KR102128036B1 - Arc protection system and method to control arc protection system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an arc protection system which does not use an arc eliminator in case of a phase-to-phase short-circuit or a ground fault during an arc accident of a switchboard. The present invention comprises: a sensor for detecting an arc accident in the switchboard; an arc removing unit to ground the fault current; and a control unit which measures the short-circuit current value of the switchboard and is connected to the sensor, wherein the control unit drives the arc removing unit when the short-circuit current value corresponds to a three-phase short-circuit during detection of the arc accident and does not drive the arc removing unit when it is less than the three-phase short-circuit current.

Description

아크 보호 시스템 및 아크 보호 시스템의 제어 방법{Arc protection system and method to control arc protection system}Arc protection system and method to control arc protection system

본 발명은 아크 보호 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력기기의 수배전반에서 상부 모선과 하부 모선을 차단하는 메인차단기와 단락 및 접지를 하여 아크를 제거하는 아크제거기를 포함하는 아크 보호 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an arc protection system and a control method thereof, and more specifically, arc protection including a main circuit breaker for blocking the upper busbar and the lower busbar of a power device and an arc eliminator for removing arcs by shorting and grounding. It relates to a system and its control method.

수배전반은 전력 계통에 구비되어 전력 계통의 전력을 공급받아 각각의 전력수용기의 부하설비에서 요구하는 전력을 공급하는 기기이다. 여기서 배전반(distribute panel)은 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 특고압의 전력을 고압 및 저압으로 변환하여 계통별로 분배하는 것으로, 변압기나 스위치장치 및 기타 안전장치 등의 전기설비가 캐비닛 내부에 일정하게 배치된 것을 말한다.The switchboard is a device provided in the power system to receive power from the power system and supply power required by the load facility of each power receiver. Here, the distribution panel converts special high voltage power into high and low voltage for distribution or operation of power plants, substations, and electric motors, and distributes them by system, such as transformers, switch devices, and other safety devices. It means that the equipment is constantly arranged inside the cabinet.

이러한 배전반에 있어서, 배전반의 내부에서 절연파괴로 인한 단락 또는 경년 열화에 따라 아크 사고가 발생할 수 있으며, 사고 발생 시 고온, 고압으로 인하여 폭발이 발생하기도 한다.In such a switchboard, an arc accident may occur due to short circuit or aging due to insulation breakdown in the switchboard, and an explosion may also occur due to high temperature and high pressure in the event of an accident.

특히, 아크 사고가 발생하면 아크 섬광과 아크 전류가 발생하는데, 전기 아크의 중심 온도는 약 2000K까지 상승하며, 아크 에너지는 열, 압력, 복사 등의 형태로 변환되어 주변의 기기 및 장치 등에 심각한 피해를 주며 인명 손실까지 가져올 수 있다.In particular, when an arc accident occurs, arc flash and arc current occur, and the central temperature of the electric arc rises to about 2000K, and the arc energy is converted into heat, pressure, radiation, etc., causing serious damage to nearby equipment and devices. And can even result in loss of life.

나아가, 전기 아크가 차단기 등의 소호부가 아닌 전력 기기의 절연부분에서 단락사고에 의하여 발생할 때 인명피해, 전력 기기 파손은 물론, 이로 인한 장시간 정전 및 유지보수 등의 피해가 발생한다.Furthermore, when an electric arc occurs due to a short circuit accident in the insulation portion of a power device, not an extinguishing part such as a breaker, damage to the power device, damage to the power device, and long-term power failure and maintenance are caused.

따라서 보호계전기를 포함한 아크 보호 시스템을 적절하게 구비하는 것이 매우 중요하다.Therefore, it is very important to properly provide an arc protection system including a protective relay.

일반적인 아크 보호 시스템은 배전반에 구비되며, 배전반 내부의 아크 사고를 감지하는 센서로부터 아크 섬광을 인지하는 동시에 단락전류를 순간 센싱하여 보호계전기가 동작 신호를 아크제거기에 보내고 아크제거기가 사고 전류를 단락 및 접지시켜 사고 발생 지점의 아크를 소멸시킨다.A general arc protection system is provided in the switchboard, and the short circuit current is sensed at the same time by detecting the arc flash from the sensor that detects the arc accident inside the switchboard, and the protection relay sends an operation signal to the arc canceller, and the arc eliminator short circuits the accident current. Ground to extinguish the arc at the point of accident.

그런데 아크제거기는 배전반을 삼상단락(Three phase short circuit fault)의 상태로 접지를 시키기 때문에 배전반 계통 전체를 관통하는 대전류가 흐르게 된다. 이에 변압기 등 절연내력이 약한 설비는 기준에 미치지 못하는 단락강도를 가짐으로써 소손되는 문제가 있었다.However, since the arc eliminator grounds the switchboard in the state of a three phase short circuit fault, a large current flows through the entire switchboard system. Accordingly, equipment with weak dielectric strength, such as a transformer, has a problem of being burned out by having a short-circuit strength that does not meet the standard.

특히, 삼상단락 사고 외의 경우, 즉 상간단락(Phase to phase short circuit fault) 또는 지락(Ground earth fault)사고의 경우 사고 전류가 크지 않으며, 아크를 동반하더라도 폭발에너지가 작아 절연파괴 정도가 작다. 그런데 삼상단락과 이외의 사고를 구분하지 않고 모든 아크 사고에 아크제거기를 적용하여, 상대적으로 작은 사고에도 대전류 통전으로 인한 장비 소손 문제가 있었다. 장비 소손 시 아크 사고를 동반하는데, 총 사고의 75%가 작업자가 배전반 주위에 있을 때 발생하여 인명피해 문제가 심각한 실정이다.In particular, in the case of a three-phase short circuit accident, that is, in the case of a phase to phase short circuit fault or a ground earth fault, the accident current is not large, and even with an arc, the explosion energy is small and the degree of insulation destruction is small. However, the arc eliminator was applied to all arc accidents without distinguishing between three-phase short circuits and other accidents, and there was a problem of equipment burnout due to high current conduction even in relatively small accidents. When the equipment is burnt out, it is accompanied by an arc accident, and 75% of the total accidents occur when the worker is around the switchboard, which is a serious problem.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구체적으로는 배전반의 아크 사고 중 상간단락 또는 지락의 경우에는 아크제거기를 동작시키지 않는 아크 보호 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and specifically, an object of the present invention is to provide an arc protection system that does not operate the arc eliminator in case of a short circuit or ground fault during an arc accident of the switchboard.

본 발명 아크 보호 시스템의 일 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 배전반의 아크 사고를 감지하는 센서; 사고 전류를 접지시키는 아크제거부; 및 상기 배전반의 단락전류값을 계측하고, 상기 센서에 연결되는 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 아크 사고 감지 시, 상기 단락전류값이 삼상단락전류에 해당하면 상기 아크제거부를 구동시키고, 상기 삼상단락전류보다 작으면 상기 아크제거부를 구동시키지 않는 것을 특징으로 한다.One embodiment of the arc protection system of the present invention is to solve the above problems, a sensor for detecting an arc accident in the switchboard; An arc removing unit to ground the accident current; And a control unit measuring a short circuit current value of the switchboard and connected to the sensor. Including, the control unit, when detecting the arc accident, the short-circuit current value corresponds to the three-phase short-circuit current to drive the arc removal unit, if less than the three-phase short-circuit current is characterized in that the arc removal unit does not drive .

상기 배전반의 회로를 개폐하도록 설치되는 차단부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 단락전류값이 제1설정값 이상인 경우 상기 삼상단락전류가 흐르는 것으로 판단하고, 상기 단락전류값이 상기 제1설정값보다 작은 제2설정값 이상인 경우 상기 차단부를 개방시키는 것을 특징으로 한다. 따라서 아크제거기는 사고 전류가 매우 큰 삼상단락의 경우에만 작동할 수 있다.A blocking unit installed to open and close the circuit of the switchboard; Further comprising, if the short-circuit current value is greater than or equal to the first set value, it is determined that the three-phase short-circuit current flows, and if the short-circuit current value is greater than or equal to the second set value less than the first set value, the blocking Characterized by opening the wealth. Therefore, the arc eliminator can be operated only in the case of a three-phase short circuit with a very high accident current.

또한 상기 배전반은, 주회로와, 상기 주회로부터 전력이 분배되는 복수의 부회로를 포함하고, 상기 차단부는, 상기 주회로의 전류를 개폐하는 주회로차단기와, 상기 부회로의 전류를 개폐하는 부회로차단기를 포함하고, 상기 센서는 상기 부회로차단기를 기준으로, 전력이 공급되는 측에 설치되는 제1센서와, 전력이 분배되는 측에 설치되는 제2센서를 포함하고, 상기 아크 사고가 제1센서로부터 감지되는 경우 상기 주회로차단기를 개방시키고, 상기 아크 사고가 제2센서로부터 감지되는 경우 상기 부회차단기를 개방시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the switchboard includes a main circuit, a plurality of sub-circuits to which power is distributed from the main circuit, and the blocking unit includes a main circuit breaker that opens and closes the current of the main circuit, and a circuit that opens and closes the current of the sub-circuit. It includes a low circuit breaker, the sensor, based on the sub-circuit breaker, a first sensor installed on the side to which power is supplied, and a second sensor installed on the side to which power is distributed, the arc accident is eliminated It is characterized by opening the main circuit breaker when it is detected from one sensor, and opening the secondary circuit breaker when the arc accident is detected from a second sensor.

나아가 본 발명 아크 보호 시스템의 제어 방법은, 배전반에 아크 사고 발생시, 아크 사고를 감지하고, 상기 배전반의 단락전류값을 측정하는 단계; 상기 단락전류값의 범위를 판단하는 단계; 및 상기 단락전류값이 삼상단락전류에 해당하면 사고 전류를 접지시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the control method of the arc protection system of the present invention includes: detecting an arc accident when an arc accident occurs in the switchboard and measuring a short circuit current value of the switchboard; Determining a range of the short-circuit current value; And grounding the fault current when the short-circuit current value corresponds to a three-phase short-circuit current. It characterized in that it comprises.

상기 단락전류값의 범위를 판단하는 단계는, 상기 단락전류값이 제1설정값 및 제1설정값보다 작은 제2설정값을 기준으로, 제1설정값 이상, 제1설정값과 제2설정값 사이, 제2설정값 미만의 범위 중 어느 범위에 해당하는지를 판단하고, 상기 단락전류값이 상기 제1설정값 이상인 경우 삼상단락전류로 판단하고, 상기 전류값이 제2설정값 이상인 경우 차단부를 개방시켜 상기 아크 사고로 인한 전류를 제거하는 것을 특징으로 한다. 따라서 사고 전류가 매우 큰 삼상단락 사고의 경우에만 아크제거기가 작동될 수 있다.In the determining of the range of the short-circuit current value, the short-circuit current value is greater than or equal to the first set value, the first set value, and the second set based on the first set value and the second set value smaller than the first set value. Between the values, it is determined which of the ranges less than the second set value, and if the short-circuit current value is greater than or equal to the first set value, it is determined as a three-phase short-circuit current, and if the current value is greater than or equal to the second set value, the blocking unit It is characterized by opening to remove the current caused by the arc accident. Therefore, the arc eliminator can be operated only in the case of a three-phase short-circuit accident with a very large accident current.

또한 상기 아크 사고가 감지되는 위치에 따라, 주회로의 차단기 또는 상기 주회로로부터 전력이 분배되는 부회로의 차단기를 선택적으로 개방시키는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the position where the arc accident is detected, it is characterized in that the circuit breaker of the main circuit or the circuit breaker of the sub-circuit to which power is distributed from the main circuit is selectively opened.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.According to the problem solving means of the present invention as described above, it is possible to expect a variety of effects, including the following. However, the present invention is not established when all of the following effects are exerted.

본 발명에 따르면 상간단락 또는 지락 사고의 경우 삼상단락의 경우와 취급을 달리함으로써, 종래 모든 아크 사고에 아크제거기를 사용함으로써 발생하는 장비 파손의 문제와, 장비가 폭발하는 경우 인명사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, in the case of a phase-to-phase short circuit or a ground-fault accident, the handling is different from the case of a three-phase short circuit, and the problem of equipment damage caused by the use of an arc remover for all conventional arc accidents and a human accident occurs when the equipment explodes Can be prevented.

나아가 본 발명은 상간단락 또는 지락 사고의 경우 사고의 복구가 빠르며, 장비가 소손되지 않아 경제성이 높은 유리한 효과가 있다.Furthermore, the present invention is advantageous in that in the case of a short-to-short or ground fault, recovery of the accident is fast, and the equipment is not burned out, so that economic efficiency is high.

도 1은 본 발명 일 실시예인 아크 보호 시스템의 개략도,
도 2는 도 1의 블럭도,
도 3은 도 1에 의한 아크 보호 시스템의 제어 방법의 동작 순서도이다.1 is a schematic diagram of an arc protection system according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a block diagram of Figure 1,
3 is an operation flowchart of a control method of the arc protection system according to FIG. 1.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명 일 실시예인 아크 보호 시스템의 개략도, 도 2는 도 1의 블럭도, 도 3은 도 1에 의한 아크 보호 시스템의 제어방법의 동작 순서도이다.1 is a schematic diagram of an arc protection system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is an operation flowchart of a control method of the arc protection system according to FIG. 1.

도 l을 참조하면, 본 발명 아크 보호 시스템은, 아크 사고(1)를 감지하며, 아크 사고(1) 발생 시 아크를 감지하는 센서(10, 11)와, 배전반에 흐르는 대전류를 일정한 비율의 작은 전류로 바꾸는 전류변성기(20)와, 배전반의 사고 전류를 접지시키는 아크제거부(50)와, 배전반 회로를 개폐하도록 설치되는 차단부(40, 41)와, 센서(10)가 아크 감지 시 회로 내의 단락전류값을 측정하여 아크제거부(50) 및 차단부(40, 41)를 동작시키는 제어부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the arc protection system of the present invention detects an arc accident (1), and detects an arc when an arc accident (1) occurs, and sensors (10, 11) and a large current flowing through the switchboard in a small proportion. The current transformer 20 converting to electric current, the arc removing unit 50 for grounding the accident current of the switchboard, and the blocking parts 40 and 41 installed to open and close the switchboard circuit, and the sensor 10 circuit when detecting an arc It includes a control unit 300 for operating the arc removal unit 50 and the blocking unit (40, 41) by measuring the short-circuit current value within.

배전반은, 전력 공급 라인인 모선에 해당하는 주회로와, 주회로로부터 병렬로 분기되어 전력을 분배받는 복수의 부회로를 포함한다. 또한 차단부는, 주회로에 설치되는 주회로차단기(40)와, 각 부회로에 설치되는 부회로차단기(41)를 포함한다. 또한 센서는, 부회로차단기(41)를 기준으로, 전력이 공급되는 주회로 측에 설치되는 제1센서(10)와, 전력이 분배되는 측에 설치되는 제2센서(11)를 포함한다. 따라서 주회로에는 전류변성기(20), 주회로차단기(40), 제1센서(10)가 설치되고, 부회로에는 부회로차단기(41)와, 부회로차단기(41)를 기준으로 주회로측에 제1센서(10), 반대측에 제2센서(11)가 설치된다.The switchboard includes a main circuit corresponding to a busbar that is a power supply line, and a plurality of sub-circuits that are branched in parallel from the main circuit to receive power. In addition, the blocking unit includes a main circuit breaker 40 installed in the main circuit, and a sub circuit breaker 41 installed in each sub circuit. In addition, the sensor, based on the sub-circuit breaker 41, includes a first sensor 10 installed on the main circuit side to which power is supplied, and a second sensor 11 installed on the side to which power is distributed. Accordingly, the current transformer 20, the main circuit breaker 40, and the first sensor 10 are installed in the main circuit, and the main circuit side is based on the sub circuit breaker 41 and the sub circuit breaker 41 in the sub circuit. In the first sensor 10, the second sensor 11 is installed on the opposite side.

센서(10,11)는, 배전반의 각 격실에 설치되며, 아크 사고 시의 강한 압력에도 견딜 수 있도록 설계된다. 또한 센서(10,11)는 포인트 센서 등 광센서를 이용함이 일반적이며, 아크 발생 시 섬광의 온도를 감지하는 온도 센서나 주파수를 이용하는 루프 센서 등을 사용할 수 도 있다. 이 때 포인트 센서와 루프 센서는 케이블과 버스바(busbar)의 접속 부위에 설치함이 바람직하다.The sensors 10 and 11 are installed in each compartment of the switchboard, and are designed to withstand strong pressure in the event of an arc. In addition, the sensors 10 and 11 generally use an optical sensor such as a point sensor, and a temperature sensor that senses the temperature of the flash when an arc occurs or a loop sensor that uses a frequency may be used. At this time, it is preferable to install the point sensor and the loop sensor at the connection part of the cable and the busbar.

전류변성기(20)는 큰 전류를 일정한 비율의 작은 전류로 바꾸는 기구로, 철심과 주회로에 직렬로 연결되는 일차 코일 및 이차 코일로 되어 있다. 제어부(300)는 이차 코일에 흐르는 전류값을 측정함으로써 주회로에 흐르는 단락전류값을 측정할 수 있다.The current transformer 20 is a mechanism for converting a large current into a small current at a constant rate, and is composed of a primary coil and a secondary coil connected in series to an iron core and a main circuit. The controller 300 may measure the short-circuit current value flowing through the main circuit by measuring the current value flowing through the secondary coil.

아크제거부(50)는, 일단이 배전반의 전원 측에 연결되고 타단이 접지되어 전원과 접지 사이를 개폐하도록 설치되는 아크제거기(52)를 포함하며, 아크제거기(52)의 동작을 제어하는 아크제거기 제어장치(51)를 더 포함할 수 있다. The arc removing unit 50 includes an arc remover 52 having one end connected to the power side of the switchboard and the other end grounded to be opened and closed between the power source and the ground, and the arc controlling the operation of the arc remover 52 The eliminator control device 51 may be further included.

아크제거기(52)는 상간, 지간 절연이 유지될 수 있는 공간에 설치되며, 계통의 순서상 주회로차단기(40) 후단에 연결되고, 접지부와는 절연이 유지되도록 설치된다. 아크제거기(50)에 구동 트립 명령이 전달되면, 아크제거기(52)가 투입되어 아크 사고로 흐르던 전류가 더 낮은 임피던스로 3상 접지된 아크제거기(52)를 통해 접지되어 소멸된다.The arc eliminator 52 is installed in a space where phase and ground insulation can be maintained, is connected to the rear end of the main circuit breaker 40 in the order of the system, and is installed to maintain insulation from the ground. When a drive trip command is transmitted to the arc eliminator 50, the arc eliminator 52 is input and the current flowing through the arc accident is grounded and dissipated through the three-phase grounded arc eliminator 52 with a lower impedance.

아크제거기 제어장치(51)는, 제어부(300)로부터 트립 명령을 받아서 아크제거기(52)를 구동시키는 역할을 하며, 아크제거기(52)에 가까운 위치에 설치된다.The arc eliminator control device 51 serves to drive the arc eliminator 52 by receiving a trip command from the controller 300, and is installed at a position close to the arc eliminator 52.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 제어부(300)는 센서(10, 11), 전류변성기(20), 아크제거부(50) 및 차단부(40, 41)에 연결되어, 센서가 아크를 감지하면 전류변성기(20)를 통해 측정되는 단락전류값에 따라 차단부(40) 및 아크제거부(50)를 동작시킨다.1 and 2 together, the control unit 300 is connected to the sensors 10 and 11, the current transformer 20, the arc removal unit 50 and the blocking units 40 and 41, so that the sensor arcs. Upon detection, the blocking part 40 and the arc removing part 50 are operated according to the short-circuit current value measured through the current transformer 20.

제어부(300)는, 정격전류값을 고려하여 설정값이 설정되고, 이를 측정되는 단락전류값과 비교하여, 단락전류값이 설정값 이상이 되면 사고 전류로 판단한다. 사고 전류로 판단되는 경우 아크제거부(50)를 단락시켜 아크와 사고 전류를 제거하며, 차단부(40, 41)를 개방시켜 사고가 발생한 배전반으로 흐르는 전류를 차단하며 해당 계통을 분리한다.The control unit 300 sets the set value in consideration of the rated current value, compares it with the measured short-circuit current value, and determines if the short-circuit current value is greater than or equal to the set value. When it is judged that the accident current is short, the arc removing unit 50 is short-circuited to remove the arc and the accident current, and the blocking units 40 and 41 are opened to block the current flowing to the switchboard where the accident occurred and to isolate the corresponding system.

더욱 상세하게 설명하면, 제어부(300)는 차단부(40) 및 아크제거부(50)를 동작시키며 제1마스터유닛(311)과 제2마스터유닛(312)을 포함하는 메인제어부(310)와, 메인제어부(310)의 기능을 확장하는 슬레이브유닛(320)으로 구성된다. 각 구성은 통신 가능하게 광케이블로 연결된다.In more detail, the control unit 300 operates the blocking unit 40 and the arc removal unit 50, and includes a main control unit 310 including a first master unit 311 and a second master unit 312. , Consisting of a slave unit 320 that expands the functions of the main control unit 310. Each configuration is connected by an optical cable to enable communication.

제1마스터유닛(311)은 센서(10, 11)와 전기적으로 연결되어 센서의 아크 신호를 수신한다. 또한 전류변성기(20)와도 전기적으로 연결되어 주회로에 흐르는 단락전류값을 측정한다. 센서의 아크 신호 및 단락전류값에 의해 사고 지점 및 사고가 삼상단락 사고인지, 상간이나 지락 사고인지 판단한다. 이후 삼상단락 사고이면, 광케이블로 연결된 주회로차단기(40) 및 아크제거기(52)에 트립 명령을 보내 이를 동작시킨다. 삼상단락 사고의 판단은, 제1마스터유닛(311)에 할당된 제1설정값을 기준으로, 제1설정값 이상의 단락전류값이 측정되면 삼상단락전류가 흐르는 것으로 판단할 수 있다. 단락전류값이 제1설정값 미만인 경우 삼상단락 사고가 아닌 것으로 판단하여 이 경우에는 아크제거기(52)를 동작시키지 않는다. 여기서 제1설정값은 삼상단락전류에 대응하는 전류값으로서, 삼상단락시의 전류값보다 소폭 낮은 전류값이며, 대략 정격 전류의 5 내지 8배 정도에 해당한다.The first master unit 311 is electrically connected to the sensors 10 and 11 to receive the arc signal of the sensor. In addition, it is also electrically connected to the current transformer 20 to measure the short-circuit current flowing in the main circuit. Based on the arc signal and the short-circuit current value of the sensor, it is determined whether the accident point and the accident are three-phase short-circuit accidents, phase or ground faults. Thereafter, in the case of a three-phase short circuit accident, a trip command is sent to the main circuit breaker 40 and the arc eliminator 52 connected by an optical cable to operate it. The determination of the three-phase short-circuit accident may be determined as a three-phase short-circuit current flowing when a short-circuit current value equal to or greater than the first set value is measured based on the first set value assigned to the first master unit 311. If the short-circuit current value is less than the first set value, it is determined that it is not a three-phase short circuit accident, and in this case, the arc eliminator 52 is not operated. Here, the first set value is a current value corresponding to the three-phase short-circuit current, and is a slightly lower current value than the current value at the three-phase short-circuit current, which is approximately 5 to 8 times the rated current.

제2마스터유닛(312)은 제1마스터유닛(311)과 통신 가능하게 연결되는 동시에 전류변성기(20)와도 전기적으로 연결된다. 전류변성기(20)와는 제1마스터유닛(311)을 관통하여 연결되는 것도 가능하다. 제2마스터유닛(312)에는 제2설정값이 할당되어 있으며, 제2마스터유닛(312)는 단락전류값이 제2설정값 이상인지를 판단하여, 제1마스터유닛(311)과 이를 공유할 수 있다. 단락전류값이 제2설정값 이상인 경우, 아크 사고(삼상단락, 상간단락, 지락)가 발생한 것으로 판단한다. 제2마스터유닛(312)과 제1마스터유닛(311)이 제2설정값 이상의 단락전류가 발생된 것을 공유함으로써, 제1마스터유닛(311)이 차단부(40)를 동작시키는 트립 명령을 발할 수 있다. 여기서 제2설정값은 상간단락 또는 지락 사고에 의한 전류에 대응하는 전류값으로서, 상간단락 또는 지락사고 시의 전류값보다 소폭 낮은 전류값이며, 대략 정격 전류의 1배 또는 2배 내의 범위에서 설정된다. 즉, 제2설정값은 제1설정값보다 작게 설정된다.The second master unit 312 is communicatively connected to the first master unit 311 and is also electrically connected to the current transformer 20. It is also possible to connect to the current transformer 20 through the first master unit 311. The second master unit 312 is assigned a second set value, and the second master unit 312 determines whether the short-circuit current value is greater than or equal to the second set value and shares it with the first master unit 311. Can. When the short-circuit current value is greater than or equal to the second set value, it is determined that an arc accident (three-phase short circuit, short-to-phase short circuit, ground fault) has occurred. As the second master unit 312 and the first master unit 311 share that a short-circuit current having a second set value or more is generated, the first master unit 311 issues a trip command to operate the blocking unit 40. Can. Here, the second set value is a current value corresponding to a current caused by a short-to-phase short-circuit or ground-fault accident, and is a current value slightly lower than a current value during a short-to-short-circuit or ground-fault accident, and is set within a range of approximately 1 or 2 times the rated current. do. That is, the second set value is set smaller than the first set value.

제1마스터유닛(311)과 별도로 제2마스터유닛(312)을 구비하는 것은, 종래 제1마스터유닛(311)에 해당하는 아크 보호 계전기만을 이용하여 하나의 설정값만을 기준으로 사고(삼상, 상간, 지락 사고)를 판단하였던 것과 달리, 본 발명은 두 개의 설정값을 기준으로 사고 여부 및 사고의 종류를 구분하여 지락, 상간 사고와 삼상 단락 사고를 분리하여 보호한다. 이러한 분리 보호에 있어, 종래의 부품을 이용하여 구현될 수 있도록 하여 새로운 장치를 개발 및 구매하지 않아도 되게 함으로써 경제성을 도모하기 위함이다. 따라서 제1마스터유닛(311)과 제2마스터유닛(312)가 일체로 형성되며, 두 개의 설정값을 기준으로 제어하는 것도 가능함은 물론이다.Having the second master unit 312 separately from the first master unit 311 is an accident based on only one set value using only an arc protection relay corresponding to the first master unit 311 (three-phase, phase-to-phase) , Ground fault accident), the present invention classifies whether the accident and the type of accident based on the two set values to separate and protect the ground fault, the phase fault and the three-phase fault. The purpose of this separation protection is to promote economic efficiency by making it possible to be implemented using conventional components, thereby eliminating the need to develop and purchase new devices. Therefore, the first master unit 311 and the second master unit 312 are integrally formed, and it is needless to say that it is possible to control based on two set values.

슬레이브유닛(320)은 센서와 전기적으로 연결되어 아크 사고 발생 시, 사고 발생 및 사고 위치를 파악할 수 있다. 사고 발생 및 사고 위치에 대한 정보는 메인제어부(310)와 실시간으로 공유되며, 제1마스터유닛(311)이 차단부를 동작시키고, 그 때 측정되는 단락전류값에 따라 아크제거부(50)를 동작시킨다.The slave unit 320 is electrically connected to a sensor to detect an accident and an accident location when an arc accident occurs. Information on the occurrence of the accident and the location of the accident is shared in real time with the main control unit 310, and the first master unit 311 operates the blocking unit, and then operates the arc removal unit 50 according to the measured short-circuit current value. Order.

한편 주회로차단기(40)는 제1슬레이브유닛(311)을 통해, 부회로차단기(41)는 인접하게 설치된 슬레이브유닛(320)을 통해 동작될 수 있다. 제어부(300)는, 상간이나 지락 사고 시, 센서로부터 파악되는 아크 위치에 따라 주회로차단기(40)와 부회로차단기(41)를 동시 또는 선택적으로 동작시킬 수 있다. 즉 본 발명은, 제1센서(10)에 의해 아크가 감지되는 경우 주회로차단기(40), 제2센서(11)에 의해 아크가 감지되는 경우 부회로차단기(41)를 동작시켜 사고가 난 해당 계통만을 분리함으로써, 나머지 전력계통을 이용할 수 있도록 한다.Meanwhile, the main circuit breaker 40 may be operated through the first slave unit 311, and the sub circuit breaker 41 may be operated through the adjacent slave unit 320. The controller 300 may simultaneously or selectively operate the main circuit breaker 40 and the sub circuit breaker 41 according to the arc position recognized by the sensor in case of a phase-to-phase or ground fault. That is, in the present invention, an accident occurs by operating the main circuit breaker 40 when the arc is detected by the first sensor 10 and the sub circuit breaker 41 when the arc is detected by the second sensor 11. By separating only the system, the rest of the power system can be used.

다시 도 3의 순서도를 참조하여 본 발명의 제어 방법을 설명한다.The control method of the present invention will be described again with reference to the flowchart of FIG. 3.

아크 사고(1)가 발생(S1)하면, 센서(10, 11)는 아크 섬광 등에 의해 아크 사고(1)를 감지하여 아크 신호를 제어부(300)에 전달하며(S2), 제1마스터유닛(311)과 제2마스터유닛(312)은 전류변성기(20)를 통해 사고 시의 단락전류값을 측정한다(S3).When the arc accident (1) occurs (S1), the sensors (10, 11) detects the arc accident (1) by arc flash, etc. and transmits an arc signal to the control unit (300) (S2), the first master unit ( 311) and the second master unit 312 measures the short-circuit current value in the event of an accident through the current transformer 20 (S3).

이후 제2마스터유닛(312)은, 단락전류값이 제2설정값 이상인지 판단한다(S4). 전류값이 제2설정값 이상이 아니라면, 아크제거기(52)나 차단기를 사용할만한 아크 사고(1)가 아닌 것으로 판단하여 제어부(300)는 제어를 종료한다(S5).Thereafter, the second master unit 312 determines whether the short-circuit current value is greater than or equal to the second set value (S4). If the current value is not greater than the second set value, it is determined that it is not an arc accident (1) that can use the arc remover 52 or the circuit breaker, and the controller 300 ends the control (S5).

반면에 단락전류값이 제2설정값 이상이라면, 아크 사고(1)가 발생한 것으로 판단하고, 단락전류값이 제1설정값 이상인지 판단한다(S6). 이는 아크 사고(1) 중 삼상단락의 경우인지를 판단하기 위한 것으로, 제1마스터유닛(311)에 의한다.On the other hand, if the short-circuit current value is greater than or equal to the second set value, it is determined that an arc accident 1 has occurred, and it is determined whether the short-circuit current value is greater than or equal to the first set value (S6). This is to determine if the three-phase short circuit among the arc accidents (1), by the first master unit 311.

전류값이 제1설정값 이상이 아니라면 아크 사고(1) 중 상간단락 또는 지락 사고가 발생한 것으로 판단하여, 제1마스터유닛(311)은 차단기 개방 신호를 출력하고(S7), 차단기가 개방되며(S7'), 이에 따라 배전반에 인입되는 전류가 차단된다(S8). 이 경우 아크제거기(52)는 작동하지 않는다. 아크는 공기 등에 의하여 소멸하게 된다(S8). If the current value is not equal to or greater than the first set value, it is determined that a phase short or ground fault has occurred during the arc accident (1), and the first master unit 311 outputs a breaker opening signal (S7), and the breaker is opened ( S7'), thus, the current drawn into the switchboard is cut off (S8). In this case, the arc eliminator 52 does not work. The arc is extinguished by air or the like (S8).

반면에 삼상단락 사고가 발생하여 전류값이 제1설정값 이상인 경우, 제1마스터유닛(311)는 아크제거기 단락 신호를 출력하며(S9), 차단기 개방 신호를 출력한다(S7). 따라서 차단기와 아크제거기(52)가 모두 동작(S7', S9')하여 배전반의 전류는 차단되며, 접지에 의해 사고 전류 및 아크가 제거된다(S8).On the other hand, when a three-phase short circuit accident occurs and the current value is greater than or equal to the first set value, the first master unit 311 outputs a short circuit signal for the arc canceller (S9) and outputs a breaker open signal (S7). Therefore, both the circuit breaker and the arc eliminator 52 are operated (S7', S9'), so that the current of the switchboard is cut off and the accident current and the arc are removed by ground (S8).

한편, 아크를 감지하는 센서의 위치에 따라, 주회로차단기(40) 또는 부회로차단기(41)를 각각 제1마스터유닛(311) 또는 슬레이브유닛(320)을 통해 동시 또는 선택적으로 차단시킴으로써 신속하고 효율적인 아크 보호가 가능하다.On the other hand, depending on the position of the sensor that detects the arc, the main circuit breaker 40 or the sub circuit breaker 41 is simultaneously or selectively blocked through the first master unit 311 or the slave unit 320, respectively. Efficient arc protection is possible.

따라서, 본 발명은 상간단락 또는 지락 사고의 경우, 사고 전류가 크지 않고 아크가 발생하지 않거나 발생하더라도 아크 에너지가 작으므로 굳이 위험성이 높은 아크제거기(52)를 동작시키지 않는 것을 특징으로 한다. 그러므로 종래 사고 전류가 크지 않은 상간단락 또는 지락 사고에도 아크제거기(52)를 동작시켜 삼상단락의 상태로 접지시킴에 따라 배전반 전체에 대전류가 흐름으로써 변압기 등이 폭발하는 등의 사고가 발생하였던 문제점을 해결 할 수 있다.Accordingly, the present invention is characterized in that, in the case of a short-to-short or ground fault, the arc remover 52 having high risk is not operated because the accident current is not large and arc is not generated or arc energy is small. Therefore, even in the case of a phase-to-phase short-circuit or ground-fault accident in which a conventional accident current is not large, the arc remover 52 is operated to ground in a three-phase short-circuit state, and as a result, a large current flows through the entire switchboard to cause an accident such as an explosion of a transformer. Can be solved.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains can be modified and modified in various ways without departing from the essential characteristics of the present invention. The protection scope of should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope thereof should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1 : 아크사고
10 : 제1센서 11 : 제2센서
20 : 전류변성기 40 : 주회로차단기
41 : 부회로차단기 50 : 아크제거부
51 : 아크제거기 제어장치 52 : 아크제거기
300 : 제어부 310 : 메인제어부
311 : 제1마스터유닛 312 : 제2마스터유닛
320 : 슬레이브유닛1: Arc accident
10: 1st sensor 11: 2nd sensor
20: current transformer 40: main circuit breaker
41: sub-circuit breaker 50: arc removal unit
51: arc eliminator control device 52: arc eliminator
300: control unit 310: main control unit
311: 1st master unit 312: 2nd master unit
320: slave unit

Claims (6)

배전반의 아크 사고를 감지하는 센서;
사고 전류를 접지시키는 아크제거부; 및
상기 배전반의 단락전류값을 계측하고, 상기 센서에 연결되는 제어부;
를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 아크 사고 감지 시, 상기 단락전류값이 삼상단락전류에 해당하면 상기 아크제거부를 구동시키고, 상기 삼상단락전류보다 작으면 상기 아크제거부를 구동시키지 않으며,
상기 배전반의 회로를 개폐하도록 설치되는 차단부;
를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 단락전류값이 제1설정값 이상인 경우 상기 삼상단락전류가 흐르는 것으로 판단하고, 상기 단락전류값이 상기 제1설정값보다 작은 제2설정값 이상인 경우 상기 차단부를 개방시키고,
상기 제1설정값은 정격 전류의 5 내지 8배 내로 설정되며, 상기 제2설정값은 정격 전류의 1배 초과 2배 이하의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 아크 보호 시스템.
A sensor that detects an arc accident in the switchboard;
An arc removing unit to ground the accident current; And
A control unit measuring a short circuit current value of the switchboard and connected to the sensor;
Including,
When detecting the arc accident, the control unit drives the arc removal unit when the short-circuit current value corresponds to a three-phase short-circuit current, and does not drive the arc removal unit if it is less than the three-phase short-circuit current,
A blocking unit installed to open and close the circuit of the switchboard;
Further comprising,
The controller determines that the three-phase short-circuit current flows when the short-circuit current value is greater than or equal to the first set value, and opens the blocking unit when the short-circuit current value is greater than or equal to the second set value less than the first set value,
The first set value is set within 5 to 8 times of the rated current, and the second set value is set within a range of 1 time to 2 times or less of the rated current.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 배전반은, 주회로와, 상기 주회로부터 전력이 분배되는 복수의 부회로를 포함하고,
상기 차단부는, 상기 주회로의 전류를 개폐하는 주회로차단기와, 상기 부회로의 전류를 개폐하는 부회로차단기를 포함하고,
상기 센서는 상기 부회로차단기를 기준으로, 전력이 공급되는 측에 설치되는 제1센서와, 전력이 분배되는 측에 설치되는 제2센서를 포함하고,
상기 아크 사고가 제1센서로부터 감지되는 경우 상기 주회로차단기를 개방시키고, 상기 아크 사고가 제2센서로부터 감지되는 경우 상기 부회로차단기를 개방시키는 것을 특징으로 하는 아크 보호 시스템.
According to claim 1,
The switchboard includes a main circuit and a plurality of sub-circuits to which power is distributed from the main circuit,
The blocking unit includes a main circuit breaker that opens and closes the current of the main circuit, and a sub circuit breaker that opens and closes the current of the sub circuit,
The sensor includes a first sensor installed on a side to which power is supplied, and a second sensor installed on a side to which power is distributed, based on the sub-circuit breaker.
An arc protection system comprising opening the main circuit breaker when the arc accident is detected from the first sensor and opening the sub circuit breaker when the arc accident is detected from the second sensor.
배전반에 아크 사고 발생시,
아크 사고를 감지하고, 상기 배전반의 단락전류값을 측정하는 단계;
상기 단락전류값의 범위를 판단하는 단계; 및
상기 단락전류값이 삼상단락전류에 해당하면 사고 전류를 접지시키는 단계;
를 포함하며,
상기 단락전류값의 범위를 판단하는 단계는,
상기 단락전류값이 제1설정값 및 제1설정값보다 작은 제2설정값을 기준으로, 제1설정값 이상, 제1설정값과 제2설정값 사이, 제2설정값 미만의 범위 중 어느 범위에 해당하는지를 판단하고,
상기 단락전류값이 상기 제1설정값 이상인 경우 삼상단락전류로 판단하고,
상기 단락전류값이 제2설정값 이상인 경우 차단부를 개방시켜 상기 아크 사고로 인한 전류를 제거하고,
상기 제1설정값은 정격 전류의 5 내지 8배 내로 설정되며, 상기 제2설정값은 정격 전류의 1배 초과 2배 이하의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 아크 보호 시스템의 제어 방법.
When an arc accident occurs in the switchboard,
Detecting an arc accident and measuring a short circuit current value of the switchboard;
Determining a range of the short-circuit current value; And
Grounding the fault current when the short-circuit current value corresponds to a three-phase short-circuit current;
It includes,
Determining the range of the short-circuit current value,
Based on the first set value and the second set value smaller than the first set value, any of a range of a first set value or more, a first set value and a second set value, or a range of less than a second set value. Determine whether it falls within the scope,
If the short-circuit current value is greater than or equal to the first set value, it is determined as a three-phase short-circuit current,
When the short-circuit current value is greater than or equal to the second set value, the blocking unit is opened to remove the current due to the arc accident,
The first set value is set within 5 to 8 times of the rated current, and the second set value is set within a range of 1 time to 2 times or less of the rated current.
삭제delete 제4항에 있어서,
상기 아크 사고가 감지되는 위치에 따라, 주회로의 차단기 또는 상기 주회로로부터 전력이 분배되는 부회로의 차단기를 선택적으로 개방시키는 것을 특징으로 하는 아크 보호 시스템의 제어 방법.According to claim 4,
A control method of an arc protection system, characterized in that the circuit breaker of the main circuit or the circuit breaker of the sub-circuit to which power is distributed from the main circuit is selectively opened according to the position where the arc accident is detected.
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