulse 계측 방식과 Passive 계측 방식의 장단점을 분석하여 각 계측방식의 단점을 보완한 변형된 Passive 계측방식인 비대칭 고저항 검출(AHRD : Asymmetric High Resistance Detection) 알고리즘을 개발하였으며, 알고리즘의 검증을 위하여 시뮬레이션과 모의시험 장치 등을 이용하였다.
AHRD 알고리즘을 적용한 직류전원 무정전 절연상태 측정기는 직류전압 50[V]부터 1,500[V]까지 설비에 대하여 절연저항 기준인 1[㏁] 이하인 0.4[㏁]부터 10[㏁]까지 측정오차 5[%], ±5 Digit 이내로 측정할 수 있도록 설계하여, 직류전원설비의 전체 합성 절연저항과 +전로 및 ?전로 각각의 절연상태 검출이 가능하여 설비의 절연상태 분석을 통하여 위험요소 분석이 용이하도록 제작되었다.
AHRD 알고리즘 정확도 향상을 위하여 상관관계 분석을 통한 다항식회귀분석결과를 활용한 센서 파라미터 설정 및 절연저항 환산 회귀식을 산출하여 적용하였다.
본 논문에서는 제안한 AHRD 알고리즘의 성능 검증을 위하여 표준 전원과 표준 저항을 이용한 성능시험을 실시하였으며, 태양광발전설비와 전기저장장치 모의 실험장치를 통하여 성능을 검증하였다. 또한, 실제 전기저장장치 현장에서 기존에 많이 사용되고 있는 IMD와 실측 비교를 통하여 성능을 검증하였다.성능 검증결과, DC 50-1500[V] 전압 측정범위에 대하여 측정오차 1[%],0.5[㏁]-10[㏁] 절연 측정범위에 대하여 절연저항 측정오차 5[%], ±5 Digit 이내의 성능을 갖는 것을 확인하였으며, Pulse 계측방식과 Passive 계측방식의 단점을 보완한 고신뢰성의 실시간 절연상태 측정이 가능한 것을 확인하였다.
본 논문의 알고리즘 개발로 직류전원설비에 대하여 무정전 절연상태 확인으로 설비 이상시 고장 상태와 위치에 대한 분석이 가능할 것으로 판단되어하여 사고 예방을 위한 활용도가 높을 것으로 판단된다.
기존의 Pulse 계측 방식과 Passive 계측 방식의 장단점을 분석하여 각 계측방식의 단점을 보완한 변형된 Passive 계측방식인 비대칭 고저항 검출(AHRD : Asymmetric High Resistance Detection) 알고리즘을 개발하였으며, 알고리즘의 검증을 위하여 시뮬레이션과 모의시험 장치 등을 이용하였다.
AHRD 알고리즘을 적용한 직류전원 무정전 절연상태 측정기는 직류전압 50[V]부터 1,500[V]까지 설비에 대하여 절연저항 기준인 1[㏁] 이하인 0.4[㏁]부터 10[㏁]까지 측정오차 5[%], ±5 Digit 이내로 측정할 수 있도록 설계하여, 직류전원설비의 전체 합성 절연저항과 +전로 및 ?전로 각각의 절연상태 검출이 가능하여 설비의 절연상태 분석을 통하여 위험요소 분석이 용이하도록 제작되었다.
AHRD 알고리즘 정확도 향상을 위하여 상관관계 분석을 통한 다항식회귀분석결과를 활용한 센서 파라미터 설정 및 절연저항 환산 회귀식을 산출하여 적용하였다.
본 논문에서는 제안한 AHRD 알고리즘의 성능 검증을 위하여 표준 전원과 표준 저항을 이용한 성능시험을 실시하였으며, 태양광발전설비와 전기저장장치 모의 실험장치를 통하여 성능을 검증하였다. 또한, 실제 전기저장장치 현장에서 기존에 많이 사용되고 있는 IMD와 실측 비교를 통하여 성능을 검증하였다.성능 검증결과, DC 50-1500[V] 전압 측정범위에 대하여 측정오차 1[%],0.5[㏁]-10[㏁] 절연 측정범위에 대하여 절연저항 측정오차 5[%], ±5 Digit 이내의 성능을 갖는 것을 확인하였으며, Pulse 계측방식과 Passive 계측방식의 단점을 보완한 고신뢰성의 실시간 절연상태 측정이 가능한 것을 확인하였다.
본 논문의 알고리즘 개발로 직류전원설비에 대하여 무정전 절연상태 확인으로 설비 이상시 고장 상태와 위치에 대한 분석이 가능할 것으로 판단되어하여 사고 예방을 위한 활용도가 높을 것으로 판단된다.
목차
제 1 장 서 론 1제 2 장 절연상태 검출기술 및 기준 분석 42.1 직류전원설비의 사고 특성 분석 42.2 절연상태 검출 기술 분석 92.3 직류 전원설비의 안전상태 검사기준 분석 19제 3 장 AHRD 알고리즘 설계 313.1 직류전원설비 구조 및 특성 분석 313.2 비대칭 고저항 검출 알고리즘 설계 34제 4 장 무정전 직류전원 절연저항 측정기 설계 474.1 AHRD 알고리즘 적용을 위한 파라미터 설계 474.2 무정전 직류전원 절연저항 측정기 설계 62제 5 장 성능 검증 및 결과 775.1 Lab Test 775.2 모의시험 장치를 이용한 비교 성능 검증 925.3 전기저장장치 현장 적용 결과 분석 100제 6 장 결론 104참 고 문 헌 106
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