KR100471554B1 - 전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법 - Google Patents

전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴전으로 인한 전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 (a) 시험보조반의 차단, 투입, 제어신호 출력단자를 보호 및 제어반의 보호 및 제어반단자에 구성의 편리를 위한 인출입 단자대를 활용 접속하여 병렬 연결시키는 단계와; (b) 상기 시험보조반에 연결후 차단, 투입, 재폐로 신호연결선을 차단기와 보호 및 제어반에서 병렬 연결후 병렬 분리시키는 단계; (C) 시험을 위해 보호 및 제어반을 상기 시험보조반 모의차단기부와 연결하는 단계; 및 (d) 상기 보호 및 제어반은 계전기를 갖추어 그 본래의 개체특성 및 성능유지에 대한 시험을 수행함으로써, 정상유무를 확보하는 단계를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 보호 및 제어반의 정기 및 기타 특성 시험시, 전력설비 또는 배전선로를 휴전하지 않고 임시 대체용 보호제어반을 병렬형 병입으로 연결한 후, 전력설비의 휴전 공백없이 운영하면서 시험대상 보호 및 제어반만을 회로분리하여 특성 시험을 수행하도록 함으로써, 보호 및 제어반 시험을 위한 휴전으로 인해 발생하는 전력손실을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Description

전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법{A PROTECTIVE CONTROL BOARD TESTING METHOD FOR REDUCING LOSS OF ELECTRIC POWER}
본 발명은 전력설비의 보호 및 제어반(보통은 배전반이라고도 함)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보호 및 제어반에 대한 정기 및 기타 특성 시험시, 전력설비 및 배전선로를 휴전하지 않고 효율적으로 보호 및 제어반을 시험할 수 있는 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 보호 제어반이라 함은 송전선로를 통해 변전소로 공급된 초고압(154kv - 765kv)을 각 수용가(공장, 오피스빌딩, 가정등)에게 안정적으로 공급하기 위해 필요한 전압으로 받아, 이를 나눠주는 장치인 모선 및 차단기에 연결된 송/배전선로와 발/변전소의 전력계통을 감시하며, 송/배전선로상에 사용되는 각종 기기들의 동작상태 및 계측값을 확인하고 이상발생시 고장구간선로를 온/오프 제어하여 이상발생의 파급을 방지시키는 장치로서, 전력계통의 안정적 운영에 있어 필수적으로 구비되어야 하는 장치이다.
상기한 바와 같은 보호 및 제어반은 발/변전소 및 송/수전설비의 전력계통상 이상발생 여부를 상시 검출하여 발/변전소 또는 송/수전설비내 전력계통상의 이상발생시, 이를 즉시 조치할 수 있도록 하는 장점을 가지고 있으나, 보호 및 제어반 자체적인 결함발생으로 인해 감시동작을 제대로 수행하지 못하는 경우에는 더욱 심각한 문제가 발생할 수 있는 원인을 제공할 수도 있다.
따라서, 상기 보호 및 제어반의 정상동작 여부를 주기적으로 체크하여 주는 것이 필요하며, 이를 위해 종래에는 발/변전소 또는 전력계통 설비별로 분기에 한번 또는 수시로 상기 보호 및 제어반의 특성 변화등 자체성능을 유지시키기 위한 정기, 임시동작 점검시험을 수행하여 보호 및 제어반의 정상동작여부를 수시로 체크하고 있다.
도 1은 종래 보호 및 제어반 특성 시험을 위한 동작제어 흐름을 도시한 것으로, 종래의 보호 및 제어반 시험동작을 살펴보면, 먼저 보호 및 제어반에 대한 특성 시험을 수행하기 위해서는 보호 및 제어반에 관련된 송/배전선로를 휴전시켜 송/배전선로를 통한 전력공급을 일시 중단시키고 있다(S100). 이어 송/배전선로에 연결된 보호반 또는 제어반 특성 시험단계인 S102 단계에서 여러 가지 시험장치를 이용하여 상기 보호반 계전기 및 제어반에 대한 특성 시험을 수행한다. 이때, 만일 보호 및 제어반에 문제가 있는 것으로 판단될 경우에는, 즉시 수리하여 보호 및 제어반으로 인한 송/배전선로상의 오동작이 방지되도록 한다. 그러나, 이와 달리 상기 보호 및 제어반이 정상인 것으로 판단될 경우에는 특성검사 완료된 보호 및 제어반을 다시 전력계통에 병입하여, 송/배전선로로 전력공급을 재개시키게 된다 (S104).
상기한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 현재는 상기 보호 및 제어반의 시험을 위해서는 상기 배전반에 연결된 송/배전선로에 대한 전력공급을 일시 중단하는 것이 불가피하기 때문에, 상기 보호 및 제어반 시험시 전력중단으로 인한 전력손실을 감수하여야만 한다. 이는, 일예로 연간 전력설비의 약 10% - 20%가 상기 보호계전기 시험만을 위해 휴전되고 있는 것을 감안할 때, 전력 운영측에서의 전력손실이 상당하게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 휴전에 따른 전력 손실을 줄이기 위해, 송/배전선로에 대한 휴전없이 무보호 및 무정전 상태에서 전력공급 차단을 하지 않고, 보호계전기를 시험하거나 보호 및 제어반을 시험하는 방법도 고려될 수 있으나, 이는 만일 상기 보호 및 제어반의 시험중 무보호 상태에서 송/배전선로에 이상이 발생할 경우, 심각한 광역정전의 문제가 발생할 수 있는 위험요소가 있었다.
도 2는 종래의 송/배전선로에 연결되어 전력선의 장애감시 및 차단제어를 수행하는 보호 및 제어반의 개략적인 회로 구성도이다. 송/배전선로(200)상에 트립코일 및 투입코일의 현지차단기(202)가 설치되고, PTT와 CTT가 연결된 원방 보호 및 제어반(202)은 보호부(204)와 제어부(208)가 구성되고 있다. 이 보호부(204)에는 보호계전부(206)와 재폐로계전부(214)가, 제어부(208)에는 표시부(210)와 투입조작부, 차단조작부가 각기 구성되어 있다.
상기 원방 보호 및 제어반(212 : 또는 배전반)의 동작을 살펴보면, 보호부(204)내 보호계전부(206)는 송/배전선로(200)로 연결된 보호 및 제어반에 구비되어 상기 송/배전선로(200)로부터 각 가정 또는 회사로 송전되는 전류값 또는 전압값을 감시하고, 이상 전류 또는 전압발생시 송/배전선로(200)를 차단시켜 송전을 중지시키는 역할을 수행한다. 이에 따라 트립제어는 트립코일로 동작전원을 공급하여 현지 차단기(202)가 송/배전선로(200)를 차단시키도록 제어한다.
또, 재폐로 계전부(214)는 송/배전선로(200)의 이상시 보호계전부(206)에 의한 차단기(202) 동작시 미리 설정된 재폐로 특성에 따라 차단기 재폐로 신호를 송출하게 된다. 이 특성값의 범위로 전력설비 운용자에 의해 미리 셋팅되어 진다. 이때, 상기 차단기(202)는 동작상태 표시를 제어부(208)의 표시부(210)에 표시하게 되고, 보호 및 제어반(212)의 제어부(208)의 투입조작부, 차단조작부의 조작에 의한 차단기(202) 상태 및 보호계전부(206) 동작상태를 운용자가 인식할 수 있도록 표시한다.
한편, 이는 후술하는 시험보조반을 이용한 보호제어반 시험방법에서 시험보조반을 송/배전선로에 연결할 때에도 동일하게 사용된다.
이미, 특허출원번호(10-2001-052037, 출원인 : 정연중) "전력손실을 줄이는 보호계전기 시험방법"은 보호계전기 시험에 관하여는 무정전으로 보호계전기 시험방법을 제공하고 있다. 그러나, 보호계전기가 취부되어 있는 배전반, 즉 보호 및 제어반의 제어 및 조작회로에 대한 무정전 시험은 수행할 수 없게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같이 종래의 보호 및 제어반 시험방법에의 문제점을 해결하기 위한 기술적 배경하에서 발명한 것으로, 종래의 보호 및 제어반 시험방법에서 전력공급 일시중단으로 인한 전력손실이 발생하는 문제점을 해소하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제달성을 위한 보호 및 제어반의 시험방법을 제공함에 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은 보호반과 제어반의 정기 특성 및 기타 시험시, 전력설비 또는 송/배전선로를 휴전하지 않고 임시 대체용 보조반을 병렬형 병입(Bypass)으로 연결한 후, 전력설비의 휴전 공백없이 운영하면서 시험대상 보호반 및 제어반을 회로 분리하여 특성 시험을 수행하도록 함으로써, 무휴전 상태에서 보호계전기 시험과 함께 보호 및 제어반 시험을 완수함으로서 시험을 위한 휴전으로 인해 발생하는 전력손실을 방지시킬 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본발명에 따른 전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법은, (a) 특허출원 "전력손실을 줄이는 보호계전기 시험방법"과 같이 보호계 전기시험을 수행하는 단계; (b) 시험보조반의 개방, 투입, 상태신호선을 차단기 신호단에 연결시키는 단계; (c) 상기 시험보조반으로 본래의 보호 및 제어반 기능수행을 전환하는 단계; 및 (d) 상기 보호 및 제어반의 특성을 시험하는 단계를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보호 및 제어반 시험을 위한 동작제어 흐름을 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시험용 보조반의 개략적인 회로구성을 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보호 및 제어회로 분리개념을 도시한 것이다. 이하, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 보호 및 제어반 시험동작을 상세히 설명한다. 한편, 본 발명의 설명에 있어서는 23kv급 배전선로에 연결된 보호제어반에 대한 무휴전 시험방법에 대해서 설명하고자 하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에서는 종래 보호 및 제어반 특성 시험시와는 달리 먼저 원방 보호 및 제어반(212)과 동일한 기능을 수행 가능한 시험 보조반(400)에 상기 보호 및 제어반(212)의 동작전원으로 사용되는 DC 125V의 동작전원을 MCCB 단자를 통해 인가시킨다(S300). 상기 시험보조반(400)은 상기 보호 및 제어반(212)을 시험 및 수선시 보호 및 제어반(212)을 대신하여 송/배전선로(200)의 정상적으로 전류, 전압을 감시 및 제어하는 기능을 수행하도록 구비되는 것으로, 보호 및 제어반(212)과 동일한 기능을 수행하도록 제작된다. 이어 상기 시험보조반(400)의 한시, 순시 트립단자(402), 투입단자(410), 상태 신호선을 송/배전선로(200)의 차단기(202)와 원방보호 및 제어반(212)간에 연결된 트립단자, 투입단자에 병렬 연결시키게 되는 데(S304), 이는 보호 및 제어반(212) 회로분리시 시험보조반(400)에서도 상기 원방보호 및 제어반(212)에서와 동일하게 송/배전선로(200)에 대한 차단, 투입동작을 수행 가능하도록 하기 위함이다.
도 4 는 전술한 바와 같이 시험보조반(400)에서 동작전원연결단자(MCCB) 및 트립단자(402), 투입단자(410)의 연결상태를 도시한 것으로, 시험보조반(400)에는 한시 및 순시트립단자(402), 투입단자(410), G, R 및 계전부(404)가 구성되어 있고, 모의차단부(412)와 표시부(408), 재폐로(406), 제어조작부가 각기 설치되어져 있다.
시험보조반(400)의 MCCB 단자를 통해 시험보조반(400)의 동작전원인 DC 125V가 시험보조반(400)의 동작전원으로 공급되며, 한시 및 순시트립단자(402), 투입단자(410)가 보호 및 제어반과 함께 송/배전선로 차단기에 병렬 연결되도록 하고, 상기 송/배전선로상 전류, 전압의 이상여부를 상시감시, 보호 및 제어가 동일한 기능을 수행하는 시험보조반(400)의 표시부(210)에서 감시하도록 하고 있어, 송/배전선로의 이상발생시 한시 또는 순시트립, 투입제어신호를 통해 송/배전선로에 대한 선로차단, 투입이 가능하도록 되어 있음을 알 수 있다.
또한, 시험보조반(400)에는 모의 차단기부(412)를 구비하여 원방보호 및 제어반의 시험검사시 실제차단기와 동일한 상태의 운전요소를 제공함으로써 계전부(404)에 의한 연동시험 및 제어회로의 신뢰성 실제시험도 제공하고 있음을 알 수 있다.
다시 도 3 의 동작제어흐름에 대한 설명을 계속하면, 우선 특허출원번호(10-2001-O52037)의 방법으로 보호계전기를 대체운용하고(S302), 이어 시험보조반(400)의 시험보조반의 투입, 트립, 재폐로 기동단자를 현장차단기와 병렬 연결 후 시험대상인 보호 및 제어반측의 연결선 해열시켜 현지 차단기(202)가 완전히 시험보조반(400)에 연결되도록 한다(S304).
도 5(a)는 종래 원방보호 및 제어반(212)이 연결단자를 통해 송/배전선로 (200)의 차단기(202)와 연결된 상태를 도시한 것이고, 도 5(b)는 본 발명의 실시예에 따라 휴전을 실시하지 않고 보호 및 제어반(212)의 특성을 시험하기 위해 연결단자를 이용하여 송/배전선로(200)상 차단기(202)와 시험보조반(400)을 연결한 상태를 도시한 것이다.
즉, 상기 시험보조반 연결단계(S304)에서는 도 5(a)에 도시된 바와 같이 보호 및 제어반(212)과 송/배전선로(200)의 차단기(202)를 연결하고 있는 연결단자에 도 5 (b)에 도시된 바와 같은 시험보조반(400)과 연결될 때 병렬연결 후 해열법(bypass)을 사용하여 송/배전선로(200)상 차단기(202)의 운영공백이 없도록 시험보조반(400)에 연결되도록 하고, 보호 및 제어반(212)은 송/배전선로(200)상 차단기(202)와 분리되도록 하는 것이다. 이에 따라 보호 및 제어반(212)의 특성 시험을 위한 보호 및 제어반(212)의 분리시에도 송/배전선로(200)는 차단기(202)를 통한 전력공급을 계속 수행하면서도 시험보조반(400)을 통해 송/배전선로(200)에 대한 감시 및 제어가 가능하게 되어 휴전으로 인한 전력손실을 방지할 수 있게 된다. 이때 상기 트립, 투입등의 연결단자들은 모두 우선 병렬연결 후 병렬해제의 순서로 진행하여 무보호에 의한 파손 및 피해가 방지되도록 한다.
그리고, 상기와 같이 송/배전선로(200)에 대한 시험보조반(400)의 병입 연결이 완성되는 경우 상기 송/배전선로(200)의 차단기(202)와 분리된 보호 및 제어반(212)을 시험보조반내 모의차단기부(412)로 회로 연결시켜서 (S306), 보호 및 제어반 특성 시험단계인 S308단계에서 여러 가지 시험장치를 이용하여 상기 분리된 보호 및 제어반(212)에 대한 특성 시험을 수행한다. 이때 만일 보호 및 제어반(212)에 문제나 회로 보완등의 필요가 있는 것으로 판단될 경우에는 수선, 회로 보완등을 수행하여 보호 및 제어반(212)으로 인한 송/배전선로(200)상의 오동작 발생을 방지시키며, 이와 달리 상기 보호 및 제어반(212)이 정상인 것으로 판단될 경우에는 특성 시험 완료된 보호 및 제어반(212)을 상기 시험보조반(400)의 모의차단기부(412)로부터 분리시키고(S310), 차단기(202)에 다시 상기 시험보조반(400)과 함께 병렬 연결시킨 후, 연결단자로부터 시험보조반(400)측의 연결선을 제거하여 시험보조반(400)을 차단기(202), 보호 및 제어반(212)로부터 분리시킨다(S312).
한편, 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 실시예가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 23kv 급배전선로에 연결된 보호계전기에 대한 무휴전 시험방법을 예를 들어 설명하였으나, 154KV급을 포함한 다양한 전력설비에서도 동일하게 적용 가능하다. 따라서, 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고, 특허청구범위에 의하여 정하여져야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 보호 및 제어반의 정기 및 기타 특성 시험시, 전력설비, 선로를 휴전하지 않고 임시 대체용 시험보조반을 병렬형 병입으로 연결하여 전력설비의 휴전 공백없이 운영하면서 시험대상 보호 및 제어반만을 회로 분리하여 특성 시험이 가능하도록 함으로써, 보호 및 제어반을 위한 휴전으로 인해 발생하는 전력손실을 방지할 수 있는 잇점이 있다.
도 1 은 종래의 보호 및 제어반 시험을 위한 동작제어 흐름도,
도 2 는 종래 보호 및 제어반의 개략적인 회로구성도,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 보호 및 제어반 시험을 위한 동작제어 흐름도,
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 시험용 보조반의 개략적인 회로구성도,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 보호 및 제어회로 분리개념도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 -
200 : 송/배전선로 202 : 차단기
204 : 보호부 208 : 제어부
212 : 보호 및 제어반 400 : 시험보조반
402 : 트립단자 404 : 계전부
406 : 재폐로 408 : 표시부
410 : 투입단자 412 : 모의차단기부

Claims (4)

  1. 전력 손실을 줄이는 보호 및 제어반(212)의 시험방법에 있어서,
    (a) 시험보조반(400)의 차단, 투입, 제어신호 출력단자를 상기 보호 및 제어반(212)의 보호 및 제어반단자에 구성의 편리를 위한 인출입 단자대를 활용 접속하여 병렬 연결시키는 단계와;
    (b) 상기 시험보조반(400)에 연결한 후, 차단, 투입, 재폐로 신호연결선을 차단기(202)와 보호 및 제어반(212)에서 병렬 연결후 병렬 분리시키는 단계;
    (C) 시험을 위해 상기 보호 및 제어반(212)을 상기 시험보조반 모의차단기부(412)와 연결하는 단계; 및
    (d) 상기 보호 및 제어반(212)은 계전기를 갖추어 그 본래의 개체특성 및 성능유지에 대한 시험을 수행함으로써, 정사유무를 확보하는 단계를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법.
  2. 전력 손실을 줄이는 보호 및 제어반(212)의 시험방법에 있어서,
    (a) 시험보조반(400)의 차단, 투입, 제어신호 출력단자를 상기 보호 및 제어반(212)의 보호 및 제어반단자에 구성의 편리를 위한 인출입 단자대를 활용 접속하여 병렬 연결시키는 단계와;
    (b) 상기 시험보조반(400)에 연결한 후, 차단, 투입, 재폐로 신호연결선을 차단기(202)와 보호 및 제어반(212)에서 병렬 연결후 병렬 분리시키는 단계;
    (C) 시험을 위해 상기 보호 및 제어반(212)을 상기 시험보조반 모의차단기부(412)와 연결하는 단계;
    (d) 상기 보호 및 제어반(212)은 계전기를 갖추어 그 본래의 개체특성 및 성능유지에 대한 시험을 수행함으로써, 정사유무를 확보하는 단계;
    (e) 상기 시험 완료후, 모의차단기 분리순서로 상기 병렬 연결된 시험보조반(400)을 차단기(202)와 보호 및 제어반(212)에서 제거하는 단계; 및
    (f) 상기 보호 및 제어반(212)의 특성이 계전기(202)를 포함하여 정상으로 검사될 경우, 상기 보호 및 제어반(212)을 다시 정상계통으로 원복을 위해 같은 방법으로 본래 차단기에 연결시키는 단계를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (a)단계 수행이전에 상기 시험보조반(400)의 동작전원연결단자(MCCB)로 미리 직류 동작전압을 공급하는 단계를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시험보조반(400)은, 상기 보호 및 제어반(212)과 동일하게 전력설비에 대한 감시 및 제어를 수행하는 보호 및 제어와 모의차단기부(412)가 있는 장치인 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이는 보호 및 제어반의 시험방법.
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