KR102036494B1 - 차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법 Download PDF

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류종열
최문규
박장범
배정현
장용수
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한국전력공사
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Abstract

차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 차단기 동기 투입 제어 장치는 계통으로부터 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 판정부; 계통으로부터 인가되는 전압의 전압 위상을 검출하는 전압 위상 검출부; 및 판정부의 판정 결과 여자돌입전류가 발생한 것으로 판정되면, 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상에 따라 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SYNCHRONIZATION}
본 발명은 차단기 동기 투입 장치 및 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 여자돌입전류가 발생하면 전압 위상에 따라 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
교류 전원을 또 다른 교류 전원과 병렬 운전을 하기 위해서는 투입하고자 하는 전원의 주파수, 전압 및 위상각을 투입 대상 전원에 일치시켜야 하는 동기 투입 절차를 거쳐야 한다.
이는 전력 계통에서의 동기 투입이 계통에 미치는 파급 효과가 너무나 크기 때문이다. 즉, 동기가 맞지 않은 비동기 신호의 투입으로 전력계통에 고장이 발생하면, 수백억원에서 수천억원에 이르는 경제적 손실이 발생할 뿐만 아니라, 전력계통에 돌이킬 수 없는 피해와 손실을 초래하기 때문이다.
이에 따라, 종래에는 단독 운전 중인 교류 발전기를 전력 계통에 동기 투입하기 위해, 동기 램프나 동기 검정기 등의 계측기를 관찰하면서 수동으로 투입하는 수동 투입 방법 및 자동 동기장치를 통해 발전기의 속도를 자동 제어하면서 동기 투입 조건을 일치시키는 자동 투입 방법을 이용하였다.
그러나, 상기한 동기 투입 방법은 설비 피해와 경제적 손실을 감수할 수 밖에 없는 사후 보호 방식이다. 따라서, 동기 여부를 판단하고 동기가 맞는 경우 차단기를 투입할 필요성이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 10-0964138(2010.06.09)의 '계통연계형 차단장치 및 보호방법'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 차단기 동기 투입 제어 장치를 이용하여 조상설비용 또는 일반 수용기 변압기 가압 시에 여자돌입전류로 인한 트립 발생을 예방하는 차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 목적은 차단기 동기 투입 제어 장치를 이용하여 여자돌입전류 발생여부를 판단하고 여자돌입전류를 검출하여 안정적인 계통병입을 유도하고, 차단기의 트립 발생을 사전에 방지하는 차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 목적은 차단기의 여자돌입전류 특성을 분석하여 차단기의 진단 결과를 정확하게 진단하는 차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
또 다른 측면에 따른 본 발명의 목적은 차단기 트립 발생을 분석하기 위한 다양한 구성 요소를 기준 시간에 동기화시켜 동작시킴으로써 동일한 시간대에 감지되는 위상각도를 바탕으로 정확하게 차단기 트립을 분석하는 차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치는 계통으로부터 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 판정부; 계통으로부터 인가되는 전압의 전압 위상을 검출하는 전압 위상 검출부; 및 상기 판정부의 판정 결과 상기 여자돌입전류가 발생한 것으로 판정되면, 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상에 따라 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 판정부는 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류의 크기를 비교하여 비교 결과를 출력하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 여자돌입전류가 발생하였는지를 판단하는 여자돌입전류 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 비교부는 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하고, 상기 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 상기 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 비교부는 상기 기본파 전류의 1개 싸이클 내 기 설정된 단위 위상별로 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 여자돌입전류 판단부는 상기 여자돌입전류를 적분한 적분값이 상기 기본파 전류를 적분한 적분값보다 크면 상기 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압이 최고값일 때 차단기가 투입되도록 상기 차단기에 동기투입신호를 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상이 기 설정된 동기투입범위 이내가 되면 상기 동기투입신호를 상기 차단기에 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 동기투입범위는 전압이 최고값인 전압 위상보다 작은 범위로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제어부의 제어신호에 따라 동기 투입에 대한 모니터링 정보를 출력하는 정보 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 모니터링 정보는 계통으로부터 인가되는 전압, 상기 동기 투입 여부, 동기 투입 시점, 동기 투입시 전압 위상 및 돌입전류 비율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차단기 동기 투입 제어 방법은 판정부가 계통으로부터 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계; 전압 위상 검출부가 계통으로부터 인가되는 전압의 전압 위상을 검출하는 단계; 및 제어부가 상기 판정부의 판정 결과 상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생한 것으로 판정되면, 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상에 따라 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서, 상기 판정부는 상기 여자돌입전류와 기본파 전류의 크기를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 여자돌입전류가 발생하였는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서, 상기 판정부는 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하고, 상기 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 상기 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서, 상기 판정부는 상기 기본파 전류의 1개 싸이클 내 기 설정된 단위 위상별로 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서, 상기 판정부는 상기 여자돌입전류를 적분한 적분값이 상기 기본파 전류를 적분한 적분값보다 크면 상기 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압이 최고값일 때 차단기가 투입되도록 상기 차단기에 동기투입신호를 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상이 기 설정된 동기투입범위 이내가 되면 상기 동기투입신호를 상기 차단기에 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 동기투입범위는 전압이 최고값인 전압 위상보다 작은 범위로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제어부의 제어신호에 따라 동기 투입에 대한 모니터링 정보를 출력하는 정보 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 모니터링 정보는 계통으로부터 인가되는 전압, 상기 동기 투입 여부, 동기 투입 시점, 동기 투입시 전압 위상 및 돌입전류 비율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차단기 동기 투입 장치 및 방법은 차단기 동기 투입 제어 장치를 이용하여 조상설비용 또는 일반 수용기 변압기 가압 시에 여자돌입전류로 인한 트립 발생을 예방한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차단기 동기 투입 장치 및 방법은 여자돌입전류 발생여부를 판단하고 여자돌입전류를 검출하여 안정적인 계통병입을 유도하고 차단기의 트립 발생을 사전에 방지한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차단기 동기 투입 장치 및 방법은 차단기의 동기시간과 위상각도를 추출하고 해당 차단기의 여자돌입전류 특성을 분석하여 차단기의 진단 결과를 획득할 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차단기 동기 투입 장치 및 방법은 차단기 트립 발생을 분석하기 위한 다양한 구성 요소를 기준 시간에 동기화시켜 동작시킴으로써 동일한 시간대에 감지되는 위상각도를 바탕으로 정확하게 차단기 트립을 분석할 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치의 설치 예시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 3 은 도 2 의 판정부의 블럭 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 여자돌입전류 판정 범위를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 여자돌입전류 판정 방법을 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기투입신호 입력 시점을 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치의 설치 예시도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치의 블럭 구성도이며, 도 3 은 도 2 의 판정부의 블럭 구성도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 여자돌입전류 판정 범위를 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 여자돌입전류 판정 방법을 나타낸 도면이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기투입신호 입력 시점을 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치는 차단기(10)에 연결되어 차단기(10)를 통해 계통의 전압 정보 및 전류 정보를 입력받고, 입력된 전압 정보 및 전류 정보에 따라 차단기(10)에 대한 동기 투입을 제어한다.
이 과정에서, 차단기 동기 투입 제어 장치(20)는 동기 투입에 대한 모니터링 정보를 생성하여 출력 및 저장한다.
이러한 차단기 동기 투입 제어 장치(20)는 휴대용으로 제작될 수 있으며, 이 경우 접속 단자를 통해 차단기(10)와 전기적으로 연결되어 전압 정보 및 전류 정보를 전달받을 뿐만 아니라, 동기 투입을 위한 동기투입신호를 차단기(10)에 입력한다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 장치(20)는 정보 입력부(21), 판정부(22), 전압 위상 검출부(23), 제어부(24) 및 정보 출력부(25)를 포함한다.
정보 입력부(21)는 상기한 차단기(10)로부터 전류 정보 및 전압 정보를 입력받는다. 이 경우 전류 정보에는 기본파 전류 및 여자돌입전류가 포함될 수 있다.
이러한 정보 입력부(21)는 차단기(10)와 전기적으로 접속될 수 있도록 하는 접속 단자 등이 채용될 수 있다.
판정부(22)는 계통으로부터 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였는지를 판정한다.
도 3 을 참조하면, 판정부(22)는 비교부(221) 및 여자돌입전류 판단부(222)를 포함한다.
비교부(221)는 정보 입력부(21)를 통해 입력된 여자돌입전류와 기본파 전류의 크기를 비교하여 비교 결과를 출력한다.
도 4 에는 여자돌입전류와 기본파 전류의 크기가 나타나 있다.
도 4 를 참조하면, 여자돌입전류가 기본파 전류보다 상대적으로 큰 경우로써, 여자돌입전류 판정 범위에서 여자돌입전류가 기본파 전류보다 상대적으로 크게 발생한 것을 판단할 수 있다.
비교부(221)는 여자돌입전류와 기본파 전류가 입력되면, 여자돌입전류와 기본파 전류 각각을 적분하고, 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감하여 그 차감 결과를 여자돌입전류 판단부(222)에 입력한다.
이 경우, 비교부(221)는 기본파 전류의 1개 싸이클 내 기 설정된 단위 위상별로 여자돌입전류와 기본파 전류를 각각 적분함으로써, 단위 위상별로 여자돌입전류를 적분한 적분값과 기본파 전류를 적분한 적분값을 검출한다.
단위 위상은 기본파 전류의 1개 싸이클 내에 1°범위의 전류 위상으로 설정될 수 있다.
따라서, 비교부(221)는 전류위상을 1°씩 총 360개로 구분하고, 각각의 단위위상마다 여자돌입전류와 기본파 전류를 각각 적분하여 여자돌입전류를 적분한 적분값 및 기본파 전류를 적분한 적분값을 산출한다.
이어 비교부(221)는 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감하여 그 차감 결과를 여자돌입전류 판단부(222)에 입력한다.
이와 같이, 비교부(221)가 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감함으로써, 그 차감 결과는 (+)값 또는 (-)값으로 출력될 수 있으며, 차감 결과가 (+)값일 경우에는 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단되고, 차감 결과가 (-)값일 경우에는 여자돌입전류가 발생하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
도 5 를 참조하면, 비교부(221)는 상기한 단위 위상별로 기본파 전류와 여자돌입전류를 각각 적분하여 기본파 전류의 면적과 여자돌입전류의 면적을 산출한다.
기본파 전류의 기울기를 m(b-c)라 하고, 여자돌입전류의 기울기를 m'(d-e)라 하면, 비교부(221)의 비교 결과는 아래의 수학식 1에 따라 돌입여자전류 발생시 (+)값으로 산출되고, 돌입여자전류 미발생시 (-)값으로 산출된다.
여기서, b와 c는 기본파 전류의 크기이며, d와 e는 여자돌입전류의 크기이다.
Figure 112018070689137-pat00001
여기서, a와 a+1은 단위 위상의 범위를 나타내는 기본파 전류의 전류 위상이다.
여자돌입전류 판단부(222)는 비교부(221)로부터 비교 결과가 입력되면 이 비교 결과에 따라 여자돌입전류가 발생하였는지를 판단한다.
즉, 여자돌입전류 판단부(222)는 비교부(221)로부터 단위 위상별로 비교 결과가 입력될 때마다, 비교부(221)로부터 (+)값이 입력되면 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단하고, 비교부(221)로부터 (-)값이 입력되면 여자돌입전류가 발생하지 않은 것으로 판단한다.
전압 위상 검출부(23)는 계통으로부터 인가되는 전압의 전압 위상을 검출한다.
제어부(24)는 판정부(22)의 판정 결과 여자돌입전류가 발생한 것으로 판정되면, 전압 위상 검출부(23)에 의해 검출된 전압 위상에 따라 차단기(10)에 대한 동기 투입을 제어한다.
즉, 제어부(24)는 판정부(22)의 판정 결과 여자돌입전류가 발생된 것으로 판정되면, 전압 위상 검출부(23)에 의해 검출된 전압 위상에 따라 차단기(10)에 동기투입신호를 입력한다.
통상적으로, 계통병입시 전압이 최고값일 때 여자전류가 상대적으로 매우 적어 큰 돌입전류는 발생하지 않는다.
이에, 제어부(24)는 전압이 최고값일 때 차단기(10)가 투입될 수 있도록, 전압 위상 검출부(23)에 의해 검출된 전압 위상이 기 설정된 동기투입범위 이내가 되면 동기투입신호를 차단기(10)에 입력한다. 여기서, 동기투입범위는 전압이 최고값인 전압 위상을 중심으로 해당 전압 위상보다 작은 범위로 설정되며, 예를 들어 전압 위상 90°보다 작은 80°에서 90°의 범위로 설정될 수 있다.
즉, 제어부(24)는 도 6 에 도시된 바와 같이 전압 위상이 80°부근이면 동기투입신호를 차단기(10)에 입력하며, 이에 따라 약 50ms(154kV 기준) 후에 차단기(10)가 투입되게 된다.
이와 같이, 차단기(10)가 전압이 최고값일 때 계통에 병입됨으로써, 여자돌입전류가 최소가 되고, 변압기도 큰 충격없이 가압이 될 수 있다.
반면에, 제어부(24)는 상기한 단위 이상마다 여자돌입전류가 발생하였는지를 판단하는 과정에서, 기본파 전류가 설정 싸이클을 경과할 때까지 여자돌입전류가 지속적으로 발생되지 않으면, 여자돌입전류가 최종적으로 발생하지 않은 것으로 판단한다.
여기서, 설정 싸이클은 5싸이클이 채용될 수 있다. 이는 기본파 전류가 5싸이클이 경과하면 여자돌입전류가 더 이상 발생하지 않기 때문이다.
한편, 제어부(24)는 상기한 바와 같이 차단기(10)에 대한 동기 투입을 제어함과 더불어 동기 투입에 대한 모니터링 정보를 생성 및 저장하고, 이러한 모니터링 정보를 정보 출력부(25)를 통해 출력한다.
모니터링 정보에는 계통으로부터 인가되는 전압, 동기 투입 여부, 동기 투입 시점, 동기 투입시 전압 위상, 및 돌입전류 비율이 포함될 수 있다.
예를 들어, 제어부(24)는 정보 출력부(25)를 통해 0°~ 360°까지의 전압 위상을 그래픽 처리하여 출력하거나, 동기 투입시 동기 투입 시점을 전압 위상에 표시한다.
또한, 제어부(24)는 차단기(10)가 투입되었는지에 따라 '동기 투입'이라는 팝업창을 표시하여 사용자가 동기가 투입되었음을 인지할 수 있도록 한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 방법을 도 7 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 제어 방법의 순서도이다.
도 7 을 참조하면, 먼저 정보 입력부(21)는 차단기(10)로부터 전류 정보 및 전압 정보를 입력받는다(S10).
정보 입력부(21)로부터 전류 정보 및 전압 정보가 입력됨에 따라, 비교부(221)는 기본파 전류의 1개 싸이클 내 기 설정된 단위 위상별로 여자돌입전류와 기본파 전류 각각을 적분하고, 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감하여 그 차감 결과를 여자돌입전류 판단부(222)에 입력한다.
이 경우, 비교부(221)는 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감한 차감 결과를 (+)값 또는 (-)값으로 출력한다.
이어, 여자돌입전류 판단부(222)는 비교부(221)로부터 단위 위상별로 입력된 차감 결과에 따라 여자돌입전류가 발생하였는지를 판단(S20)하는데, 비교부(221)로부터 (+)값이 입력되면 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단하고, 비교부(221)로부터 (-)값이 입력되면 여자돌입전류가 발생하지 않은 것으로 판단한다.
여자돌입전류 판단부(222)에 의해 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단됨에 따라, 제어부(24)는 전압 위상 검출부(23)를 제어하여 계통으로부터 인가되는 전압의 전압 위상을 검출한다(S30).
전압 위상 검출부(23)에 의해 전압 위상이 검출됨에 따라, 제어부(24)는 전압이 최고값일 때 차단기(10)가 투입될 수 있도록, 전압 위상 검출부(23)에 의해 검출된 전압 위상이 기 설정된 동기투입범위 이내인지를 판단하고, 판단 결과 전압 위상이 동기투입범위 이내에 포함되면 동기투입신호를 차단기(10)에 입력하여 차단기(10)를 투입한다(S50).
즉, 제어부(24)는 전압 위상이 80°부근이면 동기투입신호를 차단기(10)에 입력하며, 이에 따라 약 50ms(154kV 기준) 후에 차단기(10)가 투입되게 된다.
한편, 단계(S20)에서의 판단 결과 여자돌입전류가 발생하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(24)는 기본파 전류가 설정 싸이클을 경과하는지 여부를 판단하고(S60), 판단 결과 기본파 전류가 설정 싸이클을 경과하지 않았으면 단계(S10)로 리턴한다.
반면에, 기본파 전류가 설정 싸이클을 경과하였으면, 제어부(24)는 여자돌입전류가 발생하지 않은 것으로 최종 판정한다.
아울러, 제어부(24)는 상기한 바와 같이 차단기(10)에 대한 동기 투입을 제어함과 더불어 동기 투입에 대한 모니터링 정보, 예를 들어 계통으로부터 인가되는 전압, 동기 투입 여부, 동기 투입 시점, 동기 투입시 전압 위상 및 돌입전류 비율을 생성 및 저장하고, 이러한 모니터링 정보를 정보 출력부(25)를 통해 출력한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 장치 및 방법은 차단기 동기 투입 제어 장치를 이용하여 조상설비용 또는 일반 수용기 변압기 가압 시에 여자돌입전류로 인한 트립 발생을 예방한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 장치 및 방법은 여자돌입전류 발생여부를 판단하고 여자돌입전류를 검출하여 안정적인 계통병입을 유도하고 차단기의 트립 발생을 사전에 방지한다.
게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 동기 투입 장치 및 방법은 차단기의 여자돌입전류 특성을 분석하여 차단기의 진단 결과를 획득할 수 있도록 하고, 차단기 트립 발생을 분석하기 위한 다양한 구성 요소를 기준 시간에 동기화시켜 동작시킴으로써 동일한 시간대에 감지되는 위상각도를 바탕으로 정확하게 차단기 트립을 분석할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 차단기 20: 차단기 동기 투입 제어 장치
21: 정보 입력부 22: 판정부
221: 비교부 222: 여자돌입전류 판단부
23: 전압 위상 검출부 24: 제어부
25: 정보 출력부

Claims (20)

  1. 계통으로부터 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 판정부;
    계통으로부터 인가되는 전압의 전압 위상을 검출하는 전압 위상 검출부; 및
    상기 판정부의 판정 결과 상기 여자돌입전류가 발생한 것으로 판정되면, 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상에 따라 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 판정부는 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류의 크기를 기 설정된 단위위상별로 비교하여 비교 결과를 출력하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 여자돌입전류가 발생하였는지를 판단하는 여자돌입전류 판단부를 포함하며,
    상기 비교부는 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하고, 상기 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 상기 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감하며,
    상기 비교부는 상기 기본파 전류의 1개 싸이클 내 기 설정된 단위 위상별로 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 장치.
  2. 삭제
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  5. 제 1 항에 있어서, 상기 여자돌입전류 판단부는
    상기 여자돌입전류를 적분한 적분값이 상기 기본파 전류를 적분한 적분값보다 크면 상기 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압이 최고값일 때 차단기가 투입되도록 상기 차단기에 동기투입신호를 입력하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상이 기 설정된 동기투입범위 이내가 되면 상기 동기투입신호를 상기 차단기에 입력하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 동기투입범위는 전압이 최고값인 전압 위상보다 작은 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부의 제어신호에 따라 동기 투입에 대한 모니터링 정보를 출력하는 정보 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 모니터링 정보는 계통으로부터 인가되는 전압, 상기 동기 투입 여부, 동기 투입 시점, 동기 투입시 전압 위상 및 돌입전류 비율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 장치.
  11. 판정부가 계통으로부터 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계;
    전압 위상 검출부가 계통으로부터 인가되는 전압의 전압 위상을 검출하는 단계; 및
    제어부가 상기 판정부의 판정 결과 상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생한 것으로 판정되면, 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상에 따라 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서, 상기 판정부는 상기 여자돌입전류와 기본파 전류의 크기를 기 설정된 단위위상별로 비교하여 비교 결과에 따라 상기 여자돌입전류가 발생하였는지를 판단하며,
    상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서, 상기 판정부는 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하고, 상기 여자돌입전류를 적분한 적분값에서 상기 기본파 전류를 적분한 적분값을 차감하며,
    상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서, 상기 판정부는 상기 기본파 전류의 1개 싸이클 내 기 설정된 단위 위상별로 상기 여자돌입전류와 상기 기본파 전류를 각각 적분하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 방법.
  12. 삭제
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  15. 제 11 항에 있어서, 상기 여자돌입전류가 기본파 전류 이상으로 발생하였지를 판정하는 단계에서,
    상기 판정부는 상기 여자돌입전류를 적분한 적분값이 상기 기본파 전류를 적분한 적분값보다 크면 상기 여자돌입전류가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압이 최고값일 때 차단기가 투입되도록 상기 차단기에 동기투입신호를 입력하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 차단기에 대한 동기 투입을 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 전압 위상 검출부에 의해 검출된 전압 위상이 기 설정된 동기투입범위 이내가 되면 상기 동기투입신호를 상기 차단기에 입력하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 동기투입범위는 전압이 최고값인 전압 위상보다 작은 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 방법.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부의 제어신호에 따라 동기 투입에 대한 모니터링 정보를 출력하는 정보 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 모니터링 정보는 계통으로부터 인가되는 전압, 상기 동기 투입 여부, 동기 투입 시점, 동기 투입시 전압 위상 및 돌입전류 비율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 동기 투입 제어 방법.
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