KR102518751B1 - 전기 보호 시스템 및 그 방법 - Google Patents
전기 보호 시스템 및 그 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102518751B1 KR102518751B1 KR1020217013411A KR20217013411A KR102518751B1 KR 102518751 B1 KR102518751 B1 KR 102518751B1 KR 1020217013411 A KR1020217013411 A KR 1020217013411A KR 20217013411 A KR20217013411 A KR 20217013411A KR 102518751 B1 KR102518751 B1 KR 102518751B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- relay
- bus bar
- electrical
- electric quantity
- circuit breaker
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
- H02H7/263—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of measured values
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
- H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
- H02H3/30—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
본 발명은 전력 분배에 있어서 고장들을 검출 및 격리하도록 구성된 전기 보호 시스템에 관한 것이다. 그 시스템은 적어도 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 전력선에 의하여 서로 전기적으로 소통되며, 상기 전력선은 제1 회로 차단기에 의하여 상기 제1 버스바에 전기적으로 결합된 제1 단부, 및 제2 회로 차단기에 의하여 상기 제2 버스바에 연결된 제2 단부를 구비한다. 그 시스템은 상기 적어도 2개의 버스바들에 연결되고, 상기 적어도 2개의 버스바들 각각에서의 제1 전기적 양을 동시에 수집/결정하고, 상기 수집/결정된 전기적 양을 제2의 것과 비교하도록 구성된다. 상기 제1 전기적 양 값이 제2 기준 전기적 양 값보다 작을 때, 상기 보호 시스템은 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 전기적 연결을 분리시키기 위하여 상기 제1 회로 차단기 및 상기 제2 회로 차단기로 하여금 개방되게 한다. 그 시스템(100)은 전압 측정을 이용하면서 고장을 효율적으로 검출 및 격리한다.
Description
본 발명은 전체적으로 전기 시스템의 고장 검출 및 제거에 관한 것이고, 구체적으로는 본 발명은 전기 보호 시스템 및 고장을 검출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명자는 현재 사용 가능하고 시장에서 널리 사용되는 종래의 보호 시스템이 있다는 점을 인식하고 있다. 구체적으로, 종래의 보호 시스템은 단일 소스로부터의 방사형 또는 단방향 전류 흐름을 상정한 철학에 따라 기능한다. 이 철학은 분산된 전원(distributed generations; DG)이 통합되어 종래의 분산 시스템을 다중 소스 시스템으로 변화시킬 때 사라진다. 본 발명자는 이러한 단점이 조정(coordination)의 손실로 이어질 수 있는 종래의 보호 시스템의 예측할 수 없는 거동으로 귀결된다고 보고 있다. 본 명세서의 맥락에서 이해되는 바와 같이, 조정은 고장에 대한 대응으로서 보호 장치의 시퀀스로 하여금 고장이 있는 영역에 관련된 것들만이 트립 기능(tripping function)을 완료하여 최소량의 장비 또는 회로만이 서비스로부터 제거되도록 하는, 전력 시스템에서의 보호 장치들의 체계적 선택 및 적용이다. 따라서 조정의 손실은 고장 있는 영역의 트립(faulty zone trips)과 (관련 있는 보호 장치 대신) 관련이 없는 보호 장치로 인해 네트워크의 더 넓은 부분에 대한 공급이 불필요하게 손실됨을 의미한다.
덧붙여, DG는 전기 네트워크의 작동 조건에 의존하는 가변 출력을 지니며 이는 가변 고장 전류를 생성하는 효과가 있는바 종래의 보호 시스템의 보호 조정을 더 손상시킨다. 보호 조정의 손실은 분산 시스템의 신뢰성에 현저한 영향을 미친다. 추가로 본 발명자들은 고장의 검출을 촉진하기 위해 통합 DG가 고장 전류에 기여할 것이 요구된다는 점에서 현재의 보호 시스템이 불리하다고 보고 있다. 그러나 DG들 중 몇몇은 고장 전류를 공급할 수 있는 기능을 가지지 않는바, 이는 사용 중에 고장의 검출 및 식별을 어려운 문제로 만든다.
본 발명자들에 의해 식별된 전류 보호 시스템의 또 다른 단점은 전류 보호 시스템이 고립된 작동 모드(islanded mode of operation)에서 실패하는 경향이 있다는 것이다. 고립된 작동 모드는 그리드 전력이 더 이상 존재하지 않는다고 하더라도 DG가 구역(area)에 계속 전력을 공급해야 하는 경우이다. 이는 전류 보호 시스템이 고장 검출을 용이하게 하기 위해 DG에 의한 상당한 수준의 고장 전류의 공급을 요구하기 때문인데, 고립된 작동 모드에서는 이 전류가 가용하지 않을 수 있다.
기타 종래의 보호 시스템들은 그 기능을 위하여 전압 측정만을 이용하는바, 이른바 저전압 및 과전압 릴레이이다. 이들은 단순히 고장 또는 기타 원인으로부터 귀결된 저전압 또는 과전압 상태를 검출하지만 고장이 나타나는 위치를 식별하거나 그 위치를 찾을 수는 없다.
본 발명의 목적은 개량된 전기 보호 시스템 및 고장 검출 방법을 제공하는 것이며, 본 발명자들의 관점에서 이는 위에서 언급 된 단점들의 몇몇을 해소할 것이다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 전력 시스템/전력 분배에 있어서 선택적 또는 비선택적으로 고장들을 검출 및 격리하도록 구성된 전기 보호 시스템이 제공되는바, 그 전기 보호 시스템은 적어도 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 적어도 하나의 전력선{즉, 공급선(feeder)}에 의하여 서로 전기적으로 소통되며, 상기 적어도 하나의 전력선은 제1 회로 차단기에 의하여 상기 제1 버스바에 전기적으로 결합된 제1 단부, 및 제2 회로 차단기에 의하여 상기 제2 버스바에 연결된 제2 단부를 구비하고, 상기 보호 시스템은 상기 적어도 2개의 버스바들에 연결되고, 상기 적어도 2개의 버스바들 각각에서의 (전압 페이서 값들 및 고장 시그니처 값들과 같은) 제1 전기적 양을 동시에 수집/결정하고, 상기 수집/결정된 전기적 양을 (기준 전압 페이서 값들 및 기준 고장 시그니처 값들과 같은) 제2의 기준 전기적 양 값과 비교하도록 구성되며, 상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값보다 크거나 작으면, 상기 보호 시스템은 적어도 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 전기적 연결을 분리시키기 위하여 상기 제1 회로 차단기 및 상기 제2 회로 차단기 중 적어도 하나로 하여금 개방되도록 한다.
일 실시 예에서, 상기 전기 보호 시스템은: 통신 네트워크; 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이로서, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이는 상기 통신 네트워크를 통하여 서로 소통되게 결합되고, 상기 제1 버스바, 제1 회로 차단기 및 적어도 하나의 전력선(즉, 공급선)에 걸친 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제1 릴레이는 상기 제1 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 제2 버스바, 제2 회로 차단기 및 적어도 하나의 전력선에 걸친 제2 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되는, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이; 상기 제1 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 (전압 페이서 값들과 같은) 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제1 릴레이에 결합된 제1 전기적 양 측정 수단; 상기 제1 전기적 양 측정 수단이 상기 제1 버스바에서 상기 제1 전기적 양 값을 측정함과 동시에 상기 제2 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 (전압 페이서 값들과 같은) 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제2 릴레이에 결합되는 제2 전기적 양 측정 수단; 상기 제1 전기적 양 측정 수단 및 제2 전기적 양 측정 수단 각각에 의하여 수집/측정된 상기 제1 전기적 양 값을 전용 버스바(dedicated busbar)에서의 제2 기준 전기적 양 값(즉, 상기 전력 시스템의 고장 전 상태들을 나타내는, 저장된 이력 데이터 전압 페이서 값들)에 비교하도록 작동 가능한 비교 모듈; 및 상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 전기적 양 값과 상이한 때, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바에서의 고장 시그니처(fault signature) 값들을 계산하도록 작동 가능한 계산 모듈을 포함하고, 상기 비교 모듈은 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 미리 정해진 문턱 고장 시그니처들과 일치하는지 여부를 결정하도록 더 작동 가능하며, 상기 제1 릴레이에 의하여 수집된 상기 계산된 시그니처 값들이 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처보다 크거나 작은 때에 상기 제1 릴레이는 상기 제2 릴레이에 트립 요청 신호/메시지를 전송하고, 상기 트립 요청 신호를 수신하면, 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바에서의 상기 계산된 시그니처 값들이 상기 제2 버스바에서의 상기 미리 정해진 문턱 시그니처 값보다 크거나 작은지 여부를 확인하고, 그에 따라 상기 제1 릴레이에 확인 또는 거부 신호를 전송하여 상기 제1 회로 차단기를 개방하거나 상기 제1 회로 차단기를 폐쇄된 채로 유지한다.
일 실시 예에서, 미리 정해진 기한(period)의 도과 후에도 확인 또는 거부 트립 요청 신호가 수신되지 않은 때, 상기 제1 릴레이가 상기 적어도 하나의 전력선에서의 상기 제1 회로 차단기를 자동으로 개방한다.
일 실시 예에서, 상기 제2 릴레이가 상기 제1 릴레이에 확인 메시지를 전송할 때, 상기 제2 릴레이는 상기 전력선과 상기 제1 버스바를 소통시키는 상기 제2 회로 차단기(the second circuit breaker communicating the powerline with the first busbar)를 개방한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 보호 영역과 제2 보호 영역은 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전기적 양 값은 전압 페이서(voltage phasor) 값들을 포함할 수 있고, 상기 전압 페이서 값들은 전압 크기 값 및 위상 값을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 시스템은 복수개의 버스바들, 및 상기 버스바들 중 하나에서 끝나는 전력선들의 네트워크를 포함할 수 있다.
상기 측정 수단은, 바람직하게는, 페이서 측정 장치의 형태로 된 것일 수 있는바, 예를 들어, 전압 페이서 측정 장치일 수 있다. 상기 전압 페이서 측정 장치는 상기 릴레이의 일체화된 일부(integral part)를 형성할 수 있다. 대안으로서, 상기 전압 페이서 측정 장치는 상기 릴레이에 연결되게 결합된 별개의 장치일 수 있다.
상기 통신 네트워크는, 예를 들어, 상기 적어도 2개의 릴레이들 사이의 유선 연결일 수 있다. 덧붙여, 상기 통신 네트워크는 통신 링크일 수 있는바, 그 통신 링크는 상기 적어도 2개의 제1 릴레이 및 제2 릴레이 사이에서 전압 크기 값 및 위상 값을 전송하기에 적합한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
바람직한 실시 예에서, 상기 보호 시스템은 변압기를 포함할 수 있는바, 바람직하게는, 사용 중 전자 장치에 공급될 수 있는 주 전압 적합 수준(primary voltage suitable levels)을 단계 감소시키도록 작동 가능한 적어도 2개의 변압기들을 포함할 수 있다.
상기 계산 모듈은, 예를 들어, 상기 버스바들에서의 부하 흐름(load flow) 및 민감도 계산을 이용하여 고장 시그니처들을 계산할 수 있다.
상기 미리 정해진 문턱값은, 사용 중에 상기 버스바에서의 최고 부하가 연결될 때 생성되는 고장 시그니처들의 크기에 의하여 확정될 수 있다.
상기 적어도 2개의 제1 릴레이 및 제2 릴레이 각각은 저장 모듈을 포함할 수 있고, 상기 저장 모듈에 의하여 기준 전압 크기 값 및 위상 값이 상기 저장 모듈 상에 저장된다. 상기 저장 모듈은, 예를 들어, 적어도 상기 제1 버스바 및 제2 버스바에 관한 상기 전력 시스템의 고장 전 상태를 표현하는 전압 크기 및 위상의 이력 값들로써 정기적으로 갱신될 수 있다.
고장은 단락 고장들일 수 있다. 대안으로서, 고장들은 개회로 고장들일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 전기 시스템이 제공되는바, 그 전기 시스템은: 전기 그리드 또는 전력원에 연결된 전력 시스템으로서, 상기 전력 시스템은 적어도 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 적어도 하나의 전력선(즉, 공급선)에 의하여 서로 전기적으로 소통되며, 상기 적어도 하나의 전력선은 제1 회로 차단기에 의하여 상기 제1 버스바에 전기적으로 결합된 제1 단부, 및 제2 회로 차단기에 의하여 상기 제2 버스바에 전기적으로 연결된 제2 단부를 구비하는, 전력 시스템; 및 전력 시스템에 있어서 선택적 또는 비선택적으로 고장들을 검출 및 격리하도록 구성된 전기 보호 시스템으로서, 상기 보호 시스템은 상기 적어도 2개의 버스바들에 연결되고, 상기 적어도 2개의 버스바들 각각에서의 (전압 페이서 값들 및 고장 시그니처 값들과 같은) 제1 전기적 양을 동시에 수집/결정하고, 상기 수집/결정된 전기적 양을 (기준 전압 페이서 값들 및 기준 고장 시그니처 값들과 같은) 제2의 기준 전기적 양 값과 비교하도록 구성되며, 상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값보다 크거나 작으면, 상기 보호 시스템은 적어도 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 전기적 연결을 분리시키기 위하여 상기 제1 회로 차단기 및 상기 제2 회로 차단기 중 적어도 하나로 하여금 개방되도록 하는, 전기 보호 시스템을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 보호 시스템은: 통신 네트워크; 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이로서, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이는 상기 통신 네트워크를 통하여 서로 소통되게 결합되고, 상기 제1 버스바, 제1 회로 차단기 및 적어도 하나의 전력선에 걸친 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제1 릴레이는 상기 제1 버스바 및 적어도 하나의 전력선(즉, 공급선) 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 제2 버스바, 제2 회로 차단기 및 적어도 하나의 전력선에 걸친 제2 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되는, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이; 상기 제1 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 (전압 페이서 값들과 같은) 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제1 릴레이에 결합된 제1 전기적 양 측정 수단; 상기 제1 전기적 양 측정 수단이 상기 제1 버스바 및 적어도 하나의 공급선(feeder) 중 하나에서 상기 제1 전기적 양 값을 측정함과 동시에 상기 제2 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 (전압 페이서 값들과 같은) 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제2 릴레이에 결합되는 제2 전기적 양 측정 수단; 상기 제1 전기적 양 측정 수단 및 제2 전기적 양 측정 수단 각각에 의하여 동시에 수집/측정된 상기 제1 전기적 양 값을 전용 버스바(dedicated busbar)에서의 제2 기준 전기적 양 값(즉, 상기 전력 시스템의 고장 전 상태들을 나타내는, 저장된 이력 데이터 전압 페이서 값들)에 비교하도록 작동 가능한 비교 모듈; 및 상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 전기적 양 값과 상이한 때, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바에서의 고장 시그니처(fault signature) 값들을 계산하기 위한 계산 모듈을 포함하고, 상기 비교 모듈은 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 미리 정해진 문턱 고장 시그니처들과 일치하는지 여부를 결정하도록 더 작동 가능하며, 상기 제1 릴레이에 의하여 수집된 상기 계산된 시그니처 값들이 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처보다 크거나 작은 때에 상기 제1 릴레이는 상기 제2 릴레이에 트립 요청 신호/메시지를 전송하고, 상기 트립 요청 신호를 수신하면, 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바에서의 상기 계산된 시그니처 값들이 상기 제2 버스바에서의 상기 미리 정해진 문턱 시그니처 값보다 크거나 작은지 여부를 확인하고, 그에 따라 상기 제1 릴레이에 확인 또는 거부 신호를 전송하여 상기 제1 회로 차단기를 개방하거나 상기 제1 회로 차단기를 폐쇄된 채로 유지한다.
일 실시 예에서, 미리 정해진 기한(period)의 도과 후에도 확인 또는 거부 트립 요청 신호가 수신되지 않은 때, 상기 제1 릴레이가 상기 적어도 하나의 전력선에서의 상기 제1 회로 차단기를 자동으로 개방한다.
일 실시 예에서, 상기 제2 릴레이가 상기 제1 릴레이에 확인 메시지를 전송할 때, 상기 제2 릴레이는 상기 전력선과 상기 제1 버스바를 소통시키는 상기 제2 회로 차단기(the second circuit breaker communicating the powerline with the first busbar)를 개방한다.
일 실시 예에서, 상기 제1 보호 영역과 제2 보호 영역은 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전기적 양 값은 전압 페이서(voltage phasor) 값을 포함할 수 있고, 상기 전압 페이서 값들은 전압 크기 값 및 위상 값을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 시스템은 복수개의 버스바들, 및 상기 버스바들 중 하나에서 끝나는 전력선들의 네트워크를 포함할 수 있다.
상기 측정 수단은, 바람직하게는, 페이서 측정 장치의 형태로 된 것일 수 있는바, 예를 들어, 전압 페이서 측정 장치일 수 있다. 상기 전압 페이서 측정 장치는 상기 릴레이의 일체화된 일부(integral part)를 형성할 수 있다. 대안으로서, 상기 전압 페이서 측정 장치는 상기 릴레이에 연결되게 결합된 별개의 장치일 수 있다.
상기 통신 네트워크는, 예를 들어, 상기 적어도 2개의 릴레이들 사이의 유선 연결일 수 있다. 덧붙여, 상기 통신 네트워크는 통신 링크일 수 있는바, 그 통신 링크는 상기 적어도 2개의 제1 릴레이 및 제2 릴레이 사이에서 전압 크기 값 및 위상 값을 전송하기에 적합한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
바람직한 실시 예에서, 상기 보호 시스템은 변압기를 포함할 수 있는바, 바람직하게는, 사용 중 전자 장치에 공급될 수 있는 주 전압 적합 수준(primary voltage suitable levels)을 단계 감소시키도록 작동 가능한 적어도 2개의 변압기들을 포함할 수 있다.
상기 계산 모듈은, 예를 들어, 상기 버스바들에서의 부하 흐름(load flow) 및 민감도 계산을 이용하여 고장 시그니처들을 계산할 수 있다.
상기 미리 정해진 문턱값은 사용 중에 상기 버스바에서 최고 부하가 연결될 때 생성되는 고장 시그니처들의 크기에 의하여 확정될 수 있다.
상기 적어도 2개의 제1 릴레이 및 제2 릴레이 각각은 저장 모듈을 포함할 수 있고, 상기 저장 모듈에 의하여 기준 전압 크기 값 및 위상 값이 상기 저장 모듈 상에 저장된다.
상기 저장 모듈은 적어도 상기 제1 버스바 및 제2 버스바에 관한 상기 전력 시스템의 고장 전 상태를 표현하는 전압 크기 및 위상의 이력 값들로써, 예를 들어, 정기적으로 갱신될 수 있다.
고장은 단락 고장들일 수 있다. 대안으로서, 고장들은 개회로 고장들일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전력 시스템에 있어서 고장을 검출 및 격리하기 위한 방법이 제공되는바, 상기 전력 시스템은 적어도 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 적어도 하나의 전력선(즉, 공급선)에 의하여 서로 전기적으로 소통되며, 상기 적어도 하나의 전력선은 제1 회로 차단기에 의하여 상기 제1 버스바에 전기적으로 결합된 제1 단부, 및 제2 회로 차단기에 의하여 상기 제2 버스바에 연결된 제2 단부를 구비하고, 상기 방법은: 보호 시스템을 상기 적어도 2개의 제1 버스바 및 제2 버스바에 연결하는 단계; 상기 보호 시스템에 의하여 상기 적어도 2개의 제1 버스바 및 제2 버스바 각각에서의 (전압 페이서 값들 및 고장 시그니처 값들과 같은) 제1 전기적 양 값을 동시에 수집/결정하는 단계; 및 상기 보호 시스템에 의하여, 상기 수집/결정된 제1 전기적 양 값을 (기준 전압 페이서 값들 및 기준 고장 시그니처 값들과 같은) 제2의 기준 전기적 양 값에 비교하는 단계;를 포함하되, 상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값보다 크거나 작으면, 상기 보호 시스템은 적어도 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 전기적 연결을 분리시키기 위하여 상기 제1 회로 차단기 및 상기 제2 회로 차단기 중 적어도 하나로 하여금 개방되도록 한다.
본 발명의 목적 및 특징은 첨부된 도면들과 함께 취해진 설명에 따라 온전히 분명해질 것이다. 이들 도면이 본 발명의 전형적인 실시 예만을 보여주므로 그 범위를 제한하는 것으로 간주어서는 아니 된다는 점을 감안하여, 본 발명은 상기 첨부된 도면들을 이용함으로써 추가적인 특정 세부 사항을 가지고 해설 및 설명 될 것인바, 그 도면들 중에서:
도 1에는 본 발명에 따른 보호 시스템을 포함하는 전기 네트워크의 개략도가 도시된다.
도 2에는 도 1의 시스템의 일부를 형성하는 보호 영역의 예시적인 실시 예가 도시된다.
도 3에는 본 발명의 다른 양상에 따라 고장을 검출하기 위한 고수준의 방법이 도시된다.
도 4에는 검출된 고장이 도시된 채로 전기 네트워크의 예시적인 실시 예가 도시되고,
도 5에는 도 1의 보호 시스템을 포함하는 네트워크 분배 시스템의 예시적인 실시 예가 도시된다.
도 6에는 도 1의 보호 시스템의 일부를 형성하는 버스바들에서 생성된 고장 시그니처의 예시가 도시된다.
도 7에는 도 1의 보호 시스템의 릴레이들 사이의 제어 루프 시스템이 도시된다.
도 1에는 본 발명에 따른 보호 시스템을 포함하는 전기 네트워크의 개략도가 도시된다.
도 2에는 도 1의 시스템의 일부를 형성하는 보호 영역의 예시적인 실시 예가 도시된다.
도 3에는 본 발명의 다른 양상에 따라 고장을 검출하기 위한 고수준의 방법이 도시된다.
도 4에는 검출된 고장이 도시된 채로 전기 네트워크의 예시적인 실시 예가 도시되고,
도 5에는 도 1의 보호 시스템을 포함하는 네트워크 분배 시스템의 예시적인 실시 예가 도시된다.
도 6에는 도 1의 보호 시스템의 일부를 형성하는 버스바들에서 생성된 고장 시그니처의 예시가 도시된다.
도 7에는 도 1의 보호 시스템의 릴레이들 사이의 제어 루프 시스템이 도시된다.
본 발명의 다양한 발명적 양상들, 개념들 및 특징들은 예시적인 실시 예들에서 조합되어 구현된 바와 같이 본 개시서에서 설명 및 예시될 수 있지만, 이러한 다양한 양상들, 개념들 및 특징들은 개별적으로든 또는 이들의 다양한 조합들 및 하위-조합들(sub-combinations)로든 많은 대안적인 실시 예들로 이용될 수 있다. 본 개시서에서 명시적으로 배제되지 않는 한 이러한 모든 조합들 및 하위-조합들은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 더욱이, 본 발명의 다양한 양상들, 개념들 및 특징들에 관한 다양한 대안적 실시 예들 - 그러한 대안적인 구조들, 구성들, 방법들, 회로들, 장치들 및 구성요소들, 소프트웨어, 하드웨어, 제어 로직, 형성, 적합화 및 기능하기 위한 대안들 등등이 본 개시서에서 설명될 수 있으나, 그러한 설명은 현재 알려져 있거나 나중에 개발되든 이용 가능한 대안적 실시 예들의 완전한 목록 또는 모두 망라하는 목록으로 의도된 것이 아니다.
통상의 기술자는 하나 이상의 발명적 양상들, 특징들의 개념들을 추가적인 실시 예들에 용이하게 채택할 수 있으며, 그러한 실시 예들이 본 개시서에 명시적으로 개시되지 않았더라도 본 발명의 범위 내에서 이용할 수 있다.
더욱이, 본 개시서를 이해하는 데 도움이 되도록 예시적이거나 대표적인 값들 및 범위들이 포함될 수 있다. 그러나 그러한 값들 및 범위들은 제한하는 의미로 해석되어서는 아니 되고, 그렇게 명시적으로 서술된 경우에만 임계적인 값들 또는 범위들로 의도된 것이다. 게다가, 다양한 양상들, 특징들 및 개념들이 명시적으로 본 개시서에서 발명적이거나 본 발명의 일부를 형성하는 것으로 식별될 수 있으나, 그러한 식별은 배타적인 것으로 의도된 것이 아니며, 오히려 그 자체로서 또는 특정 발명의 일부로서 명시적으로 식별되지 않은 채, 본 개시서에서 온전히 설명되는 발명적 양상들, 개념들 및 특징들이 있을 수 있다.
도 1을 참조하면, 참조 번호 10은 개략화된 전기 네트워크 또는 전력 시스템을 전체적으로 가리킨다. 개략화된 전기 네트워크(10)는 본 발명에 따른 보호 시스템(100)을 포함한다. 그 보호 시스템(100)은 분배 시스템의 유형에 관계 없이, 즉, 단일 소스이든 다중 소스이든, 전기 네트워크(10)의 고장의 위치를 검출 및 식별할 수 있고, 선택적 또는 비선택적으로 그 고장을 격리할 수 있다.
도 1은 적어도 2개의 컨트롤러들, 즉, 각각 참조 번호 102, 104로 나타낸 릴레이들, 바람직하게는 보호 릴레이들을 나타낸다. 예시적인 일 실시 예에서, 상기 보호 릴레이들은 DDFDIA 유형의 릴레이들이다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 DDFDIA가 분산된 차동 고장 검출 및 식별 알고리즘(Distributed Differential Fault Detection and Identification Algorithm)을 의미하고, 여기에서의 보호는 분산된 영역 설정 구성들 및 원칙적으로 차동적인 고장 검출 알고리즘으로 시작하여 구조화된 것이라는 점을 알 것이다. 이들 보호 릴레이들(102, 104) 각각은 통신 네트워크, 예컨대, 통신 링크(106)를 통하여 서로 소통되게 연결/결합된다. 그 통신 링크(106)는 상기 릴레이들(102, 104)로 하여금 정보, 예컨대, 사용 중 전압 페이서 측정 값들을 서로 간에 공유할 수 있게 한다.
상기 통신 링크(106)는, 예를 들어, 상기 적어도 2개의 보호 릴레이들(102, 104) 사이의 하드와이어된 연결(hardwired connection)일 수 있다. 덧붙여, 상기 통신 링크(106)는 상기 적어도 2개의 보호 릴레이들(102, 104) 사이에 전압 크기 값 및 위상 값과 같은 전기적 양 값을 전송하기에 적합한 통신 프로토콜을 포함 할 수 있다. 특히, 상기 통신 링크는 상기 보호 릴레이들(102, 104)이 서로 간에 전압 크기 측정값 및 위상 측정값에 대한 정보를 공유할 수 있게 한다. 사용 중에, 각각의 보호 릴레이(102, 104)는 상기 전력 시스템(10)의 전용 버스바들(116, 118)에서 전압의 크기 및 위상각에 대한 지식을 요구한다. 통신 링크(106)가 임의의 물리적 연결일 수 있는 점과, 예를 들어, 전압 크기 측정값 및 위상 측정값, 샘플링된 값들 및 보호 명령들의 전송에 적합한 통신 프로토콜이 상기 통신 링크(106)에 이용될 수 있는 점은 통상의 기술자에게 이해될 것이다.
상기 전력 시스템(10)은 참조 번호 116으로 나타낸 제1 버스바, 및 참조 번호 118로 나타낸 제2 버스바를 포함한다. 도 1은 각각 참조 번호 120, 122로 나타낸 2개의 회로 차단기들 및 전력 그리드(124)를 더 도시한다.
상기 전력 시스템(10)은 각각 참조 번호 108, 110으로 나타낸 적어도 2개의 변압기들을 더 포함한다. 사용 중에, 이들 변압기(108, 110) 각각은 최종 사용자(즉, 소비자들)에 의하여 사용될 수 있는 다양한 전자 장치들에 공급될 수 있는 수준들로 주 전압을 단계 감소시킨다. 변압기들(108, 110)은 종래의 유형 또는 비-종래의 유형일 수 있다. 예시로서, 그 종래 유형의 변압기는 권선형이고 전자기 이론을 이용하여 전압을 단계 감소시키는 전자기적 변압기(일반적으로 VT라고 약칭됨)일 수 있다. 상기 종래 유형의 변압기는 정전 용량 전위 분배기(capacitance potential divider)를 이용하는 커패시터 변압기(capacitor voltage transformer; CVT)일 수도 있으며 최종 단계에서 소형 전자기 변압기를 구비할 수 있다. 다른 한편, 그 비-종래 VT들은 광 매체의 전기적 속성들을 활용하는 광학적 변압기를 포함할 수 있다. 광학적 VT는 광학 감지 원리에 기초한다. 물론 본 발명에서 동일하게 이용될 수 있는 전압을 단계 감소시키는 데 이용되는 다른 방법들이 있을 수 있다. 따라서, 본 개시서에 언급된 전압을 단계 감소시키는 방법은 예시적인 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
상기 보호 시스템(100)은 제1 버스바 및 제2 버스바(116, 118) 각각으로부터 전기적 양 값을 측정하기 위한 적어도 2개의 측정 수단을 더 포함한다. 상기 측정 수단은 페이서 측정 유니트(phasor measurement unit; PMU)들, 바람직하게는, 전압 페이서 측정 장치들(112, 114)일 수 있다. 통상의 기술자는 PMU가 전압 페이서 및 전류 페이서, 그리고 주파수 및 주파수의 변화율과 같은 다른 변수들도 제공한다는 점을 이해할 것이다.
그런데, 본 발명의 구현에 요구되는 장치는 전압 페이서들을 제공할 필요만 있을 뿐이므로 VPMU(voltage phasor measurement unit)(즉, 전압 페이서 측정 유니트)을 이용하는 선택만 필요하다. 예시적인 일 실시 예에서, 그 전압 페이서 측정 장치들(112, 114)은 보호 릴레이들(102, 104)의 일체화된 일부를 각각 형성할 수 있다. 대안으로서, 전압 페이서 측정 장치들(112, 114) 각각은 보호 릴레이들(102, 104)로부터 분리될 수 있고 적절한 방식을 통하여 보호 릴레이들(102, 104)에 소통되게 결합될 수 있다. 사용 중에, 각각의 전압 페이서 측정 장치(112, 114)는 특정 버스바(116, 118)에서의 전압의 (몇몇 기준 양에 대한) 크기 및 위상각을 추출/수집한다. 상기 2개의 전압 페이서 측정 장치들(112, 114)은 GPS(Global Positioning System)와 같은 위성 기반 시스템에 의해 제공되는 공통된 동기화 신호 또는 클록(기준 양)의 도움으로써 동기화된다. 상기 전압 페이서 측정 장치들(112, 114)은 전술한 바와 같이 PMU들로 지칭되고, 획득된 측정값들은 싱크로 페이서들(synchro phasors)로 알려져있다. 대안으로서, 상기 전압 페이서 측정 장치들(112, 114)은 그것들이 모두 교정(calibrated)되고 동시에 작동하는 한 비-GPS 기준들(non-GPS references)을 포함한 다중의 시간 출처들을 이용할 수 있다.
이제 중첩된 보호 영역들(200)의 예시를 도시한 도 2를 참조한다. 각각의 보호 릴레이들(102, 104)은 중첩된 보호 영역들(200)의 2개의 보호 영역들 중 적어도 하나의 이내에 속하도록 놓인다. 상기 보호 영역들은 각각 참조 번호 202, 204로 표시된다. 이에 따라, 예시적인 일 실시 예에서, 보호 영역(202)은 버스바(118), 보호 릴레이(102)(도 2에 미도시) 및 버스바(118)에서 끝나는 공급선(206)을 포함할 것이다. 덧붙여, 보호 영역(204)은 버스바(116), 보호 릴레이(104)(도 2에 미도시), 및 버스바(116)에서 끝나는 공급선(206)을 포함한다. 상기 보호 영역들(202, 204)은 전형적으로 상기 공급선(206) 주위에서 서로 중첩된다. 전압 측정값들은 VPMU들(112, 114)(도 2에 미도시)에 의하여 상기 보호 릴레이들(102, 104)에 대해 이용 가능하게 되어, 상기 보호 릴레이들(102, 104)로 하여금 보호 영역들(202, 204)을 확정할 수 있게 하는바, 그 보호 릴레이들(102, 104)은 그 보호 영역들(202, 204)에 걸쳐 상기 제1 버스바(116), 제2 버스바(118) 및 공급선(206)에 걸친 보호를 제공한다. 각각의 보호 릴레이(102, 104)는 전용 보호 영역(202, 204) 각각으로 유입 및 유출되는 순간 전력을 비교하도록 구성된다. 이를 달성하기 위해, 대응하는 보호 영역(202, 204)으로 포위된 버스바들(116, 118)에서의 전압들은 정확히 동일한 순간에 측정될 필요가 있다. 이는 다양한 VPMU들(112, 144) 또는 릴레이들(102, 104)의 클록들이 동기화될 필요가 있음을 의미한다. 그 클럭들이 동기화되지 않으면 상기 전압 페이서들이 상이한 순간들에 측정될 것이고, 고장 검출 원리가 만족되지 않을 것이다. 따라서 다양한 PMU들/릴레이들에서의 클록들이 '동기화된' 측정들이 수행되도록 동기화되어야 할 필요가 있다. 상기 GPS는 동기화 클록의 출처로서 이용될 수 있는 위성-기반의 시스템의 일 예시이다. 그 측정된 페이서들은 상기 릴레이(102, 104)로 하여금 동일한 순간에 취해진 페이서 값들을 이용하도록 그 페이서들에 대한 타임스탬프(time stamp)를 가질 것이다. 이 방식으로 정확한 순간 전력이 계산될 수 있다.
이 예시적인 실시 예에서, 상기 보호 릴레이(102)는 버스바(118) 및 {버스바(116)와 버스바(118) 사이에 위치한} 공급선(206)에 대한 보호를 제공한다. 상기 보호 릴레이(104)는 버스바(116) 및 {버스바(116)와 버스바(118) 사이에 위치한} 동일한 공급선(206)에 대한 보호를 제공한다. 간단히 말하면, 이 전류 보호 영역 설정 구성체(current protection zoning arrangement; 200) 및 특정 보호 영역에 걸친 전압 측정은 상기 보호 릴레이(104)로 하여금 각각의 보호 영역(202, 204)에 걸친 민감도 계산과 결합된 전력 흐름(power flow)의 계산을 통하여 상기 보호되는 영역(202)을 가로지르는 전력 흐름을 모니터링할 수 있게 함으로써, 상기 보호 시스템(100)은 사용 중에 고장의 위치를 검출 및 식별할 수 있다. 상기 보호 시스템(100)은 전압 기반이고 부하 흐름 및 민감도 계산을 통해 그 기능을 달성한다는 점에서 유리한바, 관련된 보호되는 영역(202, 204)에서의 각각의 버스바들(116, 118)에서의 전압 크기 및 위상만을 필요로 한다.
상기 보호 시스템(100), 특히 상기 보호 시스템(100)의 일부를 형성하는 모듈들 및 구성요소들은 도 3 및 도 4를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 도 3에는 고장을 검출하기 위한 고수준의 방법(300)이 도시된다. 도 4에는 고장이 표시된 채로 전기 네트워크의 예시적인 일 실시 예가 도시된다. 검출 및 식별될 고장은 단락일 수 있으며, 대안적으로, 고장은 개회로일 수 있다. 이는 대부분의 현존하는 보호 시스템들이 개회로 상태를 검출하지 못하는 바와 같이 유리한 특유의 특징이다. 그 개회로 상태는 분배 공급선의 하나 이상의 도체들이 끊어진(break) 때의 결과일 수 있다. 공급의 손실은 끊어진 도체들 또는 다른 원인으로 인한 것일 수 있다. 따라서, 상기 보호 시스템(100)은 사용 중에 끊어진 도체 또는 단선의 위치를 검출할 수 있다.
블록(302)에서, 상기 방법(300)은 보호 영역들(202, 204)을 한정하는 단계를 포함한다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보호 영역들(202, 204)은 적어도 2개의 보호 릴레이들(102, 104), 적어도 2개의 버스바들(116, 118) 및 상기 적어도 2개의 버스바들(116, 118) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 공급선(206)을 포함한다. 이제 도 5를 참조하면, 상기 보호 시스템(100)은 도 5에 도시된 것과 같은 네트워크화된 분배 시스템(networked distribution system; 500)으로 연장될 수 있다. 상기 네트워크화된 분배 시스템(500)에는 복수의 보호 영역들이 제공될 수 있다고 상정되나, 본 발명의 설명을 단순화하기 한 목적으로, 상기 네트워크화된 분배 시스템(500)은 두 개의 중첩된 보호 영역들(502, 504)로 나뉜다. 각각의 보호 영역(502, 504)은 적어도 하나의 주 버스바와 그 버스바에서 끝나는 모든 공급선들로 구성된다. 영역 1로 나타낸 보호 영역(502)은 주 버스바(506)에 그 중심을 두고 그 버스바(506) 및 그 버스바(506)에서 끝나는 모든 공급선들(508, 510, 512 및 514)로 구성된다. 영역 2로 나타낸 보호 영역(504)은 제2의 주 버스바(516)에 그 중심을 두고 상기 버스바(516) 및 공급선들(518, {영역 1의 공급선(512)와 동일한} 520 및 522)로 구성되는데, 그 공급선들은 상기한 후자의 버스바(516)에서 끝난다. 상기 보호 영역들(502, 504)의 중첩은 P2P(peer-to-peer) 통신을 이용하여 전압 측정값들을 교환하는 보호 릴레이들(미도시)을 통하여 논리적으로 실현된다. 상기 보호 시스템(100)의 중요한 특징은, 사용 중에, 버스바에서 끝나는 공급선들의 수에 관계없이 그 버스바에서는 하나의 보호 릴레이만이 요구된다는 점이다.
블록(304)에서, 전압 페이서 측정 장치들(112, 114)는 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 버스바들(116, 118)에서 전압 페이서 값들을 측정한다. 이는 특정의 보호되는 영역 내 모든 버스바들에서 실시간으로 이루어진다. 상기 보호 릴레이들 각각은 저장 모듈, 예컨대, 메모리 장치를 포함할 수 있고, 그 메모리 장치에 기준 전압 크기 및 기준 위상 값과 같은 기준 양 값이 저장된다. 블록(306)에서, 고장 전의 고장 보호 시스템을 표현하는 이력 VPMU 데이터 출력과 같은 상기 저장된 기준 양 값(즉, 기준 전압 크기 및 기준 페이서 값)이 측정된 전압 위상 값에 비교된다. 계산 모듈(미도시)은 {블록(308)에서} 관련된 보호되는 영역 이내의 버스바들 각각에서의 고장 시그니처들을 계산한다. 상기 고장 시그니처들은 특정 버스바에서의 전력 흐름의 변화 계수 및 민감도 계수, 및 상기 특정의 보호되는 영역 내의 여러 버스바들에서의 전압 크기 변화 및 위상 값 변화의 함수들이다. 블록(310)에서, 비교 모듈(미도시)은, 흐름도 1의 특정 부분 "A"에서, 그 계산된 고장 시그니처를 미리 정해진 문턱 고장 시그니처들과 비교한다(흐름도 1 참조).
임의로 CkP 및 CkF로 표기된 고장 시그니처들은 아래 나타난 등식들을 이용하여 계산된다:
인바, 여기에서
이고,
이며, n = 상기 보호되는 영역 내 버스바들의 개수,
k = 고장 시그니처들이 (노드에서) 계산된 노드이다.
그 고장 경로가 유도성이면, 다음의 대안적 고장 시그니처들이 적용 가능하다:
여기에서,
응답이 긍정적이면, 즉, 그 측정된 값이 상기 기준 값보다 높으면, 상기 특정 버스바에 위치한 릴레이는 {블록 (312)에서} 트립 요청 메시지를 인접/원위 릴레이로 전송한다. 이전(former)의 릴레이가 블록(314)에서 이후(latter)의 인접 릴레이로부터 확인 메시지를 수신하면, (블록 316에서) 이후의 인접 보호 릴레이가 상기 버스바와 연관된 공급선 상의 회로 차단기를 트립시킬 것이다. 상기 이전의 릴레이가 상기 인접 보호 릴레이로부터 확인 메시지를 수신하지 못하면, 상기 이전의 릴레이가 상기 이후의 인접 릴레이로부터 확인 신호를 수신할 것으로 예상된 시간 지연 후에 그와 연관된 버스바에서의 모든 회로 차단기들이 차단된다. 예시로서, 도 5를 참조하면, 버스바(506)에는 주 버스바(506)에서 끝나는 4개의 공급선들(508, 510, 512 및 514)이 있다. 사용 중에, 상기 응답이 긍정적일 때, 버스바(506)에서의 릴레이(미도시)는 버스바들(501, 503, 505 및 507)에서의 인접한 릴레이들(미도시)에 트립 요청 신호를 송신한다. 이러한 인접 릴레이들 중 하나도 대응하는 버스바들에서 고장을 발견하면, 그것은 트립 허가 신호를 버스바(506)에서의 릴레이로 송신하는 동시에, 그것의 전용 버스바와 연관된 회로 차단기를 차단한다. 따라서, 응답했던 인접 릴레이(미도시)로 버스바(506)를 연계(linking)하는 공급선에 대한 회로 차단기만이 트립될 것이다. 버스바(506)에서의 릴레이는 결과적으로 상기 회로 차단기의 트립 요청에 응답했던 인접 릴레이(미도시)와 상기 버스바(506)를 연계시키는 공급선에 대한 로컬 CB를 트립시킬 것이다. 상기 확인 메시지를 송신하지 않았던 릴레이들과 연관된 다른 회로 차단기들은 트립되지 않을 것이다. 즉, 확인이 수신될 때 보호는 선택적이다.
그러나 상기 인접 릴레이들 중 어느 것도 트립 허가로써 응답하지 않으면, 버스바(506)에서의 릴레이는 버스바(506)에서 끝나는 모든 외향(outgoing) 공급선들(508, 510, 512, 514)에 대한 모든 국소(local) 회로 차단기들을 트립시킬 것이다. 확인을 수신하지 못한 이유들 중 하나는 상기 릴레이들 간의 소통 실패일 수 있고, 또는 다른 릴레이가 단순히 고장을 인식하지 못한 것일 수 있다. 이 특정 시나리오에서 확인이 수신되지 않을 때 상기 보호는 선택적이지 않다.
이제 그 전력 네트워크가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 공급선만을 구비하면, 그 릴레이(104)가 트립 허가 신호를 수신하는지 여부에 관계없이 여전히 국소 회로 차단기(120)를 트립시킬 것이다. 그런데 중요한 차이점이 있다:
상기 릴레이(104)가 트립에 대한 확인을 수신하면, 그 릴레이(104)는 즉시 상기 회로 차단기(120)를 트립시킬 것이다. 그리고 그 인접 릴레이(102)로부터 확인 메시지가 수신되지 않으면, 그 이전의 릴레이(104)는 상기 인접 중계기(102)로부터 확인 메시지/신호를 수신할 것으로 예상되는 시간 지연 동안 대기할 것이며, 그럼으로써 그 릴레이(104)가 그 메시지를 수신하지 못하면 이 시간 지연이 만료/경과된 때 상기 회로 차단기(120)의 트립을 진행할 것이다.
상기 고장 시그니처의 크기가 미리 정해진 문턱 시그니처를 초과하면 상기 보호 릴레이가 트립된다는 점이 이해될 것이다. 그 문턱값은 버스바에 최대 부하가 연결될 때 생성되는 전기 (고장) 시그니처들의 크기에 의해 확정된다. 따라서 상기 통신 링크(106) 및 상기 보호 시스템(100)의 출력 로직을 통한 P2P(peer-to-peer) 통신을 통해, 그 고장의 위치가 확인되고 그 공급선의 두 단부들에서 각각의 회로 차단기(CB)들이 트립(개방)된다. 그러면 상기 고장이 격리된다.
도 4를 참조하면 상기 보호는 전압 기반이며 부하 흐름 및 민감도 계산을 통해 그 기능을 달성하는바, 그 보호되는 영역 내의 노드들 또는 버스바들 각각에서의 전압 크기와 위상의 측정만이 요구된다. 버스바의 각각의 릴레이는 부하 흐름 계산을 통해 그 각각의 보호 영역을 가로지르는 전력 흐름들을 모니터링한다. 이 보호 영역 이내에서 고장이 생길 때 민감도 기반의 전기 고장 시그니처들이 생성된다. 그 구역으로 유입되는 전력이 유출되는 전력과 같으면 시그니처는 생성되지 않는다. 이 분절(segment) 내에 '누설' 또는 고장이 있어 전력 흐름의 불균형이 유발되는 때에만 시그니처가 생성되고 고장이 검출된다. 도 4에는 참조 번호 130으로 나타낸 검출된 고장이 도시된다. 신호들(132, 134)은 {도 3에서 블록(308)에서의 릴레이들에 의해 계산된} 고장 시그니처들의 도식적(graphical)인 표현물이다. 그 고장 시그니처들은 단순히 숫자 출력으로서 표현될 수 있지만, 사용 중에는, 도식적인 표현이 읽기 더 쉬운바 고장을 더 신속하게 식별하는 데 도움이 된다. 도 6에는 각각 버스바(116) 및 버스바(118)에서 생성된 고장 시그니처들이 더 도시된다. 버스바(116)에서 나타나는 고장 시그니처는 약 2.7 p.u의 크기를 가지는 반면, 버스바(118)에서 나타나는 고장 시그니처는 약 3.8 p.u의 크기를 가진다. 
흐름도 1
간단한 용어로는, 사용 중에, 그리고 (참조 번호 700으로 표시된) 고장의 식별 및 격리를 위한 로직의 예시적인 일 실시 예를 도시하는 도 7 및 흐름도 1을 모두 참조하면, 고장이 버스바(즉, 흐름도 1로부터 FDI = 1)에서의 주 릴레이(미도시)에 의하여 검출될 때, 상기 주 릴레이는 그 버스바에서 끝나는 모든공급선들의 원위 단부들(remote ends)에 있는 릴레이들에 트립 요청 신호(RTT)를 송신한다. 그 원위의 릴레이들(RR) 중 하나도 고장을 검출했으면 그 하나는 상기 RTT를 송신했던 상기 주 릴레이(PR)로 트립 허가 신호(PTT)를 다시 송신하는 동시에 상기 PR에 연계된 공급선 상의 국소 회로 차단기(CB)를 트립시킨다. 상기 PTT 신호의 수신 시 상기 PR은 상기 RR에 연계된 공급선 상의 국소 CB도 트립시킨다. 연결된 다른 공급선들의 원위 단부들에 있는 RR들 중 어떤 것으로부터도 PTT가 수신되지 않으면, 상기 PR과 연관된 버스바에서 끝나는 그 공급선들에서의 모든 국소 회로 차단기가 트립될 것이다.
상기 RR들 중 어느 것도 고장을 검출하지 못한 경우, 즉, 상기 PR 버스바 자체에 고장이 있는 경우에는, 시간 지연(그 동안 상기 PR이 상기 RR들 중 하나로부터 PTT를 수신할 것으로 예상됨)의 만료 시에 상기 PR은 상기 PR 버스바에서 끝나는 공급선들의 모든 국소 CB들을 트립시키고 상호 트립 신호들(inter-trip signals)을 상기 RR들에 송신한다. 상기 RR들 중 어느 것도 고장을 발견하지 못했기 때문에 그 상호 트립 신호는 관리(supervised)되지 않는다. 이 경우, 상기 PR에서 끝나는 모든 공급선들이 트립된다. 상기 버스바의 고장은 일반적으로 그 국소 CB들의 트립만을 요한다. 그러나 국소 CB들의 공급선 측 고장은 상기 RR들의 도달 범위(reach)에 따라 상기 PR 버스바 자체에 있는 것처럼 보일 수 있다. 그와 같은 고장을 격리 및 해결(clear)하기 위하여, 그 고장 경로(fault path)를 탈-이온화(de-ionise)하고 성공적인 재-폐쇄(re-close) 작동을 보장할 수 있도록 상기 원위의 CB들도 트립되어야 한다.
고장이 발생했으나 상기 PR과 상기 RR들 중 하나 사이의 통신 링크가 실패하면, 상기 RTT 신호 및 상기 PTT 신호가 그 문제의 RR로 송신되거나 그로부터 수신될 수 없다. 나머지 RR들 중 그 어느 것도 고장을 검출하지 못했기 때문에, 상기 시간 지연의 만료 시에 상기 PR은 모든 국소 CB들을 트립시키고 그 PR과의 활성 통신 링크들을 가지는 RR들에 상호 트립 신호들을 송신한다. 상기 PR에서 끝나는 모든 공급선들이 트립된다. 그러나 고장난 공급선의 원위 단부에 있는 CB는 상기 PR이 관여하는 한 여전히 폐쇄되어 있다. 이제 그 원위의 RR은 그 위치에 관한 한 PR이기도 하다. 그래서 그 원위 RR의 작용은 그 윈위 단부에서의 다른 PR의 작용을 정확히 모사(replicate)한다. 상기 시간 지연의 만료 시에 상기 '원위' PR은 모든 '국소' CB들을 트립시킬 것이고, 그 PR과 활성 통신 링크들을 가지는 RR들에 상호 트립 신호들을 송신한다. 그 '원위' PR에서 끝나는 공급선들도 트립된다. 따라서 그 2개의 'PR들'에서 끝나는 모든 공급선들의 총합이 트립된다.
본 발명자들은 예시된 바와 같은 본 발명이 전압 측정만을 이용하면서 효율적으로 고장을 검출 및 격리하기 위한 방법(300) 및 시스템(100)을 제공한다는 점에서 유리하다고 믿는다.
Claims (34)
- 전력 시스템/전력 분배에 있어서 선택적 또는 비선택적으로 고장들을 검출 및 격리하도록 구성된 전기 보호 시스템으로서, 상기 전기 보호 시스템은 적어도 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 적어도 하나의 전력선에 의하여 서로 전기적으로 소통되며, 상기 적어도 하나의 전력선은 제1 회로 차단기에 의하여 상기 제1 버스바에 전기적으로 결합된 제1 단부, 및 제2 회로 차단기에 의하여 상기 제2 버스바에 연결된 제2 단부를 구비하고, 상기 보호 시스템은 상기 적어도 2개의 버스바들에 연결되고, 상기 적어도 2개의 버스바들 각각에서의 제1 전기적 양 값을 동시에 수집/결정하고, 상기 수집/결정된 제1 전기적 양 값을 제2 기준 전기적 양 값과 비교하도록 구성되며, 상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값보다 크거나 작으면, 상기 보호 시스템은 적어도 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 전기적 연결을 분리시키기 위하여 상기 제1 회로 차단기 및 상기 제2 회로 차단기 중 적어도 하나로 하여금 개방되도록 하고,
상기 전기 보호 시스템은:
통신 네트워크;
적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이로서, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이는 상기 통신 네트워크를 통하여 서로 소통되게 결합되고, 상기 제1 버스바, 상기 제1 회로 차단기 및 상기 적어도 하나의 전력선에 걸친 제1 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제1 릴레이는 상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 제2 버스바, 상기 제2 회로 차단기 및 상기 적어도 하나의 전력선에 걸친 제2 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되는, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이;
상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제1 릴레이에 결합된 제1 전기적 양 측정 수단;
상기 제1 전기적 양 측정 수단이 상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 상기 제1 전기적 양 값을 측정함과 동시에 상기 제2 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제2 릴레이에 결합되는 제2 전기적 양 측정 수단;
상기 제1 전기적 양 측정 수단 및 상기 제2 전기적 양 측정 수단 각각에 의하여 수집/측정된 상기 제1 전기적 양 값을 전용 버스바(dedicated busbar)에서의 제2 기준 전기적 양 값에 비교하도록 작동 가능한 비교 모듈; 및
상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값과 상이한 때, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바에서의 고장 시그니처(fault signature) 값들을 계산하기 위한 계산 모듈
을 포함하고,
상기 비교 모듈은 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값들과 일치하는지 여부를 결정하도록 더 작동 가능하며,
상기 제1 릴레이에 의하여 수집된 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값보다 크거나 작은 때에 상기 제1 릴레이는 상기 제2 릴레이에 트립 요청 신호/메시지를 전송하고,
상기 트립 요청 신호를 수신하면, 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바에서의 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 상기 제2 버스바에서의 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값보다 크거나 작은지 여부를 확인하고, 그에 따라 상기 제1 릴레이에 확인 또는 거부 신호를 전송하여 상기 제1 회로 차단기를 개방하거나 상기 제1 회로 차단기를 폐쇄된 채로 유지하는, 전기 보호 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
미리 정해진 기한(period)의 도과 후에도 확인 또는 거부 트립 요청 신호가 수신되지 않은 때, 상기 제1 릴레이가 상기 적어도 하나의 전력선에서의 상기 제1 회로 차단기를 자동으로 개방하는, 전기 보호 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 제2 릴레이가 상기 제1 릴레이에 확인 메시지를 전송할 때, 상기 제2 릴레이는 상기 전력선과 상기 제1 버스바를 소통시키는 상기 제2 회로 차단기(the second circuit breaker communicating the powerline with the first busbar)를 개방하는, 전기 보호 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 제1 보호 영역과 제2 보호 영역은 중첩되는, 전기 보호 시스템. - 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전기적 양 값은 전압 페이서(voltage phasor) 값들을 포함하는, 전기 보호 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 전압 페이서 값들은 전압 크기 값 및 위상 값을 포함하는, 전기 보호 시스템. - 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
복수개의 버스바들, 및 상기 버스바들 중 하나에서 끝나는 전력선들의 네트워크를 포함하는, 전기 보호 시스템. - 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 수단은 페이서 측정 장치의 형태로 된, 전기 보호 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 페이서 측정 장치는 전압 페이서 측정 장치인, 전기 보호 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 전압 페이서 측정 장치는 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 적어도 하나의 일체화된 일부(integral part)인, 전기 보호 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 전압 페이서 측정 장치는 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이 중 적어도 하나에 연결되게 결합된 별개의 장치인, 전기 보호 시스템. - 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
변압기로서, 사용 중 전자 장치에 공급되는 주 전압 적합 수준(primary voltage suitable levels)을 단계 감소시키도록 작동 가능한 적어도 2개의 변압기들을 포함하는, 전기 보호 시스템. - 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계산 모듈은 상기 버스바들에서의 부하 흐름(load flow) 및 민감도 계산을 이용하여 고장 시그니처들을 계산하는, 전기 보호 시스템. - 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값은 전기한 항들 중 어느 한 항의 버스바에서의 최고 부하일 때 생성되는 고장 시그니처들의 크기에 의하여 확립되고,
상기 적어도 2개의 제1 릴레이 및 제2 릴레이 각각은 저장 모듈을 포함하고, 상기 저장 모듈에 의하여 기준 전압 크기 값 및 위상 값이 상기 저장 모듈 상에 저장되는, 전기 보호 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 저장 모듈은 적어도 상기 제1 버스바 및 제2 버스바에 관한 상기 전력 시스템의 고장 전 상태를 표현하는 전압 크기 및 위상의 이력 값들로써 정기적으로 갱신되는, 전기 보호 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 고장은 단락 고장들인, 전기 보호 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 고장은 개회로 고장인, 전기 보호 시스템. - 전기 시스템으로서:
전기 그리드 또는 전력원에 연결된 전력 시스템으로서, 상기 전력 시스템은 적어도 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 적어도 하나의 전력선에 의하여 서로 전기적으로 소통되며, 상기 적어도 하나의 전력선은 제1 회로 차단기에 의하여 상기 제1 버스바에 전기적으로 결합된 제1 단부, 및 제2 회로 차단기에 의하여 상기 제2 버스바에 전기적으로 연결된 제2 단부를 구비하는, 전력 시스템; 및
전력 시스템에 있어서 선택적 또는 비선택적으로 고장들을 검출 및 격리하도록 구성된 전기 보호 시스템으로서, 상기 보호 시스템은 상기 적어도 2개의 버스바들에 연결되고, 상기 적어도 2개의 버스바들 각각에서의 제1 전기적 양 값을 동시에 수집/결정하고, 상기 수집/결정된 제1 전기적 양 값을 제2 기준 전기적 양 값과 비교하도록 구성되며, 상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값보다 크거나 작으면, 상기 보호 시스템은 적어도 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 전기적 연결을 분리시키기 위하여 상기 제1 회로 차단기 및 상기 제2 회로 차단기 중 적어도 하나로 하여금 개방되도록 하는, 전기 보호 시스템
을 포함하고,
상기 전기 시스템은:
통신 네트워크;
적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이로서, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이는 상기 통신 네트워크를 통하여 서로 소통되게 결합되고, 상기 제1 버스바, 상기 제1 회로 차단기 및 상기 적어도 하나의 전력선에 걸친 제1 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제1 릴레이는 상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 제2 버스바, 상기 제2 회로 차단기 및 상기 적어도 하나의 전력선에 걸친 제2 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되는, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이;
상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제1 릴레이에 결합된 제1 전기적 양 측정 수단;
상기 제1 전기적 양 측정 수단이 상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 상기 제1 전기적 양 값을 측정함과 동시에 상기 제2 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제2 릴레이에 결합되는 제2 전기적 양 측정 수단;
상기 제1 전기적 양 측정 수단 및 상기 제2 전기적 양 측정 수단 각각에 의하여 수집/측정된 상기 제1 전기적 양 값을 전용 버스바(dedicated busbar)에서의 제2 기준 전기적 양 값에 비교하도록 작동 가능한 비교 모듈; 및
상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값과 상이한 때, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바에서의 고장 시그니처(fault signature) 값들을 계산하기 위한 계산 모듈
을 포함하고,
상기 비교 모듈은 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값들과 일치하는지 여부를 결정하도록 더 작동 가능하며,
상기 제1 릴레이에 의하여 수집된 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값보다 크거나 작은 때에 상기 제1 릴레이는 상기 제2 릴레이에 트립 요청 신호/메시지를 전송하고,
상기 트립 요청 신호를 수신하면, 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바에서의 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 상기 제2 버스바에서의 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값보다 크거나 작은지 여부를 확인하고, 그에 따라 상기 제1 릴레이에 확인 또는 거부 신호를 전송하여 상기 제1 회로 차단기를 개방하거나 상기 제1 회로 차단기를 폐쇄된 채로 유지하는, 전기 시스템. - 삭제
- 제19항에 있어서,
미리 정해진 기한(period)의 도과 후에도 확인 또는 거부 트립 요청 신호가 수신되지 않은 때, 상기 제1 릴레이가 상기 적어도 하나의 전력선에서의 상기 제1 회로 차단기를 자동으로 개방하는, 전기 시스템. - 제21항에 있어서,
상기 제2 릴레이가 상기 제1 릴레이에 확인 메시지를 전송할 때, 상기 제2 릴레이는 상기 전력선과 상기 제1 버스바를 소통시키는 상기 제2 회로 차단기(the second circuit breaker communicating the powerline with the first busbar)를 개방하는, 전기 시스템. - 제22항에 있어서,
상기 제1 보호 영역과 제2 보호 영역은 중첩되는, 전기 시스템. - 제19항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전기적 양 값은 전압 페이서(voltage phasor) 값을 포함하는, 전기 시스템. - 제24항에 있어서,
상기 전압 페이서 값들은 전압 크기 값 및 위상 값을 포함하는, 전기 시스템. - 제19항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
복수개의 버스바들, 및 상기 버스바들 중 하나에서 끝나는 전력선들의 네트워크를 포함하는, 전기 시스템. - 제19항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전기적 양 측정 수단 및 상기 제2 전기적 양 측정 수단 중 적어도 하나는 페이서 측정 장치의 형태로 된, 전기 시스템. - 제19항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 시스템은, 변압기로서, 사용 중 전자 장치에 공급되는 주 전압 적합 수준(primary voltage suitable levels)을 단계 감소시키도록 작동 가능한 적어도 2개의 변압기들을 포함하는, 전기 시스템. - 제19항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계산 모듈은 상기 버스바들에서의 부하 흐름(load flow) 및 민감도 계산을 이용하여 고장 시그니처들을 계산하는, 전기 시스템. - 제29항에 있어서,
상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값은 사용 중 상기 버스바에서 최고 부하가 연결될 때 생성되는 고장 시그니처들의 크기에 의하여 확립되는, 전기 시스템. - 제19항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 2개의 제1 릴레이 및 제2 릴레이 각각은 저장 모듈을 포함하고, 상기 저장 모듈에 의하여 기준 전압 크기 값 및 위상 값이 상기 저장 모듈 상에 저장되는, 전기 시스템. - 제31항에 있어서,
상기 고장들은 단락 고장들인, 전기 시스템. - 제31항에 있어서,
상기 고장들은 개회로 고장들인, 전기 시스템. - 전력 시스템에 있어서 고장을 검출 및 격리하기 위한 방법으로서, 상기 전력 시스템은 적어도 제1 버스바 및 제2 버스바를 포함하고, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바는 적어도 하나의 전력선에 의하여 서로 전기적으로 소통되며, 상기 적어도 하나의 전력선은 제1 회로 차단기에 의하여 상기 제1 버스바에 전기적으로 결합된 제1 단부, 및 제2 회로 차단기에 의하여 상기 제2 버스바에 연결된 제2 단부를 구비하고,
상기 방법은:
통신 네트워크, 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이, 제1 전기적 양 측정 수단, 제2 전기적 양 측정 수단, 비교 모듈, 및 계산 모듈을 포함하는 보호 시스템을 상기 적어도 2개의 제1 버스바 및 제2 버스바에 연결하는 단계로서, 상기 적어도 제1 릴레이 및 제2 릴레이는 상기 통신 네트워크를 통하여 서로 소통되게 결합되고, 상기 제1 버스바, 상기 제1 회로 차단기 및 상기 적어도 하나의 전력선에 걸친 제1 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제1 릴레이는 상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 제2 버스바, 상기 제2 회로 차단기 및 상기 적어도 하나의 전력선에 걸친 제2 보호 영역을 한정하기 위하여 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 적어도 하나에 연결되며, 상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제1 전기적 양 측정 수단은 상기 제1 릴레이에 결합되고, 상기 제1 전기적 양 측정 수단이 상기 제1 버스바 및 상기 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 상기 제1 전기적 양 값을 측정함과 동시에 상기 제2 버스바 및 적어도 하나의 전력선 중 하나에서 제1 전기적 양 값을 측정하기 위하여 상기 제2 전기적 양 측정 수단은 상기 제2 릴레이에 결합되는, 단계;
상기 보호 시스템의 상기 제1 전기적 양 측정 수단 및 상기 제2 전기적 양 측정 수단 각각에 의하여 상기 적어도 2개의 제1 버스바 및 제2 버스바 각각에서의 제1 전기적 양 값을 동시에 수집/결정하는 단계; 및
상기 보호 시스템의 상기 비교 모듈에 의하여, 상기 수집/결정된 제1 전기적 양 값을 전용 버스바(dedicated busbar)에서의 제2 기준 전기적 양 값에 비교하는 단계;
를 포함하고,
상기 방법은:
상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값과 상이한 때, 상기 보호 시스템의 상기 계산 모듈에 의하여, 상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바에서의 고장 시그니처(fault signature) 값들을 계산하는 단계; 및
상기 보호 시스템의 비교 모듈에 의하여, 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값들과 일치하는지 여부를 결정하는 단계를
더 포함하며,
상기 제1 전기적 양 값이 상기 제2 기준 전기적 양 값보다 크거나 작으면, 상기 보호 시스템은 적어도 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바 사이의 전기적 연결을 분리시키기 위하여 상기 제1 회로 차단기 및 상기 제2 회로 차단기 중 적어도 하나로 하여금 개방되도록 하되, 상기 제1 릴레이에 의하여 수집된 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값보다 크거나 작은 때에 상기 제1 릴레이는 상기 제2 릴레이에 트립 요청 신호/메시지를 전송하고, 상기 트립 요청 신호를 수신하면, 상기 제2 릴레이는 상기 제2 버스바에서의 상기 계산된 고장 시그니처 값들이 상기 제2 버스바에서의 상기 미리 정해진 문턱 고장 시그니처 값보다 크거나 작은지 여부를 확인하고, 그에 따라 상기 제1 릴레이에 확인 또는 거부 신호를 전송하여 상기 제1 회로 차단기를 개방하거나 상기 제1 회로 차단기를 폐쇄된 채로 유지하는, 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA201807844 | 2018-11-21 | ||
| ZA2018/07844 | 2018-11-21 | ||
| PCT/ZA2019/050072 WO2020107041A1 (en) | 2018-11-21 | 2019-11-12 | An electrical protection system and a method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210091141A KR20210091141A (ko) | 2021-07-21 |
| KR102518751B1 true KR102518751B1 (ko) | 2023-04-06 |
Family
ID=69006102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020217013411A KR102518751B1 (ko) | 2018-11-21 | 2019-11-12 | 전기 보호 시스템 및 그 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11482855B2 (ko) |
| KR (1) | KR102518751B1 (ko) |
| GB (1) | GB2592147B (ko) |
| WO (1) | WO2020107041A1 (ko) |
| ZA (1) | ZA202102427B (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11646580B2 (en) | 2020-10-27 | 2023-05-09 | Omnicron Electronics Gmbh | Electrical power system with improved functional security |
| WO2022175706A1 (en) * | 2021-02-16 | 2022-08-25 | Abb Schweiz Ag | Method and system for detecting location of fault in a cable |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060224336A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-05 | Charles Petras | System and method for transmitting power system data over a wide area network |
| WO2017125145A1 (en) | 2016-01-20 | 2017-07-27 | Abb Schweiz Ag | Fault detection of a transmission line |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1780858A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-02 | ABB Technology AG | Arrangement and method for protecting an electric power system |
| KR100976624B1 (ko) * | 2008-10-08 | 2010-08-18 | 연세대학교 산학협력단 | 전력량 변화의 민감도에 의한 초전도 한류기의 최적 위치 및 최적 저항값 결정방법 |
| WO2016149699A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Abb Inc. | Secured fault detection in a power substation |
-
2019
- 2019-11-12 GB GB2105024.0A patent/GB2592147B/en active Active
- 2019-11-12 WO PCT/ZA2019/050072 patent/WO2020107041A1/en active Application Filing
- 2019-11-12 KR KR1020217013411A patent/KR102518751B1/ko active IP Right Grant
-
2021
- 2021-04-13 ZA ZA2021/02427A patent/ZA202102427B/en unknown
- 2021-04-28 US US17/242,983 patent/US11482855B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060224336A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-05 | Charles Petras | System and method for transmitting power system data over a wide area network |
| WO2017125145A1 (en) | 2016-01-20 | 2017-07-27 | Abb Schweiz Ag | Fault detection of a transmission line |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB202105024D0 (en) | 2021-05-26 |
| US20210249853A1 (en) | 2021-08-12 |
| KR20210091141A (ko) | 2021-07-21 |
| GB2592147B (en) | 2023-06-14 |
| GB2592147A (en) | 2021-08-18 |
| US11482855B2 (en) | 2022-10-25 |
| ZA202102427B (en) | 2023-11-29 |
| WO2020107041A1 (en) | 2020-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5497044B2 (ja) | 電力系統における計器用変成器の二次回路を管理する方法及び装置 | |
| US10739414B2 (en) | Determining status of electric power transmission lines in an electric power transmission system | |
| US8102634B2 (en) | Differential protection method, system and device | |
| US6654216B2 (en) | Distributed monitoring and protection system for a distributed power network | |
| CN105388391B (zh) | 用于使用分布式通信来识别故障位置的系统和方法 | |
| US8884467B2 (en) | System and method for protecting an electrical power grid | |
| Tsimtsios et al. | Towards plug-and-play protection for meshed distribution systems with DG | |
| Habib et al. | Decentralized multi-agent system for protection and the power restoration process in microgrids | |
| KR101505176B1 (ko) | 모선 고장 감지 장치 및 방법 | |
| US11258249B2 (en) | Primary and system protection for an electric power delivery system | |
| KR102518751B1 (ko) | 전기 보호 시스템 및 그 방법 | |
| WO2009127817A1 (en) | Self organising unit protection | |
| US11114892B2 (en) | Electric power system transducer failure monitor and measurement recovery | |
| RU2437193C1 (ru) | Способ, система и устройство дифференциальной защиты | |
| Dustegor et al. | A distributed fault protection method for power grid with high penetration of renewable energy sources | |
| KR102397664B1 (ko) | 배선 계통의 단선 선로에 의한 사고 예방 방법 | |
| Atienza et al. | Improving breaker failure clearing times | |
| Badr et al. | Simulation of Distance Relay for Load Encroachment Alleviation with Agent Based Supervision of Zone3 | |
| Chiu et al. | Rough balance busbar protection and breaker failure protection for the HK electric's distribution network | |
| CN105140881A (zh) | 差动保护方法、系统和设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |