KR100433755B1 - 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전기의 3상 입력전압과 3상 입력전류를 입력받아 전력계통의 이상 발생과 이상증후를 실시간으로 감시하기 위해 하위에 설치된 장치에서 얻어진 정보를 상위의 모니터링 장치에 전송하고 현시할 수 있도록 하므로 각종 신호의 이상 여부를 판정하고 기록할 수 있도록 하는 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시시스템에 관한 것이다.

Description

디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시시스템{the event logging and real-time monitoring for the apparatus stabilization of digital electricity a system}

본 발명은 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시시스템에 관한 것으로서, 더 자세하게는 발전기의 3상 입력전압과 3상 입력전류를 입력받아 전력계통의 이상 발생과 이상증후를 실시간으로 감시하기 위해 하위에 설치된 장치에서 얻어진 정보를 상위의 모니터링 장치에 전송하고 현시할 수 있도록 하므로 각종 신호의 이상 여부를 판정하고 기록할 수 있도록 하는 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시시스템에 관한 것이다.

계기의 고장, 운전원의 실수, 센서의 고장, 제어 시스템의 고장 등으로 나타나는 발전소의 이상상태(Abnormal State)를 운전원에게 알려주는 경보(Alarm)는 발전소 운전 상태 파악에 있어서 아주 중요한 신호이다.

경보는 발전소의 이상상태를 나타내어 운전에 도움을 주고자 하는 데 목적이 있으나, 여러개가 동시에 발생할 경우에는오히려 운전원들이 발전소의 상태를 파악하는데 인지부담(Cognitive Load)을 주게 된다.

이러한 경보들은 대부분 하나의 고장으로 인해 그 원인이 파급되어 거의 동시에 발생하므로 다중경보(Multiple Alarm)의발생시 원인경보(Cause Alarm)를 찾아 주고, 이들 각 경보들에 대한 고장원인(Fault)을 진단하여 그 결과와 조치사항 및조치순서를 운전원에게 알려주어 신속한 조치가 이루어 질 수 있도록 도와주는 경보처리 및 고장진단 방법 및 시스템의 개발이 필요하다.

현재 발전소에서는 매순간 발생한 경보들을 리포트해주고 경보판넬을 켜주는 정도로 경보의 발생을 알려줄 뿐 실제로 발생한 경보들 중에서 가장 원인이 되는 경보를 찾아주고 조치사항 등의 운전절차를 알려주는 정보처리 및 고장진단 시스템은 설치되어 있지 않은 상태이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 그 목적은 발전기의 3상 입력전압과 3상 입력전류를 입력받아 전력계통의 이상 발생과 이상증후를 실시간으로 감시하기 위해 하위에 설치된 장치에서 얻어진 정보를 상위의 모니터링 장치에 전송하고 현시할 수 있도록 하므로 각종 신호의 이상 여부를 판정하고 기록할 수 있도록 하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시장치의 전체 블럭구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안정전력공급기의 내부 블럭 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지탈 전력계통 안정화장치의 제어방법에 대한 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지탈 전력계통 안정화장치의 저장방법에 대한 흐름도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호설명-

1;계기용 변압/변류기 3;발전기

4;발전유니트 5;여자기

6;자동전압조절기 10;안정전력공급기

11;A/D변환기 12;디지탈신호처리기

13;디지탈디바이스 14;D/A변환기

15;메모리 16;통신인터페이스

20;모니터

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시장치의 전체 블럭구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안정전력공급기의 내부 블럭 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지탈 전력계통 안정화장치의 제어방법에 대한 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디지탈 전력계통 안정화장치의 저장방법에 대한 흐름도이다.

본 발명은 3상 입력 전압과 전류로부터 얻어진 신호를 통해 전력계통의 이상상태를 실시간 감시할 수 있도록 하는 장치에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이 3상 전원을 인가받아 동력을 발생시키는 발전기(3)와, 상기 발전기(3)와 연결되어 전력을 공급하는 발전유니트(4)와, 상기 발전기(3)와 발전유니트(4)간에 연결되어 3상 전압을 인가받아 전력을 공급하는 계기용변압기와 3상 전류를 인가받아 측정하여 출력하는 계기용변류기가 연결되는 계기용 변압/변류기(1)가 구성되어 있다.

3상전압 전류를 인가받아 안정전력이 공급될 수 있도록 하는 안정전력공급기(Power system stabilizer;이하 PSS라 칭함)(10), 상기 PSS(10)에서 출력하는 전력을 통해 자동으로 전압을 조절하는 자동전압조절기(6)와, 상기 자동전압조절기(6)에서 출력하는 전압에 자계를 공급하는 여자기(5)가 연결되는 구성을 갖는다.

상기 PSS(10)는 3상 전압전류를 적절한 신호로 변환시키는 계기용변압/변류기(1)와, 상기 계기용변압/변류기(1)로부터 출력되는 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기(11)와, 상기 A/D변환기(11)에서 출력하는 디지탈 신호를 입력하여 디지탈논리신호로 변환하는 디지탈디바이스(13)와, 상기 디지탈디바이스(13)와 연결되어 자동전압조절기(6)에 전달할 수 있도록 아날로그신호로 변환하여 출력하는 D/A변환기(14)와, 상기 디지탈디바이스(13)에 연결되어 메모리(15)에 있는 데이타를 전송할 수 있도록 하는 디지탈신호처리기(12)와, 상기 디지탈디바이스(13)에서 출력하는 신호를 실시간감시용컴퓨터의 모니터(20)에 출력할 수 있도록 통신 연결하는 통신인터페이스(16)가 연결되는 구성을 갖는다.

상기 PSS(10)는 통신인터페이스(16)에서 출력하는 실시간 감시 내용을 별도의 저장장치에 저장하거나 현재의 감시내용을 눈으로 확인할 수 있도록 모니터링하는 모니터(20)가 연결되는 구성을 갖는다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 3상 입력 전압과 전류로부터 얻어진 신호를 통해 전력계통의 이상상태를 실시간 감시할 수 있도록 하는 장치에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 4에서 보듯이 발전기를 포함한 발전기계통은 3상 전송선을 통하여 발전유니트(4)에 연결되어 진다.

이러한 발전기계통은 원하지 않은 전기기계적인 진동모드를 발생시키고, 이러한 진동은 3상의 계기용변압/변류기(1)로부터 전압전류를 받아 적절한 신호를 출력하는 PSS(10)에 의해 감쇄되어진다. 상기 PSS(10)는 발전기(3)의 여자기(5)를 제어하는 자동전압조절기(6)에 가해지는 제어신호를 발생시킨다.

도면 3은 PSS의 주연산 및 제어순서에 대한 흐름도를 보인 것으로 제어 작업 카운터 조건에 따라 세가지 작업이 수행되도록 한다.

PSS(10)은 인가되는 3상전압전류가 계기용변압/변류기(1)를 통과하면서 디지탈디바이스(13)에 입력되면서 디지탈디바이스(13)는 초기화를 이루어 카운터작업을 '0'으로 시작하게 된다.

이때 디지탈디바이스(13)는 A/D변환기(11)에서 출력하는 신호를 읽은 후 카운터작업의 수에 따라 카운터작업의 수가 0이면 초기값 연산을 수행하고, 카운터작업의 수를 1만큼 증가시킨다. 도시된 바와 같이 피드백이 이루어지면 다음에는 카운터작업의 수가 1이므로 PSS(10) 알고리즘을 수행하여 연산하고 같은 방법으로 마지막으로 연산결과를 자동전압조절기(6)로 출력한다. 이러한 일련의 과정에서 이상발생여부를 판단할 수 있는 값의 생성 및 실시간 감시를 위한 신호들이 발생된다.

한편, 본 발명은 이상 발생전후에 얻어진 데이타를 저장하기 위한 작업 순서는 도 4에서 보듯이 정상동작시 링버퍼에 저장된 신호와 이상발생시 저장되는 기록순서에 대한 것으로서 PSS(10)의 초기화가 끝 날때까지는 이상발생의 발생여부를 판단하지 않으나 일정시간 이후에 초기의 이상발생상태를 '0'으로 초기화 한후 링버퍼에 신호값을 저장하게 된다.

이상발생여부가 없는 경우에는 링버퍼를 지속적으로 업데이트시키게된다.

이상상태가 발생하게 되면 이상상태를 1로 만들고 이러한 이상 발생에 대한 데이타를 정해진 시간동안 내에 저장하게 된다.

이상발생 데이타의 저장완료가되면 이상발생 전/후 데이타의 메모리(15)에 저장하고 이상발생상태를 '0'으로 하여 새로운 이상발생에 대한 판단을 가능하도록 한다.

이와 같이 작용하는 본 발명은 전력계통에 인가되는 3상 전압과 전류를 통해 이상 발생 여부를 판단할 수 있도록 안정전력공급기 즉, PSS가 신호 처리하여 이상 발생 상태를 판단하고 그 판단한 상태를 메모리에 저장고 저장된 내용을 모니터링 할 수 있도록 함으로서 전력계의 실시간 감시와 저장 및 모니터링이 이루어지게 되어 저장된 데이타를 통해 최적의 환경이 이루어질 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 3상 전원을 인가받아 동력을 발생시키는 발전기(3)와, 상기 발전기(3)와 연결되어 전력을 공급하는 발전유니트(4)와, 상기 발전기(3)와 발전유니트(4)간에 연결되어 3상 전압을 인가받아 전력을 공급하는 계기용변압기와 3상 전류를 인가받아 측정하여 출력하는 계기용변류기를 둔 계기용변압/변류기(1)와, 상기 계기용변압/변류기(1)를 통해 3상전압 전류를 인가받아 안정전력이 공급될 수 있도록 하는 안정전력공급기(PSS)(10)와, 상기 안정전력공급기(PSS)(10)에서 출력하는 전력을 통해 자동으로 전압을 조절하는 자동전압조절기(6)와, 상기 자동전압조절기(6)에서 출력하는 전압을 받아 발전기에 자계를 공급하는 여자기(5)가 연결되어 이루어진 디지탈 전력계통 안정화장치의 상기 안정전력공급기(10)에 상기 자동전압조절기(6)로의 출력과 별도의 출력 신호를 받는 실시간감시용 컴퓨터장치가 연결되고, 상기 컴퓨터장치에는 상기 컴퓨터장치로 출력된 신호를 육안으로 확인할 수 있는 모니터(20) 및 저장수단이 선택적으로 또는 모두 구비됨을 특징으로 하는 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 안정전력공급기(PSS)(10)는 내부에 3상 전압전류를 적절한 신호로 변환시키는 계기용변압/변류기(1)와, 상기 계기용변압/변류기(1)로부터 출력되는 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기(11)와, 상기 A/D변환기(11)에서 출력하는 디지탈 신호를 입력하여 디지탈논리신호로 변환하는 디지탈디바이스(13)와, 상기 디지탈디바이스(13)와 연결되어 자동전압조절기(6)에 전달할 수 있도록 아날로그신호로 변환하여 출력하는 D/A변환기(14)와, 상기 디지탈디바이스에 연결되어 메모리(15)에 있는 데이타를 전송할 수 있도록 하는 디지탈신호처리기(12)와, 상기 디지탈디바이스(13)에서 출력하는 신호를 상기 실시간감시용컴퓨터장치의 상기 모니터(20)에 출력하거나 상기 저장수단에 저장할 수 있도록 감시내용을 통신 연결하는 통신인터페이스(16)가 연결되어 이루어진 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시장치.
3. 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시방법에 있어서,

   안정전력공급기(PSS)(10)에서 3상전압전류가 PT/CT를 통과하여 디지탈디바이스(13)에 입력되어 디지탈디바이스(13)가 카운터작업을 0으로 시작하도록 초기화되는 단계,

   디지탈디바이스(13)가 A/D변환기(11)에서 출력하는 신호를 읽고 그 판독 결과에 따라 초기값을 연산하고 카운터작업을 1만큼 증가시키는 단계,

   피드 백을 통해 상기 초기값을 연산하는 단계에서 연산된 값으로 PSS알고리즘 연산을 한 후 카운터작업을 1만큼 증가시키는 단계,

   피드 백을 통해 상기 PSS알고리즘 연산 단계에서 연산된 결과를 출력하는 단계를 구비하여 이상발생여부를 판단 및 실시간 감시를 위한 신호들이 발생시키고,

   상기 신호들을 상기 신호들이 입력되는 컴퓨터장치의 표시장치를 통해 모니터링하거나 저장장치를 통해 저장하는 단계를 구비하여 이루어지는 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 안정전력공급기(PSS)(10)는

   초기의 이상발생상태를 '0'으로 초기화 한후 링버퍼에 신호값을 저장하는 동작을 수행하고,

   상기 이상발생상태의 초기화 이후 이상상태 발생여부에 따라 불발생시에는 상기 링버퍼를 지속적으로 업데이트를 하고, 발생시에는 상기 이상발생상태를 '1'로 만든 후 이상상태에 대한 데이타를 소정 시간동안 저장하는 동작하고,

   상기 이상상태에 대한 데이타가 저장되는 소정 시간이 만료되면 이상발생 전/후 데이타를 메모리(15)에 저장하고 상기 이상발생상태를 '0'으로 다시 초기화시키는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전력계통 안정화장치의 입력데이타저장 및 실시간 감시방법.