KR102485054B1 - Apparatus and method for cutting off distribution line - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 측정하는 측정부, 측정부를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 토대로 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출하고, 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 검출부, 및 고저항 지락 고장이 검출되는 경우, 설정된 대기시간 이후에 상기 배전선로를 차단시키는 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention calculates the voltage and current waveforms for each phase based on the voltage and current for each phase of the distribution line measured through a measuring unit for measuring the voltage and current for each phase of the distribution line, and the voltage and current for each phase measured through the measuring unit. It is characterized in that it includes a detector for detecting the occurrence of a high-resistance ground fault based on the waveform of , and a cut-off unit for blocking the distribution line after a set standby time when a high-resistance ground fault is detected.

Description

배전선로 차단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CUTTING OFF DISTRIBUTION LINE}Distribution line blocking device and method {APPARATUS AND METHOD FOR CUTTING OFF DISTRIBUTION LINE}

본 발명은 배전선로 차단 장치 및 방법에 관한 것으로, 고저항 지락 고장이 발생한 고장 구간을 배전선로에서 분리시키도록 배전선로를 차단시킬 수 있는 배전선로 차단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distribution line blocking device and method, and relates to a distribution line blocking device and method capable of blocking a distribution line so as to isolate a fault section in which a high-resistance ground fault has occurred from the distribution line.

배전선로 인근에 수목 및 기타 이물질의 접촉하거나 전선 단선되는 경우 고저항 지락고장이 발생할 수 있다.High-resistance ground faults may occur when trees and other foreign substances come into contact with distribution lines or when wires are disconnected.

고저항 지락고장이 발생하는 경우 높은 임피던스가 발생하고, 발생된 높은 임피던스로 인하여 고장전류의 크기는 배전선로의 정상 상태에서 측정되는 정상전류와 큰 차이가 없어, 배전선로에서 과전류를 검출하여 고장 발생을 검출하는 일반적인 배전선로 보호방식으로는 고저항 지락고장을 검출에 한계가 존재한다.When a high-resistance ground fault occurs, high impedance occurs, and due to the high impedance generated, the size of the fault current has no significant difference from the normal current measured in the normal state of the distribution line. There is a limit to detecting a high-resistance ground fault in a general distribution line protection method that detects

이처럼, 현행 3상 4선식의 배전계통에서는 정상전류의 크기와 유사한 고저항 지락고장 및 부접지 단선고장의 검출이 불가하므로, 고저항 지락고장 발생에 따른 정전, 감전, 화재 등으로 인한 인적 및 경제적 손실이 지속적으로 발생하고 있다.As such, in the current 3-phase 4-wire distribution system, it is impossible to detect high-resistance ground faults similar to the magnitude of normal current and non-ground disconnection faults. Losses are constantly occurring.

한편, 일반적으로 배전선로의 주요 보호체계는 변전소의 개폐기와 리클로저를 중심으로 구성되며, 배전선로의 주요 보호기기인 리클로저의 최소동작 전류 설정치는 단락고장의 경우 50A 이상이고, 지락고장의 경우 25A 이상이므로, 고저항 선로, 장긍장 선로, 말단선로 등의 저전류 구간에서의 고장 검출에는 한계가 존재한다. On the other hand, in general, the main protection system of distribution lines is composed of switches and reclosers in substations, and the minimum operating current setting value of the recloser, which is the main protection device of distribution lines, is 50A or more in case of short circuit fault and in case of ground fault. Since it is 25A or more, there is a limit to fault detection in a low current section such as a high resistance line, a long line, and a terminal line.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1982026호(2019.05.20.)의 '지능형 단말장치'에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in 'Intelligent Terminal Device' of Republic of Korea Patent Registration No. 10-1982026 (May 20, 2019).

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 고저항 지락 고장이 발생한 고장 구간을 배전선로에서 분리시키도록 배전선로를 차단시킬 수 있는 배전선로 차단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object according to an aspect of the present invention is a distribution line blocking device capable of blocking a distribution line so as to separate a fault section in which a high resistance ground fault occurs from a distribution line, and is to provide a way

본 발명의 일 측면에 따른 배전선로 차단 장치는 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 측정하는 측정부; 상기 측정부를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 토대로 상기 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 검출부; 및 고저항 지락 고장이 검출되는 경우, 설정된 대기시간 이후에 상기 배전선로를 차단시키는 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A distribution line blocking device according to an aspect of the present invention includes a measurement unit for measuring voltage and current for each phase of a distribution line; Based on the voltage and current for each phase of the distribution line measured through the measuring unit, the waveform of the voltage and current for each phase is calculated, and the occurrence of a high-resistance ground fault is detected based on the calculated waveform of voltage and current for each phase detection unit; and a blocking unit that blocks the distribution line after a set standby time when a high-resistance ground fault is detected.

본 발명에 있어 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 상기 배전선로의 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형과 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 상기 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the detecting unit compares the calculated waveform of voltage and current for each phase with the waveform of voltage and current for each phase measured in the normal state of the distribution line, and based on the comparison result, the high resistance ground fault It is characterized by detecting the occurrence of.

본 발명에 있어 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에서 기 설정된 기준시간 내에 기 설정된 기준횟수 이상의 특이파형이 검출되거나, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형이 상기 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형 대비 기 설정된 기준비율 이상 증가된 상태로 기 설정된 기준시간 이상 지속되는 경우, 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the detection unit detects a specific waveform of a predetermined reference number or more within a predetermined reference time from the calculated voltage and current waveforms for each phase, or the calculated voltage and current waveforms for each phase are detected in the steady state. It is characterized in that it is determined that a high-resistance ground fault has occurred when the measured voltage and current waveforms for each phase are increased by more than a predetermined reference ratio and continue for more than a predetermined reference time.

본 발명에 있어 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 토대로 각 상별 위상각을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 위상각이 모두 변화한 경우, 고저항 지락 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the detecting unit calculates the phase angle for each phase based on the calculated voltage and current waveforms for each phase, and when all of the calculated phase angles for each phase change, it is determined that no high-resistance ground fault has occurred. characterized by judgment.

본 발명에 있어 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 고조파를 각각 추출하고, 상기 추출된 각 상별 전압 및 전류의 고조파에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the detection unit extracts harmonics from the calculated voltage and current waveforms for each phase, and detects the occurrence of a high-resistance ground fault based on the extracted harmonics of the voltage and current for each phase. do.

본 발명에 있어 상기 차단부는, 상기 배전선로의 임피던스를 계산하여 고저항 지락 고장 발생 시 고장전류의 크기를 예측하고, 상기 예측된 고장전류의 크기 및 상기 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하여 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 산출하며, 상기 산출된 위치에 기반하여 상기 대기시간을 설정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the blocking unit calculates the impedance of the distribution line to predict the magnitude of the fault current when a high-resistance ground fault occurs, and compares the magnitude of the predicted fault current with the magnitude of the current measured in the distribution line A location where a high-resistance ground fault occurs is calculated, and the standby time is set based on the calculated location.

본 발명의 일 측면에 따른 배전선로 차단 방법은 측정부가, 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 측정하는 단계; 검출부가, 상기 측정부를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 토대로 상기 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 단계; 및 차단부가, 고저항 지락 고장이 검출되는 경우, 설정된 대기시간 이후에 상기 배전선로를 차단시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for blocking a distribution line according to an aspect of the present invention includes measuring, by a measurement unit, voltage and current for each phase of a distribution line; The detection unit calculates the voltage and current waveforms for each phase based on the voltage and current for each phase of the distribution line measured through the measurement unit, and generates a high-resistance ground fault based on the calculated voltage and current waveforms for each phase. detecting; and blocking, by a blocking unit, the distribution line after a set standby time when a high-resistance ground fault is detected.

본 발명에 있어 상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 상기 배전선로의 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형과 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 상기 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 것을 특징으로 한다.In the detecting step in the present invention, the detection unit compares the calculated waveform of voltage and current for each phase with the waveform of voltage and current for each phase measured in a steady state of the distribution line, and based on the comparison result and detecting the occurrence of the high-resistance ground fault.

본 발명에 있어 상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에서 기 설정된 기준시간 내에 기 설정된 기준횟수 이상의 특이파형이 검출되거나, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형이 상기 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형 대비 기 설정된 기준비율 이상 증가된 상태로 기 설정된 기준시간 이상 지속되는 경우, 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the detecting step in the present invention, the detection unit detects a specific waveform of a predetermined reference number or more within a predetermined reference time in the calculated voltage and current waveforms for each phase, or detects the calculated voltage and current for each phase. It is characterized in that it is determined that a high-resistance ground fault has occurred when the waveform is increased by more than a predetermined reference ratio compared to the waveform of the voltage and current of each phase measured in the steady state and continues for more than a predetermined reference time.

본 발명에 있어 상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 토대로 각 상별 위상각을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 위상각이 모두 변화한 경우, 고저항 지락 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the detecting step in the present invention, the detection unit calculates a phase angle for each phase based on the calculated voltage and current waveforms for each phase, and when all of the calculated phase angles for each phase change, a high resistance ground fault It is characterized in that it is determined that no failure has occurred.

본 발명에 있어 상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 고조파를 각각 추출하고, 상기 추출된 각 상별 전압 및 전류의 고조파에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 것을 특징으로 한다.In the detecting step in the present invention, the detection unit extracts harmonics from the calculated voltage and current waveforms for each phase, and generates a high-resistance ground fault based on the extracted harmonics of the voltage and current for each phase. It is characterized by detecting.

본 발명에 있어 상기 차단시키는 단계에서, 상기 차단부는, 상기 배전선로의 임피던스를 계산하여 고저항 지락 고장 발생 시 고장전류의 크기를 예측하고, 상기 예측된 고장전류의 크기 및 상기 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하여 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 산출하며, 상기 산출된 위치에 기반하여 상기 대기시간을 설정하는 것을 특징으로 한다.In the step of blocking in the present invention, the blocking unit calculates the impedance of the distribution line, predicts the magnitude of the fault current when a high-resistance ground fault occurs, and measures the magnitude of the predicted fault current and the distribution line. The position where the high-resistance ground fault occurred is calculated by comparing the magnitude of the current, and the standby time is set based on the calculated position.

본 발명의 일 측면에 따르면 배전선로에서 측정된 각 상별 전압 및 전류에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하고, 고저항 지락 고장이 발생한 경우 고저랑 지락 고장이 발생한 고장 구간을 배전선로에서 분리시키도록 배전선로를 차단시킬 수 있다.According to one aspect of the present invention, the occurrence of a high-resistance ground fault is detected based on the voltage and current of each phase measured in the distribution line, and when a high-resistance ground fault occurs, the fault section in which the high-low and ground fault occurs is separated from the distribution line. Distribution lines can be blocked to do so.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치가 배전선로에 구비되는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치를 통해 고저항 지락 고장을 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is an exemplary view for explaining a configuration in which a distribution line blocking device according to an embodiment of the present invention is provided in a distribution line.
2 is a block configuration diagram for explaining an apparatus for blocking a distribution line according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram for explaining a method of detecting a high-resistance ground fault through a distribution line blocking device according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of blocking a distribution line according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배전선로 차단 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a distribution line blocking device and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치가 배전선로에 구비되는 구성을 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치를 통해 고저항 지락 고장을 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a configuration in which a distribution line blocking device according to an embodiment of the present invention is provided in a distribution line, and FIG. 2 is a block diagram for explaining a distribution line blocking device according to an embodiment of the present invention. 3 is an exemplary diagram for explaining a method of detecting a high-resistance ground fault through a distribution line blocking device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치는 리클로저(R/C) 및 인입 개폐기(G/A)와 함께 배전선로 상에 구비될 수 있다. Referring to FIG. 1 , a distribution line blocking device according to an embodiment of the present invention may be provided on a distribution line together with a recloser (R/C) and a lead-in switch (G/A).

배전선로 차단 장치는 적어도 하나의 구간으로 구분된 배전선로의 각 구간에 각각 구비되어, 배전선로에 고저항 지락 고장(High Impedance Fault), 부접지 단선(Open Conductor) 등의 저전류 고장이 발생하는 경우, 고장이 발생한 구간을 배전선로에서 분리시키도록 배전선로를 차단시킬 수 있다.The distribution line blocking device is provided in each section of the distribution line divided into at least one section, so that low current faults such as high resistance ground fault (High Impedance Fault) and open conductor in the distribution line occur In this case, the distribution line may be blocked to separate the section in which the failure occurred from the distribution line.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 5~6개의 구간으로 구분된 배전선로의 각 구간에 배전선로 차단 장치가 각각 구비되어, 각 구간에서 고저항 지락 고장, 부접지 단선 등의 이상이 발생하는 경우, 해당 구간에 대응하는 배전선로 차단 장치가 배전선로를 차단하여 해당 구간을 배전선로에서 분리시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a distribution line blocking device is provided in each section of a distribution line divided into 5 to 6 sections, and an abnormality such as a high-resistance ground fault or a negative ground disconnection occurs in each section , the distribution line blocking device corresponding to the section may block the distribution line to separate the section from the distribution line.

이처럼, 적어도 하나의 구간으로 구분된 배전선로의 각 구간에 각각 구비되는 배전선로 차단 장치를 통해 배전선로의 각 구간에서 발생하는 미소 변화를 관찰하여 고저항 지락 고장, 부접지 단선 등의 이상을 검출하고, 이상이 검출되는 경우 배전선로를 차단시킬 수 있다. In this way, abnormalities such as high-resistance ground fault and negative ground disconnection are detected by observing minute changes occurring in each section of the distribution line through the distribution line blocking device provided in each section of the distribution line divided into at least one section. And, if an abnormality is detected, the distribution line can be cut off.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치는 측정부(100), 검출부(200) 및 차단부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the distribution line blocking device according to an embodiment of the present invention may include a measuring unit 100 , a detecting unit 200 and a blocking unit 300 .

측정부(100)는 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 측정할 수 있다.The measurement unit 100 may measure voltage and current for each phase of the distribution line.

예를 들어, 측정부(100)는 계기용 변류기(CT; Current Transformer)를 이용하여 3상 4선식 배전선로을 통해 공급되는 각 상별(R상, S상, T상) 전류를 측정하고, 계기용 변압기(PT; Potential Transformer)를 이용하여 3상 4선식 배전선로를 통해 공급되는 각 상별(R상, S상, T상) 전류를 측정할 수 있다. 다만 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 배전선로를 통해 공급되는 각 상별 전류 및 전압을 측정할 수 있는 다양한 방식이 채용될 수 있다.For example, the measurement unit 100 measures the current for each phase (R phase, S phase, T phase) supplied through a 3-phase 4-wire distribution line using a current transformer (CT), and Current for each phase (R phase, S phase, T phase) supplied through a 3-phase 4-wire distribution line can be measured using a potential transformer (PT). However, the present embodiment is not limited thereto, and various methods capable of measuring current and voltage for each phase supplied through a distribution line may be employed.

검출부(200)는 측정부(100)를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류의 파형을 토대로 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출하고, 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출할 수 있다.The detection unit 200 calculates the voltage and current waveforms for each phase based on the voltage and current waveforms for each phase of the distribution line measured by the measurement unit 100, and calculates the voltage and current waveforms for each phase. The occurrence of a resistance ground fault can be detected.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 검출부(200)는 측정부(100)를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 토대로 시간에 따른 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출할 수 있다. For example, as shown in FIG. 3 , the detection unit 200 may calculate waveforms of voltage and current for each phase over time based on the voltage and current for each phase of the distribution line measured through the measurement unit 100. there is.

이어서, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 배전선로의 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형과 비교하고, 비교 결과에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출할 수 있다.Subsequently, the detection unit 200 compares the calculated waveform of voltage and current for each phase with the waveform of voltage and current for each phase measured in the normal state of the distribution line, and detects the occurrence of a high-resistance ground fault based on the comparison result. can

본 발명의 일 실시예에 따르면, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에서 기 설정된 기준시간 내에 기 설정된 기준횟수 이상의 특이파형이 검출되거나, 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형이 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형 대비 기 설정된 기준비율 이상 증가된 상태로 기 설정된 기준시간 이상 지속되는 경우 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the detection unit 200 detects a specific waveform of a predetermined reference number or more within a predetermined reference time from the calculated voltage and current waveforms for each phase, or the calculated voltage and current waveforms for each phase It can be determined that a high-resistance ground fault has occurred if the waveform of the voltage and current for each phase measured in a normal state is increased by more than a predetermined reference ratio and continues for more than a predetermined reference time.

예를 들어, 도 3의 (a)와 같이, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에서 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형과 다른 특이파형이 기준시간(예: 3Cycle) 내에 3회 이상 반복하여 발생하는 경우 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.For example, as shown in (a) of FIG. 3 , the detection unit 200 detects a specific waveform different from the voltage and current waveforms measured in a steady state in the calculated voltage and current waveforms for each phase at a reference time (eg: 3 cycles), it can be judged that a high-resistance ground fault has occurred.

또한, 도 3의 (b)와 같이, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형이 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형 대비 기준비율(예: 100%) 이상 증가된 상태로 기준시간(예: 3Cycle) 동안 지속되는 경우 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In addition, as shown in (b) of FIG. 3, the detection unit 200 increases the calculated waveform of voltage and current for each phase by a reference ratio (eg, 100%) or more compared to the waveform of voltage and current for each phase measured in a steady state. If the state continues for the standard time (eg 3 cycles), it can be determined that a high-resistance ground fault has occurred.

검출부(200)는 부하변동 등으로 인한 오판단의 가능성을 배제시키기 위하여 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 토대로 각 상별 위상각을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 위상각이 모두 변화한 경우 고저항 지락 고장이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.The detector 200 calculates the phase angle for each phase based on the calculated voltage and current waveforms for each phase in order to exclude the possibility of misjudgment due to load fluctuation, etc. It can be determined that no resistance ground fault has occurred.

한편, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 고조파를 각각 추출하고, 추출된 각 상별 전압 및 전류의 고조파에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출할 수도 있다.Meanwhile, the detector 200 may extract harmonics from the calculated voltage and current waveforms for each phase, and detect occurrence of a high-resistance ground fault based on the extracted harmonics of the voltage and current for each phase.

예를 들어, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 제3고조파 및 제5고조파 중 적어도 하나를 추출하고, 추출된 각 상별 제3고조파 및 제5고조파 중 적어도 하나가 정상 상태에서 측정된 제3고조파 및 제5고조파 중 적어도 하나와 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 기준비율 이상 차이가 발생하는 경우, 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.For example, the detection unit 200 extracts at least one of the third harmonic and the fifth harmonic from the calculated voltage and current waveforms for each phase, and at least one of the extracted third harmonic and the fifth harmonic for each phase is in a steady state. When a difference between at least one of the 3rd harmonic and the 5th harmonic measured in and a preset reference ratio or more occurs during a preset reference time, it can be determined that a high-resistance ground fault has occurred.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로의 고저항 지락 고장 차단 장치는 배전선로를 통해 공급되는 각 상별 전압 및 전류의 고조파 성분의 변화분과 주기성을 감시하여 고저항 지락 고장(High Impedance Fault), 부접지 단선(Open Conductor) 등의 저전류 고장을 용이하게 검출할 수 있다.As described above, the high resistance ground fault blocking device of the distribution line according to an embodiment of the present invention monitors the change and periodicity of the harmonic components of the voltage and current for each phase supplied through the distribution line to detect the high resistance ground fault Low current faults such as Impedance Fault) and open conductor can be easily detected.

한편, 차단부(300)는 고저항 지락 고장이 검출되는 경우, 설정된 대기시간 이후 배전선로를 차단시킬 수 있다.Meanwhile, when a high-resistance ground fault is detected, the blocking unit 300 may block the distribution line after a set standby time.

예를 들어, 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 추출된 제3고조파 및 제5고조파 중 적어도 하나가 정상 상태에서 측정된 제3고조파 및 제5고조파 중 적어도 하나와 기 설정된 기준시간 동안 기 설정된 기준비율 이상 차이가 발생하는 경우, 차단부(300)는 고저항 지락 고장이 발생된 구간을 배전선로에서 분리시키도록 배전선로를 차단시킬 수 있다.For example, at least one of the third harmonic and the fifth harmonic extracted from the calculated voltage and current waveforms for each phase is equal to at least one of the third harmonic and the fifth harmonic measured in a normal state and a predetermined reference time. When a difference greater than or equal to the reference ratio occurs, the blocking unit 300 may block the distribution line to separate a section in which a high-resistance ground fault has occurred from the distribution line.

이때, 차단부(300)는 배전선로의 임피던스를 계산하여 고저항 지락 고장 발생 시 고장전류의 크기를 예측하고, 예측된 고장전류의 크기 및 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하여 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 산출하며, 산출된 위치에 기반하여 대기시간을 설정할 수 있다.At this time, the blocking unit 300 calculates the impedance of the distribution line to predict the magnitude of the fault current when a high-resistance ground fault occurs, and compares the magnitude of the predicted fault current and the magnitude of the current measured in the distribution line to generate a high-resistance ground fault. The location where the failure occurred is calculated, and the standby time can be set based on the calculated location.

고저항 지락 고장 발생 시, 고장이 발생된 배전선로의 구간에서 멀어질수록 배전선로의 임피던스로 인하여 고장이 발생된 구간에서의 고장전류보다 낮은 고장전류가 검출된다.When a high-resistance ground fault occurs, a fault current lower than the fault current in the section where the fault occurs is detected due to the impedance of the distribution line as the distance increases from the section of the distribution line where the fault occurs.

따라서, 고저항 지락 고장 발생 시의 고장전류의 크기를 예측하고, 예측된 고장전류의 크기와 현재 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하면, 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 파악할 수 있다.Therefore, when a high-resistance ground fault occurs, the magnitude of the fault current is predicted, and the magnitude of the predicted fault current and the magnitude of the current measured in the current distribution line are compared to determine the location where the high-resistance ground fault has occurred.

이후, 차단부(300)는 고저항 지락 고장이 발생한 배전선로 구간의 위치에 기반하여 대기시간을 설정할 수 있다.Thereafter, the blocking unit 300 may set the standby time based on the position of the section of the distribution line where the high resistance ground fault has occurred.

이때, 차단부(300)는 고저항 지락 고장이 발생한 위치가 해당 배전선로 차단 장치로부터 멀수록 대기시간을 길게 설정할 수 있다.At this time, the blocking unit 300 may set the standby time longer as the location where the high-resistance ground fault occurs is farther from the corresponding distribution line blocking device.

전술한 바와 같이, 고저항 지락 고장 발생 시의 고장전류의 크기를 예측하고, 예측된 고장전류의 크기와 현재 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하여 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 파악한 후, 고저항 지락 고장이 발생한 위치에 기반하여 차단부(300)의 대기시간을 설정함으로써 별도에 통신 장비 없이도 배전선로의 각 구간에 배치된 배전선로 차단 장치 간에 순차협조를 통해 고저항 지락 고장이 발생된 위치에 근접한 배전선로 차단 장치부터 순차적으로 작동시킬 수 있다.As described above, after predicting the size of the fault current when a high-resistance ground fault occurs and comparing the size of the predicted fault current with the size of the current measured in the current distribution line, the location where the high-resistance ground fault has occurred is identified, By setting the waiting time of the blocking unit 300 based on the location where the high-resistance ground fault occurred, the high-resistance ground fault occurred through sequential cooperation between the distribution line blocking devices disposed in each section of the distribution line without separate communication equipment. It can be operated sequentially starting from the distribution line blocking device close to the location.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of blocking a distribution line according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도 4를 참고하여, 배전선로 차단 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of blocking a distribution line will be described with reference to FIG. 4 .

S100 단계에서, 측정부(100)는 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 측정할 수 있다.In step S100, the measurement unit 100 may measure voltage and current for each phase of the distribution line.

S200 단계에서, 검출부(200)는 측정부(100)를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류을 토대로 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출하고, 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출할 수 있다.In step S200, the detection unit 200 calculates voltage and current waveforms for each phase based on the voltage and current for each phase of the distribution line measured by the measurement unit 100, and based on the calculated voltage and current waveforms for each phase The occurrence of a high-resistance ground fault can be detected.

S200 단계에서, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 배전선로의 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형과 비교하고, 비교 결과에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출할 수 있다.In step S200, the detection unit 200 compares the calculated waveform of voltage and current for each phase with the waveform of voltage and current for each phase measured in the normal state of the distribution line, and detects the occurrence of a high-resistance ground fault based on the comparison result. can be detected.

본 발명의 일실시예에 따르면, S200 단계에서, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에서 기 설정된 기준시간 내에 기 설정된 기준횟수 이상의 특이파형이 검출되거나, 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형이 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형 대비 기 설정된 기준비율 이상 증가된 상태로 기 설정된 기준시간 이상 지속되는 경우, 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in step S200, the detection unit 200 detects a specific waveform of a predetermined reference number or more within a predetermined reference time in the calculated voltage and current waveforms for each phase, or the calculated voltage and current for each phase When the current waveform increases by more than a preset reference ratio compared to the voltage and current waveforms for each phase measured in a normal state and continues for more than a preset reference time, it can be determined that a high-resistance ground fault has occurred.

한편, S200 단계에서, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 토대로 각 상별 위상각을 산출하고, 산출된 각 상별 위상각이 모두 변화한 경우, 고저항 지락 고장이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, in step S200, the detection unit 200 calculates the phase angle for each phase based on the calculated voltage and current waveforms for each phase, and when all of the calculated phase angles are changed, high resistance ground fault does not occur. can be judged to be

다른 실시예에 따르면, S200 단계에서, 검출부(200)는 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 고조파를 각각 추출하고, 추출된 각 상별 전압 및 전류의 고조파에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출할 수 있다.According to another embodiment, in step S200, the detection unit 200 extracts harmonics from the calculated voltage and current waveforms for each phase, and detects the occurrence of a high-resistance ground fault based on the extracted harmonics of the voltage and current for each phase. can be detected.

S300 단계에서, 차단부(300)는 고저항 지락 고장이 검출되는 경우, 설정된 대기시간 이후 배전선로를 차단시킬 수 있다.In step S300, when a high-resistance ground fault is detected, the blocking unit 300 may block the distribution line after a set waiting time.

S300 단계에서, 차단부(300)는 배전선로의 임피던스를 계산하여 고저항 지락 고장 발생 시 고장전류의 크기를 예측하고, 예측된 고장전류의 크기 및 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하여 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 산출하며, 산출된 위치에 기반하여 대기시간을 설정할 수 있다.In step S300, the blocking unit 300 calculates the impedance of the distribution line, predicts the magnitude of the fault current when a high-resistance ground fault occurs, and compares the magnitude of the predicted fault current with the magnitude of the current measured in the distribution line. The position where the resistance ground fault occurred is calculated, and the standby time can be set based on the calculated position.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 차단 장치 및 방법은 배전선로에서 측정된 각 상별 전압 및 전류에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하고, 고저항 지락 고장이 발생한 경우 고저랑 지락 고장이 발생한 고장 구간을 배전선로에서 분리시키도록 배전선로를 차단시킬 수 있다.As described above, the distribution line interruption device and method according to an embodiment of the present invention detects the occurrence of a high-resistance ground fault based on the voltage and current for each phase measured in the distribution line, and when a high-resistance ground fault occurs The distribution line can be cut off so that the fault section in which the high-low and ground fault occurs is separated from the distribution line.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Implementations described herein may be embodied in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Even if discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), the implementation of features discussed may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented in suitable hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which is generally referred to as a processing device including, for example, a computer, microprocessor, integrated circuit or programmable logic device or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it should be noted that this is only exemplary and various modifications and equivalent other embodiments are possible from those skilled in the art to which the technology pertains. will understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims below.

100: 측정부
200: 검출부
300: 차단부100: measuring unit
200: detection unit
300: blocking part

Claims (12)

배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 측정하는 측정부;
상기 측정부를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 토대로 상기 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 검출부; 및
고저항 지락 고장이 검출되는 경우, 설정된 대기시간 이후에 상기 배전선로를 차단시키는 차단부;를 포함하고,
상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 상기 배전선로의 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형과 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하고,
상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에서 기 설정된 기준시간 내에 기 설정된 기준횟수 이상의 특이파형이 검출되거나, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형이 상기 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형 대비 기 설정된 기준비율 이상 증가된 상태로 기 설정된 기준시간 이상 지속되는 경우, 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단하고,
상기 차단부는, 상기 배전선로의 임피던스를 계산하여 고저항 지락 고장 발생 시 고장전류의 크기를 예측하고, 상기 예측된 고장전류의 크기 및 상기 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하여 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 산출하며, 상기 산출된 위치에 기반하여 상기 대기시간을 설정하되, 상기 산출된 위치가 상기 차단부로부터 멀수록 상기 대기시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 배전선로 차단 장치.
a measuring unit for measuring voltage and current for each phase of the distribution line;
Based on the voltage and current for each phase of the distribution line measured through the measuring unit, the waveform of the voltage and current for each phase is calculated, and the occurrence of a high-resistance ground fault is detected based on the calculated waveform of voltage and current for each phase detection unit; and
When a high-resistance ground fault is detected, a blocking unit that blocks the distribution line after a set waiting time; includes,
The detection unit compares the calculated waveform of voltage and current for each phase with the waveform of voltage and current for each phase measured in a steady state of the distribution line, and detects the occurrence of a high-resistance ground fault based on the comparison result ,
The detection unit detects a specific waveform of a predetermined reference number of times or more within a predetermined reference time from the calculated voltage and current waveforms for each phase, or detects a specific waveform for each phase in which the calculated voltage and current waveforms for each phase are measured in the steady state. When the voltage and current waveforms are increased by more than the preset reference ratio and continue for more than the preset reference time, it is determined that a high-resistance ground fault has occurred,
The cut-off unit calculates the impedance of the distribution line to predict the size of a fault current when a high-resistance ground fault occurs, and compares the size of the predicted fault current and the size of the current measured in the distribution line to predict a high-resistance ground fault. A distribution line blocking device comprising: calculating a position at which this occurs, and setting the waiting time based on the calculated position, wherein the waiting time is increased as the calculated position is farther from the blocking unit.
 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 토대로 각 상별 위상각을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 위상각이 모두 변화한 경우, 고저항 지락 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 차단 장치.
According to claim 1,
The detecting unit calculates phase angles for each phase based on the calculated voltage and current waveforms for each phase, and determines that no high-resistance ground fault has occurred when all of the calculated phase angles for each phase change. Distribution line blocking device made by.
 제 1항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 고조파를 각각 추출하고, 상기 추출된 각 상별 전압 및 전류의 고조파에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 배전선로 차단 장치.
According to claim 1,
The detection unit extracts harmonics from the calculated voltage and current waveforms for each phase, and detects the occurrence of a high-resistance ground fault based on the extracted harmonics of the voltage and current for each phase. Device.
 삭제delete 측정부가, 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 측정하는 단계;
검출부가, 상기 측정부를 통해 측정된 배전선로의 각 상별 전압 및 전류를 토대로 상기 각 상별 전압 및 전류의 파형을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 단계; 및
차단부가, 고저항 지락 고장이 검출되는 경우, 설정된 대기시간 이후에 상기 배전선로를 차단시키는 단계;를 포함하고,
상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는,
상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 상기 배전선로의 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형과 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하고,
상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는,
상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형에서 기 설정된 기준시간 내에 기 설정된 기준횟수 이상의 특이파형이 검출되거나, 상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형이 상기 정상 상태에서 측정된 각 상별 전압 및 전류의 파형 대비 기 설정된 기준비율 이상 증가된 상태로 기 설정된 기준시간 이상 지속되는 경우, 고저항 지락 고장이 발생한 것으로 판단하고,
상기 차단시키는 단계에서, 상기 차단부는,
상기 배전선로의 임피던스를 계산하여 고저항 지락 고장 발생 시 고장전류의 크기를 예측하고, 상기 예측된 고장전류의 크기 및 상기 배전선로에서 측정된 전류의 크기를 비교하여 고저항 지락 고장이 발생한 위치를 산출하며, 상기 산출된 위치에 기반하여 상기 대기시간을 설정하되, 상기 산출된 위치가 상기 차단부로부터 멀수록 상기 대기시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 배전선로 차단 방법.
Measuring, by a measuring unit, voltage and current for each phase of the distribution line;
The detection unit calculates the voltage and current waveforms for each phase based on the voltage and current for each phase of the distribution line measured through the measurement unit, and generates a high-resistance ground fault based on the calculated voltage and current waveforms for each phase. detecting; and
When a high-resistance ground fault is detected by a blocking unit, blocking the distribution line after a set standby time; Including,
In the detecting step, the detecting unit,
The calculated waveform of voltage and current for each phase is compared with the waveform of voltage and current for each phase measured in the steady state of the distribution line, and based on the comparison result, the occurrence of a high-resistance ground fault is detected,
In the detecting step, the detecting unit,
In the calculated voltage and current waveforms for each phase, a singular waveform equal to or greater than the preset reference number of times is detected within a preset reference time, or the calculated voltage and current waveforms for each phase are the values of the voltage and current for each phase measured in the steady state. If the waveform is increased by more than the preset reference ratio and continues for more than the preset reference time, it is determined that a high-resistance ground fault has occurred,
In the blocking step, the blocking unit,
The impedance of the distribution line is calculated to predict the size of the fault current when a high-resistance ground fault occurs, and the location where the high-resistance ground fault occurs is determined by comparing the size of the predicted fault current and the size of the current measured in the distribution line. and setting the waiting time based on the calculated position, wherein the waiting time is increased as the calculated position is further from the blocking unit.
 삭제delete 삭제delete 제 7항에 있어서,
상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는,
상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형을 토대로 각 상별 위상각을 산출하고, 상기 산출된 각 상별 위상각이 모두 변화한 경우, 고저항 지락 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 차단 방법.
According to claim 7,
In the detecting step, the detecting unit,
A distribution line characterized in that the phase angle for each phase is calculated based on the calculated voltage and current waveforms for each phase, and when all of the calculated phase angles for each phase are changed, it is determined that no high-resistance ground fault has occurred. blocking method.
 제 7항에 있어서,
상기 검출하는 단계에서, 상기 검출부는,
상기 산출된 각 상별 전압 및 전류의 파형으로부터 고조파를 각각 추출하고, 상기 추출된 각 상별 전압 및 전류의 고조파에 기반하여 고저항 지락 고장의 발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 배전선로 차단 방법.
According to claim 7,
In the detecting step, the detecting unit,
Distribution line interruption method, characterized in that for extracting harmonics from the calculated waveforms of voltage and current for each phase, respectively, and detecting the occurrence of a high-resistance ground fault based on the harmonics of the extracted voltage and current for each phase.
 삭제delete
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