KR0131035B1 - 파이롯 계전용 디지털 통신방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력수송용 송전선의 고장발생시 그 고장을 검출하기 위하여 적용되는 보호계전 방식에서 송전단 및 수전단에서의 상태정보를 상대단에 전송하는 것에 고장구간을 구별하여 신속히 차단하도록 하는 파이롯 계전용 통신장치에 관한 것이다.

본 발명의 통신장치는 송전선에 가설된 광케이블(또는 기타의 통신용 광케이블)을 이용하여 계전기 동작정보를 디지털신호로 변환하여 송수신하는 방식으로서, 외부잡음의 영향이 없고 평소에도 신호가 송수신되어 통신시스템의 이상유무를 자동감지할 수 있으며, 부호화된 신호를 사용하므로써 전송신뢰도가 높아 오동작율이 낮다.

Description

파이롯 계전용 디지털 통신방법 및 장치

제1도는 본 발명이 적용되는 보호계전시스템의 예시도.

제2도는 종래의 통신방식을 설명하기 위한 계통도.

제3도는 본 발명에 따른 통신장치의 구성을 나타낸 도면.

제4도는 신호의 전송 및 수신체계를 나타낸 도면.

제5도는 본 발명의 소프트웨어 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101, 201 : 송전선 103, 104 : 차단기

105, 106, 205, 206 : 방향성 계전기 207, 208 : 송신부

209, 210 : 수신부 211, 212 : 고주파 저지코일

213, 214 : 결합콘덴서 301 : 중앙처리장치

321 : 인터페이스부 322 : 신호조절부

323 : 통신접속부 324 : 송신부

325 : 수신부 326 : 메모리부

본 발명은 전력수송용 송전선의 고장발생시 그 고장을 검출하기 위하여 적용되는 보호계전 방식(protective relay system)에서 송전단 및 수전단에서의 상태보호를 상대단에 전송하는 것에 고장구간을 명확히 구별하여 신속히 차단(breaking)하도록 하는 파이롯 계전용 통신장치에 관한 것이다.

일반적으로 특고압 이상의 송전선(또는 배전선)에서는 설비의 중요도가 높으므로 인하여 고장발생시 신속한 차단이 필요하게 된다.

이를 위해서는 고장의 구간위치를 신속히 알아야 하며, 송전선 인출 변전소에서 다음 인입 변전소를 구간으로 하여 양변전소간에 고속도, 고신뢰성의 정보통신 수단을 필요로 하며, 이 통신장치는 매우 중요한 역할을 하게 된다.

제1도를 참조하여 본 발명이 적용되는 계통에 대하여 설명한다. 예로서, 변전소A와 변전소 B사이에 연결된 송전선(101)에 고장(F₁또는 F₅)이 발생되었을 때 차단기 A(103) 및 차단기 B(104)가 신속히 차단되도록 하기 위해 방향성 계전기RY_A(105) 및 RY_B(106) 설치한다.

즉 송전선(101) 구간밖에 있는 고장(F₂, F₃또는 F₄)에 대하여는 계전기 RY_A(105) 및 RY_B(106) 중 어느 하나만 동작되지만, 송전선(101)내에 있는 고장(F₁또는 F₅)에는 계전기 RY_A(105) 및 RY_B(106)이 모두 동시에 동작되므로 이때에는 차단기 A(103) 및 B(104)를 동시에 개방시켜 송전선을 끊어 주어 그 고장으로부터 다른 선로들을 보호할 수 있게 된다.

이렇게 되기 위하여는 변전소A에서는 변전소 B측의 계전기인 RY_B(106)의 동작 상태를 알아야 하고, 변전소 B에서는 변전소 A측의 계전기인 RY_A(105)의 동작상태를 신속히 알아야야 하므로 이들 상태 정보를 전송해 줄 통신장치가 필요하게 된다.

지금까지는 이러한 통신장치로서 아나로그신호 방식들을 이용하여 왔으나 방식자체의 신뢰도가 낮아 빈번한 오동작 원인이 되고 있다. 제2도를 참조하여 대표적인 종래의 아니로그 통신방식을 설명하면 다음과 같다.

이 방식은 라디오 주파수대(수십∼수백KHZ)의 고주파 출력을 가지는 송수신기를 결합 콘덴서(213, 214) 및 정합회로(215, 216)를 통하여 고압송전선(201)에 연결하고, 계전기가 동작되면 송신기(207 또는 208)에서 고주파를 발생시켜 송전선을 통하여 상대편 변전소의 수신부(209 또는 210)에 수신되도록 하는 것에 의해 계전기가 동작되었음을 전달하는 방식으로서, 통상 전력선 반송보호 계전방식이라고 불리운다.

이 방식의 문제점은 신호전송 도중 서지(surge) 및 잡음의 영향이 크고, 신호감쇄 또는 누설로 인해 전송불량의 발생율이 높은 등 여러 가지 원인에 의해 전송신뢰도가 낮으며, 신호누설방지용 고주파 저지코일(211, 212)과 결합콘덴서(213, 214) 등의 설치비가 많아 경제성도 좋지 않다.

이와 같이 문제점은 다른 형태의 아나로그방식에도 유사하게 나타난다.

본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 디지털 통신장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 통신장치는 송전선에 가설된 광케이블(또는 기타의 통신용 광테이블)을 이용하여 계전기 동작정보를 디지털신호로 변환하여 송수신하는 방식으로서, 외부잡음의 영향이 없고 평소에도 신호가 송수신되어 통신시스템자체의 이상유무를 자동감시할 수 있으며, 부호화된 신호를 사용하므로써 전송신뢰도가 높아 오동작율이 낮다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 대해 상세히 설명하겠다.

본 발명의 장치는 계전기의 동작이 없는 정상상태에는 각 송신기로부터 일정한 부호로 코딩(Coding)된 디지털 신호가 발신되어 상대측 수신입력으로 전달되며, 이때 수신된 신호가 일정한 규격에 맞지 않으면 오차검출방법에 의해 통신장치 불량임을 감지하고 경보를 발생시킬 뿐만 아니라 차단기가 오동작되지 않도록 미리 조치 할 수 있는 자체감시기능을 가진다.

제3도는 본 발명의 구성을 나타낸 것이다.

제3도를 참조하여, 본 발명의 장치는 외부로부터 정보를 받아 들이는 수신부(325)와, 받은 정보를 검증하고 변화여부를 판단하며 정보를 외부로 전송명령을 내는 등 본 장치의 두뇌 역할을 하는 중앙처리장치(30)와, 장치의 상태를 표시해주고 사용자와의 대화를 가능하게 하는 인터페이스부(321)와, 장치작동에 필요한 소프트웨어 및 정보를 저장하는 메모리부(326)와, 통신매체인 광통신 계통과의 연결을 위한 통신접속부(323), 본 장치를 이용하는 보호계전기에 정보를 보내기 위한 송신부(324)와, 이들 각 부간을 상호 연결해 주는 모선부(316)로 구성되어 있다.

이와 관련된 상세한 작동과정은 다음과 같다.

예를 들어, A변전소에서 전력계통 고장시 고장을 검출하기 위해 설치되어 있는 보호계전기가 고장을 검출하여 고장신호를 B변전소로 전송하고자 할 때 이 고장신호는 본 발명의 입력부(310)에 전달되어 진다.

전달되어진 신호는 보호계전기 장치와 본 발명 상호간의 서지영향을 없애기 위해 입력단에는 발광다이오드를 이용하고 출력단에는 포토다이오드를 이용하여 입출력단의 전원을 분리시키는 신호분리용 소자(317)에 의해서 신호분리된다.

신호분리용 소자(317)를 통과한 신호는 버퍼(305)를 통해 내부모선(316)으로 전달되고 내부모선(316)을 통하여 중앙처리장치(301)는 입력된 신호를 읽어 들이게 된다.

입력된 정보는 자단과 상대단 변전소와의 연결상태를 확인하는 통신 프로그램, 송신단측이 보낸 신호를 수신하여 그에 대한 수신단의 응답으로서 이 응답이 송신단으로 전송되어지는 통신프로그램, 상대단 송전선 계전기의 동작정보를 수신하는 프로그램, 수신된 정보를 전송하는 프로그램에 의하여 신호를 분석하고 저장하게 된다.

이들 프로그램의 구성 및 흐름도는 제5도에 개략적으로 나타나 있다.

입력된 신호의 분석이 끝난 다음 인터페이스부(321)에 정보의 표시가 나타나고 신호는 전송의 단계로 나아간다.

신호의 전송은 중앙처리장치(301)로부터 관련정보를 모선(316)을 통하여 통신전송소자(302)에 전송한다.

이들 정보는 두 개의 직력 통신포트로 전송이 가능하며 본 발명에서는 통신전송 소자(302)의 포트 A를 정보 서비스 유니트(DSU)모뎀과 접속하며 포트 B는 광보들을 이용한 일대일(1:1)통신이 가능하도록 접속할 수 있다.

전송될 신호의 크기는 DSU모뎀이나 광모들 선택시 전송신호의 크기에 맞도록 조절해 주는 조절부(322)에서 신호의 일정한 크기로 낮추어 전송시킨다.

A변전소의 전송신호를 B변전소의 정보 서비스 유니트(DSU)모뎀이나 광모들이 수신하여 조절부(322)를 거쳐 일정한 크기로 다시 복원시킨 다음 통신전용 소자를 거쳐 중앙처리장치로 전송한다.

이 신호는 프로그램에 의해 분석되어져 인터페이스부(321)에 정보의 값이 표시되고 정보가 발생되며 출력버퍼(318)를 거쳐 발명품 내부에 부착되어져 있는 고속형 소형 계전기(319)를 구동시킨다.

이 계전기(319)는 신호전송의 시간을 최대한 단축하기 위해 빠른 응답시간을 가지는 것을 사용한다.

예를 들어, A변전소에서 구동된 소형 계전기의 출력접점 신호는 그 변전소에 설치된 본 발명의 디지털 출력부(320)를 통하여 외부(즉, B변전소의 송전선 보호계전기)에 고장신호로서 전달되므로 소정의 과정이 완료되게 된다.

B변전소에서 A변전소을 향하여 신호를 보내기 위한 과정도 이상과 동일한 절차로 작동되어 양쪽의 정보가 교환이 이루어진다.

제4도는 본 발명품이 연결되어 사용되는 전송계통의 신호전송 및 송수신 체계도를 나타낸다.

A변전소와 B변전소간에 연결된 송전선에 고장이 발생되어 고장을 검출한 A변전소의 보호계전기(401)가 고장임을 나타내는 신호(이하 고장신호라함)인 아나로그신호를 자단에 있는 본 발명의 파이롯 계전용 디지털 통신장치(402)에 전송된다.

여기서 입력된 신호(일반적으로 접점의 ON/OFF 동작신호)를 일정한 부호로 코딩된 디지털 신호로 변환한다.

본 발명품(402)에서 발생된 출력신호는 PCM 다중화 시스템(403)에서 전송속도가 저속에서 고속으로 광단국장치(404)에 전달되어 진다.

광단국장치에서 신호는 빛으로 변하여 정보값을 직렬로 전송경로인 광케이블을 통하여 전송되며 B변전소 광단국장치(405)로 신호를 수신 받아 다시 전기신호로 변환한 다음 PCM다중화 시스템(406)에서 전송 속도가 고속에서 저속으로 역다중화되어 B변전소에 위치함 본 발명품인 파이롯 계전용 디지털 통신장치(407)에 디지털 신호로 입력되어 다시 내부에서 아나로그신호로 변환하여 B변전소 보호계전기에 전송된다.

이러한 과정이 이루어지므로써 A변전소 보호계전기(401)가 송출한 고장신호를 B변전소측 보호계전기(408)에서 알 수 있어 비교처리하게 되는 것이다.

만일 전용 광케이블을 사용하는 경우에는 양 변전소에 설치된 본 발명품간을 제3도의 신호조절부(322)를 통하여 직접 연결해주면 된다.

Claims (1)

1. 두 변전소 각각의 계전기들 사이의 송전선에서 발생되는 고장에 따른 상기 계전기들 각각의 상태정보를 상대측의 변전소로 전달하기 위한 통신장치에 있어서, 외부로부터 정보를 받아들이는 수신부(325)와, 상기 받은 정보를 검증하고 그것의 변화여부를 판단하며 정보의 전송명령을 내는 중앙처리장치(301)와, 장치의 상태를 표시해주고 사용자와의 대화를 가능하게 하는 인터페이스부(321)와, 장치동작에 필요한 소프트웨어 및 정보를 저장하는 메모리부(326)와, 광통신 계통과의 연결을 위한 통신접속부(323)와, 보호계전기에 정보를 보내기 위한 송신부(324)와, 상기의 각 구성요소들을 상호 연결해 주는 모선부(316)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이롯 계전용 디지털 통신장치.