KR101442178B1 - 고장진단 기능 수배전반 시스템 - Google Patents

고장진단 기능 수배전반 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101442178B1
KR101442178B1 KR1020130157938A KR20130157938A KR101442178B1 KR 101442178 B1 KR101442178 B1 KR 101442178B1 KR 1020130157938 A KR1020130157938 A KR 1020130157938A KR 20130157938 A KR20130157938 A KR 20130157938A KR 101442178 B1 KR101442178 B1 KR 101442178B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
voltage
signal
phase
value
Prior art date
Application number
KR1020130157938A
Other languages
English (en)
Inventor
송기택
김재홍
Original Assignee
(주)에코파워텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에코파워텍 filed Critical (주)에코파워텍
Priority to KR1020130157938A priority Critical patent/KR101442178B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101442178B1 publication Critical patent/KR101442178B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/16—Measuring asymmetry of polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 고장진단 기능 수배전반 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고장 발생을 확인할 수 있는 고장진단 기능의 계측장치를 갖는 수배전반 시스템에 관한 것이다.

Description

고장진단 기능 수배전반 시스템{A Distributing Board System having Malfunction Diagnosing Function}
본 발명은 고장진단 기능 수배전반 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고장 발생을 확인할 수 있는 고장진단 기능의 계측장치를 갖는 수배전반 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 발전소에서 발전한 전력을 수용가에게 공급하는 과정에서는 여러단계에 걸쳐 전압을 승압해주거나 강압시켜 줄 필요가 있으며 또 발전력 송전력을 집중하거나 배분해 줄 필요가 있다.
변전소는 이러한 역할 이외에도 전압의 변성과 조정, 전력의 집중과 배분, 전력 조류 제어, 송배전 선로 및 변전소에 설치된 전력 설비를 보호하는 중요한 역할을 담당하고 있다.
전력 설비는 광범위하게 분포되어 자연 재해에 노출되고 있고 과부하에 의해서 설비가 위험 상태에 빠지기 쉬울 뿐만 아니라 설비 자체에도 사고가 일어날 가능성이 많다. 이와 같은 사태에 대비해서 송배전 선로 및 변전소를 보호하기 위한 여러 가지 보호 장치가 변전소에 설치되어 있다.
다양한 전력 설비에서 단락 또는 지락 등의 고장이 발생할 경우 대전류를 차단시켜 설비를 보호하기 위하여 차단기 등의 설비가 필요하다. 또한, 현장의 차단기 등의 장치가 고장 없이 동작하는지를 감시하고, 제어 신호를 보내주며, 이력 상태를 확인하는 등의 기능을 수행하기 위한 설비가 필요하다.
이에 따라, 변전소의 현장 설비의 감시, 제어, 계측 기능을 통신방식으로 운영하기 위하여 수배전반(시스템)이 운용되고 있다. 수배전반(시스템)이란, 고압 또는 저압으로 수전한 전력을 부하 설비의 종류에 알맞은 전압으로 변성하기 위한 변압기, 배전반, 각종 안전 개폐장치, 계측 장치 등의 수변전장치와 이들을 수납하기 위한 수변전실, 및 큐비클 등을 통칭한다.
종래의 수배전반(시스템)에 포함된 계측 장치는 수전 설비의 점진적 절연 파괴로 순간적인 섬락이 발생하고, 과전류가 도통하면, 메인 수전단의 과전류를 차단한다. 하지만, 종래의 계측 장치는 사고 발생 후 분기된 고장점 파악이 용이하지 않으며, 지팜 또는 지맥이 메인 또는 분기점에 설치된 경우에는 차단된 결과에 대해 차단 시점과 차단 전류에 대한 정보만을 알 수 있을 뿐이어서, 정확한 사고 원인 파악에 도움이 되지 못한다.
또한, 종래에 고장 진단을 위하여 누전 감지기가 설치된 경우, 누전 여부를 용이하게 감지할 수 있으나, 이와 같은 누전 감지기에 의하더라도 사고 발생 후 고장 이력을 확인하기는 곤란하며, 온도 또는 습도 등과 같은 환경에 따라 누전 감지기가 제대로 동작하지 못하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사고 발생 전에는 사고 발생 가능성에 대한 알람 기능을 통해 사고를 미연에 방지하고, 사고 발생 후에는 고장 이력 및 상태 이상 감지에 대한 데이터 분석 및 조회를 통해 사고 원인을 파악하기 위한 계측 장치를 포함하여 고장진단 기능을 갖는 수배전반 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고장진단 기능 수배전반 시스템은 전력 설비의 3상 전압을 수신하여 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전압을 필터링하여 출력하는 전압 처리부, 상기 전력 설비의 3상 전류를 수신하여 변환하는 변류기, 상기 변환된 3상 전류를 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전류를 필터링하여 출력하는 전류 처리부, 및 상기 전압 처리부에서 출력되는 전압 신호를 입력받아 전압 불평형 여부를 판단하고, 상기 전류 처리부에서 출력되는 전류 신호를 입력받아 전류 불평형 여부를 판단하는 제어부를 갖는 계측 장치를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 전압 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전압 불평형인 것으로 판단하고, 상기 전류 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전류 불평형인 것으로 판단한다.
상기 제어부는, 상기 전압 신호를 구성하는 각 상 신호의 실효 전압을 산출하여 상기 전압 불평형 여부를 판단하고, 상기 전류 신호를 구성하는 각 상 신호의 실효 전류를 산출하여 상기 전류 불평형 여부를 판단할 수 있다.
상기 전압 신호 및 상기 전류 신호 중 적어도 하나를 입력받아 각각 디지털로 변환하여 상기 제어부로 출력하는 AD 컨버터부를 더 포함할 수 있다.
상기 전압 신호 및 상기 전류 신호 각각에 대한 허용 임계값을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전류 신호 및 전압 신호 중 적어도 하나의 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값을 실시간으로 모니터링하며, 상기 모니터링된 값을 주기적으로 저장하도록 상기 저장부를 제어할 수 있다.
경고 알람 발생부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 전류 신호 및 상기 전압 신호 중 어느 하나가 제1 임계값을 초과하면 경고 알람을 발생하도록 상기 경고 알람 발생부를 제어하고, 상기 제1 임계값 보다 큰 정격 부동작 전류값을 초과하면 상기 전류를 차단할 수 있다.
유저의 조작 명령을 입력받는 유저 인터페이스부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 조작 명령에 따라 상기 전류 처리부 및 상기 전압 처리부의 동작 제어를 수행할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 처리부 및 상기 전류 처리부 중 어느 하나로 인가되는 인가 전원을 차단하여 상기 동작 제어를 수행할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제어부로 입력되는 전압 신호를 차단하는 제1 스위치 및 상기 제어부로 입력되는 전류 신호를 차단하는 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하여, 상기 전류 처리부 및 상기 전압 처리부 중 어느 하나만 동작하도록 상기 동작 제어를 수행할 수 있다.
상기 전압 신호의 각 상 신호를 가산하는 가산부를 더 포함할 수 있다.
상기 입력 전압, 상기 입력 전류, 상기 시간 평균 값, 상기 일 평균 값, 및 상기 월 평균 값을 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부 및 상기 디스플레이부는 RS232 직렬 통신을 수행할 수 있다.
외부 단말과 유무선 통신을 위한 통신 인터페이스부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 외부 단말로부터의 유저 명령이 상기 통신 인터페이스부를 통해 입력되면, 상기 유저 명령에 따라 상기 저장부에 저장된 값을 상기 외부 단말로 전송하도록 상기 통신 인터페이스부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모니터링된 값의 패턴이 기저장된 고장 발생시의 패턴과 유사한 것으로 판단되면, 상기 전력 설비의 차단기를 OFF하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 고장진단 기능 수배전반 시스템은, 전력 설비의 3상 전압을 수신하여 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전압을 필터링하여 출력하는 전압 처리부, 상기 전력 설비의 3상 전류를 수신하여 변환하는 변류기, 상기 변환된 3상 전류를 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전류를 필터링하여 출력하는 전류 처리부, 상기 전압 처리부에서 출력되는 전압 신호를 입력받아 전압 불평형 여부를 판단하고, 상기 전류 처리부에서 출력되는 전류 신호를 입력받아 전류 불평형 여부를 판단하는 제어부, 및 상기 전압 신호 및 상기 전류 신호 중 적어도 하나에 대한 허용 임계값, 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값을 저장하는 저장부를 갖는 계측 장치를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 전압 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전압 불평형인 것으로 판단하고, 상기 전류 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전류 불평형인 것으로 판단하고, 상기 제어부로 입력되는 전압 신호를 차단하는 제1 스위치 및 상기 제어부로 입력되는 전류 신호를 차단하는 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하여, 상기 전류 처리부 및 상기 전압 처리부 중 어느 하나만 동작하도록 상기 동작 제어를 수행하고, 상기 저장부에 저장된 값을 모니터링하여, 상기 모니터링된 값의 패턴이 기저장된 고장 발생시의 패턴과 유사한 것으로 판단되면, 상기 전력 설비의 차단기를 OFF하기 위한 제어 신호를 생성한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 본 고장진단 기능 수배전반 시스템은 신속한 고장점 파악과 원인 분석을 가능하게 하며, 사고 발생 전에는 전기 설비의 사고 발생 가능성에 대한 알람 기능을 제공하여 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 사고 발생 후에는 고장 이력 및 상태 이상 감지에 대한 데이터를 분석 또는 조회를 통해 정확한 사고 대응을 가능하게 할 수 있다.
본 고장진단 기능 수배전반 시스템은 고압 설비에서는 종래의 CT 또는 PT의 신호를 활용할 수 있어 추가적 비용 발생을 최소화할 수 있다.
본 고장진단 기능 수배전반 시스템은 수배전반에 인입될 수 있으므로, 소형화된 계측 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고장진단 기능 수배전반 시스템에 포함되는 계측 장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고장진단 기능 수배전반 시스템에 포함되는 계측 장치를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 고장진단 기능 수배전반 시스템에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고장진단 기능 수배전반 시스템에 포함되는 계측 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 계측 장치(100)는 전압 처리부(110), 가산부(120), 변류기(130), 전류 처리부(140), AD 컨버터부(150), 저장부(160), 통신 인터페이스부(170), 유저 인터페이스부(175), 디스플레이부(180), 경고 알람 발생부(185), 및 제어부(190)를 포함한다.
전압 처리부(110)는 전력 설비의 3상 전압을 수신하여 증폭하고, 증폭된 3상 전압을 필터링하여 출력한다. 전압 처리부(110)는 현장의 다양한 전력 설비로부터 출력되는 N, R, T, S의 전압 중 3상 전압을 수신하며, 3상 전압은 R(Reset), S(Set), 및 T(Toggle)의 180도 위상차를 갖는 세종류의 교류 전압이고, R, S, T는 A, B, C로 표기될 수도 있다.
전압 처리부(110)에서 출력되는 신호는 가산부(120)를 통해 또는 가산부(120)를 통하지 않고 제어부(190)로 입력될 수 있다. 이 경우, 제어부(190)로 입력될 신호는 AD 컨버터부(150)를 통해 제어부(190)에 입력될 수 있다.
가산부(120)는 전압 신호의 각 상 신호를 가산한다.
변류기(130)는 전력 설비의 3상 전류를 수신하여 변환한다. 마찬가지로, 3상 전류는 R(Reset), S(Set), 및 T(Toggle)의 180도 위상차를 갖는 세종류의 교류 전류이며, R, S, 및 T는 A, B, 및 C로 표기될 수도 있다.
변류기(130:Current Transformer)는 임의의 큰 전류에 대해 비례하는 작은 전류로 변경하는 기기로서, 건식, 몰드형, 유입형, 가스형, 권선형, 관통형, 붓싱형, 계측용, 및 계전기용 등 다양한 형태일 수 있다.
전류 처리부(140)는 변류기(130)에서 변환된 3상 전류를 증폭하고, 증폭된 3상 전류를 필터링하여 출력한다.
AD 컨버터부(150)는 아날로그 형태의 전압 신호 및 전류 신호를 입력받아 각각 디지털 형태로 변환하여 제어부(190)로 출력한다.
저장부(160)는 다양한 전류값 및/또는 전압값을 저장한다. 구체적으로, 저장부(160)는 제1 임계값, 정격 부동작 전류값(전압값)을 저장한다. 저장부(160)는 실시간으로 모니터링된 전류(전압) 신호의 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값을 주기적으로 저장한다. 일 예로서, 저장부(160)는 EEPROM 또는 SD 메모리 등을 포함하며, 휘발성 또는 비휘발성의 다양한 메모리가 적용될 수 있다. 저장부(160)는 고장 발생시의 패턴을 저장한다. 일 예로서, 10월 16일자로 고장이 발생했으면, 고장 발생 전 일주일 동안의 전류값(전압값)을 저장하며, 저장된 전류값(전압값)은 제어부(190)에서 고장 발생시의 패턴의 유사 정도를 판단할 때 이용될 수 있다.
통신 인터페이스부(170)는 외부 단말(미도시)과 유선 또는 무선 통신을 수행한다. 통신 인터페이스부(170)는 외부 단말(미도시)로부터 수신된 데이터를 제어부(190) 등 내부 구성으로 전달하거나, 제어부(190) 등 내부 구성으로부터의 정보를 외부 단말(미도시)로 전달한다.
유저 인터페이스부(175)는 유저의 조작 명령을 입력받는다.
디스플레이부(180)는 입력 전압, 입력 전류, 입력 전압 및/또는 입력 전류의 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값을 그래프, 문자, 기호, 및/또는 숫자로 표시한다.
디스플레이부(180)는 제어부(190)와 직렬 통신 방식으로 통신할 수 있으며, 일 예로서, RS232 통신 방식이 적용될 수 있다.
한편, 디스플레이부(180)는 유저 인터페이스부(175)와 별개로 구비될 수 있으나, 유저 인터페이스부(175)의 기능이 통합되어 함께 구현될 수 있다. 일 예로서, 디스플레이부(180)는 유저의 제어 및/또는 확인 명령을 입력받기 위한 다양한 버튼과 LCD 창을 구비할 수 있으며, LCD 창은 터치 스크린 형태로 구현될 수 있다.
경고 알람 발생부(185)는 전류 신호가 제1 임계값을 초과하면 경고 알람을 발생한다. 경고 알람 발생부(185)는 경고 알람을 발생하기 위한 스피커 등의 구성을 구비할 수 있다. 경고 알람이 발생할 때, 디스플레이부(180)에 경고 알람을 나타내는 메시지가 표시될 수 있다.
제어부(190)는 구성들(110 내지 185)에 대한 전반적인 제어 동작을 수행한다.
제어부(190)는 전압 처리부(110)에서 출력되는 전압 신호를 입력받아 전압 불평형 여부를 판단한다. 이 경우, 제어부(190)는 전압 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0인지 확인하여, 0이면 전압 평형이고, 0이 아니면 전압 불평형인 것으로 판단한다.
마찬가지로, 제어부(190)는 전류 처리부(140)에서 출력되는 전류 신호를 입력받아 전류 불평형 여부를 판단한다. 제어부(190)는 전류 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0인지 확인하여, 0이면 전류 평형이고, 0이 아니면 전류 불평형인 것으로 판단한다.
여기서, 합산된 전압 값 또는 합산된 전류 값은 실질적으로 0 일 수 있으며, 기설정된 임계값 미만의 값을 갖는 경우에도 0으로 판단할 수 있다.
제어부(190)는 전류 신호의 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값을 실시간으로 모니터링하며, 모니터링된 값을 주기적으로 저장하도록 저장부(160)를 제어한다.
제어부(190)는 전류 신호가 제1 임계값을 초과하면 경고 알람을 발생하도록 경고 알람 발생부(185)를 제어하고, 제1 임계값 보다 큰 정격 부동작 전류값을 초과하면 전류를 차단한다.
제어부(190)는 유저의 조작 명령이 유저 인터페이스부(175)를 통해 수신되면, 조작 명령에 따라 전류 처리부(140) 및 전압 처리부(110)의 동작 제어를 수행한다.
제어부(190)는 전압 처리부(110) 및 전류 처리부(140) 중 어느 하나로 인가되는 인가 전원을 차단하여 동작 제어를 수행한다. 일 예로서, 전압 처리부(110) 및 전류 처리부(140) 각각이 기능 모듈로 구성되고, 제어부(190)는 기능 모듈의 전원을 ON/OFF 시킬 수 있다. 여기서, 기능 모듈은 ASIC 등의 칩 형태일 수 있으며, 제어부(190)는 칩의 전원 ON/OFF를 위한 단자를 제어할 수 있다.
제어부(190)는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하며, 제1 스위치는 제어부(190)로 입력되는 전압 신호를 ON/OFF 스위칭하며, 제2 스위치는 제어부(190)로 입력되는 전류 신호를 ON/OFF 스위칭한다. 제어부(190)는 제1 스위치 및/또는 제2 스위치를 제어하여, 전압 처리부(110) 및 전류 처리부(140) 중 어느 하나만 동작하도록 동작 제어를 수행할 수 있다.
제어부(190)는 외부 단말(미도시)로부터의 유저 명령이 통신 인터페이스부(170)를 통해 입력되면, 유저 명령에 따라 저장부(160)에 저장된 값을 외부 단말(미도시)로 전송하도록 통신 인터페이스부(170)를 제어한다.
제어부(190)는 저장부(160)에서 모니터링된 값의 패턴이 저장부(160)에 이미 저장된 고장 발생시의 패턴과 유사한 것으로 판단되면, 전력 설비의 차단기를 OFF하기 위한 제어 신호를 생성한다.
패턴 사이의 유사도 판단을 위해 다양한 방법이 적용될 수 있다. 일 예로 2012년 10월 16일자에 허용치인 10을 초과하여 고장이 발생하였고, 10월 13일부터 15일까지의 전류값(전압값)이 4(13일 측정값), 6(14일 측정값), 10(15일 측정값)으로 변화하였다면, 상기 저장부(160)에는 전류값(전압값)이 4, 6, 10으로 변화하는 전류값(전압값) 패턴과 전류값(전압값)의 증가분이 2(6-4), 4(10-6)로 변화하는 전류값(전압값) 증가분 패턴이 저장되게 된다. 만약, 모니터링된 전류값(전압값)이 4에서 6으로 증가(모니터링되는 전류값(전압값)이 4에서 6으로 증가하는 패턴)했다면, 다음에 모니터링될 전류값(전압값)이 10을 가질 수 있음을 예상하여 기 저장된 고장 발생시의 전류값(전압값) 패턴과 유사한 것으로 판단한다. 또는, 현재 모니터링된 전류값(전압값)이 3, 5, 9로 변화했다면 전류값(전압값)의 증가분이 2(5-3), 4(9-5)로 변화므로, 기 저장된 고장 발생시의 전류값(전압값) 증가분 패턴(전류값(전압값)의 증가분이 2, 4로 변화하는 전류값(전압값) 증가분 패턴)과 유사한 것으로 판단한다.
상기와 같은 본 계측 장치(100)는 본 발명에 따른 고장진단 기능 수배전반 시스템에 인입될 수 있다. 구체적으로, 상기 계측 장치(100)는 단일 모듈 형태로 제작될 수 있으며, 이에 따라 다양한 기능 모듈이 통합 구현된 고장진단 기능 수배전반 시스템에 단일 모듈 형태로 착탈될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고장진단 기능 수배전반 시스템에 포함되는 계측 장치를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 계측 장치(1000)는 전압 처리부(200), 가산기(300), 전류 처리부(400), 제어부(500), 및 디스플레이부(600)를 포함한다.
전압 처리부(200)는 1차측 권선 및 2차측 권선을 구비하여 1차측 권선의 높은 전압을 낮은 전압으로 변환하는 계기용 변압기(10:Potential Transformer)를 통해 전력 설비로부터의 각 상(R,S,T) 전압이 변환되어 출력되면 이를 수신한다.
전압 처리부(200)에 수신된 각 상 전압은 증폭기(210)에서 증폭되고, 필터(220)에서 필터링되어 가산기(300)로 출력된다.
전류 처리부(400)는 전력 설비로부터의 각 상(R,S,T) 전류를 수신하여 변류기(410)에서 낮은 전류로 변환하고, 증폭기(420)에서 증폭하고, 필터(430)에서 필터링을 수행하여 AD 컨버터부(510)로 출력한다. 도 2에서는 설명의 편의상 하나의 라인으로 표시되어 있으나, 전압 처리부(200)와 마찬가지로 각 상(R.S.T)에 전류를 처리할 수 있다. 전류 처리부(400)는 하드웨어적 ZCT 구성이 되도록 변류기(410)를 구성한다.
제어부(500)의 AD 컨버터부(510)는 가산기(300)를 통과한 전압 신호와, 전류 처리부(400)에서 출력되는 전류 신호를 수신하여 디지털로 변환한다.
제어부(500)의 CPU(520)는 디지털로 변환된 전압 신호 및/또는 전류 신호를 분석한다. CPU(520)는 디지털로 변환된 전압 신호가 0인지 확인하여 0이면 전압 불평등이 발생하지 않고, 0이 아니면 전압 불평등이 발생한 것으로 판단한다. 이 경우, EEPROM(520)에 저장된 임계값을 이용하여, 전압값이 0이 아니더라도 기설정된 값 이상이면 전압 불평등이 발생한 것으로 판단한다. CPU(520)는 디지털로 변환된 전류 신호에 대해서도 디지털로 변환된 전압 신호와 마찬가지로 동작을 수행할 수 있다.
CPU(520)는 기설정된 시간 단위로 전압값 및/또는 전류값이 EEPROM(530)에 저장된 임계값, 즉 허용 한계치를 초과하는지 모니터링한다. 이 경우, 일 예로서, CPU(520)는 전압 신호 및/또는 전류 신호의 RMS(Root Mean Square) 값을 통해 불평등 발생 여부를 판단한다.
EEPROM(530)은 일정 간격, 일 예로서, 10일 동안의 전압값 및/또는 전류값을 저장하고 있어, 10일 동안에 사고가 발생한 경우라면 전압값 및/또는 전류값의 상승 패턴을 파악할 수 있어, 추후 유사한 패턴으로 전압값 및/또는 전류값이 상승한다면, 현장 설비 중 일부를 차단하는 등의 방식으로 고장을 사전에 예방할 수 있다.
CPU(520)는 유저 인터페이스부(550)의 유저 명령 입력에 따라, 원격지의 외부 단말(미도시)로부터 전압 불평등 및/또는 전류 불평등 판단 결과를 요청받은 경우에는 판단 결과를 디스플레이부(600)에 표시할 수 있다. 이 경우, CPU(520) 및 디스플레이부(600)는 RS232 방식의 직렬 통신을 수행할 수 있다.
마찬가지로, CPU(520)는 원격지의 외부 단말(미도시)로부터 전압 불평등 및/또는 전류 불평등 판단 결과를 요청받은 경우에는 이더넷 통신부(540)를 통해 판단 결과를 전달할 수 있다.
이더넷 통신부(540)는 RJ45 커넥터를 구비하며, 외부 단말(미도시)과 직접 유선으로 연결되어 유선 통신할 수 있다. 또는, 이더넷 통신부(540)는 공유기 또는 AP 등과 유선으로 연결된 후 외부 단말(미도시)과 무선 통신할 수 있다. 한편 도시된 것과 달리, 도 1에서 도시된 통신 인터페이스부(170) 내 이더넷 통신부(540) 이외에, 외부 단말(미도시)과 무선 통신을 수행하는 통신 모듈이 포함될 수 있다.
일 예로서, 스마트폰 등과 같은 모바일 기기, 즉 외부 단말(미도시)을 이용하여 유저가 현장 설비의 고장 상태를 확인할 수 있다. 유저는 스마트폰을 통해 디스플레이되는 다양한 제어 버튼 또는 확인 버튼 중에서 고장 상태 확인 버튼을 선택하면, 이에 따라 계측 장치(1000)는 EEPROM(530)에 저장된 정격 부동작 전류값, 실시간으로 모니터링된 전류 신호의 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값 등을 유저의 스마트폰으로 전송한다. 이에 따라, 유저는 원격지에서 스마트폰을 통해 현장 설비의 고장 상태를 용이하게 확인할 수 있다. 이 경우, 유저의 스마트폰은 상술한 동작을 수행하기 위한 어플리케이션이 미리 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 본 계측 장치(1000)는 과전압 및 부족전압 검출하는 구성(23) 및 과전류 검출하는 구성(25)을 포함하는 종래의 수전 설비 보호 장치(20)와 함께 상호 보완적으로 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예 중 다양한 실시 예를 설명하기 위하여 일부 구성들이 포함되거나 제거될 수 있다. 후술할 다양한 실시 예는 제조 비용 측면에서, 제1 실시 예는 저가형 계측 장치(및 이를 포함하는 수배전반 시스템), 제2 실시 예는 중저가형 계측 장치(및 이를 포함하는 수배전반 시스템), 제3 실시 예는 고가형 계측 장치(및 이를 포함하는 수배전반 시스템)에 적용될 수 있다.
제1 실시 예에 따르면, 본 계측 장치(1000)는 이더넷 통신부(540)를 구비하지 않고, 3 상전류의 불평형분을 측정하기 위한 변류기(410)는 저배율(5A)이며, 아날로그 회로를 이용하여 3상 전압 불평형분을 계산함으로서 CPU(520)의 연산 부하를 줄이고, A/D 분해능 역시 낮은 사양으로 측정 가능하다.
제2 실시 예에 따르면, 본 계측 장치(1000)는 가산기(300) 및 이더넷 통신부(540)를 구비하지 않고, 3상 전압과 전류를 개별적으로 측정할 수 있도록 AD 컨버터부(510) 및 CPU(520) 성능이 향상된다.
제3 실시 예에 따르면, 본 계측 장치(1000)는 가산기(300)를 구비하지 않고, DSP 레벨의 CPU(520)를 구비하고, 각 상 전류와 전압을 종합적 전력 품질 측정에 따라 요소 계측 및 연산 수행 가능하며, 원격지의 중앙 제어를 위한 이더넷 통신 적용될 수 있다.
이와 같은 다양한 실시 예에 따른 본 계측 장치(100)는 추가적 CT, PT, ZCT 등을 설치하지 않고, 수전 설비의 동적 상태를 감시하고, 고장을 경고할 수 있는 시스템을 제공할 수 있으며, 기존 센서를 이용하여 OCGR 검출 및 OVGR 검출을 할 수 있다.
또한, 계측 장치(100)는 OCGR 및 OVGR의 발생 빈도 및 검출 시간을 이용하여 고장 경보를 위한 평가지수를 제공할 수 있으며, 검출 정밀도를 고려한 전압 및 전류 센서부와 노이즈 및 A/D 증폭부 설계, 동적 상태 감시를 위한 Display 및 Data Log 방법을 제공하며, 수배전반 전면 판넬에 설치가 용이하도록 Diplay 일체형으로 설계될 수 있다.
이상에서는, 본 명세서와 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 계측 장치 110: 전압 처리부
120: 가산부 130: 변류기
140: 전류 처리부 150: AD 컨버터부
160: 저장부(160) 170: 통신 인터페이스부
175: 유저 인터페이스부 180: 디스플레이부
185: 경고 알람 발생부 190: 제어부

Claims (15)

  1. 전력 설비의 3상 전압을 수신하여 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전압을 필터링하여 출력하는 전압 처리부;
    상기 전력 설비의 3상 전류를 수신하여 변환하는 변류기;
    상기 변환된 3상 전류를 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전류를 필터링하여 출력하는 전류 처리부; 및
    상기 전압 처리부에서 출력되는 전압 신호를 입력받아 전압 불평형 여부를 판단하고, 상기 전류 처리부에서 출력되는 전류 신호를 입력받아 전류 불평형 여부를 판단하는 제어부;를 갖는 계측 장치를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 전압 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전압 불평형인 것으로 판단하고, 상기 전류 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전류 불평형인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전압 신호를 구성하는 각 상 신호의 실효 전압을 산출하여 상기 전압 불평형 여부를 판단하고, 상기 전류 신호를 구성하는 각 상 신호의 실효 전류를 산출하여 상기 전류 불평형 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 계측 장치는
    상기 전압 신호 및 상기 전류 신호 중 적어도 하나를 입력받아 각각 디지털로 변환하여 상기 제어부로 출력하는 AD 컨버터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 계측 장치는
    상기 전압 신호 및 상기 전류 신호 각각에 대한 허용 임계값을 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류 신호 및 전압 신호 중 적어도 하나의 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값을 실시간으로 모니터링하며, 상기 모니터링된 값을 주기적으로 저장하도록 상기 저장부를 제어하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 계측 장치는 경고 알람 발생부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 전류 신호 및 상기 전압 신호 중 어느 하나가 제1 임계값을 초과하면 경고 알람을 발생하도록 상기 경고 알람 발생부를 제어하고, 상기 제1 임계값 보다 큰 정격 부동작 전류값을 초과하면 상기 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 계측 장치는 유저의 조작 명령을 입력받는 유저 인터페이스부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 조작 명령에 따라 상기 전류 처리부 및 상기 전압 처리부의 동작 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전압 처리부 및 상기 전류 처리부 중 어느 하나로 인가되는 인가 전원을 차단하여 상기 동작 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제어부로 입력되는 전압 신호를 차단하는 제1 스위치 및 상기 제어부로 입력되는 전류 신호를 차단하는 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하여, 상기 전류 처리부 및 상기 전압 처리부 중 어느 하나만 동작하도록 상기 동작 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 계측 장치는
    상기 전압 신호의 각 상 신호를 가산하는 가산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 계측 장치는
    상기 입력 전압, 상기 입력 전류, 상기 시간 평균 값, 상기 일 평균 값, 및 상기 월 평균 값을 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부 및 상기 디스플레이부는 RS232 직렬 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 계측 장치는 외부 단말과 유무선 통신을 위한 통신 인터페이스부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 외부 단말로부터의 유저 명령이 상기 통신 인터페이스부를 통해 입력되면, 상기 유저 명령에 따라 상기 저장부에 저장된 값을 상기 외부 단말로 전송하도록 상기 통신 인터페이스부를 제어하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 모니터링된 값의 패턴이 기저장된 고장 발생시의 패턴과 유사한 것으로 판단되면, 상기 전력 설비의 차단기를 OFF하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
  15. 전력 설비의 3상 전압을 수신하여 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전압을 필터링하여 출력하는 전압 처리부;
    상기 전력 설비의 3상 전류를 수신하여 변환하는 변류기;
    상기 변환된 3상 전류를 증폭하고, 상기 증폭된 3상 전류를 필터링하여 출력하는 전류 처리부;
    상기 전압 처리부에서 출력되는 전압 신호를 입력받아 전압 불평형 여부를 판단하고, 상기 전류 처리부에서 출력되는 전류 신호를 입력받아 전류 불평형 여부를 판단하는 제어부; 및
    상기 전압 신호 및 상기 전류 신호 중 적어도 하나에 대한 허용 임계값, 시간 평균 값, 일 평균 값, 및 월 평균 값을 저장하는 저장부;를 갖는 계측 장치를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전압 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전압 불평형인 것으로 판단하고, 상기 전류 신호를 구성하는 각 상(phase) 신호를 합산하여 합산된 값이 0이 아니면 상기 전류 불평형인 것으로 판단하고,
    상기 제어부로 입력되는 전압 신호를 차단하는 제1 스위치 및 상기 제어부로 입력되는 전류 신호를 차단하는 제2 스위치를 포함하며, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하여, 상기 전류 처리부 및 상기 전압 처리부 중 어느 하나만 동작하도록 상기 동작 제어를 수행하고,
    상기 저장부에 저장된 값을 모니터링하여, 상기 모니터링된 값의 패턴이 기저장된 고장 발생시의 패턴과 유사한 것으로 판단되면, 상기 전력 설비의 차단기를 OFF하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 고장진단 기능 수배전반 시스템.
KR1020130157938A 2013-12-18 2013-12-18 고장진단 기능 수배전반 시스템 KR101442178B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130157938A KR101442178B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 고장진단 기능 수배전반 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130157938A KR101442178B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 고장진단 기능 수배전반 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101442178B1 true KR101442178B1 (ko) 2014-09-22

Family

ID=51760596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130157938A KR101442178B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 고장진단 기능 수배전반 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101442178B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170114358A (ko) * 2016-04-04 2017-10-16 한전케이디엔주식회사 단말장치 점검 장치 및 그 방법
CN114113895A (zh) * 2021-11-27 2022-03-01 广东电网有限责任公司广州供电局 配电网故障检测装置、系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080067602A (ko) * 2008-06-16 2008-07-21 (주) 동보파워텍 수배전반 내부설비 고장진단 시스템
KR20090107774A (ko) * 2008-04-10 2009-10-14 엘에스산전 주식회사 배전급 개폐기의 상시 감시 및 진단 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090107774A (ko) * 2008-04-10 2009-10-14 엘에스산전 주식회사 배전급 개폐기의 상시 감시 및 진단 장치
KR20080067602A (ko) * 2008-06-16 2008-07-21 (주) 동보파워텍 수배전반 내부설비 고장진단 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170114358A (ko) * 2016-04-04 2017-10-16 한전케이디엔주식회사 단말장치 점검 장치 및 그 방법
KR101872384B1 (ko) * 2016-04-04 2018-06-28 한전케이디엔주식회사 단말장치 점검 장치 및 그 방법
CN114113895A (zh) * 2021-11-27 2022-03-01 广东电网有限责任公司广州供电局 配电网故障检测装置、系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017228540A (ja) 無線分岐回路エネルギー監視システム
US9276396B2 (en) Power transmission fault analysis system and related method
US10935609B2 (en) Methods and systems for ground fault detection in a power distribution system
WO2014027571A1 (ja) デジタル保護リレー、デジタル保護リレー試験装置、およびデジタル保護リレー試験方法
CN103792459A (zh) 用于测试电子跳闸装置的方法和设备
KR101708005B1 (ko) 직류 과부하 겸용 아크 차단장치
CN113049901A (zh) 电控和保护设备
KR101713076B1 (ko) 전력설비 보호계전기의 보호요소 계측값 및 동작상태 표시 시스템
US10761129B2 (en) Electrical power supply panel with increased safety through monitoring and control
US20170059641A1 (en) System and method for automatic high resistance ground pulse activation and detection
RU2581607C1 (ru) Способ защиты от обрывов фазных и нулевого проводов четырехпроводной воздушной линии электрической сети напряжением 380 в и устройство для его реализации
KR101773705B1 (ko) 접지상태 감시장치
KR101442178B1 (ko) 고장진단 기능 수배전반 시스템
KR101707706B1 (ko) 보호 장치 및 그의 동작 검증 방법
KR20100117893A (ko) 배전반 전류 감시 장치
JP6509029B2 (ja) 分電盤
KR102314282B1 (ko) 전력선 모니터링 시스템 및 방법
KR101302068B1 (ko) 통합형 전철제어반 ｇｌｄｓ
US7148674B2 (en) Apparatus for automatically measuring a relatively wide range of leakage currents
KR102381071B1 (ko) 무감전 시스템을 갖춘 수배전반
KR20070107453A (ko) 절연감시시스템
KR102328806B1 (ko) 누설 전압 감시시스템
JP5225448B2 (ja) 回路遮断器
JP5072084B2 (ja) 抵抗分地絡電流を検出する装置
KR20190022123A (ko) 온도와 압력 기반 사고예방 기능을 구비한 링메인유닛(rmu) 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170912

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180910

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190905

Year of fee payment: 6