KR102288568B1 - 전력 시스템 복원성을 위한 차단기 설계 - Google Patents

전력 시스템 복원성을 위한 차단기 설계 Download PDF

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Abstract

자율적 차단기는 버스의 임피던스를 측정하기 위해 전류를 높은 임피던스 소스를 통해 차단기의 한 단부에 결합된 버스에 인가할 수 있다. 버스의 상태는 측정으로부터 결정될 수 있다. 결정된 상태에 기초하여, 고장 검출 절차는 버스에 고장이 존재하는지를 결정하기 위해 선택 및 구현될 수 있다. 고장 검출 절차가 구현되었고 고장이 검출되지 않았을 때, 차단기는 폐쇄할 수 있고, 따라서 버스는 다른 버스에 결합한다.

Description

전력 시스템 복원성을 위한 차단기 설계{BREAKER DESIGN FOR POWER SYSTEM RESILIENCY}
본 출원은 Edward Peter Kenneth Bourgeau에 의해 2013년 3월 13일에 출원되고 발명의 명칭이 "Breaker Design for Power System Resiliency"인 미국 가특허 출원 제 61/779,391 호에 대한 우선권의 이익을 주장하고, 이는 참조로서 여기에 통합된다.
본 개시는 전력 시스템들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시는 전력 시스템들에 대한 복원성 및 내결함성 차단기에 관한 것이다.
복원성은 애플리케이션에 관계없이 임의의 전력 시스템에서 중요한 고려 사항이다. 전력 시스템이 복원성을 가져야 할 문제들은 애플리케이션에 기초하여 다양하다. 예를 들면, 연안의 시추선에서, 전력 시스템은 범람, 화재들, 또는 발전기들로부터 선박 전체의 전기 장치들로 전력을 전달하는 전기 버스 내에 고장에 대해 복원성을 갖도록 만들어져야 한다.
선박상의 전기 시스템은 통상 화재 및 범람에 대해 분리되는 구획된 유닛들에 다수의 발전기들을 포함한다. 구획된 유닛들은 하나의 유닛에 대한 화재 또는 범람으로부터의 손상이 다른 구획된 유닛들로 전파하는 것을 방지한다. 그러나, 전력 시스템에 대한 제어 시스템들은 구획된 유닛들에 위치되지 않는다. 또한, 제어 시스템은 전력 시스템을 제어하기 위해 구획된 유닛들의 각각의 발전기들의 각각으로부터의 정보에 의존한다. 예를 들면, 제어 시스템은 발전기들이 주전원 배전 버스에 결합될 수 있는지의 여부 및 결합될 때를 결정할 수 있다. 발전기 및 제어 시스템의 손실이 모든 발전기들 및 제어 시스템들의 손실을 야기하지 않을 수는 있지만, 발전기들 및 그들의 제어 시스템들은 독립적으로 기능할 수 없을 수 있고 제어 시스템에 의해 행해진 부정확한 결정들에 의해 더 손상되거나 또는 감소된 성능을 경험할 수 있다.
차단기는 발전기를 전력 버스에 결합하고 제어 시스템으로부터의 명령들에 기초하여 전력 버스와 발전기 사이의 접속을 차단할 수 있다. 각각의 차단기는 신호 케이블들에 의해 다른 차단기들에 링크되고, 각각의 차단기의 상태는 차단기들의 제어 섹션의 로직에 포함된다. 따라서, 하나의 구획에서 차단기에 대한 손상은 다른 구획에서 차단기의 잘못된 거동을 생성한다. 따라서, 전력 시스템의 전체 복원성은 감소된다. 각각의 차단기는 동일한 캐비닛 또는 캐비닛 외부의 차단기를 제어하는 로직을 포함할 수 있다.
도 1은 연안의 시추선들에서와 같이, 전력 시스템(100) 내 차단기들(112, 114, 116)을 사용하기 위한 종래의 방법의 개략도이다. 차단기들(112, 114, 116)은 메인 전기 버스(102)와 발전기들(122, 124, 126) 각각의 사이에 결합된다. 배리어들(150)은 화재, 범람, 또는 다른 재해가 발생할 경우, 발전기들(122, 124, 126)의 동작을 분리하기 위해 발전기들(122, 124, 126) 사이에 위치될 수 있다. 통신 링크들(113, 115)은 차단기들(112, 114, 116)을 서로 결합한다. 차단기들(112, 114, 116)은 또한 차단기들(112, 114, 116)에 전력을 제공하기 위해 사용된 제어 전력 케이블(199)을 공유한다. 메인 버스(102)는 단일 컨덕터로서 접속되거나 타이 브레이커 마스터/슬레이브 세트들(151, 152 및 153, 154)에 의해 다수의 세그먼트들로 분리될 수 있다. 통신 링크들(156, 157)은 타이 브레이커 세트들(151, 152 및 153, 154) 각각을 서로 결합한다. 타이 브레이커 마스터/슬레이브 세트들(151, 152 및 153, 154)은 또한 타이 브레이커 마스터/슬레이브 세트들(151, 152 및 153, 154)에 전력을 제공하기 위해 사용된 제어 전력 케이블(199)을 공유한다.
발전기 차단기들(112, 114, 116)은 통신 링크들(113, 115, 131)을 거쳐 발전기들(122, 124, 126)의 상태를 전달한다. 차단기들(112, 114, 116)의 각각 내의 로직은 다른 차단기들(112, 114, 116)의 각각의 거동에 종속된다. 예를 들면, 차단기(112)가 메인 버스(102)와 동기화를 수행하도록 지시된 경우, 차단기(112)는 동기화를 수행하지 않을 것을 차단기(114)에 먼저 지시해야 하고, 그 반대도 마찬가지다. 차단기(114)가 동기화를 수행하고 있다는 것을 나타내는 경우, 이러한 표시가 잘못된 것일지라도 다른 차단기는 동기화를 수행할 수 없다. 따라서, 관리 시스템(140)과 발전기 차단기들(112, 114, 116) 사이의 통신 링크(131, 132, 133)가 고장난 경우 또는 임의의 차단기(112, 114, 116) 자체가 고장난 경우, 다른 정상적인 차단기들에 대한 액세스가 차단된다.
추가의 통신 링크들이 관리 시스템(130)과 차단기들(112, 114, 115) 각각의 사이에 제공될 수 있다. 그러나, 추가의 통신 링크들은 시스템(100)의 복잡성 및 배리어들(150) 사이에 행해져야 하는 접속들의 수를 증가시킨다. 차단기들(112, 114, 115)을 개방 및/또는 폐쇄하기 위한 결정들은 메인 버스(102)에 결합된 버스 감지 유닛들(140, 143, 144)로부터의 입력에 기초하여 관리 시스템(130)에 의해 행해질 수 있다. 통신은 버스 감시 유닛들(140, 143, 144)과 관리 시스템(130) 사이에서 및 발전기 차단기들(112, 114, 116) 사이에서 요구된다. 버스 감지 유닛들(140, 143)과 타이 브레이커들(151, 152) 사이에 통신이 요구되고, 버스 감지 유닛들(143, 144)과 타이 브레이커들(153, 154) 사이에 통신이 요구된다. 이들 통신 링크들은 시스템(100)의 복잡성 및 배리어들(150) 사이에 행해져야 하는 접속들의 수를 증가시킨다. 타이 브레이커들 세트들(151, 152 및 153, 154)의 성공적인 동작은 타이 브레이커 마스터(151) 및 그의 슬레이브 장치(152) 사이 및 타이 브레이커 마스터(153) 및 그의 슬레이브 장치(154) 사이의 통신들을 요구한다. 이들 통신 링크들은 시스템(100)의 복잡성 및 배리어들(150) 사이에 행해져야 하는 접속들의 수를 증가시킨다. 또한, 관리 시스템(130)을 사용하는 운영자는 타이 브레이커 세트들(151, 152 및 153, 154)의 마스터 차단기(151 또는 153)와만 통신할 수 있다. 따라서, 관리 시스템(130)과 마스터 차단기(151 또는 153) 각각의 사이의 통신 링크(134, 135)가 고장난 경우 또는 마스터 차단기(112) 자체가 고장난 경우, 다른 차단기(152, 154)에 대한 액세스가 차단된다.
전력 시스템(100)의 복원성에 영향을 끼칠 수 있는 상호 접속된 차단기들의 네트워크(110)로부터 두가지 문제점들이 발생한다. 첫째, 고장난 발전기의 부정확한 접속에 의해 야기된 고장 또는 단락 또는 접지와 같이 버스(102)상에 고장이 존재할 때와 같이 버스(102)가 발전기(122, 124, 125)로부터 추가의 전력을 수신하기에 부적합할 때, 차단기(112, 113, 114, 151, 152, 153, 154)는 버스(102)상에 닫혀질 수 있다. 둘째, 차단기들(112, 113, 114, 151, 152, 153, 154)이 버스(102)에 대한 전력의 공급을 제어하기 위해 서로로부터의 데이터에 의존하기 때문에, 상호 접속된 차단기들의 네트워크(110)는 동작의 자율성이 없다.
복원성을 개선하기 위한 하나의 종래의 해결책은 배리어들(150)의 사용이다. 화재 또는 범람의 결과들은 배리어들(150)의 사용에 의해 제한된다. 그러나, 특정한 구획에서 화재 또는 범람은 배리어(140)를 가로지르는 신호들을 방해할 것이다. 이는 잘못된 데이터가 배리어(150)에 의해 보호된 구획들에 전달되게 할 수 있다. 결과의 잘못된 데이터는 화재 및 범람에 의해 손상되지 않은 구획에서 장비의 동작을 불능하게 하거나 그렇지 않으면 손상시킬 수 있다.
다른 차단기들로부터의 입력에 대해 차단기의 복원성을 감소시키는 것은 전력 시스템의 복원성을 개선할 수 있다. 예를 들면, 각각의 차단기는 차단기가 안전하게 폐쇄되었을 때를 결정하는 방법을 독립적으로 실행할 수 있다. 각각의 차단기에 이러한 방법을 독립적으로 실행하기 위한 능력을 제공하는 것은 다른 차단기들에 대한 각각의 차단기의 복원성을 감소시키거나 제거할 수 있다. 자율적인 차단기들을 채용하는 전력 시스템의 개선된 복원성은 잘못 동작하는 하나의 차단기가 모든 차단기들이 잘못 동작하게 할 수 있는 더 낮은 가능성으로부터 초래될 수 있다. 따라서, 전력 시스템은 하나의 차단기가 동작가능하지 않게 될 수 있더라도 통상 계속 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 차단기를 폐쇄할 때를 결정하기 위한 방법은 차단기에 결합된 제 1 버스에 전류를 인가하는 단계를 포함한다. 방법은 제 1 버스에 고장이 존재하는지를 결정하기 위해 제 1 버스에 제 1 전류를 인가한 후 제 1 버스의 제 1 임피던스를 측정하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 제 1 버스에 고장이 존재하지 않는다고 결정된 경우, 방법은 제 1 버스를 차단기에 결합된 제 2 버스에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
방법은 계기용 변압기를 통해 전류를 제 1 버스에 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 차단기를 폐쇄하기 위한 명령을 제어기에서 수신함으로써 시작될 수 있다. 또한, 방법은 제 1 버스의 상태를 검사하는 단계, 및 센서에 결합된 접촉기를 폐쇄할지 또는 개방할지를 제어기에 의해 명령하는 단계를 포함할 수 있다. 센서는 전압 센서, 전류 센서, 또는 전압 및 전류 센서 모두일 수 있다.
일 실시예에 따라, 방법은 제 1 버스의 측정된 제 1 임피던스에 부분적으로 기초하여 실행할 고장 검출 절차를 결정하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 방법은 버스의 상태를 결정하기 위해 제 1 버스의 측정된 제 1 임피던스를 처리하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 제어기 내 명령들은 제 1 버스의 결정된 상태에 부분적으로 기초하여 실행하기 위한 고장 검출 절차를 선택하도록 실행될 수 있다.
방법은 선택된 고장 검출 절차를 실행할 때 센서에 결합된 접촉기를 폐쇄 또는 개방할 것을 제어기에 의해 명령하는 단계를 포함할 수 있다. 제 2 전류는 제 1 버스의 제 2 임피던스를 측정하기 위해 제 1 버스에 인가될 수 있다. 제 2 측정된 임피던스는 제 1 버스에 고장이 존재하는지를 결정하기 위해 제어기에 의해 처리될 수 있다.
일 실시예에 따라, 버스의 임피던스의 측정은 버스의 전압, 전류 또는 전압 및 전류 모두를 측정함으로써 수행될 수 있다. 또한, 제 1 버스의 적어도 제 2 버스에 대한 결합은 제 1 버스를 제 2 버스에 먼저 동기화하고, 이후 제 1 버스와 제 2 버스 사이의 차단기를 폐쇄함으로써 수행될 수 있다. 더욱이, 제 1 버스의 제 2 버스에 대한 결합은 발전기의 시추선상의 부하에 대한 결합을 초래할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 장치는 제 1 버스와 제 2 버스 사이에 결합된 차단기를 포함한다. 장치는 장치가 자율적으로 동작하게 하는 차단기에 결합된 제어기를 또한 포함한다. 제어기는 차단기에 결합된 제 1 버스에 제 1 전류를 인가하도록 구성될 수 있다. 제어기는 제 1 버스의 제 1 임피던스를 측정하고 제 1 버스에 고장이 존재하는지를 결정하도록 또한 구성될 수 있다. 장치는 제어기 및 제 1 버스에 결합된 적어도 하나의 계기용 변압기 및 제어기 및 제 2 버스에 결합된 적어도 하나의 다른 계기용 변압기를 또한 포함할 수 있다.
장치는 차단기 및 외부 보호 시스템에 결합된 보호 회로과 같이 보호하는 디바이스들, 또는 운영자 인터페이스와 같은 차단기의 내부 구성 요소들을 제어하는 디바이스들을 또한 포함할 수 있다. 장치는, 제어기 및 외부 버스에 결합된 범용 측정 트랜스듀서와 같은 차단기상에 측정들을 수행하기 위한 디바이스를 또한 포함할 수 있다. 또한, 장치는 외부 전원에 결합된 동기화기와 같은 동기화 회로를 포함할 수 있다. 다른 동기화 회로는 운영자 인터페이스 및 외부 전원 제어 회로에 결합된 동기 검사 중계기를 포함할 수 있다. 보호 회로, 범용 측정 트랜스듀서, 동기화기, 동기 검사 중계기, 및/또는 제어기는 장치 내 제어 회로의 부분일 수 있다.
일 실시예에 따라, 제어기는 장치를 자율적으로 제어하고 제어 명령들을 관리하도록 또한 구성될 수 있다. 제어기는 개폐 장치의 상태를 모니터링 및 제어하고, 차단기의 상태를 결정하도록 또한 구성될 수 있다. 더욱이, 제어기는 계기용 변압기들이 결합되는 프로세스를 제어하고, 계기용 변압기들 사이의 브릿지상에 존재하는 전압 및 전류를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 제어기는 버스의 상태를 자율적으로 검출하고 단지 버스의 상태에 기초하여 중앙 제어 시스템으로부터의 참여없이 버스로부터 발전기들을 접속 또는 제거하기 위한 요구 사항을 결정하도록 또한 구성될 수 있다. 접지 또는 단락과 같은 고장들에 추가하여 버스 상태는 실제 또는 반작용 전력의 과부하 저부하와 같은 상태들을 포함한다. 장치는 자율적으로 및 차단기를 개방 및/또는 폐쇄하기 위한 제어 명령들을 관리하도록 동작할 수 있다. 버스 상태에 기초하여, 제어기는 개폐 장치의 상태를 모니터링 및 제어하고, 상태를 결정하고 차단기를 제어하도록 또한 구성될 수 있다.
전술한 것은 후속하는 개시의 상세한 기술이 더 잘 이해될 수 있도록 본 개시의 특징들 및 기술적인 이점들을 오히려 더 넓게 개요로 서술하였다. 개시의 청구항의 요지를 형성하는 개시의 추가의 특징들 및 이점들은 이하에 기술될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시예는 본 개시의 동일한 목적들을 수행하기 위한 다른 구조들을 변경하거나 설계하기 위해 기초로서 쉽게 이용될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 이러한 동둥한 구조들이 첨부된 청구항들에서 서술되는 개시의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 것이 당업자들에 의해 또한 인식될 것이다. 추가의 목적들 및 이점들과 함께 그의 조직화 및 동작의 방법 모두에 관하여, 개시의 특징이라고 생각되는 새로운 특징들은 첨부하는 도면들과 관련하여 고려될 때 다음의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 도면들의 각각은 단지 예시 및 기술의 목적을 위해서만 제공되고 본 개시의 제한들의 정의로서 의도되지 않는다는 것이 명백하게 이해될 것이다.
본 발명은 전력 시스템 복원성을 위한 차단기 및 이러한 차단기를 설계하는 방법을 제공한다.
도 1은 연안의 시추선들 및 독립형 동력 발전소들의 조류 발전에 공통인 전력 시스템 내 종래의 차단기의 개략도.
도 2a는 개시의 일 실시예에 따라 독립적인 차단기들을 갖는 전력 시스템의 개략도.
도 2b는 개시의 일 실시예에 따라 독립적인 차단기들을 갖는 전력 시스템의 개략도.
도 3a는 개시의 일 실시예에 따라 독립적인 차단기를 갖는 전력 버스의 상태를 결정하기 위한 방법을 도시하는 플로차트.
도 3b는 개시의 일 실시예에 따라 독립적인 차단기에 의해 다수의 주파수들을 스캐닝함으로써 전력 버스의 상태를 결정하기 위한 방법을 도시하는 플로차트.
도 3c는 개시의 일 실시예에 따라 차단기를 폐쇄하는 것이 안전할 때를 결정하기 위한 방법을 도시하는 플로차트.
도 3d는 개시의 일 실시예에 따라 차단기를 개방할지 또는 폐쇄할지를 결정하는 방법을 도시하는 플로차트.
도 4는 개시의 일 실시예에 따라 자율적인 거동을 갖는 차단기의 개략도.
도 5는 개시의 일 실시예에 따라 추가의 센서들을 갖는 차단기의 개략도.
도 6은 개시의 일 실시예에 따른 운영자 인터페이스의 개략도.
도 7은 차단기를 폐쇄할 때를 결정하기 위한 방법의 일 실시예를 도시하는 플로차트.
개시된 시스템 및 방법들의 더 완전한 이해를 위하여, 첨부하는 도면들과 함께 취해진 다음의 기술들에 대한 참조가 여기서 행해진다.
전력 시스템 내 복원성은 다른 구분 유닛들 내 구성 요소들에 대한 일 구분 유닛 내 구성 요소들의 복원성을 감소시킴으로써 개선될 수 있다. 일 실시예에 따라, 복원성은 구성 요소들 사이의 통신의 양을 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 예를 들면, 차단기는 다른 차단기들로부터 입력이 적거나 없이 방법들을 실행하는 로직을 포함할 수 있다. 이는, 구분 유닛에서 각각의 차단기가 다른 차단기가 다른 구분 유닛에서 잘못 거동하고 있는 동안 계속 동작할 수 있기 때문에, 전력 시스템의 복원성을 개선한다. 또한, 각각의 차단기는 관리 시스템에 직접 통신할 수 있다. 따라서, 차단기는 다른 차단기들이 명령들을 수신하는 것에 의존하지 않고 차단기를 개방 또는 폐쇄할지와 같은 명령들을 수신할 수 있다.
일 실시예에 따라, 주전력 배선 버스상의 높은 에너지 충돌은 버스상의 충돌에서 에너지를 감소시키는 고 임피던스 계기용 변압기들의 사용을 통해서와 같이 버스의 상태를 검사함으로써 방지될 수 있다. 높은 에너지 충돌은 그 시간에 작동을 안할 수 있는 배선 버스상에 동시에 폐쇄하는 주전력 배선 버스에 상이한 비동기 발전기 버스들을 결합하는 상이한 차단기들을 초래할 수 있다. 낮은 에너지 충돌은 고 임피던스 계기용 변압기에 의해 생성되고 버스의 임피던스를 측정하고, 버스의 상태를 식별하고, 버스에 결합된 차단기를 폐쇄할지 폐쇄하지 않을지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 임피던스 감지를 수행하고, 차단기를 폐쇄하기 전에 변압기들을 통해서와 같이 버스 임피던스를 측정함으로써, 차단기는 충돌이 변압기들을 통해 발생하는 것을 보장할 수 있다. 변압기들을 통한 이러한 충돌은 전력 시스템에 손상을 줄 수 있는 높은 에너지 버스 대 버스 충돌을 회피할 수 있다. 따라서, 전력 시스템의 복원성은 고 임피던스 계기용 변압기에 의해 더욱 강화된다.
도 2a는 개시의 일 실시예에 따라 차단기들(212, 214, 216)을 갖는 전력 시스템(200)의 개략도를 도시한다. 차단기들(212, 214, 216)은 자율적으로 동작할 수 있다. 차단기들(212, 214, 216)의 각각은 제어 전력선들을 통해 발전기들(222, 224, 226) 각각으로부터 전력이 제공될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제어 전력 케이블은 낮은 전압 DC 버스일 수 있다.
전력 시스템(200)에서, 잘못 동작하는 차단기는 다른 차단기에서 잘못된 거동을 야기하지 않을 수 있다. 각각의 차단기(212, 214, 216)는, 다른 차단기들(212, 214, 216)로부터의 적은 정보 또는 정보가 없이 내부 회로를 사용하여, 차단기들(212, 214, 216)을 폐쇄하고 발전기들(222, 224, 226) 각각을 주전력 버스(202)에 결합하는 것이 안전한지의 여부를 결정하기 위한 방법을 독립적으로 실행할 수 있다.
여기에 기술된 바와 같이, "차단기들"은 발전기들(222, 224, 226)과 주전력 버스(202) 사이의 차단기들(212, 214, 216)과 같은 발전기 차단기를 포함할 수 있다. "차단기들"은 전력 버스들(202)의 세그먼트들 사이의 차단기들(271, 272, 273, 274)과 같은 타이 브레이커를 또한 포함할 수 있다. 이들 차단기들(271, 272, 273, 274)의 각각은 자율 제어 전력(281, 282, 283, 284) 각각에 의해 전력 공급될 수 있다.
도 2b는 개시의 일 실시예에 따라 독립적인 차단기들을 갖는 전력 시스템의 개략도이다. 시스템은 버스(252A)와 주전력 버스(202) 사이에 차단기(232)를 포함할 수 있다. 차단기(232)는 버스 임피던스 감지 회로 및 동기화 회로를 포함할 수 있는 자율적 타이 제어(264A)에 의해 제어될 수 있다. 제어(264A)는 차단기(232)와 통합되거나 또는 별개의 구성 요소로서 동작할 수 있다. 제어(264A)는 버스(252A)가 주전력 버스(202)에 결합하기 전에 주전력 버스(202)의 건전성의 상태를 검사하도록 차단기(232)를 제어한다. 주전력 버스(202)의 건전성을 검사하기 위한 전류는 버스 포인트 변압기(262A)를 통해 타이 포인트 변압기(266A)로 수신될 수 있다.
유사한 구성은 버스 포인트 변환기(262B) 및 타이 포인트 변압기(266B)에 결합된 자율적 타이 제어(264B)를 통해 차단기(234)에 대해 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 선박 관리 시스템(256)은 추가의 전력이 요구될 때와 같이 추가의 전력을 주전력 버스(202)에 제공하기 위해 차단기들(232 및/또는 234)을 폐쇄할 것을 명령하기 위해 사용될 수 있다. 선박 관리 시스템(256)이 차단기들(232 및/또는 234)을 폐쇄할 것을 명령한 후, 자율적 타이 제어(264)는 메인 버스(202)의 상태를 결정하고 차단기들(232, 234)을 폐쇄할지의 여부를 결정하도록 동작한다. 일 실시예에서, 타이 브레이커들(232, 234)은 시추 장치와 같은 선박상의 우현 버스 및 좌현 버스에 결합하기 위해 사용될 수 있다.
자율적 타이 제어(264)는 도 3a 내지 도 3c에서 도시된 방법들 중 하나를 실행할 수 있지만, 다른 방법들이 또한 제어(264)에 의해 실행될 수 있다. 도 3a는 개시의 일 실시예에 따라 독립적인 차단기에 의해 전력 버스의 상태를 결정하기 위한 방법을 예시하는 플로차트이다. 방법(350)은 제 1 버스에 제 1 전류를 인가하는 블록(352)에서 개시한다. 이후, 블록(354)에서, 제 1 버스의 임피던스가 제 1 전류에 의해 측정된다. 블록(356)에서, 제 1 버스의 상태는 블록(354)의 측정된 임피던스에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 상태가 블록(358)에서 고장이 있다고 결정된 경우, 방법(350)은 제 1 버스에 대한 고장을 보고하기 위해 블록(362)으로 진행한다. 차단기는 고장이 검출될 때 폐쇄되지 않는다. 상태가 블록(358)에서 고장이 없다고 결정된 경우, 방법(350)은 제 1 버스와 제 2 버스 사이의 차단기를 폐쇄하고 블록(360)으로 진행한다.
제 1 버스에 인가된 제 1 전류는 제 2 버스로부터 수신될 수 있다. 제 1 전류는 제 1 버스에 인가되기 전에 또한 조작될 수 있다. 예를 들면, 전류는 제 1 전류의 주파수 및/또는 전압을 조정하기 위해 다수의 구동 디바이스를 통과할 수 있다. 제 1 버스는 제 1 버스의 상태의 결정을 개선하기 위해 전압들 및/또는 주파수들의 범위에 걸친 임피던스의 측정들을 통해 검사될 수 있다. 도 3b는 개시의 일 실시예에 따라 독립적인 차단기에 의해 다수의 주파수들을 스캐닝함으로써 전력 버스의 상태를 결정하기 위한 방법을 도시하는 플로차트이다. 방법(370)은 제 1 주파수에서 제 1 전류를 제 1 버스에 인가하는 블록(372)에서 개시한다. 블록(374)에서, 제 1 버스의 제 1 임피던스는 제 1 주파수에서 측정된다. 블록(376)에서, 제 2 전류가 제 2 주파수에서 제 1 버스에 인가된다. 블록(378)에서, 제 1 버스의 제 2 임피던스는 제 2 주파수에서 측정된다. 이후, 블록(380)에서, 제 1 버스의 상태는 블록들(374, 378)의 측정된 제 1 및 제 2 임피던스들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 블록(382)에서, 제 1 버스와 제 2 버스 사이의 차단기는 제 1 버스의 상태가 정상일 때 폐쇄될 수 있다.
도 3c는 일 실시예에 따라 차단기를 폐쇄하는 것이 안전할 때를 결정하기 위한 방법(300)을 도시하는 플로차트를 도시한다. 방법(300)은 차단기가 제어기에서 차단기를 폐쇄하기 위한 명령을 수신하는 블록(302)에서 개시한다. 일 실시예에서, 폐쇄 명령은 연안의 시추선의 관리 시스템에서 폐쇄 시퀀스를 개시하도록 차단기에 시그널링하도록 순간 건식 접촉이 행해질 때 생성된 디지털 신호일 수 있다. 건식 접촉에 대한 여기(excitation)는 차단기에 의해 제공될 수 있다. 여기는 선박 관리 시스템으로부터 차단기로의 펄스화된 출력일 수 있다. 수신된 신호는 도 2의 차단기 내에서와 같이 로컬로 발생할 수 있다. 신호는 차단기 외부의 관리 시스템에서와 같이 또한 원격으로 발생할 수 있고, 관리 시스템과 차단기 사이의 통신 링크를 통해 차단기에 송신될 수 있다. 수신된 신호는 차단기 또는 관리 시스템 내에서 자동으로 생성될 수 있거나, 또는 신호는 차단기의 운영자에 의해 수동으로 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 폐쇄 신호는 버스상에 더 많은 전력에 대한 요구가 존재할 때 생성될 수 있다. 차단기에 결합된 하나의 버스 또는 다수의 버스들의 상태는 블록(302)에서 차단기를 폐쇄하기 위한 명령을 수신한 후 블록들(304, 306, 308, 310)에서 검사될 수 있다.
블록(304)에서, 제 1 전류는 제 1 고 임피던스 변압기를 통해 차단기에 결합된 제 1 버스에 인가될 수 있다. 특정 실시예들에서, 두 개의 전류들은 두 개의 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 두 개의 버스들에 인가될 수 있다. 차단기에 의해 특정 차단기에 결합된 버스들에 인가될 수 있는 전류들의 수는 하나 또는 두 개의 버스들로 제한되지 않는다. 예를 들면, 네 개의 전류들이 네 개의 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 네 개의 버스들에 인가될 수 있다.
고 임피던스 변압기가 상기에 기술되었지만, 전류들은 차단기에 의해 고 임피던스 변압기들 외의 디바이스들을 통해 다수의 버스들로 인가될 수 있다. 예를 들면, 전류들은 캐퍼시터들, 인덕터들, 또는 캐퍼시터들 및 인덕터들의 조합의 네트워크들을 통해 버스들에 인가될 수 있다. 이들 네트워크들은 커패시터들, 인덕터들, 또는 캐퍼시터들 및 인덕터들의 조합에 의존하여 전압 및/또는 전류를 하나의 포트로부터 다른 포트로 변환함으로써 변압기와 유사하게 수행하는 매칭 네트워크들로서 구성될 수 있다. 다른 예로서, 전류들은 버스들에 대해 고 임피던스를 나타내는 송전선들을 통해 버스들에 인가될 수 있다.
블록(306)에서, 제 1 버스의 임피던스는 전압 및/또는 전류를 측정함으로써 제 1 전류를 인가한 후 측정될 수 있다. 범용 측정 트랜스듀서는 블록(306)에서 측정을 수행할 수 있다. 전류들이 인가된 복수의 버스들의 임피던스는 버스의 전압 및/또는 전류를 측정할 수 있는 하나 이상의 디바이스들에 의해 또한 측정될 수 있다.
블록(308)에서, 제 1 버스 임피던스는 제 1 버스의 상태를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 제 1 버스의 상태는 버스가 비활성인지 활성인지의 여부를 표시하는 불린 표시자에 의해 나타내어질 수 있다. 일 실시예에서, 제어기는 블록(308)에서 개시된 처리를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 버스가 비활성인지 활성인지를 결정할 때, 버스에 신호가 존재하지 않는 경우 버스는 비활성으로 고려될 수 있고, 버스에 신호가 존재하는 경우 버스는 활성으로 고려될 수 있다. 다수의 버스들의 임피던스는 버스들의 각각의 상태를 결정하기 위해 하나 이상의 제어기들에 의해 처리될 수 있다.
블록(310)에서, 충돌 검출 절차와 같은 고장 검출 절차는 제 1 버스의 상태에 부분적으로 기초하여 선택될 수 있다. 고장 검출 절차는 차단기가 폐쇄될 때 높은 에너지 충돌이 버스상에 발생하지 않는 것을 보장할 수 있다. 차단기에 결합된 두 개의 버스들을 갖는 일 실시예에서, 세 개의 별개의 고장 검출 절차들이 있을 수 있다. 제 1 고장 검출 절차는 두 개의 버스들이 비활성일 때 실행될 수 있다. 제 2 고장 검출 절차는 두 개의 버스들이 활성일 때 실행될 수 있다. 제 3 고장 검출 절차는 하나의 버스가 비활성이고 하나의 버스가 활성일 때 실행될 수 있다. 이용가능한 고장 검출 절차들의 수는 애플리케이션마다 변할 수 있다.
선택된 고장 검출 절차의 구현은 블록(312)에서 센서에 결합된 접촉기가 폐쇄 또는 개방하도록 명령받을 때 개시할 수 있다. 일 실시예에서, 접촉기는 버스의 전압 및/또는 전류의 측정을 허용하기 위해 전류 센서들, 전압 센서들, 또는 전류 및 전압 센서들 모두에 또한 결합될 수 있다.
차단기에 결합된 두 개의 버스들을 갖는 일 예로서, 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스의 결정된 상태가 두 개의 버스들이 비활성인 것인 경우, 제 1 버스에 결합된 접촉기는 폐쇄하도록 명령받을 수 있고 동시에 제 2 버스에 결합된 접촉기는 개방하도록 명령받을 수 있다. 차단기에 결합된 두 개의 버스들을 갖는 다른 예로서, 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스의 결정된 상태가 두 개의 버스들이 활성인 것인 경우, 제 1 버스에 결합된 접촉기 및 제 2 버스에 결합된 접촉기는 모두 개방하도록 명령받을 수 있다. 일반적으로, 개별적인 고장 검출 절차들은 두 개의 버스들이 비활성인지, 두 개의 버스가 활성인지, 또는 하나의 버스가 활성이고 하나의 버스가 비활성인지에 의존하여 선택될 수 있다.
블록(314)에서, 제 2 전류는 제 1 고 임피던스 변압기를 통해 제 1 버스로 인가될 수 있다. 블록(304)에서 기술된 바와 같이, 수 개의 전류들은 수 개의 고 임피던스 변압기들을 통해 인가될 수 있다.
블록(316)에서, 전압 및/또는 전류 측정은 제 2 전류가 인가된 후 획득될 수 있다. 일 실시예에서, 범용 측정 트랜스듀서는 블록(316)에서 개시된 측정들을 수행할 수 있다.
블록(318)에서, 제 2 전압 및/또는 전류 측정에 부분적으로 기초하여 제 1 버스에 고장이 존재하는지가 결정된다. 일 실시예에서, 고장이 검출되었는지를 결정하는 것은 블록(308)에서 버스의 상태를 결정하는 제어기와 같은 동일한 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 제어기는 버스들상에 고장이 존재하는지의 여부를 결정하기 위해 반올림 또는 평균 측정들과 같은 측정들을 또한 처리할 수 있다. 특정 실시예들에서, 고장은 차단기에서 발생할 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 차단기 고장 신호를 나타내는 디지털 신호는 선박 관리 시스템에 전송될 수 있다.
블록(320)에서, 블록(318)에서 고장이 존재하지 않는 것이 결정되었을 경우, 제 1 버스는 차단기에 또한 결합된 제 2 버스에 동기화될 수 있다. 버스들의 동기화는 자동으로 또는 수동으로 수행될 수 있다. 동기화를 자동으로 수행할 때, 우드워드 SMP-D 동기화기와 같은 동기화기는 운영자가 발전기들을 수동으로 바이어싱하지 않고 동가화를 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 동기화는 운영자가 차단기에 결합된 발전기들을 수동으로 바이어스하게 하는 동기 검정기라고 또한 불리는 동기 검사 중계기의 사용을 통해 수동으로 수행될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제 1 버스는 차단기에 또한 결합된 복수의 버스들에 동기화될 수 있다.
블록(322)에서, 제 1 버스와 제 2 버스 사이의 차단기가 폐쇄될 수 있다. 따라서, 제 1 버스는 제 2 버스에 결합된다. 일 실시예에서, 이는 발전기를 시추선상의 부하에 결합하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 버스는 차단기에 또한 결합된 복수의 버스들에 결합될 수 있다.
도 3c에 기술된 방법은 차단기의 폐쇄를 허용하는 모든 다른 신호들이 차단기가 폐쇄할 것을 허용한다고 가정할 수 있다. 차단기는 다른 신호들이 차단기가 정확하게 기능하는 것을 방해할 수 있는 고장들을 나타내는 경우 폐쇄되지 않는다. 이들 신호들은 동기화기가 전력 공급되었고 정상적이라는 것을 나타내는 신호 및 스프링 드라이브 모터가 충전된 것을 나타내는 신호를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 블록(310)에서 특정되는 버스에 고장이 존재하는지를 결정하기 위해 구현될 수 있는 복수의 고장 검출 절차들이 존재할 수 있다. 각각의 절차는 블록(310)에서 식별된 제 1 버스의 상태 또는 복수의 버스들의 상태에 기초하여 상이한 순서대로 도 3의 블록들(312 내지 322)에서 동작들을 수행할 수 있다. 도 3의 블록들(312 내지 322)에서 동작들이 수행되는 순서는 구현되는 특정 고장 검출 절차를 의미할 수 있다. 예를 들면, 두 개의 개별적인 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 두 개의 버스들에 두 개의 개별적인 전류들이 인가된 후, 차단기는 두 개의 버스들이 블록(310)에서 비활성이라는 것을 결정할 수 있다. 이러한 경우, 차단기는, 제어기에 의해 하나의 고 임피던스 변압기에 결합된 접촉기에 개방할 것을 명령함으로써 및 제어기에 의해 다른 고 임피던스 변압기에 결합된 접촉기에 폐쇄할 것을 명령함으로써 블록(312)에서 선택된 고장 검출 절차의 구현을 개시할 수 있다. 그러나, 두 개의 버스들이 활성이라고 결정된 경우, 차단기는 개방된 고 임피던스 변압기들의 각각에 결합된 두 개의 접촉기들을 갖고 블록(312)에서 선택된 고장 검출 절차의 구현을 시작할 수 있다. 따라서, 다른 블록들에서 동작들은 블록(310)에서 하나의 버스 또는 복수의 버스들의 결정된 상태에 기초하여 상이한 명령들에 의해 상이한 순서로 수행될 수 있다.
차단기들은 버스가 고장인지의 여부와 다른 상태들에 기초하여 개방할지 또는 폐쇄할지를 자동으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 차단기들은 버스가 과부하되는지 저부하되는지와 같은 버스의 상태의 다른 형태를 또한 결정할 수 있다. 도 3d는 개시의 일 실시예에 따라 차단기를 개방할지 폐쇄할지를 결정하기 위한 방법(390)을 도시하는 플로차트를 도시한다. 방법(390)은 버스의 상태를 결정하는 블록(392)에서 시작한다. 버스의 상태는 버스의 전기 상태들 또는 전기 고장들을 결정하기 위해 버스의 전압들, 전류들, 주파수들, 버스 공진들, 및/또는 다른 특징들을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 버스 주파수에서 변동들은 버스상의 부하 레벨을 나타낼 수 있어서, 더 낮은 주파수들(예를 들면, 최적의 주파수가 60 ㎐일 때 59㎐)이 과부하된 버스를 나타낸다. 블록(394)에서, 버스가 과부하인지 또는 저부하인지가 결정된다. 버스가 과부화되거나 저부하된 경우, 방법(390)은 차단기를 개방할지 또는 폐쇄할지를 결정하도록 진행한다. 예를 들면, 버스가 과부화될 때, 차단기는 발전기를 메인 버스로부터 분리하기 위해 개방되거나 또는 발전기가 과부하를 제거하기 위해 에너지를 공급하게 하기 위해 폐쇄할 수 있다. 다른 블록들은 높은 고조파 왜곡, 높거나 낮은 전압, 높거나 낮은 기본 주파수 또는 버스 공진을 갖는 전기 고장들의 검출을 포함할 수 있다. 로컬 제어기는 고장 상태를 단지 하나의 버스로 제한하기 위해 전기 상태를 정정하거나 또는 두 개의 버스들을 분리하기 위해 상태 및 시기에 기초한 동작을 취할 것이다. 이들 측정들은 하나 이상의 극들이 명령된 바와 같이 도전되지 않고 도전하는 것을 실패하는 것과 같이 절연 고장 및 차단기 고장을 검출할 수 있다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c의 개략적인 플로차트도들은 일반적으로 하나의 플로차트도로서 설명된다. 이와 같이, 도시된 순서 및 라벨링된 단계들은 나타낸 방법의 일 실시예를 나타낸다. 다른 단계들 및 방법들은 도시된 방법의 하나 이상의 단계들, 또는 그의 부분들에 대한 기능, 로직, 또는 효과에서 동등하다는 것이 이해될 수 있다. 추가로, 채용된 포맷 및 심볼들은 방법의 논리적인 단계들을 설명하기 위해 제공되고, 방법의 범위를 제한하는 것이 아님이 이해된다. 추가로, 특정한 방법이 발생하는 순서는 도시된 대응하는 단계들의 순서를 엄격하게 지킬 수 있거나 지키지 않을 수 있다.
도 4는 자율적인 거동을 갖는 차단기(410)의 일 실시예(400)를 도시한다. 차단기(410)는 접촉기(412)를 폐쇄할 때를 결정하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 주전력 배선 버스(402)를 발전기 버스(404)에 결합할 수 있다. 일 실시예에서, 차단기는 정격 2000A의 시멘스 NXPLUS-C Medium Voltage 차단기 섹션일 수 있다. 차단기(410)는 계기용 변압기들(416, 418) 각각을 통해 메인 버스(402) 및 발전기 버스(404) 각각에 결합된 전압 입력들(411, 413)이 갖추어질 수 있다. 계기용 변압기들(416, 418)은 제어기(414)에 결합되고 메인 버스(402) 및 발전기 버스(404) 각각의 버스 전압을 감지하기 위해 사용될 수 있다. 제어기(414)는 계기용 변압기들(416, 418)을 제어하여 메인 버스(402) 또는 발전기 버스(404)의 전압 측정치를 얻을 수 있다. 예를 들면, 제어기(414)는 전압 측정치들을 처리하고 통신 링크(415)를 통해 접촉기(412)로 전달할 수 있다. 제어기(414)는 다음의 동작들, 접촉기(412)에 결합된 버스들(402, 404)에 전류를 인가하고; 전류를 인가한 후 버스들(402, 404)의 임피던스를 측정하고; 및/또는 버스들(402, 404)상에 고장이 존재하는지를 결정하는 것을 수행하도록 또한 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어기는 시멘스 SIMOCODE 제어기일 수 있다.
일 실시예에 따라, 제어기(414)는 차단기(410)를 자율적으로 제어하고 제어 명령들을 관리하도록 또한 구성될 수 있다. 제어기(414)는 개폐 장치(도시되지 않음)의 상태를 모니터링 및 제어하고, 접촉기의 이용 가능성 및 상태를 결정하도록 또한 구성될 수 있다. 개폐 장치는 전기 장비를 제어, 보호, 및/또는 분리하기 위해 사용된 전기 접속 해제 스위치들, 퓨즈들, 또는 회로 차단기들의 조합일 수 있다. 더욱이, 제어기(414)는 계기용 변압기들(416, 418)이 결합되는 프로세스를 제어하도록 구성될 수 있고, 계기용 변압기들(416, 418) 사이의 브릿지상에 존재하는 전압 및 전류를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어기(414)가 다수의 다른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있고, 그의 기능은 본 개시 내에 기술된 동작들의 범위에서 제한되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 또한, 다른 동작들은 여기에 개시된 제어기가 수행하도록 구성된 동작들의 기능, 로직, 또는 그의 부분들에서 동등하다는 것이 이해될 수 있다.
일 실시예에 따라, 차단기(410)는 연안의 선박 배선 시스템의 부분일 수 있다. 차단기(410)는 접촉기(412)상의 측정들을 수행하고 속도 바이어스 신호들을 발전기들에 제공함으로써 두 개의 독립적인 버스들을 동기화할 수 있다. 차단기(410)는 전기 고장에 의해 선박의 전원들을 분리하기 위해 접촉기(412)를 또한 개방할 수 있다.
도 5는 차단기(510)의 일 실시예(500)를 도시한다. 차단기(510)는 일 단부상에 메인 버스(502) 및 다른 단부상에 발전기 버스(504)에 결합된 차단기(512)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 차단기(510)는 메인 버스(502) 및 발전기 버스(504)에 결합할 차단기(512)를 폐쇄할 때를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 차단기(510)는 메인 버스(502)와 제어 회로(540) 사이에 결합된 계기용 변압기(516)를 가질 수 있다. 다른 계기용 변압기(518)는 발전기 버스(504)와 제어 회로(540) 사이에 결합될 수 있다. 제어 회로(540)의 내부 회로는 제어기(563)를 포함할 수 있다. 계기용 변압기들(516, 518)은 버스들(502, 504)에 대해 고 임피던스를 나타내고, 그러므로 버스들(502, 504)상에 발생할 수 있는 임의의 높은 에너지 고장을 감소시킴으로써 버스들(502, 504)로부터 제어 회로(540)에 대한 보호를 제공할 수 있다. 차단기(510)는 버스들(502, 504)보다는 고 임피던스 계기용 변압기들(516, 518)을 통해 충돌을 지시할 수 있다. 고 임피던스 계기용 변압기들(516, 518)은 차단기(510)에 의해 버스의 전압을 감지하는 것을 돕기 위해 또한 사용될 수 있다.
계기용 변압기들(516, 518)은 1차 버스 계기용 변압기들(521, 523) 각각 및 2차 계기용 변압기들(522, 524) 각각을 포함할 수 있다. 2차 계기용 변압기들(522, 524)은 부하 저항(도시되지 않음)을 갖는 브로큰 델타 구성(broken delta configuration)으로 정렬될 수 있다. 계기용 변압기들(521, 523)은 동기화의 목적들을 위해 버스 전압을 감지, 및/또는 비활성 또는 활성 버스를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 계기용 변압기들(521, 523)은 또한 차단기(512)를 폐쇄하기 전에 임피던스 감지 프로세스 동안 버스에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 계기용 변압기들(521, 523)은 버스들(502, 504) 각각에 접지 고장들을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 2차 세트의 계기용 변압기들(522, 524)은 버스들(502, 504)상에 비활성 버스 상태를 검출하기 위해 사용될 수 있다.
고 임피던스 계기용 변압기들(516, 518)은 다른 디바이스들, 센서들, 스위치들, 및/또는 중계기들을 통해 제어 회로(540) 내 제어기(563)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 높은 계기용 변압기들(516, 518)은 고장 센서들(562, 564) 각각을 통해 제어기(563)에 결합될 수 있다. 고장 센서들(562, 564) 및 2차 계기용 변압기들(522, 524)은 제어기(563)에 의해 어느 버스들(502, 504)상에 고장이 존재하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, 고 임피던스 계기용 변압기들(516, 518)은 계기용 변압기(516, 518)를 통해 결합된 버스(502, 504)가 활성인지 비활성인지를 검출할 수 있는 비활성 버스 중계기들(567, 568) 각각을 통해 제어기(563)에 결합될 수 있다. 다른 예에서, 고 임피던스 계기용 변압기들(516, 518)은 접촉기들(565, 566), 전압 센서들(569), 및 전류 센서들(561)을 통해 제어기(563)에 결합될 수 있다. 이러한 정렬에 따라, 제어기(563)는 전압 및/또는 전류를 측정할 수 있다. 전압 및/또는 전류 측정들은 수행할 고장 검출을 결정하기 위해 또는 버스들(502, 504)상에 고장이 존재하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 가변 주파수 드라이브(VFD; 570)는 변압기들(516, 518) 사이에 전달된 전류를 조작하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 차단기(510)는 제어 회로(540) 내 보호 회로(도시되지 않음)를 또한 가질 수 있다. 보호 회로는 발전기 보호 시스템(도시되지 않음)에서와 같이 다른 곳에서 결정된 고장 상태들 하에서 차단기(512)를 작동시킬 수 있다.
차단기(510)는 제어 회로(540) 내 동기화기(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 동기화기는 발전기들과 같은 두 개의 독립적인 AC 전원들을 동기화하고, 두 개의 활성 버스들 사이의 차단기가 폐쇄하도록 허용하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 동기화기는 전원들 중 하나에 인가된 바이어스 신호를 사용하여 두 개의 분리된 버스들(502, 504)을 동기화할 수 있다. 동기화기가 두 개의 분리된 버스들(502, 504)이 적절하게 동기화된 것을 검출한 후, 동기화기는 차단기(510) 내 접촉기(512)가 폐쇄할 것을 허용하는 신호를 발행할 수 있다. 일 실시예에서, 우드워드 SPM-D 동기화기와 같은 동기화기는 버스들의 동기화가 운영자에 의한 전원들의 수동 바이어싱의 도움 없이 자동으로 수행되는 것을 허용한다.
차단기(510)는 제어 회로(540) 내 동기 검사 중계기(도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다. 동기 검정기와 같은 동기 검사 중계기는 두 개의 비동기 소스들 사이의 위상차를 그래픽으로 표시하고, 소스들이 적절하게 동기화되었을 때 신호를 발행하여, 차단기가 폐쇄되게 한다. 동기 검사 중계기는 버스들의 동기화가 분리된 버스들 중 하나에 결합된 전원을 바이어싱하기 위해 동기 전위차계의 사용을 통해 수동으로 수행되도록 하는 수동 디바이스일 수 있다.
차단기(510)는 제어 회로(540) 내 범용 측정 트랜스듀서(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 범용 측정 트랜스듀서는 접촉기(512)의 전기 파라미터들을 결정하고 파라미터들을 운영자 인터페이스(530)를 통해 관리 시스템에 보고할 수 있다. 범용 측정 트랜스듀서를 사용하여 처리될 수 있는 버스 파라미터들은 전압, 전류, 주파수, 실제 및 반작용 전력, 및 전력 팩터를 포함한다.
차단기(510)는 일 실시예에서 운영자 인터페이스(530)를 또한 포함할 수 있다. 운영자 인터페이스는 관리자가 전력 시스템을 모니터링 및 제어하게 하기 위해 모니터 디스플레이와 같은 출력 디바이스 및 키보드와 같은 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 도 6은 도 5의 운영자 인터페이스(530)의 일 실시예를 도시한다. 운영자 인터페이스(610)는 동기 모드 선택 스위치(611)를 포함할 수 있다. 동기 모드 선택 스위치(611)는 차단기가 원격 또는 로컬로 동작되는 것 사이에 및 또한 자동 또는 수동으로 동작되는 것 사이에 토글링하도록 할 수 있다. 또한, 차단기는 제어기가 운영자 인터페이스에 대한 원격 액세스를 허용하도록 또한 구성되는 제어기에 결합된 네트워크 인터페이스를 구비할 수 있다. 네트워크 인터페이스는 사설 버스 또는 시그널링 시스템에 대한 접속 또는 인터넷과 같은 공중 네트워크에 대한 접속을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 차단기 내 운영자 인터페이스(610)는 동기 및 폐쇄 푸시 버튼(612)을 또한 포함할 수 있다. 동기 및 폐쇄 푸시 버튼(612)은 차단기 내 동기 및 폐쇄 동작을 개시할 수 있다. 개시된 결과의 동기 및 폐쇄 동작은 분리된 전원들을 자동으로 바이어스하기 위해 동기화기(도시되지 않음)를 사용하는 자동화된 프로세스일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 동기화기는 동기화기 및 외부 전원에 바이어스하기 위한 명령을 제공하는 제어기에 결합될 수 있다. 운영자 인터페이스(610)는 동기 및 폐쇄 푸시 버튼(612)에 의해 개시된 동기 및 폐쇄 동작을 취소하기 위해 동기 및 폐쇄 취소 푸시버튼(613)을 또한 포함할 수 있다. 운영자 인터페이스(610)는 타이 버스(tie bus)상의 발전기의 속도들을 바이어스하기 위해 동기 전위차계(614)를 더 포함할 수 있다. 운영자 인터페이스(610)는 차단기의 두 개의 측면들 사이에 위상각 차이를 측정 및 표시하기 위해 동기 검정기(615)를 또한 포함할 수 있다. 동기 전위차계(614)는 동기 검정기(615)에 나타낸 바와 같이 위상이 개방 차단기에 걸쳐 매칭할 때까지 조정될 수 있다. 운영자 인터페이스(610)는 차단기의 직접 제어를 제공하기 위해 차단기 스위치(616)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스위치는 중앙으로 리턴하는 세 개의 위치 스프링일 수 있다. 차단기 스위치(616)는 차단기를 임의의 시간에 개방하기 위해 사용될 수 있다.
운영자 인터페이스(610)는 차단기를 통한 전류를 표시하기 위한 전류계(618), 차단기를 지나는 전압을 보여주기 위한 전압계(620), 및/또는 버스 임피던스를 보여주기 위한 임피던스 미터(621)를 또한 포함할 수 있다. 또한, 운영자 인터페이스(610)는 차단기(412, 512)의 상태를 제공하기 위해 파일럿 램프들(619)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 여기에 개시된 운영자 인터페이스(610)는 로컬로 또는 원격으로 액세스될 수 있다. 예를 들면, 운영자 인터페이스(610)는 도 6에 기술된 특징들 모두, 및 다른 것들이 수동의 로컬 제어를 위해 이용가능한 도어일 수 있다. 다른 예로서, 운영자 인터페이스(610)는 차단기에 원격으로 명령을 제공하는 연안의 시추선의 관리 시스템일 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 차단기를 폐쇄할 때를 결정하기 위한 방법(700)을 예시하는 플로차트를 도시한다. 이러한 실시예에서, 차단기는 제 1 및 제 2 버스에 결합된 차단기를 구비할 수 있다. 또한, 제 1 버스는 발전기 버스일 수 있고, 제 2 버스는 이러한 실시예에서 주 배선 버스일 수 있다. 방법(700)은 차단기가 제어기에서 차단기를 폐쇄하기 위한 명령을 수신하는 블록(702)에서 개시한다. 블록(704)에서, 제 1 버스에 결합된 중계기 및 제 2 버스에 결합된 중계기는 제 1 및 제 2 버스들이 비활성인지 또는 활성인지를 결정하기 위해 검사될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제 1 및 제 2 버스들이 비활성인지 또는 활성인지를 결정하기 위해 버스들에 결합된 중계기들을 검사하는 것은 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들에 전류를 인가하는 것을 포함할 수 있다. 전류들을 인가한 후, 버스들의 임피던스는 이후 전압 및 전류를 측정함으로써 측정될 수 있다.
블록(706)에서, 측정된 임피던스들은 버스들의 상태를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 이러한 실시예에서, 버스 상태는 버스가 비활성인지 또는 활성인지일 수 있다. 또한, 블록(706)에서, 제어기는 버스들의 상태에 부분적으로 기초하여 수행할 고장 검출 절차를 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 세 개의 별개의 고장 검출 절차들이 있을 수 있다. 제 1 고장 검출 절차는 두 개의 버스들이 비활성일 때 실행될 수 있다. 제 2 고장 검출 절차는 두 개의 버스들이 활성일 때 실행될 수 있다. 제 3 고장 검출 절차는 하나의 버스가 비활성이고 하나의 버스가 활성일 때 실행될 수 있다.
일 실시예에서, 제어기가 두 개의 버스들이 비활성인 것을 블록(706)에서 결정한 경우, 방법은 블록(710)으로 진행하여 제 1 접촉기를 개방하고 제 2 접촉기를 폐쇄할 것을 명령한다. 블록(711)에서, 제 2 전압 및 전류 측정은 블록(710)에서 명령된 바와 같이 접촉기들을 개방 또는 폐쇄한 후 수행될 수 있다. 제 2 전류는 제 2 전압 및 전류 측정들을 행하기 위해 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들에 인가될 수 있다. 블록(711)에서 측정된 전압 및 전류는 고장이 제 1 버스상에 존재하는지 또는 제 2 버스상에 존재하는지를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 블록(711)에서 측정된 전압 및 전류는 차단기가 폐쇄하도록 거의 0일 수 있다.
블록(712)에서, 제 1 접촉기는 폐쇄하도록 명령받을 수 있고 제 2 접촉기는 개방하도록 명령받을 수 있다. 블록(713)에서, 제 3 전압 및 전류 측정은 블록(712)에서 명령된 바와 같이 접촉기들이 개방되거나 폐쇄된 후 수행될 수 있다. 제 3 전류는 제 3 전압 및 전류 측정들을 행하기 위해 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들에 인가될 수 있다. 블록(713)에서 측정된 전압 및 전류는 고장이 제 1 버스상에 존재하는지 또는 제 2 버스상에 존재하는지를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 블록(713)에서 측정된 전압 및 전류는 차단기가 폐쇄하도록 거의 0일 수 있다.
블록(714)에서, 두 개의 메인 제 1 및 제 2 버스상의 브로큰 델타 저항 전압(broken delta resistor voltage)은 도 5에 도시된 바와 같이 부하 저항을 갖는 브로큰 델타 구성으로 정렬된 2차 계기용 변압기들의 전압을 판독함으로써 검사될 수 있다. 브로큰 델타 저항들의 전압을 검사하는 것은 고장이 제 1 버스에 존재하는지 또는 제 2 버스에 존재하는지를 결정하기 위해 또한 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 브로큰 델타 저항들의 전압들은 차단기를 폐쇄하도록 거의 0일 수 있다. 이후, 블록(715)에서 차단기가 폐쇄된다.
선택적으로, 블록(714)에서 제 1 또는 제 2 버스 중 어느 것에서도 고장이 존재하지 않는다고 결정된 경우, 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스를 동기화하도록 동기화기에 명령하는 신호가 동기화기(도시되지 않음)에 송신될 수 있다. 제 1 및 제 2 버스들 사이의 차단기는 이후 두 개의 버스들을 서로 결합하도록 폐쇄될 수 있다. 고장이 검출되는 경우, 차단기가 폐쇄되지 않는다. 또한, 이전에 폐쇄된 경우, 고장이 검출될 때, 차단기는 개방될 수 있다. 일 실시예에서, 개방하기 위한 명령은 차단기를 개방하도록 시그널링하기 위해 순간 건식 접촉이 연안의 시추선의 관리 시스템에서 행해질 때 생성된 디지털 신호일 수 있다. 실시예에 따라, 건식 접촉에 대한 여기는 차단기에 의해 제공된다. 여기는 선박 관리 시스템으로부터 차단기로의 펄스화된 출력일 수 있다.
다른 실시예에서, 제어기가 블록(706)에서 두 개의 버스들이 활성인 것을 결정한 경우, 방법은 블록(720)으로 진행하고, 제 1 접촉기는 개방하도록 명령받을 수 있고 제 2 접촉기는 또한 개방하도록 명령받을 수 있다. 블록(721)에서, 제 2 전압 및 전류 측정은 접촉기들이 블록(720)에서 명령받은 바와 같이 개방한 후 수행될 수 있다. 제 2 전류는 제 2 전압 및 전류 측정들을 수행하기 위해 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들에 인가될 수 있다. 블록(721)에서 측정된 전압 및 전류는 고장이 제 1 버스상에 존재하는지 또는 제 2 버스상에 존재하는지를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 블록(721)에서 측정된 전압 및 전류는 차단기가 폐쇄되도록 거의 0일 수 있다.
블록(722)에서, 제 2 접촉기는 폐쇄하도록 명령받을 수 있다. 블록(723)에서, 제 2 버스상의 전압은 제 2 접촉기가 블록(722)에서 명령받는 바와 같이 폐쇄된 후 검사될 수 있다. 전류는 또한 제 2 버스의 전압이 검사되는 동안 측정될 수 있다. 제 3 전류는 제 2 버스의 전압을 검사하고 전류를 측정하기 위해 고 임피던스 변압기들을 통해 인가될 수 있다. 블록(723)에서 측정된 전압 및 전류는 고장이 제 2 버스상에 존재하는지의 여부를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 블록(723)에서 측정된 전류는 차단기가 폐쇄되도록 거의 0일 수 있다.
블록(724)에서, 제 1 접촉기는 폐쇄하도록 명령받을 수 있고, 제 2 접촉기는 개방하도록 명령받을 수 있다. 블록(725)에서, 제 1 버스상의 전압은 블록(724)에서 명령받은 바와 같이 접촉기들을 개방 또는 폐쇄한 후 검사될 수 있다. 전류는 또한 제 1 버스의 전압이 검사되는 동안 측정될 수 있다. 제 4 전류는 제 1 버스의 전압을 검사하고 전류를 측정하기 위해 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들에 인가될 수 있다. 블록(725)에서 측정된 전압 및 전류는 고장이 제 1 버스상에 존재하는지의 여부를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 블록(725)에서 측정된 전류는 차단기가 결국 차단기가 폐쇄되어야 한다는 것을 결정하는 경우 0이어야 한다. 일 실시예에서, 블록(725)에서 측정된 전류는 차단기가 폐쇄되기 위해 거의 0일 수 있다.
블록(726)에서, 제 1 버스 전압은 폐쇄되어 유지하는 제 1 접촉기에 의해 모니터링될 수 있다. 블록(727)에서, 제 1 버스 및 제 2 버스 둘 모두 상의 브로큰 델타 저장 전압은 도 5를 참조하여 기술된 바와 같이 부하 저항을 갖는 브로큰 델타 구성으로 정렬된 2차 계기용 변압기들의 전압을 판독함으로써 검사될 수 있다. 브로큰 델타 저항들의 전압의 검사는 또한 고장이 제 1 버스상에 존재하는지 또는 제 2 버스상에 존재하는지를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 브로큰 델타 저항들의 전압들은 차단기가 폐쇄되도록 거의 0일 수 있다. 이후, 블록(729)에서, 차단기는 폐쇄될 수 있다.
선택적으로, 블록(727)에서 제 1 버스 또는 제 2 버스 중 어느 것에도 고장이 존재하지 않는다고 결정된 경우, 동기화기에 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들을 동기화할 것을 명령하는 신호가 동기화기에 송신될 수 있다. 제 1 및 제 2 버스들 사이의 차단기는 이후 두 개의 버스들을 결합하기 위해 폐쇄될 수 있다. 고장이 검출된 경우, 차단기는 폐쇄되지 않는다. 또한, 이전에 폐쇄된 경우, 고장이 검출될 때, 차단기는 개방될 수 있다. 일 실시예에서, 개방하기 위한 명령은 순간 건식 접촉이 차단기를 개방하도록 시그널링하기 위해 연안의 시추선의 관리 시스템에서 행해질 때 생성된 디지털 신호일 수 있다. 실시예에 따라, 건식 접촉에 대한 여기는 차단기에 의해 제공된다. 여기는 선박 관리 시스템으로부터 차단기로의 펄스화된 출력일 수 있다.
다른 실시예에서, 제어기가 블록(706)에서 하나의 버스는 비활성이고 하나의 버스는 활성인 것을 결정한 경우, 방법은 블록(730)으로 진행하고, 제 1 접촉기는 개방하도록 명령받을 수 있고 제 2 접촉기는 또한 개방하도록 명령받을 수 있다. 블록(731)에서, 제 2 전압 및 전류 측정은 접촉기들이 블록(730)에서 개방된 후 수행될 수 있다. 제 2 전류는 제 2 전압 및 전류 측정들을 행하기 위해 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들에 인가될 수 있다. 블록(731)에서 측정된 전압 및 전류는 고장이 제 1 버스상에 존재하는지 또는 제 2 버스상에 존재하는지를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 블록(731)에서 측정된 전압 및 전류는 차단기가 폐쇄되도록 거의 0일 수 있다.
블록(732)에서, 활성 버스에 결합된 접촉기는 폐쇄하도록 명령받을 수 있다. 블록(733)에서, 활성 버스상의 전압은 블록(732)에서 명령받은 바와 같이 활성 버스에 결합된 접촉기가 폐쇄된 후 검사될 수 있다. 전류는 또한 활성 버스의 전압이 검사되는 동안 측정될 수 있다. 제 3 전류는 활성 버스의 전압을 검사하고 전류를 측정하기 위해 고 임피던스 변압기들을 통해 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스들에 인가될 수 있다. 블록(733)에서 측정된 전압 및 전류는 고장이 활성 버스상에 존재하는지의 여부를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 블록(733)에서 측정된 전류는 차단기가 폐쇄되도록 거의 0일 수 있다.
블록(734)에서, 제 1 및 제 2 버스 모두상의 브로큰 델타 저항 전압은 도 5를 참조하여 기술된 바와 같이 부하 저항을 갖는 브로큰 델타 구성으로 정렬된 2차 계기용 변압기들의 전압을 판독함으로써 검사될 수 있다. 브로큰 델타 저항들의 전압의 검사는 또한 고장이 제 1 버스상에 존재하는지 또는 제 2 버스상에 존재하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 방법이 차단기가 폐쇄되어야 하는지를 궁극적으로 결정하는 것인 경우, 브로큰 델타 저항들의 전압들은 0이어야 한다.
블록(735)에서, 비활성 버스에 결합된 접촉기는 폐쇄하도록 명령받을 수 있다. 블록(736)에서, 폐쇄된 접촉기들을 통한 전류가 모니터링될 수 있고, 브로큰 델타 저항 전압은 또한 고장들에 대해 검사하기 위해 모니터링될 수 있다.
일 실시예에서, 비정상 버스 상태가 검출된 경우, 접촉기들 중 하나는 개방되어야 한다. 차단기는 비정상 상태가 검출된 경우 폐쇄하도록 허용되지 않을 것이다. 제어기는 다시 두 개의 접촉기들이 폐쇄하도록 시도하기 전 프로그램 가능 시간을 대기할 수 있다. 프로세스의 단일 반복은 허용될 수 있다. 이는 두 개의 타이들이 그들 사이의 버스 결합을 정확하게 동시에 구동시키는 경우, 기본적으로 건전한 시스템에 비정상 반응을 일으킬 수 있다. 이전에 비활성 버스가 변압기를 통해 여기에 정상적으로 응답하는 것으로 나타날 경우, 여기는 단기간의 시간 동안 유지될 수 있고, 동시에 접촉기들을 통한 전류 및 브로큰 델타 저항 전압들을 계속 모니터링한다.
선택적으로, 제 1 또는 제 2 버스 중 하나상에 고장이 검출된 경우, 동기화기에 차단기에 결합된 제 1 및 제 2 버스를 동기화하도록 명령하는 신호가 동기화기에 송신될 수 있다. 제 1 및 제 2 버스들 사이의 차단기는 이후 두 개의 버스들을 결합하기 위해 폐쇄될 수 있다. 고장이 검출된 경우, 차단기는 폐쇄되지 않는다. 또한, 이전에 폐쇄된 경우, 고장이 검출될 때, 차단기는 개방할 수 있다. 일 실시예에서, 개방하기 위한 명령은 순간 건식 접촉이 차단기를 개방하도록 시그널링하기 위해 연안의 시추선의 관리 시스템에서 행해질 때 생성된 디지털 신호일 수 있다. 실시예에 따라, 건식 접촉에 대한 여기는 차단기에 의해 제공된다. 여기는 선박 관리 시스템으로부터 차단기로의 펄스화된 출력일 수 있다.
블록(737)에서, 차단기가 폐쇄된 후, 제 2 접촉기는 제 1 접촉기가 폐쇄되어 유지하는 동안 개방될 수 있다. 이후, 블록(738)에서, 차단기는 폐쇄될 수 있다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어에서 실행되는 경우, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 및 도 7을 참조하여 기술되는 것과 같이 상기에 기술된 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장될 수 있다. 예들은 데이터 구조로 인코딩된 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 컴퓨터 -판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 물리적 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장, 자기 디스크 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하기 위해 사용될 수 있고 및 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 콤팩트 디스크들(CD), 레이저 디스크들, 광 디스크들, 디지털 다기능 디스크들(DVD), 플로피 디스크들 및 블루-레이 디스크들을 포함한다. 일반적으로 디스크들은 데이터를 자기적으로 재생하고, 디스크들은 데이터를 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들은 컴퓨터-판독가능 매치의 범위 내에 또한 포함된다.
컴퓨터 판독가능 매체상에 저장에 추가하여, 명령들 및/또는 데이터는 통신 장치에 포함된 송신 매체들상에 신호들로서 제공될 수 있다. 예를 들면, 통신 장치는 명령들 및 데이터를 나타내는 신호들을 구비하는 트랜시버를 포함할 수 있다. 명령들 및 데이터는 하나 이상의 프로세서들이 청구항들에 개요로 서술된 기능들을 수행하게 하도록 구성된다.
본 개시 및 그의 이점들이 상세하게 기술되었지만, 이는 다수의 변경들, 대체들, 및 대안들이 첨부된 청구항들에 의해 규정된 바와 같이 개시의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 여기에서 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 본 출원의 범위는 명세서에 기술된 프로세스, 머신, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법들 및 단계들의 특정한 실시예들로 제한되도록 의도되지 않는다. 당업자가 현재의 프로세스들로부터 쉽게 이해하는 바와 같이, 여기에 기술된 대응하는 실시예들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하기 위해 현재 존재하거나 나중에 개발될, 개시, 머신, 제조, 물질의 조성들, 수단, 방법들, 또는 단계들은 본 개시에 따라 이용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항들은 그들의 범위 내에 이러한 프로세스들, 머신들, 제조, 물질의 조성들, 수단, 방법들, 또는 단계들을 포함하도록 의도된다.
410 : 차단기 시스템 412 : 타이 브레이커
414 : 제어기 611 : 동기 모드 선택 스위치
612 : 동기 및 폐쇄 푸시 버튼
613 : 동기 및 폐쇄 취소 푸시 버튼
614 : 동기 전위차계
615 : 동기 검정기 616 : 차단기 스위치
618 : 전류계 619 : 파일럿 램프들
620 : 전압계 621 : 버스 임피던스

Claims (20)

  1. 제 1 AC 전원으로 제 1 버스에 제 1 전력을 공급하는 단계;
    제 2 AC 전원으로 제 2 버스에 제 2 전력을 공급하는 단계;
    타이 브레이커 시스템(tie breaker system)에 의해, 차단기가 개방된 동안 상기 제 1 전력이 공급된 버스와 상기 제 2 전력이 공급된 버스 사이의 상기 차단기에 결합된 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 제 1 전류를 인가하는 단계;
    상기 타이 브레이커 시스템에 의해, 상기 제 1 전류를 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가한 후, 상기 제 1 전력이 공급된 버스의 제 1 임피던스를 측정하는 단계;
    상기 타이 브레이커 시스템에 의해, 상기 측정된 제 1 임피던스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하는지를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 전력이 공급된 버스상의 AC 에너지를 상기 차단기에 결합된 제 2 전력이 공급된 버스상의 AC 에너지에 동기시키는 것과, 상기 제 1 전력이 공급된 버스와 상기 제 2 전력이 공급된 버스 사이의 상기 차단기를 폐쇄하는 것에 의해, 상기 타이 브레이커 시스템에 의해, 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하지 않을 때, 상기 제 1 전력이 공급된 버스를 상기 제 2 전력이 공급된 버스에 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 동기시키는 것은 상기 제 1 전력이 공급된 버스와 상기 제 2 전력이 공급된 버스상의 외부 전원에 결합된 동기화기를 이용하여 수행되는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전류를 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가하는 단계는 상기 제 1 전류를 변압기를 통해 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전류를 인가하기 전에, 제어기에서 상기 차단기를 폐쇄하기 위한 명령을 수신하는 단계; 및
    제 1 임피던스를 측정한 후, 상기 제어기가 상기 차단기를 폐쇄 또는 개방되게 유지하도록 명령하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하는지를 결정하는 단계는:
    상기 제 1 전력이 공급된 버스의 상기 측정된 제 1 임피던스에 부분적으로 기초하여 구현하기 위한 고장 검출 절차를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 고장 검출 절차를 구현하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고장 검출 절차를 결정하는 단계는:
    상기 측정된 제 1 임피던스를 처리하는 단계;
    상기 측정된 제 1 임피던스를 처리한 후, 상기 제 1 전력이 공급된 버스의 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 전력이 공급된 버스의 상기 결정된 상태에 부분적으로 기초하여 구현하기 위한 상기 고장 검출 절차를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 결정된 고장 검출 절차를 구현하는 단계는:
    접촉기에 폐쇄 또는 개방하도록 명령하는 단계;
    제 2 전류를 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가하는 단계;
    상기 제 2 전류를 인가한 후, 상기 제 1 전력이 공급된 버스의 제 2 임피던스를 측정하는 단계; 및
    상기 제 2 임피던스에 부분적으로 기초하여 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전류를 인가하는 단계는 제 1 주파수에서 상기 제 1 전류를 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은:
    제 2 주파수에서 제 2 전류를 인가하는 단계; 및
    상기 제 2 전류를 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가한 후 상기 제 1 전력이 공급된 버스의 제 2 임피던스를 측정하는 단계로서, 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하는지를 결정하는 단계는 상기 측정된 제 1 임피던스 및 상기 측정된 제 2 임피던스에 적어도 부분적으로 기초하여 고장이 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 상기 제 1 전력이 공급된 버스의 상기 제 2 임피던스를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단기는 타이 브레이커(tie breaker)를 포함하고,
    상기 제 1 전력이 공급된 버스를 상기 제 2 전력이 공급된 버스에 결합하는 단계는 발전기를 시추선(drilling vessel)상의 부하에 결합하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 1 버스와 제 2 버스 사이에 결합된 차단기로서, 상기 제 1 버스에는 제 1 AC 전원으로부터 AC 에너지로 제 1 전력이 공급되고, 상기 제 2 버스에는 제 2 AC 전원으로부터 AC 에너지로 제 2 전력이 공급되는, 상기 차단기;
    상기 차단기에 결합된 제어기;
    상기 제 1 전력이 공급된 버스와 상기 제 2 전력이 공급된 버스상의 외부 전원에 결합된 동기화기로서, 상기 동기화기는 상기 제 2 전력이 공급 버스상의 AC 에너지를 상기 제 1 전력이 공급된 버스상의 AC 에너지에 동기시키도록 구성되어 있는, 상기 동기화기;
    상기 제어기 및 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 결합된 제 1 계기용 변압기; 및
    상기 제어기 및 상기 제 2 전력이 공급된 버스에 결합된 제 2 계기용 변압기를 포함하고,
    상기 제어기는:
    상기 차단기가 개방되는 동안, 제 1 전류를 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가하고;
    상기 제 1 전류를 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가한 후, 상기 제 1 전력이 공급된 버스의 제 1 임피던스를 측정하고;
    상기 측정된 제 1 임피던스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하는지를 결정하고;
    고장이 존재하지 않는다고 결정할 때, 상기 제 1 전력이 공급된 버스를 상기 제 2 전력이 공급된 버스에 동기 및 결합시켜, 상기 제 2 전력이 공급된 버스로부터 상기 제 1 전력이 공급된 버스로 AC 에너지를 공급하기 위해 상기 차단기 및 상기 동기화기를 활성화하도록 구성되는, 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 계기용 변압기는 브로큰 델타 구성(broken delta configuration)의 1차 변압기 및 2차 변압기를 포함하는, 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    전압, 전류, 또는 상기 전압 및 전류 모두 중 어느 하나를 모니터링하기 위한 센서;
    상기 센서와 상기 제 1 계기용 변압기 사이에 결합된 제 1 접촉기; 및
    상기 센서와 제 2 계기용 변압기 사이에 결합된 제 2 접촉기를 더 포함하는, 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 계기용 변압기 및 상기 제어기에 결합된 제 1 고장 센서, 및 상기 제 2 계기용 변압기 및 상기 제어기에 결합된 제 2 고장 센서를 더 포함하는, 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 계기용 변압기 및 상기 제어기에 결합된 제 1 중계기, 및 상기 제 2 계기용 변압기 및 상기 제어기에 결합된 제 2 중계기를 더 포함하는, 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기에 결합된 운영자 인터페이스를 더 포함하고, 상기 제어기는 또한 상기 운영자 인터페이스로부터 수신된 제어 명령들을 관리하도록 구성되는, 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한:
    제 2 주파수에서 제 2 전류를 인가하고;
    상기 제 2 전류를 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 인가한 후, 상기 제 1 전력이 공급된 버스의 제 2 임피던스를 측정하고;
    상기 측정된 제 1 임피던스 및 상기 측정된 제 2 임피던스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하는지를 결정하도록 구성되는, 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 운영자 인터페이스는:
    상기 외부 전원의 동기화를 개시하기 위한 동기 및 폐쇄 스위치;
    상기 외부 전원의 동기화를 취소하기 위한 동기 및 폐쇄 취소 스위치;
    상기 외부 전원의 출력을 바이어스하는 것을 가능하게 하도록 발전기의 속도를 바이어스하기 위한 동기 전위차계; 및
    비동기 소스들 사이의 위상 차를 표시하기 위한 동기 검정기를 포함하는, 장치.
  18. 제 1 AC 전원으로부터 AC 에너지로 전력이 공급되는 제 1 전력이 공급된 버스 및 제 2 AC 전원으로부터 AC 에너지로 전력이 공급되는 제 2 전력이 공급된 버스에 결합된 차단기;
    상기 제 1 전력이 공급된 버스에 제 1 전류를 인가하기 위한 수단;
    상기 제 1 전력이 공급된 버스와 상기 제 2 전력이 공급된 버스에 결합된 외부 전원의 양쪽에 결합된 동기화기; 및
    상기 제 1 전류 인가 수단에 결합된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는:
    상기 차단기가 개방되는 동안, 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하는지를 결정하고;
    상기 동기화기를 이용하여 상기 제 1 전력이 공급된 버스상의 AC 에너지를 상기 제 2 전력이 공급된 버스상의 AC 에너지에 동기시키고 상기 제 1 전력이 공급된 버스와 상기 제 2 전력이 공급된 버스 사이의 상기 차단기를 폐쇄함으로써 상기 제 1 전력이 공급된 버스에 고장이 존재하지 않을 때, 상기 제 1 전력이 공급된 버스를 상기 차단기를 통해 제 2 전력이 공급된 버스에 결합하도록 구성되는, 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 전력이 공급된 버스에 결합된 부하를 더 포함하고,
    상기 제 2 전력이 공급된 버스에 결합된 상기 외부 전원은 발전기이고;
    상기 제 1 전력이 공급된 버스는 주전원 버스이고 상기 제 2 전력이 공급된 버스는 발전기 버스인, 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    제 2 전류를 상기 제 2 전력이 공급된 버스에 인가하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 제 2 전류 인가 수단은 상기 제어기에 결합되는, 장치.
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