KR101372129B1 - 보호계전기의 저전압 보호 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

보호계전기의 저전압 보호 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보호계전기에서 저전압 보호 기능(UVR)에서 UVR 동작 조건에 대한 다양한 파라미터를 사용자가 설정 가능하도록 하여 UVR 동작시에 예외적인 상황에서의 의도하지 않은 동작을 방지하도록 한 보호계전기의 저전압 보호 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 검출한 선로의 전압이 정상 전압에서 설정된 동작치 이하로 하강되고 그 전압이 설정된 동작시간을 초과하면 선로차단기를 개방(open)시키는 단계와, 상기 검출한 전압이 동작치 이하로 계속 감소되어 설정된 데드전압 이하로 하강되면 UVLOCK을 위한 동작시간을 카운트하는 단계와, 상기 카운트한 시간이 설정된 UVLOCK 동작시간을 초과하면, UVLOCK 동작을 수행하여 선로차단기로 개방신호의 출력을 중지하는 단계, 및 상기 UVLOCK 동작을 수행 중 자동 리셋 기능과 리셋 시간이 설정되어 있을 경우 UVLOCK 동작시간을 카운트하여 해당 리셋 시간이 되면 자동으로 선로차단기를 복귀(close)시키는 단계를 포함한다.

Description

보호계전기의 저전압 보호 장치 및 그 제어 방법{DEVICE FOR PROTECTING UNDER VOLTAGE OF DIGITAL PROTECTION RELAY AND CONTROL METHOD THEREFOR}
본 발명은 보호계전기에 관한 것으로, 특히 보호계전기에서 저전압 보호 기능의 설정과 그 제어 방법에 관한 것이다.
디지털 보호계전기(Digital Protection Relay)는 과전류, 단락사고, 지락사고 등 선로의 각종 사고로부터 계통을 보호하기 위하여 16Bit 마이크로프로세서를 사용하여 기존의 유도형 또는 정지형 보호계전기에서는 구현할 수 없었던 고기능의 보호 알고리즘을 구현한 기기이다. 또한, 상기 디지털 보호계전기는 자기진단기능, 오동작 기록 기능, SOE(Sequence of Event) 기능 등 다양한 부가기능을 가지고 있어 사고분석을 용이하게 하며 뛰어난 신뢰성을 제공한다.
이와 같은 디지털 보호계전기는 저전류 보호 기능(OCR; Over Current Relay)과 과전압 보호 기능(OVR; Over Voltage Relay) 및 저전압 보호 기능(UVR; Under Voltage Relay) 등을 갖추고 있으며, 선로상의 전압과 전류에 이상이 있을 경우 선로차단기를 통해 선로를 개폐하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 계전요소 중 UVR 기능에 사용되는 동작 예외 허용 기능의 동작 원리 및 사용자 설정 방법에 관해 제시한다. 해당 기능은 실제 보호계전기가 동작하는 현장에서 사용자에 의해 동작 예외의 경우에 대한 값을 입력받아 설정된다.
일반적으로 UVR 기능은 선로차단기(Circuit Breaker)가 동작하는 동작치 설정과 동작시간 설정, 데드전압(Deadvoltage) 레벨 및 자동 리셋(auto reset)에 의하여 동작 시퀀스가 이루어진다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 의한 보호계전기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 계기용 변압기를 통해 검출한 선로 상의 전압 레벨이다.
도 1a에서 보호계전기의 UVR 동작을 도 2를 참조하여 살펴보면, 계기용 변압기(PT)의 2차단에서 검출한 전압레벨이 정상적인 전압레벨에서 사용자가 설정한 제1 기준값(동작치) 이하로 내려갈 경우 설정된 동작시간 이후에 선로차단기로 트립신호(trip)를 출력하여 선로를 개방(open)시키게 된다.
또한, 이후에 계속 전압이 내려갈 경우 제2 기준값(deadvoltage value; 이 값은 보호계전기의 내부 고정값임) 이하로 내려가게 되면 보호계전기의 UVR 기능이 동작되지 않는다. 이는 보호계전기가 더 이상 UVR 판단을 하지 않는다는 것을 의미한다.
이후에는 사용자가 보호계전기에 설치된 리셋키를 수동으로 동작시켜 선로차단기를 복귀(close)시키야 한다.
만일, 변압기를 통해 검출한 전압이 동작치인 제1 기준값 이하에서 값이 계속 내려가지 않고 전압이 다시 상승하여 정상 전압레벨로 복귀된다면, 즉 전압이 복귀치 이상으로 회복될 경우 내장된 자동 리셋(auto reset) 기능에 의하여 선로차단기는 다시 복귀된다.
한편, 도 1b에서 보호계전기의 UVR 동작을 도 2를 참조하여 살펴본다.
도 1b의 구성의 경우에는 계기용 변압기가 선로차단기의 후단에 설치되어 있어, 선로차단기가 한번 개방(open)된 경우(UVR 기능이 동작하여 선로차단기가 동작된 경우를 말함)에는 선로 전압과 보호계전기의 기능과 관계없이 선로차단기가 복귀(close)될 수 없으며 계기용 변압기를 통해 검출한 전압이 계속 데드전압인 제2 기준값 이하이므로 선로차단기의 복귀시 사용자는 리셋키를 수동으로 입력해야만 한다. 즉, 이 경우는 수전단의 전압레벨이 정상치로 복귀되더라도 변압기가 설치된 위치에 의하여 정상 복귀된 전압을 검출할 수 없기 때문이다.
또한, 보호계전기가 계통에 설치되어 처음에 전력을 공급받게 될 경우 전압레벨은 0V에서 정상 전압레벨까지 올라가게 된다. 이 경우 초기 전압레벨인 0V에서 동작치인 제1 기준값 이상 올라가게 되는 과정에서 UVR 기능이 동작하게 될 가능성이 높다.
이는 계기용 변압기의 설치 위치에 따라 원하지 않는 동작으로 인해 제품의 신뢰성이 저하되고 사용상의 상당한 불편을 초래하게 되므로, 데드전압과 UVR 동작시간과 UVR 록(LOCK)과 관련된 기능을 설정할 수 있는 환경을 부여하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 것이 필요하다.
본 발명은 보호계전기에서 저전압 보호 기능(UVR)에서 UVR 동작 조건에 대한 다양한 파라미터를 사용자가 설정 가능하도록 하여 UVR 동작시에 예외적인 상황에서의 의도하지 않은 동작을 방지하도록 한 보호계전기의 저전압 보호 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보호계전기의 저전압 보호 장치는, 선로 상에 설치되어 제어신호에 따라 선로를 개폐하는 선로차단기; 선로 상의 고전압을 검출하여 일정 비율의 저전압으로 변환하는 변압기; 각종 UVR(Under Voltage Relay) 동작모드에 대한 사용자 설정 정보를 소정의 운영 프로그램에 따라 입력받는 키입력부; 상기 키입력부를 통해 입력된 UVR관련 설정 메뉴와 입력 명령을 디스플레이하는 표시부; 상기 키입력부를 통해 입력된 각종 UVR 설정 정보와 변압기를 통해 검출된 각종 이벤트 데이터를 소정의 제어에 따라 항목별로 구분하여 저장하는 메모리; 및 상기 변압기를 통해 검출한 전압레벨을 메모리에 설정된 동작치 또는 데드전압 레벨과 각각 비교하고 그 비교 결과에 따라 설정된 각 동작시간을 카운트하여 상기 선로차단기의 개폐제어와 UVR 동작 로킹 및 자동 리셋 기능을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 키입력부를 통해 입력되는 설정 정보는, 상기 선로차단기를 개방시키기 위한 전압레벨인 동작치와, 상기 동작치 이하에서 선로차단기를 개방시키기 위한 지연시간인 동작시간과, 상기 선로차단기로 개방 신호를 출력하지 않기 위한 전압레벨인 데드전압과, 상기 데드전압 검출시에 UVR 록 기능을 일정시간 지연시키기 위한 UVLOCK 동작시간과, 상기 선로차단기를 자동으로 복귀시키기 위한 자동 리셋 여부, 및 상기 선로차단기가 개방될 경우 자동으로 다시 복귀되는 시간인 리셋 시간을 포함하고, 상기 UVR 동작을 일정 시간 블로킹(blocking)시키기 위한 초기 기동시 블록시간을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보호계전기의 저전압 보호 제어 방법은, 검출한 선로의 전압이 정상 전압에서 설정된 동작치 이하로 하강되고 그 전압이 설정된 동작시간을 초과하면 선로차단기를 개방(open)시키는 단계; 상기 검출한 전압이 동작치 이하로 계속 감소되어 설정된 데드전압 이하로 하강되면 UVLOCK을 위한 동작시간을 카운트하는 단계; 상기 카운트한 시간이 설정된 UVLOCK 동작시간을 초과하면, UVLOCK 동작을 수행하여 선로차단기로 개방신호의 출력을 중지하는 단계; 및 상기 UVLOCK 동작을 수행 중 자동 리셋 기능과 리셋 시간이 설정되어 있을 경우 UVLOCK 동작시간을 카운트하여 해당 리셋 시간이 되면 자동으로 선로차단기를 복귀(close)시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선로를 통해 검출한 전압이 0V에서 데드전압 및 동작치를 거쳐 정상 전압으로 상승할 때, 상기 검출한 전압이 데드전압을 초과하면 시간을 카운트하는 단계; 상기 검출한 전압이 동작치에 도달하면 시간 카운트를 종료하고, 카운트한 시간과 설정된 초기 기동시의 블록시간을 상호 비교하는 단계; 및 상기 카운트된 시간이 설정된 초기 기동시의 블록시간을 초과할 경우 선로차단기를 개방시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 보호계전기의 저전압 보호 기능(UVR)에서 UVR 동작 조건에 대한 다양한 파라미터를 사용자가 설정 가능하도록 하여 UVR 동작시에 예외적인 상황에서의 의도하지 않은 동작을 방지하여 제품의 신뢰성과 사용자의 편의성을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 의한 보호계전기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 계기용 변압기를 통해 검출한 선로 상의 전압 레벨이다.
도 3은 본 발명에 의한 보호계전기의 저전압 보호 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 UVR과 관련된 각종 설정값을 입력하기 위한 화면을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 UVR과 관련된 각종 설정값을 입력하는 과정을 나타낸 플로우챠트이다.
도 6은 본 발명에 의한 UVR 기능 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 보호계전기 101: 선로차단기
110: 변압기(PT) 120: 변류기(CT)
130: 신호변환부 140: 키입력부
150: 표시부 160: 메모리
170: 제어부 180: 시리얼통신부
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 의한 보호계전기의 저전압 보호 장치를 나타낸 도면으로서, 보호계전기(100)는 선로차단기(101)와 변압기(110), 변류기(120), 신호변환부(130), 키입력부(140), 표시부(150), 메모리(160), 제어부(170) 및 시리얼통신부(180)를 포함하여 이루어져 있다.
선로차단기(101)는 선로 상에 설치되어 트립 제어신호에 따라 선로를 개폐한다.
변압기(110)(Potential Transformer; PT)는 선로상의 고전압을 검출하여 일정 비율의 저전압으로 바꾸어주고, 변류기(120)(Current Transformer; CT)는 선로상의 대전류를 검출하여 일정비율의 낮은 전류로 바꾸어 준다.
신호변환부(130)는 변압기(110)와 변류기(120)를 통해 검출한 신호레벨을 필요한 레벨로 변환한 후 디지털 신호로 변환하게 된다.
키입력부(140)는 보호계전기의 각종 계측 및 UVR 동작모드 등에 대한 사용자 설정 정보를 소정의 운영 프로그램에 따라 입력 및 설정하도록 구성되어 있다.
표시부(150)는 상기 변압기(110)와 변류기(120)를 통해 검출된 각종 전원상태나 키입력부(140)를 통해 입력된 UVR관련 설정 메뉴와 입력 명령을 문자 또는 그래픽 등으로 디스플레이하는 LCD로 이루어져 있다.
메모리(160)는 상기 변압기(110)와 변류기(120) 및 키입력부(140)를 통해 각각 입력되거나 설정된 이벤트 데이터, 사고 데이터, 웨이브 데이터, 디맨드 데이터 및 각종 UVR관련 설정 정보를 소정의 제어에 따라 항목별로 구분하여 저장 관리하도록 구성되어 있다. 상기 메모리(160)는 각종 이벤트 데이터를 항목별로 저장 관리하는 하드디스크(HDD) 또는 비휘발성 메모리(160)가 될 수 있다.
제어부(170)는 상기 장치들의 제반 동작을 제어하되, 변압기(110)와 변류기(120)로부터 입력된 계측 데이터를 항목별로 메모리(160)에 저장하고, 미리 설정된 주기 또는 이벤트가 발생되면 메모리(160)에 저장된 각종 계측 데이터가 외부 상위기기로 전송되도록 제어한다. 상기 계측 데이터는 이벤트 데이터, 사고 데이터, 웨이브 데이터, 디맨드 데이터 및 키조작 데이터 등을 포함한다.
아울러, 상기 제어부(170)에는 UVR 기능이 내장되어 있어 변압기(110)를 통해 검출한 전압레벨을 메모리(160)에 설정된 동작치 또는 데드전압 레벨과 각각 비교하고 그 비교 결과에 따라 설정된 각 동작시간을 카운트하여 상기 선로차단기(101)의 개폐제어와 UVR 동작 로킹(UVLOCK) 및 자동 리셋 기능을 수행하게 된다.
시리얼통신부(180)는 외부의 상위기기와 네트워크를 통해 연결되어 제어부(170)의 제어에 따라 메모리(160)에 저장된 계측 데이터를 주기적으로 또는 이벤트 발생시마다 전송하도록 구성되어 있다.
상기와 같은 장치들(110~180)을 포함하는 보호계전기(100)는 지능형 전자장치(IED)로도 통칭된다.
이와 같이 구성된 보호계전기에서 본 발명은 UVR과 관련된 각종 설정값을 사용자 임의로 입력할 수 있는 환경을 제공한다.
도 4는 본 발명에 의한 UVR과 관련된 각종 설정값을 입력하기 위한 화면을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 UVR과 관련된 각종 설정값을 입력하는 과정을 나타낸 플로우챠트이다.
즉, 도 4와 같이 본 발명은 UVR 기능과 관련하여 동작치 설정과 동작시간 설정, 데드전압 레벨 설정, 초기 기동시 블록시간 설정, UVLOCK 동작시간 설정, 자동 리셋 여부 및 시간 설정 등이 가능하다.
여기에서, 동작치는 제1 기준값으로 선로차단기(101)가 개방되는 전압레벨을 의미하며, 일반적으로 정격전압의 배수값으로 입력하게 된다.
동작시간은 동작치 이하의 값이 검출되면 선로차단기(101)를 동작시키기 위한 지연시간을 의미하는 데, 검출된 전압이 동작치 이하일 경우 선로차단기(101)를 바로 개방시키는 것이 아니라 일정시간 지연시켜 선로차단기(101)를 개방시키게 된다.
데드전압은 제2 기준값으로 선로차단기(101)로 개방 신호를 보내지 않도록 하는 전압레벨을 의미한다.
초기 기동시 블록시간 설정은 보호계전기를 계통에 설치시 UVR 동작을 블로킹(blocking)시키는 시간을 의미한다.
UVLOCK 동작시간은 데드전압 검출시에 선로차단기(101)로 개방 신호를 보내지 않도록 하는 록(lock) 기능을 동작시키는 지연시간을 의미한다.
자동 리셋은 선로의 전압이 제1 기준값 이상으로 복귀될 경우 선로차단기(101)를 자동으로 복귀(close)하는 기능을 의미하며, 자동 리셋 시간은 선로차단기(101)가 개방될 경우 자동으로 다시 복귀되는 시간을 의미한다.
상기에서 동작치 설정과 그 동작시간 설정 기능은 기존의 보호계전기에도 있었지만, 데드전압 레벨 설정과 초기 기동시 블록시간 설정, UVLOCK 동작시간 설정, 자동 리셋 여부 및 시간 설정 등의 기능은 본 발명에서 새로 적용된 것이다.
그럼, 도 5의 플로우챠트를 이용하여 UVR 관련 기능의 설정 과정을 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 보호계전기(100)의 제어부(170)는 키입력부(140)를 통해 UVR 설정이 온되면 도 4와 같은 유저 인터페이스를 표시부(150)에 디스플레이한다.
이어, 제어부(170)는 키입력부(140)를 통해 선로차단기(101)를 개방시키는 제1 기준값인 동작치와 그 동작시간이 입력되면 이를 메모리(160)에 저장하여 설정한다(S1). 상기 동작시간은 선로에서 검출한 전압이 일시적으로 동작치 이하로 내려갔다가 복귀될 수 있기 때문에 선로차단기(101)의 개방 동작에 일정 지연시간을 둔다. 상기 동작치는 정격전압의 배수값으로 설정된다. 즉, 동작치가 0.8Vn로 설정되면 이는 정격전압의 80%를 의미하는 데, 예컨대 정격전압이 100V일 경우 동작치는 80V가 된다.
상기 동작치와 동작시간이 설정된 후 제어부(170)는 키입력부(140)를 통해 선로차단기(101)로 개방 제어신호를 출력하지 않도록 하는 데드전압 레벨이 입력되면 입력된 데드전압 레벨을 메모리(160)에 저장 및 설정하게 된다(S2, S3). 여기서, 데드전압 레벨은 상기 동작치보다 낮은 전압으로 설정된다. 만일, 데드전압이 키입력부(140)를 통해 입력되지 않으면, 제어부(170)는 기본값(default)으로 자동 설정한다(S4). 여기서, 기본값은 0.5Vn이 될 수 있다.
상기에서 데드전압이 설정된 후 제어부(170)는 키입력부(140)를 통해 초기 기동시 블록시간이 입력되면 입력된 블로킹 시간을 메모리(160)에 저장 및 설정하게 된다(S5, S6). 여기서 지연시간은 msec 단위의 시간으로 필요에 따라 증감할 수 있다. 만일, 초기 기동시 블록시간이 키입력부(140)를 통해 입력되지 않으면, 제어부(170)는 기본값으로 자동 설정한다(S7). 여기서, 기본값은 15ms 내지 30ms가 될 수 있다.
상기 초기 기동시 블록시간이 설정된 후 제어부(170)는 키입력부(140)를 통해 UVLOCK 동작시간을 입력받아 메모리(160)에 저장 및 설정하게 된다(S8, S9). 여기서, UVLOCK 동작시간은 초(sec) 단위의 지연시간으로 필요에 따라 증감할 수 있다. 만일, UVLOCK 동작시간이 키입력부(140)를 통해 입력되지 않으면, 제어부(170)는 기본값으로 자동 설정한다(S10). 여기서, 기본값은 0sec가 될 수 있다.
상기에서 UVLOCK 기능은 선로의 전력이 정상적으로 복귀될 때에도 도 1b의 경우에는 선로차단기(101)가 계속 개방되어 있는 상태가 되므로 선로차단기(101)를 다시 복귀시키기 위하여 필요한 것이다.
상기에서 UVLOCK 동작시간이 설정된 후 제어부(170)는 키입력부(140)를 통해 자동 리셋 기능의 활성화 여부 및 리셋 시간이 입력되면 입력된 자동 리셋 여부 및 리셋 시간을 메모리(160)에 저장 및 설정하게 된다(S11, S12). 즉, 선로차단기(101)가 개방된 후 설정된 리셋 시간을 카운트하여 리셋 시간이 경과되면 자동 리셋 기능이 활성화되어 선로차단기(101)를 자동으로 복귀(close)시키게 된다(S13). 만일, 상기 자동 리셋 기능이 오프로 설정되어 있을 경우에는 계통 사고시 사용자가 수동으로 리셋시켜야 한다(S14).
이와 같이 설정된 UVR 관련 기능에 대하여 도 6을 참조하여 그 동작을 살펴본다.
먼저, 사용자는 도 4 및 도 5와 같이 UVR 관련 각종 설정값을 보호계전기(100)에 설정하고 보호계전기를 계통에 설치한다.
상기 보호계전기(100)를 계통에 설치한 후 초기에 선로를 통해 전원이 공급되면 변압기(110)를 통해 검출한 전압이 0V에서 데드전압을 거쳐 상승되기 시작한다.
상기에서 선로를 통해 검출한 전압이 데드전압 이상 상승하게 되면 제어부(170)는 다음 설정치인 '초기 기동시의 블록시간'을 카운트하게 된다. 여기서, 카운트하는 조건은 초기 기동시 현재 전압레벨이 제2 기준값인 데드전압보다 크고 제1 기준값인 동작치보다 작을 때(데드전압 < 현재 전압레벨 < 동작치)이다. 그리고, 상기 카운트 시간이 설정된 블록시간을 초과할 경우 제어부(170)는 UVR 폴트(fault) 신호를 메모리(160)에 저장하게 된다. 상기에서 초기 기동시의 블록시간은 선로의 전압이 정상상태로 진입할 때까지 UVR 동작을 블로킹하는 시간으로, 예컨대 15msec 내지 30msec 정도가 될 수 있다.
이어, 정상적으로 수전을 받아 일정한 전압 레벨을 유지하다가 계통 사고로 인하여 변압기(110)를 통해 검출한 전압레벨이 설정된 제1 기준값인 'UVR 동작치' 이하로 하강되고 그 전압레벨이 설정된 '동작시간'을 초과하는 경우 제어부(170)는 선로차단기(101)를 개방시킴과 아울러 UVR 폴트 신호를 메모리(160)에 저장하게 된다. 여기서 제어부(170)는 선로차단기(101)를 개방시킨 후 트립플래그(TripFlag)를 '0'에서 '1'로 세팅한다.
그리고, 상기 UVR 외에도 그 외 계전요소(OVR, OCR 등)의 동작으로 인하여 보호계전기가 동작하여 선로차단기(101)를 개방시키는 경우가 있을 수 있다.
정상적인 수전 상태에서 변압기(110)를 통해 검출한 전압레벨이 감소되어 제1 기준값인 'UVR 동작치' 뿐만이 아니라 제2 기준값인 '데드전압(Deadvoltage)' 이하로 하강되면 UVLOCK 기능(UVR 기능이 동작하지 않는 상태)이 동작하게 되지만, '데드전압' 이하로 전압레벨이 떨어지게 된 때부터 UVLOCK 동작시까지의 카운트 시간이 설정된 'UVLOCK 동작시간'을 초과할 경우에는 UVLOCK 기능이 동작하여 선로차단기(101)로 개방신호를 출력하지 않는다. 즉, 보호계전기의 UVR 기능이 동작되지 않는다. 여기서, 제어부(170)는 트립플래그(TripFlag)를 '1'에서 '0'으로 세팅하고, 록플래그(LockFlag)를 '0'에서 '1'로 세팅하게 된다.
한편, '데드전압' 이하로 전압레벨이 떨어지게 된 때부터 UVLOCK 동작시까지의 카운트 시간이 설정된 'UVLOCK 동작시간'을 초과하지 않을 경우에는 일시적인 현상으로 보고 제어부(170)는 예외적으로 UVR 폴트 신호를 메모리(160)에 저장하지 않는다. 이 경우에는 트립플래그(TripFlag)가 '1'로, 록플래그(LockFlag)는 '0'으로 세팅되게 된다. 예컨대, 상기에서 동작치는 0.8Vn이 될 수 있고, 데드전압은 0.1Vn이 될 수 있고, UVLOCK 동작시간은 2.0sec 정도가 될 수 있다.
상기에서 변압기(110)를 통해 검출된 전압이 제2 기준값인 데드전압 이하로 떨어지게 되더라도 곧바로 UVLOCK 기능이 동작하지는 않고, 설정된 UVLOCK 동작시간에 따라 지연되게 된다. 이 역시도 변압기(110)를 통해 검출한 전압이 일시적으로 데드전압 이하로 강하될 수 있기 때문에 UVLOCK 동작을 일정시간 지연시키는 것이다.
상기에서 UVLOCK 기능은 두가지 경우에 의하여 다르게 동작하는 데, UVR의 동작에 의하여 선로차단기(101)가 개방되어 데드전압 이하로 전압레벨이 떨어지게 된 경우와 다른 계전요소 혹은 사용자의 동작에 의하여 선로차단기(101)가 개방되어 데드전압 이하로 전압레벨이 떨어지게 된 경우이다. 또한 두가지 경우에 대해 각각 설정이 가능하도록 구성되어 있다.
마지막으로, 도 1b와 같이 UVR 혹은 그 외 계전요소의 동작으로 인하여 선로차단기(101)가 개방되어 변압기(110)를 통해 선로 전압을 검출할 수 없는 상황이 발생된다. 이러한 경우 이전 기능의 보호계전기에서는 정상적인 복전 후에 사용자가 수동으로 보호계전기의 리셋키를 누르거나 자동 리셋 기능에 의하여 곧바로 리셋 기능이 활성화될 수 있다.
만약, 본 발명과 같이 '자동 리셋에 대한 시간 설정' 기능이 내장되어 있을 경우에는 UVLOCK 상태에서 설정된 시간이 지나면 자동으로 리셋 기능이 활성화됨에 따라 상당히 유용하다.
즉, 본 발명에서는 보호계전기가 초기 기동하여 수전시 전압레벨이 0V에서 정상전압까지 상승할 때까지는 데드전압 레벨과 기존에 설정된 동작치 사이의 구간에 있으므로 동작 설정 시간 내에 전압레벨이 동작치 이상으로 올라가지 않게 되면 UVR 기능이 동작(선로차단기가 개방되는 상태)하게 되므로 초기 데드전압 이하 값에서 전압이 정상적으로 상승한 이후부터 UVR 기능이 활성화되도록 하는 UVR 동작 블록시간을 추가하여 보호계전기가 오동작되는 현상을 방지한다.
또한, 보호계전기가 도 1b와 같이 구성될 경우 정상 전압레벨에서 수전단 이상으로 인해 UVR 기능 또는 다른 보호 기능이 동작하여 선로차단기(101)가 개방되는 경우, UVR 동작 이후 데드전압 이하로 내려간 전압레벨에 의하여 UVLOCK 기능이 동작하여 보호계전기는 더 이상 UVR에 대한 판단을 하지 않게 된다. 이때 본 발명에서는 데드전압 이하로 강하된 이후 UVLOCK이 동작하게 될 때까지의 시간지연 기능을 추가하여 사용자는 예외적인 상황에 대한 설정이 가능토록 한다. UVR 기능에 의해 선로차단기(101)가 개방된 경우 UVLOCK 기능의 적용 유무 및 적용 지연시간, UVR 이외의 다른 계전요소에 의한 UVLOCK 기능의 적용 유무 및 적용 지연시간을 따로 설정 가능하도록 한다.
또한, UVLOCK 이후의 리셋키 입력을 수동 또는 사용자가 설정한 일정시간 이후에 자동 리셋으로 선택이 가능하도록 하여 사용자의 편의성을 대폭 향상시켰다.
본 발명은 사용자에게 추가적인 동작조건 설정 권한을 부여함으로써 UVR 동작에 있어서 예외적인 상황에서의 의도하지 않은 동작을 방지하도록 한다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 선로 상에 설치되어 제어신호에 따라 선로를 개폐하는 선로차단기;
    선로 상의 고전압을 검출하여 일정 비율의 저전압으로 변환하는 변압기;
    각종 UVR(Under Voltage Relay) 동작모드에 대한 사용자 설정 정보를 소정의 운영 프로그램에 따라 입력받는 키입력부;
    상기 키입력부를 통해 입력된 UVR관련 설정 메뉴와 입력 명령을 디스플레이하는 표시부;
    상기 키입력부를 통해 입력된 각종 UVR 설정 정보와 변압기를 통해 검출된 각종 이벤트 데이터를 소정의 제어에 따라 항목별로 구분하여 저장하는 메모리; 및
    상기 변압기를 통해 검출한 전압레벨을 메모리에 설정된 동작치 또는 데드전압 레벨과 각각 비교하고 그 비교 결과에 따라 설정된 각 동작시간을 카운트하여 상기 선로차단기의 개폐제어와 UVR 동작 로킹(UVLOCK) 및 자동 리셋 기능을 수행하는 제어부;를 포함하는 보호계전기의 저전압 보호 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 키입력부를 통해 입력되는 설정 정보는,
    상기 선로차단기를 개방시키기 위한 전압레벨인 동작치와, 상기 동작치 이하에서 선로차단기를 개방시키기 위한 지연시간인 동작시간과, 상기 선로차단기로 개방 신호를 출력하지 않기 위한 전압레벨인 데드전압과, 상기 데드전압 검출시에 UVR 록 기능을 일정시간 지연시키기 위한 UVLOCK 동작시간과, 상기 선로차단기를 자동으로 복귀시키기 위한 자동 리셋 여부, 및 상기 선로차단기가 개방될 경우 자동으로 다시 복귀되는 시간인 리셋 시간을 포함하는 보호계전기의 저전압 보호 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 UVR 동작을 일정 시간 블로킹(blocking)시키기 위한 초기 기동시 블록시간을 더 포함하는 보호계전기의 저전압 보호 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 데드전압은 동작치의 전압레벨보다 낮으며, 0.1Vn 내지 0.5Vn 범위에서 설정되는 보호계전기의 저전압 보호 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 UVLOCK 동작시간은 초(sec) 단위의 시간이고, 리셋 시간은 시(hour) 단위의 시간인 것을 특징으로 하는 보호계전기의 저전압 보호 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 변압기는 선로차단기의 전단 또는 후단의 선로 전압을 검출하는 보호계전기의 저전압 보호 장치.
  7. 검출한 선로의 전압이 정상 전압에서 설정된 동작치 이하로 하강되고 그 전압이 설정된 동작시간을 초과하면 선로차단기를 개방(open)시키는 단계;
    상기 검출한 전압이 동작치 이하로 계속 감소되어 설정된 데드전압 이하로 하강되면 UVLOCK을 위한 동작시간을 카운트하는 단계;
    상기 카운트한 시간이 설정된 UVLOCK 동작시간을 초과하면, UVLOCK 동작을 수행하여 선로차단기로 개방신호의 출력을 중지하는 단계; 및
    상기 UVLOCK 동작을 수행 중 자동 리셋 기능과 리셋 시간이 설정되어 있을 경우 UVLOCK 동작시간을 카운트하여 해당 리셋 시간이 되면 자동으로 선로차단기를 복귀(close)시키는 단계;를 포함하는 보호계전기의 저전압 보호 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 선로를 통해 검출한 전압이 0V에서 데드전압 및 동작치를 거쳐 정상 전압으로 상승할 때, 상기 검출한 전압이 데드전압을 초과하면 시간을 카운트하는 단계; 상기 검출한 전압이 동작치에 도달하면 시간 카운트를 종료하고, 카운트한 시간과 설정된 초기 기동시의 블록시간을 상호 비교하는 단계; 및 상기 카운트된 시간이 설정된 초기 기동시의 블록시간을 초과할 경우 선로차단기를 개방시키는 단계;를 포함하는 보호계전기의 저전압 보호 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 초기 기동시의 블록시간은 선로의 전압이 정상상태로 진입할 때까지 UVR 동작을 블로킹하는 시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 보호계전기의 저전압 보호 제어 방법.
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