KR101870687B1 - 전류 차동 보호 계전기 내 베이 유닛들간 샘플링 동기화 방법 및 이를 수행하는 장치 - Google Patents

전류 차동 보호 계전기 내 베이 유닛들간 샘플링 동기화 방법 및 이를 수행하는 장치 Download PDF

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Abstract

전류 차동 보호 계전기 내 베이 유닛들간 샘플링 동기화 방법 및 이를 수행하는 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 전류 차동 보호 계전기에 포함된 복수의 BU들 간의 샘플링 동기화 방법은 기준 신호에 응답하여 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성하는 단계와, 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

전류 차동 보호 계전기 내 베이 유닛들간 샘플링 동기화 방법 및 이를 수행하는 장치{METHOD OF SYNCHRONIZING SAMPLING AMONG BAY UNITS IN DIFFERENTIAL CURRENT PROTECTIVE RELAY, AND AN APPARATUS PERFORMING THE SAME}
아래 실시예들은 전류 차동 보호 계전기 내 베이 유닛들간 샘플링 동기화 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.
모선 보호용 전류 차동 보호 계전기(differential current protective relay, 또는 IED(Intelligent Electronic Device))는 모선(bus 또는 bus bar 또는 bus line)에 연결된 모든 회선(또는 송전 선로)을 통해 모선으로의 유입 또는 모선으로부터 유출되는 전류의 차이를 이용하여 모선 내부고장 발생 여부를 판단하는 보호 장치(또는 보호 기기)이다.
전류 차동 보호 계전기에 있어서, 모선에 연결된 모든 회선에 BU(Bay unit)가 설치되어 회선을 통해 모선으로 유입(또는 유출)되는 전류를 측정하여 통신으로 CU(Central unit)에 수집되고, 수집된 회선 전류를 바탕으로 모선 보호 기능을 수행하게 된다.
모선에 아무 이상이 없는 정상적인 상태에서는 모선으로 유입되는 전류의 합과 모선으로부터 유출되는 전류의 합이 이론적으로 같아야 한다.
최근 적용되는 전류 차동 보호 계전기는 전부 디지털 방식으로 동작한다. 전류 차동 보호 계전기가 측정하는 전압 및 전류 신호는 50Hz 또는 60Hz의 주파수를 가지는 아날로그 정현파(sinusoidal wave) 신호이다. 디지털 방식의 전류 차동 보호 계전기는 정현파 신호 전체를 처리하는 것이 아니라, 내부의 기준 클럭(clock)에 맞춰 주기적인 시점을 정하고, 시점마다 전압 및 전류 신호의 값을 읽어서 계측 기능을 수행하게 된다.
이때, 전류 및 전류 신호의 값을 읽는 동작을 샘플링(sampling)이라고 하고, 샘플링을 주기적으로 실행하는 시점을 샘플링 시점(sampling time)이라고 한다.
일반적으로 단일 장치의 형태로 구성되는 전류 차동 보호 계전기는 샘플링에 관련된 모든 행위가 단일 프로세서에 의해 제어되므로 별도의 샘플링 동기화 방법이 필요 없었다. 하지만, 회선 분리형 구조를 갖는 전류 차동 보호 계전기는 전류를 측정하는 장치인 BU가 복수 개로 구성되어 BU간 샘플링 동기가 매우 중요하며, 샘플링을 동기시키기 위한 샘플링 동기화 방법이 적용되어야 한다.
상술한 바와 같이 전력 시스템이 50Hz 또는 60Hz의 주파수를 가지는 정현파 형태인 교류로 전력을 공급하므로 BU간 샘플링 시점이 전류 차동 보호 계전기의 허용 오차를 고려한 범위 내에서 동기 되어 이루어져야만 모선에 유입/유출 전류를 정상적으로 계산할 수 있다.
하지만, 각 BU는 독립적으로 운전되는 개체로서 전원 투입 시점이 각기 다를 수 있으므로, 각 BU의 정상 운전을 시작하는 시점 역시 서로 다르다. 이러한 오차를 극복하여 초기 샘플링 시점을 동기 시키더라도 각 BU에 사용되는 전자 부품의 특성에 따른 오차에 의해 주기적으로 각 BU의 샘플링 시점으로 동기 시키지 않으면 샘플링 시점은 계속적으로 오차를 유발하게 된다.
이로 인해, 각 BU에서 측정하는 전류 크기의 차이가 발생하게 되고, 이로 인해 전류 차동 보호 계전기의 오동작이 발생할 가능성이 있다.
실시예들은 전류 차동 보호 계전기 내 베이 유닛들간 샘플링 동기화를 제어하는 기술을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 전류 차동 보호 계전기에 포함된 복수의 BU들 간의 샘플링 동기화 방법은 기준 신호에 응답하여 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성하는 단계와, 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 기준 신호는 상기 복수의 BU들이 동일한 시점에 샘플링 동작을 수행하는 기준이 되는 신호일 수 있다.
상기 통신 데이터는 상기 통신 데이터의 시작을 알리기 위한 헤더, 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터, 및 ECC을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 기준 신호에 응답하여 상기 일련 번호 보다 1 큰 다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 샘플링 주파수에 따라 상기 기준 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전송하는 단계는 클락 신호에 응답하여 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 동시에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 동작을 수행하는 단계와, 상기 일련 번호와 상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 결과를 포함하는 샘플링 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 샘플링 데이터는 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터 및 ECC을 더 포함할 수 있다.
상기 수행하는 단계는 상기 통신 데이터의 헤더와 ECC를 해석한 후 상기 샘플링 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전류 차동 보호 계전기에 포함된 복수의 BU들 간의 샘플링을 동기화하기 위한 장치는 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성하는 프로세서와, 기준 신호를 생성하는 컨트롤 로직과, 상기 기준 신호에 응답하여 상기 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성하고, 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 전송하는 통신부를 포함한다.
상기 기준 신호는 상기 복수의 BU들이 동일한 시점에 샘플링 동작을 수행하는 기준이 되는 신호일 수 있다.
상기 통신 데이터는 상기 통신 데이터의 시작을 알리기 위한 헤더, 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터, 및 ECC를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 기준 신호에 응답하여 상기 일련 번호 보다 1 큰 다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성할 수 있다.
상기 컨트롤 로직은 샘플링 주파수에 따라 상기 기준 신호를 생성할 수 있다.
상기 통신부는 각각이 클락 신호에 응답하여 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 동시에 전송하기 위한 복수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다.
상기 통신부는 상기 복수의 BU들 각각이 상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 동작을 수행하는 경우, 상기 일련 번호와 상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 결과를 포함하는 샘플링 데이터를 수신할 수 있다.
상기 샘플링 데이터는 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터 및 ECC를 더 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 복수의 BU들을 제어하고, 모선 보호 기능을 수행하기 위한 상기 전류 차동 보호 계전기에 포함되는 CU(Central Unit)일 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 전류 차동 보호 계전기의 개략적인 블록도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 전류 차동 보호 계전기의 개략적인 구조도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 CU의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 샘플링 동기화를 위한 CU와 복수의 BU들 간의 통신 과정을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 4는 샘플링 동기화를 위한 각 구성의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직집적으로 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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1a는 일 실시예에 따른 전류 차동 보호 계전기의 개략적인 블록도이고, 도 1b는 일 실시예에 따른 전류 차동 보호 계전기의 개략적인 구조도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 전류 차동 보호 계전기(current differential protective relay; 10)는 모선(bus 또는 bus bar 또는 bus line; 50)에 연결된 모든 회선(또는 송전 선로; L-1~L-n)을 통해 모선(50)으로의 유입 또는 모선(50)으로부터 유출되는 전류의 차이를 이용하여 모선(50)의 내부고장 발생 여부를 판단할 수 있다.
전류 차동 보호 계전기(10)는 모선(50)의 내부고장 발생 여부에 대한 판단결과에 기초하여 모선(50)에 대한 보호 기능을 수행할 수 있다. 즉, 전류 차동 보호 계전기(10)는 모선(50)의 내부고장이 발생한 경우 모선(50)에 대한 보호 기능을 수행한다.
전류 차동 보호 계전기(10)는 CU(central unit; 100)과 복수의 BU들(bay units; 200-1~200-n)을 포함한다.
CU(100)는 복수의 BU들(200-1~200-n)을 제어하고, 모선(50)에 대한 보호 기능을 수행할 수 있다.
CU(100)는 샘플링 주파수에 따라 기준 신호를 생성하고, CU(100)는 기준 신호에 응답하여 현재 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성할 수 있다. 또한, CU(100)는 기준 신호마다 현재 샘플링 시점의 다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성할 수 있다. CU(100)는 일련 번호를 내부 메모리에 저장하여 관리할 수 있다.
예를 들어, CU(100)는 샘플링 주파수에 따라 기준 신호를 생성하고, 기준 신호에 응답하여 복수의 BU들(200-1~200-n)의 제1 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성할 수 있다. CU(100)는 클럭 신호에 응답하여 통신 데이터를 동시에 복수의 BU들(200-1~200-n)로 전송할 수 있다.
CU(100)는 기준 신호에 응답하여 제1 샘플링 시점의 다음 샘플링 시점인 제2 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성할 수 있다.
이후에, CU(100)는 다음 기준 신호에 응답하여 제2 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성하고, 클락 신호에 응답하여 통신 데이터를 동시에 복수의 BU들(200-1~200-n)로 전송할 수 있다.
즉, 기준 신호는 복수의 BU들(200-1~200-n)이 동일한 시점에 샘플링 동작을 수행하는 기준이 되는 신호일 수 있다.
BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)는 CU(100)로부터 전송된 통신 데이터를 수신하고, 통신 데이터에 포함된 일련 번호에 대응하는 샘플링 동작을 수행할 수 있다.
BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)는 통신 데이터의 최소 정보, 예를 들어 통신 데이터의 헤더와 ECC를 해석한 후, 바로 통신 데이터에 포함된 일련 번호에 대응하는 샘플링 동작을 수행할 수 있다. 이때, BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)는 일련 번호를 내부 메모리에 저장할 수 있다.
샘플링 동작은 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)가 회선(L-1, L-2, …, 또는 L-n)을 통해 모선(50)으로 유입(또는 유출)되는 전류 및/또는 전압 정보(또는 값)을 측정하는 것을 의미할 수 있다.
BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)는 내부 메모리에 저장된 일련 번호와 일련 번호에 대응하는 샘플링 결과를 포함하는 샘플링 데이터를 생성하고, 샘플링 데이터를 CU(100)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 샘플링 결과는 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)가 회선(L-1, L-2, …, 또는 L-n)을 통해 모선(50)으로 유입(또는 유출)되는 전류 및/또는 전압 정보(또는 값)일 수 있다. 전류 및/또는 전압 정보는 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다.
샘플링 데이터는 모선(50)의 보호 기능에 연관된 사용자 데이터 및 ECC(Error Check Code 또는 Error Correcting Code)를 더 포함할 수 있다.
모선(50)의 보호 기능에 연관 사용자 데이터는 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)으로부터 생성되는 것으로, 보정 인자(calibration factor), BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)의 감시 결과(예를 들어, 정상 동작 여부 등), 및 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)의 ID(identification) 등을 포함할 수 있다.
CU(100)는 샘플링 데이터를 수신하고, 샘플링 데이터에 포함된 일련 번호와 샘플링 결과를 함께 내부 메모리에 저장할 수 있다.
CU(100)는 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)으로부터 샘플링 시점마다 생성된 샘플링 데이터를 일정량(또는 일정 횟수) 수집하고, 수집된 샘플링 데이터에 기초하여 모선(50) 보호 동작을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, CU(100)는 샘플링 주파수에 따라 복수의 BU들(200-1~200-n)들 간의 샘플링 동기화를 위한 기준 신호를 생성하여 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)가 동일한 시점에 샘플링을 수행하게 할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 CU의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, CU(100)는 컨트롤 로직(control logic; 110), 프로세서(processor; 130), 및 통신부(communication unit; 150)을 포함한다.
컨트롤 로직(110)은 샘플링 주파수에 따라 복수의 BU들(200-1~200-n)들 간의 샘플링 동기화를 위한 기준 신호(REF)를 생성할 수 있다. 컨트롤 로직(110)은 기준 신호(REF)를 프로세서(130)와 통신부(150)로 출력할 수 있다.
또한, 컨트롤 로직(110)은 클락 신호(CLK)를 생성하고, 클락 신호(CLK)를 통신부(150)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 클락 신호(CLK)는 통신부(150)가 복수의 BU들(200-1~200-n)들 각각으로 데이터를 전송하기 위한 기준 동작 신호일 수 있다.
프로세서(130)는 기준 신호(REF)에 응답하여 복수의 BU들(200-1~200-n)의 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 일련 번호와 모선(50)의 보호 기능에 연관된 사용자 데이터를 통신부(150)로 전송할 수 있다.
모선(50)의 보호 기능에 연관 사용자 데이터는 CU(100)로부터 생성되는 것으로, BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)의 설정 정보, 릴레이 동작 정보, ID(identification), BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)와 통신 절차에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
통신부(150)는 복수의 통신 모듈(150-1~150-k; k는 1보다 큰 자연수)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 대응하는 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각과 서로 통신을 수행할 수 있다. 즉, 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각과 서로 통신을 수행하기 위해 개별적으로 구현될 수 있다.
복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 기준 신호(REF)에 응답하여 복수의 BU들(200-1~200-n)의 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 일련 번호와 모선(50)의 보호 기능에 연관 사용자 데이터에 기초하여 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각과 통신 과정에서 데이터의 이상 유무를 확인할 수 있는 ECC(Error Check Code 또는 Error Correcting Code)를 생성할 수 있다. 이후에, 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 통신 데이터의 시작을 알리기 위한 헤더(header), 모선(50)의 보호 기능에 연관된 사용자 데이터, 및 ECC가 포함된 통신 데이터를 생성할 수 있다.
프로세서(130)의 지연을 최소화하기 위해, 프로세서(130)는 일련 번호와 모선(50)의 보호 기능에 연관된 사용자 데이터를 생성하고, 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 헤더(header) 및 ECC를 생성할 수 있다.
프로세서(130)와 통신부(150)가 동일 시점에 전송된 기준 신호(REF)에 의해 동작할 때, 프로세서(130)에 의해 생성된 일련 번호는 통신부(150)의 통신 데이터에 포함된 일련 번호는 상이하다. 프로세서(130)에 의해 생성된 일련 번호에 대응하는 샘플링 시점은 통신부(150)의 통신 데이터에 포함된 일련 번호에 대응하는 샘플링 시점의 다음 샘플링 시점을 의미한다.
즉, 프로세서(130)는 기준 신호(REF)에 응답하여 통신부(130)에 존재하는 현재 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호의 다음 일련 번호, 예를 들어 현재 샘플링 시점의 다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성할 수 있다.
다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호는 현재 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호 보다 1 또는 그 이상의 자연수 크기로 클 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호는 다양한 방식으로 현재 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호와 구별되도록 생성될 수 있다.
복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 컨트롤 로직(110)으로부터 출력된 클락 신호에 응답하여 통신 데이터를 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각으로 동시에 전송할 수 있다.
복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각이 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각과 서로 통신을 수행하기 위해 개별적으로 구현되고, 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각이 컨트롤 로직(110)으로부터 출력된 클락 신호에 의해 동시에 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각으로 통신 데이터를 전송할 수 있다. 이에, 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각이 통신 데이터를 수신하고, 샘플링 동작을 수행하는 샘플링 시점의 시간 오차가 최소화될 수 있다.
복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각으로부터 샘플링 데이터를 수신할 수 있다. 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)마다 동일한 샘플링 시점에 샘플링 동작을 수행하여 획득한 샘플링 결과를 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호와 함께 내부 메모리(170)에 저장할 수 있다.
복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 복수의 BU들(200-1~200-n) 각각으로부터 샘플링 시점마다 생성된 샘플링 데이터를 일정량(또는 일정 횟수) 수집하고, 샘플링 시점마다 생성된 일련 번호와 일련 번호에 대응하는 샘플링 결과(회선(L-1, L-2, …, 또는 L-n)을 통해 모선(50)으로 유입(또는 유출)되는 전류 및/또는 전압 정보)를 일정량 내부 메모리(170)에 저장할 수 있다.
프로세서(130)는 저장된 샘플링 결과들 중에서 동일한 일련 번호의 샘플링 결과, 즉 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)가 측정한 모선(50)으로 유입(또는 유출)되는 전류 및/또는 전압 정보를 검색하고, 검색된 정보를 이용하여 모선(50) 보호 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 샘플링 동기화를 위한 CU와 복수의 BU들 간의 통신 과정를 설명하기 위한 데이터 흐름도이고, 도 4는 샘플링 동기화를 위한 각 구성의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 컨트롤 로직(110)은 샘플링 주파수에 따라 복수의 BU들(200-1~200-n)들 간의 샘플링 동기화를 위한 기준 신호(REF1)를 생성하고, 기준 신호(REF1)를 프로세서(130)와 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각으로 출력할 수 있다. 또한, 컨트롤 로직(110)은 클락 신호(CLK)를 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각으로 출력할 수 있다.
복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 기준 신호(REF1)에 응답하여 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호(C_CNT=0)를 포함하는 통신 데이터를 생성하고, 클락 신호(CLK)에 응답하여 일련 번호(C_CNT=0)를 포함하는 통신 데이터를 복수의 BU들(200-1~200-n)들 각각으로 전송할 수 있다. 통신 데이터는 통신 데이터의 시작을 알리기 위한 헤더(Header), 모선(50)의 보호 기능에 연관된 사용자 데이터(U.D), 및 ECC를 더 포함할 수있다.
이때, 프로세서(130)는 기준 신호(REF1)에 응답하여 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각에 존재하는 일련 번호(C_CNT=0)의 다음 일련 번호(C_CNT=1)를 생성하고, 다음 일련 번호(C_CNT=1)를 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각으로 출력할 수 있다.
복수의 BU들(200-1~200-n)들 각각은 CU(100)로부터 전송된 통신 데이터를 수신하고, 통신 데이터의 최소 정보, 예를 들어 통신 데이터의 헤더와 ECC를 해석한 후 바로 통신 데이터에 포함된 일련 번호에 대응하는 샘플링 동작을 수행할 수 있다.
복수의 BU들(200-1~200-n)들 각각은 일련 번호(C_CNT=0)를 일련 번호(B_CNT=0)으로 내부 메모리에 저장할 수 있다. 일련 번호(C_CNT=0)는 일련 번호(B_CNT=0)와 동일할 수 있다.
복수의 BU들(200-1~200-n)들 각각은 내부 메모리에 저장된 일련 번호(B_CNT=0)와 일련 번호(B_CNT=0)에 대응하는 샘플링 결과(ADC_READ)를 포함하는 샘플링 데이터를 생성하고, 샘플링 데이터를 복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각으로 전송할 수 있다. 샘플링 데이터는 모선(50)의 보호 기능에 연관된 사용자 데이터(UD) 및 ECC를 더 포함할 수 있다.
복수의 통신 모듈(150-1~150-k) 각각은 샘플링 데이터의 최소 정보, 예를 들어 샘플링 데이터의 헤더와 ECC를 해석한 후, 일련 번호(B_CNT=0)와 일련 번호(B_CNT=0)에 대응하는 샘플링 결과를 프로세서(130)로 출력할 수 있다.
프로세서(130)는 일련 번호(B_CNT=0)와 일련 번호(B_CNT=0)에 대응하는 샘플링 결과를 내부 메모리에 저장할 수 있다.
컨트롤 로직(110)이 샘플링 주파수에 따라 복수의 BU들(200-1~200-n)들 간의 다음 샘플링 동기화를 위한 다음 기준 신호들(REF2~REFm; m은 2보다 큰 자연수)함에 따라, 위에 상술한 동작들이 반복적으로 수행될 수 있다.
즉, 프로세서(130)는 샘플링 시점마다 일련 번호(B_CNT)와 일련 번호(B_CNT)에 대응하는 샘플링 결과를 일정량 내부 메모리(170)에 저장할 수 있다.
BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)가 기준 신호에 따라 샘플링을 수행하고, 그 결과를 CU(100)에 전송하기까지 지연 시간이 모든 BU들(200-1~200-n)가 동일할 수 없기 때문에, CU(100)에서는 어느 하나의 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)에서 샘플링 데이터가 정상 수신되었다고 해서 보호 동작을 수행할 수 없다.
이에, 프로세서(130)는 BU(200-1, 200-2,…, 또는 200-n)로부터 수신되는 샘플링 결과를 일련 번호(B_CNT)와 함께 일정 횟수만큼 저장/관리하는 것이다.
프로세서(130)는 일련 번호(C_CNT)가 관리되고 있기 때문에 일련 번호(C_CNT)와 동일한 일련 번호(B_CNT)의 샘플링 결과를 찾아 모선(50)의 보호 동작에 활용하면, 모든 BU들(200-1~200-n)이 동일 시점에 샘플링한 결과를 이용한 효과와 동일하다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 전류 차동 보호 계전기에 포함된 복수의 BU들(bay units) 간의 샘플링 동기화 방법에 있어서,
    CU(central unit)가 기준 신호에 응답하여 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 CU가 클락 신호에 응답하여 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 CU는 상기 복수의 BU들을 제어하고, 상기 기준 신호는 상기 복수의 BU들이 동일한 시점에 샘플링 동작을 수행하는 기준이 되는 신호이고,
    상기 클락 신호는 상기 CU에 포함된 복수의 통신 모듈들 각각이 상기 복수의 통신 모듈들 각각에 대응하는 BU로 상기 통신 데이터를 동시에 전송하기 위한 기준 동작 신호인 샘플링 동기화 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신 데이터는 상기 통신 데이터의 시작을 알리기 위한 헤더, 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터, 및 ECC을 더 포함하는 샘플링 동기화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준 신호에 응답하여 상기 일련 번호 보다 1 큰 다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 샘플링 동기화 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 일련 번호와 상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 결과를 포함하는 샘플링 데이터를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 샘플링 동기화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 샘플링 데이터는 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터 및 ECC을 더 포함하는 샘플링 동기화 방법.
  8. 전류 차동 보호 계전기에 포함된 복수의 BU들을 제어하고, 상기 복수의 BU들 간의 샘플링을 동기화하기 위한 장치에 있어서,
    샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성하는 프로세서;
    기준 신호를 생성하는 컨트롤 로직; 및
    상기 기준 신호에 응답하여 상기 일련 번호를 포함하는 통신 데이터를 생성하고, 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 전송하는 통신부
    를 포함하고,
    상기 기준 신호는 상기 복수의 BU들이 동일한 시점에 샘플링 동작을 수행하는 기준이 되는 신호이고,
    상기 통신부는,
    각각이 클락 신호에 응답하여 상기 통신 데이터를 상기 복수의 BU들 각각으로 동시에 전송하기 위한 복수의 통신 모듈들
    을 포함하고,
    상기 클락 신호는 상기 복수의 통신 모듈들 각각이 상기 복수의 통신 모듈들 각각에 대응하는 BU로 상기 통신 데이터를 동시에 전송하기 위한 기준 동작 신호인 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 통신 데이터는 상기 통신 데이터의 시작을 알리기 위한 헤더, 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터, 및 ECC를 더 포함하는 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기준 신호에 응답하여 상기 일련 번호 보다 1 큰 다음 샘플링 시점을 나타내는 일련 번호를 생성하는 장치.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 복수의 BU들 각각이 상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 동작을 수행하는 경우,
    상기 일련 번호와 상기 일련 번호에 대응하는 샘플링 결과를 포함하는 샘플링 데이터를 수신하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 샘플링 데이터는 모선 보호 기능에 연관된 사용자 데이터 및 ECC를 더 포함하는 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000078740A (ja) 1998-08-27 2000-03-14 Meidensha Corp ディジタル形保護継電システム
JP5020421B1 (ja) 2011-10-13 2012-09-05 三菱電機株式会社 保護制御装置
JP2015142416A (ja) 2014-01-28 2015-08-03 株式会社東芝 保護リレー装置および保護システム
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