KR100370104B1 - Power distribution automation system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배전 자동화 시스템에 있어서, 특히 배전 자동화용 개폐기의 제어 장치의 오동작 방지 장치에 관한 것으로, 외부에서 수신되는 신호에 따라 제어명령신호 및 오동작 방지 제어신호를 출력하는 메인 CPU와, 메인CPU에서 출력되는 제어명령신호에 따라 해당 구동신호를 출력하는 제어 CUP와, 제어 CPU에서 출력되는 구동신호에 따라 상기 개폐기의 개/폐를 제어하는 개폐기 제어기와, 메인 CPU에서 출력되는 오동작 방지 제어신호에 따라 스위칭하여 상기 제어명령신호에 따라 상기 개폐기 제어기가 정상 동작되도록 상기 개폐기 제어기에 제어신호를 출력하는 오동작 방지기로 구성되므로, 원격제어 조작이 정확하고, 오동작을 방지하여 회로가 안정적으로 동작하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a malfunction prevention device of a control device of a switchgear automation switch, in particular, a main CPU that outputs a control command signal and a malfunction prevention control signal according to a signal received from the outside, and a main CPU. According to the control CUP to output the corresponding drive signal in accordance with the control command signal output, the switch controller for controlling the opening and closing of the switch in accordance with the drive signal output from the control CPU, and the malfunction prevention control signal output from the main CPU Since the switch is composed of a malfunction prevention device for outputting a control signal to the switch controller so that the switch controller operates normally according to the control command signal, the remote control operation is accurate, and the circuit can be stably operated by preventing a malfunction. .
Description
본 발명은 배전 자동화 시스템에 관한 것으로, 특히 배전 자동화용 개폐기의 계통기기를 제어하는 장치에서 개폐기의 개방/투입을 제어하여 오동작을 방지할 수 있도록한 배전 자동화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a distribution automation system, and more particularly, to a distribution automation system that can prevent the malfunction by controlling the opening / closing of the switch in the apparatus for controlling the system equipment of the switchgear for distribution automation.
일반적으로 배전 자동화 시스템은 배전선로에 설치되는 각종 배전 자동화 계통기기, 즉 각종 차단기, 개폐기 및 계전기 등을 보호하기 위한 단말장치를 원격제어, 감시 및 운용하는 시스템이다.In general, a distribution automation system is a system for remotely controlling, monitoring, and operating various distribution automation system devices installed in a distribution line, that is, terminal devices for protecting various circuit breakers, switches, and relays.
단말장치는 배전 자동화 계통기기(각종 차단기, 개폐기, 계전기 등)에서 아날로그 데이터(전압, 전류)를 계측하고, 각종 계통기기들의 상태를 감시하여, 이들을 제어하는 기능을 수행하는 장치로써, CPU와 통신을 행하는 부분을 포함한 메인부와 실제 제어를 수행하는 제어부로 구성된다. 상기 제어부는 계통 기기들을 감시, 제어하는 기능이 있다.A terminal device is a device that measures analog data (voltage, current) in distribution automation system devices (various breakers, switchgear, relays, etc.), monitors the status of various system devices, and controls them, and communicates with the CPU. It is composed of a main unit including a part for performing a control unit for performing the actual control. The control unit has a function of monitoring and controlling the system devices.
도 1은 종래 기술에 따른 배전 자동화 시스템의 회로 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a circuit configuration of a distribution automation system according to the prior art.
도 1의 회로 구성에서, 배전 자동화 시스템은 CPU와 통신을 행하는 부분을 포함한 메인 CPU(1)와, 감시 제어를 수행하는 제어 CPU(2)와, 제어 CPU(2)의 네 개의 포트(P1,P2,P3,P4)를 통해 제어되는 개폐기 제어기(30)로 구성된다.In the circuit configuration of FIG. 1, the power distribution automation system includes a main CPU 1 including a portion for communicating with a CPU, a control CPU 2 for performing supervisory control, and four ports P1, The switch controller 30 is controlled through the P2, P3, P4.
개폐기 제어기(30)는 제어CPU(2)의 4개의 포트인 P1,P2,P3,P4와 각각 연결되는 네 개의 포토 커플러(Photo coupler)(3,4,5,6)와, 포토커플러(3,4,5,6)의 출력측과 연결되는 네 개의 트랜지스터 어레이(TR Array)(7,8,9,10)의 출력에 따라 세 개의 릴레이(K1,K2,K3)(11,12,13)를 제어하도록 구성된다.The switch controller 30 includes four photo couplers 3, 4, 5, and 6 connected to the four ports P1, P2, P3, and P4 of the control CPU 2, and the photo coupler 3, respectively. Three relays (K1, K2, K3) (11, 12, 13) according to the outputs of the four transistor arrays (TR Array) (7, 8, 9, 10) connected to the output side of (4, 5, 6) It is configured to control.
상기 구성된 회로의 동작을 설명하면, 중앙에서의 제어를 실행하고자 할 때 메인부의 통신 회로를 통하여 입력된 명령은 마이크로프로세서의 메인 CPU(1)의 시리얼 통신(RS-232C)포트를 통하여 제어용 마이크로 프로세서인 제어 CUP(2)의 통신 포트로 입력된다.Referring to the operation of the circuit, the command inputted through the communication circuit of the main unit when executing control in the center is controlled through the serial communication (RS-232C) port of the main CPU 1 of the microprocessor. Input is made to the communication port of the control CUP 2.
제어 CPU(2)가 받은 명령이 개폐기 스위치를 닫는(Close) 것이 면, 제어 CPU(2)에서는 하이 비트 신호("H")을 출력하여 개폐기 제어기(30)의 광소자인 포토커플러(3)의 다이오드가 동작 되도록 한다.When the command received from the control CPU 2 is to close the switch, the control CPU 2 outputs a high bit signal "H" to the photocoupler 3 which is an optical element of the switch controller 30. Allow the diode to operate.
그러면, 포토커플러(3)의 다이오드의 동작에 따라 포토커플러(3)의 수광부의트랜지스터가 구동한다.Then, the transistor of the light receiving portion of the photocoupler 3 is driven by the operation of the diode of the photocoupler 3.
포토커플러(3)의 수광부의 트랜지스터의 구동출력 신호는 트랜지스터 어레이(7)로 전달되고, 상기 구동 출력 신호는 트랜지스터 어레이(7)의 출력 단으로 출력된다.The drive output signal of the transistor of the light receiving portion of the photocoupler 3 is transmitted to the transistor array 7, and the drive output signal is output to the output terminal of the transistor array 7.
여기서 트랜지스터 어레이(7)는 회로의 안전성을 위하여 사용하는 것으로 트랜지스터 어레이(7)의 입력 핀으로 전달되는 전류신호는 트랜지스터 어레이(7)를 통과하여 릴레이K1(11)의 코일을 여자 시킨다.Here, the transistor array 7 is used for the safety of the circuit. The current signal transmitted to the input pin of the transistor array 7 passes through the transistor array 7 to excite the coil of the relay K1 11.
코일이 여자 된 릴레이K1(11)은 릴레이 접점을 동작시켜서 개폐기 스위치를 닫도록 한다.The relay K1 (11) with the coil excited operates the relay contact to close the switch.
그리고, 제어 CPU(2)의 개방(Open), 잠금/해제(Lock/ Unlock) 명령실행과정도 동일하다.The process of executing the Open, Lock / Unlock instruction of the control CPU 2 is also the same.
즉, 제어 CPU(2)의 각각의 포트 P1,P2, P3,P4에서 하이 비트 신호("H")을 출력하면 개폐기 제어기(30)의 포토커플러(3,4,5,6)의 다이오드가 동작 되고, 포토커플러(3,4,5,6)의 다이오드의 동작으로 포토커플러(3,4,5,6)의 수광부의 트랜지스터를 구동하므로 신호가 전달되어 트랜지스터 어레이(7,8,9,10)로 신호를 출력한다. 상기 출력신호는 릴레이(11,12,13)의 코일을 여자 시킨다.That is, when the high bit signal " H " is output from each of the ports P1, P2, P3, and P4 of the control CPU 2, the diodes of the photocouplers 3, 4, 5, and 6 of the switch controller 30 And the transistors of the photocouplers 3, 4, 5 and 6 are driven by the operation of the diodes of the photocouplers 3, 4, 5 and 6 so that signals are transferred to the transistor arrays 7, 8, 9, Output the signal with 10). The output signal excites the coils of the relays 11, 12, 13.
여자된 릴레이(11, 12, 13)는 릴레이 접점을 동작시켜서 접점한다.The excited relays 11, 12, 13 make contact by operating a relay contact.
그러나 상기 종래 기술에서는 제어 CPU의 출력포트와 제어 신호선이 어레이저항(RA7)에서 5V로 풀업(Pull-up)되어 있어서 닫기(Close)명령을 실행 할 때닫기(Close)단자는 전위가 "하이"(high) 상태가 되고, 오픈(Open)단자는 전위가 "로"(Low)로 된다.However, in the prior art, the output port of the control CPU and the control signal line are pulled up to 5V at the array resistor RA7, so when the close command is executed, the close terminal has a high potential. It becomes a high state, and an open terminal becomes a low potential.
하지만 저항이 5V전압으로 연결되어 있기 때문에 상시 일정한 전압이 존재하여 4개의 제어 신호가 메인CPU의 제어 명령이 없을 때에도, "하이"(high) 상태가 되어 포토커플러가 동작함으로써, 배전 자동화 시스템에서 오동작이 발생하는 문제점이 있었다.However, since the resistor is connected to the 5V voltage, there is always a constant voltage, and even when the four control signals do not have a control command of the main CPU, the photocoupler is operated in a high state, thereby causing malfunction in the distribution automation system. There was a problem that occurred.
본 발명의 목적은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출한 것으로, 정상적인 제어 명령 없이 포토커플러가 구동하여 제어 릴레이를 동작시키는 것을 방지하는 회로를 구현하여 원격제어 명령이 정확하게 안정적으로 동작하여 오 동작을 방지할 수 있는 배전 자동화 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, by implementing a circuit that prevents the photocoupler is driven to operate the control relay without a normal control command to prevent the remote operation command to operate correctly and stably To provide a distribution automation system that can be.
도 1은 종래 기술에 따른 배전 자동화 시스템의 회로 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing a circuit configuration of a distribution automation system according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 배전 자동화 시스템의 회로 구성을 나타낸 도면.2 is a view showing a circuit configuration of a distribution automation system according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 메인 CPU 110 : 제어 CPU100: main CPU 110: control CPU
120 : 오동작 방지기 130 : 개폐기 제어기120: malfunction prevention device 130: switchgear controller
이하 본 발명에 따른 배전 자동화 시스템 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a distribution automation system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 배전 자동화 시스템의 회로 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a circuit configuration of a distribution automation system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배전 자동화 시스템은, 배전 자동화용 개폐기의 계통기기를 제어하는 배전 자동화 시스템에 있어서, 외부에서 수신되는 신호에 따라 제어명령신호 및 오동작 방지 제어신호를 출력하는 메인 CPU(100)와, 메인CPU(100)에서 출력되는 제어명령신호에 따라 해당 구동신호를 출력하는 제어 CUP(110)와, 상기 제어 CPU(110)에서 출력되는 구동신호에 따라 상기 개폐기(도시 생략)의 개(Open)/폐(Close)를 제어하는 개폐기 제어기(130)와, 메인 CPU(100)에서 출력되는 오동작 방지 제어신호에 따라 스위칭하여 상기 제어명령신호에 따라 상기 개폐기 제어기(130)가 정상 동작되도록 상기 개폐기 제어기(130)에 제어신호를 출력하는 오동작 방지기(120)로 구성된다.Referring to Figure 2, the distribution automation system according to the present invention, in the distribution automation system for controlling the system equipment of the switchgear for distribution automation, the main outputting a control command signal and a malfunction prevention control signal according to a signal received from the outside The switch 100 (not shown) according to the CPU 100, the control CUP 110 for outputting the corresponding driving signal according to the control command signal output from the main CPU 100, and the driving signal output from the control CPU 110. Switch according to the control command signal, and the switch controller 130 to switch according to the control command signal outputted from the main controller 100 and the switch controller 130 for controlling the open (Close) The malfunction prevention device 120 outputs a control signal to the switch controller 130 to operate normally.
중앙에서 통신망을 통하여 단말장치의 메인 CPU(100)으로 입력되어 각종 통신 정보를 해석하여 실행하는 메인 CPU(100)의 내부 시리얼 통신신호(RXD, TXD)는 메인 CPU(100)에서 출력되는 제어명령신호를 실행하는 제어 CPU(110)의 내부 시리얼 통신신호(RXD, TXD)들과 연결되어 있다.The internal serial communication signals (RXD, TXD) of the main CPU 100, which is input from the center to the main CPU 100 of the terminal device through the communication network and analyzes and executes various communication information, are output from the main CPU 100. It is connected to the internal serial communication signals (RXD, TXD) of the control CPU 110 to execute the signal.
제어 CPU(110)의 출력단에 저항(RA12)(142)은 입력과 출력을 절연시키는데 사용한다. 그리고, 제어 CPU(110)의 출력단은 광소자인 포토커플러(131,132,133,134)와 연결되고, 포토커플러의 출력은 릴레이 트랜지스터 어레이(135,136,137,138)의 입력단(IN)과 연결된다.A resistor (RA12) 142 at the output of the control CPU 110 is used to insulate the input and the output. The output terminal of the control CPU 110 is connected to the photocouplers 131, 132, 133, and 134 which are optical elements, and the output of the photo coupler is connected to the input terminal IN of the relay transistor array 135, 136, 137, 138.
상기 포토커플러의 출력은 개/폐 제어를 실행하는 릴레이(a 접점용 K1,K2)(139, 140)와 개폐기의 스위치를 잠금(Lock) 또는 해제(Unlock)시키는 릴레이로(K3)(141)와 연결된다.The output of the photocoupler is a relay (K1, K2 for contact a) 139, 140 for opening / closing control and a relay (K3) 141 for locking or unlocking a switch of the switch. Connected with
메인 CPU(100)는 오동작 방지기(120)를 제어하기 위해 인버터 소자(121)와 연결되고, 인버터 소자(121)의 출력은 포토커플러(122)측으로 연결되며, 포토커플러(122)의 출력에 따라 릴레이(K4)(123)가 구동된다.The main CPU 100 is connected to the inverter element 121 to control the malfunction prevention device 120, the output of the inverter element 121 is connected to the photocoupler 122 side, according to the output of the photocoupler 122 The relay K4 123 is driven.
그리고, 릴레이(K4)(123)는 제어CPU(110)에서 제어하는 릴레이(K1,K2)(139,140)의 접점 공통단자와 릴레이(141)를 통해 직렬로 연결되어 구성된다.In addition, the relays K4 and 123 are configured to be connected in series through the contact common terminal of the relays K1 and K2 139 and 140 controlled by the control CPU 110 and the relay 141.
상기 구성된 도면의 동작을 설명하면, 제어 CPU(110)의 각각의 포트 P1,P2,P3,P4에서 제어명령신호를 출력하면 개폐기 제어기(130)의 광소자인 포토커플러(131,132,133,134)의 다이오드가 동작하고, 다이오드의 동작으로 포토커플러의 수광부인 트랜지스터를 구동한다. 이와 같은 포토커플러(131,132,133,134)의 출력은 트랜지스터 어레이(135,136,137,138)의 입력단(IN)으로 입력된다.Referring to the operation of the above-described configuration, when the control command signal is output from each of the ports P1, P2, P3, P4 of the control CPU 110, the diodes of the photocouplers 131, 132, 133, 134, which are optical elements of the switch controller 130, operate. The transistor, which is the light receiving portion of the photocoupler, is driven by the operation of the diode. The outputs of the photocouplers 131, 132, 133, and 134 are input to the input terminals IN of the transistor arrays 135, 136, 137, and 138.
그리고, 상기 트랜지스터 어레이(135,136,137,138)의 출력신호는 릴레이의코일을 여자(勵磁) 시키고, 여자 된 릴레이(139,140,141)는 제어 장치에 구동용 릴레이 접점을 동작시켜서 접점 공통단자로 릴레이 접점 신호를 출력한다.The output signals of the transistor arrays 135, 136, 137, and 138 excite the coils of the relays, and the excited relays 139, 140, and 141 operate the driving relay contacts to the control device to output relay contact signals to the common terminals of the contacts. .
본 발명은, 메인 CUP(100)는 출력포트(DO1)를 통하여 오동작 방지 제어신호를 출력하여 오동작 방지기(120)를 제어한다. 여기서, 오동작 방지기(120)는 개폐기 제어기(130)의 오동작을 방지하는 기능을 수행 한다.In the present invention, the main CUP 100 outputs a malfunction prevention control signal through the output port DO1 to control the malfunction prevention device 120. Here, the malfunction prevention device 120 performs a function of preventing the malfunction of the switch controller 130.
상세히 설명하면, 중앙에서 제어를 실행하는 명령(오동작 방지 제어신호)을 받으면 메인 CPU(100)의 출력포트(DO1)는 신호를 인버팅("H" 신호를 "L" 신호로 변환)해주는 인버터(121)를 통해 오동작 방지 제어신호를 내보내며, 상기 오동작 방지 제어신호는 포토커플러(122)에 입력되고, 포토커플러(122)의 출력단에 전류가 도통하여 저항(R11)을 통과하여 트랜지스터(Q1)(124)의 베이스에 입력되어 구동용 릴레이(K4)(123)가 24V로 여자 되도록 하여, 구동용 릴레이(K4)(123)에 1번에서 4번으로 전류가 흘러서 트랜지스터(Q1)(124)가 동작되고, 따라서 릴레이(K4)(123)는 a 접점에서 b 접점으로 동작한다.In detail, when the control execution command (an operation prevention control signal) is received from the center, the output port DO1 of the main CPU 100 inverts the signal (converts the "H" signal to an "L" signal). A malfunction prevention control signal is sent through 121, and the malfunction prevention control signal is inputted to the photocoupler 122, and a current is conducted to the output terminal of the photocoupler 122 to pass through the resistor R11 to transmit the transistor Q1. 124 is inputted to the base so that the driving relay (K4) 123 is excited to 24V, and current flows from the first to the fourth through the driving relay (K4) 123 so that the transistor (Q1) (124) can be excited. ) Is operated, so relay K4 123 operates from contact a to contact b.
그러면, 릴레이(K4)(123)의 2번으로 24V의 전압이 릴레이(141)를 통해 제어 릴레이(K1,K2)(139,140)의 공통단자로 전달된다. 이때, 제어 CPU(110)의 제어명령신호에 따라 상기 개폐기 제어기(130)가 실행된다.Then, a voltage of 24 V is transmitted to the common terminal of the control relays K1 and K2 139 and 140 through the relay 141 to the number 2 of the relays K4 and 123. At this time, the switch controller 130 is executed according to the control command signal of the control CPU 110.
이때, 제어 CPU(110)의 출력신호("H")는 포토커플러(131,132)를 동작시켜서 트랜지스터 어레이(135.136)로 입력되며, 트랜지스터 어레이(135,136)의 출력단자를 통하여 릴레이(K1,K2)(139,140)코일을 여자 시킴으로 접점이 동작한다.At this time, the output signal " H " of the control CPU 110 is input to the transistor array 135.136 by operating the photocouplers 131 and 132, and relays K1 and K2 (through the output terminals of the transistor array 135 and 136). The contact operates by exciting the coil.
또한, 메인 CPU(100)가 오동작 방지기(120)에 동작신호를 보내지 않는다면, 릴레이(K1,K2)(139,140)의 3번 접점에 구동전압이 인가되지 않아 릴레이(K1, K2)(139,140)는 동작하지 않는다.In addition, if the main CPU 100 does not send the operation signal to the malfunction prevention device 120, the driving voltage is not applied to the third contact of the relay (K1, K2) (139, 140) relay (K1, K2) (139, 140) it does not work.
그러므로 상기 릴레이(K1,K2) (139,140)의 접점은 메인 CPU(100)가 동작신호를 보낼 때 구동전압을 공급하여 정상적으로 동작할 수 있도록 한다.Therefore, the contacts of the relays K1 and K2 (139 and 140) supply a driving voltage when the main CPU 100 sends an operation signal so that the relay K1 and K2 may operate normally.
여기서, 다이오드(D2)(150)는 릴레이(K3)(141)4번 단자에서 공급되는 전압을 막기 위한 것이다.Here, the diodes D2 and 150 are for preventing a voltage supplied from the terminal 4 of the relay (K3) 141.
또한 제어 CPU(110)의 출력단에 연결된 어레이 저항(142)은 Vcc가 아닌 GND와 연결되어 있어서 평상시 전위에서도 안정적이다.In addition, since the array resistor 142 connected to the output terminal of the control CPU 110 is connected to GND instead of Vcc, the array resistor 142 is stable even at a normal potential.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 배전 자동화 시스템에 의하면, 메인 CPU의 동작 제어신호인 출력신호(DO1)에 따라 오동작 방지기가 개폐기 제어기의 릴레이 접접을 제어함으로써 원격제어 조작이 정확하고, 오동작을 방지하여 회로가 안정적으로 동작하는 효과가 있다.As described above, according to the power distribution automation system according to the present invention, the malfunction prevention device controls the relay contact of the switch controller according to the output signal DO1, which is the operation control signal of the main CPU, so that the remote control operation is accurate, and the malfunction is prevented. Thus, the circuit operates stably.
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