KR101035309B1 - 전력 시스템 보호 장치 - Google Patents

Abstract

전력 시스템의 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하를 방지하기 위한 전력 시스템 보호 장치이다. 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치는 전력 시스템의 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하를 검출하고, 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치에 전압 저하 검출 신호를 송신한다. 각각의 단말 장치는 부하 버스의 부하 전압 및 부하 전류에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단한다.

Description

전력 시스템 보호 장치{ELECTRIC POWER SYSTEM PROTECTIVE DEVICE}

본 발명은 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치에 관한 것이다.

전력 시스템에 있어서, 전력 흐름이 급격하게 증가하거나 무효 전력(reactive power)의 수요와 공급 간에 대폭적인 불균형이 발생할 때 시스템 전압이 크게 저하하는 경우가 있다. 시스템 전압이 저하한 경우, 전력 시스템에 연결된 발전기에 의한 무효 전력 제어에 의해서 또는 위상 수정 설비에 의한 무효 전력 공급에 의해서 시스템 전압을 복귀시켜 시스템 전압을 안정적으로 유지하려는 시도가 이루어지고 있다.

한편, 시스템 부하(system load)의 증가에 의해서도 시스템 전압이 저하하는데, 예를 들면, 여름철 전력 피크시에 에어 컨디셔닝 부하의 증가에 의해서 시스템 전압이 크게 저하하는 경우가 있다. 에어 컨디셔닝 부하는 유도 전동기 부하의 특성과 동일한 특성을 가지며, 단자 전압이 특정치 이하로 저하하면 유효 전력을 일정한 레벨로 유지하려고 하는 작용이 생겨서 입력 전류를 증가시킨다. 따라서, 에어 컨디셔닝 부하의 증가에 의해 단자 전압이 저하하면, 소비되는 무효 전력이 급격히 증가하고 이 무효 전력의 급격한 증가에 의해 전력 시스템의 시스템 전압이 더욱 저하하여, 시스템 전압을 안정적으로 유지하는 것이 곤란하여진다.

전력 시스템의 부하 증가에 의한 시스템 전압 저하를 회피하기 위한 대책으로서, 시스템 전력이 소정치 미만으로 저하할 때 전력 시스템의 부하들 중 일부가 차단된다. 이 경우, 시스템 전압의 소정치를 어떻게 선택하는가에 따라서, 시스템 전압의 규칙적인 전압 변동시 또는 큰 전력 동요시에 불필요한 부하 차단이 수행되는 경우가 있을 수 있다.

이 점에 비추어, 에어 컨디셔닝 부하의 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하를 회피하기 위한 대책으로서, 일본 특허 공개 번호 평4-109818호에는 시스템 부하의 애드미턴스(admittance)의 변화율과 변화량이 각각 소정치 이상이라는 조건과 버스 전압이 소정치 미만이라는 조건이 모두 소정 시간 동안 계속하여 만족된 때에 부하 차단 지령을 발생하도록 하는 장치가 개시되어 있다. 이에 따라, 전압 저하 현상의 조기 판정 및 점차적인 전압 저하 현상의 적절한 검출이 가능하다.

그러나, 복수의 버스바(bus-bar)가 송전 네트워크에 의해 접속된 전력 시스템에서는, 높은 시스템 부하가 전력 시스템 전체에 접속되고 전력이 각각의 버스바로부터 공급되기 때문에, 전력 시스템 전체의 시스템 부하의 애드미턴스를 구하는 것이 사실상 불가능하다.

복수의 버스바가 송전 네트워크에 의해 접속되는 전력 시스템에서, 각각의 시스템 부하는 각각의 버스바에 접속되고 전력은 각각의 버스바로부터 각각의 시스템 부하에 공급된다. 또한, 버스바의 전압 변동이 각각의 버스바 사이에서 발생하거나, 또는 전력이 버스바 사이에서 송전 및 송전된다. 따라서, 송전 네트워크에 의해 접속된 경우에도, 각각의 버스바 사이에 각종 전기적 특성의 변동이 있고, 각종의 전기량을 하나의 전력 시스템과 같이 취급하기가 어렵다.

본 발명의 목적은 버스바가 송전 네트워크에 의해 접속된 전력 시스템에서도 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하를 고감도로 그리고 잘못된 판정없이 검출할 수 있고, 또한 보호 동작을 적절히 수행할 수 있는 전력 시스템 보호 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치에 있어서, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와, 상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고, 상기 주 장치는 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 클 때 동작 우선화 선택 신호를 조기에 출력하고 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 작을 때 동작 우선화 선택 신호를 늦게 출력하는 동작 우선화 선택 유닛과, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하의 경우에 출력 허가 신호를 출력하는 출력 허가 유닛을 포함하고, 상기 단말 장치는 주 장치로부터 시스템 전압 완만 저하 판정 신호 및 동작 우선화 선택 신호를 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과, 주 장치로부터 시스템 전압 급격 저하 판정 신호 및 출력 허가 신호를 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

시스템 전압 완만 저하 판정 유닛은 장시간 영역에서 전압 완만 저하의 짧은 판정 시간 영역으로부터 긴 판정 시간 영역으로 향할수록 더 작아지는 소정치를 갖고, 짧은 판정 시간 영역에서는 큰 전압 저하 속도를 신속하게 검출하고, 긴 판정 시간 영역에서는 작은 전압 저하 속도를 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛은 단락 회로 결함 또는 접지 결함이 검출되었을 때 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 출력 허가 유닛은 전력 시스템의 3상 전압 및 전류에 기초하여 상위 변전소에서 하위 변전소를 본 부하 임피던스가 소정 범위 내에 있을 때 전압 급격 저하가 무효 전력 특성에 기인하는 것으로 판정하고 출력 허가 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

또한, 부하 차단 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 판정하고, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하도록 구성하거나, 또는 추가적으로, 부하 차단 출력 유닛은 더 낮은 부하 전압 및 더 작은 부하 역율을 가진 하위 변전소에 대해 그 시간 제한 동작을 짧게 함으로써 부하 차단 지령을 조기에 출력하도록 구성할 수 있다.

또한, 부하 차단 선택 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택한 부하를 순차적으로 차단하도록 구성할 수 있다.

또한, 바람직하게, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 높은 전압으로 설정한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는 전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와, 상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고, 상기 주 장치는 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛을 포함하며, 상기 단말 장치는 주 장치로부터 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 수신했을 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과, 주 장치로부터 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 수신했을 때 부하 차단이 허가되어 있는 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

시스템 전압 완만 저하 판정 유닛은 장시간 영역에서 전압 완만 저하의 짧은 판정 시간 영역으로부터 긴 판정 시간 영역으로 향할수록 더 작아지는 소정치를 갖고, 짧은 판정 시간 영역에서는 큰 전압 저하 속도를 신속하게 검출하고, 긴 판정 시간 영역에서는 작은 전압 저하 속도를 검출하도록 구성할 수 있다. 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛은 단락 회로 결함 또는 접지 결함이 검출된 때 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하도록 구성할 수 있다.

또한, 부하 차단 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 판정하고, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하도록 구성하거나, 또는 추가적으로, 부하 차단 출력 유닛은 더 낮은 부하 전압 및 더 작은 부하 역율을 가진 하위 변전소에 대하여 시간 동작을 짧게 함으로써 부하 차단 지령을 조기에 출력하도록 구성할 수 있다.

또한, 부하 차단 선택 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하도록 구성할 수 있다.

또한, 바람직하게, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 더 높은 전압으로 설정한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는 전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와, 상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고, 상기 주 장치는 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 클 때 동작 우선화 선택 신호를 조기에 출력하고 전압 저하가 작을 때 동작 우선화 선택 신호를 늦게 출력하는 동작 우선화 선택 유닛을 포함하며, 상기 단말 장치는 주 장치로부터 시스템 전압 완만 저하 판정 신호 및 동작 우선화 선택 신호의 양쪽을 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

시스템 전압 완만 저하 판정 유닛은 장시간 영역에서 전압 완만 저하의 짧은 판정 시간 영역으로부터 긴 판정 시간 영역으로 향할수록 더 작아지는 소정치를 갖고, 짧은 판정 시간 영역에서는 큰 전압 저하 속도를 신속하게 검출하고 긴 판정 시간 영역에서는 작은 전압 저하 속도를 검출하도록 구성할 수 있다.

또한, 부하 차단 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 판정하고, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하도록 구성하거나, 또는 추가적으로, 부하 차단 출력 유닛은 더 낮은 부하 전압 및 더 작은 부하 역율을 가진 하위 변전소에 대하여 시간 제한 동작을 짧게 함으로써 부하 차단 지령을 조기에 출력하도록 구성할 수 있다.

또한, 바람직하게, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 더 높은 전압으로 설정한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와, 상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고, 상기 주 장치는 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛을 포함하고, 상기 단말 장치는 주 장치로부터 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

시스템 전압 완만 저하 판정 유닛은 장시간 영역에서 전압 완만 저하의 짧은 판정 시간 영역으로부터 긴 판정 시간 영역으로 향할수록 더 작아지는 소정치를 갖고, 짧은 판정 시간 영역에서는 큰 전압 저하 속도를 신속하게 검출하고, 긴 판정 시간 영역에서는 작은 전압 저하 속도를 검출하도록 구성할 수 있다.

또한, 부하 차단 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 판정하고, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하도록 구성하거나, 또는 추가적으로, 부하 차단 출력 유닛은 더 낮은 부하 전압 및 더 작은 부하 역율을 가진 하위 변전소에 대하여 시간 제한 동작을 짧게 함으로써 부하 차단 지령을 조기에 출력하도록 구성할 수 있다.

또한, 바람직하게, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 더 높은 전압으로 설정한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와, 상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고, 상기 주 장치는 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하의 경우에 출력 허가 신호를 출력하는 출력 허가 유닛을 포함하고, 상기 단말 장치는 주 장치로부터 시스템 전압 급격 저하 판정 신호 및 출력 허가 신호를 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

시스템 전압 급격 저하 판정 유닛은 단락 회로 결함 또는 접지 결함이 검출될 때 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하도록 구성할 수 있다. 출력 허가 유닛은 전력 시스템의 3상 전압 및 전류에 기초하여 상위 변전소에서 하위 변전소를 본 부하 임피던스가 소정 범위 내에 있을 때 전압 급격 저하가 무효 전력 특성에 기인하는 것으로 판정하고 출력 허가 신호를 출력하도록 구성할 수 있다.

또한, 부하 차단 선택 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하도록 구성할 수 있다.

또한, 바람직하게, 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 더 높은 전압으로 설정한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와, 상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고, 상기 주 장치는 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛을 포함하며, 상기 단말 장치는 주 장치로부터 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

시스템 전압 급격 저하 판정 유닛은 단락 회로 결함 또는 접지 결함이 검출된 때 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하도록 구성할 수 있다. 또한, 부하 차단 선택 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하도록 구성할 수 있다.

또한, 바람직하게, 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 더 높은 전압으로 설정한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 클 때에는 동작 우선화 선택 신호를 조기에 출력하고 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 작을 때에는 동작 우선화 선택 신호를 늦게 출력하는 동작 우선화 선택 유닛과, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하의 경우에 출력 허가 신호를 출력하는 출력 허가 유닛과, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호 및 동작 우선화 선택 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과, 시스템 전압 급격 저하 판정 신호 및 출력 허가 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과, 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 입력한 때 부하 차단이 허가되어 있는 부하를 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과, 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 클 때 동작 우선화 선택 신호를 조기에 출력하고 전압 저하가 작을 때 동작 우선화 선택 신호를 늦게 출력하는 동작 우선화 선택 유닛과, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호 및 동작 우선화 선택 신호의 양쪽을 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하의 경우에 출력 허가 신호를 출력하는 출력 허가 유닛과, 시스템 전압 급격 저하 판정 신호 및 출력 허가 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치는, 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과, 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치가 적용되는 전력 시스템의 개략 구성도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛의 상세 구성도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예의 단상 전압 저하 속도 판정 유닛에서 장시간 영역의 전압 저하 속도를 검출하는 처리 내용에 관한 설명도이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛의 다른 예를 나타내는 상세 구성도이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예의 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛의 상세 구성도이다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예의 동작 우선화 선택 유닛의 구성도이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예의 동작 우선화 선택 유닛의 동작을 나타내는 타임 차트이다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예의 출력 허가 유닛의 구성도이다.

도 10은 본 발명의 제1 실시예의 부하 선택 유닛의 거리 계전 요소의 동작 범위 특성도이다.

도 11은 본 발명의 제1 실시예의 단말 장치의 구성도이다.

도 12는 전압 특성 판정 유닛이 타이머 장치의 시간을 설정할 때 본 발명의 제1 실시예의 전압 특성 판정 유닛 및 타이머 장치의 구성도이다.

도 13은 본 발명의 제1 실시예에서 전압 특성 판정 유닛의 부하 전압 특성 판정 유닛이 갖는 전류 벡터의 위상에 대한 전압 특성 범위의 전압 벡터 평면도이다.

도 14는 본 발명의 제1 실시예의 부하 차단 허가 유닛의 구성도이다.

도 15는 본 발명의 제1 실시예에서 단상 동작 판정 유닛의 동작 조건 범위 및 단상 복귀 판정 유닛의 복귀 조건 범위를 표시하는 전류 벡터의 위상에 대한 전압 벡터 평면도이다.

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 구성도이다.

도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 시스템 전압 보호 장치의 구성도이다.

도 22는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 23은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 24는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 25는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

도 26은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 또 다른 예를 나타내는 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 시스템 보호 장치가 적용되는 전력 시스템의 개략 구성도이다.

도 2에 있어서, 전력 시스템의 상위 시스템에는 복수의 상위 변전소(11a∼11d)가 설치되고, 상위 변전소(11a∼11d)의 버스바(12a∼12d)는 각각 송전 네트워크(13a∼13d)에 의해 접속되어 네트워크 구성부를 구성한다. 각각의 하위 송전선(14a∼14d)은 상위 변전소(11a∼11d)의 각각의 버스바(12a∼12d)에 접속되어, 복수의 하위 변전소(15a1∼15d3)에 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 여기에서, 상위 변전소는 전력 시스템의 상위 시스템에 있는 변전소이며, 하위 변전소는 상위 변전소로부터 직접 또는 간접적으로 전력을 공급받는 변전소이다. 예컨대, 각각의 하위 변전소(15a1∼15a3)는 상위 변전소(11a)로부터 전력을 공급받아 부하에 직접적으로 전력을 공급하는 변전소이거나, 상위 변전소(11a)로부터 전력을 공급받아 다음 하위 변전소에 추가로 전력을 공급하는 변전소이다. 이하, 부하에 직접적으로 전력을 공급하는 하위 변전소에 대해서 설명하지만, 이 설명은 하위 변전소에 추가로 전력을 공급하는 하위 변전소의 경우에도, 하위 변전소가 중간에 개재하는 것에만 차이가 있기 때문에, 유사하게 적용될 수 있다.

각각의 하위 변전소(15a1∼15d3)에서, 전력은 부하 버스(16)로부터 피더(feeder; 17)를 통해 부하에 공급된다. 그런데, 도 2에서, 부하 버스(16) 및 피더(17)는 하위 변전소(15a1)에 대해서만 도시하고 있으나, 다른 하위 변전소(15a2∼15d3)에 대해서도, 비록 도시는 생략하고 있지만, 마찬가지로 부하 버스(16) 및 피더(17)를 각각 포함하고 있다.

전력 시스템 보호 장치는 상위 변전소(11a∼11d)에 설치되는 주 장치(18a∼18d)와, 하위 변전소(15a1∼15d3)에 설치되는 단말 장치(19a1∼19d3)로 구성된다. 도 2에서는 각각의 주 장치(18a∼18d)가 4개의 상위 변전소(11a∼11d)에 각각 설치되어 있지만, 각각의 상위 변전소에 주 장치를 반드시 설치할 필요가 있는 것은 아니며, 복수의 상위 변전소 중 적어도 하나에 주 장치를 설치하면 된다. 이하, 각각의 주 장치(18a∼18d)가 4개의 상위 변전소(11a∼11d)에 각각 설치된 경우를 설명한다.

각각의 상위 변전소(11a∼11d)에는 전력 시스템의 각각의 3상 전압(V1∼V4)을 검출하기 위한 각각의 전압 트랜스포머(20a∼20d)가 설치되고, 각각의 3상 시스템 전류(I1∼I4)를 검출하기 위한 각각의 전류 트랜스포머(21a∼21d)가 또한 설치된다. 유사하게, 각각의 하위 변전소(15a1∼15d3)에는 복수의 피더(17)가 접속되는 부하 버스(16)의 각각의 3상 부하 전압(V11)을 검출하기 위한 각각의 전압 트랜스 포머(22)가 설치되고, 마찬가지로, 부하 버스(16)로부터 모든 피더(17)를 통하여 흐르는 각각의 3상 부하 전류(I11)를 검출하기 위한 각각의 전류 트랜스포머(23)가 설치된다.

전술한 바와 같이, 전력 시스템 보호 장치는 상위 변전소(11a∼11d)에 설치되는 복수의 주 장치(18a∼18d)와 하위 변전소(15a1∼15d3)에 설치되는 복수의 단말 장치(19a1∼19d3)로 구성된다. 주 장치(18a∼18d)는 전력 시스템의 전압 저하를 검출하고, 단말 장치(19a1∼19d3)는 주 장치(18a∼18d)로부터의 지령에 기초하여 하위 변전소(15a1∼15d3)에서 부하 버스(16)의 각 피더(17)에 접속된 각각의 부하를 차단한다. 복수의 주 장치(18a∼18d)와 복수의 단말 장치(19a1∼19d3)는 각각 동일한 구성을 갖기 때문에, 이하에서는 주 장치(18a) 및 단말 장치(19a1)에 대해서 설명한다.

주 장치(18a)는 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1)을 전압 트랜스포머(20a)로부터 공급받고, 3상 시스템 전류(I1)를 전류 트랜스포머(21a)로부터 공급받는다. 또한, 주 장치(18a)는 복수의 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 각각의 전압 트랜스포머(20b∼20d)에 의해 검출된 전력 시스템의 3상 전압(V2∼V4)을 신호 단국(terminal station) 장치(24a)를 통해 공급받는다. 주 장치(18a)는 자신의 상위 변전소(11a) 및 복수의 다른 상위 변전소(11b∼11d)에 있는 전력 시스템의 각 3상 전압(V1∼V4)에 기초하여 전력 시스템에서 전압 저하가 발생하고 있는지 여부를 검출하고, 그 검출 신호를 신호 단국 장치(25a)를 통해 자신의 상위 변전소(11a)에 접속된 하위 변전소(15a1∼15a3)의 신호 단국 장치(26a1∼ 26a3)에 송신한다.

단말 장치(19a1)는 전압 트랜스포머(22)에 의해 검출된 부하 버스(16)의 3상의 부하 전압(V11) 및 전류 트랜스포머(23)에 의해 검출된 3상의 부하 전류(I11)를 공급받고, 이와 동시에, 주 장치(18a)로부터의 검출 신호를 신호 단국 장치(26a1)에 의해 수신하여 부하 버스(16)에 접속된 부하를 차단한다.

도 1에 있어서, 주 장치(18a)는 수 초(several seconds) 내지 수 분(several minutes) 정도의 장시간 영역에서 전압 저하 속도를 검출하여 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)를 출력하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)과, 수 초 이하 정도의 단시간 영역에서 전압 저하 속도를 검출하여 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b)를 출력하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)과, 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)의 전압 저하가 클 때에는 동작 우선화 선택 신호(c)를 조기에 출력하고 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 작을 때에는 동작 우선화 선택 신호(c)를 늦게 출력하는 동작 우선화 선택 유닛(29)과, 시스템 결함인 경우의 전압 급격 저하 및 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 식별하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하인 경우에 출력 허가 신호(d)를 출력하는 출력 허가 유닛(30)을 포함하고 있다.

시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압[V1(V_RS, V_ST, V_TR)] 및 복수의 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 전력 시스템의 각각의 3상 전압[V2(V_RS, V_ST, V_TR), V3(V_RS, V_ST, V_TR), V4(V_RS, V_ST, V_TR)]을 공급받고, 각각의 상위 변전소(11a∼11d)의 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)에 기초하여 수 초 내지 수 분 정도의 장시간 영역에서 전압 저하 속도를 산출하며, 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)를 출력한다. 여기서, 전압 저하 속도는 시스템 전압의 전압 변화 경향을 나타내는 직선의 기울기이다. 또한, 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)은 3상(R상, S상, T상)의 각 선간 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 입력되는 경우를 보이고 있지만, 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)으로서 3상의 접지에 대한 전압인 위상 전압(V_R, V_S, V_T)이 입력될 수 있다. 이하의 설명에서는 선간 전압(V_RS, V_ST, V_TR)을 이용한 경우에 대해서 설명한다.

시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압[V1(V_RS, V_ST, V_TR)] 및 복수의 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 각 전력 시스템의 3상 전압[V2(V_RS, V_ST, V_TR), V3(V_RS, V_ST, V_TR), V4(V_RS, V_ST, V_TR)]을 공급받고, 각 상위 변전소의 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)에 기초하여 수 초 정도의 단시간 영역에서의 전압 저하 속도를 산출하고, 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b)를 출력한다.

또한, 동작 우선화 선택 유닛(29)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압[V1(V_RS, V_ST, V_TR)]을 공급받고, 자신의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)의 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)가 우선하여 출력되는지 여부에 대한 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력한다. 출력 허가 유닛(30)은 자신의 상위 변전 소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압[V1(V_RS, V_ST, V_TR)] 및 상위 변전소(11a) 내 복수의 트랜스포머의 각각의 3상 시스템 전류[I1a(I_RS, I_ST, I_TR), I1b(I_RS, I_ST, I_TR), I1c(I_RS, I_ST, I_TR), I1d(I_RS, I_ST, I_TR)]를 공급받고, 전압 급격 저하가 무효 전력 특성에 기인하는 것인지 여부를 판정하며, 전압 급격 저하가 무효 전력 특성에 기인한 것일 때 출력 허가 신호(d)를 출력한다. 여기서, I_RS는 R상 위상 전류와 S상 위상 전류간의 벡터차이고, 마찬가지로, I_ST는 S상 위상 전류와 T상 위상 전류간의 벡터차이며, I_TR은 T상 위상 전류와 R상 위상 전류간의 벡터차이다.

그 다음에, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a), 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b), 동작 우선화 선택 신호(c) 및 출력 허가 신호(d)는 신호 단국 장치(25a)에 의해 자신의 상위 변전소(11a)에 접속된 하위 변전소(15a1∼15a3)의 단말 장치(19a1∼19a3)의 신호 단국 장치(26a1∼26a3)에 송신된다.

단말 장치(19a1∼19a3)는 동일한 구성을 갖기 때문에 단말 장치(19a1)에 대해서 설명한다. 단말 장치(19a1)는 부하 차단 출력 유닛(32)과 부하 차단 선택 출력 유닛(33)을 포함하고 있고, 부하 차단 출력 유닛(32) 및 부하 차단 선택 출력 유닛(33)으로부터의 부하 차단 지령은 각각 논리합 회로(92-1∼92-n)에 입력되며, 부하 차단 출력 유닛(32)과 부하 차단 선택 출력 유닛(33) 중 어느 하나로부터 부하 차단 지령이 출력된 때, 부하 차단 지령(Ea∼En)이 각각의 논리합 회로(92-1∼92-n)를 통해 부하 버스(16)에 접속된 각 피더(17)에 출력된다.

부하 차단 출력 유닛(32)은 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)으로부터의 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a) 및 동작 우선화 선택 유닛(29)으로부터의 동작 우선화 선택 신호(c)를 수신하고, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a) 및 동작 우선화 선택 신호(c)의 양쪽을 수신했을 때 하위 변전소(15a1)의 부하 버스(16)의 부하 전압 및 부하 역율에 기초한 순서대로 부하 차단 지령을 논리합 회로(92-1∼92-n)에 출력한다.

한편, 부하 차단 선택 출력 유닛(33)은 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)으로부터의 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b) 및 출력 허가 유닛(30)으로부터의 출력 허가 신호(d)를 수신하고, 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b) 및 출력 허가 신호(d)의 양쪽을 수신했을 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하에 대한 부하 차단 지령을 논리합 회로(92-1∼92-n)에 순차적으로 출력한다. 다시 말하면, 부하 차단 선택 출력 유닛(33)은 예를 들면 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하에 대한 부하 차단 지령을 논리합 회로(92-1∼92-n)에 순차적으로 출력한다. 그 세부 내용에 대하여 후술한다.

부하 차단 지령(Ea∼En)은 부하 버스(16)에 접속된 각 피더(17)에 출력된다. 다시 말하면, 단말 장치(19a1)에서는 피더(17)의 수가 n 개이고 따라서 부하 차단 지령(Ea∼En)이 출력되며, 단말 장치(19a2)에서는 피더(17)의 수가 m 개이고 따라서 부하 차단 지령(Ea∼Em)이 출력되며, 단말 장치(19a3)에서는 피더(17)의 수가 k 개이고 따라서 부하 차단 지령(Ea∼Ek)이 출력된다.

여기서, 전력 시스템의 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하는 두가지 경우, 즉, 수 초 내지 수 분 정도의 장시간 영역에서 전압이 저하하는 첫번째 경우와, 수 초 정도의 단시간 영역에서 전압이 저하하는 두번째 경우에 발생하고, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)과 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)은 상기의 어느 경우에도 지체없이 전압 저하를 검출할 수 있도록 하기 위해 주 장치(18a)에 설치된다.

또한, 자신의 상위 변전소(11a) 및 복수의 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 시스템 전압(V1∼V4)은 전압 저하 검출의 신뢰성을 향상시키기 위해 각각 입력된다. 또한, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하 특성은 수 초 내지 수 분 정도의 장시간 영역에서 전압이 저하하는 경우와 수 초 정도의 단시간 영역에서 전압이 저하하는 경우 사이에 차이가 있으므로, 각각의 특성을 적절히 채택하기 위해서 부하 차단 출력 유닛(32)과 부하 차단 선택 출력 유닛(33)이 단말 장치(19a1)에 설치된다. 그 세부 내용에 대하여 후술한다.

도 3은 주 장치(18a)의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)의 상세 구성도이다. 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)은 복수의 전압 완만 저하 판정 유닛(34a∼34d), 다수결 연산 유닛(35), 전압 복귀 판정 유닛(36) 및 신호 출력 유닛(37)을 포함한다.

각각의 전압 완만 저하 판정 유닛(34a∼34d)은 자신의 상위 변전소(11a) 및 복수의 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 각 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)에 대응 하여 설치되고, 각 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)의 전압 완만 저하를 판정한다. 복수의 전압 완만 저하 판정 유닛(34a∼34d)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 도 3에서는 전압 완만 저하 판정 유닛(34a)에 대해서만 상세히 설명하고 전압 완만 저하 판정 유닛(34b∼34d)의 세부 내용은 생략한다. 이하, 전압 완만 저하 판정 유닛(34a)에 대하여 설명한다.

전압 완만 저하 판정 유닛(34a)은 3개의 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38a∼38c)과 논리곱 회로(39)를 포함하고 있다. 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38a∼38c)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 각각의 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)에 대응하여 설치되고, 이들 각 위상의 장시간 영역에서의 전압 완만 저하를 판정한다. 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38a∼38c)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38a)에 대해서 설명한다.

단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38a)은 단상 전압 저하 검출 유닛(40), 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41), 논리곱 회로(42) 및 타이머(43)를 포함하고, 전력 시스템의 3상 전압의 각 단상 전압이 점차적으로 저하하고 있는지 아닌지를 판정한다.

단상 전압 저하 검출 유닛(40)은 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 단상 전압(V_RS)이 소정치 미만으로 저하하였는지 여부를 판정하고, 전압 저하가 소정치 미만임을 검출하였을 때 단상 전압 저하 신호(f)를 논리곱 회로(42)에 출력한다. 또한, 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)은 수 초 내지 수 분 정도의 장시간 영역에서 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 단상 전압(V_RS)의 전압 저하 속도를 검출하고, 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 단상 전압 완만 저하 속도 검출 신호(g)를 논리곱 회로(42)에 출력한다. 논리곱 회로(42)는 단상 전압 저하 신호(f) 및 단상 전압 완만 저하 속도 검출 신호(g)의 논리곱을 연산하고, 단상 전압 저하 신호(f) 및 단상 전압 완만 저하 속도 검출 신호(g)의 양쪽이 성립되었을 때 출력 신호를 타이머(43)에 출력한다. 타이머(43)는 단상 전압 저하 신호(f) 및 단상 전압 완만 저하 속도 검출 신호(g)의 양쪽이 성립된 상태가 소정 시간동안 계속된 때 단상 전압 완만 저하 판정 신호(h1)를 논리곱 회로(39)에 출력한다.

전술한 바와 같이, 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38a)은 전압 저하가 소정치 미만이고 전압 저하 속도가 소정치를 초과한 때 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 단상 전압(V_RS)에서 전압 완만 저하가 발생한다고 판정하고, 단상 전압 완만 저하 판정 신호(h1)를 출력한다. 여기에서, 타이머(43)는 단상 전압(V_RS)의 전압 완만 저하의 상태가 계속되는지를 확인함으로써 단상 전압(V_RS)의 전압 완만 저하를 실수없이 검출하기 위해서 설치된다.

전력 시스템의 3상 전압(V1)의 다른 단상 전압(V_ST, V_TR)에 대해서도 마찬가지로, 각각의 단상 전압 완만 저하 판정 신호(h2, h3)가 각각의 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38b, 38c)으로부터 출력된다. 이들 단상 전압 완만 저하 판정 신호(h1, h2, h3)는 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(34a)의 논리곱 회로(39)에 입력 된다. 그 다음에, 단상 전압 완만 저하 판정 신호(h1, h2, h3)가 전부 성립하였을 때 전압 완만 저하 판정 유닛(34a)은 자신의 상위 변전소(11a)에 있는 전력 시스템의 3상 전압(V1)이 점차적으로 저하되었다고 판정하고 전압 완만 저하 판정 신호(j1)를 출력한다.

다른 상위 변전소(11b∼11d)에 있는 전력 시스템의 3상 전압(V2∼V4)에 대해서도 마찬가지로, 전압 완만 저하 판정 유닛(34b∼34d)은 상위 변전소(11b∼11d)에 있는 전력 시스템의 3상 전압(V2∼V4)이 점차적으로 저하되었다고 판정하고 전압 완만 저하 판정 신호(j2∼j4)를 출력한다.

다수결 연산 유닛(35)은 전압 완만 저하 판정 유닛(34a∼34d)으로부터 전압 완만 저하 판정 신호(j1∼j4)를 수신하고 다수결 원리에 기초하여 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)를 신호 출력 유닛(37)에 출력한다. 이 경우, 다수결 연산 유닛(35)은 정상 장치로부터의 입력 신호에 대해 다수결 연산을 수행한다. 예컨대, 자신의 상위 변전소(11a) 및 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 주 장치(18a∼18d) 자체의 결함 또는 주 장치(18a∼18d) 사이의 전송 시스템의 결함이 검출되면, 그 결함 장치로부터의 전압 완만 저하 판정 신호(j)는 다수결 연산으로부터 배제된다. 예컨대, 모든 장치가 정상인 때, 만일 4개의 전압 완만 저하 판정 신호(j1∼j4) 중 3개 이상이 성립하였으면, 전력 시스템의 시스템 전압이 점차적으로 저하하였다고 판정하고 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a0)를 신호 출력 유닛(37)에 출력한다. 한편, 3개의 장치가 정상이고 하나의 장치가 비정상인 때, 만일 3개의 전압 완만 저하 판정 신호 중 2개 이상이 성립하였으면, 전력 시스템의 시스템 전압이 점차적 으로 저하하였다고 판정하고 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a0)를 결과로 하여 신호 출력 유닛(37)에 출력한다. 신호 출력 유닛(37)은 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a0)가 입력되면, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a0)를 유지하고 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)를 출력한다.

한편, 전압 복귀 판정 유닛(36)은 자신의 상위 변전소(11a)에 있는 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 전압 복귀를 검출한다. 자신의 상위 변전소(11a)에 있는 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 각 단상 전압이 미리 정해진 전압 복귀 설정치를 초과하였는지의 여부가 판정되고, 모든 단상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과한 때에 전압이 복귀된 것으로 판정하여 전압 복귀 신호(m)를 신호 출력 유닛(37)에 출력한다. 전압 복귀 판정 유닛(36)의 전압 복귀 설정치는 전압 완만 저하가 발생하였을 때의 시스템 전압보다 더 큰 값으로 설정된다. 이것은 전압 복귀를 판정하기 위한 전압 복귀 설정치를 더 높은 값으로 설정함으로써 전압 저하로부터의 복귀를 확실히 하기 위한 것이다. 전압 복귀 판정 유닛(36)으로부터 전압 복귀 신호(m)가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(37)은 다수결 연산 유닛(35)으로부터의 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a0)의 유지를 해제한다. 따라서, 신호 출력 유닛(37)으로부터 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)의 출력이 종료된다.

전술한 바와 같이, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)은 전력 시스템의 시스템 전압이 점차적으로 저하하였을 때 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)를 출력하고, 전압이 복귀되었을 때 시스템 전압 판정 신호(a)의 출력을 종료한다. 따라서, 전압 완만 저하가 발생하였을 때에는 부하가 차단되고, 전압 완만 저하가 복 귀되었을 때에는 전압 완만 저하에 의한 부하 차단이 종료된다.

도 4는 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)의 장시간 영역에서의 전압 저하 속도 검출 처리 내용에 관한 설명도이다. 도 4(a)는 장시간 영역에서 전압 저하 속도를 검출할 때 전압 데이터의 설명도이다. 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)은 시스템 전압(V1)의 단상 전압(V)의 주기(T)와 동등한 주기로 연대순으로 데이터를 샘플링하고 수집하고 기억한다. 그 다음에, 소정의 창길이(window length)(ts)의 1/20인 시간 기간(τ)(τ=ts/20)에서 샘플링된 값의 평균치(vi)(i=-10 내지 -1, 1 내지 10)를 구하고, 구해진 20개의 평균치(vi)를 이용하여, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 최소 제곱법에 의해 전압 변화율(ΔV/Δt)을 구한다. 이 전압 변화율(ΔV/Δt)이 미리 정해진 전압 변화율 설정치(α)를 초과한 때, 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)은 단상 전압 완만 저하 판정 신호(g)를 결과로서 출력한다.

여기서, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)의 다른 예로서, 소정의 창길이(ts) 및 전압 변화율 설정치(α)가 상이한 복수의 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)을 설치하고, 장시간 영역에서 전압 저하 속도의 판정 시간의 각 길이(소정의 창길이(ts))가 다른 복수의 전압 완만 저하 판정 유닛을 포함하며, 그에 따라서 전압 저하 속도가 증가하더라도 전압 완만 저하의 검출에 필요한 시간이 지연되지 않도록 구성하는 것 또한 가능하다.

도 5는 장시간 영역에서 전압 저하 속도의 판정 시간의 각 길이(소정의 창길이(ts))가 다른 복수의 전압 완만 저하 판정 유닛을 포함하는 시스템 전압 완만 저 하 판정 유닛(27)의 구성도이다. 도 3의 전압 완만 저하 판정 유닛(34a) 대신에, 장시간 영역에서 전압 저하 속도의 판정 시간의 길이(소정의 창길이(ts))가 다른 복수의 전압 완만 저하 판정 유닛(34a1∼34a6)을 가진 전압 완만 저하 판정 유닛 그룹(44a)이 설치되어 있다.

도 5에 있어서, 전압 완만 저하 판정 유닛 그룹(44a∼44d)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 전압 완만 저하 판정 유닛 그룹 44a에 대해서 설명한다. 전압 완만 저하 판정 유닛(34a1∼34a6)의 구성은 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)의 소정의 창길이(ts) 및 전압 변화율 설정치(α)가 다르다는 것을 제외하면, 단상 전압 완만 저하 판정 유닛(38a∼38c)의 구성과 동일하다.

다시 말하면, 도 5에서, 전압 완만 저하 판정 유닛 그룹(44a)은 6개의 전압 완만 저하 판정 유닛(34a1∼34a6)을 포함하고, 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)의 소정의 창길이(ts) 및 전압 변화율 설정치(α)로서 6 종류가 준비된다. 예를 들면, 소정의 창길이(ts)로서 약 수 초 내지 백 수십 초의 범위에서 6 종류의 창길이(ts1∼ts6)가 준비되고, 각각의 창길이(ts1∼ts6)에 대응하는 전압 변화율 설정치(α1∼α6)가 준비된다. 그 다음에, 창길이(ts1∼ts6)를 가진 단상 전압 완만 저하 속도 검출 유닛(41)이 전압 완만 저하 판정 유닛(34a1∼34a6)에 할당된다.

예컨대, 약 수 초 정도의 창길이(ts1)가 할당된 전압 완만 저하 판정 유닛(34a1)은 시스템 주파수의 주기와 실질적으로 같은 주기로 단상 전압의 샘플링치(vi)를 수집한다. 시스템 주파수를 50Hz로 가정할 때, 약 수 초 정도의 창길이(ts1)에서 단상 전압의 샘플링치(vi)의 수는 약 100∼500개이며, 이것을 20으로 나누면 시간 기간(τ)의 수는 약 5∼25개이다. 이 5∼25개의 샘플링치(vi)의 평균치(vi)를 구하고, 마찬가지로 20개의 분할된 시간 기간의 각각에서 평균치(vi)를 구한다. 그 다음에, 구해진 20개의 평균치(vi)를 이용함으로써 전압 변화율(ΔV/Δt)이 구해지고, 약 수 초 정도의 장시간 영역에서의 전압 완만 저하가 전압 변화율 설정치(α1)와의 비교에 의해 검출된다. 유사하게, 동일한 방법으로, 연산 처리에 사용되는 단상 전압의 샘플링치(vi)의 수가 참조 번호의 오름차순으로 점차적으로 증가하는, 창길이(ts2∼ts6)가 할당된 전압 완만 저하 판정 유닛(34a2∼34a6)은 최대 백 수십 초의 장시간 영역에서 전압 완만 저하를 검출한다.

전압 완만 저하 판정 유닛(34a1∼34a3)으로부터의 전압 완만 저하 판정 신호(j11∼j13)의 논리합은 논리합 회로(45a)에서 연산되고, 전압 완만 저하 판정 유닛(34a4∼34a6)으로부터의 전압 완만 저하 판정 신호(j14∼j16)의 논리합은 논리합 회로(45b)에서 연산되며, 또한, 논리합이 논리합 회로(46)에서 연산되어 전압 완만 저하 판정 유닛 그룹(44a)으로부터의 전압 완만 저하 판정 신호(j1)로서 출력된다.

여기서, 장시간 영역의 전압 완만 저하의 짧은 판정 시간을 가진 영역(창길이 ts1)으로부터 긴 판정 시간을 가진 영역(창길이 ts6)으로 향할수록 더 작아지도록 전압 변화율 설정치(α1∼α6)를 설정함으로써, 짧은 판정 시간을 가진 영역(창길이 ts1)에서 큰 전압 저하 속도를 신속히 검출할 수 있고, 긴 판정 시간을 가진 영역(창길이 ts6)에서 작은 전압 저하 속도를 검출할 수 있다. 다시 말해서, 전압 완만 저하 판정 유닛 그룹(44a)은 약 수 초 정도 내지 백 수십 초의 범위의 장시간 영역에서 전압 완만 저하를 검출하는 것이 가능해지고, 전압 저하 속도가 증가하더 라도 전압 완만 저하의 검출 시간이 지연되는 일이 없다.

다음에, 주 장치(18a)의 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)에 대해서 설명한다. 도 6은 주 장치(18a)의 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)의 상세 구성도이다. 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)은 복수의 전압 급격 저하 판정 유닛(47a∼47d), 다수결 연산 유닛(48), 전압 복귀 판정 유닛(49) 및 신호 출력 유닛(50)을 포함한다.

각각의 전압 급격 저하 판정 유닛(47a∼47d)은 자신의 상위 변전소(11a) 및 복수의 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 각 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)에 대응하여 설치되고 각 전력 시스템의 3상 전압(V1∼V4)의 전압 급격 저하를 판정한다. 복수의 전압 급격 저하 판정 유닛(47a∼47d)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 도 6에서는 전압 급격 저하 판정 유닛(47a)만을 상세히 설명하고, 다른 전압 급격 저하 판정 유닛(47b∼47d)의 세부 내용은 생략한다. 이하, 전압 급격 저하 판정 유닛 47a에 대해서 설명한다.

전압 급격 저하 판정 유닛(47a)은 3개의 단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51a∼51c)과 논리곱 회로(52)를 포함하고 있다. 단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51a∼51c)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 각 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)에 대응하여 설치되고, 각 위상의 단시간 영역에서의 전압 급격 저하를 판정한다. 단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51a∼51c)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51a)에 대해서 설명한다.

단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51a)은 단상 전압 저하 검출 유닛(53), 단상 전압 급격 저하 속도 검출 유닛(54), 오동작 방지 유닛(55), 논리곱 회로(56) 및 타이머(57)을 포함하고, 전력 시스템의 3상 전압의 각 단상 전압이 급격히 저하되는지 여부를 판정한다.

단상 전압 저하 검출 유닛(53)은 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 단상 전압(V_RS)이 소정치 미만으로 저하되었는지 여부를 판정하고, 전압 저하가 소정치 미만으로 된 것을 검출했을 때 단상 전압 저하 신호(k)를 논리곱 회로(56)에 출력한다. 또한, 단상 전압 급격 저하 속도 검출 유닛(54)은 수 초 정도의 단시간 영역에서 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 단상 전압(V_RS)의 전압 저하 속도를 검출하고, 그 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 단상 전압 급격 저하 속도 검출 신호(p)를 논리곱 회로(56)에 출력한다.

한편, 오동작 방지 유닛(55)은 단락 회로 결함 및 접지 결함 등의 시스템 결함을 검출하고, 시스템 전압(V1)의 단상 전압(V_RS)의 전압 저하 속도의 가파른 변화를 검출했을 때 논리곱 회로(56)의 출력을 로크(lock)시킨다. 다시 말해서, 단락 회로 결함 및 접지 결함 등의 시스템 결함에 기인한 전압 저하는 전력 시스템의 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하보다 더 가파르기 때문에, 오동작 방지 유닛(55)은 시스템 결함을 검출하고, 시스템 결함의 경우 논리곱 회로(56)의 출력을 로크시킴으로써 단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51a)의 오동작을 방지하도록 설계된다.

논리곱 회로(56)는 단상 전압 저하 신호(k) 및 단상 전압 급격 저하 속도 검출 신호(p)의 논리곱을 연산하고, 단상 전압 저하 신호(k) 및 단상 전압 급격 저하 속도 검출 신호(p)의 양쪽이 성립하고 또한 오동작 방지 유닛(55)으로부터의 로크 신호가 없는 경우에 출력 신호를 타이머(57)에 출력한다. 타이머(57)는 오동작 방지 유닛(55)으로부터의 로크 신호가 없고 단상 전압 저하 신호(k) 및 단상 전압 급격 저하 속도 검출 신호(p)의 양쪽이 성립된 상태가 소정 시간동안 계속될 때 단상 전압 급격 저하 판정 신호(q1)를 논리곱 회로(52)에 출력한다.

전술한 바와 같이, 단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51a)은 시스템 결함의 발생이 없고 전압 저하가 소정치 미만이며 전압 저하 속도가 소정치를 초과한 때 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 단상 전압(V_RS)에 전압 급격 저하가 발생했다고 판정하고, 단상 전압 급격 저하 판정 신호(q1)를 출력한다. 여기서, 타이머(57)는 단상 전압(V_RS)의 전압 급격 저하의 상태를 실수없이 검출하고 일시적인 전력 변동에 의한 전압 저하로 야기되는 오동작을 방지하기 위해서 설치된다.

전력 시스템의 3상 전압(V1)의 다른 단상 전압(V_ST, V_TR)에 대해서도 마찬가지로, 각각의 단상 전압 급격 저하 판정 신호(q2, q3)가 각각의 단상 전압 급격 저하 판정 유닛(51b, 51c)으로부터 출력된다. 이들 단상 전압 급격 저하 판정 신호(q1, q2, q3)는 전압 급격 저하 판정 유닛(47a)의 논리곱 회로(52)에 입력된다. 그 다음에, 단상 전압 급격 저하 판정 신호(q1, q2, q3)가 모두 성립될 때 전압 급격 저하 판정 유닛(47a)은 자신의 상위 변전소(11a)에서 전력 시스템의 3상 전 압(V1)이 급격하게 저하되었다고 판정하고 전압 급격 저하 판정 신호(r1)를 출력한다.

다른 상위 변전소(11b∼11d)에서의 전력 시스템의 3상 전압(V2∼V4)에 대해서도 마찬가지로, 전압 급격 저하 판정 유닛(47b∼47d)은 상위 변전소(11b∼11d)에서의 전력 시스템의 3상 전압(V2∼V4)이 급격하게 저하되었다고 판정하고 전압 급격 저하 판정 신호(r2∼r4)를 출력한다.

다수결 연산 유닛(48)은 전압 급격 저하 판정 유닛(47a∼47d)으로부터 전압 급격 저하 판정 신호(r1∼r4)를 수신하고 다수결 원리에 기초하여 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b0)를 신호 출력 유닛(50)에 출력한다. 이 경우, 다수결 연산 유닛(48)은 정상 장치로부터의 입력 신호에 대해서 다수결 연산을 수행한다. 예컨대, 자신의 상위 변전소(11a) 및 다른 상위 변전소(11b∼11d)의 시스템 전압(V1∼V4)의 검출 시스템에서 또는 전압 급격 저하 판정 유닛(47a∼47d)에서의 결함이 검출되거나 또는 주 장치(18a∼18d) 사이의 송전 시스템에서 결함이 검출되면, 그 결함 장치로부터의 전압 급격 저하 판정 신호(r)는 다수결 연산으로부터 배제된다. 예를 들어서, 모든 장치가 정상인 때, 만일 4개의 전압 완만 저하 판정 신호(r1∼r4) 중 3개 이상이 성립되면, 전력 시스템의 시스템 전압이 급격히 저하되었다고 판정하고 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b0)가 신호 출력 유닛(50)에 출력된다. 한편, 3개의 장치가 정상이고 하나의 장치가 비정상인 때, 만일 3개의 전압 급격 저하 판정 유닛 중 2개 이상이 성립되면, 전력 시스템의 시스템 전압이 급격히 저하되었다고 판정하여, 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b0)를 결과로 하여 신호 출력 유닛(50)에 출력된다. 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b0)가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(50)은 그 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b0)를 유지하고 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b)를 출력한다.

한편, 전압 복귀 판정 유닛(49)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 전압 복귀를 검출한다. 자신의 상위 변전소(11a)에서 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 각 단상 전압이 미리 정해진 전압 복귀 설정치를 초과하였는지 여부가 판정되고, 모든 단상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과한 때 전압이 복귀되었다고 판정하여 전압 복귀 신호(m)가 신호 출력 유닛(50)에 출력된다. 전압 복귀 판정 유닛(49)의 전압 복귀 설정치는 전압 급격 저하가 발생하였을 때의 시스템 전압보다 더 큰 값으로 설정된다. 이것은 전압 복귀를 판정하기 위한 전압 복귀 설정치를 더 큰 값으로 설정함으로써 전압 저하로부터의 복귀를 보장하기 위한 것이다. 전압 복귀 신호(m)가 전압 복귀 판정 유닛(49)으로부터 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(50)은 다수결 연산 유닛(48)으로부터의 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b0)의 유지를 해제한다. 따라서, 신호 출력 유닛(50)으로부터 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b)의 출력이 종료된다.

전술한 바와 같이, 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)은 전력 시스템의 시스템 전압이 급격히 저하되었을 때 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b)를 출력하고, 전압이 복귀되었을 때 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b)의 출력을 종료하기 때문에, 전압 급격 저하가 발생되었을 때 부하가 차단되고, 전압 급격 저하가 복귀되었을 때 부하 차단이 종료된다.

다음에, 주 장치(18a)의 동작 우선화 선택 유닛(29)에 대해서 설명한다. 도 7은 동작 우선화 선택 유닛(29)의 구성도이다. 동작 우선화 선택 유닛(29)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압[V1(V_RS, V_ST, V_TR)]에 기초하여, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)의 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)가 우선하여 출력되는지 여부에 대한 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력한다.

도 7에 있어서, 동작 우선화 선택 유닛(29)은 시간 제한 동작 유닛(58), 순간 동작 유닛(59), 전압 복귀 판정 유닛(60) 및 논리합 회로(61)를 포함한다. 시간 제한 동작 유닛(58)은 자신의 상위 변전소에서 전력 시스템(11a)의 3상 전압(V1)의 각 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 제1의 소정치(K) 미만으로 저하하였는지 여부를 판정하고, 그 판정 신호를 논리곱 회로(62)에 출력한다. 자신의 상위 변전소에서 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 모든 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 제1의 소정치(K) 미만으로 저하할 때 논리곱 회로(62)의 출력 신호가 성립되고, 그 출력 신호가 신호 출력 유닛(63)에 입력된다. 논리곱 회로(62)의 출력 신호가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(63)은 그 출력 신호를 유지 및 출력하고, 전압 복귀 판정 유닛(60)으로부터의 전압 복귀 검출 신호(m)가 입력되었을 때 논리곱 회로(62)의 출력 신호의 유지를 해제한다. 신호 출력 유닛(63)의 출력 신호는 타이머(64)에 입력되고, 소정의 시간 경과 후에 제1 검출 신호(s1)로서 논리합 회로(61)에 출력된다.

한편, 순간 동작 유닛(59)은 시간 제한 동작 유닛(58)의 제1의 소정치(K)보다 더 작은 제2의 소정치(K')를 갖는다. 그리고, 순간 동작 유닛(59)은 자신의 상 위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 각 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 각각 제2의 소정치(K') 미만으로 저하하였는지 여부를 판정하고, 그 판정 신호를 논리곱 회로(65)에 출력한다. 자신의 상위 변전소에서 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 모든 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 제2의 소정치(K') 미만으로 저하하였을 때, 논리곱 회로(65)의 출력 신호가 성립되고, 출력 신호가 신호 출력 유닛(66)에 입력된다. 논리곱 회로(65)의 출력 신호가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(66)은 그 출력 신호를 유지 및 출력하고, 전압 복귀 판정 유닛(60)으로부터의 전압 복귀 검출 신호(m)가 입력되었을 때 논리곱 회로(65)의 출력 신호의 유지를 해제한다. 신호 출력 유닛(66)의 출력 신호는 제2 검출 신호(s2)로서 논리합 회로(61)에 출력된다.

또한, 전압 복귀 판정 유닛(60)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1)이 전압 복귀한 것을 검출한다. 자신의 상위 변전소(11a)에서 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 각 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 제3의 소정치(K")를 초과하였는지 여부가 판정되고, 모든 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 그 소정치를 초과하였을 때 전압이 복귀된 것으로 판정하여 전압 복귀 신호(m)가 신호 출력 유닛(63, 66)에 출력된다. 전압 복귀 판정 유닛(60)의 제3의 소정치(K")는 시간 제한 동작 유닛(58)의 제1의 소정치(K)보다도 더 큰 값으로 설정된다. 이것은 전압 복귀를 판단하기 위한 소정치를 더 큰 값으로 설정함으로써 전압 저하로부터의 복귀를 보장하기 위한 것이다. 전압 복귀 판정 유닛(60)으로부터 전압 복귀 신호(m)가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(63, 66)은 제1 검출 신호(s1) 및 제2 검출 신호(s2)의 유지를 해제 하고, 동작 우선화 선택 신호(c)의 출력을 종료한다.

제1 검출 신호(s1)와 제2 검출 신호(s2) 중 어느 하나가 입력된 때, 논리합 회로(61)는 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력한다. 따라서, 동작 우선화 선택 유닛(29)은 시스템 전압(V1)의 전압 저하가 비교적 작을 때, 즉 제1의 소정치(K) 미만일 때 시간 제한 동작에 의해 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력하고, 시스템 전압(V1)의 전압 저하가 비교적 클 때, 즉 제2의 소정치(K') 미만일 때 순간 동작에 의해 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력한다.

다음에, 동작 우선화 선택 유닛(29)의 동작을 설명한다. 도 8은 동작 우선화 선택 유닛(29)의 동작을 나타내는 타임 차트이다. 여기서, 자신의 상위 변전소(11a)의 시스템 전압(V1)이 시점 t1에서 제1의 소정치(K) 미만으로 저하하고, 다른 상위 변전소(11b)의 시스템 전압(V2)이 시점 t2에서 제2의 소정치(K') 미만으로 저하한다고 가정한다.

자신의 상위 변전소(11a)의 시스템 전압(V1)이 시점 t1에서 제1의 소정치(K) 미만으로 저하할 때, 주 장치(18a)의 동작 우선화 선택 유닛(29)은 시간 제한 동작 유닛(58)에 의해 그 사실을 검출하지만, 타이머(64)의 시간(Ts)만큼 지연된 시점 t4에서 동작 우선화 선택 신호(c)를 단말 장치(19a1)에 출력한다. 한편, 시점 t2에서 다른 상위 변전소(11a)의 시스템 전압(V2)이 제2의 소정치(K') 미만으로 저하할 때, 주 장치(18b)의 동작 우선화 선택 유닛(29)은 순간 동작 유닛(59)에 의해 그 사실을 검출하고, 시점 t2에서 동작 우선화 선택 신호(c)를 단말 장치(19b1)에 즉시 출력한다.

그 다음에, 시점 t3에서 자신의 상위 변전소(11a)에서 주 장치(18a)의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27) 및 다른 상위 변전소(11b)에서 주 장치(18b)의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)은, 각각 전압 완만 저하를 검출한 때 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a1) 및 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a2)를 각각 출력한다. 시점 t3에서, 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a1)가 출력되지만, 주 장치(18a)의 동작 우선화 선택 유닛(29)의 동작 우선화 선택 신호(c)는 출력되지 않기 때문에, 단말 장치(19a1)가 부하 차단 지령(Ea∼En)을 출력할 조건은 성립되지 않는다. 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a2)가 출력될 때, 주 장치(18b)의 동작 우선화 선택 유닛(29)의 동작 우선화 선택 신호(c)는 이미 출력되었기 때문에, 단말 장치(19b1)는 결과로서 부하 차단 지령(Ea∼Em)을 출력한다.

그 다음에, 시점 t4에서, 주 장치(18a)의 동작 우선화 선택 유닛(29)의 동작 우선화 선택 신호(c)가 출력될 때, 시점 t3에서 주 장치(18a)의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)이 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a1)를 이미 출력했기 때문에, 단말 장치(19a1)가 부하 차단 지령(Ea∼En)을 출력할 조건은 부분적으로 성립된다.

전술한 바와 같이, 동작 우선화 선택 유닛(29)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전압 저하가 비교적 작을 때 시간 제한 동작에 의해 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력하고, 전압 저하가 비교적 클 때 순간 동작에 의해 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력한다. 다시 말해서, 동작 우선화 선택 유닛(29)은 시스템 전압(V1∼V4)의 전압 저하가 큰 상위 변전소(11a∼11d)에 접속된 하위 변전소(15a∼15d)의 부하를 우선적으로 부하 차단하기 위하여 동작 우선화 선택 신호(c)를 단말 장치(19a1∼19d3)에 출력한다. 이상의 설명에서는 하나의 시간 제한 동작 유닛(58)이 설치된 경우에 대해서 설명했지만 복수의 시간 제한 동작 유닛(58)을 설치하는 것도 또한 가능하다.

다음에, 주 장치(18a)의 출력 허가 유닛(30)에 대해서 설명한다. 도 9는 출력 허가 유닛(30)의 구성도이다. 출력 허가 유닛(30)은 부하 선택 유닛(67), 전압 복귀 판정 유닛(68) 및 신호 출력 유닛(69)을 포함하고 있다.

부하 선택 유닛(67)은 자신의 상위 변전소(11a)의 V1(V_RS, V_ST, V_TR) 및 자신의 상위 변전소(11a)에서 복수의 트랜스포머의 각각의 3상 시스템 전류[I1a(I_RS, I_ST, I_TR), I1b(I_RS, I_ST, I_TR), I1c(I_RS, I_ST, I_TR), I1d(I_RS, I_ST, I_TR)]를 공급받고, 전압 급격 저하가 각 단상에 대한 무효 전력 특성에 기인하는 것인지 여부를 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1) 및 시스템 전류(I1a∼I1d)에 기초하여 판정한다.

이것은 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하가 아닌 다른 전압 급격 저하에 의한 오동작을 방지하기 위한 것이다. 예컨대, 시스템 결함시 부하 차단에 실패하면 전압 저하가 장시간 동안 계속되는 경우가 있고, 이것은 그와 같은 경우의 전압 급격 저하 현상을 식별하기 위한 것이다.

무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하의 경우, 부하의 무효 전력이 가파르게 증가하는 특성에 주목하여, 시스템 전압(V1∼V4) 및 시스템 버스 전류(I1∼ I4)의 각각은 도 10에 도시된 오프셋 mho형 거리 계전 요소를 갖게 하고, 시스템 전압(V1∼V4) 및 시스템 버스 전류(I1∼I4)의 각 단상의 특성(Z=V_RS/I_RS, Z=V_ST/I_ST, Z=V_TR/I_TR)이 거리 계전 요소의 동작 범위(S)에 들어갔는지 여부가 판정된다.

다시 말해서, 부하 선택 유닛(67)의 논리곱 회로(70a)는, 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1) 및 시스템 전류(I1a)의 모든 단상의 특성이 동작 범위(S)에 들어간 때 출력 신호를 출력한다. 마찬가지로, 논리곱 회로(70b)는 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1) 및 시스템 전류(I1b)의 모든 단상의 특성이 동작 범위(S)에 들어간 때 출력 신호를 출력하고, 논리곱 회로(70c)는 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1) 및 시스템 전류(I1c)의 모든 단상의 특성이 동작 범위(S)에 들어간 때 출력 신호를 출력하며, 논리곱 회로(70d)는 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1) 및 시스템 전류(I1d)의 모든 단상의 특성이 동작 범위(S)에 들어간 때 출력 신호를 출력한다.

그 다음에, 논리곱 회로(70a∼70d)의 각 출력 신호는 논리합 회로(71)에 입력되고, 임의의 출력 신호가 성립된 때 출력 허가 신호(d0)가 논리합 회로(71)로부터 출력된다. 따라서, 상위 변전소(11a)에서, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하 현상이 발생하고 있을 때 출력 허가 신호(d0)가 부하 선택 유닛(67)으로부터 신호 출력 유닛(69)에 출력된다. 출력 허가 신호(d0)가 부하 선택 유닛(67)으로부터 입력될 때 신호 출력 유닛(69)은 그 출력 허가 신호(d0)를 유지하고 출력 허가 신호(d)를 출력하며, 전압 복귀 검출 신호(m)가 전압 복귀 판정 유닛(68)으로부 터 입력될 때 신호 출력 유닛(69)은 부하 선택 유닛(67)으로부터의 출력 허가 신호(d0)의 유지를 해제한다.

또한, 전압 복귀 판정 유닛(68)은 자신의 상위 변전소(11a)의 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 전압 복귀를 검출하고, 자신의 상위 변전소(11a)에 있는 전력 시스템의 3상 전압(V1)의 각 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 소정치(K")를 초과하였는지 여부가 판정되고, 모든 단상 전압(V_RS, V_ST, V_TR)이 소정치를 초과한 때 전압이 복귀되었다고 판정하여 전압 복귀신호(m)가 신호 출력 유닛(69)에 출력된다. 전압 복귀신호(m)가 전압 복귀 판정 유닛(68)으로부터 입력되었을 때 신호 출력 유닛(69)은 출력 허가 신호(d0)의 유지를 해제한다. 그런데, 전압 복귀 판정 유닛(68)의 소정치(K")는 동작 우선화 선택 유닛(29)의 전압 복귀 판정 유닛(60)의 소정치(K")와 동일한 값으로 설정된다.

전술한 바와 같이, 출력 허가 유닛(30)은 자신의 상위 변전소(11a)의 시스템 전압(V1) 및 시스템 버스 전류(I1∼I4)에 기초하여 전압 급격 저하가 무효 전력 특성에 기인하는 것인지 여부를 판정하고, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하인 때에는 출력 허가 신호(d)를 출력한다. 또한, 출력 허가 유닛(30)은 자신의 상위 변전소(11a)의 시스템 전압의 전압이 복귀되었을 때에 출력 허가 신호(d)의 출력을 종료한다. 따라서, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하가 아닌 다른 전압 급격 저하에 의한 오동작을 방지할 수 있다.

다음에, 단말 장치(19)에 대해서 설명한다. 각 단말 장치(19a1∼19d3)는 동 일한 구성을 갖기 때문에 단말 장치(19a1)에 대해서 설명한다. 도 11은 단말 장치(19a1)의 구성도이다. 단말 장치(19a1)는 부하 차단 출력 유닛(32) 및 부하 차단 선택 출력 유닛(33)을 포함하고 있다.

부하 차단 출력 유닛(32)은 주 장치(18a)의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27) 및 동작 우선화 선택 유닛(29)에 대응하여 설치되고, 논리곱 회로(72), 복수의 타이머 장치(73a∼73n) 및 전압 특성 판정 유닛(74)을 포함한다. 주 장치(18a)의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)으로부터의 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a) 및 동작 우선화 선택 유닛(29)으로부터의 동작 우선화 선택 신호(c)는 신호 단국 장치(26a1)를 통해 논리곱 회로(72)에 입력된다. 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a) 및 동작 우선화 선택 신호(c)의 양쪽을 수신한 때, 논리곱 회로(72)는 타이머장치(73a∼73n)를 통해서 하위 변전소(15a1)의 부하 버스(16)에 접속된 각 피더(17)의 부하에 대하여 부하 차단 지령(Ea∼En)을 출력한다. 후술하는 바와 같이, 타이머 장치(73a∼73n)는 시간 기간을 가변적으로 설정할 수 있도록 구성된다.

전압 특성 판정 유닛(74)은 하위 변전소(15a1)의 부하 버스(16)의 3상 부하 전압[V11(V_RS, V_ST, V_TR)] 및 3상 부하 전류[I11(I_RS, I_ST, I_TR)]를 공급받고, 부하 역율(cosθ)을 부가한 미리 정해진 소정 범위에서 부하 전압(V11)이 어느 영역에 속하는지를 판정하며, 타이머 장치(73a∼73n)의 시간 기간이 부하 전압(V11)이 속하는 영역에 대응한 시간 기간이 되도록 타이머 장치(73a∼73n)의 시간 기간을 설정 한다. 이 때문에, 타이머 장치(73a∼73n)의 시간 기간에 따라 시간 기간 동작에 의해 지정된 순서로 부하 차단 지령(Ea∼En)이 순차적으로 출력된다.

도 12는 전압 특성 판정 유닛(74)이 타이머 장치(73a)의 시간 기간을 설정한 때 전압 특성 판정 유닛(74) 및 타이머 장치(73a)의 구성도이다. 타이머 장치(73a)는 시간 기간이 다른 복수의 타이머(75a∼75d)를 포함하고, 타이머(75a)의 시간 기간 T0에 대하여, 타이머(75b)는 시간 기간 T1(T1=T0-t)을 갖고, 타이머(75c)는 시간 기간 T2(T2=T0-2t)를 가지며, 타이머(75d)는 시간 기간 T3(T3=T0-3t)를 갖는 것으로 정해져 있으며, 또한, 타이머(75a)의 시간 기간(T0)이 가장 길게 설정되고 타이머(75d)의 시간 기간(T3)이 가장 짧게 설정되어 있다. 그 다음에, 타이머(75b∼75d)의 각각의 출력 신호가 각각의 논리곱 회로(76a∼76c)에 입력되고, 전압 특성 판정 유닛(74)으로부터의 허가 신호가 논리곱 회로(76a∼76c)에 입력되었을 때, 타이머(75b∼75d)의 출력 신호가 논리합 회로(77)에 출력된다. 논리합 회로(77)에는 타이머(75)의 출력 신호가 또한 입력되고, 각각의 타이머(75a∼75d)의 출력 신호 중 임의의 신호가 입력되었을 때 신호가 부하 차단 지령(Ea)으로서 출력된다.

전압 특성 판정 유닛(74)은 복수의 부하 전압 특성 판정 유닛(78a∼78c)을 포함하고, 각각의 부하 전압 특성 판정 유닛(78a∼78c)은 미리 정해진 부하 역율(cosθ)을 부가한 전압 특성 범위를 갖는다. 각각의 부하 전압 특성 판정 유닛(78a∼78c)은 하위 변전소(15a1)의 부하 버스(16)의 3상 부하 전압[(V11)(V_RS, V_ST, V_TR)] 및 3상 부하 전류[I11(I_RS, I_ST, I_TR)]를 입력하고, 부하 전류(I11)를 기준 으로 한 부하 전압(V11)이 정해진 전압 특성 범위에 들어간 때에 동작하여 논리곱 회로(76a∼76c)에 허가 신호를 출력한다.

도 13은 부하 전압 특성 판정 유닛(78a∼78c)이 갖는 부하 전류(I11)의 전류 벡터를 위상 기준으로 한 전압 특성 범위의 전압 벡터 평면도이다. 각각의 전압 특성 범위(S1∼S3)는 부하 전압(V11)에 대하여 미리 설정된 설정치(UV1∼UV3) 및 부하 역율(cosθ)에 대하여 미리 설정된 설정치(Vcosθ1∼Vcosθ3)를 갖고, 각각의 영역이 이들의 설정치에 의해 정해진다. 전술한 바와 같이, 각각의 전압 특성 범위(S1∼S3)는 부하 역율(cosθ)이 부가된 소정 범위이다. 다시 말해서, 전압 특성 범위(S1∼S3)에 있어서, 부하 역율(cosθ)이 클 때, 예컨대, 부하 역율(cosθ)이 "1"일 때(부하 전압(V11)과 부하 전류(I11)가 동상(in phase)일 때)는 부하 전압(V11)의 절대치가 작더라도 전압 특성 범위(S1∼S3)에 들어가기 어려운 특성이 있다.

부하 전압 특성 판정 유닛(78a)은 부하 전압(V11) 및 부하 역율이 비교적 큰 때 동작하는 전압 특성 범위(S1)를 갖고 있고, 타이머 장치(73a)의 시간 기간이 가장 긴 타이머(75b)에 허가 신호를 출력하도록 설계된다. 마찬가지로, 부하 전압 특성 판정 유닛(78b)은 부하 전압(V11) 및 부하 역율이 약간 작은 때 동작하는 전압 특성 범위(S2)를 갖고 있고, 타이머 장치(73a)의 시간 기간이 중간인 타이머(75c)에 허가 신호를 출력하도록 설계된다. 또한, 부하 전압 특성 판정 유닛(78c)은 부하 전압(V11) 및 부하 역율이 작은 때 동작하는 전압 특성 범위(S3)를 갖고 있고, 타이머 장치(73a)의 시간 기간이 가장 짧은 타이머(75d)에 허가 신호를 출력하도록 설계된다. 부하 전압(V11)이 전압 특성 범위(S1∼S3)의 어느 것에도 속하지 않을 때에는 타이머 장치(73a)의 타이머(75a)로부터의 출력 신호가 논리합 회로(77)에 의해 선택된다.

전술한 바와 같이, 부하 차단 출력 유닛(32)은 하위 변전소의 부하 전압(V11) 및 부하 역율(cosθ)이 더 작을 때 시간 제한 동작을 짧게 함으로써 부하 차단 지령을 조기에 출력하도록 구성되어 있다. 따라서, 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하에 주어진 우선순위로 부하 차단을 수행할 수 있다. 상기 설명에서, 부하 차단 지령은 부하 전압(V11) 및 부하 역율(cosθ)이 더 작을 때 시간 제한 동작을 짧게 함으로써 조기에 출력되지만, 부하 전압(V11) 및 부하 역율(cosθ) 중 어느 하나가 작을 때 부하 차단 지령이 조기에 출력되도록 할 수도 있다.

다음에, 단말 장치(19a1)의 부하 차단 선택 출력 유닛(33)에 대해서 설명한다. 도 11에 있어서, 부하 차단 선택 출력 유닛(33)은 주 장치(18a)의 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28) 및 출력 허가 유닛(30)에 대응하여 설치되고, 논리곱 회로(79), 복수의 타이머(80a∼80n), 부하 차단 허가 유닛(81) 및 복수의 논리곱 회로(82a∼82n)를 포함한다.

주 장치(18a)의 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)으로부터의 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b) 및 출력 허가 유닛(30)으로부터의 출력 허가 신호(d)는 신호 단국 장치(26a1)를 통해 논리곱 회로(79)에 입력된다. 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b) 및 출력 허가 신호(d)의 양쪽을 수신했을 때, 논리곱 회로(79)는 타이머(80a∼80n), 논리곱 회로(82a∼82n) 및 논리합 회로(92-1∼92-n)를 통하여 하 위 변전소(15a1)의 부하 버스(16)에 접속된 각 피더(17)의 부하에 대한 부하 차단 지령(Ea∼En)을 출력한다.

타이머(80a∼80n)는 부하 차단 지령(Ea∼En)을 출력하는 순서를 정하는데, 예를 들면, 타이머(80a)의 시간 기간을 가장 짧게 하고, 시간 기간을 오름차순으로 타이머(80a∼80n)에 대해 순차적으로 설정한다. 따라서, 타이머(80n)의 시간 기간이 가장 길게 설정된다. 이 때문에, 타이머(80a∼80n)의 출력 신호는 타이머(80a)로부터 타이머(80n)까지의 순서로 논리곱 회로(82a∼82n)에 출력된다. 부하 차단 허가 유닛(81)으로부터 허가 신호(x)가 입력되었을 때, 논리곱 회로(82a∼82n)는 타이머(80a∼80n)의 출력 신호를 출력한다. 따라서, 허가 신호(x)가 부하 차단 허가 유닛(81)으로부터 논리곱 회로(82a∼82n)에 입력될 때, 부하 차단 지령이 타이머(80a∼80n)의 시간 기간에 의해 지정된 순서대로 순차적으로 출력된다.

도 14는 부하 차단 허가 유닛(81)의 구성도이다. 부하 차단 허가 유닛(81)은 동작 판정 유닛(83), 복귀 판정 유닛(84)와, 동작 리셋 유닛(85) 및 신호 출력 유닛(86)을 포함한다.

동작 판정 유닛(83)은 부하 버스의 전압 전류 특성이 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하 상태에 있는지 여부를 판정하고, 전압 전류 특성이 전압 저하의 상태에 있을 때 허가 신호(x0)를 출력한다. 동작 판정 유닛(83)은 3상 부하 전압[(V11)(V_RS, V_ST, V_TR)] 및 3상 부하 전류[I11(I_RS, I_ST, I_TR)]를 공급받고, 각 단상에 대해 부하 버스의 전압 전류 특성이 단상 동작 판정 유닛(87a∼87c)에 의한 무 효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 상태에 있는지를 판정한다. 단상 동작 판정 유닛(87a∼87c)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 도 14에서는 단상 동작 판정 유닛 87a의 구성만을 도시하였다. 이하, 단상 동작 판정 유닛(87a)에 대해서 설명한다.

단상 부하 전류(I_RS)가 소정치(K1)를 초과하고, 단상 부하 전압(V_RS)이 소정치(K3) 미만이며, 단상 부하 전압(V_RS) 및 부하 역율(cosθ)에 의해 정해진 관계가 소정치 미만(V_RS cos(θ+ 30°)< K2 cos30°)인 때, 단상 동작 판정 유닛(87a)은 단상의 RS상이 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 상태에 있다고 판정하고 판정 신호(r1)를 출력한다. 마찬가지로, ST상 및 TS상에 대해서도 단상 동작 판정 유닛(87b, 87c)에 의해 판정 신호(r2, r3)가 출력된다. 판정 신호(r1, r2, r3)는 동작 판정 유닛(83)의 논리곱 회로(88)에 입력되고, 모든 판정 신호(r1, r2, r3)가 성립되었을 때 허가 신호(x0)가 동작 판정 유닛(83)으로부터 신호 출력 유닛(86)에 출력된다.

동작 판정 유닛(83)으로부터 허가 신호(x0)가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(86)은 그 허가 신호(x0)를 유지하고 허가 신호(x)를 출력하며, 복귀 판정 유닛(84)으로부터 복귀 신호(u)가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(86)은 허가 신호(xO)의 유지를 해제한다. 따라서, 동작 판정 유닛(83)으로부터 허가 신호(x0)가 입력되었을 때, 신호 출력 유닛(86)은 복귀 판정 유닛(84)으로부터 복귀 신호(u)가 입력되지 않으면 허가 신호(x)를 부하 차단 선택 출력 유닛(33)의 논리곱 회로(82a∼82n)에 출력한다. 이 허가 신호(x)의 출력에 의해, 부하 차단 선택 출력 유 닛(33)으로부터의 부하 차단 지령(Ea∼En)의 출력이 허가되고, 부하 차단 지령(Ea∼En)이 타이머(80a∼80n)에 의해 지정된 순서대로 순차 출력된다.

복귀 판정 유닛(84)은 부하 버스의 전압 전류 특성이 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 상태가 복귀되었는지 여부를 판정하고, 특성이 복귀되었을 때 복귀 신호(u)를 출력한다. 복귀 판정 유닛(84)은 3상 부하 전압[V11(V_RS, V_ST, V_TR)] 및 3상 부하 전류[I11(I_RS, I_ST, I_TR)]를 공급받고, 각 단상에 대해 부하 버스의 전압 전류 특성이 단상 복귀 판정 유닛(89a∼89c)에 의한 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 상태로부터 복귀되었는지를 판정한다. 단상 복귀 판정 유닛(89a∼89c)은 동일한 구성을 갖기 때문에, 도 14에서는 단상 복귀 판정 유닛(89a)의 구성만을 도시하였다. 이하, 단상 복귀 판정 유닛 89a에 대해서 설명한다.

단상 부하 전류(I_RS)가 소정치(K1') 미만으로 저하되거나, 단상 부하 전압(V_RS)이 소정치(K3')를 초과하거나, 또는 단상 부하 전압(V_RS)과 부하 역율(cosθ)에 의해 정해진 관계가 소정치 미만(V_RS cos(θ+ 30°)> K2' cos30°)으로 된 때, 단상 복귀 판정 유닛(89a)은 단상의 RS상이 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 상태로부터 복귀하였다고 판정하고 판정 신호(y1)를 출력한다.

마찬가지로, ST상, TR상에 대해서도 판정 신호(y2, y3)가 단상 복귀 판정 유닛(89b, 89c)으로부터 출력된다. 판정 신호(y1, y2, y3)는 복귀 판정 유닛(84)의 논리곱 회로(90)에 입력되고, 모든 판정 신호(y1, y2, y3)가 성립되었을 때 복귀 신호(u)가 신호 출력 유닛(86)에 출력된다. 복귀 판정 유닛(84)으로부터의 복귀 신호(u)가 입력되었을 때 허가 신호(x)의 유지가 해제된다. 이 때문에, 부하 차단 선택 출력 유닛(33)으로부터의 부하 차단 지령(Ea∼En)의 출력이 종료되고, 부하 차단 동작이 정지한다.

도 15는 단상 동작 판정 유닛(87a)의 동작 조건 범위 및 단상 복귀 판정 유닛(89a)의 복귀 조건 범위를 표시하는 부하 전류(I11)의 전류 벡터를 위상 기준으로 한 전압 벡터 평면도이다. 부하 전압(V11)에 대하여 미리 정해진 설정치(K3∼K3') 및 부하 역율(cosθ)에 대하여 미리 설정된 설정치(K2 cos30°∼K2' cos30°)를 갖고, 이들 설정치에 의해 동작 조건 범위(S11) 및 복귀 조건 범위(S12)가 정해진다. 동작 조건 범위(S11)와 복귀 조건 범위(S12) 사이에는 불감대 범위(S13)가 제공된다. 부하 전류(I11)를 기준으로 한 부하 전압(V11)이 동작 조건 범위(S11)에 들어갔을 때 단상 동작 판정 유닛(87a)이 동작하고, 복귀 조건 범위(S12)에 들어갔을 때 단상 복귀 판정 유닛(89a)이 동작한다.

다시 말해서, 동작 조건 범위(S11) 및 복귀 조건 범위(S12)에 있어서, 부하 역율(cosθ)이 클 때, 예컨대 부하 역율(cosθ)이 "1"일 때(부하 전압(V11)과 부하 전류(I11)가 동상일 때)는, 부하 전압(V11)의 절대치가 작더라도 동작 조건 범위(S11)에 들어가기 어렵고, 부하 전압(V11)의 절대치가 비교적 작더라도 복귀 조건 범위(S12)에 들어가기 쉬운 특성이 있다. 상기 설명에서는 부하 전압(V11) 및 부하 역율(cosθ)을 고려하여 설정치가 정해지고 동작 조건 범위(S11) 및 복귀 조건 범위(S12)가 정해지지만, 부하 전압(V11) 및 부하 역율(cosθ) 중 어느 하나에 기초하여 설정치를 정하고, 그 다음에 동작 조건 범위(S11) 및 복귀 조건 범위(S12)를 정하는 것도 또한 가능하다.

동작 리셋 유닛(85)은 동작 판정 유닛(83)의 동작이 복귀되고 동작 판정 유닛(83)으로부터 허가 신호(x0)가 더 이상 출력되지 않을 때, 소정의 시간 기간 경과 후에 신호 출력 유닛(86)의 허가 신호(x0)의 유지를 해제한다. 동작 리셋 유닛(85)은 NOT 회로(91)와 타이머(93)를 포함한다. 동작 판정 유닛(83)으로부터의 허가 신호(x0)는 NOT 회로(91)를 통해 타이머(93)에 입력되고, 타이머(93)는 허가 신호(x0)의 출력이 종료된 후 소정의 시간 기간이 경과한 때 복귀 판정 유닛(84)의 논리합 회로(94)를 통해 신호 출력 유닛(86)의 허가 신호(x0)의 유지를 해제한다.

이 때문에, 동작 판정 유닛(83)의 동작이 복귀되었지만 복귀 판정 유닛(84)으로부터 복귀 신호(u)가 출력되지 않은 상태, 즉, 도 15에서 불감대 범위(S13)에 들어있는 상태가 장시간 계속되는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해서, 불필요한 부하 차단 지령이 계속하여 출력되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 송전 네트워크에 의해 접속된 복수의 상위 변전소에서 시스템 전압의 전압 저하 및 전압 저하 속도에 기초하여, 무효 전력 특성에 기인하는 시스템 전압의 전압 저하의 검출을 수행할 수 있고, 따라서, 복수의 송전선이 네트워크에 구성되더라도 적절히 검출을 수행할 수 있다.

또한, 수 초 내지 수 분 정도의 장시간 영역에서의 전압 저하 및 수 초 정도의 단시간 영역에서의 전압 저하 양쪽을 별도로 검출하기 때문에, 폭넓은 검출이 가능해진다. 또한, 장시간 영역에서의 전압 저하 및 단시간 영역에서의 전압 저하 각각의 전압 저하 특성에 따라서 부하 전압의 저하가 큰 부분으로부터 선택적으로 부하가 차단되거나, 시스템 결함 등에 의한 전압 저하의 오동작이 방지되기 때문에, 무효 전력 특성에 기인하는 시스템 전압의 전압 저하를 적절히 검출할 수 있고 복귀시킬 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 시스템 전압 보호 장치의 구성도이다. 제2 실시예는 주 장치(18a)에서 동작 우선화 선택 유닛(29)과 출력 허가 유닛(30)을 생략시킨 점에서 도 1에 도시한 제1 실시예와 다르다. 도 1에서의 구성 요소와 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙였고 그 중복 설명은 생략한다.

동작 우선화 선택 유닛(29)은 자신의 상위 변전소의 시스템 전압의 전압 저하가 비교적 큰 경우 자신의 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)의 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a)가 단말 장치(19a1∼19a3)에서 우선하여 선택되도록 동작 우선화 선택 신호(c)를 출력한다. 그러나, 복수의 상위 변전소의 버스바는 송전 네트워크에 의해 접속되어 있기 때문에, 다른 상위 변전소에 접속된 부하가 먼저 차단되더라도 궁극적으로 자신의 상위 변전소의 시스템 전압이 복귀된다. 따라서, 동작 우선화 선택 유닛(29)이 특별히 설치되어 있지 않더라도 문제가 없고, 따라서, 제2 실시예에서는 동작 우선화 선택 유닛(29)이 설치되어 있지 않다.

또한, 출력 허가 유닛(30)은 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하인지 여부를 판별하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하인 때 출력 허가 신호(d)를 출력한다. 다시 말해서, 시스템 결함시에 결함 지점의 차단에 실패한 때에 전압 급격 저하가 발생하는 경우가 있기 때문에, 상기 전압 급격 저하는 이 경우의 전압 급격 저하로부터 식별된다. 그러나, 시스템 결함시의 주보호 계전기에 의한 결함 제거가 실패한 경우, 그 결함은 백업 보호용 보호 계전기에 의해 약 1초 내에 제거되고, 전압 급격 저하는 장시간 동안 계속되지 않는다. 따라서, 출력 허가 유닛(30)이 특별히 설치되어 있지 않더라도 문제는 없기 때문에, 제2 실시예에서는 출력 허가 유닛(30)이 설치되어 있지 않다.

또한, 주 장치(18a)는 도 17에 도시된 바와 같이 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27) 및 동작 우선화 선택 유닛(29)을 갖는 것, 또는 도 18에 도시된 바와 같이 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27)만을 갖는 것, 또는 도 19에 도시된 바와 같이 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28) 및 출력 허가 유닛(30)을 갖는 것, 또는 도 20에 도시된 바와 같이 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28)만 갖는 것일 수 있다. 예컨대, 시스템 전압의 장시간 영역에서 전압 저하를 검출하는 요청이 있을 때에는 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27)이 설치되고, 시스템 전압의 단시간 영역에서 전압 저하를 검출하는 요청이 있을 때에는 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28)이 설치되며, 전압 저하가 비교적 빠른 경우에 우선하여 동작시키는 요청이 있을 때에는 동작 우선화 선택 유닛(29)이 설치되고, 결함시 차단 실패 등이 있을 때 전압이 급격히 저하하면 동작을 금지시키는 요청이 있는 경우에는 출력 허가 유닛(30)이 설치된다.

제2 실시예에 따르면, 전력 시스템 보호 장치는 전력 시스템의 시스템 구성 또는 전력 시스템의 특성에 따라서 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27), 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28), 동작 우선화 선택 유닛(29) 및 출력 허가 유닛(30)을 적절하게 조합하여 구성할 수 있기 때문에, 전력 시스템에 따라 최적의 전압 저하 검출을 수행할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 시스템 전압 보호 장치의 구성도이다. 제3 실시예는 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소로부터 그 사이에 있는 하위 변전소를 통하지 않고 직접 부하에 전력을 공급하는 경우에 적용할 수 있도록 한 점에서 도 1에 도시된 제1 실시예와 다르다. 다시 말해서, 자신의 변전소로부터 직접 부하에 전력을 공급하기 때문에, 주 장치(18a)와 단말 장치(19a1∼19a3)가 하나의 유닛으로 통합되어 있다. 도 1에서의 구성 요소와 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 그 중복 설명은 생략한다.

도 21에 있어서, 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛(27)으로부터의 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a) 및 동작 우선화 선택 유닛(29)으로부터의 동작 우선화 선택 신호(c)는 부하 차단 출력 유닛(32a1∼32a3)에 입력된다. 시스템 전압 완만 저하 판정 신호(a) 및 동작 우선화 선택 신호(c)의 양쪽이 입력될 때, 부하 차단 출력 유닛(32a1∼32a3)은 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 많이 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단한다.

또한, 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛(28)으로부터의 시스템 전압 급격 저하 판정 신호(b) 및 출력 허가 유닛(30)으로부터의 출력 허가 신호(d)는 부하 차단 선택 출력 유닛(33a1∼33a3)에 입력된다. 시스템 전압 급격 저하 판정 신호 및 출력 허가 신호가 입력될 때, 부하 차단 선택 출력 유닛(33a1∼33a3)은 무효 전력 특 성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단한다.

이 때문에, 전력이 자신의 변전소로부터 부하에 직접 공급되는 경우에도 전압 저하를 검출할 수 있고, 전압 저하에 대한 부하 차단을 수행할 수 있으며, 전력 시스템의 전압을 복귀시킬 수 있다.

또한, 전력 시스템 보호 장치는, 도 22에 도시한 바와 같이 도 21에 도시한 전력 시스템 보호 장치에서 동작 우선화 선택 유닛(29) 및 출력 허가 유닛(30)을 생략시킨 것, 또는 도 23에 도시한 바와 같이 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27), 동작 우선화 선택 유닛(29) 및 부하 차단 출력 유닛(32a1∼32a3)을 갖는 것, 또는 도 24에 도시한 바와 같이 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27) 및 부하 차단 출력 유닛(32a1∼32a3)을 갖는 것, 또는 도 25에 도시한 바와 같이 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28), 출력 허가 유닛(30) 및 부하 차단 선택 출력 유닛(33a1∼33a3)을 갖는 것, 및 도 26에 도시한 바와 같이 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28) 및 부하 차단 선택 출력 유닛(33a1∼33a3)을 갖는 것일 수 있다.

예를 들어서, 시스템 전압의 장시간 영역에서 전압 저하를 검출하는 요청이 있을 때에는 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27)이 설치되고, 시스템 전압의 단시간 영역에서 전압 저하를 검출하는 요청이 있을 때에는 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28)이 설치되며, 전압 저하가 비교적 빠른 경우에 우선하여 동작시키는 요청이 있을 때에는 동작 우선화 선택 유닛(29)이 설치되고, 결함시 차단 실패 등이 있을 때 전압이 급격히 저하하면 동작을 금지시키는 요청이 있을 때에는 출력 허가 유닛(30)이 설치된다.

제3 실시예에 따르면, 전력 시스템 보호 장치는, 자신의 변전소로부터 직접 부하에 전력을 공급하는 전력 시스템의 시스템 구성 또는 전력 시스템의 특성에 따라서, 시스템 전압 완만 저하 검출 유닛(27), 시스템 전압 급격 저하 검출 유닛(28), 동작 우선화 선택 유닛(29) 및 출력 허가 유닛(30)을 적절하게 조합하여 구성할 수 있고, 따라서, 전력 시스템에 따라 최적의 전압 저하 검출을 수행할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 시스템 보호 장치는 상위 변전소의 시스템 전압의 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 검출에 적용할 수 있다. 또한, 상위 변전소의 시스템 전압의 전압 저하 및 전압 저하 속도에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하가 검출되기 때문에, 전력 시스템 보호 장치는 송전 네트워크에 접속된 전력 시스템의 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 검출에 적합하다.

Claims (40)

1. 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치에 있어서,

   전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와;

   상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고,

   상기 주 장치는,

   전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과;

   전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과;

   전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 클 때 동작 우선화 선택 신호를 조기에 출력하고 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 작을 때 동작 우선화 선택 신호를 늦게 출력하는 동작 우선화 선택 유닛과;

   무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하의 경우에 출력 허가 신호를 출력 하는 출력 허가 유닛을 포함하고,

   상기 단말 장치는,

   상기 주 장치로부터 시스템 전압 완만 저하 판정 신호 및 동작 우선화 선택 신호를 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과;

   상기 주 장치로부터 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호 및 출력 허가 신호를 수신한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛은 장시간 영역에서 전압 완만 저하의 짧은 판정 시간 영역으로부터 긴 판정 시간 영역으로 향할수록 더 작아지는 소정치를 갖고, 짧은 판정 시간 영역에서는 큰 전압 저하 속도를 신속하게 검출하고, 긴 판정 시간 영역에서는 작은 전압 저하 속도를 검출하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛은 단락 회로 결함 또는 접지 결함이 검출되었을 때 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 출력 허가 유닛은 전력 시스템의 3상 전압 및 전류에 기초하여 상기 상위 변전소에서 하위 변전소를 본 부하 임피던스가 소정 범위 내에 있을 때 전압 급격 저하가 무효 전력 특성에 기인하는 것으로 판정하고 출력 허가 신호를 출력하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 부하 차단 출력 유닛은 상기 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 판정하고, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 부하 차단 출력 유닛은 더 낮은 부하 전압 및 더 작은 부하 역율을 가진 상기 하위 변전소에 대해 그 시간 제한 동작을 짧게 함으로써 부하 차단 지령을 조기에 출력하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 부하 차단 선택 출력 유닛은 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 높은 전압인 것인 전력 시스템 보호 장치.
9. 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치에 있어서,

   상기 전력 시스템의 하나 또는 복수의 상위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 주 장치와;

   상기 상위 변전소로부터 전력을 급전받아 부하에 전력을 공급하는 하나 또는 복수의 하위 변전소의 시스템 전기량을 취득하는 단말 장치를 포함하고,

   상기 주 장치는,

   전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과;

   전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛을 포함하며,

   상기 단말 장치는,

   상기 주 장치로부터 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 수신했을 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과;

   상기 주 장치로부터 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 수신했을 때 부하 차단이 허가되어 있는 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛은 장시간 영역에서 전압 완만 저하의 짧은 판정 시간 영역으로부터 긴 판정 시간 영역으로 향할수록 더 작아지는 소정치를 갖고, 짧은 판정 시간 영역에서는 큰 전압 저하 속도를 신속하게 검출하고, 긴 판정 시간 영역에서는 작은 전압 저하 속도를 검출하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛은 단락 회로 결함 또는 접지 결함이 검출된 때 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 부하 차단 출력 유닛은 상기 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성 에 기인하는 전압 저하의 영향을 판정하고, 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 하위 변전소의 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 부하 차단 출력 유닛은 더 낮은 부하 전압 및 더 작은 부하 역율을 가진 상기 하위 변전소에 대하여 시간 제한 동작을 짧게 함으로써 부하 차단 지령을 조기에 출력하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
14. 제9항에 있어서, 상기 부하 차단 선택 출력 유닛은 상기 하위 변전소에 접속된 부하의 부하 전압 및 부하 역율의 양쪽 또는 적어도 하나에 기초하여 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
15. 제9항에 있어서, 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛의 전압 복귀 설정치는 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛 또는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛이 동작하는 시스템 전압보다 더 높은 전압인 것인 전력 시스템 보호 장치.
16. 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치에 있어서,

    상기 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고, 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 상기 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과;

    전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고, 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과;

    전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 클 때에는 동작 우선화 선택 신호를 조기에 출력하고, 전력 시스템의 3상 전압의 전압 저하가 작을 때에는 동작 우선화 선택 신호를 늦게 출력하는 동작 우선화 선택 유닛과;

    무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하의 경우에 출력 허가 신호를 출력하는 출력 허가 유닛과;

    상기 시스템 전압 완만 저하 판정 신호 및 동작 우선화 선택 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과;

    상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호 및 출력 허가 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 급격 저하를 일으키는 부하를 선택하고 그 선택된 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
17. 전력 시스템을 안정적으로 운용하기 위한 전력 시스템 보호 장치에 있어서,

    상기 전력 시스템의 하나 또는 복수의 변전소의 전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 장시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 출력하고, 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 시스템 전압 완만 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 완만 저하 판정 유닛과;

    전력 시스템의 3상 전압에 기초하여 단시간 영역에서의 전압 저하 속도가 소정치를 초과할 때에는 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 출력하고, 전력 시스템의 3상 전압이 전압 복귀 설정치를 초과할 때에는 상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호의 출력을 종료하는 시스템 전압 급격 저하 판정 유닛과;

    상기 시스템 전압 완만 저하 판정 신호를 입력한 때 무효 전력 특성에 기인하는 전압 저하의 영향을 더 크게 받는 부하로부터 시작하여 부하를 순차적으로 차단하는 부하 차단 출력 유닛과;

    상기 시스템 전압 급격 저하 판정 신호를 입력한 때 부하 차단이 허가되어 있는 부하를 차단하는 부하 차단 선택 출력 유닛을 포함하는 것인 전력 시스템 보호 장치.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제

Images