최근 가축 전염병에 대한 확산과 인체 감염에 대한 위험성 증대로 말미암아 가축 질병 관리의 중요성이 커짐에 따라 가축 생체 내의 상황을 실시간 감시할 수 있는 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 가축 축사의 열악한 환경에서도 무선통신과 동시에 무선전력전송이 가능한 MFAN 기술과 배터리 없이 생체 내에 삽입된 센서 태그로부터 무선으로 데이터를 수집할 수 있는 900MHz RFID 기술을 융합하여 MFAN/RFID 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템을 개발하였다. MFAN/RFID 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템은 센서 융합 UHF 태그를 생체 내에 삽입하여 외부 환경의 영향을 받지 않고 체온 등 가축의 생체 변화를 실시간 모니터링하는 시스템으로, 태그에게 공급할 전력을 확보하기 위해서 가축의 목 부위에 설치하는 통신 및 전력전송을 위한 MFAN/RFID 중계기를 사용한다. MFAN 코디네이터는 MFAN 노드와 RFID 리더가 융합된 MFAN/RFID 중계기를 거쳐 생체 삽입된 센서 태그와 데이터 및 전력을 송수신한다. MFAN 코디네이터에 수집된 가축 데이터는 인터넷을 통해 가축 이력 관리 시스템으로 전달되어 관리된다. 본 시스템의 개발을 통해 가축 질병 관리에 대한 문제가 크게 개선될 것이라 기대된다.
본 논문에서는 휴대가 편리하고 배터리 소모와 같은 유지관리가 필요 없는 RFID 활용방안을 제안하고, 900Mhz 대역 중거리 타깃의 RFID 태그(Tag)를 읽는 방식으로 일정한 공간 안에 있는 다중 검출기 간의 신호차를 이용한 위치추적 기능을 부여하는 RFID 응용모델을 설계한다. 하나의 검출기 안에 다중 ID태그가 있을 경우, 동시에 리턴 되는 ID에 의하여 검출이 불가해지는 문제점을 해결하기 위하여 TDMA 방식으로 접근하고, ALOHA 프로시저의 단점을 극복하기 위한 태그에게 인식 우선순위를 부여하는 Management Sensor를 부착하여 태그의 순차적 검출을 가능케 하는 것이다. 본 논문에서 제안하는 응용모델은 활용분야가 광범위하고 다양하여, 원아 안전관리 모델 및 장비 위치확인 시스템 등으로 활용 가능하고, 궁극적으로 응급호출 시스템으로 발전시킬 수 있을 것으로 본다.
This paper shows the design improvement and test model of FAU (Frequency Analysis Unit) in PDD (Partial Discharge Diagnosis system) for 800kV GIS (Gas Insulated Switchgear). We found some problems during operation of previous FAU, such as the aging of fiber-optic converter that can cause communication error, the malfunction of signal analysis circuit etc. And then we solved those problems by design improvement and verified the performance through type test. To monitor partial discharge, the performance of UHF sensor is important but the performance of frequency analysis unit is also very important. So we solved communication error, the malfunction of signal analysis circuit and then increased the operation reliability of FAU by improving fiber-optic converter and signal analysis circuit. Accredited testing laboratory carried out the performance verification test according to performance test criteria and procedure of reliability test standards, IEC-60225, 61000 and 60068 etc. We confirmed the test results which correspond with the performance test criteria.
본 논문에서는 물리적인 환경 변화에 의해 발생될 수 있는 갑작스런 부하단 임피던스의 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 적응형 임피던스 정합 회로를 구성하는 부정합 측정부, 임피던스 정합부, 조정 알고리즘부의 특성과 현재까지 진행된 연구 수준을 확인해 보았고, ${\lambda}/4$ 전송 선로와 ${\pi}$-네트워크를 이용하여 간단히 구성된 적응형 임피던스 정합 회로의 설계 결과를 보였다. 이를 위해 간단한 구성을 가지면서 반복적인 계산없이 임의의 부하단 임피던스를 바로 제어할 수 있는 적응형 임피던스 정합 회로를 제안하였고, 설계를 위한 계산식을 유도하였다. 또한, 유도된 계산식을 통해 최적화된 임피던스를 찾아주어 능동적으로 제어할 수 있는 조정 알고리즘도 제시하였다. 제안한 적응형 임피던스 정합 회로에서 유도된 계산식과 조정 알고리즘을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 시뮬레이션 결과 임의의 부하단 임피던스가 회로에 최적화된 임피던스로 능동적으로 제어 될 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 에너지 하베스팅의 일환으로 상용의 RFID시스템의 리더 안테나에서 방사되는 RF에너지를 활용하여 무선센서노드의 전원부를 구성하고자 하였다. 이를 위해 렉테나(Rectenna)를 구성하고 효율이 높은 부스트 컨버터를 구성하여 RF전력으로부터 배터리를 충전할 수 있는 DC전력을 얻도록 하였다. RFID 안테나로부터 1.2[W] RF출력 시, 구현된 렉테나로 1[m]거리에서 3.1[mW], 5.5[m]에서 1[mW]정도의 전력을 얻을 수 있었다. 배터리와 연결 시 변환효율을 높이기 위한 부스트 컨버터의 특성은 4[m]거리에서 변환효율 79.3[%], 실제 변환되어 배터리를 충전할 수 있는 전력은 1.36[mW]를 얻을 수 있었으며, 이 값은 무선센서노드로 응용이 가능한 값이다.
This paper deals with the characteristics of partial discharge (PD) for the purpose of a condition based maintenance (CBM) of gas insulated switchgears (GIS) in power equipment. Four types of electrode systems such as a protrusion on enclosure (POE), a particle on spacer (POS), a free particle (FP) and a Floating were designed and fabricated. PD pulses were measured using UHF sensor with a frequency range of 300 MHz~1.4 GHz and a DAQ with a sampling rate of 250 MS/s. Discharge inception voltage (DIV), discharge extinction voltage (DEV), and phase resolved partial discharge (PRPD) were analyzed depending on electrode systems. The average DIV in the POS was 28.8 kV. It was about 1.7 times higher than that in the FP, which was the lowest value of 17.2 kV. The FP shuffled and jumped at the applied voltage of 23.5 kV. Over 95% of PD pulses in the POE were generated in the negative polarity ($181^{\circ}{\sim}360^{\circ}$) of applied voltage. The results showed the phase (${\Phi}$)-magnitude (dBm) of PD pulses by UHF sensor, a cluster was formed separately depending on electrode systems.
Due to a variable noises in the field underground lines, clear technology of noises is very important in the diagnosis technology of partial discharge. Therefore we progressed filter test to improve the measuring test of partial discharge in a field. We applied to field test after making W-LC filter for partial discharge measurement, and then designed experimental environment such as under- ground distribution lines of field. Measuring sensor for test was UHF sensor. And we analysed those using the Lemke Probe and oscilloscope (TDS-3054, Tektro- nix). Finally, we obtained excellent data of noise decrement in the joint box of 22.9[kV] distribution lines from above experiment.
Due to a variable noises in the field underground lines, clear technology of noises is very important in the diagnosis technology of partial discharge. Therefore we progressed filter test to improve the measuring test of partial discharge in a field. We applied to field test after making W-LC filter for partial discharge measurement, and then designed experimental environment such as underground distribution lines of field. Measuring sensor for test was UHF sensor. And we analysed those using the Lemke Probe and oscilloscope (TDS-3054, Tektronix). Finally, we obtained excellent data of noise decrement in the joint box of 22.9[kV] distribution lines from above experiment.
Due to a variable noises in the field underground lines, clear technology of noises is very important in the diagnosis technology of partial discharge. Therefore we progressed filter test to improve the measuring test of partial discharge in a field. We applied to field test after making W-LC filter for partial discharge measurement, and then designed experimental environment such as under-ground distribution lines of field. Measuring sensor for test was UHF sensor. And we analysed those using the Lemke Probe and oscilloscope (TDS-3054, Tektronix). Finally, we obtained excellent data of noise decrement in the joint box of 22.9[kV] distribution lines from above experiment.
Journal of information and communication convergence engineering
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제21권3호
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pp.233-238
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2023
This study presents a method for identifying partial discharge defects in an eco-friendly gas insulated system using a backpropagation algorithm. Four partial discharge (PD) electrode systems, namely, a free-moving particle, protrusion on the conductor, protrusion on the enclosure, and voids, were designed to simulate PD defects that can occur during the operation of eco-friendly gas-insulated switchgear. The PD signals were measured using an ultrahigh-frequency sensor as a nonconventional method based on IEC 62478. To identify the types of PD defects, the PD parameters of single PD pulses in the time and frequency domains and the phase-resolved partial discharge patterns were extracted, and a back-propagation algorithm in the artificial neural network was designed using a virtual instrument based on LabVIEW. The backpropagation algorithm proposed in this paper has an accuracy rate of over 90% for identifying the types of PD defects, and the result is expected to be used as a reference database for asset management and maintenance work for eco-friendly gas-insulated power equipment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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