KR100694279B1 - 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법 - Google Patents

전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고가 발생하게 되면 지락사고에 따른 사고전류에 근거하여 지락사고가 발생한 지락구간을 식별할 수 있게 함은 물론 지락지점도 용이하게 검측할 수 있도록 하여 건전구간의 전력은 정상적으로 공급되게 하면서 사고구간의 전력만을 차단할 수 있도록 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법에 관한 것으로서, 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고가 발생하면 접지스위치를 단락시키고, 상기 접지스위치가 단락됨에 따라 형성되는 각 급전선에 흐르는 전류의 변화량을 연산하여 지락사고 지점까지의 거리를 산출하는 단계 및 상기 단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 사전에 설정된 보호구역의 범위에 포함되면 차단기를 트립 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
지락보호계전기, 보호계전기, 거리계전기, 전기철도, 직류급전계통

Description

전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법{Ground fault protective relaying method using distance relay in traction power supply system}
도 1은 일반적인 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전장치의 구성도.
도 2는 전기철도용 직류 급전계통에서 본 발명에 따른 지락보호계전시스템이 적용된 급전계통도.
도 3은 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법에 적용되는 지락보호계전기의 설정 보호구역에 대한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법을 도 3의 설정값을 예로 하여 설명하는 플로우챠트.
*도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명
10, 12, 14..정류기
20, 22, 24, 26..di/dt 거리 계전기
30, 32, 34, 36..차단기
40, 42..전철 부하
본 발명은 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고가 발생하게 되면 지락사고가 발생한 지락구간을 식별함은 물론 지락지점도 용이하게 검측할 수 있도록 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법에 관한 것이다.
전기철도는 전력의 전송로로 가공전선 또는 제 3궤조 및 레일을 사용하여 차량의 구동을 위해 필요한 전력을 공급받는 형태로 되어 있다. 전력을 차량에 공급하는 급전 형태는 크게 직류 급전방식과 교류 급전방식으로 구분되는데, 국내의 전기철도는 직류 급전방식의 급전계통을 사용하고 있다.
상기한 직류 급전계통은 일반 전력 계통으로부터 수전하는 특별고압의 교류전기를 변전소에서 직류로 변환하여 전차선로에 직류 전력을 공급하게 된다.
상기한 직류 급전계통은 연장이 긴 전차선로의 말단까지 규정된 전압을 안정적으로 공급하기 위해서 적정한 구간마다 변전설비를 갖추고 있는데, 각 변전소에는 차량 운행 도중 예기치 않은 사고 등으로 인하여 지락사고가 발생할 경우 각종 설비를 보호하고 공공의 안전을 확보하기 위하여 지락보호계전기를 설치하여 사고를 판단하고 신속하게 전력공급을 차단하게 된다.
도 1은 상기한 직류 급전계통에 의해 급전되는 전기철도용 직류 급전시스템 에서 각 변전소에 설치되어 사용되는 지락보호계전기의 일예를 나타낸 도면이다. 이러한 종래의 지락보호계전기는 고장거리에 관계없이 변전소 보호구역내의 근거리 뿐만 아니라 보호구역을 벗어난 원거리에서 발생한 지락에도 반응하여 전력 공급을 차단할 수 있도록 되어 있다.
그런데, 상기한 바와 같은 종래의 지락보호계전방식은 지락사고가 발생하였는지의 여부를 판단할 수 있으나, 지락사고가 어느 구간에서 발생하였는지를 판단할 수가 없다는 문제점이 있었다.
즉, 지락으로 인해 대지 전위가 DC 네가티브 버스의 전위보다 높아지게 되면 각 변전소에 설치되는 지락보호계전기의 접지저항기를 통해 지락전류가 흐르기 때문에 어느 구간에서 지락이 발생하였는지를 알 수가 없으므로 지락이 발생한 사고구간뿐만 아니라 지락사고가 발생하지 않은 건전구간의 전원도 차단되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고가 발생하게 되면 지락사고에 따른 사고전류에 근거하여 지락사고가 발생한 지락구간을 식별할 수 있게 함은 물론 지락지점도 용이하게 검측할 수 있도록 하여 건전구간의 전력은 정상적으로 공급되게 하면서 사고구간의 전력만을 차단할 수 있도록 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법은 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고가 발생하였는지의 여부를 판단하는 단계; 지락사고가 발생하게 되면 접지스위치를 단락시키는 단계; 상기 접지스위치가 단락됨에 따라 형성되는 급전선 전류의 변화량을 연산하는 단계; 상기 연산된 전류의 변화량에 근거하여 지락사고 지점까지의 거리를 산출하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 거리 산출 단계에서의 거리 산출은 하기의 수학식, 즉
Figure 112005032371207-pat00001
Figure 112005032371207-pat00002
Figure 112005032371207-pat00003
Figure 112005032371207-pat00004
(여기서, D는 사고지점까지의 거리, if는 급전선 지락전류, E는 급전 전압, L은 선로의 리액턴스, R은 선로저항을 나타낸다.)에 의하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 거리 산출 단계에서의 거리 산출은 E/L 계측의 직접 수행이 어려울 경우 하기의 수학식, 즉
Figure 112005032371207-pat00005
Figure 112005032371207-pat00006
(여기서, D는 사고지점까지의 거리, if는 급전선 지락전류, E는 급전 전압, L은 선로의 리액턴스, R은 선로저항, SS는 if가 스테디 스테이트(Steady State)에 도달한 시간, Time Constant는 시정수를 나타낸다.) 에 의하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법은 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고에 따라 해당 차단기를 트립 제어하기 위한 보호구역을 사전에 설정하여 둔 상태에서, 지락사고가 발생하면 접지스위치를 단락시키는 단계; 상기 접지스위치가 단락됨에 따라 형성되는 급전선 전류의 변화량을 검측하여 지락사고 지점까지의 거리를 산출하는 단계; 상기 단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 사전에 설정된 보호구역의 범위에 포함되면 해당 차단기를 트립 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 차단기 트립 제어 단계는, 상기 지락거리 산출단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 사전에 설정된 보호구역 1의 범위에 포함되면 차단기를 트립 제어하는 제 1단계; 상기 지락거리 산출단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 상기 보호구역 1의 범위에 포함되지 않고, 사전에 설정된 보호구역 2의 범위에 포함되면 상기 보호구역 2와 연계된 지연시간 경과 후 차단기를 트립 제어하는 제 2단계; 상기 지락거리 산출단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 상기 보호구역 2의 범위에 포함되지 않으면 보호구역 3의 범위에 포함되는 것으로 보고 상기 보호구역 3과 연계된 지연시간 경과 후 차단기를 트립 제어하는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전시스템에 적용되는 직류 급전계통도로서, 본 발명을 이해하기 용이하도록 하나의 변전소에 구비되는 64P 계전기, 정류기, di/dt 거리계전기, 차단기 등에 대해서 도시한 것이다.
본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전시스템에 적용되는 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)는 급전선 전류의 di/dt(time=0) 값을 측정하여 사고지점까지의 거리를 산출하고, 그 거리가 주 보호구역 내이면 해당 차단 기(30, 32, 34, 36 중 1개)를 트립시키고 주 보호구역 밖이면 적절한 시간 지연 후에 해당 차단기(30, 32, 34, 36 중 1개)를 트립 동작시키도록 함으로써 인접변전소에 설치되는 di/dt 거리 계전기와 보호협조가 이루어지게 한다.
여기서, 상기 지락사고의 발생여부는 64P 계전기에 의해 이루어지는데, 64P 계전기는 정류기 부극과 대지 사이의 전위차를 검측하여 그 전위차가 사전에 설정된 기준 전위차 이상이면 지락사고로 판정하게 되고, 지락사고가 판정되면 접지스위치(Ground Switch)를 단락시키게 된다.
상기한 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)가 동작하기 위해서는 충분한 사고전류가 흘러야 하는데, 이것을 위해서는 정류기(10, 12, 14)의 부극과 대지 사이에 접지스위치가 설치되고, 접지사고가 발생하게 되면 64P 계전기는 상기 접지스위치를 즉각적으로 단락시킴으로써 di/dt 거리계전기(20, 22, 24, 26)의 동작에 필요한 충분한 지락전류가 흐를 수 있도록 한다.
그러나, 상기한 접지스위치의 단락은 단지 접지사고가 발생되었다는 정보를 줄 뿐 접지사고지점이 다수의 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26) 중 어느 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)의 주 보호구역 내에서 발생하였는지에 대한 정보는 주지 못하는데, 본 발명에 따른 di/dt 거리계전기(20, 22, 24, 26)는 지락사고 발생 지점을 산출함으로써 지락사고가 자기의 보호구역인지 아닌지를 판단하고 자기구역으로 판단되면 자기보호구역에 설치된 차단기(30, 32, 34, 36 중 1개)를 트립 제어하도록 제어신호를 출력한다.
따라서, 본 발명에 따른 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)는 사고 위치를 판단할 수 있으므로 접지스위치와 함께 설치되어 급전선로의 접지사고에 가장 가까운 차단기(30, 32, 34, 36)만을 선택 차단하여 시스템을 보호하고 건전구간의 전력공급은 계속 유지시킴으로써 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)는 접지스위치가 단락됨에 따라 형성되는 급전선 전류의 변화량에 근거하여 지락사고지점까지의 거리를 산출하게 되는데, 이하에서는 그 상세한 과정을 설명한다.
전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고가 발생하여 접지스위치가 단락되었을 때 지락사고 전류는 일반적으로 하기의 수학식 1과 같이 변한다.
Figure 112005032371207-pat00007
여기서, if는 급전선 지락전류, R은 선로의 저항, E는 급전 전압, L은 선로의 리액턴스를 나타낸다.
이어서, 지락사고에 의한 접지스위치가 단락되는 순간의 사고전류의 변화율은 하기의 수학식 2와 수학식 3과 같이 된다.
Figure 112005032371207-pat00008
Figure 112005032371207-pat00009
Figure 112005032371207-pat00010
여기서, D는 사고지점까지의 거리, if는 급전선 지락전류, R은 선로의 저항, E는 급전 전압, L은 선로의 리액턴스를 나타낸다.
상기한 수학식 4와 같이 지락사고지점까지의 거리는 급전전압을 사고전류 증가율(접지스위치가 닫힌 이후)로 나눈 값에 비례하여 사고지점까지의 거리를 산출할 수 있다. 또한 상기한 수학식 4에 의해 결정되는 값은 저항 R에 무관하므로 지락사고 시 접지저항 값에 관계없이 지락사고지점까지의 거리를 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)는 상기의 수학식 4에 나타낸 바와 같이 [di/dt]t=0를 계측 혹은 연산함으로써 사고지점까지의 거리를 산출하게 되는데, 실제적으로는 [di/dt]t=0의 직접 측정이 매우 어려우므로 하기의 수학식 5 및 수학식 6에 의해 간접적으로 [di/dt]t=0를 계측할 수 있다. E/L 값을 구하면 L 값을 구할 수 있고, L 값을 알면 지락사고가 발생한 지점까지의 거리를 구할 수 있다.
Figure 112005032371207-pat00011
Figure 112005032371207-pat00012
여기서, D는 사고지점까지의 거리, SS는 if가 과도상태에서 벗어나 안정적인 상태(Steady State)에 이르는 시간이고, Time Constant는 지락에 의한 사고 과도전류의 시정수를 나타낸다.
즉, 지락에 의한 사고전류의 스테디 스테이트 값을 구하고, 이 스테디 스테이트 값의 일정비율에 이르는 시간(예컨대, 시정수의 경우 63.21%)을 측정하면 상기 수학식 5와 같이 E/L을 구할 수 있다. 상기의 수학식 5에서는 일정비율에 이르는 시간으로 시정수를 이용하였지만 다른 값을 이용하여도 관계없다.
그리고, 상기한 수학식 3 내지 수학식 5에 의해 결정되는 값 E/L은 선로저항 R에 무관하므로 지락사고시의 접지저항 값에 관계없이 지락사고 지점까지의 거리를 나타내므로 고저항 지락사고도 용이하게 검출할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전시스템 및 그 방법에 적용되는 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)의 설정값에 대한 예시도이다. 실제로 인접변전소와의 사이에는 2개 이상의 급전선이 존재할 수 있으나, 본 도에서는 설명을 위해 1개 급전선만 표시하였다.
본 발명에 따른 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)는 각 변전소마다 또한 각 급전선마다 설치되는데, 도 3은 본 발명에 따른 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)에 설정되는 다중 보호구역을 설명하기 위하여 제 1변전소(Sub_A)와 이 제 1변전소(Sub_A)와 인접한 제 2변전소(Sub_B) 사이의 1개 급전선로로 한정하여 도시하였다. 상기 다중 보호구역은 di/dt 거리계전기(20, 22, 24, 26)의 동작 여부를 결정하는 중요한 요소로서, di/dt 거리계전기(20, 22, 24, 26)는 설정된 보호구역 내에서 지락사고가 발생하였을 때 해당 차단기(30, 32, 34, 36)로 트립 제어를 출력하게 된다. 또한 각 보호구역과 연계된 시간지연을 통해 인접변전소의 di/dt 거리계전기와의 사이에 보호협조가 이루어진다.
변전소의 각 급전선에 설치되는 di/dt 거리 계전기(20, 22, 24, 26)는 도 3에 도시한 바와 같이 동작거리가 설정되어 보호구역이 제한되는데, 각 di/dt 거리계전기(20, 22, 24, 26)에 대한 보호구역은 인접한 양 변전소(Sub_A와 Sub_B)간의 거리를 기준으로 하여 80%에 해당되는 동작거리를 보호구역으로 설정하거나 200%에 해당되는 동작거리를 보호구역으로 설정하는 등 사용자의 편의에 따라 조정이 가능하다.
상기 di/dt 거리계전기(20, 22, 24, 26)에 대한 동작을 보다 상세하게 설명한다.
상기 제 1변전소(Sub_A)에 설치된 di/dt 거리 계전기(20)가 인접변전소(Sub_B)까지의 거리 대비 80%로 보호구역이 설정된 경우, 상기 di/dt 거리 계전기(20)는 지락사고의 발생을 감지하게 되면 무조건 자신의 주보호구역에 있는 해당 차단기(30)로 트립을 요구하는 신호를 출력하게 된다.
그리고, 상기 di/dt 거리 계전기(20)가 인접변전소(Sub_B)까지의 거리 대비 200%로 보호구역이 설정된 경우, 상기 di/dt 거리 계전기(20)는 지락사고를 감지하였더라도 자신의 관할 영역에 있는 차단기(30)로 트립 요구신호를 즉시 출력하지 않고 소정 시간이 경과하기를 기다린 이후, 그때에도 지락상태가 감지되면 해당 차단기(30)로 트립신호를 출력하게 된다.
이어서, 도 4에 도시한 플로우차트를 참조하여 본 발명에 따른 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법에 대해서 설명한다. 이하에서 64P 계전기와 di/dt 거리 계전기 및 차단기는 모든 변전소에 설치되는 것이므로 그 참조부호는 생략한다.
우선, 본 발명에 따른 지락보호계전시스템에는 64P가 설치되어 네가티브 버스와 대지 사이의 전위차에 근거하여 지락을 감지함은 물론 지락이 감지되면 정류기 부극에 설치되는 접지스위치를 단락 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 본 발명에 따른 di/dt 거리 계전기는 거리에 따라 보호구역을 설정할 수 있다.
상기 보호구역은 전술한 바와 같이 인접한 양 변전소간의 거리 대비 백분률로 표현할 수 있다. 예컨대, 상기 보호구역은 사용자의 요구에 따라 보호구역 1(Zone 1)은 양 변전소간의 거리 대비 80%, 보호구역 2(Zone 2)는 양 변전소간의 거리 대비 200%, 보호구역 3(Zone 3)은 보호구역 2에 포함되지 않는 부분으로 설정되는 것이 가능한데, 하나의 보호구역을 설정하거나 둘 이상의 보호구역을 설정할 수 있다.
그리고, 상기 di/dt 거리 계전기는 상기한 보호구역 2 및 보호구역 3과 관련되어 지연시간이 설정되는데, 상기 지연시간은 지락사고가 발생되었을 때 해당 차 단기를 트립 제어할 때까지 지연되어야 하는 시간을 의미하며, 이 지연시간은 인접변전소에 구비되는 di/dt 거리계전기들과의 보호협조를 위해 설정된다.
전술한 바와 같이 각 di/dt 거리계전기에 보호구역이 설정된 상태에서, 전기철도용 직류 급전계통 중 임의의 지점에서 지락사고가 발생하게 되면 정류기 부극과 대지 사이에 전위차(VGN)가 발생하게 되는데, 64P 계전기는 상기 전위차(VGN)가 사전에 설정된 기준 전위치(V_set)를 초과하는 지의 여부를 판별하게 된다(S10).
상기 판단(S10) 결과, 상기 64P 계전기는 상기 전위차(VGN)가 상기 기준치(V_set)를 초과하게 되면, 정류기의 부극에 설치되는 접지스위치를 단락시키게 된다(S12).
이어서, 상기 di/dt 거리 계전기는 접지스위치가 단락됨에 의해 형성되는 급전선 전류의 변화량을 검측하게 된다. 이러한 전류의 변화량의 검측은 전술한 바와 같이 수학식 1 내지 수학식 6에 의하여 수행된다.
이어서, 상기 di/dt 거리 계전기는 상기한 바와 같이 검측된 전류의 변화량에 따른 지락사고 지점까지의 거리가 보호구역 1의 영역범위 안에 포함되는 지의 여부를 판단하게 된다(S14).
상기 판단(S14) 결과, di/dt 거리 계전기는 지락사고 지점이 보호구역 1의 범위 안에 포함되게 되면, 자신의 관할영역에 있는 해당 차단기로 트립 제어신호를 출력(S16)하고 지락사고 지점이 보호구역 1의 범위 안에 포함되지 않으면 이하의 과정을 수행한다.
이어서, di/dt 거리 계전기는 지락사고 지점이 보호구역 1의 범위 안에 포함 되지 않으면, 지락사고 지점이 보호구역 2의 범위 안에 포함되는 지의 여부를 판단하게 된다(S18).
상기 판단(S18) 결과, di/dt 거리 계전기는 지락사고 지점이 보호구역 2의 범위 안에 포함되게 되면, 지락상태가 계속 존재하는지를 판단(S20)함과 더불어 지락사고가 보호구역 2와 연계된 제 1지연시간을 초과하여 유지되는지를 판단(S22)하여 상기 제 1지연시간을 초과하여 지락사고가 유지되게 되면 자신의 급전선로에 설치된 해당 차단기로 트립 제어신호를 출력하게 된다(S24). 여기서, 지락상태의 판단은 도 2에 도시한 접지스위치에 흐르는 전류 Ig값의 변화에 의해 수행된다. 이 판단 방법은 시스템의 성격에 따라 달라지는데, 부하전류가 대지와 절연이 잘된 제 3궤조를 통하여 부하전류의 귀환회로가 형성된 경우에는 접지전류에 최대누설전류 Ig_set값을 설정하여 Ig값이 사전에 설정된 상기 Ig_set값보다 큰 상태를 지락상태로 판단할 수 있고, 주행레일이 부하전류의 귀환회로로 이용될 경우에는 주행레일로부터의 누설전류가 상대적으로 크므로 접지스위치 전류에 대하여 사전에 (-△I/△t)set값을 설정하여 접지스위치 전류의 -△I/△t값이 상기 설정값보다 작아지면 지락상태가 해제된 것으로 판단할 수 있다. 또한 상기한 2가지의 판단방법을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 판단(S18) 결과, di/dt 거리 계전기는 지락사고 지점이 보호구역 2의 범위 안에 포함되지 않게 되면 이하의 과정을 수행한다.
즉, di/dt 거리 계전기는 지락사고가 보호구역 3과 연계된 제 2지연시간 동안 유지되는지를 판단(S26, S28)하여 상기 제 2지연시간을 초과하여 지락사고가 유 지되게 되면 자신의 급전선로에 설치된 해당 차단기로 트립 제어신호를 출력하게 된다(S30).
한편, 상기 판단(S20, S26)의 결과, 지락사고가 해제되면 단계(S32)로 이행하여 접지스위치를 개방하게 된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법은 지락사고가 발생하면 지락여부를 판별함은 물론 지락사고 지점까지의 거리의 연산이 가능하고, 이 연산된 지락 거리에 따라 해당 차단기를 트립 제어하도록 하게 된다.
전술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명에 따른 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법은, 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고가 발생하게 되면 지락사고에 따른 사고전류에 근거하여 지락사고가 발생한 급전선 및 지락구간을 식별할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지락사고가 발생하면 그 지락사고가 발생한 지점을 용이하게 검측할 수 있기 때문에 건전구간의 전력은 정상적으로 공급되게 하면서 사고구간의 전력만을 차단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고에 따라 해당 차단기를 트립 제어하는 보호구역을 사전에 설정하여 둔 상태에서, 지락사고가 발생하면 접지스위치를 단락시키는 단계;
    상기 접지스위치가 단락됨에 따라 형성되는 급전선 전류의 변화량을 연산하여 지락사고 지점까지의 거리를 산출하는 단계;
    상기 거리를 산출하는 단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 상기 보호구역의 범위에 포함되면 해당 차단기를 트립 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 거리 산출 단계에서 산출된 거리는 하기의 수학식에 의하여 결정되는 값 D인 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락 거리 산출방법.
    Figure 112005032371207-pat00013
    Figure 112005032371207-pat00014
    Figure 112005032371207-pat00015
    Figure 112005032371207-pat00016
    여기서, D는 사고지점까지의 거리, if는 급전선 지락전류, E는 급전 전압, L은 선로의 리액턴스, R은 선로저항을 나타낸다.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 거리 산출 단계에서의 거리산출은 하기의 수학식에 의하여 결정되는 값 D인 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락 거리 산출방법.
    Figure 112005032371207-pat00017
    Figure 112005032371207-pat00018
    여기서, D는 사고지점까지의 거리, if는 급전선 지락전류, E는 급전 전압, L은 선로의 리액턴스, R은 선로저항, SS는 if가 스테디 스테이트(Steady State)에 도달한 시간, Time Constant는 시정수를 나타낸다.
  5. 삭제
  6. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 차단기 트립 제어 단계는,
    상기 지락거리 산출단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 사전에 설정된 보호구역 1의 범위에 포함되면 차단기를 트립 제어하는 제 1단계;
    상기 지락거리 산출단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 상기 보호구역 1의 범위에 포함되지 않고, 사전에 설정된 보호구역 2의 범위에 포함되면 상기 보호구역 2 정보와 연계된 지연시간 경과 후 차단기를 트립 제어하는 제 2단계;
    상기 지락거리 산출단계에서 산출된 지락사고 지점까지의 거리가 상기 보호구역 2의 범위에 포함되지 않으면 보호구역 3 정보와 연계된 지연시간 경과 후 차단기를 트립 제어하는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 지락보호계전방법.
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