KR101452980B1

KR101452980B1 - Compact type fault recorder in power system and fault recorder system having the same

Info

Publication number: KR101452980B1
Application number: KR1020140101237A
Authority: KR
Inventors: 윤상현
Original assignee: 주식회사프로컴시스템
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2014-10-22

Abstract

The present invention relates to a compact fault recorder in a power system and a fault recorder system having the same. Provided are a compact fault recorder in a power system, which includes: a power module to supply a power; an analogue interface module to receive voltage and current sources and to convert the voltage and current source into a digital signal to be transmitted to a CPU module; a digital interface module to receive an operating contact of a power facility to transmit status information to the CUP module; a data communications module to make data and signal communications; and the CPU module to acquire signal data from the analogue interface module and the digital interface module and to perform an operation for the signal data, and a fault recorder system having the same. The CPU module determines an accident occurring in a power system line based on the acquired signal data, detects and records the position of a fault point, and converts the recorded fault data in a data format suitable for an external terminal or a host server.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a power system reduced fault recorder and a fault recorder system including the reduced power recorder.

본 발명은 전력계통 축소형 고장 기록 장치 및 이를 포함한 고장 기록 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치 여건이 협소한 기존 보호반 패널에 장착할 수 있으며, 양방향 고장점 표정을 위해 동기화된 데이터 저장이 가능하고, 임피던스 방식과 동기페이저 계산 방식 모두를 적용하여 양방향 고장점 표정이 가능한 전력계통 축소형 고장 기록 장치 및 이를 포함한 고장 기록 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power system reduced fault recording apparatus and a fault recording system including the same. More particularly, the present invention relates to a power system reducing fault recording apparatus capable of mounting on a conventional protection panel having a limited installation condition, The present invention relates to a power grid reduction type fault recorder capable of expressing a bidirectional high-strength level by applying both an impedance method and a synchronous pager calculation method, and a fault recording system including the same.

최근 전력계통은 에너지 수요의 증가에 따라 계속 성장하고 있으며, 그에 따라서 송배전 선로의 규모 및 전체 길이를 크게 증가시켰고, 각 선로의 노출에 따른 선로고장이 자주 발생하고 있다. 일반적으로 상기 선로고장은 주로 자연재해인 폭풍, 낙뢰, 진눈개비 등에 의해 발생하고, 조류나 외부 수목 접촉에 의한 절연파괴나 단락사고도 발생하고 있다. 대부분의 전기사고는 선로에서의 고장복구 전에 고장위치 검출이 중요하며, 특히 전력계통에서 선로사고에 의한 영향이 비교적 큰 송전선로의 고장위치 검출이 중요하다.Recently, the power system has been growing continuously with the increase of energy demand, and accordingly, the size and overall length of the transmission and distribution lines have been greatly increased, and the line failure frequently occurs due to the exposure of each line. Generally, the above-mentioned line faults are mainly caused by natural disasters such as storms, lightning strikes, and sheds, and insulation breakdown or short-circuiting accidents due to algae or external tree contact are also occurring. It is important to detect the fault location before repairing the fault in the line. Especially, it is important to detect the fault location in the transmission line where the influence of the line accident is relatively large in the power system.

고장위치를 검출하기 위한 육안검사 등의 물리적 방법은 비용과 인력 및 정전 비용 등이 많이 소요되기 때문에 고장위치 검출 기술 및 고장 기록 장치가 필요하게 된다. Physical methods such as visual inspection for detecting a fault location require a lot of cost, manpower, and power outage cost, so that a fault location detection technique and a fault recording device are required.

고장 기록 장치가 없는 경우에는 고장데이터 취득 불가로 전력 계통의 고장분석이 곤란하며, 신속한 고장 분석이 불가하여 고장복구가 지연되는 문제점이 있었다. 한편, 종래의 고장 기록 장치는 채널수량이 가변적이지 않아 설치가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
In the absence of a failure recording apparatus, it is difficult to analyze the failure of the power system due to the failure to acquire failure data, and it is impossible to quickly analyze the failure, thereby delaying the failure recovery. On the other hand, the conventional fault recording apparatus has a problem that the number of channels is not variable and the installation is not easy.

한국공개특허 제10-2003-0017842호Korean Patent Publication No. 10-2003-0017842

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 현장의 장치를 원격으로 감시하고 송전선로 고장감지 및 보호용 차단기의 동작 및 오동작의 고장원인을 단시간에 분석하여 복구가 가능하며, 고장데이터 취득이 어려운 현장에도 별도의 장치반 추가 없이 쉽게 부착하여 운영할 수 있도록 콤팩트하게 구성된 전력계통 축소형 고장 기록 장치 및 및 이를 포함한 고장 기록 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to remotely monitor a device in the field, analyze the operation of a circuit breaker for detecting and protecting a transmission line, The present invention provides a power system reduced type fault recording apparatus and a fault recording system including the same, which are compactly configured so that even if a faulty data is difficult to obtain, the apparatus can be easily attached and operated without adding another device.

그리고, 상위 시스템에서 원격으로 쉽고 빠르게 장치에 접속하여 고장 데이터 취득이 가능하고, 취득한 복수의 고장데이터 또는 양단 고장데이터를 활용하여 정확한 송전선로 고장거리 계산이 가능한 전력계통 축소형 고장 기록 장치 및 및 이를 포함한 고장 기록 시스템을 제공하기 위한 것이다.
A power system reduction type fault recording apparatus capable of easily obtaining fault data by accessing a device remotely from an upper system remotely and capable of calculating the fault distance by an accurate transmission line by utilizing the acquired plurality of fault data or both fault data, And to provide a fault recording system including the fault recording system.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 전원을 공급하는 전원 모듈; 전압 및 전류 소스를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 CPU 모듈로 전송하는 아날로그 인터페이스 모듈; 전력설비의 동작 접점을 입력받아 상태 정보를 CPU 모듈에 전송하는 디지털 인터페이스 모듈; 데이터 및 신호를 통신하는 데이터 통신 모듈; 및 상기 아날로그 인터페이스 모듈 및 디지털 인터페이스 모듈로부터 신호 데이터를 취득하고 연산처리하는 CPU 모듈;을 포함하며, 상기 CPU 모듈은 취득한 신호 데이터를 기초로 전력계통선로의 사고 발생여부를 판단 및 고장점 위치를 검출하여 기록하며, 고장 기록 데이터를 외부 단말기나 호스트 서버에 적합한 데이터 포맷으로 변환하는 전력계통 축소형 고장 기록 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a power supply module for supplying power; An analog interface module for receiving a voltage and a current source, converting the digital signal into a digital signal, and transmitting the digital signal to the CPU module; A digital interface module for receiving operation information of the power equipment and transmitting status information to the CPU module; A data communication module for communicating data and signals; And a CPU module for acquiring signal data from the analog interface module and the digital interface module and performing arithmetic processing on the analog interface module and the digital interface module. The CPU module determines whether or not an accident occurs in the power system line based on the acquired signal data, And converts the failure record data into a data format suitable for an external terminal or a host server.

사고 발생여부에 대한 데이터, 고장점 위치 데이터, 고장 기록 데이터 및 외부 단말기 IP 어드레스를 포함한 데이터를 저장하는 데이터 저장 모듈을 더 포함한다. And a data storage module for storing data including an accident occurrence data, high-strength location data, fault record data, and external terminal IP address.

상기 아날로그 인터페이스 모듈은 외부에서 인입되는 AC 정격전압과 정격전류를 각각 소스에 대해 PT(Potential Transformer)와 CT(Current Transformer)를 거쳐 노이즈 필터링을 한 후, 디지털 데이터로 변환하여 상기 CPU 모듈로 전송한다. The analog interface module performs noise filtering on the AC rated voltage and the rated current drawn from the outside via a PT (Potential Transformer) and a CT (Current Transformer), respectively, and then converts the AC rated voltage and the rated current into digital data and transmits them to the CPU module .

고장 기록시 GPS 모듈로부터 시각동기용 신호를 수신하여 시각을 동기화하거나 장치 내부에 내장된 GPS 수신모듈을 사용하여 시각을 동기화하는 시각동기화 모듈을 더 포함한다. And further includes a time synchronization module for synchronizing the time by receiving the time synchronization signal from the GPS module when the failure is recorded or by synchronizing the time by using the GPS reception module built in the device.

상기 CPU 모듈은 측정모듈에서 측정된 전압 및 전류 실효치 데이터와 디지털 입력데이터를 기초로 전력 계통 선로의 사고 발생 여부를 판정하는 고장 판단부; 사고가 발생한 전력 계통 선로에서 고장 위치를 연산하는 고장 위치 계산부; 및 전력 계통 선로에서 고장이 발생한 경우, 고장 기록 데이터를 저장하는 고장 기록부를 포함한다. Wherein the CPU module comprises: a failure determination unit for determining whether an accident occurs in the power system line based on the voltage and current effective value data measured by the measurement module and the digital input data; A fault location calculator for calculating a fault location in a power system line where an accident occurs; And a fault recording section for storing fault record data when a fault occurs in the power system line.

상기 고장 기록 데이터를 미리 등록된 외부 단말기에 적합한 데이터 포맷으로 변환하는 데이터 변환부를 더 포함한다. And a data conversion unit for converting the failure record data into a data format suitable for a previously registered external terminal.

상기 데이터 변환부는 고장 파일 기록시 COMTRADE 파일로 변환되며, 변환된 데이터 포맷으로 외부 단말기로 전송한다. The data conversion unit converts the faulty file into a COMTRADE file and transmits the COMTRADE file to the external terminal in the converted data format.

상기 고장 위치 계산부는 축소형 고장 기록 장치가 송전선로 한쪽에만 설치된 경우, 사고 발생시 고장점 위치를 검출하는 단방향 고장점 표정부 및 송전선로의 양 단에 장치가 설치되어 감시하는 경우 양단의 시각을 동기화한 후, 고장 시 양단에서 측정한 고장 데이터의 분배율을 거리로 환산하여 거리를 산출하는 양방향 고장점 표정부를 포함한다. The failure location calculation unit is a unidirectional high-strength indicator that detects a high-strength location when an accidental occurrence of a fault recording device is installed on only one side of a transmission line, and synchronizes the time of both ends when the device is installed at both ends of the transmission line. And a bidirectional high-strength facial expression unit for calculating the distance by converting the distribution ratio of the failure data measured at both ends when the failure occurs.

상기 아날로그 인터페이스 모듈은 아날로그 입력소스가 증폭기를 통해 증폭이 된 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터; 계측하려는 전압 소스를 계측 가능한 범위로 크기를 변화시키는 PT; 계측하려는 전류 소스를 계측 가능한 범위로 크기를 변화시키는 CT; 및 상기 PT와 CT를 통해서 들어온 신호의 크기를 증폭하여 상기 A/D 컨버터로 전달하는 증폭기를 포함한다. The analog interface module includes: an A / D converter for receiving a signal amplified by an analog input source through an amplifier and converting the amplified signal into a digital signal; PT for changing the size of the voltage source to be measured to a measurable range; CT for changing the size of the current source to be measured to a measurable range; And an amplifier for amplifying the amplitude of a signal input through the PT and the CT and transmitting the amplified signal to the A / D converter.

상기 디지털 인터페이스 모듈은 접점의 온/오프(On/Off)시 채터링을 방지하는 필터; 및 외부에서 유입되는 노이즈를 제거하는 배리스터를 포함한다. The digital interface module includes: a filter for preventing chattering when a contact is turned on / off; And a varistor for removing noise from the outside.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전력계통 축소형 고장 기록 장치는 복수개가 전력계통선로에 설치되며, 각 전력계통 축소형 고장 기록장치 상호간 연결하며, 호스트 서버와 통신을 수행하기 위한 통신망, 및 복수개의 축소형 고장 기록장치를 모니터링하는 호스트 서버를 포함하는 전력계통 축소형 고장 기록 장치를 포함한 고장 기록 시스템이 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a power system reduction type fault recording apparatus including a plurality of power system grid lines, a plurality of power grid lines connected to each power grid reduction fault recording apparatus, a communication network for performing communication with the host server, There is provided a fault recording system including a power system miniaturized fault recording apparatus including a host server that monitors a miniaturized fault recording apparatus.

본 발명에 따르면, 전력계통의 고장 기록 장치를 원격으로 감시하고 송전선로 고장감지 및 보호용 차단기의 동작 및 오동작의 고장원인을 단시간에 분석하여 전력 계통의 신속한 복구가 가능하게 된다.According to the present invention, it is possible to remotely monitor the fault recording apparatus of the power system, and to quickly recover the power system by analyzing the operation of the breaker for detecting and protecting the transmission line failure and the malfunction of the transmission line in a short time.

전력계통의 고장 데이터 취득이 어려운 현장에도 별도의 장치반 추가 없이 쉽게 부착하여 운영할 수 있다. It is possible to easily attach and operate the power system without adding additional equipment even in a field where it is difficult to obtain fault data of the power system.

그리고, 상위 시스템에서 원격으로 쉽고 빠르게 장치에 접속하여 고장 데이터 취득이 가능하고, 취득한 복수의 고장데이터 또는 양단 고장데이터를 활용하여 정확한 송전선로 고장거리 계산이 가능하다. Also, fault data can be acquired easily and quickly from the upper system remotely and it is possible to calculate the fault distance to the correct transmission line by utilizing the acquired multiple fault data or both fault data.

또한, 종래 고장 기록 장치의 기능을 수용하며, 고장점 거리연산에 적합한 데이터 포맷으로 변환하여 전달함으로써 상위 응용시스템과 호환 가능한 효과를 얻을 수 있다.
In addition, it is possible to obtain an effect compatible with a higher-level application system by receiving the function of the conventional fault recording apparatus and converting it into a data format suitable for high-strength distance calculation.

도 1은 본 발명에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치를 포함한 고장 기록 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치의 외형도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 CPU 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 5는 고장 위치 계산부의 개략적인 구성도이다.
도 6은 아날로그 인터페이스 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 7은 아날로그 인터페이스 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a fault recording system including a power system reduction type fault recording apparatus according to the present invention.
2 is an external view of a power system reduction type fault recording apparatus according to the present invention.
3 is a schematic block diagram of a power system reduction type fault recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of the CPU module.
5 is a schematic configuration diagram of the fault location calculation unit.
6 is a schematic configuration diagram of an analog interface module.
7 is a schematic configuration diagram of an analog interface module.
8 is a schematic block diagram of a power system reduced fault recording apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치를 포함한 고장 기록 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a fault recording system including a power system reduction type fault recording apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치를 포함한 고장 기록 시스템은 복수개의 축소형 고장 기록 장치(1000), 통신망(2000) 및 호스트 서버(3000)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a fault recording system including a power system reduced fault recording apparatus according to the present invention includes a plurality of miniaturized fault recording apparatuses 1000, a communication network 2000, and a host server 3000.

복수의 축소형 고장 기록장치(1000)는 전력계통선로 설치되며, 통신망(2000)을 통하여 상호간 연결되고, 호스트 서버(3000)와 연결된다.The plurality of miniaturized fault recording apparatuses 1000 are installed as power system lines, connected to each other through a communication network 2000, and connected to the host server 3000.

각 축소형 고장 기록장치(1000)는 일정 영역 내에 설치된 전력계통선로의 고장 여부를 판단 및 기록하며, 고장 발생시 고장점의 위치를 검출한다.Each of the reduced-size fault recording apparatuses 1000 determines whether a power system line installed in a certain area is faulty or not, and detects a high-strength location when a fault occurs.

이러한 축소형 고장 기록장치(1000)는 발전기, GIS, 변전소 및 배전반을 포함하는 전력 계통에 설치될 수 있으며, 전력 계통에 설치된 계기용 변압기(PT) 및 계기용 변류기(CT)로부터 인가되는 전압 및 전류를 입력받고, 부하를 차단하기 위한 차단기로부터 인가되는 전력 설비의 동작으로 나타내는 신호를 입력받아 전력계통 선로의 고장 여부 및 전력 계통 운용 함수를 검출 및 기록한다. 임의의 전력계통선로에서 사고가 발생하면, 사고가 발생한 전력계통선로에 설치된 축소형 고장 기록장치(1000)는 고장 기록 데이터를 저장하며, 미리 설정된 외부 단말기로 고장 기록 데이터를 전송한다. 이때, 축소형 고장 기록장치(1000)는 고장 기록 데이터를 미리 등록된 외부 단말기에 적합한 데이터 포맷으로 변환한 후, 변환된 고장 기록 데이터를 전송한다.The miniaturized fault recording apparatus 1000 may be installed in a power system including a generator, a GIS, a substation, and an electric switchboard, and may include a voltage applied from a meter transformer PT and a meter CT, Receives a current and receives a signal indicating operation of a power equipment applied from a circuit breaker for shutting off a load, detects and records a fault of the power system line and a power system operation function. When an accident occurs in an arbitrary power system line, the reduced type fault recording apparatus 1000 installed in the power system line where an accident occurs stores the fault record data and transmits the fault record data to the predetermined external terminal. At this time, the miniaturized fault recording apparatus 1000 converts the fault record data into a data format suitable for an external terminal previously registered, and then transmits the converted fault record data.

호스트 서버(3000)는 복수개의 축소형 고장 기록장치(1000)를 모니터링하는 기능을 수행한다. 즉, 호스트 서버(3000)는 복수개의 축소형 고장 기록장치(1000)의 정상 작동 여부를 모니터링하며, 복수개의 축소형 고장 기록장치(1000)에서 전송하는 고장 기록 데이터를 포함한 다양한 데이터를 수신 및 저장하는 기능을 수행한다.
The host server 3000 performs a function of monitoring the plurality of miniaturized fault recording apparatuses 1000. That is, the host server 3000 monitors whether the plurality of miniaturized fault recording apparatuses 1000 are operating normally, receives and stores various data including the fault record data transmitted from the plurality of miniaturized fault recording apparatuses 1000 .

도 2는 본 발명에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치의 외형도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치의 개략적인 구성도이다.FIG. 2 is an external view of a power system reduction type fault recording apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a power system reduction type fault recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치는 전원 모듈(100), 아날로그 인터페이스 모듈(200), 디지털 인터페이스 모듈(300), 데이터 통신 모듈(400), CPU 모듈(500), 데이터 저장 모듈(600) 및 제어 모듈(900)을 포함한다.2 and 3, the power system reduction type fault recording apparatus according to the present embodiment includes a power module 100, an analog interface module 200, a digital interface module 300, a data communication module 400, a CPU A module 500, a data storage module 600, and a control module 900.

전원 모듈(100)은 전력계통 축소형 고장 기록 장치에 장치에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.The power module 100 performs a function of supplying power to the power system reduction type fault recording apparatus.

아날로그 인터페이스 모듈(200)은 전압 및 전류 소스를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 CPU 모듈로 전송한다. 아날로그 인터페이스 모듈(200)은 외부에서 인입되는 AC 정격전압과 정격전류를 각각 소스에 대해 PT(Potential Transformer)와 CT(Current Transformer)를 거쳐 노이즈 필터링을 한 후, 아날로그/디지털 변환을 통해 디지털 데이터로 변환한 후, 변환된 디지털 데이터를 CPU 모듈로 전송한다. The analog interface module 200 receives the voltage and current sources, converts them into digital signals, and transmits them to the CPU module. The analog interface module 200 performs noise filtering of the AC rated voltage and the rated current drawn from the outside through a PT (Potential Transformer) and a CT (Current Transformer) for the respective sources, and then performs analog-to- After the conversion, the converted digital data is transferred to the CPU module.

아날로그 인터페이스 모듈(200)은 PT와 CT를 통해 들어온 2차 전압, 전류 값을 증폭기를 통하여 신호 증폭시킨 후, A/D 컨버터를 이용하여 디지털 데이터로 변환시킨다. The analog interface module 200 amplifies the secondary voltage and current values input through the PT and the CT through an amplifier, and then converts the signal into digital data using an A / D converter.

디지털 인터페이스 모듈(300)은 전력설비의 동작 접점을 입력받아 그 상태를 CPU 모듈에 전송하는 기능을 수행한다. 디지털 인터페이스 모듈(300)은 외부 기기의 다양한 접점형태를 수용하기 위하여, 드라이(Dry) 접점과 웨트(Wet) 접점을 수용하도록 구성된다. The digital interface module 300 receives the operation contact of the power equipment and transmits the status to the CPU module. The digital interface module 300 is configured to receive a dry contact and a wet contact to accommodate various contact forms of the external device.

데이터 통신 모듈(400)은 각 모듈간의 데이터 및 신호를 통신하는 기능을 수행하며, 전력계통 축소형 고장 기록 장치에서 고장 기록 데이터를 호스트 서버로 전송하거나 또는 호스트 서버로부터의 제어 신호를 수신하는 기능을 수행한다.The data communication module 400 performs a function of communicating data and signals between the modules and transmits the fault record data to the host server or the control signal from the host server in the power system reduced fault recording device .

CPU 모듈(500)은 아날로그 인터페이스 모듈(200) 및 디지털 인터페이스 모듈(300)로부터 신호 데이터를 취득하고 연산처리하는 기능을 수행한다. CPU 모듈(500)은 취득한 신호 데이터를 기초로 전력계통선로의 사고 발생여부를 판단하며, 고장점 위치를 검출하여 기록하며, 고장 기록 데이터를 외부 단말기나 호스트 서버에 적합한 데이터 포맷으로 변환하는 기능을 수행한다.The CPU module 500 acquires signal data from the analog interface module 200 and the digital interface module 300 and performs arithmetic processing. The CPU module 500 determines whether or not an accident has occurred in the power system line based on the acquired signal data, detects and records a high-strength position, and converts the fault record data into a data format suitable for an external terminal or a host server .

데이터 저장 모듈(600)은 사고 발생여부에 대한 데이터, 고장점 위치 데이터, 고장 기록 데이터를 전송할 외부 단말기 IP 어드레스 등에 대한 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.The data storage module 600 stores data on the occurrence of an accident, high-strength location data, and data on an external terminal IP address to which the fault record data is to be transmitted.

제어 모듈(900)은 전원 모듈(100), 아날로그 인터페이스 모듈(200), 디지털 인터페이스 모듈(300), 데이터 통신 모듈(400), CPU 모듈(500) 및 데이터 저장 모듈(600)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
The control module 900 controls operations of the power module 100, the analog interface module 200, the digital interface module 300, the data communication module 400, the CPU module 500, and the data storage module 600 Function.

도 4는 CPU 모듈의 개략적인 구성도이며, 도 5는 고장 위치 계산부의 개략적인 구성도이다.Fig. 4 is a schematic configuration diagram of the CPU module, and Fig. 5 is a schematic configuration diagram of the fault location calculation section.

도 4를 참조하면, CPU 모듈(500)은 고장 판단부(510), 고장 위치 계산부(520), 데이터 변환부(530) 및 고장 기록부(540)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the CPU module 500 includes a failure determination unit 510, a failure location calculation unit 520, a data conversion unit 530, and a failure recording unit 540.

고장 판단부(510)는 PT, CT와 같은 측정모듈에서 측정된 전압 및 전류 실효치 데이터와 디지털 입력데이터를 감시하여 특정한 상태(즉, 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우)로 판정되면 사고로 판정한다. 사고 판단의 조건으로 사용되는 요소는 아날로그 채널 실효데이터가 사용자가 설정한 상한 값 또는 하한 값을 벗어나는 경우와 측정된 디지털 입력상태가 노멀(Normal)한 상태에서 벗어나는 경우로 나눌 수 있다.The failure determining unit 510 monitors the voltage and current effective value data measured by the measurement module such as PT and CT and the digital input data, and determines that the failure is determined to be a specific state (i.e., when the predetermined value exceeds the predetermined reference value). Elements that are used as a condition of accident judgment can be divided into the case where the analog channel effective data is out of the upper limit value or the lower limit value set by the user and the case where the measured digital input state is out of the normal state.

고장 위치 계산부(520)는 사고가 발생한 전력 계통 선로에서 고장 위치를 연산하는 기능을 수행한다. The fault location calculation unit 520 performs a function of calculating a fault location on the power system line where an accident occurs.

도 5를 참조하면, 고장 위치 계산부(520)는 단방향 고장점 표정부(521) 및 양방향 고장점 표정부(523)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the failure location calculator 520 includes a unidirectional high-strength indicator table 521 and a bidirectional high-strength indicator table 523. The unidirectional high-

단방향 고장점 표정부(521)는 축소형 고장 기록 장치가 송전선로 한쪽에만 설치된 경우, 사고 발생시 고장점 위치를 검출한다. 이때 사용하는 알고리즘은 자기단의 송전선로 정수를 기반으로 한 고장 임피던스 측정 방식이다. The unidirectional high-strength indicating section 521 detects a high-strength position when an accident occurs when the reduced-size fault recording apparatus is installed only on one side of the transmission line. The algorithm used here is a fault impedance measurement method based on the transmission line constant of the self-stage.

송전선로의 한 쪽에만 장치가 설치되어 감시하는 경우, 미리 설정된 선로정수와 고장 전압페이저/전류페이저/임피던스값을 계측 및 연산하여 고장유형(즉, 단락사고 또는 지락사고)과 고장거리를 산출하는 기능을 수행한다.
If the device is installed on only one side of the transmission line, it is necessary to calculate and calculate the fault type (ie, short-circuit or ground fault) and fault distance by measuring and calculating preset line constants and fault voltage phasor / current phaser / Function.

양방향 고장점 표정부(523)는 송전선로의 양 단에 장치가 설치되어 감시하는 경우 단방향에서와 같이 선로정수와 고장 전압페이저/전류페이저/임피던스 값을 선로 양단 모두에서 취득하고, 양단의 시각을 동기화한 후, 고장 시 양단에서 측정한 고장데이터의 분배율을 거리로 환산하여 거리를 산출하는 기능을 수행한다. The bidirectional high-strength indicator 523 acquires the line constant and the fault voltage phasor / current phaser / impedance value from both ends of the line, as in the unidirectional case where the device is installed at both ends of the transmission line, After synchronizing, it performs the function of calculating the distance by converting the distribution ratio of the fault data measured at both ends in case of failure to distance.

양방향 고장점 표정부(523)는 사고 발생시 송전단과 수전단의 전원 임피던스와 선로임피던스를 알고 있거나 그 값이 정확하지 않아도 동기화된 고장 파일에서 분석한 양단의 정상분 임피던스의 분배율에 따라서 정확한 고장거리 산출이 가능하다.
The bidirectional high-strength indicator 523 calculates an accurate fault distance according to the distribution ratio of the normal impedance of both ends analyzed in the synchronized fault file even if the power impedance and the line impedance of the transmission and reception ends are known or the value thereof is not correct This is possible.

데이터 변환부(530)는 고장 기록 데이터를 미리 등록된 외부 단말기에 적합한 데이터 포맷으로 변환하는 기능을 수행한다. 본 실시예의 경우, 고장 파일 기록시 COMTRADE 파일로 변환되며, 변환된 데이터 포맷으로 호스트 서버로 전송한다. The data conversion unit 530 performs a function of converting the failure record data into a data format suitable for an external terminal previously registered. In the case of this embodiment, when a fault file is written, it is converted into a COMTRADE file and transmitted to the host server in the converted data format.

한편, 양단에서 고장이 발생한 경우, 호스트 서버에서는 이 두 개의 COMTRADE 파일을 활용하여 고장거리를 산출하게 된다. 호스트 서버에서는 양방향 COMTRADE 파일 또는 고장 기록 데이터를 활용하여 고장거리를 산출할 수 있다. 고장 거리를 산출하기 위해서는 양단의 선로정보가 미리 입력이 되어야 하며, 입력 파라미터로는 전체 선로 길이, 정상분 선로 임피던스, 영상분 선로 임피던스가 필요하다. 이러한 기본 파라미터는 임피던스 기반의 고장점 표정 알고리즘의 상수가 되며, 고장 기록 장치에서 송전선로 단락 또는 지락사고시 저장한 고장 전압과 고장 전류와의 연산을 통해서 고장거리가 산출된다. 그리고, 양단의 서로 다른 파일을 비교해야 하므로, 시각동기가 되어야 정확한 고장거리를 추정할 수 있다.
On the other hand, if a failure occurs at both ends, the host server uses these two COMTRADE files to calculate the fault distance. In the host server, the fault distance can be calculated by utilizing bi-directional COMTRADE file or fault record data. In order to calculate the fault distance, the line information at both ends must be input in advance, and the total line length, normal line impedance, and video line impedance are required as input parameters. These basic parameters become constants of the impedance-based high-strength facial expression algorithm, and the fault distance is calculated by calculating the fault voltage and the fault current stored in the event of a short-circuit or ground fault in the fault recorder. Since different files at both ends need to be compared, an accurate fault distance can be estimated only by time synchronization.

고장 기록부(540)는 전력 계통 선로에서 고장이 발생한 경우, 고장 기록 데이터를 저장한다. 사고가 감지되어 데이터 기록을 수행하는 도중 다시 사고가 발생되면 재사고 발생 시점부터 설정된 포스트 트리거(Post Trigger) 시간 동안 연장하여 기록한다. 본 실시예의 경우, 최대 기록의 값의 범위는 10초까지이며, 10초의 범위 안에서의 재트리거 횟수는 제한을 두지 않는다. 이러한 시간은 운영자에 의해서 임의 설정이 가능하다.The fault recording unit 540 stores the fault record data when a fault occurs in the power system line. If an accident occurs while data recording is being performed and an accident occurs, it is extended and recorded during post trigger time from the time of re-accident. In the case of this embodiment, the range of the maximum recording value is up to 10 seconds, and the number of re-triggers within the range of 10 seconds is not limited. This time can be arbitrarily set by the operator.

기록되는 데이터의 크기는 기록시간 동안 취득되는 아날로그 및 디지털 데이터의 크기에 연관되며, 저장되는 매체는 비휘발성 영구 메모리를 사용하여 저장한다. 사고와는 별개로 사용자에 의한 매뉴얼 트리거 및 호스트 서버에서의 요청에 의한 리모트 트리거를 두어 데이터를 기록할 수도 있다.
The size of the data to be recorded is related to the size of the analog and digital data acquired during the recording time, and the storage medium is stored using the non-volatile permanent memory. Apart from the accident, the user can also trigger the manual trigger and the remote trigger by request from the host server to record the data.

도 6은 아날로그 인터페이스 모듈의 개략적인 구성도이며, 도 7은 디지털 인터페이스 모듈의 개략적인 구성도이다.Fig. 6 is a schematic configuration diagram of an analog interface module, and Fig. 7 is a schematic configuration diagram of a digital interface module.

도 6을 참조하면, 아날로그 인터페이스 모듈(200)은 A/D 컨버터(210), 증폭기(220), 비교기(230), PT(240) 및 CT(250)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the analog interface module 200 includes an A / D converter 210, an amplifier 220, a comparator 230, a PT 240, and a CT 250.

A/D 컨버터(210)는 아날로그 입력소스가 증폭기를 통해 증폭이 된 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환을 한다. 본 실시예에서, A/D 컨버터는 16 비트 샘플링의 고사양 컨버터를 사용하였다.The A / D converter 210 receives a signal amplified by an analog input source through an amplifier and converts the signal into a digital signal. In this embodiment, the A / D converter uses a high-performance converter of 16-bit sampling.

증폭기(220)는 PT와 CT를 통해서 들어온 신호의 크기를 증폭하여 A/D 컨버터(210)로 전달하는 기능을 수행한다. The amplifier 220 amplifies the magnitude of the signal input through the PT and the CT and transmits the amplified signal to the A / D converter 210.

CT의 경우 전류 값의 범위에 따라서 스위칭을 해서 A/D 컨버터(210)로 보내야 하기 때문에, 비교기(230)는 기준 전압과의 비교를 통해서 자동으로 스위칭 하는 기능을 수행한다.In the case of CT, since it is necessary to switch according to the range of the current value and send it to the A / D converter 210, the comparator 230 performs the function of automatically switching through comparison with the reference voltage.

PT(240)는 계측하려는 전압 소스를 계측 가능한 범위로 크기를 변화시키는 기능을 수행한다.The PT 240 performs a function of changing the size of the voltage source to be measured in a measurable range.

CT(250)는 계측하려는 전류 소스를 계측 가능한 범위로 크기를 변화시키는 기능을 수행한다. 본 실시예의 경우, 외부의 클램프(Clamp) 타입을 사용하여, 기존 보호 장치반에 영향을 주지 않고 계측하는 방식을 사용한다.
The CT 250 performs a function of changing the size of a current source to be measured to a measurable range. In the case of this embodiment, an external clamp type is used and a method of measuring without affecting the existing protective device half is used.

도 7을 참조하면, 디지털 인터페이스 모듈(300)은 필터(310) 및 배리스터(320)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the digital interface module 300 includes a filter 310 and a varistor 320.

본 실시예의 경우, 디지털 인터페이스 모듈(300)은 8채널을 기본으로 하나의 공통단자로 구성하고, 접점의 형태 및 레벨은 8채널 단위로 설정하였다.In the case of this embodiment, the digital interface module 300 is composed of one common terminal based on eight channels, and the type and level of the contact are set in units of eight channels.

필터(310)는 접점의 온/오프(On/Off)시 채터링을 방지하는 역할을 담당한다.The filter 310 serves to prevent chattering when the contact is turned on / off.

배리스터(320)는 외부에서 유입되는 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다.
The varistor 320 functions to remove noise from the outside.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치의 개략적인 구성도이다.8 is a schematic block diagram of a power system reduced fault recording apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치는 전원 모듈(100), 아날로그 인터페이스 모듈(200), 디지털 인터페이스 모듈(300), 데이터 통신 모듈(400), CPU 모듈(500), 데이터 저장 모듈(600), 시각 동기화 모듈(700) 및 제어 모듈(900)을 포함한다.8, the power system reducing fault recording apparatus according to the present embodiment includes a power module 100, an analog interface module 200, a digital interface module 300, a data communication module 400, a CPU module 500 A data storage module 600, a time synchronization module 700, and a control module 900.

시각동기화 모듈(700)은 고장 기록시 GPS 모듈(800)로부터 시각동기용 신호를 수신하여 복수개의 축소형 고장 기록 장치의 시각을 동기화한다. 한편, 외부의 시각동기용 신호를 수신할 수 없는 경우에는, 장치 내부에 내장된 GPS 수신모듈을 사용하여 시각동기 기능을 수행한다.The time synchronization module 700 receives the time synchronization signal from the GPS module 800 at the time of failure recording and synchronizes the time of the plurality of reduction type failure recording devices. On the other hand, when the external time synchronization signal can not be received, the time synchronization function is performed using the GPS reception module built in the device.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전력계통 축소형 고장 기록 장치 및 이를 포함한 고장 기록 시스템의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified and changed without departing from the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

100 : 전원 모듈 200 : 아날로그 인터페이스 모듈
300 : 디지털 인터페이스 모듈 400 : 데이터 통신 모듈
500 : CPU 모듈 600 : 데이터 저장 모듈
700 : 시각동기화 모듈 1000 : 축소형 고장 기록 장치
2000 : 통신망 3000 : 호스트 서버100: power supply module 200: analog interface module
300: Digital interface module 400: Data communication module
500: CPU module 600: Data storage module
700: Time Synchronization Module 1000: Reduced Fault Recording Device
2000: Network 3000: Host server

Claims

In a power system reduced type fault recording apparatus,
A power module for supplying power;
An analog interface module for receiving a voltage and a current source, converting the digital signal into a digital signal, and transmitting the digital signal to the CPU module;
A digital interface module for receiving operation information of the power equipment and transmitting status information to the CPU module;
A data communication module for communicating data and signals; And
And a CPU module for acquiring and processing signal data from the analog interface module and the digital interface module,
Wherein the CPU module determines whether or not an accident has occurred in the power system line based on the acquired signal data, detects and records a high-strength location, and converts the fault record data into a data format suitable for an external terminal or a host server. Reduced system fault recorder.

The method according to claim 1,
Further comprising: a data storage module for storing data on occurrence of an accident, high-strength location data, fault record data, and data including an external terminal IP address.

The method according to claim 1,
The analog interface module performs noise filtering on the AC rated voltage and the rated current drawn from the outside via a PT (Potential Transformer) and a CT (Current Transformer), respectively, and then converts the AC rated voltage and the rated current into digital data and transmits them to the CPU module Wherein said power system reducing fault recording apparatus comprises:

The method according to claim 1,
And a time synchronizing module for synchronizing the time by receiving the time synchronization signal from the GPS module when the failure is recorded or synchronizing the time by using the GPS receiving module built in the device. Device.

The method according to claim 1,
The CPU module,
A failure determination unit for determining whether an accident occurs in the power system line based on the voltage and current effective value data measured by the measurement module and the digital input data;
A fault location calculator for calculating a fault location in a power system line where an accident occurs; And
And a fault recording unit for storing fault record data when a fault occurs in the power system line.

6. The method of claim 5,
And a data conversion unit for converting the fault record data into a data format suitable for an external terminal previously registered in the power system.

The method according to claim 6,
Wherein the data conversion unit converts the faulty file into a COMTRADE file upon transmission of the faulty file, and transmits the faulty data to the external terminal in the converted data format.

6. The method of claim 5,
The fault location calculation unit calculates,
When a miniature fault recorder is installed on only one side of a transmission line, a unidirectional high-strength indicator
And a bidirectional high-strength facial expression unit for synchronizing the time of both ends when the apparatus is installed at both ends of the transmission line and calculating the distance by converting the distribution rate of the failure data measured at both ends when the failure occurs, A power system reduced fault recording device.

The method according to claim 1,
The analog interface module includes:
An A / D converter for receiving a signal amplified by an analog input source and converting the amplified signal into a digital signal;
PT for changing the size of the voltage source to be measured to a measurable range;
CT for changing the size of the current source to be measured to a measurable range; And
And an amplifier for amplifying a magnitude of a signal received through the PT and the CT and transmitting the amplified signal to the A / D converter.

The method according to claim 1,
The digital interface module includes:
A filter for preventing chattering when the contact is turned on / off (On / Off); And
And a varistor for removing external noise from the power system.

The power system reduced fault recording apparatus according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the power system reduction type fault recording apparatus includes a plurality of power system grid lines, a communication network for connecting each power grid reduction type fault recording apparatus to each other, and performing communication with the host server; And
And a host server for monitoring the plurality of miniaturized fault recording apparatuses.