KR101376658B1 - 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치 - Google Patents

디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 보호 계전기에 있어서 아날로그-디지털 변환부의 고장발생 여부에 대한 상시감시와 순시 진단이 가능하여 디지털 보호 계전기의 오동작을 방지할 수 있는 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따른 고장 진단장치는 아날로그-디지털 변환기에 접속되어, 상기 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환출력신호가 입력되는 입력 포트 측에 미리 결정된 전압을 인가하여 상기 입력포트를 통해 입력되는 입력신호를 근거로 또는 상기 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환종료신호(End Of Conversion signal)를 근거로 또는 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호를 근거로, 상기 입력신호가 미리 결정된 기준전압 값 보다 낮거나, 상기 변환종료신호의 수준이 미리 결정된 일정 값이 아니거나, 상기 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하는 고장 진단 부를 포함한다.

Description

디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치{FAILURE DETECTING APPARATUS OF A-D CONVERTER FOR DIGITAL PROTECTION RELAY}
본 발명은 디지털 보호 계전기에 관한 것으로, 특히 디지털 보호 계전기에 있어서 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital converter)의 고장 진단장치에 관한 것이다.
통상 전력계통의 수배전반에 설치되어 사용되는 디지털 보호 계전기는, 전력회로(이하 회로로 약칭함)의 전류, 전압 등 다양한 전기적 정보를 계측하고, 이를 근거로 이상발생 여부를 결정하며, 이상발생시 접속된 회로차단기에 회로를 차단하도록 제어신호를 출력하고, 상기 계측된 전기적 정보를 표시하며, 통신기능도 가능한 제어기기이다.
한편 일반적인 디지털 보호 계전기의 회로 구성 예를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 따른 디지털 보호 계전기의 회로 구성은 일반적인 디지털 보호 계전기의 일 예로서 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치도 적용될 수 있는 디지털 보호 계전기임을 밝혀둔다.
디지털 보호 계전기(100)는 아날로그-디지털 변환부(110), 연산 및 데이터 저장부(120), 차단기 상태 입력 부(130), 차단기 제어 출력 부(140), 제어 전원 부(150), 화면 표시 및 입력 부(160), 디지털 입력 부(170), 디지털 출력 부(180) 및 통신 모듈(190)을 포함하여 구성된다.
아날로그-디지털 변환부(110)는 디지털 보호 계전기(100)에 접속된 전압 변성기(Potential Transformer)(10b), 변류기(Current Transformer)(10a)로부터 회로의 전압과 전류에 대한 검출값을 아날로그 신호로서 수신하고 이를 연산 및 데이터 저장부(120)가 인식할 수 있도록 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
여기서, 전압 변성기(10b)는 잘 알려진 바와 같이 회로의 전압을 검출하여 아날로그 신호로서 제공하는 수단이다.
변류기(10a)는 회로의 전류를 검출하여 아날로그 신호로서 제공한다.
연산 및 데이터 저장부(120)는 마이크로 프로세서(micro processor)로 구성될 수 있고 내부에 프 램(Ferroelectrics Random Access Memory, FRAM으로 통상 약칭)(120a), 플래시 메모리(flash memory)(120b), 에스 디 램(Synchronous Dynamic Random Access Memory, SDRAM으로 통상 약칭)(120c) 및 프로세서 부(120d)를 포함한다.
프 램(120a)은 기준 값과 설정정보, 누적한 적산 전력량의 데이터를 저장하고 제공하는 기억수단이다.
플래시 메모리(120b)는 연산 및 처리 프로그램과 파형 데이터를 저장하고 제공하는 기억수단이다.
에스 디 램(120c)은 프로그램의 실행영역으로 제공된다.
프로세서 부(120d)는 중앙처리장치(Central Processing Unit)(120d1)와 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor, 통상 DSP로 약칭)(120d2)를 포함하여 구성된다.
여기서 중앙처리장치(120d1)는 아날로그-디지털 변환부(110), 차단기 상태 입력 부(130) 및 디지털 입력 부(170)를 포함하는 데이터 입력 부가 제공하는 입력 데이터와 상기 프 램(120a)이 제공하는 기준 값과 설정정보 및 플래시 메모리(120b)가 제공하는 연산 및 처리 프로그램을 근거로, 에스 디 램(120c)에서 연산 및 처리를 수행한다.
디지털 신호 처리기(120d2)는 화면표시를 위한 디지털 신호를 처리하는 프로세서이다.
한편, 차단기 상태 입력 부(130)는 미 도시된 회로차단기로부터 전송된 현재의 차단기 동작 상태 즉, 온(ON) 상태(일명 통전상태 또는 투입상태)인지 오프(OFF) 상태(일명 차단상태)인지를 나타내는 디지털 입력신호를 수신하여 연산 및 데이터 저장부(120)에 제공한다. 연산 및 데이터 저장부(120)의 중앙처리장치(120d1)는 차단기 상태 입력 부(130)로부터 차단기 동작 상태 즉, 온 상태인지 오프 상태인지를 나타내는 디지털 입력신호를 받아 플래시 메모리(120b)가 제공하는 연산 및 처리 프로그램에 의해 처리한다.
차단기 제어 출력 부(140)는 디지털 보호 계전기(100)에 접속된 미 도시한 회로차단기에 차단기 동작 상태를 제어하는 신호 즉, 온 또는 오프의 동작을 지령하는 제어신호를 연산 및 데이터 저장부(120)로부터 받아 출력한다. 즉, 연산 및 데이터 저장부(120)의 중앙처리장치(120d1)는 아날로그-디지털 변환부(110)가 제공하는 회로의 전압과 전류에 대한 검출 값의 디지털 신호를, 프 램(120a)이 제공하는 기준 값과 설정정보를 기준으로, 플래시 메모리(120b)가 제공하는 연산 및 처리 프로그램에 의해 연산 및 처리하여 회로차단기를 온 동작시키는지 또는 오프 동작시키는지 결정하고 이를 나타내는 상기 제어신호를 출력한다.
예컨대 현재 검출 전류 값이 미리 결정되어 프 램(120a)이 제공하는 기준 값보다 크다면, 중앙처리장치(120d1)는 회로를 차단하기 위해서 오프 동작을 지령하는 제어신호를 차단기 제어 출력 부(140)를 통해서 상기 회로차단기에 출력한다.
제어 전원 부(150)는 디지털 보호 계전기(100)의 상술한 바와 같은 각각의 구성요소들에 예컨대 5볼트(V)와 같은 직류전원을 공급하는 전원 공급기로서 예컨대 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply)로 구성될 수 있다.
화면 표시 및 입력 부(160)는 접속되는 미 도시한 액정표시창 또는 발광다이오드 표시창에 중앙처리장치(120d1)와 디지털 신호 처리기(120d2)를 통해서 출력된 표시정보를 표시하도록 출력하는 표시출력회로 부인 동시에, 접속되는 미 도시한 키 스위치(key switch)와 같은 입력수단에 의해 입력된 사용자 또는 관리자의 설정 또는 선택 입력정보를 읽어들이는 입력회로 부이다.
디지털 입력 부(170)와 디지털 출력 부(180)는 미 도시한 프로그래머블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller, PLC로 통상 약칭)에 접속되어 프로그래머블 로직 컨트롤러로부터의 디지털 신호를 입력하거나 프로그래머블 로직 컨트롤러에 디지털 보호 계전기(100)의 디지털 신호를 출력하는 회로 부이다.
통신 모듈(190)은 배전반의 감시장치와 같은 상위감시장치에 이더넷(ethernet)과 같은 통신네트워크를 통해 통신접속되어 모드버스(Modbus)와 같은 산업용 통신프로토콜에 따라 데이터의 송수신을 수행하는 회로 부이다. 통신 모듈(190)은 상위감시장치로부터 데이터 전송을 지령하는 신호를 수신하여 연산 및 데이터 저장부(120)에 전달하고, 연산 및 데이터 저장부(120)의 중앙처리장치(120d1)로부터 이에 응답한 데이터를 받아 다시 상위감시장치에 전송한다.
상술한 바와 같이 구성되는 디지털 보호 계전기(100)는 주기능이 전력계통에 있어서 과전류, 단락전류와 같은 사고가 발생했을 때 이를 조속히 감지하여 디지털 보호 계전기(100)에 의해 개폐가 제어되는 회로차단기를 차단하도록 제어함으로써 하위 즉, 전력회로 및 부하를 보호하는 것이다.
이러한 디지털 보호 계전기(100)에 있어서 자기진단 기능은 기기의 동작 신뢰성 확보를 위해서 꼭 필요한 기능이다.
그러나 종래기술에서는 디지털 보호 계전기(100)에 있어서 자기진단의 대상 중 아날로그-디지털 변환부(110)의 고장발생 여부에 대한 상시감시와 순시 진단(예컨대 20 밀리 초 내 동작)을 수행할 수 있는 진단장치가 개시되지 못하였다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 디지털 보호 계전기에 있어서 아날로그-디지털 변환부의 고장발생 여부에 대한 상시감시와 순시 진단이 가능하여 디지털 보호 계전기의 오동작을 방지할 수 있는 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은, 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치에 있어서,
아날로그-디지털 변환기에 접속되어,
상기 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환출력신호가 입력되는 입력 포트 측에 미리 결정된 전압을 인가하여 상기 입력포트를 통해 입력되는 입력신호를 근거로 또는
상기 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환종료신호(End Of Conversion signal)를 근거로 또는
상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호를 근거로,
상기 입력신호가 미리 결정된 기준전압 값 보다 낮거나,
상기 변환종료신호의 수준이 미리 결정된 일정 값이 아니거나,
상기 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하는 고장 진단 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환출력신호가 입력되는 입력 포트 측에 미리 결정된 전압을 인가하여 상기 입력포트를 통해 입력되는 입력신호를 근거로 상기 입력신호가 미리 결정된 기준전압 값 보다 낮으면 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하므로, 아날로그-디지털 변환부에 대한 상시감시와 순시 진단이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 상기 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환종료신호(End Of Conversion signal)을 근거로 상기 변환종료신호의 수준이 미리 결정된 일정 값이 아니면 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하므로, 아날로그-디지털 변환부에 대한 상시감시와 순시 진단이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호를 근거로 상기 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하므로, 아날로그-디지털 변환부에 대한 상시감시와 순시 진단이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원 전압을 미리 결정된 기준전압 값과 비교하는 비교기 및 상기 비교기의 출력신호를 역변환(inverting)하여 상기 고장 진단 부에 출력하는 인버팅 회로 부를 더 포함하므로, 비교기에 의해 상기 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮은지 결정할 수 있고 이를 나타내는 신호를 인버팅 회로 부에 의해서 역변환하여 읽어들일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 미리 결정된 시간의 경과를 계수하는 카운터를 더 포함하므로, 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하고 고장이 아닌 상태가 미리 결정된 시간동안 지속되면, 정상상태인 것으로 결정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 디지털 보호 계전기의 회로구성을 보여주는 기능 블록 도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기의 구성을 보여주는 기능 블록 도이며,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치의 구성을 보여주는 기능 블록 도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치에 있어서 전원전압신호가 나타내는 전원전압을 미리 결정된 기준전압 값과 비교하는 비교기 및 상기 비교기의 출력신호를 역변환(inverting)하여 상기 고장 진단 부에 출력하는 인버팅 회로 부의 구성을 보여주는 기능 블록 도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치에 있어서 고장 발생시와 고장 발생 후 정상회복시의 동작을 보여주는 흐름도이며,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치에 있어서 고장 진단 방법을 보여주는 흐름도이며,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치에 있어서 고장 진단 부에서 고장 결정시 처리 동작을 세분화하여 보여주는 흐름도이다.
상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치가 적용될 수 있는 디지털 보호 계전기(100)는 후술하는 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치 및 그에 따른 신호접속 구성 이외에는 도 1을 참조하여 발명의 배경이 되는 기술 설명란에서 전술한 종래기술에 따른 디지털 보호 계전기(100)와 같은 구성을 가지며, 이에 종래기술과 동일한 구성부분은 같은 부호로 지시하였다.
따라서 본 발명에 따른 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치 및 그에 따른 신호접속 구성을 제외한 여타 디지털 보호 계전기(100)의 구성과 작용은 전술한 발명의 배경이 되는 기술 설명란과 도 1을 참조할 수 있으므로 중복기술을 생략하기로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치의 구성과 동작은 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명될 것이다.
도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 도 1에 도시된 디지털 보호 계전기(100) 중 연산 및 데이터 저장부(120) 내에 고장 진단 부(120e)를 더 포함한다.
고장 진단 부(120e)는 물리적 구성 즉 하드웨어(hardware)적인 구성으로서 연산 및 데이터 저장부(120) 내의 플래시 메모리(120b)와, 중앙처리장치(120d1) 및 에스 디 램(120c)으로 구성될 수 있으며, 실질적으로는 도 5 내지 도 7을 참조할 수 있는 바와 같이 중앙처리장치(120d1)가 처리하는 프로그램으로서 소프트웨어적으로 구현될 수 있다.
고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)에 접속되어, 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하기 위해서 다음의 3가지 신호중 적어도 어느 하나를 수신하고 수신한 해당 신호를 근거로 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정한다.
아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하기 위해서, 고장 진단 부(120e)는 도 2 또는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 아날로그-디지털 변환기(110)로부터의 변환출력신호가 입력되는 입력 포트(IN)에 미리 결정된 전압(VT)을 인가하여 상기 입력포트(IN)를 통해 입력되는 입력신호(ADC SS)를 근거로 고장을 결정한다. 즉, 입력신호(ADC SS)가 미리 결정된 기준전압(Vref) 보다 낮으면, 고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 고장인 것으로 결정한다.
또는 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하기 위해서, 고장 진단 부(120e)는 도 2 또는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 아날로그-디지털 변환기(110)로부터의 변환종료신호(End Of Conversion signal)(EOC)를 근거로 고장을 결정한다. 여기서, 변환종료신호(EOC)는 일반적으로 시중에서 구입가능한 일반적인 아날로그-디지털 변환기가 변환완료시 출력하는 아날로그-디지털 변환기의 기본 기능에 의한 출력신호이며, 본 발명에서는 이러한 일반적인 아날로그-디지털 변환기의 기본 기능을 근거로 아날로그-디지털 변환기(110)의 정상 여부를 결정하려는 것이다.
변환종료신호의 수준이 미리 결정된 일정 값(예컨대 값 1)이 아니면, 고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 고장인 것으로 결정한다.
또는 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하기 위해서, 고장 진단 부(120e)는 도 2 또는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 아날로그-디지털 변환기(110)의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호(VADC IN)를 근거로 고장을 결정한다. 즉, 상기 입력 전원 전압신호(VADC IN)가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 고장인 것으로 결정한다.
3번째 방법에 따른 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하기 위해서, 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 도 4를 참조할 수 있는 바와 같이 비교기(110a) 및 인버팅(inverting) 회로 부((110b)를 더 포함할 수 있다.
비교기(110a)는 상기 입력 전원 전압신호(VADC IN)가 나타내는 입력 전원 전압을 미리 결정된 정상 기준전압 값과 비교하여, 상기 입력 전원 전압이 정상 기준전압 값 보다 낮으면 로우(low) 출력신호를 출력한다.
인버팅 회로 부((110b)는 비교기(110a)의 출력신호를 역변환(inverting)한 역변환신호(ADC INV)를 고장 진단 부(120e)에 출력한다. 따라서 상기 입력 전원 전압이 정상 기준전압 값 보다 낮은 경우, 인버팅 회로 부((110b)는 1과 0의 디지털 출력 중 1의 신호를 출력한다.
본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 카운터(120f)를 더 포함한다.
카운터(120f)는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 고장 진단 부(120e)에 접속되어 고장 진단 부(120e)가 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정했을 때, 정상상태를 회복했는 지 결정하기 위해서 미리 결정된 시간의 경과를 계수한다.
예컨대, 고장 진단 부(120e)가 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정했을 때, 고장 진단 부(120e)의 지령에 의해서 카운터(120f)는 미리 결정된 설정시간, 바람직한 실시 예에 따라서 200 밀리초(ms)의 시간을 설정하고, 설정시간이 경과되면 고장 진단 부(120e)에 설정시간의 종료를 나타내는 출력신호를 출력한다.
한편, 도 5 내지 도 7을 주로 참조하고 도 2 내지 도 4를 보조적으로 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치의 동작을 설명한다.
도 5를 참조할 수 있는 바와 같이, 고장 진단 부(120e)는, 즉 연산 및 데이터 저장부(120) 내의 중앙처리장치(120d1)는 플래시 메모리(120b)로부터 프로그램을 읽어와서 단계 ST1에 기재된 바와 같이 1밀리 초의 인터럽트 루틴(interrupt routine)을 수행하여 고장 진단 루틴을 개시한다.
이어, 단계 ST2에서, 고장 진단 부(120e)는, 즉 연산 및 데이터 저장부(120) 내의 중앙처리장치(120d1)는 도 2의 입력 포트(IN)을 통해서 고장신호를 취득한다.
여기서, 고장신호는 입력신호(ADC SS), 변환종료신호(EOC) 및 역변환신호(ADC INV) 중 적어도 어느 하나 또는 이들 3가지 신호 모두를 의미한다.
다음, 단계 ST3에서, 고장 진단 부(120e)는, 즉 도 2에 있어서 연산 및 데이터 저장부(120) 내의 중앙처리장치(120d1)는 플래시 메모리(120b)로부터 프로그램을 읽어와서 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장 여부를 결정한다.
즉, 도 6의 세부 동작 흐름도를 참조할 수 있는 바와 같이, 고장 진단 부(120e)는, 즉 도 2에 있어서 연산 및 데이터 저장부(120) 내의 중앙처리장치(120d1)는, 단계 ST3-1에서 도 2 또는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 아날로그-디지털 변환기(110)로부터의 변환출력신호가 입력되는 입력 포트(IN)에 미리 결정된 전압(VT)을 인가하여 상기 입력포트(IN)를 통해 입력되는 입력신호(ADC SS)를 근거로 고장을 결정한다. 즉, 입력신호(ADC SS)가 미리 결정된 기준전압(Vref) 보다 낮으면(즉 "예" 이면), 고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 고장인 것으로 결정한다.
단계 ST3-1에서 "아니요"인 경우, 즉 입력신호(ADC SS)가 미리 결정된 기준전압(Vref) 이상인 경우, 고장 진단 부(120e)는, 즉 도 2에 있어서 연산 및 데이터 저장부(120) 내의 중앙처리장치(120d1)는, 단계 ST3-2에서 아날로그-디지털 변환기(110)로부터의 변환종료신호(EOC)를 근거로 고장을 결정한다. 변환종료신호(EOC)의 수준이 미리 결정된 일정 값(예컨대 값 1)이 아니면, 고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 고장인 것으로 결정한다.
단계 ST3-2에서 "아니요"인 경우, 즉 변환종료신호(EOC)가 미리 결정된 일정 값(예컨대 값 1)이 아니면, 고장 진단 부(120e)는, 즉 도 2에 있어서 연산 및 데이터 저장부(120) 내의 중앙처리장치(120d1)는, 단계 ST3-3에서 아날로그-디지털 변환기(110)의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호(VADC IN)를 근거로 고장을 결정한다. 즉, 상기 입력 전원 전압신호(VADC IN)가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 고장인 것으로 결정한다.
단계 ST3-3에서 "아니요"인 경우, 즉 입력 전원 전압신호(VADC IN)가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 이상이면, 도 5의 단계 ST5로 진행한다.
단계 ST5에서 지난 회에 미 도시한 프로그래머블 로직 컨트롤러와의 계전 동작을 차단한 이후 미리 결정된 시간 즉 200밀리 초가 경과했는 지 결정한다.
만일 단계 ST5에서 계전 동작 차단 후 200밀리 초가 경과했다면, 중앙처리장치(120d1)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 정상인 것으로 결정하고, 단계 ST6로 진행하여 미 도시한 프로그래머블 로직 컨트롤러와의 계전 동작을 수행한다(즉, 디지털 출력신호와 입력신호를 주고 받는다).
상기 단계 ST3-1 또는 단계 ST3-2 또는 단계 ST3-3에서, "예"인 경우 즉, 고장 진단 부(120e)가 고장인 것으로 결정하는 경우, 단계 ST3-4의 고장 결정 단계로 진행된다.
단계 ST3-4의 고장 결정 단계는 도 7에 도시된 바와 같이 고장 결정 단계 즉, 단계 ST3-4-1와 카운터 설정 단계 즉, 단계 ST3-4-2로 세분될 수 있다.
단계 ST3-4-1는 고장 진단 부(120e)가 고장인 것으로 결정하는 단계이고, 단계 ST3-4-2에서 고장 진단 부(120e)는 도 3의 카운터(120f)가 200밀리 초를 설정하도록 제어한다.
이후, 고장 진단 부(120e)는 단계 ST3-1, 단계 ST3-2 및 단계 ST3-3에서 모두 "아니요"일 때마다, 도 3의 카운터(120f)가 설정한 200밀리 초의 계수치를 하나씩 감산하도록 제어하고, 카운터(120f)의 계수치가 0이 되면 고장 진단 부(120e)는 아날로그-디지털 변환기(110)가 정상인 것으로 결정한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 아날로그-디지털 변환기(110)로부터의 변환출력신호가 입력되는 입력 포트(IN) 측에 미리 결정된 전압(VT)을 인가하여 입력 포트(IN)를 통해 입력되는 입력신호(ADC SS)를 근거로 입력신호(ADC SS)가 미리 결정된 기준전압(Vref)보다 낮으면 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하거나, 아날로그-디지털 변환기(110)로부터의 변환종료신호(EOC)를 근거로 변환종료신호(EOC)의 수준이 미리 결정된 일정 값 즉 1이 아니면 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하거나, 아날로그-디지털 변환기(110)의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호(VADC IN)를 근거로 입력 전원 전압신호(VADC IN)가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하므로, 아날로그-디지털 변환부(110)에 대한 상시감시와 순시 진단이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 입력 전원 전압신호(VADC IN)가 나타내는 입력 전원 전압을 미리 결정된 기준전압(VREF)과 비교하는 비교기(110a) 및 비교기(110a)의 출력신호를 역변환(inverting)하여 고장 진단 부(120e)에 출력하는 인버팅 회로 부(110b)를 더 포함하므로, 비교기(110a)에 의해 입력 전원 전압신호(VADC IN)가 나타내는 입력 전원전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮은지 결정할 수 있고 이를 나타내는 신호를 인버팅 회로 부(110b)에 의해서 역변환하여 읽어들일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치는 미리 결정된 시간의 경과를 계수하는 카운터(120f)를 더 포함하므로, 상기 아날로그-디지털 변환기(110)의 고장을 결정하고 고장이 아닌 상태가 카운터(120f)에 설정된 시간 동안 지속되면, 정상상태인 것으로 결정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
10a: 변류기 10b: 전압 변성기
100: 디지털 보호 계전기 110: 아날로그-디지털 변환부
110a: 비교기 110b: 인버팅 회로부
120: 연산 및 데이터 저장부 120a: 프램
120b: 플래시 메모리 120c: 에스디램
120d: 프로세서 부 120d1: 중앙처리장치
120d2: 디지털 신호 처리기 120e: 고장 진단 부
120f: 카운터
130: 차단기 상태 입력 부 140: 차단기 제어 출력 부
150: 제어 전원 부 160: 화면 표시 및 입력 부
170: 디지털 입력 부 180: 디지털 출력 부
190: 통신 모듈

Claims (3)

  1. 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치에 있어서,
    아날로그-디지털 변환기에 접속되어,
    상기 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환출력신호가 입력되는 입력 포트 측에 미리 결정된 전압을 인가하여 상기 입력포트를 통해 입력되는 입력신호를 근거로 또는
    상기 아날로그-디지털 변환기로부터의 변환종료신호(End Of Conversion signal)를 근거로 또는
    제어 전원부가 제공하는 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호를 근거로,
    상기 입력신호가 미리 결정된 기준전압 값 보다 낮거나,
    상기 변환종료신호의 수준이 미리 결정된 일정 값이 아니거나,
    상기 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하는 고장 진단 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치.
  2. 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치에 있어서,
    아날로그-디지털 변환기에 접속되어,
    제어 전원부가 제공하는 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 전원 전압을 검출한 입력 전원 전압신호를 근거로,
    상기 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원 전압이 미리 결정된 정상기준 값 보다 낮으면, 상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정하는 고장 진단 부;
    상기 입력 전원 전압신호가 나타내는 입력 전원 전압을 미리 결정된 상기 정상 기준전압 값과 비교하는 비교기; 및
    상기 비교기의 출력신호를 역변환(inverting)하여 상기 고장 진단 부에 출력하는 인버팅 회로 부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 변환기의 고장을 결정했을 때, 정상상태를 회복했는 지 결정하기 위해서 미리 결정된 시간의 경과를 계수하는 카운터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기용 아날로그-디지털 변환기 고장 진단장치.
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