KR102350387B1 - Apparatus and method for detecting fault line - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편단지중 복합선로에서 고장 발생 시, 고장이 발생한 구간을 검출할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 가공 선로와 지중 선로를 포함하는 복합선로에서 고장 발생 시 고장 구간을 검출하는 장치는 유효 전력의 조류 방향을 검출하는 계전기; 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치되고, 복합선로에 흐르는 전류를 감지하는 센서부; 및 센서부를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산하고, 고장 발생시 고장 발생 이전 및 이후에 계산된 전류의 위상값들의 차를 산출하며, 산출된 전류의 위상값들의 차와 유효전력의 조류 방향을 근거로 고장 구간을 판단하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus and method capable of detecting a section in which a failure occurs when a failure occurs in a single complex multi-track. For this, an apparatus for detecting a fault section when a fault occurs in a complex line including an overhead line and an underground line of the present invention for this purpose includes: a relay for detecting a current direction of active power; a sensor unit installed in the connection part of the overhead line and the underground line, and sensing the current flowing in the complex line; and calculating the phase value of the current sensed through the sensor unit, calculating the difference between the phase values of the current calculated before and after the failure when the failure occurs, based on the difference between the phase values of the calculated current and the current direction of the active power It is characterized in that it comprises a processing unit for determining the failure section.

Figure R1020150080660
Figure R1020150080660

Description

고장 구간 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FAULT LINE}Fault section detection device and method {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FAULT LINE}

본 발명은 고장 구간 검출 장치 및 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게 편단지중 복합선로에서 고장 발생 시, 고장이 발생한 구간을 검출할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a faulty section, and more particularly, to an apparatus and method capable of detecting a section in which a fault occurs when a fault occurs in a single complex multi-track.

최근 산업경제의 급격한 성장으로 전력수요는 해가 거듭할수록 증가하고 있다. 하계 피크시의 전력소모는 전력공급설비의 총 공급량에 거의 육박하여 매년 국가차원에서 범국민적인 협조가 요구되고 있다. 또한 도시의 급격한 인구과밀 추세뿐만 아니라 각종 소규모의 산업체, 대형빌딩, 아파트 단지의 대형화 등으로 인한 전기에너지 소비의 급격한 증가는 이제 도심지에 대용량 송전을 요구하고 있다. 이로 인해 지중 송전선로 및 가공과 지중이 혼합된 복합선로의 건설이 점차 증가하고 있다.Due to the rapid growth of the industrial economy in recent years, the demand for electricity is increasing year by year. Electricity consumption at the peak of summer is almost equal to the total supply of electric power supply facilities, and nationwide cooperation is required at the national level every year. In addition, the rapid increase in electric energy consumption caused by various small-scale industries, large buildings, and apartment complexes as well as the rapid overpopulation trend in cities is now demanding large-capacity transmission in downtown areas. As a result, the construction of underground transmission lines and complex lines with processing and underground is gradually increasing.

이러한 복합선로 중 가공 선로 고장의 대부분은 낙뢰나 수목접촉 등으로 인해 공기절연이 일시적으로 약화되어 발생하는 일시 고장이 대부분이다. 즉, 가공 선로 고장의 경우, 일정 시간이 경과하면, 고장 원인이 저절로 제거되는 경우가 대부분이다. 이에 따라, 가공 선로 즉, 송전 선로 고장시에는 선로를 차단하고, 일정 시간 경과 이후에 차단기를 재투입함으로써, 가공 선로에 대한 고장을 복구하는 방식이 주로 채택되고 있다.Most of the overhead line failures among these complex lines are temporary failures caused by temporary weakening of air insulation due to lightning strikes or tree contact. That is, in the case of an overhead line failure, in most cases, the cause of the failure is automatically removed after a certain period of time has elapsed. Accordingly, in the case of a failure of an overhead line, that is, a power transmission line, a method of repairing a failure on an overhead line by shutting off the line and re-inserting the circuit breaker after a predetermined time has elapsed is mainly adopted.

또한, 공기절연을 사용하지 않는 지중선로 고장은 케이블 손상 등과 같은 영구 고장 가능성이 높아서, 재폐로 실패로 인한 고장 파급 방지 등을 위해 자동재폐로를 적용하지 않는 것이 일반적이다. 이에 따라, 가공 선로와 지중 선로가 혼재되어 있는 복합선로에서 영구 고장 여부 판별은 고장위치를 보고 결정하고 있다. 즉, 가공구간에 대한 고장은 일시 고장으로 간주하여 자동 재폐로를 시행하지만, 지중구간 고장은 영구 고장으로 간주하여 자동 재폐로를 시행하지 않는다. 이처럼 복합선로에서 선택적 자동 재폐로를 위해서는 선로고장 시 고장위치가 가공 또는 지중 구간 내에 있는지 식별하는 것이 필요하다.In addition, underground line failure that does not use air insulation has a high probability of permanent failure such as cable damage, so it is common not to apply automatic reclosing to prevent the spread of failure due to reclosing failure. Accordingly, the determination of permanent failure is determined by looking at the location of the failure in the complex line in which the overhead line and the underground line are mixed. In other words, a failure in the machining section is regarded as a temporary failure and automatic reclosing is performed, but a failure in the underground section is regarded as a permanent failure and automatic reclosing is not implemented. As such, for selective automatic reclosing in complex lines, it is necessary to identify whether the fault location is within the machining or underground section when the line breaks down.

이에 관련하여, 종래의 고장 구간 식별 방법은 크게 2가지로 분류된다. 먼저, 거리 계전기를 이용하는 방법이 있다. 거리 계전기를 이용하는 방식은 선로 고장이 발생했을 때, 거리 계전기가 인식한 변전소와 고장점 간 임피던스를 근거로, 고장 구간을 식별하는 방식이다. 거리 계전기를 이용한 고장 구간 식별 방법은 기 설치된 거리 계전기를 이용하는 방식이므로 추가 비용이 없는 장점이 있는 반면, 거리 계전기의 오차로 인해 고장 구간 식별 정확도가 낮은 문제점이 존재한다.In this regard, the conventional fault section identification method is largely classified into two types. First, there is a method using a distance relay. The method using the distance relay is a method of identifying the fault section based on the impedance between the substation and the fault point recognized by the distance relay when a line fault occurs. The fault section identification method using the distance relay has the advantage of no additional cost because it uses a pre-installed distance relay, but there is a problem that the fault section identification accuracy is low due to the error of the distance relay.

또한, 종래의 고장 구간 식별 방법 중 두 번째 방법은 전류 차동 계전기를 이용하는 방법이다. 전류 차동 계전기를 이용하는 방법은 구간 양단에 CT, 차동 계전기를 설치하고, 양단 전류의 크기 또는 위상을 비교함으로써 내부고장 여부를 식별하는 방식이다. 이 방식은 고장 구간 식별 정확도가 매우 높은 장점이 있는 반면, 구간 양단에 CT 및 배전반 설치가 요구되므로, 전원공급 등 유지보수가 필요하여 높은 비용을 필요로 하는 문제점이 존재한다.In addition, the second method of the conventional fault section identification method is a method using a current differential relay. The method of using a current differential relay is a method of installing CTs and differential relays at both ends of the section, and identifying internal failure by comparing the magnitude or phase of the current at both ends. While this method has the advantage of very high failure section identification accuracy, since CT and switchboard installations are required at both ends of the section, maintenance such as power supply is required, which requires high cost.

이에 관련하여, 발명의 명칭이 "혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법"인 한국등록특허 제0699221호가 존재한다.In this regard, there is Korean Patent No. 0699221 entitled "Failure determination system for protection of mixed transmission line and method therefor".

본 발명은 편단지중 복합선로에서 고장 발생 시, 고장이 발생한 구간을 검출할 수 있는 고장 구간 검출 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting a faulty section capable of detecting a section in which a fault occurs when a fault occurs in a single complex multi-track.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가공 선로와 지중 선로를 포함하는 복합선로에서 고장 발생 시 고장 구간을 검출하는 장치는 유효 전력의 조류 방향을 검출하는 계전기; 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치되고, 복합선로에 흐르는 전류를 감지하는 센서부; 및 센서부를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산하고, 고장 발생시 고장 발생 이전 및 이후에 계산된 전류의 위상값들의 차를 산출하며, 산출된 전류의 위상값들의 차와 유효전력의 조류 방향을 근거로 고장 구간을 판단하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for detecting a fault section when a fault occurs in a complex line including an overhead line and an underground line of the present invention for solving the above problems includes: a relay for detecting a current direction of active power; a sensor unit installed in the connection part of the overhead line and the underground line, and sensing the current flowing in the complex line; and calculating the phase value of the current sensed through the sensor unit, calculating the difference between the phase values of the current calculated before and after the failure when the failure occurs, based on the difference between the phase values of the calculated current and the current direction of the active power It is characterized in that it comprises a processing unit for determining the failure section.

또한, 처리부는 지중 선로에서 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 지중 선로의 재폐로를 막기 위한 블록 신호를 생성할 수 있다.Also, when it is determined that a failure has occurred in the underground line, the processing unit may generate a block signal for preventing reclosing of the underground line.

또한, 센서부는 로고스키 코일 CT(Current Transformer) 및 광 CT 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.In addition, the sensor unit may be composed of at least one of a Rogowski coil CT (Current Transformer) and an optical CT.

또한, 처리부는 센서부를 통해 획득된 전류 파형에 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 적용함으로써, 시간에 따른 전류의 위상값을 계산할 수 있다.
In addition, the processor may calculate the phase value of the current over time by applying a fast Fourier transform (FFT) window to the current waveform acquired through the sensor unit.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가공 선로와 지중 선로를 포함하는 복합선로에서 고장 발생 시 고장 구간을 검출하는 방법은 계전기를 통해, 유효 전력의 조류 방향을 검출하는 단계; 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치되는 센서부를 통해, 상기 복합선로에 흐르는 전류를 감지하는 단계; 처리부에 의해 상기 센서부를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산하는 단계; 처리부에 의해, 고장 발생시, 고장 발생 이전 및 이후에 계산된 전류의 위상값들의 차를 산출하는 단계; 및 처리부에 의해, 산출된 전류의 위상값들의 차와 상기 유효전력의 조류 방향을 근거로 고장 구간을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of detecting a fault section when a fault occurs in a complex line including an overhead line and an underground line of the present invention for solving the above problems includes the steps of: detecting, through a relay, a direction of a current of active power; Sensing the current flowing in the complex line through the sensor unit installed in the connection portion of the overhead line and the underground line; calculating a phase value of the current sensed through the sensor unit by the processing unit; calculating, by the processing unit, a difference between phase values of currents calculated before and after the occurrence of a fault when a fault occurs; and determining, by the processing unit, a failure section based on the difference between the calculated current phase values and the current direction of the active power.

또한, 본 발명의 고장 구간 검출 방법은 처리부에 의해, 지중 선로에서 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 지중 선로의 재폐로를 막기 위한 블록 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the failure section detection method of the present invention may further include, by the processing unit, generating a block signal for preventing reclosing of the underground line when it is determined that a failure has occurred in the underground line.

또한, 센서부는 로고스키 코일 CT 및 광 CT 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.In addition, the sensor unit may be composed of at least one of a Rogowski coil CT and an optical CT.

또한, 전류의 위상값을 계산하는 단계는 센서부를 통해 획득된 전류 파형에 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 적용함으로써, 시간에 따른 전류의 위상값을 계산할 수 있다.In addition, in the calculating of the phase value of the current, the phase value of the current according to time may be calculated by applying a fast Fourier transform (FFT) window to the current waveform obtained through the sensor unit.

본 발명의 고장 구간 검출 장치 및 방법에 따르면 가공-지중 경계 종단 접속함 1개소에만 센서부를 설치하면 되므로, 구현비용이 저렴하고 기존의 전류 차동 방식과 동등한 수준의 고장구간 판별 정확도를 갖는 장점이 있다.According to the device and method for detecting a fault section of the present invention, since the sensor unit only needs to be installed in one place of the terminal junction box at the processing-underground boundary, the implementation cost is low and the fault section determination accuracy is equal to that of the existing current differential method. .

이에 따라, 본 발명에 따른 고장 구간 검출 장치 및 방법을 편단지중 복합 선로의 선택적 자동 재폐로에 적용할 경우, 종래 방식에 비해 저렴한 비용으로 영구 고장에 대한 자동 재폐로 시행 및 이로 인한 고장파급 방지에 기여할 수 있다.Accordingly, when the device and method for detecting a failure section according to the present invention are applied to the selective automatic reclosing of a single-block complex line, automatic reclosing for permanent failures is implemented at a lower cost compared to the conventional method and prevention of failure propagation can contribute to

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치에 대한 블록도이다.
도 3a, 도 3b, 도 4a, 도 4b 및 도 5는 본 발명의 고장 구간 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리부에 대한 블록도이다.
도 7a, 도 7b, 도 8a, 도 8b, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 고장 구간 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 방법에 대한 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram of an apparatus for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention.
3A, 3B, 4A, 4B, and 5 are conceptual diagrams for explaining a failure section detection method according to the present invention.
6 is a block diagram of a processing unit according to an embodiment of the present invention.
7A, 7B, 8A, 8B, 9A, and 9B are conceptual diagrams for explaining a failure section detection method according to the present invention.
10 is a flowchart of a method for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention, and detailed descriptions of configurations will be omitted. The embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치에 대하여 설명하도록 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 가공 선로 및 지중 선로를 포함하는 복합 선로에서 고장 발생 시, 고장이 발생한 위치를 찾는 것은 중요하다. 이에 관련하여, 종래에는 거리계전기를 이용하거나 또는 전류 차동 계전기를 이용하는 방식이 존재하였다. 하지만, 위에서 언급한 바와 같이, 거리 계전기를 이용한 방식은 검출 정확도가 떨어지는 문제점이, 그리고 전류 차동 계전기를 이용하는 방법은 고장구간 검출 정확도는 높으나, 구간 양단에 CT와 전류 차동 계전기를 설치하여야 하므로 비용이 많이 드는 문제점이 존재하였다. 이에 따라, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하는, 구체적으로, 비용이 많이 들지 않고 검출 정확도가 높은 고장 구간 검출 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Hereinafter, an apparatus for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention will be described. As mentioned above, when a failure occurs in a complex line including overhead lines and underground lines, it is important to find the location where the failure occurred. In this regard, conventionally, there has been a method using a distance relay or a current differential relay. However, as mentioned above, the method using the distance relay has a problem in that the detection accuracy is low, and the method using the current differential relay has high fault section detection accuracy, but the cost is high because CT and current differential relays must be installed at both ends of the section. There were many problems. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting a failure section that is not expensive and has high detection accuracy, which overcomes the above-mentioned conventional problems.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치(100)에 대한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치(100)에 대한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치(100)는 계전기(30) 및 측정부(110)를 통해 검출된 신호를 근거로, 고장 발생 시, 고장 구간을 검출한다. 여기서, 측정부(110)는 로고스키 코일 CT(Current Transformer)을 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 측정부(110)는 광 CT와 같이, 전류를 검출하는 다양한 센서가 적용될 수 있다. 또한, 측정부(110)는 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치되는 것을 특징으로 한다. 측정부(110)가 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치되는 이유는 이하에서 다시 설명한다.1 is a conceptual diagram of an apparatus 100 for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram of an apparatus 100 for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 , the failure section detection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention detects a failure section when a failure occurs based on the signal detected through the relay 30 and the measurement unit 110 . detect Here, the measurement unit 110 may be configured to include a Rogowski coil CT (Current Transformer). Of course, various sensors for detecting current, such as optical CT, may be applied to the measurement unit 110 . In addition, the measuring unit 110 is characterized in that it is installed in the connection portion of the overhead line and the underground line. The reason why the measuring unit 110 is installed in the connection part of the overhead line and the underground line will be described again below.

또한, 계전기(30)는 유효 전력의 조류 방향을 검출하는 기능을 한다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치(100)는 계전기(30)로부터 수집된 유효 전력의 조류 방향에 대한 정보와, 센서부(110)로부터 감지된 전류의 신호를 근거로, 고장 구간을 검출하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 본 발명의 고장 구간 검출 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 고장 발생 시, 계전기(30) 및 센서부(110)로부터 수집 및 감지된 정보를 근거로 고장 구간을 판단하는 처리부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the relay 30 functions to detect the current direction of the active power. Accordingly, the failure section detection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is based on the information on the current direction of the active power collected from the relay 30 and the signal of the current detected from the sensor unit 110 . , characterized in that the fault section is detected. To this end, as shown in FIG. 2 , the failure section detection apparatus 100 of the present invention determines a failure section based on information collected and sensed from the relay 30 and the sensor unit 110 when a failure occurs. It may be configured to include the processing unit 120 .

먼저, 도 3a, 도 3b, 도 4a, 도 4b를 참조로, 본 발명의 고장 구간 검출 장치(100)를 통해 고장 구간을 검출하는 원리를 먼저 설명한다. 먼저, 도 3a를 참조하자. 도 3a는 고장이 발생하기 이전의 복합선로에 대한 예시를 도시한다. 또한, 도 3a는 유효 전력의 조류 방향이 A 변전소에서 B 변전소 방향으로 흐르는 것으로 가정한다. 그리고, 센서부(110)는 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치된다. 이제, 도 3b를 참조로 가공 구간에 고장이 발생한 경우를 가정한다. First, with reference to FIGS. 3A, 3B, 4A, and 4B , a principle of detecting a failure section through the failure section detecting apparatus 100 of the present invention will be first described. First, refer to FIG. 3A. Figure 3a shows an example of the composite line before the failure occurs. In addition, Fig. 3a assumes that the current direction of the active power flows from the A substation to the B substation. And, the sensor unit 110 is installed in the connection portion of the overhead line and the underground line. Now, it is assumed that a failure occurs in the machining section with reference to FIG. 3B .

도 3b에 도시된 바와 같이, 가공 구간에 고장이 발생하게 되면, 전류(Ipost _ falut)는 이전의 종류 방향과는 상관없이 고장점으로 흐르게 된다. 반면, 고장 이전에는 유효 전력의 조류 방향에 따라 전류 방향이 결정된다. 따라서, 고장 이전 조류 방향, 즉 전류 벡터의 방향을 알면 고장 이후의 전류벡터 방향과의 차이를 보고 고장 방향이 센서부 좌측인지 우측인지 여부를 판별할 수 있다. 도 3b의 예시의 경우, 가공 구간에서 고장이 발생하였으므로, 전류(Ipost _ falut)는 고장점 즉, 가공 구간 방향으로 흐르게 된다. 즉, 고장 발생 시, 센서부(110)를 기준으로 전류(Ipost _ falut)가 좌측으로 흐르면 가공 선로에 고장이, 그리고 전류(Ipost _ falut)가 우측으로 흐르면 지중 선로에 고장이 발생하였음을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 3B , when a failure occurs in the machining section, the current I post _ false flows to the failure point regardless of the previous type direction. On the other hand, before the failure, the current direction is determined according to the current direction of the active power. Therefore, if the current direction before the failure, that is, the direction of the current vector is known, it is possible to determine whether the failure direction is the left or right side of the sensor unit by looking at the difference from the direction of the current vector after the failure. In the case of the example of FIG. 3B , since a failure occurred in the machining section, the current (I post _ false ) flows in the direction of the failure point, that is, the machining section. That is, when a failure occurs, based on the sensor unit 110, if the current (I post _ falut ) flows to the left, a failure occurs in the overhead line, and when the current (I post _ falut ) flows to the right, a failure occurs in the underground line can confirm.

이와 유사한 다른 예시를 살펴보자. 도 4a는 고장이 발생하기 이전의 복합선로에 대한 예시를 도시한다. 또한, 도 4a는 유효 전력의 조류 방향이 B 변전소에서 A 변전소 방향으로 흐르는 것으로 가정한다. 그리고, 센서부(110)는 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치된다. 이제, 도 4b를 참조로 지중 구간에 고장이 발생한 경우를 가정한다. Let's look at another similar example. 4A shows an example of a composite line before a failure occurs. In addition, Fig. 4a assumes that the current direction of the active power flows from the substation B to the substation A. And, the sensor unit 110 is installed in the connection portion of the overhead line and the underground line. Now, it is assumed that a failure occurs in the underground section with reference to FIG. 4B .

도 4b에 도시된 예시의 경우, 도 3b의 예시와 마찬가지로, 고장 발생 시, 전류(Ipost _ falut)는 고장점 방향으로 흐르게 된다. 즉, 도 4b의 예시에서는 도 3b와는 반대로 좌측에서 우측 방향으로 전류(Ipost _ falut)가 흐르게 된다. 구체적으로, 도 3b 및 도 4b에 도시된 예시에서 고장 위치에 따라, 고장 이후에는 전류 벡터 방향이 반대가 되어, 고장 이전의 조류 방향에 따라 고장 이후의 전류 벡터의 위상 변동은 약 180˚ 차이가 날 수 있다. 이에 따라, 센서부(110)가 지중 선로와 가공 선로의 접속점에 설치되면, 전류(Ipost _ falut)의 방향만으로도 고장 방향을 검출할 수 있게 되므로, 센서부(110)는 지중 선로와 가공 선로의 접속점에 설치되는 것이 바람직하다. 다시 도 2를 참조하자.In the case of the example shown in FIG. 4B , like the example of FIG. 3B , when a fault occurs, the current I post _ falut flows in the direction of the fault point. That is, in the example of FIG. 4B , the current I post _ falut flows from the left to the right as opposed to FIG. 3B . Specifically, in the examples shown in FIGS. 3B and 4B, depending on the fault location, the direction of the current vector is reversed after the fault, and the phase change of the current vector after the fault according to the direction of the current before the fault is about 180° difference can fly Accordingly, when the sensor unit 110 is installed at the junction of the underground line and the overhead line, it is possible to detect the failure direction only in the direction of the current (I post _ falut ), so the sensor unit 110 is the underground line and the overhead line. It is preferable to be installed at the junction of Referring back to FIG. 2 .

처리부(120)는 센서부(110)를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산한다. 여기서, 처리부(120)는 전류의 위상값 계산을 위해 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 센서부(110)를 통해 감지된 전류의 파형에 적용시킬 수 있다. 여기서, 전류의 위상값을 계산하는 이유는 위에서 언급한 바와 같이, 전류의 벡터 방향을 판단하기 위함이다. 도 5를 참조하자. The processing unit 120 calculates a phase value of the current sensed by the sensor unit 110 . Here, the processing unit 120 may apply a fast Fourier transform (FFT) window to the waveform of the current sensed by the sensor unit 110 to calculate the phase value of the current. Here, the reason for calculating the phase value of the current is to determine the vector direction of the current, as mentioned above. See FIG. 5 .

도 5는 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 연결되는 센서부를 통해 감지된 전류의 벡터도를 도시한다. 구체적으로, 도 5a는 고장 발생 이전의 전류 벡터도를, 도 5b는 고장점이 센서부 좌측 방향인 경우의 벡터도를, 그리고 도 5c는 고장점이 센서부의 우측 방향인 경우의 벡터도를 도시한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 고장 이전의 부하 전류는 저항 성분이 주도적이므로, 전원전압(VA,pre-fault)과의 위상차가 작다. 반면, 선로 고장시, 고장 전류는 선로 임피던스에 공급되므로, 전원단에서 볼 때, 부하는 유도성 리액턴스가 주성분이 되어, 전원 전압에 비해 약 90˚ 의 위상차를 갖게 된다. 또한, 도 5a 내지 도 5c에서 ILoad 및 IFault는 아래의 수학식 1 및 2와 같이 표현될 수 있다.5 shows a vector diagram of a current sensed through a sensor unit connected to a connection portion of an overhead line and an underground line. Specifically, FIG. 5A is a vector diagram of a current before the occurrence of a failure, FIG. 5B is a vector diagram when the failure point is in the left direction of the sensor unit, and FIG. 5C is a vector diagram when the failure point is in the right direction of the sensor unit. As shown in FIG. 5A , since the resistance component dominates the load current before the failure, the phase difference with the power supply voltage VA, pre-fault is small. On the other hand, in case of a line failure, since the fault current is supplied to the line impedance, when viewed from the power source, the inductive reactance of the load becomes the main component, and has a phase difference of about 90° compared to the power supply voltage. In addition, I Load and I Fault in FIGS. 5A to 5C may be expressed as Equations 1 and 2 below.

Figure 112015055019505-pat00001
Figure 112015055019505-pat00001

Figure 112015055019505-pat00002
Figure 112015055019505-pat00002

다시, 도 2를 참조하자.Again, refer to FIG. 2 .

처리부(120)는 위에서 언급한 바와 같이, 시간에 따른 전류 위상값을 계산하고, 계산된 전류 위상의 제로 크로싱(zero-crossing) 주기를 검출하여 주파수로 환산한다.As mentioned above, the processing unit 120 calculates a current phase value according to time, detects a zero-crossing period of the calculated current phase, and converts it into a frequency.

그 후, 처리부(120)는 고장이 발생하였는지의 여부를 판단한다. 여기서, 처리부(120)를 통한 고장 발생 여부 판단은 유효전력의 조류 흐름을 근거로 이루어질 수 있다. 여기서, 고장 발생이 이루어진 것으로 판단된 경우, 처리부(120)는 고장 발생 이전 및 이후에 계산된 전류의 위상값들의 차를 산출하며, 산출된 전류의 위상값들의 차와 유효전력의 조류 방향을 근거로 고장 구간을 판단한다. 상술한 바와 같이, 고장이 발생하게 되면, 전류는 고장점으로 흐르게 되어, 전류의 위상이 변화하게 된다. Thereafter, the processing unit 120 determines whether a failure has occurred. Here, the determination of whether a failure has occurred through the processing unit 120 may be made based on the current flow of active power. Here, when it is determined that a failure has occurred, the processing unit 120 calculates the difference between the phase values of the calculated current before and after the failure occurs, and based on the difference between the calculated phase values of the current and the current direction of the active power to determine the fault section. As described above, when a failure occurs, the current flows to the failure point, and the phase of the current changes.

구체적으로, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 선로에 고장이 발생했을 때, 고장위치가 센서부(110)의 우측(지중 선로) 내에 있으면 고장 전류는 A 변전소로부터 유도성 리액턴스가 대부분인 선로로 공급되므로 고장 전류(Ifault_BC)의 위상은 고장 이전의 부하 전류(Ipre-fault)의 위상보다 약 90˚ 뒤지게 된다. 만일, 고장 위치가 센서부(110)의 좌측(가공 선로)이면 고장 전류는 B 변전소로부터 유도성 리액턴스가 대부분인 선로에 공급되므로 고장 전류(Ifault_AB)의 위상은 고장 이전 부하전류의 반대방향 전류(-Ipre-fault)의 위상보다 약 90˚ 뒤지게 된다. 따라서 본 발명은 고장 이전의 복합선로 전류조류 방향과 고장 전후의 도체전류 위상 변동값을 알면, 변전소간 선로에서 고장위치가 센서부의 좌측인지 또는 우측인지를 알 수 있는 특성을 이용한다.Specifically, as shown in FIGS. 3A, 3B, 4A and 4B, when a fault occurs in the line, if the fault location is within the right side (underground line) of the sensor unit 110, the fault current is from substation A Since the inductive reactance is supplied to the line, the phase of the fault current (I fault_BC ) is about 90˚ behind the phase of the load current (I pre-fault ) before the fault. If the fault location is on the left side of the sensor unit 110 (the overhead line), the fault current is supplied from the B substation to the line having the most inductive reactance, so the phase of the fault current (I fault_AB ) is in the opposite direction of the load current before the fault ( -I pre-fault ) is about 90˚ behind the phase. Therefore, the present invention utilizes the characteristic of knowing whether the fault location is on the left or right side of the sensor unit in the line between substations if the current flow direction of the composite line before the fault and the phase change value of the conductor current before and after the fault are known.

이에 따라, 본 발명의 처리부(120)는 고장 이전의 조류 방향 정보, 그리고 전류 위상값과, 고장 이후의 전류 위상값을 근거로 고장 구간을 탐지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 종래의 구간 양단의 전류 크기(위상)를 비교하는 전류 차동 방식에 비해 CT를 한 군데만 설치하면 되므로 비용이 적게 들고, 고장점 식별 오차가 있는 거리 계전 방식에 비해서 정확한 고장구간 검출이 가능한 장점이 있다.Accordingly, the processing unit 120 of the present invention may detect a failure section based on the current phase value and the current phase value before the failure, and the current phase value before the failure. Accordingly, the present invention requires less cost because only one CT needs to be installed compared to the conventional current differential method for comparing the magnitude (phase) of both ends of the section, and the fault point identification error is accurate compared to the distance relay method. It has the advantage of being able to detect a section.

또한, 본 발명의 처리부(120)는 위에서 판단된 고장 구간이 지중 선로 즉, 지중 구간인지를 더 판단할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 가공 선로와 지중 선로를 포함하는 복합 선로에서, 고장 발생 시 가공 선로의 경우 일시 고장인 경우가 대부분이나 지중 선로는 그렇지 않다. 이에 따라, 본 발명의 처리부(120)는 지중 선로에 고장이 발생할 시, 자동 재폐로를 방지하기 위해, 자동 재폐로에 대한 블록 신호를 더 생성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 고장 위치에 따라 적합한 대응을 수행하도록 도움을 줄 수 있는 효과를 더 가질 수 있다.In addition, the processing unit 120 of the present invention may further determine whether the fault section determined above is an underground line, that is, an underground section. As mentioned above, in a complex line including an overhead line and an underground line, when a failure occurs, most of the cases are temporary failures in the overhead line, but this is not the case in the underground line. Accordingly, when a failure occurs in the underground line, the processing unit 120 of the present invention may further generate a block signal for the automatic reclosing in order to prevent the automatic reclosing. Accordingly, the present invention can further have the effect of helping to perform an appropriate response according to the location of the failure.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리부(120)에 대한 블록도이다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 처리부(120)는 유효 전력의 조류 방향에 대한 정보와, 복합선로에 흐르는 전류의 위상값을 근거로, 복합 선로에 대한 고장 여부 판단 및, 고장 구간 검출을 수행할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 처리부(120)는 조류 방향 검출 모듈(121), 전류 위상값 계산 모듈(122), 고장 구간 판별 모듈(123) 및 블록 신호 생성 모듈(124)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 처리부(120)에 포함된 각 구성들은 처리부(120)에서 수행되는 기능을 설명하기 위해 구분한 것이고, 실제로 상기 구성들로 구분되어야 하는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서는 위에서 설명한 부분과 중복되는 사항은 생략하여 설명이 이루어진다. 6 is a block diagram of the processing unit 120 according to an embodiment of the present invention. As described above, the processing unit 120 according to an embodiment of the present invention determines whether or not there is a fault in the composite line based on the information on the current direction of the active power and the phase value of the current flowing in the composite line, and the failure Interval detection can be performed. To this end, the processing unit 120 according to an embodiment of the present invention includes a current direction detection module 121 , a current phase value calculation module 122 , a failure section determination module 123 , and a block signal generation module 124 . can be configured. Here, each component included in the processing unit 120 is divided to explain the functions performed by the processing unit 120 , and it is not actually necessary to be divided into the above components. In addition, in the following description, items overlapping with those described above will be omitted.

조류 방향 검출 모듈(121)은 복합 선로의 조류 방향을 검출하는 기능을 한다. 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 고장 구간 검출 장치(100)를 통한 고장 구간 검출 방법은 조류 방향과, 전류의 위상 변화량을 근거로 이루어진다. 이에 따라, 조류 방향 검출 모듈(121)은 계전기(30)를 통해 감지된 신호를 근거로, 유효 전력의 조류 방향을 검출한다.The current direction detection module 121 functions to detect the current direction of the complex line. As described above, the failure section detection method through the failure section detection apparatus 100 of the present invention is made based on the current direction and the amount of phase change of the current. Accordingly, the current direction detection module 121 detects the current direction of the active power based on the signal detected through the relay 30 .

전류 위상값 계산 모듈(122)은 센서부(110)를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산하는 기능을 한다. 위에서 설명한 바와 같이, 센서부(110)는 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치될 수 있다. 또한, 전류 위상값 계산 모듈(122)은 전류의 위상값 계산을 위해 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 센서부(110)를 통해 감지된 전류의 파형에 적용시킬 수 있다. 그리고, 전류 위상값 계산 모듈(122)은 시간에 따른 전류 위상값을 계산하고, 계산된 전류 위상의 제로 크로싱(zero-crossing) 주기를 검출하여 주파수로 환산하는 기능을 더 수행할 수 있다.The current phase value calculation module 122 functions to calculate the phase value of the current sensed through the sensor unit 110 . As described above, the sensor unit 110 may be installed in the connection portion of the overhead line and the underground line. In addition, the current phase value calculation module 122 may apply a fast Fourier transform (FFT) window to the waveform of the current sensed through the sensor unit 110 to calculate the phase value of the current. In addition, the current phase value calculation module 122 may calculate a current phase value according to time, detect a zero-crossing period of the calculated current phase, and convert it into a frequency.

고장 구간 판별 모듈(123)은 위에서 언급한 조류 방향 검출 모듈(121)을 통해 검출된 유효 전력의 조류 방향을 근거로 고장 발생 여부를 판단한다. 또한, 고장 구간 판별 모듈(123)은 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 유효 전력의 조류 방향과, 전류 위상값 계산 모듈(122)을 통해 계산된 전류의 위상값 변화를 근거로 고장 구간을 판별한다. 여기서, 고장 구간의 판별 방법의 경우, 위에서 상세히 설명하였으므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.The failure section determination module 123 determines whether a failure occurs based on the current direction of the active power detected through the above-mentioned current direction detection module 121 . In addition, when it is determined that a failure has occurred, the failure section determination module 123 determines the failure section based on the current flow direction of the active power and the phase value change of the current calculated through the current phase value calculation module 122 . do. Here, since the method for determining the failure section has been described in detail above, an additional description thereof will be omitted.

또한, 고장 구간 판별 모듈(123)은 고장 구간이 지중 구간인지의 여부를 추가적으로 판단한다.In addition, the failure section determination module 123 additionally determines whether the failure section is an underground section.

블록 신호 생성 모듈(124)은 상기 고장 구간 판별 모듈(123)을 통한 판단 결과, 지중 구간에 고장이 발생한 것으로 판단되면, 자동 재폐로를 방지하기 위해, 자동 재폐로에 대한 블록 신호를 더 생성할 수 있다. 이는 상술한 바와 같이, 복합 선로에서, 고장 발생 시 가공 선로의 경우 일시 고장인 경우가 대부분이나 지중 선로는 그렇지 않기 때문이다. 이에 따라, 가공 선로에 고장이 발생한 경우에는 자동 개폐로가 이루어지고, 지중 선로에 고장이 발생한 경우에는, 자동 개폐로가 이루어지는 것을 방지함으로써, 보다 정확한 고장 복구도 수행할 수 있다.The block signal generating module 124 may further generate a block signal for the automatic reclosing in order to prevent automatic reclosing when it is determined that a failure has occurred in the underground section as a result of determination through the failure section determination module 123. can This is because, as described above, in complex lines, when a failure occurs, most of the cases are temporary failures in overhead lines, but this is not the case in underground lines. Accordingly, an automatic opening/closing path is formed when a failure occurs in an overhead line, and by preventing the automatic opening/closing path from being formed when a failure occurs in an underground line, more accurate failure recovery can also be performed.

이제, 도 7a, 도 7b, 도 8a, 도 8b, 도 9a 및 도 9b를 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 장치 및 방법의 검증을 위한 설명이 이루어진다.Now, with reference to FIGS. 7A, 7B, 8A, 8B, 9A, and 9B, a description will be made for verification of an apparatus and method for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention.

도 7a 및 도 7b는 EMTP (Electro-Magnetic Transient Program)로 구성하여 가공구간(AB) 및 지중구간(BC)에서 각각 지락고장이 발생한 경우, 가공-지중 경계점 케이블에 설치하는 CT의 검출전류를 계산한 결과를 도시한다.7a and 7b are composed of EMTP (Electro-Magnetic Transient Program), and when a ground fault occurs in each of the machining section (AB) and the underground section (BC), the detection current of the CT installed in the machining-underground boundary point cable is calculated. one result is shown.

또한, 도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b와 동일하나, 전원단과 수전단만 바뀐 경우를 도시한다. 도면에서 AB구간 고장(F1고장)과 BC구간 고장(F2고장)시 B지점에 설치되는 센서부의 위상변동의 방향이 반대가 된다. 도 5를 참조로 설명한 같이, 고장 이후의 검출 전류는 고장 방향에 따라 위상변동 방향이 반대가 됨을 EMTP 계산 결과로 확인하였다.Also, FIGS. 8A and 8B are the same as FIGS. 7A and 7B, but show a case in which only the power supply terminal and the reception terminal are changed. In the drawing, the direction of the phase change of the sensor installed at point B is reversed in case of a failure in section AB (F1 failure) and failure in section BC (F2 failure). As described with reference to FIG. 5 , it was confirmed as a result of EMTP calculation that the direction of the phase shift of the detected current after the failure was reversed according to the direction of the failure.

도 7a과 도 8a는 전원단과 수전단, 즉 고장 이전의 유효전력 조류방향이 서로 다른 것 외에는 동일한 고장조건이며, 도 7b와 도 8b에서 보는 바와 같이 조류방향에 따라 고장 이후 B지점에 설치되는 센서부에서 검출되는 전류 위상변동 방향이 반대가 된다. 따라서, 고장 이전의 유효전력 조류방향을 미리 알고 있고, 선로 고장이 발생했을 때 B지점에 설치되는 CT에서 고장 이전과 이후에 검출되는 전류의 위상 변동을 알면 선로고장이 발생한 위치가 AB구간 또는 BC구간 내에 있는지를 알 수 있다. 즉, 가공-지중 혼합선로 경계 접속점에 로고스키 코일의 설치가 용이한 지중케이블 구간에 CT를 설치하면, 혼합선로 고장발생시, 고장위치가 가공인지 지중구간인지 식별이 가능하다. 이처럼 고장구간 식별정보는 지중구간 고장시 자동재폐로 블록 신호로 사용하면. 혼합 선로의 지중구간 영구고장에 대한 자동 재폐로 시행과 그로 인한 계통 충격 및 2차 고장을 방지할 수 있다.7A and 8A are the same fault conditions except that the current direction of the active power before the failure is different from the power end and the receiving end, that is, the sensor installed at the point B after the failure according to the direction of the current as shown in FIGS. 7B and 8B The direction of the phase change of the current detected in the negative is reversed. Therefore, if the direction of active power flow before the fault is known in advance, and the phase change of the current detected before and after the fault in the CT installed at point B when the line fault occurs, the location where the line fault occurred is either the AB section or the BC section. You can tell if it is within the range. In other words, if the CT is installed in the underground cable section where the Rogowski coil can be easily installed at the boundary junction of the overhead-underground mixed line, when a mixed line failure occurs, it is possible to identify whether the fault is in the overhead section or the underground section. In this way, if the failure section identification information is used as an automatic reclosing block signal in case of a breakdown in the underground section. It is possible to prevent automatic reclosing for permanent failure of the underground section of the mixed line and the resulting system shock and secondary failure.

도 9a 및 도 9b는 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 EMTP 계산모델을 이용하여, 지중/가공구간의 고장에 따른 B지점 센서부의 검출 전류, 슬라이딩 FFT 윈도우를 통과하여 나온 전류 크기 및 위상, 위상의 제로 크로싱 주기(T)로부터 환산한 주파수(f=1/T)와 고장 위치에 따른 위상 변동(=주파수 변동)특성으로부터 지중구간 고장신호를 검출한 사례를 나타낸다. 도 9a과 9b는 각각 지중구간, 가공구간의 고장을 상정한 것이며, 도 9a의 3번째 그림에서 위상이 급격히 변동(4번째 그림에서 주파수가 급격히 증가)하여 5번째 그림에서 지중구간 고장을 나타내는 신호가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 반면, 도 9b에서는 위상변동이 약간 완만하게 늘어지는 특성으로 인해 영점간 시간차(=1/주파수)가 크지 않아 5번째 그림에서 급격한 변동을 보이지 않음을 알 수 있다.9A and 9B are using the EMTP calculation model of FIGS. 7A, 7B, 8A and 8B, the detection current of the B-point sensor unit according to the failure of the underground/processing section, the magnitude of the current output through the sliding FFT window, and The following shows the case of detecting a fault signal in the underground section from the frequency (f=1/T) converted from the phase and zero crossing period (T) of the phase and the phase variation (=frequency variation) characteristics according to the location of the fault. 9a and 9b are each assuming the failure of the underground section and the processing section, and in the 3rd picture of FIG. 9a, the phase changes abruptly (the frequency increases rapidly in the 4th picture), and the 5th picture indicates the failure of the underground section can be seen to occur. On the other hand, in FIG. 9B , it can be seen that the time difference between zero points (=1/frequency) is not large due to the characteristic that the phase fluctuation is slightly stretched, so that no abrupt fluctuation is seen in the fifth figure.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 방법에 대한 흐름도이다. 이하, 도 10을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 구간 검출 방법에 대해 설명한다. 위에서 언급된 부분과 중복되는 사항은 생략하여 설명이 이루어진다.10 is a flowchart of a method for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for detecting a failure section according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10 . Items overlapping with the above-mentioned parts will be omitted and description will be made.

먼저, 계전기를 통해, 유효 전력의 조류 방향을 검출하는 단계(S110)가 이루어지고, 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치되는 센서부를 통해, 복합선로에 흐르는 전류를 감지하는 단계(S120)가 이루어진다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 센서부는 가공 선로와 지중 선로의 접속부에 설치되어, 이하에서 언급되는 단계들을 통해 센서부를 기준으로 좌측 또는 우측의 고장 위치를 탐지할 수 있다. 또한, 센서부는 로고스키 코일 CT 및 광 CT 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.First, the step (S110) of detecting the current direction of the active power through the relay is made, and the step (S120) of detecting the current flowing in the composite line through the sensor unit installed in the connection part of the overhead line and the underground line is performed. . As mentioned above, the sensor unit of the present invention is installed at the connection part of the overhead line and the underground line, and through the steps mentioned below, it is possible to detect a fault location on the left or right side based on the sensor unit. In addition, the sensor unit may be composed of at least one of a Rogowski coil CT and an optical CT.

그 후, 처리부에 의해 상기 센서부를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산하는 단계(S130)가 수행된다. 앞서 언급한 바와 같이, S130 단계는 센서부를 통해 획득된 전류 파형에 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 적용함으로써, 시간에 따른 전류의 위상값을 계산할 수 있다. 또한, S130 단계는 계산된 전류 위상의 제로 크로싱(zero-crossing) 주기를 검출하여 주파수로 환산하는 과정을 더 수행할 수 있다.After that, a step (S130) of calculating the phase value of the current sensed through the sensor unit by the processing unit is performed. As mentioned above, in step S130, the phase value of the current according to time may be calculated by applying a fast Fourier transform (FFT) window to the current waveform obtained through the sensor unit. In addition, in step S130, a process of detecting a zero-crossing period of the calculated current phase and converting it into a frequency may be further performed.

그 후, 처리부에 의해, 고장이 발생하였는지 판단하는 단계(S140)가 이루어진다. 구체적으로, S140 단계는 S110 단계에서 검출된 유효 전력의 조류 방향을 근거로 이루어질 수 있다. S140 단계에서 고장이 발생한 것으로 판단되면, 제어는 S110 단계로 전달된다. 그렇지 않다면, 제어는 S150 단계로 전달된다.Thereafter, a step (S140) of determining whether a failure has occurred is performed by the processing unit. Specifically, step S140 may be made based on the current direction of the active power detected in step S110. If it is determined that a failure has occurred in step S140, control is transferred to step S110. Otherwise, control passes to step S150.

S150 단계는 고장 구간을 판단하는 단계이다. 구체적으로, S150 단계는 고장 발생 이전 및 이후에 계산된 전류의 위상값들의 차를 산출하고, 산출된 전류의 위상값들의 차와 유효전력의 조류 방향을 근거로 고장 구간을 판단한다. 여기서, S150 단계를 통해 고장 구간을 판단하는 방법은 위에서 상세히 설명하였으므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.Step S150 is a step of determining a failure section. Specifically, step S150 calculates the difference between the phase values of the calculated current before and after the occurrence of the failure, and determines the failure section based on the difference between the calculated phase values of the current and the direction of the current of the active power. Here, since the method of determining the failure section through step S150 has been described in detail above, an additional description thereof will be omitted.

그 후, 처리부에 의해, 고장 위치가 지중 구간인지 판단하는 단계(S160)가 수행된다. 상술한 바와 같이, 가공 선로와 지중 선로를 포함하는 복합 선로에서, 고장 발생 시 가공 선로의 경우 일시 고장인 경우가 대부분이나 지중 선로는 그렇지 않다. S160 단계를 통한 판단 과정을 통해 고장 위치가 어느 구간인지를 판단하고, 판단 결과에 따라 고장 복구를 보조하는 과정을 수행할 수 있다. S160 단계에서의 판단 결과, 지중 구간 고장이 발생한 것으로 판단되면, 제어는 S170 단계로 전달되어, 자동 재폐로를 방지하기 위해, 자동 재폐로에 대한 블록 신호를 더 생성하는 과정을 수행한다. 그렇지 않은 경우, 제어는 종료 블록으로 전달되어, 자동 재폐로가 수행되게 한다.
Thereafter, by the processing unit, the step (S160) of determining whether the fault location is an underground section is performed. As described above, in a complex line including an overhead line and an underground line, when a failure occurs, most of the cases are temporary failures in the overhead line, but this is not the case in the underground line. Through the determination process through step S160, it is determined which section the failure location is in, and a process of assisting failure recovery may be performed according to the determination result. As a result of the determination in step S160, if it is determined that an underground section failure has occurred, control is transferred to step S170, and in order to prevent automatic reclosing, a process of further generating a block signal for automatic reclosing is performed. Otherwise, control passes to the end block, causing automatic reclosing to be performed.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the best embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are only used for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 고장 구간 검출 장치 110 : 센서부
120 : 처리부
100: fault section detection device 110: sensor unit
120: processing unit

Claims (8)

가공 선로와 지중 선로를 포함하는 복합선로에서 고장 발생 시 고장 구간을 검출하는 장치로서,
유효 전력의 조류 방향을 검출하는 계전기;
상기 가공 선로와 상기 지중 선로의 접속부에 설치되고, 상기 복합선로에 흐르는 전류를 감지하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산하고, 고장 발생시 고장 발생 이전 및 이후에 계산된 전류의 위상값들의 차를 산출하며,
산출된 전류의 위상값들의 차와 상기 유효전력의 조류 방향을 근거로 고장 구간을 판단하는 처리부를 포함하며,
상기 처리부는 상기 센서부를 통해 획득된 전류 파형에 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 적용함으로써, 시간에 따른 전류의 위상값을 계산하며,
상기 가공 선로가 상기 센서부의 좌측에 위치하고, 상기 지중 선로가 상기 센서부의 우측에 위치하는 경우,
고장 위치가 상기 센서부의 우측에 있는 상기 지중 선로이면, 고장 전류의 위상은 고장 이전의 부하 전류(Ipre-fault)의 위상보다 90˚뒤지며,
상기 고장 위치가 상기 센서부의 좌측에 있는 상기 가공 선로이면, 상기 고장 전류의 위상은 고장 이전의 상기 부하 전류의 반대방향 전류(-Ipre-fault)의 위상보다 90˚뒤짐에 따라, 상기 고장 위치가 상기 센서부의 좌측인지 또는 우측인지를 알 수 있는 것을 특징으로 하는,
고장 구간 검출 장치.
A device for detecting a faulty section when a fault occurs in a complex line including an overhead line and an underground line,
a relay for detecting the current direction of active power;
a sensor unit installed in the connection part of the overhead line and the underground line and sensing a current flowing in the complex line; and
Calculating the phase value of the current sensed through the sensor unit, and calculating the difference between the phase values of the current calculated before and after the fault occurs when a fault occurs,
A processing unit for determining a failure section based on the difference between the calculated current phase values and the current direction of the active power,
The processing unit calculates the phase value of the current over time by applying a fast Fourier transform (FFT) window to the current waveform obtained through the sensor unit,
When the overhead line is located on the left side of the sensor unit, and the underground line is located on the right side of the sensor unit,
If the fault location is the underground line on the right side of the sensor unit, the phase of the fault current is 90˚ behind the phase of the load current (I pre-fault ) before the fault,
If the fault location is the overhead line on the left side of the sensor unit, the phase of the fault current is 90° behind the phase of the current in the opposite direction of the load current (-I pre-fault ) before the fault, the fault location It is characterized in that it can be known whether is the left side or the right side of the sensor unit,
Failure section detection device.
제1항에 있어서,
상기 처리부는,
지중 선로에서 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 지중 선로의 재폐로를 막기 위한 블록 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 고장 구간 검출 장치.
According to claim 1,
The processing unit,
When it is determined that a failure has occurred in the underground line, the failure section detection apparatus, characterized in that for generating a block signal for preventing reclosing of the underground line.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
로고스키 코일 CT(Current Transformer) 및 광 CT 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고장 구간 검출 장치.
According to claim 1,
The sensor unit,
Rogowski coil CT (Current Transformer) and characterized in that consisting of at least one of the optical CT, the failure section detection device.
삭제delete 가공 선로와 지중 선로를 포함하는 복합선로에서 고장 발생 시 고장 구간을 검출하는 방법으로서,
계전기를 통해, 유효 전력의 조류 방향을 검출하는 단계;
상기 가공 선로와 상기 지중 선로의 접속부에 설치되는 센서부를 통해, 상기 복합선로에 흐르는 전류를 감지하는 단계;
처리부에 의해 상기 센서부를 통해 감지된 전류의 위상값을 계산하는 단계;
상기 처리부에 의해, 고장 발생시, 고장 발생 이전 및 이후에 계산된 전류의 위상값들의 차를 산출하는 단계; 및
상기 처리부에 의해, 산출된 전류의 위상값들의 차와 상기 유효전력의 조류 방향을 근거로 고장 구간을 판단하는 단계를 포함하며,
상기 전류의 위상값을 계산하는 단계는,
상기 센서부를 통해 획득된 전류 파형에 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 적용함으로써, 시간에 따른 전류의 위상값을 계산하며,
상기 가공 선로가 상기 센서부의 좌측에 위치하고, 상기 지중 선로가 상기 센서부의 우측에 위치하는 경우,
고장 위치가 상기 센서부의 우측에 있는 상기 지중 선로이면, 고장 전류의 위상은 고장 이전의 부하 전류(Ipre-fault)의 위상보다 90˚뒤지며,
상기 고장 위치가 상기 센서부의 좌측에 있는 상기 가공 선로이면, 상기 고장 전류의 위상은 고장 이전의 상기 부하 전류의 반대방향 전류(-Ipre-fault)의 위상보다 90˚뒤짐에 따라, 상기 고장 위치가 상기 센서부의 좌측인지 또는 우측인지를 알 수 있는 것을 특징으로 하는,
고장 구간 검출 방법.
A method of detecting a faulty section when a fault occurs in a complex line including an overhead line and an underground line,
Detecting the current direction of the active power through the relay;
detecting a current flowing in the complex line through a sensor unit installed in a connection part of the overhead line and the underground line;
calculating a phase value of the current sensed through the sensor unit by the processing unit;
calculating, by the processing unit, a difference between phase values of currents calculated before and after the occurrence of a fault when a fault occurs; and
Comprising the step of determining, by the processing unit, a failure section based on the difference between the calculated current phase values and the current direction of the active power,
Calculating the phase value of the current comprises:
By applying a fast Fourier transform (FFT) window to the current waveform obtained through the sensor unit, the phase value of the current over time is calculated,
When the overhead line is located on the left side of the sensor unit, and the underground line is located on the right side of the sensor unit,
If the fault location is the underground line on the right side of the sensor unit, the phase of the fault current is 90˚ behind the phase of the load current (I pre-fault ) before the fault,
If the fault location is the overhead line on the left side of the sensor unit, the phase of the fault current is 90° behind the phase of the current in the opposite direction of the load current (-I pre-fault ) before the fault, the fault location It is characterized in that it can be known whether is the left side or the right side of the sensor unit,
How to detect a faulty section.
제5항에 있어서,
상기 처리부에 의해, 지중 선로에서 고장이 발생한 것으로 판단된 경우 상기 지중 선로의 재폐로를 막기 위한 블록 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 고장 구간 검출 방법.
6. The method of claim 5,
When it is determined by the processing unit that a failure has occurred in the underground line, the method further comprising the step of generating a block signal for preventing reclosing of the underground line.
제5항에 있어서,
상기 센서부는,
로고스키 코일 CT 및 광 CT 중 적어도 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는, 고장 구간 검출 방법.

6. The method of claim 5,
The sensor unit,
Characterized in that it consists of at least one of Rogowski coil CT and optical CT, a fault section detection method.

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