KR101309400B1

KR101309400B1 - Merging unit with frequency protection function

Info

Publication number: KR101309400B1
Application number: KR1020120014333A
Authority: KR
Inventors: 문상용
Original assignee: 주식회사 세니온
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-09-17
Also published as: KR20130092803A

Abstract

본 발명은 프로세스 버스를 사용하는 IEC 61850 변전소 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 변환하고 변환된 디지털 전압 신호를 프로세스 버스로 전송하는 머징유닛에 관한 것이다. 정현파의 형태를 가지는 아날로그 전압 신호를 이용하여 기준 전압 신호를 생성하고, 기준 전압 신호의 부호변환점을 지속적으로 검출하여 기준 전압 신호의 주파수 값을 계산하며, 계산된 주파수 값을 이용하여 주파수보호 기능을 수행함으로써, 별도의 다른 장치 없이 변전소에서 필요로 하는 주파수보호 기능을 제공할 수 있는 머징유닛이 개시된다.The present invention relates to an IEC 61850 substation system using a process bus, and more particularly, to a merging unit for converting an analog voltage signal into a digital voltage signal and transmitting the converted digital voltage signal to the process bus. A reference voltage signal is generated using an analog voltage signal in the form of a sine wave, a frequency value of the reference voltage signal is calculated by continuously detecting a code conversion point of the reference voltage signal, and a frequency protection function is used using the calculated frequency value. By doing so, a merging unit is disclosed which can provide the frequency protection function required by a substation without any other device.

Description

Merging unit with frequency protection function {MERGING UNIT WITH FREQUENCY PROTECTION FUNCTION}

본 발명은 IEC 61850 변전소 시스템에 적용되는 머징유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 정현파의 형태를 가지는 아날로그 전압 신호를 이용한 주파수계측 기능 및 주파수보호 기능을 갖춤으로써, 별도의 다른 장치 없이, 변전소에서 필요로 하는 주파수보호 기능을 제공할 수 있는 머징유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a merging unit applied to the IEC 61850 substation system, and more particularly, by having a frequency measurement function and a frequency protection function using an analog voltage signal having a sine wave form, without any other device, in the substation It relates to a merging unit that can provide the required frequency protection function.

전력 계통의 필수 구성 요소인 변전소에는 모선, 송전선로, 변압기, 배전선로 등 다양한 전력 설비가 존재하는데, 원활하고 신뢰성 있는 전력 공급을 위해서는, 이러한 전력 설비들을 감시하여 고장이 발생한 경우 이를 검출하고, 고장이 검출된 경우에는 신속하게 해당 설비를 전력 계통으로부터 분리함으로써, 전력 공급의 지장을 최소화하는 동시에 설비의 파괴를 막을 필요가 있다. 이와 같이 전력 설비를 감시하여 발생한 고장을 검출하고 그에 따라 고장이 발생한 설비를 전력 계통으로부터 분리하기 위한 조치를 실행하는 것을 보호 (protection) 기능이라고 하며, 이러한 보호 기능을 수행하는 장치를 보호계전기 (protective relay) 라고 한다.Substations, which are an essential component of the power system, have various power facilities such as buses, transmission lines, transformers, and distribution lines.For smooth and reliable power supply, these power facilities are monitored and detected when a failure occurs. If this is detected, it is necessary to quickly disconnect the equipment from the power system, thereby minimizing the disruption of the power supply and preventing the destruction of the equipment. The monitoring of the power equipment and the detection of the failures and the execution of the measures to disconnect the failed equipment from the power system are called protection functions, and the devices that perform these protection functions are called protective relays. relay).

변전소에는 다양한 설비가 있고 각 설비에 발생할 수 있는 고장의 종류도 다양하기 때문에 다양한 방식의 보호 기능이 요구되는데, 전류를 이용하는 전류보호 (current protection) 기능, 전압을 이용하는 전압보호 (voltage protection) 기능, 주파수를 이용하는 주파수보호 (frequency protection) 기능, 두 지점 간의 전류 차이를 이용하는 전류차동보호 (current differential protection) 기능, 임피던스를 이용하는 거리보호 (distance protection) 기능 등을 들 수 있으며, 이러한 각 보호 기능별로 해당 보호 기능을 구비한 보호계전기가 변전소 내 필요한 장소에 설치, 운영된다.Since there are various facilities in substations and various kinds of faults that can occur in each facility, various types of protection functions are required, such as current protection using current, voltage protection using voltage, Frequency protection using frequency, current differential protection using current difference between two points, and distance protection using impedance. Protective relays with protection functions are installed and operated where necessary within the substation.

보호계전기로는, 과거에는 전기기계식 (electromechanical) 보호계전기가 주류를 이루었으나, 디지털 기술이 발전함에 따라 현재는 모두 마이크로프로세서 (microprocessor) 기반의 디지털 방식으로 구현된 디지털 보호계전기가 적용되고 있다. 이러한 디지털 보호계전기는, 정현파 (sinusoidal wave) 형태의 아날로그 전압 및 전류 신호를 외부로부터 입력받아 디지털 전압 및 전류 신호로 변환한 후에, 이렇게 변환된 디지털 전압 및 전류 신호를 이용하여 보호 기능을 실행하는 것을 기본으로 하며, 실제로 위에 나열된 보호 기능 중 대부분은 디지털 전압 및 전류 신호 만을 이용하여 동작한다. In the past, electromechanical protection relays have become mainstream. However, with the development of digital technology, digital protection relays, all of which are microprocessor-based, are implemented. Such a digital protection relay receives an analog voltage and current signal in the form of a sinusoidal wave, converts it into a digital voltage and current signal, and then executes a protection function using the converted digital voltage and current signal. In fact, most of the protection features listed above operate using digital voltage and current signals only.

그런데, 주파수보호 기능의 경우에는 디지털 전압 및 전류 신호 외에도 아날로그 전압 신호를 필요로 한다. 보다 구체적으로, 주파수보호에서 필요로 하는 성능을 확보하기 위해서는 신속하고 정밀한 주파수계측이 필요하기 때문에, 주파수보호 기능을 실행하는 디지털 보호계전기는 아날로그형의 기준 전압 신호 파형을 이용하여 그 파형의 부호변환점 (zero-crossing point) 을 검출하고, 부호변환점과 부호변환점 간의 시간 간격을 측정함으로써 신속하고 정밀한 주파수계측을 실행한다. 따라서, 주파수보호 기능을 수행하는 디지털 보호계전기는, 디지털 전압 및 전류 신호 외에도 아날로그 전압 신호를 이용하는 특성이 있다.However, the frequency protection function requires an analog voltage signal in addition to the digital voltage and current signals. More specifically, since the fast and precise frequency measurement is required to secure the performance required for frequency protection, the digital protection relay that implements the frequency protection function uses an analog reference voltage signal waveform to convert the code conversion point of the waveform. Fast and precise frequency measurement is performed by detecting the zero-crossing point and measuring the time interval between the code conversion point and the code conversion point. Therefore, the digital protection relay that performs the frequency protection function has a characteristic of using an analog voltage signal in addition to the digital voltage and current signals.

IEC 61850은 변전소 자동화를 위한 통신 네트워크 및 시스템에 관한 국제 표준 규격이다. IEC 61850을 변전소 내 필요한 설비에 적용하여 변전소 시스템을 구축할 수 있는데, 이렇게 하여 구성된 IEC 61850 변전소 시스템은 스테이션 레벨, 베이 레벨 및 프로세스 레벨의 3단계로 구분된다.IEC 61850 is an international standard for communication networks and systems for substation automation. The substation system can be constructed by applying IEC 61850 to the necessary facilities in the substation. The IEC 61850 substation system thus constructed is divided into three stages: station level, bay level and process level.

스테이션 레벨 (station level) 은, 일반적으로 HMI라고 부르는, 변전소 운영시스템을 의미한다. 베이 레벨 (bay level) 에는 IED (Intelligent Electronic Device) 들이 위치하는데, IED는 넓은 의미로는 지능형 전자 장치를 의미하지만, 좁은 의미로 보면 보호계전기를 포함한 기기들을 의미한다. 즉, IEC 61850 국제 표준 규격을 적용한 디지털 보호계전기는 IED라고 호칭된다. 그리고 프로세스 레벨 (process level) 에는 전압, 전류를 비롯한 실제 필드 신호를 변환하여 전송하기 위한 기기들이 포함되며, 대표적으로 머징유닛이 프로세스 레벨의 기기에 해당된다.Station level refers to a substation operating system, commonly called HMI. At the bay level, IEDs (Intelligent Electronic Devices) are located, which in the broad sense means intelligent electronic devices, but in a narrow sense it refers to devices including protective relays. That is, the digital protective relay applying the IEC 61850 international standard is called IED. The process level includes devices for converting and transmitting a real field signal including voltage and current, and typically, a merging unit corresponds to a process level device.

스테이션 레벨과 베이 레벨, 그리고 베이 레벨과 프로세스 레벨은 각각 통신망을 이용하여 연결되는데, 스테이션 레벨과 베이 레벨을 연결하는 통신망을 스테이션 버스 (station bus), 그리고 베이 레벨과 프로세스 레벨을 연결하는 통신망을 프로세스 버스 (process bus) 라고 한다. 특히 프로세스 버스는 변전소 건설 시 많은 시간과 비용이 소요되는 중대 이유 중 하나인 기기 간 결선 문제를 획기적으로 단순화할 수 있기 때문에 매우 중요한 요소이다.Station level and bay level, and bay level and process level are each connected by using a communication network. A network connecting station level and bay level is used as a station bus and a network connecting bay level and process level is processed. It is called a process bus. In particular, process buses are important because they can dramatically simplify the wiring problem between devices, which is one of the major reasons for the time-consuming and costly construction of substations.

IEC 61850 변전소 시스템에서, 프로세스 레벨의 기기인 머징유닛은 아날로그 전압 및 전류 신호를 디지털 전압 및 전류 신호로 변환하여 프로세스 버스를 통해 송신하게 되고, IED는 머징유닛이 송신한 디지털 전압 및 전류 신호를 프로세스 버스를 통해 수신하여 보호 기능을 포함한 여러 가지 기능을 수행하는데 사용한다. 즉, IEC 61850 변전소 시스템에서 IED는 아날로그 전압 및 전류 신호를 받아 디지털 전압 및 전류 신호로 변환하는 동작을 수행하지 않고, 대신 머징유닛이 변환한 디지털 전압 및 전류 신호를 이용한다.In an IEC 61850 substation system, a merging unit, a process level instrument, converts analog voltage and current signals into digital voltage and current signals and transmits them through the process bus, and the IED processes the digital voltage and current signals sent by the merging unit. It is received over the bus and used to perform various functions, including protection. That is, in the IEC 61850 substation system, the IED does not perform an operation of receiving analog voltage and current signals and converting them into digital voltage and current signals. Instead, the IED uses digital voltage and current signals converted by the merging unit.

그런데, 위에서 설명한 것과 같이, 주파수보호 기능의 경우에는 아날로그 전압 신호의 파형을 이용해야 성능을 만족시킬 수 있는 특성이 있기 때문에, IEC 61850 변전소 시스템에서 IED가 주파수보호 기능을 수행하기가 어려운 문제점이 있다.However, as described above, in the case of the frequency protection function, it is difficult to perform the frequency protection function in the IEC 61850 substation system because there is a characteristic that can satisfy the performance by using the waveform of the analog voltage signal. .

본 발명은, 아날로그 전압 신호를 이용한 주파수계측 기능 및 주파수보호 기능을 가진 머징유닛을 제공하여, IEC 61850 변전소 시스템에서 IED가 수행하기 어려운 주파수보호 기능을 머징유닛이 대신 수행하도록 함으로써 주파수보호 기능을 원활히 제공하고자 하는 목적을 가진다.The present invention provides a merging unit having a frequency measurement function and a frequency protection function using an analog voltage signal, so that the merging unit performs a frequency protection function that is difficult for the IED to perform in the IEC 61850 substation system. It has a purpose to provide.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 머징유닛은 A/D 변환부, 주통신 처리부, 주파수 계측부 및 보호 기능 처리부를 포함한다.In order to achieve the object of the present invention, the merging unit according to the present invention includes an A / D conversion unit, a main communication processing unit, a frequency measuring unit and a protection function processing unit.

A/D 변환부는 아날로그 전압 신호를 수신하여 디지털 전압 신호로 변환한다. 주통신 처리부는 A/D 변환부를 통해 변환된 디지털 전압 신호를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 SV (Sampled Value) 를 구성하고, 구성된 SV를 프로세스 버스로 전송하여 IED 등 외부 기기가 수신할 수 있도록 한다. 주파수 계측부는 아날로그 전압 신호를 이용하여 주파수 계측에 사용할 기준 전압 신호를 생성하고, 생성된 기준 전압 신호의 부호변환점을 두 개 이상 검출하고, 검출한 부호변환점 간의 시간 간격을 측정하는 방식을 이용하여 기준 전압 신호의 주파수 값을 계산하여 그 값을 주파수계측 결과값으로 정한다. 보호 기능 처리부는 주파수 계측부가 정한 주파수계측 결과값을 이용하여 주파수보호 기능을 수행하고, 주파수보호 기능을 수행한 결과로 트립 정보를 생성한다.The A / D converter receives an analog voltage signal and converts it into a digital voltage signal. The main communication processor uses the digital voltage signal converted through the A / D converter to configure the SV (Sampled Value) defined in the IEC 61850 standard, and transmits the configured SV to the process bus so that external devices such as an IED can receive it. do. The frequency measuring unit generates a reference voltage signal for use in frequency measurement by using an analog voltage signal, detects two or more code conversion points of the generated reference voltage signal, and measures a time interval between the detected code conversion points. Calculate the frequency value of the voltage signal and set it as the frequency measurement result. The protection function processor performs the frequency protection function by using the frequency measurement result value determined by the frequency measurement unit, and generates trip information as a result of the frequency protection function.

본 발명의 실시 예에 따라서는, A/D 변환부는 아날로그 전류 신호를 수신하여 디지털 전류 신호로 변환하는 기능을 포함할 수 있고, 주통신 처리부에서 구성한 SV는 디지털 전류 신호를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the A / D converter may include a function of receiving an analog current signal and converting the analog current signal into a digital current signal, and the SV configured by the main communication processor may include a digital current signal.

본 발명에 따른 머징유닛은 주파수보호 기능을 수행하므로 그 기능 측면에서는 IED와 동등한 수준으로 볼 수 있다. 따라서 주파수보호 기능을 수행한 결과로 생성되는 트립 정보를 IED와 동등한 레벨에서 스테이션 버스를 통해 전송해야 할 필요가 있는 경우도 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 머징유닛은 IEC 61850 변전소 시스템의 스테이션 버스에 연결할 수 있도록 하기 위해, 주통신 처리부 외에 부통신 처리부를 더 포함하고, 부통신 처리부는 보호 기능 처리부가 생성한 트립 정보를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) 를 구성하고, 구성된 GOOSE를 스테이션 버스로 전송하는 기능을 제공할 수 있다.The merging unit according to the present invention performs a frequency protection function and thus can be viewed as equivalent to the IED in terms of its function. Therefore, there may be a case where trip information generated as a result of performing the frequency protection function needs to be transmitted through the station bus at the same level as the IED. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the merging unit according to the present invention further includes a sub-communication processing unit in addition to the main communication processing unit, so that the merging unit according to the present invention can be connected to the station bus of the IEC 61850 substation system, and the sub-communication processing unit processes the protection function. By using the additionally generated trip information, it is possible to configure a GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) defined in the IEC 61850 standard and to provide a function of transmitting the configured GOOSE to the station bus.

보호계전기는 원래, 보호 기능을 수행한 결과로 트립 정보가 생성되면 그 정보를 디지털 접점을 이용하여 출력하여, 그 디지털 접점과 하드와이어 (hardwire) 로 연결되어 있는 외부 기기로 전송하는 것을 기본으로 하고 있다. 그런데 IEC 61850 규격을 적용하여 IED가 되면서, 트립 정보를 디지털 접점이 아닌 GOOSE로 통신망을 통해 전송하는 것이 가능하게 되었다. 그렇지만, 이렇게 IEC 61850 규격을 적용한다고 하더라도, 기존에 사용하던 디지털 접점 출력 방식도 병용하는 경우가 대부분이다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 머징유닛은 디지털 접점 출력부를 더 포함하고, 디지털 접점 출력부는 보호 기능 처리부에서 생성한 트립 정보를 디지털 접점을 이용하여 하드와이어로 전송하는 기능을 제공할 수 있다.The protection relay is basically based on the fact that when trip information is generated as a result of performing a protection function, the information is output using a digital contact and transmitted to an external device connected to the digital contact by hardwire. have. However, by applying the IEC 61850 standard and becoming an IED, it is possible to transmit trip information through a communication network to GOOSE instead of a digital contact point. However, even when the IEC 61850 standard is applied, the digital contact output method used in the past is also used in most cases. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the merging unit according to the present invention further includes a digital contact output unit, and the digital contact output unit transmits the trip information generated by the protection function processor to the hardwire using the digital contact point. Can provide.

본 발명의 실시 예에 따라서는, 주통신 처리부는 보호 기능 처리부가 생성한 트립 정보를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 GOOSE를 구성하고, 구성된 GOOSE를 프로세스 버스로 전송하는 기능을 추가로 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the main communication processing unit may further include a function of configuring a GOOSE defined in the IEC 61850 standard using trip information generated by the protection function processing unit, and transmitting the configured GOOSE to the process bus. have.

주파수보호 기능은, 주파수계측 결과값을 과주파수 기준값과 비교하여, 과주파수 기준값 이상인지 여부에 따라 과주파수트립 정보를 생성하는 과주파수보호 기능과, 주파수계측 결과값을 저주파수 기준값과 비교하여, 저주파수 기준값 이하인지 여부에 따라 저주파수트립 정보를 생성하는 저주파수보호 기능으로 구분된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 주파수보호 기능은 과주파수보호 기능을 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 주파수보호 기능은 저주파수보호 기능을 포함할 수 있다.The frequency protection function includes an overfrequency protection function that compares the frequency measurement result value with an overfrequency reference value, generates overfrequency trip information according to whether the overfrequency reference value is greater than the overfrequency reference value, and compares the frequency measurement result value with a low frequency reference value, It is divided into low frequency protection function that generates low frequency trip information according to whether it is below the reference value. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the frequency protection function may include an overfrequency protection function. According to another embodiment of the present invention, the frequency protection function may include a low frequency protection function.

이 때, 과주파수 기준값과 저주파수 기준값은 경우에 따라 다르게 적용되어야 하는 경우가 대부분이다. 따라서, 본 발명에 따른 머징유닛은 사용자 설정부를 더 포함하고, 사용자 설정부에서 과주파수 기준값이나 저주파수 기준값을 설정하도록 하는 기능을 제공할 수 있다.At this time, the over-frequency reference value and the low-frequency reference value is most often required to be applied differently. Accordingly, the merging unit according to the present invention may further include a user setting unit, and may provide a function of setting an overfrequency reference value or a low frequency reference value in the user setting unit.

우리나라의 전력은 A상, B상, C상의 세 개의 상 (phase) 및 하나의 접지 (ground) 로 구성된다. 전압 신호도 이에 따르므로, 상과 접지 사이의 전압인 상전압 관점에서 보면 A상의 전압 신호, B상의 전압 신호, C상의 전압 신호 등 3개의 상의 상전압 신호로 구성되며, 상과 상 사이의 전압인 선간전압 관점에서 보면 AB상의 선간전압 신호, BC상의 선간전압 신호, CA상의 선간전압 신호 등 3개의 상의 선간전압 신호로 구성된다.Korea's power is composed of three phases (A phase, B phase, C phase) and one ground. Since the voltage signal is also followed, from the viewpoint of phase voltage, which is the voltage between phase and ground, the phase signal consists of three phase voltage signals such as voltage signal of phase A, voltage signal of phase B, and voltage signal of phase C. From the point of view of the line voltage, the line voltage signal of three phases is composed of the line voltage signal of AB phase, the line voltage signal of BC phase, and the line voltage signal of CA phase.

본 발명에 따르면, 주파수 계측부는 아날로그 전압 신호를 이용하여 기준 전압 신호를 생성한다. 이 때 기준 전압 신호로 아날로그 선간전압 신호를 생성할 수도 있고, 기준 전압 신호로 아날로그 상전압 신호를 생성할 수도 있다. 그리고, 선간전압 신호를 사용하는 경우에는 AB상, BC상, CA상의 3개의 상 중 하나의 상을 선정하여 사용하고, 상전압 신호를 사용하는 경우에는 A상, B상, C상의 3개의 상 중 하나의 상을 선정하여 사용한다.According to the present invention, the frequency measuring unit generates a reference voltage signal using an analog voltage signal. In this case, the analog line voltage signal may be generated as the reference voltage signal, or the analog phase voltage signal may be generated as the reference voltage signal. In the case of using the line voltage signal, one of three phases, AB phase, BC phase, and CA phase, is selected and used. In the case of using the phase voltage signal, three phases of A phase, B phase, and C phase are used. Select and use one of the phases.

주파수보호 기능을 수행하는 기기는, 기준 전압 신호로 선간전압 신호를 이용하는 경우에 AB상, BC상, CA상 중 어느 상을 사용할 것인가, 또는 기준 전압 신호로 상전압 신호를 이용하는 경우에는 A상, B상, C상 중 어느 상을 사용할 것인가를 내부적으로 이미 고정시킨 경우가 많다. 그러나, 필요한 경우에는 사용자가 설정할 수 있도록 할 수도 있다.The equipment which performs the frequency protection function may use either the AB phase, the BC phase, the CA phase when the line voltage signal is used as the reference voltage signal, or the A phase, when the phase voltage signal is used as the reference voltage signal. It is often internally fixed which phase of B phase or C phase to use. However, it can also be set by the user if necessary.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 머징유닛은 사용자 설정부를 더 포함하고, 주파수 계측부가 기준 전압 신호로 아날로그 상전압 신호를 생성하는 경우 사용자 설정부는 A상, B상, C상 중 하나의 상을 사용자가 선택하는 기능을 제공할 수 있다. 또한, 주파수 계측부가 기준 전압 신호로 아날로그 선간전압 신호를 생성하는 경우 사용자 설정부는 AB상, BC상, CA상 중 하나의 상을 선택하는 기능을 제공할 수 있다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, the merging unit according to the present invention further includes a user setting unit, and the user setting unit A phase, B phase, C phase when the frequency measurement unit generates an analog phase voltage signal as a reference voltage signal. The user may provide a function of selecting one of the phases. In addition, when the frequency measurement unit generates an analog line voltage signal as a reference voltage signal, the user setting unit may provide a function of selecting one of an AB phase, a BC phase, and a CA phase.

본 발명에 의하면, 아날로그 전압 신호를 이용한 주파수계측 기능 및 주파수보호 기능을 가진 머징유닛을 IEC 61850 변전소 시스템에 적용하여, IED가 수행하기 어려운 주파수보호 기능을 머징유닛이 대신 수행하도록 함으로써, 변전소 설비에 대한 주파수보호 기능을 원활하게 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a merging unit having a frequency measurement function and a frequency protection function using an analog voltage signal is applied to an IEC 61850 substation system so that the merging unit performs a frequency protection function that is difficult for the IED to perform instead. There is an effect that can smoothly provide the frequency protection function for.

도 1은 IEC 61850 변전소 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 IEC 61850 규격에 정의된 SV의 형식을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 머징유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 계측부의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 계측 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 IEC 61850 규격에 정의된 GOOSE의 형식을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the configuration of an IEC 61850 substation system.
2 is a view showing the format of the SV defined in the IEC 61850 standard.
3 is a view showing the configuration of a merging unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a detailed configuration of a frequency measurement unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a frequency measurement process according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates the format of GOOSE as defined in the IEC 61850 standard.
7 is a diagram illustrating a configuration of a merging unit according to another embodiment of the present invention.
8 is a view showing the configuration of a merging unit according to another embodiment of the present invention.
9 is a view showing the configuration of a merging unit according to another embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 IEC 61850 변전소 시스템의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a general IEC 61850 substation system.

도 1에 도시된 바와 같이, IEC 61850 변전소 시스템은 변전소 운영시스템(110), IED(120), 및 머징유닛(130)을 포함하여 구성된다. 변전소 운영시스템(110)과 IED(120)는 스테이션 버스(140)를 통해 연결되고, IED(120)와 머징유닛(130)은 프로세스 버스(150)를 통해 연결된다.As shown in FIG. 1, the IEC 61850 substation system includes a substation operating system 110, an IED 120, and a merging unit 130. The substation operating system 110 and the IED 120 are connected through the station bus 140, and the IED 120 and the merging unit 130 are connected through the process bus 150.

IEC 61850 변전소 시스템에서는 스테이션 버스(140)와 프로세스 버스(150)를 기준으로 하여 변전소 운영시스템이 위치한 레벨을 스테이션 레벨(160)이라고 부르고, IED가 위치한 레벨을 베이 레벨(170)이라고 부르며, 머징유닛이 위치한 레벨을 프로세스 레벨(180)이라고 부른다.In the IEC 61850 substation system, the level where the substation operating system is located based on the station bus 140 and the process bus 150 is called the station level 160, and the level where the IED is located is called the bay level 170, and the merging unit This level is called process level 180.

IEC 61850 변전소 시스템에서, 머징유닛(130)은 아날로그 전압 신호를 수신하여 디지털 전압 신호로 변환하거나, 또는 아날로그 전류 신호를 수신하여 디지털 전류 신호로 변환하거나. 아니면 아날로그 전압 신호와 아날로그 전류 신호를 모두 수신하여 각각 디지털 전압 신호와 디지털 전류 신호로 변환한다. 머징유닛(130)은 디지털 전압 신호, 또는 디지털 전류 신호, 또는 디지털 전압 신호와 디지털 전류 신호를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 SV를 구성하고, 구성된 SV를 프로세스 버스로 송신한다.In the IEC 61850 substation system, the merging unit 130 receives an analog voltage signal and converts it into a digital voltage signal, or receives an analog current signal and converts it into a digital current signal. Alternatively, both analog voltage signals and analog current signals are received and converted into digital voltage signals and digital current signals, respectively. The merging unit 130 configures an SV defined in the IEC 61850 standard by using a digital voltage signal or a digital current signal, or a digital voltage signal and a digital current signal, and transmits the configured SV to a process bus.

IED(120)는 프로세스 버스(150)를 통해 머징유닛(130)이 송신한 SV를 수신하고, 수신한 SV에서 디지털 전압 신호나, 디지털 전류 신호, 또는 디지털 전압 신호와 디지털 전류 신호를 추출하여 보호 기능을 포함한 여러 가지 기능을 수행하는데 사용한다.The IED 120 receives the SV transmitted by the merging unit 130 through the process bus 150 and extracts and protects the digital voltage signal, the digital current signal, or the digital voltage signal and the digital current signal from the received SV. Used to perform various functions including functions.

그런데, 다양한 보호 기능 중 주파수보호 기능의 경우에는 아날로그 전압 신호를 필요로 하기 때문에, IEC 61850 변전소 시스템에서 IED(120)가 수행하기 어려운 문제점이 있다.However, since the frequency protection function of the various protection functions require an analog voltage signal, there is a problem that the IED 120 is difficult to perform in the IEC 61850 substation system.

도 2는 IEC 61850 규격에 정의된 SV의 형식을 도시한 도면이다.2 is a view showing the format of the SV defined in the IEC 61850 standard.

도 2에 도시된 바와 같이, SV(200)에는 다양한 정보가 포함되는데, 실제 데이터의 값은 Sample Value(210)에 포함된다. 따라서, 머징유닛(130)은 디지털 전압 신호나, 디지털 전류 신호나, 또는 디지털 전압 신호와 디지털 전류 신호를 Sample Value(210)에 넣어서 SV(200)를 구성하고 프로세스 버스로 송신한다.As shown in FIG. 2, the SV 200 includes various types of information, and actual data values are included in the sample value 210. Accordingly, the merging unit 130 configures the SV 200 by inserting the digital voltage signal, the digital current signal, or the digital voltage signal and the digital current signal into the sample value 210 and transmits the SV 200 to the process bus.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 머징유닛의 내부 구성을 도시한 도면이다.3 is a view showing an internal configuration of a merging unit according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 머징유닛(300)은 A/D 변환부(310), 주통신 처리부(320), 주파수 계측부(330) 및 보호 기능 처리부(340)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the merging unit 300 includes an A / D converter 310, a main communication processor 320, a frequency measurement unit 330, and a protection function processor 340.

A/D 변환부(310)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하여 디지털 전압 신호로 변환하는 기능을 수행한다. A/D 변환부(310)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전류 신호를 수신하여 디지털 전류 신호로 변환하는 기능을 포함할 수 있다.The A / D converter 310 receives the analog voltage signal 360 generated in the substation field and converts the analog voltage signal into a digital voltage signal. The A / D converter 310 may include a function of receiving an analog current signal generated in the substation field and converting the analog current signal into a digital current signal.

주통신 처리부(320)는 A/D 변환부(310)가 생성한 디지털 전압 신호를 내부 데이터 버스(350)를 통해 읽고, 이 디지털 전압 신호를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 SV 형식으로 구성하여, 구성한 SV를 프로세스 버스(370)로 전송한다. 전송된 SV는 해당 프로세스 버스(370)에 연결된 IED가 수신하여 사용한다.The main communication processor 320 reads the digital voltage signal generated by the A / D converter 310 through the internal data bus 350, and configures it in the SV format defined in the IEC 61850 standard using the digital voltage signal. The configured SV is transmitted to the process bus 370. The transmitted SV is received and used by the IED connected to the corresponding process bus 370.

주파수 계측부(330)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하고, 수신한 아날로그 전압 신호를 이용하여 기준 전압 신호를 생성하여, 생성한 기준 전압 신호의 주파수 값을 계산하고, 계산된 주파수 값을 주파수계측 결과값으로 정한다.The frequency measuring unit 330 receives the analog voltage signal 360 generated in the substation field, generates a reference voltage signal using the received analog voltage signal, calculates a frequency value of the generated reference voltage signal, and calculates Set the frequency value as the frequency measurement result.

보호 기능 처리부(340)는 주파수 계측부(330)가 생성한 주파수계측 결과값을 내부 데이터 버스(350)를 통해 읽고, 이 주파수계측 결과값을 이용하여 주파수보호 기능을 수행하고, 주파수보호 기능을 수행한 결과로 트립 정보를 생성한다. 따라서, 머징유닛(300)은 주파수 계측부(330)와 보호 기능 처리부(340)를 이용하여 IEC 61850 변전소 시스템이 요구하는 주파수보호 기능을 제공할 수 있다.The protection function processor 340 reads the frequency measurement result generated by the frequency measurement unit 330 through the internal data bus 350, performs the frequency protection function using the frequency measurement result, and performs the frequency protection function. As a result, trip information is generated. Accordingly, the merging unit 300 may provide a frequency protection function required by the IEC 61850 substation system using the frequency measuring unit 330 and the protection function processing unit 340.

도 4는 본 발명의 주파수 계측부의 상세 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram showing the detailed configuration of the frequency measurement unit of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 주파수 계측부(400)는 기준 전압 신호 생성부(410), 부호변환점 검출부(420), 부호변환점 간 시간 측정부(430), 및 주파수 계산부(440)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the frequency measuring unit 400 includes a reference voltage signal generator 410, a code conversion point detector 420, a time measurer 430 between code conversion points, and a frequency calculator 440. do.

기준 전압 신호 생성부(410)는 아날로그 전압 신호를 입력받아 주파수 계측에 사용할 기준 전압 신호를 생성한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 입력되는 아날로그 전압 신호는 변전소 필드에서 발생하는 A상, B상 및 C상 등 3개의 아날로그 상전압 신호를 포함한다. 그리고 본 발명의 실시 예에 따르면, 기준 전압 신호는 AB상, BC상 및 CA상 등 3개의 아날로그 선간전압 신호 중 하나 이상을 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면 기준 전압 신호 생성부(410)는 A상, B상 및 C상 등 3개의 아날로그 상전압 신호를 이용하여 AB상, BC상 또는 CA상 등 3개의 아날로그 선간전압 신호 중 하나 이상을 생성하는 과정을 수행한다.The reference voltage signal generator 410 receives an analog voltage signal and generates a reference voltage signal for use in frequency measurement. According to an embodiment of the present invention, the input analog voltage signal includes three analog phase voltage signals such as A phase, B phase, and C phase generated in the substation field. In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, the reference voltage signal includes one or more of three analog line voltage signals such as AB phase, BC phase, and CA phase. Therefore, according to an exemplary embodiment of the present invention, the reference voltage signal generator 410 uses three analog phase voltage signals such as A phase, B phase, and C phase to output three analog line voltages such as AB phase, BC phase, or CA phase. A process of generating one or more of the signals is performed.

부호변환점 검출부(420)는 기준 전압 신호를 수신하여 이 기준 전압 신호의 값이 음수에서 양수로, 또는 양수에서 음수로 변하는 부호변환점을 두 개 이상 검출하고, 검출한 부호변환점을 이용하여 적절한 출력 파형을 만든다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 부호변환점 검출부(420)는 기준 전압 신호의 값이 음수에서 양수로 변하는 시점에 값이 0에서 1로 변하고, 기준 전압 신호의 값이 양수에서 음수로 변하는 시점에 값이 1에서 0으로 변하는 주기적인 구형파를 생성하여 이를 출력할 수 있다.The code conversion point detector 420 receives a reference voltage signal, detects two or more code conversion points whose values of the reference voltage signal are changed from negative to positive, or from positive to negative, and uses the detected code conversion point to output an appropriate output waveform. Make According to an exemplary embodiment of the present invention, the code conversion point detecting unit 420 changes a value from 0 to 1 when the value of the reference voltage signal is changed from negative to positive, and a value when the value of the reference voltage signal changes from positive to negative. The periodic square wave that changes from 1 to 0 can be generated and output.

부호변환점 간 시간측정부(430)는 부호변환점 검출부(420)가 출력한 파형을 수신하고, 수신한 파형을 이용하여 부호변환점 간 시간을 측정한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 부호변환점 간 시간측정부(430)는 부호변환점 간에 기준 클럭이 몇 번 발생하는가를 계수하는 방식을 이용하여 시간을 측정한다.The time between the code conversion points measuring unit 430 receives the waveform output from the code conversion point detection unit 420, and measures the time between the code conversion point using the received waveform. According to an exemplary embodiment of the present invention, the time measurement unit 430 between the code conversion points measures time using a method of counting how many times a reference clock occurs between the code conversion points.

주파수 계산부(440)는 부호변환점 간 시간측정부(440)가 측정한 시간값을 수신하고, 이를 이용하여 주파수 값을 계산하여 이를 주파수계측 결과값을 정한다.The frequency calculating unit 440 receives the time value measured by the time measuring unit 440 between the code conversion points, and calculates the frequency value using this to determine the frequency measurement result value.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 계측 과정을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a frequency measurement process according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 기준 전압 신호 생성부(410)는 기준 전압 신호를 생성하는데 사용할 아날로그 전압 신호 1(511)과 아날로그 전압 신호 2(512)를 선정한다(S510). 그리고 아날로그 전압 신호 1(511)에서 아날로그 전압 신호 2(512)를 빼는 방식을 이용하여 기준 전압 신호(521)를 생성한다. 부호변환점 검출부(420)는 기준 전압 신호(521)의 부호변환점(522, 523, 524, 525)을 검출한다(S520). 그리고 검출한 부호변환점(522, 523, 524, 525)과 동시에 값이 0에서 1로, 또는 1에서 0으로 변하는 구형파(531)를 생성한다(S530). 부호변환점 간 시간 측정부(430)는 이러한 구형파(531)를 수신하고, 구형파(531)의 한 주기 내에 기준 클럭(541)이 몇 번 발생하는가를 계수한다. 부호변환점 간 시간 측정부(430)는 기준 클럭(541) 계수 결과를 이용하여 구형파(531) 한 주기의 시간을 측정한다. 주파수 계산부(440)는 부호변환점 간 시간측정부(440)가 측정한 시간값을 수신하고, 이를 이용하여 주파수 값을 계산하여 이를 주파수계측 결과값을 정한다(S550). 구형파(531) 한 주기에 포함된 기준 클럭(541)의 수와, 기준 클럭 간의 시간 간격을 이용하여 주파수를 계산하고(S550), 계산된 값을 주파수계측 결과값으로 정한다.As illustrated in FIG. 5, the reference voltage signal generator 410 selects the analog voltage signal 1 511 and the analog voltage signal 2 512 to be used to generate the reference voltage signal (S510). The reference voltage signal 521 is generated by subtracting the analog voltage signal 2 512 from the analog voltage signal 1 511. The code conversion point detector 420 detects the code conversion points 522, 523, 524, and 525 of the reference voltage signal 521 (S520). At the same time as the detected code conversion points 522, 523, 524, and 525, a square wave 531 whose value changes from 0 to 1 or 1 to 0 is generated (S530). The time measurement part 430 between the code conversion points receives the square wave 531 and counts how many times the reference clock 541 is generated within one period of the square wave 531. The time measurement unit 430 between the code conversion points measures the time of one period of the square wave 531 by using the coefficient result of the reference clock 541. The frequency calculation unit 440 receives the time value measured by the time measurement unit 440 between the code conversion points, calculates a frequency value using this, and determines the frequency measurement result value (S550). The square wave 531 calculates a frequency using the number of reference clocks 541 included in one period and a time interval between the reference clocks (S550), and sets the calculated value as a frequency measurement result.

도 6은 IEC 61850 규격에 정의된 GOOSE의 형식을 도시한 도면이다.6 illustrates the format of GOOSE as defined in the IEC 61850 standard.

도 6에 도시된 바와 같이, GOOSE(600)에는 다양한 정보가 포함되는데, 실제 데이터의 값은 GOOSE Data(610)에 포함된다. 그런데, GOOSE(600)는 일반적으로는 스테이션 버스(140)를 통해 송수신한다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛은 주통신 처리부와는 별도로, 스테이션 버스(140)에 연결하기 위한 통신 처리부를 더 포함하고, 이 통신 처리부가 GOOSE(600)를 구성하고 스테이션 버스(140)로 송신할 수 있다.As shown in FIG. 6, the GOOSE 600 includes various information, and the value of the actual data is included in the GOOSE Data 610. However, the GOOSE 600 generally transmits and receives via the station bus 140. Accordingly, the merging unit according to another embodiment of the present invention further includes a communication processing unit for connecting to the station bus 140, apart from the main communication processing unit, and the communication processing unit constitutes the GOOSE 600 and the station bus ( 140).

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도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛의 구성을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a configuration of a merging unit according to another embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 머징유닛(700)은 A/D 변환부(710), 주통신 처리부(720), 주파수 계측부(730), 보호 기능 처리부(740) 외에 부통신 처리부(750)를 추가로 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 7, the merging unit 700 includes a sub-communication processing unit 750 in addition to the A / D converter 710, the main communication processing unit 720, the frequency measuring unit 730, and the protection function processing unit 740. It is further configured to include.

A/D 변환부(710)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하여 디지털 전압 신호로 변환하는 기능을 수행한다. A/D 변환부(710)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전류 신호를 수신하여 디지털 전류 신호로 변환하는 기능을 포함할 수 있다.The A / D converter 710 receives an analog voltage signal 360 generated in the substation field and converts the analog voltage signal into a digital voltage signal. The A / D converter 710 may include a function of receiving an analog current signal generated in the substation field and converting the analog current signal into a digital current signal.

주통신 처리부(720)는 A/D 변환부(710)가 생성한 디지털 전압 신호를 내부 데이터 버스(760)를 통해 읽고, 이 디지털 전압 신호를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 SV(200) 형식으로 구성하여, 구성한 SV(200)를 프로세스 버스(370)로 전송한다. 전송된 SV(200)는 프로세스 버스(370)에 연결된 기기가 수신하여 사용한다.The main communication processor 720 reads the digital voltage signal generated by the A / D converter 710 through the internal data bus 760, and uses the digital voltage signal in the SV 200 format defined in the IEC 61850 standard. In this configuration, the configured SV 200 is transferred to the process bus 370. The transmitted SV 200 is received and used by a device connected to the process bus 370.

주파수 계측부(730)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하고, 수신한 아날로그 전압 신호를 이용하여 기준 전압 신호를 생성하여, 생성한 기준 전압 신호의 주파수 값을 계산하고, 계산된 주파수 값을 주파수계측 결과값으로 정한다.The frequency measuring unit 730 receives the analog voltage signal 360 generated in the substation field, generates a reference voltage signal using the received analog voltage signal, calculates a frequency value of the generated reference voltage signal, and calculates Set the frequency value as the frequency measurement result.

보호 기능 처리부(740)는 주파수 계측부(730)가 생성한 주파수계측 결과값을 내부 데이터 버스(760)를 통해 읽고, 이 주파수계측 결과값을 이용하여 주파수보호 기능을 수행하고, 주파수보호 기능을 수행한 결과로 트립 정보를 생성한다.The protection function processor 740 reads the frequency measurement result generated by the frequency measurement unit 730 through the internal data bus 760, performs the frequency protection function using the frequency measurement result, and performs the frequency protection function. As a result, trip information is generated.

부통신 처리부(750)는 보호 기능 처리부(740)가 생성한 트립 정보를 내부 데이터 버스(760)를 통해 읽고, 이 트립 정보를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 GOOSE(600) 형식으로 구성하여, 구성한 GOOSE(600)를 스테이션 버스(380)로 전송한다. 전송된 GOOSE(600)는 스테이션 버스(770)에 연결된 기기가 수신하여 사용한다.The secondary communication processor 750 reads the trip information generated by the protection function processor 740 through the internal data bus 760, and configures it in the GOOSE 600 format defined in the IEC 61850 standard using the trip information. The configured GOOSE 600 is transmitted to the station bus 380. The transmitted GOOSE 600 is received and used by a device connected to the station bus 770.

보호계전기를 포함하여 보호 기능을 수행하는 기기는, 보호 기능을 수행한 결과로 트립 정보가 생성되면, 일반적으로 그 정보를 디지털 접점을 이용하여 출력하여, 그 디지털 접점과 하드와이어 (hardwire) 로 연결되어 있는 외부 기기로 전송한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 머징유닛(130)은 보호 기능 처리부에서 생성한 트립 정보를 디지털 접점을 이용하여 하드와이어로 전송하는 기능을 제공하도록 구성될 수 있다.When a trip information is generated as a result of performing a protection function, a device that performs a protection function including a protection relay generally outputs the information by using a digital contact, and connects the digital contact with a hardwire. To an external device. According to another embodiment of the present disclosure, the merging unit 130 may be configured to provide a function of transmitting trip information generated by the protection function processor to the hardwire using a digital contact.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛의 구성을 도시한 도면이다.8 is a view showing the configuration of a merging unit according to another embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 머징유닛(800)은 A/D 변환부(810), 주통신 처리부(820), 주파수 계측부(830), 보호 기능 처리부(840) 외에 디지털 접점 출력부(850)를 추가로 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 8, the merging unit 800 includes an A / D converter 810, a main communication processor 820, a frequency measuring unit 830, a protection function processor 840, and a digital contact output unit 850. It is configured to further include.

A/D 변환부(810)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하여 디지털 전압 신호로 변환하는 기능을 수행한다. A/D 변환부(810)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전류 신호를 수신하여 디지털 전류 신호로 변환하는 기능을 포함할 수 있다.The A / D converter 810 receives an analog voltage signal 360 generated in the substation field and converts the analog voltage signal into a digital voltage signal. The A / D converter 810 may include a function of receiving an analog current signal generated in a substation field and converting the analog current signal into a digital current signal.

주통신 처리부(820)는 A/D 변환부(810)가 생성한 디지털 전압 신호를 내부 데이터 버스(860)를 통해 읽고, 이 디지털 전압 신호를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 SV(200) 형식으로 구성하여, 구성한 SV(200)를 프로세스 버스(370)로 전송한다. 전송된 SV(200)는 프로세스 버스(370)에 연결된 기기가 수신하여 사용한다.The main communication processor 820 reads the digital voltage signal generated by the A / D converter 810 through the internal data bus 860, and uses the digital voltage signal in the SV 200 format defined in the IEC 61850 standard. In this configuration, the configured SV 200 is transferred to the process bus 370. The transmitted SV 200 is received and used by a device connected to the process bus 370.

주파수 계측부(830)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하고, 수신한 아날로그 전압 신호를 이용하여 기준 전압 신호를 생성하여, 생성한 기준 전압 신호의 주파수 값을 계산하고, 계산된 주파수 값을 주파수계측 결과값으로 정한다.The frequency measuring unit 830 receives the analog voltage signal 360 generated in the substation field, generates a reference voltage signal using the received analog voltage signal, calculates a frequency value of the generated reference voltage signal, and calculates Set the frequency value as the frequency measurement result.

보호 기능 처리부(840)는 주파수 계측부(830)가 생성한 주파수계측 결과값을 내부 데이터 버스(860)를 통해 읽고, 이 주파수계측 결과값을 이용하여 주파수보호 기능을 수행하고, 주파수보호 기능을 수행한 결과로 트립 정보를 생성한다.The protection function processor 840 reads the frequency measurement result generated by the frequency measurement unit 830 through the internal data bus 860, performs the frequency protection function using the frequency measurement result, and performs the frequency protection function. As a result, trip information is generated.

디지털 접점 출력부(850)는 보호 기능 처리부(840)가 생성한 트립 정보를 내부 데이터 버스(860)를 통해 읽고, 이 트립 정보를 디지털 접점을 이용하여 하드와이어(870)로 전송한다. 하드와이어(870)로 전송된 디지털 접점 정보는 이 하드와이어(870)에 연결된 기기가 수신하여 사용한다.The digital contact output unit 850 reads the trip information generated by the protection function processor 840 through the internal data bus 860 and transmits the trip information to the hardwire 870 using the digital contact. The digital contact information transmitted to the hard wire 870 is received and used by a device connected to the hard wire 870.

주파수보호 기능은, 주파수계측 결과값이 특정한 기준값 이상인가를 판단하여 트립 정보를 생성하는 기능과, 주파수계측 결과값이 특정한 기준값 이하인가를 판단하여 트립 정보를 생성하는 기능으로 구분된다. 일반적으로 전자를 과주파수보호 기능으로, 후자를 저주파수보호 기능으로 칭한다. 본 발명의 실시 예에 따른 머징유닛은 과주파수보호 기능과 저주파수보호 기능 중 어느 하나를 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 머징유닛은 과주파수보호 기능과 저주파수보호 기능을 모두 포함할 수 있다.The frequency protection function is divided into a function for generating trip information by determining whether the frequency measurement result value is greater than or equal to a specific reference value and a function for generating trip information by determining whether the frequency measurement result value is less than or equal to the specific reference value. In general, the former is referred to as the over-frequency protection function, the latter is referred to as the low frequency protection function. The merging unit according to an embodiment of the present invention includes any one of an overfrequency protection function and a low frequency protection function. The merging unit according to another embodiment of the present invention may include both an overfrequency protection function and a low frequency protection function.

과주파수보호 기능에 사용되는 특정한 기준값과, 저주파수보호 기능에 사용되는 특정한 기준값은 변전소에 따라 다르게 적용되어야 하는 경우가 대부분이다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 머징유닛은 사용자 설정부를 더 포함하고, 사용자 설정부에서 과주파수 기준값이나 저주파수 기준값을 설정하도록 하는 기능을 제공할 수 있다.In particular, the specific reference value used for the overfrequency protection function and the specific reference value used for the low frequency protection function have to be applied differently according to the substation. Accordingly, the merging unit according to an embodiment of the present invention may further include a user setting unit, and may provide a function of setting the overfrequency reference value or the low frequency reference value in the user setting unit.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛은, 주파수보호 기능을 수행하기 위한 기준 전압 신호로 사용할 수 있는 아날로그 선간전압 신호 또는 아날로그 상전압 신호를 두 개 이상 생성하고, 생성된 두 개 이상의 아날로그 선간전압 신호 또는 두 개 이상의 아날로그 상전압 신호 중 어느 것을 기준 전압 신호로 사용할 것인가를 사용자가 선택하도록 하는 기능을 포함할 수 있다.The merging unit according to another embodiment of the present invention generates at least two analog line voltage signals or analog phase voltage signals that can be used as reference voltage signals for performing a frequency protection function, and generates at least two analog line voltages. And a function for allowing a user to select which of the signal or two or more analog phase voltage signals to use as the reference voltage signal.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 머징유닛의 구성을 도시한 도면이다.9 is a view showing the configuration of a merging unit according to another embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 머징유닛(900)은 A/D 변환부(910), 주통신 처리부(920), 주파수 계측부(930), 보호 기능 처리부(940) 외에 사용자 설정부(950)를 추가로 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 9, the merging unit 900 includes a user setting unit 950 in addition to the A / D converter 910, the main communication processor 920, the frequency measurement unit 930, and the protection function processor 940. It is further configured to include.

A/D 변환부(910)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하여 디지털 전압 신호로 변환하는 기능을 수행한다. A/D 변환부(910)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전류 신호를 수신하여 디지털 전류 신호로 변환하는 기능을 포함할 수 있다.The A / D converter 910 receives an analog voltage signal 360 generated in the substation field and converts the analog voltage signal into a digital voltage signal. The A / D converter 910 may include a function of receiving an analog current signal generated in a substation field and converting the analog current signal into a digital current signal.

주통신 처리부(920)는 A/D 변환부(910)가 생성한 디지털 전압 신호를 내부 데이터 버스(960)를 통해 읽고, 이 디지털 전압 신호를 이용하여 IEC 61850 규격에 정의된 SV(200) 형식으로 구성하여, 구성한 SV(200)를 프로세스 버스(370)로 전송한다. 전송된 SV(200)는 프로세스 버스(370)에 연결된 기기가 수신하여 사용한다.The main communication processor 920 reads the digital voltage signal generated by the A / D converter 910 through the internal data bus 960, and uses the digital voltage signal in the SV 200 format defined in the IEC 61850 standard. In this configuration, the configured SV 200 is transferred to the process bus 370. The transmitted SV 200 is received and used by a device connected to the process bus 370.

주파수 계측부(930)는 변전소 필드에서 발생하는 아날로그 전압 신호(360)를 수신하고, 수신한 아날로그 전압 신호를 이용하여 기준 전압 신호를 생성하여, 생성한 기준 전압 신호의 주파수 값을 계산하고, 계산된 주파수 값을 주파수계측 결과값으로 정한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 주파수 계측부(930)는 아날로그 전압 신호를 이용하여 AB상, BC상, 및 CA상 등 3개의 아날로그 선간전압 신호 중 하나 이상을 생성하고, 생성한 아날로그 선간전압 신호 중 하나를 선택하여 기준 전압 신호로 정할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 주파수 계측부(930)는 아날로그 전압 신호를 이용하여 A상, B상, 및 C상 등 3개의 아날로그 상전압 신호 중 하나 이상을 생성하고, 생성한 아날로그 상전압 신호 중 하나를 선택하여 기준 전압 신호로 정할 수도 있다.The frequency measuring unit 930 receives the analog voltage signal 360 generated in the substation field, generates a reference voltage signal using the received analog voltage signal, calculates a frequency value of the generated reference voltage signal, and calculates Set the frequency value as the frequency measurement result. According to an embodiment of the present invention, the frequency measuring unit 930 generates at least one of three analog line voltage signals such as AB phase, BC phase, and CA phase by using the analog voltage signal, and among the generated analog line voltage signals. One can be selected to determine the reference voltage signal. According to another exemplary embodiment of the present invention, the frequency measuring unit 930 generates one or more of three analog phase voltage signals such as A phase, B phase, and C phase by using the analog voltage signal, and generates the generated analog phase voltage signal. One of them may be selected as the reference voltage signal.

보호 기능 처리부(940)는 주파수 계측부(930)가 생성한 주파수계측 결과값을 내부 데이터 버스(960)를 통해 읽고, 이 주파수계측 결과값을 이용하여 주파수보호 기능을 수행하고, 주파수보호 기능을 수행한 결과로 트립 정보를 생성한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 보호 기능 처리부(940)는 주파수계측 결과값이 특정한 기준값 이상인가를 판단하여 트립 정보를 생성하는 과주파수보호 기능을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 보호 기능 처리부(940)는 주파수계측 결과값이 특정한 기준값 이하인가를 판단하여 트립 정보를 생성하는 저주파수보호 기능을 포함할 수 있다.The protection function processor 940 reads the frequency measurement result generated by the frequency measurement unit 930 through the internal data bus 960, performs the frequency protection function using the frequency measurement result, and performs the frequency protection function. As a result, trip information is generated. According to an embodiment of the present disclosure, the protection function processing unit 940 may include an overfrequency protection function for generating trip information by determining whether the frequency measurement result value is equal to or greater than a specific reference value. According to another embodiment of the present disclosure, the protection function processor 940 may include a low frequency protection function for generating trip information by determining whether the frequency measurement result value is equal to or less than a specific reference value.

사용자 설정부(950)는 사용자 입력(970)을 수신하고 그에 따라 머징유닛(900)에 대한 설정 기능을 수행한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자 설정부(950)는 보호 기능 처리부(940)가 과주파수보호 기능을 수행하기 위해 필요로 하는 기준값을 사용자가 지정하도록 하는 기능을 포함한다. 이 때 사용자 입력(970)에는 과주파수보호 기준값이 포함된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 사용자 설정부(950)는 보호 기능 처리부(940)가 저주파수보호 기능을 수행하기 위해 필요로 하는 기준값을 사용자가 지정하도록 하는 기능을 포함한다. 이 때 사용자 입력(970)에는 저주파수보호 기준값이 포함된다.The user setting unit 950 receives a user input 970 and accordingly performs a setting function for the merging unit 900. According to an embodiment of the present disclosure, the user setting unit 950 includes a function for allowing a user to designate a reference value required for the protection function processing unit 940 to perform the overfrequency protection function. In this case, the user input 970 includes an overfrequency protection reference value. According to another exemplary embodiment of the present invention, the user setting unit 950 includes a function for allowing a user to designate a reference value required for the protection function processing unit 940 to perform the low frequency protection function. In this case, the user input 970 includes a low frequency protection reference value.

본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자 설정부(950)는 주파수 계측부(930)가 사용하는 기준 전압 신호에 대한 설정 기능을 수행한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자 설정부(950)는, 사용자가 주파수 계측부(930)가 생성한 아날로그 선간전압 신호 중 하나를 기준 전압 신호로 선택할 수 있도록 하는 기능을 포함할 수 있다. 이 때 사용자 입력(970)에는 기준 전압 신호로 선택한 선간전압 신호에 대한 구분 정보가 포함된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 사용자 설정부(950)는, 사용자가 주파수 계측부(930)가 생성한 아날로그 상전압 신호 중 하나를 기준 전압 신호로 선택할 수 있도록 하는 기능을 포함할 수 있다. 이 때 사용자 입력(970)에는 기준 전압 신호로 선택한 상전압 신호에 대한 구분 정보가 포함된다.According to an embodiment of the present disclosure, the user setting unit 950 performs a setting function for a reference voltage signal used by the frequency measuring unit 930. According to an embodiment of the present disclosure, the user setting unit 950 may include a function for allowing a user to select one of the analog line voltage signals generated by the frequency measuring unit 930 as a reference voltage signal. In this case, the user input 970 includes division information on the line voltage signal selected as the reference voltage signal. According to another embodiment of the present disclosure, the user setting unit 950 may include a function for allowing a user to select one of the analog phase voltage signals generated by the frequency measuring unit 930 as a reference voltage signal. In this case, the user input 970 includes division information on the phase voltage signal selected as the reference voltage signal.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것일 뿐 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been used herein, they are only used for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

IED : Intelligent Electronic Device
SV : Sampled Value
GOOSE : Generic Object Oriented Substation EventIED: Intelligent Electronic Device
SV: Sampled Value
GOOSE: Generic Object Oriented Substation Event

Claims

An A / D converter configured to receive an analog voltage signal and convert the analog voltage signal into a digital voltage signal;
A main communication processor configured to configure an SV defined in the IEC 61850 standard using the digital voltage signal, and to transmit the SV to a process bus;
A frequency of the reference voltage signal is generated by generating a reference voltage signal using the analog voltage signal, detecting two or more code conversion points of the reference voltage signal, and measuring a time interval between the detected code conversion points. Calculating a value, and setting the frequency value as a frequency measurement result value; And
A protection function processor for performing a frequency protection function using the frequency measurement result value and generating trip information according to a result of performing the frequency protection function;
Merging unit comprising a.

The method according to claim 1,
The merging unit,
The merging unit, comprising a sub-communication processing unit for configuring the GOOSE defined in the IEC 61850 standard using the trip information, and transmits the GOOSE to the station bus.

The method according to claim 1,
The merging unit,
A merging unit, characterized in that it further comprises a digital contact output unit for transmitting the trip information to the hardwire using a digital contact.

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