KR100963318B1 - 변전소시스템 - Google Patents

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KR100963318B1 KR1020030005490A KR20030005490A KR100963318B1 KR 100963318 B1 KR100963318 B1 KR 100963318B1 KR 1020030005490 A KR1020030005490 A KR 1020030005490A KR 20030005490 A KR20030005490 A KR 20030005490A KR 100963318 B1 KR100963318 B1 KR 100963318B1
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Abstract

구성의 간소화, 자율 자동화, 데이터의 디지털화와 네트워크의 활용에 의한 데이터의 유효이용을 도모하는 것이다.
계통의 전압·전류를 검출하는 상태 검출기(14)의 검출값에 따라 전압·전류를 계측하는 계측카드(30)와, 상태 검출기(14)의 검출값에 따라 보호연산을 행하여 보호지령을 제어기(16)에 출력하는 보호카드(28)와, 상태 검출기(14)의 검출값에 따라 보호연산을 행하여 제어지령을 제어기(16)에 출력하는 제어카드(32)를 각각 일체화하여 현지 큐비클(12)내에 수납함과 동시에, 보호카드(28), 계측카드(30), 제어카드(32)를 각 카드 공유의 직렬 버스(40)를 거쳐 변전소 감시제어장치(42)에 접속하여 각 카드와 감시제어장치(42) 사이에서 직렬 버스(40)를 거쳐 데이터의 수수를 행한다.

Description

변전소시스템{SUBSTATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 시스템의 전체 구성도,
도 2는 GIS에 있어서의 상태 검출기의 설치예를 설명하기 위한 도,
도 3은 변압기에 있어서의 상태 검출기의 설치예를 설명하기 위한 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 변전기기 12 : 현지 큐비클
14 : 상태 검출기 16 : 제어기
18 : 상태 검출기 20, 22 : 광 직렬 공정 버스
24, 26 : 웹서버 단말카드 28 : 보호카드
30 : 계측카드 32 : 제어카드
34 : 기기 감시카드 36 : 모바일단말카드
4O : 직렬버스 42 : 변전소 감시제어장치
54 : 인터넷 56, 58 : 보수관리장치
본 발명은 변전소시스템에 관한 것으로, 특히 전력계통에 접속된 변전기기를 보호·제어하기 위한 기기를 IT(Information Techno1ogy)기술을 기초로 변전설비의 콤팩트화, 자율 자동화, 데이터의 디지털화와 네트워크의 활용에 의한 데이터의 유효 이용을 가능하게 하는 것에 적합한 변전소시스템에 관한 것이다.
전력계통 중 송전계통이나 배전계통에는 발전기의 출력을 승압 또는 강압하거나, 계통의 전압을 강압하거나 하기 위하여 변전소가 설치되어 있다. 변전소에는 전압을 승압 또는 강압하기 위한 변압기 외에, 전력을 집중·배분하기 위한 기기나 조류(潮流)를 제어하기 위한 기기 또는 계통이나 변전소내의 기기를 보호·제어하기 위한 기기가 설치되어 있다.
예를 들면 가스절연개폐장치(GIS)에 사용되는 차단기에는 가스압을 검출하는 가스압센서, 이상에 따른 신호를 검출하는 가속도센서, 전류·전압검출기 등이 설치되고, 변압기에는 변압기의 상태를 검출하는 센서로서 온도계, 압력계, 유면(油面)센서, 전류검출기 등이 설치되어 있다.
이들 센서는 전기신호를 전송하는 케이블을 거쳐 보호장치, 계측장치, 제어장치 및 기기 감시장치에 접속되어 있다. 다시 보호장치, 계측장치, 제어장치 및 기기 감시장치는 각각 전기신호를 전송하는 케이블을 거쳐 상위의 변전소 감시제어장치에 접속되어 있다.
변전소 감시제어장치에 있어서는, 각종 센서로부터 얻어진 정보를 기초로 차단기나 변압기의 상태를 감시하고, 이 감시결과를 화면상에 표시함과 동시에, 차단기 등에 조작지령을 출력하도록 되어 있다. 즉 원격지에 있어서 변전소의 상태를 감시함과 동시에 차단기 등을 원격 조작하도록 되어 있다.
종래기술에 있어서는, 변전소 감시제어장치와, 이 장치보다도 하위측에 배치된 복수의 장치가 각각 장치마다 케이블을 거쳐 접속되어 있기 때문에, 케이블의 개수가 많아 구성이 복잡하게 된다. 또한 하위측의 복수의 장치와 각 센서가 각각 케이블로 접속되어 있기 때문에, 케이블의 개수가 많아 구성이 복잡하게 된다. 또 원격지에 있어서의 기기의 보호, 제어, 감시도 또한 변전소시스템의 구성을 복잡화하고 있다. 또한 아날로그신호는 데이터의 유효이용을 방해하고 있다.
본 발명의 과제는 구성의 간소화와 데이터의 유효이용을 도모할 수 있는 변전소시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 전력계통에 접속된 감시대상의 상태를 검출하는 상태 검출기와, 상기 전력계통에 접속된 제어대상을 제어정보에 따라 제어하는 제어기와, 상기 상태 검출기와 디지털신호를 매체로 하여 정보의 수수를 행함과 동시에 상기 감시대상의 상태에 관한 정보를 생성하는 감시정보생성장치와, 상기 제어기를 제어하기 위한 제어정보를 생성하여, 생성한 제어정보 및 입력한 제어정보를 디지털신호로 변환하여 상기 제어기에 전송하는 제어정보생성장치를 구비하고, 상기 감시정보생성장치 및 상기 제어정보생성장치는 상기 감시대상의 상태에 관한 정보를 수집함과 동시에 상기 제어대상을 제어하기 위한 제어정보를 출력하는 감시제어장치와 각각 공유의 신호전송로를 거쳐 접속되어, 상기 감시제어장치와 디지털신호를 매체로 하여 정보의 수수를 실행하여 이루어지는 변전소시스템을 구성 한 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 시스템의 전체 구성도이다. 도 1에 있어서 전력계통 중 송전계통 또는 배전계통에 접속된 변전소에는 감시·제어대상으로서의 변압기, 차단기, 단로기(도시 생략) 등의 변전기기(10)가 설치되어 있다. 변전기기(10)의 근방에는 현지 큐비클(2)이 설치되어 있다.
변전기기(10)는 감시대상(차단기, 변압기 등)의 상태를 검출하는 상태 검출기(14), 제어대상(차단기 등)을 제어정보에 따라 제어하는 제어기(16), 상태 검출기(18)를 구비하여 구성되어 있다.
상태 검출기(14)는 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 가스절연개폐장치 (GIS)(17)에 설치되어 계통의 전압·전류를 계측하는 센서로서의 권선형 PCT (Potential Current Transfomer)센서와, PCT 센서의 검출에 의한 전기신호를 광신호로 변환하는 전/광 변환기를 구비하여 구성되어 있고, 전/광 변환기는 광 직렬 공정 버스(20)에 접속되어 있다.
제어기(16)는 GIS(17)에 설치되어 광 직렬 공정 버스(20)로부터의 광신호를 전기신호로 변환하는 광/전 변환기와, 광/전 변환기의 출력에 의한 보호지령 또는 조작지령에 따라 GIS(17)를 제어하는 엑츄에이터 또는 트립코일을 구비하여 구성되어 있다.
상태 검출기(18)는 도 2에 나타내는 GIS(17)나 도 3에 나타내는 변압기(19) 등에 설치되어 있고, 각종 기기를 진단하기 위한 기기 감시센서로서, GIS(17)내의 가스압을 검출하는 가스압력센서(18a), 변압기(19)내의 온도를 검출하는 온도센서 (18b), 변압기(19)내의 질소가스의 압력을 검출하는 압력센서(18c), 변압기(19)내의 유면 레벨을 검출하는 유면센서(18d), 변압기(19)의 전류를 검출하는 전류센서 (18e) 등의 센서를 구비하고 있음과 동시에, 각 센서의 출력에 의한 전기신호를 광 신호로 변환하는 전/광 변환기를 구비하여 구성되어 있다. 전/광 변환기는 광 직렬 공정 버스(22)에 접속되어 있다. 또한 기기 감시센서로서는 스위치 기어(SWGR)에 있어서 습도를 검출하는 습도센서, 진동을 검출하는 음향센서, 절연열화를 검출하는 절연 열화센서, 기기가 이상 가열이 되는 것을 검출함에 있어서 센서 등을 들 수 있다.
한편, 현지 큐비클(2)내에는 웹서버 단말카드(24, 26), 보호카드(28), 계측카드(30), 제어카드(32), 기기감시카드(34), 모바일단말카드(36)가 광 직렬 공정 버스(20, 22)와 함께 일체화되어 수납되어 있고, 웹서버 단말카드(24, 26)는 각각 타임서버(38)에 접속되어 있음과 동시에, 직렬 버스(40)를 거쳐 변전소 감시제어장치(42)에 접속되어 있다.
보호카드(28)는 상태 검출기(14)로부터의 정보를 기초로 제어대상을 보호하기 위한 연산을 행하여 제어정보로서의 보호지령을 출력하는 보호기기로서 구성되어 있다. 계측카드(30)는 상태 검출기(14)로부터의 정보를 기초로 감시대상의 상태로서, 예를 들면 계통의 전압·전류 또는 GIS(17)의 전압·전류를 계측하고, 계측결과를 웹서버 단말카드(24)에 출력하는 계측기로서 구성되어 있다. 제어카드(32)는 상태 검출기(14)로부터의 정보 및 변전소 감시제어장치(42)로부터 의 정보를 기초로 제어대상을 제어하기 위한 연산을 행하여 제어정보로서의 조작지령이나 트립지령 등을 제어기(16)에 출력하는 제어기기로서 구성되어 있다. 기기감시카드(34)는 상태 검출기(18)로부터의 정보를 기초로 감시대상의 이상의 유무를 판정하고, 판정결과를 웹서버 단말카드(26)에 출력하는 기기 감시기로서 구성되어 있다. 모바일단말 카드 (36)는 모바일 단말과 정보의 수수를 행하기 위한 연산을 행하는 기기로서 구성되어 있다.
즉, 계측카드(30), 기기감시카드(34)는 상태 검출기(14, 18)와 광 직렬 공정 버스(20, 22)를 거쳐(광신호를 매체로 하여) 정보의 수수를 행함과 동시에, 감시대상의 상태에 관한 정보를 생성하는 감시정보생성장치로서 구성되고, 보호카드(28), 제어카드(32)는 제어기(16)를 제어하기 위한 제어정보를 생성하고, 생성한 제어정보 및 직렬 버스(40)로부터 입력한 제어정보를 광신호로 변환하여 제어기(16)에 전송하는 제어정보생성장치로서 구성되어 있고, 감시정보생성장치와 제어정보생성장치가 일체화되어 현지 큐비클(12)내에 수납되어 있다.
웹서버 단말카드(24, 26)는, 예를 들면 HTLM(Hypertext Markup Language)을 기초로 하여 보호카드(28), 계측카드(30), 제어카드(32), 기기 감시카드(34)와 정보의 수수를 행함과 동시에, 각 카드로부터의 정보를 디지털의 직렬 데이터로서 직렬 버스(40)를 거쳐 변전소 감시제어장치(42)에 전송함과 동시에, 변전소 감시제어장치(42)로부터의 직렬 데이터를 직렬 버스(40)를 거쳐 수신하고, 수신한 데이터를 각각 각 카드에 배분하도록 구성되어 있다.
또 웹서버 단말카드(24, 26)는 타임서버(38)로부터 시간에 관한 정보를 수신 하고, 수신한 시간에 관한 정보를 각 카드에 배분하여, 각 카드 사이에서 시간의 동기를 취하도록 되어 있다. 즉, 타임서버(38)는 인공위성(44)으로부터 송신되는 GPS (Global Positioning System)신호를 안테나(46)로 수신하여, GPS 신호에 포함되는 시간에 관한 정보를 웹서버 단말카드(24, 26)에 전송하도록 구성되어 있다.
신호 전송로를 구성하는 직렬 버스(40)는 변전소 구내 LAN(Local Area Network)으로서 구성되어 있고, 직렬 버스(40)를 전송하는 직렬 데이터는 국제적으로 표준화된 프로토콜(통신규격), 예를 들면 국제전기표준화회의(IEC)에서 규정된 프로토콜 IEC 61850, 61375에 따라 생성되도록 되어 있다. 그리고 보호카드(28), 계측카드(30), 제어카드(32), 기기 감시카드(34)는 웹서버 단말회로(24, 26)를 거쳐 직렬 버스(40)에 접속되어, 1개의 직렬 버스(40)를 각 카드로 공유한 상태에서 변전소 감시제어장치(42)에 접속되어 있다.
변전소 감시제어장치(42)는 감시대상의 상태에 관한 정보를 수집함과 동시에, 제어대상을 제어하기 위한 제어정보, 예를 들면 조작지령, 트립지령을 출력하는 기기로서, 퍼스널 컴퓨터(48, 50)를 구비하여 구성되어 있고, 퍼스널 컴퓨터(48, 50)는 직렬 버스(40)에 접속되어 있음과 동시에, 인터페이스(52)를 거쳐 통신망으로서의 인터넷(54)에 접속되어 있다. 퍼스널 컴퓨터(48, 50)의 화면상에는 각 감시대상의 상태에 관한 화상이 표시되도록 되어 있고, 각 퍼스널 컴퓨터(48, 50)로부터는 조작원의 조작에 의거한 각종 조작지령 등이 제어정보로서 출력되도록 되어 있다. 또한 인터넷(54) 대신에, 인트라넷을 사용하거나 통신회선으로서의 공중회선을 사용하는 것도 가능하다.
인터넷(54)에는 전력회사의 보수거점으로서 보수관리장치(56)가 접속되어 있음과 동시에, 변전소의 각 기기를 제조하는 제조회사의 보수거점으로서 보수관리장치(58)가 접속되어 있다.
보수관리장치(56, 58)는 보수원의 조작에 의하여 인터넷(54)을 거쳐 변전소 감시제어장치(42)와 정보의 수수를 행함과 동시에, 감시제어장치(42)로부터의 정보를 기초로, 감시대상의 이상의 유무를 감시함과 동시에, 감시대상에 관한 트렌드관리와 이력관리를 원격지에서 실행하도록 되어 있다. 이 경우 각 보수관리장치(56, 58)에 있어서는 인터넷(54)을 거쳐 필요한 데이터를 도입하기 위한 데이터 베이스를 구축함과 동시에, 데이터 베이스에 저장된 데이터를 기초로 각종 해석을 실행하거나, 감시대상 및 제어대상에 관한 진단을 실행하거나 함으로써, 이상의 전조를 확인하거나, 이상발생시에 신속한 대응한 행하거나 할 수 있다. 또한 해석결과 및 진단결과를 기초로 신뢰성 유지를 위한 예방보전계획의 입안이나 점검내력, 부품관리 등을 행함으로써 보수운용의 효율화 및 신뢰성 유지를 동시에 실현할 수 있다.
본 실시형태에 의하면 보호카드(28), 계측카드(30), 제어카드(32), 기기감시 카드(34)는 각각 1개의 직렬 버스(40)를 공유한 상태에서 변전소 감시제어장치(42)와 정보의 수수를 행할 수 있기 때문에, 케이블의 개수를 1개로 할 수 있어 구성의 간소화를 도모할 수 있다.
또 본 실시형태에 의하면, 보호카드(28), 계측카드(30), 제어카드(32), 기기감시카드(34), 모바일 단말카드(36)는 각각 광 직렬 공정 버스(20, 22)를 거쳐 상태 검출기(14, 18), 제어기(16)에 접속되어 있기 때문에, 각 카드와 상태 검출기(14, 18) 또는 제어기(16)를 연결하는 케이블의 갯수를 저감할 수 있어, 구성의 간소화를 도모할 수 있다.
또한 본 실시형태에 의하면, 보호카드(28), 계측카드(30), 제어카드(32), 기기 감시카드(34), 모바일 단말카드(36)는 일체화되어 현지 큐비클(12)내에 수납되어 있기 때문에, 시스템의 고기능화 및 소형화를 실현할 수 있다.
또 본 실시형태에 의하면, 직렬(시리얼) 버스(40)를 전송하는 직렬(시리얼) 데이터로서 국제적으로 표준화된 프로토콜에 따른 것을 사용하고 있기 때문에, 다른 제조회사 사이의 분쟁을 표준화할 수 있다.
또 본 실시형태에 있어서는 전압·전류계측센서로서 권선형 PCT 센서를 사용한 것에 대하여 설명하였으나, 전류계측센서로서, 무철심의 로고스키코일을 사용하고, 전압계측센서로서 복수의 콘덴서에 의하여 전압을 분압하는 것을 사용하면, 권선형 PCT 센서보다도, 전력손실이 적어 소형화를 도모할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 감시정보생성장치 및 제어정보생성장치는 각각 장치 공유의 신호 전송로를 거쳐 감시제어장치에 접속되어 있기 때문에, 구성의 간소화, 자율 자동화, 데이터의 디지털화와 네트워크의 활용에 의한 데이터의 유효이용을 도모할 수 있다.

Claims (8)

  1. 전력계통에 접속된 감시대상의 상태를 검출하는 상태 검출기와;
    상기 전력계통에 접속된 제어대상을 제어정보에 따라 제어하는 제어기와;
    상기 상태 검출기와 디지털신호를 매체로 하여 정보의 수수를 행함과 동시에 상기 감시대상의 상태에 관한 정보를 생성하는 감시정보생성장치와;
    상기 제어기를 제어하기 위한 제어정보를 생성하고, 생성한 제어정보 및 입력한 제어정보를 디지털신호로 변환하여 상기 제어기에 전송하는 제어정보생성장치를 구비하고,
    상기 감시정보생성장치 및 상기 제어정보생성장치는, 상기 감시대상의 상태에 관한 정보를 수집함과 동시에 상기 제어대상을 제어하기 위한 제어정보를 출력하는 감시제어장치와 각각 공유의 신호전송로를 거쳐 접속되고, 상기 감시제어장치와 디지털신호를 매체로 하여 정보의 수수를 실행하여 이루어지고,
    상기 감시정보생성장치와 상기 제어정보생성장치는 일체화되어 큐비클내에 수납되어 상기 감시대상 및 상기 제어대상의 근방에 설치되어 이루어지며,
    상기 감시정보생성장치는 상기 감시대상의 상태를 계측하는 계측기와, 상기 감시대상의 이상의 유무를 판정하는 기기 감시기를 포함하여 구성되고, 상기 제어정보생성장치는 상기 제어대상을 보호하기 위한 연산을 행하여 보호지령을 출력하는 보호기와, 상기 제어대상을 제어하기 위한 연산을 행하여 조작지령을 출력하는 제어기를 포함하여 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 변전소시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상태 검출기는 상기 감시대상의 상태를 전기신호로 변환하고, 변환한 전기신호를 디지털신호로 변환하여 출력하여 이루어지고, 상기 제어기는 입력한 디지털신호를 전기신호로 변환하여 상기 제어기에 출력하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변전소시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 디지털신호의 통신매체로서 광통신을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변전소시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 신호전송로는 국제적으로 표준화된 프로토콜에 따라 정보를 전송하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변전소시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 감시제어장치는 통신회선 또는 통신망을 거쳐 보수거점이 되는 보수관리장치에 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 변전소시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보수관리장치는 상기 감시제어장치로부터의 정보를 기초로 상기 감시대상의 이상의 유무를 감시함과 동시에, 상기 감시대상에 관한 트렌드관리와 이력관리를 포함한 데이터 베이스의 구축, 해석, 진단을 실행하는 것을 특징으로 하는 변전소시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020030005490A 2002-01-29 2003-01-28 변전소시스템 KR100963318B1 (ko)

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