KR101906249B1 - 보호 계전기 오작동 방지 장치 - Google Patents

보호 계전기 오작동 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보호 계전기 오작동 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 계통 전류의 계통 전류값과 미리 설정된 차단 기준 전류값의 대소를 비교하는 비교부 및 비교 결과에 기초하여 보호 계전기의 메모리부에 포함된 복수의 메모리의 데이터 입출력 기능과 보호 계전기의 계전 기능 중 하나 이상의 차단 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보호 계전기 오작동 방지 장치{Apparatus for preventing the incorrect operation of protective relay}
본 발명은 보호 계전기 오작동 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 계통 전류의 계통 전류값에 기초하여 보호 계전기의 메모리부에 포함된 메모리의 데이터 입출력 기능과 보호 계전기의 계전 기능 중 하나 이상을 차단하는 보호 계전기 오작동 방지 장치에 관한 것이다.
통상 계통의 수배전반에 설치되어 사용되는 보호 계전기는 계통으로부터 전류, 전압 등 다양한 전기적 정보를 계측한다. 보호 계전기는 계측 결과를 근거로 계통에서 과전류, 단락사고, 지락사고와 같은 이상발생 여부를 결정한다.
보호 계전기는 이상발생시 계통과 부하의 연결을 통전 또는 차단하는 회로 차단기에 연결을 차단시키는 제어신호를 출력하고, 계측 정보를 표시한다.
최근 보호 계전기는 계통에서 발생하는 과전류, 단락사고, 지락사고 등으로부터 부하를 보호하기 위하여 계전 기능뿐만 아니라 자기 진단 기능, 오동작 기록 기능 등 다양한 부가 기능을 제공한다.
도 1 및 도 2는 종래의 보호 계전기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 보호 계전기(10)는 변류기(Current Transformer; CT, 20)의 출력단으로부터 입력되는 계통 전류의 계통 전류값이 사용자가 설정한 제1 기준값을 초과하는 경우 설정된 동작시간 이후에 선로 차단기(30)로 트립신호(trip)를 출력하여 선로를 개방(Open)시키게 된다.
이를 통해, 종래의 보호 계전기(10)는 계통에 과전류, 단락사고, 지락사고와 같은 이상이 발생하면 계통과 부하(40)의 연결을 차단시켜 부하(40)를 보호한다.
이때, 종래의 보호 계전기(10)는 상용 전원(50)으로부터 구동 전원을 공급받아 상술된 계전 기능을 수행하게 된다. 하지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 보호 계전기(10)가 전력 인프라가 갖춰지지 않는 현장에 설치되는 경우 상용 전원(50)으로부터 구동 전원을 공급받지 못하게 된다.
종래의 보호 계전기(10)는 상용 전원(50)으로부터 구동 전원을 공급받지 못하는 경우, 계통으로부터 입력되는 계통 전류를 구동 전원으로 변환하여 계전 기능을 수행하게 된다.
하지만, 안정적으로 구동 전원을 공급하는 상용 전원(50)과 달리 계통 전류는 종래의 보호 계전기(10)의 구동에 필요한 전류값 이하의 저전류가 입력되는 경우가 빈번하게 발생한다.
이에 따라, 계통 전류를 구동 전원으로 사용하는 종래의 보호 계전기(10)에 저전류의 계통 전류가 입력되면 종래의 보호 계전기(10)의 메모리부에 저장된 데이터가 손상되거나 계전 기능이 오작동하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 종래의 보호 계전기(10)에 저전류의 계통 전류가 입력되면 메모리부에 데이터가 입출력되는 도중 종래의 보호 계전기(10)가 작동을 멈춰 메모리부에 저장된 데이터가 손상된다. 이러한, 종래의 보호 계전기(10)의 메모리부에는 계전 기능을 수행하는데 사용되는 계측 데이터, 설정 데이터 등이 저장된 저장되어 있다. 이로 인해, 메모리부에 저장된 데이터가 손상되는 경우 종래의 보호 계전기(10)의 계전 기능이 오작동하는 현상이 연쇄적으로 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 계통 전류의 계통 전류값을 미리 설정된 차단 기준 전류값과 비교하고 비교 결과에 기초하여 보호 계전기의 메모리부에 포함된 메모리의 데이터 입출력 기능과 상기 보호 계전기의 계전 기능 중 하나 이상을 차단함으로써, 저전류의 계통 전류가 입력되는 경우 발생하는 메모리부의 데이터 손상과 계전 기능의 오작동을 방지할 수 있는 보호 계전기 오작동 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 계통 전류의 계통 전류값이 포함된 전류값 범위에 매핑된 식별 정보의 메모리에 대해 데이터 입출력 기능을 차단 해제시킴으로써, 저전류의 계통 전류가 입력되더라도 일부 메모리만을 이용하여 데이터를 입출력할 수 있는 보호 계전기 오작동 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 보호 계전기 오작동 방지 장치는 계통에서 보호 계전기로 입력되는 계통 전류를 구동 전원으로 사용하는 보호 계전기의 오작동을 방지하기 위한 것으로, 계통 전류의 계통 전류값과 미리 설정된 차단 기준 전류값의 대소를 비교하는 비교부 및 비교 결과에 기초하여 보호 계전기의 메모리부에 포함된 메모리의 데이터 입출력 기능과 보호 계전기의 계전 기능 중 하나 이상의 차단 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 계통 전류의 계통 전류값을 미리 설정된 차단 기준 전류값과 비교하고 비교 결과에 기초하여 보호 계전기의 메모리부에 포함된 메모리의 데이터 입출력 기능과 상기 보호 계전기의 계전 기능 중 하나 이상을 차단함으로써, 저전류의 계통 전류가 입력되는 경우 발생하는 메모리부의 데이터 손상과 계전 기능의 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면 계통 전류의 계통 전류값이 포함된 전류값 범위에 매핑된 식별 정보의 메모리에 대해 데이터 입출력 기능을 차단 해제시킴으로써, 저전류의 계통 전류가 입력되더라도 일부 메모리만을 이용하여 데이터를 입출력할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 보호 계전기의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 계전기 오작동 방지 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 계전기 오작동 방지 장치와 보호 계전기 간의 연결 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부로부터 데이터 입출력 기능이 제어되는 메모리부를 도시한 도면.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 계전기 오작동 방지 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 계전기 오작동 방지 장치와 보호 계전기 간의 연결 구성을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 계전기 오작동 방지 장치(100)는 계통으로부터 입력되는 계통 전류를 구동 전원으로 사용하는 보호 계전기(10)에 포함될 수 있다.
보호 계전기 오작동 방지 장치(100)는 계통 전류의 계통 전류값에 기초하여 보호 계전기(10)의 메모리부(13)에 포함된 복수의 메모리의 데이터 입출력 기능 및 보호 계전기(10)의 계전 기능을 차단할 수 있다.
여기서, 보호 계전기(10)는 전력 인프라가 갖춰지지 않은 현장에 설치되어 상용 전원이 공급되지 않아 계통 전류를 구동 전원으로 사용하는 계전 장치일 수 있다.
이에 따라, 보호 계전기(10)는 전원 공급부(11)를 통해 계통 전류를 구동 전원으로 변환하여 보호 계전기(10)의 기능을 수행하는데 필요한 전력을 자체적으로 공급한다.
일반적으로, 보호 계전기(10)의 계전부(12)는 계통 전류의 계통 전류값이 계전 기준값을 초과하는 경우 계통에 과전류, 단락사고, 지락사고와 같은 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 계전부(12)는 계통에 이상이 발생한 것으로 판단하면 계통과 부하(40)를 연결 또는 차단시키는 선로 차단기(30)로 트립신호(trip)를 출력하여 선로를 개방(Open)시킨다.
이를 위하여, 보호 계전기(10)는 상술된 계전 기능을 수행하기 위한 계전 기준값과 같은 보호 계전기(10)의 설정값과 계통으로터 측정된 측정 데이터를 메모리부(13)에 저장할 수 있다.
이에 따라, 메모리부(13)에 포함된 복수의 메모리는 전원이 공급되지 않아도 입력된 데이터가 지워지지 않고, 데이터 입출력이 자유로운 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)일 수 있다.
하지만, 보호 계전기(10)에 저전류의 계통 전류가 입력되면 구동 전원이 불안정하여 메모리부(13)에 데이터가 입출력되는 도중 메모리부(13)가 작동을 멈춰 저장된 데이터가 손상된다. 또한, 보호 계전기(10)에 저전류의 계통 전류가 입력되면 구동 전원이 불안정하여 계전부(12)가 오작동하거나 트립신호를 수신 받아도 계전 기능을 수행하지 않는다.
이러한 보호 계전기(10)의 오작동을 방지하기 위해, 보호 계전기 오작동 방지 장치(100)는 계통 전류의 계통 전류값을 기초하여 메모리부(13)에 포함된 복수의 메모리의 데이터 입출력 기능 및 보호 계전기(10)의 계전 기능을 차단할 수 있다.
이하에서는 이러한 보호 계전기 오작동 방지 장치(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보호 계전기 오작동 방지 장치(100)는 측정부(110), 비교부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 보호 계전기 오작동 방지 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2 및 도 3에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
측정부(110)는 계통에서 보호 계전기(10)로 입력되는 계통 전류의 계통 전류값을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 측정부(110)는 변류기(40)를 통해 변환된 계통 전류를 입력받아 변환 전류값을 측정하고, 변류기(40)의 미리 설정된 변류비를 이용하여 변환 전류값을 계통 전류값으로 산출할 수 있다.
예를 들어, 측정부(110)는 변류기(40)의 미리 설정된 변류비가 "10:1"이고 변환 전류값이 "2A"로 측정된 경우, 변환 전류값 "2A"에 변류비의 역수인 "10"을 곱하여 계통 전류값을 "20A"로 산출할 수 있다.
여기서, 계통은 3상 전류원일 수 있으며, 계통으로부터 입력되는 계통 전류는 R상 선로(R), S상 선로(S), T상 선로(T), 중성선 선로(N)를 이용하여 보호 계전기(10)로 입력될 수 있다. 또한, R상 선로(R), S상 선로(S), T상 선로(T), 중성상 선로(N) 각각에 흐르는 계통 전류는 변류기(40)에 포함된 R상 변류기(40R), S상 변류기(40S), T상 변류기(40T), 중성선 변류기(40N) 각각을 통해 미리 설정된 변류비로 변환될 수 있다.
비교부(120)는 계통 전류의 계통 전류값과 미리 설정된 차단 기준 전류값를 비교할 수 있다. 보다 구체적으로, 비교부(120)는 계통 전류값이 미리 설정된 차단 기준 전류값 이하인지, 계통 전류값이 미리 설정된 차단 기준 전류값을 초과하는지 비교할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 차단 기준 전류값은 메모리부(13)에 포함된 모든 복수의 메모리를 작동시키거나 계전부(12)가 계전 기능을 수행하는데 요구되는 전류값일 수 있다.
비교부(120)는 계통 전류의 계통 전류값이 미리 설정된 차단 기준 전류값 이하이면 차단 신호를 후술되는 제어부로 송신할 수 있다.
여기서, 차단 신호는 현재 보호 계전기(10)로 입력되는 계통 전류의 계통 전류값이 메모리부(13)에 포함된 모든 복수의 메모리를 작동시키거나 계전부(12)가 계전 기능을 수행하는데 요구되는 전류값 이하임을 알리는 신호일 수 있다.
즉, 계통 전류의 전류값이 미리 설정된 차단 기준 전류값 이하이면 메모리부(13)에 포함된 모든 복수의 메모리를 작동시킬 수 없으며 계전부(12)가 계전 기능을 정상적으로 수행할 수 없음을 의미할 수 있다.
한편, 비교부(120)는 계통 전류의 계통 전류값이 미리 설정된 차단 기준 전류값 이하이면 메모리부(13)에 포함된 복수의 메모리의 식별 정보 중에서 계통 전류값이 포함된 전류값 범위에 맵핑된 메모리의 식별 정보를 제어부(130)로 송신할 수 있다.
즉, 비교부(120)는 계통 전류값이 미리 설정된 차단 기준 전류값 이하이면 계통 전류값이 포함된 전류값 범위를 확인하고, 해당 전류값 범위에 맵핑된 메모리의 식별 정보를 제어부(130)로 송신할 수 있다.
여기서, 전류값 범위는 복수로 구성될 수 있으며 메모리부(13)에 포함된 복수의 메모리 중에서 일부의 메모리만을 작동시키는데 요구되는 전류값 범위일 수 있다.
예를 들어, 하기의 표 1과 같이, 메모리부(13)에 포함된 제1 메모리 내지 제4 메모리를 작동시키는데 요구되는 전류값이 각각 2A인 경우, 전류값 범위는 2A 내지 4A, 4A 내지 6A, 6A 내지 8A일 수 있다.
메모리의 식별 정보 요구 구동 전류값 전류값 범위
제1 메모리 2A 2A 내지 4A
제2 메모리 2A 4A 내지 6A
제3 메모리 2A 6A 내지 8A
제4 메모리 2A -
이때, 비교부(120)는 전류값 범위에 맵핑된 메모리의 식별 정보와 함께 차단 해제 신호를 후술되는 제어부(130)로 송신할 수 있다.
이를 위하여, 전류값 범위 마다에는 메모리부(13)에 포함된 메모리의 식별 정보가 맵핑될 수 있다. 여기서, 전류값 범위 마다 맵핑된 메모리의 식별 정보는 측정된 계통 전류값을 갖는 계통 전류로 작동시킬 수 있는 메모리의 식별 정보를 의미할 수 있다.
예를 들어, 상술된 표 1과 같이 전류값 범위가 2A 내지 4A, 4A 내지 6A, 6A 내지 8A이고, 계통 전류의 계통 전류값이 "5A"인 경우 비교부(120)는 계통 전류의 계통 전류값이 전류값 범위 "4A 내지 6A"에 포함되는 것으로 판단할 수 있다.
이후, 비교부(120)는 하기의 표 2와 같이, 각 전류값 범위에 맵핑된 메모리의 식별 정보 중에서 전류값 범위 "4A 내지 6A"에 맵핑된 메모리의 식별 정보인 "제1 메모리", "제2 메모리"를 차단 해제 신호와 함께 후술되는 제어부(130)로 송신할 수 있다.
전류값 범위 메모리 식별 정보
2A 내지 4A 제1 메모리
4A 내지 6A 제1 메모리, 제2 메모리
6A 내지 8A 제1 메모리, 제2 메모리, 제3 메모리
제어부(130)는 상술된 비교부(120)의 비교 결과에 기초하여 메모리부(13)에 포함된 복수의 메모리의 데이터 입출력 기능과 계전부(12)의 계전 기능 중 하나 이상의 차단 여부를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(130)는 비교부(120)의 비교 결과 계통 전류값이 미리 설정된 차단 기준 전류값 이하이면, 비교부(120)로부터 차단 신호를 수신할 수 있다.
제어부(130)는 비교부(120)로부터 차단 신호를 수신하면 메모리부(13)에 포함된 모든 복수의 메모리의 데이터 입출력 기능을 차단할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 비교부(120)로부터 차단 신호를 수신하면 계전부(12)의 계전 기능을 차단할 수 있다.
즉, 차단 신호는 메모리부(13)에 포함된 복수의 메모리를 모두 작동 작동시키거나 계전부(12)가 계전 기능을 수행하는데 요구되는 전류값 이하의 계통 전류가 보호 계전기(10)에 입력되고 있음을 의미한다.
이에 따라, 제어부(130)는 차단 신호가 수신되면 메모리부(13)에 포함된 모든 메모리의 데이터 입출력 기능을 차단하여 메모리에 저장된 데이터의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 차단 신호가 수신되면 계전부(12)의 계전 기능을 차단하여 계전 기능이 오작동되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 비교부(120)로부터 차단 해제 신호와 함께 메모리의 식별 정보를 수신하면 식별 정보에 해당하는 메모리의 입출력 기능을 차단 해제할 수 있다.
즉, 계통 전류의 계통 전류값이 메모리부(13)에 포함된 모든 메모리 중에서 일부 메모리를 작동시킬 수 있는 전류값인 경우, 제어부(130)는 계통 전류의 계통 전류값에 따라 작동시킬 수 있는 메모리의 식별 정보와 차단 해제 신호를 비교부(120)로부터 수신한다.
이후, 제어부(130)는 수신된 식별 정보에 해당하는 메모리의 데이터 입출력 기능을 차단 해제시킴으로써 데이터 입출력 기능이 차단 해제된 메모리를 이용하여 계전부(12)가 계전 기능을 수행하고, 보호 계전기(10)가 계통으로부터 측정한 측정 데이터를 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)로부터 데이터 입출력 기능이 제어되는 메모리부(13)를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 메모리부(13)가 제1 메모리(13a), 제2 메모리(13b), 제3 메모리(13c), 제4 메모리(13d)를 포함하고 계통 전류의 계통 전류값이 제1 메모리(13a), 제2 메모리(13b), 제3 메모리(13c)만을 작동시킬 수 있는 전류값인 경우, 제어부(130)는 제1 메모리(13a), 제2 메모리(13b), 제3 메모리(13c)의 식별 정보와 함께 차단 해제 신호를 수신할 수 있다.
제어부(130)는 제1 메모리(13a), 제2 메모리(13b), 제3 메모리(13c)의 식별 정보와 함께 차단 해제 신호가 수신되면 제1 메모리(13a), 제2 메모리(13b), 제3 메모리(13c), 제4 메모리(13d) 중에서 제1 메모리(13a), 제2 메모리(13b), 제3 메모리(13c)의 데이터 입출력 기능을 차단 해제(enable)시키고, 제4 메모리(13d)의 데이터 입출력 기능의 차단(disable) 상태를 유지시킬 수 있다.
이를 통해, 제어부(130)는 메모리부(13)의 모든 메모리의 데이터 입출력 기능을 차단하는 것이 아니라 계통 전류의 계통 전류값에 따라 최소로 작동시킬 수 있는 일부 메모리의 데이터 입출력 기능을 차단 해제할 수 있다.
이에 따라, 계전부(12)는 저전류의 계통 전류가 입력되더라도 일부 메모리를 이용하여 안정적으로 계전 기능을 수행할 수 있으며, 보호 계전기(12) 또한 일부 메모리를 이용하여 계통으로부터 측정된 측정 데이터를 일부 메모리에 저장할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (6)

  1. 계통에서 보호 계전기로 입력되는 계통 전류를 구동 전원으로 사용하는 상기 보호 계전기의 오작동을 방지하는 보호 계전기 오작동 방지 장치에 있어서,
    상기 계통 전류의 계통 전류값과 미리 설정된 차단 기준 전류값을 비교하여, 상기 계통 전류값이 상기 차단 기준 전류값 이하이면 차단 신호를 송신하는 비교부; 및
    상기 비교부로부터 송신된 상기 차단 신호를 수신하면, 상기 보호 계전기의 메모리부에 포함된 복수의 메모리에 대한 데이터 입출력 기능과 상기 보호 계전기의 계전 기능 중 하나 이상의 차단 여부를 결정하는 제어부를 포함하고,
    상기 비교부는,
    상기 차단 신호 송신 후, 기 설정된 전류값 범위들 중 상기 계통 전류값이 포함된 전류값 범위를 확인하고, 상기 확인된 전류값 범위에 맵핑된 메모리의 식별 정보 및 차단 해제 신호를 상기 제어부로 송신하며,
    상기 제어부는,
    상기 차단 해제 신호 및 상기 메모리의 식별 정보를 수신하면, 상기 복수의 메모리 중 상기 메모리의 식별 정보에 해당되는 메모리에 대한 데이터 입출력 기능의 차단을 해제하는,
    포함하는 보호 계전기 오작동 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 계통 전류의 변류비를 이용하여 상기 계통 전류값을 측정하는 측정부를
    더 포함하는 보호 계전기 오작동 방지 장치.
KR1020160145924A 2016-11-03 2016-11-03 보호 계전기 오작동 방지 장치 KR101906249B1 (ko)

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