KR101345508B1 - 디지털 보호 계전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 보호 계전기에 관한 것으로서, 통신보드를 장착/탈착할 수 있도록 여분의 슬롯을 구비하고 해당 슬롯에 별도의 통신보드가 장착되었는지의 여부에 따라 원방 감시반 등 외부 장치와의 통신경로를 적절하게 선택한다. 특히, 주처리 보드에 저속의 통신모듈을 내장한 상태로 구성하여 기본적인 통신에 사용하고 이더넷 등 고속의 통신이 필요한 경우에만 해당 통신보드를 슬롯에 장착하면 된다. 이에 따라 디지털 보호 계전기의 통신방법을 다양화 할 수 있고, 관리자는 디지털 보호 계전기를 그 용도와 필요에 따라 적절한 방법으로 원방 감시반 등 외부 장치와 연결할 수 있게 된다.

Description

디지털 보호 계전기{ Digital Protective Relay }
본 발명은 디지털 보호 계전기에 관한 것으로서, 특히 통신보드를 장착/탈착할 수 있도록 여분의 슬롯을 구비한 디지털 보호 계전기가 해당 슬롯에 별도의 통신보드가 장착되었는지의 여부에 따라 원방 감시반 등 외부 장치와의 통신경로를 적절하게 선택할 수 있도록 한다.
디지털 보호 계전기는 발전(發電)이나 송배전 등 전력계통에 설치되어 전력계통의 상태를 감시하고 보호하는 장치로서, 전력계통에 이상이 발생하면 차단기를 동작시켜 전력계통과 부하 기기 사이의 회로를 차단하는 등의 역할을 수행함으로써 전력계통과 부하 기기를 보호한다.
디지털 보호 계전기는 전기량과 고장정보 등 각종 데이터들을 원방 감시반에 송신하기 위해 외부 장치와의 통신이 필요하며, 일반적으로 RS-232나 RS-485 등 범용의 직렬통신을 수행할 수 있는 통신모듈이 설치되고 있다.
또한 통신할 데이터의 크기가 커지고 고장정보와 같이 중요도가 높은 데이터의 빠른 응답이 필요하게 됨에 따라 고속의 통신 매체를 통한 대용량의 데이터 처리도 요구되고 있다.
한편, 종래 디지털 보호 계전기의 통신 구조에 관한 한 가지 유형은 통신속도에 관계없이 항상 별도의 통신보드를 장착하여 사용하는 것인데, 항상 전용의 통신보드를 장착해야 하기 때문에 고속 통신이 필요없는 경우에는 불필요한 비용을 발생시킬 수 있다.
종래 디지털 보호 계전기의 통신 구조에 관한 또 다른 유형은 소정의 통신모듈이 일체화된 주처리 보드를 사용하는 것인데, 이 경우 주처리 보드에 내장된 통신모듈과 상이한 속도나 통신방식의 통신을 위해서는 주처리 보드 자체를 교체해야 하는 문제점이 발생한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 통신보드를 장착/탈착할 수 있도록 여분의 슬롯을 구비하고, 해당 슬롯에 통신보드가 장착되었는지의 여부에 따라 적절한 통신경로를 선택하여 외부 장치와 통신할 수 있는 디지털 보호 계전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기는 통신보드를 장착/탈착할 수 있는 하나 이상의 슬롯을 구비하며, 소정의 통신속도로 외부 장치와 통신할 수 있는 기본 통신모듈; 상기 슬롯에 외부 장치와 통신할 수 있는 통신보드가 장착되었는지의 여부를 감지하는 통신보드 감지부; 및 상기 통신보드 감지부의 감지 결과에 따라 외부 장치와 통신할 디폴트 통신경로를 설정하는 통신경로 설정부를 포함하여 구성된다.
상기 통신경로 설정부는 상기 슬롯에 장착되어 있는 통신보드가 감지된 경우에는 무조건 해당 통신보드를 디폴트 통신경로로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 통신경로 설정부는 상기 슬롯에 장착되어 있는 통신보드가 감지된 경우 해당 통신보드와 상기 기본 통신모듈 중 통신속도가 빠른 것을 디폴트 통신경로로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 기본 통신모듈은 중앙처리장치(CPU)를 구비하여 상기 디지털 보호 계전기의 총괄적인 제어를 담당하는 주처리 보드에 일체형으로 구성될 수 있다.
이때 상기 통신보드 감지부와 상기 통신경로 설정부의 역할은 상기 주처리 보드의 중앙처리장치(CPU)가 수행할 수 있으며, 상기 중앙처리장치는 외부 장치와 통신할 때 디폴트 통신경로를 통해 우선적으로 통신한다.
본 발명에 따르면, 디지털 보호 계전기는 슬롯에 통신보드가 장착되었는지의 여부에 따라 적절한 통신경로를 스스로 선택한다.
특히, 주처리 보드에 저속의 통신모듈을 내장한 상태로 구성하여 기본적인 통신에 사용할 수 있으며, 만일 이더넷 등 고속의 통신이 필요한 경우에는 해당 통신보드를 슬롯에 장착하면 된다. 그러므로 불필요하게 항상 고속의 통신보드를 장착해 놓아야 하는 비용 낭비를 막을 수 있고, 고속 통신이 필요하게 되었더라도 주처리 보드 자체를 교체할 필요가 없다.
디지털 보호 계전기의 통신방법을 다양화 할 수 있고, 관리자는 디지털 보호 계전기를 그 용도와 필요에 따라 적절한 방법으로 원방 감시반 등 외부 장치와 연결할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기의 일 실시예,
도 2와 도 3은 디폴트 통신경로를 설정하는 방법과 관련된 각 실시예,
도 4는 디지털 보호 계전기에 관한 구체적인 예,
도 5는 원방 감시반과 선로 이중화 상태로 연결되는 예,
도 6은 통신보드의 장착/탈착 상태에 따른 디지털 보호 계전기의 외관에 관한 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기(10)는 통신보드(18)를 장착/탈착할 수 있는 하나 이상의 슬롯(11)을 구비하며, 기본 통신모듈(12), 통신보드 감지부(13), 통신경로 설정부(14)를 포함하여 이루어진다.
본 발명이 적용되는 디지털 보호 계전기(10)의 종류와 형태, 기능 등은 다양하게 구성될 수 있다.
디지털 보호 계전기(10)는 통신보드(18)를 장착/탈착할 수 있는 슬롯만을 별도로 구비할 수도 있고, 통신보드(18) 이외에 디지털 보호 계전기(10)의 각 기능을 수행하기 위한 여러 기능보드, 예컨데 주처리 보드, 파워 보드, 디지털 입출력 보드 등을 장착/탈착할 수 있는 슬롯을 구비할 수도 있다.
기본 통신모듈(12)은 디지털 보호 계전기(10)가 소정의 통신속도로 원방 감시반 등의 외부 장치와 통신할 수 있도록 한다.
이를 위하여 기본 통신모듈(12)은 통신선로와의 물리적인 연결을 위한 통신포트와, 통신포트에 연결된 외부 장치와 소정의 통신 프로토콜을 이용하여 통신하기 위한 통신 콘트롤러 등을 포함하여 이루어진다.
통신보드 감지부(13)는 슬롯(11)에 외부 장치와 통신할 수 있는 통신보드(18)가 장착되었는지의 여부를 감지하는 역할을 수행한다.
통신경로 설정부(14)는 통신보드 감지부(13)의 감지 결과에 따라 외부 장치와 통신할 디폴트 통신경로를 설정한다.
디폴트 통신경로란 디지털 보호 계전기(10)가 외부 장치와 통신할 때 우선적으로 이용하게 될 통신경로를 말하는 것으로서, 기본 통신모듈(12)과 슬롯(11)에 장착된 통신보드(18) 중 어느 하나이다.
통신경로 설정부(14)가 통신보드(18)의 장착 여부에 따라 디폴트 통신경로를 설정하는 방법은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
도 2를 참조하자면, 통신경로 설정부(14)는 통신보드 감지부(13)가 슬롯(11)에 장착되어 있는 통신보드(18)를 감지한 경우(S21), 무조건 해당 통신보드(18)를 디폴트 통신경로로 설정한다(S22).
그러나 통신경로 설정부(14)는 통신보드 감지부(13)가 슬롯(11)에 장착되어 있는 통신보드(18)를 감지하지 못한 경우에는 기본 통신모듈(12)을 디폴트 통신경로로 설정한다(S23).
도 3을 참조하자면, 통신경로 설정부(14)는 통신보드 감지부(13)가 슬롯(11)에 장착되어 있는 통신보드(18)를 감지한 경우(S31), 통신보드(18)와 기본 통신모듈(12)의 통신속도를 비교하고, 통신보드(18)의 통신속도가 기본 통신모듈(12)의 통신속도를 초과하면(S32), 통신보드(18)를 디폴트 통신경로로 설정한다(S33).
그러나 통신경로 설정부(14)는 통신보드 감지부(13)가 슬롯(11)에 장착되어 있는 통신보드(18)를 감지하지 못하였거나, 또는 통신보드(18)의 통신속도가 기본 통신모듈(12)의 통신속도 이하이면 기본 통신모듈(12)을 디폴트 통신경로로 설정한다(S34).
이와 같이 통신보드(18)가 슬롯(11)에 장착되었는지의 여부에 따라 디지털 보호 계전기(10)가 외부 장치와 통신할 통신경로가 스스로 결정된다.
도 4는 각 기능보드를 슬롯(11-1~11-n)에 장착하도록 구성되는 디지털 보호 계전기(10)의 예를 도시한 것으로서, 주처리 보드(41)와 각 기능보드(42,43)들은 슬롯에 장착/탈착 될 수 있다.
주처리 보드(41)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit,41-1)를 구비하여 디지털 보호 계전기(10)의 총괄적인 제어를 담당하며, 디지털 보호 계전기(10)의 동작을 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하는 롬(ROM, Read Only Memory,41-2), 동작 중 데이터를 일시 저장하는 램(RAM: Random Access Memory,41-3) 등을 포함하여 이루어진다.
주처리 보드(41)는 디지털 보호 계전기(10)의 동작이 시작되면 롬(41-2)에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램에 따라 동작한다.
통신보드 감지부(13)와 통신경로 설정부(14)의 역할은 주처리 보드(41)의 중앙처리장치(41-1)가 롬(41-2)에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 수행할 수 있으며, 중앙처리장치(41-1)는 외부 장치와 통신할 때 디폴트 통신경로를 통해 우선적으로 통신한다.
즉, 중앙처리장치(41-1)는 디지털 보호 계전기(10)의 전원이 오프 상태에서 온 상태로 되었을 때와 같이 통신보드의 장착 여부를 확인할 필요가 있을 때 슬롯에 통신보드가 장착되어 있는지의 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 디폴트 통신결로를 설정한다.
그리고 디폴트 통신경로가 기본 통신모듈(12)로 설정된 경우에는 기본 통신모듈(12)을 통해 외부 장치와 통신하고, 디폴트 통신경로가 슬롯에 장착된 통신보드로 설정된 경우에는 해당 통신보드를 통해 외부 장치와 통신한다.
기본 통신모듈(12)은 주처리 보드(41)에 일체형으로 내장된 형태로 구성될 수 있다.
각 슬롯에 장착되어 사용되는 기능보드는 디지털 보호 계전기(10)가 수행하는 역할에 따라 다양하게 존재할 수 있다.
예를 들자면 전력계통으로부터 전류를 검출하는 역할을 수행하는 변류기(CT: Current Transformer)나 전력계통으로부터 전압을 검출하는 역할을 수행하는 변위기(PT: Potential Transformer) 등으로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 주처리 보드(41)로 전달하는 아날로그 보드, 센서 등으로부터 디지털 신호를 입력받아 주처리 보드(41)로 전달하거나 전력계통을 차단하기 위한 차단기 구동 신호(TRIP 신호)와 같은 디지털 신호를 출력하기 위한 디지털 입출력 보드 등을 들 수 있다.
한편, 디지털 보호 계전기(10)가 선로 이중화 기능을 구비한다면, 기본 통신모듈이나 통신보드는 2개의 통신포트를 구비하도록 구성된다.
도 5를 참조하자면, 디지털 보호 계전기(10)는 제1 통신선로와 제2 통신선로를 통해 원방 감시반(17)과 연결될 수 있다.
디지털 보호 계전기(10)에는 2개의 통신포트(51,52)가 구비되며, 제1 통신포트(51)는 제1 통신선로를 통해 원방 감시반(17)과 연결되고, 제2 통신포트(52)는 제2 통신선로를 통해 원방 감시반(17)과 연결된다.
도 6은 각 기능보드가 장착된 디지털 보호 계전기의 외관에 관한 예이다.
도 6a에는 기본 통신모듈(12)이 일체형으로 내장되어 있는 주처리 보드(41)와 그외 여러 기능보드들(42,43)이 장착되어 있다.
주처리 보드(41)에는 기본 통신모듈(12)이 갖고 있는 2개의 통신포트(51-1,52-1)가 통신선로를 연결할 수 있도록 마련되어 있고, 두 번째 슬롯은 통신보드가 장착되지 않아 비어 있다.
이때 각 슬롯은 특정 기능보드만이 장착되도록 구성될 수도 있고, 각 기능보드를 임의의 슬롯에 장착할 수 있도록 구성될 수도 있다.
도 6a를 도 5에 도시된 예에 대응시키면, 주처리 보드(41)의 제1 통신포트(51-1)에 제1 통신선로가 연결되고, 제2 통신포트(52-1)에 제2 통신선로가 연결되어 각각 원방 감시반(17)과 연결된다.
도 6b에는 두 번째 슬롯에 통신보드(18)가 장착되어 있으며, 통신보드(18)에는 2개의 통신포트(51-2,52-2)가 통신선로를 연결할 수 있도록 마련되어 있다.
통신보드(18)는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것임은 물론이다.
통신보드(18)가 디폴트 통신경로로 설정되었다면, 도 5에 도시된 예에서 통신보드(18)의 제1 통신포트(51-2)에 제1 통신선로가 연결되고, 제2 통신포트(52-2)에 제2 통신선로가 연결되어 각각 원방 감시반(17)과 연결된다.
이때, 필요에 따라 기본 통신모듈(12)의 통신 기능은 비활성화(Disable) 상태로 설정될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기(10)는 기본 통신방식을 위한 일체형 통신 구조를 가질 수 있고, 또 다른 통신방식을 위한 별도의 통신보드를 장착할 수 있는 구조를 가진다.
이에 따라 관리자는 원방 감시반 등 외부 장치와의 통신을 위한 통신매체를 적절하게 선택할 수 있다.
다양한 통신방식의 구성이 가능하기 때문에 외부 장치와의 사이에서 요구되는 통신환경에 유연하게 대처할 수 있게 된다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
10: 디지털 보호 계전기 11,11-1~11-n: 슬롯
12: 기본 통신모듈 13: 통신보드 감지부
14: 통신경로 설정부 17: 원방 감시반
41: 주처리 보드 41-1: 중앙처리장치(CPU)
41-2: 롬(ROM) 41-3: 램(RAM)
42,43: 기능보드
51,52,51-1,51-2,52-1,52-2: 통신포트

Claims (5)

  1. 전력계통의 보호를 위해 사용되고, 통신보드를 장착/탈착할 수 있는 하나 이상의 슬롯을 구비하는 디지털 보호 계전기에 있어서,
    소정의 통신속도로 외부 장치와 통신할 수 있는 기본 통신모듈;
    상기 슬롯에 외부 장치와 통신할 수 있는 통신보드가 장착되었는지의 여부를 감지하는 통신보드 감지부; 및
    상기 통신보드 감지부의 감지 결과에 따라 외부 장치와 통신할 디폴트 통신경로를 설정하는 통신경로 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신경로 설정부는 상기 슬롯에 장착되어 있는 통신보드가 감지된 경우에는 무조건 해당 통신보드를 디폴트 통신경로로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신경로 설정부는 상기 슬롯에 장착되어 있는 통신보드가 감지된 경우 해당 통신보드와 상기 기본 통신모듈 중 통신속도가 빠른 것을 디폴트 통신경로로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기본 통신모듈은 중앙처리장치(CPU)를 구비하여 상기 디지털 보호 계전기의 총괄적인 제어를 담당하는 주처리 보드에 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 통신보드 감지부와 상기 통신경로 설정부의 역할은 상기 주처리 보드의 중앙처리장치(CPU)가 수행하고,
    상기 중앙처리장치는 외부 장치와 통신할 때 디폴트 통신경로를 통해 우선적으로 통신하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기.
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