KR100266510B1 - 디지털 계전 계측장치 - Google Patents

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KR100266510B1
KR100266510B1 KR1019980018283A KR98180000283A KR100266510B1 KR 100266510 B1 KR100266510 B1 KR 100266510B1 KR 1019980018283 A KR1019980018283 A KR 1019980018283A KR 98180000283 A KR98180000283 A KR 98180000283A KR 100266510 B1 KR100266510 B1 KR 100266510B1
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김태극
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장정곤
한국전기안전공사
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Abstract

강압 수단은 3상 교류 신호를 입력받아 3상 교류 신호를 소정 레벨 이하로 강압시키고; 구형파 발생부는 강압 수단에서 강압되어 출력되는 3상 교류 신호를 정형화된 구형파로 변환시켜 출력하며; 파형 검출부는 구형파 발생부에서 출력되는 구형파를 입력받아 기준 클럭 펄스와 비교하여 3상 교류 신호의 각 상의 상승시점을 검출하고; 아날로그/디지털 컨버터는 강압 수단에서 소정 레벨 이하로 강압되어 출력되는 3상 교류 신호와 다수개의 변류기의 아날로그 신호를 입력받아 계수화된 디지털 신호로 변환시켜 출력하며; 제어부는 파형 검출부의 각 상의 상승시점 및 아날로그/디지털 컨버터의 계수화된 디지털 신호를 입력받아 3상 교류 신호의 위상차/전압을 검출하고 다수개의 변류기의 전류량을 검출하여, 검출된 각 상의 상승시점으로 전류량을 기 저장된 기준값 및 사용자가 설정한 설정값과 반복 비교하여 그 결과에 따라 외부기기로 소정의 제어 신호를 출력하며, 검출결과를 저장/디스플레이시키고; 조작 패널은 사용자가 설정값을 설정할 수 있도록 다수개의 키를 포함하며, 제어부의 제어 신호에 의해 3상 교류 위상차/전압과 다수개의 변류기의 전류량 및 에러 메시지 등이 디스플레이된다. 따라서, 3상 교류 신호와 각각의 변류기에서 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경한 후 처리 과정을 거쳐 디지털 신호로 출력함으로써 디지털 계전 계측장치의 정밀도를 향상시킨다.

Description

디지털 계전 계측장치
본 발명은 디지털 계전 계측장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3상 교류 신호(R, S, T)와, 각각의 변류기에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경하여 변경된 디지털 신호를 기준값과 사용자가 설정한 설정값에 비교하여, 비교 결과에 따라 송전 선로를 차단시킴과 동시에 디지털 제어 신호를 출력하여 각 경고 장치에서 경고가 발생되도록 하는 디지털 계전 계측장치에 관한 것이다.
일반적으로, 송전 계통을 구성하고 있는 송배전선과 기기는 자연에 노출되어 있기 때문에 사고가 발생할 위험성을 내포하고 있다. 이러한 이유로 송전 계통에 접속된 기기 등은 전기적 및 기계적인 손상을 크게 입게 되기 때문에 고장이 발생한 선로 구간이라든가 기기는 될 수 있는 대로 빨리 송전 계통으로부터 분리해서 고장을 제거해 주어야 한다.
이 경우 자동적으로 동작하는 차단기에 의해 고장이 제거되도록 구성되어 있지만, 고장의 종류, 고장 전류와 전압, 고장점의 위치 등을 정확하게 측정해서 고장 구간을 고속도(高速度)로 선택 차단하는 지령을 내리는 등 계통 보호를 위한 기능을 다하기 위해서 계전기(Relay)가 추가로 사용된다.
이러한, 계전기를 용도상으로 분류하면 단락 보호용 계전기와 지락 보호 계전기로 나눌 수 있다.
먼저, 단락 보호용 계전기 중 과전류 계전기(Over-Current Relay)는 일정값 이상의 전류가 흘렀을 때 동작하고, 송전 선로에서는 각종 기기라든가 선로뿐만 아니라 배전 선로, 배전반 등에 주로 설치된다.
과전압 계전기(Over-Voltage Relay)는 일정값 이상의 전압이 걸렸을 때 동작되고, 부족 전압 계전기(Under-Voltage Relay)는 전압이 일정값 이하로 떨어졌을 경우 동작된다.
또한, 지락 보호 계전기 중 과전류 지락 계전기(Over-Current Ground Relay)는 과전류 계전기의 동작 전류를 특별히 작게 한 것으로서 지락 고장 보호용으로 사용되고, 방향 지락 계전기(Directional Ground Relay)는 과전류 지락 보호 계전기에 방향성을 준 것이다.
한편, 상기에서 설명한 각각의 계전기를 제어하기 위하여 각각의 계전기에는 계측 장치가 더 구비된다.
그러나, 이러한 종래의 계전기와 계측 장치는 다음과 같은 문제점들이 발생한다.
첫째로, 계측 장치는 계전기에서 출력되는 아날로그 신호를 입력받아 일련의 처리 과정을 거쳐 입력 신호를 처리한 후 아날로그 신호로 출력함으로써 계측 장치의 정밀도가 저하된다.
둘째로, 내부적으로 신호를 처리하여 출력함으로써 사용자가 계측 과정 및 결과를 관찰할 수 없다.
셋째로, 하나의 계측장치에서는 각각의 계전기에서 출력되는 신호만을 처리함으로써 3상 교류 신호의 위상차/전압, 과전류, 지락 전류 등을 모두 검출할 수 없다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 3상 교류 신호와 각각의 변류기에서 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경한 후 일련의 처리 과정을 거쳐 소정의 디지털 신호인 제어 신호를 출력함으로써 계측 장치의 정밀도를 향상시키는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 입력되는 신호와 처리 과정에서 처리되는 신호/결과/상태 등을 디스플레이하여 사용자에게 계측 과정 및 결과를 관찰할 수 있도록 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 각각의 계전기에 계측 장치를 부착시키지 않고 하나의 디지털 계전 계측장치로 여러개의 계전기 역할을 수행하도록 하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 디지털 계전 계측장치를 보인 블록도,
도 2는 디지털 계전 계측장치의 엘씨디가 초기화된 상태의 디스플레이 모습을 보인 예시도,
도 3a는 과전류 및 지락전류의 크기를 설정값을 설정하는 모습을 보인 예시도,
도 3b는 과전류 및 지락전류에서 동작 시간을 설정하는 모습을 보인 예시도,
도 3c는 각 상의 위상차를 설정하는 모습을 보인 예시도,
도 3d는 과전압 및 부족전압을 설정하는 모습을 보인 예시도,
도 3e는 과전류가 인가되었을 때 디스플레이되는 내용을 보인 예시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 강압기 20 : 구형파 발생부
30 : 파형 검출부 31 : 보조 중앙처리장치
32 : 제1 메모리 40 : 증폭 회로부
41 : 증폭 회로 42 : 정류 증폭 회로
50 : 아날로그/디지털 컨버터 60 : 제어부
61 : 메인 중앙처리장치 62~64 : 제2~4 메모리
70 : 조작 패널 71 : 엘씨디
80 : 타이머 90 : 디코더
100 : 증폭부 CT : 변류기
ZCT : 영상 변류기 R, S, T : 3상 교류 신호
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 강압 수단은 3상 교류 신호를 입력받아 3상 교류 신호를 소정 레벨 이하로 강압시키고; 구형파 발생부는 강압 수단에서 강압되어 출력되는 3상 교류 신호를 정형화된 구형파로 변환시켜 출력하며; 파형 검출부는 구형파 발생부에서 출력되는 구형파를 입력받아 기준 클럭 펄스와 비교하여 3상 교류 신호의 각 상의 상승시점을 검출하고; 아날로그/디지털 컨버터는 강압 수단에서 소정 레벨 이하로 강압되어 출력되는 3상 교류 신호와 다수개의 변류기의 아날로그 신호를 입력받아 계수화된 디지털 신호로 변환시켜 출력하며; 제어부는 파형 검출부의 각 상의 상승시점 및 아날로그/디지털 컨버터의 계수화된 디지털 신호를 입력받아 3상 교류 신호의 위상차/전압을 검출하고 다수개의 변류기의 전류량을 검출하여, 검출된 각 상의 상승시점으로 전류량을 기 저장된 기준값 및 사용자가 설정한 설정값과 반복 비교하여 그 결과에 따라 외부기기로 소정의 제어 신호를 출력하며, 검출결과를 저장/디스플레이시키고; 조작 패널은 사용자가 설정값을 설정할 수 있도록 다수개의 키를 포함하며, 제어부의 제어 신호에 의해 3상 교류 신호의 위상차/전압과 다수개의 변류기의 전류량 및 에러 메시지 등이 디스플레이되도록 하는 점에 있다.
바람직하게, 기준값은 그 값이 최초 설정상태로 고정된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 설정값은 사용자가 기준값의 허용 범위 내에서 임의로 설정하는 값임을 특징으로 한다.
바람직하게, 강압 수단 및 다수개의 변류기의 출력단과 아날로그/디지털 컨버터의 입력단 사이에는 강압 수단 및 다수개의 변류기에서 각각 출력되는 교류 성분의 신호를 직류 성분의 신호로 정류시키는 정류 회로부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제어부의 출력단에는 제어부의 제어 신호에 의해 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부에서 입력되는 계측신호 및 제어부에서 출력되는 제어신호를 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부에서 인식할 수 있는 제어신호로 변경시키는 디코더가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 디지털 계전 계측장치에는 기준 클럭 펄스와 시간 정보를 제공하는 타이머가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제어부의 출력단에는 제어부에서 출력되는 소정의 제어 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 파형 검출부는 구형파 발생부의 출력단에 연결되어 구형파 발생부의 출력 신호를 입력받아 3상 교류 신호의 각 상의 상승시점을 계산하는 보조 중앙처리장치와; 보조 중앙처리장치의 제어 신호에 의해 각 상의 상승시점이 저장되는 제1 메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제어부는 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부를 제어하며, 보조 중앙처리장치의 출력 신호와 아날로그/디지털 컨버터에서 출력되는 계수화된 디지털 신호를 입력받아 3상 교류 신호의 위상차/전압, 전류 등을 검출하는 메인 중앙처리장치와; 기준값과 설정값 및 메인 중앙처리장치에서 처리되는 데이터 등이 저장되는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 메모리부는 시스템에 필요한 각 종 프로그램과 기준값이 저장되는 제2 메모리와; 메인 중앙처리장치의 제어 신호에 의해 사용자가 설정한 설정값이 저장되는 제3 메모리와; 메인 중앙처리장치의 제어 신호에 의해 메인 중앙처리장치에서 처리된 데이터를 저장하는 제4 메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 디지털 계전 계측장치를 보인 블록도이고, 도 2는 디지털 계전 계측장치의 엘씨디가 초기화된 상태의 디스플레이 모습을 보인 예시도이며, 도 3a는 과전류 및 지락전류의 크기를 설정값을 설정하는 모습을 보인 예시도이고, 도 3b는 과전류 및 지락전류에서 동작 시간을 설정하는 모습을 보인 예시도이며, 도 3c는 각 상의 위상차를 설정하는 모습을 보인 예시도이고, 도 3d는 과전압 및 부족전압을 설정하는 모습을 보인 예시도이며, 도 3e는 과전류가 인가되었을 때 디스플레이되는 내용을 보인 예시도이다.
도 1을 보면 먼저, 강압기(10)는 3상 교류 신호(R, S, T)를 입력받아 3상 교류 신호(R, S, T)를 소정 레벨(4V) 이하로 강압시키도록 3상 교류 신호(R, S, T)의 출력단에 연결된다.
구형파 발생부(20)는 강압기(10)에서 소정 레벨 이하로 강압되어 출력되는 3상 교류 신호(R, S, T)를 정형화된 구형파로 변환시키도록 강압기(10)의 출력단에 연결된다.
파형 검출부(30)는 보조 중앙처리장치(31), 제1 메모리(32)로 구성된다.
보조 중앙처리장치(31)는 구형파 발생부(20)에서 출력되는 구형파를 입력받아 기준 클럭 펄스와 비교하여 각 상의 상승 시점을 계산하여 이를 제1 메모리(32)에 저장시킴과 동시에 각 상의 상승 시점을 타단으로 출력시킨다. 여기서 보조 중앙처리장치는 3상 교류 신호(R, S, T)중 어느 한 상이 역상이면 에러 신호를 출력한다. 또한 제1 메모리(32)는 보조 중앙처리장치(31)의 제어 신호에 의해 각 상의 상승 시점이 저장된다.
정류 회로부(40)는 강압기(10)와 변류기(Current Transformer)(CT)에서 출력되는 교류 성분의 신호를 직류 성분으로 정류시키는 정류 회로(41)와, 영상 변류기(Zero Phase Sequence Current Transformer)(ZCT)에서 출력되는 교류 성분의 신호를 증폭한 후, 정류시키는 증폭 정류 회로(42)로 구성된다.
아날로그/디지털 컨버터(50)는 3상 교류 신호(R, S, T)와 정류 회로부(30)의 정류회로(41)에서 출력되는 아날로그 신호와, 증폭 정류 회로(42)에서 증폭/정류되어 출력되는 아날로그 신호를 입력받아 계수화된 디지털 신호로 변경시키도록 구성된다.
제어부(60)는 메인 중앙처리장치(61)와, 제2 메모리(62)와, 제3 메모리(63)와, 제4 메모리(64)로 구성된다. 메인 중앙처리장치(61)는 디지털 계전 계측장치 내의 각 구성부를 제어하며, 특히 파형 검출부(30)의 보조 중앙처리장치(31)에서 출력되는 각 상의 상승 시점을 입력받아 3상 교류 신호(R, S, T)의 위상을 검출하고, 검출된 위상차를 시간 함수로 계산하여 그 차를 라디안화(각도화)시켜 이를 제2 메모리(62)에 기 저장된 기준값과 제3 메모리(63)에 사용자가 설정한 설정값과 비교한 후 이상 여부를 검출하고 검출 결과를 디스플레이하며, 보조 중앙처리장치에서 에러 신호가 출력되면 상 에러 메시지가 디스플레이되도록 제어 신호를 출력한다. 또한, 아날로그/디지털 컨버터(50)의 계수화된 디지털 신호를 입력받아 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압과 변류기(CT)/영상 변류기(ZCT)의 전류를 검출하고, 이를 제2 메모리(62)에 기 저장된 기준값과 제3 메모리(63)에 사용자가 설정한 설정값에 반복 비교하여 그 결과에 따라 송전 선로를 차단함과 동시에 외부의 경고 장치를 제어하는 디지털 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 제2 메모리(62)는 각종 프로그램과 데이터 등이 저장되고, 특히 기준값과, 아날로그/디지털 컨버터(50)에서 입력되는 디지털 신호에 따른 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압, 전류 등이 테이블 형태의 데이터로 저장된다. 여기서 기준값은 그 값이 최초 설정상태로 고정된다. 제3 메모리(63)에는 메인 중앙처리장치(61)의 제어 신호에 의해 사용자가 조작 패널(70)을 통해 입력하는 설정값이 저장된다. 제4 메모리(64)에는 메인 중앙처리장치(61)에서 처리된 각종 데이터가 저장된다. 여기서 설정값은 사용자가 허용 범위 내에서 임의로 설정하는 값이다.
조작 패널(70)은 사용자가 조작하여 설정한 설정값이 제어부(60)의 제3 메모리(63)에 저장되도록 하는 다수개의 기능 키(미도시)와, 제어부(60)의 메인 중앙처리장치(61)의 제어 신호에 의해 3상 교류 신호의 위상차/전압을 디스플레이함과 동시에 변류기(CT)/영상 변류기(ZCT)의 전류와 각종 에러 메시지 등을 디스플레이하는 엘씨디(Liquid Crystal Display)(71)로 구성된다.
타이머(80)는 제어부(60)의 보조 중앙처리장치(31)에 기준 클럭 펄스 및 메인 중앙처리장치(61)에 시간 정보를 제공하도록 구성된다.
디코더(90)는 제어부(60)의 메인 중앙처리장치(61)에서 출력되는 제어 신호에 의해 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부에서 입력되는 계측신호 및 제어부(60)의 메인 중앙처리장치(61)에서 출력되는 제어신호를 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부에서 인식할 수 있는 제어신호로 변경시키도록 구성된다.
증폭부(100)는 제어부(60)의 메인 중앙처리장치(61)에서 출력되는 제어 신호를 증폭하도록 메인 중앙처리장치(61)의 출력단에 연결된다.
이하, 본 발명에 따른 디지털 계전 계측장치의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메인 중앙처리장치(61)는 시스템이 온되면 3상 교류 신호(R, S, T)의 아날로그 신호를 계수화된 디지털 신호로 변경시켜 출력하는 아날로그/디지털 컨버터(50)의 출력 신호를 입력받아 제2 메모리(62)에 아날로그/디지털 컨버터(50)의 출력 신호에 따른 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압이 테이블 형태로 저장된 데이터와 비교하여 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압을 검출한 후 도 2에서 보인 바와 같이 엘씨디(71)를 제어하여 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압이 디스플레이시킨다.
이러한 상태에서, 사용자가 조작 패널(70)의 전압과 변류기(CT)/영상 변류기(ZCT)의 전류를 설정하는 소정의 기능 키를 선택하면 제어부(60)의 메인 중앙처리장치(61)는 디코더(90)를 통해 조작 패널(70)의 엘씨디(71)를 제어하여 도 3a에서 보인 바와 같은 화면을 디스플레이한다. 이러한 상태에서 사용자는 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압과 변류기(CT)/영상 변류기(ZCT)의 전류를 기준값의 허용 범위 내에서 조절하여 임의로 설정값을 설정할 수 있다. 여기서 변류기(CT)는 과전류의 범위를 1A~5A까지 조절할 수 있으며, 영상 변류기(ZCT)는 100mA~500mA까지 조절할 수 있다. 또한, 사용자는 과전압과 부족전압을 설정하는 소정의 기능 키를 사용하여 과전압의 범위를 도 3d에서 보인 바와 같이 230V~270V까지 조절할 수 있고, 부족 전압을 170V~210V까지 조절할 수 있다. 사용자가 모든 설정을 완료하여 다시 조작 패널(70)의 소정의 기능 키를 누르면 메인 중앙처리장치(61)는 사용자가 설정한 설정값을 제3 메모리(63)에 저장시킨다.
또한, 사용자는 조작 패널(70)의 과전류 및 지락전류에서 동작 시간을 설정하는 소정의 기능 키를 사용하여 도 3b에서 보인 바와 같이 과전류 및 지락전류에서의 동작 시간(초단위)을 조절할 수 있다.
한편, 사용자는 조작 패널(70)의 3상 교류 신호(R, S, T)의 각 상 기울기를 설정하는 소정의 기능 키를 사용하여 도 3c에서 보인 바와 같이 3상 교류 신호(R, S, T)의 각 상 위상차(10도~90도)를 설정할 수 있다. 또한, 사용자는 조작 패널(70)의 소정의 기능 키를 사용하여 타이머(80)의 시간을 셋팅할 수 있다.
사용자가 모든 설정값의 설정(일예로, 과전류는 1A, 지락전류는 100mA, 각 상 위상차 10도, 과전압은 270V, 부족 전압은 170V)을 마치면 제어부(60)의 메인 중앙처리장치(61)는 3상 교류 신호(R, S, T)의 위상차를 다음과 같이 검출한다.
3상 교류 신호(R, S, T)가 소정 레벨 이하로 강압기(10)에서 강압되어 강압된 3상 교류 신호(R, S, T)기 구형파 발생부(20)로 입력되면 구형파 발생부(20)에서는 3상 교류 신호(R, S, T)에 따라 정형화된 구형파를 발생하여, 발생된 구형파를 보조 중앙처리장치(31)로 출력시킨다. 또한, 보조 중앙처리장치(31)는 입력된 구형파를 기준 클럭 펄스와 비교하면서 구형파의 R상이 상승되는 시점을 읽고 다음 S상의 상승 시점을 읽고 R상과 S상의 상승 시점의 차를 계산하여 이를 제1 메모리(32)에 저장시킨다. 또한 상기와 같은 방법으로 S상의 상승 시점과 T상의 상승 시점을 계산하여 제1 메모리(32)에 저장시킨 후 제1 메모리(32)에 저장된 R, S, T상의 상승 시점을 메인 중앙처리장치(61)로 출력한다. 그러나, 보조 중앙처리장치(31)는 R, S, T상중 어느 한 상이 역상이면 에러 신호를 메인 중앙처리장치(61)로 출력한다.
그러면, 메인 중앙처리장치(61)는 입력된 R, S, T상의 상승 시점으로 R, S, T상의 위상차를 계산한 후 라디안화(각도화)하여 기준값/설정값에 반복 비교(즉, 기준값과 비교후 비교된 값을 다시 설정값과 비교)하여 위상차의 초과 여부를 검출한다.
그리하여, 3상 교류 신호(R, S, T)의 위상차가 기준값/설정값을 초과하면 초과한 시점(즉, 타이머(80)의 현재 시간)과 위상차 등이 포함된 데이터를 제4 메모리(64)에 저장시키고, 에러 메시지가 엘씨디(71)에 디스플레이되도록 조작 패널(70)의 엘씨디(71)로 제어 신호를 출력함과 동시에 다른 외부 경고 기기(경고벨, 경고 전화 등)에 경고 신호를 출력한다.
그런 다음, 메인 중앙처리장치(61)는 상기와 같이 아날로그/디지털 컨버터(50)에서 출력되는 계수화된 디지털 신호를 입력받아 입력된 신호를 제2 메모리(62)에 아날로그/디지털 컨버터(50)의 출력 신호에 따른 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압이 테이블 형태로 저장된 데이터와 비교하여 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압을 검출한다. 그리고, 검출 결과를 기준값/설정값에 반복 비교하여, 비교 결과가 기준값/설정값을 초과하면 검출된 시점과 검출된 3상 교류 신호(R, S, T)의 전압을 제4 메모리(64)에 저장시키며, 에러 메시지(과전압, 부족 전압, 위상 에러 등)를 디스플레이시킴과 동시에 다른 기기로 경고 신호를 출력한다.
한편, 변류기(CT)에서 1A이상의 전류가 인가되어 정류 회로(41)를 통해 정류된 신호가 아날로그/디지털 컨버터(50)로 입력되면 아날로그/디지털 컨버터(50)는 계수화된 디지털 신호를 출력한다. 그러면 메인 중앙처리장치(61)는 디코더(90)를 통해 입력되는 아날로그/디지털 컨버터(50)의 출력 신호를 제2 메모리(62)에 기 저장된 아날로그/디지털 컨버터(50)의 출력 신호에 따른 과전류량이 테이블 형태로 저장된 데이터와 비교하여 전류량을 검출하고, 이를 기 저장된 기준값/설정값과 비교하여 아날로그/디지털 컨버터(50)에서 출력된 신호가 기준값/설정값 이상이면 과전류로 판단한다. 그리고, 메인 중앙처리장치(61)는 사용자가 설정한 과전류에서의 동작 시간에 따라 소정 시간동안 송전 선로를 차단시킴과 동시에 다른 외부 기기로 경고 신호를 출력한다. 또한, 도 3e에서 보인 바와 같이 과전류 메시지가 디스플레이되도록 엘씨디(71)를 제어하고, 또한 과전류가 검출된 시점(즉, 타이머(80)의 현재 시간)과 과전류량 등을 제4 메모리(64)에 저장시킨다.
마찬가지로, 영상 변류기(ZCT)에서 100mA이상의 전류가 인가되어 증폭 정류 회로(42)를 통해 증폭/정류된 신호가 아날로그/디지털 컨버터(50)로 입력되면 아날로그/디지털 컨버터(50)는 계수화된 디지털 신호를 출력한다. 그러면, 메인 중앙처리장치(61)는 입력되는 디지털 신호를 제2 메모리(62)에 기 저장된 아날로그/디지털 컨버터(50)의 출력 신호에 따른 지락전류량 테이블 형태로 저장된 데이터와 비교하여 지락전류량을 검출하고, 이를 기 저장된 기준값/설정값과 비교하여 지락전류량이 기준값/설정값 이상이면 지락전류(즉, 누전)로 판단한다. 그리고, 메인 중앙처리장치(61)는 사용자가 설정한 지락전류에서의 동작 시간에 따라 소정 시간동안 송전 선로를 차단시킴과 동시에 다른 기기로 경고 신호를 출력한다. 또한, 지락전류 메시지가 디스플레이되도록 엘씨디(71)를 제어하고, 또한 지락전류가 검출된 시점(즉, 타이머(80)의 현재 시간)과 지락전류량 등을 제4 메모리(64)에 저장시킨다.
그리고 또한, 사용자가 조작 패널(70)의 각각의 기능 키를 눌러 과전류량/지락전류량과, 3상 교류 신호(R, S, T) 각 상의 위상차/전압 등을 확인하고자 하면 메인 중앙처리장치(61)는 선택된 조작 패널(70)의 소정 키에 따라 디코더(90)를 제어하여 디지털 계전 계측장치의 각 구성부 중 특정 구성부에서 출력되어 아날로그/디지털 컨버터(50)에서 출력되는 계수화된 디지털 신호를 검출하고, 검출된 신호에 따라 변류기(CT)/영상 변류기(ZCT)의 전류량과, 3상 교류 신호(R, S, T) 각 상의 위상차/전압 등을 검출한 후, 이 중 사용자가 선택한 어느 하나를 엘씨디(71)에 디스플레이하여 사용자에게 확인시킨다. 또한 사용자가 제4 메모리(64)에 저장된 데이터를 확인하고자 조작 패널(70)의 기능 키를 누르면 메인 중앙처리장치(61)는 제4 메모리(64)에 저장된 내용을 디스플레이한다.
따라서, 3상 교류 신호(R, S, T)와, 변류기(CT)/영상 변류기(ZCT)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경한 후 일련의 처리과정을 거쳐 하나의 계측 장치로 과전압, 부족전압, 위상차, 과전류, 지락전류 등을 검출하여 사용자가 설정한 설정값 또는 기준값과 비교하고, 오차가 발생되면 송전 선로를 차단시킴과 동시에 이를 저장/디스플레이하며, 소정의 제어 신호를 출력하여 외부 기기에서 경고가 발생시키도록 한다. 또한 사용자가 변류기(CT)/영상 변류기(ZCT)의 과전류/지락전류량과, 3상 교류 신호(R, S, T) 각 상의 위상차/전압 등을 확인하고자 하면 이를 디스플레이하여 사용자가 손쉽게 확인이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 발생한다.
첫째로, 3상 교류 신호와 각각의 변류기에서 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경한 후 처리 과정을 거쳐 디지털 신호로 출력함으로써 디지털 계전 계측장치의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
둘째로, 입력되는 신호와 처리 과정에서 처리되는 신호/결과/상태 등을 디스플레이하여 사용자에게 계측 과정 및 결과를 관찰할 수 있다.
섯째로, 하나의 계전 계측장치로 3상 교류 신호/위상차, 과전류, 지락 전류 등을 검출할 수 있다.

Claims (10)

  1. 3상 교류 신호를 입력받아 상기 3상 교류 신호를 소정 레벨 이하로 강압시키는 강압 수단;
    상기 강압 수단에서 강압되어 출력되는 상기 3상 교류 신호를 정형화된 구형파로 변환시켜 출력하는 구형파 발생부;
    상기 구형파 발생부에서 출력되는 상기 구형파를 입력받아 기준 클럭 펄스와 비교하여 상기 3상 교류 신호의 각 상의 상승시점을 검출하는 파형 검출부;
    상기 강압 수단에서 소정 레벨 이하로 강압되어 출력되는 상기 3상 교류 신호와 다수개의 변류기의 아날로그 신호를 입력받아 계수화된 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 아날로그/디지털 컨버터;
    상기 파형 검출부의 상기 각 상의 상승시점 및 상기 아날로그/디지털 컨버터의 상기 계수화된 디지털 신호를 입력받아 상기 3상 교류 신호의 위상차/전압을 검출하고 상기 다수개의 변류기의 전류량을 검출하여, 검출된 상기 각 상의 상승시점으로 상기 전류량을 기 저장된 기준값 및 사용자가 설정한 설정값과 반복 비교하여 그 결과에 따라 외부기기로 소정의 제어 신호를 출력하며, 검출결과를 저장/디스플레이시키는 제어부; 및
    사용자가 상기 설정값을 설정할 수 있도록 다수개의 키를 포함하며, 상기 제어부의 제어 신호에 의해 상기 3상 교류 위상차/전압과 상기 다수개의 변류기의 전류량 및 에러 메시지 등이 디스플레이되는 조작 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준값은 그 값이 최초 설정상태로 고정된 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 설정값은 사용자가 상기 기준값의 허용 범위 내에서 임의로 설정하는 값임을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 강압 수단 및 상기 다수개의 변류기의 출력단과 상기 아날로그/디지털 컨버터의 입력단 사이에는 상기 강압 수단 및 상기 다수개의 변류기에서 각각 출력되는 교류 성분의 신호를 직류 성분의 신호로 정류시키는 정류 회로부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부의 출력단에는 상기 제어부의 제어 신호에 의해 상기 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부에서 입력되는 계측신호 및 상기 제어부에서 출력되는 제어신호를 상기 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부에서 인식할 수 있는 제어신호로 변경시키는 디코더가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 디지털 계전 계측장치에는 상기 기준 클럭 펄스와 시간 정보를 제공하는 타이머가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부의 출력단에는 상기 제어부에서 출력되는 소정의 제어 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 파형 검출부는
    상기 구형파 발생부의 출력단에 연결되어 상기 구형파 발생부의 출력 신호를 입력받아 상기 3상 교류 신호의 각 상의 상승시점을 계산하는 보조 중앙처리장치;
    상기 보조 중앙처리장치의 제어 신호에 의해 상기 각 상의 상승시점이 저장되는 제1 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 디지털 계전 계측장치내의 각 구성부를 제어하며, 상기 보조 중앙처리장치의 출력 신호와 상기 아날로그/디지털 컨버터에서 출력되는 상기 계수화된 디지털 신호를 입력받아 상기 3상 교류 신호의 위상차/전압, 전류 등을 검출하는 메인 중앙처리장치; 및
    상기 기준값과 상기 설정값 및 상기 메인 중앙처리장치에서 처리되는 데이터 등이 저장되는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 메모리부는
    시스템에 필요한 각 종 프로그램과 상기 기준값이 저장되는 제2 메모리;
    상기 메인 중앙처리장치의 제어 신호에 의해 사용자가 설정한 상기 설정값이 저장되는 제3 메모리; 및
    상기 메인 중앙처리장치의 제어 신호에 의해 상기 메인 중앙처리장치에서 처리된 데이터를 저장하는 제4 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 계전 계측장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100350722B1 (ko) * 2000-08-30 2002-08-28 주식회사 젤파워 병행 2회선 송전선로상에서의 고장점 표정방법 및 장치
KR102353293B1 (ko) 2021-03-26 2022-01-20 주식회사 케이엠데이타 계전/계측기와의 정보 교환 시스템 및 이에 사용되는 nfc 모듈

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