KR101108683B1 - Apparatus and method for compensating a phase difference of differential protection ied based on process bus - Google Patents

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KR101108683B1 KR1020100094829A KR20100094829A KR101108683B1 KR 101108683 B1 KR101108683 B1 KR 101108683B1 KR 1020100094829 A KR1020100094829 A KR 1020100094829A KR 20100094829 A KR20100094829 A KR 20100094829A KR 101108683 B1 KR101108683 B1 KR 101108683B1
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한정열
안용호
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한국전력공사
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Abstract

PURPOSE: A phase angle difference compensator of a differential protection relay intelligent electronic device(IED) based on a process bus and a method thereof are provided to consider a phase angle of a phasor as a phase angle difference of both ends of a transmission line, thereby performing a compensation process. CONSTITUTION: A communication part receives a sample value of a current signal through a process bus interface(S110). A control part establishes the same value counted in an output part as a sampling rate per a cycle of an input signal(S120). The control part controls the communication part according to the established sampling rate(S130). The output part outputs the greatest common divisor with respect to a common sampling rate of an intelligent electronic device(S140). The output part outputs a common time interval(S150). The output part outputs a phasor of a signal used for a differential protection relay(S170). The control part synchronizes a common phasor computing point(S180). The output part outputs a phasor of a vector sum of phasors in own end IED(Intelligent Electronic Device) and relative end IED(S210). The control part controls a phase angle compensation part in order to compensate a fixed phase angle difference(S230). The control part performs a differential protection relay function(S240).

Description

프로세스 버스 기반의 차동보호계전 ｌＥＤ의 위상각 차 보상장치 및 방법{Apparatus and method for compensating a phase difference of differential protection IED based on Process bus}Apparatus and method for compensating a phase difference of differential protection IED based on Process bus

본 발명은 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IEC61850 방식으로 구성된 변전소의 차동보호계전설비에서 동일한 시점에 송전선로 양단의 신호를 비교하여 송전선로 고장 발생 여부를 판단하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for compensating the phase angle difference of a differential protection relay IED based on a process bus. More particularly, the present invention compares signals at both ends of a transmission line at the same time in a differential protection relay facility of a substation configured by the IEC61850 method. The present invention relates to a device and a method for compensating the phase angle difference of an IED based process bus for determining whether a furnace failure has occurred.

가정이나 공장 또는 빌딩 등에 전력을 공급하기 위한 전력 시스템은 전력을 생산하는 발전소, 전력을 수송하는 송전선로, 전력을 필요한 크기로 변성하는 변전소, 및 필요한 각 지역으로 전력을 배분하는 배전선로 등으로 이루어진다.A power system for supplying power to a home, factory, or building consists of a power generating station, a power transmission line for transporting power, a substation for converting power to a required size, and a distribution line for allocating power to each required area. .

변전소는 변압기, 모선, 선로, 차단기 등의 전력설비로 구성된다. 변압기에서는 전송되는 전압의 크기를 변성하고, 모선에서는 송전선로를 연결하며, 차단기에서는 선로의 전력 흐름을 차단하는 역할을 수행한다. 이때, 차동보호계전 IED는 송전선로를 보호하기 위해 설치된다.Substations consist of power equipment such as transformers, buses, lines, and breakers. The transformer modulates the magnitude of the transmitted voltage, the bus bar connects the transmission line, and the breaker blocks the power flow in the line. At this time, the differential protection relay IED is installed to protect the transmission line.

도 1에 도시된 바와 같이, 송전선로(30)는 변전소 1(10; 즉, 송전단 변전소)에서 시작하여 변전소 2(20; 즉, 수전단 변전소)까지 연결된다. 송전선로(30)가 정상 상태인 경우에는 변전소 1(10)에서의 신호와 변전소 2(20)에서의 신호가 같다.As shown in FIG. 1, the power transmission line 30 is connected to substation 1 (10 (that is, power station substation)) to substation 2 (20 (ie, power station substation)). When the transmission line 30 is in a normal state, the signal at substation 1 (10) and the signal at substation 2 (20) are the same.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 송전선로(30) 상에 고장이 발생하면, 송전선로(30)의 양단인 변전소 1(10)에서의 신호와 변전소 2(20)에서의 신호의 전류가 같지 않고 전류차가 생기게 된다.However, as shown in FIG. 2, when a failure occurs on the transmission line 30, the current of the signal at the substation 1 (10) and the signal at the substation 2 (20), which are both ends of the transmission line 30, is reduced. It is not the same and there is a current difference.

위와 같은 원리를 이용하여 도 3에 도시된 바와 같이, 보호계전 기능을 수행하기 위해 송전선로(30)보호용 차동보호계전 시스템은 IED(40, 50)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, IED(40, 50)는 송전선로(30)의 양 단에 하나씩 설치되고, 설치된 두 IED(40, 50)은 통신으로 연결된다. 그리고, 각 IED(40, 50)는 자신이 계측한 비교 대상 신호값을 통신을 이용하여 상대단 IED(40, 50)로 전송하고, 자신이 계측한 신호 값과 상대단 IED(40, 50)로부터 수신한 신호 값을 비교하여 일정 수준 이상 차이가 나타나면 선로 고장이 발생했다고 판단한다.As shown in FIG. 3 using the same principle as described above, the differential protection relay system for protecting the transmission line 30 may be configured to include IEDs 40 and 50 to perform a protection relay function. At this time, the IED (40, 50) is installed one by one on both ends of the power transmission line 30, the two installed IED (40, 50) is connected by communication. Then, each IED (40, 50) transmits the comparison target signal value measured by itself to the counterpart IED (40, 50) using communication, the signal value and the counterpart IED (40, 50) measured by itself If the difference is more than a certain level by comparing the signal values received from the signal, it is determined that a line failure has occurred.

이때 신호값을 정확하게 비교하기 위해서는 일반적으로 비교 대상 신호 값을 읽는 시점을 송전선로(30) 양단의 IED(40, 50)에서 동일하게 한 후 해당 신호 값을 처리해야하고, 각 IED(40, 50)에서 신호 값을 비교할 때 같은 시점에 읽어서 처리한 신호를 비교해야한다.In this case, in order to accurately compare the signal values, generally, the time point at which the signal values to be compared are read should be the same at the IEDs 40 and 50 at both ends of the transmission line 30, and the corresponding signal values must be processed. ), When comparing signal values, compare the processed signal at the same time.

송전선로(30)보호용 차동보호계전 IED(40, 50)는 일반적으로 위의 조건을 만족시키기 위해, 비교대상 신호 값을 읽는 샘플링타이밍을 조정하고, 처리한 값을 상대단 IED(40, 50)에 보내기 전에 어드레스(address)를 부여하며, 두 IED(40, 50)가 이 어드레스를 동기화시켜 같은 샘플링타이밍에 처리한 신호 값을 이용하여 비교 과정을 실행한다.In order to satisfy the above conditions, the differential protection relay IED (40, 50) for protecting the transmission line (30) generally adjusts the sampling timing to read the signal value to be compared, and processes the processed value to the counterpart IED (40, 50). An address is given before sending the data, and the two IEDs 40 and 50 synchronize the address to perform a comparison process using the signal values processed for the same sampling timing.

하지만, 프로세스버스를 적용하지 않는 일반적인 경우 IED(40, 50)는 계기용 변류기(CT), 계기용 변압기(PT)로부터 아날로그 신호를 직접 받아들인 후, 자체적으로 정해진 샘플링속도(sampling rate)로 샘플링(sampling)과정을 수행하여 디지털 데이터로 변환하여 사용한다. 또한, 이러한 변환과정을 거친 신호들은 샘플링 타이밍(sampling timing)이 모두 동일하다.However, in the general case where the process bus is not applied, the IEDs 40 and 50 directly receive analog signals from the instrument current transformer (CT) and the instrument transformer (PT), and then sample them at their own sampling rate. Performs the sampling process and converts it into digital data for use. In addition, the sampling timings have the same sampling timing.

상기에서 설명한 것과 같이 프로세스버스를 이용하는 송전선로보호용 차동보호계전방식에서는 송전선로 양단에 설치된 두 차동보호계전 IED 모두 입력부에 사용되는 신호, 즉 샘플링된 데이터의 샘플링 속도를 자동으로 검출하여 그 값을 알고 있어야 하며 이렇게 검출된 샘플링 속도를 상대단 IED에게 전송하여 양단에서 각각 샘플링된 값을 알고 있어야 한다. 또한, 송전선로 양단의 두 IED 각각 비교 대상 신호에 대한 페이저(phasor)를 계산하게 되므로, 이 두 IED가 페이저를 계산하는 시점을 동일하게 하여야 한다. 이렇게 해야만 비교 대상이 되는 두 신호를 마치 한 IED가 처리하는 것과 같은 효과를 낼 수 있다.As described above, in the transmission line protection differential protection relay method using a process bus, both differential protection relays IED installed at both ends of the transmission line automatically detect the signal used at the input, that is, the sampling rate of the sampled data and know the value. The detected sampling rate should be sent to the counterpart IED to know the values sampled at each end. In addition, the two IEDs on both ends of the transmission line calculate the phasor for the signal to be compared, so the two IEDs should calculate the same pager. This will have the same effect as one IED handling the two signals being compared.

하지만, 프로세스버스를 사용하는 경우 IED가 직접 샘플링 과정을 수행하지 않고, 프로세스 버스를 통해 이미 디지털 데이터로 변환된 샘플링 값을 수신하기 때문에, 각 신호에 대한 샘플링 속도 및 샘플링 타이밍이 서로 상이할 수 있다는 문제점이 있다.However, when using the process bus, the sampling rate and sampling timing for each signal may be different because the IED receives the sampling values already converted into digital data through the process bus instead of performing the sampling process directly. There is a problem.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 송전선로의 양단에서 측정된 샘플링 속도를 근거로 공통 페이저 계산시점을 설정하고, 공통 페이저 계산시점에서 송전선로의 양단에 설치된 IED에서 발생한 신호에 동일한 어드레스를 설정하여 동기화하고, 자단 IED에서 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 페이저를 벡터 합하여 페이저를 산출하고, 산출한 페이저의 위상각을 송전선로의 양단의 위상각 차로 간주하여 보상을 수행하도록 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and sets a common pager calculation time point based on the sampling rate measured at both ends of the transmission line, and occurs in the IED installed at both ends of the transmission line at the common pager calculation time point. Set the same address to the signal to synchronize, calculate the pager by vector sum of the pagers having the same address as the pager received from the opposite end IED at the far end IED, and consider the phase angle of the calculated pager as the phase angle difference between both ends of the transmission line. The purpose of the present invention is to provide a compensation method and a phase angle difference compensation method for a differential protection relay IED based on a process bus.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법은, 송전선로의 양단에서 측정된 샘플링 속도를 근거로 공통 페이저 계산 시점을 설정하는 단계; 설정된 공통 페이저 계산 시점에서 송전선로의 양단에 설치된 IED에서 발생한 신호에 동일한 어드레스를 설정하여 동기화하는 단계; 자단 IED에서 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 페이저를 벡터 합하여 페이저를 산출하는 단계; 및 산출한 페이저의 위상각을 송전선로의 양단의 위상각 차로 간주하여 보상을 수행하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of compensating the phase angle difference of a differential protection relay IED based on a process bus according to an embodiment of the present invention includes setting a common phase calculation time point based on sampling rates measured at both ends of a transmission line. ; Synchronizing by setting an identical address to a signal generated in an IED installed at both ends of a transmission line at a set common pager calculation time point; Calculating a pager by vector-suming a pager having the same address as the pager received from the other party's IED in the terminal IED; And performing the compensation by considering the calculated phase angle of the phaser as the phase angle difference between both ends of the transmission line.

공통 페이저 계산시점을 설정하는 단계는, 송전선로 양단의 IED는 프로세스 버스 인터페이스를 통해 자신에게 입력되는 전류 신호의 샘플값을 카운트하는 단계; 및 카운트하는 단계에서의 카운트 값을 이용하여 공통 페이저 계산 시점을 설정하는 단계를 포함한다.The setting of the common pager calculation point may include: counting the sample value of the current signal inputted to the IED across the transmission line through the process bus interface; And setting a common pager calculation time point using the count value in the counting step.

샘플값을 카운트하는 단계에서는, 통신부를 통해 수신된 전류 신호의 샘플값이 0 미만에서 0 이상으로 변하는 시점 간의 샘플값을 카운트한다.In the step of counting the sample value, the sample value between the time points at which the sample value of the current signal received through the communication unit changes from less than zero to more than zero is counted.

공통 페이저 계산 시점을 산출하는 단계는, 카운트하는 단계에서 설정주기 동안 동일한 방법으로 카운트한 카운트 값이 연속해서 동일한 값으로 측정될 경우 카운트 값을 신호의 1주기당 샘플링 속도로 설정하는 단계; 설정하는 단계에서 설정된 샘플링 속도를 상대단 IED로 전송하는 단계; 상대단 IED로부터 수신되는 샘플링 속도와 자단 IED의 샘플링 속도의 최대공약수를 공통 샘플링 속도로 설정하는 단계;The calculating of the common pager calculation time may include: setting a count value at a sampling rate per cycle of the signal when count values counted in the same manner during the set period in the counting step are measured with the same value continuously; Transmitting the sampling rate set in the setting step to the counterpart IED; Setting a common factor between the sampling rate received from the opposite end IED and the sampling rate of the own end IED to a common sampling rate;

신호 1주기에 해당하는 시간을 설정된 공통 샘플링 속도로 나눈 값을 공통 시간 간격으로 설정하는 단계; 및 설정된 공통 시간 간격으로 발생하는 이벤트의 발생 시점을 공통 페이저 계산 시점으로 설정하는 단계를 포함한다.Setting a value obtained by dividing a time corresponding to one signal period by a set common sampling rate at a common time interval; And setting a time point of occurrence of an event occurring at a set common time interval as a common pager calculation time point.

동기화하는 단계는, 상대단 IED와 자단 IED의 공통 페이저 계산 시점을 동기화하는 단계; 및 각 공통 페이저 계산 시점에 순차적으로 어드레스를 부여하여 상대단 IED로 전송하는 단계를 포함한다.The synchronizing may include synchronizing a common pager calculation time point of the opposite end IED and the other end IED; And sequentially assigning addresses to each common pager calculation time point and transmitting the address to the counterpart IED.

페이저를 산출하는 단계는, 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 자단 IED의 페이저의 벡터 합을 산출하는 단계; 및 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 송전선로 양단에서 비교용 신호에 대한 위상각 차로 설정하는 단계를 포함한다.
The calculating of the pager may include calculating a vector sum of pages of the rosewood IED having the same address as the pager received from the opposite end IED; And setting the calculated vector summation phaser phase angle as a phase angle difference with respect to the comparison signal at both ends of the transmission line.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치는, 상대단 IED와 데이터를 송수신하는 통신부; 통신부를 통해 수신되는 전류 신호를 근거로 샘플값을 카운트하고, 상대단 IED 및 자단 IED의 샘플링 속도 최대공약수, 공통시간 간격, 페이저의 벡터 합을 산출하는 산출부; 및 산출부에서 샘플값의 카운트 값을 근거로 샘플링 속도를 설정하고, 산출부에서 산출한 샘플링 속도의 최대공약수를 공통 샘플링 속도로 설정하고, 공통시간 간격에 따라 발생하는 이벤트의 발생시점을 공통 페이저 계신 시점을 설정하고, 산출부에서 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 송전선로 양단에서의 비교용 신호에 대한 위상각 차로 설정하고, 설정된 위상각 차를 보상하도록 제어하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, a phase bus difference compensation device of a process bus-based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention, the communication unit for transmitting and receiving data with the other end IED; A calculation unit for counting a sample value based on a current signal received through the communication unit, and calculating a vector common factor of a sampling rate maximum common factor, a common time interval, and a pager of the opposite end IED and the other end IED; And a sampling rate is set by the calculation unit based on the count value of the sample value, the maximum common divisor of the sampling rate calculated by the calculation unit is set to the common sampling rate, and a time point of occurrence of an event occurring according to the common time interval is set in the common pager. And a control unit for setting the outgoing time point, setting the vector sum phaser phase angle calculated by the calculating unit as a phase angle difference with respect to the comparison signal at both ends of the transmission line, and compensating for the set phase angle difference.

산출부는, 통신부를 통해 수신된 전류 신호의 샘플값이 0 미만에서 0 이상으로 변하는 시점 간의 샘플값을 카운트한다.The calculating unit counts sample values between the time points at which the sample value of the current signal received through the communication unit changes from less than zero to more than zero.

산출부는, 신호 1주기에 해당하는 시간을 제어부에 의해 설정된 공통 샘플링 속도로 나눈 값을 공통 시간 간격으로 산출한다.The calculator calculates a value obtained by dividing the time corresponding to one signal period by the common sampling rate set by the controller at the common time interval.

산출부는, 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 자단 IED의 페이저와 수신한 페이저의 벡터 합을 산출한다.The calculation unit calculates a vector sum of the pager of the rosewood IED having the same address as the pager received from the opposite end IED and the received pager.

제어부는, 산출부에서 샘플값을 카운트한 값이 연속해서 동일한 값으로 측정되면 동일한 값을 입력신호의 1주기당 샘플링 속도로 설정한다.The control unit sets the same value as the sampling rate per cycle of the input signal if the value counted by the calculation unit is measured with the same value continuously.

제어부는, 상대단 IED 및 자단 IED의 공통 페이저 계산시점 및 어드레스를 동기화한다.The control unit synchronizes the common pager calculation time and address of the opposite end IED and the own end IED.

제어부는, 상대단 IED 및 자단 IED의 공통 페이저 계산 시점을 동기화한 후에 1주기 동안의 각 공통 페이저 계산 시점에 대해 순차적인 어드레스를 설정하여 상대단 IED로 전송하도록 제어한다.After synchronizing the common pager calculation time points of the counterpart IED and the rosette IED, the controller controls to set a sequential address for each common pager calculation time point for one cycle and transmit the same to the counterpart IED.

상대단 IED 및 자단 IED의 공통 페이저 계산 시점의 일치 여부와, 상대단 IED 및 자단 IED의 페이저 어드레스 일치 여부를 판단하는 판단부를 더 포함한다.The apparatus may further include a determining unit configured to determine whether or not the opposite stage IED and the rosewood IED coincide with each other, and whether the counterpart IED and the rosewood IED coincide with each other.

제어부의 제어에 따라 송전선로 양단에서의 비교용 신호에 대한 위상각 차를 보상하는 위상각 보상부를 더 포함한다.The electronic device may further include a phase angle compensator configured to compensate a phase angle difference with respect to the comparison signal at both ends of the transmission line under control of the controller.

본 발명에 의하면, 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치 및 방법은 송전선로의 양단에서 측정된 샘플링 속도를 근거로 공통 페이저 계산시점을 설정하고, 공통 페이저 계산시점에서 송전선로의 양단에 설치된 IED에서 발생한 신호에 동일한 어드레스를 설정하여 동기화하고, 자단 IED에서 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 페이저를 벡터 합하여 페이저를 산출하고, 산출한 페이저의 위상각을 송전선로의 양단의 위상각 차로 간주하여 보상을 수행함으로써, 송전선로의 양단에 서로 다른 제작사에서 제작한 머징유닛 또는 스마트 계기용 변류기, 계기용 변압기를 적용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a phase bus difference compensation device and method for a process bus-based differential protection relay IED set a common phase calculation time point based on sampling rates measured at both ends of a transmission line, and at the common phase calculation time point, Set the same address to the signals generated from the IEDs installed at both ends and synchronize, calculate the pager by vector-suming the pager having the same address as the pager received from the other end IED at the terminal IED, and calculate the phase angle of the calculated pager in the transmission line. By performing compensation in consideration of the phase angle difference between both ends, there is an effect that can be applied to the merging unit or smart instrument current transformer, instrument transformer manufactured by different manufacturers at both ends of the transmission line.

또한, 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치 및 방법은 송전선로의 양단에서 측정된 샘플링 속도를 근거로 공통 페이저 계산시점을 설정하고, 공통 페이저 계산시점에서 송전선로의 양단에 설치된 IED에서 발생한 신호에 동일한 어드레스를 설정하여 동기화하고, 자단 IED에서 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 페이저를 벡터 합하여 페이저를 산출하고, 산출한 페이저의 위상각을 송전선로의 양단의 위상각 차로 간주하여 보상을 수행함으로써, 송전선로 운영 중 머징유닛이나 계기용 변류기, 계기용 변압기의 교체 작업이 필요할 시 별도의 설정이 필요하지 않아 실시간 대응이 가능하다.In addition, the phase angle difference compensation device and method of the process bus-based differential protection relay IED sets a common phase calculation point based on the sampling rate measured at both ends of the transmission line, and is installed at both ends of the transmission line at the common phase calculation point. Set the same address to the signal generated from the IED to synchronize, calculate the pager by vector sum of the pagers having the same address as the pager received from the counterpart IED in the terminal IED, and calculate the phase angle of the calculated phaser on both ends of the transmission line. By compensating for each car, it is possible to respond in real time because it is not necessary to change the merging unit, current transformer, and instrument transformer during transmission line operation.

도 1 내지 도 3은 종래의 차동보호계전 IED를 이용한 차동보호계전 IED와 변전소의 위상각 차 보상을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치에 적용되는 IEC61850를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법을 설명하기 위한 흐름도.1 to 3 are diagrams for explaining the compensation of the phase angle difference between the differential protection relay IED and the substation using the conventional differential protection relay IED.
Figure 4 is a view for explaining the IEC61850 applied to the phase angle difference compensation device of the process bus-based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a phase angle difference compensation device of a process bus-based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a phase angle difference compensation method of a process bus based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. . First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치를 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 IEC61850의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 아래와 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치에 적용되는 IEC61850를 설명하기 위한 도면이다.First, prior to explaining the phase angle difference compensation device of the differential protection relay IED based on the process bus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, the configuration of the IEC61850 applied to the present invention. 4 is a view for explaining the IEC61850 applied to the phase angle difference compensation device of the differential protection relay IED based on the process bus according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치에 적용되는 IEC61850를 적용한 변전소 시스템의 큰 특징은 구리선을 이용하여 전력설비 데이터를 전송하던 방식에서 이더넷 통신망을 이용하여 전송한다는 것이다. IEC61850통신 레벨은 아래 그림과 같이 Station Level과 Bay Level 그리고 Process Level과 같이 크게 3개 부분으로 나누며 변전소간 통신은 IED간 직접 통신 방식을 택하거나 PITR과 같은 별도의 통신장비를 이용할 수 있다.
As shown in FIG. 4, a major feature of a substation system using IEC61850 applied to a phase angle difference compensator of a process bus based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention is transmission of power equipment data using copper wires. In the traditional way, it transmits using Ethernet network. IEC61850 communication level is divided into three parts like Station Level, Bay Level and Process Level as shown in the figure below. For communication between substations, direct communication method between IEDs or separate communication equipment such as PITR can be used.

본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치를 설명하기에 앞서 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치에서 제공하는 기능을 설명하면 하기와 같다.Prior to explaining the phase angle difference compensation device of the process bus-based differential protection relay IED according to the embodiment of the present invention provided by the phase angle difference compensation device of the process bus-based differential protection relay IED according to the embodiment of the present invention The function will be described as follows.

먼저, 프로세스 버스 인터페이스(Process bus interface)를 통해 자단 IED로 입력되는 전류 신호의 샘플링 속도를 자동 검출할 수 있다.First, the sampling rate of the current signal input to the rosewood IED can be automatically detected through the process bus interface.

또한, 자단 IED의 샘플링 속도를 상대단 IED에게 전송하여 공통 시간간격을 계산하고 공통 시간간격에 맞춰 이벤트를 발생하여 이벤트 발생 시점을 공통 페이저 계산시점으로 설정한다.In addition, the sampling rate of the rosewood IED is transmitted to the counterpart IED to calculate a common time interval and generate an event according to the common time interval to set an event occurrence time as a common pager calculation time.

또한, 공통 페이저 계산시점에 양단의 IED 각각에서 계산된 값에 어드레스(address)를 부여하여 공통 페이저 계산시점의 어드레스 동기화 기능을 수행한다.In addition, an address is assigned to a value calculated at each of the IEDs at both ends at the time of common pager calculation to perform an address synchronization function at the time of common pager calculation.

또한, 상대단 IED로부터 페이저를 수신하면 수신한 페이저와 같은 어드레스를 가지는 자신의 페이저의 벡터 합을 계산하고 이 벡터의 합의 페이저를 계산하여 얻은 위상각을 샘플링타이밍 차이에 의해 발생하는 계산상 위상각 차로 간주하여 보상을 수행한다.In addition, when the pager is received from the other end of the IED, the phase angle obtained by calculating the vector sum of its own pagers having the same address as the received pager and calculating the sum of the sums of the vectors is calculated based on the sampling timing difference. Rewards are considered cars.

프로세스버스를 이용하는 송전선로보호용 차동보호계전 방식에서는 송전선로 양단에 설치된 두 차동보호계전 IED 간에 비교 대상 신호값에 대한 샘플링속도와 샘플링타이밍 차이가 있다. 따라서, 비교 대상 신호 계산 과정에서 나타나는 불필요한 값을 보상하는 기능이 적용되어야 한다.In the differential protection relay method for transmission line protection using a process bus, there is a difference in sampling rate and sampling timing for the signal value to be compared between two differential protection relay IEDs installed at both ends of the transmission line. Therefore, a function of compensating for unnecessary values appearing in the comparison signal calculation process should be applied.

차동보호계전 방식에서 비교대상인 두 신호의 샘플링속도가 다르면, 두 신호에 대한 페이저를 계산했을 때 두 신호의 위상각이 동일하여 위상각 차가 전혀 없다고 하더라도 계산상으로는 위상각 차가 발생하게 된다. 따라서, 이러한 계산상 위상각 차를 없애는 방법을 적용하는 것이 필요하다. 이를 해결하기 위해서는 두 신호의 샘플링속도의 최대공약수를 구하여 1주기를 이 최대공약수로 나눈 결과값을 페이저 계산 간격으로 결정하고, 이 페이저 계산 간격에 따라 페이저 계산 시점이 되면 두 신호에 대한 페이저를 계산해야 한다.If the sampling rate of the two signals to be compared in the differential protection relay method is different, the phase angle difference is calculated even if there is no phase angle difference because the phase angles of the two signals are the same when calculating the phaser for the two signals. Therefore, it is necessary to apply a method of eliminating this phase angle difference in calculation. To solve this problem, obtain the greatest common divisor of the sampling rates of two signals, determine the result of dividing one period by this maximum common divisor as the pager calculation interval, and calculate the pagers for the two signals when the pager is calculated according to this pager interval. Should be.

위 내용을 송전선로보호용 차동보호계전 입장에서 보면 두 가지로 요약된다. 하나는 송전선로 양단의 샘플링속도를 두 IED가 모두 알고 이 값들의 최대공약수를 각 IED가 계산해서 가지고 있어야 한다는 것이다. 이를 위해서는 자단의 IED에 입력되는 샘플값의 샘플링속도의 검출이 선행되어야 한다.The above is summarized in two from the standpoint of differential protection relays for transmission line protection. One is that both IEDs know the sampling rate across the transmission line and each IED must have a maximum common divisor of these values. To this end, detection of the sampling rate of the sample value input to the IED of the rosewood must be preceded.

그리고, 다른 하나는 두 IED가 각각 비교 대상 신호에 대한 페이저를 계산하게 되므로, 이 두 IED가 페이저를 계산하는 시점을 동일하게 하여야 한다는 것이다. 이렇게 해야만 비교 대상이 되는 두 신호를 마치 한 IED가 처리하는 것과 같은 효과를 낼 수 있다.
The other is that the two IEDs calculate the pager for the signal to be compared, respectively, so that these two IEDs must calculate the same pager. This will have the same effect as one IED handling the two signals being compared.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, a phase angle difference compensation device of a process bus based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 5 is a view for explaining a phase angle difference compensation device of a process bus-based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치(100)는 통신부(110), 산출부(120), 판단부(130), 제어부(140), 위상각 보상부(150)를 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 5, the phase angle difference compensation device 100 of the differential protection relay IED based on the process bus includes a communication unit 110, a calculation unit 120, a determination unit 130, a control unit 140, and a phase angle. It is configured to include a compensation unit 150.

통신부(110)는 이더넷 망을 통해 상대단 IED의 통신부(110)와 통신한다. 이때, 통신부(110)는 자단 IED로 입력되는 전류 신호의 샘플값을 수신하고, 상대단 IED로 상대단 IED의 1주기당 샘플링 속도를 수신한다. 통신부(110)는 제어부(140)의 제어에 따라 산출부(120)에서 산출되는 1주기당 샘플링 속도를 상대단 IED에게로 전송한다.
The communication unit 110 communicates with the communication unit 110 of the other end IED through the Ethernet network. At this time, the communication unit 110 receives a sample value of the current signal input to the own terminal IED, and receives a sampling rate per cycle of the counterpart IED to the counterpart IED. The communication unit 110 transmits the sampling rate per cycle calculated by the calculator 120 to the counterpart IED under the control of the controller 140.

산출부(120)는 통신부(110)를 통해 수신된 전류 신호의 샘플값이 0 미만에서 0 이상으로 변하는 시점 간의 샘플값을 카운트한다. 산출부(120)는 일정주기 동안 동일한 방법으로 전류 신호의 샘플값을 카운트한다.The calculator 120 counts sample values between the time points at which the sample value of the current signal received through the communication unit 110 changes from less than zero to more than zero. The calculator 120 counts the sample value of the current signal in the same manner for a predetermined period.

산출부(120)는 자단 및 상대단 IED의 샘플링 속도의 최대공약수를 산출한다. 즉, 산출부(120)는 상대단 IED의 1주기당 샘플링 속도와 자단 IED의 1주기당 샘플링 속도의 최대공약수를 산출한다.The calculator 120 calculates the greatest common divisor of the sampling rates of the rosewood and the other end IED. That is, the calculator 120 calculates the greatest common divisor of the sampling rate per cycle of the counterpart IED and the sampling rate per cycle of the rosewood IED.

산출부(120)는 공통 샘플링 속도를 이용하여 공통 시간 간격을 산출한다. 즉, 산출부(120)는 신호 1주기에 해당하는 시간을 기산출한 공통 샘플링 속도로 나눈 값을 공통 시간 간격으로 산출한다.The calculator 120 calculates a common time interval using the common sampling rate. That is, the calculator 120 calculates a value obtained by dividing the time corresponding to one cycle of the signal by the common sampling rate, which is calculated in common time intervals.

산출부(120)는 차동보호계전을 위해 사용되는 신호의 페이저를 산출한다. 이때, 산출부(120)는 제어부(140)에서 발생하는 신호의 페이저를 산출한다.The calculator 120 calculates a pager of a signal used for the differential protection relay. In this case, the calculator 120 calculates a pager of the signal generated by the controller 140.

산출부(120)는 자단 IED 및 상대단 IED의 페이저들의 벡터 합의 페이저를 산출한다. 즉, 산출부(120)는 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 자단 IED의 페이저와 수신한 페이저의 벡터 합을 산출한다. 산출부(120)는 기산출한 벡터 합의 페이저를 산출한다. 이때, 산출부(120)는 변전소 양단의 IED의 전압/전류의 벡터값을 가진 GOOSE 메시지를 근거로 페이저를 산출한다.
The calculator 120 calculates a vector summation pager of pages of the rosewood IED and the opposite end IED. That is, the calculator 120 calculates a vector sum of the pager of the rosewood IED having the same address as the pager received from the opposite end IED and the received pager. The calculator 120 calculates the calculated vector summation pager. At this time, the calculator 120 calculates the pager based on the GOOSE message having the vector value of the voltage / current of the IED across the substation.

판단부(130)는 송전선로 양단의 두 IED에서의 공통 페이저 계산 시점의 일치 여부를 판단한다.The determination unit 130 determines whether or not the coincidence time of the common pager calculation in the two IEDs at both ends of the transmission line.

판단부(130)는 변전소 양단의 IED의 전압/전류의 벡터값을 가진 GOOSE 메시지를 근거로 송전선로의 고장 여부를 판단한다.
The determination unit 130 determines whether the transmission line has failed based on a GOOSE message having a vector value of the voltage / current of the IED across the substation.

제어부(140)는 산출부(120)에서 카운트한 카운트 값에 근거하여 샘플링 속도를 설정한다. 이때, 제어부(140)는 산출부(120)에서 카운트한 값이 연속해서 동일한 값으로 측정될 경우 그 값을 입력신호의 1주기당 샘플링 속도로 설정한다. 제어부(140)는 설정된 샘플링 속도를 1주기당 샘플링 속도를 송전선로 상대단 IED로 전송하도록 통신부(110)를 제어한다.The controller 140 sets the sampling rate based on the count value counted by the calculator 120. In this case, when the value counted by the calculator 120 continuously measures the same value, the controller 140 sets the value as the sampling rate per cycle of the input signal. The controller 140 controls the communication unit 110 to transmit the set sampling rate per cycle to the counterpart IED of the transmission line.

제어부(140)는 공통 샘플링 속도를 설정한다. 즉, 제어부(140)는 산출부(120)에서 산출한 상대단 IED의 1주기당 샘플링 속도와 자단 IED의 1주기당 샘플링속도의 최대공약수를 공통 샘플링 속도로 설정한다.The controller 140 sets a common sampling rate. That is, the controller 140 sets the common factor of the maximum common divisor of the sampling rate per cycle of the counterpart IED and the sampling rate per cycle of the rosewood IED calculated by the calculator 120.

제어부(140)는 산출부(120)에서 산출된 공통 시간 간격에 따라 이벤트를 발생한다. 즉, 제어부(140)는 산출부(120)에서 산출된 공통 시간 간격에 맞춰 인터럽트(interrupt)와 같은 이벤트를 발생시킨다. 이때, 제어부(140)는 이벤트 발생 시점을 공통 페이저 계산 시점으로 설정한다.The controller 140 generates an event at a common time interval calculated by the calculator 120. That is, the controller 140 generates an event such as an interrupt at a common time interval calculated by the calculator 120. In this case, the controller 140 sets an event occurrence time point to a common pager calculation time point.

제어부(140)는 송전선로 양단의 두 IED의 공통 페이저 계산시점을 동기화한다. 즉, 최초 동작 시에 상기의 공통 페이저 계산 시점은 송전선로 양단의 두 IED에서 서로 다를 수 있으므로, 제어부(140)는 공통 페이저 계산 시점을 일치시키기 위해서 공통 페이저 계산시점을 동기화한다.The controller 140 synchronizes a common pager calculation time point of two IEDs on both ends of the transmission line. That is, in the first operation, since the common pager calculation time point may be different in two IEDs on both ends of the transmission line, the controller 140 synchronizes the common pager calculation time point to match the common pager calculation time point.

제어부(140)는 1주기 동안의 각 공통 페이저 계산 시점에 대해 순차적인 어드레스를 설정한다. 이때, 제어부(140)는 공통 페이저 계산 시점 동기화 기능을 실행하여 공통 페이저 계산 시점을 일치시킨 후에는 1주기 동안의 각 공통 페이저 계산 시점에 대해 순차적인 어드레스를 설정한다.The controller 140 sets sequential addresses for each common pager calculation time point during one cycle. At this time, the controller 140 sets a sequential address for each common pager calculation time point for one cycle after executing the common pager calculation time synchronization function to match the common pager calculation time point.

제어부(140)는 상대단 IED도 같은 공통 페이저 계산 시점에 같은 페이저를 부여할 수 있도록 공통 페이저 계산 시점 어드레스를 동기화한다.The control unit 140 synchronizes the common pager calculation time point address so that the opposite IED can also be assigned the same pager at the same time of calculating the common pager.

제어부(140)는 공통 페이저 계산 시점 어드레스를 동기화한 후에 공통 페이저 계산 시점에 계산된 페이저에 어드레스를 부여한 후 상대단 IED로 전송한다.The controller 140 synchronizes the common pager calculation time point address, assigns an address to the pager calculated at the common pager calculation time point, and transmits the address to the counterpart IED.

제어부(140)는 산출부(120)에서 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 자단 IED 및 상대단 IED 간의 위상각 차롤 설정한다. 즉, 제어부(140)는 산출부(120)에서 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 송전선로 양단에서 비교용 신호에 대한 샘플링타이밍 차이에 의해 발생하는 계산상 위상각 차로 설정한다. 제어부(140)는 설정된 위상각 차를 보상하도록 위상각 보상부(150)를 제어한다.The control unit 140 sets the phase angle difference between the rosewood IED and the opposite end IED of the vector sum phaser phase angle calculated by the calculator 120. That is, the controller 140 sets the phase difference of the vector sum of the phaser calculated by the calculator 120 as the difference in phase angles calculated by the sampling timing difference with respect to the comparison signal at both ends of the transmission line. The controller 140 controls the phase angle compensator 150 to compensate the set phase angle difference.

제어부(140)는 위상각 보상부(150)에 의해 위상각 차의 보상이 완료되면 차동보호계전 기능 수행한다.
The controller 140 performs a differential protection relay function when the compensation of the phase angle difference is completed by the phase angle compensator 150.

위상각 보상부(150)는 위상각을 보상한다. 즉, 위상각 보상부(150)는 제어부(140)의 제어에 따라 페이저의 위상각에 상응하는 위상각 차를 보상한다. 이때, 위상각 보상부(150)는 차동보호계전 기능 수행 시상기 계산상 위상각 차만큼을 보상한다.
The phase angle compensator 150 compensates for the phase angle. That is, the phase angle compensator 150 compensates for the phase angle difference corresponding to the phase angle of the pager under the control of the controller 140. At this time, the phase angle compensation unit 150 compensates for the phase angle difference in the calculation when performing the differential protection relay function.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
Hereinafter, a method of compensating for a phase angle difference of a process bus based differential protection relay IED according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 6 is a flowchart illustrating a phase angle difference compensation method of a process bus based differential protection relay IED according to an exemplary embodiment of the present invention.

통신부(110)는 프로세스버스 인터페이스를 통해 자단에게 입력되는 전류 신호의 샘플값을 수신한다(S110). 이때, 산출부(120)는 통신부(110)를 통해 수신된 전류 신호의 샘플값이 0 미만에서 0 이상으로 변하는 시점 간의 샘플값을 카운트한다. 산출부(120)는 일정주기 동안 동일한 방법으로 전류 신호의 샘플값을 카운트한다.The communication unit 110 receives a sample value of the current signal input to the terminal through the process bus interface (S110). At this time, the calculation unit 120 counts the sample value between the time when the sample value of the current signal received through the communication unit 110 changes from less than zero to more than zero. The calculator 120 counts the sample value of the current signal in the same manner for a predetermined period.

제어부(140)는 산출부(120)에서 카운트한 카운트 값에 근거하여 샘플링 속도를 설정한다. 이때, 제어부(140)는 산출부(120)에서 카운트한 값이 연속해서 동일한 값으로 측정될 경우 그 값을 입력신호의 1주기당 샘플링 속도로 설정한다(S120).The controller 140 sets the sampling rate based on the count value counted by the calculator 120. In this case, when the value counted by the calculator 120 continuously measures the same value, the controller 140 sets the value as the sampling rate per cycle of the input signal (S120).

제어부(140)는 설정된 샘플링 속도를 1주기당 샘플링 속도를 송전선로 상대단 IED로 전송하도록 통신부(110)를 제어한다(S130). 그에 따라, 통신부(110)는 제어부(140)의 제어에 따라 산출부(120)에서 산출되는 1주기당 샘플링 속도를 상대단 IED에게로 전송한다.The controller 140 controls the communication unit 110 to transmit the set sampling rate per cycle to the counterpart IED of the power transmission line (S130). Accordingly, the communication unit 110 transmits the sampling rate per cycle calculated by the calculator 120 to the counterpart IED under the control of the controller 140.

산출부(120)는 자단 및 상대단 IED의 공통 샘플링 속도에 대한 최대공약수를 산출한다(S140). 이때, 산출부(120)는 상대단 IED의 1주기당 샘플링 속도와 자단 IED의 1주기당 샘플링속도의 최대공약수를 산출한다. 제어부(140)는 산출부(120)에서 산출한 상대단 IED의 1주기당 샘플링 속도와 자단 IED의 1주기당 샘플링속도의 최대공약수를 공통 샘플링 속도로 설정한다.The calculation unit 120 calculates the greatest common divisor of the common sampling rates of the rosewood and the other end IED (S140). At this time, the calculation unit 120 calculates the greatest common divisor of the sampling rate per cycle of the counterpart IED and the sampling rate per cycle of the rosewood IED. The controller 140 sets the common factor of the maximum common divisor of the sampling rate per cycle of the counterpart IED and the sampling rate per cycle of the rosewood IED calculated by the calculator 120.

다음으로, 산출부(120)는 제어부(140)에 의해 설정된 공통 샘플링 속도를 이용하여 공통 시간 간격을 산출한다(S150). 즉, 산출부(120)는 신호 1주기에 해당하는 시간을 제어부(140)에 의해 설정된 공통 샘플링 속도로 나눈 값을 공통 시간 간격으로 산출한다. 제어부(140)는 산출부(120)에서 산출된 공통 시간 간격에 맞춰 인터럽트(interrupt)와 같은 이벤트를 발생시키고, 이벤트 발생 시점을 공통 페이저 계산 시점으로 설정한다.Next, the calculator 120 calculates a common time interval by using the common sampling rate set by the controller 140 (S150). That is, the calculator 120 calculates a value obtained by dividing the time corresponding to one signal period by the common sampling rate set by the controller 140 at a common time interval. The controller 140 generates an event such as an interrupt at a common time interval calculated by the calculator 120, and sets an event occurrence time as a common pager calculation time.

송전선로 양단의 두 IED에서의 공통 페이저 계산 시점이 일치하는 경우(S160; YES), 산출부(120)는 차동보호계전을 위해 사용되는 신호의 페이저를 산출한다(S170).If the common pager calculation time points in the two IEDs on both ends of the transmission line coincide (S160; YES), the calculation unit 120 calculates the pager of the signal used for the differential protection relay (S170).

이때, 송전선로 양단의 두 IED에서의 공통 페이저 계산 시점이 일치하지 않는 경우, 제어부(140)는 공통 페이저 계산 시점을 일치시키기 위해서 공통 페이저 계산시점을 동기화한다(S180).In this case, when the common pager calculation time points of the two IEDs on both ends of the transmission line do not coincide, the controller 140 synchronizes the common pager calculation time points to match the common pager calculation time points (S180).

제어부(140)는 1주기 동안의 각 공통 페이저 계산 시점에 대해 순차적인 어드레스를 설정한 후에 상대단 IED로 전송한다(S190). 제어부(140)는 공통 페이저 계산 시점 동기화 기능을 실행하여 공통 페이저 계산 시점을 일치시킨 후에는 1주기 동안의 각 공통 페이저 계산 시점에 대해 순차적인 어드레스를 설정한다. 제어부(140)는 상대단 IED도 같은 공통 페이저 계산 시점에 같은 페이저를 부여할 수 있도록 공통 페이저 계산 시점 어드레스 동기화 기능을 실행한다. 통신부(110)는 공통 페이저 계산 시점 어드레스의 동기화까지 완료된 후에는 공통 페이저 계산 시점에 계산된 페이저에 어드레스를 부여한 후 상대단 IED로 전송한다.The controller 140 sets a sequential address for each common pager calculation time point during one cycle and transmits the address to the counterpart IED (S190). After executing the common pager calculation time synchronization function to match the common pager calculation time points, the controller 140 sets a sequential address for each common pager calculation time point for one cycle. The controller 140 executes the common pager calculation time point address synchronization function so that the other end IED can also assign the same pager at the same time of calculating the common pager. After the synchronization of the common pager calculation time point is completed, the communication unit 110 assigns an address to the pager calculated at the common pager calculation time point and transmits the address to the counterpart IED.

판단부(130)는 통신부(110)를 통해 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 자단 IED로부터 수신한 페이저의 어드레스 일치 여부를 판단한다. 이때, 판단부(130)에서 상대단 IED 및 자단 IED에서 수신된 페이저들의 어드레스가 일치하는 것으로 판단하면(S200; YES), 산출부(120)는 자단 IED 및 상대단 IED의 페이저들의 벡터 합의 페이저를 산출한다(S210). 산출부(120)는 기산출한 벡터 합의 페이저를 산출한다. 이때, 산출부(120)는 변전소 양단의 IED의 전압/전류의 벡터값을 가진 GOOSE 메시지를 근거로 페이저를 산출한다. 제어부(140)는 산출부(120)에서 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 자단 IED 및 상대단 IED 간의 위상각 차롤 설정한다. 즉, 제어부(140)는 산출부(120)에서 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 송전선로 양단에서 비교용 신호에 대한 샘플링타이밍 차이에 의해 발생하는 계산상 위상각 차로 설정한다.The determination unit 130 determines whether the address of the pager received from the counterpart IED and the pager received from the self-end IED through the communication unit 110. At this time, when the determination unit 130 determines that the addresses of the pagers received from the opposite end IED and the rosette IED match (S200; YES), the calculation unit 120 performs vector consensus pagers of the pagers of the rosewood IED and the opposite end IED. To calculate (S210). The calculator 120 calculates the calculated vector summation pager. At this time, the calculator 120 calculates the pager based on the GOOSE message having the vector value of the voltage / current of the IED across the substation. The control unit 140 sets the phase angle difference between the rosewood IED and the opposite end IED of the vector sum phaser phase angle calculated by the calculator 120. That is, the controller 140 sets the phase difference of the vector sum of the phaser calculated by the calculator 120 as the difference in phase angles calculated by the sampling timing difference with respect to the comparison signal at both ends of the transmission line.

설정된 위상각 차(즉, 페이저 위상각)가 '0'이 아니면(S220; NO), 제어부(140)는 설정된 위상각 차를 보상하도록 위상각 보상부(150)를 제어한다(S230). 그에 따라, 위상각 보상부(150)는 위상각 차를 보상한다. If the set phase angle difference (ie, pager phase angle) is not '0' (S220; NO), the controller 140 controls the phase angle compensator 150 to compensate the set phase angle difference (S230). Accordingly, the phase angle compensator 150 compensates for the phase angle difference.

위상각 보상부(150)에 의해 위상각 차의 보상이 완료되면. 제어부(140)는 차동보호계전 기능 수행한다(S240).
When the compensation of the phase angle difference is completed by the phase angle compensation unit 150. The controller 140 performs a differential protection relay function (S240).

상술한 바와 같이, 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치(100) 및 방법은 송전선로의 양단에서 측정된 샘플링 속도를 근거로 공통 페이저 계산시점을 설정하고, 공통 페이저 계산시점에서 송전선로의 양단에 설치된 IED에서 발생한 신호에 동일한 어드레스를 설정하여 동기화하고, 자단 IED에서 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 페이저를 벡터 합하여 페이저를 산출하고, 산출한 페이저의 위상각을 송전선로의 양단의 위상각 차로 간주하여 보상을 수행함으로써, 송전선로의 양단에 서로 다른 제작사에서 제작한 머징유닛 또는 스마트 계기용 변류기, 계기용 변압기를 적용할 수 있는 효과가 있다.As described above, the phase angle difference compensation device 100 and the method of the differential protection relay IED based on the process bus set a common pager calculation time point based on the sampling rates measured at both ends of the transmission line, and at the common pager calculation time point. Set the same address to the signals generated from the IEDs installed at both ends of the transmission line, synchronize them, calculate the pager by vector-suming the pagers having the same address as the pager received from the other end IED at the rosette IED, and calculate the phase angle of the calculated pager. By performing compensation by considering the phase angle difference between the two ends of the transmission line, there is an effect that can be applied to the merging unit or smart instrument current transformer, instrument transformer manufactured by different manufacturers at both ends of the transmission line.

또한, 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치(100) 및 방법은 송전선로의 양단에서 측정된 샘플링 속도를 근거로 공통 페이저 계산시점을 설정하고, 공통 페이저 계산시점에서 송전선로의 양단에 설치된 IED에서 발생한 신호에 동일한 어드레스를 설정하여 동기화하고, 자단 IED에서 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 페이저를 벡터 합하여 페이저를 산출하고, 산출한 페이저의 위상각을 송전선로의 양단의 위상각 차로 간주하여 보상을 수행함으로써, 송전선로 운영 중 머징유닛이나 계기용 변류기, 계기용 변압기의 교체 작업이 필요할 시 별도의 설정이 필요하지 않아 실시간 대응이 가능하다.
In addition, the phase angle difference compensation device 100 and the method of the differential protection relay IED based on the process bus set the common phase calculation time point based on the sampling rate measured at both ends of the transmission line, and the common phase calculation time point of the transmission line Set the same address to the signals generated from the IEDs installed at both ends and synchronize, calculate the pager by vector-suming the pager having the same address as the pager received from the other end IED at the terminal IED, and calculate the phase angle of the calculated pager in the transmission line. Compensation is performed by considering the phase angle difference at both ends. When the operation of the merging unit, current transformer, and instrument transformer is required during transmission line operation, no additional setting is required, so real-time response is possible.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.

10: 변전소 1 20: 변전소 2
30: 송전선로 40: IED 1
50: IED 2 60: 통신선로
100: 위상각 차 보상장치 110: 통신부
120: 산출부 130: 판단부
140: 제어부 150: 위상각 보상부10: substation 1 20: substation 2
30: Transmission line 40: IED 1
50: IED 2 60: Communication line
100: phase angle difference compensation device 110: communication unit
120: calculating unit 130: determination unit
140: control unit 150: phase angle compensation unit

Claims (15)

송전선로의 양단에서 측정된 샘플링 속도를 근거로 공통 페이저 계산 시점을 설정하는 단계;
상기 설정된 공통 페이저 계산 시점에서 송전선로의 양단에 설치된 IED에서 발생한 신호에 동일한 어드레스를 설정하여 동기화하는 단계;
자단 IED에서 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 페이저를 벡터 합하여 페이저를 산출하는 단계; 및
상기 산출한 페이저의 위상각을 송전선로의 양단의 위상각 차로 간주하여 보상을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법.Setting a common pager calculation time point based on a sampling rate measured at both ends of a transmission line;
Synchronizing by setting an identical address to a signal generated in an IED installed at both ends of a transmission line at the set common pager calculation time point;
Calculating a pager by vector-suming a pager having the same address as the pager received from the other party's IED in the terminal IED; And
Compensating for the phase angle difference of the differential protection relay IED based on the process bus, comprising the step of performing the compensation by considering the phase angle of the calculated phaser as the phase angle difference between both ends of the transmission line. 청구항 1에 있어서,
상기 공통 페이저 계산시점을 설정하는 단계는,
송전선로 양단의 IED는 프로세스 버스 인터페이스를 통해 자신에게 입력되는 전류 신호의 샘플값을 카운트하는 단계; 및
상기 카운트하는 단계에서의 카운트 값을 이용하여 공통 페이저 계산 시점을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법.The method according to claim 1,
Setting the common pager calculation time point,
Counting the sample value of the current signal inputted thereto via the process bus interface; And
Comprising the step of setting the common phase calculation time point using the count value in the counting step comprising the phase angle difference compensation method of the differential protection relay IED based on the process bus. 청구항 2에 있어서,
상기 샘플값을 카운트하는 단계에서는,
통신부를 통해 수신된 전류 신호의 샘플값이 0 미만에서 0 이상으로 변하는 시점 간의 샘플값을 카운트하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법.The method according to claim 2,
In the step of counting the sample value,
Compensating the phase angle difference of the differential protection relay IED based on the process bus, characterized in that the sample value between the time when the sample value of the current signal received through the communication unit changes from less than zero to more than zero. 청구항 2에 있어서,
상기 공통 페이저 계산 시점을 설정하는 단계는,
상기 샘플값을 카운트하는 단계에서 설정주기 동안 동일한 방법으로 카운트한 카운트 값이 연속해서 동일한 값으로 측정될 경우 상기 카운트 값을 신호의 1주기당 샘플링 속도로 설정하는 단계;
상기 설정하는 단계에서 설정된 상기 샘플링 속도를 상대단 IED로 전송하는 단계;
상기 상대단 IED로부터 수신되는 샘플링 속도와 자단 IED의 샘플링 속도의 최대공약수를 공통 샘플링 속도로 설정하는 단계;
신호 1주기에 해당하는 시간을 상기 설정된 공통 샘플링 속도로 나눈 값을 공통 시간 간격으로 설정하는 단계; 및
상기 설정된 공통 시간 간격으로 발생하는 이벤트의 발생 시점을 공통 페이저 계산 시점으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법.The method according to claim 2,
The setting of the common pager calculation time point may include:
Setting the count value to a sampling rate per cycle of the signal when the count value counted in the same manner during the set period in the counting of the sample value is measured with the same value continuously;
Transmitting the sampling rate set in the setting step to a counterpart IED;
Setting a common factor between a sampling rate received from the opposite end IED and a sampling rate of the own end IED as a common sampling rate;
Setting a value obtained by dividing a time corresponding to one signal period by the set common sampling rate at a common time interval; And
Comprising the step of setting the occurrence time of the event occurring in the set common time interval to the common pager calculation time phase compensation method of the differential protection relay based on the IED. 청구항 1에 있어서,
상기 동기화하는 단계는,
상대단 IED와 자단 IED의 공통 페이저 계산 시점을 동기화하는 단계; 및
각 공통 페이저 계산 시점에 순차적으로 어드레스를 부여하여 상기 상대단 IED로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법.The method according to claim 1,
Synchronizing is,
Synchronizing the common pager calculation time points of the other end IED and the other end IED; And
And sequentially addressing each common pager calculation point and transmitting the address to the counterpart IED. 청구항 1에 있어서,
상기 페이저를 산출하는 단계는,
상기 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 자단 IED의 페이저의 벡터 합을 산출하는 단계; 및
상기 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 송전선로 양단에서 비교용 신호에 대한 위상각 차로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상방법.The method according to claim 1,
Computing the pager,
Calculating a vector sum of the pagers of the rosewood IED having the same address as the pager received from the opposite IED; And
Comprising a step of setting the calculated phase difference phase of the vector sum of phase difference with respect to the comparison signal across the transmission line, the phase angle difference compensation method of the differential protection relay IED based on the process bus. 상대단 IED와 데이터를 송수신하는 통신부;
상기 통신부를 통해 수신되는 전류 신호를 근거로 샘플값을 카운트하고, 상기 상대단 IED 및 자단 IED의 샘플링 속도 최대공약수, 공통시간 간격, 페이저의 벡터 합을 산출하는 산출부; 및
상기 산출부에서 샘플값의 카운트 값을 근거로 샘플링 속도를 설정하고, 상기 산출부에서 산출한 샘플링 속도의 최대공약수를 공통 샘플링 속도로 설정하고, 상기 공통시간 간격에 따라 발생하는 이벤트의 발생시점을 공통 페이저 계신 시점을 설정하고, 상기 산출부에서 산출한 벡터 합의 페이저 위상각을 송전선로 양단에서의 비교용 신호에 대한 위상각 차로 설정하고, 상기 설정된 위상각 차를 보상하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.Communication unit for transmitting and receiving data with the other end IED;
A calculation unit for counting a sample value based on a current signal received through the communication unit, and calculating a vector common factor of the sampling rate, common time interval, and pager of the counterpart IED and the self-end IED; And
The calculation unit sets the sampling rate based on the count value of the sample value, sets the maximum common divisor of the sampling rate calculated by the calculation unit as the common sampling rate, and sets an occurrence time point of the event generated according to the common time interval. And a controller configured to set a common phaser outgoing time point, set a vector sum phaser phase angle calculated by the calculator as a phase angle difference with respect to a comparison signal at both ends of a transmission line, and compensate for the set phase angle difference. Phase angle difference compensation device of a process bus-based differential protection relay IED, characterized in that. 청구항 7에 있어서,
상기 산출부는,
상기 통신부를 통해 수신된 전류 신호의 샘플값이 0 미만에서 0 이상으로 변하는 시점 간의 샘플값을 카운트하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
The calculating unit calculates,
Compensating the phase angle difference of the differential protection relay IED based on the process bus, characterized in that for counting the sample value between the time when the sample value of the current signal received through the communication unit changes from less than zero to more than zero. 청구항 7에 있어서,
상기 산출부는,
신호 1주기에 해당하는 시간을 상기 제어부에 의해 설정된 공통 샘플링 속도로 나눈 값을 공통 시간 간격으로 산출하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
The calculating unit calculates,
Compensation apparatus for a phase angle difference of a process bus-based differential protection relay IED comprising calculating a value obtained by dividing a time corresponding to one signal period by a common sampling rate set by the controller at a common time interval. 청구항 7에 있어서,
상기 산출부는,
상기 상대단 IED로부터 수신한 페이저와 동일한 어드레스를 갖는 자단 IED의 페이저와 수신한 페이저의 벡터 합을 산출하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
The calculating unit calculates,
Compensating the phase angle difference of the differential protection relay IED based on the process bus, characterized in that for calculating the sum of the vector of the pager and the received pager of the terminal IED having the same address as the pager received from the counterpart IED. 청구항 7에 있어서,
상기 제어부는,
상기 산출부에서 샘플값을 카운트한 값이 연속해서 동일한 값으로 측정되면 상기 동일한 값을 입력신호의 1주기당 샘플링 속도로 설정하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
The control unit,
Compensation of the phase angle difference of the differential protection relay IED based on the process bus, characterized in that the same value is set at a sampling rate per cycle of the input signal when the value obtained by counting the sample value in the calculator is continuously measured at the same value. Device. 청구항 7에 있어서,
상기 제어부는,
상기 상대단 IED 및 자단 IED의 공통 페이저 계산시점 및 어드레스를 동기화하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
The control unit,
Compensating the phase angle difference of the process bus-based differential protection relay IED characterized in that the synchronization of the common pager time and address of the counterpart IED and the self-end IED. 청구항 7에 있어서,
상기 제어부는,
상기 상대단 IED 및 자단 IED의 공통 페이저 계산 시점을 동기화한 후에 1주기 동안의 각 공통 페이저 계산 시점에 대해 순차적인 어드레스를 설정하여 상기 상대단 IED로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
The control unit,
After synchronizing the common pager calculation time points of the counterpart IED and the rosette IED, a sequential address is set for each common pager calculation time point for one cycle and controlled to be transmitted to the counterpart IED. Phase angle difference compensation device of differential protection relay IED. 청구항 7에 있어서,
상기 상대단 IED 및 상기 자단 IED의 공통 페이저 계산 시점의 일치 여부와, 상기 상대단 IED 및 상기 자단 IED의 페이저 어드레스 일치 여부를 판단하는 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
And a determination unit determining whether the counterpart IED and the rosette IED coincide with the common pager calculation time point, and whether the counterpart IED and the rosette IED coincide with the pager address. Phase angle difference compensation device of IED. 청구항 7에 있어서,
상기 제어부의 제어에 따라 송전선로 양단에서의 비교용 신호에 대한 위상각 차를 보상하는 위상각 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 버스 기반의 차동보호계전 IED의 위상각 차 보상장치.The method according to claim 7,
And a phase angle compensator for compensating a phase angle difference with respect to a comparison signal at both ends of a transmission line under control of the control unit.
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