KR0176245B1 - 전력 시스템 - Google Patents

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KR0176245B1
KR0176245B1 KR1019900015711A KR900015711A KR0176245B1 KR 0176245 B1 KR0176245 B1 KR 0176245B1 KR 1019900015711 A KR1019900015711 A KR 1019900015711A KR 900015711 A KR900015711 A KR 900015711A KR 0176245 B1 KR0176245 B1 KR 0176245B1
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카이 썬 샨
워고 잭
피. 개리티 제임스
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브레트 지. 코너
에이비비 파우어 티앤드 디 컴퍼니
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

애널로그 전기기계 보호 계전기(3,5,7)와 계전기(9,11,13)를 기초로 한 디지틀 마이크로프로세서는 각각의 애널로그 계전기에서 접점 활동도를 기록하고(79) 타임 태그하는 종속국(19)을 포함한 시스템(1)을 통해 통합된다. 종속국(19)은 애널로그 계전기(3,5,7)에서 전류와 전압에 대한 가장 최근 사이클의 예정수의 디지틀 표본(69)을 연속하여 유지시키고, 트립이 발생할 때 고장후 표본(83)의 사전 고정수와 함께 고장 이전값으로 유지된 표본을 저장한다. 마스터 지국(17)은 애널로그 계전기(3,5,7)를 감시하는 종속국(17) 및 양방향 통신망(15)을 통해 디지틀 계전기(9,11,13)와 함께 통신한다. 마스터 지국(19)은 접점 활동도용 디지틀 계전기(9,11,13)와 종속국(19)을 반복하여 폴한다. 타임 태그 및 고장 이전과 이후의 전압, 전류와 같은 상세한 데이터는 접점 활동도를 기록하는 지국으로부터 요구된다(143). 종속국(19)혹은 마스터 지국(17)은 고장전압과 전류로부터 고장위치 및 형태를 계산하며(93,147), 와트와 바아와 같은 매개변수를 측량하는 루틴을 주기적으로 계산한다(97,153).

Description

전력 시스템
제1도는 본 발명에 따른 전력 시스템의 애널로그 디지틀 보호 계전기용 감시 및 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록 다이아그램.
제2도는 제1도 전력 시스템의 애널로그 보호 계전기를 본 발명에 응용한 제1도 시스템 일부를 도시한 개략적인 다이아그램.
제3도는 애널로그 계전기와 접속된 종국을 개략적으로 도시한 블록 다이아그램.
제4도는 본 발명의 감시 및 제어 시스템에 대한 주국을 개략적으로 도시한 블록 다이아그램.
제5도는 본 발명의 감시 및 제어 시스템에 보호 계전기를 기초로 한 디지틀 마이크로프로세서의 통합을 나타내는 전력시스템 일부의 개략적인 다이아그램.
제6도는 제3도의 종국용으로 적합한 제어 프로그램을 도시한 순서도.
제7도는 제4도에 나타낸 주국의 마이크로프로세서 용으로 적합한 컴퓨터 프로그램을 도시한 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 감시 및 제어 시스템 3, 5, 7 : 애널로그 보호 계전기
9, 11, 13 : 보호 계전기 15 : 통신망
17 : 마스터 지국 19 : 종속국
25 : 차단기 31 : 접점
32 : 접점 33 : 종속 디지틀 컴퓨터
45 : 마스터 디지틀 컴퓨터 59 : 접점
61 : 차단기
본 발명은 보호 계전기를 가진 전력 시스템에 관한 것으로, 특히 보호 계전기가 전기 기계 애널로그 장치인 시스템에 관한 것이다.
본 발명에서는 애널로그 보호 계전기 작동을 보호계전기 단독 혹은 디지틀 계전기와 동시에 감시하고 제어하는 장치를 제공한다.
전력 시스템은 시스템의 상태를 감시하고 시스템의 다수의 분절과 성분을 보호하도록 반대상태에 응하여 차단기를 작동시키는 보호 계전기를 포함한다. 이와같은 보호 계전기 대부분은 오랫동안 애널로그 장치로 적절하였다. 이들에는 전류의 예정값과 계전기 전압에 감응하고, 전기 접점을 작동시키도록 이들 사이에 상관 관계가 있는 전기 기계 기구를 포함한다. 접점은 차단기의 트리핑(tripping), 경보의 발생 또는 다른 보호 계전기에 신호를 제공하는 것과 같은 다양한 기능을 수행한다. 대체로 이와같은 애널로그 계전기는 계획적인 접점 작동의 출력으로만 제공된다. 이들은 출력접점에서 활동도를 산출한 상태를 지시하지 않는다. 이를테면, 거리측정 계전기 작동의 원리는 고정 거리가 계전기의 전류와 전압에서 회선의 복합 임피이던스 구역 특성을 비교함으로써 결정할 수 있다는 것이다.
만일 이러한 비교가 계전기의 보호 지대내에 고장이 있다는 것을 지시한다면, 트립 접점이 작용한다. 그러나 애널로그거리 계전기는 고장 위치나 트립을 일으키는 임피이던스의 종류, 혹은 전류 및 전압의 종류를 지시하는 출력으로서 제공되지 않는다. 유사하게, 과도 전류 계전기는 고정점값을 초과한 회선 전류의 탐지에 응하여 트립을 행하지만, 트립을 일으키는 전류 크기에 대한 정량적 지시를 제공하지 않는다.
전형적으로 전력시스템의 변전소에는 다수의 보호계전기가 있다. 대체로 애널로그 계전기는 자동으로 작동되고 통제가 없다. 언급한 바와 같이, 몇몇 계전기는 다른 계전기로 신호를 제공하지만, 이것은 전용회선 이상으로 수행한다. 일반적으로 계전기의 접점상태와 계전기의 상태에 관한 정보는 계전기를 개별적으로 검사하도록 누군가를 지명하지 않고는 감독 인원을 이용할 수 없다.
어떤 경우에 원격 말단 단위(RTU)들은 보조 설비용 접점 상태에 관한 정보를 제공하지만, 계전기 혹은 차단기 트립 회로에 관한 것은 아니다. 이외에도 RTU들은 RTU로 전달된 정보의 각 채널을 위한 갈라진 회선을 필요로 한다.
최근에 디지틀 보호 계전기는 전력장용으로 개발되어왔다. 이와같은 계전기는 다양한 보호기능을 수행하도록 프로그램 할수 있는 마이크로 컴퓨터를 가지고 있다. 이를테면, 디지틀 거리 계전기와 과도전류 계전기가 사용된다. 이와같은 계전기는 애널로그 계전기보다 더욱 많은 정보를 제공할 수 있다. 이를테면, 고장위치, 고장일때의 전류와 전압은 거리계전기를 제어하는 마이크로컴퓨터로 얻을 수 있다.
유사하게, 전류에 관한 정보는 디지틀 과도전류 계전기로부터 얻을 수 있다. 이러한 정보는 원격 컴퓨터로 전달되었으나, 지금까지는 각 계전기용 분리 RS - 232채널에 의해 달성되었다.
그러므로 보호 계전기를 원격으로 감시하고 제어하는 능력을 제공하는 전력 시스템을 위한 감시 및 제어용 시스템이 필요하다.
특히 애널로그 보호 계전기를 원격으로 감시하고 제어하기 위한 시스템이 필요하다.
또한 애널로그와 디지틀 보호 계전기 양쪽 모두를 합체시킨 전력 시스템을 원격으로 감시하고 제어하기 위한 시스템이 필요하다.
이외에도, 보호 계전기를 작동시키는 상태에 관한 데이터를 제공하는 시스템이 필요하다.
더욱이 보호 계전기로 탐지된 사상(事象)을 타임 태그(time tag)하는 시스템이 필요하다.
상기 요구 및 다른 요구들은 계전기에서 전력 시스템의 전류와 전압을 포함하는 입력 및 출력으로서 입력 전압과 전류를 기초로한 보호 계전기내의 조건을 표시하는 상태를 가진 전기 접점을 가지는 애널로그 보호 계전기를 포함한 전력시스템용의 감시 및 제어 시스템을 지시하는 본 발명으로 충족된다. 감시 및 제어 시스템은 애널로그 보호 계전기와 연관있는 종속국을 포함한다. 종속국은 연관있는 보호계전기의 접점 상태 변화를 저장하고, 접점 상태의 각 변화에 대한 타임 태그를 나타내고 저장시키도록 프로그램된 디지틀 컴퓨터를 가진다. 통신망은 저장된 접점 상태 변화와 타임 태그를 전달하고, 이에 따라 단일 마스터 지국(master station)의 상태 변화와 타임 태그를 수신하고 저장하도록 프로그램된 디지틀 컴퓨터를 가진다.
애널로그 보호 계전기의 트립 접점 활동도에 응하여, 관련된 종속국의디지틀 컴퓨터는 마스터 지국으로 전송가능한 고장 전압과 전류를 저장한다. 종속국의 디지틀 컴퓨터 혹은 마스터 지국의 디지틀 컴퓨터는 고장 전류와 전압으로부터 고장의 형태 및 고장 거리와 같은 고장 매개 변수를 계산한다. 특히 종속국 디지틀 컴퓨터는 최근 전력 사이클의 사전고정수에 대해 관련있는 계전기에서 전압과 전류의 표본을 연속하여 유지시킨다. 고장을 탐지하자마자, 시간을 보유한 표본은 고장 이전의 전류와 전압에 관해 저장되고 부수된 전력 사이클의 예정수에 적합한 표본은 고장 이후의 전압과 데이터에 관해 저장된다.
고장 이전과 이후의 전압 및 전류 또한 회로망을 지나 주국으로 전달된다. 회로망상의 보호 계전기를 기초로 한 마이크로 프로세서 또한 거리 계전기의 고장 위치 및 과도전류계전기의 과도전류 크기와 같은 디지틀 계전기로 얻을 수 있는 다른 데이터와 함께 회로망을 지나 마스터 지국으로 전달되는 고장 이전과 이후의 전압 및 전류를 저장한다.
마스터 지국은 접점 활동도용 계전기만을 기초로 한 종속국과 마이크로 프로세서를 포함하는 회로망상의 장치를 반복하여 폴(poll)한다. 접점 활동도를 지시하는 이들 장치를 위해 마스터 지국은 폴링(polling)이 활동도의 형태, 타임 태그 및 트립이 있는 경우에는 고장 이전과 이후의전류 및 전압을 요청한다. 이와같은 정보를 수령한 다음 마스터지국은 현재의 전압 및 전류와 같은 루틴(routine)데이타 수집을 수행한다.
이러한 데이터는 와트 및 바아(VAR)와 같은 시스템 매개변수를 발생시키는데 사용할 수 있다. 이러한 계산은 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서와 종속국에서 수행되고 마스터지국으로 전달될 수 있거나, 혹은 마스터지국은 종속국과 디지틀 계전기로부터 수용된 데이터로부터 상기 매개변수를 계산할 수 있다. 또한 마스터지국은 트립과 같은 보호 계전기의 작동을 원격으로 명령할 수있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명하고자 한다.
제1도는 전력 시스템의 변전소에서 발견되는 것과 같은 일군의 보호 계전기용 감시 및 제어 시스템(1)을 도시한 것이다. 일군의 보호 계전기에는 공지된 다양한 형태의 애널로그 계전기(3),(5),(7)가 포함된다. 이를테면, 계전기(3)는 애널로그 거리측정 계전기일 수 있고, 계전기(5)는 과도전류 계전기, 계전기(7)는 위상비교 계전기 일수 있다. 이와같은 계전기들은 보호 계전기 기술 분야에서 공지된 것이다. 이들은 이들의 구조로 평가된 기준에 입각한 접점 출력을 작동시키는 전력 시스템에서 전류에 감응하고, 어느 경우에는 전압에 또는 전류와 전압 양쪽 모두에 감응하는 전기 기계 장치이다.
제1도의 보호 계전기는 또한(9),(11),(13)과 같은 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서를 포함한다. 계전기(9)는 웨스팅하우스 일렉트릭 코포레이션 제품인 MDAR 계전기와 같은 거리측정 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서가 될 수 있다. 계전기(11)는 웨스팅하우스사 MMCO 계전기와 같은 과도전류 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서가 될 수 있고, 계전기(13)는 웨스팅하우스사 MRC 계전기와 같은 재폐로 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서가 될 수 있다. 모든 계전기(3-13)는 각각의 계전기와 마스터 지국(17)사이의 양방향 통신을 제공하는 지역 회로망(15)에 연결되어 있다. 적합한 지역 회로망으로는 미합중국 특허 제4,644,547호, 제4,644,566호, 제4,646,319호, 제4,653,072호 및 제4,653,073호에 기술된 다양한 관점에서 웨스팅하우스 일렉트릭 코포레이션에 의해 개발된 INCOM 시스템이 있다. 보다 상세히 설명되는 바와같이, 종속국(19)은 지역 회로망(15)내로 애널로그 계전기(3),(5),(7)를 연결하는데 필요하다.
간략화하기 위해 제1도의 시스템에는 6개의 보호 계전기만 도시되어 있으나, 감시 및 제어 시스템(1)에는 보다 많은 보호 계전기가 포함될 수 있음을 이해 하게 된다. 전형적으로 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서가 단지 최근에 도입되었으므로 시스템(1)의 대다수 보호 계전기는 애널로그 계전지가 된다.
본 발명의 감시 및 제어 시스템(1)이 응용된 전력 시스템(21)일부는 제2도에 개략적으로 도시되어 있다. 계전기(3)와 같은 애널로그 보호 계전기에 의해 제어된 차단기(25)로 보호된 회선 분절(23)을 포함한다. 변류기(27)와 계기용 변압기(29)는 회선 분절(23)에서 전류와 전압을 각기 대표하는 계전기(3)로 신호를 제공한다. 단상 회선 분절에 대해서만 기술되어 있으나, 회선 분절(23)은 삼상이고 모든 삼상은 계전기(3)에 의해 감시된다는 것을 이해하게 된다.
애널로그 거리측정 계전기의 한 예가 되는 보호 계전기(3)는 트립 접점(31)을 작동시킴으로써 보호 지대 내에 있는 고장을 감응한다. 차례로 트립 접점(31)은 회선 분절(23)을 통해 전류를 중단시키도록 개방된 차단기(25)를 작동시킨다. 애널로그 거리측정 계전기(23)가 계전기의 보호 지대내의 고장에 감응하는 한 트립을 시작하는 고장 위치를 지시하는 것을 그 이상 제한하지는 않는다. 또한 전형적인 애널로그 계전기는 트립을 원격 지시하도록 설비되지 않았다.
본 발명에 따르면, 애널로그 계전기(3)는 지역 회로망(15)의 접속기를 제공하는종속국(19)에 연결되어 있다. 종속국은 트립 접점(31)을 감시하고 접점 상태의 변화를 기록한다. 설명되는 바대로, 종속국(19)은 또한 상태 변화를 타임 스탬프하고, 회선 분절의 전류와 전압, 바랍직하게는 고장 이전의 사이클에 대한 예정수 및 고장이후의 사이클에 대한 사전 고정수에 대해 저장한다.
종속국(19)에 대해서는 제3도에 더욱 상세히 도시되어 있다. 마이크로컴퓨터(33)는 멀티플렉서(multiplexer)(36)를 통해 감시회로(35)의 접점 폐쇄로 발생한 논리 입력을 연속하여 감시한다. 전형적인 실시형태에서 종속국은 이와 같은 회로(35) 4개를 감시한다. 전형적인 애널로그 계전기는 트립 접점(31)(제2도에 도시됨) 과 경보 접점(32)을 가지게 될 것이다. 경보 접점은 비정상 상태가 존재함을 지시하지만 관련된 차단기를 트리핑하는데 필요한 만큼 중대하지는 않다.
이와같은 경우에 한 종속국은 두 개의 접점 출력을 각각 가진 두 개의 애널로그 보호 계전기의 작동을 감시할 수 있다. 또한 마이크로 컴퓨터(33)는 멀티 플렉서(36)와 애널로그 디지틀 변환기(37)를 통해 연관된 계전기 또는 계전기에서 전류와 전압을 감시한다. 애널로그 디지틀 변환기(37)는 전형적으로 전력 사이클당 8내지 16항목에서 전류와 전압의 표본을 만든다. 종속국은 가장 최근의 전류와 전압에 대한 전력 사이클의 예정수(본 발명의 전형적인 실시형태에서는 2개)에 대한 표본을 연속적으로 유지시킨다. 트립 접점이 작동하자마자 종속국은 접점 상태의 변화, 접점 상태의 변화시간과 가장 최근의 전력 사이클 예정수에 대한 전압과 전류의 유지된 표본을 등속호출 기억장치(RAM)(39)에 기록시킨다. 트립 접점이 트립상태를 지시하는 상태를 변화시킨 후에 사이클의 사전고정수에 대해 전압과 전류의 표본은 고장이전의 표본과 함께 저장된다. 본 발명의 전형적인 실시형태에서 표본은 다음에 오는 트립을 3개의 전력 사이클을 위해 저장한다.
또한 종속국은 지역 회로망(15)에 연결된 종속국을 통하는 접속기 칩(41)을 포함한다. 웨스팅하우스사 INCOM회로망에 사용된 접속기 칩에 대해서는 1984. 6. 28자 출원된 미합중국 특허출원 07/625,747에 기술되어 있다. 또한 종속국(19)에는 종속국용으로 유일한 회로망 주소내로 유입될 수 있는 주소스위치(43)가 포함된다.
제4도에 개략적으로 도시된 마스터지국(17)에는 마이크로컴퓨터(45)와 등속호출 기억장치(RAM)(47)가 포함된다. 또한 지역회로망(15)의 연선 케이빙(cabing)으로 마이크로컴퓨터(45)를 연결하는 칩(41)과 유사한 접속기 칩(49)을 포함한다. 또한 접속기(51)는 원격 컴퓨터(도시되지 않음)를 가진 RS-232링크(link)를 통해 통신용으로 제공될 수 있다.
계전기(9)와 같이 계전기를 기초로 한 마이크로컴퓨터는 제5도의 전력 시스템(21)에 연결되어 있다. 또한 이와같은 스마트 계전기는 계기용 변압기(55)와 전류 감시기(57) 각각을 통해 전력 시스템의 삼상분절(53)(단상만 도시됨)에서 전류와 전압을 감시한다. 이와같은 계전기 각각은 필요한 매개변수를 디지틀로 계산하는 마이크로컴퓨터를 구체화시킨다. 이를테면, 거리측정 계전기의 경우에 마이크로컴퓨터는 전압과 전류로부터 계전기에서 회선 분절(53)의 복합 임피이던스를 결정하며, 트립 접점(59)이 작동하는지를 결정하도록 저장된 구역 특성과 비교한다. 트립접점(59)의 작용은 회로의 회선 분절(53)을 개방하도록 연관된 차단기(61)를 작동시키는 것이다. 애널로그 계전기의 경우에서와 같이, 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서는 부가된 접점 출력을 가져도 좋다. 요청될 경우 이와같은 접점의 상태 변화는 저장되고 칩(41)과 유사한 접속기(63)를 통해 마스터 지국(17)으로 전달된다. 또한 디지틀 계전기는 트립의 시간 및 트립 전후의 사이클의 예정수에 대한 전압과 전류와 같은 부가된 정보를 접속기(63)를 통해 마스터지국(17)으로 통신 할 수 있다. 이와같은 스마트 계전기가 전력 시스템에 사용되었으나, 지금까지 애널로그 계전기와 함께 감시 및 제어 시스템내로 통합되지 않았다.
제6도에는 종속국(19)의 마이크로프로세서(33)용으로 적합한 컴퓨터 프로그램에 대한 순서도가 도시되어 있다. 전력이 공급되자마자, 마이크로프로세서(33)는 (65)에서 자체시험을 수행한다. 만일(67)에서 결정된 바와같이 자체 시험을 통과하지 못한다면 고장플래그(flag)는 (66)에서 고정되고 교정 작용은(68)에서 이루어진다.
고장의 종류에 따라 마이크로프로세서 자체는 교정 작용을 할 수 있거나, 또는 종속국이 통신할 수 있는지를 교정작용이 요구하거나 기술자의 수리를 필요로하는 주국으로 메시지를 전송할수 있다. 만일 자체 시험이 (67)에서 통과 된다면, 표본은 접점의 상태 및 감시되는 전류와 전압의 크기를 선택하고 저장한다. 전형적인 표본추출 속도는 전력 사이클당 8또는 16개 표본을 고정한다. 전압과 전류의 경우, 감시된 파형에 대한 가장 최근 사이클의 선택된 수에 대한 이동 윈도우(window)가 (69)에서 유지된다. 전형적인 실시형태에서, 가장 최근의 전력 사이클 두 개를 표시하는 표본이 연속해서 유지된다.
만일 고장후 데이터 다음에 오는 트립이 (71)에서 결정 된 바와 같이 기록되지 않는다면, 감시된 접점 상태에 어떠한 변화가 있는지를 결정하는 검사가 (73)에서 실행된다. 만일 이와같은 접점 활동도를 가지고있으며 (75)에서 결정된 바와 같이 감시된 계전기의 트립 상태를 지시하는 트립 접점의 활동도가 (75)에서 결정된다면, 트립 플래그는 (77)에서 고정된다. 트립 접점 활동도의 타임 태그에서, 가장 최근의 전력 사이클 두 개에 대한 전압과 전류의 표본을 트립하고 유지한 동일시된 접점이 (79)에서 저장된다.
다음의 트립에서 트립후 전압과 전류의 세 개의 사이클(전형적인 시스템에서)에 대한 전압과 전류는 저장된다. 그러므로 트립후 사이클 3개를 대표하는 n개의 트립후 표본이 선택되었는지를 검사하는 것이 (81)에서 행해진다. n개의 트립후 표본 각각은(83)에서 저장되고 트립후 표본의 수는 (85)에서 증대된다.
만일 (87)에서 결정된 바와같은 데이터에 대해 마스터 지국으로부터 어떠한 요청이 있다면, 이와같은 데이터는 (89)에서 전달된다. 만일 원격 트립 지령과 같은 어떤 명령이 마스터 지국으로부터 수신되었다면 프로그램이 배출되기 이전에 (90)에서 수행된다.
제6도의 루틴은 선택된 표본추출 속도에 의해 결정된 간격에서 시간에 따른 인터럽트로써 반복하여 호출한다. 트립 접점 활동도가 탐지된 후에 프로그램을 통해 이어서 일어나는 진행중에 트립 플래그는 (71)에서 고정될 것이고 전류와 전압의 표본은 고장후 데이터로서 (83)에서 저장된다. n개의 트립후 ●표본이 (81)에서 결정된 바와같이 저장되었을 때 트립플래그는 (91)에서 지워진다. 본 발명의 실시형태에서 종속국에서는 고장거리가 계산되며, 이러한 기능은 공지된 방식으로 트립에 앞서 표본으로 만든 전류와전압을 사용하여 (93)에서 수행된다. 이러한 고장 거리는 (87)에서 요청한 바와 같이 마스터 지국으로 더 늦게 전달되기 위해 저장된다. 고장거리가 애널로그 거리 계전기를 위해 계산될 것이고, 또한 작동시의 기준으로서 고장거리가 사용되지 않는 과도전류계전기 및 다른 형태의 계전기를 위해 계산될 수 있다.
이와같이 고장거리를 계산하는 것은 종속국에서 수행될 수 있거나, 또는 전압과 전류는 고장위치를 계산하는 마스터지국으로 전달될 수 있다. 도한 공지 기술에 사용되는 회선에서 회선으로, 회선에서 지면 등 고장형태의 전압과 전류로부터 결정될 수 있다.
만일 (73)에서 탐지된 접점 활동도가 (75)에서 결정된 바와 같은 트립이 아니라면, 활동도는 (87)에서 요청된 경우에 마스터지국으로 더 늦게 전달되기 위해 (95)에서 타임 태그하고 저장한다. 만일 접점 활동도가 (73)에서 탐지되지 않고 트립후 전압과 전류가 저장되기 위한 최근의트립이 없다면, 종속국에서는 (97)에서 지시된 바와같이 와트와 바아의 계산을 포함할 수 있는 다양한 시스템 매개변수를 계산하는 것과 같은 다른 기능을 수행할 수 있다. 이와같이 계산된 매개변수는 (87)에서 요청된 경우에 마스터지국으로 전달하기 위해 (99)에서 저장된다.
제7도는 본 발명의 제어 시스템 (1)을 감시하는 마스터지국 (17)의 마이크로 컴퓨터 (45)용으로 적합한 컴퓨터 프로그램을 도시한 순서도이다. 전력이 공급되자마자 마스터지국 컴퓨터는 (101)에서 자체 시험을 수행한다. 만일 자체 시험이 (103)에서 결정된 바와같이 실패한다면, 경보는 (105)에서 고정되고 교정작용은 (107)에서 채택된다. 종속국에서 교정 작용은 고장의종류에 따른다.
만일 마스터지국이 통신 능력을 가지고 있다면, 고장에 대해 다른 컴퓨터, 예를 들면 RS-232접속기 (51)를 통해 채택된 작용을 통지할 수있다. 교정 작용은 고장 기능을 우회하게된다. 임계 고장은 기술자에 의한 수리를 필요로 할 수 있다.
만일 자체 시험이 종속국과 디지틀 계전기를 포함한 장치 각각의 폴링 (polling)을 통과한다면, 지국은 (109)에서 장치의 수를 표시하는 변수 n을 1로 고정함으로써 시작한다. n번째 장치는 (111)에서 폴(poll)된다. 만일 (113)에서 결정된 바와같은 장치로부터 응답이 없다면, 변수 FR (고장응답)은 (115)에서 지수화되고인접한 장치는 (117)에서 응답을 위해 검사된다. 만일 인접한 장치로부터 (119)에서 응답이 없다면, 회로망은 마비되었다고 보이고 회로망의 마비된 플래그는 루틴이 배출되기 이전에 (121)에서 고정된다. 그러나 만일 인접한 장치가 응답한다면, n번째 장치는 (113)에서 응답이 있을때까지 또는 고장 응답의 최대수가 (123)에서 도달할때까지 반복하여 폴된다. 장치가 시간에 대한 사전 고정수(전형적인 시스템에서는 3개)를 응답하는데 실패했을때, 장치는 (125)에서 회로망으로부터 논리적으로 제거된다.
만일 응답이 (113)에서 n번째 장치로부터 수신된다면,장치가 (127)에서 어떤 접점 활동도를 가지고 있는지의 여부를 가지고 있는지의 여부를 결정하는 검사가 이루어지고, (129)에서 결정된 바와 같이 폴이 될 보다 많은 장치가 있고, n은 (131)에서 색인 되고 다음 장치는 (111)에서 폴이 된다. 만일 폴 되는 장치가 접점 활동도를 기록한다면, 트립이 있는지 또한 이와같은 트립 플래그가 (153)에서 장치용으로 고정되는지의 여부를 결정하는 검사가 (133)에서 이루어진다. 만일 (137)에서 결정된 바와같이 접점 활동도가 고장 접점이라면, 장치용 고장 플래그는 (139)에서 고정된다.
그러므로 마스터지국은 접점 활동도를 위해 각각의 종속국과 스마트 계전기를 연속하여 폴한다. (129)에서 결정된 바와같이 폴이 완성되자마자 마스터 지국의 고정된 플래그를 가지도록 (141)에서 결정된 폴이 된 장치를 복귀시키고, 타임 태그, 트립용 고장 이전과 이후의전류와 전압과 같은 상세한 데이터를 요청한다. (143)에서 지시한 바와같이 (145)에서 결정된 접점 활동도를 가진 각각의 장치를 위해 반복된다. 만일 마스터 지국이 고장 거리를 계산하도록 선택된다면, 이와같은 계산은 (43)에서 얻은 전류와 전압 데이터를 사용하여 (147)에서 수행된다. 또한 고장 형태를 결정하는 것은 전송된 전압과 전류 테이타로부터 마스터지국에 의해 수행될 수 있다.
만일 폴링되는 동안 또는 접점 활동도에 관한 상세한 데이터를 얻은 후에 접점 활동도가 기록되지 않았다면, 비임계 데이터는 각 장치로부터 수집된다. 이러한 루틴 데이터의 수집은 (149)에서 n = 1을 고정함으로써 시작된다.
마스터 지국은 (151)에서 n번째 장치로부터 루틴 데이터를 요청하고 그것을 저장한다. 이와같은 루틴 데이터에는 종속국 또는 스마트 계전기에 의해 계산된 와트 및 바아와 같은 시스템 매개변수 뿐만 아니라 현재의 전압과 전류가 포함될 수도 있다. 이때 마스터 지국은 종속국 또는 스마트 계전기로 계산되지 않는 시스템 매개변수를 계산한다. 각각의 장치가 (155)에서 결정된 데이터를 전송했을때까지 n은 (157)에서 색인되고 데이터는 다음 장치로부터 요청된다. 모든 데이터를 얻었을 때 원격 트립 명령과 같은 명령은 (159)에서 지시된 바와같은 적합한 데이터로 전송된다. 루틴이 배출되기 이전에 모든 플래그는 (161)에서 재고정 된다.
본 발명의 감시 및 제어 시스템은 계전기를 기초로 한 신형 디지틀 마이크로프로세서를 가진 구형 애널로그 전기 기계 보호 계전기의 작동을 통합시킨다. 이외에도 전기기계 계전기로부터 지금까지 이용하지 않은 데이터를 제공한다. 또한 계전기 활동도의 집중형 이력기록, 고장분석 및 계전기 조종용 데이터와 계산을 산출한다.
본 발명의 특수한 실시 형태에 대해서 상세히 기술되어 있으나, 이와 같은 상세한 설명에 의해 다양한 변경 및 변화가 본 발명의 범주내에서 전개될 수 있음을 이분야에 숙련된 자는 명백히 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 전력 시스템에 있어서, 계전기에서 상기 전력 시스템의 전압과 전류중 적어도 하나를 포함한 입력 다수의 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)를 포함하고, 출력으로서 상기 입력을 기초로 한 상기 보호 계전기내의 조건을 표시한 상태를 가진 전기 접점 (31,32)을 가지며, 검사 및 제어 시스템 (1)은 적어도 하나의 상기 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)와 관련있으며 적어도 하나의 관련 보호 계전기와 상기 접점 (31,32)상태의 변화 각각에 대한 타임 태그를 발생시키고 저장하는 수단 (39)에서 상기 접점의 상태 변화를 저장하기위한 수단 (39)과 함께 종속 디지틀 컴퓨터 (33)를 가진 다수의 종속국 (19), 상기 접점 상태에서의 상기 저장된 변화와 타임 태그를 전송하는 회로망, 및 각 종속국 (190)에 대한 상기 태그와 상기 접점 상태의 변화를 수용하고 동일한 것을 저장하도록 프로그램된 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)를 가진 단일 마스터 지국 (17)을 포함함을 특징으로하는 전력 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 차단기 (25) 각각은 관련된 보호 계전기 (3,5,7)의 트립 접점 (31)에 의해 제어되며, 상기 관련된 보호 계전기는 상기 입력으로부터 상기 보호 계전기에 의해 탐지된 고장 상태에 응하여 차단기를 트립하도록 상기 트립 접점 (31)의 상태를 변화시키며, 관련된 종속국의 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)는 상기 트립 접점 (31)이 탐지된 고장조건에 응하여 상태를 변화시킬 때 상기 관련된 보호계전기에서 고장 전압과 전류를 저장하는 수단 (83) 및 상태의 변화와 트립 접점 상태의 변화에 대한 타임 태그와 함께 저장하기위해 마스터 지국 (17)으로 회로망 (15)을 지나 저장된 고장 전압과 전류를 전송하는 수단 (89)을 포함함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 마스터 지국 (17)의 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)는 고장을 탐지하는 종속국으로부터 고장 거리를 저장된 고장 전압과 전류로부터 계산하는 수단 (147)을 포함함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 트립된 차단기 (25)와 관련 있는 종속국의 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)는 고장 전압과 전류를 사용하여 관련된 보호 계전기로부터 고장 거리를 계산하는 수단 (93) 및 상기 회로망 (15)을 지나 상기 마스터 지국 (17)으로 상기 고장 거리를 전송하는 수단 (89)을 포함함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 보호 계전기 (9,11,13)를 기초로 한 적어도 하나의 마이크로프로세서는 출력으로서 계전기를 기초로 한 상기 마이크로프로세서의 조건을 나타낸 상태를 지닌 전기 접점 (59)을 가지고, 관련된 차단기 (61)를 트립하는 계전기를 기초로 한 상기 마이크로프로세서에서 발생한 트립 상태에 의해 작동된 트립 접점을 포함하며, 계전기를 기초로 한 상기 마이크로프로세서는 계전기에서 전력 시스템의 전압과 전류로부터 상기 상태를 결정하며, 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서에서 전기 시스템의 전력과 전압 및 접점 상태변화에 대한 타임 태그가 일어난 상태 변화에 포함될 때 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서내의 상태와 상기 접점 상태의 변화를 저장하고, 상기 마스터 지국으로부터 전송 명령에 응하여 상기 마스터 지국으로 상기 회로망을 지나 상태 변화에서의 상기 조건과 상기 저장된 상태 변화를 전송함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 마스터 지국 (19)의 상기 마스터 컴퓨터 (45)는 종국 (3,5,7)과 계전기 (9,11,13)를 기초로 한 마이크로프로세서가 접점 (31,32,59)의 상태 변화를 저장했는지의 여부만을 연속하여 결정하는 계전기 (9,11,13)를 기초로 한 마이크로프로세서와 종속국 (17)을 주기적으로 폴하는 수단 (111)을 포함하며, 폴링이 완성되었을 때 전송 명령을 발생시키는 수단 (143)은 저장된 상태 변화, 접점의 상태 변화를 저장한 계전기를 기초로 한 마이크로프로세서와 종속국으로부터 전압과 전류 및 타임 태그의 전송을 명령함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 마스터 지국 (17)의 상기 마스터 컴퓨터 (45)는 관련된 차단기 (25, 61)를 트립하는 명령을 포함한 계전기 (9,11,13)를 기초로 한 마이크로컴퓨터 또는 지정된 종속국 (19)으로 명령을 전송하는 전송 수단 (159)을 포함하며, 상기 지정된 종속국 (17) 또는 계전기 (9,11,13)를 기초로 한 마이크로프로세서 관련된 차단기 (25, 61)의 트리핑을 포함한 상기 명령을 수행하는 수단 (90)을 포함함을 특징으로 하는 전력 계전기.
  8. 제2항에 있어서, 종속국 (17)의 종속 디지틀 컴퓨터 (33)는 전력 시스템의 전압과 전류를 연속하여 표본화하고 관련된 보호 계전기에서의 전류와 전압의 가장 최근의 표본에 대한 선정수를 유지시키는 수단 (69), 및 트립 접점의 상태 변화 이전의 상기 전압과 전류 사이클의 예정수와 상태변화 이전의 상기 전압과 전류 사이클의 예정수 와 상태변화 이후의 사이클의 사전 고정수에 대해 전압과 전류의 표본을 유지한 상기 저장된 전압과 전류로서 저장하는 수단 (79,83)을 포함함을 특징으로하는 전력시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마스터 지국 (17)의 상기 마스터컴퓨터 (45)는 종속국이 접점 (31,32)의 상태 변화를 저장했는지를 연속하여 결정하도록 종속국 (19)을 주기적으로 폴하는 수단 (111), 및 모든 종속국이 저장된 상태 변화, 타임 태그와 저장된 접점 상태 변화를 가진 종속국으로부터 전압과 전류의 전송을 명령하도록 폴되었을 때 작동하는 수단 (143)을 포함함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 마스터 지국 (17)의 상기 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)는 선택된 보호 계전기에서 현재의 전압과 전류를 각 종속국 (19)으로부터 주기적으로 명령하는 수단 (151), 및 선택된 시스템 매개변수로부터 계산하는 수단 (153)을 포함함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 종속국 (19)의 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)는 현재의 전압과 전류로부터 선택된 시스템 매개변수를 게산하는 수단 (97), 및 상기 통신망 (15)을 지나 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)로 상기 선택된 시스템 매개변수를 전송하는 마스터지국 (19)으로부터 명령하는 수단 (89)을 포함함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  12. 제2항에 있어서, 상기 마스터 지국 (17)의 상기 마스터컴퓨터 (45)는 지정된 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)와 관련있는 차단기 (25)를 트립하는 트립 명령을 포함한 지정된 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)와 관련 있는 종속국 (19)으로 상기 통신망 (15)을 지나 명령을 전송하는 수단 (159)을 포함하며, 지정된 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)와 관련 있는 상기 종속국 (19)은 관련된 차단기 (25)의 트리핑을 포함한 상기 명령을 수행하는 수단 (90)을 포함함을 특징으로 하는 전력 시스템.
  13. 전력 시스템에 있어서, 상기 시스템은 계전기에서 상기 전력 시스템의 전류와 전압 적어도 하나를 포함한 입력, 및 출력으로서 상기 입력을 기초로 한 트립 상태를 포함한 애널로그 보호 계전기 내의 조건을 표시한 상태를 가진 전기 접점 (31,32)을 가진 다수의 독립된 애널로그 보호 계전기로 구성된 다양한 보호 계전기 (3,5,7)를 포함하고, 또한 상기 시스템은 상기 애널로그 보호 계전기의 트립 조건을 지시하는 접점의 상태 변화를 포함한 상기 전기 접점 상태의 변화를 각각의 관련된 애널로그 계전기용으로 저장하고 (79), 트립 조건을 지시하는 상기 접점 상태의 상기 변화에서 상기 애널로그 보호 계전기의 전류와 전압을 저장 (83)하도록 프로그램된 디지틀 컴퓨터 (33)를 가지며, 적어도 하나의 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)와 관련있는 다수의 종속국 (19), 트립조건을 지시하는 상기 접점 상태의 상기 저장된 변화와 상기 관련된 애널로그 보호 계전기에 대한 상태 변화에서 저장된 전류와 전압을 각 종속국에 대해 전송하는 통신망 (15), 및 트립 조건을 지시하는 상기 접점 상태의 상기 저장된 변화와 통신망에 의해 전송된 상태 변화에서 저장된 전류와 전압을 각 종속국으로부터 수신 (143)하도록 프로그램된 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)를 가진 마스터 지국 (19)으로 구성된 감시 및 제어용 시스템 (1)을 포함하며, 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)중 하나와 상기 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)는 접점 상태의 변화에서 전압과 전류로부터 접점 상태의 변화를 야기시키는 고장 거리를 결정하고 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)가 상기 고장 거리를 결정할 때 마스터 지국 (17)으로 공통의 통신망 (15)을 지나 고장 거리를 전송하도록 (89) 프로그램됨을 특징으로 하는 전력 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)는 상기 적어도 하나의 관련된 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)에서 전력 시스템의 전류와 전압을 표본화하고 (69), 시스템 매개변수에 대한 현재의 전류와 전압값으로부터 상기 적어도 하나의 관련된 애널로그 보호 계전기 (97)용으로 주기적으로 계산하고 상기 선택된 시스템 매개변수의 계산값을 저장하도록 (99) 프로그램되었으며, 상기 마스터 지국 (19)은 선택된 시스템 매개변수에 대한 상기 저장된 계산값의 전송을 위해 명령을 주기적으로 발생시키도록 (151) 프로그램되었으며, 종속국 (19)의 디지틀 컴퓨터는 상기 공통의 통신망 (15)을 지나 마스터 지국 (19)으로 선택된 시스템 파라미터의 저장된 계산값을 전송하도록 (89)프로그램 되었음을 특징으로 하는 전력 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 각 종속국의 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)는 적어도 하나의 관련된 애널로그 보호 계전기에서 전력시스템의 전류와 전압을 연속하여 표본화하도록 (69) 프로그램 되었으며, 상기 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)는 각 종속국과 관련 있는 적어도 하나의 애널로그 보호 계전기 (3,5,7)에서 현재의 상기 전류와 전압값을 주기적으로 요청하도록 (151) 프로그램 되었으며, 각 종속국의 상기 종속 디지틀 컴퓨터 (33)는 상기 공통의 회로망 (15)을 지나 적어도 하나의 관련된 애널로그 보호 계전기에서 상기 전류와 전압의 최종값을 요청하는데 응하여 전송하도록 프로그램 되었으며, 상기 마스터 디지틀 컴퓨터 (45)는 전송된 전류와 전압의 최종값으로부터 선택된 시스템 매개변수의 최종값을 계산하고 (153) 저장하도록 프로그램되었음을 특징으로 하는 전력 시스템.
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