KR101496174B1 - 방향성 전류 검출과 보호 릴레이들 내의 논리를 이용하는 전기 전력 분배 시스템을 위한 보호 시스템 - Google Patents

방향성 전류 검출과 보호 릴레이들 내의 논리를 이용하는 전기 전력 분배 시스템을 위한 보호 시스템 Download PDF

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Abstract

동적으로 포지셔닝되는 선박을 위한 전력 분배 시스템이 설명되고, 상기 전력 분배 시스템은, 부하(123)가 연결가능한 제1 버스(103)를 포함하는 복수의 버스들(101, 103, 105, 107); 제1 스위치(111) 및 제2 스위치(113)를 포함하는 복수의 스위치들(109, 111, 113, 115)을 포함하고, 여기서 복수의 버스들은복수의 스위치들을 통해 개제하는 방식으로 연결되어, 링(117)을 형성하고, 제1 버스는 제1 스위치와 제2 스위치 사이에 연결되고, 그리고 제1 버스 쪽 방향으로 제1 스위치를 통해 흐르는 제1 전류(149)가 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 미리결정된 전류 임계치를 초과하고 그리고 제1 버스 쪽 방향으로 제2 스위치를 통해 흐르는 제2 전류(143)가 상기 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 전력 분배 시스템은, 제1 스위치를 개방시키고 그리고 동시에 제2 스위치를 개방시키도록 구성되고, 이로써 모든 다른 버스들이 함께 연결된 채로 유지되면서, 제1 버스가 링으로부터 연결해제된다. 추가로, 전력 분배 방법이 제공되고, 선박이 제공된다.

Description

방향성 전류 검출과 보호 릴레이들 내의 논리를 이용하는 전기 전력 분배 시스템을 위한 보호 시스템{A PROTECTION SYSTEM FOR ELECTRICAL POWER DISTRIBUTION SYSTEM USING DIRECTIONAL CURRENT DETECTION AND LOGIC WITHIN PROTECTIVE RELAYS}
본 발명은, 최신 보호 릴레이(protective relay)들 내에서 이용가능한 프로그램가능 논리를 이용하여 특히 방향성 과전류 결함 보호에 대해, 특히 동적으로 포지셔닝되는(dynamically positioned) 선박을 위한 전기 전력 분배 시스템(electrical power distribution system) 및 전력 분배를 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 높은 신뢰성이 요구되는 동적으로 포지셔닝되는 선박들 상에서 발견되는 전력 시스템들과 같은 격리된 전력 시스템들에 특히 적절한 보호 릴레이들 내의 프로그램가능 논리를 이용하는 개선된 전기 전력 분배 방향성 결함 전류 보호에 관한 것이다. 추가로, 특히, 본 발명은 특히 동적으로 포지셔닝가능한 선박을 위한 전력 분배 시스템에 관한 것이고, 여기서 전력 분배 시스템은 링-형 토폴로지(ring-shaped topology)를 갖고, 이로써 결함에 대해 조치들을 취하는 것이 가능케 된다. 전력 분배 시스템 내에 포함된 결함 버스(faulty bus)를 전력 분배 시스템의 나머지 버스(bus)들의 동작에 영향을 끼치지 않고 분리시키는 것이 설계된다.
해양-기반 오프쇼어 플랫폼(sea-based offshore platform), 오일 플랫폼(oil platform) 또는 드릴링 플랫폼(drilling platform) 또는 드릴링 리그(drillings rig)와 같은) 동적으로 포지셔닝되는 배들 및 선박들은 움직이지 않는 동작이 요구되는 포지션(position)을 유지하기 위해 각자의 프로펠러(propeller)들 또는 스러스터(thruster)들을 사용할 수 있고, 그리고 이러한 타입(type)의 선박들은 특히 해양 밑(sea ground)에 있는 드릴링 홀(drilling hole)로부터 오일 및/또는 가스(gas)를 운반하기 위한 드릴링 및/또는 생산 리그들을 포함할 수 있다. 해양에서 원하는 포지션을 유지하기 위하여 그리고 따라서 안전한 해상(marine) 동작을 달성하기 위하여, 전기 추진(propulsion)(프로펠러들 또는 스러스터들)을 사용하기 위해, 이들 선박들은 전기 추진 기계류에 전기 에너지를 공급하기 위한 신뢰성 있는 발전 및 전력 분배에 따라 좌우될 수 있다. 특히, 그러한 종류의 선박들 동적 포지셔닝(DP:Dynamic positioning)은 잭-업(jack-up) 리그들 및 앵커링 시스템(anchoring system)들이 실행가능하지 않은 수심들 및 구역들에서 사용될 수 있다.
종래의 발전 시스템 또는 전력 분배 시스템은, 여러 격리된 전력 분배 그룹들(통상적으로 2개-8개)이 만일 하나의 그룹이 고장이 난다면 선박의 포지션을 유지하기에 나머지 그룹들이 충분할 수 있도록 동작되게 설계될 수 있다. 특히, 종래의 시스템에서, (많은 개수의 발전기들과 같은) 중복 발전이 종래의 발전 시스템의 여러 그룹(group)들 또는 모든 그룹들 내에서 요구될 수 있다.
특히, 몇몇의 선박들 상에서, 컨버터(converter)들 및 DC-링크(DC-link)들을 이용하여 격리된 발전 및 분배 아일랜드(distribution island)들 사이의 에너지(energy) 흐름을 연결시킴으로써 결함 허용(tolerant) 전력 시스템을 획득하기 위해 종래의 시스템 내에서 중복 컨버터들 및 DC-링크들이 사용될 수 있다. 이는, 과도한 개수의 발전기들을 실행시키는 문제점을 제거할 수 있거나 또는 적어도 감소시킬 수 있지만, 컨버터들의 값비싼 어레이(array)를 생성할 수 있다. 이로써, 부가적인 컨버터들은 발전 시스템 또는 전력 분배 시스템의 비용을 상당히 부가시킬 수 있다. 또한, 이러한 전력 분배 시스템은 더욱 유지보수-집약적(maintenance-intensive)일 수 있고 그리고 고장들의 부가적인 소스(source)들을 포함할 수 있다. 보호 방식의 일부로서 자동화 시스템과 같은 선박 관리 시스템을 이용하는 것이 몇몇의 프로젝트(project)들에 대해 평가되었지만, 응답 시간에 대한 이슈(issue)들로 인해 부분적으로 포기(abandon)되었다. 전기 결함 보호를 위해 부가적인 시스템들에 따라 좌우되는 것은 원해지지 않을 수 있다. 또한, 이는, 선급협회(classification society)들 및 많은 소비기들에게 받아들일 수 없을 수 있다.
문서 EP 1 940 002 A2는 릴레이 디바이스(relay device) 및 대응하는 방법을 개시하고, 여기서 부분 차동 존(partial differential zone) 안으로 흐르는 결함 전류의 방향에 대한 제1 값이 할당되고, 부분 차동 존 밖으로 흐르는 결함 전류의 방향에 대한 제2 값이 할당되고, 결함 전류들에 할당된 값들이 비교되고, 그리고 결함 전류들이 부분 차동 존 안으로 흐르고 있는지가 결정된다. 이로써, 각각의 노드(node)는 중앙 프로세서(central processor)(304)와 인터페이싱하여, 프로세싱(processing), 의사결정 등을 위한 노드 데이터(node data)를 제공한다.
문서 US 3,553,968은, 비교적 깊은 물줄기(body of water) 내에 위치되고 그리고 견고하게 고정된 수직으로 세워둔 레그(upright leg)들에 의해 지지되는 안정화된 오프쇼어 플랫폼을 개시한다.
문서 EP 1 335 470 A2는, 결함이 순방향으로 있는지 또는 역방향으로 있는지의 여부를 결정하기 위한 방향성 거리 릴레이 엘리먼트(directional distance relay element)를 포함하는, 전력 송신 라인을 보호하기 위한 방향성 비교 거리 릴레이 시스템을 개시한다.
동적으로 포지셔닝되는 선박을 위한 전력 분배 시스템, 그리고 결함 핸들링(fault handling)에 관해 개선되고, 그리고 동시에, 많은 개수의 발전기들 또는 컨버터들을 요구하지 않는 전력 분배를 위한 방법에 대한 필요가 있을 수 있다. 추가로, 전력 분배 시스템 그리고 전력 분배를 위한 방법에 대한 필요가 있을 수 있고, 여기서 전력 분배 시스템 내의 단일 고장 또는 결함은 선박이 자신의 포지션으로부터 벗어나도록 초래하지 않을 수 있다.
결함 버스를 격리시키기 위해 차동 보호가 네트워크(network)들 내에서 종종 사용된다. 오일 생산 및 드릴링에 관련된 선박들 상에서, 전이 상태(transient condition)들은 차동 보호 시스템들에 의한 불규칙적인(erratic) 트립(trip)들을 유발할 수 있다. 육지-기반 전기 시스템들에 대해 일반적으로 관찰되는 것보다 주파수, 전압들 및 고조파 성분(harmonic content)에서의 더 큰 변동(fluctuation)들을 유발하는, 더 작은 격리된 전기 전력 네트워크 상의 많은 모터(motor)들 및 부하들의 시동에 의해, 이들 전이 상태들이 유발된다.
이러한 필요는 독립항들에 따른 청구대상에 의해 충족될 수 있다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들에 의해 설명된다.
제안되는 전력 분배 시스템 및 전력 분배 보호를 위한 방법은, 실시예에 따라, 동적으로 포지셔닝되는 배 및/또는 선박에 적용될 수 있지만, 결함 이후의 지속적인 서비스(service)가 원해지는 다른 애플리케이션(application)들, 특히 해저(subsea) 전력 분배 시스템들에 또한 적용될 수 있다.
특히, 제안되는 전력 분배 시스템 및 전력 분배 보호를 위한 방법은, 전통적인 버스 차동 보호 대신에, 보호 릴레이들 내 논리를 사용할 수 있다.
실시예에 따라, 전력 분배 시스템은 시스템을 결함에 대해 보호하도록 적응된다. 따라서, 전력 분배 시스템은 전력 시스템 보호 시스템으로 또한 지칭될 수 있거나 또는 전력 시스템 보호 시스템의 특징들을 포함할 수 있다. 특히, 루프 전기 전력 네트워크 내에서의 구별(discrimination)을 획득하기 위해, 전력 분배 시스템 또는 전력 시스템 보호 시스템 내에 포함된 보호 릴레이들 내의 논리와 방향성 결함 전류 검출이 사용될 수 있다.
동적으로 포지셔닝되는 선박들은 전력 분배 시스템의 단지 하나의 가능한 애플리케이션일 뿐이며, 본 발명은 이러한 사용 경우로 제한되지 않는다.
실시예에 따라, (배, 오일 플랫폼 또는 드릴링 리그와 같은) 동적으로 포지셔닝가능한 선박을 위한 (전기 전력을 분배하기 위한) 전력 분배 시스템이 제공되고, 여기서 전력 분배 시스템은, (프로펠러, 스러스터 또는 다른 종류의 전기 모터; 또는 어큐물레이터(accumulator) 또는 발전기와 같은 에너지 공급 디바이스와 같은) 부하가 (직접적으로 또는 간접적으로) 연결가능한 제1 버스를 포함하는 복수의 버스들(버스들 각각은 예컨대 구리 바(copper bar)와 같은 전기 전도체를 포함함); 및 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는 복수의 스위치들(개방 상태 및 폐쇄 상태를 채택하도록 허용하고, 특히, 프로그램가능할 수 있고 그리고 계산을 허용할 수 있는 특히 차단기 및 릴레이를 포함하거나 그리고/또는 논리 연산(logical operation)들을 수행하는 제어가능한 스위치들임)을 포함한다. 여기서, 복수의 버스들은 개재하는(interjacent)(사이에 있는(intercalated)) 방식으로 복수의 스위치들을 통해 연결되어, 링을 형성하고(그래서, 교번적인 버스들 및 스위치들의 링-형 어레인지먼트(arrangement) 또는 환형 어레인지먼트를 형성하기 위해 마지막 스위치가 제1 버스에 연결될 때까지, 하나의 버스가 하나의 스위치에 연결되고, 이 스위치가 다른 버스에 연결되고 그리고 다른 하나의 버스가 다른 스위치에 연결되고 등등임), 여기서 제1 버스는 제1 스위치와 제2 스위치 사이에 (특히 컨버터 없이) 연결된다. 여기서, 전력 분배 시스템은, (이웃 버스로부터) 제1 버스 쪽 방향으로 제1 스위치를 통해 흐르는 제1 (전기) 전류가 (예컨대, 0.2초 내지 1초와 같은) 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 (예컨대, 1000A 내지 10000A와 같은) 미리결정된 전류 임계치를 초과하고 그리고 또한 (다른 이웃 버스로부터) 제1 버스 쪽 방향으로 제2 스위치를 통해 흐르는 제2 전류가 상기 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, (제1 스위치가 자신의 개방 상태를 채택하게) 제1 스위치를 개방하도록 그리고 동시에 (제2 스위치가 자신의 개방 상태를 채택하게) 제2 스위치를 개방하도록 구성된다. 이로써, 제1 스위치 및 제2 스위치를 개방함으로써, 제1 버스가 링으로부터 연결해제된다. 특히, 전력 분배 시스템은, 제1 버스를 링으로부터 연결해제하기 위해 보호 릴레이들 내 논리를 사용할 수 있다. 이로써, 제1 스위치 및 제2 스위치 각각은 논리 기능을 제공하는 논리 유닛을 포함하는 프로그램가능 릴레이를 포함하고, 여기서 제1 버스는, 제1 스위치 및 제2 스위치 내의 논리 기능을 이용하여 식별된다.
특히, 제1 스위치 및 제2 스위치는, 제1 스위치 및 제2 스위치의 개방 및/또는 폐쇄를 제어하는 중앙 프로세서를 요구하지 않고, 각자의 논리 기능을 사용하여, 링으로부터의 제1 버스의 연결해제를 독자적으로 유발할 수 있다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "스위치"는 (버스들과 같은) 두 개의 전도체 사이의 전기 연결의 개방 및 폐쇄를 특히 제어된 방식으로 가능케 하는 (제어가능한) 어레인지먼트를 의미할 수 있다. 스위치는, (전기 연결을 실제로 설정하는 엘리먼트를 표현하는) 회로 차단기 그리고 상기 회로 차단기의 개방 및 폐쇄를 제어하는, (특히 논리 회로를 포함하는) (프로그램가능) 릴레이와 같은 제어기를 포함할 수 있다.
특히, 제1 버스에서, 결함이 발생하여, 대전류가 제1 스위치를 통해 제1 버스 쪽으로 흐르고 그리고 또한 대전류가 제2 스위치를 통해 제1 버스 쪽으로 흐른다. 특히, 제1 스위치의 개방 및 제2 스위치의 개방이 특정한 애플리케이션에 적응될 수 있는 미리결정된 시간-전류 특성 곡선에 따라 수행될 수 있다. 특히, 제1 스위치가 차단기 및 스마트 릴레이(smart relay)(프로그램가능 논리를 포함함)를 포함할 때 그리고 제2 스위치가 또한 차단기 및 상기 차단기를 제어하는 스마트 릴레이를 포함할 때, 제1 스위치 및 제2 스위치를 제외한 링의 모든 스위치들의 개방을 억제함으로써 결함 제1 버스가 검출될 수 있다. 여기서, 적절한 억제 신호들을 제1 스위치 및 제2 스위치를 제외한 모든 스위치들에 송신함으로써, (제1 스위치 및 제2 스위치를 제외한) 모든 다른 스위치들은 개방되는 것이 억제될 수 있다. 특히, 결함 버스를 식별하고 그리고 결함 버스를 링으로부터 연결해제시켜, 결함 제1 버스를 링으로부터 분리시키고 그리고 따라서 링을 개방시키기 위하여, 대응하는 차단기를 제어하는 릴레이 내의 논리(스위치를 형성하는 차단기 및 릴레이)가 링 구조 내에서 사용될 수 있다. 여전히, 개방된 링에서, 복수의 버스들 중 모든 나머지 버스들은 서로 연결된 채로 유지된다. 이로써, 나머지 버스들에 연결된 하나 또는 그 초과의 부하들에 전기 에너지를 공급하기 위하여, 감소된 개수의 발전기들이 요구된다. 이로써, 전력 분배 시스템의 효율성이 개선될 수 있고, 그리고 전력 분배 시스템의 비용들이 종래의 전력 분배 시스템과 비교할 때 감소될 수 있다.
특히, 전력 분배 시스템은 루프(loop)로 연결되는 여러 전력 버스들로 구성된다. 단일 버스(제1 버스) 상의 결함의 경우, 나머지 발전기 및 분배 시스템 전부가 가동중이고 서로 연결된 채로 두면서, 단지 제1 버스만이 양쪽 단자(end)들에서 연결해제될 수 있다. 이로써, 주어진 결함의 상황에서 동작하는데 더 적은 개수의 중복 발전기들이 요구된다. 이로써, 유지보수, 연료 소비량 및 배출물들이 감소될 수 있다. 또한, 단일 전기적 결함이 발생한 이후에 (제1 버스에 있는) 이러한 결함을 수리할 필요 없이 전력 분배 시스템을 포함하는 선박의 동작을 유지시키는 것이 가능할 수 있다. 전력 분배 시스템은 제1 결함 이후 하나의 연결된 시스템으로서 유지될 것이고, 다른 아일랜드가 중복 발전 용량(redundant generating capacity)을 가지면서 하나의 아일랜드가 부족전력일 수 있는 문제점이 방지된다.
특히, 버스-바 차동 보호에 대한 필요가 제거될 수 있다. 버스-바 차동 보호는, 전이 상태들 동안 문제점들을 유발할 수 있고, 그리고 드릴링 또는 생산 리그 상의 정상 동작들 동안 종종 발견되는 상황들에서 트립(결함시 개방)을 유발할 수 있다. 그러한 불규칙적인 트립들은 DP2 또는 DP3 부류 선박에 중대할 수 있다. 제안되는 시스템은 초기 전기적 결함 이후 DP2 또는 DP3 부류에 따른 지속적인 동작을 허용할 수 있다. 이 경우, 제2 전기적 결함 이후 포지션을 유지하는데 DP2 선박이 요구되고, 그리고 전기적 또는 기계적 성질의 제2 결함 이후 포지션을 유지하는데 DP3 부류 선박이 요구된다. 이는, 제1 결함의 수리를 기다리는 동안 선박의 지속적인 동작을 허용할 것이다.
특히, 발전 및 전력 분배 아일랜드들(복수의 버스들)이 단일 폐쇄 링으로 연결되도록 표준 회로 차단기들을 이용하여 상기 발전 및 전력 분배 아일랜드들(복수의 버스들)을 연결시키는 것은, 발전 또는 전력 분배 시스템을 포함하는 전체 선박을 위한 하나보다 많은 중복 발전기를 동작시킬 필요를 제거할 수 있다. 또한, 이는, 제1 결함 이후 전력 분배 구성을 재배열할 필요 없이, 결함 이후 단일한 연결된 버스로서 전력 분배의 지속적인 동작을 허용할 수 있다. 실시예에 따라, 단지 (배타적으로) 결함 파트(제1 버스)만을, 다른 파트들(전력 분배 시스템의 다른 버스들)을 연결해제시키지 않고, 격리시키는 보호 방식이 제공된다.
이로써, 스위치들(특히, 스위치들을 제어하는 보호 릴레이들) 내의 논리 기능 또는 프로그램가능 논리 능력을 이용하여, 결함 파트 또는 결함 버스(제1 버스)가 식별될 수 있다. 특히, (Siemens SIPROTEC 보호 릴레이와 같은) 보호 릴레이가 전력 분배 시스템 내에서 사용될 수 있고 적용될 수 있다. Siemens SIPROTEC 보호 릴레이는 빌트-인(built-in) 논리 그리고 또한 빌트-인 전류 및 전압 측정 능력을 포함한다. 이들 릴레이들은 표준이고 그리고 전력 분배 시스템들의 폭넓게 사용되는 컴포넌트(component)들이다. 이들 릴레이들은 잘-입증된 보호 디바이스들이고, 그리고 이들 릴레이들의 빌트-인 피처들은, 부가적인 제어기들 또는 프로그램가능 논리 제어기(PLC)들을 사용하지 않고, 논리 연산들로 하여금 보호 방식의 일부가 되도록 허용할 수 있다.
전력 분배 시스템의 제안되는 토폴로지와 버스 상의 결함의 경우 이 버스를 전력 분배 시스템으로부터 분리시키기 위한 능력은 유지보수 요건들 및 연료 비용들을 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 동작 상황들에서 실행되는데 더 적은 발전기들이 필요할 수 있기 때문이다. 추가로, 발전 시스템에 대한 더 높은 이용가능성이 달성될 수 있는데, 그 이유는 심지어 오퍼레이터(operator) 개입 없이, 전기적 결함이 발생한 이후 동작을 지속시키는 것이 허용될 수 있기 때문이다. 나머지 시스템이 단일한 연결된 발전 및 전력 분배 시스템으로서 계속 동작하면서, 단지 결함 부분만이 연결해제될 수 있다. 추가로, 몇몇의 다른 종래의 결함 허용 발전 시스템들 내에서 요구되는 바와 같은 부가적인 컨버터들 및 DC-링크들에 대한 필요가 제거될 수 있다. 이로써, 복잡성 및 초기 투자가 감소될 수 있다. 추가로, 실시예에 따른 전력 분배 시스템을 세우기 위해 단지 표준의 잘-입증된 컴포넌트들이 사용될 수 있다.
실시예에 따라, (특히 릴레이에 의해 제어되는 차단기를 포함하는) 제1 스위치는 제1 전류 및 상기 제1 전류의 방향을 결정(특히, 측정, 도출 및/또는 계산을 포함함)하도록 구성되고, 그리고 (특히 차단기 및 상기 차단기를 제어하는 릴레이를 포함하는) 제2 스위치는 제2 전류 및 상기 제2 전류의 방향을 결정(특히, 측정, 도출 및/또는 계산을 포함함)하도록 구성된다. 이로써, 제1 버스가 전력 분배 시스템으로부터 연결해제되게 하는 상태가 쉽게 결정될 수 있다. 추가로, (전류 측정 능력을 갖는 프로그램가능 릴레이와 같은) 종래의 컴포넌트들이 전력 분배 시스템을 구성하는데 사용될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 버스로부터 떠나는 방향으로 제1 스위치를 통해 흐르는 제1 반대 방향 전류(제1 전류의 흐름 방향에 반대인 방향으로 흐르는 전류)가 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 제1 스위치는, 제2 스위치가 개방되는 것을 억제하기 위해 억제 신호(상기 억제 신호는 또한 억제 67 트립으로서 지칭될 수 있음)를 제2 스위치에 송신(제1 스위치와 제2 스위치 사이에서 통신하기 위해, 특히 제1 스위치로부터 제2 스위치로의 방향으로 통신하기 위해 제1 스위치와 제2 스위치 사이에 신호 라인을 요구함)하도록 구성된다. 이러한 상황에서, 제1 버스는 전류의 싱크(sink)가 아니지만, 다른 버스는 전류의 싱크가 틀림없고 그리고 따라서 결함이 틀림없다. 이러한 상황에서, 제1 버스는 결함 버스가 아니고, 그리고 전력 분배 시스템으로부터 연결해제되지 않아야 한다. 따라서, 특히, 제1 버스를 전력 분배 시스템에 연결된 채로 유지시키기 위하여, 제2 스위치는 개방되지 않아야 한다. 여기서, 제2 스위치 내에 포함되는 릴레이의 논리 프로세싱 능력(logical processing capability)이 사용될 수 있다.
실시예에 따라, 제2 스위치가 제1 스위치로부터 억제 신호를 수신하지 않고 그리고 제1 버스 쪽 방향으로 제2 스위치를 통해 흐르는 제2 전류가 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 그리고 특히 부가하여, 제1 버스에서의 전압이 미리결정된 전압 임계치 미만이라면, 제2 스위치는 개방되도록 구성된다. 특히, 제2 스위치는 복수의 스위치들 중 임의의 다른 스위치로부터 어떠한 억제 신호도 수신하지 않는다. 특히, 억제 신호를 수신하지 않는 두 개의 스위치들(제1 스위치 및 제2 스위치)을 제외하고, 복수의 스위치들 중 모든 스위치들이 (복수의 스위치들 중 다른 스위치로부터) 억제 신호를 수신할 수 있다. 그런 다음, 어떠한 억제 신호도 수신하지 않는 두 개의 스위치들이 개방되어, 전력 분배 시스템으로부터 억제 신호를 수신하지 않는 두 개의 스위치들 사이에 있는 버스가 연결해제될 수 있다. 여기서, 스위치들의 논리 프로세싱 능력과 전류 측정 능력 및 전압 측정 능력이 사용될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 버스 쪽 방향으로 또는 제1 버스로부터 떠나는 방향으로 제2 스위치를 통해 흐르는 제3 전류가 다른 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 다른 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 제2 스위치는 또한 개방되도록 구성되고, 여기서 다른 미리결정된 전류 임계치는 상기 미리결정된 전류 임계치보다 더 크거나 그리고/또는 다른 미리결정된 시간은 상기 미리결정된 시간보다 더 크다. 방향성 전류들에 따라 개방이 이루어지지 않으면, 제3 전류 트립이 발생할 것이다. 어느 상태 또는 상황에서 제2 스위치가 개방되어야 하는지를 정의하기 위한 추가의 상태들 및 관계들을 포함하는 제2 스위치를 설정하기 위해(그리고 또한, 특히 모든 다른 스위치들을 설정하기 위해) 프로그램가능 릴레이를 사용하는 것은 허용된다. 이로써, 결함 버스를 결정하기 위한 더 큰 유연성이 가능케 된다.
실시예에 따라, 복수의 버스들은 제2 스위치를 통해 제1 버스에 연결된 제2 버스를 포함하고, 여기서 복수의 스위치들은 제2 버스에 연결된 제3 스위치(그러나, 제1 버스와 제2 버스 사이에 있지 않음)를 포함하고, 여기서 제1 버스 쪽 방향으로 제2 스위치를 통과하는 제2 전류가 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 제2 스위치는, 제3 스위치가 개방되는 것을 억제하기 위해 억제 신호를 제3 스위치에 송신하도록 구성된다. 이로써, (제1 버스를 제외한) 임의의 다른 버스를 전력 분배 시스템으로부터 분리시키지 않기 위하여, 제2 버스를 복수의 버스들 중 추가의 버스와 연결시키는 제3 스위치는 폐쇄 상태로 유지된다. 이로써, 결함 제1 버스가 전력 분배 시스템으로부터 연결해제될 때, (결함 버스인) 제1 버스만이 환형 전력 분배 시스템으로부터 분리되어, 루프에서 연결되지 않고 그리고 링을 형성하지 않는 선형 또는 사슬-형 전력 분배 시스템이 달성됨이 보장될 수 있다.
실시예에 따라, 전력 분배 시스템은 제1 버스에 연결된 적어도 하나의 발전기를 포함한다. 발전기는 전기 에너지를 제1 버스에 공급할 수 있다. 특히, 전력 분배 시스템은 하나 또는 그 초과의 발전기들을 포함할 수 있고, 여기서 특히 각각의 버스에는 적어도 하나의 발전기가 연결될 수 있다. 제1 버스를 전력 분배 시스템으로부터 분리시키는 것은, 제1 버스에 연결된 발전기를 전력 분배 시스템으로부터 분리시키는 것을 또한 포함할 수 있다. 추가로, 제1 버스를 전력 분배 시스템으로부터 분리시키는 것은, 제1 버스에 연결된 임의의 부하를 전력 분배 시스템으로부터 분리시키는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 버스에 연결된 부하 또는 발전기에서 발생한 결함의 경우에 또한, 제1 버스는 전력 분배 시스템으로부터 분리되지 않을 수 있다. 추가로, 제1 버스에 연결된 부하 또는 발전기 중 어느 한 쪽에서 결함이 발생하는 것을 요구하지 않고, (접지에 대한 단락과 같이) 제1 버스 자체에서 결함이 발생할 수 있다.
실시예에 따라, 전력 분배 시스템은 발전기 회로 차단기(발전기 스위치로 또한 지칭됨)를 더 포함하고, 상기 발전기 회로 차단기를 통해, 발전기가 제1 버스에 연결된다. 발전기 회로 차단기는 전류 측정 능력들 및/또는 전압 측정 능력들을 갖는 (프로그램가능) 릴레이에 의해 제어된다. 따라서, 발전기 자체의 고장의 경우, 제1 버스를 전력 분배 시스템으로부터 분리시킬 필요성을 제거하는 신속한 방식으로 상기 발전기가 제1 버스로부터 분리될 수 있다. 특히, 발전기 스위치의 시간-전류 특성 곡선은, 결함이 제1 버스 자체에서 발생하지 않았지만 발전기에서 발생했을 때, (여전히 링을 형성하며) 제1 버스를 전력 분배 시스템에 연결된 채로 유지시키기 위하여, 제1 스위치 또는 제2 스위치가 개방되기 전에 발전기 스위치가 개방되도록 이루어질 수 있다. 이로써, 전력 분배 시스템의 링 구조는 발전기들 중 하나의 발전기에서의 결함의 경우에 유지될 수 있다.
실시예에 따라, 부하는 부하 회로 차단기(부하 스위치로 또한 지칭됨)를 통해 제1 버스에 연결가능하다. 특히, 회로 차단기는 전류 측정 능력들 및/또는 전압 측정 능력들을 갖고 그리고 논리 계산들을 제공하는 (프로그램가능) 릴레이에 의해 제어될 수 있다. 특히, 부하 스위치의 시간-전류 특성은, 부하에서 결함이 발생한 경우, 제1 버스를 환형 전력 분배 시스템에 연결된 채로 유지시키기 위하여, 제1 스위치 또는 제2 스위치가 개방되기 전에 부하 스위치가 개방되도록 이루어질 수 있다. 이로써, 결함이 전력 분배 시스템에 연결된 부하에서 배타적으로 발생했을 때, 전력 분배 시스템은 유리한 링 구조로 유지될 수 있다. 특히, 하나 또는 그 초과의 부하 디바이스들이 복수의 버스들 중 각각의 버스에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 제3 스위치, 발전기 스위치, 및 부하 스위치 중 적어도 하나는, 논리 유닛을 포함하는 프로그램가능 릴레이를 포함하고, 여기서 특히 릴레이는 스위치를 개방시키거나 또는 폐쇄시키기 위한 차단기를 제어할 수 있다. 특히, Siemens SIPROTEC 보호 릴레이가 사용될 수 있다.
실시예에 따라, (위에서 설명된 바와 같은 전력 분배 시스템을 포함하는, 부유식 오프쇼어 플랫폼, 드릴링 리그, 오일 플랫폼과 같은) 선박이 제공되고, 여기서 선박은 부하로서 전기 전력 버스(들)에 연결되어 있는 적어도 두 개의 전기 모터들(프로펠러 또는 스러스터에 연결됨)을 사용하여 동적으로 포지셔닝가능하다. 선박은, 전기 모터들에 의해 구동되는 하나 또는 그 초과의 프로펠러들 또는 스러스터들을 활성화시킴으로써, (해중에 또는 해양에서) 특정한 포지션에서 유지될 수 있다.
특히, DP 부류 2 선박을 위한 2-라인업(two-lineup) 스위치기어(switchgear) 구성이 고려되고, 여기서 2개의 스러스터들 ― 하나는 초기 결함 상태에 있고, 다른 하나는 추후의 제2 결함 상태에 있음 ― 을 잃는 것이 허용된다. DP 부류 2 선박에서는, 전기적 결함들만이 고려된다. 선박은 전기적 결함 이후 자신의 동작을 안전하게 마칠 수 있어야 한다. 결함 허용 시스템을 위해, 선박은 특정 타입들의 제1 결함들 이후에 발생하는 제2 결함에 대해 동일하게 수행할 수 있어야 한다. 그러한 제1 결함들은 결함 차단기, 발전기, 스러스터 또는 버스를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따라, DP 부류 3 선박을 위한 4-라인업 스위치기어 구성이 고려되고, 여기서 3개의 스러스터들 ― 하나는 초기 결함 상태에 있고, 그리고 두 개 초과는 제2 결함 상태에 있음 ― 을 잃는 것이 허용된다. DP 부류 3 선박에서는, 전체 룸(room)들에 영향을 끼치는 결함들이 또한 고려되어야 한다. 이는, 전체 룸의 화재 또는 침수(flooding)를 포함할 수 있다. 제안되는 결함 허용 시스템을 위해, 제1 결함이 결함 차단기, 발전기, 스러스터 또는 버스와 같은 전기 컴포넌트로 제한되는 것이 조건이다. 제2 결함은 전체 룸에 영향을 끼칠 수 있고, 그리고 선박은 그러한 결함 이후 자신의 동작을 안전하게 마칠 수 있을 수 있다. 그러한 결함은, 제1 (전기적) 결함의 결과로서 고장이 났을 수 있는 하나의 스러스터 이외에, 두 개의 스러스터들의 손실을 초래할 수 있다.
실시예에 따라, DP 부류 3 선박을 위한 8-라인업 스위치기어 구성이 고려되고, 여기서 2개의 스러스터들 ― 하나는 초기 결함 상태에 있고, 다른 하나는 추후의 제2 결함 상태에 있음 ― 을 잃는 것이 허용된다. DP 부류 3 선박을 위한 4-라인업 스위치기어 구성과 유사하지만, 발전기들 및 버스들 각각이 각자의 고유한 별도의 방화 룸 내에 제공된다. 이는, 선박이 구성되는데 더욱 값비싸게 만들지만, 두 개의 결함들 이후에 6개의 스러스터들이 남아 있게 하는 것으로 보상될 수 있다. 이는, 4-라인업 스위치기어를 갖는 DP 부류 3 선박에서보다 더 적은 스러스터들이 사용되도록 허용할 수 있고, 여기서 선박은 두 개의 결함들 이후에 5개의 스러스터들만이 남아 있도록 할 수 있다.
특히, DP 부류 2 선박을 위한 2-라인업 스위치기어는 두 개의 별도의 룸들을 포함할 수 있고, DP 부류 3 선박을 위한 4-라인업 스위치기어는 네 개의 별도의 룸들을 포함해야 하며, DP 부류 3 선박을 위한 8-라인업 스위치기어는 여덟 개의 별도의 룸들을 포함해야 하고, 상기 별도의 룸들 내에, 전력 분배 시스템의 여러 컴포넌트들이 설치된다.
실시예에 따라, 선박은 부유식 오프쇼어 오일 플랫폼 또는 오프쇼어 드릴링 플랫폼을 지원하도록 구성된다. 선박은 적어도 부분적으로 해중에 잠수될 수 있다.
전력 분배 시스템에 대하여 (개별적으로 또는 임의의 조합으로) 개시되거나, 설명되거나 또는 언급된 피처들이 또한 전력 분배를 위한 방법에 또한 (개별적으로 또는 임의의 조합으로) 적용될 수 있음이 이해되어야 한다.
실시예에 따라, 동적으로 포지셔닝가능한 선박을 위한 전력 분배 시스템, 특히 위에서 설명된 바와 같은 전력 분배 시스템을 이용하는 전력 분배를 위한 방법이 제공되고, 여기서 전력 분배 시스템은 부하가 연결가능한 제1 버스를 포함하는 복수의 버스들, 그리고 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는 복수의 스위치들을 포함한다. 여기서, 복수의 버스들은 개재하는 방식으로 복수의 스위치들을 통해 연결되어, 링을 형성하고, 여기서 제1 버스는 제1 스위치와 제2 스위치 사이에 연결된다. 여기서, 방법은, 제1 버스 쪽 방향으로 제1 스위치를 통해 흐르는 제1 전류를 결정(특히, 측정, 도출, 계산 및/또는 추정을 포함함)하는 단계; 제1 버스 쪽 방향으로 제2 스위치를 통해 흐르는 제2 전류를 결정(특히, 측정, 도출, 계산 및/또는 추정을 포함함)하는 단계; 및 제1 전류가 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면 그리고 제2 전류가 상기 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 제1 스위치를 개방시키고 그리고 동시에 제2 스위치를 개방시킴으로써, 제1 버스를 링으로부터 연결해제시키는 단계를 포함한다. 이로써, 제1 스위치 및 제2 스위치 각각은, 논리 기능을 제공하는 논리 유닛을 포함하는 프로그램가능 릴레이를 포함하고, 여기서 제1 스위치 및 제2 스위치 내의 논리 기능을 이용하여 제1 버스가 식별된다.
본 발명의 실시예들이 상이한 청구대상들에 관하여 설명되었다는 것이 주의되어야 한다. 특히, 몇몇의 실시예들이 방법 타입 청구항들에 관하여 설명된 반면에 다른 실시예들은 장치 타입 청구항들에 관하여 설명되었다. 그러나, 기술분야의 당업자는, 위의 그리고 아래의 설명으로부터, 다르게 통지되지 않는 한, 하나의 타입의 청구대상에 속하는 피처(feature)들의 임의의 조합 이외에, 상이한 청구대상들에 관련된 피처들 사이, 특히 방법 타입 청구항들의 피처들과 장치 타입 청구항들의 피처들 사이의 임의의 조합이 또한 본 문서를 이용하여 개시되는 것으로서 간주된다는 것을 알 것이다.
위에서 정의된 양상들과 본 발명의 추가의 양상들이 이후에 설명될 실시예의 예들로부터 명백하고, 그리고 실시예의 예들에 관하여 설명된다. 본 발명은 실시예의 예들에 관하여 이후에 더욱 상세히 설명될 것이지만, 본 발명이 상기 실시예의 예들로 제한되지는 않는다.
도 1은 실시예에 따른 전력 분배 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 2는 도 1에 예시된 전력 분배 시스템 내에서 사용되는 릴레이들의 시간-전류 특성 곡선들을 도시하는 그래프들을 예시한다.
도 3은 도 1에 예시된 전력 분배 시스템 내에서 사용되는 릴레이 내에서 사용되는 논리 다이어그램을 예시한다.
도 4는 도 1에 예시된 전력 분배 시스템 내에서 사용되는 릴레이 내에서 사용되는 논리 다이어그램을 예시한다.
도 5는 도 1에 예시된 전력 분배 시스템 내에서 사용되는 릴레이 내에서 사용되는 논리 다이어그램을 예시한다.
도 6 및 도 7은 실시예에 따른 전력 분배 시스템을 예시한다.
도 8 및 도 9는 다른 실시예에 따른 전력 분배 시스템을 예시한다.
도 10 및 도 11은 여전히 다른 실시예에 따른 전력 분배 시스템을 예시한다.
도 12는 도 1에 예시된 바와 같은 전력 분배 시스템을 포함하는 선박을 개략적으로 예시한다.
도면의 예시는 개략적이다. 상이한 도면들에서, 유사하거나 또는 동일한 엘리먼트들에는, 동일한 참조 부호들이 제공되거나 또는 첫 번째 자리수(digit) 내에서만 대응하는 참조 부호들과 상이한 참조 부호들이 제공됨이 주의된다.
도 1은 실시예에 따른 전력 분배 시스템(100)을 개략적으로 예시한다. 전력 분배 시스템(100)은 복수의 버스들을 포함하고, 상기 복수의 버스들로부터 단지 제1 버스(101), 제2 버스(103), 제3 버스(105) 및 제4 버스(107)만이 예시된다. 버스들은 복수의 스위치들을 이용하여 서로 연결되고, 상기 복수의 스위치들로부터, 단지 스위치들(109, 111, 113, 115)만이 예시된다. 버스들은, 스위치들을 이용하여 교번적인 방식으로 직렬로 연결되어, 교번하는 버스들 및 스위치들에 의해 형성되는 링(117)이 형성된다.
버스(103)에 전기 에너지를 공급하기 위해, 발전기(119)가 스위치(121)를 통해 버스(103)에 연결된다. 버스(103)에 공급되는 전기 에너지는 부하(123)에 의해 소비되고, 상기 부하(123)는 부하 스위치(125)를 통해 버스(103)에 연결된다. 버스(105)에 전기 에너지를 공급하기 위해, 발전기(127)가 발전기 스위치(129)를 통해 버스(105)에 연결된다. 전기 에너지를 부하(131)에 공급하기 위해, 부하(131)가 스위치(133)를 통해 버스(105)에 연결된다.
버스(103)는 스위치(111)를 통해 버스(101)에 연결되고, 그리고 버스(103)는 스위치(113)를 통해 버스(105)에 연결된다. 특히, 스위치(111)는 (평상시 닫힌, 즉 n.c.) 차단기(135)를 포함하고, 상기 차단기(135)는 릴레이(137)에 의해 제어된다. 예시된 실시예에서, 릴레이(137)는, 프로그래밍될 수 있고 그리고 논리 회로를 포함하는 Siemens SIPROTEC 릴레이이다. 추가로, 릴레이(137)는, 버스(103)로부터 버스(101) 쪽으로 흐르는 전류를 측정하거나 또는 버스(101)로부터 버스(103) 쪽으로 흐르는 전류를 측정하기 위하여, 전류 측정 및 전압 측정 능력을 포함한다. 스위치(113)는 차단기(139)를 포함하고, 상기 차단기(139)는 릴레이(141)에 의해 제어되어, 차단기를 개방 상태로 또는 폐쇄 상태로 셋팅(setting)시킨다. 예시된 실시예에서, 릴레이들(137 및 141) 둘 다는, 논리 연산들을 수행하는 것을 허용하고 그리고 인접한 버스들 사이에서 릴레이들을 통해 흐르는 전류 및 전압을 측정하는 것을 허용하는 Siemens SIPROTEC 릴레이이다.
전력 분배 시스템(100)의 정상 동작 동안, 환형 구조 또는 링 구조를 형성하기 위해 (폐쇄된) 스위치들을 교번시킴으로써 복수의 버스들이 연결된다. 이로써, 발전기들(119 또는 127)에 의해 생성된 전기 전력이 버스들 중 임의의 버스에 연결된 부하들 중 임의의 부하에 분배될 수 있다. 이로써, 충분한 전기 전력의 신뢰성 있는 공급이 버스들에 연결된 부하들 전부에 제공될 수 있다.
정상 상태들(결함이 발생하지 않은 상태들) 하에서, 스위치들(109, 111, 113 및 115)의 모든 차단기들이 폐쇄된다. 발전기들(119, 127)은 300A(암페어)의 명목 전류를 가질 수 있고, 그리고 적어도 3초 동안 900A의 유지 결함 전류(sustained fault current)를 유지시킬 수 있다.
도 1에서, 특정한 결함 시나리오(scenario)가 예시되고, 여기서 단락(143)이 버스(103)에 발생했다. 단락(143)은 예컨대 접지에 대한 버스(103)의 결함 연결에 의해 유발될 수 있다. 다른 실시예들에 따라, 결함 상태들이 상이한 이벤트(event)들에 의해 유발되었을 수 있다. 단락(143) 때문에, 대전류가 발전기(119)로부터 단락(143) 쪽으로 흐를 것이다. 추가로, 스위치들(109, 111, 113 및 115)이 보통 폐쇄되므로, 또한 대전류가 발전기(127)로부터 버스(105), (폐쇄된) 스위치(113)를 통해 단락(143) 쪽으로 흐를 것이다. 부가하여, 대전류가 버스(101), 폐쇄된 스위치(109), 폐쇄된 스위치(111), 버스(103)를 통해 단락(143) 쪽으로 흐를 것이다. 이들 대전류들은 전력 분배 시스템으로부터 과도한 양의 전기 에너지를 인출할 수 있고 그리고 따라서 바람직하지 않다. 실시예에 따라, 부하(131)와 같은, 전력 분배 시스템의 다른 부하들로의 전기 에너지의 지속적인 공급을 허용하기 위하여, 전력 분배 시스템(100)은, 결함 버스(103)(결함이 발생한 버스)를 링 구조(117)로부터 연결해제시키도록 구성된다.
결함이 버스(103)에서 발생했기 때문에(그리고 또한 부하(123) 또는 발전기(119)에서는 발생하지 않았음), 각각 발전기(119) 또는 부하(123)를 전력 분배 시스템으로부터 연결해제시키기 위해 단지 발전기 스위치(121) 또는 부하 스위치(125)를 개방시키는 것에 의해서는 문제점이 해결될 수 없다. 대조적으로, 전력 분배 시스템(100)은, 버스(105)로부터 버스(103) 쪽으로 흐르는 결함 전류가 발생할 수 없도록 그리고 버스(101)로부터 버스(103) 쪽으로 흐르는 전류들이 발생할 수 없도록 버스(103)를 전력 분배 시스템(100)으로부터 연결해제시키기 위하여, 스위치들(111 및 113)을 개방시키도록 구성된다.
스위치(113)는 버스(105)로부터 버스(103)로 흐르는 전류(145)를 검출할 것이고, 그리고 버스(105)를 버스(107)와 연결시키는 스위치(115)에 신호 라인(147)을 통해 억제 신호를 송신할 것이다. 스위치(115)에 송신된 억제 신호는 스위치(115)가 폐쇄된 채로 유지되도록 유발할 것인데, 그 이유는 결함이 버스(105)에서 발생했을리가 없기 때문이다.
추가로, 스위치(111)는 버스(101)로부터 버스(103) 쪽으로 흐르는 전류(149)를 검출할 것이고, 그리고 이 전류의 검출시 스위치(11)는 억제 신호를 신호 라인(signal line)(151)을 통해 스위치(109)에 송신할 것이다. 스위치(109)에 의해 수신된 억제 신호는 스위치(109)가 폐쇄된 채로 유지되도록 유발할 것인데, 그 이유는 전류(149)가 버스(101)로부터 버스(103) 쪽으로 흐른다면 버스(101)가 결함 버스일 수 없기 때문이다. 추가로, 스위치들(109) 그리고 또한 스위치(115)는 링(117) 내에 있는 각자의 개별 이웃 스위치들에 억제 신호들을 송신하여, 이들 스위치들이 각자의 폐쇄된 상태를 재개(resume)하도록 유발할 것이다. 궁극적으로, 그러므로 개방 상태를 채택할 스위치들(111 및 113)을 제외한, 링(117) 내의 모든 스위치들이 억제될 것이다. 이로써, 결함 버스(103)는 전력 분배 시스템(100)으로부터 분리되고, 그리고 전력 분배 시스템(100)은 개방되어, 더 이상 링 구조를 형성하지 않는다. 결함 버스(103)를 전력 분배 시스템으로부터 분리시킨 이후, 부하(131)와 같은, 다른 버스들에 연결된(버스(103)에 연결되지 않은) 소비기들 또는 부하들에는 전기 에너지가 공급되어, 적절한 지속적인 동작이 보장될 수 있다.
도 2는 스위치들(109, 111, 113, 115, 121, 125, 129, 133)의 시간-전류 특성들(특히, 이들 스위치들 내에 포함되는 릴레이들의 특성들)의 그래프들을 예시한다. 도 2의 가로좌표 상에, 암페어(Ampere) 단위의 전류가 표시되는 반면에, 세로좌표 상에는 초 단위의 시간이 표시되며, 여기서 스케일(scale)들 둘 다는 대수이다. 곡선들(253, 255, 257 및 259)은 시간 및 전류 흐름의 어느 조합들에서 상이한 스위치들이 트립핑할 것인지, 즉 결함시 개방될 것인지를 표시한다. 곡선(253)은 스위치들(125 및 133)에 대해 적용된다; 곡선(259)은 스위치들(109, 111, 113 및 115)에 대해 적용된다(비-방향성); 곡선(255)은 스위치들(109, 111, 113 및 115)에 대해 적용된다(방향성); 그리고 곡선(257)은 스위치들(121 및 129)에 대해 적용된다.
예컨대 곡선(253)은 부하(123)를 버스(103)에 연결시키는 부하 스위치(125)의 특성들을 예시한다. 특히, 약 30×100A 내지 200×100A 사이의(또는 더 높은) 전류가 약 0.02초 동안 또는 더 길게 지속되었을 때, 부하 스위치(123)는 개방 상태를 채택할 것이다. 이러한 방식으로, 다른 스위치들 중 임의의 스위치가 개방되기 전에 매우 신속한 방식으로 결함 부하가 도 1에 예시된 전력 분배 시스템(100)으로부터 분리될 수 있다.
추가로, 도 2의 곡선(255)은 스위치들(111 및 113)이 방향성 전류(145 및 149) ― 전류들 둘 다는 버스(103) 쪽으로 흐름 ― 를 검출할 때 스위치들(111 및 113)의 시간-전류 특성들을 예시한다. 이로써, 전류들(145, 149)이 특정한 값들을 취하거나 또는 특정한 시간 기간들 동안 특정한 임계치들을 초과할 때, 스위치들(111, 113)은 각자의 개방 상태를 채택할 것이다.
곡선(257)은 발전기(119)를 버스(103)에 연결시키는 발전기 스위치(121)의 특성들 또는 발전기(127)를 버스(105)에 연결시키는 발전기 스위치(129)의 특성들을 예시한다. (이웃 버스들을 연결시키는) 상이한 스위치들(109, 111, 113, 115)의 시간-전류 특성 곡선들의 형상들은 매우 유사하거나 또는 동일할 수 있지만, 부하 스위치들(125, 133)의 특성 곡선들과 상이할 수 있고 그리고 또한 발전기 스위치들(121 및 129)의 특성들과 상이할 수 있다. 특히, 시간-전류 특성 곡선들의 형상들은 특정한 애플리케이션에 따라 좌우될 수 있다. 도 1에 예시된 발전기(119)에 대한 보호 릴레이(121)는 도 2에 예시된 곡선(257)에 따라 트립핑될 것이다. 릴레이(137)는 버스(103)로부터 버스(101)로 흐르는 어떠한 전류도 보지 못할 것이다. 그러므로, 릴레이(137)는 억제 신호(블록 67 트립)를 스위치(113)의 릴레이(141)에 발행하지 않을 것이다. 버스(103)의 왼쪽에 발전이 없다면, 스위치(111)의 릴레이(137)는 어떠한 동작도 취하지 않을 것이다. (버스(101)에 연결된 발전이 있었다면, 스위치(111)의 릴레이(137)는 또한 트립핑되었을 것이고, 그리고 버스(103)의 좌측 상의 결함을 제거했을 것이다). 스위치(113)의 릴레이(141)는 예컨대 발전기(127)에 의해 생성된 방향성 결함 전류(145) ― 대략 900A ― 를 볼 것이다. 스위치(113)의 릴레이(141)는 스위치(111)의 릴레이(137)로부터 억제 신호를 수신하지 않는다. 추가로, 스위치(113)의 릴레이(141)는 부족전압을 본다. 스위치(113)의 릴레이(141)는, 버스(103)로의 방향성 결함 전류를 보고 그리고 도 2에 예시된 바와 같은 곡선(255)에 따라 트립을 개시할 것이다. 스위치(113)의 릴레이(141)는 스위치(111)의 릴레이(137)에 억제 신호를 발생시키지 않을 것이다. 대략 4000A까지의 결함 레벨들에 대해, 발전기(127)에 대한 보호 릴레이(129) 전에 스위치(113)의 릴레이(141)는 트립될 것이고 결함을 제거할 것이다.
방향성 결함 전류 트립 레벨은 최소 발전기로부터 이용가능한 유지된 3초 결함 전류 미만으로 셋팅되어야 한다. 네트워크가 폐쇄 루프로서 동작될 것이라면, 방향성 결함 전류 트립 레벨은 최소 발전기로부터 이용가능한 유지된 3초 결함-전류의 절반 미만으로 셋팅되어야 한다. 그 이유는, 폐쇄 버스 루프 상에 있는 온라인(online)의, 단일 발전기로부터의 결함-전류가 양쪽 방향들 모두로부터 단락 위치로 이동할 것이기 때문이다. DP 동작들을 위해, 동작중인 발전기들의 최소 개수는 2일 것이다.
도 3은 어느 상태들 하에서 스위치(111 또는 113)의 릴레이가 억제 신호를 검출된 전류(145 또는 149)의 업스트림에 있는 스위치로 송신하는지를 예시하기 위해 스위치들(109, 111, 113 및 115) 내에 포함되는 보호 릴레이들의 논리 다이어그램(logical diagram)을 예시한다. 스위치들(111 및 113)은 릴레이(137 및 141)를 각각 포함하고, 상기 릴레이(137 및 141)는 각각 OR 게이트(gate)(361)를 포함한다. 단자(363)에서, OR 게이트(361)는, 대응하는 스위치에 인접한 버스로부터의 과전류가 있다는 표시를 수신한다. 단자(365)에서, OR 게이트(361)는 버스로부터의 어스(earth) 결함 전류가 있다는 표시를 수신한다. 단자들(363 및 365)에 수신되는 신호들 중 (적어도) 하나가 논리 하이 신호(logical high signal)라면, OR 게이트(361)는 단자(367)에서 논리 하이 신호를 발행시킬 것이고, 상기 논리 하이 신호는 상기 버스의 다른 측에 있는 스위치(예컨대, 도 1에 예시된 바와 같이 스위치들(109 및 115))로 송신될 억제 신호로서 사용될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 바와 같이, 회로 차단기(113(또는 111))를 제어하는 릴레이(141(또는 137))의 동작의 논리 다이어그램을 예시한다. 특히, 도 4는 결함 버스(103)를 전력 분배 시스템(100)으로부터 분리시키기 위하여, 어느 상태들 하에서 회로 차단기(113(또는 111))가 개방될 것인지를 표시하거나 또는 설명하는 논리 다이어그램을 예시한다. 논리 회로(469)는 딜레이(delay)(471), AND 게이트(473), 딜레이(475), AND 게이트(477) 및 OR 게이트(479)를 포함한다. 딜레이(471)는 버스로의 방향성 과전류의 표시를 수신하고, 그리고 시간(T1)만큼 이 신호를 지연시켜, 상기 신호를 AND 게이트(473)로 송신한다. 추가로, AND 게이트(473)는 다른 스위치로부터, 반전되는 억제 신호를 수신한다. 추가로, AND 게이트(473)는 버스 상의 부족전압의 표시를 수신한다. 억제 신호, 버스로의 방향성 과전류 및 버스 상의 부족전압의 표시가 없다면, AND 게이트(473)는 논리 하이 신호를 출력할 것이다.
방향성 과전류시 트립(결함시 개방)을 허용하기 위해, 아래의 상태들 전부가 존재해야 한다:
- 결함 전류가 흐르고 있는 버스의 다른 측에 있는 릴레이로부터 억제 신호가 수신되고 있지 않다.
- 방향성 결함 전류가 검출되고 있다. 버스의 다른 측에 있는 릴레이에 대해 억제 신호를 발생시키기 위한 시간을 허용하기 위하여 이 신호에 대한 시간 지연(T1)이 있다. 이 지연은, 적절한 릴레이 조정을 제공하도록 선택될 수 있다. 적절한 시간은 150-300㎳의 범위 내에 있을 수 있다. 몇몇의 전력 시스템들에 대해, 오늘날 시장에 나와 있는 이용가능한 보호 릴레이들 내에서 이용가능한 것보다 더 신속한 논리를 요구할 수 있는 더 짧은 시간이 요구될 것이다.
- 버스 부족전압이 검출되고 있다.
버스의 다른 측에 있는 릴레이가 억제를 발행시켜야 할 때 억제를 발행시키지 않도록 유발하는 결함이 존재한다면, 릴레이는 지연(T2) 이후에 언제든지 방향성 과전류시 트립핑될 것이다. 특히, T2는 T1보다 더 길어야 한다. 마지막으로, 차단기는 비-방향성 과전류시 트립핑될 것이다.
도 5는 Siemens SIPROTEC 릴레이 상에서의 도 4에 예시된 논리 회로(469)의 파트 및 방향성 어스-결함시의 트립의 구현을 예시한다. 여기서, AND 게이트(573)는 단자(574)에서 방향성 과전류의 표시를 수신하고 그리고 단자(576)에서 부족전압의 표시를 수신한다. OR 게이트(579)는 AND 게이트(573)의 결과를 수신하고 그리고 단자(580)에서 방향성 어스-결함의 표시를 수신한다.
도 6 및 도 7은 실시예에 따라 DP2 부류 선박을 위한 2-라인업 스위치기어의 주요 단일 라인 다이어그램을 예시한다. 도 6 및 도 7에서 두 개의 부분들로 예시된 전력 분배 시스템(600)은, 개재하는 스위치들(611)에 의해 연결되는 8개의 버스들(601)을 포함한다. 스위치들(611)은 도 1에 예시된 스위치(111)로서 구성되고, 따라서 릴레이 및 차단기를 각각 포함한다. 각각의 릴레이는 대응하는 차단기를 제어한다. 도 6에는, 제1 룸 내에 배열되는, 전력 분배 시스템(600)의 그들 컴포넌트들이 예시되는 반면에, 도 7은 다른 분리된 룸 내에 배열되는, 전력 분배 시스템(600)의 그들 컴포넌트들을 예시한다. 버스들(601)은 스위치들(611)을 이용하여 연결되어, 링 구조를 형성한다. 두 개의 상이한 룸들 내에 배열되는, 전력 분배 시스템(600)의 부분들은 두 개의 케이블들(602)을 이용하여 서로 연결된다.
도 8 및 도 9는 DP3 부류 선박 타입 전력 분배 시스템(800)을 위한 4-라인업 스위치기어의 주요 단일 라인 다이어그램을 예시한다. 제1 룸 및 제2 룸 내에 포함되는, 전력 분배 시스템(800)의 부분들이 도 8에서 예시되는 반면에, 제3 룸 및 제4 룸 내에 위치되는, 전력 분배 시스템(800)의 부분들은 도 9에서 예시된다. 여덟 개의 버스들(801)이 스위치들(811)을 이용하여 교번적인 방식으로 연결되어, 링 구조를 형성한다. 상이한 룸들 내에 위치된, 전력 분배 시스템(800)의 부분들은 네 개의 케이블들(802)을 이용하여 서로 연결된다. 발전기들(819)(예시된 실시예들에서는, 여덟 개의 발전기들이 제공됨)은 전기 에너지를 버스들에 제공하고 상기 버스들로부터 부하들(823)(예시된 실시예에서는, 여덟 개의 스러스터들이 부하들로서 연결됨)로 전기 에너지를 제공한다.
도 10 및 도 11은 DP3 부류 선박 타입 전력 분배 시스템(1000)을 위한 8-라인업 스위치기어의 주요 단일 라인 다이어그램을 예시한다. 제1 룸, 제2 룸, 제3 룸 및 제4 룸 내에 포함되는, 전력 분배 시스템(1000)의 부분들이 도 10에서 예시되는 반면에, 제5 룸, 제6 룸, 제7 룸 및 제8 룸 내에 위치되는, 전력 분배 시스템(1000)의 부분들은 도 11에서 예시된다. 복수의 버스들(1001)이 복수의 스위치들(1002)을 이용하여 연결되어, 링 구조를 형성한다. 발전기들(1019)은 전기 에너지를 버스들에 공급하고, 그리고 상기 버스들로부터 복수의 부하들(1023)로 전기 에너지를 공급한다.
도 12는 도 1, 도 6 및 도 7, 도 8 및 도 9, 또는 도 10 및 도 11에서 예시된 바와 같은 전력 분배 시스템이 사용될 수 있는 선박(1280)을 개략적으로 예시한다. 선박(1280)은 두 개의 폰툰(pontoon)들(1282)(해중에 잠수됨)을 포함하고, 폰툰들(1282) 각각에는 네 개의 스러스터들(1223)이 있다. 스러스터들(1223)에는, 선박(1280)의 고장 안전 동작(fail safe operation)을 위해, 위에서 설명된 바와 같은 시스템(100), 시스템(600), 시스템(800) 또는 시스템(1000)과 같은, 예시되지 않은 전력 분배 시스템에 의해 전기 에너지가 공급된다.
용어 "포함하는"이 다른 엘리먼트들 또는 단계들을 배제시키지 않거나 또는 단수형이 복수를 배제시키지 않음이 주의되어야 한다. 또한, 상이한 실시예들과 관련되어 설명된 엘리먼트들이 조합될 수 있다. 또한, 청구항들 내의 참조 부호들이 청구항들의 범위를 제한시키는 것으로서 해석되어서는 안된다는 것이 주의되어야 한다.

Claims (19)

  1. 전력 분배 시스템(power distribution system)으로서,
    부하(123)가 연결가능한 제1 버스(bus)(103)를 포함하는 복수의 버스들(101, 103, 105, 107); 및
    제1 스위치(switch)(111) 및 제2 스위치(113)를 포함하는 복수의 스위치들(109, 111, 113, 115)
    을 포함하고,
    상기 복수의 버스들은 개재하는(interjacent) 방식으로 상기 복수의 스위치들을 통해 연결되어 링(ring)(117)을 형성하고, 상기 제1 버스는 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치 사이에 연결되고, 그리고
    상기 전력 분배 시스템은,
    상기 제1 버스 쪽 방향으로 상기 제1 스위치를 통해 흐르는 제1 전류(149)가 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 미리결정된 전류 임계치를 초과하고, 그리고
    상기 제1 버스 쪽 방향으로 상기 제2 스위치를 통해 흐르는 제2 전류(145)가 상기 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면,
    상기 제1 스위치를 개방하도록 그리고 동시에 상기 제2 스위치를 개방하도록 구성되고,
    그에 따라, 상기 제1 버스가 상기 링으로부터 연결해제되며,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 각각은 논리 기능을 제공하는 논리 유닛(logical unit)을 포함하는 프로그램가능 릴레이(programmable relay)를 포함하고,
    상기 제1 버스는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 내의 상기 논리 기능을 이용하여 식별되는,
    전력 분배 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 상기 제1 전류 및 상기 제1 전류의 방향을 결정하도록 구성되고, 그리고 상기 제2 스위치는 상기 제2 전류 및 상기 제2 전류의 방향을 결정하도록 구성되는,
    전력 분배 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 버스로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 스위치를 통해 흐르는 제1 반대 방향 전류가 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 상기 제1 스위치는, 상기 제2 스위치가 개방되는 것을 억제하기 위해 억제 신호(147, 151)를 상기 제2 스위치에 송신하도록 구성되는,
    전력 분배 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 스위치가 상기 제1 스위치로부터 상기 억제 신호를 수신하지 않고 그리고 상기 제1 버스 쪽 방향으로 상기 제2 스위치를 통해 흐르는 상기 제2 전류가 상기 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 상기 제2 스위치는 개방되도록 구성되는,
    전력 분배 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 버스 쪽 방향으로 또는 상기 제1 버스로부터 멀어지는 방향으로 상기 제2 스위치를 통해 흐르는 제3 전류가 다른 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 다른 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 상기 제2 스위치는 개방되도록 구성되고,
    상기 다른 미리결정된 전류 임계치는 상기 미리결정된 전류 임계치보다 더 크거나 그리고/또는 상기 다른 미리결정된 시간은 상기 미리결정된 시간보다 더 큰,
    전력 분배 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 버스들은 상기 제2 스위치(113)를 통해 상기 제1 버스에 연결된 제2 버스(105)를 포함하고,
    상기 복수의 스위치들은 상기 제2 버스에 연결된 제3 스위치(115)를 포함하고,
    상기 제1 버스 쪽 방향으로 상기 제2 스위치를 통한 상기 제2 전류(145)가 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 상기 제2 스위치는, 상기 제3 스위치가 개방되는 것을 억제하기 위해 억제 신호(147)를 상기 제3 스위치에 송신하도록 구성되는,
    전력 분배 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 버스에 연결된 적어도 하나의 발전기(119)를 더 포함하는,
    전력 분배 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    발전기 스위치(121)를 더 포함하고,
    상기 발전기 스위치(121)를 통해 상기 발전기가 상기 제1 버스에 연결되는,
    전력 분배 시스템.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 부하(123)는 부하 스위치(125)를 통해 상기 제1 버스에 연결가능한,
    전력 분배 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3 스위치는, 논리 유닛을 포함하는 프로그램가능 릴레이를 포함하는,
    전력 분배 시스템.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전력 분배 시스템을 포함하는 선박(vessel)으로서,
    상기 선박은 적어도 두 개의 전기 모터(electrical motor)들(123, 623, 823, 1023, 1223)을 사용하여 동적으로 포지셔닝되는(dynamically positioned),
    선박.
  12. 제 11 항에 있어서,
    오프쇼어 오일 플랫폼(offshore oil platform) 또는 오프쇼어 드릴링 플랫폼(offshore drilling platform)을 지원하도록 구성되는,
    선박.
  13. 전력 분배 시스템을 이용하는 전력 분배를 위한 방법으로서,
    상기 전력 분배 시스템은,
    부하가 연결가능한 제1 버스를 포함하는 복수의 버스들; 및
    제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는 복수의 스위치들
    을 포함하고,
    상기 복수의 버스들은 개재하는 방식으로 상기 복수의 스위치들을 통해 연결되어 링을 형성하고, 상기 제1 버스는 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치 사이에 연결되고,
    상기 방법은,
    상기 제1 버스 쪽 방향으로 상기 제1 스위치를 통해 흐르는 제1 전류를 결정하는 단계;
    상기 제1 버스 쪽 방향으로 상기 제2 스위치를 통해 흐르는 제2 전류를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 전류가 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 미리결정된 전류 임계치를 초과하고 그리고 상기 제2 전류가 상기 미리결정된 시간 지속기간보다 더 긴 시간 지속기간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면, 상기 제1 스위치를 개방시키고 그리고 동시에 상기 제2 스위치를 개방시킴으로써 상기 제1 버스를 상기 링으로부터 연결해제시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 각각은, 논리 기능을 제공하는 논리 유닛을 포함하는 프로그램가능 릴레이를 포함하고,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치 내의 상기 논리 기능을 이용하여 상기 제1 버스가 식별되는,
    전력 분배를 위한 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 분배 시스템은 동적으로 포지셔닝가능한 선박을 위한 것인,
    전력 분배 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 전력 분배 시스템은 동적으로 포지셔닝가능한 선박을 위한 것인,
    전력 분배를 위한 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 전력 분배 시스템은 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전력 분배 시스템인,
    전력 분배를 위한 방법.
  17. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 스위치가 상기 제1 스위치로부터 상기 억제 신호를 수신하지 않고 그리고 상기 제1 버스 쪽 방향으로 상기 제2 스위치를 통해 흐르는 상기 제2 전류가 상기 미리결정된 시간보다 더 긴 시간 동안 상기 미리결정된 전류 임계치를 초과한다면 그리고 상기 제1 버스에서의 전압이 미리결정된 전압 임계치 미만이라면, 상기 제2 스위치는 개방되도록 구성되는,
    전력 분배 시스템.
  18. 제 8 항에 있어서,
    상기 발전기 스위치는, 논리 유닛을 포함하는 프로그램가능 릴레이를 포함하는,
    전력 분배 시스템.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 부하 스위치는, 논리 유닛을 포함하는 프로그램가능 릴레이를 포함하는,
    전력 분배 시스템.
KR20137012914A 2010-10-18 2011-10-12 방향성 전류 검출과 보호 릴레이들 내의 논리를 이용하는 전기 전력 분배 시스템을 위한 보호 시스템 KR101496174B1 (ko)

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EP10187884.1A EP2442417B1 (en) 2010-10-18 2010-10-18 A protection system for electrical power distribution system using directional current detection and logic within protective relays
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK2442417T3 (en) 2010-10-18 2016-06-06 Siemens Ag Protection System for electrical power distribution system using directional strømdetektering and -logik in protective relays
EP2595265A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Power supply system of a marine vessel
US9660435B2 (en) * 2011-12-21 2017-05-23 Sikorsky Aircraft Corporation Multi-directional electrical power protection system
EP2654156B1 (en) 2012-04-17 2021-05-26 Siemens Energy AS Fault protection system for a power system of dynamically positioned vessel
DK2654157T3 (da) * 2012-04-17 2022-09-12 Siemens Energy AS Fejlbeskyttelsessystem for et elektrisk system til et dynamisk positioneret fartøj
EP2722954A1 (en) 2012-10-16 2014-04-23 ABB Technology AG Method of operate Is-limiters in ring systems
SG10201805671WA (en) 2013-03-13 2018-08-30 Transocean Sedco Forex Ventures Ltd Breaker design for power system resiliency
US9306391B2 (en) 2013-03-15 2016-04-05 General Electric Company Direct current transmission and distribution system and method of operating the same
CN104124661B (zh) 2013-04-26 2018-02-23 西门子公司 电流分配方法和相应的开关设备
EP2830171A1 (en) * 2013-07-25 2015-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Subsea switchgear
PT3030484T (pt) * 2013-08-06 2023-08-17 Kongsberg Maritime As Embarcação com posicionamento dinâmico
NO335860B1 (no) * 2013-08-30 2015-03-09 Kongsberg Maritime As Kraftverksbeskyttelse
EP2868919A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-06 Openhydro IP Limited Turbulence protection system and method for turbine generators
US20150314693A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 Maurice Mills Electrical vehicle battery recharging system
KR20150141053A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 엘에스산전 주식회사 보호계전시스템 및 이의 데이터 수집방법
US9698589B1 (en) * 2014-06-09 2017-07-04 Google Inc. DC power distribution architectures
US9923371B1 (en) * 2014-08-13 2018-03-20 Rosendin Electric, Inc. Shared resource system
US9557794B2 (en) 2014-11-07 2017-01-31 General Electric Company System and method for distributing electrical power
KR20170108062A (ko) * 2015-01-23 2017-09-26 지멘스 악티엔게젤샤프트 선박 상에서의 전기 에너지의 분배
EP3109964A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-28 Siemens Aktiengesellschaft Dc grid
CN105656086B (zh) * 2015-11-26 2018-09-14 国家电网公司 过载处理方法
GB2547419A (en) * 2016-02-12 2017-08-23 Endersby Daniel Vehicle dynamic position powering system and method
FR3048138A1 (fr) * 2016-02-23 2017-08-25 Airbus Operations Sas Coupe-circuit et systeme de protection d'un reseau electrique
SE539916C2 (sv) * 2016-05-11 2018-01-16 Dlaboratory Sweden Ab Metod och anordning för bortkoppling av fel i elnät
CN106020047B (zh) * 2016-07-11 2018-06-05 电子科技大学中山学院 一种多电机电力分配系统
CN106451416B (zh) * 2016-09-08 2023-06-06 上海中远船务工程有限公司 Dp3深水钻井船闭环高压配电系统
EP3526652A4 (en) * 2016-10-12 2020-03-11 Transocean Sedco Forex Ventures Limited PERFORMANCE SYSTEM RELIABILITY
EP3346567B1 (en) * 2017-01-04 2020-02-19 Danfoss Mobile Electrification Oy An electric power system and a method and equipment for controlling the same
US11014454B2 (en) * 2018-04-04 2021-05-25 Deere & Company Electric drive system with multiple separate electrical busses operating at different voltages
ES2955027T3 (es) 2018-04-25 2023-11-28 Schneider Electric Ind Sas Dispositivo de protección contra sobreintensidades para microrredes
GB2574039B (en) 2018-05-24 2021-04-14 Caterpillar Inc A power distribution system for a marine vessel
EP3605776B1 (en) * 2018-07-31 2022-04-20 Schneider Electric Industries SAS Method for locating phase faults in a microgrid
KR102336316B1 (ko) 2018-09-13 2021-12-07 엘에스일렉트릭 (주) 전원 공급 장치 및 전원 공급 시스템
EP3852230A4 (en) * 2018-09-13 2022-05-18 LS Electric Co., Ltd. POWER SUPPLY DEVICE AND POWER SUPPLY SYSTEM
WO2020055080A1 (ko) * 2018-09-13 2020-03-19 엘에스산전 주식회사 전원 공급 시스템
WO2020055079A1 (ko) * 2018-09-13 2020-03-19 엘에스산전 주식회사 전원 공급 시스템
KR102351794B1 (ko) * 2018-09-13 2022-01-17 엘에스일렉트릭(주) 전원 공급 시스템
KR102336317B1 (ko) * 2018-09-13 2021-12-07 엘에스일렉트릭 (주) 전원 공급 시스템
KR102336318B1 (ko) * 2018-09-13 2021-12-07 엘에스일렉트릭 (주) 전원 공급 시스템의 제어방법
WO2020055136A1 (ko) 2018-09-13 2020-03-19 엘에스산전 주식회사 전원 공급 시스템의 제어방법
US11296546B2 (en) 2018-10-15 2022-04-05 Inertech Ip Llc Systems and methods for supplying uninterruptible power
CN109494869A (zh) * 2018-11-29 2019-03-19 中广核研究院有限公司 一种核动力船舶电力系统
CN109861179B (zh) * 2019-03-20 2020-07-24 南京国电南自电网自动化有限公司 一种适用于手拉手供电模式的母线保护电压切换方法
EP3998688A1 (en) * 2021-02-19 2022-05-18 Lilium eAircraft GmbH Power distribution network
EP3998201B1 (en) * 2021-05-19 2024-06-05 Lilium eAircraft GmbH Time variable electrical load sharing in a power distribution network of an aircraft
TWI779800B (zh) * 2021-08-26 2022-10-01 台灣電力股份有限公司 具有連絡斷路器之雙匯流排電力系統的保護電驛邏輯、與雙匯流排電力系統

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1335470A2 (en) * 2002-02-06 2003-08-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Directional comparison distance relay system
EP1940002A2 (en) * 2006-12-29 2008-07-02 General Electric Company Relay device and corresponding method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3553968A (en) * 1968-12-19 1971-01-12 Texaco Development Corp Stabilized offshore platform
JPS62207130A (ja) 1986-03-06 1987-09-11 株式会社明電舎 ル−プ方式電力系統の保護継電方式
JPH01311820A (ja) 1988-02-09 1989-12-15 Fuji Electric Co Ltd 閉ループ配電系統における事故点検出方法
JPH0686453A (ja) 1992-08-28 1994-03-25 Hitachi Ltd 停電域極小化方式
CN101044663B (zh) * 2004-08-18 2011-05-25 西门子公司 可靠隔离电站设备与电网的装置、电站设备以及工业设备
US7599161B2 (en) 2006-12-29 2009-10-06 General Electric Company Relay device and corresponding method
JP5044328B2 (ja) 2007-08-29 2012-10-10 株式会社東芝 ネットワーク送電保護装置
ATE506726T1 (de) 2007-10-22 2011-05-15 Siemens Ag Elektrische schaltvorrichtung insbesondere zum verbinden von generatoren und schuberzeugern in dynamisch positionierten schiffen
DK2442417T3 (en) 2010-10-18 2016-06-06 Siemens Ag Protection System for electrical power distribution system using directional strømdetektering and -logik in protective relays

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1335470A2 (en) * 2002-02-06 2003-08-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Directional comparison distance relay system
EP1940002A2 (en) * 2006-12-29 2008-07-02 General Electric Company Relay device and corresponding method

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