KR102176134B1

KR102176134B1 - 변전소용 종합 후비보호시스템

Info

Publication number: KR102176134B1
Application number: KR1020200019880A
Authority: KR
Inventors: 이상규; 정광우
Original assignee: (주)아이티알
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2020-11-09

Abstract

본 발명은 전력계통 단위 설비별로 설치되는 보호시스템이 정상 동작하지 않더라도 해당 단위 설비를 후비 보호할 수 있어 전력계통의 안정성을 향상시킬 수 있는 변전소용 종합 후비보호시스템에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 변전소용 종합 후비보호시스템은, 기존 보호계전기가 동작하지 않는 것으로 판단되는 경우 상기 보호계전기를 대신하여 고장구간 내의 단일설비를 분리시키는 후비 보호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

변전소용 종합 후비보호시스템{Total Backup Protection System for Substation}

본 발명은 변전소용 종합 후비보호시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변전소의 모선 보호시스템, 선로 보호시스템 및 변압기 보호시스템이 정상 동작하지 않는 경우, 고장이 발생한 해당 보호기능을 보조하여 변전소의 전면 정전이나 고장이 확대되지 않도록 하는 변전소용 종합 후비보호시스템에 관한 것이다.

변전소에는 모선과 상기 모선에 접속되어 있는 전력계통 연계 송전선로 및 부하선로 등의 구성을 개별적으로 보호하는 시스템이 설치되고, 이를 통해 안정적인 전력 공급을 담보하고 있다.

상기와 같은 목적의 종래 기술로는 등록특허공보 제1061235호의 송전선로 보호 계전 장치 및 보호 계전 방법(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.

상기 특허문헌에 개시된 보호 계전 장치는 송전선로를 통해 흐르는 송전 전류를 측정 전류로 변환하는 계전용 변류기; 상기 측정 전류를 이용하여 조정 전류로 변환하고, 상기 조정 전류 및 외부 송전선로 보호 계전 장치로부터 수신한 외부 조정 전류를 판단하여 고장 통신 메시지를 생성하는 송전선로 IED(Intelligent Electronic Device); 상기 고장 통신 메시지 및 외부 송전선로 보호 계전 장치로부터 수신한 외부 고장 통신 메시지 중 적어도 하나를 수신하면 트립 신호(Trip Signal)를 생성하는 제어 IED; 및 상기 트립 신호에 응답하여 송전선로를 차단하는 차단기를 포함하고, 상기 제어IED는 고장 통신 메시지와 외부 고장 통신 메시지를 연산하여 생성된 결과값에 따라 트립 신호를 생성하는 것으로 이루어진다.

상기와 같은 종래의 보호시스템은 모선, 선로 및 변압기 등의 단위 설비별로 구성되고, 해당 설비의 고장이 감지되면 해당 보호시스템을 통해 설비가 보호되도록 구성되는데, 이러한 예로 154㎸이하는 단일 보호방식이 적용되고, 345㎸이상은 물리적으로 분리된 2계열 보호방식이 적용된다.

또한, 송전선로는 비율차동계전기 방식이 주 보호계전기로 구성되고, 거리계전기가 후비보호 방식으로 보호시스템이 구성된다.

이때 154㎸이하의 송전선로 주 보호계전기가 정상으로 동작하지 않는 경우에는 송전선로의 일부구간은 거리계전기를 통해 보호되게 되는데, 이 상태에서 해당 구간에 고장이 발생하는 경우에는 전류가 순시 차단되지 못하고 거리계전기의 구간에 따라 20 ~ 100cycle 지연된 다음 차단(Trip)되게 되므로 고장지속시간이 상대적으로 길어지는 문제가 있다.

또한, 비율차동계전기는 상대 변전소와 통신을 통해 정보를 교환하기 때문에 통신회로가 고장나거나 어느 한 쪽의 비율차동계전기가 고장나는 경우에는 양측의 비율차동계전기의 기능이 모두 정지되게 되고, 따라서 비율차동계전기가 고장나는 경우에는 거리계전기를 후비보호로 운영하더라도 선로 100%구간에 대한 순시 차단이 이루어지지 못하기 때문에 양측 변전소와 가까운 약 25%구간은 20 ~ 100cycle 지연된 다음 차단될 수밖에 없으며, 그 결과 고장지속기간이 길어지며 계통의 저전압으로 인한 수용가 피해가 증가되는 문제가 있다.

따라서 전력계통 단위 설비별로 설치되는 보호시스템이 정상 동작하지 않더라도 해당 단위 설비를 후비 보호할 수 있어 전력계통의 안정성을 향상시킬 수 있는 변전소용 종합 후비보호시스템의 개발이 요구된다.

KR 10-1061235 B1 (2011. 08. 25.) KR 10-2019-0091859 A (2019. 08. 07.) KR 10-2006-0047091 A (2006. 05. 18.) KR 10-2005-0093893 A (2005. 09. 23.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 변전소용 보호시스템이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전력계통 단위 설비별로 설치되는 보호시스템이 정상 동작하지 않더라도 해당 단위 설비를 후비 보호할 수 있어 전력계통의 안정성을 향상시킬 수 있는 변전소용 종합 후비보호시스템을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 변전소용 종합 후비보호시스템은, 기존 보호계전기가 동작하지 않는 것으로 판단되는 경우 상기 보호계전기를 대신하여 고장구간 내의 단일설비를 분리시키는 후비 보호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 보호계전기가 모선보호계전기, 선로 보호계전기, 변압기 보호계전기 및 조상설비 보호계전기를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 기존 보호계전기가 정상 동작하는 것으로 판단되는 경우 상기 보호계전기를 보조하여 상기 고장구간 내의 상기 단일설비를 소정 시간 지연 분리시키는 백업 분리부를 더 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더해 본 발명은 상기 백업 분리부가 사용자의 선택에 의해 기능이 온/오프되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따르면, 전력계통 단위 설비별로 설치되는 보호시스템(거리계전기)이 정상 동작하지 않더라도 해당 선로를 후비 보호부를 이용하여 지속 운용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 기존 보호시스템이 정상 동작되는 상태라 하더라도 백업 분리부를 통해 기존 보호시스템의 분리 시간보다 빠르게 고장 선로가 차단될 수 있고, 변전소 전면 정전 또는 고장범위 확대 등이 방지됨과 동시에 전력계통의 안정성이 향상되는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 변전소용 종합 후비보호시스템의 예를 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 송전선로용 후비 보호부의 예를 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 단독선로용 후비 보호부의 예를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 변압기용 후비 보호부의 예를 보인 도면.
도 6(a, b), 도 7(a, b), 도 8(a, b), 도 9(a, b) 및 도 10(a, b)은 종래의 보호시스템과 본 발명에 따른 변전소용 종합 후비보호시스템을 통해 고장 발생시 선로가 차단되는 차이를 나타낸 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 전력계통 단위 설비별로 설치되는 보호시스템이 정상 동작하지 않더라도 해당 단위 설비를 후비 보호할 수 있어 전력계통의 안정성을 향상시킬 수 있는 변전소용 종합 후비보호시스템을 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 모선(1A), 선로(1B) 및 변압기(1C)를 포함하는 변전소의 단위설비(1) 별로 보호계전기가 설치된 보호시스템에 있어서, 상기 보호계전기의 고장 여부를 감지함과 동시에 필요시 보호계전기를 대신하거나 또는 보조하여 단위설비(1)를 보호하도록 구성된다. 여기서 미설명 부호 A1은 비율차동계전기의 보호범위이고, A2는 변압기 보호범위이며, A3는 단독선로 보호범위이고, A4는 모선 보호범위이며, A5는 후비보호시스템 보호범위이다.

이때 보호계전기는 모선을 보호하는 모선 보호계전기, 송전선로 및 단일선로를 보호하는 선로 보호계전기 및 변압기를 보호하는 변압기 보호계전기를 포함하고, 이 중 선로 보호계전기는 선로(1B)의 길이 대비 75%에 해당하는 범위(Z1)를 보호하는 Zone-1 거리계전기와, 선로(1B)의 길이 대비 150%에 해당하는 범위(Z2)를 보호하는 Zone-2 거리계전기 및 인접한 선로(1B)를 포함하여 225%에 해당하는 범위(Z3)를 보호하는 Zone-3 거리계전기와, 선로(1B)의 길이에 해당하는 100% 범위(Z4)를 보호하는 비율차동계전기를 포함한다.

그리고 후비보호시스템은 보호계전기에 연결되어 보호계전기의 고장 여부에 따라 고장이 발생한 보호계전기의 기능을 대신하여 수행하거나 보조하게 된다.

이때 기존 보호계전기는 고장구간이 모선 내부인 경우에는 모선 보호계전기의 정상 동작여부를 판단하게 되고, 고장구간이 모선 외부인 경우에는 선로 보호계전기 또는 변압기 보호계전기의 정상 동작여부를 판단하게 된다.

그리고 기존 보호계전기가 정상 동작하지 않는 경우, 해당 보호계전기를 대신하여 모선, 선로 및 변압기를 분리(차단)하기 위한 후비 보호부(10)가 동작하게 된다.

또한, 기존 보호계전기가 정상 동작하는 경우에는 해당 보호계전기를 통해 고장 발생한 단위설비(1)가 분리(차단)되게 된다. 이때 기존 보호계전기가 정상 동작하더라도 고장이 발생한 단위설비(1)를 적시에 분리(차단)시키지 못할 수 있고, 이러한 경우 해당 단위설비(1)를 대신하여 분리(차단)시키도록 하는 백업 분리부(20) 쪽으로 동작신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 이때 백업 분리부(20)는 사용자가 필요에 따라 온/오프하여 동작여부를 전환할 수 있도록 구성될 수 있다.

후비 보호부(10)는 기존 보호계전기가 정상 동작하지 않는 것으로 판단될 때, 해당 보호계전기를 대신하여 고장구간의 단위설비(1)를 분리(차단)시켜 보호하기 위한 구성이다.

이러한 후비 보호부(10)에는 보호계전기가 정상 동작하더라도 해당 보호계전기의 동작을 보조하는 백업 분리부(20)를 포함한다.

이하에서는 본 발명에 따른 변전소용 종합 후비보호시스템이 모선보호, 송전선로, 단독선로 및 변압기에 따라 구성되는 실시예에 대하여 설명한다.

<실시예 1: 송전선로용>

송전선로용 후비 보호부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 Zone-1 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z1), Zone-2 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2) 및 Zone-3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z3)로 구성된다.

여기서 Zone-1 On, Zone-2 On, Zone-3 On, BUSPROT' On은 각각 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z1, 21Ry-Z2, 21Ry-Z3)의 기능 사용 여부를 선택하는 온/오프스위치가 켜진 상태를 나타내며, 이러한 온/오프스위치를 통해 사용자가 필요한 기능을 개별적으로 쉽게 선택할 수 있게 된다.

또한, Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기에 고장이 발생하거나(기존 21Ry Fail), 또한 기존 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기의 고장여부와 상관없이 지속 사용여부를 온/오프시킬 수 있도록 하는 연속사용 온/오프 스위치가 켜진 상태(연속사용 On)인 경우에는 해당 거리계전기의 기능을 대신하여 해당 선로를 보호하거나 또한 해당 거리계전기의 기능을 보조하여 해당 선로를 후비보호하게 된다.

이때 Zone-1 거리계전기의 기능을 대신하거나 보조하여 Zone-1 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z1)가 동작될 때에는 지연차단시간 T1이 적용되는데, 이때 T1은 순시차단 또는 송전선로의 Zone-2 거리계전기보다 짧은 지연차단시간을 갖도록 0 ~ 9Cycle(여기서 1Cycle은 16.7㎳이다)로 설정되고, 이를 통해 기존 Zone-1 거리계전기의 기능을 대신하여 고장 발생시 해당 선로가 순시 차단되거나 또는 송전선로의 Zone-1 거리계전기의 기능을 보조하여 소정 시간 지연된 다음 차단될 수 있다.

그리고 Zone-2 거리계전기의 기능을 대신하거나 보조하여 Zone-2 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2)가 동작될 때에는 지연차단시간 T2가 적용되는데, 이때 T2는 10 ~ 15Cycle로 설정되고, 이를 통해 기존 Zone-2 거리계전기의 기능을 대신하여 고장 발생시 해당 선로가 지연 차단되거나 또는 기존 Zone-2 거리계전기의 기능을 보조하여 소정 시간 지연 차단될 때, 기존 Zone-2 거리계전기의 지연차단시간인 20Cycle보다 빠르게 고장 선로가 차단될 수 있다.

또한, Zone-3 거리계전기의 기능을 대신하거나 보조하여 Zone-3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z3)가 동작될 때에는 지연차단시간 T3가 적용되는데, 이때 T3는 30~80Cycle로 설정되고, 이를 통해 기존 Zone-3 거리계전기의 기능을 대신하여 고장 발생시 해당 선로가 지연 차단되거나 또는 기존 Zone-2 거리계전기의 기능을 보조하여 소정 시간 지연 차단될 때, 기존 Zone-3 거리계전기의 지연차단시간인 100Cycle보다 빠르게 고장 선로가 차단될 수 있다.

한편, 기존 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기가 정상이면서 연속사용 기능이 꺼진 상태라 하더라도 기존 비율차동계전기로부터 고장신호가 발생하는 경우(기존 87Ry Fail)에는 Zone-2, 3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2, 21Ry-Z3)를 통해 지연차단시간 T2, T3이 적용된 후비 보호 동작이 구동되게 되고, 이를 통해 기존 비율차동계전기가 정상 동작하지 않더라도 선로가 2계열로 보호될 수 있다.

상기와 같은 송전선로용 후비보호시스템을 통해 기존 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기, 비율차동계전기의 동작이 정상이거나 또는 고장인 경우에 해당 구성을 대신하거나 보조하여 동작될 수 있고, 이를 통해 송전선로를 종합적으로 후비보호할 수 있게 된다. 이때 후비보호 Zone-1, 2, 3의 T1, T2, T3는 계통상황에 따라 선로별로 정정치를 다르게 설정할 수도 있다.

한편, 기존 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기가 고장인 경우라도 비율차동계전기가 정상 동작되면 자기 선로에 대한 100%범위가 비율차동계전기를 통해 순시 차단될 수 있고, 따라서 이 경우 본 발명에 따른 종합 후비보호시스템은 기존 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기의 기능을 대신하기 때문에 근단에서 발생하는 고장에 대응하여 Zone-2, 3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2, 21Ry-Z3)가 작동하게 되며, 그 결과 기존 거리계전기 보다 고장 지속시간이 짧아지게 된다.

<실시예 2: 단독선로 또는 변압기용>

단독선로 또는 변압기용 후비보호부(10)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 단독선로 또는 변압기에 연결된 기존 보호계전기가 고장(기존 Ry Fail)이거나, 또는 단독선로용 후비보호부(10)를 연속 사용하도록 스위치가 켜진 상태(연속사용 On)에서 지락방향계전기(67S, 67G)가 작동하는 경우에는 지연차단시간 T1을 적용하여 선로가 지연 차단되도록 구성될 수 있다.

<실시예 3: 모선보호>

모선용 후비보호부(10)는 기존 모선보호반의 기능과 동일한 모선보호반을 추가로 구성하고, 이러한 모선보호반의 사용 여부를 사용자가 선택할 수 있도록 구성되며, 이를 통해 모선용 후비보호부(10)의 기능을 사용하는 것으로 선택된 경우에는 기존 모선보호반의 동작과 함께 소정의 시간(T4) 협조를 통해 동시 운용되게 된다.

또한, 기존 모선보호반을 점검하거나 교체시에 모선용 후비보호부(10)를 작동시키는 것으로 모선을 백업하여 보호할 수 있게 된다.

이하에서는 고장 발생시 기존의 변전소용 보호시스템과 본 발명에 따른 변전소용 종합 후비보호시스템이 동작되는 차이에 대하여 설명한다.

도 6(a, b)을 참조하여 설명하면, 변전소 B(B S/S)의 배전반 4의 비율차동계전기에 고장이 발생한 상태에서 변전소 B(B S/S) 근단에서 고장(Fault)이 발생하게 되면, 기존의 변전소용 보호시스템에서는 도 6(a)에 도시된 바와 같이 변전소 B, C(B S/S, C S/S) 양측 비율차동계전기가 동시에 정지되게 되는데, 이때 변전소 B(B S/S)측 4번 차단기는 해당 위치의 배전반에 설치된 Zone-1 거리계전기의 동작으로 순시 차단되며, 변전소 C(C S/S)측 3번 차단기는 해당 위치의 배전반에 설치된 Zone-2 거리계전기의 동작으로 20cycle 지연 차단되게 된다.

이에 반해 본 발명에 따른 종합 후비보호시스템이 적용된 경우에는, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 변전소 B(B S/S)측 4번 차단기는 해당 위치의 배전반에 설치된 Zone-1 거리계전기의 동작으로 순시 차단되는 것은 동일하지만, 변전소 C(C S/S)측 3번 차단기는 Zone-2 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2)에 의해 10 ~ 15Cycle 지연된 다음 차단되게 되므로 기존의 변전소용 보호시스템보다 상대적으로 고장 구간의 차단이 신속하게 이루어지게 되면서 고장 지속시간이 짧아지게 된다.

도 7(a, b)을 참조하여 설명하면, 변전소 B(B S/S)의 배전반 4의 비율차동계전기에 고장이 발생한 상태에서 변전소 C(C S/S) 근단에서 고장(Fault)이 발생하게 되면, 기존의 변전소용 보호시스템에서는 도 7(a)에 도시된 바와 같이 변전소 B, C(B S/S, C S/S) 양측 비율차동계전기가 동시에 정지되게 되는데, 이때 변전소 B (B S/S)측 4번 차단기는 해당 위치의 배전반에 설치된 Zone-2 거리계전기의 동작으로 20cycle 지연 차단되며, 변전소 C(C S/S)측 3번 차단기는 해당 위치의 배전반에 설치된 Zone-1 거리계전기의 동작으로 순시 차단되게 된다.

이에 반해 본 발명에 따른 종합 후비보호시스템이 적용된 경우에는, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 변전소 C(C S/S)측 3번 차단기는 해당 위치의 배전반에 설치된 Zone-1 거리계전기의 동작으로 순시 차단되는 것은 동일하지만, 변전소 B(B S/S)측 3번 차단기는 Zone-2 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2)에 의해 10 ~ 15Cycle 지연된 다음 차단되게 되므로 기존의 변전소용 보호시스템보다 상대적으로 고장 구간의 차단이 신속하게 이루어지게 되면서 고장 지속시간이 짧아지게 된다.

도 8(a, b)을 참조하여 설명하면, 변전소 B(B S/S)의 배전반 4의 비율차동계전기 및 거리계전기에 고장이 발생한 상태에서 변전소 C (C S/S) 근단에서 고장(Fault)이 발생하게 되면, 기존의 변전소용 보호시스템에서는 도 8(a)에 도시된 바와 같이 변전소 A(A S/S)는 배전반 2, 4에 설치된 Zone-2 거리계전기가 동작되어 2, 4번 차단기가 20cycle 지연 차단되게 되고, 변전소 B(B S/S)에서는 동작이 발생하지 않으며, 변전소 C(C S/S)에서는 배전반 1, 3에 설치된 Zone-2 거리계전기가 동작되어 1, 3번 차단기가 20cycle 지연 차단되게 된다. 이 경우 변전소 B(B S/S)는 20cycle 지연 차단으로 인한 전면 정전이 발생하게 된다.

이에 반해 본 발명에 따른 종합 후비보호시스템이 적용된 경우에는, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 변전소 B(B S/S)에서 Zone-1 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z1)가 동작되어 4번 차단기가 순시 차단되고, 변전소 C(C S/S)에서 Zone-2 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2)가 동작되어 3번 차단기가 10 ~ 15cycle 지연 차단되게 되며, 이로 인해 변전소 B(B S/S)에서는 전면정전이 발생하지 않게 됨과 동시에 변전소 C(C S/S)의 지연 차단 시간이 단축되어 고장지속 시간이 짧아지게 된다.

도 9(a, b)를 참조하여 설명하면, 변전소 B(B S/S)의 배전반 4의 비율차동계전기 및 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기에 고장이 발생한 상태에서 변전소 C(C S/S) 근단에서 고장(Fault)이 발생하게 되면, 기존의 변전소용 보호시스템에서는 도 9(a)에 도시된 바와 같이 변전소 A(A S/S)는 배전반 2, 4에 설치된 Zone-3 거리계전기가 동작되어 2, 4번 차단기가 100cycle 지연 차단되게 되고, 변전소 B(B S/S)에서는 계전기 고장이 발생하지 않으며, 변전소 C(C S/S)에서는 배전반 1에 설치된 Zone-3 거리계전기의 동작으로 1번 차단기가 100cycle 지연 차단되고, 이와 동시에 배전반 3에 설치된 Zone-1 거리계전기가 동작되어 3번 차단기가 순시 차단된다. 이 경우 변전소 B(B S/S)는 전면 정전이 발생하게 된다.

이에 반해 본 발명에 따른 종합 후비보호시스템이 적용된 경우에는, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 변전소 B(B S/S)에서 Zone-2 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2)가 동작되어 4번 차단기가 10 ~ 15cycle 지연 차단되고, 변전소 C(C S/S)에서 배전반 3에 설치된 Zone-1 거리계전기가 동작되어 3번 차단기가 순시 차단되며, 이로 인해 변전소 B(B S/S)에서는 전면정전이 발생하지 않게 됨과 동시에 변전소 C(C S/S)의 지연 차단 시간이 단축되어 고장지속 시간이 짧아지게 된다.

도 10(a, b)을 참조하여 설명하면, 변전소 B(B S/S)의 5번 차단기에 연결된 변압기 보호계전기에 고장이 발생한 상태에서 변압기(M. Tr)에 고장이 발생하게 되면, 기존의 변전소용 보호시스템에서는 도 10(a)에 도시된 바와 같이 변전소 A(A S/S)에서는 Zone-2 거리계전기의 동작으로 2번 차단기와 4번 차단기가 20Cycle 지연된 후 차단되고, 변전소 B(B S/S)에서는 동작이 발생하지 않으며, 변전소 C(C S/S)에서는 Zone-2 거리계전기의 동작으로 2번 차단기와 4번 차단기가 20Cycle 지연된 후 차단되고, 이를 통해 변전소 B(B S/S)에서는 전면 정전이 발생하게 된다.

이에 반해 본 발명에 따른 종합 후비보호시스템이 적용된 경우에는, 도 10(b)에 도시된 바와 같이 변전소 B(B S/S)에서 후비보호시스템 상의 지락방향계전기의 동작으로 5번 차단기가 차단되고, 이를 통해 변전소 B(B S/S)의 고장난 변압기만 계통에서 분리되면서 전면 정전이 방지되게 된다. 이때 변전소 A, C(A S/S, C S/S)에서는 동작이 발생하지 않는다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 전력계통 단위 설비별로 설치되는 보호시스템(모선보호계전기, 선로 보호계전기, 변압기 보호계전기 및 조상설비 보호계전기 등)이 정상 동작하지 않더라도 해당 선로를 후비 보호부를 이용하여 지속 운용할 수 있고, 기존 보호시스템이 정상 동작되는 경우에는 백업 분리부를 통해 기존 보호시스템의 분리 시간보다 빠르게 고장 선로를 차단할 수 있게 된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

1: 단위설비 1A: 모선
1B: 선로 1C: 변압기
10: 후비 보호부 20: 백업 분리부
A1: 비율차동계전기의 보호범위 A2: 변압기 보호범위
A3: 단독선로 보호범위 A4: 모선 보호범위
A5: 후비보호시스템 보호범위
Z1: Zone-1 거리계전기의 보호범위
Z2: Zone-2 거리계전기의 보호범위
Z3: Zone-3 거리계전기의 보호범위

Claims

보호계전기가 설치되는 모선보호, 송전선로, 단독선로, 변압기 및 조상설비를 포함하는 변전소용 종합 후비보호시스템에 있어서,
상기 보호계전기가 동작하지 않는 것으로 판단되는 경우 상기 보호계전기를 대신하여 고장구간 내의 단일설비를 분리시키는 후비 보호부(10); 및
상기 보호계전기가 정상 동작하는 것으로 판단되는 경우 상기 보호계전기를 보조하여 소정 시간 지연 분리시키는 백업 분리부(20);
를 포함하며,
상기 백업 분리부(20)는,
사용자의 선택에 의해 연속사용 기능이 온/오프되도록 구성되고,
상기 후비 보호부(10)는,
Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기 및 비율차동계전기를 포함하는 송전선로를 후비 보호하도록 설치되는 경우, Zone-1 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z1), Zone-2 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2) 및 Zone-3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z3)를 포함하며,
상기 Zone-1 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z1)는,
순시차단 또는 상기 송전선로의 Zone-2 거리계전기보다 짧은 지연차단시간(T1)이 적용되고,
상기 송전선로의 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기가 정상이면서 상기 송전선로의 비율차동계전기가 고장이고, 연속사용 기능이 꺼진 상태인 경우, 상기 Zone-2, 3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2, 21Ry-Z3)의 지연차단시간 T2, T3이 적용된 후비 보호 동작이 구동되게 되고,
상기 송전선로의 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기가 고장이면서 상기 송전선로의 비율차동계전기가 정상 동작되면, 자기 선로에 대한 100%범위가 상기 송전선로의 비율차동계전기를 통해 순시 차단되고, 상기 송전선로의 Zone-1 내지 Zone-3 거리계전기의 기능을 대신하여 근단에서 발생하는 고장에 대응하여 상기 Zone-2, 3 거리계전기 후비보호부(21Ry-Z2, 21Ry-Z3)가 작동하게 되어, 선로가 2계열로 보호되도록 하는 것을 특징으로 하는 변전소용 종합 후비보호시스템.
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