KR100567815B1 - 직류 선로의 고장 판별 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존의 고장 검출회로에 PLC를 조합시켜 여러 선로를 가지고 있는 직류 전선로에서 지락이 발생한 선로만 정확히 검출해내고, 검출된 선로에 대응되어 있는 차단기만 작동되지 않아 해당 선로로 직류 전원이 공급되지 않도록 하기 위한 직류 선로의 고장 판별 장치에 관한 것으로서, 트랜스포머를 통해 입력되는 AC 입력전원을 직류전원으로 변환시키는 다이오드 정류기; 상기 다이오드 정류기를 통해 입력되는 직류전원을 이용하여 복수의 부하와 연결되어 있는 직류 전선로의 전류 및 전압을 검출생는 전류/전압 검출부; 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 전류 및 전압을 이용하여 상기 부하의 각각에 대응하는 트립신호1을 발생하는 제 1 트립신호 발생부와 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 전압을 이용하여 복수의 부하와 연결된 직류 전선로의 현재 상태를 체크하여 트립신호2를 발생시키는 제 2 트립신호 발생부로 구성된 트립신호 발생부; 상기 부하와 직접 연결되어 상기 부하의 이상상태를 감지하여 트립신호3을 발생시키는 제 3 트립신호 발생부; 상기 트립신호1, 2, 3을 논리곱 방식에 따라 조합시켜 차단제어신호를 출력하는 차단제어신호 발생부; 및 상기 차단제어신호 발생부를 통해 출력되는 차단제어신호에 응하여 상기 전류/전압 검출부로 직류전원이 공급 또는 차단되도록 하는 차단부를 포함한다.
변전소, 직류 전선로, 고장검출, 트립신호

Description

직류 선로의 고장 판별 장치{APPARATUS FOR DETECTING DEFECT IN DIRECT CURRENT LINE}
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 직류 회로의 고장 판별장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 병렬로 연결된 직류 회로를 설명하기 위한 도면,
도 3은 변전소에서 사용되는 일반적인 직류 전원 장치의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명이 적용된 직류 선로의 고장 판별 장치의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4에 포함된 전류/전압 검출부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5에 고조파 인가부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 4에 포함된 제 1 트립신호 발생부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 4에 포함된 제 2 트립신호 발생부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
100 : 트랜스포머 200 : 다이오드 정류기
300 : 전류/전압 검출부 400 : 제 1 트립신호 발생부
500 : 제 2 트립신호 발생부 600 : 제 3 트립신호 발생부
700 : 차단부
본 발명은 변전소 등에 사용되는 직류 선로가 고장이 발생하였을 경우 고장위치를 판별하는 장치에 관한 것이다.
특히 기존의 고장 검출회로에 PLC를 조합시켜 여러 선로를 가지고 있는 직류 전선로에서 지락이 발생한 선로만 정확히 검출해내고, 검출된 선로에 대응되어 있는 차단기만 작동되지 않아 해당 선로로 직류 전원이 공급되지 않도록 하기 위한 직류 선로의 고장 판별 장치에 관한 것이다.
현재 일반적으로 사용하고 있는 직류회로의 고장 검출장치는 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 직류전원(1)과 부하(2)가 연결되어 있으며, 전류는 시계방향(4)으로 흐른다. 이때, 직류회로의 고장 검출부(3)는 직류선로(5)와 대지(6)사이에 연결되어 있으며 저항(R)과 다이오드(D)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 직류회로의 동작에 대해 간단히 설명하면 다음과 같다.
직류회로에 고장이 발생하지 않는 경우 직류회로의 전류는 첨부 도면 도 1a에 도시된 바와 같이 직류 전선로를 따라 정상적으로 흐르게 된다. 이때 고장 검출 부(3)는 동작하지 않아 고장 검출부(3)의 양단의 전압은 0V이다.
한편, 첨부 도면 도 1b에 도시된 바와 같이 직류회로에 고장이 발생하는 경우 직류회로의 전류는 대지로 흘러 들어가게 되고, 대지로 흘러들어간 전류는 저항(R) 및 다이오드(D)를 통해 직류 전선로로 흘러 들어가게 된다. 이에 고장 검출부(4)가 동작하게 되고, 고장 검출부(3)의 양단의 전압은 10V가 된다. 따라서, 상기 고장 검출부(3)의 양단 전압을 체크해 봄으로써 직류 전선로에 이상이 발생하였는지를 알 수 있다.
한편, 상기 고장검출부를 구비하고 있는 일반적인 병렬 직류 전원회로는 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 직류 전원 회로가 병렬로 연결되어 있다.
상기와 같은 일반적인 병렬 직류 전원회로의 고장 검출부(20)는 제 1 직류 전선로(21) 또는 제 2 직류 전선로(22) 또는 제 3 직류 전선로(23)의 일정 지점에서 고장이 발생한 경우 동작되므로, 실제로 고장 검출부(20)의 동작 여부에 따라 어느 선로에서 고장이 발생하였는지를 알 수 없다는 문제점이 있다.
즉, 기존의 직류회로 고장 검출회로는 병렬로 연결된 각 부분에서 고장이 발생하는 경우에 정확한 고장위치를 검출 할 수 없었다.
첨부 도면 도 3은 변전소에서 사용되는 직류 전원 회로로서, 직류 전원 회로는 3상 AC 입력이 부하로 차단 또는 공급되도록 하는 메인 회로 브레이커(Main Circuit Breaker, 31)와, 상기 AC 입력을 입력받아 다이오드 정류기(33)로 전원을 공급하는 트랜스포머(32)와, 트랜스포머(32)를 통해 공급되는 AC 입력을 직류 전원으로 변환시키는 다이오드 정류기(33)와, 상기 직류 전원이 미리 설정된 일정 범위를 갖도록 변환시키는 제 1 DC-DC 레귤레이터(34)와, 상기 제 1 DC-DC 레귤레이터(34)에 다수개 연결되어, 상기 제 1 DC-DC 레귤레이터(34)에 의해 1차 변환된 직류를 부하가 요구하는 직류전압으로 변화시키는 제 2 DC-DC 레귤레이터(35)와, 상기 제 1 DC-DC 레귤레이터(34)와 제 2 DC-DC 레귤레이터(35) 사이에 병렬로 연결되어 Load 단에 고장이 발생하였는지를 검출하는 고장 검출부(37)로 구성된다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 DC-DC 레귤레이터(34)(35), 부하 및 고장 검출부(37)로 이루어진 부하단은 다이오드 정류기(33) 후단에 병렬로 다수개가 연결, 구성되며, 상기 다이오드 정류기(33)의 후단에 병렬로 고장 검출부(40)가 더 구비되어 있다.
상기와 같이 구성된 변전소에서 사용되는 직류 전원 회로의 경우 3상 AC 입력이 메인 회로 브레이커(Main Circuit Breaker, 31)와 트랜스포머(32)를 통해 다이오드 정류기(33)로 공급되어 직류 전원으로 변환된다.
그리고, 상기 직류전원은 제 1, 제 2 DC/DC 레귤레이터(34)(35)를 이용하여 전자설비가 필요로 하는 전원을 만들게 된다. 또한 다이오드 정류기(33)는 평상시에 부하와 배터리(Battery)에 전류를 공급하고, 비상시에는 배터리(Battery)에서 부하로 전원을 공급한다.
한편, 다이오드 정류기(33) 후단에 구비된 고장 검출부(40)와 제 1 DC-DC 레귤레이터 후단에 구비된 고장 검출부(37)(38)(39)에 의해 지락사고가 발생한 경우 직류 전선로의 고장 상태를 검출한다.
그러나, 상기와 같은 경우 부하 1에서 사고가 나면 고장 검출부(37)에서 고장이 검출되고, 부하 2에서 사고가 나는 경우에도 고장 검출이 고장 검출부(37)에서 이루어진다.
그러므로 만약 제 1 DC/DC 레귤레이터(34)에 부하가 많이 연결된 경우에 하나의 부하에서 지락사고가 났을 경우 동일한 고장 검출부(37)에서 지락이 검출되어 차단기가 동작하게 되어서 다른 부하들에 전원을 공급할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 고장 검출회로에 PLC를 조합시켜 여러 선로를 가지고 있는 직류 전선로에서 지락이 발생한 선로만 정확히 검출해내고, 검출된 선로에 대응되어 있는 차단기만 작동되지 않아 해당 선로로 직류 전원이 공급되지 않도록 하기 위한 직류 선로의 고장 판별 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 실시 예는, 변전소의 직류 선로의 고장 판별 장치에 있어서, 트랜스포머를 통해 입력되는 AC 입력전원을 직류전원으로 변환시키는 다이오드 정류기; 상기 다이오드 정류기를 통해 입력되는 직류전원을 이용하여 복수의 부하와 연결되어 있는 직류 전선로의 전 류 및 전압을 검출하는 전류/전압 검출부; 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 전류 및 전압을 이용하여 상기 부하의 각각에 대응하는 트립신호1을 발생하는 제 1 트립신호 발생부와 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 전압을 이용하여 복수의 부하와 연결된 직류 전선로의 현재 상태를 체크하여 트립신호2를 발생시키는 제 2 트립신호 발생부로 구성된 트립신호 발생부; 상기 부하와 직접 연결되어 상기 부하의 이상상태를 감지하여 트립신호3을 발생시키는 제 3 트립신호 발생부; 상기 트립신호1, 2, 3을 논리곱 방식에 따라 조합시켜 차단제어신호를 출력하는 차단제어신호 발생부; 및 상기 차단제어신호 발생부를 통해 출력되는 차단제어신호에 응하여 상기 전류/전압 검출부로 직류전원이 공급 또는 차단되도록 하는 차단부를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 직류 선로의 고장 판별 장치에 관한 작용 및 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명이 적용된 직류 선로의 고장 판별 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4에 포함된 전류/전압 검출부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 고조파 인가부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 4에 포함된 제 1 트립신호 발생부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
첨부 도면 도 4에 도시된 바와 같이, 트랜스포머(100)를 통해 입력되는 AC 입력전원을 직류전원으로 변환시키는 다이오드 정류기(200)와, 상기 다이오드 정류 기(200)를 통해 입력되는 직류전원을 이용하여 복수의 부하와 연결되어 있는 직류 전선로의 전류 및 전압을 검출하는 전류/전압 검출부(300)와, 상기 전류/전압 검출부(300)를 통해 검출된 전류 및 전압을 이용하여 상기 부하의 각각에 대응하는 복수의 트립신호를 발생하는 제 1 트립신호 발생부와 상기 전류/전압 검출부(300)를 통해 검출된 전압을 이용하여 트립신호2를 발생시키는 제 2 트립신호 발생부로 구성된 트립신호 발생부(400)와, 상기 부하와 직접 연결되어 상기 부하의 이상상태를 감지하여 트립신호3을 발생시키는 제 3 트립신호 발생부(500)와, 상기 트립신호1, 2, 3을 논리곱 방식에 따라 조합시켜 차단제어신호를 출력하는 차단제어신호 발생부(600)와, 상기 차단제어신호 발생부(600)에 의해 발생된 트립신호에 응하여 전류/전압 검출부(300)로 직류전원이 공급 또는 차단되도록 하는 차단부(700)로 구성된다.
상기 전류/전압 검출부(300)의 상세 구성은 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이, 다이오드 정류기(200)로부터 입력되는 직류전원에 포함되어 있는 특정 고조파를 제거하는 블록킹 필터(330)와, 보호하고자 하는 선로에 고조파를 인가하는 고조파 인가부(310)와, 직류선로의 전압과 전류를 검출하는 신호 측정부(320)로 구성된다.
상기 고조파 인가부(310)는 첨부 도면 도 6에 도시된 바와 같이 특정주파수를 발생시키는 오실레이터(311)와, 저항(Ro), 인덕터(Lo), 캐패시터(Co) 및 트랜스포머(T)로 이루어져 상기 특정 고조파를 증폭시키고 기타 고조파는 제거하고 상기 증폭된 특정 고조파 성분만 통과되도록 하는 오실레이터 필터(312)와, 캐패시터 (Cc), 저항(Rc), 인덕터(Lc)로 이루어져 고조파 인가부(130)가 주전원으로부터 분리되도록 하는 한편, 상기 특정 고조파에서 직류성분을 제거하고 교류성분만 통과되도록 하는 커플링 필터(313)와, 선로에 교류를 공급하기 위해 선로에 부착되는 커플링 콘덴서(314)로 구성된다.
상기 신호측정부(320)는 직류선로의 전압을 검출하는 전압검출부(321)와, 직류선로의 전류를 검출하는 전류검출부(322)와, 상기 전압검출부(321) 및 전류검출부(322)로부터 공급되는 전류 및 전압에 의해 트립신호(Trip1, Trip2)를 출력하는 제1, 제 2 선택부(323)(324)로 구성된다. 상기 전압검출부(321)은 분배저항과 변압기를 이용하여 검출을 하고, 상기 전류검출부(322)는 검출용변류기를 이용하여 상시 검출한다. 전압과 전류의 검출을 통하여 지락사고뿐만 아니라 개방사고에 대하여서도 고장판별을 할 수 있다.
상기 트립신호 발생부(400)의 제 1 트립신호 발생부는 첨부 도면 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전류/전압 검출부(300)를 통해 검출된 직류 전선로의 전류레벨을 제어회로의 레벨에 맞도록 변화시켜주는 전류 게인부(410)와, 상기 직류선로로부터 검출된 전압의 위상을 보정하는 위상보정회로부(411)(413) 및 전압 게인부(412)(414)와, 상기 전압 게인부(412)(414)의 전압이 선택적으로 출력되도록 하는 스위칭부(416)와, 상기 레벨이 조정된 전류와 상기 스위칭부(416)를 통해 출력되는 위상이 보정된 전압을 입력받아 서로 비교하여 전압과 전류의 오차신호를 발생시키는 오차신호 발생부(417)와, 상기 오차신호로부터 고조파 성분만 통과시키는 제 1 밴드 패스 필터(418)와, 상기 고조파 성분으로부터 직류신호를 제거하고 AC 고조파 성분만 통과시키는 제 1 AC 커플링 회로부(419)와, 상기 AC 고조파 성분의 신호를 직류레벨로 변환시키는 전파 정류 회로부(420) 및 제 1 평활 필터(421), 상기 직류레벨로 변환된 신호와 고장에 대한 신호 레벨을 갖는 기준신호를 비교하여 신호를 발생시키는 제 1 비교기(426)와, 상기 제 1 비교기(426)에 의해 발생된 신호를 미리 설정된 시간동안 지연시켜 출력하는 타임 딜레이회로부(427)와, 직류선로의 전압(V)에 포함된 고조파 성분만 통과시키는 제 2 밴드 패스 필터(422)와, 상기 고조파 성분으로부터 직류신호를 제거하고 AC 고조파 성분만 통과시키는 제 2 AC 커플링 회로부(423)와, 상기 AC 고조파 성분의 신호를 직류레벨로 변환시키는 반파 정류 회로부(424) 및 제 2 평활 필터(425), 상기 직류레벨로 변환된 신호와 고장에 대한 신호 레벨을 갖는 기준신호를 비교하여 신호를 발생시키는 제 2 비교기(429)와, 상기 타임 딜레이회로부(427)에서 출력되는 신호와 제 2 비교기(429)에서 출력되는 신호를 논리합하여 트립신호1를 발생시키는 OR회로(428)로 구성된다.
상기 트립신호 발생부(400)의 제 2 트립신호 발생부는 첨부 도면 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 전류/전압 검출부(300)를 통해 검출된 직류 전선로의 전압의 이득을 변환시켜주는 전압 게인부(450)와, 상기 전압 게인부(450)를 통과한 신호로부터 고조파 성분만 통과시키는 밴드 패스 필터(451)와, 상기 고조파 성분으로부터 직류신호를 제거하고 AC 고조파 성분만 통과시키는 AC 커플링 회로부(452)와, 상기 AC 고조파 성분의 신호를 직류레벨로 변환시키는 전파 정류 회로부(453) 및 제 1 평활 필터(454), 상기 직류레벨로 변환된 신호와 고장에 대한 신호 레벨을 갖는 기준신호를 비교하여 트립신호 2를 발생시키는 비교기(455)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 직류 선로의 고장 판별 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 트랜스포머(100)를 통해 입력되는 AC 입력전원은 다이오드 정류기(200)에 의해 직류전원으로 변환시켜 전류/전압 검출부(300)로 입력된다.
그러면 전류/전압 검출부(300)의 블록킹 필터(330)는 다이오드 정류기(200)로부터 출력되는 직류전원에 포함되어 있는 특정 고조파를 제거한다.
그리고, 특정 고조파가 제거된 고조파를 갖는 직류전원은 고조파 인가부(310)를 통해 직류 선로에 인가되고, 상기 직류 선로에 고조파가 인가되면 신호 측정부(320)는 직류 선로의 전압 및 전류를 검출하여 트립신호1, 2를 발생시켜 출력한다. 이때 상기 트립신호 1, 2는 첨부 도면 도 4에 도시된 차단제어신호를 발생시키고, 상기 차단제어신호는 차단기를 동작시킨다.
이때, 상기 신호 측정부(320)에 의해 발생되는 트립신호1, 2는 2개로 구분되는데, 그 이유는 2회선 직류선로 중 1개만 고장이 발생된 경우에는 직류선로를 Trip 시킬 필요가 없이 경보만을 발생시킬 필요가 있기 때문에 경보와 차단을 구분하기 위해서 2개의 트립신호(Trip 1, Trip 2)를 구분하여 발생시킨다.
한편, 상기 고조파 인가부(310)는 오실레이터(311)를 이용하여 직류선로에 인가하고자 하는 고조파를 발생시켜 오실레이터 필터(312)로 출력하면, 오실레이터 필터(312)는 특정고조파를 증폭하고 기타 고조파는 제거하여 커플링 필터(313)로 출력한다. 커플링 필터(313)는 특정 고조파만을 통과시켜 커플링 콘덴서(314)로 입력되도록 하고, 커플링 콘덴서(314)는 고조파 인가부(310)를 주 전원과 분리시킨 상태에서 커플링 필터(313)를 통해 입력된 고조파를 직류선로에 인가해 준다.
한편, 상기 전류/전압 검출부(300)를 통해 검출된 전류 및 전압은 트립신호 발생부(400)의 제 1 트립신호 발생부로 입력되어 복수의 부하 각각에 대응하는 복수의 트립신호 1를 발생시킨다.
즉, 상기 제 1 트립신호 발생부는 첨부 도면 도 7에 도시된 바와 같이 상기 직류/전압 검출부(300)에 의해 검출된 직류 전선로의 전류레벨을 전류 게인부(410)를 통해 제어회로의 레벨에 맞는 신호레벨로 변화시켜주는 한편, 상기 직류/전압 검출부(300)에서 검출된 전압은 위상을 보정하는 위상보정회로부(411)(413)와 전압 게인부(412)(414)을 거치면서 변화된다.
상기 레벨 및 위상이 변화된 전류와 전압 신호는 오차신호 발생부(417)로 입력되고, 오차신호 발생부(417)는 전압과 전류의 오차신호를 발생시켜 제 1 밴드 패스 필터(418)로 공급된다.
상기 제 1 밴드 패스 필터(418)는 전압과 전류의 오차신호에 포함되어 있는 고조파 성분만이 제 1 AC 커플링 회로부(419)로 출력되도록 하고, 제 1 AC 커플링 회로부(419)는 제 1 밴드 패스 필터(418)를 통과한 신호 중에서 직류신호는 제거하고 순수한 AC 고조파 성분만을 통과시킨다.
상기 AC 고조파 성분으로 이루어진 신호는 전파 정류 회로부(420)와 제 1 평활 필터(421)를 거친 후에 직류레벨로 바뀌고, 직류레벨로 바뀐 신호는 제 1 비교기(426)에서 고장에 대한 신호 레벨을 가지고 있는 기준 값과 비교하여 신호를 발생시킨다.
상기 발생된 신호는 타임 딜레이회로부(427)에 의해 미리 설정된 시간동안 지연되어 출력된다.
한편, 전압신호는 제 2 밴드 패스 필터(422)와 제 2 AC 커플링 회로부(423)을 통해 순수한 고조파 성분의 신호만이 반파정류 회로부(424)와 제 2 평활 필터(425)로 입력되어 미리 설정된 직류레벨을 갖는 전압신호로 변환된다. 상기 전압신호는 고장에 대한 신호 레벨을 가지고 있는 제 2 기준 값과 제 2 비교기(429)를 통해 비교되고, 제 2 비교기(429)는 비교 결과에 따라 신호를 발생시킨다.
상기 제 2 비교기(429)에 의해 발생된 신호는 상기 타임 딜레이회로부(427)에 지연된 신호와 OR회로부(428)에 의해 논리합 방식에 따라 조합되어 트립신호1로 출력된다.
한편, 상기 트립신호2는 첨부 도면 도 8에 도시된 바와 같이 상기 트립신호 발생부(400)의 제 2 트립신호 발생부를 통해 발생되며, 이를 좀더 상세히 기술하면 전압신호를 이용하여 선로고장을 검출하는 알고리즘으로써 전압신호는 직류선로의 고장에 대한 많은 정보를 가지고 있기 때문에 전압신호만을 검출하여 전압이득부(450)를 통해 밴드패스 필터(451)와 AC 커플링회로부(452)로 입력되고, 상기 밴드패스 필터(451)와 AC 커플링 회로부(452)를 통과한 신호는 전파정류회로부(453)와 평활 필터회로부(454)로 입력되어 직류레벨을 갖는 평활신호가 출력된다. 상기 평활신호는 비교기(455)로 입력되어 기준신호와 비교되고, 비교결과에 따라 트립신호 2를 발생시켜 출력한다.
상기의 트립신호 1과 트립신호 2는 도 4에 나타낸 바와 같이 트립신호 3과 함께 논리곱 되어 차단제어신호를 발생시킨다. 발생된 차단제어신호는 차단기를 동작시켜 직류선로를 차단한다. 즉, 복수의 부하와 연결된 직류 전선로에 병렬로 연결된 제 3 트립신호 발생부(500)는 상기 직류 전선로의 현재 상태를 체크하여 트립신호3를 발생시킨다. 상기 트립 신호1, 2, 3은 앤드게이트로 이루어진 차단제어신호 발생부(600)로 입력되어 논리곱 방식에 따라 조합되어 차단제어신호를 발생시킨다. 따라서, 상기 차단제어신호는 차단부(700)의 해당 차단기의 작동 상태를 제어하여 전류/전압 검출부(300)로 직류전원이 공급 또는 차단되도록 한다.
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시 예를 가지는 본 발명은 기존의 변전소의 고장 검출회로에 PLC를 조합시켜 병렬로 여러 선로를 가지고 있는 직류 전선로에서 지락이 발생한 선로만 정확히 검출해내고, 검출된 선로에 대해서만 차단기가 작동되도록 하여 직류 전원이 공급되지 않도록 함으로써, 사고위치에 대응하는 차단기만 선택적으로 차단되어 다른 보호계전기나 릴레이는 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 변전소의 직류 선로의 고장 판별 장치에 있어서,
    트랜스포머를 통해 입력되는 AC 입력전원을 직류전원으로 변환시키는 다이오드 정류기;
    상기 다이오드 정류기를 통해 입력되는 직류전원을 이용하여 복수의 부하와 연결되어 있는 직류 전선로의 전류 및 전압을 검출하는 전류/전압 검출부;
    상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 전류 및 전압을 이용하여 상기 부하의 각각에 대응하는 트립신호1을 발생하는 제 1 트립신호 발생부와 상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 전압을 이용하여 복수의 부하와 연결된 직류 전선로의 현재 상태를 체크하여 트립신호2를 발생시키는 제 2 트립신호 발생부로 구성된 트립신호 발생부;
    상기 부하와 직접 연결되어 상기 부하의 이상상태를 감지하여 트립신호3을 발생시키는 제 3 트립신호 발생부;
    상기 트립신호1, 2, 3을 논리곱 방식에 따라 조합시켜 차단제어신호를 출력하는 차단제어신호 발생부; 및
    상기 차단제어신호 발생부를 통해 출력되는 차단제어신호에 응하여 상기 전류/전압 검출부로 직류전원이 공급 또는 차단되도록 하는 차단부;
    를 포함하는 직류 선로의 고장 판별 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전류/전압 검출부는,
    상기 다이오드 정류기로부터 입력되는 직류전원에 포함되어 있는 특정 고조파를 제거하는 블록킹 필터와, 보호하고자 하는 선로에 고조파를 인가하는 고조파 인가부와, 직류선로의 전압과 전류를 검출하는 신호 측정부,
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 선로의 고장 판별 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 고조파 인가부는,
    특정주파수를 발생시키는 오실레이터와, 저항, 인덕터, 캐패시터 및 트랜스포머로 이루어져 상기 특정 고조파를 증폭시키고 기타 고조파는 제거하고 상기 증폭된 특정 고조파 성분만 통과되도록 하는 오실레이터 필터와, 캐패시터, 저항, 인덕터로 이루어져 상기 고조파 인가부가 주전원으로부터 분리되도록 하는 한편, 상기 특정 고조파에서 직류성분을 제거하고 교류성분만 통과되도록 하는 커플링 필터와, 선로에 교류를 공급하기 위해 선로에 부착되는 커플링 콘덴서,
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 선로의 고장 판별 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 신호측정부는,
    직류선로의 전압을 검출하는 전압검출부와, 직류선로의 전류를 검출하는 전 류검출부와, 상기 전압검출부 및 전류검출부로부터 공급되는 전류 및 전압에 의해 발생된 트립신호를 출력하는 제1, 제2 선택부,
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 선로의 고장 판별 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 트립신호 발생부는,
    상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 직류 전선로의 전류레벨을 제어회로의 레벨에 맞도록 변화시켜주는 전류 게인부와, 상기 직류선로로부터 검출된 전압의 위상을 보정하는 위상보정회로부, 전압 게인부와, 상기 전압 게인부의 전압이 선택적으로 출력되도록 하는 스위칭부와, 상기 레벨이 조정된 전류와 상기 스위칭부를 통해 출력되는 위상이 보정된 전압을 입력받아 서로 비교하여 전압과 전류의 오차신호를 발생시키는 오차신호 발생부와, 상기 오차신호로부터 고조파 성분만 통과시키는 제 1 밴드 패스 필터와, 상기 고조파 성분으로부터 직류신호를 제거하고 AC 고조파 성분만 통과시키는 제 1 AC 커플링 회로부와, 상기 AC 고조파 성분의 신호를 직류레벨로 변환시키는 전파 정류 회로부 및 제 1 평활 필터와, 상기 직류레벨로 변환된 신호와 고장에 대한 신호 레벨을 갖는 기준신호를 비교하여 신호를 발생시키는 제 1 비교기와, 상기 제 1 비교기에 의해 발생된 신호를 미리 설정된 시간동안 지연시켜 출력하는 타임 딜레이회로부와, 직류선로의 전압(V)에 포함된 고조파 성분만 통과시키는 제 2 밴드 패스 필터와, 상기 고조파 성분으로부터 직류신호를 제거하고 AC 고조파 성분만 통과시키는 제 2 AC 커플링 회로부와, 상기 AC 고조 파 성분의 신호를 직류레벨로 변환시키는 반파 정류 회로부 및 제 2 평활 필터와, 상기 직류레벨로 변환된 신호와 고장에 대한 신호 레벨을 갖는 기준신호를 비교하여 신호를 발생시키는 제 2 비교기와, 상기 타임 딜레이회로부에서 출력되는 신호와 제 2 비교기에서 출력되는 신호를 논리합하여 트립신호를 발생시키는 OR회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 선로의 고장 판별 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 트립신호 발생부는,
    상기 전류/전압 검출부를 통해 검출된 직류 전선로의 전압의 이득을 변환시켜주는 전압 게인부와, 상기 전압 게인부를 통과한 신호로부터 고조파 성분만 통과시키는 밴드 패스 필터와, 상기 고조파 성분으로부터 직류신호를 제거하고 AC 고조파 성분만 통과시키는 AC 커플링 회로부와, 상기 AC 고조파 성분의 신호를 직류레벨로 변환시키는 전파 정류 회로부 및 제 1 평활 필터와, 상기 직류레벨로 변환된 신호와 고장에 대한 신호 레벨을 갖는 기준신호를 비교하여 트립신호 2를 발생시키는 비교기로 구성된 것을 특징으로 하는 직류 선로의 고장 판별 장치.
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