KR102221729B1 - Control and terminal unit for detecting and processing distribution line fault - Google Patents

Control and terminal unit for detecting and processing distribution line fault Download PDF

Info

Publication number
KR102221729B1
KR102221729B1 KR1020200043364A KR20200043364A KR102221729B1 KR 102221729 B1 KR102221729 B1 KR 102221729B1 KR 1020200043364 A KR1020200043364 A KR 1020200043364A KR 20200043364 A KR20200043364 A KR 20200043364A KR 102221729 B1 KR102221729 B1 KR 102221729B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fault
current
failure
protection
disconnection
Prior art date
Application number
KR1020200043364A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송원순
이주억
Original Assignee
송원순
이주억
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 송원순, 이주억 filed Critical 송원순
Priority to KR1020200043364A priority Critical patent/KR102221729B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102221729B1 publication Critical patent/KR102221729B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/05Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2513Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/54Testing for continuity
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/06Details with automatic reconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/162Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for ac systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The present invention relates to control of a protection device for detecting and processing distribution line failures and a terminal device therefor. Provided is a method for distinguishing a quasi-permanent failure and a permanent failure in the event of high current failures to disconnect a power side and a load side of a failure section before re-inserting a circuit breaker or recloser in the event of the quasi-permanent failure and restore a sound section. High resistance ground failures or disconnection failures are very difficult to be detected since a failure current is small or does not flow, and there are no major problems in terms of power supply. However, since the scale of a disaster caused by a human accident or fire can become a national disaster, effective countermeasures are urgently needed. In the present invention, provided is a method for implementing an algorithm capable of detecting the high resistance ground failures and the disconnection failures in the control and terminal device such as substation circuit breakers, line reclosers, circuit breakers, multiple load switchgear, and the like, which are components of distribution lines, and, at the same time, significantly increasing a high current failure handling speed by using a communication system between adjacent protection devices or a central communication system in order to handle the high current failures, the high resistance ground failures, and the disconnection failures in one and the same system.

Description

배전 선로 고장감지와 처리를 위한 제어 및 단말장치{CONTROL AND TERMINAL UNIT FOR DETECTING AND PROCESSING DISTRIBUTION LINE FAULT}Control and terminal equipment for detecting and handling failures in distribution lines {CONTROL AND TERMINAL UNIT FOR DETECTING AND PROCESSING DISTRIBUTION LINE FAULT}

본 발명은 배전선로 고장을 감지하고 처리하는 제어 및 단말장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 배전선로 고장을 감지하고 처리하는 단말장치를 지능화하여 고장감지 사각지대를 해소하고 신속히 복구를 시행하는 새로운 알고리즘의 제어 및 단말장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control and terminal device that detects and processes a failure of a distribution line. In more detail, it relates to a new algorithm control and terminal device that intelligentizes a terminal device that detects and handles a failure of a distribution line, eliminates the fault detection blind spot, and performs a quick recovery.

현재의 보호협조 시스템은 대전류 고장의 경우 과도고장과 영구고장을 구분하고 고장점의 후비보호기기가 시퀀스(Sequence) 작동 후 록아웃(Lockout) 된 뒤 고장정보를 중앙에 전송하고 중앙컴퓨터시스템이 이를 판독하여 고장구간의 양단 단말장치에 개방명령을 보내면 개폐기를 개방함으로 고장구간을 분리하고 상시개방 보호기기를 원격 투입하여 건전구간을 회복시킨다.In the case of a high current failure, the current protection coordination system distinguishes between transient and permanent failures, and after the protection device at the failure point is locked out after a sequence operation, the failure information is transmitted to the center, and the central computer system does this. After reading and sending an open command to the terminal devices at both ends of the fault section, the fault section is separated by opening the switch and the normally open protection device is remotely input to restore the healthy section.

고장감지는, 대전류 고장은 주로 고장전류의 크기를 판독하고, 저전류 고장시는 극성요소(Polarity Element)와 크기요소(Amplitude)를 결합하는 방향성 보호계전 방식이 보편적으로 사용되어 왔다. For fault detection, a large current fault mainly reads the magnitude of the fault current, and a directional protection relay method that combines a polarity element and amplitude for a low current fault has been commonly used.

대전류 고장에 대한 기존의 감지 및 처리 방식은 고장전류의 크기가 동작전류 이상이 되면 일정시간 뒤 고장전류를 확인하고 후비보호기기가 동작하여 고장을 제거한 후 무전압이 되면 고장 이벤트로 저장한다. 과도고장과 영구고장을 구분하는 방법으로는 후비보호기기의 최대 재폐로 시간보다 긴 시간동안 전압이 회복되지 않으면 이 때 영구고장으로 확인하게 된다. Existing detection and processing methods for large current faults are to check the fault current after a certain period of time when the magnitude of the fault current exceeds the operating current, remove the fault by operating the post-protection device, and then store it as a fault event when it becomes non-voltage. As a method of distinguishing between a transient fault and a permanent fault, if the voltage is not recovered for a time longer than the maximum reclosing time of the post-protection device, it is confirmed as a permanent fault at this time.

그러나, 이 방법의 문제는 첫째, 후비보호기기가 동작하여 무전압이 되지 않으면 고장정보가 소멸하는 것이고, 둘째, 후비보호기기의 최대 재폐로시간을 기다려 영구고장을 판별하기 때문에 확정시간이 지연되고 마지막 재폐로 시간을 가장 길게 정정해야 하며 재폐로 시간의 정정을 바꿀 때마다 단말장치도 정정치를 바꿔주는 불편함이 있다. 셋째, 후비보호기기가 록아웃 되기 전에 고장정보를 전송하여 재폐로 이전에 고장을 제거할 수 있음에도 이를 활용할 수 없다는 점이다. However, the problem with this method is that, first, if the post protection device is operated and no voltage is reached, the fault information is destroyed. Second, the fixed time is delayed because the permanent failure is determined by waiting for the maximum reclosing time of the post protection device. The last reclosing time should be corrected for the longest, and whenever the correction of the reclosing time is changed, the terminal device also has the inconvenience of changing the correction value. Third, even though the fault information can be transmitted before the post-protection device is locked out and the fault can be eliminated before reclosing, it cannot be utilized.

고저항지락 고장의 경우 기존의 모든 기술은 변전소의 전원단에서 감지토록 함으로 고저항지락의 징후가 부하전류 증감에 따른 전체 노이즈에 묻혀 예민한 감지가 어렵기 때문에 주로 고저항지락전류가 갖는 Arc의 간헐성, Arc 전압이 높은 지점에서 재발호 할 때의 고주파 진동특성, Arc 전류의 크기에 따른 대지의 비직선적 저항으로 인한 고조파 전류의 증가 등에 기초한 감지방법이 주종을 이루었다. In the case of high-resistance ground faults, all the existing technologies allow detection at the power stage of the substation, so the signs of high-resistance ground faults are buried in the total noise resulting from the increase or decrease of load current, making it difficult to detect sensitively. , The detection method based on the high frequency vibration characteristics when re-calling at the point where the arc voltage is high, and the increase of the harmonic current due to the non-linear resistance of the earth according to the magnitude of the arc current, etc. were the main types.

그러나 변전소에서 전체 선로 구간의 고저항지락사고를 감지할 경우 감도상의 한계가 있고, 설령 높은 확률로 감지했다 하더라도 선로전체를 개방하는 것은 전력공급 중단에 따른 위험부담이 막대하기 때문에 경보를 하는 수준이지, 고장을 직접 제거할 수 없어 고장발생 시 인명과 재난사고의 위험에 노출되고 있는 것이다. However, when the substation detects a high-resistance ground fault in the entire line section, there is a limit in sensitivity, and even if it is detected with a high probability, opening the entire line is a level of warning because the risk of power supply interruption is enormous. However, since the failure cannot be eliminated directly, it is exposed to the risk of human life and disaster when a failure occurs.

단선고장은 배전선로가 단선되었으나 대지와 접촉하지 않은 경우로 지락전류가 전혀 흐르지 않게 되어 지락사고시 발생하는 영상전류로는 감지가 곤란하고 단선사고시 발생하는 역상전류에 의해서만 감지가 가능하다. 이 또한 변전소 차단기와 리클로저에서 처리하고자 할 때 선로말단에서의 고장이나, 부하전류의 감도가 작은 경우 감지가 불가능한 문제가 있다. A disconnection fault is a case in which the distribution line is disconnected but not in contact with the ground. As the ground fault current does not flow at all, it is difficult to detect the image current generated in the event of a ground fault, and can be detected only by the reverse phase current generated in the event of a disconnection accident. In addition, when the substation breaker and recloser are to be dealt with, there is a problem in that it is impossible to detect when there is a failure at the end of the line or the sensitivity of the load current is small.

본 발명은 상기의 기존 기술이 극복하지 못한 중요한 고장의 감지 및 처리 문제를 해결하기 위한 것으로 고안과 구체적 실시 사례에 근거하여 지능형 단말장치의 새로운 알고리즘을 설명한다.The present invention is intended to solve the problem of detecting and processing important faults that the above-described existing technologies have not overcome, and a new algorithm of an intelligent terminal device will be described based on the design and specific examples.

첫째, 대전류 고장의 경우 차단기나 리클로저가 2회 개방하여 준영구고장이라고 판단되면 차단기나 리클로저가 재폐로 하기 전에 고속으로 고장 구간의 전원측, 부하측을 분리하고, 동시에 상시 개방 스위치를 투입하여 건전구간을 회복시킬 수 있도록 하는 대전류 고장 정보 취득 방식을 제공한다. First, in the case of a large current failure, if the breaker or recloser is opened twice and it is determined that it is a semi-permanent failure, the power side and the load side of the fault section are separated at high speed before the breaker or recloser is reclosed, and at the same time, the normally open switch is inserted to make it sound It provides a method of acquiring high-current fault information that enables the section to be recovered.

둘째, 고저항지락 고장의 경우 배전선로 경과지가 도시화, 도로포장 등의 환경변화로 고저항지락고장이 증가하지만 전원단에서 감시하는 방법으로는 예민한 보호가 어렵고 실제 고장을 제거하는 수단이 없으므로 선로에 부설된 다수의 보호기기를 총동원하여 고장점에서 근접한 위치에서 고장을 감지, 제거할 수 있는 실질적 수단을 제공한다. Second, in the case of a high-resistance ground fault, the passage of the distribution line increases due to environmental changes such as urbanization and road pavement. It provides a practical means to detect and eliminate a fault in a location close to the fault point by mobilizing a number of attached protective devices.

셋째, 단선고장의 경우 선로가 단선되어 대지와 접촉하지 않을 때는 통상의 지락고장, 고저항지락고장 보호 개념으로는 감지가 불가능하여 인명과 재난사고를 초래하므로 이를 해결하기 위한 방법을 제공한다. Third, in case of a disconnection fault, when the line is disconnected and does not contact the ground, it is impossible to detect it with the concept of protection of a normal ground fault, high resistance ground fault, and thus human lives and disasters are caused, so a method to solve this problem is provided.

넷째, 분산전원이 연계된 선로의 경우 신재생에너지를 이용한 분산전원이 전 세계적으로 확대되고 있으나 분산전원의 역방향 전력공급 문제 등으로 인해 기존의 보호협조 체계가 교란되고, 오작동과 오정보의 발생이 빈번해진다. Fourth, in the case of lines connected with distributed power, distributed power using new and renewable energy is expanding around the world, but the existing protection and cooperation system is disturbed due to the problem of reverse power supply of distributed power, and malfunctions and misinformation are generated. It becomes frequent.

분산전원 자체의 규격에는 인버터 등의 기능에 대해 명시되어 있으나, 인버터가 오작동하거나 동작하기 전까지 전원을 공급하는 문제로 인해 발생하는 계통연계상의 문제는 해결되지 못하고 있다. 본 발명은 이를 해결하기 위한 제어수단을 제공한다. In the standard of the distributed power supply itself, functions such as the inverter are specified, but the problem of grid connection caused by the problem of supplying power until the inverter malfunctions or operates has not been solved. The present invention provides a control means for solving this.

다섯째, 보호협조 시스템을 구성하는 차단기, 리클로저에도 고저항지락고장, 단선고장을 감지하게 하고 분산전원 연계시 오동작을 막을 수 있는 수단을 제공한다. Fifth, it provides a means to detect high-resistance ground faults and disconnection faults in circuit breakers and reclosers constituting the protection coordination system, and to prevent malfunctions in connection with distributed power sources.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 및 단말장치는, 변전소 차단기와 리클로저와 복수의 보호기기 제어 및 단말장치로 구성되는 배전선로 보호협조 시스템에 있어서 대전류 고장 발생 시 상기 제어 및 단말장치가 고장의 유형을 구분하되, 후비 보호 장치가 동작하지 않는 과도과전류와 후비 보호 장치가 동작하는 고장의 전류계수에 따라, 상기 고장의 유형을 i) 고장전류의 1회 또는 2회 계수 후 리셋 된 경우의 과도고장(리셋 상태), ii) 고장전류의 1회 또는 2회 계수 후 판단되는 준영구고장(사이클 상태), 또는 iii) 고장전류 3회 또는 4회 계수 후 판단되는 영구고장(록 아웃 상태)으로 구분하고, 준영구고장 시 단말장치에서 고장 계수 후 고장정보를 인접보호기기 간 통신시스템을 통해 전송하여 후비 보호 장치의 재폐로 이전에 고장구간을 분리하여 건전구간을 회복하거나, 영구고장 시 고장정보를 중앙에 전송하여 중앙처리장치의 명령에 의해 고장구간을 분리한 후에 계통을 복구할 수 있도록 대전류 고장처리 알고리즘 및 소프트웨어를 구동하는 것을 특징으로 한다.The control and terminal device according to an embodiment of the present invention for solving the above-described technical problem, when a large current failure occurs in a distribution line protection coordination system consisting of a substation breaker and a recloser, and a plurality of protection device control and terminal devices. The control and terminal devices classify the type of failure, but the type of the failure is i) one or two of the failure current according to the transient overcurrent in which the post protection device does not operate and the current coefficient of the failure in which the post protection device operates. Transient fault (reset state) when reset after counting times, ii) Semi-permanent fault (cycle state) determined after counting one or two fault currents, or iii) Determined after counting fault current three or four times It is classified as a permanent failure (lockout state), and in case of a semi-permanent failure, the terminal device counts the failure and transmits the failure information through the communication system between adjacent protection devices, separating the failure section before the reclosing of the post-protection device and separating the healthy section. In case of recovery or permanent failure, failure information is transmitted to the center, and a high-current failure processing algorithm and software are operated so that the system can be restored after separating the failure section by a command of the central processing unit.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 및 단말장치는, 배전선로의 고저항지락 고장 처리를 위해 정상운전 상태의 기준값을 갱신하여 저장하고, 영상전류의 증가분이 기준값을 초과하고 어느 한 상만의 전류증가로 인해 발생한 경우 고장으로 판별하는 제1 알고리즘, 및 영상전류의 증가분과 전류의 고조파 성분이 기준값을 초과한 경우 고장으로 판별하는 제2 알고리즘을 독립적 또는 병행적으로 처리하되, 영상전류의 픽업(Pickup) 레벨 중 제1레벨은 미리 결정된 최대부하전류 이상이고, 제2레벨은 영상전압(V0) 및 영상전류(I0)를 이용한 방향지락 처리영역으로서 상기 최대부하전류 이하 및 제3레벨 이상이고, 제3레벨은 V1(정상전압: Positive Sequence Voltage)이 정상이고 정상운전 상태에서 학습된 기준값을 초과했을 때 작동하며 픽업이 해제되어도 미리 결정된 시간 동안 해제 시간(Off Time)을 지연하여 간헐적인 Arc에 대응하는 고저항지락전류 레벨로서 10A이고, 제4레벨은 △I0 > 제1 기준값 및 △I0의 고조파성분 > 제2 기준값 이고 V1이 정상일 때 작동하며 픽업 해제 시간 지연을 통하여 간헐적인 Arc에 대응하는 레벨인 것을 특징으로 한다.A control and terminal device according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem updates and stores a reference value of a normal operation state for handling a high resistance ground fault of a distribution line, and an increase in the image current is the reference value. Independently or in parallel processing the first algorithm to determine the fault when exceeding and the current increase in only one phase, and the second algorithm to determine the fault when the increase of the image current and the harmonic component of the current exceed the reference value. However, among the pickup levels of the image current, the first level is greater than or equal to the predetermined maximum load current, and the second level is a directional ground fault processing region using image voltage (V 0 ) and image current (I 0 ), and the maximum load It is operated when V 1 (normal voltage: Positive Sequence Voltage) is normal and exceeds the learned reference value in the normal operation state, and the release time (for a predetermined time even when the pickup is released). Off Time) is a high-resistance ground fault current level corresponding to intermittent Arc, which is 10A, and the fourth level is △I 0 > the first reference value and the harmonic component of △I 0 > the second reference value, and it operates when V 1 is normal. And it is characterized in that the level corresponding to the intermittent Arc through the pickup release time delay.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 및 단말장치는, 배전선로의 단선고장 처리를 위해 고장시 발생하는 역상전류의 변동값을 계산하여 역상전류 I2의 증가분(△I2)이 학습된 기준값을 초과하거나 △I2/I1가 학습된 기준값을 초과하되 V1(정상전압)이 정상이고 대전류 고장이 감지되지 않았을 때 단선고장으로 판별하는 것을 특징으로 한다.The control and terminal device according to an embodiment of the present invention for solving the above-described technical problem calculates the variation value of the reverse phase current that occurs in the event of a failure in order to deal with the breakdown of the distribution line, and increases the increase of the reverse phase current I 2 (△ It is characterized as a disconnection fault when I 2 ) exceeds the learned reference value or △I 2 /I 1 exceeds the learned reference value, but V 1 (normal voltage) is normal and no high current fault is detected.

일 실시예로서, 고저항지락고장과 단선고장을 감지 및 처리하되, 인접보호기기 간 통신시스템 또는 중앙통신시스템을 이용하여 고장구간을 분리하거나, 부하측에서 단선 상태를 감지하기 위해 개별적 상의 부족전압을 감지하거나, V0/V1 > 50% 의 조건이 대전류 고장 처리 시간 이상 지속되었을 때 고장점의 부하측의 보호기기를 개방하고 상기 고장점에서 가장 가까운 부하측 보호기기만 록아웃시키며, 상기 개방 및 록아웃과 관련된 정보를 상기 인접보호기기 간 통신시스템 또는 상기 중앙통신시스템을 통해 전송하여 고장점의 전원측 보호기기가 분리되도록 하는 것을 특징으로 한다.As an embodiment, a high-resistance ground fault and disconnection fault are detected and processed, but the fault section is separated by using a communication system or a central communication system between adjacent protective devices, or an undervoltage on an individual phase is applied to detect a disconnection state at the load side. When sensing, or when the condition of V 0 /V 1 > 50% persists for longer than the high current fault handling time, the protection device on the load side of the fault point is opened and only the load side protection device closest to the fault point is locked out, and the open and lock Out-related information is transmitted through the communication system between adjacent protection devices or the central communication system so that the power-side protection device at the fault point is separated.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 및 단말장치는, 배전선로의 고저항지락고장과 부접지 단선고장을 처리함에 있어서 변전소의 모니터링 장치를 통해 상기 배전선로의 고저항지락고장을 감지하는 대신 변전소의 차단기, 리클로저 및 상기 배전선로의 복수의 보호기기가 고저항지락과 단선고장을 동시에 감지 및 처리하도록 함으로써 고저항지락고장 및 부접지 단선고장을 감지하고, 고장점에 가장 근접한 보호기기를 통해 고장구간의 전원측 및 부하측이 분리되도록 하고, 상기 단선고장을 감지하는 단선고장감지 알고리즘은 전원단으로 갈수록 감도가 예민하고, 상기 고저항지락을 감지하는 고저항지락감지 알고리즘은 부하단으로 갈수록 감도가 예민하고, 상기 단선고장감지 알고리즘 및 상기 고저항지락감지 알고리즘을 상호 결합하여 이용하는 것을 특징으로 한다.The control and terminal device according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem is the high resistance of the distribution line through the monitoring device of the substation in handling the high resistance ground fault and the negative ground disconnection fault of the distribution line. Instead of detecting ground faults, circuit breakers, reclosers of substations, and multiple protection devices of the distribution line simultaneously detect and handle high resistance ground faults and disconnection faults, thereby detecting high resistance ground faults and negative ground faults, and fault points. The power side and load side of the fault section are separated by the protection device closest to the circuit, and the disconnection fault detection algorithm that detects the disconnection fault is sensitive toward the power stage, and the high resistance ground fault detection algorithm detects the high resistance ground fault. The sensitivity is more sensitive toward the load end, and the disconnection fault detection algorithm and the high resistance ground fault detection algorithm are used in combination with each other.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 및 단말장치는, 분산전원 연계선로에 있어서 상기 분산전원으로부터 차단기, 리클로저의 컨트롤러, 또는 복수의 개폐기로 공급되는 역전력을 감지하거나 I0/I1 > 1 인 상태인 경우, 고장 픽업(Pickup) 정보를 2초 이상 유지하여 분산전원 보호기기에 의한 고장계수를 할 수 있도록 하고, 상기 분산전원 보호기기가 동작하지 못해 2초 이후에도 고립운전 상태가 지속되면 과부족전압, 과부족 주파수 또는 역전력을 감지하여 고장계수를 수행하는 것을 특징으로 한다.A control and terminal device according to an embodiment of the present invention for solving the above-described technical problem, in a distributed power connection line, detects reverse power supplied to a circuit breaker, a controller of a recloser, or a plurality of switchgear from the distributed power supply. Or, if I 0 /I 1 > 1, the fault pickup information is maintained for more than 2 seconds to enable the fault count by the distributed power protection device, and the distributed power protection device fails to operate for 2 seconds. If the isolated operation state continues after that, it is characterized in that the failure coefficient is performed by detecting an over/under voltage, an over/under frequency, or reverse power.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 보호협조 시스템은, 차단기 및 리클로저 를 포함하고, 상기 차단기 및 상기 리클로저는 상기 제어 및 단말장치를 포함한다.A distribution line protection coordination system according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem includes a circuit breaker and a recloser, and the circuit breaker and the recloser include the control and terminal devices.

본 발명의 효과는 과제의 해결수단에서 제시된 구성에 의해 다음과 같은 효과를 갖는다.The effect of the present invention has the following effects by the configuration presented in the solution to the problem.

첫째, 대전류 고장시에 고장정보를 취득하는 방법을 개선하여 준영구 고장시에 차단기나 리클로저가 시퀀스 종료 후 록아웃되기 전에 고장지점의 전원측 부하측을 분리하고 상시개방 스위치를 투입함으로써 신속하게 건전구간의 전력공급을 가능케하고 조작자에 의존하지 않는 선로 자동화를 가능케 한다. First, by improving the method of acquiring fault information in the event of a large current failure, in the event of a semi-permanent failure, the circuit breaker or recloser is quickly disconnected from the power supply side of the failure point before being locked out after the sequence is closed, and a normally open switch is applied. It enables the power supply of the vehicle and makes it possible to automate the line that does not depend on the operator.

기존의 방식은 차단기나 리클로저가 록아웃된 이후 고장정보를 획득하여 고장구간을 원격에서 분리한 뒤 상시개방 스위치를 투입함으로써 전력공급을 회복하므로 시간이 오래 걸리고(약 3분) 조작자의 명령에 의해 시스템이 운전되므로 조작자의 상시대기 문제, 조작상의 오류로 인한 계통고장의 확대 등의 문제가 있었다. 본 발명은 인접보호기기간 고속통신을 통해 차단기나 리클로저의 재폐로 이전에 고장을 분리할 수 있는 준영구고장 정보를 제공할 수 있고, 기존의 방식처럼 차단기나 리클로저 록아웃 이후의 영구고장 정보를 줄 수도 있다. The conventional method takes a long time (approximately 3 minutes) and takes a long time (about 3 minutes) to recover the power supply by remotely separating the fault section by remotely separating the fault section after the breaker or recloser is locked out. Because the system is operated by the system, there are problems such as a problem of waiting for the operator and the expansion of system failures due to operational errors. The present invention can provide semi-permanent fault information capable of separating a fault prior to reclosing of a circuit breaker or recloser through high-speed communication between adjacent protectors, and permanent fault information after lockout of a circuit breaker or recloser as in the conventional method. You can also give it.

둘째, 고저항지락은 전력선이 단선되어 콘크리트, 아스팔트 마른대지 등에 접촉할 때 지락저항이 커서 지락전류의 검출이 곤란한 형태의 고장으로 방치하면 인명의 손상, 산불 화재의 발생 등을 초래하지만 올바른 해결책이 없어서 전세계적으로 방치돼 온 실정이다. 과거 수 십년간 이 문제를 해결하기 위한 무수한 연구와 노력이 있었지만 변전소에서 감지하는 방법에 국한돼 왔고, 전원단에서 감지하는 경우 전체 선로의 부하 전류의 증감에 따른 잔류 영상전류의 변화폭이 커서 검출 알고리즘이 복잡하고 비용이 고가인 결점이 있다. 설령 상당한 확률로 감지하더라도 변전소 차단기를 개방하여 전체선로를 정전시키는 것은 교통신호제어, 병원, 중요한 상업빌딩의 마비 등으로 시행할 수 없었으며 결국 경보를 주거나 선로유지 보수계획에 활용하는 수준에 머물렀다. 이 와중에 인명사고 및 산불 등 화재의 위험이 지속되지만, 전력 공급적 차원에서 신속히 고장을 제거해야 할 상황은 아니라는 점과 해결할 수 있는 경제성 있는 기술이 없다는 이유에서 방치되고 있는 것이 전세계 전력공급망의 실정이다. Second, if the high-resistance ground fault is in contact with concrete, asphalt, dry ground, etc. when the power line is disconnected, it is difficult to detect the ground fault current. It has been neglected all over the world because it is not there. In the past decades, there have been countless studies and efforts to solve this problem, but it has been limited to the detection method at the substation, and when it is detected at the power stage, the variation of the residual image current is large due to the increase or decrease of the load current of the entire line, so the detection algorithm It has this complex and expensive drawback. Even if it was detected with a considerable probability, the power failure of the entire line by opening the substation breaker could not be implemented due to traffic signal control, paralysis of hospitals, and important commercial buildings. Eventually, it remained at the level of giving an alarm or using it for line maintenance plans. In the meantime, the risk of fire such as personal accidents and wildfires continues, but the situation in the world's power supply network is neglected because of the fact that it is not necessary to quickly eliminate the failure in terms of power supply and there is no economical technology to solve it. .

본 발명에서의 고저항지락고장을 해결하는 방법은 기존과 같이 변전소 전원단 차단기의 위치에 설치하는 감시장치를 통해서는 해결할 수 없다는 자명한 사실에 기초하여 차단기, 리클로저, 다수의 보호기기가 총동원되어 고장지점의 최근접지점에서 고장을 감지하고 제거하는 현실적 방안을 제시하는 것이다. 고저항지락시 전원단에서 보면 부하전류가 크므로 잔류영상전류가 커서 선로말단에서의 고장발생시 예민한 감지가 곤란하지만 고장점의 최근접위치에서는 예민한 감지가 가능하고 고장이 검출되었을 때, 해당 선로를 개방할 수 있는 것은 분명한 것이다. Based on the self-evident fact that the method of resolving the high-resistance ground fault in the present invention cannot be solved through a monitoring device installed at the location of the power terminal breaker of the substation as in the past, a circuit breaker, a recloser, and a number of protection devices are fully mobilized. This is to suggest a practical plan to detect and eliminate the fault at the nearest point of the fault. When a high-resistance ground fault occurs, the load current is large when viewed from the power end, so the residual image current is large, making it difficult to detect sensitively when a fault occurs at the end of the line, but sensitive detection is possible at the nearest location of the fault point. It is clear what can be opened.

본 발명에서는 변전소에서 감시하는 방법에 비해 다수의 보호기기가 감시함에 따라 단순하면서도 보다 확실한 수단을 제시하고 있으며 이는 영상전류의 증가분, 영상전류의 고조파 성분의 증가분에 기초하고 평상시 각 보호기기의 위치에서 정상상태의 상기 영상전류증가분, 영상전류의 고조파 (harmonic current) 성분의 증가분을 학습하여 결정된 기준값을 비교 기준으로 하는 검출방식을 제공한다. Compared to the monitoring method in the substation, the present invention proposes a simple and more reliable means as a number of protection devices are monitored. This is based on the increase in the image current and the harmonic component of the image current. A detection method is provided in which a reference value determined by learning an increase in the image current in a steady state and an increase in a harmonic current component of the image current is used as a comparison standard.

고저항지락은 단선고장 검출방식과 서로 상보적 성격이 있어서 고저항지락은 부하단으로 갈수록 예민해지고 단선고장은 전원단으로 갈수록 예민해진다. 따라서, 본 발명은 이 두가지 방식을 병행함으로써 문제를 해결하는 것이다. High-resistance ground faults have a characteristic complementary to the disconnection fault detection method, so high-resistance ground faults become more sensitive toward the load end, and disconnection faults become more sensitive toward the power end. Therefore, the present invention solves the problem by performing these two methods in parallel.

이제 고장이 검출되면 차단기, 리클로저, 다수의 보호기기는 시간 지연을 통해 직접고장을 제거할 수 있고, 이 정보를 인접보호기기 간 통신시스템 혹은 중앙통신시스템에 전송하여 그룹간 제어 혹은 중앙의 명령에 의해 고장을 제거할 수 있다. Now, when a fault is detected, the breaker, recloser, and multiple protection devices can directly remove the fault through a time delay, and this information is transmitted to the communication system between adjacent protection devices or the central communication system to control group or central command. The fault can be eliminated by

셋째, 단선고장은 고저항지락의 극단적 형태로 단선은 되었으나 부접지 상태로 지락전류는 흐르지 않는다. 전원측으로 갈수록 단선시 부하전류의 변화가 크고 선로 말단으로 갈수록 부하전류의 변화가 작게 된다. 단선고장은 영상전류를 초래하지 않으므로 전원측에서는 역상전류(Negative sequence current)로만 감지가 가능하다. 평상시 부하전류가 평형을 이루고 있으면 역상전류는 0이며 완전한 평형이 아니라면 잔류 역상전류가 존재한다. 따라서 예민한 감지를 위해서는 역상전류의 증가분(△I2)을 분석할 필요가 있으며 역상전류의 증가분(△I2)이 정상운전 상태에서 획득된 기준값을 일정배수 초과할 때 동작시킨다.Third, disconnection failure is an extreme form of high-resistance ground fault, but the ground fault current does not flow in the negative ground state. The more it goes to the power side, the greater the change of the load current when disconnected, and the smaller the change of the load current goes toward the end of the line. Since disconnection failure does not cause image current, it can be detected only with negative sequence current on the power side. Normally, if the load current is in equilibrium, the negative phase current is 0, and if not completely balanced, there is a residual negative phase current. Therefore, when the operation causes the need to analyze the increment (△ I 2) of the opposite-phase currents, and more than a certain multiple of a reference value obtained from the increment (△ I 2) is the normal operating state of the reverse-phase current to the sensitive detection.

단선고장이 검출되면 차단기, 리클로저, 다수의 보호기기는 시간 지연을 통해 직접고장을 제거할 수도 있고 이 정보를 인접보호기기 간 통신시스템 혹은 중앙통신시스템에 전송하여 그룹간 제어 혹은 중앙의 명령에 의해 고장을 제거할 수 있다. When disconnection failure is detected, the breaker, recloser, and multiple protection devices can directly remove the failure through a time delay, and this information is transmitted to the communication system between adjacent protection devices or the central communication system to control group control or central command. The fault can be eliminated.

넷째, 본 발명은 전원측에서 고장을 감지하는 두 번째, 세 번째 방법과 처리방법 외에 부하측에서 고장을 감지, 제거하는 방법을 제공한다. 단선이 일어나고 고장점의 부하측이 접지되었다면, 이 때 부하측의 △결선 변압기를 통해 고장 선로에 전압이 인가되며 고장전류는 크지 않지만 인명 피해와 화재를 유발한다. 단선이 일어나면 부하측에서는 불평형 전압이 감지되며 각 상의 부족전압을 감지하거나 V0/V1 > 50% 인 현상을 이용하여 단선 고장을 인지할 수 있다. 불평형 전압이 인지되면 일정시간 지연 후 불평형 전압이 감지된 모든 부하기기를 개방함으로써 △결선 변압기를 통한 역가압 현상을 해소한다. 이 때 고장점의 최근접 부하측 보호기기는 개방 후에도 불평형 전압이 감지되므로 록아웃 시킬 수 있고 이 정보를 인접보호기기 간 통신시스템 혹은 중앙통신시스템에 전송하여 고장점의 전원측을 개방한다.Fourth, the present invention provides a method for detecting and removing a fault at the load side in addition to the second and third methods and processing methods for detecting a fault at the power side. If disconnection occurs and the load side of the fault point is grounded, voltage is applied to the fault line through the △ wiring transformer on the load side at this time, and the fault current is not large, but it may cause personal injury and fire. When disconnection occurs, the unbalanced voltage is detected on the load side, and the undervoltage of each phase can be detected, or a disconnection failure can be recognized by using the phenomenon of V 0 /V 1> 50%. When the unbalanced voltage is recognized, after a certain period of time delay, all the loads in which the unbalanced voltage is detected are opened to eliminate the reverse pressure phenomenon through the △wiring transformer. At this time, since the unbalanced voltage is detected even after opening of the protection device on the nearest load side of the fault point, it can be locked out, and this information is transmitted to the communication system or central communication system between adjacent protection devices to open the power side of the fault point.

이 방법은 고장점의 부하측에 보호기기가 있는 지선이나 루프 선로 모두에 적용되며 매우 확실하고 분명하게 단선을 수반한 고저항지락, 단선고장 문제를 해결할 수 있다. 이 방법은 대단히 확실하므로 전원측에서 고저항지락, 단선고장을 파악하고자 할 때 필요할 수 있는 선로의 다양한 조건을 모의 학습시키지 않아도 된다. This method is applied to both branch lines or loop lines with protection devices on the load side of the fault point, and can very reliably and clearly solve the high resistance ground fault and disconnection fault problems accompanying the disconnection. Since this method is very certain, it is not necessary to simulate and learn various conditions of the line that may be necessary when trying to grasp a high resistance ground fault or disconnection fault from the power supply side.

작은 지선이나 선로 말단의 고장으로 부하측에 보호기기가 없는 경우에는 여전히 고저항지락 알고리즘에 의해 고장을 해소해야 한다.If there is no protective device on the load side due to a breakdown of a small branch line or end of a line, the breakdown must still be resolved by a high resistance ground fault algorithm.

루프 선로의 경우에는 상시개방 스위치가 불평형전압 정보를 전송할 수 있으므로 고저항지락, 단선고장을 확실히 해결할 수 있고, 중요지선의 경우에는 선로 말단에 불평형전압 센서를 설치하여 이 정보를 전송함으로써 고저항지락, 단선고장 문제를 해결할 수 있다.In the case of loop lines, the normally open switch can transmit unbalanced voltage information, so high resistance ground faults and disconnection faults can be reliably resolved.In the case of critical branch lines, high resistance ground faults are installed by installing an unbalanced voltage sensor at the end of the line to transmit this information. , It can solve the problem of disconnection and breakdown.

다섯째, 분산전원이 연결된 경우 차단기나 리클로저는 분산전원에서 공급되는 역전력으로 인해 오동작할 수 있고 개폐기 단말장치는 오정보를 획득하거나 고장정보를 얻지 못해 전체 보호협조 시스템이 교란된다. Fifth, when the distributed power supply is connected, the circuit breaker or recloser may malfunction due to reverse power supplied from the distributed power supply, and the switch terminal device may not acquire erroneous information or failure information, thereby disturbing the entire protection coordination system.

본 발명에서는, 차단기나 리클로저는 역전력이 감지되면 동작을 억제하여 오동작을 막고 개폐기 단말장치는 고장 Pickup 정보 기억시간을 2초 이상 지연하여 분산전원의 보호기기가 동작되면 고장정보를 확인 기억하도록 하며, 분산전원 보호기기가 동작하지 못해 고립운전 상태가 지속되면 과부족 전압, 과부족 주파수, 역전력 감지시 고장계수를 완료한다. 이와 같이 함으로써 분산전원 연계시 보호협조의 교란문제를 해결할 수 있다. In the present invention, the circuit breaker or recloser inhibits the operation when reverse power is detected to prevent malfunction, and the switch terminal device delays the storage time of the fault pickup information by 2 seconds or more to check and store the fault information when the protection device of the distributed power is operated. And, if the isolated operation state continues because the distributed power protection device fails to operate, the fault count is completed when detecting over/under voltage, over/under frequency, and reverse power. In this way, it is possible to solve the problem of disturbance of protection cooperation when connecting distributed power sources.

본 발명의 실시효과는 차단기, 리클로저, 개폐기 지능형 단말장치 전반에 적용되며 부분적으로 또는 전반적으로 적용하는 것도 가능하다. The implementation effect of the present invention is applied to the entire intelligent terminal device of a circuit breaker, recloser, and switch, and may be applied partially or entirely.

도 1은 배전선로 보호협조 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 배전선로 대전류 고장유형을 설명하는 도면들이다.
도 5는 배전선로의 비접지 계통도를 나타내는 도면이다.
도 6은 배전선로의 다중접지 계통도를 나타내는 도면이다.
도 7은 비접지 계통의 벡터도를 나타내는 도면이다.
도 8은 다중접지 계통의 벡터도를 나타내는 도면이다.
1 is a diagram showing the configuration of a distribution line protection coordination system.
2 to 4 are diagrams for explaining a failure type of a large current in a distribution line.
5 is a diagram showing an ungrounded system diagram of a distribution line.
6 is a diagram showing a multi-ground system diagram of a distribution line.
7 is a diagram showing a vector diagram of an ungrounded system.
8 is a diagram showing a vector diagram of a multi-ground system.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 고안과 바람직한 일실시예를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a look at the invention and a preferred embodiment of the present invention together with the accompanying drawings are as follows.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 기능을 고려하여 정의된 용어들로 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으나 In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted, and terms to be described later are terms defined in consideration of functions. This may vary depending on the user's or operator's intention or custom, etc.

그 의미는 본 발명인 배전선로 고장감지 처리를 위 한 제어·단말장치를 설명하는 전체적인 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. The meaning should be made based on the overall description of the control/terminal device for the present invention, the fault detection processing of the distribution line.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 배전선로 고장감지, 처리를 위한 제어 및 단말장치를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a control and a terminal device for detecting and processing a distribution line failure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

배전선로는 특성상 고장요인이 다양하게 산재되어 있어 고장 감지 및 처리를 위하여 보호협조 시스템을 구축하고 변전소 CB(Circuit Breaker, 차단기)와 Recloser(리클로저, 재폐로 차단기)와 다수의 개폐기 RTU(Remote Terminal Unit: 단말장치)를 선로별로 설치하여 고장을 감지 및 처리하고 있다. Because of the nature of distribution lines, there are a variety of fault factors, so a protection coordination system is built for fault detection and treatment, and substation CB (Circuit Breaker, circuit breaker) and Recloser (recloser, recloser circuit breaker) and a number of switchgear RTU (Remote Terminal) Unit: terminal device) is installed for each line to detect and handle faults.

배전선로의 고장은 크게는 대전류 고장, 고저항지락고장(High Impedance ground Fault: HIF), 단선고장(Open Conductor: OC)등의 고장으로 구분되며 대전류 고장은 감지가 용이하지만 고저항지락고장이나 단선고장은 사실상 고장감지 사각지대에 있어서 인명사고나 화재 등 재난을 유발하고 있고 분산전원 연계시 역방향 전력으로 인한 오동작의 문제가 있어 대책이 절실한 실정이다.Failures of distribution lines are largely classified into failures such as high current failure, high impedance ground fault (HIF), and open conductor (OC), and high current failures are easy to detect, but high resistance ground fault or disconnection. In fact, a breakdown in the fault detection blind spot causes a disaster such as a human accident or a fire, and there is a problem of malfunction due to reverse power when a distributed power supply is connected, so a countermeasure is urgently needed.

본 발명은 현 배전계통 구성 및 보호협조 시스템의 취약성을 보완하고 안전성과 신뢰성을 일신하고자 개폐기 단말장치를 지능화하여 학습기능을 추가하면서 대전류 고장 감지· 처리 방법을 개선하고 새로운 알고리즘에 의하여 고저항지락고장, 단선고장 시 검출 사각지대를 해소하며 분산전원 연계선로에서의 고장 발생시 보호협조 교란을 방지할 수 있는 새로운 기술을 제공하는 것이다. The present invention improves the method of detecting and handling large current faults while adding a learning function by intelligentizing the switch terminal device in order to compensate for the vulnerability of the current distribution system configuration and protection coordination system and to improve safety and reliability, and a high resistance ground fault fault by a new algorithm. In addition, it provides a new technology that can eliminate detection blind spots in case of disconnection and prevent disturbances in protection cooperation in the event of a failure in a distributed power line.

또한 본 발명은 과도고장과 영구고장을 구분하는 방법의 개선방안과 후비보호기기가 록아웃 상태에 들어가기 전 고장을 미리 제거하는 새로운 기술을 제시한다.In addition, the present invention proposes an improvement method of a method for distinguishing between a transient fault and a permanent fault, and a new technique for removing the fault before the post-protection device enters the lockout state.

본 발명에 따른 새로운 제어 및 단말장치는 인접보호기기 간 통신시스템 혹은 중앙통신시스템을 통해 정보를 교류할 수 있으므로 대전류 고장 시에도 후비 차단기나 리클로저가 록아웃되기 전에 준영구고장(Cycle State)으로 판별되면 후비보호기기가 재투입되기 전 고속으로 고장구간의 양단을 제거할 수도 있다.Since the new control and terminal device according to the present invention can exchange information through a communication system or a central communication system between adjacent protection devices, even in the event of a large current failure, it becomes a semi-permanent failure (Cycle State) before the post circuit breaker or recloser is locked out. If it is determined, both ends of the fault section can be removed at high speed before the post-protection device is re-inserted.

본 발명에서는 배전선로에 설치된 다수 보호기기의 제어 및 단말장치가 고저항지락고장, 단선고장을 감지하게 하고 고장을 직접 제거하든가, 인접보호기기 간 통신시스템 또는 중앙통신시스템을 통해 고장정보를 전송하여 고장을 처리토록 함으로써 가장 효율적인 고저항지락고장, 단선고장처리 방법을 제공한다. In the present invention, the control and terminal device of a plurality of protection devices installed in the distribution line detects high-resistance ground fault, disconnection fault, and eliminates the fault directly, or transmits fault information through a communication system or a central communication system between adjacent protection devices. It provides the most efficient high-resistance ground fault and disconnection fault treatment method by handling faults.

본 발명에서는 차단기, 리클로저, 다수의 지능형 단말장치에서 고저항지락고장, 단선고장을 감지, 처리토록 함으로서 단순히 경보만 하는 수준이 아니라 고장점에서 최 근접지점에서 유효하게 고장점을 분리하는 수단을 제공한다.In the present invention, by detecting and handling high-resistance ground faults and disconnection faults in circuit breakers, reclosers, and a number of intelligent terminal devices, a means for effectively separating the fault point at the nearest point from the fault point is not merely a level of alarming. to provide.

본 발명에서는 고저항지락고장이나 단선고장은 고장전류가 작기 때문에 대전류 고장에 비해 처리시간을 길게 주어 전원측 고장이나 대전류 고장시에 오류를 피하도록 한다. 그러나 고저항지락고장이나 단선고장은 경우에 따라서는 대전류로 이행할 수도 있으므로 직접 고장을 제거하는 데에는 개폐기의 차단용량 범위 내에서 동작하도록 할 필요가 있다.In the present invention, since the fault current is small, the high resistance ground fault or disconnection fault has a longer processing time compared to the high current fault to avoid errors in the case of a power-side fault or a high current fault. However, high-resistance ground fault or disconnection fault may shift to a large current in some cases, so to eliminate the fault directly, it is necessary to operate within the range of the breaking capacity of the switch.

한편, 분산전원이 계통에 연결된 경우는 분산전원에 의해 역방향 전력이 공급되거나 분산전원 연계용 변압기가 1차 Y접지, 2차 △결선일 때 건전상에서 전력을 공급받아 고장상에 전류를 공급하여 I0 = Ia + Ib + Ic가 되는 특이한 현상이 있다.On the other hand, when the distributed power supply is connected to the grid, reverse power is supplied by the distributed power supply, or when the transformer for connecting the distributed power supply is connected to the primary Y ground and the secondary △ connection, power is supplied from the sound phase and the current is supplied to the fault phase. There is a peculiar phenomenon where 0 = I a + I b + I c.

이 문제는 기존의 보호협조체계를 교란하여 오동작을 일으키고 오정보를 발생하지만 분산전원 제어장치로서의 인버터에 대한 기능적 요구 규격만 있지 선로에 연계할 때 발생하는 모순을 해결하는 정형화된 방법이 없다. 그러나 분산전원이 날로 확대되면서 해결책이 절실히 요구되는 상태이므로 본 발명은 이를 해결하는 Solution을 제시한다. This problem disturbs the existing protection coordination system, causes malfunction and generates erroneous information, but there is only a functional requirement standard for the inverter as a distributed power control device, but there is no standardized method to solve the contradiction that occurs when linking to the line. However, as the distributed power supply is expanding day by day, a solution is desperately required, so the present invention proposes a solution to solve this problem.

이하에서는 본 발명에서 전술한 문제점을 해결하기 위하여 고안되고, 일실시된 알고리즘 내용을 각 고장 유형에 따라 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the contents of the algorithm devised and implemented in order to solve the above-described problems in the present invention will be described in detail according to each failure type.

대전류 고장이 발생한 경우 기존의 고장감지방식은 고장전류의 크기가 동작 전류값을 초과하여 일정시간 지속되었을 때 유효고장으로 인지하며, 후비보호기기가 고장을 제거하면 이 때 고장으로 확인하여 정보를 저장한다. 만약, 전위보호기기가 고장을 제거하여 고장전류가 소멸하면 부하전류가 흐르게 되고 이때의 과도 과전류 정보는 수 싸이클에 소멸된다. 이는 고장전류가 흘렀음에도 고장이 없었다고 하는 것으로 문제가 있어 과도과전류 정보를 별도로 저장하고 또한 분산전원이 있는 경우 분산전원이 분리되기까지의 시간은 최대 2초가 소요되므로 주 간선 고장시 후비보호기기가 고장을 제거해도 이를 고장으로 확인하지 못하는 문제가 발생한다. 따라서 고장 Pickup의 정보는 2초 이상 유지되도록 한다. 과도고장과 영구고장의 구분은 후비보호기기가 재투입된 후 정상전류가 일정시간 흐르면 과도고장으로 구분하고 최대 재폐로 시간이 지나도록 전압이 회복되지 못하면 후비보호기기가 시퀀스를 종료하고 록아웃 되었다고 인지하여 영구고장으로 판단한다. In the event of a large current failure, the existing failure detection method recognizes as an effective failure when the magnitude of the failure current exceeds the operating current value and continues for a certain period of time, and if the post-protection device removes the failure, it is identified as a failure and information is saved. do. If the potential protection device removes the fault and the fault current disappears, the load current flows, and the transient overcurrent information at this time disappears in several cycles. This means that there is no fault even though the fault current has flowed.Therefore, the transient overcurrent information is stored separately, and if there is a distributed power source, it takes up to 2 seconds for the distributed power to be disconnected. Even if is removed, there is a problem that it cannot be identified as a malfunction. Therefore, the information of the faulty pickup should be maintained for more than 2 seconds. The classification of transient fault and permanent fault is classified as a transient fault when the normal current flows for a certain period of time after the post-protection device is re-inserted, and if the voltage cannot be recovered until the maximum reclose time elapses, the post-protection device terminates the sequence and recognizes that it is locked out. Therefore, it is judged as a permanent failure.

차단기의 경우 O-CO-CO(Open-Close, Open-Close, Open), 리클로저의 경우 O-CO-CO-CO 시퀀스로 작동하므로 통상 차단기의 경우 3회 개방 후 록아웃, REC의 경우 4회 개방 후 록아웃된다. Circuit breaker operates in O-CO-CO (Open-Close, Open-Close, Open) and recloser in O-CO-CO-CO sequence. Locked out after opening times.

그러나, 배전선로에서 1회 재투입시 과도고장의 85%정도가 소멸하며 2회 개방된 경우 영구고장일 가능성은 95%이상이 되므로 영구고장을 확인하는데 3회 내지 4회 동작을 기다릴 필요가 없다. However, if the distribution line is re-entered once, about 85% of the transient fault is eliminated, and if it is opened twice, the possibility of a permanent fault is 95% or more, so there is no need to wait for three to four operations to confirm a permanent fault. .

본 발명에서는 위의 문제를 풀기 위해 후비보호기기가 동작하지 않는 과도 과전류와 후비보호기기가 동작하는 고장을 구분하고 후비보호기기가 동작하는 고장을 과도고장, 준영구고장, 영구고장으로 구분하기 위해 고장전류를 계수하는 방식을 제안하며 다음과 같다.In the present invention, in order to solve the above problem, the transient overcurrent in which the post protection device does not operate and the fault in which the post protection device operates, and the failure in which the post protection device operates is classified into transient failure, semi-permanent failure, and permanent failure. A method of counting fault current is proposed and is as follows.

Level 1은 후비보호기기가 동작하지 않는 과도과전류Level 1 is the transient overcurrent in which the post protection device does not operate.

Level 2는 고장전류 계수 후 정상전류 상태가 지속되어 계수가 Reset 되면 과도고장 Level 2 is a transient failure when the coefficient is reset because the normal current state continues after the fault current counts.

Level 3은 1~2회 고장전류 계수 후 준영구고장 Level 3 is a semi-permanent failure after counting the fault current once or twice

Level 4는 3~4회 고장전류 계수 후 후비보호기기가 록아웃 되었을 때 확인하는 영구고장으로 구분한다. Level 4 is classified into permanent faults that are checked when the post-protection device is locked out after counting the fault current three to four times.

기존의 방식은 Level 2와 Level 4만 있으며 이것도 계수시점이 아니라 최대 재폐로 시간을 기다려야 하므로 시간이 길어진다. Existing methods are only Level 2 and Level 4, and this also takes a long time since you have to wait for the maximum reclosing time, not at the time of counting.

Level 1이 없으므로 전위보호기기가 동작한 경우 후비보호기기 구간의 고장표시장치는 고장이 아니라고 표시하게 되어 고장의 상황을 정확히 표시하지 못하고 Level 3가 없으므로 준영구고장 시점에서 고속의 통신을 통해 후비보호기기 재투입 전 고장구간을 제거할 수 있음에도 이를 활용하지 못한다.Since there is no Level 1, if the potential protection device is in operation, the fault indication device in the post protection device section indicates that it is not a fault, so it cannot accurately display the fault situation and there is no Level 3, so post protection through high-speed communication at the point of a semi-permanent fault. Although the fault section can be removed before re-inserting the device, it cannot be utilized.

또한, 분산전원 연계시 아예 고장정보를 획득하지 못하는 오동작의 문제를 풀기 위해 고장 Pickup 후 이 정보를 2초 이상으로 연장하고 2초 이후에도 분산전원이 분리되지 못한 경우를 대비하여 과부족전압, 과부족주파수, 역전력을 감지시 고장으로 계수한다. In addition, in order to solve the problem of malfunction in which failure information cannot be obtained when the distributed power supply is connected, this information is extended to more than 2 seconds after failure pickup, and in case the distributed power cannot be separated after 2 seconds, the over/under voltage, over/under frequency, When reverse power is detected, it is counted as a failure.

고저항지락고장은 전선이 아스팔트, 콘크리트, 마른땅 등 저항이 큰 장소에 접촉하는 경우로 통상의 지락고장 전류보다 대단히 작아서 3상4선식에서는 평상시 불평형 상대지간 부하로 인하여 잔류영상전류가 존재하고 부하전류의 증감에 따라 잔류영상전류도 가변되므로 예민한 감지가 곤란하다. A high-resistance ground fault is a case where the wire contacts a place with high resistance, such as asphalt, concrete, dry land, etc., and is much smaller than the normal ground fault current. In the 3-phase 4-wire system, residual image current exists due to the unbalanced relative ground load. Sensitive detection is difficult because the residual image current also varies as the current increases or decreases.

무엇보다 변전소에서 전체선로의 고저항지락을 감지하고자 하면 평상시 전체 부하전류에 포함된 노이즈, 잔류영상전류로 인하여 고저항지락전류의 징후가 파묻히게 되므로 정확한 감지가 어렵고 설령 감지되더라도 전체선로를 개방하는데 따른 위험부담으로 고장을 제거할 수 없어 사실상 고장검출 사각지대에 놓여있고 인명과 재난사고의 위험성이 지속되기 때문에 그 대책일 실로 절실한 것이다. Above all, if the substation tries to detect the high-resistance ground fault of the entire line, the signs of the high-resistance ground current are buried due to the noise and residual image current included in the normal load current, so it is difficult to accurately detect and even if it is detected, the entire line is opened. Because the fault cannot be eliminated due to the resulting risk, it is virtually in the blind spot for fault detection, and the risk of human life and disasters persists, so the countermeasure is desperately needed.

본 발명의 핵심은 분산된 다수의 보호기기를 통해 고장을 감지함으로써 보다 예민한 고저항지락사고 감지를 가능케 하고 고장구간을 직접 제거하는 유효한 수단을 제공하는 데 있다. The essence of the present invention is to provide a more sensitive high-resistance ground fault detection by detecting a fault through a plurality of distributed protection devices, and to provide an effective means of directly removing a fault section.

3상 3선식에 있어서의 고저항지락고장은 평상시 영상전류(I0)가 거의 0이므로 Sensitive Earth Fault(SEF: 소전류 지락고장)로 분류되며 일반적인 방향지락 보호를 하든가, 영상전압과 영상전류값이 지극히 작은 경우 지락고장 Impedance나 Conductance 등을 계산하여 감도를 올리면 되지만, 3상4선식에서는 상대지간 부하의 불평형으로 인해 일정값의 잔류영상전류가 항상 존재하며 부하전류의 증감에 따라 영상전류의 크기는 변동하게 되므로 고저항지락의 징후는 잔류영상전류에 파묻혀 이를 구분하기 위한 다양한 수단이 연구되었다.The high-resistance ground fault in the 3-phase 3-wire system is classified as a Sensitive Earth Fault (SEF: small current ground fault) because the image current (I 0) is almost zero. If this is extremely small, you can increase the sensitivity by calculating the ground fault impedance or conductance, but in the 3-phase 4-wire system, there is always a constant residual image current due to the unbalance of the load between the relative ground, and the amount of the image current according to the increase or decrease of the load current. Because of fluctuations, the signs of high-resistance ground faults are buried in residual image currents, and various means have been studied to distinguish them.

대표적인 방법으로는 고조파 성분의 증가로 보는 방법, Harmonic Notching Filter(고조파 제거 필터) 등을 통하여 1cycle 전 데이터를 차산하여 영상전류의 순간적인 증가, 감소분의 크기, 빈도, 지속시간을 측정하고 정상적인 상태의 기준 Level을 학습하여 이의 일정배수를 Pickup(검출 기준값 초과 판단) 시키는 방법, Arc의 간헐성과 급격한 Arc 전류의 발생 시 나타나는 고조파 진동을 포착하기 위한 Wavelet 변환(특정 고조파파형 추출) 등의 기법이 사용되었다.Typical methods are the method of seeing the increase of the harmonic component and measuring the magnitude, frequency, and duration of the instantaneous increase and decrease of the image current by dividing the data before 1 cycle through the Harmonic Notching Filter, etc. Techniques such as a method of learning the reference level and picking up a certain multiple of it (determining exceeding the detection reference value), and Wavelet transformation (extraction of specific harmonic waveforms) to capture the harmonic vibration that occurs when the arc intermittent and sudden arc current occurs were used. .

그러나 본 발명에서는 다수의 지능형 단말장치가 선로에 설치된 상태에서 고장점에 근접하여 고장을 감지하게 되므로 보다 단순하고 확실하게 고장을 포착할 수 있다. 고저항지락도 결국은 영상전류의 증가형태로 나타나므로 본 발명에서는 영상전류의 증가분을 이용하여 평상시 정상운전상태에서 어느 한 상에서 단독으로 증가할 수 없는 값(예를 들어 10A) 이상의 영상전류 증가가 감지되면 과거 정상상태의 영상전류값을 고정하고, 이 값을 지속적으로 차산하여 영상전류 증가분을 분석한다. However, in the present invention, since a plurality of intelligent terminal devices are installed on a line and close to a fault point to detect a fault, the fault can be detected more simply and reliably. Since the high-resistance ground fault eventually appears in the form of an increase in the image current, in the present invention, an increase in the image current of more than a value (for example, 10A) that cannot be increased alone in any one phase in the normal normal operation state is achieved by using the increase in the image current. When detected, the image current value in the past normal state is fixed, and this value is continuously calculated to analyze the increase in image current.

이 고장전류는 연속적일 수도 있고 간헐적일 수도 있으므로 일정시간 내에 다시 고장이 검출되면 고장의 지속으로 간주한다. Since this fault current may be continuous or intermittent, if a fault is detected again within a certain period of time, it is regarded as the continuation of the fault.

동작 기준값이 평상시의 계통상태, 부하전류의 크기에 따라 변동될 수 있으므로 정상상태에서의 영상전류 증가를 감지하여 기준값을 학습하고, 영상전류가 이 기준값의 일정배수를 초과하면 고장으로 간주하여 통상 대전류고장이 지속되는 시간보다 길게 동작시간을 설정한다. Since the operating reference value may fluctuate according to the normal system state and the magnitude of the load current, it detects an increase in the image current in the normal state and learns the reference value, and if the image current exceeds a certain multiple of this reference value, it is regarded as a failure and usually fails with a large current. Set the operation time longer than this duration.

위의 값보다 낮은 고저항지락은 필연적으로 간헐적 Arc 특성을 갖거나 접지저항의 비직선성 저항 특성으로 인하여 높은 고조파 성분을 갖게 되므로 영상전류 증가분과 영상전류의 고조파 성분비가 평상시 학습된 영상전류 증가분과 영상전류의 고조파 성분비에 기초한 기준값을 초과하면 고장으로 간주한다. A high-resistance ground fault lower than the above value inevitably has an intermittent arc characteristic or a high harmonic component due to the nonlinear resistance characteristic of the ground resistance. If the reference value based on the harmonic component ratio of the image current is exceeded, it is regarded as a failure.

지락고장은 저저항지락고장, 고저항지락고장으로 구분할 수 있다. Ground faults can be classified into low-resistance ground faults and high-resistance ground faults.

1레벨은 최대 부하전류 이상의 지락고장으로 방향 지락 보호 계전을 할 필요가 없고 2레벨은 최대부하전류 이하, 최대 상대지간 부하 불평형 전류 이상의 고장으로 영상전압, 영상전류의 크기, 영상전압, 영상전류간의 위상을 비교하는 방향지락을 필요로 한다.Level 1 does not require a directional ground fault protection relay due to a ground fault above the maximum load current, and level 2 is a fault above the maximum load current and the load unbalanced current between the maximum relative ground, resulting in a fault between the image voltage, the size of the image current, the image voltage, and the image current. It requires a directional ground fault to compare the phases.

왜냐하면 타선로 고장시 전원전압 강하로 인한 영상전류의 증가 또는 부하측의 단상 보호기기(퓨즈)가 동작했을 때의 영상전류의 증가는 최대 부하전류를 초과할 수 없기 때문이다. 지락 전류 동작 레벨을 최대 부하전류 이하로 낮추고자 하는 경우 한계치는 평상시의 최대 영상전류 이상, 전위측 단상 보호기기 동작시 증가하는 영상전류 이상이 되겠지만 고장전류가 작은 경우 영상전압이 극히 작아, 일반적인 순방향 고장(Forward Fault), 역방향 고장(Reverse Fault)으로 판단하는 방향 지락 계전은 순방향 고장을 인지하지 못한다. 따라서 이 경우는 역방향 고장이 아닌 경우(Non Reverse Fault) 동작시킬 필요가 있으며 동작 전류의 하한은 선로에 따라 틀리겠지만 약 50A 수준이 된다. This is because the increase in the image current due to a power voltage drop in case of a failure of another line or the increase in the image current when the single-phase protection device (fuse) on the load side is operated cannot exceed the maximum load current. In the case of lowering the ground fault current operation level to less than the maximum load current, the limit value will be more than the normal maximum image current and more than the image current that increases during operation of the potential side single-phase protection device, but if the fault current is small, the image voltage is extremely small and the general forward direction. The directional ground fault relay, which is judged as a forward fault or reverse fault, does not recognize a forward fault. Therefore, in this case, it is necessary to operate when it is not a reverse fault, and the lower limit of the operating current will vary depending on the line, but it will be about 50A.

3레벨은 약 50A 미만의 지락고장으로 이를 검출하고자 하면 평상시 상대지간 부하 불평형의 변동에 따른 잔류 영상전류 때문에 이때는 통상의 방법으로는 불가능하며 특별한 방법을 고려해야 한다. Level 3 is a ground fault of less than about 50A. If this is to be detected, it is impossible to use the usual method at this time, and a special method must be considered because of the residual image current due to the fluctuation of the load imbalance between the relative ground.

첫째는 잔류영상전류를 제거하여 지락고장에 의한 영상전류를 추출, 분석해야 하며, 둘째는 평상시 부하전류의 증감에 따른 영상전류와 어느 한 상의 지락으로 인한 영상 전류를 구분해야 하며, 셋째는 고장이라고 판단되는 순간 과거 정상상태의 영상전류 파형을 고정하여 개방, 재투입 과정에서도 영상전류의 증가를 계산할 수 있어야 한다. 넷째는 선로의 특성에 따라 평상시 부하전류의 증감에 따른 영상전류가 어떻게 변하는 가를 학습하여 기준값을 만들고 이 기준값을 일정 배수 초과할 때 동작하도록 한다. First, it is necessary to extract and analyze the image current due to ground fault by removing the residual image current, and second, to distinguish the image current due to the increase or decrease of the load current and the image current due to a ground fault in one phase, and the third is a failure. At the moment of determination, the image current waveform in the past normal state should be fixed and the increase in the image current should be calculated even in the process of opening and re-entry. Fourth, according to the characteristics of the line, it learns how the image current changes according to the increase or decrease of the load current in normal times to create a reference value and operate when the reference value exceeds a certain multiple.

통상, 어느 한 상이 10A 이상 증가하는 경우는 거의 지락고장이므로 이것이 하나의 기준이 될 수 있으며 이러한 낮은 전류 영역에서의 Arc는 간헐적 특성을 갖게 되므로, Arc가 일시적으로 멈췄을 때 곧바로 리셋되지 않도록 할 필요가 있다. 물론 이 때도 Non Reverse Fault 일 때 동작하도록 한다. Normally, if any one phase increases more than 10A, it is almost a ground fault, so this can be a criterion, and since the arc in such a low current region has intermittent characteristics, it is necessary not to reset it immediately when the arc is temporarily stopped. There is. Of course, in this case as well, it should be operated in case of Non Reverse Fault.

4레벨은 고저항지락시 대지저항의 비직선성, Arc의 간헐성에 기초한 영상전류증가분의 고조파 성분을 분석하여 판단하는 영역이다. 3레벨보다 감도가 높을 수 있으며 과거 정상상태의 영상전류의 고조파 성분의 변화를 학습하여 기준값을 만들고 이 기준값을 일정배수 초과할 때 동작되도록 한다. Level 4 is an area that is determined by analyzing the harmonic component of the increase in image current based on the nonlinearity of the ground resistance and the intermittentness of the arc in case of a high resistance ground fault. Sensitivity may be higher than level 3, and a reference value is made by learning the change of the harmonic component of the image current in the past steady state, and it is operated when the reference value is exceeded by a certain multiple.

이를 요약하면 영상전류의 Pickup 레벨을 제1레벨은 최대부하전류 이상, 제2레벨은 영상전압(V0), 영상전류(I0)를 이용한 방향지락 처리영역으로 최대부하전류 이하에서 약 50A 까지, 제3레벨은 는 약 10A 수준으로 정상전압 (Positive Sequence Voltage)이 정상이고 정상운전상태에서 학습된 기준값을 초과했을 때 작동하며 Pickup이 해제되어도 일정시간 Off Time(해제 시간)을 지연하여 간헐적인 Arc에 대응케 하는 고저항지락전류 Level, 제4레벨은 △I0 > △I0Ref, △I0H (△I0의 고조파성분) > △I0HRef이고 V1이 정상일 때 작동하며 Pickup Off Time Delay를 통하여 간헐적인 Arc에 대응케 하는 알고리즘과 Firmware를 말한다.In summary, the pickup level of the image current is the first level above the maximum load current, the second level is the directional ground fault processing region using the image voltage (V 0 ) and image current (I 0 ), from less than the maximum load current to about 50A. , The third level is about 10A, and it operates when the normal voltage (Positive Sequence Voltage) is normal and exceeds the learned reference value in the normal operation state. Even when the pickup is released, the Off Time (release time) is delayed for a certain period of time to intermittently. High resistance ground current level corresponding to Arc, 4th level is △I 0 > △I 0Ref , △I 0H (Harmonic component of △I 0 )> △I 0HRef and operates when V 1 is normal, Pickup Off Time Delay It refers to the algorithm and firmware that responds to the intermittent Arc through.

3레벨, 4레벨은 1레벨, 2레벨 보다 동작시간을 길게하여 오동작을 방지하고, 필요한 판독시간을 확보한다.Levels 3 and 4 have longer operating times than levels 1 and 2 to prevent malfunction and secure the necessary reading time.

위와 같은 방법으로 하면 부하단으로 갈수록 평상시 잔류영상전류의 변화가 작으므로 예민한 보호가 가능하며 동시에 여러 레벨에서 감지되었을 때 동작의 우선순위는 1레벨부터 4레벨로 하여 최선의 선택(Best choice)을 하게한다. When the above method is used, the change in residual image current is small as it goes to the load terminal, so sensitive protection is possible.When it is detected at several levels at the same time, the priority of the operation is set from level 1 to level 4 to make the best choice. Let's do it.

고장이 Pickup 되면 단말장치는 고장정보를 중앙에 전송하여 중앙의 명령에 의해 고장구간을 분리하거나 인접보호기기의 단말장치에 전송하여 후비단말장치가 고장을 Pickup하고 전위 단말장치가 고장을 Pickup하지 않았을 때 개방토록 할 수 있다. When a fault is picked up, the terminal device transmits fault information to the center and separates the fault section by a central command or transmits it to the terminal device of the adjacent protection device, so that the rear terminal device picks up the fault and the preceding terminal device does not pick up the fault. When you can open it.

다음으로 단선고장은 배전선로가 단선되었으나 접지되지 않고 단순히 매달린 경우로 이 때 지락전류는 흐르지 않는다. The next breakdown is when the distribution line is disconnected but is simply suspended without being grounded. At this time, the ground fault current does not flow.

단선고장은 상간 부하전류의 불평형을 초래하며 이는 역상전류(I2: Negative Sequence Current)로 감지가 가능하다. 변전소나 리클로저와 같이 평상시 부하전류가 큰 경우에는 선로말단에서의 단선고장시 역상전류의 변화가 작기 때문에 유효한 수단이 되지 못하지만 다수의 보호기기가 설치된 경우에는 단선고장이 발생한 인접 후비보호기기는 확실한 역상전류의 변화 감지가 가능하다.Disconnection failure causes unbalance of load current between phases, which can be detected by negative sequence current (I 2 ). In the case of a large load current, such as a substation or recloser, it is not an effective means because the change in reverse phase current is small in case of a disconnection failure at the end of the line. It is possible to detect the change of the reverse phase current.

역상전류의 증가분은 △I2로 감지할 수 있고 △I2/I1로 보는 경우에는 부하전류의 크기와 연동하므로 보다 예민한 감지가 가능하다.Increasing the negative-phase current can be detected as △I 2 , and in the case of △I 2 /I 1 , it is linked with the size of the load current, so a more sensitive detection is possible.

단선고장은 고저항지락고장과 유사하게 대전류 고장 동작시간보다 길게 동작시킬 필요가 있으며, 이를 통해 전원단의 고장, 대전류 고장 시의 오동작을 피한다. 부하전류가 큰 주간선의 경우는 단선고장처리 알고리즘이 모든 유형의 고저항지락사고 알고리즘보다 예민하고 확실하므로 고저항지락사고의 경우와 동일한 동작지연시간을 갖도록 하는 것이 바람직하다. The disconnection fault, similar to the high resistance ground fault, needs to be operated longer than the high-current fault operation time, thereby avoiding malfunction in the case of a fault in the power stage or a high current fault. In the case of the main line with a large load current, the disconnection fault handling algorithm is more sensitive and more reliable than all types of high-resistance ground fault algorithms, so it is desirable to have the same operation delay time as in the case of high-resistance ground fault.

그러나 부하전류가 작은 지선이나 선로말단의 단선고장으로 △I2가 아주 작은 경우는 단선고장 처리 알고리즘으로는 보호되지 않기 때문에 고저항지락사고 처리 알고리즘에 의해 기본적으로 보호되어야 한다. However, if △I 2 is very small due to a branch line with a small load current or a breakdown at the end of a line, it must be basically protected by a high-resistance ground-fault handling algorithm because it is not protected by the breakdown breakdown algorithm.

선로말단에 불평형 전압 센서가 있는 경우 V0/V1 > 50%의 조건을 감지하여 고장점의 후비보호기기 혹은 중앙시스템에 전송할 수 있으며 모든 형태의 단선고장을 방지할 수 있다.If there is an unbalanced voltage sensor at the end of the line, it can detect the condition of V 0 /V 1 > 50% and transmit it to the post-protection device or the central system at the point of failure, and all forms of disconnection and breakdown can be prevented.

부하측에서 단선 상태를 감지하는 방법은 각 상의 부족전압을 감지하여 결상을 파악하거나 V0/V1 > 50% 조건 등을 통해 감지할 수 있다.The method of detecting the disconnection condition on the load side can detect the phase loss by detecting the undervoltage of each phase, or it can be detected through a condition such as V 0 /V 1> 50%.

선로 말단이 아닌 경우 단선을 수반한 고저항지락고장이나, 부접지 단선 고장인 경우 고장점의 부하측 단말장치가 단선 상태를 감지하고, 이 상태가 대전류 고장 동작시간보다 길게 유지되면 일괄 개방하고 고장점의 근접 부하측 보호기기는 록아웃한 뒤 중앙에 신호를 전달하여 고장점의 전원측 보호기기를 개방 록아웃 시킬 수 있다. If the end of the line is not the end of the line, the high-resistance ground fault accompanying the disconnection, or in the case of a negative ground disconnection, the terminal device on the load side at the fault point detects the disconnection state, and if this state is maintained longer than the high current fault operation time, it is opened collectively and the fault point After locking out, the protection device on the power side of the fault can be opened and locked out by transmitting a signal to the center.

결상정보 자체는 전원측 고장시나, 대전류 고장시에도 나타날 수 있고 단선상태에서도 나타날 수도 있으므로 변별력이 없어 활용되지 못하고 방치되었다. 본 발명에서는 단선고장 판별시간을 길게 주고 고장전류가 흐르지 않는 조건에서 결상 상황을 감지함으로써 전원측 고장, 대전류 고장시의 오류를 해결하고 고장점의 부하측 개방을 일괄 개방 록아웃 시켜 인명사고를 예방하고 철공진에 의한 과전압 문제를 해결하며 이 정보를 중앙에 전송하여 고장점의 전원측까지 분리할 수 있다. The phase-loss information itself may appear in the event of a power-side failure, a large current failure, or even in a disconnection state, so it was not utilized and neglected due to lack of discrimination power. In the present invention, the disconnection fault determination time is long and the phase loss condition is detected under the condition that the fault current does not flow, thereby solving errors in the case of power-side faults and large current faults, and collectively opening lockout of the load-side opening of the fault point to prevent personal accidents. It solves the problem of overvoltage caused by resonance, and by transmitting this information to the center, it is possible to separate even the power side of the fault point.

이 방법은 고저항지락고장이나 단선고장을 부하측에서 감지하여 통신을 통해 해결하는 방법으로, 전술한 전원측에서 고저항지락고장, 단선고장을 감지하는 방법과 차별되지만 고저항지락고장, 단선고장이 마지막 보호기기 이후에 발생하거나 소규모 지선에서 발생하지 않는 경우에는 간선이나 대규모 지선 등에서는 유용한 방법이다. 이상과 같이 고저항지락고장과 단선고장을 감지하는 기능을 변전소 차단기, 리클로저, 다수의 개폐기에 부여했을 때 전체 선로의 보호협조 시스템을 구성하는 몇 가지의 방안을 제시한다. This method detects high resistance ground fault or disconnection fault at the load side and resolves it through communication.It is different from the above-described method of detecting high resistance ground fault or disconnection fault at the power side, but high resistance ground fault and disconnection fault are the last. It is a useful method in trunk lines or large-scale branch lines when it occurs after a protective device or does not occur in a small branch line. As described above, when the function of detecting high-resistance ground faults and disconnection faults is given to the substation breaker, recloser, and multiple switchgear, several methods of constituting the protection coordination system of the entire line are presented.

첫째로는 대전류 고장이나 레벨1, 레벨2의 지락고장에 대해서는 기존과 같이 차단기나 리클로저가 Sequence에 따른 동작을 통해 고장을 제거한다. 개폐기 단말장치는 준영구고장시 차단기나 리클로저가 재폐로 하기전에 인접보호기기 간 통신시스템을 통해 정보를 인접보호기기에 전달하여 고장구간의 전원측, 부하측을 고속 분리한다. 고저항지락이나 단선고장의 경우 차단기, 리클로저, 개폐기 단말장치는 직접 동작하지 않고 고장정보를 중앙에 전송하여 중앙 컴퓨터에서 고장을 분리하는 방안이다. First, in the case of a large current fault or a level 1, level 2 ground fault, the breaker or recloser removes the fault through the operation according to the sequence as in the past. In case of a semi-permanent failure, the switch terminal device transfers information to the adjacent protection device through a communication system between adjacent protection devices before the breaker or recloser is reclosed, thereby separating the power side and the load side of the fault section at high speed. In the case of a high-resistance ground fault or disconnection, the breaker, recloser, and switchgear terminal devices do not operate directly, but the fault information is transmitted to the center to separate the fault from the central computer.

둘째로는 레벨3, 레벨4의 고저항지락과 부접지 단선고장의 경우 차단기나 리클로저 다수의 개폐기가 동작시간 지연을 통해 부하측부터 먼저 동작하고 필요시 재폐로를 하여 과도고장제거 기회를 준다. 고장점의 부하측은 중앙 컴퓨터에서 명령을 통해 개방한다. Secondly, in case of high resistance ground fault of level 3 and level 4 and disconnection of negative ground, a number of breakers or reclosers operate first from the load side through delay in operation time and reclose if necessary, giving an opportunity to eliminate excessive faults. The load side of the fault point is opened by command from the central computer.

셋째로는 부접지 단선고장의 경우 혹은 고저항지락고장시 단선상태가 지속될 때 고장점의 고장점의 부하측 보호기기가 일괄개방하여 고장점 인접보호기기만 록아웃되고 이후 록아웃 정보를 전송하여 중앙 컴퓨터가 고장점의 인접 전원측 보호기기를 개방 록아웃 시키는 방안이다. Thirdly, in the case of a disconnection of a negative ground or a high-resistance ground fault, when the disconnection continues, the protection devices on the load side of the fault point are collectively opened, and only the protection devices adjacent to the fault point are locked out, and then the lockout information is transmitted to the center. This is a method for the computer to open and lockout the power-side protection device adjacent to the fault point.

다음으로 분산전원이 계통에 연결된 경우는 통상의 방향지락 알고리즘으로는 오동작을 일으킬 수 있다. 분산전원 자체가 역전력을 공급하는 경우는 대체로 고장전류가 크지 않음으로 방향성 지락요소로는 판별이 곤란하게 된다. 이를 해결하기 위해서는 역전력(Reverse Power)을 감지하여 일정값 이상이면 고장검출을 억제한다.Next, if the distributed power supply is connected to the grid, it may cause a malfunction with a normal directional ground fault algorithm. When the distributed power supply itself supplies reverse power, it is difficult to discriminate as a directional ground fault element because the fault current is generally not large. To solve this problem, reverse power is sensed and failure detection is suppressed if it is above a certain value.

분산전원 연계용 변압기가 1차 Y접지, 2차 △ 결선 시 선로에 고장이 발생하면 연계용 변압기는 분산전원 자체와는 무관하게 건전상에서 전력을 공급받아 고장상으로 역방향 전력을 공급하며 건전상에서 유입되는 전류는 ±60° 전이하여 변전소 전원단으로 흐르게 되고 고장상에서는 고장점을 향해 고장전류를 공급하게 되며 이때 각상의 전류는 크기와 방향이 같다. If the transformer for distributed power connection fails in the line during primary Y ground, secondary △ wiring, the connected transformer receives power from the healthy phase regardless of the distributed power itself, supplies reverse power to the faulty phase, and flows from the healthy phase. The current transitions by ±60° and flows to the power stage of the substation. In the faulty phase, the fault current is supplied to the faulty point, and the current in each phase is the same in magnitude and direction.

따라서 영상전류는 I0 = Ia + Ib + Ic 가 되어 영상전류의 크기가 정상전류보다 커지는 현상이 발생한다. 이것은 전원측 고장에 응답한다는 것으로 오동작이 되어 이를 방지해야 한다.Therefore, the image current becomes I 0 = I a + I b + I c , so that the size of the image current becomes larger than the normal current. This is a response to a fault on the power side, which is a malfunction and must be prevented.

전류만의 정보를 사용하는 경우는 분산전원이 없는 경우 I0/I1는 항상 1보다 작으며, 분산전원이 있는 경우 I0/I1는 1보다 큰 값을 갖게 되는 현상을 이용한다.In the case of using current-only information, I 0 /I 1 is always less than 1 when there is no distributed power supply, and I 0 /I 1 has a value greater than 1 when there is a distributed power supply.

전압과 전류정보를 동시에 사용하는 경우는 각 상의 유효전력이 마이너스(역방향전력)가 되어 일정 기준값을 초과하면 동작을 억제한다. When voltage and current information are used at the same time, the active power of each phase becomes negative (reverse power) and the operation is suppressed when it exceeds a certain reference value.

차단기나 리클로저와 같이 직접 고장을 제거하는 보호기기는 위의 방법으로 오동작을 방지하고 개폐기 단말장치의 경우는 위의 조건에 추가하여 고장 Pickup 후 2초 이상 고장정보를 기억하도록 하며 이 보다 길게 과부족전압, 과부족 주파수, 역전력이 감지되면 고장으로서 확인, 계수를 하도록 한다. Protection devices that directly eliminate faults such as circuit breakers and reclosers prevent malfunction by the above method, and in the case of switchgear terminal devices, in addition to the above conditions, the fault information should be memorized for more than 2 seconds after fault pickup. If voltage, over/under frequency, or reverse power are detected, check and count as a fault.

이하에서는 본 발명의 주요한 실시예들에 대해 도면을 참조하여 부연설명한다.Hereinafter, main embodiments of the present invention will be further described with reference to the drawings.

도 1은 배전선로 보호협조 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a distribution line protection coordination system.

도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명인 배전선로 고장 감지 및 처리를 위한 제어 및 단말장치와 연동하는 보호협조 시스템(1000)의 구성요소를 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 1, the components of the protection coordination system 1000 interworking with a control and terminal device for detecting and processing a distribution line failure according to the present invention will be described as follows.

보호협조 시스템(1000)은 변전소(10), 상기 변전소에 설치된 차단기(CB, 100), 상기 차단기(100)에서 인출되는 배전선로(20), 상기 배전선로에서 고장을 감지 및 차단하는 리클로저(REC, 200), 상기 리클로저(200)를 제어하는 컨트롤러(210), 상기 컨트롤러(210)의 대전류 고장감지 알고리즘(211), 상기 컨트롤러(210)의 고저항지락 및 단선고장 감지 알고리즘(212), 및 상기 차단기(100)에서 인출되고 고장을 감지하고 대전류 고장시는 무전압 상태에서 선로를 개폐하고 고저항지락이나 단선고장 시는 직접 선로를 개방하거나 무전압 상태에서 선로를 개폐하는 복수의 개폐기(300, 400, 500, 600, 700, 800)를 포함한다. 이때, 상기 각 개폐기(300, 400, 500, 600, 700, 800)는 제어 및 단말장치(310, 410, 510, 610, 710, 810)를 포함하고, 상기 각 제어 및 단말 장치(310, 410, 510, 610, 710, 810)에는 대전류 고장감지 알고리즘(311, 411, 511, 611, 711, 811)과 고저항지락 및 단선고장감지 알고리즘(312, 412, 512, 612, 712, 812)가 포함된다. The protection cooperation system 1000 includes a substation 10, a circuit breaker (CB, 100) installed in the substation, a distribution line 20 drawn out from the breaker 100, and a recloser ( REC, 200), the controller 210 that controls the recloser 200, the high-current fault detection algorithm 211 of the controller 210, the high resistance ground fault and disconnection fault detection algorithm 212 of the controller 210 , And a plurality of switchgear that is drawn out from the circuit breaker 100 and detects a failure and opens and closes the line in a non-voltage state in case of a large current failure, and directly opens the line in the case of a high resistance ground fault or disconnection failure, or opens and closes the line in a non-voltage state. (300, 400, 500, 600, 700, 800). At this time, each of the switchgear (300, 400, 500, 600, 700, 800) includes a control and terminal device (310, 410, 510, 610, 710, 810), and each of the control and terminal devices (310, 410). , 510, 610, 710, 810) include high current fault detection algorithms (311, 411, 511, 611, 711, 811) and high resistance ground fault and disconnection fault detection algorithms (312, 412, 512, 612, 712, 812). Included.

나아가 보호협조 시스템(1000)은 상기 배전선로의 모든 보호기기와 연결되고 보호협조를 총괄하는 중앙컴퓨터시스템(900), 상기 보호협조 시스템(1000)의 각 구성 요소들을 연결하는 중앙통신시스템(30)을 포함하고, 각 구성 요소들(10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800)을 통신적으로 연결하는 제어 및 단말장치 간 통신수단(31)을 더 포함한다. Further, the protection coordination system 1000 is a central computer system 900 connected to all protection devices of the distribution line and in charge of protection coordination, and a central communication system 30 connecting each component of the protection coordination system 1000. It includes, and further includes a communication means 31 between the control and terminal devices for communicatively connecting each of the components (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800).

이때, 상기 중앙컴퓨터 시스템(900)은 계측 및 감시정보 소프트웨어(910)와 고장판단 및 처리 소프트웨어(920)를 포함할 수 있고, 상기 배전선로의 어느 한 지점에는 고장점(F)이 있을 수 있다.At this time, the central computer system 900 may include measurement and monitoring information software 910 and failure determination and processing software 920, and there may be a failure point F at any one point of the distribution line. .

차단기(100)와 리클로저(200)는 대전류 고장시 직접 고장을 차단할 수 있고 개폐기(또는, 부하 개폐기, 300, 400, 500, 600, 700, 800)는 부하전류만 차단할 수 있다. 다수의 차단기를 직렬협조 시키는 것은 전원측으로 갈수록 동작지연 시간이 길어져 선로의 손상을 증가시키므로 대전류 고장시는 차단기(100)와 리클로저(200) 만이 작동하여 대구간 보호를 하고 차단기(100), 리클로저(200)가 1~2회 작동하여 준영구고장으로 확인되면 인접보호기기 간 통신시스템(31)을 통해 차단기(100) 및 리클로저(200)의 재폐로 이전 고장구간을 분리하고 재폐로시 자동으로 건전구간의 전원을 회복한다. 고장점의 부하측 건전구간은 고장구간 분리와 동시에 상시 개방 스위치를 투입시켜 전원을 회복시킨다. The breaker 100 and the recloser 200 can directly block the failure in case of a large current failure, and the switch (or load switch, 300, 400, 500, 600, 700, 800) can only block the load current. Serial coordination of a plurality of circuit breakers increases the damage of the line as the operation delay time increases toward the power side, so in the event of a large current failure, only the circuit breaker 100 and the recloser 200 operate to provide protection between Daegu and the circuit breaker 100, If the closure 200 operates once or twice and it is confirmed as a semi-permanent failure, the breaker 100 and the recloser 200 are reclosed through the communication system 31 between adjacent protection devices. Automatically restores the power of the healthy section. The load-side healthy section at the fault point restores power by disconnecting the fault section and turning on a normally open switch.

기존의 기술은 F 지점 고장시 차단기(100)와 리클로저(200)가 협조하여 리클로저(200)만이 고장을 제거하고 일련의 투입 개방 시퀀스 동작 후 록 아웃되면, 제4 개폐기(400), 제5 개폐기(500), 제6 개폐기(600)의 대전류 고장감지 알고리즘 (411, 511, 611)을 통해 고장정보를 획득하고 중앙통신시스템(30)을 통해 중앙컴퓨터시스템(900)은 고장구간을 제6 개폐기(600)와 제7 개폐기(700) 구간으로 판단하여 원격에서 제6 개폐기(600) 및 제7 개폐기(700)를 개방함으로써 고장구간을 분리한다. 이 때 차단기(100)는 총 3회 개방하며(O-CO-CO) 리클로저(200)는 4회 개방 후(O-CO-CO-CO) 록 아웃된다. In the existing technology, when the breaker 100 and the recloser 200 cooperate to eliminate the fault at point F and lock out after a series of closing and opening sequence operations, the fourth switch 400, the fourth switch 400, The fault information is acquired through the high-current fault detection algorithms (411, 511, 611) of the 5 switch 500 and the sixth switch 600, and the central computer system 900 determines the fault section through the central communication system 30. The 6th switch 600 and the 7th switch 700 are determined as the section, and the sixth switch 600 and the seventh switch 700 are remotely opened to separate the faulty section. At this time, the circuit breaker 100 is opened three times (O-CO-CO) and the recloser 200 is opened four times (O-CO-CO-CO) and then locked out.

본 발명에서는 차단기(100), 리클로저(200)가 2회 개방되면 준영구고장으로 판단하여 차단기(100), 리클로저(200)가 재투입되기 전에 인접보호기기 간 통신시스템(31)을 통해 고속으로 고장구간을 자동 분리하며 동시에 상시 개방 개폐기(800)을 투입시켜 고장점의 부하측 건전구간을 회복하고 차단기(100), 리클로저(200)가 재폐로함에 따라 고장점의 전원측 건전구간을 회복한다. In the present invention, if the breaker 100 and the recloser 200 are opened twice, it is determined as a semi-permanent failure, and before the breaker 100 and the recloser 200 are re-inserted, the communication system 31 between adjacent protection devices is used. The fault section is automatically separated at high speed, and at the same time, the normally open switch (800) is inserted to restore the load side healthy section of the fault point, and the breaker (100) and recloser (200) are reclosed to restore the power section healthy section of the fault point. do.

고저항지락고장, 단선고장의 경우에는 대전류 고장시의 동작 방식과 차이가 있다. In the case of high-resistance ground fault and disconnection fault, there is a difference from the operation method in the case of a high current fault.

첫 번째 방법은 차단기(100), 리클로저(200), 제3 개폐기(300), 제4 개폐기(400), 제5 개폐기(500), 제6 개폐기(600)가 고저항지락고장, 단선고장 감지 알고리즘(212, 312, 412, 512, 612, 712, 812)을 통해 고장정보를 획득하면 중앙통신시스템(30)을 통해 중앙컴퓨터시스템(900)에 정보를 전송하고 중앙컴퓨터시스템(900)은 고장판단 및 처리 소프트웨어(920)를 통해 고장구간을 제6 개폐기(600)와 제7 개폐기(700) 구간으로 확정하고 원격에서 명령을 내려 제6 개폐기(600) 및 제7 개폐기(700)를 개방 고장구간의 양단에서 분리하고, 상시 개방 스위치(800)을 투입함으로써 고장구간 분리과정을 완성한다. 이때 고저항지락은 영상전류의 증가분(△I0)을 분석하고 단선고장은 역상전류(Negative sequence current)의 증가분(△I2)을 분석한다. 이때 고장구간의 전원측은 정상전압 상태이고 역전력 상태가 아니며 대전류고장이 아닌 조건이 되도록 하며 고장구간의 부하측은 대전류고장이 아니고 역전력 상태가 아니며 V0/V1 > 50% 이상인 조건으로 한다. 고장검출시간은 대전류 고장처리 시간보다 길게 유지하여 전원측 고장이나 대전류 고장시 오류를 피하도록 한다.The first method is that the circuit breaker 100, recloser 200, the third switch 300, the fourth switch 400, the fifth switch 500, and the sixth switch 600 are high-resistance ground fault, disconnection fault. When fault information is acquired through detection algorithms 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, the information is transmitted to the central computer system 900 through the central communication system 30, and the central computer system 900 The fault section is determined as the 6th switch 600 and the 7th switch 700 through the failure determination and processing software 920, and a command is issued from the remote to open the 6th switch 600 and the 7th switch 700. Separating at both ends of the fault section and inserting the normally open switch 800 completes the process of separating the fault section. At this time, the high-resistance ground fault analyzes the increase in the image current (△I 0 ), and the disconnection failure analyzes the increase in the negative sequence current (△I 2 ). At this time, make sure that the power side of the fault section is in a normal voltage state, not reverse power state, and a condition that is not a large current fault, and the load side of the fault section is a condition where V 0 /V 1 > 50% or more. The fault detection time is maintained longer than the high current fault handling time to avoid errors in case of a fault on the power side or a fault on the high current.

두 번째 방법은 차단기(100), 리클로저(200), 개폐기(300, 400, 500, 600, 700)가 고저항지락고장, 단선고장감지 알고리즘(212, 312, 412, 512, 612, 712, 812)를 통해 고장정보를 획득하면 부하측 개폐기(700) 부터 빠르게 동작시키고 차단기(100)를 가장 늦게 동작하도록 동작시간 지연을 통해 협조시킨다. 고장구간의 전원측 보호기기가 동작하면 이 정보를 중앙통신시스템(30)을 통해 중앙컴퓨터시스템(900)에 전송하여 고장구간의 부하측 보호기기를 개방시키든지 인접보호기기 간 통신시스템(31)을 통해 고장구간의 부하측을 분리한다. The second method is that the circuit breaker 100, recloser 200, and switch (300, 400, 500, 600, 700) have high resistance ground fault, disconnection fault detection algorithm (212, 312, 412, 512, 612, 712, If fault information is obtained through 812), the load-side switchgear 700 is operated quickly and the circuit breaker 100 is cooperated through an operation time delay to operate the latest. When the power-side protection device in the fault section operates, this information is transmitted to the central computer system 900 through the central communication system 30 to open the load-side protection device in the fault section or through the communication system 31 between adjacent protection devices. Separate the load side of the fault section.

세 번째 방법은 고장구간의 부하측 보호기기 개폐기(700)가 V0/V1 > 50%를 감지하고 대전류 고장처리 시간 이후까지 지속되면 부하측 보호기기 개폐기(700)가 직접 개방되도록 한 뒤 이 정보를 중앙통신시스템(30) 혹은 인접보호기기 간 통신시스템(31)에 전송하여 고장구간의 전원측을 분리한다.The third method is that when the load-side protective device switch 700 detects V 0 /V 1 > 50% of the fault section and continues until after the high current fault handling time, the load-side protective device switch 700 is opened directly and this information is stored. It is transmitted to the central communication system 30 or the communication system 31 between adjacent protection devices to separate the power side of the fault section.

도 2 내지 도 4는 배전선로 대전류 고장유형을 설명하는 도면들이다.2 to 4 are diagrams for explaining a failure type of a large current in a distribution line.

도 2는 과도과전류로 차단기(100), 리클로저(200) 동작없이 과도과전류가 소멸하거나 전위측 보호기기가 미리 동작한 경우로 고장계수는 하지 않지만 과도과전류 정보를 획득하는 경우를 나타낸다. 이것은 고장 검출 후 후비보호기기가 개방되었을때만 고장정보를 확인하는 기존 방법의 문제를 해결한다.FIG. 2 shows a case where the transient overcurrent disappears without the operation of the circuit breaker 100 and the recloser 200 due to the transient overcurrent, or the potential-side protection device operates in advance, and does not have a failure coefficient, but obtains information about the transient overcurrent. This solves the problem of the conventional method of checking fault information only when the after-protection device is opened after fault detection.

도 3은 고장발생시 차단기(100)나 리클로저(200)가 작동되면 고장을 계수하게 되며 재폐로시 고장전류가 소멸하여 정상전류상태에서 리셋되었을 때 발생하는 과도고장정보의 경우를 나타낸다.3 shows a case of transient fault information that occurs when the breaker 100 or the recloser 200 is operated when a fault occurs, and the fault current is extinguished upon reclosing and is reset from the normal current state.

도 4는 차단기(100)나 리클로저(200)가 2회 고장전류를 차단하여 영구고장이 확실시될 때 준영구고장으로 확인하여 차단기(100)나 리클로저(200)가 재폐로하기 전 고속으로 고장을 분리하기 위한 준영구고장 정보의 경우를 나타낸다. 이 정보를 이용하려면 인접보호기기 간의 통신시스템(31)을 필요로 한다.4 shows that when the breaker 100 or the recloser 200 cuts off the fault current twice and a permanent failure is confirmed, it is confirmed as a semi-permanent failure, and the breaker 100 or the recloser 200 is at high speed before reclosing. Shows the case of semi-permanent fault information for separating faults. To use this information, a communication system 31 between adjacent protection devices is required.

또한, 도 4는 차단기(100)가 3회 차단, 리클로저(200)가 4회 차단했을 때의 영구고장 록 아웃 정보의 경우를 나타낸다. 인접보호기기 간의 통신시스템(31) 없이 중앙통신시스템(30)만 사용하는 경우의 고장정보를 차단기나 리클로저가 록 아웃된 후 고장분리를 하게 되고 차단기나 리클로저를 원격 투입하게 되는 등 고장제거 시간이 길어진다.In addition, FIG. 4 shows a case of permanent failure lockout information when the breaker 100 is blocked 3 times and the recloser 200 is blocked 4 times. When only the central communication system 30 is used without the communication system 31 between adjacent protective devices, the breaker or recloser is locked out, the breaker is separated, and the breaker or recloser is remotely closed. The time is getting longer.

도 5는 배전선로의 비접지 계통도를 나타내는 도면이고, 도 6은 배전선로의 다중접지 계통도를 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing a non-grounded system diagram of a distribution line, and FIG. 6 is a diagram showing a multi-grounded system diagram of a distribution line.

도 5는 비접지 계통으로 전원 변압기(A)의 중성점이 접지되지 않고 부하는 상간 부하만 있으며 지락 고장시 지락전류는 상대지간의 정전용량을 통해서만 흐르므로 전류가 작다. 고장 선로는 전원측 정전용량을 통해 영상 전류가 흐르고 고장이 나지 않는 선로는 부하측 정전용량을 통해 영상전류가 흐르게 되므로, 이때 영상전압을 기준으로 순방향고장(고장선로), 역방향고장(비고장선로)시의 영상전류 방향은 반대가 된다.5 is a non-grounding system, the neutral point of the power transformer (A) is not grounded, the load is only a load between phases, and in the event of a ground fault, the ground fault current flows only through the capacitance between the counterparts, so the current is small. In the case of a faulty line, the image current flows through the power-side capacitance, and the line that does not fail, the image current flows through the load-side capacitance.At this time, in case of a forward fault (failed line) or reverse fault (non-faulty line) based on the image voltage. The direction of the image current of is reversed.

비접지 고장에서의 지락고장 검출방식은 여러가지가 있지만 그 중에서 영상전압의 크기, 영상전류의 크기, 영상전압과 영상전류의 위상각을 비교하는 방식이 일반적이다. 이러한 방법은 기존의 기술에서 잘 확립돼 있으며 다만, 본 발명에서는 보다 민감한 지락전류 감지를 위해 영상전류 증가분(△I0)을 추출하여 분석하고 영상전압이 감지되지 않는 고저항지락의 경우는 Non reverse fault(역방향 고장이 아닌 경우) 조건에서 △I0와 △I0H(△I0의 고조파 성분비)를 이용한다.There are various methods of detecting ground faults in non-ground faults, but among them, a method of comparing the magnitude of the image voltage, the magnitude of the image current, and the phase angle between the image voltage and the image current is common. This method is well established in the existing technology. However, in the present invention, the image current increment (△I 0 ) is extracted and analyzed for more sensitive earth fault current detection. fault (if not a reverse fault) utilizes △ △ I 0 and I 0H (harmonic component ratio of △ I 0) from the condition.

고저항지락의 제1레벨은 Non Reverse Fault 조건에서 영상전류의 증가분을 이용한 보호를 하며, 제2레벨은 Non Reverse Fault 조건에서 △I0의 고조파 성분비가 평상시 정상운전상태에서 학습된 기준값을 일정배수 초과할 때 작동시킨다. The first level of high-resistance ground fault protects using an increase in image current under non-reverse fault conditions, and the second level is a constant multiple of the reference value learned in normal operation when the harmonic component ratio of △I 0 under non-reverse fault conditions It works when it exceeds.

고저항지락을 처리함에 있어서 기본파 전압, 전류 요소를 사용하며 간헐적 Arc를 고려하여 고장감지 후 기준레벨 이하로 전류가 작아진 경우 곧바로 리셋시키지 않고, 리셋시간 이내에 다시 고장이 검출되면 유효한 고장으로 인정한다. 비접지 계통에서의 지락고장은 그 자체가 높은 임피던스 고장이지만 고저항지락의 경우는 영상전압이 감지되지 못하는 경우가 있으므로 Non Reverse Fault 조건이 필요하고, 이때 Arc의 간헐성이 증가한다. In handling high-resistance ground faults, fundamental wave voltage and current elements are used, and if the current decreases below the reference level after fault detection in consideration of intermittent arc, it is not reset immediately, and if fault is detected again within the reset time, it is recognized as a valid fault. do. A ground fault in a non-grounded system is itself a high impedance fault, but in the case of a high-resistance ground fault, the image voltage may not be detected, so a Non Reverse Fault condition is required, and at this time, the intermittentness of the arc increases.

본 발명의 중요한 특징은 고저항지락 고장검출과 단선고장 알고리즘을 결합하는 것으로 단선을 수반하는 고저항지락고장은 단선고장 알고리즘을 통해 보다 확실히 감지되고 해결될 수 있다. An important feature of the present invention is to combine a high-resistance ground fault detection and a disconnection fault algorithm. A high-resistance ground fault accompanying a disconnection can be detected and resolved more reliably through the disconnection fault algorithm.

도 6은 다중접지 계통으로 전원 변압기(B)의 중성선이 접지되어 있고 부하는 상간부하, 상대지간 부하를 연결할 수 있다. 상간부하는 영상전류를 발생하지 않지만 상대지간 부하의 불평형은 잔류영상전류를 발생하므로 부하전류의 증감에 따라 영상전류는 수시로 변경되고, 변압기 돌입 여자전류, 냉난방 부하로 인한 Cold Load 돌입전류, 부하측 단상 보호기기의 동작전류 등으로 변동폭이 커져 그 동안 고저항지락고장 처리는 영상전류의 기본파 분석을 통해서는 가능하지 않은 것으로 인식돼왔다. 그러나 이러한 현상은 변전소 출구단에서 전체선로의 고저항지락고장을 감지하는 경우로 다수의 보호기기가 고저항지락고장을 감지하고자 할 때는 상당히 민감한 보호가 가능해진다. 6 is a multi-ground system, the neutral line of the power transformer (B) is grounded, and the load can connect the phase-to-phase load and the relative-ground load. Phase-to-phase load does not generate image current, but the imbalance of the relative ground load generates residual image current, so the image current changes from time to time according to the increase or decrease of the load current. The range of fluctuations increased due to the operating current of the protective device, and so far, it has been recognized that handling of high resistance ground faults is not possible through fundamental wave analysis of the image current. However, this phenomenon is a case of detecting a high-resistance ground fault of the entire line at the exit end of a substation, and when a large number of protective devices attempt to detect a high-resistance ground fault, very sensitive protection becomes possible.

첫째 이유는 다수의 보호기기가 고저항지락을 감지하고자 할 때 고장점에 인접한 보호기기는 평상시 불평형 상대지간 부하로 인한 잔류영상전류가 작기 때문에 보다 예민한 보호가 가능하기 때문이고, The first reason is that when a large number of protection devices try to detect a high resistance ground fault, the protection devices adjacent to the fault point can provide more sensitive protection because the residual image current due to the unbalanced relative ground load is usually small.

둘째 이유는 단선이 발생하면 전원단에서 부하말단의 단선고장을 확인할 수 없지만 다수의 보호기기가 동원되면 그것이 고저항지락이든, 부접지 단선고장이든 상간 불평형 전류(역상전류 I2 )가 용이하고 확실하게 감지되기 때문이다.The second reason is that if a disconnection occurs, the disconnection fault at the load end cannot be confirmed at the power terminal, but when a number of protection devices are mobilized, whether it is a high resistance ground fault or a negative ground disconnection fault, the unbalanced current between the phases (reverse phase current I 2 ) is easy and reliable. It is because it is detected.

기존의 방식은 고저항지락고장 감지시 기본파 영상전류 크기를 사용치 않고 고저항지락고장 전류가 갖는 Arc의 간헐성과 Arc에너지 분석을 위해 3조파, 5조파 등의 Sub Harmonics 전류를 분석하든지, Wavelet 변환 등의 기법을 사용하였다. Conventional methods do not use the magnitude of the fundamental wave image current when detecting a high-resistance ground fault, but analyze the sub-harmonics current such as 3 harmonics and 5 harmonics to analyze the arc energy and the intermittent arc of the high-resistance ground fault current. A technique such as transformation was used.

본 발명에서는 고저항지락을 위해 영상전류 증가분(△I0)과 영상전류의 고조파 성분 증가분(△I0H)을 계산한다. In the present invention, an increase in the image current (ΔI 0 ) and an increase in the harmonic component of the image current ( ΔI 0H ) are calculated for a high resistance ground fault.

I0는 기본파를 계산하며 현재 I0에서 과거 I0'를 차산한 값 △I0 = I0 - I0'으로 하며, △I0값이 정상상태에서 학습된 △I0Ref기준값의 일정배수가 되면 Pickup하고 이때 과거 I0'값을 고정한다. 이 값은 전원이 상실되어도 기억하고 정상상태로 되었을 때 해제한다. 대전류 고장이 흐르거나 전원이 상실되거나 투입시 일정시간 동안은 △I0Ref를 갱신하지 않으며 △I0Ref는 IIR(Infinite Impulse Response) 형식의 고정시정수 평균기를 사용한다. 이때 △I0Ref(K) = (1-α)×△I0 + α×△I0Ref(K-1) 형식이 되고 △I0HRef(K) = (1-α)×△I0H + α×△I0HRef(K-1)이 된다.I 0 is calculated, and the fundamental one chasan the past, I 0 'in the current I 0 value △ I 0 = I 0 - I 0 'and a, △ I 0 value is when the predetermined multiple of the reference value △ I 0Ref Pickup learning in a steady state wherein the past and I 0' are fixed values. This value is memorized even if the power is lost and is released when it is in a normal state. △I 0Ref is not updated for a certain period of time when a large current fault flows, power is lost, or is turned on, and △I 0Ref uses a fixed time constant averager in the form of IIR (Infinite Impulse Response). At this time, △I 0Ref(K) = (1-α)×△I 0 + α×△I 0Ref(K-1) format, and △I 0HRef(K) = (1-α)×△I 0H + α× It becomes △I 0HRef(K-1) .

여기서, 사용된 각 변수의 정의는 다음과 같다.Here, the definition of each variable used is as follows.

△I0 : 영상전류(I0) 증가분△I 0 : Image current (I 0 ) increase

△I0Ref(K) : 현재 △I0 동작 기준값△I 0Ref(K) : Current △I 0 operation reference value

△I0HRef(K) : 현재 △I0 고조파 성분의 동작 기준값△I 0HRef(K) : Reference value of the current △I 0 harmonic component

△I0Ref(K-1) : 과거 △I0 동작 기준값△I 0Ref(K-1) : Past △I 0 operation reference value

△I0HRef(K-1): 과거 △I0 고조파 성분의 동작 기준값△I 0HRef(K-1) : Reference value of the previous △I 0 harmonic component

α : 가중치α: weight

고저항지락 고장을 검출하기 위한 동작 기준값 △I0Ref(K)는 △I0(영상전류 증가분)와 이전에 계산된 △I0Ref(K-1)에 각각 α(가중치)를 배분하여 계산한 평균값으로 이 동작 기준값은 평상시 불평형 영상전류에 연동하여 변동하되 α에 따라 현재에 불평형 영상전류 요소를 빠르게 반영할 수도 있고, 느리게 반영할 수도 있다. The operating reference value △I 0Ref(K) for detecting a high-resistance ground fault is an average value calculated by distributing α (weight) to △I 0 (increased image current) and previously calculated △I 0Ref(K-1). As a result, this operation reference value fluctuates in conjunction with the unbalanced video current at normal times, but depending on α, the current unbalanced video current factor can be reflected quickly or slowly.

도 7은 비접지 계통의 벡터도를 나타내는 도면이고, 도 8은 다중접지 계통의 벡터도를 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing a vector diagram of an ungrounded system, and FIG. 8 is a diagram showing a vector diagram of a multi-grounded system.

도 7에 도시된 직접접지 3상 3선식에서는 부하 평형시 I2 = 0 이지만 A상이 단선되면 IBN, ICN은 180° 방향이 반대로 되어 I2 = -IA 가 나타나게 된다.In the direct grounding three-phase three-wire system shown in FIG. 7, I 2 = 0 when the load is balanced, but when the A phase is disconnected, I BN and I CN are 180° in the opposite direction, and I 2 = -I A appears.

도 8에 도시된 다중접지 3상 4선식 계통에서 역상전류 I2는 불평형 상간부하와 상대지간 불평형 전류 I0의 합성값으로 나타나기 때문에 △I2는 실질적으로는 △(I2 - I0)로 계산하는 것이 단선고장을 감지하는데 보다 예민하다. 단선고장을 변전소 전원단에서만 감지하고자 하면 부하말단에서의 단선고장은 전류 변화가 미미하거나 평상시 잔류 상간 불평형전류로 하여 사용할 수 없지만 다수의 보호기기에 단선고장 알고리즘을 탑재하면 고저항지락으로 단선고장을 수반하거나 부접지 단선고장시에 확실한 감지수단이 된다.In the multi-ground three-phase four-wire system shown in FIG. 8, since the reverse phase current I 2 is represented by the combined value of the unbalanced interphase load and the relative ground unbalanced current I 0 , △I 2 is substantially △(I 2 -I 0 ). Calculation is more sensitive to detecting disconnection faults. If the disconnection fault is to be detected only at the power supply of the substation, the disconnection fault at the load end cannot be used as the current change is insignificant or the residual phase-to-phase unbalanced current is normally used. It is a reliable detection means in the event of a concomitant or negative ground disconnection failure.

단선고장의 경우도 고저항지락고장의 경우와 마찬가지로 △I2 = I2 - I2로 하며, △I2Ref(K) = (1-α)×△I2 + α×△I2Ref(K-1)이 된다.In case of disconnection failure, △I 2 = I 2 -I 2 , and △I 2Ref(K) = (1-α)×△I 2 + α×△I 2Ref(K-1) .

여기서, 사용된 각 변수의 정의는 다음과 같다.Here, the definition of each variable used is as follows.

△I2 : 역상전류(I2) 증가분△I 2 : Increasing the reverse phase current (I 2 )

△I2Ref(K) : 현재 △I2 동작 기준값△I 2Ref(K) : Current △I 2 operation reference value

△I2HRef(K) : 현재 △I2 고조파 성분의 동작 기준값△I 2HRef(K) : Reference value of the current △I 2 harmonic component

△I2Ref(K-1) : 과거 △I2 동작 기준값△I 2Ref(K-1) : Past △I 2 operation reference value

△I2HRef(K-1): 과거 △I2 고조파 성분의 동작 기준값△I 2HRef(K-1) : Reference value for operation of △I 2 harmonic components in the past

α : 가중치α: weight

고저항지락 고장을 검출하기 위한 동작 기준값 △I2Ref(K)는 △I2(역상전류 증가분)와 이전에 계산된 △I2Ref(K-1)에 각각 α(가중치)를 배분하여 계산한 평균값으로 이 동작 기준값은 평상시 불평형 역상전류에 연동하여 변동하되 α에 따라 현재에 불평형 역상전류 요소를 빠르게 반영할 수도 있고, 느리게 반영할 수도 있다. The operating reference value △I 2Ref(K) for detecting a high-resistance ground fault is an average value calculated by distributing α (weight) to △I 2 (increase in reverse phase current) and previously calculated △I 2Ref (K-1). As a result, this operation reference value fluctuates in conjunction with the unbalanced reverse phase current at normal times, but depending on α, the current component of the unbalanced reverse phase current can be reflected quickly or slowly.

이상은 전원측에서 고저항지락, 단선고장을 감지하기 위해 영상전류의 증가분 △I0와 역상전류의 증가분 △I2에 기초한 방법을 설명했지만 본 발명에서는 부하측에서 고장을 감지하는 수단도 제시한다. In the above, a method based on an increase in image current ΔI 0 and an increase in reverse phase current ΔI 2 has been described in order to detect a high resistance ground fault and disconnection fault in the power supply side, but the present invention also proposes a means for detecting a failure in the load side.

단선구간의 부하측 제어 및 단말장치는 단선으로 인한 불평형 전압을 감지하게 되는데 이는 상전압의 일부가 부족전압이 되거나 V0/V1 > 50%의 조건으로 감지할 수 있다. 고장이 감지되고 대전류 고장처리 시간보다 길게 유지되면 모든 고장점의 부하측 보호기기를 일괄 개방하고, 인접 부하측 보호기기만 록아웃 시킨뒤 이 정보를 인접보호기기 간 통신시스템 혹은 중앙통신시스템을 통해 전송함으로써 고장점의 인접 전원측 보호기기를 개방한다.The load-side control and terminal device in the disconnection section detects the unbalanced voltage due to disconnection, which can be detected under the condition that part of the phase voltage becomes undervoltage or V 0 /V 1> 50%. If a fault is detected and maintained for longer than the high current fault handling time, the load-side protection devices at all fault points are collectively opened, only the adjacent load-side protection devices are locked out, and this information is transmitted through the communication system between adjacent protection devices or the central communication system. Open the protection device on the power supply side adjacent to the fault point.

분산전원 연계선로의 경우 차단기, 리클로저의 컨트롤, 다수의 개폐기 제어 및 단말장치에 분산전원에서 공급되는 역전력 감지시 또는 I0/I1 > 1인 상태이면 동작을 억제하고 직접고장을 제거하지 않는 개폐기 제어 및 단말장치는 고장 Pickup 정보를 2초 이상 지속하여 분산전원 보호기기 동작시 고장계수를 할 수 있도록 하고, 분산전원 보호기기가 동작하지 못해 2초 이후에도 고립운전 상태가 지속되면 과부족전압, 과부족 주파수, 역전력을 감지하여 고장계수를 완료한다.In the case of distributed power connection lines, when detecting reverse power supplied from the distributed power supply to the circuit breaker, recloser control, multiple switchgear and terminal equipment, or when I 0 /I 1 > 1, operation is suppressed and direct fault is not eliminated. Switchgear control and terminal devices that do not maintain failure pickup information for more than 2 seconds to enable failure counting during operation of the distributed power protection device, and if the isolated operation status continues after 2 seconds due to the inability of the distributed power protection device to operate, over or under voltage, The fault count is completed by detecting the over/under frequency and reverse power.

본 발명의 기본사상은 대전류 고장전류 부분에 국한할 수도 있고 고저항지락고장, 단선고장에 이용할 수도 있고, 분산전원 연계선로의 새로운 보호협조 방법으로도 적용이 가능하지만 부분적인 적용이 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않음은 자명하다. 그러므로 상기에서 설명한 고안과 일실시예들은 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 따라서 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 해석되어야 한다. The basic idea of the present invention may be limited to a large current fault current part, may be used for high resistance ground fault, disconnection fault, and may also be applied as a new protection coordination method for distributed power connection lines, but partial application is the purpose of the present invention. It is obvious that it does not go beyond the range of and. Therefore, it should be understood that the above-described design and embodiments are illustrative and non-limiting, and the scope of the present invention should be interpreted by the claims.

이상에서, 본 개시의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 개시의 기술적 사상이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.In the above, even if all the constituent elements constituting the embodiments of the present disclosure have been described as being combined into one or operating in combination, the technical idea of the present disclosure is not necessarily limited to these embodiments. That is, as long as it is within the scope of the object of the present disclosure, one or more of the components may be selectively combined and operated.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 도시되어 있지만, 반드시 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 실행되어야만 하거나 또는 모든 도시 된 동작들이 실행되어야만 원하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수도 있다. 더욱이, 위에 설명한 실시예들에서 다양한 구성들의 분리는 그러한 분리가 반드시 필요한 것으로 이해되어서는 안 되고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키지 될 수 있음을 이해하여야 한다.Although the operations are illustrated in a specific order in the drawings, it should not be understood that the operations must be executed in the specific order shown or in a sequential order, or all illustrated operations must be executed to obtain a desired result. In certain situations, multitasking and parallel processing may be advantageous. Moreover, the separation of the various components in the above-described embodiments should not be understood as necessarily requiring such separation, and the described program components and systems may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. It should be understood that there is.

10 : S/S [Substation: 변전소]
20 : D/L [Distribution line: 배전선로]
30 : 중앙통신시스템 31 : 인접보호기기 간 통신시스템
40 : F [Fault: 고장] 100 : CB [Circuit Breaker: 차단기]
110 : Control [제어장치] 111 : 대전류 고장감지 알고리즘
112 : 고저항지락, 단선고장 감지 알고리즘
200 : REC [Recloser: 재폐로 차단기]
210 : C-RTU [리클로저 제어 및 단말장치]
211, 311, 411, 511, 611, 711, 811 : 대전류 고장감지 알고리즘
212, 312, 412, 512, 612, 712, 812 : 고저항지락, 단선고장 감지 알고리즘
300, 400, 500, 600, 700 : Switch [개폐기]
800 : Switch [개폐기, 상시개방]
310, 410, 510, 610, 710, 810 : C-RTU [Control - Remote Terminal Unit: 제어 및 단말장치]
900 : TOC [Total Operation Center: 중앙컴퓨터시스템]
910 : 계측 및 감시 정보 920 : 고장 판단 및 처리 Software
10: S/S [Substation: Substation]
20: D/L [Distribution line]
30: central communication system 31: communication system between adjacent protection devices
40: F [Fault: breakdown] 100: CB [Circuit Breaker: breaker]
110: Control [control device] 111: high current fault detection algorithm
112: High resistance ground fault, disconnection fault detection algorithm
200: REC [Recloser: Recloser breaker]
210: C-RTU [Recloser control and terminal equipment]
211, 311, 411, 511, 611, 711, 811: high current fault detection algorithm
212, 312, 412, 512, 612, 712, 812: high resistance ground fault, disconnection fault detection algorithm
300, 400, 500, 600, 700: Switch [switch]
800: Switch [switch, normally open]
310, 410, 510, 610, 710, 810: C-RTU [Control-Remote Terminal Unit: control and terminal device]
900: TOC [Total Operation Center: Central Computer System]
910: Measurement and monitoring information 920: Fault determination and processing software

Claims (7)

변전소 차단기, 및 리클로저를 포함하는 복수의 보호기기와 상기 복수의 보호기기를 제어하는 단말장치를 포함하는 배전선로 보호협조 시스템에서,
대전류 고장 발생 시 상기 단말장치가 대전류 고장의 유형을 구분하되, 상기 복수의 보호기기 중 후비보호장치가 동작하지 않는 과도과전류 상태와 상기 후비보호장치가 동작하는 상기 대전류 고장을 구분하고, 상기 후비보호장치가 동작하는 고장의 전류계수에 따라 상기 대전류 고장의 유형을 고장전류의 1회 또는 2회 계수 후 리셋되는 과도고장(리셋상태), 고장전류의 1회 또는 2회 계수 후 판단되는 준영구고장(사이클상태), 고장전류의 3회 또는 4회 계수 후 판단되는 영구고장(록아웃상태) 중 어느 하나로 구분하며,
소전류 고장 발생시 단선고장을 수반하지 않는 고저항지락의 경우는 상기 후비보호장치의 개방, 재폐로, 개방의 시퀀스 동작을 통해 상기 후비보호장치가 동작하는 고장의 전류계수에 따라 상기 소전류 고장의 유형을 고장전류의 1회 또는 2회 계수 후 판단되는 준영구고장, 고장전류의 3회 또는 4회 계수 후 판단되는 영구고장 중 어느 하나로 구분하며,
소전류 고장 발생시 단선고장을 수반하는 고저항지락이나 부접지 단선고장의 경우는 상기 후비보호장치가 1회 개방되면 영구고장으로 구분하되,
상기 복수의 보호기기 간 통신 수단이 구비된 경우에는, 상기 대전류 고장의 준영구고장 상태 또는 상기 소전류 고장의 준영구고장 상태에서 상기 복수의 보호기기 간 통신 수단을 통해 상기 배전선로 보호협조 시스템의 재폐로 동작 이전에 고장구간의 양단이 분리되고 건전구간이 회복되며,
상기 복수의 보호기기 간 통신 수단이 구비되지 않은 경우에는, 상기 대전류 고장의 영구고장 상태 또는 상기 소전류 고장의 영구고장 상태에서 상기 고장구간의 양단이 분리되고 건전구간이 회복되는 것을 특징으로 하는,
보호기기 제어를 위한 단말장치.
In a distribution line protection coordination system comprising a substation breaker, a plurality of protection devices including a recloser and a terminal device for controlling the plurality of protection devices,
When a large current failure occurs, the terminal device distinguishes the type of the large current failure, but distinguishes between the transient overcurrent state in which the post protection device does not operate from the plurality of protection devices and the high current failure in which the post protection device operates, and the post protection Depending on the current coefficient of the fault in which the device is operating, the type of the large current fault is counted once or twice, and then the transient fault is reset (reset state), and the quasi-permanent fault is determined after counting the fault current once or twice. It is classified as one of (cycle status), permanent failure (lockout status) judged after counting the fault current 3 or 4 times,
In the case of a high-resistance ground fault that does not involve disconnection when a small-current fault occurs, the low-current fault is generated according to the current coefficient of the fault in which the post-protection device operates through a sequence of opening, re-closing, and opening of the post protection device. The type is classified as either a semi-permanent fault determined after counting the fault current once or twice, or a permanent fault determined after counting the fault current three or four times,
In the case of a high-resistance ground fault or an unearthed disconnection fault accompanied by a disconnection fault in the event of a small current fault, it is classified as a permanent fault when the above protection device is opened once,
When the communication means between the plurality of protection devices is provided, in the semi-permanent failure state of the large current failure or the semi-permanent failure state of the small current failure, the distribution line protection coordination system through the communication means between the plurality of protection devices. Before the reclosing operation, both ends of the faulty section are separated and the healthy section is restored.
In the case where the communication means between the plurality of protection devices is not provided, both ends of the fault section are separated from each other in the permanent fault state of the high current fault or the permanent fault state of the small current fault, and the healthy section is restored,
Terminal device for controlling protection devices.
제1 항에 있어서,
전원단으로 갈수록 감도가 예민한 단선고장 감지 알고리즘과 부하단으로 갈수록 감도가 예민한 고저항지락 감지 알고리즘을 상호 결합하여 고저항지락고장과 부접지 단선고장을 감지하므로써 상기 복수의 보호기기 중 상기 고장구간에 인접한 보호기기를 통해 상기 고장구간의 전원측 및 부하측을 분리하는 것을 특징으로 하는,
보호기기 제어를 위한 단말장치.
The method of claim 1,
A high-resistance ground fault detection algorithm with sensitive sensitivity toward the power end and a high-resistance ground fault detection algorithm with sensitive sensitivity toward the load end are combined to detect high-resistance ground faults and negative ground faults. It characterized in that the power side and the load side of the fault section are separated through an adjacent protection device,
Terminal device for controlling protection devices.
제1 항에 있어서,
배전선로의 고저항지락 고장 처리를 위해 상기 복수의 보호기기를 제어하는 상기 단말장치가 학습에 의해 정상운전 상태의 기준값을 갱신하여 저장하고,
영상전류의 증가분이 기준값을 초과하고 어느 한 상만의 전류증가가 발생하였을 때 고장으로 판별하는 제1 알고리즘과 영상전류의 증가분과 전류의 고조파 성분이 기준값을 초과한 경우 고장으로 판별하는 제2 알고리즘을 독립적 또는 병행적으로 처리하는 알고리즘을 포함하고,
영상전류의 픽업(Pickup) 레벨은
제1레벨은 미리 결정된 최대부하전류 이상이고,
제2레벨은 영상전압(V0) 및 영상전류(I0)를 이용한 방향지락 처리레벨로서 상기 최대부하전류 미만에서 제3레벨 이상이고,
제3레벨은 △I0는 10A이고 정상전압(Positive Sequence Voltage) V1이 미리 결정된 정상 범위 이내이고 정상운전 상태에서 상기 기준값을 초과했을 때 적용되며, 상기 제3레벨에서 픽업(Pickup)이 해제되어도 일정시간 동안 해제시간(Off Time)을 지연시켜 간헐적인 Arc에 대응하는 미리 결정된 고저항지락전류 레벨이고,
제4레벨은 △I0 > 기준값 및 △I0의 고조파성분 > 기준값 이고 V1이 상기 정상 범위 이내일 때 적용되며, 상기 제4레벨에서 픽업이 해제되어도 해제시간 지연을 통하여 간헐적인 Arc에 대응하는 미리 결정된 레벨인 것을 특징으로 하는,
보호기기 제어를 위한 단말장치.
The method of claim 1,
In order to deal with a high resistance ground fault of a distribution line, the terminal device that controls the plurality of protection devices updates and stores the reference value of the normal operation state by learning,
The first algorithm for determining a fault when the increase of the image current exceeds the reference value and an increase in current of only one phase occurs, and the second algorithm for determining the fault when the increase of the image current and the harmonic component of the current exceed the reference value. Including algorithms that process independently or in parallel,
The pickup level of the image current is
The first level is greater than or equal to a predetermined maximum load current,
The second level is a directional ground fault processing level using image voltage (V 0 ) and image current (I 0 ), and is equal to or higher than the third level below the maximum load current,
The third level is applied when △I 0 is 10A and the positive sequence voltage V 1 is within a predetermined normal range and exceeds the reference value in the normal operation state, and the pickup is canceled at the third level. Even if it is, it is a predetermined high resistance ground fault current level corresponding to intermittent arc by delaying the off time for a certain period of time.
A fourth level corresponding to the intermittent Arc through the △ I 0> reference value and △ harmonic component of the I 0> reference value, and V 1 is turned off time delay may be applied when within the normal range, the pickup is turned off in the fourth level Characterized in that it is a predetermined level to,
Terminal device for controlling protection devices.
제1 항에 있어서,
배전선로의 단선고장 처리를 위해 고장시 발생하는 역상전류의 변동값을 계산하여 역상전류 I2의 증가분(△I2)이 학습된 기준값을 초과하거나 △I2(역상전류 증가분)/I1(정상전류)가 상기 학습된 기준값을 초과하되 V1(정상전압)이 미리 결정된 정상 범위 이내이고 대전류 고장이 감지되지 않았을 때 단선고장으로 판별하는 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는,
보호기기 제어를 위한 단말장치.
The method of claim 1,
To deal with the breakdown of the distribution line, calculate the fluctuation value of the reverse-phase current that occurs in the event of a failure, and the increment of the reverse-phase current I 2 (△I 2 ) exceeds the learned reference value or △I 2 (the increase of the reverse-phase current)/I 1 ( A normal current) exceeds the learned reference value, but V 1 (normal voltage) is within a predetermined normal range and a high current failure is not detected, characterized in that it comprises an algorithm for determining as a disconnection failure,
Terminal device for controlling protection devices.
제1 항에 있어서,
고저항지락고장과 단선고장을 감지 및 처리함에 있어서 상기 복수의 보호기기 간 통신 수단 또는 상기 배전선로 보호협조 시스템과 통신하는 중앙통신시스템을 이용하여 상기 고장구간을 분리하거나, 부하측에서 단선 상태를 감지하기 위해 개별적 상의 부족전압을 감지하거나, V0(영상전압)/V1(정상전압) > 50% 이상의 조건이 대전류 고장 처리 시간 이상 지속되었을 때 상기 복수의 보호기기 중 상기 고장구간의 부하측 보호기기를 개방하고 상기 고장구간에서 가장 가까운 부하측 보호기기만 록아웃시키며,
상기 개방 및 록아웃 정보를 상기 복수의 보호기기 간 통신 수단 또는 상기 중앙통신시스템을 통해 전송하여 상기 고장구간의 전원측 보호기기가 분리되도록 하는 고저항지락고장 및 단선고장 감지처리 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는,
보호기기 제어를 위한 단말장치.
The method of claim 1,
In detecting and handling high-resistance ground faults and disconnection faults, the fault section is separated using a communication means between the plurality of protection devices or a central communication system that communicates with the distribution line protection cooperation system, or a disconnection state is detected at the load side. In order to do so, when the undervoltage of an individual phase is detected, or when a condition of V 0 (video voltage)/V 1 (normal voltage)> 50% or more persists for longer than the high current fault handling time, the load-side protection device of the fault section among the plurality of protection devices Open and lockout only the load-side protection device closest to the fault section,
And a high-resistance ground fault and disconnection fault detection algorithm that transmits the open and lockout information through a communication means between the plurality of protection devices or the central communication system to separate the power-side protection device in the fault section. Made by,
Terminal device for controlling protection devices.
제1 항에 있어서,
분산전원 연계선로에 있어서,
상기 분산전원으로부터 공급되는 역전력을 감지하거나 I0(영상전류)/I1(정상전류) > 1 인 상태인 경우, 상기 고장구간의 분리를 직접 수행하지 않는 보호기기 제어를 위한 단말장치로서, 고장 픽업(Pickup) 정보를 2초 이상 유지하여 상기 분산전원의 보호기기가 동작시 고장계수를 할 수 있도록 하고, 상기 분산전원의 보호기기가 동작하지 못해 2초 이후에도 고립운전 상태가 지속되면 과부족전압, 과부족 주파수 및 역전력을 감지하여 고장계수를 수행하는 것을 특징으로 하는
보호기기 제어를 위한 단말장치.
The method of claim 1,
In the distributed power connection line,
As a terminal device for controlling a protection device that does not directly perform separation of the fault section when detecting reverse power supplied from the distributed power source or when I 0 (video current)/I 1 (normal current)> 1, Failure pick-up information is maintained for 2 seconds or more so that the protection device of the distributed power supply can calculate a failure count when the protection device of the distributed power supply is in operation, and if the isolated operation state continues after 2 seconds because the protection device of the distributed power supply fails to operate, over-under voltage , Characterized in that to perform a failure coefficient by detecting the over-shortage frequency and reverse power
Terminal device for controlling protection devices.
삭제delete
KR1020200043364A 2020-04-09 2020-04-09 Control and terminal unit for detecting and processing distribution line fault KR102221729B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200043364A KR102221729B1 (en) 2020-04-09 2020-04-09 Control and terminal unit for detecting and processing distribution line fault

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200043364A KR102221729B1 (en) 2020-04-09 2020-04-09 Control and terminal unit for detecting and processing distribution line fault

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102221729B1 true KR102221729B1 (en) 2021-03-03

Family

ID=75151065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200043364A KR102221729B1 (en) 2020-04-09 2020-04-09 Control and terminal unit for detecting and processing distribution line fault

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102221729B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102330825B1 (en) * 2021-08-13 2021-11-24 인텍전기전자 주식회사 System for detecting fault of ring main unit
KR20220132988A (en) * 2021-03-24 2022-10-04 한전케이디엔주식회사 FRTU using Peer to Peer communication on DAS and the method for compensation Load Unbalance in distribution line with FRTU
CN116707144A (en) * 2023-08-07 2023-09-05 广东佰林电气设备厂有限公司 Low-voltage distribution box fault early warning method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0134304B1 (en) * 1994-06-20 1998-04-22 조준영 Power line automatic control apparatus
KR20100018817A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 한국전력공사 Fault restoration system and its operation method in distribution network

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0134304B1 (en) * 1994-06-20 1998-04-22 조준영 Power line automatic control apparatus
KR20100018817A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 한국전력공사 Fault restoration system and its operation method in distribution network

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220132988A (en) * 2021-03-24 2022-10-04 한전케이디엔주식회사 FRTU using Peer to Peer communication on DAS and the method for compensation Load Unbalance in distribution line with FRTU
KR102507343B1 (en) 2021-03-24 2023-03-06 한전케이디엔주식회사 FRTU using Peer to Peer communication on DAS and the method for compensation Load Unbalance in distribution line with FRTU
KR102330825B1 (en) * 2021-08-13 2021-11-24 인텍전기전자 주식회사 System for detecting fault of ring main unit
CN116707144A (en) * 2023-08-07 2023-09-05 广东佰林电气设备厂有限公司 Low-voltage distribution box fault early warning method
CN116707144B (en) * 2023-08-07 2024-03-19 广东佰林电气设备厂有限公司 Low-voltage distribution box fault early warning method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102221729B1 (en) Control and terminal unit for detecting and processing distribution line fault
AU743068B2 (en) Fault detection apparatus and method of detecting faults in an electrical distribution network
AU2010300767B2 (en) System and method for polyphase ground-fault circuit-interrupters
US5245498A (en) Downed conductor automatic detecting device
CN107438929B (en) Method for being protected in combined power transmission line
US5103365A (en) Downed conductor automatic detecting device
KR101268620B1 (en) System and method for detecting the high impedence ground fault using distribution automation system
Tan et al. Sequential tripping strategy for a transmission network back-up protection expert system
CN201234124Y (en) Single-phase grounding failure wire selection automatic processing equipment for low current grounding system
JP3284589B2 (en) Transmission line protection method and protection relay device
CN106597188A (en) Single-phase ground fault diagnosis method on various conditions of cable, overhead line, and parallel-serial line
CN104704378A (en) Distributed detection of leakage current and fault current, and detection of string faults
Esmail et al. Detection and experimental investigation of open conductor and single-phase earth return faults in distribution systems
KR100829174B1 (en) Detecting Method of Fault Indication in Distributing Line
CN112363005B (en) GIS combined electrical apparatus fault detection and processing method, device and storage medium
FI117258B (en) Ground-fault protection of the electricity network
JP3028179B2 (en) Bidirectional protective relay system and bidirectional protective distance relay in electric line
JPH11355955A (en) Earth fault detector for multi-branched line
JP3407133B2 (en) Ground fault directional relay for low voltage road
US20230170686A1 (en) Device, method, and power distribution system for preventing electric shock and fire in case of short circuit and ground fault
EP1134865A2 (en) Detecting wire break in electrical network
CN116031842A (en) Low-current grounding line selection protection method
Franklin Interfacing distribution automation and system protection
JPH06113446A (en) Fine ground-fault distribution-line recognition apparatus
JPS58116021A (en) High voltage distribution wire and branch wire ground-fault trouble detector

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant