KR100345219B1 - 배전선로 고장전류 통과 확인장치 - Google Patents

배전선로 고장전류 통과 확인장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배전선로 고장전류 통과 확인장치에 관한 것으로, 배전선로로 공급되는 전류를 변환하는 클램프 전류변환기(11)와, 클램프 전류변환기(11)에 복수로 연결되어 전류를 재변환하는 보조 전류변환기(12, 13)가 포함된 전류변환부(10); 상기 보조 전류변환기(12)에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하는 제 1전원부(20); 상기 보조 전류변환기(13)에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하고 소정 레벨의 전압을 출력하는 제 2전원부(30); 설정된 시간동안 설정치 이상의 전압이 제 1전원부(20)로부터 인가되면 구동신호를 출력하는 타이머 동작점 설정스위치(41)와, 타이머 동작점 설정스위치(41)로부터 인가되는 구동신호로 구동되어 제 2전원부(30)의 구동전원을 출력하는 타이머(42)가 포함된 온스위치 및 타이머부(40); 타이머(42)로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 가시적으로 나타내는 표시램프(51)와, 타이머(42)로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 설정된 고유주파수로 설정된 시간동안 송신하는 전파송신기(52)가 포함된 표시 및 전파송신부(50)가 포함되어 이루어진 것인 바,

Description

배전선로 고장전류 통과 확인장치{The Device for Certifying Current Passing on the Distribution Line}
본 발명은 배전계통 관리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 넓은 지역에 산재해 있는 배전선로(配電線路)에 과전류(고장전류)의 발생을 검출하여 소정 레벨이상의 과전류가 검출될 때에 이를 표시해 주는 배전선로 고장전류 통과 확인장치에 관한 것이다.
종래에 대부분의 배전선로는 리클로저(Re-Closer; 고압 배전선에 사용되는 차단 능력이 없는 유입(油入)개폐기로, 리클로저의 부하쪽에 설치되고, 리클로저의 개방 동작 회수보다 1-2회 적은 회수로 리클로저의 개방중에 자동적으로 개방동작을 하는 것)라는 과전류를 차단 및 재투입할 수 있는 기능을 가진 차단기를 배전선로의 주요 부분에 설치하여 고장점 이전의 리클로저로부터 이후의 선로를 분리시킨다.
최근들어 연구 및 시범 운전중인 배전선로 자동화 시스템에서는 구간 개폐기(차단기) 설치점에서 전류, 전압 및 개폐기 운전상태(온 또는 오프)를 검출 및 취득하여 운전에 활용하고 있다.
그러나 이러한 장치들을 조밀하게 설치하기 전에는 세분화된 고장구간을 나타내기는 용이하지 않았다.
배전 자동화 시스템에서 사용하는 데이터 취득장치는 CPU 및 통신장치 등을 포함하고 있어 고가이므로 이러한 시스템을 조밀하게 설치하는 어려운 실정이었고, 리클로저의 경우에도 설치비용이 상승하는 문제가 있었다.
더욱이 배전선로에 고장발생시에 배전선로에 설치된 모든 설비들이 정상적으로 작동될 때에는 개략적인 고장 발생 구간을 파악할 수 있지만, 현실적으로 통계에 따르면 그렇지 못한 경우가 많다. 배전선로의 말단부분에서의 고장이라 할지라도 해당하는 변전소의 배전선호 보호계전기 동작 및 차단기가 차단되는 경우가 빈번한 실정이다. 또한, 변전소의 차단기가 차단되는 경우에 해당하는 선로의 전구간을 순시하여야 하는 번거로움이 있다. 리-클로저가 정상 작동시에는 동작 리-클로저와 부하측으로 인접한 리-클로저 설치구간을 사고구간으로 예측이 가능하여 순시 대상구간을 한정할 수 있다. 그러나 이 구간도 수 Km에 달하는 선로구간이므로 고장개소의 정확한 확인까지는 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여, 배전선로에 설치가 용이하고, 고장 발생시에 신속한 고장구간을 찾을 수 있으며, 전류변환기의 구현 및 장치의 자체 전원을 확보할 수 있고, 장치의 소형화, 저비용 및 외부 자연 환경에서의 운전 신뢰도를 확보하기 위한 배전선로 고장전류 통과 확인장치를 제공하기 위한 것이 목적이다.
도 1은 본 발명에 따른 배전선로 고장전류 통과 확인장치의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 배전선로 전류를 소전류로 변환하는 전류변환부의 회로구성도,
도 3은 본 발명에 따른 타이머 구동용 신호전원을 공급하는 전원부의 회로구성도,
도 4는 본 발명에 따른 표시 및 전파송신부 구동용 전원을 공급하는 전원부의 회로구성도,
도 5는 본 발명에 따른 온스위치 및 타이머부와 표시 및 전파송신부의 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 고장전류 통과 확인장치의 동작 유무를 확인하는 개념도.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 전류변환부 11: 클램프 전류변환기
12, 13: 보조 전류변환기 20: 제 1전원부
30: 제 2전원부 40: 온스위치 및 타이머부
41: 타이머 동작점 설정스위치 42: 타이머
50: 표시 및 전파송신부 51: 표시램프
52: 전파송신기 53: 배전선로
54: 순시자
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배전선로로 공급되는 전류를 변환하는 클램프 전류변환기와, 클램프 전류변환기에 복수로 연결되어 전류를 재변환하는 보조 전류변환기가 포함된 전류변환부; 상기 보조 전류변환기에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하는 제 1전원부; 상기 보조 전류변환기에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하고 소정 레벨의 전압을 출력하는 제 2전원부; 설정된 시간동안 설정치 이상의 전압이 제 1전원부로부터 인가되면 구동신호를 출력하는 타이머 동작점 설정스위치와, 타이머 동작점 설정스위치로부터 인가되는 구동신호로 구동되어 제 2전원부의 구동전원을 출력하는 타이머가 포함된 온스위치 및 타이머부; 타이머로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 가시적으로 나타내는 표시램프와, 타이머로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 설정된 고유주파수로 설정된 시간동안 송신하는 전파송신기가 포함된 표시 및 전파송신부가 포함되어 이루어진 것이 특징이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 배전선로 고장전류 통과 확인장치의 블록도이다.
전류변환부(10)는 배전선로를 통해 공급되는 전류를 변환시켜 변환된 전류를 출력하는 것으로, 배전선로로 공급되는 전류를 변환하는 클램프 전류변환기(11)와, 클램프 전류변환기(11)에 복수로 연결되어 전류를 재변환하는 보조 전류변환기(12, 13)가 포함되어 있다.
즉 도 2의 배전선로 전류를 소전류로 변환하는 전류변환부의 회로구성도를 참조하면, 클램프 전류변환기(11)는 폐로(閉路)로 구성되어 배전선로를 통과하는 전류 i가 유기되어 전류 i1으로 변환되고, 다시 클램프 전류변환기(11)에 복수로 연결된 보조 전류변환기(12, 13)에는 각각 전류 i1a 및 i1b가 유기되어 변환된다. 이때, 보조 전류변환기(12, 13)에는 저항(R1) 및 (R2)가 각각 구성되어 있어 저항(R1) 및 (R2)으로는 교류의 전압(Vac1) 및 (Vac2)이 형성된다. 상기 전류변환부(10)는 설치된 배전선로에 용이하게 취부할 수 있도록 클램프 전류변환기(11)가 구성되고, 부착시에 절연 및 견고성을 확보할 수 있도록 전선부 접촉부분은 절연성 고무재질로 구성하여 배전선로의 배전선과 견고하게 결합될 수 있다. 클램프 전류변환기(11)에는 복수의 보조 전류변환기(12, 13)를 추가하여 전류변환 및 이용을 용이하게 한 것이다.
제 1전원부(20)는 상기 보조 전류변환기(12)에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하는 것으로, 도 3의 타이머 구동용 신호전원을 공급하는 전원부의 회로구성도에서, 제 1전원부(20)는 교류의 전압(Vac1)이 제 1브리지다이오드(BD1)를 통과하면서 직류전원으로 정류되고, 정류된 전압은 저항(R3) 및 콘덴서(C1)를 지나면서 전압강하 및 평활되어 저항(R4)에서는 전파정류된 소정 레벨의 직류전압(Vdc1)이 출력된다.
제 2전원부(30)는 상기 보조 전류변환기(13)에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하고 소정 레벨의 전압을 출력하는 것으로, 도 4의 표시 및 전파송신부 구동용 전원을 공급하는 전원부의 회로구성도에서, 제 2전원부(30)는 교류의전압(Vac2)이 제 2브리지다이오드(BD2)를 통과하면서 직류전원으로 정류되고, 정류된 전압은 저항(R5)에서 전압강하된 후에 콘덴서(C2)를 거치면서 직류전원의 리플성분이 제거 및 배전선로의 전류 소멸시에 일정시간(예를 들어, 약 1시간)동안 지속적으로 전원을 공급할 수 있는 용량을 갖는 것이 바람직하다. 더욱이 제너다이오드(ZD1)를 지나면서 전압강하 및 일정 레벨의 전압이 유지되도록 하고, 저항(R6)에서는 전파정류된 소정 레벨의 직류전압(Vdc2)이 출력된다.
또한, 온스위치 및 타이머부(40)는 도 5의 온스위치 및 타이머부와 표시 및 전파송신부의 블록도를 참조하면, 설정된 시간동안 설정치 이상의 전압이 제 1전원부(20)로부터 인가되면 구동신호를 출력하는 타이머 동작점 설정스위치(41)와, 타이머 동작점 설정스위치(41)로부터 인가되는 구동신호로 구동되어 제 2전원부(30)의 구동전원을 출력하는 타이머(42)가 포함되어 있다.
또한, 표시 및 전파송신부(50)는 타이머(42)로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 가시적으로 나타내는 표시램프(51)와, 타이머(42)로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 설정된 고유주파수로 설정된 시간동안 송신하는 전파송신기(52)가 포함되어 있다.
이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 배전선로 고장전류 통과 확인장치는 먼저, 배전선로의 전류 i가 전류변환부(10)의 클램프 전류변환기(11)에 의하여 전류 i1으로 변환되고, 변환된 전류 i1은 복수의 보조 전류변환기(12, 13)에 각각 재변환되어 전류 i1a 및 i1b가 된다. 본 발명의 실시예에서 2개의 보조 전류변환기(12, 13)의 2차측에 직렬로 연결된 저항(R1) 및 (R2)으로부터 소정 레벨의 전압(Vac1) 및 (Vac2)이 발생되어 출력된다.
상기 저항(R1)에서는 출력된 전원은 전체의 구동용 전원으로 사용되고, 저항(R2)로부터 출력된 전원은 전류 데이터 취득을 위한 전원으로 활용된다. 따라서, 온스위치 및 타이머부(40)에 제 1전원부(20)로부터 설정된 전압 이상의 전압이 인가되면, 표시 및 전파송신부(50)에 제 2전원부(30)의 전압이 설정된 시간동안 인가되게 된다.
상기 온스위치 및 타이머부(40)에 설정된 크기 이상의 전압 Vdc1이 소정 시간(예를 들어, 10ms) 이상동안 인가되면 타이머(42)를 구동시키고, 타이머(42)는 표시 및 전파송신부(50)에 구동전원 Vdc2을 인가시킨다. 따라서, 구동전원 Vdc2가 인가되면 표시 및 전파송신부(50)에서는 발광수단(예로, 하나 이상의 램프나 LED 등)의 구동과 설정된 고유주파수의 전파를 설정된 시간동안 송출하게 된다.
상기 타이머(42)의 작동을 위한 온스위치 및 타이머부(40)의 동작 설정전압은 가변저항기를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 표시 및 전파송신부(50)에서 가시적인 표시와 전파의 송신은 도 6의 고장전류 통과 확인장치의 동작 유무를 확인하는 개념도에서, 순시자(54)는 차량 또는 도보로 배전선로(53)의 순시를 수행하면서 육안으로 확인함과 동시에 순시자(54)가 휴대하고 있는 전파수신기로 소정 주파수의 수신음을 확인할 수 있어 고장 발생구간을 판단할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 배전선로 고장전류 통과 확인장치는 배선선로에 고장 취약개소, 접근 및 순시가 용이한 개소마다 설치되어 배전선로의 고장시에 매우 신속하게 고장구간을 확인할 수 있는 것으로, 상술한 것에만 한정되지 않고 변경 및 변환이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 배전선로 고장전류 통과 확인장치는 배전선로에 전류변환부를 설치하고, 전류변환부에는 제 1 및 제 2전원부를 구성하며, 전원부에서 인가되는 전원으로 온스위치 및 타이머부와 표시 및 전파송신부의 구동으로 배전선로의 고장위치를 정확하게 판단할 수 있도록 함으로써, 장치가 단순하고, 외부의 조건에 영향이 거의 없으며, 사용 수명이 길고, 오동작 발생율이 적으며, 유지보수 비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 배전선로로 공급되는 전류를 변환하는 클램프 전류변환기와,
    클램프 전류변환기에 복수로 연결되어 전류를 재변환하는 보조 전류변환기가 포함된 전류변환부;
    상기 보조 전류변환기에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하는 제 1전원부;
    상기 보조 전류변환기에 연결되어 인가되는 전압을 정류 및 평활하고 소정 레벨의 전압을 출력하는 제 2전원부;
    설정된 시간동안 설정치 이상의 전압이 제 1전원부로부터 인가되면 구동신호를 출력하는 타이머 동작점 설정스위치와,
    타이머 동작점 설정스위치로부터 인가되는 구동신호로 구동되어 제 2전원부의 구동전원을 출력하는 타이머가 포함된 온스위치 및 타이머부;
    타이머로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 가시적으로 나타내는 표시램프와,
    타이머로부터 인가되는 구동전원으로 고장전류가 통과하고 있음을 설정된 고유주파수로 설정된 시간동안 송신하는 전파송신기가 포함된 표시 및 전파송신부가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 배전선로 고장전류 통과 확인장치.
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