KR101673819B1 - 임피던스 보정 기능을 가지는 거리 계전기 및 이의 동작방법 - Google Patents

임피던스 보정 기능을 가지는 거리 계전기 및 이의 동작방법 Download PDF

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Abstract

임피던스 보정 기능을 가지는 거리 계전기 및 이의 동작방법이 개시된다. 거리 계전기는 송전 선로 및 전류 제한기의 전압 및 전류를 측정하는 측정부, 측정된 송전 선로 및 전류 제한기의 전압값 및 전류값을 이용하여 송전 선로 및 전류 제한기의 임피던스(Impedanc)값을 산출하고, 전류 제한기에 의하여 발생하는 임피던스 변화를 보정하기 위하여, 전류 제한기의 임피던스값을 이용하여 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 임피던스 산출부 및 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 고장 전류 발생 여부를 판단하며, 고장 전류를 감지하면, 트립(Trip) 신호를 발생하여 차단기로 전달하는 신호 발생부를 포함한다.

Description

임피던스 보정 기능을 가지는 거리 계전기 및 이의 동작방법{Distance relay with correction function and method for operating thereof}
본 발명은 전력 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류 제한기가 적용된 전력 전송 시스템에서의 거리 계전기 및 이의 동작방법에 관한 것이다.
지속적인 전력설비의 증설로 증가되는 단락전류가 기존 보호 장치의 차단용량을 초과함에 따라 전력 계통의 안정과 보호를 위한 방안으로, 초전도 전류 제한기의 적용 방안이 제안되어 연구되어 왔다. 그러나, 초전도 전류 제한기는 설치되는 위치 및 방안에 따라 전력 계통의 등가 임피던스를 변화시킨다. 이는 기존에 설치된 거리 계전기의 동작을 유발하는 임피던스의 변화로, 보호 장치의 오동작 및 부동작의 보호협조 문제를 발생시킨다. 그래서, 초전도 전류 제한기가 전력 계통에 적용되는 경우, 다양한 조건의 거리계전기가 필요하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 고장 전류 제한을 위한 초전도 전류 제한기의 임피던스에 따라 거리 계전기의 동작 범위를 재설정하거나, 초전도 전류 제한기의 임피던스에 따라 다수의 거리계전기를 설치하고 조건에 맞추어 동작시키는 방안이 필요하다.
본 발명은 전류 제한기가 적용된 전력 전송 시스템에서 전류 제한기에 의하여 발생되는 임피던스 변화를 보정하는 거리 계전기 및 이의 동작 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전류 제한기가 적용된 전력 전송 시스템에서의 거리 계전기가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 거리 계전기는 송전 선로 및 상기 전류 제한기의 전압 및 전류를 측정하는 측정부, 측정된 상기 송전 선로 및 상기 전류 제한기의 전압값 및 전류값을 이용하여 상기 송전 선로 및 상기 전류 제한기의 임피던스(Impedanc)값을 산출하고, 상기 전류 제한기에 의하여 발생하는 임피던스 변화를 보정하기 위하여, 상기 전류 제한기의 임피던스값을 이용하여 상기 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 임피던스 산출부 및 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 고장 전류 발생 여부를 판단하며, 고장 전류를 감지하면, 트립(Trip) 신호를 발생하여 차단기로 전달하는 신호 발생부를 포함한다.
상기 임피던스 산출부는 상기 송전 선로의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값을 각각 상기 전류 제한기의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값으로 차감하여 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출한다.
상기 임피던스 산출부는 하기의 수학식을 이용하여 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출한다.
[수학식]
Figure 112015099844509-pat00001
Figure 112015099844509-pat00002
여기서, ZDR은 거리 계전기(DR)가 산출하는 임피던스를 나타내고, v는 전압이고, i는 전류이고, R은 저항(Resistance) 성분이고, X는 리액턴스(Reactance) 성분이고, Zc DR은 보정된 거리 계전기(DR)의 임피던스를 나타내고, RFCL은 전류 제한기(FCL)의 임피던스의 저항 성분이고, XFCL은 전류 제한기(FCL)의 임피던스의 리액턴스 성분임.
상기 신호 발생부는 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 동작 시간을 결정하고, 상기 결정된 동작 시간에 따라 트립 신호를 발생하여 상기 차단기로 전달한다.
상기 전류 제한기는 초전도 전류 제한기(SFCL: Superconducting Fault Current Limiter)이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전류 제한기가 적용된 전력 전송 시스템에서 거리 계전기의 동작 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 거리 계전기의 동작 방법은 송전 선로의 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 상기 송전 선로의 전압값 및 전류값을 이용하여 상기 송전 선로의 임피던스(Impedanc)값을 산출하는 단계, 상기 전류 제한기의 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 상기 전류 제한기의 전압값 및 전류값을 이용하여 상기 전류 제한기의 임피던스(Impedanc)값을 산출하는 단계, 상기 전류 제한기에 의하여 발생하는 임피던스 변화를 보정하기 위하여, 상기 전류 제한기의 임피던스값을 이용하여 상기 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 단계 및 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 고장 전류 발생 여부를 판단하며, 고장 전류를 감지하면, 트립(Trip) 신호를 발생하여 차단기로 전달하는 단계를 포함한다.
상기 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 단계는, 상기 송전 선로의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값을 각각 상기 전류 제한기의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값으로 차감하여 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출한다.
상기 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 단계는, 하기의 수학식을 이용하여 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출한다.
[수학식]
Figure 112015099844509-pat00003
Figure 112015099844509-pat00004
여기서, ZDR은 거리 계전기(DR)가 산출하는 임피던스를 나타내고, v는 전압이고, i는 전류이고, R은 저항(Resistance) 성분이고, X는 리액턴스(Reactance) 성분이고, Zc DR은 보정된 거리 계전기(DR)의 임피던스를 나타내고, RFCL은 전류 제한기(FCL)의 임피던스의 저항 성분이고, XFCL은 전류 제한기(FCL)의 임피던스의 리액턴스 성분임.
상기 트립 신호를 발생하여 차단기로 전달하는 단계는, 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 동작 시간을 결정하는 단계 및 상기 결정된 동작 시간에 따라 트립 신호를 발생하여 상기 차단기로 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 거리 계전기는 전류 제한기가 적용된 전력 전송 시스템에서 전류 제한기에 의하여 발생되는 임피던스 변화를 보정함으로써, 임피던스 변화에 따른 거리 계전기 오동작와 부동작을 방지하고, 거리 계정기의 재설정없이 기존 보호협조 체계를 유지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송 시스템의 구성을 개략적으로 예시한 도면.
도 3은 거리 계전기의 보호 영역을 예시한 도면.
도 4는 거리 계전기의 보호 영역에 따른 동작 시간을 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송 시스템 모델의 회로도를 예시한 도면.
도 6은 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서의 임피던스 궤적을 나타낸 그래프.
도 7은 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서의 거리 계전기별 고장 전류를 나타낸 그래프.
도 8은 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서 전류 제한기의 적용 전후의 임피던스 궤적을 나타낸 그래프.
도 9는 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서 전류 제한기에 대한 임피던스 보정 전후의 임피던스 궤적을 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 거리 계전기의 동작방법을 나타낸 흐름도.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송 시스템의 구성을 개략적으로 예시한 도면이고, 도 3은 거리 계전기의 보호 영역을 예시한 도면이고, 도 4는 거리 계전기의 보호 영역에 따른 동작 시간을 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송 시스템 모델의 회로도를 예시한 도면이고, 도 6은 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서의 임피던스 궤적을 나타낸 그래프이고, 도 7은 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서의 거리 계전기별 고장 전류를 나타낸 그래프이고, 도 8은 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서 전류 제한기의 적용 전후의 임피던스 궤적을 나타낸 그래프이고, 도 9는 도 5의 전력 전송 시스템 모델에서 전류 제한기에 대한 임피던스 보정 전후의 임피던스 궤적을 나타낸 그래프이다. 이하, 도 1 및 도 2를 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송 시스템에 대하여 설명하되, 도 3 내지 도 9를 참조한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송 시스템은 거리 계전기(100), 전류 제한기(10) 및 차단기(20)를 포함한다. 여기서, 거리 계전기(100)는 측정부(110), 임피던스 산출부(120) 및 신호 발생부(130)를 포함한다.
전류 제한기(10)는 송전선로에 발생한 고장 전류를 제한하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 전류 제한기(10)는 초전도 전류 제한기(SFCL: Superconducting Fault Current Limiter)일 수 있다. 초전도 전류 제한기는 평상시에는 영저항을 가져 전력 계통의 손실을 주지 않으며, 고장 전류 발생 시 초전도 상태를 벗어나 저항을 가지는 퀀치(quench) 현상을 통해 고장 전류를 제한시킨다.
초전도 전류 제한기에는 저항형 초전도 전류 제한기 및 트리거형 초전도 전류 제한기가 있다. 저항형 초전도 전류 제한기는 고장 전류를 감지하고 고장 전류를 제한하는 기능을 모두 자체적으로 담당하기 때문에, 전력 전송 시스템에서 나타나는 고장 전류에 대한 초전도 소자의 부담이 매우 크다. 이와 같은 저항형 초전도 전류 제한기의 문제를 해결하기 위하여, 트리거형 초전도 전류 제한기는 초전도 소자 및 스위치 소자가 전류제한 소자와 병렬 구조를 이루어 구성된다. 즉, 고장 전류를 감지하는 역할은 초전도 소자가 담당하고, 스위치의 동작 후에, 전력제한 소자가 고장 전류를 제한하는 역할을 담당한다. 그래서, 트리거형 초전도 전류 제한기는 전력 전송 시스템에서 나타나는 높은 고장 전류에 의한 초전도 소자의 파손 문제를 보완할 수 있다.
거리 계전기(100)는 송전 선로에서 계전기 설치 지점으로부터 산출된 임피던스(Impedanc)값을 이용하여 고장 여부를 판별하고, 차단기(20)를 이용하여 고장 전류를 차단하는 역할을 수행한다.
예를 들어, 거리 계전기(100)는 mho형 거리 계전기일 수 있으며, mho형 계전기는 임피던스(단위: OHM)의 역수 즉, 어드미턴스(Admittance 단위: MHO)의 크기가 일정치 이상일 경우에 동작하여 고장 전류를 차단시킬 수 있다.
예를 들어, 도 3은 거리 계전기(100)의 보호 영역을 R(Resistance)-X(Reactance) 좌표로 나타내고 있다. 도 3을 참조하면, 전력계통에서 지락고장 발생시, 제1 보호 영역(Zone 1)은 보호구간 전송 선로의 75%, 제2 보호 영역(Zone 2)은 보호구간 전송 선로의 150%, 제3 보호 영역(Zone 3)은 보호구간 전송 선로의 225% 영역까지로 설정될 수 있다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 보호 영역에 대한 동작 시간이 설정될 수 있다. 즉, 각 보호 영역의 동작 시간은 제1 보호 영역(Zone 1)이 제일 빠르고, 다음으로 제2 보호 영역(Zone 2), 그 다음으로 제3 보호 영역(Zone 3)의 순으로 설정될 수 있다. 전력계통에서 단락고장 발생시, 거리 계전기 동작을 위한 보호영역은 설치 규정에 따른다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 거리 계전기(100)의 동작 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 전송 시스템 모델은, 도 5에 도시된 바와 같이, 왼쪽에서 오른쪽으로 전류가 흐르도록 설정되고, 초전도 전류 제한기(SFCL13, SFCL23)가 각 모선에서 선로 인출점에 설치되고, 각 거리 계전기가 전송 선로 내의 단방향으로 설치된 것으로 가정한다. 또한, 모선 1에 설치된 거리 계전기의 기준으로, 고장 발생 위치가 제1 선로 보호구간(l1) 내인 경우, 내부 고장(Fin)이고, 고장 발생 위치가 제2 선로 보호구간(l2) 내인 경우, 외부 고장(Fout)인 것으로 가정한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 모선 3에 근접하여 내부 고장(Fin)이 발생하고 초전도 전류 제한기가 동작한 경우, 내부 고장에 가장 근접한 분홍색으로 표시된 차단기(CB31)가 해당 거리 계전기(DR31)에 의하여 제일 먼저 동작되고, 다음으로, 빨간색으로 표시된 차단기(CB13)가 해당 거리 계전기(DR13)에 의하여 동작되고, 다음으로, 연한 파란색으로 표시된 차단기(CB23)가 해당 거리 계전기(DR23)에 의하여 동작되며, 이때, 진한 파란색으로 표시된 차단기(CB32)는 고장 전류가 역방향으로 흐르기 때문에 동작되지 않는다.
즉, 도 6의 각 거리 계전기의 임피던스 궤적을 살펴보면, 내부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR31)의 임피던스 Z31(분홍색으로 표시)은 제1 보호 영역(Zone 1)에 들어가게 되고, 내부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR13)의 임피던스 Z13(빨간색으로 표시)은 초전도 전류 제한기의 동작으로 제2 보호 영역(Zone 2)에 들어가게 되고, 외부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR23)의 임피던스 Z23(연한 파란색으로 표시)은 제3 보호 영역(Zone 3)에 들어가게 된다. 그리고, 외부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR32)의 임피던스 Z32(진한 파란색으로 표시)은 보호 영역에 들어가지 않는다.
도 7의 각 거리 계전기의 고장 전류를 살펴보면, 내부 고장 구간에 흐르는 i13은 약 20Hz 이내에 차단됨을 확인할 수 있고, 내부 고장 구간에 흐르는 i31은 약 5Hz 이내에 차단됨을 확인할 수 있다. 이는 도 6에서 임피던스 궤적을 살펴본 바와 같이, 내부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR13)의 임피던스 Z13가 제2 보호 영역(Zone 2)에 들어감을 의미하고, 내부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR31)의 임피던스 Z31가 제1 보호 영역(Zone 1)에 들어감을 의미한다. 그리고, 외부 고장 구간에 흐르는 i32는 역방향으로 흐르는 고장 전류로, 약 5Hz 이후에 차단된 것으로 보인다. 이는 외부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR32)에 흐르는 고장 전류가 역방향으로 흘러 거리 계전기(DR32)가 동작하지 않았으나, 내부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR31)가 먼저 약 5Hz 이내에 고장 전류를 차단함으로써, 고장 전류가 차단된 것처럼 보인 것이다. 마찬가지로, 외부 고장 구간에 흐르는 i23은, 도 6에서 임피던스 궤적을 살펴본 바와 같이, 거리 계전기(DR23)가 제3 보호 영역(Zone 3)에서 동작으로 해야 하나, 내부 고장 구간에 위치한 거리 계전기(DR31)가 먼저 약 5Hz 이내에 고장 전류를 차단함으로써, 고장 전류가 차단된 것처럼 보인 것이다.
다시, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 거리 계전기(100)의 구성부에 대하여 설명한다.
측정부(110)는 송전 선로 및 전류 제한기(10)의 전압 및 전류를 측정한다. 예를 들어, 측정부(110)는 PT(Power Transformer) 및 CT(Current Transformer)를 포함할 수 있으며, 송전 선로 상에 설치된 CT를 이용하여 송전 선로의 전류를 측정하고, 전류 제한기(10)에 연결된 PT를 이용하여 전류 제한기(10)의 전압을 측정할 수 있다.
임피던스 산출부(120)는 측정부(110)에 의하여 측정된 송전 선로 및 전류 제한기(10)의 전압값 및 전류값을 이용하여 송전 선로 및 전류 제한기(10)의 임피던스값을 산출한다.
예를 들어, 임피던스 산출부(120)는 측정된 송전선로의 전압값과 전류값으로부터 다음의 수학식을 이용하여 송전 선로의 임피던스 및 전류 제한기(10)의 임피던스값을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112015099844509-pat00005
여기서, ZDR은 거리 계전기(DR)(100)가 산출하는 임피던스를 나타내고, v는 전압이고, i는 전류이고, R은 저항(Resistance) 성분이고, X는 리액턴스(Reactance) 성분이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 산출부(120)는 전류 제한기(10)에 의하여 발생하는 임피던스 변화를 보정하기 위하여, 산출한 전류 제한기(10)의 임피던스값을 이용하여 송전 선로의 임피던스값을 보정한다. 즉, 임피던스 산출부(120)는 송전 선로의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값을 각각 전류 제한기(10)의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값으로 차감하여 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 다음의 수학식을 이용하여 송전 선로의 임피던스값을 보정할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015099844509-pat00006
여기서, Zc DR은 보정된 거리 계전기(DR)(100)의 임피던스를 나타내고, RSFCL은 초전도 전류 제한기(SFCL)의 임피던스의 저항 성분이고, XSFCL은 초전도 전류 제한기(SFCL)의 임피던스의 리액턴스 성분이다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 도 8에서 가는 실선으로 표시된 임피던스 궤적은 전류 제한기(10)가 미적용된 전력 전송 시스템에서 각 거리 계전기(100)의 임피던스 궤적을 나타내고, 굵은 실선으로 표시된 임피던스 궤적은 전류 제한기(10)가 적용된 전력 전송 시스템에서 각 거리 계전기(100)의 임피던스 궤적을 나타낸다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 전력 전송 시스템에 전류 제한기(10)가 적용됨으로써, 임피던스의 변화가 발생함을 알 수 있다.
그리고, 도 9를 참조하면, 도 9에서 가는 실선으로 표시된 임피던스 궤적은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 보정 전의 각 거리 계전기(100)의 임피던스 궤적을 나타내고, 굵은 실선으로 표시된 임피던스 궤적은 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 보정 후의 각 거리 계전기(100)의 임피던스 궤적을 나타낸다. 여기서, 가는 실선으로 표시된 임피던스 궤적은 도 8에 도시된 굵은 실선으로 표시된 임피던스 궤적과 동일하다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 보정이 수행되면, 도 8의 전류 제한기(10)가 미적용된 경우의 각 거리 계전기(100)의 임피던스 궤적으로 복귀됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 보정을 통해서, 전력 전송 시스템에 전류 제한기(10)가 추가되더라도, 전류 제한기(10)에 의한 임피던스 변화의 영향을 막을 수 있다.
신호 발생부(130)는 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 고장 전류 발생 여부를 판단하며, 고장 전류를 감지하면, 고장 전류를 차단하기 위하여 차단기(20)로 트립(Trip) 신호를 전달한다. 이때, 신호 발생부(130)는 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 동작 시간을 결정하고, 결정된 동작 시간에 따라 트립 신호를 발생하여 차단기(20)로 전달할 수 있다.
차단기(20)는 신호 발생부(130)의 트립 신호에 따라 동작함으로써, 송전 선로를 차단한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 거리 계전기의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.
S1010 단계에서, 거리 계전기(100)는 송전 선로의 임피던스값을 산출한다. 예를 들어, 거리 계전기(100)는 송전 선로 상에 설치된 CT를 이용하여 송전 선로의 전류 및 전압을 측정하고, 측정된 송전 선로의 전압값 및 전류값으로부터 전술한 수학식 1을 이용하여 송전 선로의 임피던스값을 산출할 수 있다.
S1020 단계에서, 거리 계전기(100)는 전류 제한기(10)의 임피던스를 산출한다. 예를 들어, 거리 계전기(100)는 전류 제한기(10)에 연결된 PT를 이용하여 전류 제한기(10)의 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 전류 제한기(10)의 전압값 및 전류값으로부터 전술한 수학식 1을 이용하여 전류 제한기(10)의 임피던스값을 산출할 수 있다.
S1030 단계에서, 거리 계전기(100)는 산출한 전류 제한기(10)의 임피던스값을 이용하여 송전 선로의 임피던스값을 보정한다. 즉, 거리 계전기(100)는 송전 선로의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값을 각각 전류 제한기(10)의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값으로 차감하여 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출할 수 있다(수학식 2 참조).
S1040 단계에서, 거리 계전기(100)는 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 동작 시간을 결정한다.
S1050 단계에서, 거리 계전기(100)는 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 고장 전류 발생 여부를 판단하며, 고장 전류를 감지하면, 고장 전류를 차단하기 위하여 결정된 동작 시간에 따라 트립 신호를 발생하여 차단기(20)로 전달한다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 전류 제한기
20: 차단기
100: 거리 계전기
110: 측정부
120: 임피던스 산출부
130: 신호 발생부

Claims (9)

  1. 초전도 전류 제한기가 적용된 전력 전송 시스템에서의 거리 계전기에 있어서,
    송전 선로 및 상기 초전도 전류 제한기의 전압 및 전류를 측정하는 측정부;
    측정된 상기 송전 선로 및 상기 초전도 전류 제한기의 전압값 및 전류값을 이용하여 상기 송전 선로 및 상기 초전도 전류 제한기의 임피던스(Impedanc)값을 산출하고, 상기 초전도 전류 제한기에 의하여 발생하는 임피던스 변화를 보정하기 위하여, 상기 초전도 전류 제한기의 임피던스값을 이용하여 상기 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 임피던스 산출부; 및
    상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 고장 전류 발생 여부를 판단하며, 고장 전류를 감지하면, 트립(Trip) 신호를 발생하여 차단기로 전달하는 신호 발생부를 포함하되,
    상기 임피던스 산출부는 하기의 수학식을 이용하여, 상기 송전 선로의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값을 각각 상기 초전도 전류 제한기의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값으로 차감하여 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출하는 것을 특징으로 하는 거리 계전기.
    [수학식]
    Figure 112016057479238-pat00007

    Figure 112016057479238-pat00021

    여기서, ZDR은 거리 계전기(DR)가 산출하는 임피던스를 나타내고, v는 전압이고, i는 전류이고, R은 저항(Resistance) 성분이고, X는 리액턴스(Reactance) 성분이고, Zc DR은 보정된 거리 계전기(DR)의 임피던스를 나타내고, RSFCL은 초전도 전류 제한기(SFCL)의 임피던스의 저항 성분이고, XSFCL은 초전도 전류 제한기(SFCL)의 임피던스의 리액턴스 성분임.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생부는 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 동작 시간을 결정하고, 상기 결정된 동작 시간에 따라 트립 신호를 발생하여 상기 차단기로 전달하는 것을 특징으로 하는 거리 계전기.
  5. 삭제
  6. 초전도 전류 제한기가 적용된 전력 전송 시스템에서 거리 계전기의 동작 방법에 있어서,
    송전 선로의 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 상기 송전 선로의 전압값 및 전류값을 이용하여 상기 송전 선로의 임피던스(Impedanc)값을 산출하는 단계;
    상기 초전도 전류 제한기의 전압 및 전류를 측정하고, 측정된 상기 초전도 전류 제한기의 전압값 및 전류값을 이용하여 상기 초전도 전류 제한기의 임피던스(Impedanc)값을 산출하는 단계;
    상기 초전도 전류 제한기에 의하여 발생하는 임피던스 변화를 보정하기 위하여, 상기 초전도 전류 제한기의 임피던스값을 이용하여 상기 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 고장 전류 발생 여부를 판단하며, 고장 전류를 감지하면, 트립(Trip) 신호를 발생하여 차단기로 전달하는 단계를 포함하되,
    상기 송전 선로의 임피던스값을 보정하는 단계는,
    하기의 수학식을 이용하여, 상기 송전 선로의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값을 각각 상기 초전도 전류 제한기의 임피던스값의 저항 성분값 및 리액턴스값으로 차감하여 상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 산출하는 것을 특징으로 하는 거리 계전기의 동작 방법.
    [수학식]
    Figure 112016057479238-pat00009

    Figure 112016057479238-pat00022

    여기서, ZDR은 거리 계전기(DR)가 산출하는 임피던스를 나타내고, v는 전압이고, i는 전류이고, R은 저항(Resistance) 성분이고, X는 리액턴스(Reactance) 성분이고, Zc DR은 보정된 거리 계전기(DR)의 임피던스를 나타내고, RSFCL은 초전도 전류 제한기(SFCL)의 임피던스의 저항 성분이고, XSFCL은 초전도 전류 제한기(SFCL)의 임피던스의 리액턴스 성분임.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 트립 신호를 발생하여 차단기로 전달하는 단계는,
    상기 보정된 송전 선로의 임피던스값을 이용하여 동작 시간을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 동작 시간에 따라 트립 신호를 발생하여 상기 차단기로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 계전기의 동작 방법.


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