KR101697307B1 - 변전 설비의 보호 및 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변전소에 설치된 변압 계통 설비를 실시간 감시하고, 고장 발생시 관리자의 명령에 따라 부품의 교체가 자동으로 이루어지고, 부품의 교체로 재고량 부족시에는 타 변전소의 여유 부품을 검색하여 보충을 요청하며, 고장 패턴을 학습하여 관리자에게 제공함으로써 변전소의 안정적인 운전을 보장하는 변전 설비의 보호 및 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

변전 설비의 보호 및 제어 시스템{Protect and control system for power substation}
본 발명은 변전 기술 분야 중 변전소에 설치된 변압 계통 설비를 실시간 감시하고, 고장 발생시 관리자의 명령에 따라 부품의 교체가 자동으로 이루어지고, 부품의 교체로 재고량 부족시에는 타 변전소의 여유 부품을 검색하여 보충을 요청하며, 고장 패턴을 학습하여 관리자에게 제공함으로써 변전소의 안정적인 운전을 보장하는 변전 설비의 보호 및 제어 시스템에 관한 것이다.
가정이나 공장 또는 빌딩 등에 전력을 공급하기 위한 전력 시스템은 전력을 생산하는 발전소, 전력을 수송하는 송전선로, 전력을 필요한 크기로 변성하는 변전소 및 각 지역으로 전력을 배분하는 배전선로 등으로 이루어진다.
이들 중 변전소는 변압기, 모선, 선로, 차단기, 감시 센서 등을 포함하며, 변압기는 전압의 크기를 변성하고, 모선은 송전선로를 연결하고, 차단기는 고장시 선로의 전력 흐름을 차단하며, 감시 센서는 각 장치의 동작 상태를 감시한다.
한편, 최근에는 변전소에 IED(Intelligent Electronic Device)를 설치하고 있다. IED는 변전소 구내에 설치되어 각종 전력설비를 감시, 제어 및 보호하기 위한 지능형 전자 단말장치이다.
이러한 IED는 IEC61850 국제규격을 따른다. IEC61850은 변전소 내 설치된 이종 IED간의 원활한 통신을 구현하기 위하여 제안된 국제표준 변전소 자동화 통신 아키텍쳐이다.
따라서 IED에 결함이 발생하면 전력설비를 적절히 감시, 제어 및 보호하기 어려우므로 전력공급이 원활히 이루어지지 못하므로, 이러한 문제를 일부 해결하는 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0820923호(2008.04.02.) 'ＩＥＣ61850 기반의 변전소 자동화 시스템에서 온라인ＩＥＤ 결함 검출 장치 및 방법'에 의하면 IED간 정보를 공유하는 변전소 자동화 시스템을 제안하고 있다.
그러나 이상과 같은 종래기술은 IED로 변압 계통 설비를 구성하는 각 장치나 부품을 실시간 감시할 수는 있지만 고장 발생시에는 관리자가 직접 현장에 출동하여 교체를 해야하므로 고장 수리에 상당한 시간이 소요되는 문제가 있다.
또한 각각의 변전소는 서로 다른 수용가(공업단지, 주택가 등)에 서로 다른 전력량의 부하를 공급하고, 시간대별로 전력 사용량이 다르기 때문에 고장 및 교체의 주기나 빈도가 서로 다름에도 변전소 간 협력이 불가능한 문제가 있다.
또한, 장기간 동안 반복되는 고장 패턴을 학습하여 관리자에게 제공하지 못하기 때문에 변전소의 안정적인 운전을 보장하지 못하는 문제가 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0820923호(2008.04.02.) 'ＩＥＣ61850 기반의 변전소 자동화 시스템에서 온라인ＩＥＤ 결함 검출 장치 및 방법'
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 변전소에 설치된 변압 계통 설비를 실시간 감시하고, 고장 발생시 관리자의 명령에 따라 부품의 교체가 자동으로 이루어지는 변전 설비의 보호 및 제어 시스템을 제공하고자 한다.
나아가 본 발명은 부품의 교체로 재고량 부족시에는 타 변전소의 여유 부품을 검색하여 보충을 요청하며, 고장 패턴을 학습하여 관리자에게 제공함으로써 안정적인 운전을 보장하는 변전 설비의 보호 및 제어 시스템을 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템은 각각의 변전소마다 설치되며 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비(phase modifying equipment) 및 센싱 장치를 포함하는 변압 계통 설비와; 상기 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치를 기준으로 분리된 구간마다 설치되며, 상기 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치를 독립적으로 감시하는 다수의 지능형 전자장치(IED: Intelligent Electronic Device)와; 상기 지능형 전자장치와 네트워크 통신을 하며, 상기 지능형 전자장치에서 변압 계통 설비를 감시한 결과 중 정상 범위를 벗어난 이벤트 발생시, 상기 이벤트 발생에 대응하는 오류코드와 함께 이상발생 신호를 출력하는 이상 판단 장치와; 각각의 변전소에 설치된 상기 이상 판단 장치와 통신망을 통해 연결되며, 상기 이벤트가 발생한 구간의 관리자를 검색하여 상기 관리자의 단말기로 오류코드를 전송하고, 상기 관리자 단말기로부터 제어명령을 입력받는 중앙 서버;를 포함하되, 상기 각 변전소의 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치는 각각 메인 장치와, 서브 장치 및 절환장치를 포함하고, 상기 절환장치는 상기 메인 장치 또는 서브 장치를 상기 변압 계통 설비에 투입하도록 스위치를 구비하여, 상기 메인 장치의 고장시 상기 관리자 단말기의 제어명령에 따라 스위칭 절환됨으로써 상기 고장난 메인 장치 대신 상기 서브 장치를 투입하는 것으로 하우징, 제1스크류 및 제2스크류를 포함하고, 상기 하우징은 내부에 상기 제1스크류와 상기 제2스크류가 설치될 수 있게 속이 함 형상으로 이루어지되 전면에는 절환 명령 장치와 전기적으로 연결되며 상기 제1스크류 전면과 전기적으로 연결되는 입력단자, 상기 하우징 후면에 각각의 상기 서브 장치와 개별연결될 수 있도록 다수 구비되되 각각이 상기 제1스크류 후면과 전기적으로 연결되어 상기 입력단자를 통해 전송되는 신호를 상기 서브 장치로 전송하는 출력단자로 이루어지며, 상기 제1스크류는 상기 하우징 내부에 회전가능하게 설치되되 전면에는 상기 입력단자와 전기적으로 연결되는 입력전극판이 형성되며 후면에는 회전에 의해 다수의 상기 출력단자 중 어느 하나와 연결되는 출력전극판이 형성되고 내부에는 상기 입력전극판과 상기 출력전극판을 서로 연결하는 인가선으로 이루어지며, 상기 제2스크류는 구동모터에 의해 회전가능하도록 상기 하우징 내부에 설치되되 상기 제1스크류와 서로 치(齒) 결합하여 상기 구동모터에 의해 상기 제1스크류가 회전할 수 있도록 구비되며, 상기 중앙 서버는 각 변전소마다 구비한 여분의 변압 계통 설비 재고 현황을 부품별로 기록하는 부품재고 DB와, 어느 하나의 변전소에서 상기 서브 장치가 투입됨에 따라 변압 계통 설비가 설정된 개수 이하가 된 경우 타 변전소의 변압 계통 설비 재고 현황을 검색하여 상기 관리자 단말기로 알리는 부품 검색부와, 상기 이벤트 발생시의 수용가 부하량을 입력받아 기록하는 부하 감시부 및 상기 수용가 부하량과, 상기 이벤트가 발생한 구간 및 고장난 부품의 정보를 상기 관리자 단말기에 전송하는 고장 학습부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명은 IED에 의해 변전소에 설치된 변압 계통 설비를 실시간 감시하고, 고장 발생시 관리자의 명령에 따라 메인 장치에서 서브 장치로 부품의 교체가 자동으로 이루어짐으로써 고장시 조속한 전력 재공급을 가능하게 한다.
또한 본 발명은 부품의 교체로 재고량 부족시에는 타 변전소의 여유 부품을 검색하여 보충을 요청하며, 고장 패턴을 학습하여 관리자에게 제공함으로써 안정적인 운전을 보장한다.
도 1은 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템의 변압 계통 설비를 나타낸 일 예이다.
도 3은 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템의 중앙 서버를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템의 데이터베이스 서버를 나타낸 도이다.
도 5는 상기 도 4의 부품재고 DB를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템의 절환장치에 전면 및 후면을 나타낸 도면.
도 7은 도 6에 대한 평단면도.
도 8은 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템의 절환장치에 제1 및 제2스크류를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1과 같이, 본 발명에 따른 변전 설비의 보호 및 제어 시스템은 각각의 변전소 내에 설치된 변압 계통 설비(110), 지능형 전자장치(120)(IED: Intelligent Electronic Device), 이상 판단 장치(130) 및 절환 명령 장치(130a)를 포함한다.
또한 본 발명은 다수의 변전소를 통합 관리하는 중앙 서버(140) 및 그와 연동된 데이터베이스 서버(150)를 포함하며, 중앙 서버(140)는 유무선 통신망을 통해 각 지역의 변전소에 설치된 이상 판단 장치(130)에 연결된다.
이때 상술한 변압 계통 설비(110)는 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비(phase modifying equipment) 및 센싱 장치를 포함하며, 이들은 각각이 하나의 변압 계통 설비(110)에 해당한다.
또한 후술할 메인 장치(110-m) 및 서브 장치(110-s)도 각각 변압 계통 설비(110)를 의미하며, 같은 취지로 자동 교체가 가능한 '부품'은 변압기를 제외한 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치 각각을 의미한다.
한편, 위와 같이 변전소 내 변압 계통 설비(110)를 구성하는 변압기는 1차 및 2차 전압의 크기를 변성하고, 선로 보호기는 모선이나 송전선로 상에 설치된 각종 차단기나 개폐기를 의미한다.
조상 설비는 송배전 계통의 전압이나 전력조류를 제어하는 것으로 기계식 전압 제어장치인 부하탭 절환장치(OLTC: On-Load Tap Charger) 및 병렬 캐패시터(shunt capacitor) 등을 포함하며, 센싱 장치는 각 부의 온도, 습도, 전류(전압) 등을 검출한다.
지능형 전자장치(120)는 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치를 기준으로 분리된 구간마다 설치되며, 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치를 독립적으로 감시 및 제어한다.
즉, 변전소는 변압기 구간, 선로 보호기 구간, 조상 설비 구간 및 센싱 장치 설치 구간으로 구획되며, 각 구간의 지능형 전자장치(120)가 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치에 연결된다.
또한 지능형 전자장치(120)는 적어도 하나 이상의 변압 계통 설비(110)에 연결되고, 모든 지능형 전자장치(120)는 데이터 버스를 통해 이상 판단 장치(130)에 연결된다. 이를 위해 이상 판단 장치(130)는 이더넷 스위치 기능을 갖는다.
또한 지능형 전자장치(120)는 변전소 자동화 통신 아키텍쳐인 IEC61850 규격에 따라 이상 판단 장치(130)와 통신을 한다. 이상 판단 장치(130)는 유무선 네트워크망을 통해 변전소 외부의 중앙 서버(140)와 연결된다.
따라서, 지능형 전자장치(120)는 감시, 제어 및 보호의 대상인 변압기, 선로 보호기, 조상 설비 및 센싱 장치의 현재 동작 상태를 검출하여 중앙 서버(140)로 전송하고, 관리자의 명령에 따라 이들을 제어한다.
특히 종래 기술과 차별적으로 IEC61850 표준 규격의 특징을 이용하여 온라인으로 변전소의 외부에서 중앙 서버(140)가 지능형 전자장치(120) 및 변압 계통 설비(110)의 고장이나 이상을 검출할 수 있게 된다.
이상 판단 장치(130)는 상술한 지능형 전자장치(120)와 네트워크 통신을 하며, 지능형 전자장치(120)에서 변압 계통 설비(110)를 감시한 결과 중 정상 범위를 벗어난 이벤트 발생을 검출한다. 나아가, 이벤트가 검출되면 그 이벤트 발생에 대응하는 오류코드와 함께 이상발생 신호를 출력한다.
즉, 이상 판단 장치(130)는 각각의 지능형 전자장치(120)와 연결되어 지능형 전자장치(120)를 감시, 제어 및 보호한다. 특히 고장이 발생한 지능형 전자장치(120)가 설치된 구간 정보, 감시 중인 변압 계통 설비(110)의 ID, 오류 코드 및 이상 발생 신호를 중앙 서버(140)로 전송한다.
절환 명령 장치(130a)는 이상 판단 장치(130)와 함께 지능형 전자장치(120)에 연결된다. 또한 후술하는 바와 같이 관리자가 상기 오류 코드를 확인 후 최종적으로 명령을 전달하면 고장난 메인 장치(110-m)에서 정상인 서브 장치(110-s)로의 절환을 제어한다.
중앙 서버(140)는 여러 지역에 설치된 다수의 변전소를 관리한다. 이를 위해 중앙 서버(140)는 통신망을 통해 각각의 변전소에 설치된 이상 판단 장치(130)와 연결되며, 이벤트가 발생한 구간의 관리자를 검색하여 관리자의 단말기로 오류코드를 전송한다.
따라서 관리자는 관리자 단말기를 통해 오류 발생 사실과 함께 오류 코드를 제공받고, 관리자는 이를 확인 후 최종 명령을 중앙 서버(140)로 전송한다. 그러면 중앙 서버(140)는 절환 명령 장치(130a)로 절환 명령을 전달한다.
이러한 중앙 서버(140)는 일 종의 맨-머신 인터페이스(MMI: Man-Machine Interface)로서 컴퓨터와 같은 사용자 인터페이스가 사용되며, 감시, 제어 및 보호의 대상인 변압기, 선로 보호기, 조상 설비 및 센싱 장치에 대한 정보를 수집하고 제어한다.
한편, 도 2와 같이 변압 계통 설비(110) 중 고가이고 대형이며 하중이 큰 무거운 설비(heavy facility)인 변압기를 제외하고, 비교적 가벼운 부품(light parts)인 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치는 각각 메인 장치(110-m)와, 서브 장치(110-s) 및 절환장치(111)를 포함한다.
예컨대, 선로 보호기는 메인 선로 보호기(110-m)와, 서브 선로 보호기(110-s) 및 선로 보호기용 절환장치(111)를 포함하며, 스위치인 절환장치(111)의 제1 출력단은 메인 선로 보호기(110-m)에 연결되고 제2 출력단은 서브 선로 보호기(110-s)에 연결된다.
이러한 구성에 의하면 메인 선로 보호기(110-m)에 고장이 발생한 경우에는 관리자의 최종 명령이 중앙 서버(140)를 통해 절환 명령 장치(130a)로 전달되고, 절환 명령 장치(130a)의 제어하에 스위칭 절환이 이루어짐으로써 고장난 메인 장치(110-m) 대신 서브 장치(110-s)가 자동으로 투입된다.
여기서 상기 절환장치(111)는 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 하우징(113), 제1스크류(115) 및 제2스크류(117)를 포함하는 구성으로 이루어져 절환 명령 장치(111)의 제어에 의해 절환한다.
하우징(113)은 속이 빈 함 형상으로 이루어져 있으며, 전면에는 절환 명령 장치(111)와 전기적으로 연결되되 상기 하우징(113) 내측에 구비된 제1스크류(115)의 입력전극판(115a)과 연결된 입력단자(113a)가 형성되며, 후면에는 상기 입력단자(113a)와 동일 형상을 갖되 다수의 서브 장치(110-s)와 각각 개별 연결되는 출력단자(113b)가 다수 구비된다.
이때, 하우징(113) 후면에 구비된 다수의 출력단자(113b)는 제1스크류(115)를 중심으로 하여 방사상으로 하우징(113) 후면에 다수 형성되되 상기 제1스크류(115)의 회전에 따라 각각의 서브 장치(110-s)와 독립적으로 연결되어 메인 선로 보호기(110-m)가 고장 시에 어느 하나의 서브 장치(110-s)와 전기적으로 연결될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
아울러 하우징(113) 내부에는 제1 및 제2스크류(115,117)의 회전이 용이하도록 베어링(113c)이 설치될 수 있으며, 상술한 입력단자(113a) 또는 출력단자(113b) 중 적어도 어느 하나는 스프링의 완충효과에 의해 볼이 이동하여 입력전극판(115a) 또는 출력전극판(115b)과 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
나아가 다수의 출력단자(113b) 중 어느 하나는 메인 선로 보호기(110-m)와 연결되며, 그 외 나머지 출력단자(113b)는 각각의 서브 장치(110-s)와 독립적으로 연결될 수 있도록 설치된다.
제1스크류(115)는 하우징(113) 내부에 회전가능하게 구비되며, 전면에는 입력단자(113a)와 항시 전기적으로 연결된 상태를 유지하는 링 형상의 입력전극판(115a)이 형성되며, 후면에는 상기 제1스크류(115)가 회전시에 다수의 출력단자(113b) 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있는 출력전극판(115b)이 형성된다.
아울러 제1스크류(115)는 후술하는 제2스크류(117)와 외면이 서로 치(齒) 결합하여 상기 제2스크류(117)의 회전에 의해 상기 제1스크류(115)가 회전할 수 있도록 설치된다.
나아가 제1스크류(115) 내측에는 입력전극판(115a)과 출력전극판(115b)이 전기적으로 서로 연결될 수 있게 인가선(115c)이 구비된다.
하여, 입력단자(113a)와 전기적으로 연결된 입력전극판(115a)의 신호가 인가선(115c)을 통해 출력전극판(115b)으로 전송되어 상기 출력전극판(115b)과 전기적으로 연결된 출력단자(113b)로 인가될 수 있도록 하는 것이다.
제2스크류(117)는 상술한 제1스크류(115)와 서로 치 결합할 수 있도록 하우징(113) 내부에 회전가능하게 설치된다.
아울러 제2스크류(117)의 회전축은 절환 명령 장치(130a)로 제어되는 구동모터(119)와 회전가능하게 축 결합하여 상기 구동모터(119)의 회전에 의해 제1 및 제2스크류(115,117)가 회전할 수 있도록 한다.
나아가 서로 치 결합하는 제1스크류(115)와 제2스크류(117)의 외면에 형성된 기어는 각각 길이방향으로 나선형의 스크류(screw) 형상을 갖도록 서로 치 결합하여 상기 제1스크류(115)의 회전을 미세조절할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명은 관리자가 변전소의 고장을 통보받고 직접 현장으로 출동하여 고장 부분을 확인 후 조치를 취하는 종래의 방식을 벗어나 신속하고 정확하게 고장을 해소하고 자동으로 변전소의 재투입을 가능하게 한다.
나아가 도 3과 같이 본 발명의 중앙 서버(140)는 이상패턴 처리부(141), 관리자 검색부(142), 관리자 명령 분석부(143), 고장 학습부(144), 부하 감시부(145), 부품 검색부(146), 통신부(147), 제어부(148) 및 데이터베이스 서버(150)를 포함한다.
데이터베이스 서버(150)는 중앙 서버(140) 내에 일체로 구비되거나 또는 별도로 독립적으로 설치되며, 관리자 DB(151), 고장 구간 DB(152), 설비 아이디 DB(153), 히스토리 DB(154), 부품재고 DB(155) 및 변전소 부하 DB(156)를 포함한다.
여기서 통신부(147)는 유무선 네트워크 망을 통해 다수의 변전소와 연결된다. 더욱 구체적으로 통신부(147)는 각 변전소에 구비된 다수의 지능형 전자장치(120)와 연결됨으로써 오류코드 및 이상발생 신호를 전송받는다.
이상패턴 처리부(141)는 통신부(147)를 통해 변전소의 이상 신호가 전송되면 오류코드를 확인하고 아울러 이상 발생 신호에 포함된 헤더 파일을 분석하여 고장이 발생한 변전소, 고장 구간 및 고장을 검출한 지능형 전자장치(120)의 ID를 분석한다.
관리자 검색부(142)는 이상패턴 처리부(141)로부터 고장이 발생한 변전소, 고장 구간 및 고장을 검출한 지능형 전자장치(120)의 ID를 입력받아 그 이상 발생을 처리하는 관리자를 검색한다.
관리자 검색시 관리자 DB(151)에 기록된 관리자의 성명 및 관리자 단말기 번호(연락처)를 추출한다. 관리자가 검색되면 제어부(148)는 통신망을 통해 해당 관리자의 단말기(스마트 폰 등)로 고장이 발생한 변전소, 고장 구간 및 고장을 검출한 지능형 전자장치(120)의 ID와 함께 오류코드를 전송한다.
관리자 명령 분석부(143)는 관리자로부터 고장이 발생한 변압 계통 설비(110)의 처리를 위한 명령을 전달받는다. 즉, 관리자는 이상 발생 구간 및 오류 코드 등을 분석하여 최종적으로 스위칭 절환 명령을 전달하고 관리자 명령 분석부(143)는 원격의 절환 명령 장치(130a)를 제어한다.
고장 학습부(144)는 고장이 발생한 시간, 고장이 발생한 구간 및 고장이 발생한 시점의 부하량 등을 기록하고, 반복적으로 수집 및 기록된 데이터를 조합하여 고장 패턴을 학습하고 이를 관리자에게 제공한다.
부하 감시부(145)는 각 변전소별로 각 시간대별 부하량을 검출하여 상술한 고장 학습부(144)에 제공한다. 따라서 변압 계통 설비(110)에 고장이 발생한 시점의 부하량을 참조하여 부하 변동과 이상발생 간 인과관계를 확인할 수 있게 한다.
위에서 설명을 생략한 제어부(148)는 통신부(147)를 비롯하여 중앙 서버(140)의 구동을 위한 전반적인 프로세스를 처리한다.
한편, 도 4와 같이 데이터베이스 서버(150) 중 관리자 DB(151)는 각 지역의 변전소별 관리자 정보를 저장한다. 관리자 정보는 대표적으로 관리자의 성명 및 관리자 단말기 번호(연락처)가 있으며 각 변전소와 매칭된 관리자 정보를 기록한다.
고장 구간 DB(152)는 이상 발생한 변압 계통 설비(110)가 담당하는 변전소 내 구간 정보를 기록하고, 설비 아이디 DB(153)는 그 이상이 발생한 변압 계통 설비(110)의 ID를 기록한다. 이와 같이 기록된 정보는 상술한 고장 학습부(144)에 제공된다.
또한 히스토리 DB(154)는 고장 학습부(144)에 의해 분석된 이상 발생 시간, 횟수 및 이상 발생 추이 등을 기록하여 챠트나 그래프 형식으로 가공하여 관리자 등에게 제공한다.
도 5와 같이 부품재고 DB(155)는 각 변전소마다 구비한 여분의 변압 계통 설비(110) 재고 현황을 부품별로 기록한다. 바람직하게 부품재고 DB(155)는 각 변전소마다 구비해야할 변압 계통 설비(110) 각각의 개수가 기준값 이하인지 혹은 초과인지 역시 기록한다.
예컨대, 제2 지역에 있는 변전소의 부품 재고량을 기록하는 경우 부품재고 DB(155)는 선로 보호기, 조상설비 및 센싱 장치 각각에 대한 현재 보유수를 기록하되, 지침에 따라 보유하도록 규정된 평균 개수보다 많으면 '+' 적으면 '-'등으로 기록한다.
관리자는 발생한 이상이 부하량 급증에 따른 일시적인 것인지 혹은 교체가 필요한 영구적인 고장인지 등을 분석하여 필요한 명령을 전달하며, 교체가 필요한 영구 고장인 경우에는 부품 교체를 수행하게 된다.
즉, 메인 장치(110-m)에서 서브 장치(110-s)로 스위칭 절환을 하고, 영구 고장인 메인 장치(110-m)를 제거하여 새로운 부품을 끼워넣게 된다. 이후부터 서브 장치(110-s)가 메인 장치(110-m)로 되고, 새로이 끼워넣은 부품은 서브 장치(110-s)가 된다.
그러므로 부품 검색부(146)는 어느 하나의 변전소에서 서브 장치(110-s)가 투입됨에 따라 변압 계통 설비(110)가 설정된 개수 이하가 된 경우 타 변전소의 변압 계통 설비(110) 재고 현황을 검색하여 관리자 단말기로 알린다. 관리자는 타 변전소에 연락을 취해 부족분의 변압 계통 설비(110)를 미리 확보한다.
변전소 부하 DB(156)는 부하 감시부(145)에서 감시한 이벤트 발생시의 수용가 부하량을 입력받아 기록한다. 따라서 고장 학습부(144)에서 이벤트가 발생한 구간 및 고장난 부품의 정보를 관리자 단말기에 전송시 부하 변동 정보 역시 제공할 수 있게 한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110: 변압 계통 설비 110-m: 메인 장치
110-s: 서브 장치 111: 절환장치
113: 하우징 115: 제1스크류
117: 제2스크류 119: 구동모터
120: 지능형 전자장치(IED: Intelligent Electronic Device)
130: 이상 판단 장치 130a: 절환 명령 장치
140: 중앙 서버 150: 데이터베이스 서버

Claims (1)

  1. 각각의 변전소마다 설치되며 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비(phase modifying equipment) 및 센싱 장치를 포함하는 변압 계통 설비(110)와;
    상기 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치를 기준으로 분리된 구간마다 설치되며, 상기 변압기와, 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치를 독립적으로 감시하는 다수의 지능형 전자장치(120)(IED)와;
    상기 지능형 전자장치(120)와 네트워크 통신을 하며, 상기 지능형 전자장치(120)에서 변압 계통 설비(110)를 감시한 결과 중 정상 범위를 벗어난 이벤트 발생시, 상기 이벤트 발생에 대응하는 오류코드와 함께 이상발생 신호를 출력하는 이상 판단 장치(130)와;
    각각의 변전소에 설치된 상기 이상 판단 장치(130)와 통신망을 통해 연결되며, 상기 이벤트가 발생한 구간의 관리자를 검색하여 상기 관리자의 단말기로 오류코드를 전송하고, 상기 관리자 단말기로부터 제어명령을 입력받는 중앙 서버(140);를 포함하되,
    상기 각 변전소의 선로 보호기와, 조상 설비 및 센싱 장치는 각각 메인 장치(110-m)와, 서브 장치(110-s) 및 절환장치(111)를 포함하고, 상기 절환장치(111)는 상기 메인 장치(110-m) 또는 서브 장치(110-s)를 상기 변압 계통 설비(110)에 투입하도록 구비하여, 상기 메인 장치(110-m)의 고장시 상기 관리자 단말기의 제어명령에 따라 고장난 상기 메인 장치(110-m) 대신 상기 서브 장치(110-s)를 투입하는 것으로 하우징(113), 제1스크류(115) 및 제2스크류(117)를 포함하고,
    상기 하우징(113)은 내부에 상기 제1스크류(115)와 상기 제2스크류(117)가 설치될 수 있게 속이 함 형상으로 이루어지되 전면에는 절환 명령 장치와 전기적으로 연결되며 상기 제1스크류(115) 전면과 전기적으로 연결되는 입력단자(113a), 상기 하우징(113) 후면에 각각의 상기 서브 장치(110-s)와 개별연결될 수 있도록 다수 구비되되 각각이 상기 제1스크류(115) 후면과 전기적으로 연결되어 상기 입력단자(113a)를 통해 전송되는 신호를 상기 서브 장치(110-s)로 전송하는 출력단자(113b)로 이루어지며,
    상기 제1스크류(115)는 상기 하우징(113) 내부에 회전가능하게 설치되되 전면에는 상기 입력단자(113a)와 전기적으로 연결되는 입력전극판(115a)이 형성되며 후면에는 회전에 의해 다수의 상기 출력단자(113b) 중 어느 하나와 연결되는 출력전극판(115b)이 형성되고 내부에는 상기 입력전극판(115a)과 상기 출력전극판(115b)을 서로 연결하는 인가선(115c)으로 이루어지며,
    상기 제2스크류(117)는 구동모터(119)에 의해 회전가능하도록 상기 하우징(113) 내부에 설치되되 상기 제1스크류(115)와 서로 치(齒) 결합하여 상기 구동모터(119)에 의해 상기 제1스크류(115)가 회전할 수 있도록 구비되며,
    서로 치 결합하는 상기 제1스크류(115)와 상기 제2스크류(117)의 외면에 형성된 기어는 각각 길이방향으로 나선형의 스크류(screw) 형상을 갖도록 서로 치 결합하여 상기 제1스크류(115)의 회전을 미세조절할 수 있도록 하고,
    상기 중앙 서버(140)는 각 변전소마다 구비한 여분의 변압 계통 설비(110) 재고 현황을 부품별로 기록하는 부품재고 DB(155)와, 어느 하나의 변전소에서 상기 서브 장치(110-s)가 투입됨에 따라 변압 계통 설비(110)가 설정된 개수 이하가 된 경우 타 변전소의 변압 계통 설비(110) 재고 현황을 검색하여 상기 관리자 단말기로 알리는 부품 검색부(146)와, 상기 이벤트 발생시의 수용가 부하량을 입력받아 기록하는 부하 감시부(145) 및 상기 수용가 부하량과, 상기 이벤트가 발생한 구간 및 고장난 부품의 정보를 상기 관리자 단말기에 전송하는 고장 학습부(144)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변전 설비의 보호 및 제어 시스템.
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