KR20030035014A - A fault section detection equipment and method considering both fault indicator and fault currents - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 23[kV] 특고압 배전계통의 배전자동화 시스템에서 고장구간을 판단하는 장치와 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for determining a distribution system fault section in consideration of a fault indicator and a fault current value. More particularly, the present invention relates to an apparatus for determining a fault section in a distribution automation system of a 23 [kV] high voltage distribution system. It's about how.
배선자동화 시스템은 단말장치와 중앙제어장치 및 이것을 연결하는 통신매체로 구성된다. 상기 단말장치는 통상 배전선로의 전주에 자동화개폐기와 함께 설치된다. 또한, 상기 중앙제어장치는 여러대의 컴퓨터와 통신설비로 구성된다. 상기 통신매체는 단말장치와 중앙제어장치를 연결하는 역할을 하는데 유선, 무선, 광통신 등 다양한 방법이 사용된다. 이렇게 구성된 배전자동화 시스템은 여러가지 역할을 하지만 그중 가장 기본적인 기능은 배전선로 상에 고장이 발생했을 때 중앙제어장치에서 통신매체를 통하여 단말장치의 이벤트 정보를 취득하여 원격에서 고장구간을 판단하는 일이다.The wiring automation system is composed of a terminal device, a central control device and a communication medium connecting them. The terminal device is usually installed together with an automated switch on a pole of a distribution line. In addition, the central control unit is composed of a plurality of computers and communication equipment. The communication medium serves to connect the terminal device and the central control device, and various methods such as wired, wireless, and optical communication are used. The distribution automation system configured as described above plays various roles, but the most basic function of the distribution automation system is to determine the fault section remotely by acquiring event information of the terminal device through the communication medium from the central control unit when a failure occurs on the distribution line.
종래의 배전자동화 시스템에서는 중앙제어장치가 단말장치의 정보를 취득하여 원격에서 고장구간을 판단하기 위하여 YES/NO 로직이라 불리는 방법을 사용하고 있는데, 그 동작 원리를 첨부된 도1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the conventional distribution automation system, a central control unit uses a method called YES / NO logic to obtain information of a terminal device and determine a failure section remotely. The operation principle will be described with reference to FIG. As follows.
지역과 시간에 따라 다르지만 배전선로에는 평상시 실효치가 대략 250암페어를 넘지 않는 정도의 부하전류가 흐른다. 그러나, 절연체가 파괴되거나 전력선이 끊어지는 등 여러가지 원인에 의해 사고가 발생하면 수백에서 수천 암페어에 이르는 큰 고장전류가 흐르게 된다. 이것은 상전선(A,B,C)과 상전선 혹은 상전선과 중성선(N상)이 단락되어 임피던스가 급격히 작아지기 때문이다. 그리고 이 고장전류는 전원측인 변전소에서부터 배전선로를 지나 고장점을 통하여 중성선을 거쳐서 다시 변전소로 돌아오므로, 고장점의 전원단에만 큰 전류가 흐르고 고장점의 부하단에는 고장전류가 흐르지 않는다. 따라서, 배전선로에 일정한 간격으로 단말장치를 설치하고 이 단말장치에서 정해진 값 이상의 고장전류가 흘렀는지를 검출하여 정해진 값 이상의 고장전류가 흘렀으면 고장표시기를 셋(set)하여 그 고장표시기 셋 정보를 중앙제어소로 발송하게 된다. 중앙제어소에서는 단말장치의 고장표시기 정보를 취득하여 고장표시기가 셋된 단말장치와 셋되지 않은 단말장치 사이에서 고장이 발생했다고 판단할 수 있다. 또한 중앙제어소에서는 판단된 고장구간을 근거로 도1의 고장구간 전원측(SW2) 및 부하측(SW3)의 양단개폐기를 개방하도록 명령하고, 그 나머지 구간에 전기를 공급할 수 있도록 전원측 차단기(CB) 및 부하측의 연계개폐기(SW5)를 투입하여 고장이 없는 건전한 구간(구간 1,2와 구간 4,5)에 전기를 보내주게 된다.Depending on the region and time, the load current flows through the distribution line with a normal effective value not exceeding approximately 250 amps. However, when an accident occurs due to various causes such as breakdown of an insulator or power line breakdown, a large fault current of hundreds to thousands of amperes flows. This is because the phase wires (A, B, C) and the phase wires or the phase wires and the neutral wire (N phase) are short-circuited and the impedance rapidly decreases. The fault current flows from the substation on the power side to the distribution line, through the fault point, back through the neutral line, and back to the substation, so that a large current flows only at the power stage at the fault point and no fault current flows at the load end of the fault point. Therefore, if the terminal equipment is installed at regular intervals in the distribution line and detects whether the fault current flows over the specified value, and if the fault current exceeds the predetermined value, the fault indicator is set to center the fault indicator set information. It will be sent to the control station. The central control station may acquire the failure indicator information of the terminal device and determine that a failure has occurred between the terminal device having the failure indicator set and the terminal device not set. In addition, the central control station instructs the switch to open both ends of the fault section power supply side SW2 and the load side SW3 of FIG. 1 based on the determined fault section, and supplies the power side breaker CB and the power to supply the remaining sections. Load the link switch (SW5) on the load side to send electricity to a healthy section (sections 1,2 and 4,5) where there is no failure.
그러나, 고장점 전원측에 위치한 고장표시기만 셋되어야 한다는 고장표시기의 기본원칙을 지키지 못하고 고장점 부하측에 위치한 고장표시기가 오동작하여 고장구간 판단을 흐리게 하고, 그로 인하여 건전구간 역송에 의해 고장난 선로 이외의 다른 회선에도 정전을 시키는 사례가 간혹 있다. 이렇게 고장점보다 부하측에 위치한 고장표시기가 오동작을 하여 고장구간 판단에 오류를 줄 수 있는 가능성은 크게 2가지 경우로 대별할 수 있는데, 하나는 고장시 고장점 부하측의 부하전류에 의한 불평 전류의 영향이고, 다른 하나는 망처럼 완전히 연결된 중성선을 통하여 변전소로 귀로하는 고장전류의 영향이다.However, failing to comply with the basic principle of the fault indicator that only fault indicators located on the fault point power supply side should be set, the fault indicator located on the fault point load side malfunctions, clouding the judgment of fault zones, and thereby causing other faults than the faulted lines due to the transfer of sound zones. Sometimes power outages occur on circuits. In this way, the fault indicator located on the load side rather than the fault point malfunctions, and the possibility of giving an error in the determination of the fault section can be roughly divided into two cases. And the other is the effect of fault currents returning to the substation through a fully connected neutral wire like a network.
고장시 고장점 부하측의 부하전류에 의한 불평형전류의 영향은 다음 설명과 같다. 고장점 부하측에 흐르는 부하전류와 고장시의 결상에 의한 고장상의 0(zero) 부하전류의 벡터합에 의하여 N상에 부하전류의 1.3배에 해당하는 고장전류가 계측되는 현상에 의한 고장표시기의 오동작이다. 이러한 1선지락 고장시의 선로불평형 전류에 의한 접지(N)상의 고장표시기 오동작을 도면으로 설명하면 다음과 같다.Fault point at fault The effect of unbalanced current by load current on the load side is as follows. Malfunction of fault indicator due to the phenomenon that 1.3 times of load current is measured on N phase by vector sum of load current flowing on load side and zero load current of fault phase due to fault formation. to be. The failure indicator malfunction on ground (N) caused by the unbalanced current at the time of one-wire ground fault will be described with reference to the drawings.
도2에 도시된 바와 같이 선로에서 ②번 구간의 A상에 1선 지락고장이 발생하한 경우에, SW1 개폐기의 A상에는 큰 값의 고장전류가 흐르고 B, C상에는 정상 부하전류가 흐른다. 한편 SW2 개폐기의 A상에는 전류가 거의 흐르지 않고 B,C 상에만 정상 부하전류가 흐르게 된다.As shown in FIG. 2, when a one-line ground fault occurs in phase A of section ② on the track, a large fault current flows in phase A of the SW1 switchgear and a normal load current flows in phases B and C. FIG. On the other hand, almost no current flows in the A phase of the SW2 switchgear, and the normal load current flows only in the B and C phases.
이러한 전류흐름은 평형을 이루어야 하는 배전계통에 불균형을 발생시키게 되어 도3과 같은 크기의 불평형 전류(A')가 G/A 2번 개폐기의 중성선에 흐르게 된다.This current flow causes an unbalance in the distribution system to be balanced so that an unbalanced current A 'of the same size as shown in FIG. 3 flows in the neutral line of the G / A switch.
이러한 불평형 전류는 SW2 개폐기의 고장표시기에 영향을 미치므로접지(Ground) 고장표시기의 동작 기준값(Tap)이 부하전류값(240A) 이하인 120A로 설정되어 있다면, 도2의 SW2 개폐기는 고장전류를 경험하지 않았는데도 불구하고 고장표시기가 오동작하게 된다. 더구나 고장점인 ②의 A상 전위는 0 전위로 낮아지지만, 건전상인 B상, C상의 경우에는 건전상 전위상승 효과에 의하여 오히려 다소 전위가 상승하는 것이 사실이다. 상승한 전위에 의해 동일한 부하 임피던스를 지나는 전류는 상승한 전위만큼 증가하게 되어, 고장점 부하측에 위치한 개폐기의 건전상 부하전류는 도4에서 처럼 정상부하전류의 1.3배 가량 증가하게 된다.Since this unbalanced current affects the fault indicator of the SW2 switchgear, if the operation reference value (Tap) of the ground fault indicator is set to 120A which is less than or equal to the load current value 240A, the SW2 switchgear of FIG. 2 experiences the fault current. Even if you do not, the fault indicator will malfunction. Moreover, although the A phase potential of the fault point ② is lowered to the zero potential, it is true that the B phases and the C phases, which are healthy phases, rather rise due to the effect of the sound phase potential rise. Due to the increased potential, the current passing through the same load impedance is increased by the increased potential, so that the healthy phase load current of the switch located on the fault point load side is increased by 1.3 times the normal load current as shown in FIG.
따라서 B상, C상에 흐르는 다소 늘어난 부하전류의 합벡터가 중성선(N상)에 흐르게 되므로 고장표시기의 지락(Ground) 동작 기준값을 최대부하전류에 비해 상당히 크게 400, 500A로 설정해 두지 않으면 고장표시기는 계속 오동작을 하게 된다.Therefore, the sum vector of the slightly increased load current flowing in the B phase and C phase flows in the neutral line (N phase), so if the ground operation reference value of the fault indicator is not set to 400, 500A significantly larger than the maximum load current, the fault indicator Will continue to malfunction.
그렇다고 해서 고장표시기의 동작 기준값을 400A 정도로 매우 크게 설정해 둔다면 고장전류값이 300~400A 정도인 고저항 지락고장에 대하여 고장표시기가 동작을 하지 않게 되므로 이로 인하여 고장구간 판단에 혼선을 가지게 되어 아스팔트나 보도블럭에 떨어진 특고압전선을 보행자가 만짐으로서 감전사고를 당할 우려를 배제할 수 없게 되는 더욱 큰 문제를 야기할 수 있다.However, if the operation reference value of the fault indicator is set as large as about 400A, the fault indicator does not operate for high resistance ground faults with a fault current value of about 300 ~ 400A. Pedestrians may touch the extra-high voltage lines that fall on the block, which may cause a greater problem that cannot be ruled out.
또 하나의 고장표시기의 오동작을 유발하는 요인으로 가공배전선로의 중성선이 모두 서로 연결되어 있다는 사실을 들 수 있다. 배전선로의 각 배전선로의 부하 공급 영역을 구분하기 위하여 3상개폐기가 사용된다. 상기 3상개폐기는 A 배전선로와 B 배전선로의 전기를 따로 떼어 놓는 역할을 하게 된다. 상기 3상개폐기가투입(Close)되면 두개의 선로가 서로 연결되어 전기를 통하게 된다. 또한 상기 3상개폐기가 개방(Open)되면 두개의 선로의 전기를 분리하는 역할을 하게 된다.Another factor causing the malfunction of one fault indicator is the fact that the neutral lines of the overhead distribution line are all connected to each other. Three-phase switchgear is used to distinguish the load supply area of each distribution line of the distribution line. The three-phase switch serves to separate the electricity of the A distribution line and the B distribution line separately. When the three-phase switch is closed (Close), the two lines are connected to each other through electricity. In addition, when the three-phase switch is open (Open) serves to separate the electricity of the two lines.
그러나, 3상개폐기가 분리되더라도 다중 접지된 중성선은 개폐기 내부에 있지 않고 외부에서 항상 연결되어 있다. 따라서 고장이 발생한 경우에 변전소에서 출발한 고장전류가 고장점에서 대지로 들어가고 다시 변전소로 돌아가기 위하여 상대적으로 저항이 적은 경로를 통하여 귀로하게 되는데, 대지(Earth)와 가공지선도 귀로로서 이용되지만, 이때 가장 많이 이용되는 부분이 중성선이다. 이때 고장이 발생한 선로의 중성선만을 통하여 변전소로 귀로하는 것이 아니라 변전소로 돌아갈 수 있는 모든 중성선을 이용할 수 있기 때문에 고장이 발생치 않은 다른 배전선로의 중성선에도 고장전류가 어느 정도 흐르게 된다.However, even if the three-phase switch is disconnected, the multi-grounded neutral wire is not always connected to the inside of the switch but is always connected from the outside. Therefore, in the event of a failure, the fault currents from the substation return to the ground at the point of failure and return to the substation through a relatively low resistance path.Earth and overhead lines are also used as return paths. The most commonly used part is the neutral wire. At this time, the fault current flows to the neutral line of the other distribution line that has not failed because all neutral lines that can be returned to the substation can be used instead of returning to the substation through only the neutral line of the failed line.
도5의 고장전류1이 고장난 선로(A 배전선로)이 중성선을 통하여 변전소로 귀로하는 고장전류를 나타내는 것이고, 고장전류2는 고장이 나지 않은 선로(B 배전선로)의 연결된 중성선을 이용하여 변전소로 귀로하는 고장전류를 나타낸 것이다. 도면에서 투입된 3상개폐기 전주의 중성선을 통하여 흐르는 고장전류2가 상호 커플링(Mutual Coupling)에 의해서 상전선에 상전류를 흘리게 만드는데, 이는 고장전류에 의한 자속의 변화가 억제되는 방향으로 상전선에 유도되어 영상전류가 흐르게 되는 것이다. 따라서, 해당 개폐기의 단말장치에 실제의 고장전류에 비해 비교적 적은 값의 고장전류가 감지되는 것이다.The fault current 1 of FIG. 5 indicates a fault current in which the faulted line (the distribution line A) returns to the substation through the neutral wire, and fault current 2 indicates a fault current to the substation by using the connected neutral line of the fault-free line (B distribution line). The fault current is returned. In the drawing, fault current 2 flowing through the neutral wire of the three-phase switch pole injected causes the phase current to flow into the phase wire by mutual coupling, which is induced to the phase wire in a direction in which the change of magnetic flux caused by the fault current is suppressed. As a result, the image current flows. Therefore, the fault current of a relatively small value is detected in the terminal device of the switch in comparison with the actual fault current.
도6은 강천지58에서 노후된 상전선의 단선에 의한 고장이 발생하고 변전소의 전원측 차단기(CB)가 차단되어 정전이 발생한 것이다. 고장점보다 부하측에 위치하기 때문에 고장표시기가 셋되지 않아야 하는 강천지66호의 개폐기에서 과도전류에 의하여 실제로 고장표시기가 오동작하여 셋된 경우이다. 고장위치로 보아 둔촌로221과 강천지50R21만 고장표시기가 셋되어야 함에도, 강천지66호에서도 고장표시기가 셋됨으로써, 배전선로 고장을 고치기 위하여 현장에 출동한 전기원들은 강천지66 부하측에서 고장원인을 찾기 위하여 수Km이 거리를 조사하고 다녀야 했다. 그러나, 도면에서 보는 것처럼 실제적인 고장의 원인은 강천지66의 전원측에 있었으므로 고장구간을 찾기 위하여 몇시간 동안이나 허탕을 친 셈이다. 따라서 고장구간을 찾기 위해서는 고장표시기의 정보만을 보아서는 곤란하고 고장전류값을 함께 고려하여야 한다.6 is a failure caused by the disconnection of the aged phase line in Gangcheonji 58, the power supply breaker (CB) of the substation is cut off and a power failure occurs. It is the case that the fault indicator is actually malfunctioned due to the transient current in the switchgear of Gangcheonji No. 66 where the fault indicator should not be set because it is located on the load side rather than the fault point. From the location of fault, only Dunchon-ro 221 and Gangcheon-ji 50R21 had to be set fault indicators, but Gangcheon-ji 66 had fault indicators set. Had a few Km have to research the streets and search for a place. However, as shown in the figure, the actual cause of the failure was on the power supply side of Gangcheonji 66, and it took several hours to find the fault zone. Therefore, in order to find the fault section, it is difficult to see only the information of the fault indicator and the fault current value must be considered together.
하기 표1과 도7은 강천지66의 고장표시기가 오동작한 날의 단말기별 이벤트를 기록한 것이다. 둔촌로221(1), 둔촌로221(4), 강천지50R21의 큰 고장전류로 정상적인 고장표시기가 작동하였지만, 강천지66의 고장표시기는 223A의 N상 전류에 따라 오동작하였다는 것을 알 수 있다.Table 1 and FIG. 7 show events for each terminal on the day when the fault indicator of Gangcheonji 66 malfunctioned. It can be seen that the fault indicators of Gangchonji 66 malfunctioned due to the N-phase current of 223A, although the fault indicators of Dunchon-ro 221 (1), Dunchon-ro 221 (4) and Gangcheonji 50R21 were operated normally. .
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 23[kV] 특고압 배전선로의 배전자동화시스템에서 배전선로에 고장이 발생하였을 때 중앙제어소에 설치된 중앙제어장치가 배전선로에 설치된 단말장치의 정보를 취득하여 원격에서 고장구간을 정확히 판단할 수 있는 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the present invention is a central control device installed in the central control station when a failure occurs in the distribution line in the distribution automation system of 23 [kV] special high-voltage distribution line The present invention provides a distribution system fault section determination device and method considering a fault indicator and fault current value that can accurately determine a fault section remotely by acquiring information of a terminal device installed in a distribution line.
도1은 고장표시기의 동작 원리를 설명하기 위한 배전선로 계통도이다.1 is a distribution line system diagram for explaining the operation principle of the failure indicator.
도2는 1선 지락고장의 계통도이다.2 is a system diagram of a one-line ground fault.
도3은 1선 지락고장에 의한 불균형전류 벡타도이다.Fig. 3 is an unbalanced current vector diagram due to ground fault failure.
도4는 1선 지락고장에 의한 건전상의 부하전류 증가 측정 결과를 도시한 그래프이다.Fig. 4 is a graph showing the measurement results of load current increase in a healthy phase due to ground fault failure.
도5는 다른 선로 중성선을 통환 고장전류 귀로도이다.5 is a fault current return diagram through another line neutral line.
도6은 고장 부하측 고장표시기의 오동작 사례도이다.6 is a malfunction example diagram of a fault load side fault indicator.
도7은 배전자동화 시스템 알람로그 캡쳐화면이다.7 is a screenshot of the distribution automation system alarm log.
도8은 본 발명에 의해 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 장치의 블록 구성도이다.FIG. 8 is a block diagram of a distribution system fault section determining apparatus considering a fault indicator and a fault current value according to the present invention.
- 도면중 주요 부호에 대한 설명 --Description of the main symbols in the drawings-
10; 고장표시기 정보 수집부11; 고장인식기10; Fault indicator information collecting unit 11; Fault Recognizer
12; 고장배전선로판단기13; 고장표시기정보수집기12; Faulty distribution line judge 13; Fault Indicator Information Collector
20; 고장전류 비교연산부21; 고장전류수집기20; Fault current comparison operation unit 21; Fault current collector
22; 고장전류비교기23; 비정산고장표시기제거기22; Fault current comparator 23; Non-payout fault indicator remover
30; 배전계통구성 형성부31; 계통연결정보입력기30; Distribution system configuration forming unit 31; Grid Connection Information Input
32; 트리구조형성기40; 고장구간판단부32; Tree structure former 40; Fault section determination unit
41;트리구조와고장표시기정보통합기42; 고장구간판단기41; tree structure and fault indicator information integrator 42; Fault section judge
50; 현장 통신단말장치들60; 전단처리 통신장치50; Field communication terminal devices 60; Shearing Communication Device
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 장치는 단말기의 고장표시기 정보를 수집하여 고장선로의 모든 단말기에 대한 고장표시기 셋 정보를 수집하는 고장표시기 정보 수집부와; 상기 고장표시기가 셋된 단말기들로부터 고장전류를 수집하고 이를 비교하여 오동작으로 판단되는 고장표시기가 유발한 고장전류값을 제외시키는 고장전류 비교연산부와; 컴퓨터에 입력된 배전선로 계통도 및 데이터 베이스를 이용하여 배전선로 계통 구성을 추적하고 트리 구조를 형성하는 배전계통 구성 형성부와; 상기 고장전류 비교연산부에 의하여 도출된 최종적인 고장표시기 정보와 배전계통 구성 형성부에 의한 트리 구조를 이용하여 고장구간을 최종적으로 판단하는 고장구간 판단부로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the distribution system fault section determination device considering the fault indicator and fault current value according to the present invention collects fault indicator information of a terminal to collect fault indicator set information for all terminals of the fault line. An indicator information collecting unit; A fault current comparison operation unit which collects fault currents from the terminals in which the fault indicators are set and compares the fault currents to exclude fault current values caused by the fault indicators determined to be malfunctioning; A distribution system configuration forming unit configured to track the distribution line system configuration and form a tree structure by using a distribution line system diagram and a database inputted to a computer; Characterized in that it consists of a failure section determination unit for finally determining the failure section by using the final failure indicator information derived by the fault current comparison operation unit and the tree structure by the distribution system configuration forming unit.
또한 본 발명에 의한 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 방법은 단말기의 고장표시기 정보를 수집하여 고장선로의 모든 단말기에 대한 고장표시기 셋 정보를 수집하는 고장표시기 정보 수집 단계와; 상기 고장표시기가 셋된 단말기들로부터 고장전류를 수집하고 이를 비교하여 오동작으로 판단되는 고장표시기가 유발한 고장전류값을 제외시키는 고장전류 비교연산 단계와; 컴퓨터에 입력된 배전선로 계통도 및 데이터 베이스를 이용하여 배전선로 계통 구성을 추적하고 트리 구조를 형성하는 배전계통 구성 형성 단계와; 상기 고장전류 비교연산 단계에 의하여 도출된 최종적인 고장표시기 정보와 배전계통 구성 형성 단계에 의한 트리 구조를 이용하여 고장구간을 최종적으로 판단하는 고장구간 판단 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the distribution system fault interval determination method considering the fault indicator and fault current value according to the present invention includes a fault indicator information collecting step of collecting fault indicator set information for all the terminals of the fault line by collecting fault indicator information of the terminal; A fault current comparison operation of collecting fault currents from terminals where the fault indicators are set and comparing the fault currents to exclude fault current values caused by fault indicators determined to be malfunctioning; A distribution system configuration forming step of tracking a distribution line system configuration and forming a tree structure using the distribution line system diagram and a database inputted to a computer; It is characterized in that the fault section determination step of finally determining the fault section by using the tree structure by the final fault indicator information and the distribution system configuration forming step derived by the fault current comparison operation step.
여기서, 상기 고장전류 비교 연산 단계는 고장표시기가 셋된 단말기들의 고장전류를 서로 비교하여 고장전류값이 작은 단말기의 고장표시기는 오동작에 의한 것으로 판단하여 무시하고, 상대적으로 고장전류가 큰 단말기의 고장표시기를 정상적인 셋으로 간주한다.Here, in the step of comparing the fault current, the fault current indicator of the terminal having the fault current value is compared with each other by comparing fault currents of the terminals where the fault indicators are set. Is considered to be a normal set.
또한, 상기 고장구간 판단 단계는 계통의 토폴로지를 분석하여 고장표시기가 셋된 단말기들 중에서 부하측에 가장 근접한 단말기와 고장표시기가 셋되지 않은 단말기 사이에서 고장이 발생하였다고 판단한다.In addition, the fault section determination step analyzes the topology of the system and determines that a fault has occurred between the terminal closest to the load side among the terminals having the fault indicator set and the terminal having the fault indicator not set.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 장치 및 그 방법에 의하면, 23[kV] 특고압 배전선로의 배전자동화 시스템에서 가장 큰 어려움이 있었던 고장구간 판단방법을 큰 비용을 들이지 않고 중앙시스템의 간단한 구조 변경만으로 대폭 개선하여 중앙제어장치가 고장구간을 정확히 판단할 수 있도록 함으로써, 고장정전시의 고장복구 시간을 대폭 감소시키게 된다.According to the apparatus and method for determining a distribution system fault section in consideration of the fault indicator and the fault current value according to the present invention as described above, the fault section having the greatest difficulty in the distribution automation system of a 23 [kV] high voltage distribution line is determined. The method can be greatly improved by simply changing the structure of the central system without incurring a large cost, so that the central control unit can accurately determine the fault section, thereby greatly reducing the fault recovery time in case of failure.
이하 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art can easily implement the present invention.
도8은 본 발명에 의해 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 장치의 블록 구성도이다.FIG. 8 is a block diagram of a distribution system fault section determining apparatus considering a fault indicator and a fault current value according to the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 장치는 크게 고장표시기정보 수집부(10, 도면에는 FI정보 수집부로 되어 있음), 고장전류 비교연산부(20), 배전계통 구성형성부(30), 고장구간 판단부(40)로 이루어져 있다.As shown, the apparatus according to the present invention is divided into a fault indicator information collecting unit (10, FI information collecting unit in the figure), fault current comparison operation unit 20, distribution system configuration forming unit 30, fault section determination unit It consists of 40.
먼저, 상기 고장표시기 정보수집부(10)는 고장인식기(11), 고장배전선로판단기(12, 도면에는 고장D/L판단기로 되어 있음), 고장표시기정보수집기(13, 도면에는 FI정보수집기로 되어 있음)로 이루어져 있다. 이는 각 단말기에 의한 고장을 인식하고, 이것에 의해 고장 배전선로를 판단하며, 상기 고장 배전선로의 고장표시기 정보를 수집한다. 물론, 이러한 값들은 하기할 고장전류 비교연산부(20)에 출력된다.First, the fault indicator information collecting unit 10 is a fault recognizer 11, a fault distribution line determiner (12, a fault D / L judged in the figure), a fault indicator information collector (13, FI information collector in the figure) It is composed of). It recognizes the failure by each terminal, thereby determines the faulty distribution line, and collects fault indicator information of the faulty distribution line. Of course, these values are output to the fault current comparison operation unit 20 to be described below.
또한, 상기 고장전류 비교연산부(20)는 고장전류수집기(21), 고장전류비교기(22), 비정상 고장표시기 제거기(23, 도면에는 비정상 FI제거기로 되어 있음)로 이루어져 있다. 이는 상기 고장전류수집기가 상기 고장표시기정보 수집부로부터 입력된 값을 이용하여 고장표시기가 셋된 단말기들로부터 고장전류를 수집한다. 또한, 상기 고장전류비교기는 상기 수집된 전류를 비교하여 오동작 여부를 판단한다. 더불어, 상기 비정상 고장표시기 제거기는 상기 판단결과 오동작으로판단되는 고장표시기에 의한 고장전류값을 제외시킨다. 이러한 값들은 하기할 고장구간 판단부로 출력된다.In addition, the fault current comparator 20 includes a fault current collector 21, a fault current comparator 22, and an abnormal fault indicator remover 23 (which is an abnormal FI remover in the drawing). The fault current collector collects fault currents from terminals in which the fault indicator is set using a value input from the fault indicator information collecting unit. In addition, the fault current comparator compares the collected current to determine whether the malfunction. In addition, the abnormal fault indicator eliminator excludes a fault current value caused by the fault indicator that is determined to be a malfunction as a result of the determination. These values are output to the failure section determination unit to be described below.
한편, 상기 배전계통 구성형성부(30)는 계통연결정보입력기(31) 및 트리구조 형성기(32)로 이루어져 있다. 상기 계통연결정보입력기에는 배전선로 계통도 및 데이터베이스가 입력되고, 이를 이용하여 상기 트리구조 형성기가 배전선로 계통구성을 추적하고 트리 구조를 형성한다. 물론, 이러한 값들은 하기할 고장구간 판단부로 출력된다.On the other hand, the distribution system configuration forming unit 30 is composed of a grid connection information input unit 31 and a tree structure forming unit (32). A distribution line schematic and a database are input to the grid connection information input unit, and the tree structure former tracks the distribution line system configuration and forms a tree structure using the distribution line schematic. Of course, these values are output to the failure section determination unit to be described below.
더불어, 상기 고장구간 판단부(40)는 트리구조와 고장표시기정보통합기(41) 그리고 고장구간판단기(42)로 이루어져 있다. 이는 상기 고장전류 비교연산부에 의하여 도출된 최종적인 고장표시기 정보와 배전계통 구성형성부에 의한 트리구조를 이용하여 고장구간을 최종적으로 판단한다.In addition, the failure section determination unit 40 includes a tree structure, a failure indicator information integrator 41, and a failure section determiner 42. It finally determines the failure section by using the final failure indicator information derived by the failure current comparison operation unit and the tree structure by the distribution system configuration forming unit.
또한, 상기 고장표시기정보 수집부(10)의 고장인식기(11), 고장표시기정보수집기(13) 및 고장전류비교연산부(20)의 고장전류수집기(21)는 전단처리통신장치(60)와 상호 데이터를 주고받을 수 있도록 상호 연결되어 있으며, 상기 전단처리통신장치(60)는 현장의 통신단말기(장치)(50)들과 유무선 통신할 수 있도록 되어 있음으로써, 고장을 인식하고, 고장표시기 정보를 수집하며 또한 고장전류를 수집한다.In addition, the fault recognizer 11, the fault indicator information collector 13, and the fault current collector 21 of the fault indicator comparator 20 of the fault indicator information collector 10 are mutually connected to the front end communication device 60. It is interconnected to send and receive data, and the front end communication device 60 is capable of wired and wireless communication with communication terminals (devices) 50 in the field, thereby recognizing a failure, and information on the failure indicator information Collect and also fault current.
한편, 도시하지 않은 중앙제어장치는 상기 고장표시기가 셋된 단말기들의 고장전류를 서로 비교하여 현저히 고장전류치가 작은 단말장치의 고장표시기는 오동작에 의한 것으로 판단하여 무시한다. 물론 상대적으로 고장전류가 큰 단말장치의고장표시기를 정상적인 고장표시기 셋으로 간주한다. 이 상태에서 계통의 토폴로지를 분석하여 고장표시기가 셋된 단말기들 중 가장 부하측에 가깝게 위치한 단말기와 고장표시기가 셋되지 않은 단말기 사이에서 고장이 발생하였다고 판단한다.On the other hand, the central control unit (not shown) compares the fault currents of the terminals in which the fault indicators are set to each other, and ignores the fault indicators of the terminal device having a significantly low fault current value due to malfunction. Of course, fault indicators of terminal devices with relatively high fault currents are considered normal fault indicator sets. In this state, the topology of the system is analyzed and it is determined that a fault has occurred between the terminal closest to the load side among the terminals having the fault indicator set and the terminal having the fault indicator not set.
이러한 장치에 의한 본 발명에 의한 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간의 판단방법은 다음과 같다.The determination method of the distribution system fault section considering the fault indicator and fault current value according to the present invention by such a device is as follows.
고장표시기 정보수집 단계로서, 단말기의 고장표시기 정보를 수집하여 고장선로의 모든 단말기에 대한 고장표시기 셋 정보를 수집한다. 즉, 각 단말기에 의한 고장을 인식하고, 이것에 의해 고장 배전선로를 판단하며, 상기 고장 배전선로의 고장표시기 정보를 수집한다.As a step of collecting fault indicator information, the fault indicator information of the terminal is collected to collect fault indicator set information of all the terminals of the fault line. That is, the failure by each terminal is recognized, thereby determining the faulty distribution line, and collecting fault indicator information of the faulty distribution line.
고장전류 비교연산 단계로서, 상기 고장표시기가 셋된 단말기들로부터 고장전류를 수집하고 이를 비교하여 오동작으로 판단되는 고장표시기가 유발한 고장전류값을 제외시킨다. 즉, 고장전류수집기가 상기 고장표시기정보 수집부로부터 입력된 값을 이용하여 고장표시기가 셋된 단말기들로부터 고장전류를 수집하고, 또한 고장전류비교기가 상기 수집된 전류를 비교하여 오동작 여부를 판단한다. 더불어, 비정상 고장표시기 제거기가 상기 판단결과 오동작으로 판단되는 고장표시기에 의한 고장전류값을 제외시킨다.In the fault current comparison operation step, fault currents are collected from the terminals in which the fault indicators are set and compared to exclude fault current values caused by fault indicators determined to be malfunctions. That is, the fault current collector collects fault currents from the terminals in which the fault indicator is set using the value input from the fault indicator information collecting unit, and the fault current comparator compares the collected current to determine whether there is a malfunction. In addition, the abnormal fault indicator eliminator excludes the fault current value caused by the fault indicator which is determined to be a malfunction as a result of the determination.
배전계통 구성형성 단계로서, 입력된 배전선로 계통도 및 데이터 베이스를 이용하여 배전선로 계통 구성을 추적하고 트리 구조를 형성한다. 즉, 계통연결정보입력기에 배전선로 계통도 및 데이터베이스가 입력되고, 이를 이용하여 트리구조 형성기가 배전선로 계통구성을 추적하고 트리 구조를 형성한다.As a distribution system configuration forming step, the distribution line system configuration is tracked and a tree structure is formed using the input distribution line system diagram and a database. That is, the distribution line schematic and database are input to the grid connection information input, and the tree structure former tracks the distribution line system configuration and forms a tree structure using the distribution line schematic.
고장구간판단 단계로서, 상기 고장전류 비교연산 단계에 의하여 도출된 최종적인 고장표시기 정보와 배전계통 구성 형성 단계에 의한 트리 구조를 이용하여 고장구간을 최종적으로 판단한다.As the fault section determination step, the fault section is finally determined using the final fault indicator information derived by the fault current comparison operation step and the tree structure of the distribution system configuration forming step.
여기서, 상기 고장전류 비교 연산 단계는 고장표시기가 셋된 단말기들의 고장전류를 서로 비교하여 고장전류값이 작은 단말기의 고장표시기는 오동작에 의한 것으로 판단하여 무시하고, 상대적으로 고장전류가 큰 단말기의 고장표시기를 정상적인 셋으로 간주한다.Here, in the step of comparing the fault current, the fault current indicator of the terminal having the fault current value is compared with each other by comparing fault currents of the terminals where the fault indicators are set. Is considered to be a normal set.
또한, 상기 고장구간 판단 단계는 계통의 토폴로지를 분석하여 고장표시기가 셋된 단말기들 중에서 부하측에 가장 근접한 단말기와 고장표시기가 셋되지 않은 단말기 사이에서 고장이 발생하였다고 판단한다.In addition, the fault section determination step analyzes the topology of the system and determines that a fault has occurred between the terminal closest to the load side among the terminals having the fault indicator set and the terminal having the fault indicator not set.
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며, 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modified embodiments may be possible without departing from the scope and spirit of the present invention.
따라서, 본 발명에 의한 고장표시기와 고장전류값을 함께 고려한 배전계통 고장구간 판단 장치 및 그 방법에 의하면, 23[kV] 특고압 배전선로의 배전자동화 시스템에서 가장 큰 어려움이 있었던 고장구간 판단 방법을 큰 비용을 들이지 않고 중앙시스템의 간단한 구조 변경만으로 대폭 개선하여 중앙제어장치가 고장구간을 정확히 판단할 수 있도록 함으로써, 고장 정전시의 고장복구 시간을 대폭 감소시키는 효과가 있다.Therefore, according to the distribution system fault section determination device and method considering the fault indicator and fault current value according to the present invention, the fault section determination method that had the greatest difficulty in the distribution automation system of the 23 [kV] high voltage distribution line It is possible to greatly reduce the fault recovery time in case of a power failure by greatly improving the system by simply changing the structure of the central system without incurring a large cost.
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