KR100951580B1 - 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상시전력계약용량 또는 상시전력설비용량 보다 작은 용량으로 정전되는 상시변압기에 전력을 공급하기 위한 과부하운전방법을 개시하며, 상시변압기가 정전되는 경우 예비변압기로 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 실시예와 셋 이상의 상시변압기 중 정전되는 제 1 상시변압기의 부하들에 제 2 상시변압기로 전력을 공급하는 것과 셋 이상의 상시변압기 중 정전되는 제 1 상시변압기의 부하들에 병렬 연결된 제 2 및 제 3 상시변압기로 전력을 공급하는 것을 선택적으로 수행하는 제 2 실시예를 포함하며, 상기 제 2 실시예의 전력 공급 방법의 선택은 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합이 상기 제 2 상시변압기의 설비용량을 소정 배수 이하인지 초과하는지 판단하여 이루어질 수 있다.
Description
본 발명은 실시간 전력조류기반 자동절체장치 및 수배전 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 뱅크의 상시변압기가 정전되는 경우 적어도 하나 이상의 다른 상시변압기를 이용하여 정전되는 상시 변압기의 부하에 전력을 공급하는 과부하운전방법에 관한 것이다.
빌딩이나 공장 등은 전력을 공급받기 위해서 수배전 설비가 필요하며, 수배전 설비는 차단기들, 개폐기 및 변압기 등을 포함하여 구성된다.
수배전 설비는 효과적인 운전을 위하여 부하전원을 고려하여 절체하는 기술이 필요하며, 이에 관련되어 대한민국실용신안등록 20-332957호(명칭 : 부하전원 자동 절체 장치)와 대한민국실용신안등록 제 20-381066호(명칭 : 디지털 수배전반 스위치 제어 방치)가 개시된 바 있다.
대한민국실용신안등록 20-332957호는 상용전원이 정전으로 공급되지 않을 경 우 부하전원을 비상용 발전기 전원 측으로 자동절체하여 부하에 전원을 계속 공급하는 기술을 개시하고 있으며, 대한민국실용신안등록 20-381066호는 수배전반에 필요한 각종 차단기 등을 하나의 제어장치에 통합하여 제어하는 기술을 개시하고 있다.
일반적으로 전력공급을 위해서는 상시전력을 공급하기 위한 상시전력공급설비와 이를 대체하기 위한 예비전력을 공급받기 위한 예비전력공급설비가 필요하다.
상술한 예비전력공급설비는 상시전력을 공급하는 상시전력공급설비의 고장 또는 점검에 의하여 정전되는 경우 예비전력을 공급하기 위한 용량을 확보하며, 예비전력공급설비로부터 상시전력에 대체하여 예비전력을 공급받기 위해서는 자동부하절체개폐기와 차단기 등이 작동된다.
예비전력계약용량이나 예비전력공급설비는 상시전력계약용량이나 상시전력공급설비의 100％로 요구되고 있으며, 이 경우 상시전력계약용량과 예비전력계약용량 또는 상시전력공급설비와 예비전력공급설비의 용량이 각각 같기 때문에 전력조류를 검토하여 절체 시점을 조절할 필요가 없다. 즉, 절체가 필요한 시점에 전력조류의 검토없이 손쉽게 절체가 이루어질 수 있다.
그러나, 예비전력공급설비를 상시전력공급설비와 같은 용량을 갖도록 시설하면, 상시로 사용하지 않는 예비전력 용량을 확보하기 위한 초기 설비비용이 상시전력공급설비만큼 소요된다. 그러므로, 전력공급을 위하여 시설되는 설비에 대한 비용 부담이 크다.
또한, 예비전력공급설비를 상시전력공급설비와 같은 수준의 용량을 갖도록 설계한 경우, 상시전력공급설비를 가동하는 동안 예비전력공급설비는 무부하로 가동될 수 있다. 따라서, 예비전력공급설비가 무부하로 가동됨에 따른 전력손실이 발생될 수 있다. 이는 사회적 관점에서 부차적인 문제점들이 발생될 수 있다.
또한, 전력사용자는 상시전력계약용량과 동일한 용량의 예비전력계약용량을 전력공급을 위하여 계약하여야 한다. 그러므로 전력 사용자는 예비전력계약용량에 대하여 과도하게 지출해야하는 문제점이 있다.
상술한 바와 같이 종래와 같이 예비전력공급설비를 상시전력공급설비 수준으로 운용하는 것은 전력을 공급하는 공급자, 전력의 사용자 및 사회적 관점에서 다양한 문제점들을 갖는다.
한편, 다수의 뱅크들로 수배전 설비가 구성된 경우, 수배전 설비에 포함된 하나의 상시변압기가 정전되면 동일한 설비용량의 예비전력공급설비 또는 상시변압기가 필요하다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 상시전력공급설비보다 낮은 수준의 설비용량을 갖는 예비전력공급설비의 운용 방법이 제시될 필요성이 있다.
한편, 수배전 설비에 상시변압기와 동일한 예비전력공급설비를 시설하는 경우 상술한 문제점이 발생되고, 예비전력공급설비없이 다른 상시변압기로 정전되는 정전기의 부하들에 예비전력을 공급하는 방법이 이용될 수 있다. 이 경우 예비전력을 공급하는 상시변압기는 공급용량의 문제점으로 인하여 자신과 정전된 상시변압기의 부하들에 대하여 정상적으로 전력을 공급하기 어렵다.
따라서, 수배전 설비가 다수의 뱅크로 구성되고 여기에 포함된 상시변압기가 정전되는 경우에 정전되는 상시변압기에 다른 상시변압기들로써 전력을 공급할 수 있는 방법의 제시가 소망되고 있다.
상술한 바와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위하여 예비전력공급설비의 설비용량을 상시전력공급설비 보다 작은 설비용량으로 시설하는 방법과 다수의 뱅크 중 정전되는 상시변압기에 대신하여 다른 상시변압기로 전력을 공급하는 방법을 적용하기 위해서는 과부하운전한계를 초과하지 않도록 부하를 제어하는 방법의 제시가 필요하다.
즉, 낮은 수준의 설비용량을 갖는 예비전력공급설비 또는 자신의 부하를 부담하고 잉여 설비용량이 충분하지 않은 상시변압기로 정정되는 상시변압기의 부하들에 전력을 공급하는 경우 부하의 실시간 사용전력이 예비전력공급설비 또는 상시변압기의 잉여 설비용량보다 많을 수 있다. 이와 같이 실시간 사용전력이 많으면 과부하운전한계를 초과하는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 과부하운전한계를 초과하지 않도록 부하를 제어하는 방법의 제시가 절대적으로 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 예비전력공급설비의 설비용량을 상시전력공급설비 용량보다 작게 시설된 상태에서 예비전력을 공급하는 경우 발생할 수 있는 과부하운전한계를 효과적으로 제어할 수 있는 과부하 운전 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 다수의 뱅크 중 정전되는 상시변압기에 대신하여 다른 상시변압기로 전력을 공급하고 이 경우 발생할 수 있는 과부하운전한계를 효과적으로 제어할 수 있는 과부하 운전 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법은, 상시변압기와 상기 상시변압기보다 작은 설비용량을 갖는 예비변압기를 포함하며, 상기 예비변압기로 상기 상시변압기의 부하에 예비전력을 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법에 있어서, 상기 예비변압기의 실제 설비용량이 전체 부하들에 대한 피상전력의 합 이하이면, 최초 선택된 부하에 대하여 '(전체 부하들에 대한 피상전력의 합/상기 실제 예비변압기의 설비용량)*최초 선택된 부하의 무부하에 대한 과부하계수'를 산출하여 생성된 제1지령시간에 상기 최초 선택된 부하에 대한 제1트립지령을 수행하는 단계; 및 상기 최초 선택된 부하에 대한 상기 제1지령시간에 상기 예비변압기의 실제 설비용량이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 미만이면 중요도 수순에 따라 후순위 부하를 선택하고 후순위 부하에 대하여 '(현재 부하들에 대한 피상전력의 합/상기 실제 예비변압기의 설비용량)* 상기 후순위 부하의 과부하에 대한 과부하계수'를 산출하여 생성된 제2지령시간에 상기 후순위 부하에 대한 제2트립지령을 수행하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법은, 적어도 제 1 및 제 2 상시변압기를 포함하며, 상기 제 1 상시변압기를 위한 전력을 상기 제 2 상시변압기로 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법에 있어서, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 미만이면 과부하운전알고리즘을 적용하는 제 1 단계; 상기 제 1 상시변압기의 정전 상태를 감지하는 제 2 단계; 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 3 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면, 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 4 단계; 상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 5 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 6 단계; 상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 7 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 6단계 및 상기 제 7 단계를 반복하여 실행하는 제 8 단계;를 포함한다.
여기에서, 상기 제 1 차단시간은,
으로 산출하고, 여기에서 A는 상기 제 1 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K2은 현재 부하의 40％부하에 대한 과부하계수임이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 차단시간은,
으로 산출하고, 여기에서 A1는 상기 제 2 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K3은 현재 부하의 100％부하에 대한 과부하계수임이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량(T')은,
으로 정의되며, 여기에서 T2는 제 2 상시변압기의 설비용량이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위임이 바람직하다.
여기에서, 상기 제 1 내지 제 8 단계는 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 보다 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이 소정 배수 이하 바람직하게는 1.5배 이하이면 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법은, 셋 이상의 상시변압기를 포함하며, 제 1 상시변압기에 대하여 병렬 연결된 제 2 및 제 3 상시변압기로 정전되는 상기 제 1 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법에 있어서, 제 1 내지 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합이 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이일정배수 이하이면, 상기 제 2 상시변압기로 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 단독 운전을 수행하여 차단기들의 절체를 제어한 후 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들을 중요도에 따라 순차적으로 트립하는 단독 운전 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합이 상기 제 2 상시변압기의 설비용량을 일정 배수 초과하면 상기 제 2 상시변압기와 추가 선택된 제 3 상시변압기가 병렬로 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 병렬 운전을 수행하여 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들을 중요도에 따라 순차적으로 트립하는 병렬 운전 단계;를 포함한다.
여기에서, 상기 단독 운전 단계는, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 미만이면 제 1 과부하운전알고리즘을 적용하는 제 1 단계; 상기 제 1 상시변압기가 정전 상태를 감지하는 제 2 단계; 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 3 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 상기 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 4 단계; 상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 5 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 6 단계; 상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 7 단계; 및 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 6단계 및 상기 제 7 단계를 반복하여 실행하는 제 8 단계;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제 1 차단시간은,
으로 산출하고, 여기에서 A는 상기 제 1 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K2은 현재 부하의 40％부하에 대한 과부하계수임이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 차단시간은,
으로 산출하고, 여기에서 A1는 상기 제 2 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K3은 현재 부하의 100％부하에 대한 과부하계수임이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량(T2')은,
으로 정의되며, 여기에서 T2는 제 2 상시변압기의 설비용량이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위임이 바람직하다.
그리고, 상기 병렬 운전 단계는 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들의 피상전력의 합이 불평형률을 감안한 상기 제 2 상시변압기의 설비용량과 불평평률을 감안한 상기 제 3 상시변압기의 설비용량의 합인 실제 병렬 운전 설비 용량보다 작은지 판단하여 그 결과에 따라 제 2 과부하운전알고리즘이 선택적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 상기 불평형률을 감안한 상기 제 2 상시변압기의 설비용량은 Pa*T2'로 결정되며, 여기에서 T2'는 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이고, Pa는 불평형 계수이며, 상기 불평형 계수 Pa는
로 결정되고, 여기에서, Za는 상기 제 2 상시변압기의 임피던스이고 Zb는 상기 제 3 상시변압기의 임피던스이며 T2는 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이고 T3는 상기 제 3 상시변압기의 설비용량임이 바람직하다.
그리고, 상기 불평형률을 감안한 상기 제 3 상시변압기의 설비용량은 Pb*T3'로 결정되며, 여기에서 T3'는 상기 제 3 상시변압기의 실제 설비용량이고, Pb는 불평형 계수이며, 상기 불평형 계수 Pb는
로 결정되고, 여기에서 Za는 상기 제 2 상시변압기의 임피던스이고 Zb는 상기 제 3 상시변압기의 임피던스이며 상기 T2는 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이고 상기 T3는 상기 제 3 상시변압기의 설비용량임이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 과부하운전알고리즘은, 상기 제 1 상시변압기의 정전 상태를 감지하는 제 1 단계; 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기의 전체 부하에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 2 단계; 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 3 단계; 상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 4 단계; 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 5 단계; 상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 6 단계; 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 5 단계 및 상기 제 6 단계를 반복하여 실행하는 제 7 단계;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제 1 차단시간은,
으로 산출하고, 여기에서 A는 상기 제 1 피상전력의 합이고, T'은 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이며, K2은 현재 부하의 40％에 대한 과부하계수임이 바람직하다.
상기 제 2 차단시간은,
으로 산출하고, 여기에서 A1는 제 2 피상전력의 합이고, T'은 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이며, K3은 현재 부하의 100％에 대한 과부하계수임이 바람직하다.
그리고, 상기 실제 병렬 운전 설비 용량(T')은
으로 산출하고, 여기에서 T2'은 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, T3'은 제 3 상시변압기의 실제 설비용량이고, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량은(T2')은 
로 산출하며, 상기 제 3 상시변압기의 실제 설비용량(T3')은 
로 산출하며, 여기에서 T2는 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이고, T3는 상기 제 3 상시변압기의 설비용량이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위임이 바람직하다.
본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법은, 적어도 제 1 및 제 2 상시변압기를 포함하며, 상기 제 1 상시변압기를 위한 전력을 상기 제 2 상시변압기로 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법에 있어서, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 미만이면 과부하운전알고리즘을 적용하는 제 1 단계; 상기 제 1 상시변압기의 정전 상태를 감지하는 제 2 단계; 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 3 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면, 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 4 단계; 상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 5 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 6 단계; 상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 7 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 6단계 및 상기 제 7 단계를 반복하여 실행하는 제 8 단계;를 포함한다.
여기에서, 상기 제 1 차단시간은,
그리고, 상기 제 2 차단시간은,
그리고, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량(T')은,
여기에서, 상기 제 1 내지 제 8 단계는 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 보다 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이 소정 배수 이하 바람직하게는 1.5배 이하이면 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법은, 셋 이상의 상시변압기를 포함하며, 제 1 상시변압기에 대하여 병렬 연결된 제 2 및 제 3 상시변압기로 정전되는 상기 제 1 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법에 있어서, 제 1 내지 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합이 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이일정배수 이하이면, 상기 제 2 상시변압기로 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 단독 운전을 수행하여 차단기들의 절체를 제어한 후 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들을 중요도에 따라 순차적으로 트립하는 단독 운전 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합이 상기 제 2 상시변압기의 설비용량을 일정 배수 초과하면 상기 제 2 상시변압기와 추가 선택된 제 3 상시변압기가 병렬로 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 병렬 운전을 수행하여 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들을 중요도에 따라 순차적으로 트립하는 병렬 운전 단계;를 포함한다.
여기에서, 상기 단독 운전 단계는, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 미만이면 제 1 과부하운전알고리즘을 적용하는 제 1 단계; 상기 제 1 상시변압기가 정전 상태를 감지하는 제 2 단계; 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 3 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 상기 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 4 단계; 상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 5 단계; 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 6 단계; 상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 7 단계; 및 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 6단계 및 상기 제 7 단계를 반복하여 실행하는 제 8 단계;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제 1 차단시간은,
그리고, 상기 제 2 차단시간은,
그리고, 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량(T2')은,
그리고, 상기 병렬 운전 단계는 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들의 피상전력의 합이 불평형률을 감안한 상기 제 2 상시변압기의 설비용량과 불평평률을 감안한 상기 제 3 상시변압기의 설비용량의 합인 실제 병렬 운전 설비 용량보다 작은지 판단하여 그 결과에 따라 제 2 과부하운전알고리즘이 선택적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 상기 불평형률을 감안한 상기 제 2 상시변압기의 설비용량은 Pa*T2'로 결정되며, 여기에서 T2'는 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이고, Pa는 불평형 계수이며, 상기 불평형 계수 Pa는
그리고, 상기 불평형률을 감안한 상기 제 3 상시변압기의 설비용량은 Pb*T3'로 결정되며, 여기에서 T3'는 상기 제 3 상시변압기의 실제 설비용량이고, Pb는 불평형 계수이며, 상기 불평형 계수 Pb는
그리고, 상기 제 2 과부하운전알고리즘은, 상기 제 1 상시변압기의 정전 상태를 감지하는 제 1 단계; 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기의 전체 부하에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 2 단계; 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 3 단계; 상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 4 단계; 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 5 단계; 상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 6 단계; 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 5 단계 및 상기 제 6 단계를 반복하여 실행하는 제 7 단계;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제 1 차단시간은,
상기 제 2 차단시간은,
그리고, 상기 실제 병렬 운전 설비 용량(T')은
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본 발명에 의하면 예비전력공급설비의 설비용량을 상시전력공급설비 보다 작은 설비용량으로 시설된 상태에서 예비전력을 공급하는 경우 발생할 수 있는 과부하운전한계를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 다수의 뱅크 중 정전되는 상시변압기에 대신하여 다른 상시변압기로 전력을 공급하는 경우 발생할 수 있는 과부하운전한계를 효과적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명에서 상시전력계약용량이란 계약상 사용할 수 있는 최대 용량의 상시전력을 말하며, 예비전력계약용량이란 계약상 사용할 수 있는 최대 용량의 예비전력을 말하고, 상시공급설비는 상시전력을 공급하는 설비를 말하며, 상시공급설비용량은 상시공급설비로 공급할 수 있는 최대의 상시전력 용량을 말하고, 예비공급설비는 예비전력을 공급하는 설비를 말하며, 예비공급설비용량은 예비공급설비로 공급할 수 있는 최대의 예비전력용량을 말하고, 전력조류는 전력 수요에 따른 유효 전력 및 무효 전력의 흐름을 말한다. 그리고, 본 발명에서 실시간사용전력은 실시간 전력조류 연산에 따라 누적적산한 값이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 설정되는 예비전력계약용량은 상시전력계약용량의 40％ 내지 60％로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 예비전력계약용량은 상시전력계약용량의 50％로 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 설정되는 예비전력공급설비의 설비용량은 상시전력공급설비의 설비용량의 40％ 내지 60％로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 예비전력공급설비의 설비용량은 상시전력공급설비의 설비용량의 50％로 설정될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 상시전력공급설비(10)와 예비전력공급설비(12)는 자동부하절체개폐기(20)에 연결되며, 자동부하절체개폐기(20)는 상시전력공급설비(10) 또는 예비전력공급설비(12) 중 어느 하나로 연결되어 부하들(LD1, LD2 ... LDn)에 전원을 공급한다. 여기에서 예비전력공급설비(12)가 일예로 상시전력공급설비(10)의 용량의 50％로 시설된 것을 실시예로 적용한다. 예비전력공급설비(12)의 용량에 따라 예비전력계약용량도 상시전력계약용량의 50％로 설정된 것을 실시예로 적용한다.
자동부하절체개폐기(20)는 차단기(Tr1, Tr2 ... Trn)를 통하여 각 부하들(LD1, LD2 ... LDn)로 공통으로 전원을 공급하고, 각 차단기(Tr1, Tr2 ... Trn)는 각 부하들(LD1, LD2 ... LDn)의 인입단에 일대일로 구성된다.
상시전력공급설비(10)에 고장 또는 점검이 필요한 경우, 본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치는 예비전력공급설비(12)로부터 전원을 공급받도록 자동부하절체개폐기(20)의 연결상태가 절체된다.
그리고, 본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치는 부하절체장치(30)를 구비하여 자동부하절체개폐기(20)가 예비전력을 공급하도록 절체되면 부하절체장치(30)가 이에 동기하여 부하의 운전을 제어하도록 구성된다.
부하절체장치(30)는 차단기(Tr1, Tr2 ... Trn)의 절체를 제어하며 각 부하로부터 실시간 사용전력 정보를 수집하는 구성을 갖는다.
부하절체장치(30)는 부하 별 중요도 정보를 미리 저장하고 있으며 자동부하절체개폐기(20)가 절체된 상태에서 실시간 사용전력의 양에 따라서 운전을 제어한다.
보다 구체적으로, 부하절체장치(30)는 실시간 사용전력량이 예비전력계약용량 이하이면 부하의 차단없이 상시전력 복귀 때까지 절체 상태를 유지하여 예비전력계약용량 이하로 운전된다.
이와 달리, 부하절체장치(30)는 실시간 사용전력량이 예비전력계약용량을 초과하면 실시간 전력조류연산에 의한 누적적산량이 예비전력계약용량을 초과하지 않도록 실시간절체알고리즘을 구동하여 중요하지 않은 부하의 차단기를 순차적으로 차단하여 예비전력계약용량 이하로 운전한다.
여기에서 누적적산량이란 일정 기간동안 실시간 사용량을 누적시간으로 나눈 값을 말하며, 실시간 사용전력량 P는 아래 <수학식 1>과 같이 전체 부하의 사용량을 총합한 사용 전력량이다.
여기에서 Ln은 부하 LD1, LD2... LDn의 개별 실시간 사용전력량이며, 부하의 중요도는 LD1 〈 LD2 ... 〈 LDn 의 순으로 정의한다.
상술한 실시간절체알고리즘은 도 2을 참조하여 후술한다.
상시전력공급설비(10)의 정전에 의한 절체신호 /SEL와 자신 즉 자동부하절체개폐기(20)가 절체되었음에 해당하는 정보를 갖는 신호 TS를 제공하며, 신호 /SEL과 신호 TS는 앤드게이트(22)에 의하여 논리곱되어서 부하절체장치(30)로 제공되고, 부하절체장치(30)는 앤드게이트(22)의 출력 신호로써 자동부하절체개폐기(20)가 상기 예비전력을 공급하는 상태임을 감지하여 실시간절체알고리즘을 수행한다.
상술한 바와 같이 자동부하절체개폐기(20)에서 절체가 이루어지고 그에 대한 정보인 신호 /SEL 및 TS가 앤드게이트(22)에서 조합되어서 부하절체장치(30)로 전달되면, 부하절체장치(30)는 먼저 초기화를 실행하여 전체 부하의 실시간 사용전력 P(P=L1+L2...Ln)을 합산한다.(S10)
자동부하절체개폐기(20)가 개폐된 상태이면(S12), 실시간 사용전력 P가 예비전력계약전력 S보다 큰지 판단한다.(S14)
만약 실시간 사용전력 P가 예비전력계약용량 S 이하이면 부하절체장치(30)는 아무런 액션을 취하지 않는다. 이는 예비전력계약용량 S로도 충분히 실시간 사용전력 P를 공급할 수 있기 때문에 부하의 절체가 불필요하기 때문이다.
실시간 사용전력 P가 예비전력계약용량 S 보다 크면 부하절체장치(30)는 과도한 부하 발생을 제어하기 위한 후속 수순을 진행한다.
먼저, 전체 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하 LD1의 절체를 위한 트립(Trip) 지령을 위한 차단시간 t를 산출한다. 부하 LD1의 차단시간을 산출하기 위하여 전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값과 예비전력계약용량 S 간의 관계를 판단한다.(S16)
전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 여전히 예비전력계약용량 S보다 크면 차단시간 t=0로 설정하고 즉시 트립지령을 제공한다.(S18) 그러면, 부하 LD1에 연결된 차단기 Tr1가 개방되어 부하 LD1로 공급되는 전력이 차단된다.
전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 예비전력계약용량 S 이하이면 차단시간 t는 아래 <수학식 2>에 따라 설정되고, 계산된 차단시간 t에 트립지령이 제공되며(S20), 트립지령이 제공되는 시간에 차단기 Tr1이 개방되어 부하 LD1로 공급되는 전력이 차단된다.
여기에서, M는 미리 설정된 누적 적산 시간이며, 실험치에 의하여 설정될 수 있고, 실시예를 위하여 15분이 적용될 수 있다.
상술한 차단시간 t는 누적적산시간 동안 사용되는 누적적산량을 예비전력계약용량으로 조절하기 위한 것이다.
즉, 전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 여전히 예비전력계약용량 S보다 크면 차단시간 t=0로 설정하고 즉시 중요도가 다음으로 낮은 부하 LD2에 대한 트립지령 생성을 판단한다.
그리고, 전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 예비전력계약용량 S 이하라면 t=0부터 차단시간 t까지 현재 실시간사용전력을 유지하고, 차단시간 t 이후에는 부하 LD1을 차단한다. 그러면, 실시간 사용전력 P는 부하 L1이 전력을 소비한 t시간까지와 부하 L1이 전력을 소비하지 않은 t시간부터 15분까지의 적산 값이 예비전력계약용량 S와 동일해진다.
즉, 도 3과 같이 차단시간 t를 기준으로 실시간 사용전력 P가 변화될 수 있으며, 차단시간 t를 기준으로 양 쪽의 빗금친 부분은 적산 값으로서 서로 동일하다.
상술한 단계 S18 및 S20의 트립지령에 의하여 부하 LD1에 전력이 공급되지 않으면 실시간 사용전력은 P1=P-L1으로 대체된다.(S22) 여기에서 P1은 차단된 부하 LD1을 배제한 전체 부하의 실시간 사용전력이다.
그 후 현재 차단되지 않은 부하들에 의한 실시간 사용전력 P1이 예비전력계약용량 S보다 큰지 판단한다.(S24)
만약 실시간 사용전력 P1이 예비전력계약용량 S 이하이면 부하절체장치(30)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
실시간 사용전력 P1이 예비전력계약용량 S 보다 크면 부하절체장치(30)는 부하를 제어하기 위한 후속 수순을 진행한다.
먼저, 다음으로 중요도가 낮은 부하 LD2의 절체를 위한 트립(Trip) 지령을 위한 차단시간을 산출한다. 부하 LD2의 차단시간을 산출하기 위하여 현재 전체부하의 실시간 사용전력 P1에서 부하 LD2의 실시간 사용전력 L2을 뺀 값과 예비전력계약용량 S 간의 관계를 판단한다.(S26)
현재 전체부하의 실시간 사용전력 P1에서 부하 LD2의 실시간 사용전력 L2을 뺀 값이 여전히 예비전력계약용량 S보다 크면 차단시간 t=0로 설정하고 즉시 트립지령을 제공한다.(S28) 그러면, 부하 LD2에 연결된 차단기 Tr2가 개방되어 부하 LD2로 공급되는 전력이 차단된다.
전체부하의 실시간 사용전력 P1에서 부하 LD2의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 예비전력계약용량 S 이하이면 차단시간 t는 아래 <수학식 3>에 따라 설정되고, 계산된 차단시간 t에 트립지령이 제공되며(S30), 트립지령이 제공되는 시간에 차단기 Tr2이 개방되어 부하 LD2로 공급되는 전력이 차단된다.
상술한 단계 S28 및 S30의 트립지령에 의하여 부하 LD2에 전력이 공급되지 않으면 실시간 사용전력은 P2=P1-L2으로 대체된다.(S32) 여기에서 P2은 차단된 부하 LD1 및 L2를 배제한 전체 부하의 실시간 사용전력이다.
상술한 방법과 같이 이후 프로세스를 진행하여 현재 전체부하의 실시간 사용전력이 예비전력계약용량 S 이하 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하의 순으로 순차적으로 트립지령을 생성한다.(S34)
한편, 도 4는 2 내지 3 뱅크에서 예비전력공급설비 용량이 상시전력공급설비 용량보다 작은 본 발명의 실시예이며, 실시간 전력조류연산기반 수배전설비의 과부하운전한계 이내로 운전하기 위한 차단기 절체 회로도이다.
도 4의 실시예는 부하 LD1 내지 LD3을 포함하는 뱅크와 부하 LD4 내지 LD6을 포함하는 뱅크를 갖는다.
도 4의 실시예에서 NT1, NT2는 상시변압기이고 ST는 예비변압기이다. 52S1은 상시변압기 NT1의 인입단 쪽에 설치되는 차단기이고, 52S2는 상시변압기 NT2의 인입단 쪽에 설치되는 차단기이며, 52SP는 예비변압기 ST의 인입단 쪽에 설치되는 차단기이다. 그리고, 52P1은 상시변압기 NT1의 공급단 쪽에 설치되는 차단기이고, 52P2는 상시변압기 NT2의 공급단 쪽에 설치되는 차단기이며, 52SS는 예비변압기 ST의 공급단 쪽에 설치되는 차단기이다.
차단기 52SS의 공급단에는 차단기 52T1과 차단기 52T2가 병렬로 연결되며, 차단기 52T1의 공급단에는 하나의 뱅크를 이루는 부하 LD1, LD2, LD3들에 각각 연결되는 차단기 R1, R2, R3의 인입단들과 공통으로 연결되고, 차단기 52T2의 공급단에는 다른 하나의 뱅크를 이루는 부하 LD4, LD5, LD6들에 각각 연결되는 차단기 R4, R5, R36 인인단들과 공통으로 연결된다.
그리고, 각 차단기 R1 내지 R6의 공급단에는 각각에 해당되는 부하 LD1 내지 LD6이 독립적으로 연결된다.
도4의 실시예는 부하를 절체하는 것을 설명하기 위하여 하나의 뱅크에 부하절체장치(40)가 구성된 것을 예시하였으며, 부하절체장치(40)는 각 부하로부터 각 부하의 피상전력 즉 실시간 사용전력에 대한 정보 LVA1, KVA2, KVA3를 수집하면서 해당 뱅크의 부하들 LD1 내지 LD3에 대한 차단기 R1 내지 R3를 트립하기 위한 트립지령 Tr1 내지 Tr3을 출력하도록 구성된다.
여기에서, 차단기 52P1, 52T1, 52SP, 52SS들은 상시변압기 NT1과 예비변압기 ST 중 어느 하나를 선택하여 상시전력 또는 예비전력을 차단기 R1 내지 R3를 통하여 부하 LD1 내지 LD3로 공통으로 공급하는 개폐장치에 해당된다. 이 개폐장치는 도 1의 자동부하절체개폐기에 상응하는 구성으로 이해될 수 있다.
그리고, 부하절체장치(30)는 상술한 개폐장치에 포함된 차단기들의 스위칭 정보를 상기 개폐장치가 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보로 이용할 수 있으며, 상기 개폐장치가 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보로써 상시변압기의 정전에 의한 절체신호 /SEL이 더 이용될 수 있다.
상술한 바 구성에서 상시변압기 NT1에 고장 또는 점검에 의하여 정전되면, 부하절체장치(30)는 예비변압기 ST의 용량을 부하 LD1 내지 LD3의 예비전력계약용량의 합과 비교한다.
예비변압기 ST의 용량이 상시변압기 NT1에 종속된 부하들 LD1 내지 LD3의 예비전력계약용량의 합 이상이면 차단기 52SP, 52SS, 52T1을 닫아서 예비변압기 ST를 이용한 예비전력을 상시변압기 NT1에 종속된 부하들 LD1 내지 LD3에 공급한다.
그리고, 예비변압기 ST의 용량이 상시변압기 NT1에 종속된 부하들 LD1 내지 LD3의 예비전력계약용량 미만이면 차단기 52SP, 52SS, 52T1을 닫아서 예비변압기 ST를 이용한 예비전력을 상시변압기 NT1에 종속된 부하들(LD1 내지 LD3)에 공급하면서 실시간 전력조류연산에 의한 예비변압기 ST의 과부하운전한계 이내가 되도록 과부하운전알고리즘을 구동한다.
상술한 과부하운전알고리즘은 도 5를 참조하여 후술하며, 과부하운전알고리즘은 아래 표1의 과부하계수 테이블을 참조하여 운용된다.
한편, 도 5을 참조하여 도 4의 실시예에 적용되는 과부하운전알고리즘에 대하여 설명한다.
개폐장치에 포함되는 각 차단기는 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보를 제공하며, 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보는 도 1의 실시예와 같은 방법으로 부하절체장치(40)로 제공되고, 부하절체장치(40)는 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보로써 예비전력을 공급하는 상태임을 감지한다. 참고로 부하절체장치(40)에 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보를 제공하는 것에 대한 게이트 구성은 생략하였다.
상술한 바와 같이 개폐장치에 포함되는 각 차단기가 예비전력을 공급하기 위한 상태로 절체되면 부하절체장치(40)는 상시전력을 공급하는 것으로 복귀될 때까지 과부하운전알고리즘을 실행한다.
부하절체장치(40)는 부하들의 피상전력 기반으로 과부하운전상태를 판단하는 과부하운전알고리즘을 수행하여서 상기 중요도가 낮은 부하부터 순차적으로 트립지령을 발생한다.
이를 위하여 부하절체장치(40)는 전체 부하에 대한 피상전력의 합 A(A=AL1+AL2+AL3)을 구하는 초기화 단계(S50)를 수행하고 개폐장치의 차단기들이 절체된 상태이면(S52) 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'이 전체 부하들에 대한 피상전력의 합 A 이하인지 판단한다.(S54)
여기에서, 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'은 아래 <수학식4>에 의하여 정의될 수 있다.
여기에서 T는 예비변압기 ST의 설비용량(KVA)이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위이다.
상술한 바와 같이 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'은 환경요인에 의하여 가변될 수 있다.
단계 S54에서 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'이 전체 부하에 대한 피상전력의 합보다 크면 부하절체장치(40)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
이와 다르게 단계 S54에서 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'이 전체 부하에 대한 피상전력의 합 이하이면 차단시간 t을 산출하고 가장 중요도가 낮은 부하 LD1에 대한 트립지령을 실행한다.
부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 아래 <수학식 5>와 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K1은 부하 LD1의 무부하에 대한 과부하계수이고, T'은 <수학식 4>에 의하여 정의되는 실제 예비변압기 ST의 설비용량이다.
과부하는 주위온도가 30℃를 기준으로 1℃ 하강하면 용량의 1％씩 용량의 여유가 생기며, 권선온도에 대한 온도상승이 기준치보다 1℃ 낮은 경우 용량의 1％ 용량의 여유가 생긴다. 각 부하들에 대한 과부하계수(K)는 무부하에 대한 것(K1)과 100％ 부하에 대한 것(K3)으로 구분될 수 있으며, 부하상태에 따라 무부하에 대한 과부하계수 K1와 100％ 부하에 대한 과부하계수 K3는 차이를 갖는다. 과부하계수 K는 실험치에 따라 상기 <표 1>과 같이 록업테이블로 작성될 수 있고, 무부하에 대한 과부하계수 K1는 도 10와 같이 t-K1 간 커브를 형성하고 100％부하에 대한 과부하계수 K3는 도 12과 같이 t-K3 간 커브를 형성한다.
한편, 부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 상술한 <수학식 5>에 의하여 산출될 수 있으며, 산출된 차단시간에 트립지령이 수행된다.(S56)
트립지령이 수행되면, 부하 LD1은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1을 배제한 A1으로 대체된다.(S58)
그 후 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 예비변압기의 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 크면 부하절체장치(40)는 아무런 액션을 취하지 않는다.(S60)
그러나, 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 예비변압기의 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1 이하이면(S60), 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령을 산술된 차단 시간 t에 수행한다.(S62)
후순위 부하 LD2에 대한 트립지령 수행을 위한 차단시간은 <수학식 6>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K3은 부하 LD2의 100％부하에 대한 과부하계수이고, T'은 상기 <수학식 4>에 의하여 정의되는 실제 예비변압기 ST의 설비용량이다.
부하 LD1에 대하여 무부하에 대한 과부하계수가 적용되는 것은 부하 LD1에 대한 차단시간을 산출하는 시점에 예비변압기 ST가 부하를 구동하지 않는 것을 반영한 것이고, 부하 LD2에 대하여 100％부하에 대한 과부하계수를 적용하는 것은 LD2에 대한 차단시간을 산출하는 시점에 예비변압기 ST가 부하를 부담하는 상태이므로 임의로 100％부하를 부담한 상태로 가정하여 임의로 적용한 것이다.
상술한 바와 같이 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령이 수행되면, 부하 LD2는 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A1는 차단된 부하 LD1, LD2를 배제한 A2으로 대체된다.(S64)
그리고, 그 후 실제 예비변압기 설비용량이 현재 운전중인 부하들에 대한 전체 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하에 대하여 순차적인 트립지령을 수행한다.(S66)
여기에서 트립지령을 위한 차단시간은 상기 <수학식 6>의 방법으로 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 예비전력을 공급하는 상태로 절체된 경우 상시전력계약용량보다 작은 용량의 예비전력계약용량으로 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 상시전력공급설비 보다 작은 용량의 예비전력공급설비로 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력조류기반의 실시간절체알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단하여 상시전력계약용량 보다 작은 예비전력계약용량으로 원활히 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력조류기반의 과부하운전알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단하여 과부하운전한계 이내로 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 예비전력공급설비의 운영없이 상시변압기가 병렬로 연결되는 시스템에 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 수배전 설비의 일 실시예이다.
수배전 설비는 부하절체회로(100)와 부하절체제어부(200)를 포함하며, 부하절체회로(100)는 내부의 차단기들(도 6참조)의 절체 상태에 따라 상시전력을 부하 LD1, LD2 ... LDn들로 전달하며, 부하절체제어부(200)는 부하절체회로(100)의 절체 상태를 제어한다.
부하절체회로(100)는 부하절체제어부(200)의 제어에 의하여 내부에 포함되는 차단기들을 절체하여 내부의 상시변압기들로부터 부하 LD1, LD2 ... LDn로 전원을 공급하며, 부하절체회로(100)는 다수의 뱅크를 포함할 수 있다.
뱅크는 상시변압기와 상시변압기 별로 종속된 부하를 기본 단위로 포함하는 구성요소이며, 부하절체회로(100)는 다수의 상시변압기를 구비할 수 있고 그에 따라 다수의 뱅크를 포함할 수 있다.
통상적으로 상시변압기는 평균 이용률(평균이용전력/설비용량)이 20％ 미만이다. 그러므로, 평균적으로 80％ 정도가 잉여 설비용량으로 활용가능하다.
또한, 상시변압기는 설계용량보다 대체로 150％의 초과 용량을 갖도록 제작된다. 그러므로 실제로 상시변압기에서 활용될 수 있는 잉여 설비용량은 더 늘어난다.
본 발명은 상술한 바와 같은 상시변압기의 잉여 설비용량을 다른 상시변압기가 정전되는 경우 대체 전력공급원으로써 활용하는 것에 착안하였다.
도 7는 3 개 이상의 뱅크를 포함하는 부하절체회로(100)의 일 실시예를 예시한 것이며, 도 7는 특정 뱅크의 상시변압기에 정전이 발생되고 운전 중인 다른 뱅크의 상시변압기가 정전되는 상시변압기의 부하를 감당하는 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 7의 부하절체회로(100)는 상시변압기 NT1, NT2, NT3, NT4를 포함하며, 차단기 52S1, 52S2, 52S3, 52S4, 52P1, 52P2, 52P3, 52P4, 52T1, 52T2, 52T3, R1 내지 R12를 포함한다.
여기에서, 차단기 52S1, 52S2, 52S3, 52S4는 인입단으로부터 전원을 공통으로 공급받고 공급단에는 상시변압기 NT1, NT2, NT3, NT4가 각각 연결된다.
그리고, 차단기 52P1, 52P2, 52P3, 52P4는 인입단에 상시변압기 NT1, NT2, NT3, NT4가 각각 연결된다.
차단기 R1 내지 R3는 인입단에 차단기 52P1가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD1 내지 LD3이 각각 연결된다. 그리고, 차단기 R4 내지 R6는 인입단에 차단기 52P2가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD4 내지 LD6이 각각 연결된다. 그리고, 차단기 R7 내지 R9는 인입단에 차단기 52P3가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD7 내지 LD9가 각각 연결된다. 그리고, 차단기 R10 내지 R12는 인입단에 차단기 52P4가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD10 내지 LD12이 각각 연결된다.
상술한 차단기 52S1, 52S2, 52S3, 52S4, 52P1, 52P2, 52P3, 52P4, R1 내지 R12는 상시에는 닫혀서 전원을 공급하도록 연결된 상태이며, 나머지 차단기 52T1, 52T2, 52T3는 노멀 오픈(Nomal open) 상태로서 전기적인 연결이 차단된 상태이다.
상기한 도 6 및 도 7은 부하절체회로(100)의 특정 뱅크의 상시변압기가 정전되는 경우, 정전되는 상시변압기를 수리 및 점검하는 동안 다른 상시변압기가 정전되는 상시변압기의 부하들에 전력을 공급하는 구성을 갖는다.
본 발명에 따른 실시예에서 상시변압기 NT1이 정전되는 경우를 가정하며, 이하에서 인용되는 S1은 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력(실제 사용전력)의 합이며, S2는 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합이고, S3은 부하 LD7 내지 부하 LD9의 피상전력의 합이며, S4는 부하 LD10 내지 부하 LD12의 피상전력의 합이다. 그리고, T2는 상시변압기 NT2의 설비용량이며, T3는 상시변압기 NT3의 설비용량이고, T4는 상시변압기 NT4의 설비용량이다.
상시변압기 NT1에 대체하여 부하 LD1 내지 LD3에 예비전력을 공급하기 위해서 다른 상시변압기 NT2 또는 상시변압기 NT2와 NT3가 이용될 수 있다.
상시변압기 NT2를 단독으로 이용할 것인지(이하, '단독 운전'이라 함) 병렬연결된 상시변압기 NT2와 NT3를 이용할 것인지(이하, '병렬 운전'이라 함)는 부하들의 피상전력의 합과 상시변압기의 설비용량을 대비하여 판단될 수 있다.
먼저, 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력의 합 S1과 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합 S2의 합이 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배 이하이면, 하나의 상시변압기 NT2로만 부하 LD1 내지 부하 LD6에 대한 단독 운전을 실시하여 전력을 공급한다.
여기에서 상시변압기의 통상적인 평균이용률(평균이용전력/설비용량)이 20％ 미만인 점을 감안하여 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배가 기준으로 정의될 수 있다. 1.5배는 제작자의 의도에 따라 잉여 설비용량을 감안하여 변경될 수 있다.
이 경우 상시변압기 NT2의 잉여 설비용량이 정전되는 상시변압기 NT1에 대한 대체 전력공급원 역할을 담당하게 된다.
그리고, 부하 LD1 내지 부하 LD6의 피상전력의 합이 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배를 초과하면, 부하 LD1 내지 부하 LD6의 피상전력의 합을 감당하기에 상시변압기 NT2의 잉여 설비용량이 충분하지 않기 때문에 병렬연결된 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3으로 부하 LD1 내지 부하 LD9에 대한 병렬 운전을 실시하여 전력을 공급한다.
< 단독 운전>
본 발명의 실시예는 단독 운전을 위해서 상시변압기 NT2가 이용되는 것으로 가정하며, 상시 변압기 NT2에서 전력이 부하 LD1 내지 LD3로 공급될 수 있도록 전력 공급 경로가 설정되어야 하며, 이를 위하여 차단기 52T1은 연결되고 차단기 52P1은 차단되며 52T2, 52T3는 노멀 오픈 상태를 유지한다.
단독 운전 상태에서 상술한 바와 같이 상시변압기 NT2가 노드 LD1과 노드 LD3에 대한 전력을 공급하는 대체 전력공급원으로 역할하며, 부하절체제어부(200)는 부하 LD1 내지 LD6로부터 각 부하의 피상전력 즉 실시간 사용전력에 대한 정보를 수집하면서 해당 뱅크의 부하들 LD1 내지 LD6에 대한 차단기 R1 내지 R6을 절환하기 위한 트립지령을 출력하도록 구성된다.
여기에서, 차단기 52P1, 52T1, 52S1, 52S2을 포함한 차단기들은 상시변압기 NT2로 부하 LD1 내지 부하 LD3에 전력을 공급하기 위한 차단동작을 수행하는 개폐 장치에 해당되며 개폐 장치는 정전에 의한 절체 신호와 자신이 절체되었음에 해당하는 정보 즉 전력을 공급하는 상태에 대한 정보를 부하절체제어부(200)로 제공할 수 있다.
따라서, 부하절체제어부(200)는 상시변압기 NT1에 정전이 발생되고 상시변압기 NT2가 단독 운전 상태인 것으로 판단되면, 실시간 조류연산에 기반하여 과부하 운전 한계 이내로 전력 공급이 실시될 수 있도록 부하 LD1 내지 부하 LD6을 제어한다.
여기에서 부하 LD1 내지 LD6의 피상전력의 합(S1+S2)이 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T' 이하이면 부하절체제어부(200)는 별도의 액션없이 예비전력을 부하 LD1 내지 LD6에 공급한다.
여기에서 상시변압기 NT2의 실제 설비용량(T')은 아래 <수학식 7>에 의하여 정의될 수 있다.
여기에서 T2는 상시변압기 NT2의 설비용량(KVA)이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위이다. 상술한 바와 같이 실제 상시변압기 NT2의 설비용량 T'은 환경요인에 의하여 가변될 수 있다.
한편, 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 정전되는 상시변압기 NT1및 NT2에 종속된 부하 LD1 내지 LD6의 피상전력의 합 미만이면, 실시간 전력조류연산에 의한 상시변압기 NT2의 과부하 운전 한계를 벗어나지 않도록 부하 LD1 내지 LD6가 순차적으로 절체되는 과부하운전알고리즘이 적용된다.
상술한 과부하운전알고리즘은 아래 <표2>의 과부하계수(K) 테이블을 참조하여 운용된다.
도 8을 참조하여 단독 예비 운전에 대한 과부하운전알고리즘에 대하여 설명한다.
부하절체회로(100)의 각 차단기는 상시변압기 NT1이 정전 상태임을 표시하는 정보를 부하절체제어부(200)로 제공하며, 부하절체제어부(200)는 정전상태임을 표시하는 정보로써 상시변압기 NT2에서 부하 LD1 내지 LD6에 전력을 공급하는 상태임을 감지한다.
부하절체제어부(200)는 부하 LD1 내지 LD6의 피상전력의 합을 기반으로 과부하운전상태를 판단하는 과부하운전알고리즘을 수행하여서 중요도가 낮은 부하부터 순차적으로 트립지령을 발생한다. 각 부하 LD1 내지 LD6는 미리 각자에 대한 중요도가 설정된다.
과부하운전알고리즘에 의하여, 부하절체장치(200)는 전체 부하에 대한 피상전력의 합 A(A=AL1+AL2+...+AL6)을 구하는 초기화 단계(S140)를 수행하고, 부하절체회로(100)의 차단기들이 절체된 상태를 확인한 후(S142), 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 대상 부하(부하 LD1 내지LD6)들에 대한 피상전력의 합 A 이하인지 판단한다.(S144)
단계 S144에서 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 대상 부하에 대한 피상전력의 합 A보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
즉, 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'으로 부하 LD1 내지 LD6에 충분히 전력을 공급할 수 있기 때문에 부하에 대한 트립지령 발생할 필요로 하지 않는다.
이와 다르게 단계 S144에서 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 대상 부하들의 피상전력의 합 A 이하이면 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'으로 대상 부하에 대한 충분한 전력을 공급할 수 없기 때문에 과부하 운전 한계를 초과하지 않도록 부하를 제어하여야 한다. 그러므로 먼저 부하 LD1 내지 LD6중 중요도가 가장 낮은 부하에 대한 차단시간 t을 산출하고 중요도가 가장 낮은 부하 LD1에 대한 트립지령을 실행한다.(S146) 참고로 본 발명에서 부하의 중요도는 LD1<LD2<...<LD6의 순으로 정의한다.
부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 아래 <수학식 8>와 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K2은 부하 LD1의 40％부하에 대한 과부하계수이다.
과부하는 주위온도가 30℃를 기준으로 1℃ 하강하면 용량의 1％씩 용량의 여유가 생기며, 권선온도에 대한 온도상승이 기준치보다 1℃ 낮은 경우 용량의 1％ 용량의 여유가 생긴다.
각 부하들에 대한 과부하계수(K)는 무부하에 대한 것(K1)과 40％부하에 대한 것(K2) 및 100％ 부하에 대한 것(K3)으로 구분될 수 있으며, 부하상태에 따라 무부하에 대한 과부하계수 K1 40％부하에 대한 과부하계수 K2 및 100％ 부하에 대한 과부하계수 K3는 차이를 갖는다. 과부하계수 K는 실험치에 따라 상기 <표 2>과 같이 록업테이블로 작성될 수 있고, 무부하에 대한 과부하계수 K1는 도 10와 같이 t-K1 간 커브를 형성하고 40％부하에 대한 과부하계수 K2는 도 11과 같이 t-K2 간 커브를 형성하며 100％부하에 대한 과부하계수 K3는 도 12과 같이 t-K3 간 커브를 형성한다.
무부하에 대한 과부하계수는 부하를 부담하는 상시변압기가 무부하 상태인 경우 적용하고, 40％부하에 대한 과부하계수는 부하를 부담하는 상시변압기가 다른 부하를 어느 정도 부담하고 있는 상태인 경우에 적용되며, 100％부하에 대한 과부하계수는 부하를 부담하는 상시변압기가 설비용량 수준으로 부하를 부담하는 경우에 적용된다.
상기 <수학식 8>에서 최초 선택된 부하는 상시변압기 NT2가 다른 부하를 어느 정도 부담하는 상태이므로 40％부하에 대한 과부하계수 K2를 적용되었으며, 그에 다라 부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 상술한 <수학식 8>에 의하여 산출될 수 있으며, 산출된 차단시간 t에 트립지령이 수행된다.(S146)
부하 LD1에 대한 트립지령이 산출된 차단시간 t에 수행되면, 부하 LD1은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1을 배제한 값 A1으로 대체된다.(S148)
그 후 부하 LD1에 대한 차단시간에 다시 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 큰가 판단하고, 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.(S150)
그러나, 부하 LD1에 대한 차단시간에 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 현재 대상 부하들에 대한 피상전력의 합 A1 이하이면(S150), 후순위 대상 부하 LD2에 대한 트립지령을 산술된 차단 시간 t에 수행한다.(S152)
후순위 부하 LD2에 대한 트립지령 수행을 위한 차단시간은 <수학식 9>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K3가 적용된 것은 상시변압기 NT2가 100％ 수준으로 운영되는 것을 가정하여 임의로 적용한 것이다.
상술한 바와 같이 후순위 대상 부하 LD2에 대한 트립지령이 수행되면, 부하 LD2은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1, LD2을 배제한 A2로 대체된다.(S154)
그리고, 그 후 실제 상시변압기 NT2 설비용량이 현재 운전중인 대상 부하들에 대한 전체 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하에 대하여 반복적으로 차단시간을 산출하여 후순위 부하들에 대한 순차적인 트립지령을 수행한다.(S156)
여기에서 후순위 부하들에 대한 트립지령을 위한 차단시간은 상술한 수학식 9의 방법으로 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 정전되는 상시변압기에 대신하여 다른 하나의 상시변압기에 의하여 전력이 공급될 수 있으며, 별도의 예비전력공급설비 필요없이 병렬 연결된 다른 하나의 상시변압기의 잉여 설비용량으로써 예비전력을 공급함으로써 예비전력공급설비를 시설하기 위한 시설비와 예비전력공급설비를 사용하기 위한 비용의 지출이 방지될 수 있으며, 예비전력공급설비를 시설한 경우 예비전력공급설비를 무부하 상태로 유지하는데 소요되는 전력 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 실시간 전력조류기반의 과부하운전알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단함으로써 작은 용량으로써 과부하운전한계 이내로 정전되는 상시변압기에 예비전력을 공급할 수 있다.
<병렬 운전>
병렬 운전은 상술한 바와 같이 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력의 합 S1과 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합 S2의 합이 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배 초과하면 실시된다. 병렬 운전은 일예로 두 개의 상시변압기 즉 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3로 정전되는 상시변압기 NT1의 부하들에 전력을 공급하는 실시예로 설명한다.
병렬 운전 상태는 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력의 합 S1과 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합 S2 그리고 부하 LD7 내지 부하 LD9의 합 S3의 전체 합 즉 전체 부하들의 피상전력의 합(S1+S2+S3)이 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T2의 설비용량(Pa*T2')와 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T3의 설비용량의 설비용량(Pb*T3')의 합(PaT2+PbT3)을 초과하는지 아니면 이하인지에 따라 병렬 운전 상태가 달라진다.
즉, S1+S2+S3가 Pa*T2'+PbT3'를 초과하는지 아니면 이하인지에 따라 병렬 예비 운전 상태가 달라진다.
여기에서, 상시변압기 NT2 및 NT3에서 부담하는 부하들 LD1 내지LD9의 피상전력의 합(S1+S2+S3)이 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T2의 설비용량(Pa*T2')와 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T3의 설비용량의 설비용량(Pb*T3')의 합(Pa*T2'+Pb*T3') 이하이면 부하절체제어부(200)는 부하절체회로(100)에서 상시변압기 NT1의 차단기 52P1를 차단하고 차단기 52T1, 52T2를 노멀 오픈 상태에서 연결 상태로 전환한다.
즉 아래 <수학식 10>의 상태이면 부하절체제어부(200)는 별도의 액션없이 병렬 연결된 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3에 의하여 부하 LD1 내지 부하 LD9로 전력을 공급한다.
여기에서 Pa는 상시변압기 NT2와 NT3가 병렬 운전되는 상태에서 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3 간의 임피던스 불평형률을 해소하기 위하여 상시변압기 NT2에 적용되는 불평형률 계수이며, Pb는 상시변압기 NT2와 NT3가 병렬 운전되는 상태에서 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3 간의 불평형률을 해소하기 위하여 상시변압기 NT3에 적용되는 불평형률 계수이다.
각각의 불평형률 계수 Pa, Pb는 아래 <수학식 11>에 의하여 정의될 수 있으며, <수학식 11>에서 Za는 상시변압기 NT2의 임피던스이고 Zb는 상시변압기 NT3의 임피던스이며 T2는 상시변압기 NT2의 설비용량이고 T3는 상시변압기 NT3의 설비용량이다.
한편, 피상전력의 전체 합(S1+S2+S3)이 임피던스 불균형률을 감안한 상시변압기 T2의 설비용량(Pa*T2')과 임피던스 불균형률을 감안한 상시변압기 T3의 설비용량의 설비용량(Pb*T3')의 합(Pa*T2'+Pb*T3')을 초과하면, 부하절체제어부(200)는 부하절체회로(100)에서 상시변압기 NT1의 차단기 52P1를 차단하고 차단기 52T1, 52T2를 노멀 오픈 상태에서 연결 상태로 전환한 후 상시변압기 NT2 및 NT3가 과부하 운전 한계 이내로 운전되도록 과부하운전알고리즘을 수행한다.
즉, 아래 <수학식 12>의 컨디션이면 과부하운전알고리즘을 수행한다.
여기에서, 과부하운전알고리즘은 도 9와 같이 실시될 수 있다.
도 9를 참조하여 병렬 운전에 대한 과부하운전알고리즘에 대하여 설명한다.
부하절체회로(100)의 각 차단기는 상시변압기 NT1이 정전 상태임을 표시하는 정보를 부하절체제어부(200)로 제공하며, 부하절체제어부(200)는 상시 변압기 NT1이 정전 상태임을 표시하는 정보로써 부하 LD1 내지 LD9에 전력을 공급하는 상태임을 감지한다.
부하절체제어부(200)는 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3에 의하여 전력을 공급받는 부하 LD1 내지 LD9에 대한 피상전력의 합 A(A=AL1+AL2+..AL9)을 구하는 초기화 단계(S160)를 수행하고, 부하절체회로(100)의 차단기들이 절체상태를 확인한 후(S162), 임피던스 불균형률을 고려한 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T2'와 임피던스 불균형률을 고려한 상시변압기 NT3의 실제 설비용량 T3'의 합 즉 실제 병렬 예비 운전 설비 용량 T'이 대상 부하들에 대한 피상전력의 합 A 이하인지 판단한다.(S164)
여기에서, 도 8의 과부하운전알고리즘에 적용되는 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T2', 상시변압기 NT3의 실제 설비용량 T3' 및 실제 병렬 예비 운전 설비 용량 T'은 아래 <수학식 13>과 같이 정의될 수 있다.
여기에서 T2는 상시변압기 NT2의 설비용량(KVA)이며, T3는 상시변압기 NT3의 설비용량(KVA)이고, KVA는 피상전력을 표시하는 단위이다. 상술한 바와 같이 실제 병렬 운전 설비 용량 T'은 환경요인에 의하여 가변될 수 있다.
단계 S164에서 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 부하 LD1 내지LD9의 피상전력의 합보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
이와 다르게 단계 S64에서 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 부하 LD1 내지 LD9의 피상전력의 합 이하이면 차단시간 t을 산출하고 가장 중요도가 낮은 부하 LD1에 대한 트립지령을 실행한다.(S166)
부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 아래 <수학식 14>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K2는 <표 2>에 기재된 부하 LD1의 40％부하에 대한 과부하계수이다. 여기에서 부하 LD1에 40％부하에 대한 과부하계수 K2가 적용된 것은 단독 운전에서 부하 LD1에 40％부하에 대한 과부하계수 K2가 적용된 것과 동일한 이유때문이다.
한편, 부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 상술한 <수학식 14>에 의하여 산출될 수 있으며, 산출된 차단시간에 트립지령이 수행된다.(S166)
트립지령이 수행되면, 부하 LD1은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1을 배제한 A1으로 대체된다.(S168)
그 후 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.(S170)
그러나, 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1 이하이면(S170), 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령을 산술된 차단 시간 t에 수행한다.(S172)
후순위 부하 LD2에 대한 트립지령 수행을 위한 차단시간은 <수학식 15>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K3은 부하 LD2의 100％부하에 대한 과부하계수이다. 여기에서 부하 LD2에 100％부하에 대한 과부하계수 K3가 적용된 것은 단독 운전에서 부하 LD2에 100％부하에 대한 과부하계수 K3가 적용된 것과 동일한 이유때문이다.
상술한 바와 같이 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령이 수행되면, 부하 LD2은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD2을 배제한 A2로 대체된다.(S174)
그리고, 그 후 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 현재 운전중인 예비전력을 공급받을 대상 부하들에 대한 전체 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하에 대하여 순차적인 트립지령을 수행한다.(S176)
여기에서 이후 선택되어지는 후순위 부하들의 트립지령을 위한 차단시간은 상술한 <수학식 15>의 방법으로 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이 하나의 상시변압기로 정전되는 상시변압기의 부하들을 감당하기 어려운 경우 두 개의 병렬 연결된 상시변압기의 병렬 운전에 의하여 정전되는 상시변압기의 부하들에 전력이 공급될 수 있다.
본 발명은 두 개의 상시변압기를 이용하여 전력을 공급하는 실시예를 제시하였으나, 이에 국한되지 않고 셋 이상의 상시변압기를 이용하여 정전되는 특정 상시변압기에 대한 전력을 제공할 수 있다. 이 경우 이용되는 상시변압기의 임피던스 불균형률을 고려한 상시변압기들의 실제 설비용량의 합과 이들 변압기들이 부담하는 부하들의 피상전력의 총합을 판단하여 과부하운전한계 이내로 정전되는 상시변압기들의 부하들이 절체될 수 있으며, 이는 본 명세서에 기재된 기술사상을 이해한 자라면 이해하여 실시할 수 있는 범위에 속하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 병렬 운전에 의하여, 별도의 전력공급설비 필요없이 병렬 연결된 다른 상시변압기들의 잉여 설비용량으로써 정정된 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급함으로써 별도의 전력공급설비를 시설하기 위한 시설비와 예비전력공급설비를 사용하기 위한 비용의 지출이 방지될 수 있으며, 예비전력공급설비를 시설한 경우 예비전력공급설비를 무부하 상태로 유지하는데 소요되는 전력 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 실시간 전력조류기반의 과부하운전알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단하여 과부하운전한계 이내로 전력을 공급할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
본 발명에서 상시전력계약용량이란 계약상 사용할 수 있는 최대 용량의 상시전력을 말하며, 예비전력계약용량이란 계약상 사용할 수 있는 최대 용량의 예비전력을 말하고, 상시공급설비는 상시전력을 공급하는 설비를 말하며, 상시공급설비용량은 상시공급설비로 공급할 수 있는 최대의 상시전력 용량을 말하고, 예비공급설비는 예비전력을 공급하는 설비를 말하며, 예비공급설비용량은 예비공급설비로 공급할 수 있는 최대의 예비전력용량을 말하고, 전력조류는 전력 수요에 따른 유효 전력 및 무효 전력의 흐름을 말한다. 그리고, 본 발명에서 실시간사용전력은 실시간 전력조류 연산에 따라 누적적산한 값이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 설정되는 예비전력계약용량은 상시전력계약용량의 40％ 내지 60％로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 예비전력계약용량은 상시전력계약용량의 50％로 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 설정되는 예비전력공급설비의 설비용량은 상시전력공급설비의 설비용량의 40％ 내지 60％로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 예비전력공급설비의 설비용량은 상시전력공급설비의 설비용량의 50％로 설정될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 상시전력공급설비(10)와 예비전력공급설비(12)는 자동부하절체개폐기(20)에 연결되며, 자동부하절체개폐기(20)는 상시전력공급설비(10) 또는 예비전력공급설비(12) 중 어느 하나로 연결되어 부하들(LD1, LD2 ... LDn)에 전원을 공급한다. 여기에서 예비전력공급설비(12)가 일예로 상시전력공급설비(10)의 용량의 50％로 시설된 것을 실시예로 적용한다. 예비전력공급설비(12)의 용량에 따라 예비전력계약용량도 상시전력계약용량의 50％로 설정된 것을 실시예로 적용한다.
자동부하절체개폐기(20)는 차단기(Tr1, Tr2 ... Trn)를 통하여 각 부하들(LD1, LD2 ... LDn)로 공통으로 전원을 공급하고, 각 차단기(Tr1, Tr2 ... Trn)는 각 부하들(LD1, LD2 ... LDn)의 인입단에 일대일로 구성된다.
상시전력공급설비(10)에 고장 또는 점검이 필요한 경우, 본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치는 예비전력공급설비(12)로부터 전원을 공급받도록 자동부하절체개폐기(20)의 연결상태가 절체된다.
그리고, 본 발명에 따른 실시간 전력조류기반 자동절체장치는 부하절체장치(30)를 구비하여 자동부하절체개폐기(20)가 예비전력을 공급하도록 절체되면 부하절체장치(30)가 이에 동기하여 부하의 운전을 제어하도록 구성된다.
부하절체장치(30)는 차단기(Tr1, Tr2 ... Trn)의 절체를 제어하며 각 부하로부터 실시간 사용전력 정보를 수집하는 구성을 갖는다.
부하절체장치(30)는 부하 별 중요도 정보를 미리 저장하고 있으며 자동부하절체개폐기(20)가 절체된 상태에서 실시간 사용전력의 양에 따라서 운전을 제어한다.
보다 구체적으로, 부하절체장치(30)는 실시간 사용전력량이 예비전력계약용량 이하이면 부하의 차단없이 상시전력 복귀 때까지 절체 상태를 유지하여 예비전력계약용량 이하로 운전된다.
이와 달리, 부하절체장치(30)는 실시간 사용전력량이 예비전력계약용량을 초과하면 실시간 전력조류연산에 의한 누적적산량이 예비전력계약용량을 초과하지 않도록 실시간절체알고리즘을 구동하여 중요하지 않은 부하의 차단기를 순차적으로 차단하여 예비전력계약용량 이하로 운전한다.
여기에서 누적적산량이란 일정 기간동안 실시간 사용량을 누적시간으로 나눈 값을 말하며, 실시간 사용전력량 P는 아래 <수학식 1>과 같이 전체 부하의 사용량을 총합한 사용 전력량이다.
여기에서 Ln은 부하 LD1, LD2... LDn의 개별 실시간 사용전력량이며, 부하의 중요도는 LD1 〈 LD2 ... 〈 LDn 의 순으로 정의한다.
상술한 실시간절체알고리즘은 도 2을 참조하여 후술한다.
상시전력공급설비(10)의 정전에 의한 절체신호 /SEL와 자신 즉 자동부하절체개폐기(20)가 절체되었음에 해당하는 정보를 갖는 신호 TS를 제공하며, 신호 /SEL과 신호 TS는 앤드게이트(22)에 의하여 논리곱되어서 부하절체장치(30)로 제공되고, 부하절체장치(30)는 앤드게이트(22)의 출력 신호로써 자동부하절체개폐기(20)가 상기 예비전력을 공급하는 상태임을 감지하여 실시간절체알고리즘을 수행한다.
상술한 바와 같이 자동부하절체개폐기(20)에서 절체가 이루어지고 그에 대한 정보인 신호 /SEL 및 TS가 앤드게이트(22)에서 조합되어서 부하절체장치(30)로 전달되면, 부하절체장치(30)는 먼저 초기화를 실행하여 전체 부하의 실시간 사용전력 P(P=L1+L2...Ln)을 합산한다.(S10)
자동부하절체개폐기(20)가 개폐된 상태이면(S12), 실시간 사용전력 P가 예비전력계약전력 S보다 큰지 판단한다.(S14)
만약 실시간 사용전력 P가 예비전력계약용량 S 이하이면 부하절체장치(30)는 아무런 액션을 취하지 않는다. 이는 예비전력계약용량 S로도 충분히 실시간 사용전력 P를 공급할 수 있기 때문에 부하의 절체가 불필요하기 때문이다.
실시간 사용전력 P가 예비전력계약용량 S 보다 크면 부하절체장치(30)는 과도한 부하 발생을 제어하기 위한 후속 수순을 진행한다.
먼저, 전체 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하 LD1의 절체를 위한 트립(Trip) 지령을 위한 차단시간 t를 산출한다. 부하 LD1의 차단시간을 산출하기 위하여 전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값과 예비전력계약용량 S 간의 관계를 판단한다.(S16)
전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 여전히 예비전력계약용량 S보다 크면 차단시간 t=0로 설정하고 즉시 트립지령을 제공한다.(S18) 그러면, 부하 LD1에 연결된 차단기 Tr1가 개방되어 부하 LD1로 공급되는 전력이 차단된다.
전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 예비전력계약용량 S 이하이면 차단시간 t는 아래 <수학식 2>에 따라 설정되고, 계산된 차단시간 t에 트립지령이 제공되며(S20), 트립지령이 제공되는 시간에 차단기 Tr1이 개방되어 부하 LD1로 공급되는 전력이 차단된다.
여기에서, M는 미리 설정된 누적 적산 시간이며, 실험치에 의하여 설정될 수 있고, 실시예를 위하여 15분이 적용될 수 있다.
상술한 차단시간 t는 누적적산시간 동안 사용되는 누적적산량을 예비전력계약용량으로 조절하기 위한 것이다.
즉, 전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 여전히 예비전력계약용량 S보다 크면 차단시간 t=0로 설정하고 즉시 중요도가 다음으로 낮은 부하 LD2에 대한 트립지령 생성을 판단한다.
그리고, 전체부하의 실시간 사용전력 P에서 부하 LD1의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 예비전력계약용량 S 이하라면 t=0부터 차단시간 t까지 현재 실시간사용전력을 유지하고, 차단시간 t 이후에는 부하 LD1을 차단한다. 그러면, 실시간 사용전력 P는 부하 L1이 전력을 소비한 t시간까지와 부하 L1이 전력을 소비하지 않은 t시간부터 15분까지의 적산 값이 예비전력계약용량 S와 동일해진다.
즉, 도 3과 같이 차단시간 t를 기준으로 실시간 사용전력 P가 변화될 수 있으며, 차단시간 t를 기준으로 양 쪽의 빗금친 부분은 적산 값으로서 서로 동일하다.
상술한 단계 S18 및 S20의 트립지령에 의하여 부하 LD1에 전력이 공급되지 않으면 실시간 사용전력은 P1=P-L1으로 대체된다.(S22) 여기에서 P1은 차단된 부하 LD1을 배제한 전체 부하의 실시간 사용전력이다.
그 후 현재 차단되지 않은 부하들에 의한 실시간 사용전력 P1이 예비전력계약용량 S보다 큰지 판단한다.(S24)
만약 실시간 사용전력 P1이 예비전력계약용량 S 이하이면 부하절체장치(30)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
실시간 사용전력 P1이 예비전력계약용량 S 보다 크면 부하절체장치(30)는 부하를 제어하기 위한 후속 수순을 진행한다.
먼저, 다음으로 중요도가 낮은 부하 LD2의 절체를 위한 트립(Trip) 지령을 위한 차단시간을 산출한다. 부하 LD2의 차단시간을 산출하기 위하여 현재 전체부하의 실시간 사용전력 P1에서 부하 LD2의 실시간 사용전력 L2을 뺀 값과 예비전력계약용량 S 간의 관계를 판단한다.(S26)
현재 전체부하의 실시간 사용전력 P1에서 부하 LD2의 실시간 사용전력 L2을 뺀 값이 여전히 예비전력계약용량 S보다 크면 차단시간 t=0로 설정하고 즉시 트립지령을 제공한다.(S28) 그러면, 부하 LD2에 연결된 차단기 Tr2가 개방되어 부하 LD2로 공급되는 전력이 차단된다.
전체부하의 실시간 사용전력 P1에서 부하 LD2의 실시간 사용전력 L1을 뺀 값이 예비전력계약용량 S 이하이면 차단시간 t는 아래 <수학식 3>에 따라 설정되고, 계산된 차단시간 t에 트립지령이 제공되며(S30), 트립지령이 제공되는 시간에 차단기 Tr2이 개방되어 부하 LD2로 공급되는 전력이 차단된다.
상술한 단계 S28 및 S30의 트립지령에 의하여 부하 LD2에 전력이 공급되지 않으면 실시간 사용전력은 P2=P1-L2으로 대체된다.(S32) 여기에서 P2은 차단된 부하 LD1 및 L2를 배제한 전체 부하의 실시간 사용전력이다.
상술한 방법과 같이 이후 프로세스를 진행하여 현재 전체부하의 실시간 사용전력이 예비전력계약용량 S 이하 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하의 순으로 순차적으로 트립지령을 생성한다.(S34)
한편, 도 4는 2 내지 3 뱅크에서 예비전력공급설비 용량이 상시전력공급설비 용량보다 작은 본 발명의 실시예이며, 실시간 전력조류연산기반 수배전설비의 과부하운전한계 이내로 운전하기 위한 차단기 절체 회로도이다.
도 4의 실시예는 부하 LD1 내지 LD3을 포함하는 뱅크와 부하 LD4 내지 LD6을 포함하는 뱅크를 갖는다.
도 4의 실시예에서 NT1, NT2는 상시변압기이고 ST는 예비변압기이다. 52S1은 상시변압기 NT1의 인입단 쪽에 설치되는 차단기이고, 52S2는 상시변압기 NT2의 인입단 쪽에 설치되는 차단기이며, 52SP는 예비변압기 ST의 인입단 쪽에 설치되는 차단기이다. 그리고, 52P1은 상시변압기 NT1의 공급단 쪽에 설치되는 차단기이고, 52P2는 상시변압기 NT2의 공급단 쪽에 설치되는 차단기이며, 52SS는 예비변압기 ST의 공급단 쪽에 설치되는 차단기이다.
차단기 52SS의 공급단에는 차단기 52T1과 차단기 52T2가 병렬로 연결되며, 차단기 52T1의 공급단에는 하나의 뱅크를 이루는 부하 LD1, LD2, LD3들에 각각 연결되는 차단기 R1, R2, R3의 인입단들과 공통으로 연결되고, 차단기 52T2의 공급단에는 다른 하나의 뱅크를 이루는 부하 LD4, LD5, LD6들에 각각 연결되는 차단기 R4, R5, R36 인인단들과 공통으로 연결된다.
그리고, 각 차단기 R1 내지 R6의 공급단에는 각각에 해당되는 부하 LD1 내지 LD6이 독립적으로 연결된다.
도4의 실시예는 부하를 절체하는 것을 설명하기 위하여 하나의 뱅크에 부하절체장치(40)가 구성된 것을 예시하였으며, 부하절체장치(40)는 각 부하로부터 각 부하의 피상전력 즉 실시간 사용전력에 대한 정보 LVA1, KVA2, KVA3를 수집하면서 해당 뱅크의 부하들 LD1 내지 LD3에 대한 차단기 R1 내지 R3를 트립하기 위한 트립지령 Tr1 내지 Tr3을 출력하도록 구성된다.
여기에서, 차단기 52P1, 52T1, 52SP, 52SS들은 상시변압기 NT1과 예비변압기 ST 중 어느 하나를 선택하여 상시전력 또는 예비전력을 차단기 R1 내지 R3를 통하여 부하 LD1 내지 LD3로 공통으로 공급하는 개폐장치에 해당된다. 이 개폐장치는 도 1의 자동부하절체개폐기에 상응하는 구성으로 이해될 수 있다.
그리고, 부하절체장치(30)는 상술한 개폐장치에 포함된 차단기들의 스위칭 정보를 상기 개폐장치가 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보로 이용할 수 있으며, 상기 개폐장치가 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보로써 상시변압기의 정전에 의한 절체신호 /SEL이 더 이용될 수 있다.
상술한 바 구성에서 상시변압기 NT1에 고장 또는 점검에 의하여 정전되면, 부하절체장치(30)는 예비변압기 ST의 용량을 부하 LD1 내지 LD3의 예비전력계약용량의 합과 비교한다.
예비변압기 ST의 용량이 상시변압기 NT1에 종속된 부하들 LD1 내지 LD3의 예비전력계약용량의 합 이상이면 차단기 52SP, 52SS, 52T1을 닫아서 예비변압기 ST를 이용한 예비전력을 상시변압기 NT1에 종속된 부하들 LD1 내지 LD3에 공급한다.
그리고, 예비변압기 ST의 용량이 상시변압기 NT1에 종속된 부하들 LD1 내지 LD3의 예비전력계약용량 미만이면 차단기 52SP, 52SS, 52T1을 닫아서 예비변압기 ST를 이용한 예비전력을 상시변압기 NT1에 종속된 부하들(LD1 내지 LD3)에 공급하면서 실시간 전력조류연산에 의한 예비변압기 ST의 과부하운전한계 이내가 되도록 과부하운전알고리즘을 구동한다.
상술한 과부하운전알고리즘은 도 5를 참조하여 후술하며, 과부하운전알고리즘은 아래 표1의 과부하계수 테이블을 참조하여 운용된다.
| 운전시간 | 과부하계수 : K | |
| 무부하(K1) | 100％부하(K3) | |
| 5분 | 2.0 | 1.4 |
| 30분 | 1.5 | 1.2 |
| 1시간 | 1.31 | 1.11 |
| 2시간 | 1.21 | 1.1 |
| 4시간 | 1.15 | 1.05 |
| 8시간 | 1.08 | 1.01 |
한편, 도 5을 참조하여 도 4의 실시예에 적용되는 과부하운전알고리즘에 대하여 설명한다.
개폐장치에 포함되는 각 차단기는 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보를 제공하며, 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보는 도 1의 실시예와 같은 방법으로 부하절체장치(40)로 제공되고, 부하절체장치(40)는 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보로써 예비전력을 공급하는 상태임을 감지한다. 참고로 부하절체장치(40)에 예비전력을 공급하는 것으로 판단하는 정보를 제공하는 것에 대한 게이트 구성은 생략하였다.
상술한 바와 같이 개폐장치에 포함되는 각 차단기가 예비전력을 공급하기 위한 상태로 절체되면 부하절체장치(40)는 상시전력을 공급하는 것으로 복귀될 때까지 과부하운전알고리즘을 실행한다.
부하절체장치(40)는 부하들의 피상전력 기반으로 과부하운전상태를 판단하는 과부하운전알고리즘을 수행하여서 상기 중요도가 낮은 부하부터 순차적으로 트립지령을 발생한다.
이를 위하여 부하절체장치(40)는 전체 부하에 대한 피상전력의 합 A(A=AL1+AL2+AL3)을 구하는 초기화 단계(S50)를 수행하고 개폐장치의 차단기들이 절체된 상태이면(S52) 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'이 전체 부하들에 대한 피상전력의 합 A 이하인지 판단한다.(S54)
여기에서, 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'은 아래 <수학식4>에 의하여 정의될 수 있다.
여기에서 T는 예비변압기 ST의 설비용량(KVA)이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위이다.
상술한 바와 같이 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'은 환경요인에 의하여 가변될 수 있다.
단계 S54에서 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'이 전체 부하에 대한 피상전력의 합보다 크면 부하절체장치(40)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
이와 다르게 단계 S54에서 실제 예비변압기 ST의 설비용량 T'이 전체 부하에 대한 피상전력의 합 이하이면 차단시간 t을 산출하고 가장 중요도가 낮은 부하 LD1에 대한 트립지령을 실행한다.
부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 아래 <수학식 5>와 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K1은 부하 LD1의 무부하에 대한 과부하계수이고, T'은 <수학식 4>에 의하여 정의되는 실제 예비변압기 ST의 설비용량이다.
과부하는 주위온도가 30℃를 기준으로 1℃ 하강하면 용량의 1％씩 용량의 여유가 생기며, 권선온도에 대한 온도상승이 기준치보다 1℃ 낮은 경우 용량의 1％ 용량의 여유가 생긴다. 각 부하들에 대한 과부하계수(K)는 무부하에 대한 것(K1)과 100％ 부하에 대한 것(K3)으로 구분될 수 있으며, 부하상태에 따라 무부하에 대한 과부하계수 K1와 100％ 부하에 대한 과부하계수 K3는 차이를 갖는다. 과부하계수 K는 실험치에 따라 상기 <표 1>과 같이 록업테이블로 작성될 수 있고, 무부하에 대한 과부하계수 K1는 도 10와 같이 t-K1 간 커브를 형성하고 100％부하에 대한 과부하계수 K3는 도 12과 같이 t-K3 간 커브를 형성한다.
한편, 부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 상술한 <수학식 5>에 의하여 산출될 수 있으며, 산출된 차단시간에 트립지령이 수행된다.(S56)
트립지령이 수행되면, 부하 LD1은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1을 배제한 A1으로 대체된다.(S58)
그 후 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 예비변압기의 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 크면 부하절체장치(40)는 아무런 액션을 취하지 않는다.(S60)
그러나, 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 예비변압기의 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1 이하이면(S60), 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령을 산술된 차단 시간 t에 수행한다.(S62)
후순위 부하 LD2에 대한 트립지령 수행을 위한 차단시간은 <수학식 6>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K3은 부하 LD2의 100％부하에 대한 과부하계수이고, T'은 상기 <수학식 4>에 의하여 정의되는 실제 예비변압기 ST의 설비용량이다.
부하 LD1에 대하여 무부하에 대한 과부하계수가 적용되는 것은 부하 LD1에 대한 차단시간을 산출하는 시점에 예비변압기 ST가 부하를 구동하지 않는 것을 반영한 것이고, 부하 LD2에 대하여 100％부하에 대한 과부하계수를 적용하는 것은 LD2에 대한 차단시간을 산출하는 시점에 예비변압기 ST가 부하를 부담하는 상태이므로 임의로 100％부하를 부담한 상태로 가정하여 임의로 적용한 것이다.
상술한 바와 같이 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령이 수행되면, 부하 LD2는 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A1는 차단된 부하 LD1, LD2를 배제한 A2으로 대체된다.(S64)
그리고, 그 후 실제 예비변압기 설비용량이 현재 운전중인 부하들에 대한 전체 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하에 대하여 순차적인 트립지령을 수행한다.(S66)
여기에서 트립지령을 위한 차단시간은 상기 <수학식 6>의 방법으로 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 예비전력을 공급하는 상태로 절체된 경우 상시전력계약용량보다 작은 용량의 예비전력계약용량으로 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 상시전력공급설비 보다 작은 용량의 예비전력공급설비로 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력조류기반의 실시간절체알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단하여 상시전력계약용량 보다 작은 예비전력계약용량으로 원활히 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력조류기반의 과부하운전알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단하여 과부하운전한계 이내로 예비전력을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 예비전력공급설비의 운영없이 상시변압기가 병렬로 연결되는 시스템에 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 수배전 설비의 일 실시예이다.
수배전 설비는 부하절체회로(100)와 부하절체제어부(200)를 포함하며, 부하절체회로(100)는 내부의 차단기들(도 6참조)의 절체 상태에 따라 상시전력을 부하 LD1, LD2 ... LDn들로 전달하며, 부하절체제어부(200)는 부하절체회로(100)의 절체 상태를 제어한다.
부하절체회로(100)는 부하절체제어부(200)의 제어에 의하여 내부에 포함되는 차단기들을 절체하여 내부의 상시변압기들로부터 부하 LD1, LD2 ... LDn로 전원을 공급하며, 부하절체회로(100)는 다수의 뱅크를 포함할 수 있다.
뱅크는 상시변압기와 상시변압기 별로 종속된 부하를 기본 단위로 포함하는 구성요소이며, 부하절체회로(100)는 다수의 상시변압기를 구비할 수 있고 그에 따라 다수의 뱅크를 포함할 수 있다.
통상적으로 상시변압기는 평균 이용률(평균이용전력/설비용량)이 20％ 미만이다. 그러므로, 평균적으로 80％ 정도가 잉여 설비용량으로 활용가능하다.
또한, 상시변압기는 설계용량보다 대체로 150％의 초과 용량을 갖도록 제작된다. 그러므로 실제로 상시변압기에서 활용될 수 있는 잉여 설비용량은 더 늘어난다.
본 발명은 상술한 바와 같은 상시변압기의 잉여 설비용량을 다른 상시변압기가 정전되는 경우 대체 전력공급원으로써 활용하는 것에 착안하였다.
도 7는 3 개 이상의 뱅크를 포함하는 부하절체회로(100)의 일 실시예를 예시한 것이며, 도 7는 특정 뱅크의 상시변압기에 정전이 발생되고 운전 중인 다른 뱅크의 상시변압기가 정전되는 상시변압기의 부하를 감당하는 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 7의 부하절체회로(100)는 상시변압기 NT1, NT2, NT3, NT4를 포함하며, 차단기 52S1, 52S2, 52S3, 52S4, 52P1, 52P2, 52P3, 52P4, 52T1, 52T2, 52T3, R1 내지 R12를 포함한다.
여기에서, 차단기 52S1, 52S2, 52S3, 52S4는 인입단으로부터 전원을 공통으로 공급받고 공급단에는 상시변압기 NT1, NT2, NT3, NT4가 각각 연결된다.
그리고, 차단기 52P1, 52P2, 52P3, 52P4는 인입단에 상시변압기 NT1, NT2, NT3, NT4가 각각 연결된다.
차단기 R1 내지 R3는 인입단에 차단기 52P1가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD1 내지 LD3이 각각 연결된다. 그리고, 차단기 R4 내지 R6는 인입단에 차단기 52P2가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD4 내지 LD6이 각각 연결된다. 그리고, 차단기 R7 내지 R9는 인입단에 차단기 52P3가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD7 내지 LD9가 각각 연결된다. 그리고, 차단기 R10 내지 R12는 인입단에 차단기 52P4가 공통으로 연결되고 공급단에는 부하 LD10 내지 LD12이 각각 연결된다.
상술한 차단기 52S1, 52S2, 52S3, 52S4, 52P1, 52P2, 52P3, 52P4, R1 내지 R12는 상시에는 닫혀서 전원을 공급하도록 연결된 상태이며, 나머지 차단기 52T1, 52T2, 52T3는 노멀 오픈(Nomal open) 상태로서 전기적인 연결이 차단된 상태이다.
상기한 도 6 및 도 7은 부하절체회로(100)의 특정 뱅크의 상시변압기가 정전되는 경우, 정전되는 상시변압기를 수리 및 점검하는 동안 다른 상시변압기가 정전되는 상시변압기의 부하들에 전력을 공급하는 구성을 갖는다.
본 발명에 따른 실시예에서 상시변압기 NT1이 정전되는 경우를 가정하며, 이하에서 인용되는 S1은 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력(실제 사용전력)의 합이며, S2는 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합이고, S3은 부하 LD7 내지 부하 LD9의 피상전력의 합이며, S4는 부하 LD10 내지 부하 LD12의 피상전력의 합이다. 그리고, T2는 상시변압기 NT2의 설비용량이며, T3는 상시변압기 NT3의 설비용량이고, T4는 상시변압기 NT4의 설비용량이다.
상시변압기 NT1에 대체하여 부하 LD1 내지 LD3에 예비전력을 공급하기 위해서 다른 상시변압기 NT2 또는 상시변압기 NT2와 NT3가 이용될 수 있다.
상시변압기 NT2를 단독으로 이용할 것인지(이하, '단독 운전'이라 함) 병렬연결된 상시변압기 NT2와 NT3를 이용할 것인지(이하, '병렬 운전'이라 함)는 부하들의 피상전력의 합과 상시변압기의 설비용량을 대비하여 판단될 수 있다.
먼저, 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력의 합 S1과 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합 S2의 합이 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배 이하이면, 하나의 상시변압기 NT2로만 부하 LD1 내지 부하 LD6에 대한 단독 운전을 실시하여 전력을 공급한다.
여기에서 상시변압기의 통상적인 평균이용률(평균이용전력/설비용량)이 20％ 미만인 점을 감안하여 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배가 기준으로 정의될 수 있다. 1.5배는 제작자의 의도에 따라 잉여 설비용량을 감안하여 변경될 수 있다.
이 경우 상시변압기 NT2의 잉여 설비용량이 정전되는 상시변압기 NT1에 대한 대체 전력공급원 역할을 담당하게 된다.
그리고, 부하 LD1 내지 부하 LD6의 피상전력의 합이 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배를 초과하면, 부하 LD1 내지 부하 LD6의 피상전력의 합을 감당하기에 상시변압기 NT2의 잉여 설비용량이 충분하지 않기 때문에 병렬연결된 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3으로 부하 LD1 내지 부하 LD9에 대한 병렬 운전을 실시하여 전력을 공급한다.
< 단독 운전>
본 발명의 실시예는 단독 운전을 위해서 상시변압기 NT2가 이용되는 것으로 가정하며, 상시 변압기 NT2에서 전력이 부하 LD1 내지 LD3로 공급될 수 있도록 전력 공급 경로가 설정되어야 하며, 이를 위하여 차단기 52T1은 연결되고 차단기 52P1은 차단되며 52T2, 52T3는 노멀 오픈 상태를 유지한다.
단독 운전 상태에서 상술한 바와 같이 상시변압기 NT2가 노드 LD1과 노드 LD3에 대한 전력을 공급하는 대체 전력공급원으로 역할하며, 부하절체제어부(200)는 부하 LD1 내지 LD6로부터 각 부하의 피상전력 즉 실시간 사용전력에 대한 정보를 수집하면서 해당 뱅크의 부하들 LD1 내지 LD6에 대한 차단기 R1 내지 R6을 절환하기 위한 트립지령을 출력하도록 구성된다.
여기에서, 차단기 52P1, 52T1, 52S1, 52S2을 포함한 차단기들은 상시변압기 NT2로 부하 LD1 내지 부하 LD3에 전력을 공급하기 위한 차단동작을 수행하는 개폐 장치에 해당되며 개폐 장치는 정전에 의한 절체 신호와 자신이 절체되었음에 해당하는 정보 즉 전력을 공급하는 상태에 대한 정보를 부하절체제어부(200)로 제공할 수 있다.
따라서, 부하절체제어부(200)는 상시변압기 NT1에 정전이 발생되고 상시변압기 NT2가 단독 운전 상태인 것으로 판단되면, 실시간 조류연산에 기반하여 과부하 운전 한계 이내로 전력 공급이 실시될 수 있도록 부하 LD1 내지 부하 LD6을 제어한다.
여기에서 부하 LD1 내지 LD6의 피상전력의 합(S1+S2)이 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T' 이하이면 부하절체제어부(200)는 별도의 액션없이 예비전력을 부하 LD1 내지 LD6에 공급한다.
여기에서 상시변압기 NT2의 실제 설비용량(T')은 아래 <수학식 7>에 의하여 정의될 수 있다.
여기에서 T2는 상시변압기 NT2의 설비용량(KVA)이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위이다. 상술한 바와 같이 실제 상시변압기 NT2의 설비용량 T'은 환경요인에 의하여 가변될 수 있다.
한편, 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 정전되는 상시변압기 NT1및 NT2에 종속된 부하 LD1 내지 LD6의 피상전력의 합 미만이면, 실시간 전력조류연산에 의한 상시변압기 NT2의 과부하 운전 한계를 벗어나지 않도록 부하 LD1 내지 LD6가 순차적으로 절체되는 과부하운전알고리즘이 적용된다.
상술한 과부하운전알고리즘은 아래 <표2>의 과부하계수(K) 테이블을 참조하여 운용된다.
| 운전시간 | 과부하계수 : K | ||
| 무부하(K1) | 40％부하(K2) | 100％부하(K3) | |
| 5분 | 2.0 | 1.7 | 1.4 |
| 30분 | 1.5 | 1.45 | 1.2 |
| 1시간 | 1.31 | 1.21 | 1.11 |
| 2시간 | 1.21 | 1.15 | 1.1 |
| 4시간 | 1.15 | 1.09 | 1.05 |
| 8시간 | 1.08 | 1.05 | 1.01 |
도 8을 참조하여 단독 예비 운전에 대한 과부하운전알고리즘에 대하여 설명한다.
부하절체회로(100)의 각 차단기는 상시변압기 NT1이 정전 상태임을 표시하는 정보를 부하절체제어부(200)로 제공하며, 부하절체제어부(200)는 정전상태임을 표시하는 정보로써 상시변압기 NT2에서 부하 LD1 내지 LD6에 전력을 공급하는 상태임을 감지한다.
부하절체제어부(200)는 부하 LD1 내지 LD6의 피상전력의 합을 기반으로 과부하운전상태를 판단하는 과부하운전알고리즘을 수행하여서 중요도가 낮은 부하부터 순차적으로 트립지령을 발생한다. 각 부하 LD1 내지 LD6는 미리 각자에 대한 중요도가 설정된다.
과부하운전알고리즘에 의하여, 부하절체장치(200)는 전체 부하에 대한 피상전력의 합 A(A=AL1+AL2+...+AL6)을 구하는 초기화 단계(S140)를 수행하고, 부하절체회로(100)의 차단기들이 절체된 상태를 확인한 후(S142), 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 대상 부하(부하 LD1 내지LD6)들에 대한 피상전력의 합 A 이하인지 판단한다.(S144)
단계 S144에서 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 대상 부하에 대한 피상전력의 합 A보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
즉, 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'으로 부하 LD1 내지 LD6에 충분히 전력을 공급할 수 있기 때문에 부하에 대한 트립지령 발생할 필요로 하지 않는다.
이와 다르게 단계 S144에서 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 대상 부하들의 피상전력의 합 A 이하이면 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'으로 대상 부하에 대한 충분한 전력을 공급할 수 없기 때문에 과부하 운전 한계를 초과하지 않도록 부하를 제어하여야 한다. 그러므로 먼저 부하 LD1 내지 LD6중 중요도가 가장 낮은 부하에 대한 차단시간 t을 산출하고 중요도가 가장 낮은 부하 LD1에 대한 트립지령을 실행한다.(S146) 참고로 본 발명에서 부하의 중요도는 LD1<LD2<...<LD6의 순으로 정의한다.
부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 아래 <수학식 8>와 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K2은 부하 LD1의 40％부하에 대한 과부하계수이다.
과부하는 주위온도가 30℃를 기준으로 1℃ 하강하면 용량의 1％씩 용량의 여유가 생기며, 권선온도에 대한 온도상승이 기준치보다 1℃ 낮은 경우 용량의 1％ 용량의 여유가 생긴다.
각 부하들에 대한 과부하계수(K)는 무부하에 대한 것(K1)과 40％부하에 대한 것(K2) 및 100％ 부하에 대한 것(K3)으로 구분될 수 있으며, 부하상태에 따라 무부하에 대한 과부하계수 K1 40％부하에 대한 과부하계수 K2 및 100％ 부하에 대한 과부하계수 K3는 차이를 갖는다. 과부하계수 K는 실험치에 따라 상기 <표 2>과 같이 록업테이블로 작성될 수 있고, 무부하에 대한 과부하계수 K1는 도 10와 같이 t-K1 간 커브를 형성하고 40％부하에 대한 과부하계수 K2는 도 11과 같이 t-K2 간 커브를 형성하며 100％부하에 대한 과부하계수 K3는 도 12과 같이 t-K3 간 커브를 형성한다.
무부하에 대한 과부하계수는 부하를 부담하는 상시변압기가 무부하 상태인 경우 적용하고, 40％부하에 대한 과부하계수는 부하를 부담하는 상시변압기가 다른 부하를 어느 정도 부담하고 있는 상태인 경우에 적용되며, 100％부하에 대한 과부하계수는 부하를 부담하는 상시변압기가 설비용량 수준으로 부하를 부담하는 경우에 적용된다.
상기 <수학식 8>에서 최초 선택된 부하는 상시변압기 NT2가 다른 부하를 어느 정도 부담하는 상태이므로 40％부하에 대한 과부하계수 K2를 적용되었으며, 그에 다라 부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 상술한 <수학식 8>에 의하여 산출될 수 있으며, 산출된 차단시간 t에 트립지령이 수행된다.(S146)
부하 LD1에 대한 트립지령이 산출된 차단시간 t에 수행되면, 부하 LD1은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1을 배제한 값 A1으로 대체된다.(S148)
그 후 부하 LD1에 대한 차단시간에 다시 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 큰가 판단하고, 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.(S150)
그러나, 부하 LD1에 대한 차단시간에 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T'이 현재 대상 부하들에 대한 피상전력의 합 A1 이하이면(S150), 후순위 대상 부하 LD2에 대한 트립지령을 산술된 차단 시간 t에 수행한다.(S152)
후순위 부하 LD2에 대한 트립지령 수행을 위한 차단시간은 <수학식 9>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K3가 적용된 것은 상시변압기 NT2가 100％ 수준으로 운영되는 것을 가정하여 임의로 적용한 것이다.
상술한 바와 같이 후순위 대상 부하 LD2에 대한 트립지령이 수행되면, 부하 LD2은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1, LD2을 배제한 A2로 대체된다.(S154)
그리고, 그 후 실제 상시변압기 NT2 설비용량이 현재 운전중인 대상 부하들에 대한 전체 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하에 대하여 반복적으로 차단시간을 산출하여 후순위 부하들에 대한 순차적인 트립지령을 수행한다.(S156)
여기에서 후순위 부하들에 대한 트립지령을 위한 차단시간은 상술한 수학식 9의 방법으로 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 정전되는 상시변압기에 대신하여 다른 하나의 상시변압기에 의하여 전력이 공급될 수 있으며, 별도의 예비전력공급설비 필요없이 병렬 연결된 다른 하나의 상시변압기의 잉여 설비용량으로써 예비전력을 공급함으로써 예비전력공급설비를 시설하기 위한 시설비와 예비전력공급설비를 사용하기 위한 비용의 지출이 방지될 수 있으며, 예비전력공급설비를 시설한 경우 예비전력공급설비를 무부하 상태로 유지하는데 소요되는 전력 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 실시간 전력조류기반의 과부하운전알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단함으로써 작은 용량으로써 과부하운전한계 이내로 정전되는 상시변압기에 예비전력을 공급할 수 있다.
<병렬 운전>
병렬 운전은 상술한 바와 같이 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력의 합 S1과 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합 S2의 합이 상시변압기 NT2의 설비용량의 1.5배 초과하면 실시된다. 병렬 운전은 일예로 두 개의 상시변압기 즉 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3로 정전되는 상시변압기 NT1의 부하들에 전력을 공급하는 실시예로 설명한다.
병렬 운전 상태는 부하 LD1 내지 부하 LD3의 피상전력의 합 S1과 부하 LD4 내지 부하 LD6의 피상전력의 합 S2 그리고 부하 LD7 내지 부하 LD9의 합 S3의 전체 합 즉 전체 부하들의 피상전력의 합(S1+S2+S3)이 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T2의 설비용량(Pa*T2')와 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T3의 설비용량의 설비용량(Pb*T3')의 합(PaT2+PbT3)을 초과하는지 아니면 이하인지에 따라 병렬 운전 상태가 달라진다.
즉, S1+S2+S3가 Pa*T2'+PbT3'를 초과하는지 아니면 이하인지에 따라 병렬 예비 운전 상태가 달라진다.
여기에서, 상시변압기 NT2 및 NT3에서 부담하는 부하들 LD1 내지LD9의 피상전력의 합(S1+S2+S3)이 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T2의 설비용량(Pa*T2')와 임피던스 불평형률을 감안한 상시변압기 T3의 설비용량의 설비용량(Pb*T3')의 합(Pa*T2'+Pb*T3') 이하이면 부하절체제어부(200)는 부하절체회로(100)에서 상시변압기 NT1의 차단기 52P1를 차단하고 차단기 52T1, 52T2를 노멀 오픈 상태에서 연결 상태로 전환한다.
즉 아래 <수학식 10>의 상태이면 부하절체제어부(200)는 별도의 액션없이 병렬 연결된 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3에 의하여 부하 LD1 내지 부하 LD9로 전력을 공급한다.
여기에서 Pa는 상시변압기 NT2와 NT3가 병렬 운전되는 상태에서 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3 간의 임피던스 불평형률을 해소하기 위하여 상시변압기 NT2에 적용되는 불평형률 계수이며, Pb는 상시변압기 NT2와 NT3가 병렬 운전되는 상태에서 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3 간의 불평형률을 해소하기 위하여 상시변압기 NT3에 적용되는 불평형률 계수이다.
각각의 불평형률 계수 Pa, Pb는 아래 <수학식 11>에 의하여 정의될 수 있으며, <수학식 11>에서 Za는 상시변압기 NT2의 임피던스이고 Zb는 상시변압기 NT3의 임피던스이며 T2는 상시변압기 NT2의 설비용량이고 T3는 상시변압기 NT3의 설비용량이다.
한편, 피상전력의 전체 합(S1+S2+S3)이 임피던스 불균형률을 감안한 상시변압기 T2의 설비용량(Pa*T2')과 임피던스 불균형률을 감안한 상시변압기 T3의 설비용량의 설비용량(Pb*T3')의 합(Pa*T2'+Pb*T3')을 초과하면, 부하절체제어부(200)는 부하절체회로(100)에서 상시변압기 NT1의 차단기 52P1를 차단하고 차단기 52T1, 52T2를 노멀 오픈 상태에서 연결 상태로 전환한 후 상시변압기 NT2 및 NT3가 과부하 운전 한계 이내로 운전되도록 과부하운전알고리즘을 수행한다.
즉, 아래 <수학식 12>의 컨디션이면 과부하운전알고리즘을 수행한다.
여기에서, 과부하운전알고리즘은 도 9와 같이 실시될 수 있다.
도 9를 참조하여 병렬 운전에 대한 과부하운전알고리즘에 대하여 설명한다.
부하절체회로(100)의 각 차단기는 상시변압기 NT1이 정전 상태임을 표시하는 정보를 부하절체제어부(200)로 제공하며, 부하절체제어부(200)는 상시 변압기 NT1이 정전 상태임을 표시하는 정보로써 부하 LD1 내지 LD9에 전력을 공급하는 상태임을 감지한다.
부하절체제어부(200)는 상시변압기 NT2와 상시변압기 NT3에 의하여 전력을 공급받는 부하 LD1 내지 LD9에 대한 피상전력의 합 A(A=AL1+AL2+..AL9)을 구하는 초기화 단계(S160)를 수행하고, 부하절체회로(100)의 차단기들이 절체상태를 확인한 후(S162), 임피던스 불균형률을 고려한 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T2'와 임피던스 불균형률을 고려한 상시변압기 NT3의 실제 설비용량 T3'의 합 즉 실제 병렬 예비 운전 설비 용량 T'이 대상 부하들에 대한 피상전력의 합 A 이하인지 판단한다.(S164)
여기에서, 도 8의 과부하운전알고리즘에 적용되는 상시변압기 NT2의 실제 설비용량 T2', 상시변압기 NT3의 실제 설비용량 T3' 및 실제 병렬 예비 운전 설비 용량 T'은 아래 <수학식 13>과 같이 정의될 수 있다.
여기에서 T2는 상시변압기 NT2의 설비용량(KVA)이며, T3는 상시변압기 NT3의 설비용량(KVA)이고, KVA는 피상전력을 표시하는 단위이다. 상술한 바와 같이 실제 병렬 운전 설비 용량 T'은 환경요인에 의하여 가변될 수 있다.
단계 S164에서 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 부하 LD1 내지LD9의 피상전력의 합보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.
이와 다르게 단계 S64에서 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 부하 LD1 내지 LD9의 피상전력의 합 이하이면 차단시간 t을 산출하고 가장 중요도가 낮은 부하 LD1에 대한 트립지령을 실행한다.(S166)
부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 아래 <수학식 14>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K2는 <표 2>에 기재된 부하 LD1의 40％부하에 대한 과부하계수이다. 여기에서 부하 LD1에 40％부하에 대한 과부하계수 K2가 적용된 것은 단독 운전에서 부하 LD1에 40％부하에 대한 과부하계수 K2가 적용된 것과 동일한 이유때문이다.
한편, 부하 LD1에 대한 트립지령을 위한 차단시간 t는 상술한 <수학식 14>에 의하여 산출될 수 있으며, 산출된 차단시간에 트립지령이 수행된다.(S166)
트립지령이 수행되면, 부하 LD1은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD1을 배제한 A1으로 대체된다.(S168)
그 후 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1보다 크면 부하절체제어부(200)는 아무런 액션을 취하지 않는다.(S170)
그러나, 최초 선택된 부하 LD1에 대한 차단시간에 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 A1 이하이면(S170), 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령을 산술된 차단 시간 t에 수행한다.(S172)
후순위 부하 LD2에 대한 트립지령 수행을 위한 차단시간은 <수학식 15>과 같이 산출될 수 있다.
여기에서 K3은 부하 LD2의 100％부하에 대한 과부하계수이다. 여기에서 부하 LD2에 100％부하에 대한 과부하계수 K3가 적용된 것은 단독 운전에서 부하 LD2에 100％부하에 대한 과부하계수 K3가 적용된 것과 동일한 이유때문이다.
상술한 바와 같이 후순위 부하 LD2에 대한 트립지령이 수행되면, 부하 LD2은 차단 상태이므로, 전체 피상전력의 합 A는 차단된 부하 LD2을 배제한 A2로 대체된다.(S174)
그리고, 그 후 실제 병렬 운전 설비 용량 T'이 현재 운전중인 예비전력을 공급받을 대상 부하들에 대한 전체 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 중요도가 낮은 부하에 대하여 순차적인 트립지령을 수행한다.(S176)
여기에서 이후 선택되어지는 후순위 부하들의 트립지령을 위한 차단시간은 상술한 <수학식 15>의 방법으로 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이 하나의 상시변압기로 정전되는 상시변압기의 부하들을 감당하기 어려운 경우 두 개의 병렬 연결된 상시변압기의 병렬 운전에 의하여 정전되는 상시변압기의 부하들에 전력이 공급될 수 있다.
본 발명은 두 개의 상시변압기를 이용하여 전력을 공급하는 실시예를 제시하였으나, 이에 국한되지 않고 셋 이상의 상시변압기를 이용하여 정전되는 특정 상시변압기에 대한 전력을 제공할 수 있다. 이 경우 이용되는 상시변압기의 임피던스 불균형률을 고려한 상시변압기들의 실제 설비용량의 합과 이들 변압기들이 부담하는 부하들의 피상전력의 총합을 판단하여 과부하운전한계 이내로 정전되는 상시변압기들의 부하들이 절체될 수 있으며, 이는 본 명세서에 기재된 기술사상을 이해한 자라면 이해하여 실시할 수 있는 범위에 속하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 병렬 운전에 의하여, 별도의 전력공급설비 필요없이 병렬 연결된 다른 상시변압기들의 잉여 설비용량으로써 정정된 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급함으로써 별도의 전력공급설비를 시설하기 위한 시설비와 예비전력공급설비를 사용하기 위한 비용의 지출이 방지될 수 있으며, 예비전력공급설비를 시설한 경우 예비전력공급설비를 무부하 상태로 유지하는데 소요되는 전력 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 실시간 전력조류기반의 과부하운전알고리즘을 적용하여 중요하지 않은 부하부터 차단하여 과부하운전한계 이내로 전력을 공급할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
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도 1은 본 발명에 따른 수배전반 설비의 블록도.
도 2는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 일 실시예를 나타내는 회로도.
도 3은 단독 예비 운전에 적용되는 과부하운전알고리즘을 나타내는 순서도.
도 4는 병렬 예비 운전에 적용되는 과부하운전알고리즘을 나타내는 순서도.
도 5는 표 1의 무부하 상태의 과부하계수 K1를 나타내는 K1-t 커브 그래프.
도 6은 표1의 40％부하 상태의 과부하계수 K2를 나타내는 K2-t 커브 그래프
도 7은 표1의 과부하 상태의 과부하계수 K3를 나타내는 K3-t 커브 그래프
Claims (20)
- 상시변압기와 상기 상시변압기보다 작은 설비용량을 갖는 예비변압기를 포함하며, 상기 예비변압기로 상기 상시변압기의 부하에 예비전력을 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법에 있어서,상기 예비변압기의 실제 설비용량이 전체 부하들에 대한 피상전력의 합 이하이면, 최초 선택된 부하에 대하여 '(전체 부하들에 대한 피상전력의 합/상기 실제 예비변압기의 설비용량)*최초 선택된 부하의 무부하에 대한 과부하계수'를 산출하여 생성된 제1지령시간에 상기 최초 선택된 부하에 대한 제1트립지령을 수행하는 단계; 및상기 최초 선택된 부하에 대한 상기 제1지령시간에 상기 예비변압기의 실제 설비용량이 현재 부하들에 대한 피상전력의 합 미만이면 중요도 수순에 따라 후순위 부하를 선택하고 후순위 부하에 대하여 '(현재 부하들에 대한 피상전력의 합/상기 실제 예비변압기의 설비용량)* 상기 후순위 부하의 과부하에 대한 과부하계수'를 산출하여 생성된 제2지령시간에 상기 후순위 부하에 대한 제2트립지령을 수행하는 단계;를 포함하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 적어도 제 1 및 제 2 상시변압기를 포함하며, 상기 제 1 상시변압기를 위한 전력을 상기 제 2 상시변압기로 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과 부하운전방법에 있어서,상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 미만이면 과부하운전알고리즘을 적용하는 제 1 단계;상기 제 1 상시변압기의 정전 상태를 감지하는 제 2 단계;상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 3 단계;상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면, 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 4 단계;상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 5 단계;상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 6 단계;상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 7 단계;상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중 요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 6단계 및 상기 제 7 단계를 반복하여 실행하는 제 8 단계;를 포함하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 차단시간은,으로 산출하고, 여기에서 A는 상기 제 1 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K2은 현재 부하의 40％부하에 대한 과부하계수인 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 차단시간은으로 산출하고, 여기에서 A1는 상기 제 2 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K3은 현재 부하의 100％부하에 대한 과부하계수인 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량(T')은으로 정의되며, 여기에서 T2는 제 2 상시변압기의 설비용량이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위인 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 8 단계는 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 보다 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이 소정 배수 이하이면 수행되는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 8 단계는 상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 보다 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이 1.5배 이하이면 수행되는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 셋 이상의 상시변압기를 포함하며, 제 1 상시변압기에 대하여 병렬 연결된 제 2 및 제 3 상시변압기로 정전되는 상기 제 1 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법에 있어서,제 1 내지 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합이 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이일정배수 이하이면, 상기 제 2 상시변압기로 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 단독 운전을 수행하여 차단기들의 절체를 제어한 후 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들을 중요도에 따라 순차적으로 트립하는 단독 운전 단계; 및상기 제 1 및 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합이 상기 제 2 상시변압기의 설비용량을 일정 배수 초과하면 상기 제 2 상시변압기와 추가 선택된 제 3 상시변압기가 병렬로 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들에 전력을 공급하는 병렬 운전을 수행하여 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들을 중요도에 따라 순차적으로 트립하는 병렬 운전 단계;를 포함하는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 예비전력공급상태에 적용되는 과부하운전방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 2 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 보다 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이 소정 배수초과하는지 판단하는 단계에서 상기 소정 배수는 1.5 배로 설정되는 실시간 전력조류기반 자동절체장치의 과부하운전방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 단독 운전 단계는,상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 상시변압기의 부하들의 피상전력의 합 미만이면 제 1 과부하운전알고리즘을 적용하는 제 1 단계;상기 제 1 상시변압기가 정전 상태를 감지하는 제 2 단계;상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 3 단계;상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 상기 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 4 단계;상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 5 단계;상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 6 단계;상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 7 단계;상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 및 제 2 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 6단계 및 상기 제 7 단계를 반복하여 실행하는 제 8 단계;를 포함하는 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 차단시간은,으로 산출하고, 여기에서 A는 상기 제 1 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K2은 현재 부하의 40％부하에 대한 과부하계수인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 차단시간은으로 산출하고, 여기에서 A1는 상기 제 2 피상전력의 합이고, T'은 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, K3은 현재 부하의 100％부하에 대한 과부하계수인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량(T2')은으로 정의되며, 여기에서 T2는 제 2 상시변압기의 설비용량이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 병렬 운전단계는 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들의 피상전력의 합이 불평형률을 감안한 상기 제 2 상시변압기의 설비용량과 불평평률을 감안한 상기 제 3 상시변압기의 설비용량의 합인 실제 병렬 운전 설비 용량보다 작은지 판단하여 그 결과에 따라 제 2 과부하운전알고리즘이 선택적으로 적용되는 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 불평형률을 감안한 상기 제 2 상시변압기의 설비용량은 Pa*T2'로 결정되며, 여기에서 T2'는 상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이고, Pa는 불평형 계수이며, 상기 불평형 계수 Pa는로 결정되고, 여기에서, Za는 상기 제 2 상시변압기의 임피던스이고 Zb는 상기 제 3 상시변압기의 임피던스이며 T2는 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이고 T3는 상기 제 3 상시변압기의 설비용량인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 불평형률을 감안한 상기 제 3 상시변압기의 설비용량은 Pb*T3'로 결정되며, 여기에서 T3'는 상기 제 3 상시변압기의 실제 설비용량이고, Pb는 불평형 계수이며, 상기 불평형 계수 Pb는로 결정되고, 여기에서 Za는 상기 제 2 상시변압기의 임피던스이고 Zb는 상기 제 3 상시변압기의 임피던스이며 상기 T2는 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이고 상기 T3는 상기 제 3 상시변압기의 설비용량인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 과부하운전알고리즘은,상기 제 1 상시변압기의 정전 상태를 감지하는 제 1 단계;상기 제 1 내지 제 3 상시변압기의 전체 부하에 대한 제 1 피상전력의 합을 구하는 제 2 단계;상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 1 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 가장 중요도가 낮은 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 1 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 1 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 1 트립지령을 실행하는 제 3 단계;상기 제 1 트립지령이 실행되면 상기 제 1 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 2 피상전력의 합을 구하는 제 4 단계;상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하인지 판단하여 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 2 피상전력의 합 이하이면 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하를 선택하여 해당 부하에 대한 제 2 차단시간을 산출하고 산출된 상기 제 2 차단시간에 현재 선택된 부하에 대한 제 2 트립지령을 실행하는 제 5 단계;상기 제 2 트립지령이 실행되면 상기 제 2 피상전력의 합에 차단된 부하의 피상전력을 차감하여 제 3 피상전력의 합을 구하는 제 6 단계;상기 실제 병렬 운전 설비 용량이 상기 제 3 피상전력의 합보다 커지는 조건을 만족할 때까지 상기 제 1 내지 제 3 상시변압기에 속한 부하들 중 상기 중요도가 후순위인 부하에 대하여 상기 제 5 단계 및 상기 제 6 단계를 반복하여 실행하는 제 7 단계;를 포함하는 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 차단시간은,으로 산출하고, 여기에서 A는 상기 제 1 피상전력의 합이고, T'은 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이며, K2은 현재 부하의 40％에 대한 과부하계수인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 차단시간은으로 산출하고, 여기에서 A1는 제 2 피상전력의 합이고, T'은 상기 실제 병렬 운전 설비 용량이며, K3은 현재 부하의 100％에 대한 과부하계수인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 실제 병렬 운전 설비 용량(T')은으로 산출하고,
여기에서 T2'은 제 2 상시변압기의 실제 설비용량이며, T3'은 제 3 상시변압기의 실제 설비용량이고,상기 제 2 상시변압기의 실제 설비용량은(T2')은로 산출하며,
상기 제 3 상시변압기의 실제 설비용량(T3')은로 산출하며, 여기에서 T2는 상기 제 2 상시변압기의 설비용량이고, T3는 상기 제 3 상시변압기의 설비용량이며, KVA는 피상전력을 표시하는 단위인 실시간 전력조류기반 자동 절체 장치의 과부하운전방법.
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