KR101984103B1 - 디지털 계전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상 전류/전압뿐 아니라 복수의 디지털 계전기에 접속되는 회로차단기의 개폐 상태를 감안하여 안전하게 배전 시스템을 운용할 수 있는 디지털 계전기의 제어방법을 제공하려는 것으로서, 상 전류 또는 상 전압 수신 단계; 상 전류 /상 전압이 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 상태의 유지 시간을 기준 한계 시간과 비교하는 단계; 상 전류/상 전압의 최대값과 미리 결정된 블록 기준 전류 값/블록 기준 전압 값을 비교하는 단계; 상 전류/상 전압의 최소값을 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값과 비교하는 단계; 접속된 회로차단기의 개폐 상태를 검사하는 회로차단기 개폐 상태 검사 단계; 및 상기 단계들에서 미리 결정된 조건을 충족할 때 회로차단기에 차단 제어 신호를 출력하는 차단 제어 신호 출력 단계를 포함한다.

Description

디지털 계전기{DIGITAL RELAY}
본 발명은 디지털 계전기 및 디지털 계전기의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 공통의 상위 회로차단기와 병설된 복수의 하위 회로차단기 및 해당 하위 회로차단기를 회로 상 부족전류 또는 부족전압 발생시 개폐제어할 수 있는 복수의 디지털 계전기를 포함하는 배전 시스템에 있어서 안전하게 시스템을 운용할 수 있는 디지털 계전기 및 디지털 계전기의 제어방법에 관한 것이다.
디지털 계전기로서 부족전류 계전기 또는 부족전압 계전기는 전력회로에 공급되는 전력의 전류 또는 전압이 미리 설정된 하한 기준 값에 이하로 저하되었을 때 동작(계전)하여 접속된 회로차단기를 차단하도록 제어함으로써 해당 전력회로에 접속된 부하들을 보호하는 전력 기기이다.
또한 부족전류 계전기 또는 부족전압 계전기가 무 부하인 상태에서 회로차단기를 차단 제어하면 해당 회로차단기를 다시 투입 위치(ON 위치)로 자동 제어할 수 없는 상황이 발생하므로, 부족전류 계전기 또는 부족전압 계전기는 통상 무 부하 상태에서 회로차단기를 차단 제어하는 계전 동작을 수행할 수 없도록 하는 블록(block) 기능을 갖게 구성된다.
이러한 디지털 계전기를 포함하는 배전 시스템의 종래기술에 따른 일 예의 구성을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 전력 회로에서 부족 전류 발생시 부하를 보호하는 배전 시스템을 보여주고 있다.
도 1에 있어서, 전원으로부터의 전력은 회로차단기(4)를 통해서 부하(3)에 공급된다.
변류기(2a)는 회로차단기(4)와 부하(3) 사이의 전력선로에 접속되게 설치되어 회로차단기(4)로부터 부하(3) 측으로 상기 전력선로를 통해 흐르는 전류를 검출하여 접속된 디지털 계전기(1)에 전달한다.
디지털 계전기(1)는 예컨대 부족 전류 계전기로 구성되어 내장된 제어부에 의해서 상기 변류기(2a)가 제공하는 검출 전류 값을 미리 설정된 부족전류로 결정하는 기준 저 전류 값과 비교할 수 있다. 비교결과 상기 검출 전류 값이 기준 저 전류 값보다 작은 경우, 디지털 계전기(1)에 의해서 개폐 제어되도록 접속된 회로차단기(4)에 차단 제어신호를 출력하여 회로차단기(4)를 트립(trip) 위치로 동작시킨다. 따라서 부하(3)는 회로 상의 부족전류로부터 보호되게 된다.
상술한 종래기술에 따른 배전 시스템에 있어서 일반적으로 현장에서 구성되는 배전 시스템은 다음과 같이 구성된다, 즉, 복수의 분기회로와 그에 접속된 부하를 보호하도록 각각 해당 분기회로에 대응하게 마련되는 복수의 디지털 계전기(1)와, 복수의 분기회로에 공급되는 전력을 한꺼번에 차단 또는 공급할 수 있도록 회로개폐가 가능하게 상위에(복수의 분기회로에 공통으로 전력을 공급하는 전원 측에) 마련되는 상위 회로차단기로 배전 시스템을 구성하는 것이다.
이러한 배전 시스템에서 복수의 부족전류 계전기(1)에 의해서 개폐 위치가 제어되는 복수의 하위 회로차단기들은 폐로 위치(on 위치)인 상태에서 상기 상위 회로차단기를 차단하면, 각각의 변류기(2a)는 모두 제로(zero)의 전류 검출 값을 출력하게 되고 이를 수신한 각각의 디지털 계전기(1)들은 무 부하 상태인 것으로 오동작하여 해당 하위 회로차단기들에 차단 제어 신호를 출력하지 않는다.
이러한 상태에서 상기 상위 회로차단기를 다시 폐로 위치(on 위치, 또는 일명 투입 위치)로 조작하면, 동시에 모든 부하가 발생하는 문제와, 하위 회로차단기들이 차단 상태인 것으로 오인하여 전력 회복시 안전 사고 및 기기의 손상 사고와 같은 심각한 전력사고 발생 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 복수의 디지털 계전기를 각각 해당 분기회로와 그에 접속된 부하를 보호하도록 구성하고, 상위에(즉, 복수의 분기회로에 공통으로 전력을 공급하는 전원 측에)는 복수의 분기회로에 공급되는 전력을 한꺼번에 차단 또는 공급되도록 회로개폐가 가능하도록 상위 회로차단기를 부설한 배전 시스템에 있어서, 무 부하 상태를 결정하기 위해 검출하는 상 전류 또는 상 전압뿐 아니라 복수의 디지털 계전기에 접속되는 분기회로 측 회로차단기의 개폐 상태를 감안하여 안전하게 시스템을 운용할 수 있는 디지털 계전기 또는 디지털 계전기의 제어방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적은, 디지털 계전기에 있어서,
교류 3상의 상 전류 또는 상 전압을 검출하는 검출수단으로부터 상 전류 또는 상 전압을 수신하고, 수신한 상 전류를 미리 결정된 블록(不 動作) 기준 전류 값과 비교하거나 수신한 상 전압을 블록 기준 전압 값과 비교하여 상기 디지털 계전기가 감시하는 전력선로가 무 부하 상태인지 여부를 결정하며, 상기 디지털 계전기에 접속되어 상기 디지털 계전기의 제어에 따라 상기 전력선로를 폐로 또는 개방하는 회로차단기의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태와 상기 전력선로의 무 부하 상태 여부에 근거하여, 상기 회로차단기에 차단 제어신호를 출력할지 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 본 발명에 따른 디지털 계전기를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적은, 디지털 계전기의 제어방법에 있어서,
교류 3상의 상 전류 또는 상 전압을 검출하는 검출수단으로부터 상 전류 또는 상 전압을 수신하는 상 전류 또는 상 전압 수신 단계;
수신한 상 전류 또는 상 전압이 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 상태의 유지 시간을 미리 설정된 기준 한계 시간과 비교하는 부족 전압 또는 부족 전류 유지 시간 비교 단계;
상기 부족 전압 또는 부족 전류 유지 시간 비교 단계에서 상기 기준 한계 시간을 초과하는 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최대값과 무 부하인 상태로 보는 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값을 비교하는 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값 비교 단계;
상기 부족 전압 또는 부족 전류 유지 시간 비교 단계에서 상기 기준 한계 시간을 초과하는 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최소값을 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값과 비교하는 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계;
상기 디지털 계전기에 접속된 회로차단기의 개폐 상태를 검사하는 회로차단기 개폐 상태 검사 단계; 및
상기 부족 전류 유지 시간 비교 단계에서 상기 유지 시간이 상기 기준 한계 시간을 초과하고, 상기 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값 비교 단계에서 상 전류 또는 상 전압의 상기 최대값이 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전류 값보다 크며, 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계에서 상 전류 또는 상 전압의 상기 최소값이 미리 결정된 계전기의 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값보다 작을 때,
또는 상기 회로차단기 개폐 상태 검사 단계에서 회로차단기가 폐로 상태이고, 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계에서 상 전류 또는 상 전압의 상기 최소값이 미리 결정된 계전기의 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값보다 작으며, 상기 부족 전류 유지 시간 비교 단계에서 상기 유지 시간이 상기 기준 한계 시간을 초과할 때, 상기 회로차단기에 차단 제어 신호를 출력하는 차단 제어 신호 출력 단계를 포함하는 본 발명에 따른 디지털 계전기의 제어방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 계전기 및 디지털 계전기의 제어방법은, 무 부하 상태를 결정하기 위해 검출하는 상 전류 또는 상 전압뿐 아니라 복수의 부족전류 계전기 또는 부족전압 계전기에 접속되는 분기회로 측 회로차단기의 개폐 상태를 감안하여 안전하게 배전 시스템을 운용할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 부족전류 계전기를 부설한 배전 시스템 구성을 보여주는 블록 도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기를 부설한 배전 시스템 구성을 보여주는 블록 도이며,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기의 제어방법을 보여주는 흐름 도이다.
상술한 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기 및 그의 제어방법에 대한 하기의 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기를 부설한 배전 시스템 구성을 보여주는 블록 도인 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기는 도 2에 도시된 바와 같은 배전 시스템에 적합하게 사용될 수 있다.
도 2를 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기를 포함하는 배전 시스템은 복수의 디지털 계전기(1), 복수의 상 전류 또는 상 전압 검출 수단(2), 복수의 회로차단기(4) 및 공통의 상위 회로차단기(5)를 포함하게 구성된다.
도 2에서 각각의 회로차단기(4)의 후단에는 부하(3)가 접속된다.
복수의 검출 수단(2)은 R상, S상, T상과 같은 교류 3상의 상 전류 또는 상 전압을 검출하는 수단으로서, 예컨대 상 전류 검출 수단으로서는 변류기(Current Transformer)가 이용될 수 있고 상 전압 검출 수단으로는 전압 변성기(Potential Transformer) 또는 분압 저항이 이용될 수 있다.
다만 본 발명에서 교류 3상은 예시적인 것이며 적어도 둘 이상의 상이면 되고 3상에 한정되지 아니한다.
각각의 검출 수단(2)은 각각의 분기 회로에 접속되어 상 전류 또는 상 전압을 검출할 수 있다. 여기서 복수의 분기 회로는 공통의 전원 측 주 회로(main circuit)로부터 분기되어 접속되는 회로로서 각각의 분기 회로에는 부하(3)가 접속된다.
복수의 회로차단기(4)는 각각 상기 분기 회로에 대응하게 마련되며 부하(3)가 접속된 상기 분기 회로를 최종적으로 개폐하는 하위 회로차단기이다.
복수의 회로차단기(4)는 각각 대응되는 디지털 계전기(1)에 접속되어 디지털 계전기(1)로부터 차단 제어신호(일명 trip 제어신호)를 수신할 수 있으며, 각각 대응되고 접속된 디지털 계전기(1)에 자신의 개폐 동작 상태{다시 말해 ON 또는 차단 상태(OFF상태 또는 TRIP 상태)}를 나타내는 개폐 상태 표시 신호를 송신할 수 있다.
공통의 상위 회로차단기(5)는 상기 전원 측 주 회로에 접속되게 설치되어 주 회로를 개폐함으로써 후단에 연결된 복수의 분기회로를 동시에 개폐할 수 있다.
복수의 디지털 계전기(1)는 예컨대 부족 전류 계전기 또는 부족 전압 계전기로 구성될 수 있으며, 각각의 디지털 계전기(1)는 제어부(1a)를 포함할 수 있다.
여기서 제어부(1a)는 각각의 디지털 계전기(1)에 내장된 인쇄회로기판으로 형성될 수 있고, 특히 해당 인쇄회로기판에 포함된 마이크로 프로세서로 구성될 수 있다. 또한 상기 마이크로 프로세서는 제어부(1a)가 처리하는 제어프로그램과 기준 값들을 저장하는 저장부와, 제어처리를 실행하는 중앙처리장치를 포함할 수 있다.
미리 저장된 상기 제어프로그램에 따라서, 제어부(1a)는 상 전류 또는 상 전압 검출 수단(2)으로부터 상 전류 또는 상 전압을 수신하면, 수신한 상 전류 또는 상 전압{더욱 상세히는 미리 결정된 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 샘플링(sampling) 값 중 최대값}과 무 부하인 상태로 보는 미리 결정된 블록(block) 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값을 비교한다. 여기서 제어부(1a)가 상 전류 또는 상 전압 검출 수단(2)으로부터 상 전류를 수신하는 경우는 디지털 계전기(1)가 부족 전류 계전기로 구성된 경우이고, 상 전류 또는 상 전압 검출 수단(2)으로부터 상 전압을 수신하는 경우는 디지털 계전기(1)가 부족 전압 계전기로 구성되는 경우이다.
또한, 제어부(1a)는 수신한 상 전류 또는 상 전압{더욱 상세히는 미리 결정된 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 샘플링(sampling) 값 중 최소값}을 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값과 비교한다. 다시 말해서, 제어부(1a)는 수신한 상 전류의 최소값을 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값과 비교하거나, 수신한 상 전압의 최소값을 미리 결정된 부족 전압 동작 기준 값과 비교한다.
또한, 제어부(1a)는 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최소값이 상기 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 상태가 유지되는 시간이 미리 결정된 한계시간을 초과하는지 검사(check)한다. 즉, 제어부(1a)는 수신한 상 전류의 최소값이 상기 계전기의 부족 전류 동작 기준 값보다 작은 상태 또는 수신한 상 전압의 최소값이 상기 계전기의 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 상태가 유지되는 시간을 카운트(count)하여 미리 결정된 한계시간을 초과하는지 검사한다.
수신한 상 전류 또는 상 전압의 최대값과 무 부하인 상태로 보는 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값의 비교 결과, 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최대값이 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값보다 크면서, 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최소값이 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작고, 상기 유지되는 시간이 상기 한계시간을 초과하는 경우, 제어부(1a)는 디지털 계전기(1)에 접속된 해당 회로차단기(4)에 차단 제어신호를 출력한다. 이에 응답하여 해당 회로차단기(4)는 차단 위치(일명 트립 위치)로 동작하여 해당 분기 회로를 차단함으로써 해당 분기 회로에 접속된 부하(3)에 대한 전력공급을 중단한다. 이로써 부족 전류 또는 부족 전압에 의해 불완전하게 동작하거나 동작 불능 상태에서 전기에너지만을 소모하고 정지상태인 것으로 오인하여 전력 회복시 오히려 사고를 일으킬 수 있는 부하(3)에 대한 전력공급을 중단하여 완전히 정지시키는 것이다.
또한, 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최대값이 상기 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값보다 작거나 같으면(예컨대 무 부하 상태), 제어부(1a)는 디지털 계전기(1)에 접속된 해당 회로차단기(4)로부터의 개폐 상태 표시 신호에 따라서 해당 회로차단기(4)가 폐로 위치(on 위치) 인지 차단 위치(off 위치 또는 트립 위치)인지 결정한다. 해당 회로차단기(4)가 폐로 위치(on 위치)이면, 수신한 상 전류의 최소값이 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값보다 작거나 상 전압의 최소값이 미리 결정된 계전기의 부족 전압 동작 기준 값보다 작으며, 상기 유지되는 시간이 상기 한계시간을 초과하는 경우, 제어부(1a)는 디지털 계전기(1)에 접속된 해당 회로차단기(4)에 차단 제어신호를 출력한다. 즉, 무 부하 상태이면서 접속된 회로차단기(4)는 폐로 위치(on 위치)이고, 상 전류 또는 상 전압의 최소값이 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작으면서 해당 상태가 한계시간을 초과하게 유지되는 경우, 접속된 해당 회로차단기(4)를 차단 위치로 동작하도록 제어하는 것이다.
또한, 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최대값이 상기 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값보다 작거나 같으면서 (예컨대 무 부하 상태), 해당 회로차단기(4)가 차단 위치(off 위치 또는 트립 위치)라면, 현 상태가 무 부하 상태이면서 회로차단기(4)가 차단 위치여서 상위 회로차단기(5)가 폐로 위치(on 위치)가 되어도 문제가 없으므로, 제어부(1a)는 상 전류 또는 상 전압을 수신하는 상태로 복귀할 수 있다(도 3의 단계 S5에서 아니오의 경우 참조).
한편 도 3을 주로 참조하고 도 2를 보조적으로 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기의 제어방법 및 디지털 계전기의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 계전기의 제어방법은 상 전류 또는 상 전압 수신 단계(S1), 부족 전압 또는 부족 전류 유지 시간 비교 단계(S4), 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값 비교 단계(S2), 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계(S3), 회로차단기 개폐 상태 검사 단계(S5) 및 차단 제어 신호 출력 단계(S6)를 포함하여 구성된다.
상 전류 또는 상 전압 수신 단계(S1)에서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 교류 3상의 상 전류 또는 상 전압을 검출하는 상 전류 또는 상 전압 검출 수단(2)으로부터 상 전류 또는 상 전압을 수신한다 다시 말해, 상 전류 또는 상 전압을 나타내는 신호를 수신한다.
부족 전압 또는 부족 전류 유지 시간 비교 단계(S4)에서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 상 전류 또는 상 전압 수신 단계(S1)에서 수신한 상 전류 또는 상 전압이 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 상태의 유지 시간을 미리 설정된 기준 한계 시간과 비교한다. 다시 말해서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 수신한 상 전류가 부족 전류 동작 기준 값보다 작은 상태가 유지되는 시간 또는 수신한 상 전압이 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 상태가 유지되는 시간과 미리 설정된 기준 한계 시간을 비교하는 것이다.
블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값 비교 단계(S2)에서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 상기 부족 전압 또는 부족 전류 유지 시간 비교 단계(S4)에서 상기 기준 한계 시간을 초과하는 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최대값과 무 부하인 상태로 보는 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값을 비교한다. 다시 말해서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는, 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류의 최대값과 미리 결정된 블록 기준 전류 값을 비교하거나, 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전압의 최대값과 블록 기준 전압 값을 비교한다. 여기서 상기 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전류 값은 무 부하 상태일 때 디지털 계전기(1)가 차단 제어 신호를 출력하는 것이 방지되도록, 무 부하 상태인 것으로 결정할 수 있는 미리 설정된 작은 전류 값 또는 전압 값이다.
부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계(S3)에서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 상기 부족 전압 또는 부족 전류 유지 시간 비교 단계(S4)에서 상기 기준 한계 시간을 초과하는 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최소값을 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값과 비교한다. 다시 말해서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는, 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류의 최소값을 미리 결정된 계전기의 부족 전류 동작 기준 값과 비교하거나, 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전압의 최소값을 미리 결정된 계전기의 부족 전압 동작 기준 값과 비교한다.
회로차단기 개폐 상태 검사 단계(S5)에서, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 각각의 상기 디지털 계전기(1)에 일 대 일로 대응되게 접속된 회로차단기(4)의 개폐 상태를 검사한다. 이러한 검사는 회로차단기(4)가 대응되는 디지털 계전기(1)에 송신해주는 자신의 개폐 동작 상태{다시 말해 ON 상태 또는 차단 상태(즉 OFF 상태 또는 트립 상태)}를 나타내는 개폐 상태 표시 신호를 수신함으로써 가능해진다. 다시 말해서 회로차단기(4)가 자신이 ON 상태인 것을 나타내는 개폐 상태 표시 신호를 보내오면, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 현재 대응하게 접속된 회로차단기(4)가 ON 상태인 것으로 결정할 수 있는 것이고, 회로차단기(4)가 자신이 차단 상태인 것을 나타내는 개폐 상태 표시 신호를 보내오면 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 현재 대응하게 접속된 회로차단기(4)가 차단 상태인 것으로 결정할 수 있는 것이다.
회로차단기 개폐 상태 검사 단계(S5)에서 회로차단기(4)의 상태가 ON 상태라면, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 동작 단계를 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계(S3)로 진행하고, 회로차단기(4)의 상태가 차단 상태라면, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)는 동작 단계를 상 전류 또는 상 전압 수신 단계(S1)로 진행한다.
마지막으로 차단 제어 신호 출력 단계(S6)를 설명한다.
차단 제어 신호 출력 단계(S6)에서 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)가 대응되게 접속된 회로차단기(4)에 차단 제어 신호를 출력하기 위해서는 다음의 2가지 조건 중 어느 하나가 충족되어야 한다.
첫 번째 조건은, 세부적으로 3가지 조건을 포함하고 있으며, 제 1 세부 조건으로서, 상기 부족 전류 유지 시간 비교 단계(S4)에서 상기 유지 시간이 상기 기준 한계 시간을 초과한다는 조건이 충족되어야 한다.
제 2 세부 조건으로서, 상기 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값 비교 단계(S2)에서 상 전류 또는 상 전압의 상기 최대값이 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전류 값보다 크다는 조건이 충족되어야 한다.
제 3 세부 조건으로서, 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계(S3)에서 상 전류 또는 상 전압의 상기 최소값이 미리 결정된 계전기의 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값보다 작다는 조건이 충족되어야 한다.
상기 3가지 세부 조건이 충족되면, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)가 대응되게 접속된 회로차단기(4)에 차단 제어 신호를 출력한다.
두 번째 조건도, 세부적으로 3가지 조건을 포함하고 있다.
두 번째 세부 1 조건으로서, 상기 회로차단기 개폐 상태 검사 단계(S5)에서 회로차단기(4)가 폐로 상태(즉 on 상태, 일명 투입 상태 또는 투입 위치)라는 조건이 충족되어야 한다.
두 번째 세부 2 조건으로서, 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값 비교 단계에서 상 전류 또는 상 전압의 상기 최소값이 미리 결정된 계전기의 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값 보다 작다는 조건이 충족되어야 한다.
두 번째 세부 3 조건으로서, 상기 부족 전류 유지 시간 비교 단계(S4)에서 상기 유지 시간이 상기 기준 한계 시간을 초과한다는 조건이 충족되어야 한다.
상기 두 번째 3가지 세부 조건이 충족되면, 디지털 계전기(1)의 제어부(1a)가 대응되게 접속된 회로차단기(4)에 차단 제어 신호를 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 계전기 및 디지털 계전기의 제어방법은, 부족 전류 유지 시간이 기준 한계 시간을 초과하고, 상 전류 또는 상 전압의 최대값이 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전류 값보다 크며, 상 전류 또는 상 전압의 상기 최소값이 미리 결정된 계전기의 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값 보다 작거나,
또는 상 전류 또는 상 전압의 최대값이 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전류 값보다 작거나 같지만, 회로차단기(4)가 폐로(on) 상태이고, 상 전류 또는 상 전압의 상기 최소값이 미리 결정된 계전기의 상기 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값보다 작으며, 부족 전류 유지 시간이 기준 한계 시간을 초과할 때만, 회로차단기(4)에 차단 제어 신호를 출력하므로, 무 부하 상태를 결정하기 위해 검출하는 상 전류 또는 상 전압뿐 아니라 복수의 부족전류 계전기 또는 부족전압 계전기에 접속되는 분기회로 측 회로차단기(4)의 개폐 상태를 감안하여 안전하게 배전 시스템을 운용할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 이로써 부족 전류 또는 부족 전압에 의해 불완전하게 동작하거나 동작 불능 상태에서 전기에너지만을 소모할 수 있는 상태 발생을 회피할 수 있고, 부족 전류 또는 부족 전압에 의해 불완전하게 동작하거나 동작 불능 상태인 것을 정지상태인 것으로 오인하여 전력 회복시 급작스러운 부하의 동작에 의해 안전 사고 또는 기기의 파손 등 사고를 일으킬 수 있는 부하(3)에 대한 전력공급을 중단하여 완전히 정지시킴으로써 사고 발생을 원천 방지할 수 있는 것이다.
1: 디지털 계전기 1a: 제어부
2: 상 전류 또는 상 전압 검출 수단
2a: 변류기
3: 부하
4: 회로차단기 5: 상위 회로차단기

Claims (8)

  1. 제어부를 포함하는 디지털 계전기에 있어서,
    상기 제어부는,
    교류 3상의 상 전류 또는 상 전압을 검출하는 검출수단으로부터 상 전류 또는 상 전압을 수신하고,
    수신한 상 전류를 미리 결정된 블록(BLOCK) 기준 전류 값과 비교하거나 수신한 상 전압을 블록 기준 전압 값과 비교하여 결정되는 상기 디지털 계전기가 감시하는 전력선로가 무 부하 상태인지 여부;
    수신한 상 전류 또는 상 전압이 미리 결정된 디지털 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값을 초과하는지 여부;
    수신한 상 전류 또는 상 전압이 미리 결정된 디지털 계전기의 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 상태의 유지 시간이 미리 설정된 기준 한계 시간을 초과하는지 여부; 및
    상기 디지털 계전기에 접속되어 상기 디지털 계전기의 제어에 따라 상기 전력선로를 폐로 또는 개방하는 회로차단기의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태와 상기 전력선로의 무 부하 상태 여부에 근거하여,
    상기 회로차단기에 차단 제어신호를 출력할지 여부를 결정하도록 구성되는,
    디지털 계전기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. (a) 제어부가 교류 3상의 상 전류 또는 상 전압을 검출하는 검출수단으로부터 상 전류 또는 상 전압을 수신하는 단계;
    (b) 상기 제어부가 수신한 상 전류 또는 상 전압이 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값보다 작은 유지 시간을 미리 설정된 기준 한계 시간과 비교하는 단계;
    (c) 상기 제어부가 디지털 계전기에 접속된 회로차단기의 개폐 상태를 검사하는 단계; 및
    (d) 상기 제어부가 상기 회로차단기의 차단 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는,
    디지털 계전기의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이후 및 상기 (d) 단계 이전에,
    (b1) 상기 제어부가 상기 기준 한계 시간을 초과하는 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최대값과 무부하인 상태로 보는 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값을 비교하는 단계를 포함하는,
    디지털 계전기의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이후 및 상기 (d) 단계 이전에,
    (b2) 상기 제어부가 상기 기준 한계 시간을 초과하는 상기 유지 시간 동안 수신한 상 전류 또는 상 전압의 최소값을 상기 디지털 계전기의 미리 결정된 부족 전류 동작 기준 값 또는 부족 전압 동작 기준 값과 비교하는 단계를 포함하는,
    디지털 계전기의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d1) 상기 유지 시간이 상기 기준 한계 시간을 초과하고, 상기 상 전류 또는 상 전압의 상기 최대값이 상기 미리 결정된 블록 기준 전류 값 또는 블록 기준 전압 값보다 크며, 상기 상 전류 또는 상 전압의 상기 최소값이 상기 디지털 계전기의 상기 미리 결정된 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값보다 작을 때, 상기 제어부가 상기 회로차단기의 차단 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는,
    디지털 계전기의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d2) 상기 유지 시간이 상기 기준 한계 시간을 초과하고, 상기 회로차단기가 폐로 상태이며, 상기 상 전류 또는 상기 상 전압의 상기 최소값이 상기 디지털 계전기의 상기 미리 결정된 부족 전류 동작 기준 값 또는 상기 부족 전압 동작 기준 값보다 작을 때, 상기 제어부가 상기 회로차단기의 차단 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는,
    디지털 계전기의 제어 방법.
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