KR102621359B1 - 에너지저장장치 보호 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

에너지저장장치 보호 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 에너지저장장치 보호 장치는 에너지저장장치가 운전중인지 여부에 따라 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체되는 스위치; 스위치로부터 입력되는 신호를 이용하여 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 절연보호기; 및 절연보호기로부터 출력된 접점신호에 따라 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 보호기기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지저장장치 보호 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROTECTING ENERGY STORAGE SYSTEM}
본 발명은 에너지저장장치 보호 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에너지저장장치를 지락으로부터 보호하는 에너지저장장치 보호 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 에너지저장장치의 설치개소가 증가하면서, 해당 기기 및 계통에 대한 보호의 필요성이 커지고 있다. 에너지저장장치를 세분화하면 배터리와 전력변환장치, 계통연계설비 등으로 나눌 수 있다. 대부분의 에너지저장장치의 경우 각 장치들은 개별적인 시스템으로 존재하고 있으며, 이러한 현상은 특히 대용량에서 두드러진다. 각각의 개별 시스템들의 보호동작은 상호간에 체계가 없어 보호장치의 오작동 및 사고로 이어질 수 있다.
전력변환장치(PCS:Power Conditioning System)와 배터리에는 각각의 설비를 보호하기 위한 보호장치들이 설치되어 있다. 에너지저장장치의 전원은 전력변환장치와 배터리제어를 위한 제어용 전원과 충방전을 위한 연계계통 전원으로 구분된다.
변압기를 통해 연계계통 전원과 연결된 전력변환장치는 배터리로부터 직류전력을 공급받아 계통의 교류전력으로 변환한다. 이때, 스위칭을 제어하는 MCU (Micro Controller Unit)는 내부의 보호설정에 따라 스위칭을 제한한다. 교류측과 직류측에는 서지입력을 보호하는 SPD(Surge Protecting Device), 지락을 검출하는 절연보호장치(IMD:Insulation Monitoring Device)가 각각 연결되어 시스템을 보호한다.
제어용 전원은 연계계통에서 다른 경로를 통해 공급되며, 각각의 UPS를 통하여 전력변환장치의 제어와 배터리의 보호 또는 제어를 수행한다. 또한, 교류입력이 존재하기 때문에 SPD를 통하여 뇌서지 등을 보호하기도 한다.
그러나, 종래의 절연보호장치가 설치되는 경우 각각의 시스템은 각자만을 보호한다. 즉, 배터리의 보호계통은 전력변환장치의 보호를 의미하지 않는다. 다수의 지점에 감시장치를 설치해야 한다.
그러나, 이와 같은 비접지계통 구조에서는 직류측과 교류측에 존재하는 절연보호장치들이 공통의 접지를 사용하기 때문에 서로간의 펄스간섭으로 오동작이 빈번하게 발생한다. 또한, 서로간의 기기보호를 위해서는 저압교류계통과 전력변환장치의 직류측과 배터리측 등 절연보호장치가 감시해야 할 요소가 많아 비용이 상승이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 10-0199553호(1999.03.05)의 '직류전선로 지락검출기'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 에너지저장장치의 교류측과 직류측을 에너지저장장치 운전 여부에 따라 선택적으로 절체되어 교류측과 직류측에서 각각 발생된 지락으로부터 에너지저장장치를 보호할 수 있도록 한 에너지저장장치 보호 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 에너지저장장치 보호 장치는 에너지저장장치가 운전중인지 여부에 따라 상기 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체되는 스위치; 상기 스위치로부터 입력되는 신호를 이용하여 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 절연보호기; 및 상기 절연보호기로부터 출력된 접점신호에 따라 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 보호기기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 절연보호기는 상기 스위치로부터 입력되는 전류에 따라 저주파수를 생성하는 펄스생성기; 상기 펄스생성기로부터 입력된 신호를 필터링하는 저역통과필터; 상기 펄스생성기로부터 입력된 신호를 필터링하는 고역통과필터; 및 상기 저역통과필터를 통과한 신호를 통해 상기 에너지저장장치에 발생된 지락을 검출하고, 상기 에너지저장장치에 발생된 지락이 발생되면 상기 고역통과필터를 통과한 신호를 통해 지락이 발생된 지락 발생 위치를 검출하여 상기 지락 발생 위치에 따라 상기 보호기기에 상기 에너지저장장치의 절연보호를 위한 접점신호를 상기 보호기기에 입력하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 판단부는 상기 에너지저장장치가 운휴중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 교류측으로 절체하고, 상기 에너지저장장치가 운전중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 직류측으로 절체하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 판단부는 상기 지락 발생 위치를 상기 에너지저장장치의 교류측과 직류측 중 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 판단부는 상기 에너지저장장치의 교류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 GIS(Gas Insulated Switchgear)를 제어하거나, 직류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 판단부는 상기 에너지저장장치의 직류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 교류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 판단부는 상기 에너지저장장치에 지락이 검출되면 상기 스위치를 상기 교류측으로 절체하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 에너지저장장치 보호 방법은 절연보호기가 에너지저장장치가 운전중인지 여부에 따라 스위치를 상기 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체하는 단계; 상기 절연보호기가 상기 스위치로부터 입력되는 신호를 이용하여 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 단계; 및 보호기기가 상기 절연보호기로부터 출력된 접점신호에 따라 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 단계에서, 상기 판단부는 상기 스위치로부터 입력되는 전류에 따라 생성된 저주파수를 저역통과필터와 고역통과필터로 각각 필터링하고, 상기 저역통과필터를 통과한 신호를 통해 상기 에너지저장장치에 발생된 지락을 검출하며, 상기 에너지저장장치에 지락이 검출되면 상기 고역통과필터를 통과한 신호를 통해 지락이 발생된 지락 발생 위치를 검출한 후, 상기 지락 발생 위치에 따라 상기 보호기기에 상기 에너지저장장치의 절연보호를 위한 접점신호를 상기 보호기기에 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체하는 단계에서, 상기 판단부는 상기 에너지저장장치가 운휴중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 교류측으로 절체하고, 상기 에너지저장장치가 운전중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 직류측으로 절체하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 단계에서, 상기 판단부는 상기 지락 발생 위치를 상기 에너지저장장치의 교류측과 직류측 중 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 단계에서, 상기 판단부는 상기 에너지저장장치의 교류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 GIS(Gas Insulated Switchgear)를 제어하거나, 직류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 단계에서, 상기 판단부는 상기 에너지저장장치의 직류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 교류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 에너지저장장치에 지락이 검출되면 상기 스위치를 상기 교류측으로 절체하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법은 에너지저장장치의 교류측과 직류측을 에너지저장장치 운전 여부에 따라 선택적으로 절체되어 교류측과 직류측에서 각각 발생된 지락으로부터 에너지저장장치를 보호한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법은 다수의 절연보호장치없이 에너지저장장치의 지락보호가 가능하고, 절연보호장치의 오작동율을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법은 지락의 발생위치를 파악하여 적절한 보호동작을 수행할 수 있고, 통신정보를 통해 상위제어기의 보호기능과 연동이 가능하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법은 병렬로 연결된 다수의 시스템 중 일부에서 발생한 내부지락일 경우 해당 시스템을 보호함으로써 시스템 운전 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 장치의 회로도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연보호기의 회로도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 장치의 회로도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연보호기의 회로도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 장치는 보호기기(10), 절연보호기(50) 및 스위치(60)를 포함한다.
참고로, 도 1 에서 도면부호 11은 교류측 차단기이고, 도면부호 20은 필터부이며, 도면부호 30은 스위칭부이며, 도면부호 12는 직류측 차단기이며, 도면부호 13은 배터리 차단기이다.
스위치(60)는 에너지저장장치가 운전중인지 여부에 따라 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체된다.
즉, 스위치(60)는 에너지저장장치가 에너지저장장치가 운휴중일 경우에는 에너지저장장치의 교류측으로 절체되고, 에너지저장장치가 운전중일 경우에는 에너지저장장치의 직류측으로 절체된다.
여기서, 에너지저장장치가 운전중인 또는 운휴중인지 여부는 에너지저장장치 내 교류측 차단기(11) 또는 직류측 차단기(12)의 개폐상태를 통해 검출될 수 있다. 예를 들어, 에너지저장장치가 운전중일 경우에는 교류측 차단기(11) 또는 직류측 차단기(12)가 턴온상태이며, 에너지저장장치가 운휴중일 경우에는 교류측 차단기(11) 또는 직류측 차단기(12)가 턴오프상태이다.
한편, 스위치(60)는 교류측에 연계되므로 A상, B상, C상과 각각 연결되며, 이에 A상, B상, C상 각각에 대한 선로 감시가 이루어진다.
절연보호기(50)는 스위치(60)로부터 입력되는 신호를 이용하여 에너지저장장치의 지락을 검출함과 더불어 지락이 발생된 지락 발생 위치를 검출하고, 검출된 지락 발생 위치에 따라 에너지저장장치를 보호하기 위한 접점신호를 출력한다.
접점신호는 각각의 보호기기(10)로 입력되며, 각 보호기기(10)는 입력된 접점신호에 따라 동작하여 에너지저장장치에 대한 보호 동작을 수행한다.
보호기기(10)는 절연보호기(50)로부터 입력된 접점신호에 따라 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행한다.
보호기기(10)에는 교류측에 설치되는 교류측 차단기(11), 직류측 차단기(12), 배터리 차단기(13) 및 GIS(Gas Insulated Switchgear)(미도시)를 포함한다.
참고로, 본 실시예에서는 에너지저장장치에 대한 보호기기(10)를 상기한 바와 같이 교류측 차단기(11), 직류측 차단기(12), 배터리 차단기(13) 및 GIS를 예시로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 에너지저장장치를 지락으로부터 보호할 수 있는 다양한 기기들이 더 포함될 수 있다. 따라서, 접점신호는 상기한 보호 기기 각각에 대응하여 다양하게 출력될 수 있다.
도 2 를 참조하면, 절연보호기(50)는 펄스발생기(52), 저역통과필터(Low Pass Filter;LPF)(54), 고역통과필터(High Pass Filter;HPF)(55) 및 판단부(56)를 포함한다. 참고로, 도면부호 53은 저항(53)이다.
펄스발생기(Ocillator, Pulse Generator)(52)는 일측이 스위치(60)에 연결되고 타측이 저항(53)과 저역통과필터(54) 및 고역통과필터(55)에 연결되며, 스위칭로부터 입력되는 신호에 따라 수Hz대의 저주파수를 생성한다.
저역통과필터(54)는 일측이 펄스발생기(52)에 연결되고 타측이 판단부(56)에 연결되어 펄스발생기(52)로부터 입력되는 신호를 필터링하며, 저역통과필터(54)를 통과한 신호는 에너지저장장치에 발생된 지락을 검출하는데 이용될 수 있다.
고역통과필터(55)는 일측이 펄스발생기(52)에 연결되고 타측이 판단부(56)에 연결되어 펄스발생기(52)로부터 입력되는 신호를 필터링하며, 고역통과필터(55)를 통과한 신호는 에너지저장장치에 발생된 지락의 지락 발생 위치를 검출하는데 이용될 수 있다.
판단부(56)는 저역통과필터(54) 및 고역통과필터(55)에 각각 연결되며, 저역통과필터(54)를 통과한 신호를 통해 에너지저장장치에 발생된 지락을 검출하고, 고역통과필터(55)를 통과한 신호를 통해 지락이 발생된 지락 발생 위치를 검출한다.
상기한 바와 같이, 에너지저장장치에 지락이 발생되고 이 지락이 발생된 지락 발생 위치가 검출되면, 판단부(56)는 지락 발생 위치에 따라 보호기기(10)에 에너지저장장치의 절연보호를 위한 접점신호를 보호기기(10)에 입력한다.
이 경우, 판단부(56)는 지락 발생 위치를 에너지저장장치의 교류측인지 또는 직류측인지로 판단할 수 있다. 여기서, 판단부(56)는 고역통과필터(55)를 통과한 신호를 통해 지락 발생 위치를 판단하는데, 스위칭 주파수의 전류크기를 좌표변환하여 에너지저장장치의 지락 발생 위치를 검출할 수 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 판단부(56)는 현재 에너지저장장치가 운전중인지를 판단하는데, 교류측 차단기(11)와 직류측 차단기(12)가 턴온상태이면 에너지저장장치가 운전중인 것으로 판단하고, 교류측 차단기(11)와 직류측 차단기(12)가 턴오프상태이면 에너지저장장치가 운휴중인 것으로 판단하고, 판단 결과에 따라 스위치(60)에 절체신호를 입력하여 스위치(60)를 절체시킨다.
에너지저장장치가 운휴중인 것으로 판단되면, 판단부(56)는 스위치(60)를 교류측으로 절체하여 에너지저장장치의 교류측을 감시하여 에너지저장장치를 보호한다.
이 경우, 에너지저장장치에 지락이 발생되면, 펄스발생기(52)가 저항(53)을 통해 전류를 감시하며, 판단부(56)는 저역통과필터(54)를 통과한 전류를 이용하여 지락을 검출하고 해당 지락에 따라 에너지저장장치의 교류측 보호를 위한 보호기기(10)에 접점신호를 입력함으로써, GIS(Gas Insulated Switchgear)가 동작시키거나 직류측 차단기(12)와 배터리 차단기(13)를 동작시킨다.
한편, 에너지저장장치가 운전중인 것으로 판단되면, 판단부(56)는 스위치(60)를 직류측으로 절체하여 에너지저장장치의 직류측을 감시하여 에너지저장장치를 보호한다.
이 경우, 에너저지장장치에 지락이 발생되면, 펄스발생기(52)가 저항(53)을 통해 전류를 감시하며, 판단부(56)는 저역통과필터(54)를 통과한 전류를 이용하여 지락을 검출한다.
에너지저장장치가 운전중인 경우의 지락은 교류측 지락과 직류측 지락으로 구분될 수 있다. 이에, 판단부(56)는 저역통과필터(54)를 통과한 신호를 이용하여 상기한 바와 같이 에너지저장장치에 발생된 지락을 우선 검출한다. 펄스발생기(52)에서 발생된 펄스는 저주파대역이므로 판단부(56)는 이 저역통과필터(54)를 통과한 신호로 지락을 검출할 수 있다.
또한, 판단부(56)는 고역통과필터(55)를 통과한 신호의 스위칭 주파수의 전류크기를 좌표변환하여 에너지저장장치의 지락 발생 위치를 검출할 수 있다. 즉, 교류측에서 지락이 발생할 경우 스위칭에 의한 전로(Path)가 발생하므로, 고역통과필터(55)를 통해 해당 지락 발생 위치를 검출할 수 있다.
즉, 스위치(60)가 교류측으로 절체된 경우에는 교류측 지락으로 판단할 수 있으나, 스위치(60)가 직류측으로 절체된 경우에는 해당 지락이 교류측 지락인지 직류측 지락인지를 판단할 수 없다.
이에, 판단부(56)는 스위치(60)가 직류측으로 절체된 경우에는 판단부(56)는 고역통과필터(55)를 통과한 신호를 이용하여 교류측 지락인지 직류측 지락인지를 판단함으로써, 해당 지락이 교류측 지락인지 직류측 지락인지를 확인할 수 있다.
한편, 스위치(60)가 직류측으로 절체된 상태에서 지락이 교류측 지락으로 판단된 경우, 판단부(56)는 보호기기(10)의 접점 정보에 따라 에너지저장장치의 교류측 보호를 위한 보호기기(10)에 접점신호를 입력하여 보호기기(10)가 에너지저장장치의 교류측을 보호하기 위한 보호 동작을 수행하도록 한다. 예를 들어, 판단부(56)는 GIS를 동작시키거나 교류측 차단기(11)와 배터리 차단기(13)를 동작시킨다.
반면에, 스위치(60)가 직류측으로 절체된 상태에서 지락이 직류측 지락으로 판단된 경우, 판단부(56)는 보호기기(10)의 접점 정보에 따라 에너지저장장치의 직류측 보호를 위한 보호기기(10)에 접접신호를 입력하여 보호기기(10)가 에너지저장장치의 직류측을 보호하기 위한 보호 동작을 수행하도록 한다. 예를 들어, 판단부(56)는 접점신호를 직류측 전력변화장치와 배터리 차단기(13)를 동작시킨다.
한편, 판단부(56)는 상기한 바와 같이 에너지저장장치에 지락이 검출되면 스위치(60)를 교류측으로 절체한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치의 보호 방법을 도 3 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 방법의 순서도이다.
도 3 을 참조하면, 판단부(56)는 현재 에너지저장장치가 운전중인지를 판단한다(S10). 이 경우, 판단부(56)는 교류측 차단기(11)와 직류측 차단기(12)가 턴온상태이면 에너지저장장치가 운전중인 것으로 판단하고, 교류측 차단기(11)와 직류측 차단기(12)가 턴오프상태이면 에너지저장장치가 운휴중인 것으로 판단한다.
에너지저장장치가 운휴중인 것으로 판단되면, 판단부(56)는 스위치(60)를 교류측으로 절체(S30)하고, 저역통과필터(54)를 통과한 신호를 감시한다(S40).
이 경우, 판단부(56)는 저역통과필터(54)를 통과한 전류를 통해 지락이 검출되는지를 판단하고(S50), 지락이 검출되면 고역통과필터(55)를 통해 통과한 신호를 감시(S70)하여 지락 발생 위치를 검출한다(S70).
이어 판단부(56)는 해당 지락에 따라 에너지저장장치의 교류측 보호를 위한 보호기기(10)에 접점신호를 입력하여 에너지저장장치의 교류측을 보호하기 위한 보호기기(10)가 동작한다(S80). 이 경우, GIS가 동작하거나, 직류측 차단기(12)와 배터리 차단기(13)가 동작될 수 있다.
한편, 에너지저장장치가 운전중인 것으로 판단되면, 판단부(56)는 스위치(60)를 직류측으로 절체(S20)하고, 저역통과필터(54)를 통고한 신호를 감시한다(S40).
이 경우, 판단부(56)는 저역통과필터(54)를 통과한 전류를 통해 지락이 검출되는지를 판단하고(S50), 지락이 검출되면 고역통과필터(55)를 통해 통과한 신호를 감시(S70)하여 지락 발생 위치를 검출하며(S70), 검출된 지락 발생 위치에 따라 보호 기기를 동작시킨다(S80).
즉, 지락 발생 위치가 교류측인 경우, 판단부(56)는 에너지저장장치의 교류측 보호를 위한 보호기기(10)에 접점신호를 입력하여 보호기기(10)가 에너지저장장치의 교류측을 보호하기 위한 보호 동작을 수행하도록 한다. 이 경우, GIS가 동작하거나 교류측 차단기(11)와 배터리 차단기(13)가 동작할 수 있다.
반면에, 지락 발생 위치가 직류측인 경우, 판단부(56)는 에너지저장장치의 직류측 보호를 위한 보호기기(10)에 접접신호를 입력하여 보호기기(10)가 에너지저장장치의 직류측을 보호하기 위한 보호 동작을 수행하도록 한다. 이 경우, 직류측 전력변화장치와 배터리 차단기(13)가 동작할 수 있다.
한편, 판단부(56)는 상기한 바와 같이 에너지저장장치에 지락이 검출되면 스위치(60)를 교류측으로 절체할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법은 에너지저장장치의 교류측과 직류측을 에너지저장장치 운전 여부에 따라 선택적으로 절체되어 교류측과 직류측에서 각각 발생된 지락으로부터 에너지저장장치를 보호한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법은 다수의 절연보호장치없이 에너지저장장치의 지락보호가 가능하고, 절연보호장치의 오작동율을 감소시킬 수 있다.
게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장장치 보호 장치 및 방법은 지락의 발생위치를 파악하여 적절한 보호동작을 수행할 수 있고, 통신정보를 통해 상위제어기의 보호기능과 연동이 가능하며, 병렬로 연결된 다수의 시스템 중 일부에서 발생한 내부지락일 경우 해당 시스템을 보호함으로써 시스템 운전 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 보호기기 11: 교류측 차단기
12: 직류측 차단기 13: 배터리 차단기
20: 필터부 30: 스위칭부
40: 배터리 50: 절연보호기
52: 펄스발생기 53: 저항
54: 저역통과필터 55: 고역통과필터
56: 판단부 60: 스위치

Claims (14)

  1. 에너지저장장치가 운전중인지 여부에 따라 상기 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체되는 스위치;
    상기 스위치로부터 입력되는 신호를 이용하여 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 절연보호기; 및
    상기 절연보호기로부터 출력된 접점신호에 따라 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 보호기기를 포함하고,
    상기 절연보호기는 상기 스위치로부터 입력되는 전류에 따라 저주파수를 생성하는 펄스생성기; 상기 펄스생성기로부터 입력된 신호를 필터링하는 저역통과필터; 상기 펄스생성기로부터 입력된 신호를 필터링하는 고역통과필터; 및 상기 저역통과필터를 통과한 신호를 통해 상기 에너지저장장치에 발생된 지락을 검출하고, 상기 에너지저장장치에 발생된 지락이 검출되면 상기 고역통과필터를 통과한 신호를 통해 지락이 발생된 지락 발생 위치를 검출하여 상기 지락 발생 위치에 따라 상기 보호기기에 상기 에너지저장장치의 절연보호를 위한 접점신호를 상기 보호기기에 입력하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 에너지저장장치가 운휴중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 교류측으로 절체하고, 상기 에너지저장장치가 운전중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 직류측으로 절체하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 지락 발생 위치를 상기 에너지저장장치의 교류측과 직류측 중 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 에너지저장장치의 교류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 GIS(Gas Insulated Switchgear)를 제어하거나, 직류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 에너지저장장치의 직류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 교류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 에너지저장장치에 지락이 검출되면 상기 스위치를 상기 교류측으로 절체하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 장치.
  8. 절연보호기가 에너지저장장치가 운전중인지 여부에 따라 스위치를 상기 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체하는 단계;
    상기 절연보호기가 상기 스위치로부터 입력되는 신호를 이용하여 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 단계; 및
    보호기기가 상기 절연보호기로부터 출력된 접점신호에 따라 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 단계에서, 판단부는 상기 스위치로부터 입력되는 전류에 따라 생성된 저주파수를 저역통과필터와 고역통과필터로 각각 필터링하고, 상기 저역통과필터를 통과한 신호를 통해 상기 에너지저장장치에 발생된 지락을 검출하며, 상기 에너지저장장치에 지락이 검출되면 상기 고역통과필터를 통과한 신호를 통해 지락이 발생된 지락 발생 위치를 검출한 후, 상기 지락 발생 위치에 따라 상기 보호기기에 상기 에너지저장장치의 절연보호를 위한 접점신호를 상기 보호기기에 입력하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 에너지저장장치의 교류측 및 직류측 중 어느 하나로 절체하는 단계에서,
    상기 판단부는 상기 에너지저장장치가 운휴중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 교류측으로 절체하고, 상기 에너지저장장치가 운전중일 경우에는 상기 스위치를 상기 에너지저장장치의 직류측으로 절체하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 지락을 검출하여 접점신호를 출력하는 단계에서,
    상기 판단부는 상기 지락 발생 위치를 상기 에너지저장장치의 교류측과 직류측 중 어느 하나로 판단하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 단계에서,
    상기 판단부는 상기 에너지저장장치의 교류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 GIS(Gas Insulated Switchgear)를 제어하거나, 직류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 에너지저장장치에 대한 절연보호를 수행하는 단계에서,
    상기 판단부는 상기 에너지저장장치의 직류측에 지락이 발생한 경우에는 상기 접점신호를 통해 교류측 차단기와 배터리 차단기를 동작시키는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 방법.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 에너지저장장치에 지락이 검출되면 상기 스위치를 상기 교류측으로 절체하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치 보호 방법.
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