KR101575806B1

KR101575806B1 - 지락 계전기의 시험 장치

Info

Publication number: KR101575806B1
Application number: KR1020150072022A
Authority: KR
Inventors: 선봉수
Original assignee: 주식회사 한빛파워
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-12-21

Abstract

본 발명은 지락 계전기의 시험 장치에 관한 것으로서, 지락 사고 발생시 영상 변류기에 의해 지락 전류를 검출하여 접지 계전기에 의해 차단기를 트립시키기 위한 지락 계전기를 시험하는 지락 계전기의 시험 장치에 있어서, 상기 영상 전류기의 2차측 전류출력단자와 결선되는 적어도 하나 이상의 전류입력단자를 포함하면서 상기 계전기 시험을 위한 복수의 단자를 포함하는 단자대 및 상기 영상 전류기로부터 출력되는 전류값을 이용하여 상기 계전기의 최소 동작 값 또는 타겟의 동작 상태를 확인하며, 각 동작 시간을 측정하는 타이밍 회로모듈을 포함하는 테스트 키트; 상기 단자대 중 어느 하나의 단자에 연결되고, 시험하고자 하는 계전기가 타겟으로 인입 또는 인출되는 타겟 계전기; 상기 단자대 중 어느 하나의 단자에 일측이 연결되고, 타측이 상기 타겟 계전기와 직렬 연결되어 시험 시작/종료를 결정하는 시험용 스위치; 상기 영상 변류기와 전류 소스 단자가 연결되고, 상기 단자대 중 하나 이상의 단자가 전압 소스 단자와 연결되어 상기 타이밍 회로 모듈에 제어 전압을 인가하는 릴레이 테스터를 포함한다. 따라서, 본 발명은 계전기의 동작 상태와 동작 시간을 측정하는 타이밍 회로 모듈을 포함하는 테스트 키트의 외부 결선인 릴레이 테스터 또는 영상 변류기와의 결선은 그대로 유지하고, 시험하고자 하는 계전기를 테스트 키트에 연결 또는 연결해제하는 간단한 인입/인출 과정을 통해 별도의 결선 과정 없이 계전기 시험을 연속해서 진행할 수 있고, 그로 인해 1개의 발전소에 설치된 수십 또는 수백 대의 지락 계전기를 별도의 외부 결선 작업 없이 반복적으로 시험할 수 있으며, 외부 결선 작업이 필요 없어짐에 따라 오결선이 방지되면서 결선에 소요되는 시간이 단축될 수 있으며, 계전기 시험에 대한 정확성, 신속성 및 신뢰성을 제공할 수 있다.

Description

지락 계전기의 시험 장치{GROUND RELAY TEST EQUIPMENT}

본 발명은 지락 계전기의 시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지락 계전기를 테스터에 인입/인출하여 시험할 수 있어 별도의 결선 작업이 필요없어 오결선을 방지할 수 있는 지락 계전기의 시험 장치에 관한 것이다.

지락 계전기(Ground Relay)는 주로 고압 비 접지선로에서 지락사고시 영상변류기(ZCT, Zero-Current Transformer)로부터 검출된 지락전류를 계전기의 입력단자에 인가하여 유입된 전류치가 정정치 이상이 되면 접점이 폐로(Close) 또는 개로(Open) 되어 동작신호를 출력하는 계전기이다. 따라서, 지락 방향계전기(SGR, DGR)와 같은 방향성이 없으므로 주로 고압 단일선로에 많이 사용한다.

이러한 지락 계전기는 비교적 지락 전류가 작은 고압 비 접지선로에서 전원부의 충전전류에 의한 지락 전류를 영상변류기를 통하여 미세한 전류를 검출하므로 고감도의 계전기가 요구된다.

지락 계전기는 주로 비 접지 고압선로에서 선로나 기기의 지락사고가 발생하였을 때 사고의 파급을 방지하기 위하여 차단기(CB)를 차단(Trip)시키거나 경보(Alarm)를 하게 하기 위하여 사용한다.

지락 계전기에는 지락 사고가 발생했을 때 흐르는 지락 전류를 검출하여 접지 계전기에 의해 차단기를 동작시켜 사고 범위를 줄이는 역할을 하는 영상 변류기(ZCT)가 있다.

일반적으로, 영상 변류기는 회로가 정상인 경우에 장비 내에서 발생된 자속은 서로 상쇄되어 전류는 발생하지 않지만, 회로에 전류의 누전이 발생하면 ZCT에 누전전류에 의한 자속이 발생하여 2차 권선에 전압이 유기되고, 이것이 증폭부에서 증폭되어 트립 코일로서 전로의 개폐기구를 동작시켜 전기를 차단하게 된다. 따라서, 계전기를 시험하는데 있어서, ZCT에 전류를 인가하고 DC 전원 및 경보단자를 연결하여 ZCT를 동작시키는 단계가 수반된다.

이러한 계전기의 시험을 위한 종래의 작업 방법은 현장에서 시험장비에 이르는 시험 케이블을 포설하여 ZCT에 전류를 인가하고 DC 전원 및 경보단자를 연결하여 시험을 하였다.

그런데, 종래의 계전기 시험 절차에서는 시험해야 할 보호계전기가 실제 현장 여러 곳에 분산되어 위치해 있으므로, 각각을 모두 시험하기 위해서는 시험장비를 가지고 옮겨 다녀야 하는 불편함이 있다.

또한, 종래의 계전기 시험 절차는 발전소의 한 유닛에 동일한 형태의 계전기가 수십대 또는 그 이상이 분산 설치되어 있어 시험을 위한 결선 작업에 소요되는 시간이 길어지고, 동일한 결선 작업을 수작업으로 계속해서 반복해야 하므로 오결션의 위험도가 높아지고, 작업자의 피로가 증가될 수 밖에 없는 문제점이 있다.

대한민국등록특허 제10-0905584호(보호계전기용 검사장치의 인터페이스 장치) 대한민국공개실용신안 제20-2013-0002654호(철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기) 대한민국등록특허 제10-0358197호(보호 계전기 시험보조장비)

본 발명은 시험하고자 하는 계전기만 인입 또는 인출할 수 있도록 테스트 키트를 구현하고, 계전기를 시험하기 위한 외부 결선인 릴레이 테스터 또는 영상 변류기 등과의 결선은 그대로 유지함으로써 외부 결선 작업이 생략되어 오결선 방지 및 결선 작업 시간이 단축될 수 있는 지락 계전기의 시험 장치를 제공한다.

실시예들 중에서, 지락 계전기의 시험 장치는, 지락 사고 발생시 영상 변류기에 의해 지락 전류를 검출하여 접지 계전기에 의해 차단기를 트립시키기 위한 지락 계전기를 시험하는 지락 계전기의 시험 장치에 있어서, 상기 영상 전류기의 2차측 전류출력단자와 결선되는 적어도 하나 이상의 전류입력단자를 포함하면서 상기 계전기 시험을 위한 복수의 단자를 포함하는 단자대 및 상기 영상 전류기로부터 출력되는 전류값을 이용하여 상기 계전기의 최소 동작 값 또는 타겟의 동작 상태를 확인하며, 각 동작 시간을 측정하는 타이밍 회로모듈을 포함하는 테스트 키트; 상기 단자대 중 어느 하나의 단자에 연결되고, 시험하고자 하는 계전기가 타겟으로 인입 또는 인출되는 타겟 계전기; 상기 단자대 중 어느 하나의 단자에 일측이 연결되고, 타측이 상기 타겟 계전기와 직렬 연결되어 시험 시작/종료를 결정하는 시험용 스위치; 상기 영상 변류기와 전류 소스 단자가 연결되고, 상기 단자대 중 하나 이상의 단자가 전압 소스 단자와 연결되어 상기 타이밍 회로 모듈에 제어 전압을 인가하는 릴레이 테스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 타이밍 회로모듈의 출력단에 연결되어 상기 제어 전압의 트립 여부를 결정하는 트립 SCR(silicon controlled rectifier)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 릴레이 테스터는, 상기 타겟 계전기와 시험용 스위치가 연결되어 있는 상기 단자대의 단자들에 전압 접점(Wet contact)을 적용하기 위한 접점 단자를 결선하는 것을 특징으로 한다.

상기 릴레이 테스터의 전압 소스 단자는 상기 제어 전압에 해당하는 직류 전압을 공급하는 전압공급장치와 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 단자대는 옵션의 알람 접점 단자들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 타겟 계전기는 상기 타겟이 없는 경우에 코일 저항으로 구성된 보조 릴레이가 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 릴레이 테스터는 상기 전류 소스 단자가 상기 영상 전류기의 1차측 전류입력단자와 결선되어, 상기 계전기의 시험을 위한 1차측 전류값을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지락 계전기의 시험 장치는 계전기의 동작 상태와 동작 시간을 측정하는 타이밍 회로 모듈을 포함하는 테스트 키트의 외부 결선인 릴레이 테스터 또는 영상 변류기와의 결선은 그대로 유지하고, 시험하고자 하는 계전기를 테스트 키트에 연결 또는 연결해제하는 간단한 인입/인출 과정을 통해 별도의 결선 과정 없이 계전기 시험을 연속해서 진행할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 1개의 발전소에 설치된 수십 또는 수백 대의 지락 계전기를 별도의 외부 결선 작업 없이 반복적으로 시험할 수 있고, 외부 결선 작업이 필요없어짐에 따라 오결선이 방지되면서 결선에 소요되는 시간이 단축될 수 있으며, 계전기 시험에 대한 정확성, 신속성 및 신뢰성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 계전기의 시험 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 단자대를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 계전기의 시험 장치의 외부 결선 상태를 설명하는 도면이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 계전기의 시험 장치의 구성을 설명하는 도면이고, 도 2는 도 1의 단자대를 설명하는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 지락 계전기의 시험 장치(100)는 복수의 단자들이 설치된 단자대(110), 타이밍 회로 모듈(120), 트립 SCR(125), 타겟 계전기(130) 또는 보조 릴레이(131), 시험용 스위치(140) 및 릴레이 테스터(150)를 포함한다.

타이밍 회로 모듈(120)과 트립 SCR(125)은 테스트 키트(kit) 형태로 일정 크기의 외함 내부에 설치되고, 외함의 후면에 단자대(110)가 설치된다. 타겟 계전기(130) 또는 보조 릴레이(131), 시험용 스위치(140)는 외함의 외부에서 릴레이 테스터(150)와 연결된다.

단자대(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 계전기 시험을 위해 1번부터 12번까지의 단자들이 설치되고, 그 중 3번 단자와 4번 단자가 영상 변류기(200)의 2차측 전류출력단자와 결선되는 전류입력단자가 된다. 또한 단자대(110)는 타겟의 동작 상태나 계전기의 시험 상태를 알리는 옵션의 알람 접점 단자들(9번, 10번, 11번)을 더 포함한다.

타이밍 회로 모듈(120)은 영상 변류기(200)로부터 출력되는 전류값이 입력되면, 이 전류값을 이용하여 계전기의 최소 동작 값 또는 타겟의 동작 상태를 확인하며, 각 동작 시간을 측정한다. 타이밍 회로모듈(120)은 출력단에 트립 SCR(125)이 연결되고, 트립 SCR(125)은 제어 전압의 트립 여부를 결정한다.

타겟 계전기(130)는 단자대 중 어느 하나의 단자인 8번 단자에 일측이 연결되고, 타측이 시험용 스위치(140)와 연결되며, 시험하고자 하는 계전기가 타겟이 되어 인입 또는 인출될 수 있다. 타겟 계전기(130)는 타겟이 없는 경우에 10Ω/VDC 이하의 코일 저항인 보조 릴레이(131)가 연결된다.

시험용 스위치(140)는 단자대 중 어느 하나의 단자인 12번 단자에 일측이 연결되고, 타측이 타겟 계전기(130)와 직렬 연결되어 시험 시작/종료를 결정한다.

릴레이 테스터(150)는 영상 변류기(200)의 1차측 전류입력단자와 전류 소스 단자가 연결되고, 단자대 중 7번 단자 및 8번 단자 전압 소스 단자와 연결되어 타이밍 회로 모듈(120)에 제어 전압을 인가한다. 이때, 7번 단자는 (+) 단자이고, 8번 단자는 (-) 단자로서 전압 소스 단자의 극성과 동일한 극성이 연결된다.

릴레이 테스터(150)는 타겟 계전기(130)와 시험용 스위치(140)가 연결되어 있는 8번 단자와 12번 단자에 접점 단자가 결선되어 전압 접점(Wet contact)을 적용할 수 있다. 또한, 릴레이 테스터(150)는 전압 소스 단자가 제어 전압에 해당하는 직류 전압인 120V을 공급하는 전압공급장치(도시되지 않음)와 연결된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 계전기의 시험 장치의 외부 결선 상태를 설명하는 도면이다.

도 3을 참고하면, 지락 계전기의 시험 장치(100)는 지락 사고 발생시 영상 변류기(200)에 의해 지락 전류를 검출하여 접지 계전기에 의해 차단기를 트립시키기 위한 지락 계전기를 시험하여 시험의 정확성 및 신뢰성을 보장하도록 한다.

이러한 지락 계전기의 시험 장치(100)는 작업자가 시험하고자 하는 계전기를 타테스트 키트에 연결한다. 이때, 보조 릴레이(131) 대신에 접지 계전기 등의 타겟인 계전기를 연결한다.

릴레이 테스터(150)는 전압 소스 단자를 통해 제어 전압인 DC 120V를 단자대(110)를 통해 테스트 키트에 인가하고, 전류 소스 단자를 통해 영상 변류기(200)의 1차측에 전류값을 증가시킨다. 이때, 영상 변류기(200)의 1차측에 인가되는 전류값은 셋팅값의 150%로 인가한다.

작업자는 타이밍 회로 모듈(120)을 통해 계전기 최소 동작값과 타겟 동작 상태를 확인하고, 계전기의 최소 동작값 및 타겟 동작이 감지되면 신속하여 시험용 스위치(140)를 개방시킨다. 이때, 타이밍 회로 모듈(120)은 계전기의 최소 동작 및 타겟의 동작이 감지되는 시점부터 계전기 동작 시간을 측정하고, 타겟의 동작 상태를 확인한다.

이와 같이, 타이밍 회로 모듈(120)과 트립 SCR(125)을 포함하는 테스트 키트의 외부 결선은 그대로 유지한 상태에서, 시험하고자 하는 계전기를 테스트 키트에 연결 또는 연결해제하는 간단한 인입/인출 과정을 통해 별도의 결선 과정 없이 계전기 시험을 연속해서 진행할 수 있다.

따라서, 1개의 발전소에 설치된 수십 또는 수백 대의 지락 계전기를 별도의 결선 과정없이 반복적으로 시험할 수 있어 오결선이 방지될 수 있고, 결선 과정이 생략된 만큼 결선에 소요되는 시간이 단축되어 계전기 시험에 대한 정확성, 신속성 및 신뢰성을 제공할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 단자대 120 : 타이밍 회로 모듈
130 : 타겟 계전기 131 : 보조 릴레이
140 : 시험용 스위치 150 : 릴레이 테스터
200 : 영상 변류기

Claims

지락 사고 발생시 영상 변류기에 의해 지락 전류를 검출하여 접지 계전기에 의해 차단기를 트립시키기 위한 지락 계전기를 시험하는 지락 계전기의 시험 장치에 있어서,
상기 영상 변류기의 2차측 전류출력단자와 결선되는 적어도 하나 이상의 전류입력단자를 포함하면서 계전기 시험을 위한 복수의 단자를 포함하는 단자대 및 상기 영상 변류기로부터 출력되는 전류값을 이용하여 계전기의 최소 동작 값 또는 타겟의 동작 상태를 확인하며, 각 동작 시간을 측정하는 타이밍 회로모듈을 포함하는 테스트 키트;
상기 단자대 중 어느 하나의 단자에 연결되고, 시험하고자 하는 계전기가 타겟으로 인입 또는 인출되는 타겟 계전기;
상기 단자대 중 어느 하나의 단자에 일측이 연결되고, 타측이 상기 타겟 계전기와 직렬 연결되어 시험 시작/종료를 결정하는 시험용 스위치;
상기 영상 변류기와 전류 소스 단자가 연결되고, 상기 단자대 중 하나 이상의 단자가 전압 소스 단자와 연결되어 상기 타이밍 회로 모듈에 제어 전압을 인가하는 릴레이 테스터를 포함하고
상기 타겟 계전기는 상기 타겟이 없는 경우에 코일 저항으로 구성된 보조 릴레이가 연결되는 것을 특징으로 하는 지락 계전기의 시험 장치.
제1항에 있어서,
상기 타이밍 회로모듈의 출력단에 연결되어 상기 제어 전압의 트립 여부를 결정하는 트립 SCR(silicon controlled rectifier)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지락 계전기의 시험 장치.
제1항에 있어서,
상기 릴레이 테스터는, 상기 타겟 계전기와 시험용 스위치가 연결되어 있는 상기 단자대의 단자들에 전압 접점(Wet contact)을 적용하기 위한 접점 단자를 결선하는 것을 특징으로 하는 지락 계전기의 시험 장치.
제1항에 있어서,
상기 릴레이 테스터의 전압 소스 단자는 상기 제어 전압에 해당하는 직류 전압을 공급하는 전압공급장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 지락 계전기의 시험 장치.
제1항에 있어서,
상기 단자대는 옵션의 알람 접점 단자들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지락 계전기의 시험 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 릴레이 테스터는 상기 전류 소스 단자가 상기 영상 전류기의 1차측 전류입력단자와 결선되어, 상기 계전기의 시험을 위한 1차측 전류값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 지락 계전기의 시험 장치.