KR102058400B1 - Apparatus for discriminating instantaneous current in power grid line - Google Patents

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KR102058400B1
KR102058400B1 KR1020150050137A KR20150050137A KR102058400B1 KR 102058400 B1 KR102058400 B1 KR 102058400B1 KR 1020150050137 A KR1020150050137 A KR 1020150050137A KR 20150050137 A KR20150050137 A KR 20150050137A KR 102058400 B1 KR102058400 B1 KR 102058400B1
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Abstract

본 발명은 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치에 관한 것으로, 전력계통의 각 선로에서 순시전류를 검출하여 전압을 유도하는 전압 유도부와, 상기 전압 유도부로부터 유도된 전압을 복수의 전압들로 분압하는 전압 분압부와, 상기 전압 분압부로부터 분압된 전압들 중 일부의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 규정된 조건에 의해 저전력으로 운영되는 수면모드(Sleep mode) 상태에서 각 선로의 순시전류를 이용하여 생성된 활성화 전원을 제공받아 활성화모드(Wake-up mode)로 전환됨과 동시에 상기 전압 검출부로부터 검출된 아날로그 전압을 디지털 전압으로 변환하여 원래의 순시 전류값으로 복원하고, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 그 결과에 따라 선로의 차단여부를 결정하는 제어부를 포함함으로써, 고속으로 순시 전류를 판단하여 순시 사고에 대해 빠르게 대처할 수 있으며, 사고 전류에 대한 각종 정보를 저장할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus for determining instantaneous current in a line of a power system, comprising: a voltage inducing unit for detecting a instantaneous current in each line of a power system and inducing a voltage; and dividing the voltage derived from the voltage inducing unit into a plurality of voltages. A voltage divider, a voltage detector for detecting a voltage of some of the voltages divided by the voltage divider, and an instantaneous current of each line in a sleep mode operated at a low power under a prescribed condition Receives the generated activation power and enters the wake-up mode and simultaneously converts the analog voltage detected from the voltage detector into a digital voltage to restore the original instantaneous current value, and restores the restored instantaneous current value and the Instantaneous high speed by including a control unit that compares the set reference current value and determines whether to disconnect the line according to the result You can respond quickly to determine the current for the instantaneous incident, there is an effect that can store a variety of information about the fault current.

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Figure 112015034673193-pat00004

Description

전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치{APPARATUS FOR DISCRIMINATING INSTANTANEOUS CURRENT IN POWER GRID LINE}Instantaneous current discrimination device in power system line {APPARATUS FOR DISCRIMINATING INSTANTANEOUS CURRENT IN POWER GRID LINE}

본 발명은 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속으로 순시 전류를 판단하여 순시 사고에 대해 빠르게 대처할 수 있으며, 사고 전류에 대한 각종 정보를 저장할 수 있도록 한 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an instantaneous current discrimination apparatus in a line of a power system, and more particularly, to determine an instantaneous current at a high speed, to cope with an instantaneous accident quickly, and to store various types of information on an accidental current. An instantaneous current discrimination apparatus in a line.

일반적으로, 산업현장이나 아파트, 물류창고, 공장, 학교, 숙박시설 등 모든 건축물에는 전기 분전반(Distribution Board)이 설치되어 있으며, 이러한 분전반에는 통상 배선용 차단기(Molded Case Circuit Breaker, MCCB)가 설치되어 있다.Generally, all buildings such as industrial sites, apartments, warehouses, factories, schools, and lodging facilities are equipped with distribution boards, which are usually equipped with a molded case circuit breaker (MCCB). .

상기 배선용 차단기(MCCB)는 상시 상태의 전로를 수동 또는 전기조작에 의해 개폐할 수 있고, 과부하 및 단락 등의 사고 발생 시에는 자동으로 전로를 차단하는 것으로서, 최근에는 누전과 과부하 겸용으로 제작되고 있다.The circuit breaker (MCCB) can open and close the circuit in the normal state by manual or electrical operation, and automatically cuts off the circuit in the event of an accident such as an overload or a short circuit. .

그리고, 이러한 배선용 차단기는 결상 사고에 대한 검출 기능이 없으며, 따라서 3상 부하 특히 3상 전동기를 사용하는 곳에는 필히 열동식 과전류 계전기(THR) 또는 전자식 모터 보호계전기(EMPR)를 사용하도록 규정하고 있다.In addition, such a circuit breaker does not have a detection function for an imaging accident, and therefore, a thermal overcurrent relay (THR) or an electronic motor protection relay (EMPR) is required to use a three-phase load, especially a three-phase motor. .

즉, 3상 전동기 부하 등 3상 전력기기를 사용하는 전력계통에서 1상 또는 2상이 단선되어 전력이 공급되는 상태를 1상 결상 또는 2상 결상이라 말하며, 산업현장에서 3상 부하로 주로 사용되는 3상 전동기는 1상 결상 사고가 대다수이다.In other words, in a power system that uses three-phase power equipment such as three-phase motor load, one-phase or two-phase disconnection of power is referred to as one-phase or two-phase open phase. Most three-phase motors have one-phase open faults.

이러한 3상 전동기의 1상 결상은 3상 전동기의 기동과 정지를 담당하는 전자접촉기(Electromagnetic Contactor)의 노후와 잦은 사용으로 인한 접점의 접촉 불량에서 주로 발생하는 것으로 보고된다. 3상 전동기의 1상이 결상될 경우 3상 전동기에는 정격전류의 약 1.5배의 전류가 흐르게 되고 이에 따른 3상 전동기 내부 권선의 열화가 화재의 원인으로 주목되고 있다.It is reported that the 1-phase image formation of the three-phase motor mainly occurs due to the contact failure due to the aging and frequent use of the electromagnetic contactor, which is responsible for starting and stopping the three-phase motor. When one phase of a three-phase motor is missing, three-phase motors have a current that is about 1.5 times the rated current, and deterioration of the internal winding of the three-phase motor is a cause of fire.

그리고, 결상된 상태에서 3상 전동기의 기동 투입 시에는 정격전류의 약 6∼8배의 기동전류가 흐르게 되어 모터의 소손은 물론 심각한 재해를 유발하는 것이지만, 이러한 3상 전동기의 결상 사고에 대한 예방은 의무 사항이 아니어서 실제 현장에서는 그 방지 및 예방을 위한 노력이 잘 이루어지지 않는 상태이다.When starting and turning on the three-phase motor in the open phase, the starting current of about 6 to 8 times of the rated current flows, causing damage to the motor as well as serious disasters. Is not an obligation, and efforts are being made to prevent and prevent it in practice.

다시 말해, 3상 전력기기를 사용하는 전력계통의 현장 관리자가 필요에 따라 부가적으로 설치하는 상황이므로, 해당 현장 관리자의 인식과 필요에 전적으로 의존되고 있다.In other words, since the site manager of the power system using the three-phase power equipment is additionally installed as necessary, it is completely dependent on the recognition and needs of the site manager.

또한, 상술한 바와 같이 3상 전동기를 결상 사고로부터 보호하기 위해 열동식 과전류 계전기(THR) 또는 전자식 모터 보호계전기(EMPR)를 사용하고 있으나, 이러한 보호장치들은 과전류나 과열이 발생되어야지만 해당 문제의 검출이 가능하고 또한 전압 불평형률이 약 70% 이상에서 3초 이내에 트립(Trip)하도록 설계되어 그 응답속도가 느리고 현장에서의 잦은 오동작과 정밀도가 저하되는 문제가 있다.In addition, as described above, a thermal overcurrent relay (THR) or an electronic motor protection relay (EMPR) is used to protect the three-phase motor from an open phase accident. Detectable and designed to trip within 3 seconds at a voltage unbalance rate of more than about 70%, the response speed is slow, there is a problem of frequent malfunction and accuracy in the field.

한편, 저압 배전계통에 사용되는 차단기의 전기적 제어방식은 열동식, 열동전자식 또는 전자식 구조로 설계된다. 먼저, 상기 열동식의 경우는 사고발생에 대한 고장 전류의 실효치가 적으면 발열량(H=0.24I2Rt)이 적어 차단동작이 실패되고, 상기 전자식의 경우는 이상전류의 주기가 짧으면 트립 코일의 여자가 불가능하여 차단기능이 상실되는 것으로, 이로 인해 전기화재 등 전기재해의 위험성이 항시 내재됨을 알 수 있다.On the other hand, the electrical control method of the circuit breaker used in the low-voltage distribution system is designed in a thermal, thermoelectric or electronic structure. First, in the case of the thermal type, when the effective value of the fault current for the occurrence of the accident is small, the heat generation amount (H = 0.24I 2 Rt) is small, and the blocking operation fails. In the case of the electronic type, when the period of the abnormal current is short, It is impossible to excite and the blocking function is lost, which means that there is always a risk of an electrical disaster such as an electric fire.

도 1은 종래의 열동식이나 전자식 저압 차단기의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the operation of a conventional thermal or electronic low voltage circuit breaker.

도 1을 참조하면, 아날로그 회로부(10)에서는 전력계통의 각 상(R, S, T, N)에서 입력되어진 순시 전류값과 기존에 미리 정해놓은 기준 전류값을 비교하여, 입력된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 순시 고장 전류가 입력되어졌다고 판단한다. 만약, 아날로그 회로부(10)에서 순시 고장 전류가 입력되어졌다고 판단하면, 차단 신호를 출력(Override 출력)(20)하여 계전기가 차단(30)된다.Referring to FIG. 1, the analog circuit unit 10 compares the instantaneous current value input from each phase (R, S, T, N) of the power system with a reference current value previously determined, and inputs the instantaneous current value. If it is larger than this preset reference current value, it is determined that instantaneous fault current has been input. If the analog circuit unit 10 determines that the instantaneous fault current has been input, the blocking signal is output (override output) 20 to block the relay 30.

그러나, 종래 기술은 아날로그 회로부(10)에서 순시전류를 판단하여 차단 신호를 출력(20)하기 때문에, 사고 전류에 대한 정보가 저장되지 않으며, 아날로그 회로에 의해 전자파 간섭(Electro Magnetic Compatibility, EMC)에 취약한 문제점을 있다.
However, in the related art, since the instantaneous current is determined by the analog circuit unit 10 and outputs the cutoff signal 20, information on the accident current is not stored, and the analog circuit is used for electromagnetic interference (Electro Magnetic Compatibility, EMC). There are vulnerable problems.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고속으로 순시 전류를 판단하여 순시 사고에 대해 빠르게 대처할 수 있으며, 사고 전류에 대한 각종 정보를 저장할 수 있도록 한 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치를 제공하는데 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to determine the instantaneous current at high speed to quickly cope with the instantaneous accident, the line of the power system to store a variety of information about the accidental current To provide an instantaneous current discrimination apparatus.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 전력계통의 각 선로에서 순시전류를 검출하여 전압을 유도하는 전압 유도부; 상기 전압 유도부로부터 유도된 전압을 복수의 전압들로 분압하는 전압 분압부; 상기 전압 분압부로부터 분압된 전압들 중 일부의 전압을 검출하는 전압 검출부; 및 규정된 조건에 의해 저전력으로 운영되는 수면모드(Sleep mode) 상태에서 각 선로의 순시전류를 이용하여 생성된 활성화 전원을 제공받아 활성화모드(Wake-up mode)로 전환됨과 동시에 상기 전압 검출부로부터 검출된 아날로그 전압을 디지털 전압으로 변환하여 원래의 순시 전류값으로 복원하고, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 그 결과에 따라 선로의 차단여부를 결정하는 제어부를 포함하는 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a voltage induction unit for inducing a voltage by detecting an instantaneous current in each line of a power system; A voltage divider dividing the voltage derived from the voltage inducing unit into a plurality of voltages; A voltage detector detecting a voltage of some of the voltages divided by the voltage divider; And receiving the activated power generated using the instantaneous current of each line in the sleep mode operated at a low power under a prescribed condition, switching to the wake-up mode and detecting the voltage from the voltage detector. Converts the analog voltage into a digital voltage and restores the original instantaneous current value, and compares the restored instantaneous current value with a preset reference current value and determines whether to cut off the line according to the result. It is to provide an instantaneous current discrimination device in the line.

여기서, 상기 전압 유도부와 부하 사이의 각 선로에 연결되어, 각 선로에서 발생되는 순시전류를 이용하여 활성화 전원을 생성하는 전압 생성부가 더 포함되되, 상기 제어부는 상기 전원 생성부로부터 생성된 활성화전원을 제공받아 활성화모드로 전환시킴이 바람직하다.Here, the voltage generation unit is connected to each line between the voltage induction unit and the load, and further comprises a voltage generation unit for generating an activation power by using the instantaneous current generated in each line, the control unit generates the activation power generated from the power generation unit It is desirable to switch to the activation mode.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 전압 분압부로부터 분압된 일부의 전원을 제공받아 활성화모드로 전환시킬 수 있다.Preferably, the control unit may receive a portion of the power divided by the voltage dividing unit and switch to the activation mode.

바람직하게, 상기 전압 유도부는, 각 선로에 흐르는 정격전류에 관계없이 동일한 코일 권선수로 이루어지며, 각 선로에서 검출한 순시전류를 미분하여 전압을 유도하는 복수의 로고스키 코일(Rogowski Coil)로 이루어짐이 바람직하다.Preferably, the voltage induction part is made of the same number of coil turns regardless of the rated current flowing in each line, and made of a plurality of Rogowski coils that induce voltage by differentiating the instantaneous current detected in each line. This is preferred.

바람직하게, 상기 전압 분압부는, 복수의 분압 저항을 통해 출력 전압을 조절할 수 있다.Preferably, the voltage divider may adjust the output voltage through a plurality of voltage divider resistors.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 각 선로를 통해 부하로 공급되는 전력이 차단되도록 각 선로에 구비된 차단기에 선로개방 제어신호를 출력할 수 있다.Preferably, the controller compares the restored instantaneous current value with a predetermined reference current value and determines that an accidental current is generated when the restored instantaneous current value is larger than a predetermined reference current value, and loads the load through the respective lines. The line opening control signal may be output to a breaker provided in each line so that the supplied power is cut off.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 해당 사고 전류와 관련된 정보를 별도의 메모리에 저장되도록 제어할 수 있다.Preferably, the controller compares the restored instantaneous current value with a preset reference current value, and determines that an accident current is generated when the restored instantaneous current value is greater than a predetermined reference current value, thereby determining information related to the corresponding accident current. Can be controlled to be stored in a separate memory.

바람직하게, 상기 사고 전류와 관련된 정보는, 해당 전류의 크기, 시간 및 파형 정보들 중 적어도 하나의 정보로 이루어질 수 있다.Preferably, the information related to the fault current may include at least one of the magnitude, time, and waveform information of the corresponding current.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 해당 사고 전류의 발생에 대해 외부의 사용자에게 시각적 또는 청각적으로 경고해주도록 특정 경고신호를 출력할 수 있다.Preferably, the controller compares the restored instantaneous current value with a predetermined reference current value and determines that an accident current is generated when the restored instantaneous current value is larger than a predetermined reference current value. Specific warning signals may be output to warn external users of the information visually or audibly.

바람직하게, 상기 제어부는, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 해당 사고 전류에 대한 특정 경고 메시지를 생성하고 이를 기설정된 사용자 단말로 전송할 수 있다.Preferably, the controller compares the restored instantaneous current value with a predetermined reference current value and determines that an accident current is generated when the restored instantaneous current value is larger than a predetermined reference current value, thereby identifying a specific accident current. A warning message may be generated and transmitted to a preset user terminal.

바람직하게, 상기 제어부는, 동작 전원을 공급받아 기설정된 프로그램에 따라 각종 부품을 제어하는 마이크로프로세스 제어 유닛(Microprocessor Control Unit, MCU)으로 이루어질 수 있다.
Preferably, the control unit may be formed of a microprocessor control unit (Microprocessor Control Unit, MCU) to control the various components in accordance with a predetermined program by receiving the operating power.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치에 따르면, 신호 포화가 없는 로고스키 코일(Rogowski Coil) 및 마이크로프로세스 제어 유닛(Microprocessor Control Unit, MCU) 등을 통해 고속으로 순시 전류를 판단하여 순시 사고에 대해 빠르게 대처할 수 있을 뿐만 아니라 계전기의 오동작을 효과적으로 방지할 수 있으며, 사고 전류에 대한 각종 정보를 저장할 수 있는 이점이 있다.
According to the instantaneous current determination device in the line of the power system of the present invention as described above, instantaneous current at high speed through a Rogowski Coil and a microprocessor control unit (MCU) without signal saturation By judging it can not only quickly cope with instantaneous accidents, but also effectively prevent the malfunction of the relay, there is an advantage that can store a variety of information on the accident current.

도 1은 종래의 열동식이나 전자식 저압 차단기의 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 산업현장에서 주로 사용되는 열동식 과전류 계전기를 이용한 3상 유도 전동기의 기동 및 정지 회로의 일 예를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
1 is a view schematically showing the operation of a conventional thermal or electronic low voltage circuit breaker.
2 is a diagram illustrating an example of a start and stop circuit of a three-phase induction motor using a thermal overcurrent relay mainly used in an industrial site.
3 is a block diagram illustrating an overall instantaneous current discrimination apparatus in a line of a power system according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating an overall instantaneous current discrimination apparatus in a line of a power system according to another embodiment of the present invention.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.The above objects, features, and advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings, whereby those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 또한, 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In addition, the same reference numerals are used in the drawings to indicate the same or similar components.

일반적으로 열동식 과전류 계전기는 전자 접촉기(Magnet Contact, MC)와 함께 전자 개폐기(Magnet Switch, MS)를 구성하여 모터에 통전되는 전류가 미리 설정한 전류값 이상이 되면 회로를 트립(Trip)하여 모터가 소손되는 것을 방지하는 역할을 한다.In general, a thermal overcurrent relay forms a magnetic switch (MS) together with a magnetic contactor (MC) to trip the circuit by tripping the circuit when the current supplied to the motor becomes higher than a preset current value. To prevent burning.

즉, 교류 전동기의 경우 그 내부에는 통상 3상(R, S, T)의 교류 전류가 흐르는데, 이 때 상기 3상(R, S, T) 중에서 어느 하나의 상이라도 끊어져 전류가 흐르지 않게 된 때에는 나머지 상으로 전류가 집중되거나 과부하나 과전류시 온도가 상승하여 권선이 소손되는 등의 사고가 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위하여 통상적으로 전동기에는 과부하 또는 결상시 소손을 방지하기 위하여 과전류 계전기를 사용한다.That is, in the case of an AC motor, an alternating current of three phases (R, S, T) normally flows inside of the alternating current motor. At this time, when one of the three phases (R, S, T) is cut off and no current flows. When the current is concentrated in the remaining phase or the temperature rises during overload or overcurrent, the winding is burned out. To prevent this, an overcurrent relay is generally used in the motor to prevent burnout during overload or phase loss.

도 2는 산업현장에서 주로 사용되는 열동식 과전류 계전기를 이용한 3상 유도 전동기의 기동 및 정지 회로의 일 예를 보인 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a start and stop circuit of a three-phase induction motor using a thermal overcurrent relay mainly used in an industrial site.

도 2를 참조하면, 3상 유도 전동기(IM)의 보호장치로 통상 사용되는 열동식 과전류 계전기(THR)를 살펴보면, 3상 유도 전동기(IM)의 과부하로 인한 과전류가 발생하였을 경우, 내부 릴레이의 열선 가열로 인한 바이메탈(bimetal)의 만곡 작용을 이용하여 접점을 개폐하는 원리로 동작된다.Referring to FIG. 2, a thermal overcurrent relay THR, which is generally used as a protection device for a three phase induction motor IM, illustrates an internal relay when an overcurrent occurs due to an overload of the three phase induction motor IM. It operates on the principle of opening and closing the contact by using the bimetal (bending action) due to hot wire heating.

한편, 미설명 부호 MCB는 배선용 차단기이고, MC는 전자 접촉기이고, THR은 열동식 과전류 계전기이고, T는 한시 계전기이고, PB1은 기동용 푸시버튼이고, PB2는 정지용 푸시버튼이고, GL은 운전 표시등이고, IM은 3상 유도 전동기이다.On the other hand, MCB is a circuit breaker, MC is a magnetic contactor, THR is a thermal overcurrent relay, T is a time relay, PB1 is a start pushbutton, PB2 is a stop pushbutton, and GL is an operation indicator. IM is a three-phase induction motor.

이러한 종래 기술의 열동식 과전류 계전기는 차단기의 차단용량 이상의 전류가 유입되어 차단기 자체 손상이 발생할 정도의 사고에서 최대한 빨리 차단 동작을 수행하여 차단기 스스로와 선로를 보호하기 위해 순시 오버라이드(Override) 동작 기능을 가지고 있다.The thermal overcurrent relay of the prior art performs an instantaneous override function to protect the circuit breaker itself and the line as soon as possible by performing an interruption action as soon as an electric current exceeding the breaking capacity of the breaker causes damage to the breaker itself. Have.

그러나, 종래의 열동식이나 전자식 저압 차단기는 마그네틱 트립으로 수행하거나 별도의 아날로그 회로를 구비하여 기존 마이크로프로세스 제어 유닛(MCU)과 무관하게 동작하고, 마이크로프로세스 제어 유닛(MCU)에는 사고 전류에 대한 순시 동작 정보가 입력되지 않는다. 또한, 아날로그 회로를 사용하여 판단하는 계전기는 전자파 간섭(EMC)에 취약하다는 단점을 가지고 있다.However, a conventional thermal or electronic low voltage circuit breaker operates as a magnetic trip or has a separate analog circuit to operate independently of the existing microprocess control unit (MCU), and the microprocess control unit (MCU) provides instantaneous fault current. Operation information is not entered. In addition, the relay judged using an analog circuit has a disadvantage that it is vulnerable to electromagnetic interference (EMC).

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 신호 포화가 없는 로고스키 코일(Rogowski Coil)을 이용하여 전류의 미분 신호를 통해 마이크로프로세스 제어 유닛(MCU)에서 수 usec(Microsecond, 10-6)안에 고속으로 순시 전류를 판단하여 순시 사고에 대해 빠르게 대처할 수 있으며, 사고 전류에 대한 각종 정보를 저장할 수 있는 특징적인 기술이다.In order to solve this problem, the present invention utilizes Rogowski Coil without signal saturation, and at high speed within a few usec (Microsecond, 10 -6 ) in the microprocess control unit (MCU) through the differential signal of current. The instantaneous current can be judged quickly to cope with the instantaneous accident, it is a characteristic technology that can store various information about the accidental current.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.3 is a block diagram illustrating an overall instantaneous current discrimination apparatus in a line of a power system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치는, 크게 전압 유도부(100), 전압 분압부(200), 전압 검출부(300), 전원 생성부(400) 및 제어부(500) 등을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 3, the instantaneous current determination device in a line of a power system according to an embodiment of the present invention includes a voltage induction unit 100, a voltage divider 200, a voltage detector 300, and a power generator 400. ) And the control unit 500 and the like.

여기서, 전압 유도부(100)는 전력계통(Power Grid)의 각 선로(R, S, T, N)에서 순시전류를 검출하여 전압을 유도하는 기능을 수행한다.Here, the voltage inducing unit 100 detects the instantaneous current in each line (R, S, T, N) of the power grid to perform a function of inducing voltage.

이때, 상기 전력계통은 일반적으로 전기를 생산 및 공급하는 전력공사 또는 상기 전력공사 이외에 전기를 생산 및/또는 공급할 수 있는 수단을 포함하여 부하(600)로 전기를 공급할 수 있는 모든 전력 공급원을 포함하는 의미로 사용된다.In this case, the power system generally includes any power supply capable of supplying electricity to the load 600, including a power project for producing and supplying electricity or a means for producing and / or supplying electricity in addition to the power project. Used in the sense.

예를 들어, 부하(600)는 전력계통, 상기 전력계통으로부터 생산된 전기를 공급받아 철도 또는 도시철도에 전기를 공급하는 사업자들 및 소수력(Small Hydropower), 태양광(Photo Voltaic), 태양열(Solar Thermal), 풍열(Wind Power), 폐기물 에너지(Waste Energy), 바이오 에너지(Bio Energy), 지열(Geo Thermal), 해양 에너지(Ocean Energy) 등과 같은 신재생 에너지로부터 발생되는 전기를 공급하는 신재생 에너지 처리시스템 중 적어도 하나 이상이 포함된 전력 공급원으로부터 전기를 공급받을 수 있다.For example, the load 600 is a power system, operators receiving electricity generated from the power system and supplying electricity to railroads or urban railways, Small Hydropower, Photovoltaic, Solar Renewable energy that supplies electricity from renewable energy such as thermal, wind power, waste energy, bio energy, geo thermal, ocean energy, etc. At least one or more of the processing systems may be supplied with electricity from a power supply.

또한, 상기 전력 공급원과 부하(600)는 최근 대두되는 현대화된 전력기술과 정보통신기술의 융합과 복합을 통하여 구현된 차세대 전력시스템 및 이의 관리체제를 의미하는 스마트-그리드(Smart-Grid, 지능형 전력망)와 연계도 가능하다.In addition, the power supply source and load 600 is a smart-grid (intelligent power grid), which means the next generation power system and its management system implemented through the convergence and complex of the modernized power technology and information communication technology that is emerging recently. ) Is also possible.

한편, 부하(600)는 전력을 소비하는 공장, 상가, 가정 등의 최종 수용수단으로서 지역 배전용 전력케이블을 이용하여 다수의 변압기(Transformer)와 연결되어 전력을 공급받게 된다.On the other hand, the load 600 is connected to a number of transformers (transformers) using a local power distribution cable as a final accommodating means of power factories, stores, homes, etc. to receive power.

이러한 전압 유도부(100)는 각 선로(R, S, T, N)에 흐르는 정격전류에 관계없이 동일한 코일 권선수로 이루어지며, 각 선로(R, S, T, N)에서 검출한 순시 전류를 미분하여 전압을 유도하는 복수의 로고스키 코일(Rogowski Coil)로 이루어짐이 바람직하다.The voltage induction part 100 is made of the same number of coil turns regardless of the rated current flowing in each line (R, S, T, N), and the instantaneous current detected by each line (R, S, T, N) It is preferably made of a plurality of Rogowski Coil to differentiate by inducing a voltage.

상기 로고스키 코일은 일반 전류 변환기(Current Transformer, CT)와 달리 마그네틱 코어(Magnetic Core)를 사용하지 않고 공심 코어(Air Core)를 형성하는 특수 재질의 플라스틱 보빈(bobbin)을 사용하여 여자시키는 것으로, 상기 공심 코어 내를 관통하는 도체에 전류가 흐를 경우 이 전류에 의해 상기 공심 코어에 권취된 코일에 도체의 전류에 비례하는 전압이 유도됨에 따라 이를 토대로 도체에 흐르는 전류의 크기를 검출해 내는 구조를 가진다.Unlike the current transformer (CT), the Rogowski coil is excited by using a plastic bobbin made of a special material forming an air core without using a magnetic core. When a current flows through a conductor that penetrates the core core, a voltage proportional to the current of the conductor is induced by the coil wound around the core core, thereby detecting the magnitude of the current flowing in the conductor. Have

즉, 상기 로고스키 코일은 반도체의 개폐 과도현상 측정 등 광범위한 영역에서 사용이 가능하고, 동일한 크기로 100A 내지 100KA의 대전류의 측정이 가능하며, 1차 측과 분리되어 있어 절연성이 우수하고, 자성물질을 포함하고 있지 않아 선형성이 우수하며, 관통형 변류기와 달리 내부 철심이 없는 공심 코어를 형성하여 철심포화에 따른 과전류 손상을 입지 않는 장점이 있다.That is, the Rogowski coil can be used in a wide range of areas such as opening and closing transient measurement of semiconductors, and can measure large currents of 100A to 100KA with the same size, and are separated from the primary side, and have excellent insulation and magnetic materials. It does not contain the excellent linearity, unlike the through-type current transformer has the advantage of forming an air core without internal iron core does not suffer overcurrent damage due to iron core saturation.

또한, 상기 로고스키 코일 내부에 위치한 도체에 전류가 흐르는 경우 전류에 의하여 로고스키 코일에 유기되는 유도 전압(Vout)은 아래 식 1과 같다.In addition, when a current flows in the conductor located inside the Rogowski coil, the induced voltage V out induced by the Rogowski coil by the current is expressed by Equation 1 below.

(식 1)(Equation 1)

Figure 112015034673193-pat00001
Figure 112015034673193-pat00001

여기서, I는 도체에 흐르는 전류로 측정 대상 전류이고, μ0는 진공의 투자율이고, N은 코일의 권선 밀도이고, A는 로고스키 코일의 단면적이다.Here, I is the current flowing through the conductor, the current to be measured, μ 0 is the permeability of the vacuum, N is the winding density of the coil, and A is the cross-sectional area of the Rogowski coil.

상기 식 1에서 나타낸 바와 같이, 도체에 정현파 전류가 흐르는 경우 로고스키 코일에서 출력으로 검출되는 전압의 파형은 정현파의 미분값이 되어 직접 전류값으로 표현할 수 없다.As shown in Equation 1, when the sinusoidal current flows through the conductor, the waveform of the voltage detected as an output from the Rogowski coil becomes a derivative value of the sinusoidal wave and cannot be directly expressed as a current value.

따라서, 측정 전류값을 얻기 위해서 로고스키 코일에서 출력되는 유도 전압(Vout)은 신호 처리부를 통하여 적분되어야 한다. 이러한 신호 처리부는 후술하는 제어부(500)를 통해 수행됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 별도의 신호 증폭 회로, 저항 및 커패시티 등으로 구성된 수동형(Passive) 적분회로부 또는 연산 증폭기(Operational Amplifier)를 사용한 능동형(active) 적분회로부 등을 통해 구현될 수도 있다.Therefore, in order to obtain the measured current value, the induced voltage V out output from the Rogowski coil must be integrated through the signal processor. The signal processing unit is preferably performed through the control unit 500, which will be described later. However, the signal processing unit is not limited thereto, and may include a passive integrating circuit unit or an operational amplifier composed of a separate signal amplifying circuit, a resistor, and a capacitance. It may be implemented through an active integrating circuit.

전압 분압부(200)는 전압 유도부(100)와 전기적으로 연결되어 있으며, 전압 유도부(100)로부터 유도된 전압을 복수의 전압들로 분압하는 기능을 수행한다. 이러한 전압 분압부(200)는 복수의 분압 저항(Resistance)을 통해 출력 전압을 조절함이 바람직하다.The voltage divider 200 is electrically connected to the voltage inducing unit 100 and divides the voltage derived from the voltage inducing unit 100 into a plurality of voltages. The voltage divider 200 may adjust the output voltage through a plurality of voltage divider resistors.

한편, 전압 유도부(100)로부터 유도된 전압은 큰 순시전류 값으로 인해 제어부(500)가 이를 바로 인식할 수 없기 때문에, 제어부(500)가 인식할 수 있도록 적정 전압으로 감소시킬 필요가 있다. 따라서, 전압 분압부(200)을 통해 전압 유도부(100)로부터 유도된 전압을 제어부(500)가 인식할 수 있는 복수의 전압들로 분압하는 것이다.On the other hand, since the voltage derived from the voltage induction unit 100 cannot be immediately recognized by the control unit 500 due to a large instantaneous current value, it is necessary to reduce the voltage to an appropriate voltage so that the control unit 500 can recognize it. Therefore, the voltage derived from the voltage inducing unit 100 through the voltage divider 200 is divided into a plurality of voltages that the control unit 500 can recognize.

전압 검출부(300)는 전압 분압부(200)와 전기적으로 연결되어 있으며, 전압 분압부(200)로부터 분압된 전압들 중 일부의 전압을 검출하는 기능을 수행한다.The voltage detector 300 is electrically connected to the voltage divider 200 and performs a function of detecting a voltage of some of the voltages divided by the voltage divider 200.

전원 생성부(400)는 부하(600)측 선로에 연결되어 있으며, 각 선로(R, S, T, N)의 순시전류를 이용하여 활성화 전원을 생성하는 기능을 수행한다.The power generation unit 400 is connected to the line of the load 600 side, and performs a function of generating an active power by using instantaneous current of each line (R, S, T, N).

이때, 상기 활성화 전원이라 함은, 제어부(500)가 수면모드(Sleep mode) 상태에서 활성화모드(Wake-up mode)로 전환하기 위한 최소한의 전원(예컨대, 전류 또는 전압 신호)을 의미한다.In this case, the activation power means a minimum power supply (for example, current or voltage signal) for the control unit 500 to switch from the sleep mode to the wake-up mode.

이러한 전원 생성부(400)는 각 선로(R, S, T, N)에서 발생되는 큰 순시 전류 즉, 순시 고장 전류에 의해 소정의 활성화 전원을 생성할 수 있도록 구성된 것으로서, 예컨대, 전류 변환기(Current Transformer, CT), 분류기(Shunt), 홀 센서(Hall Sensor), 로고스키 센서(Rogowski Sensor) 등을 이용할 수 있다.The power generation unit 400 is configured to generate a predetermined active power by a large instantaneous current generated from each line R, S, T, N, that is, an instantaneous fault current, for example, a current converter. Transformer, CT), Shunt, Hall Sensor, Rogowski Sensor, etc. can be used.

그리고, 제어부(500)는 규정된 조건에 의해 저전력으로 운영되는 수면모드(Sleep mode) 상태에서 전원 생성부(400)로부터 생성된 활성화 전원을 제공받아 활성화모드(Wake-up mode)로 전환됨과 동시에, 전압 검출부(300)로부터 검출된 아날로그 전압을 디지털 전압으로 변환하여 원래의 순시 전류값으로 복원하고, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 그 결과에 따라 선로의 차단여부를 결정하는 기능을 수행한다.In addition, the control unit 500 receives the activated power generated from the power generator 400 in the sleep mode operated at a low power under a prescribed condition, and switches to the wake-up mode. After converting the analog voltage detected by the voltage detector 300 into a digital voltage to restore the original instantaneous current value, compares the restored instantaneous current value with a preset reference current value and determines whether the line is blocked according to the result. Determining the function.

즉, 제어부(500)는 전압 유도부(100)로부터 유도된 전압을 원래의 순시전류로 복원하기 위하여 신호 처리를 수행하는 바, 전압 검출부(300)로부터 검출된 유도 전압의 신호를 증폭하는 증폭수단과, 상기 증폭수단으로부터 증폭된 신호를 적분하는 적분수단과, 상기 적분수단으로부터 적분된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D(Analog/Digital) 변환수단과, 상기 A/D 변환수단으로부터 변환된 디지털 신호를 연산 처리하는 연산 제어수단 등을 포함할 수 있다.That is, the control unit 500 performs signal processing to restore the voltage induced by the voltage inducing unit 100 to the original instantaneous current, and includes amplifying means for amplifying a signal of the induced voltage detected by the voltage detecting unit 300. An integrating means for integrating the signal amplified by the amplifying means, an analog / digital (A / D) converting means for converting the analog signal integrated from the integrating means into a digital signal, and the A / D converting means And arithmetic control means for arithmetic processing of the digital signal.

또한, 제어부(500)는 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 각 선로(R, S, T, N)를 통해 부하(600)로 공급되는 전력이 차단되도록 각 선로(R, S, T, N)에 구비된 차단기(700)에 선로개방 제어신호를 출력할 수 있다.In addition, the controller 500 compares the restored instantaneous current value with a predetermined reference current value, and when the restored instantaneous current value is larger than a predetermined reference current value, determines that an accident current is generated and causes each line (R, S). The line opening control signal may be output to the breakers 700 provided in the respective lines R, S, T, and N so that the power supplied to the load 600 is cut through the T and N. FIG.

이때, 차단기(700)는 전기를 공급하는 입력측과 전기를 사용하는 수용가의 부하(600)측 사이에 도선으로 연결되도록 설치되며, 트립 코일의 여자동작으로 입력 전원이 부하(600)로 공급되는 것을 차단하는 기능을 수행한다.At this time, the breaker 700 is installed so as to be connected between the input side for supplying electricity and the load 600 side of the consumer using electricity, the input power is supplied to the load 600 by the excitation operation of the trip coil. It performs the function of blocking.

또한, 제어부(500)는 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 해당 사고 전류와 관련된 정보를 자체 또는 별도의 메모리(550)에 저장되도록 제어할 수 있다.In addition, the controller 500 compares the restored instantaneous current value with a preset reference current value, and when the restored instantaneous current value is greater than a predetermined reference current value, determines that an accident current is generated and related information regarding the accident current. May be controlled to be stored in itself or in a separate memory 550.

이때, 상기 사고 전류와 관련된 정보는 예컨대, 해당 전류의 크기, 시간 및 파형 정보들 중 적어도 하나의 정보로 이루어짐이 바람직하다.At this time, the information related to the fault current is preferably made of at least one of information of the magnitude, time, and waveform of the corresponding current.

또한, 제어부(500)는 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 해당 사고 전류의 발생에 대해 외부의 사용자에게 시각적(예컨대, 램프 또는 LED 등) 또는 청각적(예컨대, 스피커 등)으로 경고해주도록 특정 경고신호를 출력할 수 있다.In addition, the controller 500 compares the restored instantaneous current value with a predetermined reference current value, and when the restored instantaneous current value is larger than a predetermined reference current value, determines that an accident current is generated to generate the corresponding accident current. A specific warning signal may be output to warn an external user to a visual (eg, lamp or LED) or audible (eg, speaker).

또한, 제어부(500)는 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 상기 복원된 순시 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 해당 사고 전류에 대한 특정 경고 메시지를 생성하고 이를 기설정된 사용자 단말(미도시)로 전송할 수 있다.In addition, the controller 500 compares the restored instantaneous current value with a predetermined reference current value, and when the restored instantaneous current value is larger than a predetermined reference current value, determines that an accident current is generated to identify a corresponding accident current. A warning message may be generated and transmitted to a preset user terminal (not shown).

이때, 상기 사용자 단말은 예컨대, 데스크탑 PC(Personal Computer, PC), 노트북 PC 등 컴퓨터인 것이 일반적이지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 유/무선 통신망을 통하여 제어부(500)에 접속되어 데이터 송수신할 수 있는 모든 종류의 유무선 통신 장치일 수 있다.In this case, the user terminal is generally a computer such as a desktop PC (Personal Computer, PC), notebook PC, etc., but is not limited thereto, and is connected to the control unit 500 through a wired / wireless communication network to transmit and receive data. It can be any kind of wired or wireless communication device.

예를 들어, 상기 사용자 단말은 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 다양한 이동 단말을 포함하고, 이외에도 팜 PC(Palm Personal Computer), 스마트폰(Smart phone), 통신기능이 있는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 태블릿 PC 등 메시지 송수신이 가능한 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있다.For example, the user terminal may include various mobile terminals communicating through a wireless Internet or a portable Internet. In addition, a palm personal computer (SPC), a smart phone, and a digital multimedia broadcasting (DMB) having a communication function may be used. It can mean all wired / wireless home appliances / communication devices that can send and receive messages such as phones and tablet PCs.

이와 같이 구성된 제어부(500)는 동작 전원을 공급받아 기설정된 프로그램에 따라 각종 부품을 제어하는 마이크로프로세스 제어 유닛(Microprocessor Control Unit, MCU)으로 이루어짐이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 규정된 조건에 의해 저전력(바람직하게, 약 1 내지 10mA 범위)으로 운영되는 수면모드(Sleep mode) 기능을 갖는 모든 제어 프로세서로 구현 가능하다.The control unit 500 configured as described above is preferably made of a microprocessor control unit (Microprocessor Control Unit, MCU) for controlling various components according to a predetermined program by receiving the operating power, but is not limited thereto. It can be implemented with any control processor with a sleep mode function that operates at low power (preferably in the range of about 1 to 10mA).

한편, 상기 수면모드(Sleep mode)는 제어부(500)에 최소한의 전원만 인가시켜 대기모드에서의 전력 손실을 경감시키는 상태를 말한다. 물론, 상기 수면모드는 제어부(500)가 완전히 꺼진 것이 아니기 때문에, 제어부(500)를 활성화시키는 신호가 입력되면 바로 활성화모드(Wake-up mode)로 전환된다. 이를 위해 상기 수면모드에서는 제어부(500)의 동작에 필요한 정보를 메모리(550)에 기록해 놓고 상황에 맞게 최적의 값을 불러오도록 하는 것이 가능하다.On the other hand, the sleep mode (Sleep mode) refers to a state that reduces the power loss in the standby mode by applying the minimum power to the control unit 500. Of course, since the control unit 500 is not completely turned off, the sleep mode is switched to the wake-up mode as soon as a signal for activating the control unit 500 is input. To this end, in the sleep mode, it is possible to record information necessary for the operation of the controller 500 in the memory 550 and to load an optimal value according to the situation.

즉, 셀프 파워(Self Power)로 정상적인 전원이 제어부(500)에 공급될 경우에는 정상 동작을 수행하며, 무부하로 전류가 작아 전원이 생성되지 않을 경우 제어부(500)는 수면모드로 진입하여 대기 상태로 동작한다.That is, when normal power is supplied to the controller 500 by self power, the controller 500 performs a normal operation. When no current is generated due to no load, the controller 500 enters the sleep mode and enters the standby mode. It works.

이때, 전원은 내장된 배터리(Battery)를 사용하며, 수면모드 시 3V 전원인 경우 약 1.3uA를 사용하기 때문에, 사용된 내장 배터리의 용량은 1200mh로 계산상 80년 사용 가능하다. 제어부(500)에서는 현재 전원 상태가 셀프 파워 동작인지 배터리 동작인지 인지하기 때문에 전원 상태에 따라 정상 동작 및 수면모드 동작을 판단할 수 있다.
At this time, the power source uses a built-in battery (Battery), and in the sleep mode 3V power is used because about 1.3uA, the capacity of the used built-in battery is 1200mh can be used for 80 years. Since the controller 500 recognizes whether the current power state is a self power operation or a battery operation, the controller 500 may determine the normal operation and the sleep mode operation according to the power state.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도로서, 전술한 본 발명의 일 실시예와 비교하여 전원 생성부(400)가 생략되어 구성된 경우를 나타낸 것이며, 전술한 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성요소들은 동일한 부호 및 명칭을 사용하기로 한다.4 is a block diagram illustrating an apparatus for determining instantaneous current in a line of a power system according to another embodiment of the present invention, in which the power generation unit 400 is omitted in comparison with the above-described embodiment of the present invention. In this case, the same components as those in the above-described embodiment of the present invention will be denoted by the same reference numerals and names.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치는, 크게 전압 유도부(100), 전압 분압부(200), 전압 검출부(300) 및 제어부(500) 등을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 4, an instantaneous current determination device in a line of a power system according to another embodiment of the present invention includes a voltage induction unit 100, a voltage divider 200, a voltage detector 300, a controller 500, and the like. It is made, including.

여기서, 전압 유도부(100)는 전술한 본 발명의 일 실시예와 마찬가지로 전력계통(Power Grid)의 각 선로(R, S, T, N)에서 순시전류를 검출하여 전압을 유도하는 기능을 수행하는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 본 발명의 일 실시예를 참조하기로 한다.Here, the voltage induction unit 100 detects the instantaneous current in each line (R, S, T, N) of the power grid as in the embodiment of the present invention to perform a function of inducing a voltage For a detailed description thereof, reference will be made to one embodiment of the present invention described above.

전압 분압부(200)는 전압 유도부(100)와 전기적으로 연결되어 있으며, 전압 유도부(100)로부터 유도된 전압을 복수의 전압들로 분압하는 기능을 수행하는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 본 발명의 일 실시예를 참조하기로 한다.The voltage dividing unit 200 is electrically connected to the voltage inducing unit 100 and performs a function of dividing the voltage derived from the voltage inducing unit 100 into a plurality of voltages. Reference is made to one embodiment of the invention.

전압 검출부(300)는 전압 분압부(200)와 전기적으로 연결되어 있으며, 전압 분압부(200)로부터 분압된 전압들 중 일부의 전압을 검출하는 기능을 수행하는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 본 발명의 일 실시예를 참조하기로 한다.The voltage detector 300 is electrically connected to the voltage divider 200, and performs a function of detecting a voltage of some of the voltages divided by the voltage divider 200. Reference is made to one embodiment of the invention.

특히, 본 발명의 다른 실시예에서는 전술한 본 발명의 일 실시예에 적용된 전원 생성부(400)를 통해 생성된 활성화 전원을 사용하는 것이 아니라, 전압 분압부(200)에서 분압된 전압들 중 일부의 전압을 이용하여 활성화 전원으로 사용하게 된다.In particular, in another embodiment of the present invention, rather than using the activation power generated by the power generator 400 applied to the above-described embodiment of the present invention, some of the voltages divided by the voltage divider 200 are used. It is used as an active power source using the voltage of.

즉, 제어부(500)는 규정된 조건에 의해 저전력으로 운영되는 수면모드(Sleep mode) 상태에서 전압 분압부(200)로부터 분압된 일부의 전원을 제공받아 활성화모드(Wake-up mode)로 전환됨과 동시에, 전압 검출부(300)로부터 검출된 아날로그 전압을 디지털 전압으로 변환하여 원래의 순시 전류값으로 복원하고, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 그 결과에 따라 선로의 차단여부를 결정하는 기능을 수행한다.That is, the control unit 500 is supplied to the partial power divided by the voltage dividing unit 200 in the sleep mode (Sleep mode) operating under a prescribed condition is switched to the wake-up mode and At the same time, the analog voltage detected by the voltage detection unit 300 is converted into a digital voltage to restore the original instantaneous current value, and compares the restored instantaneous current value with a preset reference current value and disconnects the line according to the result. To determine the function.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 적용된 제어부(500)의 다른 기능들은 전술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 전술한 본 발명의 일 실시예를 참조하기로 한다.In addition, the other functions of the control unit 500 applied to another embodiment of the present invention are the same as the above-described embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be referred to the above-described embodiment of the present invention.

이와 같이 본 발명의 실시예들에서는 신호 포화가 없는 로고스키 코일의 미분 신호를 사용하여 고속 차단을 실현할 수 있으며, 이러한 미분 신호의 사용으로 단락사고가 발생하는 시점의 사고 전류의 빠른 판단이 가능하다.As described above, in the embodiments of the present invention, a high speed cutoff may be realized by using a differential signal of a Rogowski coil without signal saturation, and the differential signal may be used to quickly determine an accident current at the time of a short circuit accident. .

이에 따라, 제어부(500) 즉, 마이크로프로세스 제어 유닛(MCU)의 빠른 부팅이 필요한 데, 일반적인 부팅으로는 수 msec가 소요되지만, 마이크로프로세스 제어 유닛(MCU)의 활성화(Wake-up) 기능을 사용하여 수면모드(Sleep mode)에서 활성화모드(Wake-up mode)로 변환하는데 단지 약 8usec의 시간만 소요되므로 고속신호 처리가 가능하다.Accordingly, a quick boot-up of the control unit 500, that is, the microprocess control unit (MCU) is required, but a typical boot takes several msec, but the wake-up function of the microprocess control unit (MCU) is used. Therefore, it takes only about 8usec to convert from sleep mode to wake-up mode, so high-speed signal processing is possible.

한편, 약 400A 기준 로고스키 코일의 출력은 약 7.76mV이다. 순시 오버리드(Override) 동작 기준인 약 55KA 전류 기준에서 로고스키 코일의 출력은 약 9.3V가 출력되어진다. 이 전압을 분압하여 제어부(500)의 A/D 변환수단으로 입력되어지는 전압을 판단하여 순시 동작을 수행한다. 이때, 동작 가능한 시작점은 약 2.2msec 소요된다.
On the other hand, the Rogowski coil output of about 400A is about 7.76mV. The Rogowski coil's output is about 9.3V at about 55KA current, which is the instantaneous override. The voltage is divided to determine the voltage input to the A / D conversion means of the controller 500 to perform an instantaneous operation. At this time, the operational starting point takes about 2.2 msec.

전술한 본 발명에 따른 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
Although the preferred embodiment of the instantaneous current discrimination apparatus in the line of the power system according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, but the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings are various. It is possible to carry out the transformation to this also belongs to the present invention.

100 : 전압유도부, 200 : 전압분압부,
300 : 전압검출부, 400 : 전원생성부,
500 : 제어부, 550 : 메모리,
600 : 부하, 700 : 차단기
100: voltage induction part, 200: voltage divider part,
300: voltage detector, 400: power generator,
500: control unit, 550: memory,
600: load, 700: breaker

Claims (11)

전력계통의 각 선로에서 검출되는 순시전류를 미분하여 전압을 유도하는 복수의 로고스키 코일로 이루어지는 전압 유도부;
상기 전압 유도부로부터 유도된 전압을 복수의 전압들로 분압하는 전압 분압부;
상기 전압 분압부로부터 분압된 전압들 중 일부의 전압을 검출하는 전압 검출부; 및
상기 전압 검출부로부터 검출된 아날로그 전압의 신호를 증폭하고, 증폭된 신호를 적분하고, 적분된 신호를 디지털 전압으로 변환하여 원래의 순시 전류값으로 복원하고, 상기 복원된 순시 전류값과 기설정된 기준 전류값을 비교하여 그 결과에 따라 선로의 차단여부를 결정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는
규정된 조건에 의해 저전력으로 운영되는 수면모드(Sleep mode) 상태에서 각 선로의 순시전류를 이용하여 생성된 활성화 전원을 제공받아 활성화모드(Wake-up mode)로 전환되고, 상기 복원된 순시 전류값이 상기 기준 전류값보다 클 경우, 사고 전류 발생으로 판단하여 각 선로를 통해 부하로 공급되는 전력이 차단되도록 각 선로에 구비된 차단기에 선로개방 제어신호를 출력하고,
상기 활성화 전원은
상기 전압 유도부와 부하 사이의 각 선로에 연결되는 전원 생성부 또는 상기 전압 분압부에 의해서 공급되는
전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치.
A voltage inducing unit including a plurality of Rogowski coils for inducing voltage by differentiating the instantaneous current detected in each line of the power system;
A voltage divider dividing the voltage derived from the voltage inducing unit into a plurality of voltages;
A voltage detector detecting a voltage of some of the voltages divided by the voltage divider; And
Amplifying the signal of the analog voltage detected by the voltage detector, integrating the amplified signal, converts the integrated signal into a digital voltage to restore the original instantaneous current value, the restored instantaneous current value and the predetermined reference current Comprising a control unit for comparing the value and determine whether the line is blocked according to the result,
The control unit
In the sleep mode operated at a low power under a prescribed condition, the activated power generated using the instantaneous current of each line is supplied to the wake-up mode, and the restored instantaneous current value When it is larger than the reference current value, it is determined that an accident current is generated and outputs a line opening control signal to a breaker provided in each line so that power supplied to the load is cut off through each line,
The activation power is
Supplied by the power generating unit or the voltage divider connected to each line between the voltage inducing unit and the load
Instantaneous current discrimination device in the line of power system.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 전압 분압부는, 복수의 분압 저항을 통해 출력 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치.
According to claim 1,
The voltage divider, the instantaneous current determination device in the line of the power system, characterized in that for adjusting the output voltage through a plurality of voltage divider resistors.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 사고 전류 발생으로 판단되면, 해당 사고 전류와 관련된 정보를 별도의 메모리에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치.
According to claim 1,
The controller, if it is determined that an accident current is generated, the instantaneous current determination device in the line of the power system, characterized in that for controlling to store the information related to the accident current in a separate memory.
제7 항에 있어서,
상기 사고 전류와 관련된 정보는, 해당 전류의 크기, 시간 및 파형 정보들 중 적어도 하나의 정보로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치.
The method of claim 7, wherein
The information related to the accident current, instantaneous current determination device in the line of the power system, characterized in that made of at least one of the information of the magnitude, time and waveform information of the current.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 사고 전류 발생으로 판단되면, 해당 사고 전류의 발생에 대해 외부의 사용자에게 시각적 또는 청각적으로 경고해주도록 특정 경고신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치.
According to claim 1,
The control unit, when it is determined that the accident current is generated, the instantaneous current determination device on the line of the power system, characterized in that for outputting a specific warning signal to warn the external user visually or audibly about the occurrence of the accident current.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 사고 전류 발생으로 판단되면, 해당 사고 전류에 대한 특정 경고 메시지를 생성하고 이를 기설정된 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치.
According to claim 1,
The control unit, when it is determined that the accident current is generated, the instantaneous current determination device on the line of the power system, characterized in that for generating a specific warning message for the accident current and transmits it to a predetermined user terminal.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 동작 전원을 공급받아 기설정된 프로그램에 따라 각종 부품을 제어하는 마이크로프로세스 제어 유닛(Microprocessor Control Unit, MCU)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력계통의 선로에서 순시전류 판별장치.
According to claim 1,
The control unit, the instantaneous current determination device in the line of the power system, characterized in that made of a microprocessor control unit (Microprocessor Control Unit, MCU) to control the various components in accordance with a predetermined program is supplied with operating power.
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