부하차단 데이터 기반 GIS 관리방안 연구

Abstract

본 연구에서는 전력계통을 구성하는 주력 개폐장치인 Gas Insulated Switchgear(GIS)의 합리적인 노후설비 교체 판정을 위하여, 실제 설비 동작 데이터에 근거한 GIS 교체 우선순위 산출 방안을 제안하였다.

이를 위하여 현재의 GIS 교체 기준인 통계적 수명 관리의 한계를 검토하였고, 설비 상태 분석, 통계처리에 적합한 형태로 저장되어지지 않고 있는 기존 GIS 운전 데이터의 활용방안을 연구하였다.

기존 데이터는 GIS 운전수명을 판단하는 핵심인자인 차단기 동작횟수가 전류 차단과 무부하 차단 등 동작 종류의 구분 없이, 주간 단위 동작 실적과 총 동작 누계만이 GIS에 설치된 기계식 카운터에 의지하여 기록되어져 왔기에 설비관리에 활용하기에는 제약이 있었다.

이러한 제약을 극복하기 위해, GIS 차단기의 주간 단위 동작횟수가 특정한 패턴을 가진다는 가설 하에, 운전 중인 GIS 동작 기록 분석을 통하여 용도별 GIS의 동작 패턴을 확인하였고, 이를 활용하여 활용성이 없어 사장될 위기에 있던 기존 GIS 운전 데이터만으로도 전류 차단과 무부하 차단 등을 구분하는 알고리즘을 개발하였다.

향후, 해마다 2,000억원 가까운 예산이 소요되는 GIS 교체 계획 수립 시, 본 연구 결과를 활용한다면 실제 설비 노후화 상태에 근거한 설비 교체 계획 수립으로 전력 설비 신뢰도 향상과 합리적인 예산 집행에 기여하리라 판단한다.

This study proposed a method for calculating GIS replacement priority based on actual facility operation data to reasonably determine the replacement of old Gas Installed Switchgear (GIS), the main switchgear that constitutes the electric power system.

To this end, the limitations of statistical life management, which is the current GIS replacement standard, were reviewed, and the use of existing GIS operation data that is not stored in a form suitable for facility status analysis and statistical processing was studied.

Existing data were limited to use in facility management because only weekly operation performance and total operation accumulation were recorded based on mechanical counter installed in GIS, regardless of the type of operation such as current interruption or no-load interruption.

To overcome this limitation, the operation pattern of GIS for each use was confirmed through the analysis of GIS operation records under the hypothesis that the number of weekly operations of GIS circuit breakers has a specific pattern, and using this, an algorithm was developed to distinguish current interruption and no-load interruption only with existing GIS operation data.

When establishing a GIS replacement plan that requires a huge budget, if the results of this study are used, it will contribute to improving the reliability of power facilities and reasonable budget execution by establishing a facility replacement plan based on the actual facility condition.