KR101686249B1 - Digital Modularized Inter-Lock apparatus and method of construction thereof - Google Patents
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Abstract
차단기, 단로기, 보호반 모자익을 포함하는 현장 기기를 제어하는 인터록 패널에 적용하는 디지털 모듈화된 인터록 장치는 현장 기기의 상태 신호를 입력받고, 상태 신호에서 서지 및 노이즈를 제거하여 디지털 신호로 변환하는 입력부, 디지털 신호가 해당 현장 기기 마다 설정된 기능별로 생성한 인터록에 해당하는 지를 판단하는 씨피유를 포함하고, 씨피유의 상태를 감시하는 처리부 및 현장 기기 각각에 해당하는 반도체 소자를 이용하여 처리부의 처리 결과를 토대로 현장 기기를 제어하는 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함한다. A digital modular interlock device applied to an interlock panel for controlling a field device including a circuit breaker, a disconnecting device, and a protective device mosaic receives an input of a state signal of a field device, and receives an input signal for converting surge and noise into a digital signal And a CPU for determining whether a digital signal corresponds to an interlock generated according to a function set for each of the on-site apparatuses, and a processing unit for monitoring the state of the CPU and a semiconductor device corresponding to each of the on- And an output unit for outputting a control signal for controlling the field device.
Description
본 발명은 디지털 모듈화된 인터록 장치 및 그 구성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 아날로그 기술을 기반으로 하는 전기적 인터록을 적용한 패널의 성능을 유지하는 디지털 모듈화된 인터록 장치 및 디지털 모듈화된 인터록 장치를 구성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital modular interlock device and a construction method thereof. And more particularly, to a digital modular interlock device and a method of configuring a digital modular interlock device that maintain the performance of a panel using an electrical interlock based on analog technology.
인터록(Inter-Lock, 이하 "ILC"라고도 함)은 전기적 또는 기계적으로 설정 조건이 만족되지 않은 경우에 해당 기기가 동작되지 않도록 제어하는 것으로, 차단기, 단로기, 접지 단로기 등과 같은 개폐기기의 오동작을 방지할 수 있다. An interlock (also referred to as an "ILC" hereinafter) controls the operation of the corresponding device when the setting condition is not satisfied electrically or mechanically, thereby preventing malfunction of the switching device such as a circuit breaker, disconnecting device, can do.
전기적 인터록은 개폐기의 개폐 가능 조건에서만 제어회로 또는 기계적 쇄정장치의 쇄정회로가 동작하도록 전기회로를 구성하는 것을 의미한다. The electrical interlock means that the electric circuit is configured so that the control circuit or the chain synchronizing circuit of the mechanical locking device operates only in the openable / closable condition of the opening / closing device.
전기적 인터록을 적용한 패널(ILC Panel, 이하 "ILC PNL"라고도 함)은 345kV 옥외철구형 변전소의 제어 설비 중 하나의 설비에 해당한다. An ILC panel (hereinafter also referred to as "ILC PNL") with an electrical interlock corresponds to one of the control facilities of a 345 kV outdoor iron substation.
ILC PNL에서는 현장 기기 예를 들어, 차단기, 단로기, 보호반 모자익 등에서 제공받은 단일 기계적 접점을 보호계전기를 활용하여 다접점화한다. 즉, ILC PNL은 다접점화한 접점들을 조합하여 구성된 회로를 포함한다. 다음, ILC PNL은 출력 예를 들어, 인터록 정보를 해당하는 현장 기기로 제공한다. In ILC PNL, a single mechanical contact provided by a field device, for example, a circuit breaker, disconnector, protective device, etc., is multi-contacted using a protective relay. That is, the ILC PNL includes a circuit composed of a combination of multi-contacted contacts. Next, the ILC PNL provides output, for example, interlock information to the corresponding field devices.
이와 같은, 종래의 ILC PNL은 아날로그 기술 기반으로 많은 수량의 유접점 보호계전기 및 단자대를 포함함으로써, 접접불량 및 경년열화 등에 의한 코일단선이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 ILC PNL은 해당 공간이 협소하고 이면회로가 복잡하여, 불량 발생 시 고장 개소를 찾기가 힘들며, 보수에도 많은 시간이 소요된다. The conventional ILC PNL includes a large number of reed switch relays and terminal blocks on the basis of analog technology, resulting in frequent coil disconnection due to poor connection and aged deterioration. Also, in the conventional ILC PNL, if the space is narrow, the circuit is complicated, so that it is difficult to find a fault location when a fault occurs, and it takes a long time to perform a repair.
또한, ILC PNL의 접점에 불량이 발생하는 경우에는 보호계전기가 오동작하거나 부동작할 수 있으며, 송전선로에 고장이 발생하여 재폐로 계전기가 부동작할 수 있다. 또한, 인터록이 해제 됨에 따라 오동작하게 되어 고장이 발생하고, 스카다 및 원방감시가 불가능해지는 문제점이 있다. In addition, if a fault occurs in the contact point of the ILC PNL, the protective relay may malfunction or malfunction, and a fault may occur in the transmission line, so that the reclosing relay may not operate. Further, there is a problem that malfunction occurs due to malfunction due to the release of the interlock, and scada and remote surveillance become impossible.
이와 같이, ILC PNL의 불량이 발생하는 경우에는 상황 인지가 불가하여, 전력설비에 고장이 발생한 경우에 고장 상황을 파악하고 복구하는데 많은 시간이 소요된다.
In this way, if the ILC PNL fails, it is impossible to recognize the situation, and it takes much time to grasp and repair the fault situation when a failure occurs in the power plant.
본 발명의 목적은, 아날로그 기술을 기반으로 하는 ILC PNL의 성능을 유지하면서 CPU 기반의 디지털 모듈화된 인터록 장치 및 그 구성 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a CPU-based digital modularized interlock device and method of configuring it, while maintaining the performance of an ILC PNL based on analog technology.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 차단기, 단로기, 보호반 모자익을 포함하는 현장 기기를 제어하는 인터록 패널에 적용하는 디지털 모듈화된 인터록 장치는According to an aspect of the present invention, there is provided a digital modular interlock device applied to an interlock panel for controlling a field device including a circuit breaker, a disconnector,
상기 현장 기기의 상태 신호를 입력받고, 상기 상태 신호에서 서지 및 노이즈를 제거하여 디지털 신호로 변환하는 입력부; 상기 디지털 신호가 해당 현장 기기 마다 설정된 기능별로 생성한 인터록에 해당하는 지를 판단하는 씨피유를 포함하고, 상기 씨피유의 상태를 감시하는 처리부; 및 상기 현장 기기 각각에 해당하는 반도체 소자를 이용하여 상기 처리부의 처리 결과를 토대로 상기 현장 기기를 제어하는 제어 신호를 출력하는 출력부를 포함한다. An input unit for receiving a status signal of the field device and converting the status signal into a digital signal by removing surge and noise; A processor for determining whether the digital signal corresponds to an interlock generated according to a function set for each of the field devices, and for monitoring the state of the CPU; And an output unit for outputting a control signal for controlling the field device on the basis of the processing result of the processing unit using a semiconductor device corresponding to each of the field devices.
상기 인터록은 해당 현장 기기 마다 설정 조건에 만족되지 않은 경우에, 해당 현장 기기가 동작하지 않도록 제어하는 조건에 해당하는 것을 특징으로 한다. And the interlock corresponds to a condition for controlling the corresponding on-site device not to operate when the set condition is not satisfied for each on-site device.
상기 입력부와 상기 출력부는 규격화된 커넥터를 통해 외부와 연결되는 것을 특징으로 한다.And the input unit and the output unit are connected to the outside through a standardized connector.
상기 입력부는 상기 상태 신호의 노이즈를 제거하는 입력 보호부; 상기 노이즈가 제거된 상태 신호를 디지털 변환하는 포토 커플러; 및 상기 포토 커플러로부터 입력된 신호를 XOR 연산하고, 연산한 결과를 토대로 해당 현장 기기의 입력 접점의 이상여부를 판단하는 게이트를 포함한다. Wherein the input unit comprises: an input protection unit for removing noise of the status signal; An opto-coupler for digitally converting the noise-removed state signal; And a gate for XORing a signal input from the photocoupler and determining whether an input contact point of the corresponding field device is abnormal based on the calculated result.
상기 입력 보호부는 1단계부터 5단계로 구성된 노이즈 필터 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. The input protection unit may include a noise filter circuit having one to five stages.
상기 처리부는 상기 씨피유의 전원을 상시 감시하는 전원 감시부를 포함하는 것을 특징으로 한다. And the processing unit includes a power monitoring unit for monitoring the power of the cigarette oil at all times.
상기 출력부는 상기 처리부의 처리 결과에 해당하는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환하고, 상기 아날로그 제어 신호에 해당하는 현장 기기의 제어 명령 및 설비 상태 정보를 생성하는 제어부; 및 상기 출력부의 출력단자를 통해 유입되는 노이즈를 제거하는 출력 보호부를 포함한다. Wherein the output unit converts a digital processing signal corresponding to a processing result of the processing unit into an analog control signal and generates control command and equipment state information of the field device corresponding to the analog control signal; And an output protection unit for removing noise introduced through the output terminal of the output unit.
상기 제어부는 상기 반도체 소자에 해당하는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The control unit may include an insulated gate bipolar transistor (IGBT) corresponding to the semiconductor device.
상기 출력 보호부는 1단계부터 3단계로 구성된 노이즈 필터 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. And the output protection unit includes a noise filter circuit composed of one to three stages.
상기 입력부, 처리부, 출력부에서 자가 진단한 결과, 불량이 발생하는 경우 표시 램프를 이용하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
And a display lamp is used when a failure occurs as a result of self-diagnosis in the input unit, the processing unit, and the output unit.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 차단기, 단로기, 보호반 모자익을 포함하는 현장 기기를 제어하는 인터록 패널에 적용하는 디지털 모듈화된 인터록 장치를 구성하는 방법은 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of configuring a digital modular interlock device applied to an interlock panel for controlling a field device including a circuit breaker, a disconnector,
상기 현장 기기의 상태 신호를 입력받고, 상기 상태 신호에서 서지 및 노이즈를 제거하여 디지털 신호로 변환하는 입력부를 구성하는 단계; 상기 디지털 신호가 해당 현장 기기 마다 설정된 기능별로 생성한 인터록에 해당하는 지를 판단하고, 상기 인터록에 해당하는 지를 판단하는 씨피유를 포함하고, 상기 씨피유를 감시하는 처리부를 구성하는 단계; 및 상기 현장 기기 각각에 해당하는 반도체 소자를 이용하여 상기 처리부의 처리 결과를 토대로 상기 현장 기기를 제어하는 제어 신호를 출력하는 출력부를 구성하는 단계를 포함한다. Receiving an input of the status signal of the field device, and removing the surge and noise from the status signal to convert the signal into a digital signal; Determining whether the digital signal corresponds to an interlock generated according to a function set for each of the field devices, and determining whether the digital signal corresponds to the interlock; and configuring a processor for monitoring the CPU core; And configuring an output unit for outputting a control signal for controlling the field device based on the processing result of the processing unit using the semiconductor device corresponding to each of the field devices.
상기 입력부를 구성하는 단계는 상기 상태 신호의 노이즈를 제거하는 입력 보호부를 구성하는 단계; 상기 노이즈가 제거된 상태 신호를 디지털 변환하는 포토 커플러를 구성하는 단계; 및 상기 포토 커플러로부터 입력된 신호를 XOR 연산하고, 연산한 결과를 토대로 해당 현장 기기의 입력 접점의 이상여부를 판단하는 게이트를 구성하는 단계를 포함한다. Wherein the step of configuring the input unit comprises: constructing an input protection unit to remove noise of the status signal; Configuring an optocoupler for digital-converting the noise-removed state signal; And a gate configured to perform an XOR operation on the signal input from the photocoupler and to determine whether the input contact of the corresponding field device is abnormal based on the calculated result.
상기 입력 보호부를 구성하는 단계는 두 개의 콘덴서를 포함하는 1단계 노이즈 필터, 리액턴스 및 세 개의 콘덴서로 구성된 콘덴서 조합을 포함하는 2단계 노이즈 필터, 가스방전관 어레스터를 포함하는 3단계 노이즈 필터, 바리스터를 포함하는 4단계 노이즈 필터 및 하나의 콘덴서를 포함하는 5단계 노이즈 필터를 포함하는 노이즈 필터 회로를 구성하는 것을 특징으로 한다. Wherein the step of configuring the input protection comprises: a one-stage noise filter including two capacitors; a two-stage noise filter including a reactance and a capacitor combination consisting of three capacitors; a three-stage noise filter including a gas discharge tube arrestor; And a 5-stage noise filter including a 4-stage noise filter and a capacitor.
상기 처리부를 구성하는 단계는 상기 씨피유의 전원을 상시 감시하는 전원 감시부를 구성하는 단계를 더 포함한다. The step of configuring the processing unit may further include the step of configuring a power monitoring unit to monitor the power of the cigarette oil at all times.
상기 출력부를 구성하는 단계는 상기 처리부의 처리 결과에 해당하는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환하고, 상기 아날로그 제어 신호에 해당하는 설비의 제어 명령 및 설비 상태 정보를 생성하는 제어부를 구성하는 단계; 및 상기 출력부의 출력단자를 통해 유입되는 노이즈를 제거하는 출력 보호부를 구성하는 단계를 포함한다. Wherein the step of configuring the output unit comprises the steps of: converting a digital processing signal corresponding to the processing result of the processing unit into an analog control signal, and configuring a control unit to generate control command and equipment status information of the equipment corresponding to the analog control signal; And an output protection unit for removing noise introduced through the output terminal of the output unit.
상기 출력 보호부를 구성하는 단계는 세 개의 콘덴서로 구성된 콘덴서 조합을 포함하는 1단계 노이즈 필터, 가스방전관 어레스터를 포함하는 2단계 노이즈 필터 및 바리스터를 포함하는 3단계 노이즈 필터를 포함하는 노이즈 필터 회로를 구성하는 것을 특징으로 한다.
Wherein the step of configuring the output protection comprises a noise filter circuit comprising a one stage noise filter comprising a capacitor combination consisting of three capacitors, a two stage noise filter comprising a gas discharge tube arrestor and a three stage noise filter comprising a varistor .
본 발명의 실시예에 따르면, 디지털 모듈화된 인터록 장치 및 그 구성 방법은 종래의 아날로그 기반의 인터록 장치를 디지털 모듈화 및 무접점화 함으로써, 설비불량 발생 건수를 감소 시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the digital modular interlock device and its constitution method can digitally modulate and non-contact the conventional analog-based interlock device to reduce the number of equipment failures.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 디지털 모듈화된 인터록 장치 및 그 구성 방법은 입력부, 처리부 및 출력부의 이상을 자체적으로 감시하고, 장치 내 고장을 빠르게 인지하고 신속하게 조치함으로써, 전력 공급에 신뢰도가 향상될 수 있다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, the digital modular interlock device and its configuration method can monitor the abnormality of the input section, the processing section, and the output section, .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치를 적용하는 환경을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입력부 내 입력 보호부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 처리부를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 출력부가 포함하는 제어부를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 출력부가 포함하는 출력 보호부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치를 구성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a block diagram schematically illustrating an environment in which a digital modular interlock device according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram illustrating a digital modular interlock device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an input protection unit in an input unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram showing a processing unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram illustrating a control unit included in an output unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an output protection unit including an output unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of configuring a digital modular interlock device according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a digital modular interlock system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치를 적용하는 환경을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 1 is a block diagram schematically illustrating an environment in which a digital modular interlock device according to an embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참고하면, 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)는 ILC PNL에 적용되는 것으로, 현장 기기 예를 들어, 적어도 하나의 차단기(20), 단로기(30) 및 보호반 모자익(40)로부터 각각의 상태 정보를 전달 받아, 해당 현장 기기로 제어 신호를 전달한다. 이러한, 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)는 현장 기기의 입력 접점을 통해 전달받은 현장 기기의 상태 신호에서 서지 및 노이즈를 제거하여 디지털 신호로 변환하는 입력부(100), 디지털 신호가 해당 현장 기기 마다 설정된 기능별로 논리화를 수행하여 생성한 인터록에 해당하는 지를 판단하고, 인터록에 해당하는 지를 판단하는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, 이하 "CPU 또는 씨피유"라고도 함)의 상태를 감시하는 처리부(200) 및 특정 반도체 소자를 이용하여 처리부(200)의 처리 결과 즉, 현장 기기 예를 들어, 적어도 하나의 차단기(20), 단로기(30) 및 보호반 모자익(40)을 각각 제어하는 제어신호를 출력하는 출력부(300)를 포함한다.1, the digital
본 발명의 실시예에 따른 인터록은 해당 현장 기기마다 설정 조건에 만족되지 않은 경우에, 해당 현장 기기가 동작하지 않도록 제어하는 조건에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. The interlock according to the embodiment of the present invention corresponds to a condition for controlling the corresponding on-site device not to operate when the set condition is not satisfied for each on-site device, but is not limited thereto.
또한, 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)는 현장 기기(적어도 하나의 차단기(20), 단로기(30) 및 보호반 모자익(40))와의 연결을 커넥터(도시하지 않음)를 이용하여 규격화한다. 여기서, 커넥터는 소켓형 구조로 되어 있으며, 각 소켓형 구조마다 색 또는 단자 수를 상이하게 제작함으로써 오접속을 방지할 수 있다.
The digital
이러한, 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다. This digital
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치를 나타내는 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a digital modular interlock device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)는 입력부(100), 처리부(200) 및 출력부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the digital
입력부(100)는 현장 기기의 입력 단자를 통해 입력되는 현장 기기의 상태 신호에서 서지 및 노이즈를 차단하고 상태 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 입력부(100)는 입력 보호부(110), 포토 커플러(120) 및 XOR 게이트(150)를 포함한다. The
입력 보호부(110)는 현장 기기의의 상태 신호 각각에 해당하는 서지 및 노이즈를 제거함으로써, 서지 및 노이즈로부터 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)를 보호한다. The
포토 커플러(120)는 서지 및 노이즈가 제거된 상태 신호를 디지털 변환한다. The
XOR 게이트(150)는 포토 커플러(120)의 출력을 XOR 연산한다. The XOR
XOR 게이트(150)는 예를 들어, 두 개의 현장 기기에 대응하는 두 개의 포토 커플러에서 입력된 신호를 XOR 연산하고, 연산한 결과를 토대로 현장 기기의 입력 접점("a" 및 "b")의 이상 여부를 판단한다. 여기서, "a"는 투입 조건에 해당하고, "b"는 개방 조건에 해당한다. 입력부(100)는 디지털 변환된 상태 신호를 데이터 버스(Data-BUS)를 통해 처리부(200)로 전달한다. The
처리부(200)는 디지털 변환된 상태 신호가 해당 현장 기기의 인터록에 해당하는지를 판단하고, 판단 결과 예를 들어, 동작 명령 또는 인터록 오류 경보 등을 출력부(300)로 전달한다. 여기서, 인터록은 해당 현장 기기 마다 오동작을 방지하기 위하여 설정된 기능별로 논리화를 수행하여 생성한 조건에 해당한다. The
출력부(300)는 처리부(200)의 처리 결과에 해당하는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환하여, 변환된 아날로그 제어 신호를 해당하는 현장 기기로 전달한다. The
이를 위하여, 출력부(300)는 제어부(310), 보호 계전기(320) 및 출력 보호부(330)를 포함한다. To this end, the
제어부(310)는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환하고, 아날로그 제어 신호에 해당하는 현장 기기의 제어 명령 및 설비 상태 정보(감시 또는 경보)를 생성한다. The
보호 계전기(320)는 자기접점을 유지하고 코일을 상시 비여자 형태로 유지하는 킵(Keep) 기능을 포함하며, 이를 토대로 감시 및 경보에 해당하는 출력을 생성한다.The
출력 보호부(330)는 노이즈 필터 회로를 이용하여 출력 신호 즉, 제어부(310)와 보호 계전기(320)의 출력 각각에 해당하는 노이즈를 제거함으로써, 노이즈로부터 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)를 보호한다.
The
다음, 입력부(100) 내 입력 보호부(110)를 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다. Next, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입력부 내 입력 보호부를 나타내는 도면이다. 3 is a block diagram illustrating an input protection unit in an input unit according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 입력 보호부(110)는 1단계에서 5단계로 구성된 노이즈 필터 회로를 이용하여 입력 단자를 통해 입력된 상태 신호에서 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 상태 신호를 포토 커플러(120)로 전달한다. Referring to FIG. 3, the
1단계 노이즈 필터는 두 개의 콘덴서(C)를 포함하며, 콘덴서의 충전 특성을 이용하여 입력부(100)의 입력단자에 걸리는 서지의 크기를 감소시키고, 고주파 노이즈 성분을 제거한다. The first stage noise filter includes two capacitors C to reduce the size of the surge applied to the input terminal of the
2단계 노이즈 필터는 리액턴스(L) 및 세 개의 콘덴서(C)로 구성된 콘덴서 조합을 포함하며, 1단계 노이즈 필터의 출력에서 2차적으로 서지 크기를 감소시키고, 고주파 노이즈 성분을 제거한다. 여기서, 콘덴서 조합에서는 서지를 접지로 방출한다. The two-stage noise filter includes a capacitor combination composed of a reactance (L) and three capacitors (C), which secondarily reduces the surge size at the output of the one-stage noise filter and removes the high-frequency noise component. Here, in the capacitor combination, the surge is discharged to the ground.
3단계 노이즈 필터는 가스방전관(B) 어레스터를 포함하며, 이를 이용하여 2단계 노이즈 필터의 출력에서 제거되지 않은 서지를 방전시킨다. The three stage noise filter includes a gas discharge tube (B) arrestor, which is used to discharge surges not removed from the output of the two stage noise filter.
4단계 노이즈 필터는 바리스터(V)를 포함하며, 이를 이용하여 3단계 노이즈 필터의 출력에서 서지 크기를 감소시킨다. 여기서, 바리스터(V)는 4단계 노이즈 필터의 입력 전압의 크기에 따라 저항값이 변하는 소자에 해당한다. The four stage noise filter includes a varistor (V), which is used to reduce the surge size at the output of the three stage noise filter. Here, the varistor V corresponds to a device whose resistance varies according to the magnitude of the input voltage of the four-stage noise filter.
5단계 노이즈 필터는 콘덴서(C)를 포함하며, 이를 이용하여 4단계 노이즈 필터의 출력에서 고주파 성분을 바이패스(By-Pass) 시킴으로써, 상태 신호에서 노이즈를 최종적으로 제거한다.
The 5-stage noise filter includes a capacitor C, which ultimately removes noise from the state signal by bypassing the high-frequency component at the output of the 4-stage noise filter.
다음, 처리부(200)를 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다. Next, the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 처리부를 나타내는 구성도이다. 4 is a configuration diagram showing a processing unit according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 처리부(200)는 전원 감시부(210)와 CPU(220)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the
구체적으로, 전원 감시부(210)는 CPU(220)의 전원을 상시 감시하고, 감시한 결과를 토대로 CPU(220)를 제어한다. 예를 들어, 전원 감시부(210)는 CPU(220)의 전원을 감시 중에 CPU(220)로 부터 이상 신호를 전달 받는 경우, CPU(220)의 동작을 정지시키는 리셋 신호를 전달하여 CPU(220)를 제어한다. Specifically, the
CPU(220)는 디지털 변환된 상태 신호가 해당 설비의 인터록에 해당하는지를 판단하고, 판단 결과 예를 들어, 동작 명령 또는 인터록 오류 경보 등을 출력부(300)로 전달한다. 여기서, 인터록은 해당 설비 마다 오동작을 방지하기 위하여 설정된 기능별로 논리화를 수행하여 생성한 조건에 해당한다. The
즉, CPU(220)는 설정된 기능별로 논리화를 수행함으로써, 사용자가 펌 웨어 업그레이드(Firmware Up-grade)를 통해 인터록을 변경하는 것 만으로도 인터록 장치의 교체없이 모든 타입의 인터록 장치에 적용 할 수 있다.
That is, the
다음, 출력부(300)가 포함하는 제어부(310)를 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. Next, the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 출력부가 포함하는 제어부를 나타내는 구성도이다. 5 is a configuration diagram illustrating a control unit included in an output unit according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 제어부(310)는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환하고, 아날로그 제어 신호에 해당하는 현장 기기의 제어 명령 및 현장 기기의 상태 정보(감시 또는 경보)를 생성한다. 이를 위하여, 제어부(310)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)(311) 및 포토 커플러(312)를 포함한다.5, the
IGBT(311)는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환한다. The
포토 커플러(312)는 아날로그 제어 신호로 변환된 IGBT(311)의 출력 신호와 처리부(200)의 출력 신호 즉, 제어부(310)의 입력 신호를 비교하여 신호 상태를 진단한다.
The
다음, 출력부(300)가 포함하는 출력 보호부(330)를 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다. Next, the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 출력부가 포함하는 출력 보호부를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating an output protection unit including an output unit according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참고하면, 출력 보호부(330)는 1단계에서 3단계로 구성된 노이즈 필터 회로를 이용하여 출력 단자로부터 유입되는 노이즈를 제거한다. Referring to FIG. 6, the
1단계 노이즈 필터는 세 개의 콘덴서(C)로 구성된 콘덴서 조합을 포함하며, 이를 이용하여 출력 단자로부터 유입되는 고주파 노이즈 성분을 제거한다. 여기서, 콘덴서 조합에서는 서지를 접지로 방출한다. The first stage noise filter includes a capacitor combination composed of three capacitors (C), which removes the high frequency noise components flowing from the output terminal. Here, in the capacitor combination, the surge is discharged to the ground.
2단계 노이즈 필터는 가스방전관(B) 어레스터를 포함하며, 이를 이용하여 1단계 노이즈 필터의 출력에서 제거되지 않은 서지를 방전시킨다. The two-stage noise filter includes a gas discharge tube (B) arrestor, which is used to discharge surges not removed from the output of the first stage noise filter.
3단계 노이즈 필터는 바리스터(V)를 포함하며, 이를 이용하여 2단계 노이즈 필터의 출력에서 서지 크기를 감소시킨다. 여기서, 바리스터(V)는 3단계 노이즈 필터의 입력 전압의 크기에 따라 저항값이 변하는 소자에 해당한다.
The three stage noise filter includes a varistor (V), which is used to reduce the surge size at the output of the two stage noise filter. Here, the varistor V corresponds to a device whose resistance varies according to the magnitude of the input voltage of the three-stage noise filter.
이와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)는 입력부(100), 처리부(200) 및 출력부(300) 각각에서 자체적으로 자기 진단 기능을 포함하고 있다. 또한, 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)는 자기 진단 결과 불량이 발생하는 경우에 이에 해당하는 정보를 외함의 표시램프(도시하지 않음) 등을 이용하여 표시할 수 있다. The digital
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치(10)는 장치 내 열 방출이 잘 되도록 장치의 상, 하부에 통풍구(도시하지 않음)를 포함하며, 발열되는 위치에 따라 제작 시 조정 가능하다.
In addition, the digital
다음, 디지털 모듈화된 인터록 장치를 구성하는 방법을 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a method of configuring the digital modular interlock device will be described in detail with reference to FIG.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치를 구성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a method of configuring a digital modular interlock device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 모듈화된 인터록 장치를 구성하는 방법에서는 자체적으로 자기 진단 기능을 포함하는 입력부(100), 처리부(200) 및 출력부(300)를 포함하도록 구성하고, 구성 요소 별로 디지털 모듈화 및 무접점화를 기반으로 구성한다. First, a method for constructing a digital modular interlock device according to an embodiment of the present invention includes an
도 7을 참고하면, 디지털 모듈화된 인터록 장치를 구성하는 방법(이하, "인터록 장치 구성 방법"이라고도 함)은 현장 기기의 입력 단자를 통해 입력되는 현장 기기의 상태 신호 각각에서 서지 및 노이즈를 제거하는 노이즈 필터 회로를 구성한다(S710). Referring to FIG. 7, a method for constructing a digital modular interlock device (hereinafter also referred to as "interlock device configuration method") removes surge and noise from each of the state signals of the field devices, Thereby constituting a noise filter circuit (S710).
인터록 장치 구성 방법은 노이즈 필터 회로에서 노이즈가 제거된 상태 신호를 디지털 변환하는 포토 커플러(120)를 구성한다(S720). 이때, 포토 커플러(120)는 현장 기기의 입력 접점에 대응하는 설비의 상태 신호 각각에 해당하도록 구성한다. The interlock device configuration method configures the
인터록 장치 구성 방법은 두 개의 포토 커플러(120)로부터 입력된 신호를 XOR 연산하고, 연산한 결과를 토대로 현장 기기의 입력 접점(30)의 이상여부를 판단하는 게이트(150)를 구성한다(S730). 여기서, 게이트(150)는 XOR 연산을 수행하는 XOR 게이트에 해당한다. In the interlock device construction method, a
이와 같이, 인터록 장치 구성 방법은 노이즈 필터 회로, 포토 커플러(120) 및 게이트(150)를 포함하는 입력부를 구성한다. As such, the interlock device construction method constitutes an input including a noise filter circuit,
다음, 인터록 장치 구성 방법은 디지털 변환된 상태 신호가 해당 설비의 인터록에 해당하는지를 판단하는 CPU(220) 및 CPU(220)의 전원을 상시 감시하는 전원 감시부(210)를 포함하는 처리부(200)를 구성한다(S740). Next, the interlock device configuration method includes a
인터록 장치 구성 방법은 특정 반도체 소자를 이용하여 처리부(200)의 처리 결과 즉, 전력설비 예를 들어, 차단기(20)/단로기(30) 또는 보호반 모자익(40)을 제어하는 제어신호를 출력하는 출력부(300)를 구성한다(S750). 여기서, 특정 반도체는 IGBT(311)에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. The interlock device configuration method outputs a control signal for controlling the processing result of the
또한, 인터록 장치 구성 방법은 출력부(300)를 구성함에 있어, 출력부(300)의 출력 단자로부터 유입되는 노이즈를 제거하는 노이즈 필터 회로를 함께 구성한다.
The method for constructing the interlock device also includes a noise filter circuit for eliminating the noise introduced from the output terminal of the
이로써, 본 발명은 종래의 아날로그 기반의 인터록 장치를 단일 모델 다수유형에 적용이 가능한 모듈화, 스마트화하였으며, 이로 인하여 자기 진단 및 전력 설비의 상태 오류 진단을 통해 사용자가 신속하고 정확하게 불량 오류를 판단하고 조치 할 수 있게 한다.
Accordingly, the present invention modularizes and smartens a conventional analog-based interlock device to be applicable to a plurality of types of single models, and thereby allows a user to quickly and accurately determine a faulty error through self diagnosis and state error diagnosis of power equipment And to take action.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
10; 디지털 모듈화된 인터록 장치 100; 입력부
110; 입력 보호부 120; 포토 커플러
150; XOR 게이트 200; 처리부
210; 전원 감시부 220; CPU
300; 출력부 310; 제어부
311; IGBT 312; 포토 커플러
320; 보호 계전기 330; 출력 보호부
20; 차단기 30; 단로기
40; 보호반 모자익 10; A digital
110; An
150;
210; A
300; An
311;
320;
20; A
40; Protection class mosaic
Claims (16)
상기 현장 기기의 상태 신호를 입력받고, 상기 상태 신호에서 서지 및 노이즈를 제거하여 디지털 신호로 변환하는 입력부;
상기 디지털 신호가 해당 현장 기기 마다 설정된 기능별로 생성한 인터록에 해당하는 지를 판단하는 씨피유를 포함하고, 상기 씨피유의 상태를 감시하는 처리부; 및
상기 현장 기기 각각에 해당하는 반도체 소자를 이용하여 상기 처리부의 처리 결과를 토대로 상기 현장 기기를 제어하는 제어 신호를 출력하는 출력부
를 포함하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.1. A digital modular interlock device applied to an interlock panel for controlling a field device including a circuit breaker,
An input unit for receiving a status signal of the field device and converting the status signal into a digital signal by removing surge and noise;
A processor for determining whether the digital signal corresponds to an interlock generated according to a function set for each of the field devices, and for monitoring the state of the pipe; And
And an output unit for outputting a control signal for controlling the field device on the basis of the processing result of the processing unit by using the semiconductor device corresponding to each of the field devices
And a digital modulated interlock device.
상기 인터록은 해당 현장 기기 마다 설정 조건에 만족되지 않은 경우에, 해당 현장 기기가 동작하지 않도록 제어하는 조건에 해당하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method according to claim 1,
Wherein the interlock corresponds to a condition for controlling the corresponding on-site device not to operate when the set condition is not satisfied for each on-site device.
상기 입력부와 상기 출력부는 규격화된 커넥터를 통해 외부와 연결되는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method according to claim 1,
Wherein the input unit and the output unit are connected to the outside through a standardized connector.
상기 입력부는
상기 상태 신호의 노이즈를 제거하는 입력 보호부;
상기 노이즈가 제거된 상태 신호를 디지털 변환하는 포토 커플러; 및
상기 포토 커플러로부터 입력된 신호를 XOR 연산하고, 연산한 결과를 토대로 해당 현장 기기의 입력 접점의 이상여부를 판단하는 게이트
를 포함하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method according to claim 1,
The input unit
An input protection unit for removing noise of the status signal;
An opto-coupler for digitally converting the noise-removed state signal; And
An XOR operation of the signal input from the photocoupler, and a gate for determining whether the input contact of the corresponding field device is abnormal based on the result of the XOR operation
And a digital modulated interlock device.
상기 입력 보호부는
1단계부터 5단계로 구성된 노이즈 필터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method of claim 4,
The input protection unit
And a noise filter circuit composed of the first to fifth steps.
상기 처리부는
상기 씨피유의 전원을 상시 감시하는 전원 감시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method according to claim 1,
The processing unit
And a power monitoring unit for monitoring the power of the cube oil at all times.
상기 출력부는
상기 처리부의 처리 결과에 해당하는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환하고, 상기 아날로그 제어 신호에 해당하는 현장 기기의 제어 명령 및 설비 상태 정보를 생성하는 제어부; 및
상기 출력부의 출력단자를 통해 유입되는 노이즈를 제거하는 출력 보호부
를 포함하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method according to claim 1,
The output
A control unit for converting a digital processing signal corresponding to the processing result of the processing unit into an analog control signal and generating a control command and facility state information of the field device corresponding to the analog control signal; And
An output protection unit for removing noise introduced through the output terminal of the output unit,
And a digital modulated interlock device.
상기 제어부는 상기 반도체 소자에 해당하는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method of claim 7,
Wherein the control unit includes an insulated gate bipolar transistor (IGBT) corresponding to the semiconductor device.
상기 출력 보호부는
1단계부터 3단계로 구성된 노이즈 필터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method of claim 7,
The output protection unit
And a noise filter circuit composed of one to three stages.
상기 입력부, 처리부, 출력부에서 자가 진단한 결과, 불량이 발생하는 경우 표시 램프를 이용하여 표시하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치.The method according to claim 1,
And a display lamp is used for display when a failure occurs as a result of self-diagnosis at the input unit, the processing unit, and the output unit.
상기 현장 기기의 상태 신호를 입력받고, 상기 상태 신호에서 서지 및 노이즈를 제거하여 디지털 신호로 변환하는 입력부를 구성하는 단계;
상기 디지털 신호가 해당 현장 기기 마다 설정된 기능별로 생성한 인터록에 해당하는 지를 판단하고, 상기 인터록에 해당하는 지를 판단하는 씨피유를 포함하고, 상기 씨피유를 감시하는 처리부를 구성하는 단계; 및
상기 현장 기기 각각에 해당하는 반도체 소자를 이용하여 상기 처리부의 처리 결과를 토대로 상기 현장 기기를 제어하는 제어 신호를 출력하는 출력부를 구성하는 단계
를 포함하는 디지털 모듈화된 인터록 장치의 구성 방법.A method of configuring a digital modular interlock device for application to an interlock panel for controlling a field device including a circuit breaker,
Receiving an input of the status signal of the field device, and removing the surge and noise from the status signal to convert the signal into a digital signal;
Determining whether the digital signal corresponds to an interlock generated according to a function set for each of the field devices, and determining whether the digital signal corresponds to the interlock; and configuring a processor for monitoring the CPU core; And
Configuring an output unit for outputting a control signal for controlling the field device on the basis of the processing result of the processing unit using the semiconductor device corresponding to each of the field devices
Wherein the interlock device is a digital modular interlock device.
상기 입력부를 구성하는 단계는
상기 상태 신호의 노이즈를 제거하는 입력 보호부를 구성하는 단계;
상기 노이즈가 제거된 상태 신호를 디지털 변환하는 포토 커플러를 구성하는 단계; 및
상기 포토 커플러로부터 입력된 신호를 XOR 연산하고, 연산한 결과를 토대로 해당 현장 기기의 입력 접점의 이상여부를 판단하는 게이트를 구성하는 단계
를 포함하는 디지털 모듈화된 인터록 장치의 구성 방법.The method of claim 11,
The step of configuring the input section
Configuring an input protection unit to remove noise of the status signal;
Configuring an optocoupler for digital-converting the noise-removed state signal; And
A step of XORing a signal inputted from the photocoupler and a gate for judging whether there is an abnormality of the input contact of the relevant field device based on the result of the calculation
Wherein the interlock device is a digital modular interlock device.
상기 입력 보호부를 구성하는 단계는
두 개의 콘덴서를 포함하는 1단계 노이즈 필터, 리액턴스 및 세 개의 콘덴서로 구성된 콘덴서 조합을 포함하는 2단계 노이즈 필터, 가스방전관 어레스터를 포함하는 3단계 노이즈 필터, 바리스터를 포함하는 4단계 노이즈 필터 및 하나의 콘덴서를 포함하는 5단계 노이즈 필터를 포함하는 노이즈 필터 회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치의 구성 방법.The method of claim 12,
The step of configuring the input protection unit
A two-stage noise filter including a reactance and a condenser combination of three capacitors, a three-stage noise filter including a gas discharge tube arrestor, a four-stage noise filter including a varistor, and a one- And a noise filter circuit including a five-stage noise filter including a capacitor of the first-stage noise filter.
상기 처리부를 구성하는 단계는
상기 씨피유의 전원을 상시 감시하는 전원 감시부를 구성하는 단계를 더 포함하는 디지털 모듈화된 인터록 장치의 구성 방법.The method of claim 11,
The step of configuring the processing unit
Further comprising the step of configuring a power monitoring unit to monitor the power of the cube oil at all times.
상기 출력부를 구성하는 단계는
상기 처리부의 처리 결과에 해당하는 디지털 처리 신호를 아날로그 제어 신호로 변환하고, 상기 아날로그 제어 신호에 해당하는 설비의 제어 명령 및 설비 상태 정보를 생성하는 제어부를 구성하는 단계; 및
상기 출력부의 출력단자를 통해 유입되는 노이즈를 제거하는 출력 보호부를 구성하는 단계
를 포함하는 디지털 모듈화된 인터록 장치의 구성 방법.The method of claim 11,
The step of configuring the output
Converting a digital processing signal corresponding to a processing result of the processing unit into an analog control signal and configuring a control unit for generating control commands and equipment status information of the equipment corresponding to the analog control signal; And
Forming an output protection unit for removing noise introduced through an output terminal of the output unit
Wherein the interlock device is a digital modular interlock device.
상기 출력 보호부를 구성하는 단계는
세 개의 콘덴서로 구성된 콘덴서 조합을 포함하는 1단계 노이즈 필터, 가스방전관 어레스터를 포함하는 2단계 노이즈 필터 및 바리스터를 포함하는 3단계 노이즈 필터를 포함하는 노이즈 필터 회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 디지털 모듈화된 인터록 장치의 구성 방법.
16. The method of claim 15,
The step of configuring the output protection section
Stage noise filter including a capacitor combination composed of three capacitors, a two-stage noise filter including a gas discharge tube arrestor, and a three-stage noise filter including a varistor. Of the interlock device.
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