KR0141823B1 - 차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법 - Google Patents
차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법Info
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- KR0141823B1 KR0141823B1 KR1019920024300A KR920024300A KR0141823B1 KR 0141823 B1 KR0141823 B1 KR 0141823B1 KR 1019920024300 A KR1019920024300 A KR 1019920024300A KR 920024300 A KR920024300 A KR 920024300A KR 0141823 B1 KR0141823 B1 KR 0141823B1
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Abstract
본 발명은 차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법에 관한 것으로, 종래 고조파 억제부를 이용한 차동계전기는 여자돌입상황과 내부고장상황을 구별하기 위하여 2고조파성분에 의한 억제력을 정지형 하드웨어로 구성하는데 이는 신속하고 정확한 동작을 기대하기 어렵고, 특히 노화나 온도변화에 의한 파라메타의 변화로 인해 신뢰성에 한계가 있으며, 유지보수측면에서도 불편한 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 여자돌입시 차동전류의 제 2 고조파성분을 다량 함유하고, 과여자시 5 고조파성분을 함유하는 특성을 근거로 하여 칼만필터기법을 이용하는 디지탈신호처리소자로 하드웨어를 구성함으로써 여자돌입상황, 과여자상황, 내부고장상황을 정확히 판별하여 차동계전기의 오동작을 방지할 수 있도록 하는 것이다.
Description
제 1 도는 종래 고조파 억제부를 이용한 차동계전기 구성도.
제 2 도는 본 발명 차동계전기 구성도.
제 3 도는 칼만필터의 연산흐름도.
제 4 도는 본 발명 차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법 신호 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 12 : 변압기 2 : 제 1 정류부
3 : 제 2 정류부 4 : 제 3 정류부
5 : 제 4 정류부 6 : 전압강하부
7 : 전압검출부 10 : 1차측변류기
11, 14 : 차단기 13 : 2차측변류기
15 : 디지탈 신호처리부
본 발명은 전력변압기 보호용인 차동계전기의 돌입상황(inrush current)과 과여자(over exitation)시 오동작 방지에 관한 것으로, 특히 돌입상황시 제 2 고조파성분을 다량함유하고, 과여자시 제 5 고조파 성분을 함유하는 특성을 근거로하여 최적필터의 종류인 칼만필터기법으로 차동전류와 주파수 성분을 분석함으로써 차동계전기의 동작을 방지토록 하는 차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법에 관한 것이다.
종래의 차동계전기는 아날로그방식으로서, 여자돌입전류에 의한 오동작을 방지하는 방법은 첫째 여자돌입전류가 일시적으로 감쇠하는 과도특성을 이용하여 감쇠시기를 짐작함으로써 계전기 감도를 저하시킨 후 한시 계전기와 조합하여 사용하는 방법과, 둘째로 여자돌입전류의 현저한 비대칭성을 이용하는 비대칭저지방법과, 세째로 여자돌입전류중에 포함된 다량의 고조파 성분에 착안하여 정지형으로 구성함으로써 제 2 고조파 성분에 의한 억제력을 갖도록 하는 방법이 있다.
또한, 최근 기술로는 디에프티(Discrete Fourier Transtormation ; DFT)를 이용하여 소프트웨어적으로 고조파 성분은 추출하여 그 비로써 여자돌입시 차동계전기의 오동작을 방지하는 방법이 있다.
제 1 도는 종래 고조파 억제부를 이용한 차동계전기 구성도로서, 이에 도시된 바와같이 1차측변류기(CT1)에 전류를 흘려 2차측변류기(CT2)에 전류를 유기하는 변압기(1)와, 상기 변압기(1)의 1차측, 2차측변류기(CT1)(CT2)에 흐르는 전류를 정류하는 제 1, 제 2 정류부(2)(3)와,상기 변압기(1)의 1차측, 2차측변류기(CT1)(CT2)에 흐르는 전류로부터 기본파와 제 3 고조파 이상의 고조파성분을 필터링하는 필터(F1)및 제 2 고조파성분을 필터링하는 필터(F2)와, 상기 필터(F1)의 출력신호를 정류하는 제 3 정류부(4)와, 상기 필터(F2)의 출력신호를 정류하는 제 4 정류부(5)와, 상기 제 1 - 제 4 정류부(2)-(5) 출력신호를 저항(R1-R3)으로 전압강하하는 전압강하부(6)와, 전압강하부(6)의 양단전압을 비교검출하는 전압검출부(7)로 구성하며, 상기 제 1, 제 2 정류부(2)(3)에 상기 저항(R3)을 공통접속하고, 상기 제 3 정류부(4)와 제 4 정류부(5)에는 저항(R2)(R1)을 각기 접속하여 구성한다.
이와같이 구성된 종래 고주파 억제부를 이용한 차동계전기는 변압기(1)의 1차측변류기(CT1)와 2차측변류기(CT2)에 전류가 흐르면 이 전류는 제 1, 제 2 정류부(2)(3)에서 정류되고, 이 정류된 전류는 상기 제 1, 제 2 정류부(2)(3)에 공통접속된 전압강하부(6)의 저항(R3)을 통해｜I｜R3라는 스칼라(Scalar)억제력을 얻게된다.
한편, 상기 제 1, 제 2 변류기(CT1)(CT2)에 흐르는 전류로부터 필터(F2)는 제 2 고조파성분(I2)을 필터링하고, 필터(F1)는 기본파와 제 3 고조파이상의 고조파성분(I1)을 필터링하여 제 3 정류부(4)와 제 4 정류부(5)로 각기 인가하면, 상기 제 3 정류부(4)는 제 2 고조파성분을 정류하고, 제 4 정류부(5)는 기본파와 제 3 고조파성분을 정류하게 된다.
이에따라, 제 3 정류부(4)에서 정류된 전류는 저항(R2)을 통해 ｜I2｜R2라는 억제력을 얻는데 이 신호에 상기 저항(R3)에서 얻은 억제력을 보태어 억제전압으로 하는 한편, 제 4 정류부(5)에서 정류된 전류는 저항(R1)을 통해 ｜I1｜R1이라는 동작전압이 된다.
즉, 전압강하부(6)에서 저항(R3)(R2)을 통하는 억제전압과 저항(R1)을 통하는 동작전압이 발생되면, 전압검출부(7)는 상기 전압강하부(6)의 양단전압을 비교하여 차동계전기를 동작시킨다.
그러나, 상기한 종래 고조파 억제부를 이용한 차동계전기는 여자돌입상황과 내부고장상황을 구별하기 위하여 제 2 고조파 성분에 의한 억제력을 정지형 하드웨어로 구성하는데, 이는 신속하고 정확한 동작을 기대하기 어렵고, 특히 노화나 온도변화에 의한 파라메타의 변화로 신뢰성에 한계가 있으며 유지보수측면에서 많은 불편한 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 디지탈 신호처리용칩을 이용하여 하드웨어를 구성하는 한편 칼만필터의 기법을 사용하여 여자돌입상황, 내부고장상황, 과여자상황을 정확히 구분하여 차동계전기의 오동작을 방지토록 하는 차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 2 도는 본 발명 차동계전기 구성도로서, 이에 도시한 바와같이 선로상으로 측정하고자 하는 전류(I1a, I1b, I1c)를 흘리는 1차측변류기(10)와, 트립신호에 따라 상기 1차측변류기(10)로 흐르는 전류를 차단하는 차단기(11)와, 상기 1차측변류기(10)에 흐르는 교류의 상호유도로 전압을 발생하는 변압기(12)와, 상기 변압기(12)에서 출력되는 전류(I2a, I2b, I2c)에 의해 전류치를 결정하는 2차측변류기(13)와, 트립신호에 따라 변압기(12)에서 흐르는 전류를 차단하는 차단기(14)와, 상기 1차측변류기(10)와 2차측변류기(13)에 흐르는 전류를 비교하여 시스템을 제어하고, 트립신호를 출력하는 상기 차단기(11)(14)를 제어하는 디지탈신호처리부(15)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 작용효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
선로상으로 전류(I1a, I1b, I1c)가 흐르면 1차측변류기(CTA, CTB, CTC)(10)는 이 전류를 차단기(11)를 통해 변압기(12)로 인가함과 아울러 디지탈신호처리부(5)로 인가한다.
이에 따라, 상기 변압기(12)는 상기 1차측변류기(10)에 흐르는 교류의 상호유도로 전압을 발생하고, 이 전압에 의해 발생되는 전류(I2a, I2b, I2c)를 2차측변류기(CTa,CTb,CTc)(13)로 흘리면, 상기 2차측변류기(13)는 이 전류에 의해 전류치를 상기 디지탈 신호처리부(15)로 인가함과 아울러 선로상으로 흘러보낸다.
이후의 디지탈신호처리부(15)의 동작을 첨부한 제 3 도, 제 4 도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 각종 파라미터를 초기화한 후 1차측변류기(10)로 흐르는 전류(I1a, I1b, I1c)와, 2차측변류기(13)로 흐르는 전류(I2a, I2b, I2c)를 읽어 통과전류(Ita, Itb, Itc)와 차동전류(Ida, Idb, Idc)를 계산한다.
이때 a선로상에 흐르는 통과전류와 차동전류는 다음과 같이 계산한다.
단, I1a는 a선로상에 흐른 1차측 최소전류
: a선로상의 2차측 전류치
N :변압기의 권선비
상기와 같은 방법으로 b,c 선로상의 통과전류와 차동전류를 계산한 다음 차동전류(Ida, Idb, Idc)가 순시트립인지를 판단하여 순시트립이면 트립신호를 차단기(11)(14)로 각기 보내 전류를 차단하고, 순시트립이 아니면 칼만필터를 이용하여 차동전류의 기본파, 2고조파, 4고조파, 5고조파성분을 추출하여 각 성분의 결합된 형태(I1 2, I2 2, I4 2, I5 2, Id 2)를 구한다.
칼만필터는 반복적인 추정기로서, 수학적인 모델은 상태공간개념에 근거하고 있으며, 여기서는 변압기(12)의 변류기(10, 13)로 부터 측정한 전류신호의 기본파와 고조파 성분의 추정에 이용하는데, 제 3 도는 칼만필터의 연산흐름도로서, 이를 이용하여 I1 2, I2 2, I4 2, I5 2, Id 2를 구한다.
이때다.
단, h1은 기본파성분, h2는 2고조파성분, h4는 4고조파성분, h5는 5고조파성분 Id2는 차동전류의 기본파성분합.
이와같이 고조파성분을 구한다음 짝수고조파성분(I2 2+ I4 2)과 기본파성부(I1 2)의 비와 2고조파억제드레시홀드값인 C2와 비교하여 돌입상황을 조사한다.
이때가 C2보다 크면 돌입상황으로 간주하여 지연카운터(CD)를 클리어하고, 작으면 즉 돌입상황이 아니면 5고조파성분(I5 2)과 기본파성분(I1 2)의 비와 5고조파억제드레시홀드값 C5와 비교한다.
5고조파성분과 기본파성분의 비() 가 크면 과여자상황으로 간주하여 차동계전기의 픽업값을 크게 조정(C0')하고, 이 C0'과 차동전류의 기본파성분(Id 2)을 비교하며, 상기의이 작으면, 즉 과여자상황이 아니면 처음에 세팅한 초기픽업값 C0와 차동전류기 기본파성분인 Id2과 비교한다.
이때 Id2가 C0나 C0'보다 작으면 지연카운터(CD)를 클리어시키고, 크면 각 상에 대한 차동전류와 통과전류의 비()와 차동전류와 통과전류의 기울기값인 C1과 비교한다.
이때,이 C1보다 크면 지연카운터(CD)를 클리어하고, 작으면 지연카운터(CD)를 증가시킨 후 그 지연카운터(CD)와 출력카운터(TDD)를 비교하여 지연카운터가 크면 트립신호를 차단기(11)(14)로 보내 전류를 차단하여 차동계전기의 오동작을 방지하게 된다.
상기에서 설명한 바와같이 본 발명은 칼만필터의 기법을 이용하는 디지탈 신호처리소자로 하드웨어를 구성하여 여자돌입상황, 내부고장상황, 과여자상황을 정확히 구별함으로써 차동계전기의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Claims (1)
- 각종 파라미터를 초기화하고 전류(I1a, I1b, I1c, I2a, I2b, I2c)를 읽어 통과전류(Ita, Itb, Itc)와 차동전류(Ida, Idb, Idc)를 계산한 후 순시트립여부를 파난하는 순시트립판단단계와, 순시트립이 아니면 칼만필터를 이용하여 I2 2, I4 2, I5 2, Id 2를 계산한후와 2고조파억제드레시 홀드값 C2와 비교하여 돌입상황을 판단하는 돌입상황 판단단계와, 돌입상황이면 지연카운터(CD)를 클리어하고, 돌입상황이 아니면과 5고조파억제드레시홀드 값 C5와 비교하여 과여자상황을 판단하는 과여자상황판단단계와, 상기 단계로부터 과여자상황이면 차동전류의 기본파성분합(Id 2)과 차동계전기의 픽업값을 크게 조정한 C0 1와을 비교하고, 과여자상황이 아니면 Id 2와 초기에 세팅한 초기픽업값 C0와 비교하는 차동전류비교단계와, 상기 단계로부터 Id 2가 C0 1나 C0보다 크면 지연 카운터를 클리어하고, 크지 않으면 차동전류의 기본파 성분합(Id 2)과 통과전류의 기본파성분합(It 2)의 비()와 차동전류와 통과전류의 드레시홀드값 C1과 비교하는 단계와, 상기 단계에서이 C1보다 크면 지연카운터를 클리어하고, 크지않으면 지연카운터를 증가하여 출력카운터(TDD)와 비교하는 단계와 지연카운트가 출력카운터보다 작으면 곧바로 상기의 동작을 반복수행하고, 크면 트립신호를 보낸 후 반복수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법.
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| KR1019920024300A KR0141823B1 (ko) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 차동계전기의 돌입 및 과여자시 오동작 방지방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR940017031A KR940017031A (ko) | 1994-07-25 |
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1992
- 1992-12-15 KR KR1019920024300A patent/KR0141823B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR940017031A (ko) | 1994-07-25 |
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