KR100380657B1 - 송전선로의 자동 복구 방법 - Google Patents

송전선로의 자동 복구 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사상 계통으로 운전중인 전력계통에서 고장 등의 상황에 따른 정전구간이 발생하였을 때에 고장 발생전의 계통상황을 분석하여 최적의 연결선로를 이용하여 자동으로 정전구간을 복구하는 송전선로 자동 복구 방법에 관한 것으로, 고장상황 인식, 고장구간 판단, 구장구단 분리 및 자동 복구과정을 통해 154kV급 이상의 대규모 전력계통에서의 사고 발생으로 인한 정전구역 발생시에 이를 자동으로 검출 및 자동 복구를 하여 줌으로써, 정전시간을 단축 시키고 방사상 계통의 운전 신뢰도를 높여 안정적 전력공급에 이바지할 뿐만 아니라, 고도의 숙련된 운전원의 복구기능을 자동화한 것이다.

Description

송전선로의 자동 복구 방법{Automatic Power Restoration Method}
본 발명은 송전선로의 자동 복구 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사상 계통으로 운전중인 전력계통에서 고장 등의 상황에 따른 정전구간이 발생하였을때에 고장 발생전의 계통상황을 분석하여 최적의 연결선로를 이용하여 자동으로 정전구간을 복구하는 송전선로 자동 복구 방법에 관한 것이다.
전력계통 운용의 최종 목표는 정격 전압 및 정격 주파수를 유지하면서 정전이 없는 양질의 전기를 안정적으로 수용가에 공급하는 것이다. 정격의 전압 및 주파수를 확보하기 위해서는 장기적으로는 전원개발계획과 송전계획이 부하의 성장에 맞추어 합리적으로 이루어져야 하고, 단기적으로는 최적의 유·무효전력 제어를 통하여 이루어지게 된다.
그리고 정전을 방지하기 위해서는 전력설비의 신뢰도를 향상시키고, 전력설비에 불가피한 고장이 발생한 경우에 이를 신속히 복구하여 정전부하 및 정전시간을 최소화하여야 한다. 그런데 전력설비에 고장이 발생한 경우 보호계전기가 동작하여 고장구간이 건전계통으로부터 자동적으로 분리되며 일부 보호 계전기가 오·부동작한 경우는 고장구간을 포함한 일부 건전계통도 분리되어 정전계통이 확대되기도 한다. 이때 계통운용자는 고장구간이나 설비를 찾아내어 그 고장원인을 제거하고 고장설비를 수리 및 조치하여야 할뿐만 아니라, 일단 고장구간이나 설비를 제외한 정전계통을 건전계통에 신속히 연결하여 정전부하를 복구하여야 한다.
특히 후자의 정전 부하복구는 그 해결방법에서의 다양성이나 조합적인 문제 특성으로 인하여 자동화가 이루어지지 않고 있고, 현재는 계통 운용자가 가지는 지식이나 경험적 판단에 의존하고 있다.
그러나 경험이 많은 계통 운용자라도 정확한 계통상태 판단과 복구조작을 위해서는 어느 정도의 시간이 소요되게 되고, 이는 수용가의 정전시간과 직결되게 된다. 더구나 우리 나라의 경우, 환상망계통은 전력수요의 급속한 성장으로 인하여 345kV 및 154kV 송전선로의 신·증설이 계속적으로 이루어져 복잡한 환상망으로 구성되어 왔다.
이와 같은 환상망계통은 방사상 계통에 비하여 전력공급의 신뢰도가 높다는 장점이 있으나, 상대적으로 고장용량의 증가 및 조류 편증으로 인한 과부하가 다중적으로 발생하기도 한다. 그 대책의 일환으로 154kV 계통은 전력공급의 신뢰도 저하를 감수하고 방사상 운전방식을 점차 확대 적용하고 있는 추세에 있다.
종래에 배전선로에서 사고가 발생하였을 경우에 모장치와 자장치를 이요하여 단순하게 한 선로의 고장시 건전한 다른 선로로 절체하는 자동 복구 시스템이 일부 사용되고 있으나, 대규모 전력계통에서 송전선로 보호방식과 연계해서 자동으로 복구하는 방법이 실계통에서 적용된 경우는 없었다.
따라서, 방사상 운전계통에서의 전력공급 신뢰도 향상을 위한 방안이 필요한 실정이었다.
본 발명은 상기의 실정을 감안하여, 154kV 방사상 계통에서 고장이 발생한 경우에 이를 검출하여 고장발생전의 계통상황 및 사고내용을 판단하고 분석함으로써 정전부하를 건전계통으로 절체 및 복구하는 송전선로의 자동 복구 방법을 제공하기 위한 것이 목적이다.
도 1은 본 발명에 따른 송전선로의 자동 복구 방법에 관한 전제적인 흐름도,
도 2a∼도2c는 본 발명에 따른 고장구간 진단루틴에 관한 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 고장구간 분리루틴에 관한 흐름도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 정전구역 검색루틴에 관한 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 건전구역 검색루틴에 관한 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 최소 조류율 선로 선택루틴에 관한 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 정전구역내 모든 변전소 분리루틴에 관한 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 고장상황 인식과정에 관한 흐름도,
도 9는 본 발명에 따른 고장구간 분리과정에 관한 흐름도,
도 10은 본 발명에 따른 고장구간 진단과정에 관한 흐름도,
도 11은 본 발명에 따른 절체조작 과정의 흐름도.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 초기 데이터를 입력하는 단계와,전력량, 전압 및 전류형태의 아날로그 및 상태데이터를 수집하는 단계와, 상태변화가 발생하였는지를 판단하는 단계와, 상태변화가 발생하면 모니터에 변화된 상태를 표시하는 단계와, 모니터에 표시된 변화된 상태로 고장이 발생하였는지의 여부를 판단하는 단계와, 고장구간을 진단하는 단계와, 고장구간을 분리하는 단계와, 고장발생 이전의 아날로그 데이터를 호출하는 단계와, 정전구간을 검색하는 단계와, 정전구간의 검색결과로 정전구간이 있는지를 판단하는 단계와, 건전구간을 검색하는 단계와, 건전구간에 절체할 선로가 있는지를 판단하는 단계와, 최소 조류율의 선로를 선택하는 단계와, 과부하인지를 판단하는 단계와, 과부하가 아니면 정전구간을 복구하는 단계와, 과부하일 경우에는 정전구간내에 변전소가 1개 뿐인지를 판단하는 단계와, 정전구간내에 변전소가 1개가 아닐 경우에는 정전구간내에 모든 변전소를 분리시키는 단계와, 정전구간내에 변전소가 1개 뿐일 경우에는 부분복구가 가능한지를 판단하는 단계와, 부분복구가 가능하면 부분복구를 하는 단계를 수행하는 것이 특징이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 송전선로의 자동 복구 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 송전선로의 자동 복구 방법에 관한 전제적인 흐름도이다.
단계(S1)에서 초기 데이터를 입력하고, 단계(S2)에서 전력량, 전압 및 전류형태의 아날로그 및 상태데이터(CB 및 DS)를 수집하며, 단계(S3)에서는 상태변화가 발생하였는지를 판단한다. 단계(S4)는 상태변화가 발생하면 모니터에 변화된 상태를 표시하고, 단계(S5)는 모니터에 표시된 변화된 상태로 고장이 발생하였는지의 여부를 판단한다.
또한, 단계(S6)은 고장이 발생하였을 경우에 고장구간을 진단하고, 단계(S7)에서는 고장구간을 분리하며, 단계(S8)에서는 고장발생 이전의 아날로그 데이터를 호출하고, 단계(S9)는 정전구간을 검색하며, 단계(S10)는 정전구간의 검색결과로 정전구간이 있는지를 판단한다.
또한, 단계(S11)는 건전구간을 검색하고, 단계(S12)는 건전구간에 절체할 선로가 있는지를 판단하며, 단계(S13)은 최소 조류율의 선로를 선택한다. 단계(S14)는 과부하인지를 판단하여 단계(S15)는 과부하가 아니면 정전구간을 복구하고, 단계(S16)는 과부하일 경우에는 정전구간내에 변전소가 1개 뿐인지를 판단하며, 단계(S17)은 정전구간내에 변전소가 1개가 아닐 경우에는 정전구간내에 모든 변전소를 분리시킨다. 단계(S18)에서는 정전구간내에 변전소가 1개 뿐일 경우에는 부분복구가 가능한지를 판단하여 단계(S19)에서 부분복구가 가능하면 부분복구를 수행함으로써 송전선로를 자동으로 복구한다.
송전선로의 자동복구 시스템은 크게 고장상황 인식, 고장구간 판단, 고장구간 분리 그리고 자동 복구 과정의 네가지 과정으로 나누어 진다.
이러한 고장상황 인식의 전체적인 흐름은 도 8과 같다.
즉 고장상황을 인식하는 과정은 상태데이터를 검색하는 단계(S30)와, 상태 변경이 존재하는지를 판단하는 단계(S31)와, Ry, PW(CR) 데이터를 검색하는 단계(S32)와, Ry, PW(CR) 정보가 발생하는지를 판단하는 단계(S33)를 거친 후에 고장구간 진단단계를 수행하게 된다.
이와 같이 선로 고장의 인식은 차단기 상태의 변화와 이에 수반되는 계전기의 동작을 이용한다. 계통상태에 대한 데이터(Status Data)를 검색하여 차단기의 상태 변화가 있었는가를 검색한다. 차단기 상태의 변화가 없는 경우에는 계통에 변화가 없었다는 것을 의미한다. 만일 차단기의 상태가 변경된 것이 있다면 계전기정보를 검색한다. 계전기정보가 없는 경우는 계통운용자가 운용상 필요에 의하여 차단기를 조작한 것으로 인식하여 이 차단기에 대한 불필요한 조작이 없도록 이 차단기에 대하여서는 조작 불능상태로 둔다.
차단기 상태변화와 더불어 단락 및 지락 주보호계전기 또는 후비보호계전기의 동작상태가 감지된 경우, 선로고장으로 인식한다.
또한, 모선고장도 선로고장과 같이 차단기 동작은 계전기의 동작에 의해 이루어진다. 따라서 이 경우에도 차단기의 상태변화가 있으면 이에 상응하는 계전기의 동작이 있는가를 보아서 고장인지 아닌지를 판단한다. 모선 보호계전기의 동작은 모선고장시와 계전기지령에 대하여 차단기 동작이 실패한 경우에 발생하게 된다. 외부 계통과의 연결선로 고장 또는 전원측 고장으로 인한 정전발생 보호범위내의 변전소간 연결선로가 아닌 보호범위내의 변전소와 전원측 변전소간의 선로 또는 모선고장으로 인하여 APRS 보호범위내의 변전소가 정전이 된 경우에도 루프 분리점을 통한 전력절체를 도모한다. 이 경우 저전압계전기의 정보를 이용한다.
고장구간의 진단과정의 흐름은 도 10과 같다.
즉 고장구간 진단단계로부터 고장구간의 경계 CB가 모두 개방되어 있는지를판단하는 단계(S50)와, CB를 무효로 처리하는 단계(S51)를 거쳐 자동 절체 조작단계를 수행한다.
이와 같이 고장구간의 진단에 있어 우선, 계통에 발생한 고장이 모선고장인지를 판단한다. 모선보호계전기가 동작한 경우에 해당 모선에 연결된 모든 차단기를 조작불가능상태(자동절체 조작에 의해 투입되지도 않고 개방되지도 않는 상태)로 둔다.
선로에 고장이 발생하여 고장선로(고장구간)가 어느 것인지를 찾는 과정은 다음과 같다. 우선 동작된 보호계전기에 대하여 그 보호계전기의 보호범위를 찾아 고장후보로 둔다. 즉 주보호계전기가 동작했다면 주보호계전기의 보호범위인 선로를 고장후보로 두고, 후비보호 계전기가 동작했다면 후비보호계전기의 보호범위내의 모든 요소를 고장의 후보로 둔다. 다음은 이들 각 계전기를 동작가능하게 하는 선로인 고장후보간들의 중복구간을 찾으면 그곳이 바로 고장구간이라 할 수 있다.
환상계통을 방사상운전중인 계통에서는 1회선 선로가 고장이 나거나 혹은 2회선중 1회선 정지 중인 때에 전력공급선로에 고장이 발생한 경우에는 선로의 한 편에서만이 차단기 및 계전기의 동작을 볼 수 있다. 이러한 경우에 이 선로를 중복 보호하는 계전기가 없기 때문에 상기 설명한 중복구간이 나타나지 않는다.
따라서 1회선 선로의 고장이나 2회선중 1회선이 정지 중인 때의 선로고장은 중복구간이 없어도 고장구간으로 인식한다. 주보호정보가 없어 복수개의 선로가 고장범위로 판단되는 경우가 있다. 이때에는 CR(PW)동작 정보를 이용하여CR(PW)가 동작한 선로는 고장범위에서 제외함으로써 고장범위를 찾을 수 있다. CR가 블로킹신호(Blocking Signal)을 방출했다는 것은 그 선로밖에 고장이 났다는 것을 의미하기 때문이다.
고장후보범위는 반드시 동작한 다른 보호계전기의 보호범위와 중복된다. 그러나 다중고장의 경우는 트립된 어느 차단기의 보호범위가 트립된 또 다른 차단기의 보호범위와 중복되지 않는 경우가 발생한다. 이 경우 타계전기의 보호범위와 중복이 가능한 것끼리 묶어 중복구간을 구하면, 복수개의 선로(구간)가 도출되고, 이들 각각은 중고장으로 인하여 발생한 고장구간이라고 할 수 있다.
모든 정보를 사용했음에도 복수개의 선로가 고장범위로 인식되는 경우가 있을 수 있다. 다시 말하면, 후비보호계전기만 동작한 경우에는 정확한 고장구간은 선로순시를 통하지 아니하고서는 알 수 없다. 그러나 이 경우에도 정전구역이 발생할 가능성이 있으므로 고장범위일 수 있는 모든 선로를 건전계통으로부터 분리할 수밖에 없다.
다음으로, 고장구간 분리과정은 자동절체조작에 의하여 정전지역에 전력공급을 재개할 때, 고장점에 송전을 재개하는 일이 없도록 고장구간을 미리 건전구간으로부터 떼어 놓는 과정이다. 앞 단계인 고장구간 진단과정에서 도출된 고장구간(선로)의 트립되지 않은 차단기를 개방함으로써, 고장구간을 건전계통으로부터 분리할 수 있다. 그 흐름도는 도 9와 같다.
즉 고장상황을 인식하는 단계에서 고장상황을 인식한 후에 주보호 동작Ry 검색 및 보호범위를 인식하는 단계(S40)와, 후비보호 동작Ry 검색 및 보호범위를 인식하는 단계(S41)와, 상기 주보호 및 후비보호의 동작Ry 검색 및 보호범위의 교집합으로 고장구간을 추론하는 단계(S42)와, CR(PW) 정보를 이용하여 고장구간을 수정하여 고장구간 분리단계를 단계(S43)를 수행한다.
분리된 고장구간에 대해서는 향후 복구작업이 시작될 것이므로, 자동복구 시스템이 차단기에 대하여 더 이상의 조작을 내리는 일은 없어야 한다. 따라서 차단기의 상태를 조작 불가능 상태로 규정해 두어야 한다.
또한, 자동복구로, 정전지역(그룹)의 부하를 건전계통(그룹)로 절체하는 과정의 흐름은 도 11과 같다.
즉 고장구간 분리단계로부터 정전구간을 검색하는 단계(S60)와, 정전구간의 전력공급 루트(선로)를 검색하는 단계(S61)와, 공급 루트별로 연결시에 선로조류를 계산하는 단계(S62)와, 과부하가 발생하였는지를 판단하는 단계(S63)와, 과부하가 발생하였을 경우에 마지막 루트인지를 판단하는 단계(S64)와, 마지막 루트일 경우에 과부하가 해소되지 않을 때에 일부 부하 절체방안을 작성하는 단계(S65)와, 고장구간 분리시의 상태와 비교하여 변경사항이 있는지를 판단하여 변경사항이 없으면 절체조작을 수행하고, 변경사항이 없으면 고장구간 진단단계를 수행하는 단계(S66)를 갖는다.
이와 같이 정전그룹과 건전그룹을 연결하는 선로(현재 개방되어 있는 상태임)를 찾는다. 다음에 건전계통과 연결했을 때 선로에 부담을 가장 적게 주는 선로를 찾아 그 선로로 정전부하를 절체하는 것이다. 정전지역의 한 변전소에서 건전계통의 한 변전소와 연결되는 선로중 1회선만 가용한 경우는 1회선만을, 2회선이가용한 경우는 2회선 모두를 접속했을 접속된 계통의 전력조류를 미리 계산해서 각 선로의 송전용량 대비 전력조류값중 가장 큰 값을 계산해 둔다. 정전지역에서 건전계통으로의 모든 연결선로로 결정한다.
만일, 이러한 과정에서 어떠한 연결선로로 건전계통과 접속하더라도 과부하선로가 발생하는 것을 피하지 못할 때는 정전지역을 분할하여 각각을 다른 건전계통에 접속하도록 한다. 이 방법으로도 과부하선로의 발생을 피할 수 없는 경우에는 정전지역중 일부 부하만을 건전계통으로 절체한다.
자동절체 조작을 수행하기 전에 계통의 상태가 고장의 진행 등에 의해 또 한번 변했다면 계통의 조류상태 및 차단기의 조작가능상태 등이 변하게 되므로, 고장진단과정으로 되돌아가서 변화된 상태를 고려하여 다시 자동절체과정을 밟아야 한다.
상기 송전선로의 자동 복구 방법에 대한 구체적인 흐름은 도 2a∼도2c의 고장구간 진단루틴에서, 차단기의 상태변화가 있었는지를 판단하는 단계(S100)와, 차단기의 상태변화가 없으면 버스 타이(BUS TIE) CB 상태변화가 있는가를 판단하는 단계(S101)와, 버스 타이 상태변화가 있으면 모선보호반이 동작했는가를 판단하는 단계(S102)와, 모선보호반이 동작했을 경우에 모선고장을 후보로 하는 단계(S103)를 수행한다. 모선보호반이 동작하지 않았을 경우에 접지 DS가 온(ON) 중인가를 판단하는 단계(S104)와, 접지 DS가 온(ON) 중일 때에 모선에서 작업중인 단계(S105)와, 접지 DS가 온(ON)이 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계(S106)를 거친다.
상기 버스 타이 상태변화가 없으면 M.TR CB가 동작하였는지를 판단하는 단계(S107)와, M.TR CB가 동작하였을 경우에 변압기 보호반이 동작하였는지를 판단하는 단계(S108)와, 변압기 보호반이 동작하였을 경우에 변압기를 고장 후보로 하는 단계(S109)와, 변압기 보호반이 동작하지 않았을 경우에 접지 DS가 온 중인지를 판단하는 단계(S110)와, 접지 DS가 온 중일 때에 M.TR에서 작업중인 단계(S111)와, 접지 DS가 온 중이지 않으면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계(S112)를 수행한다.
상기 M.TR CB가 동작하지 않았을 경우에 선로차단기가 동작하였는지를 판단하는 단계(S113)와, 선로차단기가 동작하지 않았을 경우에 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계(S114)와, 선로차단기가 동작하였을 경우에 주보호가 동작하였는지를 판단하는 단계(S115)와, 주보호가 동작하였을 경우에 선로고장 후보로 하는 단계(S116)와, 주보호가 동작하지 않았을 경우에 후비보호가 동작하였는지를 판단하는 단계(S117)와, 후비보호가 동작하지 않았을 경우에 모선보호가 동작하였는지를 판단하는 단계(S118)와, 모선보호가 동작하였을 경우에 모선고장이 발생하는 단계(S119)와, 모선보호가 동작하지 않았을 경우에 접지 DS가 온 중인가를 판단하는 단계(S120)와, 접지 DS가 온 중이면 선로작업 중으로 하는 단계(S121)와, 접지 DS가 온 중이 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계(S122)를 수행한다.
상기 후비보호가 동작하였을 경우에 고장선로 후보로 등록하는 단계(S123)와, 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계(S124)와, 전원단의 끝에 다른 변전소가 있는지를 판단하는 단계(S125)와, 변전소가 없을 경우에 선로고장 후보로 등록하는 단계(S126)와, 변전소가 있을 경우에 상대단 선로에서 캐리어가 동작했는지를 판단하는 단계(S127)와, 캐리어가 동작하였을 경웨 선로고장 후보로 등록하는 단계(S128)와, 상대단 변전소의 모선형태를 검사하는 단계(S129)와, 상대단 선로와 관련된 모선의 모든 선로를 검사하는 단계(S130)와, 상대단 변전소의 선로가 방사상 선로인지를 판단하는 단계(S131)와, 선로와 연관된 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계(S132)와, 상대단 변전소가 마지막 전원단인지를 판단하는 단계(S133)와, 상대단 선로에서 캐리어가 동작하는지를 판단하는 단계(S134)와, 캐리어가 동작하지 않았을 경우에 선로고장 후보로 등록하는 단계(S135)를 수행한다.
상기 차단기 상태변화가 없을 경우에 발생된 고장후보의 마지막 검색을 판단하는 단계(S136)와, 마지막 검색이 아니면 모선고장이 발생하였지를 판단하는 단계(S137)와, 모선고장이 발생하였을 경우에 고장모선에 연결된 모든 선로를 검색하는 단계(S138)와, 마지막 선로인지를 판단하는 단계(S139)와, 마지막 선로일 경우에 선로고장이 검출되었는지를 판단하는 단계(S140)와, 선로고장이 검출되었을 경우에 모선에서 고장을 검출하는 단계(S141)와, 마지막 선로가 아닐 경우에 선로보호가 동작하였는지를 판단하는 단계(S142)와, 선로보호가 동작하였을 경우에 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계(S143)와, 상대단 선로에서 주보호가 동작하였는지를 판단하는 단계(S144)와, 주보호가 동작하지 않았을 경우에 이 선로에서 고장을 검출하는 단계(S145)를 거친다.
상기 모선고장이 발생하였을 경우에 선로고장이 발생하였는지를 판단하는 단계(S146)와, 선로고장이 발생하였을 경우에 모든 고장후보를 검색하는 단계(S147)와, 선로고장이 마지막 후보인지를 판단하는 단계(S148)와, 마지막 후보가 아닐 경우에 다른 경우의 고장선로 후보와 중복되었는지를 판단하는 단계(S149)와, 중복되었을 경우에 이 선로에서 고장을 검출하는 단계(S150)와, 상기 선로고장이 발생하지 않았을 경우에 변압기가 고장인지를 판단하는 단계(S151)와, 변압기가 고장일 경우에 변압기에서 고장을 검출하는 단계(S152)와, 변압기가 고장이 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계(S153)를 수행한다.
도 3은 고장구간 분리루틴으로, 상기 고장구간을 진단하는 단계에서 다른 고장은 없는지를 판단하는 단계(S154)와, 다른 고장이 없을 경우에 모선고장이 검출되었는지를 판단하는 단계(S155)와, 모선고장이 검출되지 않았을 경우에 이 고장모선에 연결된 모든 차단기를 제어불능으로 처리하는 단계(S156)와, 모선고장이 검출되었을 경우에 변압기고장이 검출되었는지를 판단하는 단계(S157)와, 변압기고장일 경우에 이 변압기에 연결된 모든 차단기를 제어불능으로 처리하는 단계(S158)와, 상기 변압기고장이 검출되지 않았을 경우에 선로고장이 검출되었는지를 판단하는 단계(S159)와, 선로고장이 검출되었을 경우에 고장선로에 연결된 차단기가 온된 것이 있는지를 판단하는 단계(S160)와, 차단기가 온되었을 경우에 차단기를 개방시키는 단계(S161)와, 상기 선로고장이 검출되지 않았을 경우에 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계(S162)를 수행한다.
다음으로, 도 4a 및 도 4b는 정전구역 검색루틴으로, 상기 고장발생 이전의 아날로그 데이터를 호출하여 현재의 전력계통을 그룹핑하는 단계(S200)와, 모든 변전소가 검색되었는지를 판단하는 단계(S201)와, 모든 변전소가 검색되지 않았을 경우에 선로가 모두 검색되었는지를 판단하는 단계(S202)와, 선로가 검색되지 않았을 경우에 차단기가 온 중인지를 판단하는 단계(S203)와, 차단기가 온 중일 경우에 전원단의 끝에 연결되었는지를 판단하는 단계(S204)와, 전원단의 끝에 연결되지 않았을 경우에 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계(S205)와, 상대단 변전소의 모든 선로를 검색하였는지를 판단하는 단계(S206)를 거친다.
상기 전원단의 끝에 연결되었을 경우에 더 이상 연결된 곳이 없는지를 검색하는 단계(S207)와, 검색결과 더 이상 연결된 곳이 없는지를 판단하는 단계(S208)와, 더 이상 연결된 곳이 없을 경우에 전원단이 두 개이상인지를 판단하는 단계(S209)와, 두 개이상일 경우에 그룹핑에 루프가 연결된 것으로 간주하는 단계(S210)와, 두 개이상이 아니면 전원단이 한 개인지를 판단하는 단계(S211)와, 전원단이 한 개이면 그룹에 방사상계통이 연결되어 있는 것으로 간주하는 단계(S212)와, 전원단이 한 개가 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계(S213)를 수행한다.
또한, 그룹에 루프가 연결되어 있을 경우에 모든 변전소가 검색되었는지를 판단하는 단계(S214)와, 모든 변전소가 검색되지 않았을 경우에 모든 선로가 검색되었는지를 판단하는 단계(S215)와, 모든 선로가 검색되지 않았을 경우에 차단기가 닫혔는지를 판단하는 단계(S216)와, 차단기가 닫혀 있으면 전원단의 끝에 연결되어 있는지를 판단하는 단계(S217)와, 전원단의 끝에 연결되어 있지 않으면 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계(S218)와, 다른 변전소에 연결된 선로가 없는지를 판단하는 단계(S219)와, 연결된 선로가 있을 경우에 더 이상 연결된 것이 없는지를판단하는 단계(S220)와, 더 이상 연결된 것이 없으면 정전계통을 검출하는 단계(S221)를 수행한다.
또한, 도 5는 건전구간 검색루틴으로, 상기 정전구간이 있을 경우에 더 이상 그룹이 없는지를 판단하는 단계(S300)와, 더 이상의 그룹이 있을 경우에 방사상 그룹인지를 판단하는 단계(S301)와, 방사상 그룹일 경우에 더 이상 그룹이 없는지를 판단하는 단계(S302)와, 더 이상의 그룹이 있을 경우에 정전그룹에 연결되었는지를 판단하는 단계(S303)와, 정전그룹에 연결되어 있을 경우에 건전그룹 후보를 정전그룹에 연결하는 단계(S304)를 수행한다.
도 6은 최소 조류율 선로 선택루틴으로, 상기 건전구간에 절체할 선로가 없으면 더 이상 건전구역이 없는지를 판단한 후에 없으면 최소의 조류율을 계산하는 단계(S400)와, 건전구간이 있을 경우에 조류를 계산하는 단계(S401)를 수행한다.
도 7은 정전구역내 모든 변전소 분리루틴에 관한 흐름으로, 상기 정전구간내에 변전소가 한 개가 아니면 정전구간애에 포함된 변전소내에 더 이상의 차단기가 없는지를 판단하는 단계(S500)와, 더 이상의 차단기가 있을 경우에 더 이상의 변전소가 없는지를 판단하는 단계(S501)와, 더 이상의 변전소가 없을 경우에 더 이상의 선로가 없는지를 판단하는 단계(S502)와, 더 이상의 선로가 있을 경우에 선로 차단기를 개방시키는 단계(S503)와, 선로 차단기의 개방후에 더 이상의 변압기가 없는지를 판단하는 단계(S504)와, 더 이상의 변압기가 없으면 변압기 차단기를 개방시키는 단계(S505)와, BUS1 TIE 차단기를 개방시키는 단계(S506)를 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 송전선로의 자동 복구 방법은 154kV급 이상의 대규모 전력계통에서의 사고 발생으로 인한 정전구역 발생시에 이를 자동으로 검출 및 자동 복구를 하여 줌으로써, 정전시간을 단축 시키고 방사상 계통의 운전 신뢰도를 높여 안정적 전력공급에 이바지할 뿐만 아니라, 고도의 숙련된 운전원의 복구기능을 자동화하게 되므로 전력계통 운용비 절감의 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 초기 데이터를 입력하는 단계와,
    전력량, 전압 및 전류형태의 아날로그 및 상태데이터를 수집하는 단계와,
    상태변화가 발생하였는지를 판단하는 단계와,
    상태변화가 발생하면 모니터에 변화된 상태를 표시하는 단계와,
    모니터에 표시된 변화된 상태로 고장이 발생하였는지의 여부를 판단하는 단계와,
    고장구간을 진단하는 단계와,
    고장구간을 분리하는 단계와,
    고장발생 이전의 아날로그 데이터를 호출하는 단계와,
    정전구간을 검색하는 단계와,
    정전구간의 검색결과로 정전구간이 있는지를 판단하는 단계와,
    건전구간을 검색하는 단계와,
    건전구간에 절체할 선로가 있는지를 판단하는 단계와,
    최소 조류율의 선로를 선택하는 단계와,
    과부하인지를 판단하는 단계와,
    과부하가 아니면 정전구간을 복구하는 단계와,
    과부하일 경우에는 정전구간내에 변전소가 1개 뿐인지를 판단하는 단계와,
    정전구간내에 변전소가 1개가 아닐 경우에는 정전구간내에 모든 변전소를 분리시키는 단계와,
    정전구간내에 변전소가 1개 뿐일 경우에는 부분복구가 가능한지를 판단하는 단계와,
    부분복구가 가능하면 부분복구를 하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고장구간을 진단하는 단계는 차단기의 상태변화가 있었는지를 판단하는 단계와,
    차단기의 상태변화가 없으면 버스 타이(BUS TIE) CB 상태변화가 있는가를 판단하는 단계와,
    버스 타이 상태변화가 있으면 모선보호반이 동작했는가를 판단하는 단계와,
    모선보호반이 동작했을 경우에 모선고장을 후보로 하는 단계와,
    모선보호반이 동작하지 않았을 경우에 접지 DS가 온(ON) 중인가를 판단하는 단계와,
    접지 DS가 온(ON) 중일 때에 모선에서 작업중인 단계와,
    접지 DS가 온(ON)이 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계와,
    상기 버스 타이 상태변화가 없으면 M.TR CB가 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    M.TR CB가 동작하였을 경우에 변압기 보호반이 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    변압기 보호반이 동작하였을 경우에 변압기를 고장 후보로 하는 단계와,
    변압기 보호반이 동작하지 않았을 경우에 접지 DS가 온 중인지를 판단하는 단계와,
    접지 DS가 온 중일 때에 M.TR에서 작업중인 단계와,
    접지 DS가 온 중이지 않으면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계와,
    상기 M.TR CB가 동작하지 않았을 경우에 선로차단기가 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    선로차단기가 동작하지 않았을 경우에 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계와,
    선로차단기가 동작하였을 경우에 주보호가 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    주보호가 동작하였을 경우에 선로고장 후보로 하는 단계와,
    주보호가 동작하지 않았을 경우에 후비보호가 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    후비보호가 동작하지 않았을 경우에 모선보호가 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    모선보호가 동작하였을 경우에 모선고장이 발생하는 단계와,
    모선보호가 동작하지 않았을 경우에 접지 DS가 온 중인가를 판단하는 단계와,
    접지 DS가 온 중이면 선로작업 중으로 하는 단계와,
    접지 DS가 온 중이 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계와,
    상기 후비보호가 동작하였을 경우에 고장선로 후보로 등록하는 단계와,
    상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계와,
    전원단의 끝에 다른 변전소가 있는지를 판단하는 단계와,
    변전소가 없을 경우에 선로고장 후보로 등록하는 단계와,
    변전소가 있을 경우에 상대단 선로에서 캐리어가 동작했는지를 판단하는 단계와,
    캐리어가 동작하였을 경웨 선로고장 후보로 등록하는 단계와,
    상대단 변전소의 모선형태를 검사하는 단계와,
    상대단 선로와 관련된 모선의 모든 선로를 검사하는 단계와,
    상대단 변전소의 선로가 방사상 선로인지를 판단하는 단계와,
    선로와 연관된 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계와,
    상대단 변전소가 마지막 전원단인지를 판단하는 단계와,
    상대단 선로에서 캐리어가 동작하는지를 판단하는 단계와,
    캐리어가 동작하지 않았을 경우에 선로고장 후보로 등록하는 단계와,
    상기 차단기 상태변화가 없을 경우에 발생된 고장후보의 마지막 검색을 판단하는 단계와,
    마지막 검색이 아니면 모선고장이 발생하였지를 판단하는 단계와,
    모선고장이 발생하였을 경우에 고장모선에 연결된 모든 선로를 검색하는 단계와,
    마지막 선로인지를 판단하는 단계와,
    마지막 선로일 경우에 선로고장이 검출되었는지를 판단하는 단계와,
    선로고장이 검출되었을 경우에 모선에서 고장을 검출하는 단계와,
    마지막 선로가 아닐 경우에 선로보호가 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    선로보호가 동작하였을 경우에 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계와,
    상대단 선로에서 주보호가 동작하였는지를 판단하는 단계와,
    주보호가 동작하지 않았을 경우에 이 선로에서 고장을 검출하는 단계와,
    상기 모선고장이 발생하였을 경우에 선로고장이 발생하였는지를 판단하는 단계와,
    선로고장이 발생하였을 경우에 모든 고장후보를 검색하는 단계와,
    선로고장이 마지막 후보인지를 판단하는 단계와,
    마지막 후보가 아닐 경우에 다른 경우의 고장선로 후보와 중복되었는지를 판단하는 단계와,
    중복되었을 경우에 이 선로에서 고장을 검출하는 단계와,
    상기 선로고장이 발생하지 않았을 경우에 변압기가 고장인지를 판단하는 단계와,
    변압기가 고장일 경우에 변압기에서 고장을 검출하는 단계와,
    변압기가 고장이 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고장구간을 분리하는 단계는 상기 고장구간을 진단하는 단계에서 다른 고장은 없는지를 판단하는 단계와,
    다른 고장이 없을 경우에 모선고장이 검출되었는지를 판단하는 단계와,
    모선고장이 검출되지 않았을 경우에 이 고장모선에 연결된 모든 차단기를 제어불능으로 처리하는 단계와,
    모선고장이 검출되었을 경우에 변압기고장이 검출되었는지를 판단하는 단계와,
    변압기고장일 경우에 이 변압기에 연결된 모든 차단기를 제어불능으로 처리하는 단계와,
    상기 변압기고장이 검출되지 않았을 경우에 선로고장이 검출되었는지를 판단하는 단계와,
    선로고장이 검출되었을 경우에 고장선로에 연결된 차단기가 온된 것이 있는지를 판단하는 단계와,
    차단기가 온되었을 경우에 차단기를 개방시키는 단계와,
    상기 선로고장이 검출되지 않았을 경우에 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 정전구간을 검색하는 단계는 상기 고장발생 이전의 아날로그 데이터를 호출하여 현재의 전력계통을 그룹핑하는 단계와,
    모든 변전소가 검색되었는지를 판단하는 단계와,
    모든 변전소가 검색되지 않았을 경우에 선로가 모두 검색되었는지를 판단하는 단계와,
    선로가 검색되지 않았을 경우에 차단기가 온 중인지를 판단하는 단계와,
    차단기가 온 중일 경우에 전원단의 끝에 연결되었는지를 판단하는 단계와,
    전원단의 끝에 연결되지 않았을 경우에 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계와,
    상대단 변전소의 모든 선로를 검색하였는지를 판단하는 단계와,
    상기 전원단의 끝에 연결되었을 경우에 더 이상 연결된 곳이 없는지를 검색하는 단계와,
    검색결과 더 이상 연결된 곳이 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상 연결된 곳이 없을 경우에 전원단이 두 개이상인지를 판단하는 단계와,
    두 개이상일 경우에 그룹핑에 루프가 연결된 것으로 간주하는 단계와,
    두 개이상이 아니면 전원단이 한 개인지를 판단하는 단계와,
    전원단이 한 개이면 그룹에 방사상계통이 연결되어 있는 것으로 간주하는 단계와,
    전원단이 한 개가 아니면 모니터에 에러 메시지를 표시하는 단계와,
    그룹에 루프가 연결되어 있을 경우에 모든 변전소가 검색되었는지를 판단하는 단계와,
    모든 변전소가 검색되지 않았을 경우에 모든 선로가 검색되었는지를 판단하는 단계와,
    모든 선로가 검색되지 않았을 경우에 차단기가 닫혔는지를 판단하는 단계와,
    차단기가 닫혀 있으면 전원단의 끝에 연결되어 있는지를 판단하는 단계와,
    전원단의 끝에 연결되어 있지 않으면 상대단 변전소와 선로번호를 취득하는 단계와,
    다른 변전소에 연결된 선로가 없는지를 판단하는 단계와,
    연결된 선로가 있을 경우에 더 이상 연결된 것이 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상 연결된 것이 없으면 정전계통을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 건전구간을 검색하는 단계는 상기 정전구간이 있을 경우에 더 이상 그룹이 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상의 그룹이 있을 경우에 방사상 그룹인지를 판단하는 단계와,
    방사상 그룹일 경우에 더 이상 그룹이 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상의 그룹이 있을 경우에 정전그룹에 연결되었는지를 판단하는 단계와,
    정전그룹에 연결되어 있을 경우에 건전그룹 후보를 정전그룹에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 최소 조류율 선로를 선택하는 단계는 상기 건전구간에 절체할 선로가 없으면 더 이상 건전구역이 없는지를 판단한 후에 없으면 최소의 조류율을 계산하는 단계와,
    건전구간이 있을 경우에 조류를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 정전구간내에 모든 변전소를 분리하는 단계는 상기 정전구간내에 변전소가 한 개가 아니면 정전구간애에 포함된 변전소내에 더 이상의 차단기가 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상의 차단기가 있을 경우에 더 이상의 변전소가 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상의 변전소가 없을 경우에 더 이상의 선로가 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상의 선로가 있을 경우에 선로 차단기를 개방시키는 단계와,
    선로 차단기의 개방후에 더 이상의 변압기가 없는지를 판단하는 단계와,
    더 이상의 변압기가 없으면 변압기 차단기를 개방시키는 단계와,
    BUS TIE 차단기를 개방시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고장상황을 인식하는 단계는 상태데이터를 검색하는 단계와,
    상태 변경이 존재하는지를 판단하는 단계와,
    Ry, PW(CR) 데이터를 검색하는 단계와,
    Ry, PW(CR) 정보가 발생하는지를 판단하는 단계를 거쳐 고장구간 진단단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 고장구간 분리단계는 고장상황을 인식하는 단계에서 고장상황을 인식한 후에 주보호 동작Ry 검색 및 보호범위를 인식하는 단계와,
    후비보호 동작Ry 검색 및 보호범위를 인식하는 단계와,
    상기 주보호 및 후비보호의 동작Ry 검색 및 보호범위의 교집합으로 고장구간을 추론하는 단계와,
    CR(PW) 정보를 이용하여 고장구간을 수정하여 고장구간 분리단계를 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 고장구간 진단단계는 고장구간 진단단계로부터 고장구간의 경계 CB가 모두 개방되어 있는지를 판단하는 단계와,
    CB를 무효로 처리하는 단계를 거쳐 자동 절체 조작단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 자동 복구단계는 고장구간 분리단계로부터 정전구간을 검색하는 단계와,
    정전구간의 전력공급 루트(선로)를 검색하는 단계와,
    공급 루트별로 연결시에 선로조류를 계산하는 단계와,
    과부하가 발생하였는지를 판단하는 단계와,
    과부하가 발생하였을 경우에 마지막 루트인지를 판단하는 단계와,
    마지막 루트일 경우에 과부하가 해소되지 않을 때에 일부 부하 절체방안을 작성하는 단계와,
    고장구간 분리시의 상태와 비교하여 변경사항이 있는지를 판단하여 변경사항이 없으면 절체조작을 수행하고, 변경사항이 없으면 고장구간 진단단계를 수행하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 송전선로의 자동 복구 방법.
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