KR102460707B1 - Apparatus and method detecting direction of fault current - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 기본파 페이저(phasor)를 연산하는 페이저 연산부, 연산 결과에 따라 고장 종류를 검출하는 고장 검출부, 지락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하고, 영상 전압이 기 설정된 설정값 미만인 경우 정상 전압을 이용하여 고장을 판별하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 지락 고장 처리부 및 비교 결과에 따라 고장전류 방향을 판별하는 방향 판별부를 포함한다.The present invention relates to a fault current direction determination device and method, wherein a phasor calculation unit for calculating a fundamental wave phasor, a fault detection unit for detecting a fault type according to the calculation result, and a zero-phase voltage and The preset value is compared, and when the zero-phase voltage is less than the preset value, the failure is determined using the normal voltage, and the fault current direction is determined according to the comparison result and the ground fault processing unit that compares the phase difference between the normal voltage and the zero-phase current. and a direction determining unit.

Figure R1020220099695
Figure R1020220099695

Description

고장전류 방향판별 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD DETECTING DIRECTION OF FAULT CURRENT}Fault current direction determination device and method {APPARATUS AND METHOD DETECTING DIRECTION OF FAULT CURRENT}

본 발명은 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 지락 고장 발생 시 정상 전압과 영상 전압의 크기가 반비례하는 고유 특성을 토대로 영상 전압이 낮아 방향판별이 불가능할 경우 정상 전압 또는 고장상의 전압값(Faulted Phase voltage)을 기준 전압으로 하여 방향판별을 수행하는 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for determining the direction of a fault current, and more particularly, when a ground fault occurs, the normal voltage or a faulty phase is determined based on a unique characteristic in which the magnitudes of the normal voltage and the zero voltage are inversely proportional to each other. A fault current direction determination apparatus and method for performing direction determination using a faulted phase voltage as a reference voltage, and a method therefor.

최근 신재생에너지원의 배전계통 연계 증가로 변전소 외에도 다양한 형태의 분산전원이 추가되어 단락 및 지락고장 발생시 고장전류가 양방향으로 분포하게 된다. 또한, 분산전원의 연계용 변압기는 유효접지 기준을 만족하기 위해 대부분 Grounded Y-Delta 결선 방식을 사용하고 있다. 따라서, 지락고장 발생시 분산전원의 발전 유무에 관계없이 연계용 변압기가 계통에 연계되어 있으면 변압기의 1차측 접지가 지락고장 전류의 통로를 제공하여 고장전류가 양방향으로 흐르기 때문에 기존 단방향 고장전류만 보호할 수 있는 과전류 보호체계에 문제점이 발생하였다.With the recent increase in the number of new and renewable energy sources connected to the distribution system, various types of distributed power sources have been added in addition to substations. In addition, most of the transformers for connection of distributed power use the Grounded Y-Delta connection method to satisfy the effective grounding standard. Therefore, when a ground fault occurs, regardless of whether the distributed power source is generated or not, if the connecting transformer is connected to the grid, the primary ground of the transformer provides a path for the ground fault current and the fault current flows in both directions. There was a problem with the possible overcurrent protection system.

따라서, 분산전원 측에서 기여하는 고장전류로 인해 보호기기의 불필요한 오동작이 발생하는 문제를 해결하기 위해 고장전류의 방향을 판별하여 선택적으로 보호기기가 동작하도록 함으로써 불필요한 오동작을 막을 수 있도록, 배전계통의 대표적 보호기기로 활용되고 있는 양방향 리크로져(개폐로 차단기,recloser)에 일반적으로 사용되고 있는 방법인 기준량과 작동량으로 구성되는 두 개의 성분과, 이러한 두개의 성분이 이루는 각을 기준으로 방향을 판별하며, 방향성 계전요소(Directional Relay 67)를 두어 운영하고 있다.Therefore, in order to solve the problem of unnecessary malfunction of the protection device due to the fault current contributed by the distributed power source, the direction of the fault current is determined and the protection device is selectively operated to prevent unnecessary malfunction. The direction is determined based on the two components consisting of the reference amount and the operating amount, which are methods commonly used in bidirectional reclosers (reclosers) that are used as representative protection devices, and the angle formed by these two components. , a directional relay element (Directional Relay 67) is installed and operated.

이러한, 양방향 리크로져의 방향 판별 방법은 종래의 방향성 과전류계전기에 일반적으로 사용되고 있는 방법인 기준량과 작동량으로 구성되는 두개의 성분과 이 두성분이 이루는 각을 기준으로 방향을 판별한다. 과거 방향성 계전요소는 상전압을 기준으로 이와 상전류 사이의 각으로 방향성을 판단하였다. 이러한 상전압과 상전류를 이용한 방향성 판별 알고리즘은 3상 단락과 같은 평형고장시에는 방향 판별이 가능하나, 1상지락 등의 불평형고장시에는 방향 판별에 문제가 발생한다. 따라서, 방향성 계전요소는 상과 지락고장에 대하여 시퀀스 요소를 이용하여 방향성을 판별을 해야 한다. 즉 상과 지락에 대한 방향 판별은 각각 정상분 전압(V1), 전류(I1), 영상분 전압(V0), 전류(I0)를 이용하여 이 전압과 전류 사이의 위상각으로 전력조류에 대한 방향성을 판단한다.This method of determining the direction of the bidirectional leaker determines the direction based on the two components composed of the reference amount and the operating amount, which are methods generally used in the conventional directional overcurrent relay, and the angle formed by the two components. In the past directional relay elements, the directionality was determined by the angle between the phase voltage and the phase current. The direction determination algorithm using this phase voltage and phase current can determine the direction in the case of a balanced fault such as a three-phase short circuit, but a problem occurs in the direction determination in an unbalanced failure such as a one-phase ground fault. Therefore, the directional relay element should determine the directionality of the phase and ground faults by using the sequence element. In other words, the direction determination for phase and ground faults is the phase angle between the voltage and current using the positive voltage (V1), the current (I1), the zero voltage (V0), and the current (I0), respectively. to judge

그러나, 현재의 양방향 리크로져는 영상분 전류가 낮아 보호기기 설치점에서 방향판별의 기준성분인 영상전압이 낮을 경우 위상각 판정이 신뢰할 수 없는 문제점이 있다.However, the current bidirectional leaker has a problem in that the phase angle determination is unreliable when the zero phase current is low and the zero phase voltage, which is the reference component for direction discrimination at the installation point of the protection device, is low.

이와 관련하여, 한국공개특허 제2014-0056964호는 "배전선로용 방향성 보호기기의 방향 판정 방법"에 관하여 개시하고 있다. In this regard, Korean Patent Application Laid-Open No. 2014-0056964 discloses "a method for determining the direction of a directional protection device for a distribution line".

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 영상 전압이 낮아 방향판별이 불가능할 경우 정상 전압을 기준 전압으로 하여 방향판별을 수행하는 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide a fault current direction determination device and method for performing direction determination using a normal voltage as a reference voltage when direction determination is impossible due to a low zero-phase voltage. have.

또한, 본 발명은 영상 전압이 낮아 방향판별이 불가능할 경우 고장상의 전압값(Faulted Phase voltage)을 기준값으로 하여 영상 전류 또는 고장상의 전류값(Faulted Phase Current)과의 위상차를 비교하여 방향판별을 수행하는 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention performs direction discrimination by comparing the phase difference with a zero phase current or a faulted phase current using the faulted phase voltage as a reference value when the direction determination is not possible due to a low zero voltage. An object of the present invention is to provide an apparatus for determining the direction of a fault current and a method therefor.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치는 기본파 페이저(phasor)를 연산하는 페이저 연산부; 연산 결과에 따라 고장 종류를 검출하는 고장 검출부; 지락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하고, 영상 전압이 기 설정된 설정값 미만인 경우 정상 전압을 이용하여 고장을 판별하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 지락 고장 처리부; 및 비교 결과에 따라 고장전류 방향을 판별하는 방향 판별부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for determining a fault current direction for achieving the above object, comprising: a phasor calculating unit for calculating a fundamental wave phasor; a failure detection unit for detecting a failure type according to the calculation result; When it is determined that a ground fault has occurred, the zero-phase voltage and a preset value are compared, and when the zero-phase voltage is less than the preset value, the failure is determined using the normal voltage, and the phase difference between the normal voltage and the zero-phase current is compared. processing unit; and a direction determining unit for determining the fault current direction according to the comparison result.

또한, 상기 지락 고장 처리부는, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하는 제1 비교부; 상기 제1 비교부에 의한 비교 결과, 영상 전압이 기 설정된 설정값의 미만인 경우 정상 전압 또는 고장상의 전압을 이용하여 고장을 판별하는 판별부; 및 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하거나 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단하는 제1 위상차 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ground fault processing unit may include: a first comparison unit comparing the zero-phase voltage with a preset set value; a determination unit for determining a failure using a normal voltage or a failure phase voltage when the image voltage is less than a preset value as a result of the comparison by the first comparison unit; and a first phase difference comparator that compares the phase difference between the normal voltage and the zero phase current or compares the phase difference between the faulty voltage and the faulty current to determine whether the phase difference falls within a preset range.

또한, 상기 방향 판별부는 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우, 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the phase difference between the normal voltage and the zero phase current or the phase difference between the faulty voltage and the faulty current does not belong to a preset range, the direction determining unit determines that the direction of the fault current is in the reverse direction, and the phase difference between the normal voltage and the zero current Alternatively, when the phase difference between the faulty voltage and the faulty current falls within a preset range, it is characterized in that the direction of the faulty current is determined to be the forward direction.

또한, 상기 지락 고장 처리부는 상기 제1 비교부에 의한 비교 결과, 영상 전압이 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 영상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 제2 위상차 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the zero-phase voltage exceeds a preset value as a result of the comparison by the first comparison unit, the ground fault processing unit may include a second phase difference comparison unit for comparing the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current. .

또한, 상기 방향 판별부는 영상 전압과 영상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단하고, 영상 전압과 영상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current does not fall within the preset range, the direction determining unit determines that the direction of the fault current is in the reverse direction, and when the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current falls within the preset range, the fault current It is characterized in that it is determined that the direction is a forward direction.

또한, 3상 단락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교하고, 비교 결과에 따라 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교하는 단락 고장 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when it is determined that a three-phase short-circuit failure has occurred, the normal voltage and the normal current are compared with each preset set value, and a short-circuit fault processing unit for comparing the phase difference between the normal voltage and the normal current according to the comparison result. do it with

또한, 상기 단락 고장 처리부는, 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교하는 제2 비교부; 및 상기 제2 비교부에 의한 비교 결과, 정상 전압과 정상 전류가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단하는 제3 위상차 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the short-circuit failure processing unit, a second comparator for comparing the normal voltage and the normal current with each preset set value; And when the comparison result by the second comparator, the normal voltage and the normal current exceed each preset value, comparing the phase difference between the normal voltage and the normal current to determine whether the phase difference falls within a preset range and a third phase difference comparator.

또한, 상기 방향 판별부는 정상 전압과 정상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단하고, 정상 전압과 정상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the phase difference between the normal voltage and the normal current does not fall within the preset range, the direction determining unit determines that the direction of the fault current is in the reverse direction, and when the phase difference between the normal voltage and the normal current falls within the preset range, the fault current It is characterized in that it is determined that the direction is a forward direction.

또한, 상기 방향 판별부는 정상 전압과 정상 전류가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하지 않은 경우 방향판단을 하지 않는 것을 특징으로 한다.In addition, the direction determining unit is characterized in that it does not determine the direction when the normal voltage and the normal current do not exceed each preset set value.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 방법은 페이저 연산부에 의해, 기본파 페이저(phasor)를 연산하는 단계; 고장 검출부에 의해, 연산 결과에 따라 고장 종류를 검출하는 단계: 지락 고장 처리부에 의해, 지락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하고, 영상 전압이 기 설정된 설정값 미만인 경우 정상 전압을 이용하여 고장을 판별하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 단계; 및 방향 판별부에 의해, 비교 결과에 따라 고장전류 방향을 판별하는 단계;를 포함한다.A fault current direction determination method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of calculating a fundamental wave phasor by a phasor calculating unit; Step of detecting, by the failure detection unit, the type of failure according to the calculation result: When it is determined that a ground fault has occurred by the ground fault processing unit, the zero-phase voltage is compared with a preset value, and when the zero-phase voltage is less than the preset value determining a failure using the normal voltage and comparing the phase difference between the normal voltage and the zero current; and determining, by the direction determining unit, the fault current direction according to the comparison result.

또한, 고장이 발생한 것으로 판별되면, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하고, 영상 전압이 기 설정된 설정값 미만인 경우 정상 전압을 이용하여 고장을 판별하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 단계는, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하는 단계; 비교 결과, 영상 전압이 기 설정된 설정값의 미만인 경우 정상 전압 또는 고장상의 전압을 이용하여 고장을 판별하는 단계; 및 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하거나 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when it is determined that a failure has occurred, comparing the zero-phase voltage with a preset value, determining the failure using the normal voltage when the zero-phase voltage is less than the preset setting value, and comparing the phase difference between the normal voltage and the zero-phase current comparing the image voltage with a preset set value; as a result of the comparison, when the zero-phase voltage is less than a preset set value, determining a failure using a normal voltage or a failure-phase voltage; and determining whether the phase difference is within a preset range by comparing the phase difference between the normal voltage and the zero current or comparing the phase difference between the faulty voltage and the faulty current.

또한, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하거나 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단하는 단계 이후에, 상기 방향 판별부는 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우, 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the step of comparing the phase difference between the normal voltage and the zero current or comparing the phase difference between the faulty voltage and the faulty current to determine whether the phase difference is within a preset range, the direction determining unit is the difference between the normal voltage and the zero current If the phase difference or the phase difference between the faulty voltage and the faulty current does not fall within the preset range, it is determined that the direction of the faulty current is in the reverse direction, and the phase difference between the normal voltage and the zero current or the phase difference between the faulty voltage and the faulty current is When it falls within the set range, it is characterized in that it is determined that the direction of the fault current is the forward direction.

또한, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하는 단계 이후에, 영상 전압이 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 영상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include comparing the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current when the zero-phase voltage exceeds the preset value after the step of comparing the zero-phase voltage and the preset setting value.

또한, 영상 전압이 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 영상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 단계 이후에, 상기 방향 판별부는 영상 전압과 영상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단하고, 영상 전압과 영상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the step of comparing the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current when the zero-phase voltage exceeds a preset value, the direction determining unit determines the fault current when the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current does not fall within a preset range. It is determined that the direction is the reverse direction, and when the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current falls within a preset range, it is determined that the direction of the fault current is the forward direction.

또한, 연산 결과에 따라 고장 종류를 검출하는 단계 이후에, 단락 고장 처리부에 의해, 3상 단락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교하고, 비교 결과에 따라 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the step of detecting the type of failure according to the calculation result, if it is determined that a three-phase short-circuit failure has occurred by the short-circuit failure processing unit, the normal voltage and the normal current are compared with each preset set value, and the comparison result is Comparing the phase difference between the normal voltage and the normal current according to the present invention.

또한, 단락 고장 처리부에 의해, 3상 단락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교하고, 비교 결과에 따라 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교하는 단계는, 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교하는 단계; 및 비교 결과, 정상 전압과 정상 전류가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when it is determined that a three-phase short-circuit failure has occurred by the short-circuit fault processing unit, the step of comparing the normal voltage and the normal current with each preset value, and comparing the phase difference between the normal voltage and the normal current according to the comparison result is , comparing the normal voltage and the normal current with each preset set value; and determining whether the phase difference falls within a preset range by comparing the phase difference between the normal voltage and the normal current when the normal voltage and the normal current exceed each preset value as a result of the comparison. do it with

또한, 비교 결과, 정상 전압과 정상 전류가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단하는 단계 이후에, 상기 방향 판별부는 정상 전압과 정상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단하고, 정상 전압과 정상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하고, 정상 전압과 정상 전류가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하지 않은 경우 방향판단을 하지 않는 것을 특징으로 한다.In addition, as a result of the comparison, when the normal voltage and the normal current exceed each preset setting value, after determining whether the phase difference falls within the preset range by comparing the phase difference between the normal voltage and the normal current, the direction When the phase difference between the normal voltage and the normal current does not fall within the preset range, the determination unit determines that the fault current is in the reverse direction, and when the phase difference between the normal voltage and the normal current falls within the preset range, the fault current is in the forward direction. It is determined that there is, and when the normal voltage and the normal current do not exceed the respective preset values, the direction determination is not performed.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법은 지락 고장 발생 시 정상 전압과 영상 전압의 크기가 반비례하는 고유 특성을 토대로 영상 전압이 낮아 방향판별이 불가능할 경우 정상 전압 또는 고장상의 전압값(Faulted Phase voltage)을 기준 전압으로 하여 방향판별을 수행함으로써, 지락 고장시 무보호 구간이 없어 현행 전압측정 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The device and method for determining the direction of a fault current according to the present invention having the above configuration is based on the inherent characteristic that the magnitudes of the normal voltage and the zero voltage are inversely proportional when a ground fault occurs. By performing direction discrimination using the faulted phase voltage as a reference voltage, there is no unprotected section in the event of a ground fault, thereby improving the current voltage measurement reliability.

도 1은 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치에 채용되는 지락 고장 처리부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치에 채용되는 제1 위상차 비교부 및 제2 위상차 비교부에서의 기 설정된 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치에 채용되는 단락 고장 처리부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치 및 방법에 대한 검증 결과의 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a fault current direction determination device according to the present invention.
2 is a view for explaining the detailed configuration of a ground fault processing unit employed in the fault current direction determination device according to the present invention.
3 is a view for explaining a preset range in the first phase difference comparison unit and the second phase difference comparison unit employed in the fault current direction determination device according to the present invention.
4 is a view for explaining the detailed configuration of a short circuit fault processing unit employed in the fault current direction determination device according to the present invention.
5 is a flowchart showing the sequence of the fault current direction determination method according to the present invention.
6 and 7 are diagrams for explaining examples of verification results for the fault current direction determination apparatus and method according to the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art can easily implement the technical idea of the present invention. . First, it should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are output on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a fault current direction determination device according to the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치(100)는 크게 페이저 연산부(110), 고장 검출부(120), 지락 고장 처리부(130), 단락 고장 처리부(140) 및 방향 판별부(150)를 포함한다.1, the fault current direction determination apparatus 100 according to the present invention is largely a phasor operation unit 110, a fault detection unit 120, a ground fault processing unit 130, a short circuit fault processing unit 140, and a direction determination. part 150 .

페이저 연산부(110)는 전압, 전류 기본파 페이저(phasor)를 입력받아 연산한다.The phasor calculating unit 110 receives voltage and current fundamental wave phasors and calculates them.

고장 검출부(120)는 연산 결과에 따라 고장 종류 즉, 지락 고장이 발생한 것인지 단락 고장이 발생한 것인지를 검출한다.The failure detection unit 120 detects the type of failure, that is, whether a ground fault or a short-circuit failure occurs according to the calculation result.

지락 고장 처리부(130)는 지락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하고, 영상 전압이 기 설정된 설정값 미만인 경우 정상 전압을 이용하여 고장을 판별하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교한다.When it is determined that a ground fault has occurred, the ground fault processing unit 130 compares the zero-phase voltage and a preset value, and when the zero-phase voltage is less than the preset value, determines the failure using the normal voltage, and the normal voltage and zero current Compare the phase difference of

단락 고장 처리부(140)는 3상 단락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교하고, 비교 결과에 따라 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교한다.When it is determined that a three-phase short-circuit failure has occurred, the short-circuit fault processing unit 140 compares the normal voltage and the normal current with preset values, and compares the phase difference between the normal voltage and the normal current according to the comparison result.

방향 판별부(150)는 비교 결과에 따라 고장전류 방향이 역방향인지 정방향인지를 판별한다.The direction determining unit 150 determines whether the fault current direction is the reverse direction or the forward direction according to the comparison result.

도 2는 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치에 채용되는 지락 고장 처리부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치에 채용되는 제1 위상차 비교부 및 제2 위상차 비교부에서의 기 설정된 범위를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the detailed configuration of a ground fault processing unit employed in the fault current direction determination device according to the present invention, and FIG. 3 is a first phase difference comparison unit and a second phase difference comparison unit employed in the fault current direction determination device according to the present invention. 2 It is a diagram for explaining a preset range in the phase difference comparator.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 지락 고장 처리부(130)는 지락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하고, 영상 전압이 기 설정된 설정값 미만인 경우 정상 전압을 이용하여 고장을 판별하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교한다. 이때, 기 설정된 설정값은 해당 성분의 크기를 비교하여 가늠할 수 있는 기준값 또는 측정된 고장값과 비교하는 값 또는 영상전압(or 정상전압 등등) 성분 값을 방향판단 기준값으로 결정하는 값을 의미한다.Referring to FIG. 2 , when it is determined that a ground fault has occurred, the ground fault processing unit 130 according to the present invention compares the zero-phase voltage with a preset value, and sets the normal voltage when the zero-phase voltage is less than the preset value. It is used to determine the fault and compares the phase difference between the normal voltage and the zero current. In this case, the preset value means a reference value that can be estimated by comparing the size of the corresponding component, a value compared with a measured failure value, or a value for determining a zero-phase voltage (or normal voltage, etc.) component value as a direction determination reference value.

이를 위해, 지락 고장 처리부(130)는 제1 비교부(131), 판별부(132), 제1 위상차 비교부(133) 및 제2 위상차 비교부(134)를 포함한다.To this end, the ground fault processing unit 130 includes a first comparison unit 131 , a determination unit 132 , a first phase difference comparison unit 133 , and a second phase difference comparison unit 134 .

제1 비교부(131)는 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교한다. The first comparison unit 131 compares the image voltage with a preset set value.

판별부(132)는 제1 비교부(131)에 의한 비교 결과, 영상 전압이 기 설정된 설정값의 미만인 경우 정상 전압 또는 고장상의 전압을 이용하여 고장을 판별한다.As a result of the comparison by the first comparator 131 , the determining unit 132 determines the failure by using the normal voltage or the faulty voltage when the image voltage is less than a preset set value.

판별부(132)는 지락 고장 발생 시 정상 전압과 영상 전압의 크기와 방향이 반비례한다는 특징으로부터, 영상 전압이 기 설정된 설정값 10% 보다 낮아 판별이 불가능할 경우에 정상 전압을 기준 전압으로 변경하여 고장을 판별할 수 있다.Since the magnitude and direction of the normal voltage and the zero-phase voltage are inversely proportional to the occurrence of a ground fault, the determination unit 132 changes the normal voltage to the reference voltage when the determination is impossible because the zero-phase voltage is lower than a preset set value of 10% and the failure occurs. can be identified.

또한, 판별부(132)는 고장상의 전압을 이용하여 고장을 판별할 수 있다.In addition, the determination unit 132 may determine the failure by using the voltage of the failure phase.

제1 위상차 비교부(133)는 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하거나 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단한다. 이때, 기 설정된 범위는 MTA(Maximum Torque Angle)에 의해 설정될 수 있다. 보다 자세하게, 정상 전압에서 MTA(Maximum Torque Angle)의 기본값을 60°로 설정한 경우에 지락 고장 발생 시 영상 전압만을 이용한 경우 (a)와 같이 MTA의 좌우 90°영역 범위에 속하면 정방향, MTA의 좌우 90°영역 외 모든 영역 범위에 속하면 역방향으로 설정하고, 지락 고장 발생 시 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 경우 (b)와 같이 MTA의 좌우 90°영역 범위에 속하면 정방향, MTA의 좌우 90°영역 외 모든 영역 범위에 속하면 역방향으로 설정할 수 있게 된다. 본 명세서에서는 기 설정된 범위를 MTA(Maximum Torque Angle)에 의해 설정되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 방법으로 설정할 수 있다.The first phase difference comparator 133 compares the phase difference between the normal voltage and the zero current or compares the phase difference between the faulty voltage and the faulty current to determine whether the phase difference falls within a preset range. In this case, the preset range may be set by MTA (Maximum Torque Angle). In more detail, when the default value of MTA (Maximum Torque Angle) is set to 60° at normal voltage, when only zero voltage is used in case of a ground fault, as in (a), if it falls within the range of 90° left and right of the MTA, the forward direction and the MTA If it falls within the range of all areas other than the left and right 90°, set it in the reverse direction, and when the phase difference between the normal voltage and zero current is compared in case of a ground fault, if it belongs to the left and right 90° range of the MTA, as in (b), the forward direction and the MTA's If it falls within the range of all areas other than the left and right 90° area, it can be set in the reverse direction. In the present specification, it has been described that the preset range is set by MTA (Maximum Torque Angle), but it is not limited thereto and may be set in various ways.

여기서, 방향 판별부는 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우, 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단한다. 그리고 방향 판별부는 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단한다.Here, when the phase difference between the normal voltage and the zero current or the phase difference between the faulty voltage and the faulty current does not belong to a preset range, the direction determining unit determines that the fault current is in the reverse direction. In addition, when the phase difference between the normal voltage and the zero current or the phase difference between the faulty voltage and the faulty current falls within a preset range, the direction determining unit determines that the fault current is in the forward direction.

제2 위상차 비교부(134)는 제1 비교부(31)에 의한 비교 결과, 영상 전압이 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 영상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교한다.The second phase difference comparator 134 compares the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current when, as a result of the comparison by the first comparison unit 31 , the zero-phase voltage exceeds a preset value.

여기서, 방향 판별부는 영상 전압과 영상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단한다. 그리고 방향 판별부는 영상 전압과 영상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단한다.Here, when the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current does not belong to a preset range, the direction determining unit determines that the direction of the fault current is in the reverse direction. And, when the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current falls within a preset range, the direction determining unit determines that the direction of the fault current is the forward direction.

도 4는 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치에 채용되는 단락 고장 처리부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the detailed configuration of a short circuit fault processing unit employed in the fault current direction determination device according to the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 단락 고장 처리부(140)는 3상 단락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교하고, 비교 결과에 따라 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교한다.Referring to FIG. 4 , when it is determined that a three-phase short-circuit failure has occurred, the short-circuit fault processing unit 140 according to the present invention compares the normal voltage and the normal current with each preset set value, and the normal voltage and the normal current according to the comparison result. Compare the phase difference between the voltage and the steady current.

이를 위해, 단락 고장 처리부(140)는 제2 비교부(141), 제3 위상차 비교부(142)를 포함한다.To this end, the short-circuit failure processing unit 140 includes a second comparison unit 141 and a third phase difference comparison unit 142 .

제2 비교부(141)는 정상 전압과 정상 전류를 각각의 기 설정된 설정값과 비교한다.The second comparator 141 compares the normal voltage and the normal current with respective preset set values.

제3 위상차 비교부(142)는 제2 비교부(141)에 의한 비교 결과, 정상 전압과 정상 전류가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 정상 전압과 정상 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단한다.The third phase difference comparator 142 compares the phase difference between the normal voltage and the normal current when, as a result of the comparison by the second comparator 141 , the normal voltage and the normal current exceed each preset setting value, the phase difference It is determined whether it belongs to a preset range.

여기서, 방향 판별부는 정상 전압과 정상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단한다. 그리고 방향 판별부는 정상 전압과 정상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단한다. 또한, 방향 판별부는 정상 전압과 정상 전류가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하지 않은 경우 방향판단을 하지 않는 것으로 한다.Here, the direction determining unit determines that the direction of the fault current is in the reverse direction when the phase difference between the normal voltage and the normal current does not fall within a preset range. And, when the phase difference between the normal voltage and the normal current is within a preset range, the direction determining unit determines that the direction of the fault current is the forward direction. In addition, the direction determination unit does not determine the direction when the normal voltage and the normal current do not exceed the respective preset set values.

도 5는 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart showing the sequence of the fault current direction determination method according to the present invention.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 방법은 앞서 설명한 고장전류 방향판별 장치에 관한 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 5 , the fault current direction determination method according to the present invention relates to the above-described fault current direction determination device, and the following redundant description will be omitted.

먼저, 기본파(V,I) 페이저(phasor)를 입력받아 연산한다(S100).First, a fundamental wave (V,I) phasor is received and calculated (S100).

다음, 연산 결과에 따라 고장 종류를 검출한다(S110). S110 단계에서 지락 고장이 발생한 것인지 단락 고장이 발생한 것인지를 검출한다.Next, the type of failure is detected according to the calculation result (S110). In step S110, it is detected whether a ground fault or a short-circuit fault has occurred.

다음, S110 단계에서 지락 고장이 발생한 것으로 판별(S200)되면, 영상 전압(V0)과 기 설정된 설정값을 비교한다(S210).Next, when it is determined that a ground fault has occurred in step S110 (S200), the zero voltage V0 is compared with a preset set value (S210).

다음, S210 단계의 비교 결과, 영상 전압(V0)이 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 영상 전압(V0)과 영상 전류(I0)의 위상차를 비교한다(S220).Next, as a result of the comparison in step S210 , when the zero-phase voltage V0 exceeds a preset value, the phase difference between the zero-phase voltage V0 and the zero-phase current I0 is compared ( S220 ).

그리고 S210 단계에서 비교 결과, 영상 전압(V0)이 기 설정된 설정값의 미만인 경우 정상 전압(V1) 또는 고장상의 전압(Faulted Phase voltage)을 이용하여 고장을 판별한다(S230).And, as a result of comparison in step S210, when the zero-phase voltage V0 is less than a preset value, a failure is determined using the normal voltage V1 or the faulted phase voltage (S230).

그 다음, S230 단계 이후, 정상 전압(V1)과 영상 전류(I0)의 위상차를 비교하거나 고장상의 전압(Faulted Phase voltage)과 고장상의 전류(Faulted Phase Current)의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단한다(S240).Then, after step S230, the phase difference between the normal voltage V1 and the zero phase current I0 is compared or the phase difference between the faulted phase voltage and the faulted phase current is compared to the preset range It is determined whether it belongs to (S240).

다음, S220 단계 이후, 영상 전압(V0)과 영상 전류(I0)의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향(E)인 것으로 판단하고, 영상 전압(V0)과 영상 전류(I0)의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향(F)인 것으로 판단한다(S400).Next, after step S220, if the phase difference between the zero-phase voltage V0 and the zero-phase current I0 does not fall within the preset range, it is determined that the direction of the fault current is the reverse direction E, and the zero-phase voltage V0 and the zero-phase current I0 If the phase difference of I0) falls within a preset range, it is determined that the direction of the fault current is the forward direction (F) (S400).

그리고 230 단계 이후, 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우, 고장 전류의 방향은 역방향(R)인 것으로 판단하고, 정상 전압(V0)과 영상 전류(I0)의 위상차 또는 고장상의 전압(Faulted Phase voltage)과 고장상의 전류(Faulted Phase Current)의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향(F)인 것으로 판단한다(S400).And after step 230, if the phase difference between the normal voltage and the zero current or the phase difference between the faulty voltage and the faulty current does not fall within the preset range, it is determined that the fault current is in the reverse direction (R), and the normal voltage (V0) If the phase difference of the over-zero current I0 or the phase difference between the faulted phase voltage and the faulted phase current falls within a preset range, it is determined that the direction of the fault current is the forward direction (F) ( S400).

한편, S110 단계에서 단락 고장이 발생한 것으로 판별(S300)되면, 정상 전압(V1)과 정상 전류(I1)를 각각의 기 설정된 설정값과 비교한다(S310).On the other hand, if it is determined that a short-circuit failure has occurred in step S110 (S300), the normal voltage V1 and the normal current I1 are compared with respective preset values (S310).

다음, S310 단계의 비교 결과, 정상 전압(V1)과 정상 전류(I1)가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 정상 전압(V1)과 정상 전류(I1)의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단한다(S320).Next, as a result of the comparison in step S310, when the normal voltage (V1) and the normal current (I1) exceed the respective preset values, the phase difference is compared by comparing the phase difference between the normal voltage (V1) and the normal current (I1). It is determined whether it belongs to a set range (S320).

다음, S320 단계 이후, 정상 전압(V1)과 정상 전류(I1)의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우 고장 전류의 방향은 역방향(R)인 것으로 판단(S400)하고, 정상 전압(V1)과 정상 전류(I1)의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향(F)인 것으로 판단하고, 정상 전압(V1)과 정상 전류(I1)가 각각의 기 설정된 설정값을 초과하지 않은 경우 방향판단을 하지 않는다(S400).Next, after step S320, if the phase difference between the normal voltage (V1) and the normal current (I1) does not fall within the preset range, it is determined that the direction of the fault current is the reverse direction (R) (S400), and the normal voltage (V1) and If the phase difference of the normal current (I1) falls within the preset range, it is determined that the direction of the fault current is the forward direction (F), and the normal voltage (V1) and the normal current (I1) do not exceed the respective preset values. If not, direction determination is not made (S400).

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 고장전류 방향판별 장치 및 방법에 대한 검증 결과의 예를 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are diagrams for explaining examples of verification results for the fault current direction determination apparatus and method according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 선로 10Km, 5MVA의 분산전원이 연계된 배전계통을 모델링 한 후, 선로말단 에 분산전원을 연결하고 보호기기 설치점 이후에 지락고장을 모의한 결과, 종래의 방법을 사용하였을 경우 이 경우 Bus 3에 설치된 양방향 리크로져는 Bus 3의 영상전압이 10%보다 낮아 양방향 보호기기가 방향을 판정할 수 없어 오부동작 하게 되지만, 본 발명에서 제안된 방법으로 기준전압을 영상전압으로 변경하면 정상전압이 충분히 커서 정확히 방향을 판별할 수 있다. 즉, 도 7을 통하여 Bus 3 뿐 아니라 어느 위치에 보호기기를 설치하여도 정확히 방향을 판별할 수 있게 된다.As shown in Fig. 6, after modeling the distribution system in which the distributed power of 10Km and 5MVA of the line is connected, the distributed power is connected to the end of the line and the ground fault is simulated after the installation point of the protection device. In this case, the bidirectional leaker installed on Bus 3 has a zero image voltage of less than 10%, so the bidirectional protection device cannot determine the direction and thus malfunctions. If it is changed to , the normal voltage is large enough to accurately determine the direction. That is, it is possible to accurately determine the direction even if the protection device is installed in any position as well as Bus 3 through FIG. 7 .

이처럼, 본 발명에 의한 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법은 지락 고장 발생 시 정상 전압과 영상 전압의 크기가 반비례하는 고유 특성을 토대로 영상 전압이 낮아 방향판별이 불가능할 경우 정상 전압 또는 고장상의 전압값(Faulted Phase voltage)을 기준 전압으로 하여 방향판별을 수행함으로써, 지락 고장시 무보호 구간이 없어 현행 전압측정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As such, the fault current direction determination device and method according to the present invention provide a normal voltage or fault phase voltage value ( Faulted phase voltage) as the reference voltage to perform direction discrimination, so there is no unprotected section in case of a ground fault, so the current voltage measurement reliability can be improved.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.Although the preferred embodiment according to the present invention has been described above, it can be modified in various forms, and those of ordinary skill in the art can make various modifications and modifications without departing from the claims of the present invention. It is understood that it can be implemented.

100 : 고장전류 방향판별 장치
110 : 페이저 연산부
120 : 고장 검출부
130 : 지락 고장 처리부
140 : 단락 고장 처리부
150 : 방향 판별부100: fault current direction determination device
110: phasor operation unit
120: fault detection unit
130: ground fault handling unit
140: short circuit fault handling unit
150: direction determination unit

Claims (1)

기본파 페이저(phasor)를 연산하는 페이저 연산부;
연산 결과에 따라 고장 종류를 검출하는 고장 검출부;
지락 고장이 발생한 것으로 판별되면, 영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하고,
영상 전압이 기 설정된 설정값 미만인 경우 정상 전압을 이용하여 고장을 판별하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 지락 고장 처리부; 및 비교 결과에 따라 고장전류 방향을 판별하는 방향 판별부;를 포함하며,
상기 지락 고장 처리부는,
영상 전압과 기 설정된 설정값을 비교하는 제1 비교부;
상기 제1 비교부에 의한 비교 결과, 영상 전압이 기 설정된 설정값의 미만인 경우 정상 전압 또는 고장상의 전압을 이용하여 고장을 판별하는 판별부; 및
정상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하거나 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차를 비교하여 위상차가 기 설정된 범위에 속하는지 여부를 판단하는 제1 위상차 비교부;를 포함하며,
상기 방향 판별부는 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우, 고장 전류의 방향은 역방향인 것으로 판단하고, 정상 전압과 영상 전류의 위상차 또는 고장상의 전압과 고장상의 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하고,
지락 고장 발생 시 정상 전압과 영상 전압의 크기가 반비례하는 고유 특성을 토대로 영상 전압이 낮아 방향판별이 불가능할 경우, 정상 전압 또는 고장상의 전압값(Faulted Phase voltage)을 기준 전압으로 하여 방향판별을 수행하며,
상기 지락 고장 처리부는 상기 제1 비교부에 의한 비교 결과, 영상 전압이 기 설정된 설정값을 초과하는 경우, 영상 전압과 영상 전류의 위상차를 비교하는 제2 위상차 비교부를 포함하고,
상기 방향 판별부는 영상 전압과 영상 전류의 위상차가 기 설정된 범위에 속하는 경우, 고장 전류의 방향은 정방향인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고장전류 방향판별 장치.


a phasor calculator for calculating a fundamental wave phasor;
a failure detection unit for detecting a failure type according to the calculation result;
If it is determined that a ground fault has occurred, the zero voltage is compared with the preset value,
a ground fault processing unit for determining a failure using the normal voltage when the zero-phase voltage is less than a preset value, and comparing the phase difference between the normal voltage and the zero-phase current; and a direction determining unit that determines the fault current direction according to the comparison result.
The ground fault handling unit,
a first comparator for comparing the image voltage with a preset set value;
a determination unit for determining a failure using a normal voltage or a failure phase voltage when the image voltage is less than a preset value as a result of the comparison by the first comparison unit; and
A first phase difference comparator that compares the phase difference between the normal voltage and the zero phase current or compares the phase difference between the faulty voltage and the faulty current to determine whether the phase difference falls within a preset range;
The direction determining unit determines that the direction of the fault current is in the reverse direction when the phase difference between the normal voltage and the zero current or the phase difference between the faulty voltage and the faulty current does not belong to a preset range, and the phase difference between the normal voltage and the zero current or the fault If the phase difference between the voltage of the phase and the current of the faulty phase falls within a preset range, it is determined that the direction of the fault current is in the forward direction,
In the event of a ground fault, if direction discrimination is impossible due to the low zero-phase voltage based on the unique characteristic that the magnitudes of the normal voltage and the zero-phase voltage are inversely proportional, the direction determination is performed using the normal voltage or the faulted phase voltage as the reference voltage. ,
The ground fault processing unit includes a second phase difference comparison unit that compares the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current when, as a result of the comparison by the first comparison unit, the zero-phase voltage exceeds a preset value,
The direction determining unit determines that the direction of the fault current is the forward direction when the phase difference between the zero-phase voltage and the zero-phase current falls within a preset range.
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