본 논문에서는 회전기기의 전압, 전류, 온도, 가속도, 진동 등을 측정 전송할 수 있는 oneM2M 기반의 실시간 회전기기 센싱 데이터 수집 및 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다. 구현된 시스템은 전기적 결함(과전류, 역상, 결상, 지락)과 기계적 결함(MC 카운터, 모터동작시간, 베어링 및 권선온도, 모터 회전수, 절연저항)의 전기 또는 물리적인 현상 측정이 가능하며, 센서데이터 수집, 웹서버, php, 데이터베이스에 데이터 저장, 웹 접속 통한 데이터 모니터링까지 가능하도록 시스템을 구성하였다. 회전기기에서의 기계적 결함을 실험한 결과, 절연저항 및 모터회전수 측정 결과 시험저항 값과 기준 입력값 각각에서 유사한 실험 결과를 보였다.
The diagnosis of the failure for the existing electrical facilities was based on regular preventive maintenance, but this preventive maintenance was limited in preventing a lot of cost loss and sudden system failure. To overcome these shortcomings, fault prediction and diagnostic techniques are critical to increasing system reliability by monitoring electrical installations in real time and detecting abnormal conditions in the facility early. As the performance and quality deterioration problem occurs frequently due to the increase in the number of users of the motor pump, the purpose is to build an intelligent control system that can control the motor pump to maximize the performance and to improve the quality and reliability. To this end, a vibration sensor, temperature sensor, pressure sensor, and low water level sensor are used to detect vibrations, temperatures, pressures, and low water levels that can occur in the motor pump, and to build a system that can identify and diagnose information to users in real time.
The goal of this paper is to describe an advanced method of the fault diagnois using Control Theory with reference to a crack detection, a new way to localize the crack position under infulence of the plant disturbance and white measurement noise on a rotating shaft. As a first step, the shaft is physically modelled with a finite element method as usual and the dynamic mathematical model is derived from it using the Hamilton - principle and in this way the system is modelled by various subsystems. The equations of motion with crack is established by adaption of the local stiffness change through breathing and gaping from the crack to the equation of motion with un-damaged shaft. This is supposed to be regarded as reference for the given system. Based on the fictitious model of the time behaviour induced from vibration phenomena measured at the bearings, a nonlinear State Observer is designed in order to detect the crack on the shaft. This is elementary NL- observer(EOB). Using the elementary observer, an Estimator(Observer) Bank is established and arranged at the certain position on the shaft. In case a crack is found and its position is known, the procedure for the estimation of the depth is going to begin.
최근 신재생에너지 증가로 인하여 가스터빈 발전기는 양질의 전력공급을 위해 일일 기동·정지가 지속되고 있으며 이에 따른 영향으로 고온부품의 수명이 단축되고 고온 측정용 온도센서의 고장발생 빈도가 높아지고 있고 있다. 이에 본 연구에서는 가스터빈 제어에 사용되고 있는 듀얼 온도센서가 고장이 났을 경우 센서의 고장을 정확하게 진단하고 체계적으로 검출할 수 있는 퍼지로직 기반의 고장진단 알고리즘을 제안하였으며, 제안된 알고리즘의 유용성 확인을 위해 Matlab/Simulink의 환경에서 다양한 시뮬레이션을 수행함으로 제안된 알고리즘의 유용성을 확인하고자 하였다.
태양광전원이 설치된 배전선로의 단선 등으로 결상사고가 발생하는 경우, 연계용변압기의 철심형태 및 결선 방법에 따라 여러 가지 문제점이 발생할 가능성이 있다. 즉, 단선사고 발생 시 태양광전원 인버터의 단독운전 방지기능에 따라 결상을 감지하여 발전을 정지해야 하지만, 결상을 인지하지 못하고 계속 발전하는 사례가 보고되고 있으며, 연계용 변압기의 역조류 현상으로 인해 결상된 상으로 전원을 공급하여 계통에 악영향을 주는 문제점이 발생하고 있다. 하지만, 기존의 결상사고 보호계전기(Open Phase Relay, 47)는 태양광전원 연계용변압기의 결선방식과 철심형태에 따라 결상된 상에 전압이 유지될 수 있어서, 결상사고 검출이 어려워, 새로운 결상사고 검출 알고리즘이 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 전류비교방식의 개념을 이용하여, 연계용변압기 1, 2차측의 전류와 위상을 비교하여 결상사고를 검출하는 새로운 개념의 알고리즘을 제안한다. 또한, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 수배전반, 저압배전선로, 부하, 연계용변압기, 태양광전원으로 구성된 배전계통과 결상사고 검출 보호장치의 모델링을 수행하고, 이를 바탕으로 결상사고 검출 보호장치를 구현한다. 상기의 모델링과 결상사고 검출 알고리즘을 바탕으로 태양광전원 연계용 변압기의 결선방식과 철심구조에 따라 결상사고 검출 보호장치의 특성을 분석한 결과, 결상 시 연계용변압기의 동작 기울기와 1차측 전류 불평형률이 보호장치의 정정 값(30[%])을 초과함에 따라 결상사고가 정확하게 검출되어, 제안한 알고리즘이 결상사고 보호방식에 유용함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 와이어로프의 국부손상 검색을 위해 누설자속기법을 적용하였다. 와이어로프 구조물에 적용하기 위해 리프트오프의 발생을 최소화한 4채널 누설자속 센서헤드를 제작하였고, 이를 사용하여 와이어로프의 국부손상 검색실험을 수행하였다. 국부손상 검색실험을 위해 와이어로프를 준비하였고, 다양한 원주방향을 가지는 부분 단선 손상들을 발생시켰다. 제작된 자속누설 센서헤드를 이용하여 와이어로프 시편의 자속신호를 스캔하였고, 노이즈의 영향을 최소화하고 자속신호의 해상도를 향상시키고자 자속 신호를 미분하여 순간변화량을 손상 검색에 활용하였다. 객관적인 손상 판단을 위해 각 채널에서 계측된 자속신호를 GEV분포를 이용해 설정된 임계값과 비교하였다. 최종적으로 임계값을 초과한 부분의 길이방향 및 원주 방향 위치를 실제 손상과 비교함으로써 본 기법의 국부손상 검색 가능성을 살펴보았다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권2호
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pp.258-266
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2012
음향방출(Acoustic Emission, AE) 시스템은 최근 조기 결함 검출 시스템 개발을 위해 적용되고 있으며, 그에 따르는 신호처리 기법에 대한 문제를 해결하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 신호처리 기법 중 포락처리(Envelope analysis)가 베어링 결함 분석에 사용되고, Wavelet Transform은 기어 등의 결함 분석에 용이한 것으로 알려져 있다. 하지만 여전히 AE 신호를 위한 신호처리 기법은 불확실하다. 따라서 본 논문에서는 AE 시스템을 적용한 조기 결함 검출 시스템 개발을 위한 사전 연구로, AE 신호를 분석하기 위한 신호처리 기법으로 Hilbert Transform(HT)과 Hilbert-Huang Transform(HHT)에 대해 비교 분석한다. AE 신호는 피로시험을 통해 취득되었으며, 취득된 AE 신호를 두 신호처리 기법을 적용하여 주파수 및 시간 신호에 대해 분석하였다. HT에 비해 HHT가 시간-주파수 영역에 대해 결과를 나타내기 때문에 좀 더 명확한 특징을 보이는 데에 반해 신호처리 시간 및 필터링에 대한 단점을 보이고 있음을 확인하였다.
배전선로에서 지락사고가 발생할 경우 신속한 검출은 감전사고 예방, 전기화재 방지 및 전력설비의 최적 운용에 있어서 중요하다. BEF(Back-fed Earth Fault)는 일종의 배전선로 지락사고로 부하측이 지락되는 경우이며 지락전류가 매우 작기 때문에 전류 검출에 의하여 배전 계통을 보호하기는 어려우나 배전 자동화 지역에서는 UVR(Under Voltage Relay)을 이용하여 보호한다. 그러나 배전 자동화가 되지 않은 지역에서는 UVR에 의해 보호가 불가능하므로 BEF의 특성을 해석하여 경제적으로 BEF를 방지하여야 한다. 본 논문에서는 RTDS, EMTP 시뮬레이션, ETSA의 실증 시험 데이터를 비교, 검토하여 기준 영상전류치를 설정하고, 이를 적용하여 측정된 영상 전류와 설정된 기준치를 비교하여 3상-단일 접지 배전 시스템의 정상 상태와 BEF의 구분이 가능한 BEF검출 알고리즘을 제안하였다. 다양한 조건에서 ETSA의 현장 시험에 적용하여 검토한 결과 3상-단일 접지 배전 시스템에서 제안된 BEF 검출 알고리즘의 타당성이 입증되었다. 따라서 본 알고리즘을 적용하여 배전선로를 운용하면 BEF에 의한 재해의 예방이 가능하리라 사료된다.
본 논문에서는 고장발생 초기에 초전도 전류제한기를 구성하는 초전도 소자의 ��치발생을 검출하여 고장전류의 경로를 별도의 상전도 전류제한기로 우회시킴으로써 초전도 전류제한기의 회복시간을 단축시킬 수 있는 초전도소자의 트리거를 이용한 초전도 전류제한기의 전류제한 및 회복특성에 대해 분석하였다. 고장전류 크기를 조절하기 용이한 구성요소로 상전도 전류제한기의 저항크기에 따른 초전도 전류제한기를 구성하고 있는 전력용스위치의 개방시점과 투입시점의 변화를 비교하였으며, 분석을 통해 상전도 전류 제한기의 저항이 증가할수록 초전도 전류제한기를 구성하는 전력용스위치의 복귀시간이 길게 나타남을 확인할 수 있었다.
평택 및 인천의 액화석유가스(LPG) 지하저장기지에 대해 VSP(Vertical Seismic Profiling)탐사를 터널에 응용한 TSP(Tunnel Seismic Prediction)탐사를 시공 중에 실시하였다. 평택 LPG 지하저장기지에서의 TSP탐사는 저장동굴이 위치한 남양호 하부에 존재하고 사전조사단계에서 파악된 단층의 방향과 규모를 확인하기 위하여 실시하였다. 단층의 위치 및 규모를 입체적으로 파악하기 위하여 진입터널, 수벽공터널 및 공사용터널에서 TSP탐사를 수행하였으며, 진입터널에서 천공된 4공의 조사 공과 비교되었다. TSP탐사 결과는 조사공 결과와 일치하였고, 파악된 단층대의 위치에 따라 기존에 설계된 저장동굴의 배치와 연장을 변경하였다. 해저에 건설된 인천 LPG 지하저장기지의 경우 시공 중에 많은 출수가 있어 효과적인 지수를 위해 지질구조에 대한 정확한 파악이 요구되었다. TSP탐사에 의한 파쇄대 분포의 파악으로 적절한 지보 및 그라우팅 대책이 이루어졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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