KR100766365B1 - 전기철도용 직류급전계통에서의 델타아이지락보호계전시스템 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고 발생시, 지락 발생 급전선을 예상하여 우선적으로 차단함에 따라 사고에 따른 피해를 최소화 시킬 수 있음은 물론, 실제 지락 발생 급전선을 신속하고 정확히 판별할 수 있는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템은, 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하고, 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 지락 감지부와, 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 검출된 급전선들의 지락전류값을 비교하여 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하고 상기 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급전선 식별부, 및 자기 변전소로부터 인접 변전소로 차단기트립신호를 송신하고 인접 변전소의 차단기트립신호를 수신한 경우, 자기 변전소의 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판별하고 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기는 재폐로시키는 지락급전선 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지 락보호계전시스템은, 각 차단기의 부하측에 설치되되, 자기 변전소와 인접 변전소 모두 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기를 포함하고 있어 전압값이 설정치 이하인 경우, 상기 자기 변전소와 인접 변전소 사이에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판별하는 전압계를 포함하여 지락 발생 급전선을 더욱 신속하고 용이하게 판별할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 바람직하게는 상기 지락 감지부가 지락전류값을 검출한 후 상기 접지스위치를 다시 개방시켜 다른 변전소에서 지락을 감지하지 못하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
지락사고, 지락보호계전기, DC 급전시스템, 접지 스위치, 차단기, 전압계
Description
도 1은 종래 기술에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전기를 나타낸 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 급전선 식별부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전선 식별부의 전류변화량 검출부를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 지락급전선 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20a, 20b, 20c: 지락 감지부 21a, 21b, 21c: 접지스위치
22a, 22b, 22c: 정류기 23a, 23b, 23c: 정류기용 변압기
24a, 24b, 24c: 차단기 30a, 30b, 30c: 급전선 식별부
31a ~ 34a: 전류변화량 검출부 35a: 비교부
36a: 트립 제어부 40a, 40b, 40c: 지락급전선 제어부
41a: 트립신호송수신부 42a: 타이머
43a: 지락구간 판별부 44a: 재페로 제어부
60: 전압계
본 발명은 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고 발생시, 지락 발생 급전선을 예상하여 우선적으로 차단함에 따라 사고에 따른 피해를 최소화 시킬 수 있음은 물론, 실제 지락 발생 급전선을 신속하고 정확히 판별할 수 있는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기철도는 전력의 전송로로 가공전선, 또는 제 3궤조 및 레일을 사용하여 철도차량의 구동을 위해 필요한 전력을 공급받고 있으며, 전력을 철도차량에 공급하는 급전 형태는 크게 직류 급전방식과 교류 급전방식으로 구분된다.
그 중, 직류 급전방식은 그 길이가 긴 선로의 말단까지 규정된 전압을 안정적으로 공급하기 위해서 적정한 구간마다 변전소를 갖추고 있는데, 각 변전소에는 차량 운행 도중 예기치 않은 사고 등으로 인하여 지락사고가 발생할 경우 각종 설비의 보호 및 공공의 안전을 확보하기 위해 지락보호계전기를 설치하여 전력공급을 차단할 수 있도록 하고 있다.
이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 지하에 매설된 금속 시설물의 전식 등을 방지하기 위해 DC 네거티브 버스를 대지로부터 절연하되, 지락보호계전기('64P') 내의 접지저항기('R')를 통해서 접지시켜 지락전류 Ig가 접지저항기('R')를 통해 흐를 때 접지저항기('R') 양단의 전압을 측정하고 사전에 설정된 기준값과 비교하여 지락발생여부를 판단할 수 있도록 하고 있다.
그리고, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 일 예로써 가공전선인 상행선의 일 지점에서 지락사고가 발생하면, 지락보호계전기(10a, 10b, 10c)에서 지락을 감지 후, 각각 해당 변전소의 모든 급전선(LD, LU, RD, RU) 차단기(12a, 12b, 12c)를 트립하도록 되어 있다.
그런데, 상기한 바와 같은 종래의 지락보호계전 방식은 변전소 B(B_Sub)와 변전소 C(C_Sub) 사이의 상행선에서 지락사고가 발생하였으므로, 변전소 B(B_Sub)의 차단기들(12b) 중 RU 급전선의 차단기와 변전소 C(C_Sub)의 차단기들(12c) 중 LU 급전선의 차단기 만이 트립되어야 함에도 불구하고, 지락사고에 의해 대지전위가 네거티브 버스인 'DC(-)'의 전위보다 높아져 상술한 바와 같이 지락보호계전기(10b, 10c)가 동작되면 변전소 B(B_Sub)의 모든 차단기들(12b)과 변전소 C(C_Sub)의 모든 차단기들(12c)이 트립된다는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 변전소 A(A_Sub)의 지락보호계전기(10a)는 물론, 기타 도시하지 않은 다른 변전소의 지락보호계전기도 동작 가능하여 다수개 변전소의 모든 차단기가 트립된다는 문제점이 있었다.
즉, 지락사고 구간을 정확히 판단할 수 없어, 지락사고와 무관한 건전구간에도 전력공급을 차단하여 광범위하게 철도차량 운행의 차질이 발생하는 등 지락사고의 파급영향이 불필요하게 확대된다는 문제점이 있었다. 특히, 철도차량이 교량, 지하구간, 및 터널 등을 운행중 이러한 지락사고가 발생할 경우에는 승객과 차량의 안전에 심각한 위험을 초래할 수 있다는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하여, 전기철도용 직류 급전계통에서 지락사고 발생시, 지락 발생 급전선을 예상하여 우선적으로 차단함에 따라 사고에 따른 피해를 최소화 시킬 수 있음은 물론, 실제 지락 발생 급전선을 신속하고 정확히 판별할 수 있는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템은 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하고, 상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 지락 감지부와, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 검출된 급전선들의 지락전류값을 비교하여 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하고, 상기 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급전선 식별부 및 상기 자기 변전소로부터 인접 변전소로 차단기트립신호를 송신하고 상기 인접 변전소의 차단기트립신호를 수신한 경우, 상기 자기 변전소의 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판별하고, 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기는 재폐로(reclosing)시키는 지락급전선 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템은 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하고, 상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 지락 감지부와, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 검출된 급전선들의 지락전류값을 비교하여 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하고, 상기 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급 전선 식별부와, 각 차단기의 부하측에 설치되되, 자기 변전소와 인접 변전소 모두 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기를 포함하고 있어 전압값이 설정치 이하인 경우, 상기 자기 변전소와 인접 변전소 사이에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판별하는 전압계 및 상기 전압계를 감시하여, 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기는 재폐로(reclosing)시키는 지락급전선 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지락 감지부는, 상기 지락전류값을 검출한 후에는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치를 다시 개방시키도록 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 급전선 식별부는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락된 시점(tc) 부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 1)하여 상기 지락전류값을 검출하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 급전선 식별부는, 누설저항이 작은 급전계통 시스템에 있어서 상기 지락사고가 발생된 시점(tf)부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 2)하여 상기 지락전류값을 검출하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
단, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 지락급전선 제어부는, 상기 두 변전소의 차단기트립신호가 모두 상행 급전선 차단기로부터 발생된 것이거나 혹은 하행 급전선 차단기로부터 발생된 것일 경우, 상기 두 변전소의 지락예상 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판단하도록 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 제어방법은 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하는 지락사고 감지단계와, 상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 접지스위치 단락단계와, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 각 급전선의 지락전류값을 검출 및 비교하여 상기 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하는 트립 차단기 식별단계와, 상기 식별된 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급전선 트립단계 및 상기 자기 변전소로부터 인접 변전소로 차단기트립신호를 송신하고, 상기 인접 변전소의 차단기트립신호를 수신한 경우, 상기 자기 변전소의 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판별하고, 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기를 재폐로시키는 급전선 재폐로단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 제어방법은 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하는 지락사고 감지단계와, 상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 접지스위치 단락단계와, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 각 급전선의 지락전류값을 검출 및 비교하여 상기 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하는 트립 차단기 식별단계와, 상기 식별된 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급전선 트립단계와, 각 차단기의 부하측 전압값을 측정하여, 자기 변전소와 인접 변 전소 모두 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기를 포함하고 있어 전압값이 설정치 이하인 경우, 상기 자기 변전소와 인접 변전소 사이에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판별하는 지락구간 검출단계 및 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기는 재폐로시키는 급전선 재폐로 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지락전류값을 검출 후에는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치를 다시 개방시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 트립 차단기 식별 단계는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락된 시점(tc) 부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 1)하여 상기 지락전류값을 검출하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 상기 트립 차단기 식별 단계는, 누설저항이 작은 급전계통 시스템에 있어서 상기 지락사고가 발생된 시점(tf)부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 2)하여 상기 지락전류값을 검출하는 단계인 것이 바람직하다.
단, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 급전선 재폐로 단계는, 상기 두 변전소의 차단기트립신호가 모두 상행 급전선 차단기로부터 발생된 것이거나 혹은 하행 급전선 차단기로부터 발생된 것일 경우, 상기 두 변전소의 지락예상 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판단하는 단계인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 전기 철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 직류 급전계통의 전기철도시스템은 직류 전원의 공급을 위해 변전소(A_Sub, B_Sub, C_Sub)로부터 3상 전력을 수전하여 정류기용 변압기(23a, 23b, 23c)에서 정류기(22a, 22b, 22c) 입력에 적합한 전압으로 변환한 후 정류기(22a, 22b, 22c)에서 교류를 직류로 변환한다.
직류 급전계통은 포지티브 버스(positive bus) 'DC(+)'와 네가티브 버스(negative bus) 'DC(-)'를 갖고, 철도차량에 전원을 공급하는 급전선(LD, LU, RD, RU)은 포지티브 버스 'DC(+)' 측에 설치된 차단기(24a, 24b, 24c)를 포함하여 전기철도선로를 따라 설치되어 있으며, 철도차량의 집전장치는 이 급전선(LD, LU, RD, RU)을 통해 직류 전원을 공급받는다.
공급된 직류 전원은 철도차량의 추진장치를 구동하는 동력으로 사용된 후, 전기철도선로를 따라 설치되어 있는 DC 귀환회로를 통해 다시 변전소(A_Sub, B_Sub, C_Sub)로 돌아가 정류기(22a, 22b, 22c) 네가티브 버스 'DC(-)'에 연결되며, 철도차량(25, 26)의 주행레일이 상기 귀환회로로 사용되기도 한다.
이때, 철도차량에 직류 전원을 공급하는 급전선(LD, LU, RD, RU)이 지락되었을 경우, 이 지락사고를 신속하게 감지하여 급전선(LD, LU, RD, RU)의 차단기(24a. 24b, 24c)를 트립시킴에 따라 직류급전계통을 보호할 수 있도록 지락보호계전시스 템이 사용되고 있다.
이러한 구성에 있어, 본 발명에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템은, 크게 지락사고의 발생을 감지하고 지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)들을 단락 및 개방시키는 지락 감지부(20a, 20b, 20c)와, 지락사고에 따른 각 급전선(LD, LU, RD, RU)의 지락전류값을 비교하여 각 변전소(A_Sub, B_Sub, C_Sub)마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 급전선(이하, "LD/LU/RD/RU"라 함)을 지락 예상 급전선으로 판별하고 이를 우선적으로 차단하는 급전선 식별부(30a, 30b, 30c), 및 서로 마주보도록 인접한 변전소와 차단기트립신호를 송수신하면서 실제 지락이 발생하지 않은 구간의 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기를 재폐로(reclosing)시키는 지락급전선 제어부(40a, 40b, 40c)를 포함하여 구성된다.
좀 더 상세히 설명하면, 지락 감지부(20a, 20b, 20c)는 대지와 네거티브 버스 'DC(-)'의 전위차를 상시 감시하고 있다가, 상행선과 하행선으로 구분된 가공전선의 일 구간에서 지락사고가 발생하여 대지의 전위가 네거티브 버스 'DC(-)' 보다 설정치 이상 차이가 나면 이를 감지할 수 있도록 하기 위한 것으로, 일 예로 과전압계전기(OVR: over voltage relay, '59')를 포함한다.
뿐만 아니라, 지락 감지부(20a, 20b, 20c)는 지락사고 감지시 지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)들을 단락시켜, 지락전류값 검출을 위한 충분한 지락전류가 흐를 수 있도록 함에 따라, 우선적으로 차단되어야 하는 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 선택할 수 있도록 구성된다.
나아가, 지락전류값을 검출한 후에는 접지스위치(21a, 21b, 21c)들을 다시 개방시켜, 지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락됨에 따라 과전압계전기('59')가 동작하지 않아 다른 변전소에서 지락을 감지하지 못하는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.
즉, 과전압계전기('59')에 의한 지락의 감지가 모든 변전소에서 반드시 이루어지는 것이 아니고, 또한 동시에 이루어지는 것도 아니어서, 어느 한 변전소에서 지락을 감지하여 지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)를 단락시키면, 그 이후로는 어느 변전소에서도 과전압계전기('59')에 의한 지락의 감지가 불가능해 질 수 있기 때문이다. 그러므로, 지락전류값을 검출 후에는 단락된 접지스위치(21a, 21b, 21c)를 다시 개방시키도록 하여야 한다.
급전선 식별부(30a, 30b, 30c)는 각 변전소마다 설치된 급전선(LD, LU, RD, RU)들 중 지락사고 발생에 따른 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 급전선(LD/LU/RD/RU)을 식별하고, 이를 지락발생 구간에 전원을 공급하던 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)으로 판단하고, 각 변전소마다 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)에 해당하는 어느 하나의 차단기를 우선적으로 트립시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이, 변전소 B의 차단기들(24b) 중 급전선 'RU'를 보호하는 차단기와, 변전소 C의 차단기들(24c) 중 급전선 'LU'를 보호하는 차단기를 우선적으로 트립시킬 수 있도록 한다.
이를 위해, 급전선 식별부(30a, 30b, 30c)는, 변전소 A의 급전선 식별부(30a)를 일 예로 도시한 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 급전선(LD, LU, RD, RU)의 지락전류값을 측정하기 위한 전류변화량 검출부(31a 내지 34a)와, 상기 전류변화량 검출부(31a 내지 34a)를 통해 검출된 지락전류값 중 그 값이 가장 큰 지락 예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 선택하기 위한 비교부(35a), 및 상기 비교부(35a)에 의해 선택된 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)에 해당하는 차단기를 트립시키기 위한 트립제어부(36a)를 포함하여 구성된다.
즉, 도 3에 예시한 바와 같이, 하나의 변전소 내에는 각각 상행선을 위한 것인지 또는 하행선을 위한 것인지에 따라 업/다운으로 구분되고, 전차선로 설계상 전원공급 구분을 위한 에어섹션(Air Section)을 기준으로 그 왼편에 위치하는지 또는 오른편에 위치하는지에 따라 레프트/라이트로 구분되는 'LD'(Left-Down), 'LU'(Left-Up), 'RD'(Right-Down), 및 'RU'(Right-Up) 급전선 중 지락전류값이 가장 큰 어느 하나를 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)으로 판단하여, 선택된 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기를 우선적으로 트립시키도록 구성된다.
이때, 지락전류값은, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 지락사고 발생 후 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락된 시점(tc) 부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 하기의 [수학식 1]과 같이 적분함에 따라 산출할 수 있다.
여기서, ΔI는 전류변화량, tc는 접지스위치 단락시점, tw는 관리자에 의해 설정된 전류변화량 측정을 위한 시간적 한계, if는 측정된 고장전류, ipreflt(pre-fault current)는 지락 발생 직전의 부하전류를 나타내며, 접지스위치 단락시점(tc) 부터 설정된 소정시간(tw)까지의 시간은 부하전류변화의 영향을 최소화하기 위한 수 밀리초(ms) 이내로 하는 것이 바람직하다.
또한, 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락된 시점(tc)에서의 고장 전류값(if_tc)과 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw)에서의 전류값(if_tw)의 차이(if_tw-if_tc)를 이용하여서도 지락전류값을 산출할 수 있다.
한편, 일부 급전계통 시스템마다 누설저항값은 서로 다르게 설계되는 바, DC 전류의 귀환회로로서 컨덕터 레일을 절연체 위에 설치하여 사용하는 제 4궤조의 경우는 누설저항값이 매우 커서 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락되기 이전에는 지락사고전류가 매우 작으므로, 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락된 시점(tc)과 설정된 소정시간(tw)에서 측정된 고장 전류값(if)에 큰 차이가 있어 상기한 [수학식 1]로도 지락전류값 측정의 신뢰도를 보장할 수 있다.
그러나, 귀환회로로 주행레일이 사용되는 경우에는, 누설저항값이 상대적으로 작아서 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락되기 이전의 지락사고전류가 매우 크므로, 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락된 시점(tc)과 설정된 소정시간(tw)에서 측정된 고장 전류값(if)의 차이가 상대적으로 작아지게 된다.
따라서, 이러한 경우에는 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락된 시점(tc)부터가 아닌, 지락사고가 발생한 시점(tf)부터 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류 변화를 하기의 [수학식 2]에 의해 적분함에 따라 지락전류값을 산출할 수 있다.
여기서, ΔI는 전류변화량, tf는 지락사고 발생시점, tw는 관리자에 의해 설정된 전류변화량 측정을 위한 시간적 한계, if는 측정된 고장전류, ipreflt는 지락사고 발생 직전의 부하전류를 나타낸다.
단, 지락사고 발생시점(tf)은 접지스위치 단락시점(tc)으로부터 과전압계전기('59')가 동작하는데 걸리는 시간을 뺀 값으로부터 산출할 수 있으며, 지락사고 발생시점(tf) 부터 설정된 소정시간(tw)까지의 시간은 20 밀리초(ms) 이내로 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 [수학식 2]와 같이 적분을 하는 대신에, 지락사고가 발생한 시점(tf)부터 설정된 소정시간(tw) 전류값의 차이(if_tw-ipreflt)를 이용하여 지락전류값을 산출할 수도 있다.
지락급전선 제어부(40a, 40b, 40c)는, 과전압계전기('59')의 동작에 의해 지락이 감지된 각 변전소 마다 하나의 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 선택하여 그 에 해당하는 차단기를 우선적으로 트립시킨 다음, 상기 차단된 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU) 중 실제 지락이 발생하지 않은 구간에 해당하는 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기는 재폐로(reclosing)하여 정상급전이 가능하도록 하기 위한 것이다.
이를 위해, 지락급전선 제어부(40a, 40b, 40c)는, 변전소 A를 일예로 도시한 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 트립 제어부(도 4의 36a)로부터 전달받은 차단기트립정보에 따라 인접한 변전소에 차단기트립신호를 송신하고, 상기 인접한 변전소에서 발생된 차단기트립신호를 수신하는 트립신호 송수신부(41a)와, 관리자에 의해 설정된 시간 이내에 차단기트립신호가 수신되는 지를 판별할 수 있도록 하는 타이머(42a)와, 자기의 변전소로부터 차단기트립신호가 송신된 후 설정된 시간이내에 인접한 변전소로부터 차단기트립신호가 송신되면 자기 변전소와 인접 변전소 사이의 구간에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판단하는 지락구간 판별부(43a), 및 실제 지락사고가 발생하지 않은 구간의 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기는 재폐로시키는 재폐로 제어부(44a)를 포함하여 구성된다.
단, 상기 지락구간 판별부(43a)는 자기 변전소와 인접 변전소의 차단기트립신호가 모두 상행선의 급전선에 해당하는 차단기인지를 판별하거나, 혹은 모두 하행선의 급전선에 해당하는 차단기인지를 더 판별하여, 실제 상행선에 지락이 발생하였음에도 불구하고 상행선과 하행선의 급전선이 각각 차단기트립신호를 송신하는 경유 등에 대한 판단실수를 최소화 할 수 있도록 한다.
이하, 상술한 본 발명의 이해를 돕기 위해 상행선만을 표시한 급전계통 개략 개념도를 도시한 도 7을 참조하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 변전소 B와 변전소 C사이에 있는 상행선에 지락사고가 발생하면, 에어섹션에 의해 지락사고 발생 구간측에 있는 변전소 A의 Bkr-RU 차단기(52)와, 변전소 B의 Bkr-RU 차단기(54)와, 변전소 C의 Bkr-LU 차단기(55), 및 변전소 D의 Bkr-LU 차단기(57)가 지락예상 급전선으로 판별되어 우선적으로 트립된다.
그 후, 변전소 A의 지락급전선 제어부(도 3의 40a참조)는 Bkr-RU 차단기(52)가 트립되었다는 신호를 변전소 B로 송신하고, 소정 시간 이내에 변전소 B로부터 Bkr-LU 차단기(53)가 트립되었다는 신호가 송신되는 지를 감시한다. 이때, 변전소 A는 차단기트립신호를 송신하지만, 변전소 B는 차단기트립신호를 송신하지 않을 것이므로, 변전소 A의 Bkr-RU 차단기(52)는 재폐로 된다.
그리고, 변전소 D의 Bkr-LU 차단기(57) 역시, 변전소 C의 Bkr-RU 차단기(56)에 의한 차단기트립신호가 송신되지 않을 것이므로, 재페로 된다.
그러나, 변전소 B의 Bkr-RU 차단기(54)와 변전소 C의 Bkr-LU 차단기(55)는 모두 트립된 상태이어서, 변전소 A와 B는 모두 서로에게 차단기트립신호를 송신할 것이고, 그에 따라 변전소 A 및 B 사이의 구간에서 지락사고가 발생한 것으로 판별하여 관리자에 의해 유지보수가 될 때까지 차단기(54, 55)의 트립 상태를 유지시키도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 지락사고 발생시 지락발생 예상 구간의 급전선(LD/LU/RD/RU)을 판별하고 그 차단기 만을 우선 트립시킴에 따라, 모든 차단기(24a, 24b, 24c)가 트립되는 것을 방지하고, 각종 설비 및 공공의 안전을 신속하게 확보할 수 있게 된다. 또한, 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기 트립 후, 지락발생 구간을 정확히 판별하여 실제 지락이 발생하지 않은 지락예상 급전선의 차단기(Bkr-LD/LU/RD/RU)는 재폐로시켜 건전구간에서의 철도차량 운행 재개가 신속히 이루어질 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템에 대해 설명하도록 한다. 단, 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 이용하여 설명하며, 중복적인 설명은 가급적 생략하도록 한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템은, 지락사고의 발생을 감지하고 지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)들을 단락 및 개방시키는 지락 감지부(20a, 20b, 20c)와, 지락사고에 따른 각 급전선(LD, LU, RD, RU)의 지락전류값을 비교하여 각 변전소(A_Sub, B_Sub, C_Sub)마다 지락전류값이 가장 큰 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 판별하고 이를 우선적으로 차단하는 급전선 식별부(30a, 30b, 30c)와, 각 차단기(24a, 24b, 24c)의 부하측에 장치되어 실제 지락사고 발생구간인지의 여부를 판별하기 위한 전압계(60), 및 상기 전압계(60)를 감시하여 상기 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기는 재폐로시키는 지락급전선 제어부(40a', 40b', 40c')를 포함하여 구성된다.
즉, 도 3을 통해 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템과는 다르게, 차단기(24a, 24b, 24c)의 부하측에 전압계(60)를 각각 구비하여 자기 변전소와 인접 변전소 사이의 부하측 전압을 계측할 수 있도로 한다.
그리고, 자기 변전소와 인접 변전소가 모두 트립된 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 포함하고 있어서 전압계(60)에 의해 계측된 전압값이 사용자에 의해 설정된 전압값 보다 작은 경우에는 자기 변전소와 인접 변전소 사이에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판별할 수 있도록 하고, 반면 자기 변전소와 인접 변전소 중 어느 하나라도 트립된 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 포함하고 있지 않아 전압계(60)에 의해 계측된 전압값이 사용자에 의해 설정된 전압값 보다 큰 경우에는 자기 변전소와 인접 변전소 사이에서 실제 지락사고가 발생하지 아니한 것으로 판별할 수 있도록 한다.
이때, 전압계(60)를 포함하여 실제 지락사고 발생구간을 판별할 수 있도록 구성하면, 지락급전선 제어부(40a', 40b', 40c')는 본 발명의 일 실시예에 따른 지락급전선 제어부(40a, 40b, 40c)와 다르게 인접 변전소에 차단기트립신호를 송신하거나 인접 변전소로부터 차단기트립신호를 수신하기 위한 트립신호송수신부(41)를 포함하지 않게 된다.
따라서, 지락 발생 급전선(LD/LU/RD/RU)을 더욱 신속하고 용이하게 판별할 수 있게 된다.
이상에서, 본 발명에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템에 대해 설명하였다. 이러한, 본 발명의 구성은 다음에서 상세히 설명할 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법을 통해 좀 더 명확한 이해가 가능할 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법은, 먼저 과전압계전기('59')에 의해 대지와 네거티브 버스 'DC(-)'의 전위차를 감시하여 가공전선(혹은, 상/하행선)에 지락사고가 발생하였는지의 여부를 판별(S10)한다.
그 결과, 지락사고가 발생하지 않은 것으로 판별되면 계속하여 지락사고가 발생하는지를 감시하고, 지락사고가 발생한 것으로 판별되면 충분한 지락전류값을 얻을 수 있도록 지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)들을 온(혹은, 단락)(S11)시킨다.
지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 단락(S11)되어 충분한 지락 전류가 흐르게 되면, 전류변화량 검출부(31a 내지 34a)는 각 급전선(LD, LU, RD, RU)의 지락전류값을 측정(S12)하고 다른 변전소에서도 지락을 감지할 수 있도록 접지스위치(21a, 21b, 21c)를 오프(S13)시킨다. 단, 상기 지락전류값의 산출을 위한 계측시간은 가급적 빠른 시간내에 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직함은 이미 설명한 바 있다.
지락전류값의 측정이 완료되면, 상기 측정된 각 급전선(LD, LU, RD, RU)의 지락전류값(혹은, 전류변화량)을 비교부(35)에서 비교하여 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선(LD/LU/ RD/RU)을 판별(S14)하고, 트립제어부(36)는 상기 판별된 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 보호하기 위한 차단기를 트립(S15)시킨다.
차단기가 트립(S15)되면, 도 6및 7을 통해 설명한 바와 같이, 지락사고 방향의 인접 변전소에 차단기트립신호를 송신(S16)한다.
이때, 지락사고 방향의 인접 변전소에서도 차단기트립신호가 송신되는 지의 여부를 판별(S17)하여, 차단기트립신호가 송신된 것으로 판별되면 자기 변전소의 지락예상 급전선과 인접 변전소의 지락예상 급전선 사이에서 실제 지락이 발생한 것으로 판단하여 차단기 트립 상태를 유지시킨다. 그리고, ΔI지락보호계전시스템을 초기화(reset)시킨 후 상술한 바와 같은 루틴(routine)이 반복될 수 있도록 한다.
단, 자기 변전소와 인접 변전소의 차단기트립신호는 모두 상행선의 급전선에 해당하는 차단기에 관한 것인지를 판별하거나 혹은 모두 하행선의 급전선에 해당하는 차단기에 관한 것인지를 더 판별하여, 발생 가능한 지락 구간 판단 실수를 최소화 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 인접 변전소에서 차단기트립신호가 송신되지 않은 것으로 판별되면, 관리자에 의해 설정된 재폐로 설정시간이 경과하였는지를 판별(S18)하여, 재폐로 설정시간이 경과하지 않은 것으로 판별되면 계속하여 인접 변전소에서 차단기트립신호가 송신되는지를 감시(S17)한다.
반면, 재폐로 설정시간이 경과한 것으로 판별되면, 실제 지락사고가 발생하지 않은 구간으로 판단하여 트립되었던 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)의 차단기를 재페로(S19)로 시킨다. 그리고, ΔI지락보호계전시스템을 초기화(reset)시키고, 상술한 바와 같은 루틴이 반복될 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법에 대해 설명하도록 한다. 단, 이하에서는 중복적인 설명을 가급적 생략하도록 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 도 8의 구성을 참조하여 설명하면, 먼저 과전압계전기('59')에 의해 가공전선(혹은, 상/하행선)에 지락사고가 발생하였는지의 여부를 판별(S20)한다.
그 결과, 지락사고가 발생하지 않은 것으로 판별되면 계속하여 지락사고가 발생하는지를 감시하고, 지락사고가 발생한 것으로 판별되면 지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)들을 온(혹은, 단락)(S21)시킨다.
지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 온(S21)되어 충분한 지락 전류가 흐르게 되면, 각 급전선(LD, LU, RD, RU)의 지락전류값을 측정(S22)하고 다른 변전소에서도 지락을 감지할 수 있도록 접지스위치(21a, 21b, 21c)를 오프(S23)시킨다.
지락전류값 검출용 접지스위치(21a, 21b, 21c)가 오프(S23)되면, 지락전류값을 비교부(35)에서 비교하여 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 판별(S24)하고, 상기 판별된 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU)을 보호하는 차단기를 트립(S25)시킨다.
차단기가 트립(S25)되면, 차단기 부하측의 전압값이 설정치 이하인지의 여부를 판별(S26)한다.
그 결과, 차단기 부하측의 전압값이 설정치 이하이면 자기 변전소의 지락예상 급전선과 인접 변전소의 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU) 사이에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판단하여 트립 상태를 유지시킨 후, ΔI지락보호계전시스템을 초기화(reset)시킨다.
반면, 차단기 부하측의 전압값이 설정치 이하가 아니면, 재폐로 설정시간이 경과하였는지의 여부를 판별(S27)한다. 이는, 설계 및 제조 특성상의 이유 등으로 각 과전압계전기('59') 마다 동작 편차가 발생할 수 있어, 트립 차단기 방향 변전소의 과전압계전기('59')가 미처 동작하기 이전에 자기 변전소에서 접지스위치가 단락되면 상기 트립된 차단기 방향 변전소의 과전압계전기('59')가 동작하지 않을 수도 있으므로, 이러한 경우 대비하여 단락된 접지스위치를 다시 열고 인접 변전소의 과전압계전기('59')가 동작하여 해당 차단기가 동작할 수 있는 시간을 기다리기 위해서이다.
그 결과, 재폐로 시간이 경과하지 않았다면 계속하여 재폐로 시간이 경과하는지의 여부를 감지하고, 재폐로 시간이 경과하였다면 자기 변전소의 지락예상 급 전선(LD/LU/RD/RU)과 인접 변전소의 지락예상 급전선(LD/LU/RD/RU) 사이에서 실제 지락사고가 발생하지 아니한 것으로 판단하여 트립된 지락예상 급전선의 차단기를 재폐로(S28)시킨 후, ΔI지락보호계전시스템을 초기화(reset)시킨다.
이상에서 본 발명에 의한 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 대해 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 및 그 제어방법에 의하면, 지락사고 발생시 지락발생 예상 급전선을 판단하고, 당해 지락발생 예상 급전선의 차단기만을 우선적으로 트립시킴에 따라, 각 변전소의 모든 차단기가 트립되는 것을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 전기철도의 운행 정시성을 향상시킬 수 있게 됨은 물론, 각종 설비 및 공공의 안전을 안정적으로 확보할 수 있게 된다.
또한, 지락발생 구간을 정확히 판별하여 실제 지락이 발생하지 않은 예상 구 간의 차단기를 재폐로 시키게 됨에 따라 건전구간에서의 철도차량 운행 재개가 신속히 이루어질 수 있게 된다.
Claims (12)
- 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하고, 상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 지락 감지부와;상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 검출된 급전선들의 지락전류값을 비교하여 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하고, 상기 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급전선 식별부; 및상기 자기 변전소로부터 인접 변전소로 차단기트립신호를 송신하고 상기 인접 변전소의 차단기트립신호를 수신한 경우, 상기 자기 변전소의 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판별하고, 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기는 재폐로(reclosing)시키는 지락급전선 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템.
- 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하고, 상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 지락 감지부와;상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 검출된 급전선들의 지락전류값을 비교하여 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하고, 상기 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급 전선 식별부와;각 차단기의 부하측에 설치되되, 자기 변전소와 인접 변전소 모두 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기를 포함하고 있어 전압값이 설정치 이하인 경우, 상기 자기 변전소와 인접 변전소 사이에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판별하는 전압계; 및상기 전압계를 감시하여, 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기는 재폐로시키는 지락급전선 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 지락 감지부는, 상기 지락전류값을 검출한 후에는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치를 다시 개방시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 급전선 식별부는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락된 시점(tc) 부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 1)하여 상기 지락전류값을 검출하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류 급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 급전선 식별부는, 누설저항이 작은 급전계통 시스템에 있어서 상기 지락사고가 발생된 시점(tf)부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 2)하여 상기 지락전류값을 검출하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 지락급전선 제어부는, 상기 두 변전소의 차단기트립신호가 모두 상행 급전선 차단기로부터 발생된 것이거나 혹은 하행 급전선 차단기로부터 발생된 것일 경우, 상기 두 변전소의 지락예상 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판단하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템.
- 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하는 지락사고 감지단계와;상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 접지스위치 단락단계와;상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 각 급전선의 지락전류 값을 검출 및 비교하여 상기 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하는 트립 차단기 식별단계와;상기 식별된 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급전선 트립단계; 및상기 자기 변전소로부터 인접 변전소로 차단기트립신호를 송신하고, 상기 인접 변전소의 차단기트립신호를 수신한 경우, 상기 자기 변전소의 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판별하고, 상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기를 재폐로시키는 급전선 재폐로단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호 계전시스템 제어방법.
- 전기철도용 직류급전계통에서의 지락사고를 감지하는 지락사고 감지단계와;상기 지락사고 감지시 자기 변전소의 지락전류값 검출용 접지스위치를 단락시키는 접지스위치 단락단계와;상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락됨에 따라 각 급전선의 지락전류값을 검출 및 비교하여 상기 각 변전소마다 지락전류값이 가장 큰 어느 하나의 지락예상 급전선을 식별하는 트립 차단기 식별단계와;상기 식별된 지락예상 급전선의 차단기들을 우선적으로 트립시키는 급전선 트립단계와;각 차단기의 부하측 전압값을 측정하여, 자기 변전소와 인접 변전소 모두 상 기 트립된 지락예상 급전선 차단기를 포함하고 있어 전압값이 설정치 이하인 경우, 상기 자기 변전소와 인접 변전소 사이에서 실제 지락사고가 발생한 것으로 판별하는 지락구간 검출단계; 및상기 트립된 지락예상 급전선 차단기들 중 실제 지락이 발생하지 않은 급전선의 차단기는 재폐로시키는 급전선 재폐로 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호 계전시스템 제어방법.
- 제 7항 또는 제 8항에 있어서,상기 지락전류값을 검출 후에는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치를 다시 개방시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템 제어방법.
- 제 7항 또는 제 8항에 있어서,상기 트립 차단기 식별 단계는, 상기 지락전류값 검출용 접지스위치가 단락된 시점(tc) 부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 1)하여 상기 지락전류값을 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법.
- 제 7항 또는 제 8항에 있어서,상기 트립 차단기 식별 단계는, 누설저항이 작은 급전계통 시스템에 있어서 상기 지락사고가 발생된 시점(tf)부터 관리자에 의해 설정된 소정시간(tw) 동안의 전류값을 적분(수학식 2)하여 상기 지락전류값을 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법.
- 제 7항에 있어서,상기 급전선 재폐로 단계는, 상기 두 변전소의 차단기트립신호가 모두 상행 급전선 차단기로부터 발생된 것이거나 혹은 하행 급전선 차단기로부터 발생된 것일 경우, 상기 두 변전소의 지락예상 급전선이 실제 지락급전선인 것으로 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 전기철도용 직류급전계통에서의 ΔI지락보호계전시스템의 제어방법.
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JP2009517940A JP4653238B2 (ja) | 2006-07-06 | 2006-12-11 | Dc牽引力供給システム用のデルタi地絡保護リレーシステム及びその制御方法 |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100903525B1 (ko) * | 2008-10-15 | 2009-06-19 | 주식회사 광명전기 | 전기철도 전원공급 시스템 |
KR100910549B1 (ko) * | 2008-10-15 | 2009-08-03 | 주식회사 광명전기 | 전기철도 전원공급 시스템 |
CN109031046A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-18 | 西南交通大学 | 一种电气化铁路开闭所故障检测装置及其方法 |
CN109435784A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-08 | 中国铁路总公司 | 一种地面过分相故障处理方法及系统 |
CN114162149A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-03-11 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 一种列车牵引切除控制装置及牵引切除控制方法 |
KR20220138657A (ko) | 2021-04-06 | 2022-10-13 | 동산엔지니어링 주식회사 | 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 그의 제어 방법 |
CN115576199A (zh) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 山东能源内蒙古盛鲁电力有限公司 | 一种火电机组深度调峰下辅机低负荷安全自动控制方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103311910B (zh) * | 2013-05-29 | 2015-08-19 | 西南交通大学 | 一种直流牵引供电系统与保护方法 |
CN103448573B (zh) * | 2013-07-29 | 2015-11-18 | 华北电力大学(保定) | 一种双向互动式电气化铁路高压直流牵引供电系统 |
JP6149005B2 (ja) * | 2014-06-11 | 2017-06-14 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 直流電車線路の保護線用素子及び高抵抗地絡検出システム |
CN105024367B (zh) * | 2015-08-11 | 2018-03-02 | 西南交通大学 | 一种直流牵引变电所继电保护装置及其方法 |
CN109245036B (zh) * | 2017-07-10 | 2020-03-20 | 比亚迪股份有限公司 | 列车供电系统及其漏电保护方法 |
CN109552113B (zh) * | 2018-11-29 | 2024-02-23 | 成都尚华电气有限公司 | 防止列车带电进入无电区段的牵引网分段保护联跳系统及其方法 |
GB202218277D0 (en) | 2020-05-22 | 2023-01-18 | Governing Council Of The Univ Of Toronto | System and method for protection of an electrical grid |
CN111913123B (zh) * | 2020-06-29 | 2023-03-28 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 牵引供电系统回流状态辨识方法和装置 |
CN112034393B (zh) * | 2020-08-20 | 2023-10-27 | 北京瑞凯软件科技开发有限公司 | 一种接触网供电主导回路断点诊断方法及系统 |
CN112067884B (zh) * | 2020-09-16 | 2022-08-30 | 广东电网有限责任公司 | 一种馈线分支故障的检测方法及系统 |
CN113541109B (zh) * | 2021-07-02 | 2024-06-25 | 国网浙江省电力有限公司金华供电公司 | 一种基于电力无线专网的馈线故障处理系统及方法 |
CN114094547B (zh) * | 2021-10-27 | 2023-09-08 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 复线直供牵引网的保护方法及保护装置 |
CN114475370B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-04-07 | 西南交通大学 | 一种电缆贯通供电系统接触网短路分段保护方法 |
CN116577607B (zh) * | 2023-05-26 | 2024-05-03 | 西门子交通技术(北京)有限公司 | 故障定位方法、控制器、设备、供电网络及存储介质 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09159718A (ja) * | 1995-12-08 | 1997-06-20 | Central Japan Railway Co | 電力ケーブル地絡区間判定システム |
KR20050093566A (ko) * | 2004-03-19 | 2005-09-23 | 한국철도기술연구원 | 전기철도의 방향차동지락보호계전기시스템 및 그 제어방법 |
KR20050122978A (ko) * | 2004-06-26 | 2005-12-29 | 한국철도기술연구원 | 비접지 디씨(dc) 급전시스템의 지락 과전류 보호계전시스템과 지락 과전류 보호계전 제어방법 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4091433A (en) * | 1977-02-10 | 1978-05-23 | General Electric Company | Protective relay circuit for interphase faults |
JPS58139639A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-19 | 株式会社明電舎 | 配電線保護リレ−装置 |
JPH0613349U (ja) * | 1992-07-17 | 1994-02-18 | 日新電機株式会社 | 中性点接地装置 |
US5751524A (en) * | 1997-03-10 | 1998-05-12 | Square D Company | Ground fault protection circuit for a multiple source system |
US6671144B1 (en) * | 2000-06-26 | 2003-12-30 | Premier Aviation, Inc. | Method and apparatus for detecting ground faults and for isolating power supply from the ground faults |
KR100582214B1 (ko) * | 2004-06-03 | 2006-05-23 | 한국철도기술연구원 | 비접지 dc급전계통에서의 방향차동지락보호계전시스템및 지락전류검출을 위한 전류제한수단 |
-
2006
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09159718A (ja) * | 1995-12-08 | 1997-06-20 | Central Japan Railway Co | 電力ケーブル地絡区間判定システム |
KR20050093566A (ko) * | 2004-03-19 | 2005-09-23 | 한국철도기술연구원 | 전기철도의 방향차동지락보호계전기시스템 및 그 제어방법 |
KR20050122978A (ko) * | 2004-06-26 | 2005-12-29 | 한국철도기술연구원 | 비접지 디씨(dc) 급전시스템의 지락 과전류 보호계전시스템과 지락 과전류 보호계전 제어방법 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100903525B1 (ko) * | 2008-10-15 | 2009-06-19 | 주식회사 광명전기 | 전기철도 전원공급 시스템 |
KR100910549B1 (ko) * | 2008-10-15 | 2009-08-03 | 주식회사 광명전기 | 전기철도 전원공급 시스템 |
CN109031046A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-12-18 | 西南交通大学 | 一种电气化铁路开闭所故障检测装置及其方法 |
CN109031046B (zh) * | 2018-08-24 | 2023-05-30 | 西南交通大学 | 一种电气化铁路开闭所故障检测装置及其方法 |
CN109435784A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-08 | 中国铁路总公司 | 一种地面过分相故障处理方法及系统 |
CN109435784B (zh) * | 2018-10-23 | 2021-07-23 | 中国铁路总公司 | 一种地面过分相故障处理方法及系统 |
KR20220138657A (ko) | 2021-04-06 | 2022-10-13 | 동산엔지니어링 주식회사 | 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 그의 제어 방법 |
CN114162149A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-03-11 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 一种列车牵引切除控制装置及牵引切除控制方法 |
CN115576199A (zh) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 山东能源内蒙古盛鲁电力有限公司 | 一种火电机组深度调峰下辅机低负荷安全自动控制方法 |
CN115576199B (zh) * | 2022-09-29 | 2024-03-08 | 山东能源内蒙古盛鲁电力有限公司 | 一种火电机组深度调峰下辅机低负荷安全自动控制方法 |
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