KR102497264B1 - Power circuit abnormal condition monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력회로 이상상태 감시 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 전력회로 내에 구비되는 계기용 변류기 및 계기용 변압기에 연결되어 상기 계기용 변류기 2차측 개방 및 계기용 변압기 2차측 단락을 실시간으로 모니터링하여 각각의 상기 개방 및 단락 감지시 이를 사용자에게 알림과 함께, 계기용 변류기 2차 단자를 단락시켜 변류기에 연결된 계기들을 능동적으로 보호할 수 있으며,The present invention relates to a system for monitoring abnormal conditions in a power circuit, and more particularly, to a system for monitoring an instrument current transformer and an instrument transformer provided in a power circuit to detect the open secondary side of the instrument current transformer and short-circuit on the secondary side of the instrument transformer in real time. It is possible to actively protect the instruments connected to the current transformer by shorting the secondary terminal of the current transformer for instruments, along with notifying the user when each of the open and short circuits are detected,
또한, 계기용 변류기 2차 단자의 개방 여부에 대한 판단 조건을 보다 세부화하여 정밀한 조건하에 계기용 변류기 2차 단자의 개방을 감시하고, 무효한 계기용 변류기 2차 단자의 단락에 따른 전력회로의 운용 및 관리 손실을 최소화할 수 있고, 전력회로 이상상태 발생 및 그 원인 검출이 보다 용이한 전력회로 이상상태 감시 시스템에 관한 것이다.In addition, the conditions for determining whether the secondary terminal of the instrument current transformer is open are more detailed to monitor the opening of the secondary terminal of the instrument current transformer under precise conditions, and the operation of the power circuit according to the short circuit of the secondary terminal of the instrument current transformer and a power circuit abnormal state monitoring system capable of minimizing management loss and making it easier to detect the occurrence of abnormal power circuit states and their causes.
일반적으로 고압의 외부전원을 공급받아 각각의 연결 전자기기가 요구하는 정격 전원으로 변환하여 공급하기 위해 스위치, 계기, 릴레이 등이 구비되는 수배전반 등과 같은 전력회로를 구성하는 기기들이 이 공장, 빌딩, 병원, APT 단지 및 각종 산업 시설 등에 설치되고 있다.In general, devices constituting power circuits such as switchboards, switches, instruments, and relays equipped with switches, instruments, and relays to receive high-voltage external power and convert it into rated power required by each connected electronic device are used in factories, buildings, and hospitals. , APT complexes and various industrial facilities.
이러한 전력회로 내에는 고압이 흐르는 전선과 기기들로 복잡한 구성을 이루고 있으며, 계기용 기기들을 위한 변류기(CT, Current Transformer)가 다수 구비된다. 변류기는 변압기의 일종으로서 교류의 큰 전류로부터 권선수에 비례하는 작은 전류를 얻음으로써 교류 전류계의 측정범위를 확대하기 위한 장치이다. 변류기는 변압기와 같은 철심에 권선수가 적은 1차 코일과 권선수가 많은 2차 코일을 감은 것인데, 2차 코일에는 전류계, 전력계 및 계전기 등을 연결하게 되며, 1차 코일 및 2차 코일에 흐르는 전류의 전류비는 1차 코일 및 2차 코일의 권선수에 반비례하게 된다. 변류기는 변압기와 달라서 2차측 단자를 단락(Short)하는 것은 안전하지만, 개방(Open)하는 것은 위험하며, 이것은 2차측 단자를 개방할 때 1차 전류가 모든 철심을 자화시킴으로써 철심이 포화되어 발열하게 되고, 이로 인해 코일의 손상, 변류기의 폭발 위험성 및 감전사고의 위험성이 있기 때문이다. 따라서, 변류기의 2차 코일에 연결된 전류계, 전력계 또는 계전기 등의 내·외부에서 전류회로가 개방되거나 기타 사유로 인해 변류기의 2차 코일이 개방(Open)될 경우, 이를 즉시 감지하여 개방상태의 차단, 즉 개방된 2차측 단자를 즉시 단락(Short)시킬 수 있는 기능을 가진 변류기 2차 단자 개방 감시 및 보호 장치를 변류기 2차측에 연결하게 된다.In such a power circuit, a complex configuration is formed by high-voltage wires and devices, and a large number of CTs (Current Transformers) for instrument devices are provided. A current transformer is a type of transformer and is a device for expanding the measurement range of an AC ammeter by obtaining a small current proportional to the number of windings from a large current of AC. A current transformer is one in which a primary coil with a small number of windings and a secondary coil with a large number of windings are wound on an iron core such as a transformer. An ammeter, wattmeter, and relay are connected to the secondary coil. The current ratio is inversely proportional to the number of windings of the primary coil and the secondary coil. A current transformer is different from a transformer, so it is safe to short the secondary side terminals, but it is dangerous to open them. This is because there is a risk of damage to the coil, an explosion risk of the current transformer, and an electric shock. Therefore, when the current circuit is opened inside or outside the ammeter, wattmeter or relay connected to the secondary coil of the current transformer or the secondary coil of the current transformer is opened due to other reasons, it is immediately detected and the open state is cut off. That is, a current transformer secondary terminal opening monitoring and protection device having a function to immediately short-circuit the opened secondary side terminal is connected to the secondary side of the current transformer.
하지만, 이와 같은, 종래 변류기 2차 단자 개방 감시 및 보호 장치는 변류기의 2차측을 단락시켜 2차측에 연결된 기타 계측기들의 파손을 방지할 수는 있으나, 단순히 2차측 측정 전압값이 정상상태에서의 기준 전압값보다 높은 경우에 이를 개방 상태로 보고 2차측을 단락시키도록 구성되어, 2차측이 개방 상태가 아닌 경우에도 2차측 측정 전압값이 정상상태에서의 기준 전압값보다 높은 경우에는 2차측을 단락시키는 무효한 단락동작이 빈번하게 발생되는 문제점이 있으며, 무효한 2차측 단락으로 인해 전력회로의 운용 및 관리 손실이 증가되는 문제점이 있고, 단락의 정확한 원인분석 및 그에 따른 대책을 마련하기 어려운 문제점이 있으며, 해당 전력회로가 포함된 전력계통의 오작동에 따른 영향 및 이상상태 발생은 검출해 내기 어려운 문제점이 있다.However, such a conventional current transformer secondary terminal opening monitoring and protection device short-circuits the secondary side of the current transformer to prevent damage to other measuring instruments connected to the secondary side. If it is higher than the voltage value, it is configured to view it as an open state and short-circuit the secondary side. There is a problem that invalid short-circuit operation frequently occurs, and there is a problem that the operation and management loss of the power circuit increases due to an invalid secondary short-circuit, and it is difficult to accurately analyze the cause of the short-circuit and prepare countermeasures accordingly. There is a problem in that it is difficult to detect the effects of malfunctions of the power system including the corresponding power circuit and the occurrence of abnormal conditions.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 계기용 변류기의 2차 단자의 전류값, 전압값 및 접촉불량 발생횟수 등을 통해 보다 면밀하게 실시간으로 계기용 변류기의 2차 단자를 모니터링할 수 있도록 하며, 계기용 변류기 2차 단자의 개방 조건을 보다 세밀화시켜 무효한 계기용 변류기 2차측 단락작동을 최소화할 수 있도록 하고, 무효한 2차측 단락으로 인한 전력회로의 운용 및 관리 손실을 줄일 수 있도록 하며,The present invention was derived to solve the above problems, and more closely monitors the secondary terminal of the instrument current transformer in real time through the current value, voltage value, and contact failure frequency of the secondary terminal of the instrument current transformer. In addition, it is possible to minimize the ineffective secondary short circuit operation of the instrument current transformer by making the opening condition of the secondary terminal of the instrument current transformer more detailed, and to reduce the operation and management loss of the power circuit due to the invalid secondary short circuit. enable it,
또한, 계기용 변류기 2차측 단락작동의 정확한 원인분석 및 그에 따른 해결책 마련을 용이하게 할 수 있도록 하고, 해당 전력회로가 포함된 전력계통의 오작동에 따른 영향 및 이상상태 발생을 검출해 낼 수 있도록 한다In addition, it makes it easy to analyze the exact cause of the short circuit operation on the secondary side of the instrument current transformer and prepare a solution accordingly, and to detect the effects of malfunctions and abnormal conditions in the power system that includes the power circuit.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 3상 전원에 대한 전력 계측을 위해 구비되는 계기용 변류기(CT, Current Transformer), 계기용 변압기(PT, Potential Transformer) 및, 상기 계기용 변류기와 계기용 변압기의 각각의 2차단자 연결선로와 전기적으로 연결되는 계전기(Relay)를, 포함하여 구성되는 전력회로에 구비되어, 상기 전력회로의 이상상태를 검출하고, 상기 계기용 변류기의 2차단자 개방을 감시하는 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자 및 계기용 변압기의 2차단자의 각각의 전압값을 측정하는 2차단자 전압측정부; 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 전류값을 측정하는 2차단자 전류측정부; 사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 개방 전압값, 소정의 기준 개방 전류값을 각각 입력받고, 상기 계기용 변류기 2차단자의 소정의 기준 개방 전류불평형값을 입력받으며, 상기 2차단자 전압측정부로부터 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자 및 계기용 변압기의 2차단자의 각각의 측정 전압값을 입력받고, 상기 2차단자 전류측정부로부터 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 입력받으며, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부로부터 2차단자 개방신호를 입력받아 상기 계기용 변류기의 2차 단자를 단락시키는 계기용 변류기 단락부;를 포함하여 구성되며, 상기 제어부는, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 측정 전압값이 기준 개방 전압값보다 높고, 각각의 측정 전류값이 기준 개방 전류값보다 낮은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하거나; 상기 2차단자 전류측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 통해 상기 계기용 변류기의 2차단자에 대한 전류불평형값을 산출해내고, 산출해낸 상기 전류불평형값이 상기 기준 개방 전류불평형값보다 높고, 3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 개방 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 개방 전류값보다 낮은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하는 것을; 특징으로 하는 전력회로 이상상태 감시 시스템을 제공한다.In one form of the present invention for solving the above-mentioned problem, a current transformer (CT, Potential Transformer), a potential transformer (PT) provided for power measurement for a three-phase power supply, and the instrument It is provided in a power circuit comprising a relay electrically connected to each of the secondary terminal connection lines of the current transformer and the instrument transformer, detects the abnormal state of the power circuit, and detects the abnormal state of the instrument transformer. A power circuit abnormal state monitoring system for monitoring the opening of a circuit breaker, comprising: a secondary terminal voltage measuring unit for measuring voltage values of a secondary terminal of the instrument current transformer and a secondary terminal of the instrument transformer for three-phase power; A secondary terminal current measurement unit for measuring a current value of a secondary terminal of the current transformer for three-phase power; A predetermined reference open-circuit voltage value and a predetermined reference open-circuit current value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer for the three-phase power are input through the user input unit, and a predetermined reference open-circuit current unbalance value of the secondary terminal of the instrument current transformer Receives each measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer and the secondary terminal of the instrument transformer for the 3-phase power from the secondary terminal voltage measuring unit, and receives input from the secondary terminal current measuring unit a controller that receives each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power supply and outputs a secondary terminal open signal to the outside; and an instrument current transformer short-circuit unit receiving a secondary terminal open signal from the control unit and short-circuiting the secondary terminal of the instrument current transformer, wherein the control unit is configured to: When each measured voltage value is higher than the reference open-circuit voltage value and each measured current value is lower than the reference open-circuit current value, a secondary terminal open signal is output to the outside; The current unbalance value for the secondary terminal of the instrument current transformer is calculated through each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal current measuring unit, and the calculated The current unbalance value is higher than the reference open-circuit current unbalance value, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for at least one phase of the three-phase power supply is higher than the reference open-circuit voltage value, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer outputting a secondary terminal open signal to the outside when the measured current value is lower than the reference open current value; A power circuit abnormal state monitoring system characterized by the present invention is provided.
본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 상기 제어부로부터 경고음신호를 입력받아 외부로 경고음을 발생시키는 경고음부;를 더 포함하여 구성되며, 상기 제어부는, 사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 경고접촉불량 전압값, 기준 개방접촉불량 전압값, 기준 접촉불량 전류값, 기준 접촉불량 영상전류(Zero-Phase Electric Current)값, 기준 접촉불량 위상차값의 소정 범위 및, 기준 접촉불량 전류불평형값을 입력받고; 3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 경고접촉불량 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높고, 상기 2차단자 전류측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 통해 상기 계기용 변류기의 2차단자에 대한 영상전류값을 산출해내고, 산출해낸 상기 영상전류값이 상기 기준 접촉불량 영상전류값보다 낮으면서 산출해낸 상기 전류불평형값이 상기 기준 접촉불량 전류불평형값보다 낮거나 또는, 3상 전원 중 하나의 상에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자의 전압 위상값과 상기 계기용 변류기 2차단자의 전류 위상값의 차가 상기 기준 접촉불량 위상차값의 소정 범위보다 작은 경우에, 외부로 경고음신호를 출력하며; 상기 제어부는, 외부로 상기 경고음신호를 출력한 후, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 측정 전압값이 상기 기준 개방접촉불량 전압값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력할 수 있고,In the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, it is configured to further include; a warning sound unit that receives a warning signal from the control unit and generates a warning sound to the outside, wherein the control unit is configured to include a user input unit for a three-phase power supply. Each predetermined reference warning contact failure voltage value, standard open contact failure voltage value, reference contact failure current value, reference contact failure zero-phase electric current value, and reference contact failure phase difference value of the second terminal of the current transformer for the instrument. Receiving a predetermined range of and a standard contact failure current unbalance value; For at least one phase of the three-phase power supply, the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer is higher than the reference warning contact failure voltage value and the measured current value of the instrument current transformer secondary terminal is higher than the reference contact failure current value , Calculate the zero-phase current value for the secondary terminal of the instrument current transformer through each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal current measuring unit, and calculate The calculated zero-phase current value is lower than the reference faulty phase current value and the calculated current unbalance value is lower than the reference faulty current unbalance value, or the instrument transformer for one phase of the three-phase power supply is cut off outputting a warning sound signal to the outside when a difference between the voltage phase value of the device and the current phase value of the secondary terminal of the instrument current transformer is smaller than a predetermined range of the reference contact failure phase difference value; The control unit, after outputting the warning sound signal to the outside, opens the secondary terminal to the outside when the measured voltage value of each of the secondary terminals of the current transformer for three-phase power is higher than the reference open contact failure voltage value. signal can be output,
바람직하게는, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량 발생횟수를 측정하는 접촉불량 발생횟수 측정부;를 더 포함하여 형성되고, 상기 제어부는, 상기 2차단자 전압측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전압값을 통해 상기 계기용 변류기 2차단자에 대한 소정 시간동안의 전압증가율값을 산출해내고, 사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 전압증가율값, 기준 접촉불량 최대전류값 및, 기준 접촉불량 발생횟수값을 입력받고, 3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 최대전류값보다 낮고 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높으면서, 산출해낸 상기 전압증가율값이 상기 기준 전압증가율값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하거나; 상기 제어부는, 상기 접촉불량 발생횟수 측정부로부터 소정 시간동안 입력받은 접촉불량 발생횟수가 상기 기준 접촉불량 발생횟수보다 많고, 3상 전원 중 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변압기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 경고접촉불량 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 최대전류값보다 낮고 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력할 수 있으며,Preferably, it is formed to further include; a contact failure occurrence count measuring unit for measuring the number of contact failure occurrence times of the secondary terminal of the instrument current transformer with respect to the three-phase power supply, wherein the control unit receives input from the secondary terminal voltage measurement unit. Through the measured voltage value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer for the received three-phase power, the voltage increase rate value for a predetermined time for the instrument current transformer secondary terminal is calculated, and the three-phase power is supplied through the user input unit. For each of the predetermined reference voltage increase rate value, the reference contact failure maximum current value, and the reference contact failure occurrence frequency value of the second terminal of the instrument current transformer for at least one phase of the three-phase power supply, the instrument current transformer When the measured current value of the secondary terminal is lower than the standard contact failure maximum current value and higher than the reference contact failure current value, and the calculated voltage increase rate value is higher than the reference voltage increase rate value, the secondary terminal open signal is sent to the outside. print out; The control unit determines that the number of occurrences of contact failures received for a predetermined time from the measurement unit for the number of occurrences of contact failures is greater than the reference number of occurrences of contact failures, and the measured voltage of the secondary terminal of the instrument transformer for one phase of the three-phase power supply. When the measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer is lower than the maximum current value of the standard contact failure and higher than the reference failure contact current value while the value is higher than the standard warning failure voltage value, the secondary terminal open signal is sent to the outside. can be printed,
또한, 상기 제어부는, 사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자에 대한 소정의 기준 영상전압(Zero-Phase Voltage)값을 입력받고, 상기 2차단자 전압측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자의 각각의 측정 전압값을 통해 상기 계기용 변압기 2차단자에 대한 영상전압값을 산출해내며, 산출해내 상기 영상전압값이 상기 기준 영상전압값보다 높은경우에, 외부로 경고음신호를 출력할 수 있다.In addition, the control unit receives a predetermined reference zero-phase voltage value for the secondary terminal of the instrument transformer for the three-phase power through the user input unit, and receives the input from the secondary terminal voltage measurement unit. The zero-phase voltage value for the secondary terminal of the instrument transformer is calculated through each measured voltage value of the secondary terminal of the instrument transformer for the three-phase power, and the zero-phase voltage value is higher than the reference zero-phase voltage value In this case, a warning sound signal may be output to the outside.
본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템은, 계기용 변류기의 2차 단자의 전류값, 전압값 및 접촉불량 발생횟수 등을 통해 보다 면밀하게 실시간으로 계기용 변류기의 2차 단자를 모니터링할 수 있으며, 계기용 변류기 2차 단자의 개방 조건을 보다 세밀화시켜 무효한 계기용 변류기 2차측 단락작동을 최소화할 수 있고, 무효한 2차측 단락으로 인한 전력회로의 운용 및 관리 손실을 줄일 수 있으며, 계기용 변류기 2차측 단락작동의 정확한 원인분석 및 그에 따른 해결책 마련을 용이하게 할 수 있도록 하고, 해당 전력회로가 포함된 전력계통의 오작동에 따른 영향 및 이상상태 발생을 검출해 낼 수 있게 된다.The power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention can more closely monitor the secondary terminal of the instrument current transformer in real time through the current value, voltage value, and contact failure frequency of the secondary terminal of the instrument current transformer, , By minimizing the opening condition of the secondary terminal of the instrument current transformer, it is possible to minimize the invalid secondary side short-circuit operation of the instrument current transformer, and to reduce the operation and management loss of the power circuit due to the invalid secondary short-circuit. It is possible to easily analyze the exact cause of the short circuit operation on the secondary side of the current transformer and prepare a solution accordingly, and to detect the effects of malfunctions and the occurrence of abnormal conditions in the power system including the corresponding power circuit.
도 1은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템을 나타내는 시스템 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 개방 검출에 대한 판단방법을 나타내는 그래프;
도 3은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 개방을 판단하는 동작 제어로직을 나타내는 회로도;
도 4는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 판단방법의 일 실시예를 나타내는 그래프;
도 5는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 동작 제어로직의 일 실시예를 나타내는 회로도;
도 6은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 판단방법의 다른 실시예를 나타내는 그래프;
도 7은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 동작 제어로직의 다른 실시예를 나타내는 회로도;
도 8은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변압기 2차 단자의 전압불평형을 검출하는 판단방법을 나타내는 그래프; 및,
도 9는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변압기 2차 단자의 접전압불평형을 검출하는 동작 제어로직을 나타내는 회로도;이다.1 is a system configuration diagram showing a power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention;
2 is a graph showing a determination method for open detection of a secondary terminal of a current transformer for an instrument in a power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention;
3 is a circuit diagram showing an operation control logic for determining whether a secondary terminal of an instrument current transformer is open in a power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention;
4 is a graph showing an embodiment of a determination method for detecting a contact failure of a secondary terminal of an instrument current transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention;
5 is a circuit diagram showing an embodiment of an operation control logic for detecting a contact failure of a secondary terminal of an instrument current transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention;
6 is a graph showing another embodiment of a judgment method for detecting a contact failure of a secondary terminal of an instrument current transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention;
7 is a circuit diagram showing another embodiment of an operation control logic for detecting a contact failure of a secondary terminal of an instrument current transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention;
8 is a graph showing a determination method for detecting voltage imbalance of a secondary terminal of an instrument transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention; and,
9 is a circuit diagram showing an operation control logic for detecting an unbalanced contact voltage of a secondary terminal of an instrument transformer in a power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same names and symbols are used for the same components, and additional descriptions accordingly are omitted below.
도 1은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템을 나타내는 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 개방 검출에 대한 판단방법을 나타내는 그래프이며, 도 3은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 개방을 판단하는 동작 제어로직을 나타내는 회로도이다.1 is a system configuration diagram showing a power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, and FIG. 2 is a judgment method for open detection of an instrument current transformer secondary terminal in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing an operation control logic for determining whether a secondary terminal of a current transformer for an instrument is opened in a system for monitoring an abnormal state of a power circuit according to the present invention.
본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템은, 3상 전원에 대한 전력 계측을 위해 구비되는 계기용 변류기(CT, Current Transformer), 계기용 변압기(PT, Potential Transformer) 및, 상기 계기용 변류기와 계기용 변압기의 각각의 2차 단자 연결선로와 전기적으로 연결되는 계전기(Relay)를, 포함하여 구성되는 전력회로에 구비되어, 상기 전력회로의 이상상태를 검출하고, 상기 계기용 변류기의 2차 단자 개방을 감시하는 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 및 계기용 변압기의 a상, b상 및 c상에 대한 각각의 전압값을 측정하는 2차단자 전압측정부와, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 a상, b상 및 c상에 대한 각각의 전류값을 측정하는 2차단자 전류측정부와, 상기 각각의 측정부로부터 측정값을 입력받고, 사용자입력부를 통해 초기 설정데이터 즉, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 소정의 기준 개방 전압값, 기준 개방 전류값 및, 기준 개방 전류불평형값을 입력받으며, 입력받은 상기 초기 설정데이터 및 각각의 측정값을 이용한 판단 조건에 따라 제어 신호를 외부로 출력하는 제어부 및, 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받아 상기 계기용 변류기 2차단자를 단락시키는 계기용 변류기 단락부를, 포함하여 형성된다.A power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention includes a current transformer (CT), a potential transformer (PT) provided for power measurement for a three-phase power supply, and the current transformer and instrument It is provided in a power circuit comprising a relay electrically connected to each secondary terminal connection line of the transformer for detecting an abnormal state of the power circuit and opening the secondary terminal of the instrument current transformer. In the power circuit abnormal state monitoring system for monitoring, as shown in FIG. 1, largely, the voltage values for the a-phase, b-phase, and c-phase of the instrument current transformer and instrument transformer for three-phase power A secondary terminal voltage measuring unit for measuring, a secondary terminal current measuring unit for measuring current values for each of phases a, b and c of the secondary terminal of the current transformer for three-phase power, The measurement value is input from each measurement unit, and the initial setting data through the user input unit, that is, the predetermined standard open voltage value, standard open current value, and standard open current unbalance value of the second terminal of the instrument current transformer for the 3-phase power supply and a controller that outputs a control signal to the outside according to a judgment condition using the input initial setting data and each measured value, and an instrument that receives a control signal from the controller and short-circuits the secondary terminal of the instrument current transformer. It is formed including a current transformer short-circuiting part.
상기 2차단자 전압측정부는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력회로의 메인 선로 상에 구비되어 상기 메인 선로(1차 선로) 상을 통전하는 3상 교류 전원 즉, a상, b상, c상의 각각의 상의 큰 전류를 권선수에 비례하는 교류의 작은 전류로 변환시켜 2차 선로에 통전시키는 계기용 변류기(CT,Current Transformer)의 2차단자의 전압 및, 작은 전압으로 변환시켜 2차 선로에 통전시키는 계기용 변압기(PT, Potential Transformer)의 2차단자의 전압을 실시간으로 측정하며, 상기 측정된 계기용 변류기 및 변압기의 2차 단자의 전압값을 상기 제어부로 전달하게 된다.As shown in FIG. 1, the secondary terminal voltage measurement unit is provided on the main line of the power circuit and conducts the main line (primary line) phase of three-phase AC power, that is, phase a, phase b, and c The large current of each phase is converted into a small current of alternating current proportional to the number of windings and converted into the voltage of the secondary terminal of the instrument current transformer (CT, Current Transformer) that energizes the secondary line, and into a small voltage to the secondary line The voltage of the secondary terminal of a potential transformer (PT) is measured in real time, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer and transformer is transmitted to the control unit.
일반적으로 전력회로의 상기 메인 선로 상에는 수십 암페어에서 수천 암페어에 달하는 큰 전류가 흐르게되나 상기 계기용 변류기의 2차 선로에는 대부분 5 암페어의 작은 전류가 흐르게 되며, 상기 계기용 변류기를 통해 변환된 5 암페어의 작은 전류가 통전되는 상기 계기용 변류기 이하 2차 선로 상에는 계전기나, 전류계 또는, 전력계 등의 전자기기들이 연결되게 되며, 상기 2차단자 전압 측정부는 상기 전자기기들의 고장이나 접촉불량 등으로 인한 2차 선로의 전압값의 변동을 측정하여 상기 제어부로 출력하게 된다.In general, a large current of tens of amperes to thousands of amperes flows on the main line of the power circuit, but a small current of 5 amperes mostly flows in the secondary line of the instrument current transformer, and the 5 amperes converted through the instrument current transformer Electronic devices such as a relay, an ammeter, or a wattmeter are connected on the secondary line below the instrument current transformer through which a small current of is energized, and the secondary terminal voltage measurement unit measures 2 A change in the voltage value of the secondary line is measured and output to the control unit.
상기 2차단자 전류측정부는, 도 1에 도시된 바와같이, 3상 교류 전원 즉, a상, b상, c상의 각각의 상에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 전류값을 측정하여 상기 제어부로 전달한다.As shown in FIG. 1, the secondary terminal current measuring unit measures the current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for each phase of the three-phase AC power source, that is, the a-phase, b-phase, and c-phase, and the control unit forward to
상기 제어부는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자입력부를 통해 사용자로부터 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 개방 전압값, 소정의 기준 개방 전류값을 각각 입력받고, 상기 계기용 변류기 2차단자의 소정의 기준 개방 전류불평형값을 입력받으며, 상기 2차단자 전압측정부로부터 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자 및 계기용 변압기의 2차단자의 각각의 측정 전압값을 입력받고, 상기 2차단자 전류측정부로부터 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 입력받으며, 소정의 판단조건을 통해 외부로 2차단자 개방신호를 출력하게 된다.As shown in FIG. 1, the control unit receives a predetermined reference open voltage value and a predetermined reference open current value of the second terminal of the current transformer for three-phase power from the user through a user input unit, respectively, A predetermined standard open current unbalance value of the secondary terminal of the instrument current transformer is received, and the secondary terminal of the instrument current transformer and the secondary terminal of the instrument transformer are respectively measured for three-phase power from the secondary terminal voltage measuring unit. The voltage value is input, and each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the 3-phase power is input from the secondary terminal current measuring unit, and the secondary terminal open signal is output to the outside through predetermined judgment conditions. will output
본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에서는, 보다 세밀하게 상기 계기용 변류기 2차단자의 개방을 판단하기 위해 측정값들을 이용하여 해당 측정값의 소정 조건 만족여부를 검출하게 되며, 상기 여러 측정장치로부터 입력받은 측정값을 통해 보다 세부적으로 상기 계기용 변류기 2차단자 개방여부를 검출하게 되고, 무효한 상기 계기용 변류기 2차단자의 단락작동을 줄일 수 있게 된다.In the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, in order to determine the opening of the secondary terminal of the instrument current transformer in more detail, it is detected whether or not the measured value satisfies a predetermined condition using the measured values, and from the various measuring devices Through the input measurement value, whether or not the secondary terminal of the instrument current transformer is open is detected in more detail, and an invalid short-circuit operation of the secondary terminal of the instrument current transformer can be reduced.
상기 계기용 변류기 단락부는, 상기 제어부로부터 2차단자 개방신호를 입력받는 경우에 상기 계기용 변류기의 2차 단자를 단락(Short)시키게 되며, 이에 따라 2차 선로 개방에 의해 발생 될 수 있는 상기 계기용 변류기 철심의 포화 발열이나, 변류기의 폭발사고 또는, 감전사고를 사전에 예방할 수 있게 된다.The instrument current transformer short-circuit unit shorts the secondary terminal of the instrument current transformer when receiving a secondary terminal open signal from the control unit, and accordingly, the instrument that may be generated by the secondary line open It is possible to prevent saturation heat of the core of the current transformer, an explosion accident of the current transformer, or an electric shock accident in advance.
계기용 변류기 2차단자가 개방되기 전에, 도 2에 도시된 바와 같이, 통상 상기 계기용 변류기 2차단자의 전류값은 감소하고, 전압값은 증가하는 현상을 보이며, 이를 이용한 본 발명의 상기 계기용 변류기 2차 단자의 개방을 판단하는 동작 제어로직을 간략하게 회로도로 표현한 것이 도 3에 도시되어 있으며, 여기서 la, lb, lc와 Va, Vb, Vc는 3상 전원의 각각의 상에 대한 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값과 측정 전압값을 나타내며, Iub는 계기용 변류기 2차단자의 전류불평형값을 나타내며, a상, b상 및, c상의 3상 중 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 가장 큰 상의 측정 전류값을 Imax로 하고, 그 상의 가장 작은 측정 전류값을 Imin으로 하여 전류불평형값(Iub)을 산출하게 된다.As shown in FIG. 2, before the secondary terminal of the instrument current transformer is opened, the current value of the instrument current transformer secondary terminal decreases and the voltage value increases. A simplified circuit diagram of the operation control logic for determining the opening of the secondary terminal is shown in FIG. 3, where la, lb, lc and Va, Vb, Vc are instrument current transformers for each phase of the three-phase power supply It represents the measured current value and measured voltage value of the secondary terminal, Iub represents the current unbalance value of the secondary terminal of the instrument current transformer, and the measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer among the three phases of phases a, b, and c is the most The current unbalance value (Iub) is calculated by setting the measured current value of the largest phase as Imax and the smallest measured current value of the phase as Imin.
상기 제어부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 측정 전압값이 사용자입력부를 통해 미리 설정 입력받은 상기 소정의 기준 개방 전압값보다 높고, 각각의 측정 전류값이 기준 개방 전류값보다 낮은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하거나, 상기 2차단자 전류측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값으로 상기 전술한 방법을 통해 상기 계기용 변류기의 2차단자에 대한 전류불평형값을 산출해내고, 산출해낸 상기 전류불평형값이 상기 기준 개방 전류불평형값보다 높고, 3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 개방 전압값보다 높음과 함께, 해당 상에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 개방전류값보다 낮은 경우에, 외부로 즉, 상기 계기용 변류기 단락부로 2차단자 개방신호를 출력하게 되며, 상기 제어부의 제어동작에 대한 이벤트 내용을 저장하여 상기 2차단자 개방신호 출력시의 분석 데이터로 활용가능하며, 보다 용이하게 상기 2차단자 개방신호 발생 원인을 찾아 재발생을 방지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, the control unit determines that each measured voltage value of the secondary terminal of the current transformer for three-phase power is higher than the predetermined reference open-circuit voltage value preset and input through the user input unit, and each When the measured current value is lower than the standard open current value, a secondary terminal open signal is output to the outside, or each measurement of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal current measuring unit With the current value, a current unbalance value for the secondary terminal of the instrument current transformer is calculated through the above-described method, and the calculated current unbalance value is higher than the reference open-circuit current unbalance value, and at least one of the three-phase power supply When the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for a phase is higher than the reference open circuit voltage value, and the measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the corresponding phase is lower than the reference open circuit current value, A secondary terminal open signal is output to the outside, that is, to the short circuit of the current transformer for instrumentation, and the event contents for the control operation of the controller can be stored and used as analysis data when the secondary terminal open signal is output, and more easily. It is possible to find the cause of the second terminal open signal and prevent recurrence.
도 4는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 판단방법의 일 실시예를 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 동작 제어로직의 일 실시예를 나타내는 회로도이다. 4 is a graph showing an embodiment of a determination method for detecting a contact failure of a secondary terminal of an instrument current transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, and FIG. 5 is a power circuit abnormal state according to the present invention. In the monitoring system, it is a circuit diagram showing an embodiment of an operation control logic that detects a contact failure of a secondary terminal of a current transformer for an instrument.
일반적으로 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량은 주변습도, 온도, 미세먼지, 진동 및, 설비 노후화 등의 다양한 요인으로 발생하며, 회로 접속부의 불완전한 접촉으로 증가된 접촉저항으로 인해 과열이 발생하고, 심한 경우 화재의 발생의 위험이 있다. 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템의 경우, 상기 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량 상태를 3단계로 검출하게 되며, 1단계에서는 외부로 경고알람만을 울리고, 2단계에서는 상기 1단계의 경고알람이후에 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전압값이 기준 개방접촉불량 전압값보다 높은 경우에는 외부로 2차단자 개방신호를 출력하게 된다.In general, contact failure of the secondary terminal of an instrument current transformer occurs due to various factors such as ambient humidity, temperature, fine dust, vibration, and facility deterioration. In case there is a risk of fire. In the case of the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, the contact failure state of the second terminal of the current transformer for the instrument is detected in three stages, in the first stage, only a warning alarm is sounded to the outside, and in the second stage, the warning alarm of the first stage Subsequently, when the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer is higher than the reference open contact failure voltage value, a secondary terminal open signal is output to the outside.
즉, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 상기 제어부로부터 경고음신호를 입력받아 외부로 경고음을 발생시키는 경고음부를, 더 포함하여 형성되며, 상기 제어부는 사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 경고접촉불량 전압값, 기준 개방접촉불량 전압값, 기준 접촉불량 전류값, 기준 접촉불량 영상전류(Zero-Phase Electric Current)값, 기준 접촉불량 위상차값의 소정 범위 및, 기준 접촉불량 전류불평형값을 입력받고, 3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 경고접촉불량 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높고,That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention further includes a warning sound unit for receiving a warning signal from the control unit and generating a warning sound to the outside, wherein the The control unit, through the user input unit, has a predetermined reference warning contact failure voltage value, a reference open contact failure voltage value, a reference contact failure current value, and a reference contact failure image current (Zero- Phase Electric Current) value, a predetermined range of standard contact failure phase difference, and reference contact failure current unbalance value are input, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for at least one phase of the three-phase power supply is the reference The measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer is higher than the reference contact failure current value while being higher than the warning contact failure voltage value,
상기 2차단자 전류측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 통해 상기 계기용 변류기의 2차단자에 대한 영상전류값을 산출해내고, 산출해낸 상기 영상전류값이 상기 기준 접촉불량 영상전류값보다 낮으면서 산출해낸 상기 전류불평형값이 상기 기준 접촉불량 전류불평형값보다 낮거나 또는, 3상 전원 중 하나의 상에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자의 전압 위상값과 상기 계기용 변류기 2차단자의 전류 위상값의 차가 상기 기준 접촉불량 위상차값의 소정 범위보다 작은 경우에, 외부로 경고음신호를 출력한다.The zero-phase current value for the secondary terminal of the instrument current transformer is calculated through each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal current measuring unit, and the calculated The current unbalance value calculated while the zero-phase current value is lower than the reference faulty contact current value is lower than the reference faulty current unbalance value, or the secondary terminal of the instrument transformer for one phase of the three-phase power supply When the difference between the voltage phase value and the current phase value of the secondary terminal of the instrument current transformer is less than a predetermined range of the reference contact failure phase difference value, a warning sound signal is output to the outside.
상기 도 3와 도 5에서, la, lb, lc와 Va, Vb, Vc는 3상 전원의 각각의 상에 대한 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값과 측정 전압값을 나타내며, 3Io는 계기용 변류기 2차단자의 영상전류값을 나타내고, 3Io = Ia + Ib + Ic로 산출해낼 수 있으며, 통상 0.1 ~ 5A 값을 가지게 된다. θ(I)는 계기용 변류기 2차단자의 전류 위상값을 나타내고, Iub는, 상기 전술한 바와 같이, 계기용 변류기 2차단자의 전류불평형값을 나타낸다.3 and 5, la, lb, lc and Va, Vb, Vc represent the measured current value and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for each phase of the three-phase power supply, and 3Io is the instrument current transformer It represents the zero-phase current value of the secondary terminal, and can be calculated as 3Io = Ia + Ib + Ic, and usually has a value of 0.1 ~ 5A. θ(I) represents the current phase value of the secondary terminal of the instrument current transformer, and Iub represents the current unbalance value of the secondary terminal of the instrument current transformer, as described above.
또한, 상기 제어부는, 외부로 상기 경고음신호를 출력한 후, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 측정 전압값이 상기 기준 개방접촉불량 전압값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하게 된다.In addition, the control unit, after outputting the warning sound signal to the outside, when the measured voltage value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer for the three-phase power is higher than the reference open contact failure voltage value, cuts off the second to the outside. The open signal is output.
도 6은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 판단방법의 다른 실시예를 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변류기 2차 단자의 접촉불량을 검출하는 동작 제어로직의 다른 실시예를 나타내는 회로도이며, 상기 도 6과 도 7에서, DELTA V는 계기용 변류기 2차단자의 전압증가율을 나타내고, COUNT I는 계기용 변류기 2차단자의 전류, COUNT V는 계기용 변류기 2차단자의 전압, COUNT N/T는 계기용 변류기 2차단자에서 T초동안 접촉불량 발생횟수를 나타낸다.6 is a graph showing another embodiment of a determination method for detecting a contact failure of a secondary terminal of an instrument current transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, and FIG. 7 is a power circuit abnormal state according to the present invention. In the monitoring system, it is a circuit diagram showing another embodiment of the operation control logic for detecting a contact failure of the secondary terminal of the instrument current transformer. In FIGS. 6 and 7, DELTA V represents the voltage increase rate of the secondary terminal of the instrument current transformer. , COUNT I is the current of the secondary terminal of the instrument current transformer, COUNT V is the voltage of the secondary terminal of the instrument current transformer, and COUNT N/T represents the number of occurrences of contact failure during T seconds at the secondary terminal of the instrument current transformer.
본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 상기 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량 상태를 검출하는 3단계에서는, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 계기용 변류기 2차단자의 이물질 및 불완전환 접속부 저항이 시간 경과와 함께 증가되는 현상을 고려하며, 시간 경과에 따른 전압증가율(Delta V)과 단자의 불완전 접속에 의한 순간 아크 발생 횟수를 카운팅하여 판단하게 된다.In the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, in the third step of detecting the poor contact state of the secondary terminal of the instrument current transformer, as shown in FIGS. 6 and 7, foreign matter and incompleteness of the secondary terminal of the instrument current transformer It is determined by counting the voltage increase rate (Delta V) over time and the number of instantaneous arc occurrences due to incomplete connection of the terminals, considering the phenomenon that the ring connection resistance increases with the passage of time.
즉, 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량 발생횟수를 측정하는 접촉불량 발생횟수 측정부를 더 포함하여 형성되고, 여기서 상기 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량 발생횟수는, 종래 여러가지 방법 중, 계기용 변류기 2차단자의 불완전 접속에 의해 발생되는 순간 아크를 카운팅하여 측정할 수도 있을 것이다.That is, in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, it is formed by further including a measurement unit for measuring the number of occurrences of contact failures of the second terminal of the current transformer for three-phase power, wherein the instrument The number of occurrences of contact failure of the secondary terminal of the current transformer may be measured by counting the instantaneous arc generated by the incomplete connection of the secondary terminal of the current transformer for instrumentation among various conventional methods.
상기 제어부는 상기 2차단자 전압측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전압값을 통해 상기 계기용 변류기 2차단자에 대한 소정 시간동안의 전압증가율값을 산출해내고, 사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 전압증가율값, 기준 접촉불량 최대전류값 및, 기준 접촉불량 발생횟수값을 입력받고, 3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 최대전류값보다 낮고 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높으면서, 산출해낸 상기 전압증가율값이 상기 기준 전압증가율값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하거나,The control unit calculates a voltage increase rate value for a predetermined time for the secondary terminal of the instrument current transformer through each measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal voltage measuring unit. Calculate and receive the predetermined reference voltage increase rate value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer for the three-phase power supply through the user input unit, the maximum reference contact failure current value, and the reference contact failure occurrence frequency value, For at least one of the phases, the measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer is lower than the reference maximum current value for contact failure and higher than the reference failure current value, and the calculated voltage increase rate value is greater than the reference voltage increase rate value. In the case of high, output a secondary terminal open signal to the outside, or
상기 제어부는 상기 접촉불량 발생횟수 측정부로부터 소정 시간동안 입력받은 접촉불량 발생횟수가 상기 기준 접촉불량 발생횟수보다 많고, 3상 전원 중 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변압기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 경고접촉불량 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 최대전류값보다 낮고 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하여 상기 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량 검출의 3단계를 실행하게 된다.In the control unit, the number of occurrences of contact failures received for a predetermined time from the measurement unit for the number of occurrences of contact failures is greater than the reference number of occurrences of contact failures, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument transformer for one phase of the three-phase power supply. When the measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer is lower than the reference maximum current value of contact failure and higher than the reference contact failure current value while higher than the reference warning failure voltage value, a secondary terminal open signal is output to the outside. Thus, the third step of detecting the contact failure of the secondary terminal of the instrument current transformer is executed.
도 8은 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변압기 2차 단자의 전압불평형을 검출하는 판단방법을 나타내는 그래프이고, 도 9는 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템에 있어서, 계기용 변압기 2차 단자의 접전압불평형을 검출하는 동작 제어로직을 나타내는 회로도이다.8 is a graph showing a determination method for detecting voltage imbalance of a secondary terminal of an instrument transformer in the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention, and FIG. 9 is a power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention. , It is a circuit diagram showing the operation control logic that detects the contact voltage unbalance of the secondary terminal of the instrument transformer.
본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템은 상기 계기용 변압기 2차단자의 영상전압값을 검출하여 전압불평형을 판단하게 되며, 상기 제어부는, 사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자에 대한 소정의 기준 영상전압(Zero-Phase Voltage)값을 입력받고, 상기 2차단자 전압측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자의 각각의 측정 전압값을 통해 상기 계기용 변압기 2차단자에 대한 영상전압값을 산출해내며, 산출해내 상기 영상전압값이 상기 기준 영상전압값보다 높은경우에, 외부로 경고음신호를 출력하게 된다.The power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention detects the zero-phase voltage value of the secondary terminal of the instrument transformer to determine voltage imbalance, and the control unit cuts off the secondary of the instrument transformer for three-phase power through a user input unit. A predetermined reference zero-phase voltage value for the instrument is input, and through each measured voltage value of the secondary terminal of the instrument transformer for the three-phase power input from the secondary terminal voltage measuring unit, the instrument The zero-phase voltage value for the secondary terminal of the transformer is calculated, and when the calculated zero-phase voltage value is higher than the reference zero-phase voltage value, a warning sound signal is output to the outside.
바람직하게는, 상기 제어부에서 각각의 이벤트에 따른 제어신호의 외부 출력시에는 각각의 측정 데이터 및 사용자입력부를 통한 입력 데이터를 저장부에 저장하고, 저장된 상기 데이터들을 토대로 상기 제어부의 제어신호 출력 원인을 용이하게 분석할 수 있도록 하며, 동일 이벤트의 재발생을 방지할 수 있도록 한다.Preferably, when the control unit externally outputs the control signal according to each event, each measurement data and input data through the user input unit are stored in the storage unit, and the cause of the control signal output of the control unit is determined based on the stored data. It enables easy analysis and prevents the reoccurrence of the same event.
이와 같이 본 발명에 따른 전력회로 이상상태 감시 시스템은, 계기용 변류기의 2차 단자의 전류값, 전압값 및 접촉불량 발생횟수 등을 통해 보다 면밀하게 실시간으로 계기용 변류기의 2차 단자를 모니터링할 수 있으며, 계기용 변류기 2차 단자의 개방 조건을 보다 세밀화시켜 무효한 계기용 변류기 2차측 단락작동을 최소화할 수 있고, 무효한 2차측 단락으로 인한 전력회로의 운용 및 관리 손실을 줄일 수 있으며, 계기용 변류기 2차측 단락작동의 정확한 원인분석 및 그에 따른 해결책 마련을 용이하게 할 수 있도록 하고, 해당 전력회로가 포함된 전력계통의 오작동에 따른 영향 및 이상상태 발생을 검출해 낼 수 있게 된다.As described above, the power circuit abnormal state monitoring system according to the present invention can more closely monitor the secondary terminal of the instrument current transformer in real time through the current value, voltage value, and contact failure frequency of the secondary terminal of the instrument current transformer. It is possible to further refine the opening condition of the secondary terminal of the instrument current transformer to minimize the invalid instrument current transformer secondary short-circuit operation, and to reduce the operation and management loss of the power circuit due to the invalid secondary short-circuit. It makes it easy to analyze the exact cause of the short circuit operation on the secondary side of the instrument current transformer and prepare a solution accordingly, and it is possible to detect the effects of malfunctions and the occurrence of abnormal conditions in the power system including the power circuit.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.Although several embodiments have been illustratively described above, the fact that the present invention can be embodied in many different forms without departing from its spirit and scope is apparent to those skilled in the art.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다Accordingly, the above described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and all embodiments coming within the scope of the appended claims and their equivalents are included within the scope of this invention.
Claims (4)
3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자 및 계기용 변압기의 2차단자의 각각의 전압값을 측정하는 2차단자 전압측정부;
3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 전류값을 측정하는 2차단자 전류측정부;
사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 개방 전압값, 소정의 기준 개방 전류값을 각각 입력받고, 상기 계기용 변류기 2차단자의 소정의 기준 개방 전류불평형값을 입력받으며, 상기 2차단자 전압측정부로부터 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자 및 계기용 변압기의 2차단자의 각각의 측정 전압값을 입력받고, 상기 2차단자 전류측정부로부터 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 입력받으며, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하는 제어부;
상기 제어부로부터 2차단자 개방신호를 입력받아 상기 계기용 변류기의 2차 단자를 단락시키는 계기용 변류기 단락부;를 포함하여 구성되며,
상기 제어부는,
3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 측정 전압값이 기준 개방 전압값보다 높고, 각각의 측정 전류값이 기준 개방 전류값보다 낮은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하거나;
상기 2차단자 전류측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 통해 상기 계기용 변류기의 2차단자에 대한 전류불평형값을 산출해내고, 산출해낸 상기 전류불평형값이 상기 기준 개방 전류불평형값보다 높고, 3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 개방 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 개방 전류값보다 낮은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하고;
상기 제어부로부터 경고음신호를 입력받아 외부로 경고음을 발생시키는 경고음부;를 더 포함하여 구성되며,
상기 제어부는,
사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 경고접촉불량 전압값, 기준 개방접촉불량 전압값, 기준 접촉불량 전류값, 기준 접촉불량 영상전류(Zero-Phase Electric Current)값, 기준 접촉불량 위상차값의 소정 범위 및, 기준 접촉불량 전류불평형값을 입력받고;
3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 경고접촉불량 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높고,
상기 2차단자 전류측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전류값을 통해 상기 계기용 변류기의 2차단자에 대한 영상전류값을 산출해내고, 산출해낸 상기 영상전류값이 상기 기준 접촉불량 영상전류값보다 낮으면서 산출해낸 상기 전류불평형값이 상기 기준 접촉불량 전류불평형값보다 낮거나 또는, 3상 전원 중 하나의 상에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자의 전압 위상값과 상기 계기용 변류기 2차단자의 전류 위상값의 차가 상기 기준 접촉불량 위상차값의 소정 범위보다 작은 경우에, 외부로 경고음신호를 출력하며;
상기 제어부는,
외부로 상기 경고음신호를 출력한 후, 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 측정 전압값이 상기 기준 개방접촉불량 전압값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하는 것을; 특징으로 하는 전력회로 이상상태 감시 시스템.
Current Transformer (CT), Potential Transformer (PT) provided for power measurement for three-phase power, and the secondary terminal connection line and electrical In a power circuit abnormal state monitoring system provided in a power circuit comprising a relay connected to, detecting an abnormal state of the power circuit, and monitoring the opening of the secondary terminal of the instrument current transformer,
A secondary terminal voltage measuring unit for measuring a voltage value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer and the secondary terminal of the instrument transformer for the three-phase power supply;
A secondary terminal current measurement unit for measuring a current value of a secondary terminal of the current transformer for three-phase power;
A predetermined reference open-circuit voltage value and a predetermined reference open-circuit current value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer for the three-phase power are input through the user input unit, and a predetermined reference open-circuit current unbalance value of the secondary terminal of the instrument current transformer Receives each measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer and the secondary terminal of the instrument transformer for the 3-phase power from the secondary terminal voltage measuring unit, and receives input from the secondary terminal current measuring unit a controller that receives each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power supply and outputs a secondary terminal open signal to the outside;
It is configured to include a; an instrument current transformer short-circuit unit receiving a secondary terminal open signal from the control unit and short-circuiting the secondary terminal of the instrument current transformer,
The control unit,
When each measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the 3-phase power is higher than the standard open voltage value and each measured current value is lower than the standard open current value, outputs a secondary terminal open signal to the outside, or ;
The current unbalance value for the secondary terminal of the instrument current transformer is calculated through each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal current measuring unit, and the calculated The current unbalance value is higher than the reference open-circuit current unbalance value, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for at least one phase of the three-phase power supply is higher than the reference open-circuit voltage value, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer outputting a secondary terminal open signal to the outside when the measured current value is lower than the reference open current value;
It is configured to further include; a warning sound unit for receiving a warning sound signal from the control unit and generating a warning sound to the outside,
The control unit,
Through the user input unit, each predetermined reference warning contact failure voltage value, standard open contact failure voltage value, reference contact failure current value, reference contact failure phase current (Zero-Phase Electric Current) value, a predetermined range of a reference contact failure phase difference value, and a reference contact failure current unbalance value are input;
For at least one phase of the three-phase power supply, the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer is higher than the reference warning contact failure voltage value and the measured current value of the instrument current transformer secondary terminal is higher than the reference contact failure current value ,
The zero-phase current value for the secondary terminal of the instrument current transformer is calculated through each measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal current measuring unit, and the calculated The current unbalance value calculated while the zero-phase current value is lower than the reference faulty contact current value is lower than the reference faulty current unbalance value, or the secondary terminal of the instrument transformer for one phase of the three-phase power supply outputting a warning sound signal to the outside when a difference between the voltage phase value and the current phase value of the secondary terminal of the instrument current transformer is smaller than a predetermined range of the reference contact failure phase difference value;
The control unit,
After outputting the warning sound signal to the outside, outputting a second terminal open signal to the outside when the measured voltage value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer for the three-phase power is higher than the reference open contact failure voltage value Thing; Power circuit abnormal state monitoring system characterized by.
3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 접촉불량 발생횟수를 측정하는 접촉불량 발생횟수 측정부;를 더 포함하여 형성되고,
상기 제어부는,
상기 2차단자 전압측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기의 2차단자의 각각의 측정 전압값을 통해 상기 계기용 변류기 2차단자에 대한 소정 시간동안의 전압증가율값을 산출해내고,
사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변류기 2차단자의 각각의 소정의 기준 전압증가율값, 기준 접촉불량 최대전류값 및, 기준 접촉불량 발생횟수값을 입력받고,
3상 전원 중 적어도 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 최대전류값보다 낮고 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높으면서, 산출해낸 상기 전압증가율값이 상기 기준 전압증가율값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하거나;
상기 제어부는,
상기 접촉불량 발생횟수 측정부로부터 소정 시간동안 입력받은 접촉불량 발생횟수가 상기 기준 접촉불량 발생횟수보다 많고, 3상 전원 중 하나의 상에 대한, 상기 계기용 변압기 2차단자의 측정 전압값이 상기 기준 경고접촉불량 전압값보다 높으면서 상기 계기용 변류기 2차단자의 측정 전류값이 상기 기준 접촉불량 최대전류값보다 낮고 상기 기준 접촉불량 전류값보다 높은 경우에, 외부로 2차단자 개방신호를 출력하는 것을; 특징으로 하는 전력회로 이상상태 감시 시스템.
According to claim 1,
It is formed to further include; a contact failure occurrence count measuring unit for measuring the number of contact failure occurrences of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power supply,
The control unit,
Calculate the voltage increase rate value for a predetermined time for the secondary terminal of the instrument current transformer through each measured voltage value of the secondary terminal of the instrument current transformer for the three-phase power input from the secondary terminal voltage measuring unit ,
Through a user input unit, a predetermined reference voltage increase rate value, a maximum reference contact failure maximum current value, and a reference contact failure occurrence count value of each of the secondary terminals of the instrument current transformer for the three-phase power are input,
When the measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer for at least one phase of the three-phase power supply is lower than the reference maximum contact failure current value and higher than the reference contact failure current value, the calculated voltage increase rate value is the reference voltage When higher than the increase rate value, a secondary terminal open signal is output to the outside;
The control unit,
The number of occurrences of contact failure received for a predetermined time from the measurement unit for the number of occurrences of contact failure is greater than the reference number of occurrences of contact failure, and the measured voltage value of the secondary terminal of the instrument transformer for one phase of the three-phase power supply is the reference Outputting a secondary terminal open signal to the outside when the measured current value of the secondary terminal of the instrument current transformer is lower than the reference contact failure maximum current value and higher than the reference contact failure current value while higher than the warning contact failure voltage value; Power circuit abnormal state monitoring system characterized by.
상기 제어부는,
사용자입력부를 통해 3상 전원에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자에 대한 소정의 기준 영상전압(Zero-Phase Voltage)값을 입력받고,
상기 2차단자 전압측정부로부터 입력받은 3상 전원에 대한 상기 계기용 변압기 2차단자의 각각의 측정 전압값을 통해 상기 계기용 변압기 2차단자에 대한 영상전압값을 산출해내며, 산출해내 상기 영상전압값이 상기 기준 영상전압값보다 높은경우에, 외부로 경고음신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전력회로 이상상태 감시 시스템.According to claim 1 or 3,
The control unit,
A predetermined reference zero-phase voltage value for the secondary terminal of the instrument transformer for the three-phase power is input through the user input unit,
The zero-phase voltage value for the second terminal of the instrument transformer is calculated through each measured voltage value of the second terminal of the instrument transformer for the three-phase power input from the secondary terminal voltage measurement unit, and the image is calculated. When the voltage value is higher than the reference video voltage value, the power circuit abnormal state monitoring system, characterized in that for outputting a warning sound signal to the outside.
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| KR100955719B1 (en) * | 2009-10-06 | 2010-05-03 | 삼성계측제어(주) | An apparatus for preventing an overheated state and sensing open state of the secondary terminal of a current transformer |
| KR102329199B1 (en) * | 2021-09-08 | 2021-11-18 | 양전관 | Current transformer measuring line safety error detection system |
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