KR100990736B1 - 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 종래의 보호배전반에 구성되는 다수의 부속 운용 기기를 하나의 관리서버로 통합 관리함으로써, 시스템의 안정성을 제공할 수 있도록 하여 보호배전반의 기능을 개선한다.
본 발명에 따른 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.은 보호 배전반 시스템에 있어서, 주 보호계전기; 상기 주 보호계전기와 유무선 통신을 수행하여 상기 주 보호계전기의 상태를 감시하고 제어하는 관리 서버;로 이루어지며, 상기 관리 서버는 상기 주 보호계전기의 상태 감시 및 제어를 수행하기 위한 다수개의 부속 운용기기를 통합하여 관리하는 통합관리 수단; 및 상기 관리 서버의 전면에 장착되어, 상기 주 보호계전기의 상태를 나타내는 부속 운용기기들의 동작상태 정보를 표시하는 컨트롤 패널 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템을 제공한다.

Description

보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템{Switchgear protection and control to monitor the status of the protection system}
본 발명은 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주 부호계전기의 상태 감시 및 제어를 수행하기 위한 다수개의 부속 운용기기를 하나의 일체화된 구조를 갖는 관리 서버로 통합 관리할 수 있는 보호배전반용 원격 감시 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 빌딩, 공장 또는 선박 등에는 전력회사나 자가발전기에서 공급하는 전기를 받아들여 각 부하로 배전하는 도 1에 도시된 바와 같은 보호배전반(10)이 구비된다. 이 보호배전반(10)은 고압 또는 특고압의 전기를 용도에 맞게 감압한 뒤 각 부하로 공급함과 아울러 과부하, 단로 등의 이상 발생 시 자동으로 차단하는 역할을 하는 것으로, 감전 및 화재에 대한 안전성을 고려하여 설계된 소정 크기의 캐비닛에 설치된다. 따라서 이러한 캐비닛의 내부에는 주 보호계전기(20), 주 보호계전기(20)를 운용하는 즉, 직류전원공급부(31), 교류전원공급부(32), CT/PT 공급부(33), 보조계전기(34), 폐쇄계전기(35), TRIP TEST TERMINAL(36), 변압기관련 기계적계전장치(37) 등과 같은 각종 계전장비가 설치된다.
한편, 상기 보호배전반(10)은 공급되는 고압 또는 특고압을 수전하기 위하여 특고압수전반(LBS반), 계기용변압변류기반(MOF반), 계기용변압기반(PT반), 특고차단기반(VCB반) 등으로 구성된 고압반과, 고압의 전기를 저압으로 변환시키는 변압기가 설치된 변압기반, 그리고 저압의 전기를 각 부하로 배전하기 위한 저압 동력반으로 구성된다. 이러한 저압 동력반에 관한 것인데, 이러한 저압 동력반은 변압기에서 공급되는 저압의 전기를 각 부하로 배분해 주고 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 것으로, 캐비닛 내부에 설치되는 차단기나 주 보호계전기(20) 등과 같은 단위기기와 이들 단위기기를 전기적으로 연결하는 도체(Busbar, Cable)로 구성된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 주 보호계전기 외 부속 운용기기 즉, 직류전원공급부, 교류전원공급부, CT/PT 공급부, TRIP TEST TERMINAL부(트립테스트단자부), 변압기 기계적계전부, 보조 계전기 및 폐쇄 계전기등을 통합 관리하는 관리 서버를 구비하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 국내 또는 IEC61850 규격에 의해 주 보호계전기 외에 보호배전반용 기기들이 작동을 현장에서 모니터링할 수 있는 컨트롤 패널 수단을 제공하고, 필요에 따라 통신 네트워크를 이용하여 별도의 원격 감시서버를 기반으로 하여 기기의 오동작을 원격으로 모니터링할 수 있는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템은 보호 배전반 시스템에 있어서, 주 보호계전기; 상기 주 보호계전기와 유무선 통신을 수행하여 상기 주 보호계전기의 상태를 감시하고 제어하는 관리 서버;로 이루어지며, 상기 관리 서버는 상기 주 보호계전기의 상태 감시 및 제어를 수행하기 위한 다수개의 부속 운용기기를 통합하여 관리하는 통합관리 수단; 및 상기 관리 서버의 전면에 장착되어, 상기 주 보호계전기의 상태를 나타내는 부속 운용기기들의 동작상태 정보를 표시하는 컨트롤 패널 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템을 제공한다.
이때, 상기 유무선 통신은 유무선 인터넷 통신 및 전력선 통신을 포함하여, T1/E1(electrical or fiber) 통신, RS-449(56 ~ 768 kbps) 통신, X.21(64 ~ 728 kbps) 통신, V.35(64 ~ 728 kbps) 통신, G.703(co-directional, 64 kbps) 통신, ANSI C37.94 fiber 통신, Fiber 통신(광섬유 통신), multi-mode or single-mode(up to 100 km) 통신, 10base-T Ethernet Port 통신 중 어느 하나일 수 있다.
그리고 상기 컨트롤 패널 수단은 계전기 및 부속 운용기기에 입력되는 CT 2차 회로를 시험할 수 있는 구조를 가지며, CT 2차 회로가 개방되지 않도록 하는 구조를 갖는 CTT(Current Test Terminal), 계전기 및 부속 운용기기에 입력되는 PT 2차 회로를 시험할 수 있는 구조의 PTT(Potential Test Terminal), 계전기 및 부속 운용기기에서 출력되는 Trip 회로를 분리할 수 있는 구조의 T.T(Trip Test Terminal) 중 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 패널 수단은 릴레이의 동작코일 상태를 표시하거나, MCCB의 Closing(폐쇄) 코일 상태 및 Tripping(트립) 코일 상태를 표시하며, 스위치 또는 제어기판에 대한 제어전압 상태를 표시하여 이를 디스플레이할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 패널 수단은 직류전원 절환개폐기(Switch), 직류전원 차단기(MCCB-1, MCCB-2), Carrier ON/OFF Control Opto Isolated Input Circuit(캐리어 온/오프 제어 옵트 절연 입력 회로), Carrier ON/OFF Control Relay(캐리어 온/오프 제어 계전기), Carrier Switch(캐리어 스위치), Reclosing ON/OFF Control Opto Isolated Input Circuit(개폐로 온/오프 제어 옵트 절연 입력 회로), Reclosing ON/OFF Control Relay(개폐로 온/오프 제어 계전기), Reclosing Manual Condition Signal Opto Isolated Input Circuit(개폐로 수동 상태 신호 옵트 절연 입력 회로), Reclosing Auto Condition Signal Opto Isolated Input Circuit(개폐로 자동 상태 신호 옵트 절연 입력 회로), Reclosing Switch(개폐로 스위치) 이중모선방식의 전압절환용 자동절체 스위치 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 패널 수단은 보호시스템에 필요한 주계전기의 Aux. Relay(보조릴레이) 및 외부 조정 가능한 Opto Isolated Input Circuit, 보호시스템에 필요한 주계전기의 Alarm Aux. Relay(알람보조릴레이) 및 외부 조정 가능한 Opto Isolated Input Circuit, Lock-out Relay(폐쇄 계전기), 변압기 기계적보호장치 동작표시용 Opto Isolated Input Circuit, 변압기 기계적 보호장치 동작 시 보조 계전기 동작을 위한 Opto Isolated Input Circuit, 변압기 기계적 보호장치 동작 표시 장치, 변압기 권선 온도 Meter, 보호시스템에 필요한 주계전기의 경보신호 혹은 장애 신호 수신용 Opto Isolated Input Circuit, 보호시스템에 필요한 주계전기의 경보 신호 혹은 장애 신호용 Output Circuit, 기타 외부 제어신호에 의해 동작하는 보조 계전기 동작을 위한 Opto Isolated Input Circuit, 신호 제어를 위한 Opto Isolated Input Circuit, 신호 제어를 위한 Logic Board(메인보드) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
그리고 상기 부속 운용기기는 상기 주 보호계전기에 직류 전원을 공급하는 직류전원공급부, 상기 보호배전반에 교류 전원을 공급하는 교류전원공급부, 상기 주보호계전기에 CT,PT를 공급하는 CT/PT 공급부, 보호 시스템에 필요한 TRIP TEST TERMINAL부(트립테스트단자부), 변압기 기계적계전부, 기타 외부 제어신호에 동작하는 보조 계전기 및 이벤트 발생시 발생내용을 폐쇄하는 폐쇄 계전기 중 어느 하로 구성될 수 있다.
본 발명에서 제시되는 보호배전반용 원격 감시 제어장치는, 유무선 통신 네트워크를 이용한 원격 감시서버에서 배전반 기기의 오작동을 감시하여 시스템의 안정성을 제공하는 효과가 있다. 또한 본 발명에서는 주 보호계전기 외에 부품 간 모듈화를 실현함으로써, 시스템의 생산성을 향상시키고, 설치 편의를 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 배전 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템에 채용되는 컨트롤 패널 수단에 대한 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템(100)의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 보호배전반(105)은 주 보호계전기(110), 상기 주 보호계전기(110)와 유무선 통신을 수행하여 상기 주 보호계전기(110)의 상태를 감시하고 제어하는 관리 서버(120)로 이루어지며, 상기 관리 서버(120)는 상기 주 보호계전기(110)의 상태 감시 및 제어를 수행하기 위한 다수개의 부속 운용기기를 통합하여 관리하는 통합관리 수단(130) 및 상기 관리 서버(120)의 전면에 장착되어, 상기 주 보호계전기(110)의 상태를 나타내는 부속 운용기기들의 동작상태 정보를 표시하는 컨트롤 패널 수단(140)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 유무선 통신이라 함은 유무선 인터넷 통신을 포함하여, 전력선 통신이 가능할 것이다. 배전 설비의 설계 또는 환경에 따라 T1/E1(electrical or fiber) 통신, RS-449(56 ~ 768 kbps) 통신, X.21(64 ~ 728 kbps) 통신, V.35(64 ~ 728 kbps) 통신, G.703(co-directional, 64 kbps) 통신, ANSI C37.94 fiber 통신, Fiber, multi-mode or single-mode(up to 100 km) 통신, 10base-T Ethernet Port 통신 등의 통신 프로토콜이 적용될 것이다.
한편, 상기 보호배전반(105)은 전력설비의 보호제어에 사용되는 전기적, 기계적 보호장치의 보호배전반 등에 사용되는 일반적인 구성기기 중 보호계전기를 제외한 각 부속 운용기기 및 상태감시장치를 상기 관리서버(120)의 통합관리 수단을 통해 통합 관리함으로써, 배전반 설치 및 설계가 용이하도록 하고 있다. 그리고 상기 관리서버(120)의 전면 패널 일측에는 컨트롤 패널 수단(105)을 구비하며, 컨트롤 패널 수단(105)을 통해 배전반의 운용 조작을 직접 수행하거나, 원격에 의한 제어 및 감시가 이루어지도록 한다.
상기 컨트롤 패널 수단(140)은 도 3을 참조하여 설명하되 먼저, 상기 컨트롤 패널 수단(140)은 계전기 및 기기에 입력되는 CT 2차 회로를 시험할 수 있는 구조를 가지며, CT 2차 회로가 개방되지 않도록 하는 구조를 갖는 CTT(Current Test Terminal)이 내장되고, 계전기 및 기기에 입력되는 PT 2차 회로를 시험할 수 있는 구조의 PTT(Potential Test Terminal)가 내설되거나, 계전기 및 기기에서 출력되는 Trip 회로를 분리할 수 있는 구조의 T.T(Trip Test Terminal)가 배전반 내부에 설치된다.
또한, 상기 컨트롤 패널 수단(140)은 각 부속 운용기기에 대한 동작상태 예컨대, 운영장치가 릴레이일 경우, 릴레이의 동작코일 상태를 표시하거나, 운영장치가 MCCB일 경우 MCCB의 Closing(폐쇄) 코일 상태 및 Tripping(트립) 코일 상태를 표시하며, 운영장치가 스위치 또는 제어기판일 경우 제어전압 상태를 표시하여 이를 디스플레이한다.
이와 같이 구성된 컨트롤 패널 수단(140)은 보호배전반(105)의 주 보호계전기(110)를 제외한 각 부품에 대한 동작 상태를 실시간으로 인지하며, 유무선 통신망을 통해 현재 검출 또는 감지된 각 부품의 동작 상태를 전송한다.
여기서, 상기 컨트롤 패널 수단(140)은 원격관리서버(150)로 각 부품에 대한 동작상태를 전송하나, 컨트롤 패널 수단(140) 자체에서도 부품의 동작 상태를 디스플레이하거나, 관리자에 의해 각 부품을 수동 제어할 수 있음은 물론이다. 상기 원격관리서버(150)는 컨트롤 패널 수단(140)로부터 제공되는 부품의 동작상태 정보를 시간대별로 취합 관리하며, 이는 각 보호배전반(105)에 대응하여 이루어진다. 상기 원격관리서버(150)는 지역별로 분포 설치된 다수의 보호배전반(105)에 대한 정보 관리가 가능하며, 유무선 통신망을 통해 상기 관리서버(120)와 인증 접속되는 다수의 원격관리단말로부터 원격 제어가 이루어진다.
그리고 상기 컨트롤 패널 수단(140)에는 상기 부속 운용기기를 위한 각종 개폐기, 차단기, 릴레이, 스위치, 측정장치, 표시장치 및 제어보드 등을 포함한다. 예컨대, 직류전원 절환개폐기(Switch), 직류전원 차단기(MCCB-1, MCCB-2), Carrier ON/OFF Control Opto Isolated Input Circuit(캐리어 온/오프 제어 옵트 절연 입력 회로), Carrier ON/OFF Control Relay(캐리어 온/오프 제어 계전기), Carrier Switch(캐리어 스위치), Reclosing ON/OFF Control Opto Isolated Input Circuit(개폐로 온/오프 제어 옵트 절연 입력 회로), Reclosing ON/OFF Control Relay(개폐로 온/오프 제어 계전기), Reclosing Manual Condition Signal Opto Isolated Input Circuit(개폐로 수동 상태 신호 옵트 절연 입력 회로), Reclosing Auto Condition Signal Opto Isolated Input Circuit(개폐로 자동 상태 신호 옵트 절연 입력 회로), Reclosing Switch(개폐로 스위치), 이중모선방식의 전압절환용 자동절체 스위치 이중모선방식의 전압절환용 자동절체 스위치 : 43PDA, 보호시스템에 필요한 주계전기의 Trip용 Aux. Relay(보조릴레이) 및 외부 조정 가능한 Opto Isolated Input Circuit, 보호시스템에 필요한 주계전기의 Alarm Aux. Relay(알람보조릴레이) 및 외부 조정 가능한 Opto Isolated Input Circuit, Lock-out Relay(폐쇄 계전기), 변압기 기계적보호장치 동작표시용 Opto Isolated Input Circuit, 변압기 기계적 보호장치 동작 시 보조 계전기 동작을 위한 Opto Isolated Input Circuit, 변압기 기계적 보호장치 동작 표시 장치, 변압기 권선 온도 Meter, 보호시스템에 필요한 주계전기의 경보신호 혹은 장애 신호 수신용 Opto Isolated Input Circuit, 보호시스템에 필요한 주계전기의 경보 신호 혹은 장애 신호용 Output Circuit, 기타 외부 제어신호에 의해 동작하는 보조 계전기 동작을 위한 Opto Isolated Input Circuit, 신호 제어를 위한 Opto Isolated Input Circuit, 신호 제어를 위한 Logic Board(메인보드) 중 어느 하나 이상 중첩 사용될 수 있을 것이다.
그리고 전술되는 부속 운용기기는 배전반의 설계용량 및 기능에 따라, 어느 하나 이상의 운영기기 또는 어느 하나 이상의 중첩된 운영기기가 사용되며, 각 부속 운영기기에 대한 동작상태 및 제어를 위한 회로 배선이 상기 회로기판 상으로 구현된 후, 회로기판 상으로 각각의 부속 운용 기기가 장착된다.
이때, 상기 부속 운용기기는 상기 주 보호계전기(110)에 직류 전원을 공급하는 직류전원공급부(131), 상기 보호배전반에 교류 전원을 공급하는 교류전원공급부(132), 상기 주보호계전기에 CT,PT를 공급하는 CT/PT 공급부(133), 보호 시스템에 필요한 TRIP TEST TERMINAL부(트립테스트단자,136), 변압기 기계적계전부(137), 외부 제어신호에 동작하는 보조 계전기(134) 및 이벤트 발생시 발생내용을 폐쇄하는 폐쇄 계전기(135) 등이 될 수 있다.
100 : 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템
110 : 주 보호계전기 120 : 관리 서버
130 : 통합관리 수단 140 : 컨트롤 패널 수단
150 : 원격관리 수단

Claims (7)

  1. 보호 배전반 시스템에 있어서,
    주 보호계전기;
    상기 주 보호계전기와 유무선 통신을 수행하여 상기 주 보호계전기의 상태를 감시하고 제어하는 관리 서버;로 이루어지며,
    상기 관리 서버는
    상기 주 보호계전기의 상태 감시 및 제어를 수행하기 위한 다수개의 부속 운용기기를 통합하여 관리하는 통합관리 수단; 및
    상기 관리 서버의 전면에 장착되어, 상기 주 보호계전기의 상태를 나타내는 부속 운용기기들의 동작상태 정보를 표시하는 컨트롤 패널 수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유무선 통신은 유무선 인터넷 통신 및 전력선 통신을 포함하여, T1/E1(electrical or fiber) 통신, RS-449(56 ~ 768 kbps) 통신, X.21(64 ~ 728 kbps) 통신, V.35(64 ~ 728 kbps) 통신, G.703(co-directional, 64 kbps) 통신, ANSI C37.94 fiber 통신, Fiber 통시(광섬유통신), multi-mode or single-mode(up to 100 km) 통신, 10base-T Ethernet Port 통신 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤 패널 수단은 계전기 및 부속 운용기기에 입력되는 CT 2차 회로를 시험할 수 있는 구조를 가지며, CT 2차 회로가 개방되지 않도록 하는 구조를 갖는 CTT(Current Test Terminal), 계전기 및 부속 운용기기에 입력되는 PT 2차 회로를 시험할 수 있는 구조의 PTT(Potential Test Terminal), 계전기 및 부속 운용기기에서 출력되는 Trip 회로를 분리할 수 있는 구조의 T.T(Trip Test Terminal) 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 컨트롤 패널 수단은 릴레이의 동작코일 상태를 표시하거나, MCCB의 Closing(폐쇄) 코일 상태 및 Tripping(트립) 코일 상태를 표시하며, 스위치 또는 제어기판에 대한 제어전압 상태를 표시하여 이를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤 패널 수단은 직류전원 절환개폐기(Switch), 직류전원 차단기(MCCB-1, MCCB-2), Carrier ON/OFF Control Opto Isolated Input Circuit(캐리어 온/오프 제어 옵트 절연 입력 회로), Carrier ON/OFF Control Relay(캐리어 온/오프 제어 계전기), Carrier Switch(캐리어 스위치), Reclosing ON/OFF Control Opto Isolated Input Circuit(개폐로 온/오프 제어 옵트 절연 입력 회로), Reclosing ON/OFF Control Relay(개폐로 온/오프 제어 계전기), Reclosing Manual Condition Signal Opto Isolated Input Circuit(개폐로 수동 상태 신호 옵트 절연 입력 회로), Reclosing Auto Condition Signal Opto Isolated Input Circuit(개폐로 자동 상태 신호 옵트 절연 입력 회로), Reclosing Switch(개폐로 스위치), 이중모선방식의 전압절환용 자동절체 스위치 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨트롤 패널 수단은 보호시스템에 필요한 주계전기의 Trip용 Aux. Relay(보조릴레이) 및 외부 조정 가능한 Opto Isolated Input Circuit, 보호시스템에 필요한 주계전기의 Alarm Aux. Relay(알람보조릴레이) 및 외부 조정 가능한 Opto Isolated Input Circuit, Lock-out Relay(폐쇄 계전기), 변압기 기계적보호장치 동작표시용 Opto Isolated Input Circuit, 변압기 기계적 보호장치 동작 시 보조 계전기 동작을 위한 Opto Isolated Input Circuit, 변압기 기계적 보호장치 동작 표시 장치, 변압기 권선 온도 Meter, 보호시스템에 필요한 주계전기의 경보신호 혹은 장애 신호 수신용 Opto Isolated Input Circuit, 보호시스템에 필요한 주계전기의 경보 신호 혹은 장애 신호용 Output Circuit, 기타 외부 제어신호에 의해 동작하는 보조 계전기 동작을 위한 Opto Isolated Input Circuit, 신호 제어를 위한 Opto Isolated Input Circuit, 신호 제어를 위한 Logic Board(메인보드) 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부속 운용기기는 상기 주 보호계전기에 직류 전원을 공급하는 직류전원공급부, 상기 보호배전반에 교류 전원을 공급하는 교류전원공급부, 상기 주보호계전기에 CT,PT를 공급하는 CT/PT 공급부, 보호 시스템에 필요한 TRIP TEST TERMINAL부(트립테스터단자부), 변압기 기계적계전부, 기타 외부 제어신호에 동작하는 보조 계전기 및 이벤트 발생시 발생내용을 폐쇄하는 폐쇄 계전기 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템.
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