KR101564124B1

KR101564124B1 - 계전기 이중화 장치

Info

Publication number: KR101564124B1
Application number: KR1020110085748A
Authority: KR
Inventors: 김경호
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2015-10-29
Also published as: CN102957207B; CN102957207A; KR20130022813A; US8988980B2; US20130051215A1

Abstract

계전기의 이중화 장치가 개시된다. 적어도 하나 이상의 상위유닛과 적어도 하나 이상의 하위유닛을 포함하는 변전자동화 시스템에서, 본 발명의 이중화 장치는, 소정의 통신방식으로 상기 하위유닛으로부터 전력데이터를 수신하여 상기 상위유닛에 전달하고, 상기 상위유닛으로부터 제어명령을 수신하여 상기 하위유닛에 전달하는 복수의 제1계전기와, 상기 통신방식에 의해 상기 복수의 제1계전기 각각과 통신을 수행하여, 상기 복수의 계전기 중 오류가 발생하는 계전기를 대체하는 제2계전기를 포함한다.

Description

계전기 이중화 장치{RELAY DUALIZATION APPARATUS}

본 발명은 계전기 이중화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변전자동화 시스템에서 사용하는 계전기의 이중화 장치에 관한 것이다.

변전소 시스템에서, 계전기(relay) 간의 통신은 지금까지 발전되어 왔고, 앞으로도 더욱 경제적이면서 효율적인 방안으로 발전될 것이다. 국제 전력분야에서는 'IEC 61850'이라는 변전자동화용 국제표준 통신 프로토콜을 만들어, 전세계적으로 하나의 통일된 통신 프로토콜을 적용하고 있다. 현재, 국내 변전소에서도 2005년 제주도를 시작으로 2007년 산청변전소 등에 IEC 61850 프로토콜을 설치하여 운영중에 있다.

이러한 IEC 61850의 기본적인 통신매체로 이더넷(Ethernet)이 사용된다. 그러나, 이더넷을 사용하는 표준화된 방법은, 기존 전력시스템에서 요구하고 있는 이중화에 대한 규정을 예외로 처리하고 있다.

종래의 전력시스템에서는, 안정성을 위하여, 통신포트를 이중화로 구성하거나, 또는 동일한 장비를 중복으로 설치하여 주/예비 시스템으로 운영하는 방식을 사용하고 있다.

이중, 통신포트를 이중화로 구성하는 방식은, 경제적이지만 장치 오류 발생시에 전체 시스템에 영향을 주고 복구에 오랜 시간이 걸리는 문제점이 있고, 장비를 중복으로 설치하는 방식은 안정적이지만, 시스템 구성시 설치 비용을 배로 증가시키는 문제점이 있다. 이하에서는, 도면을 참조로, 종래 변전소 시스템을 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 고정배선으로(hard-wired) 연결된 변전소 시스템의 구성도이다.

종래의 변전소 시스템에서, 계전기(140~143)는 하위유닛인 스위치기어(150, 152)와 변류기((Current Transformer; 이하, 'CT'라 함)/변압기(Power Transformer; 이하, 'PT'라 함)(151, 153)와 전선으로 연결되어, 접점의 데이터 정보를 받아 처리한다.

또한, 계전기(140~143)는 소정의 프로토콜(예를 들어, Modbus 또는 DNP 등)을 통해 하위유닛(150~153)로부터 수신한 데이터를, 상위시스템인 연동부(interlocking unit)(110), 원격단말유닛(Remote Terminal Unit; 이하, 'RTU'라 함)(120) 및 인간-기계 인터페이스부(Human Machine Interface; 이하, 'HMI'라 함)(130)로 RS-232/485 통신선을 이용하여 전송한다.

위에서 설명한 바와 같이, 도 1의 시스템은, 이중화를 위해 메인장치(계전기A)(140)에 대해 예비장치(계전기B)(141)를 중복으로 구성하여, 메인장치(계전기A)(140)의 오류시 예비장치(계전기B)(141)가 동작하는 이중화 방식을 적용하고 있다. 즉, 중복으로 설치되는 장비로 인해 설치비용이 증가하는 문제점이 있다.

도 2는 IEC 61850 프로토콜이 적용된 변전소 시스템의 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, IEC 61850 프로토콜이 적용된 변전소 시스템에서는, 계전기(250~253)는 하위유닛인 스위치기어(270, 272)나 CT/PT(271. 273)로부터 이더넷 스위치(260, 261)를 통해 데이터를 수신한다.

또한, 계전기(250~253)는 이더넷 스위치(230)를 통해 제어센터(200), HMI(220, 221) 등으로 데이터를 전송한다.

도 1과 같은 시스템에서는 통신 프로토콜로서 DNP 또는 모드버스를 사용하였으나, 도 2와 같은 디지털 변전소 시스템으로 진화하면서 그 통신 프로토콜로서 IEC 61850을 사용하고 있다.

그러나, 도 2의 경우에도 계전기A(250)의 예비장비로서 계전기B(251)가 구비되는 것으로서, 설치비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 국제표준 프로토콜을 준수하면서 계전기에 오류가 발생하는 경우 이를 즉시 복구할 수 있는, 계전기 이중화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 적어도 하나 이상의 상위유닛과 적어도 하나 이상의 하위유닛을 포함하는 변전자동화 시스템에서의 본 발명의 계전기 이중화 장치는, 소정의 통신방식으로 상기 하위유닛으로부터 전력데이터를 수신하여 상기 상위유닛에 전달하고, 상기 상위유닛으로부터 제어명령을 수신하여 상기 하위유닛에 전달하는 복수의 제1계전기; 및 상기 통신방식에 의해 상기 복수의 제1계전기 각각과 통신을 수행하여, 상기 복수의 계전기 중 오류가 발생하는 계전기를 대체하는 제2계전기를 포함한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 복수의 제1계전기 및 상기 제2계전기 각각에 연결되는 복수의 저장부를 더 포함하여, 연결된 상기 복수의 제1계전기 및 상기 제2계전기가 통신하는 데이터를 저장하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 제2계전기는, 상기 복수의 제1계전기와 실시간으로 통신을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 제2계전기는, 상기 복수의 제1계전기와 소정의 주기를 두어, 주기적으로 통신을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 제2계전기는, 상기 복수의 제1계전기가 통신하는 데이터를 수신하여 저장하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 제2계전기는, 상기 복수의 제1계전기 중 오류가 발생한 계전기의 오류를 감지하여, 상기 상위유닛에 통보하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 상위유닛은, 상기 오류가 발생한 계전기를 상기 제2계전기로 대체하는 절체명령을 상기 제2계전기로 전송하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 제2계전기는, 상기 오류가 발생한 계전기에 연결된 상기 저장부에 저장된 정보를 기반으로 상기 오류가 발생한 계전기를 대체하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 적어도 하나 이상의 상위유닛과 상기 복수의 제1계전기 및 상기 제2계전기를 스위칭하는 제1허브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 복수의 제1계전기 및 상기 제2계전기와 상기 적어도 하나 이상의 하위유닛을 스위칭하는 제2허브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 소정의 통신방식은, 이더넷인 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명은, 단일 시스템에 예비계전기를 추가함으로써, 장비마다 중복적으로 이중화할 필요가 없이, 오류발생시 복구를 위한 최소한의 예비계전기로 다른 계전기를 대체하여, 경제적으로 시스템의 구현이 가능하며, 오류발생시 즉시 대처할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래에 전력계통에서의 오류가 임의로 발생하기 때문에, 정적으로 예비계전기를 정하는 것이 불가능한 문제점을 해결하여, 타 계전기와 실시간 또는 주기적으로 데이터를 교환하므로, 동적으로 변경되는 전력시스템에서도 적용이 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 고정배선으로 연결된 변전소 시스템의 구성도이다.
도 2는 IEC 61850 프로토콜이 적용된 변전소 시스템의 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 변전소 시스템에서의 네트워크 방식을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 계전기 이중화 장치의 일실시예 구성도이다.
도 5는 도 4의 제3계전기에 오류가 발생한 경우를 설명하기 위한 일예시도이다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 변전소 국제표준 프로토콜인 IEC 61850 통신 프로토콜을 기반으로, 계전기가 적용된 디지털 변전소에서 시스템의 안전성을 위해 적용하고 있는 이중화를 경제적으로 구현한 것이다.

본 발명에서 설명하는 '계전기'는, 일반적인 릴레이(relay) 외에, IED(Intelligent Electric Device)도 포함하는 개념임은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 종래의 디지털 변전소 시스템에서의 계전기 이중화 장치를 설명한 후, 본 발명에 따른 이중화 장치의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 종래의 변전소 시스템에서의 네트워크 방식을 설명하기 위한 예시도로서, 각각 계전기와 HMI(300, 301)간의 네트워크를, 링(ring) 네트워크 및 스타(star) 네트워크로 구성한 변전소 시스템을 나타낸 것이다.

이와 같이, 종래의 디지털 변전소 시스템에서는, 계전기를 중복하여 설치하는 것에 비용이 많이 소요되므로, 통신포트를 이중으로 설치하여 링 네트워크(도 3a) 또는 스타 네트워크(도 3b)로 구성하였다.

도 3a의 링 네트워크에서, 계전기1(321)은 상부에 연결된 통신라인으로(시계방향으로) 스위치(SW)(310)를 통해 HMI(300)와 통신한다. 계전기2(322) 및 계전기3(323)도 마찬가지로 같은 방향으로 통신한다. 만약, 계전기1(321)과 SW(310) 간의 통신라인에 오류가 발생한 경우에는, 계전기1(321)은 아래쪽으로 연결된 통신라인으로(반시계방향으로) SW(310)를 통해 HMI(300)와 통신한다. 이때, 계전기2(322) 및 실레이3(323)도 마찬가지로 반시계방향으로 통신한다.

도 3b의 스타 네트워크에서, 계전기1(324)은 SW1(311)을 통해 HMI(301)와 통신하다가, 양자간 통신라인에 오류가 발생한 경우 SW2(312)를 통해 HMO(301)와 통신한다. 계전기2(325) 및 계전기3(326)도 같은 조건으로, SW(311)과 SW2(312) 중 정상상태의 통신라인으로 HMI(301)와 통신한다.

즉, 위와 같은 네트워크를 사용하는 종래의 디지털 변전소 시스템에서는, 통신라인의 문제가 발생하는 경우, 사용하는 통신선로의 방향을 반대로 하거나(도 3a), 스위치를 대체하여 사용하는 것이 가능하다(도 3b). 이는 네트워크 오류에 대한 이중화 방안으로 경제적인 방법이다.

그러나, 계전기는 복잡한 전력계통에서 감시와 제어를 진행하는 중요한 장비로서, 불안정한 계통상태와 과부하에 의해 빈번하게 손실이 발생한다. 위 시스템에서, 계전기에 오류가 발생하는 경우에, 전체 시스템은 오류가 발생한 장치가 정상상태로 복구되기 전에는 불량상태가 지속되어, 시스템이 치명적인 영향을 받게 되는 문제점이 있다.

변전자동화용 국제표준 프로토콜인 IEC 61850에서는, 이더넷 방식이 권장 사양으로 되어 있지만, 이중화에 대한 표준은 없다. 또한, 시스템 안전성을 위해서, 사용자들은 지금까지 적용하던 이중화된 시스템의 구성을 유지하면서, 비용을 줄일 것을 원한다.

기존처럼 통신라인을 이중화하는 방식은 전력기기 자체의 오류가 발생했을 경우는 대비하지 못하게 되고, 중복된 백업 시스템을 구비하는 방식은 상당히 고비용을 감수해야 한다.

본 발명은 국제 표준 프로토콜인 IEC 61850을 적용한 계전기, 센서, 차단기등이 적용된 디지털 변전소 시스템에서, 계전기(IED 또는 릴레이)등의 효율적인 이중화 방법을 제시한다. 본 발명은, 시스템이 고속통신으로 이더넷을 사용하였을 경우 더욱 효율적이다. 또한, 본 발명은 전체 시스템의 중복 투자를 피하고, 계전기의 오류 발생시 빠른 복구로 전체 시스템의 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 평상시에는 고속 통신을 이용하여 개별 IED의 상태를 감시할 수도 있다. 이하, 본 발명의 이중화 장치를 도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 계전기 이중화 장치의 일실시예 구성도로서, 정상상태에서 동작하는 것을 나타낸 것이다. 도 4는 IEC 61850 프로토콜이 적용된 디지털 변전소 시스템에, 본 발명의 이중화 장치를 적용한 것을 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이중화 장치는, 제1 내지 제3계전기(30~32) 및 예비계전기(33)를 포함한다. 본 발명의 일실시예로서, 계전기의 수가 3개인 것을 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 계전기의 수는 시스템에 따라 변동될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

제1 내지 제3계전기(30~32)는 전력데이터 수집을 위한 하위유닛인 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)로부터 이더넷을 통해 전력데이터를 수신한다. 제2허브(40)는 하위유닛인 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)의 전력데이터와 관련된 신호를 스위칭하여, 제1 내지 제3계전기(30~32)로 전달한다. 본 발명의 설명에서는 이더넷을 통해 전력데이터를 수신하는 하위유닛으로서, 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)를 그 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하위레벨에서 전력데이터를 전송할 수 있는 것은 '하위유닛'에 모두 포함된다 할 것이다.

또한, 제1 내지 제3계전기(30~32)는 감시 및 제어를 위한 상위유닛인 HMI(10) 또는 감시제어 및 데이터취득부(Supervisory Control And Data Acquisition; 이하, 'SCADA'라 함)(11)에 하위유닛인 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)로부터 수신한 전력데이터를 전송한다. 제1허브(20)는 제1 내지 제3계전기(30~32)의 전력데이터와 관련된 신호를 스위칭하여 HMI(10) 또는 SCADA(11)에 전달한다. 본 발명의 설명에서는 제1 내지 제3계전기(30~32)로부터 신호를 수신하여 감시 및 제어를 수행하는 상위유닛으로서, HMI(10) 또는 SCADA(11)를 그 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상위레벨에서 제1 내지 제3계전기(30~32)로부터 데이터를 수신하여 감시 및 제어를 수행할 수 있는 것은 '상위유닛'에 모두 포함된다 할 것이다.

즉, 제1 내지 제3계전기(30~32)는 하위유닛인 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)로부터 제2허브(40)를 통해 데이터를 수신하고, 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)로 제1허브(20)를 통해 이를 전송한다.

한편, 제1 내지 제3계전기(30~32)는 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)로부터 제1허브(20)를 통해 제어명령을 수신한다. 제1허브(20)는 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)의 제어명령과 관련된 신호를 스위칭하여 제1 내지 제3계전기(30~32)에 전달한다.

또한, 제1 내지 제3계전기(30~32)는 하위유닛인 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)에 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)로부터 수신한 제어명령을 제2허브(40)를 통해 전송한다. 제2허브(40)는 제1 내지 제3계전기(30~32)의 제어명령과 관련된 신호를 스위칭하여 하위유닛인 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)에 전달한다.

즉, 제1 내지 제3계전기(30~32)는 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)로부터 제1허브(20)를 통해 제어명령을 수신하여, 하위유닛인 차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52)로 제2허브(40)를 통해 이를 전송한다.

도시되지는 않았으나, 제1 내지 제3계전기(30~32)는 각각에 연결되는 저장부를 구비하여, 송수신되는 전력데이터 및 제어명령을 저장하고, 이벤트(event) 및 계통알고리즘 등의 데이터를 저장할 수 있다. 그러나, 제1 내지 제3계전기(30~32)가 저장부에 저장하는 데이터는 이에 한정되지는 않으며, 시스템의 설정에 따라 변경될 수 있음은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.

예비계전기(33)는 제1 내지 제3계전기(30~32) 각각과 실시간으로 또는 주기적('주기'는 임의로 정할 수 있음)으로 통신하면서, 제1 내지 제3계전기(30~32)가 저장하는 데이터(전력데이터, 제어명령, 이벤트 및 계통알고리즘 등)를 저장한다. 예비계전기(33)는 제1 내지 제3계전기(30~32)의 정보를 저장하고, 실시간 또는 주기적인 통신을 통하여 업데이트를 진행한다. 이를 위하여, 본 발명의 이중화 장치는, 도시되지는 않았으나, 각 계전기(30~33)의 각각에 연결되어 있는 저장부를 구비할 수도 있다.

위와 같은 본 발명의 시스템에서는, 각 구성요소는 IEC 61850 프로토콜을 따르므로, 각 구성요소간의 메시지 전달은 GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event) 방식으로 수행될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것이 아님은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다. 또한, 각 구성요소간의 통신방식은, 위에서도 설명하였으나, 이더넷 통신을 이용한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

만약, 위와 같은 정상상태 동작중에, 복수의 계전기 중 하나의 계전기에 오류가 발생한 경우에, 도 3a 및 도 3b의 종래의 시스템에서는, 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)는 통신이 지속적으로 이루어지지 않는 것으로써 해당 계전기의 오류를 유추하게 된다. 본 발명의 이중화 장치의 경우를 이하 도면을 참조로 설명하기로 하겠다.

도 5는 도 4의 제3계전기에 오류가 발생한 경우를 설명하기 위한 일예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 도 4의 시스템에서 제3계전기(32)에 오류가 발생한 경우, 본 발명의 이중화 장치는, 제3계전기(32)와 상시 통신하고 있던 예비계전기(33)가 제3계전기(32)의 고장을 감지하고, 이를 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)에 알린다. 바람직한 일실시예에서, 예비계전기(33)는 실시간으로 또는 주기적으로 통신하는 계전기(30~32)의 상태를 판단하여, 반복적으로 이상상태를 보고하는 계전기에 대해서는 단계별로(예를 들어, 유의, 주의, 경보, 해제 등) 그 오류를 상위유닛인 HMI(10) 또는 SCADA(11)에 통지할 수 있다.

또한, 예비계전기(33)는 저장부(도시되지 않음)에 저장된 제3계전기(32)의 정보를 이용하여, 제3계전기(32)를 대체하여 동작한다. 이와 같은 의미에서, 도 5에서는 예비계전기(33)를 제3계전기(32)로 도시하였다.

예비계전기(33)는 제3계전기(32)의 오류가 복구되어 정상상태를 유지할 때까지, 제3계전기(32)를 대체하여, 하위유닛(차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52))의 전력데이터를 상위유닛(HMI(10) 또는 SCADA(11))로 전송하고, 또는 상위유닛(HMI(10) 또는 SCADA(11))의 제어명령을 하위유닛(차단기(50), 스위치기어(51) 또는 CT/PT(52))로 전송한다.

이와 같은, 예비계전기(33)의 오류계전기(32)의 대체는, 예비계전기(33)로부터 오류통지를 받은 상위유닛인 SCADA(11)의 절체명령에 의해 수행될 수도 있다. 그러나, 예비계전기(33) 스스로 오류계전기(32)의 대체를 수행하는 것을 배제하는 것은 아니다.

즉, 본 발명은, 종래의 단일 시스템에 예비계전기(33)를 추가하여, 다른 계전기(30~32)로부터 실시간으로 또는 주기적으로 상태정보, 제어명령, 전력데이터, 이벤트 등의 각 계전기(30~32)의 내부 데이터를 수신하여 이를 각 계전기에 연결된 저장부(도시되지 않음)에 저장하고, 도 5와 같이 임의의 계전기(32)에 오류가 발생한 경우, 해당 계전기(32)의 데이터를 기반으로 해당 계전기(32)를 대체하는 것이다.

이와 같은, 본 발명에 의해, 이와 같은 본 발명에 의하면, 전체 시스템은 오류가 발생한 계전기와 관계없이 지속적인 감시 및 제어를 수행할 수 있다.

또한, 예비계전기(33)는 정상상태에서 일반계전기(30~32)를 감시하고 있으므로, 계전기(30~32) 중 하나에 이상상태가 발생한 경우, 이를 사용자에게 신속하게 알림으로써, 큰 사고를 미연에 방지할 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 장비마다 중복적으로 이중화할 필요가 없이, 오류발생시 복구를 위한 최소한의 예비계전기로 다른 계전기를 대체함으로써, 경제적으로 시스템의 구현이 가능하며, 오류발생시 즉시 대처할 수 있다.

종래기술에 의하면, 전력계통에서의 오류가 임의로 발생하기 때문에, 정적으로 예비계전기를 정하는 것이 불가능하지만, 본 발명에 의하면, 타 계전기와 실시간 또는 주기적으로 데이터를 교환하므로, 동적으로 변경되는 전력시스템에서도 적용이 가능하다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10: HMI 11: SCADA
20, 40: 허브 30~32: 계전기
33: 예비계전기 50: 차단기
51: 스위치기어 52: CT/PT

Claims

적어도 하나 이상의 상위유닛과 적어도 하나 이상의 하위유닛을 포함하는 변전자동화 시스템의 계전기 이중화 장치에 있어서,
소정의 통신방식으로 상기 하위유닛으로부터 전력데이터를 수신하여 상기 상위유닛에 전달하고, 상기 상위유닛으로부터 제어명령을 수신하여 상기 하위유닛에 전달하는 복수의 제1계전기; 및
상기 통신방식에 의해 상기 복수의 제1계전기 각각과 통신을 수행하여, 상기 복수의 계전기 중 오류가 발생하는 계전기를 대체하는 제2계전기를 포함하며,
상기 제2계전기는,
상기 복수의 제1계전기 중 오류가 발생한 계전기의 오류를 감지하여, 상기 상위유닛에 통보하되, 상기 복수의 제1계전기중에서 반복적으로 오류가 감지되는 계전기에 대해서는 복수의 단계별로 해당 오류를 상기 상위유닛에 통보하고,
상기 상위유닛은,
상기 제2계전기로부터의 통보에 따라 상기 오류가 발생한 계전기를 상기 제2계전기로 대체하는 절체명령을 상기 제2계전기로 전송하며,
상기 복수의 제1계전기는 상기 전력데이터 및 상기 제어명령과 이벤트 및 시스템 알고리즘을 저장하는 제1저장부를 각각 포함하고,
상기 제2계전기는 상기 복수의 제1계전기가 통신하는 상기 전력데이터, 상기 제어명령, 상기 이벤트 및 상기 시스템 알고리즘을 상기 복수의 제1계전기로부터 수신하여 저장하는 제2저장부를 포함하며,
상기 제2저장부는 상기 복수의 제1계전기 각각의 데이터를 저장하는 복수의 저장부를 포함하거나, 상기 복수의 제1계전기 각각의 데이터를 분할하여 저장하는 저장부를 포함하고,
상기 제2계전기는 상기 복수의 제1계전기와 실시간 또는 주기적인 통신을 수행하고, 상기 제2저장부를 실시간 또는 주기적으로 갱신하며,
상기 제2계전기는 상기 복수의 제1계전기 중에서 에러를 발생시킨 계전기를 상기 제2저장부에 저장된 상기 전력데이터, 상기 제어명령, 상기 이벤트 및 상기 시스템 알고리즘에 기초하여 대체하는 이중화 장치.
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제1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 상위유닛과 상기 복수의 제1계전기 및 상기 제2계전기를 스위칭하는 제1허브를 더 포함하는 이중화 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1계전기 및 상기 제2계전기와 상기 적어도 하나 이상의 하위유닛을 스위칭하는 제2허브를 더 포함하는 이중화 장치.
제1항에 있어서, 상기 소정의 통신방식은,
이더넷인 이중화 장치.