KR102638522B1 - 변전소의 정전 예방 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 154㎸급 변전소의 보호배전반 배전함 내에서 이상 고온 조짐이 발생 시 해당 배전함 내 보호배전반 중 어느 보호배전반에서 이상 과열 현상이 발생 중인지 사전 확인 절차를 거친 후 해당 정보가 포함되는 상태의 보호배전반 점검신호가 생성되어 관리자에게 통보되게 함으로써, 해당 보호배전반 배전함 내의 보호배전반 오작동에 따른 해당 154㎸급 변전소의 정전 발생 위험성이 현저히 감소될 수 있도록 하는 변전소의 정전 예방 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 변전소의 정전 예방 시스템은 154㎸급 변전소의 보호배전반들이 각각의 독립적인 수납공간으로 분리 수납될 수 있는 형태를 갖는 배전함 본체 및 이러한 배전함 본체에 대한 배전함 공간 분할 구동부 그리고 센싱부, 제어부 및 저장부를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 변전 기술 분야 중 변전소의 정전 예방 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 154㎸급 변전소의 보호배전반 배전함 내에서 이상 고온 조짐이 발생 시 해당 배전함 내 보호배전반 중 어느 보호배전반에서 이상 과열 현상이 발생 중인지 사전 확인 절차를 거친 후 해당 정보가 포함되는 상태의 보호배전반 점검신호가 생성되어 관리자에게 통보되게 함으로써, 해당 보호배전반 배전함 내의 보호배전반 오작동에 따른 해당 154㎸급 변전소의 정전 발생 위험성이 현저히 감소될 수 있도록 하는 변전소의 정전 예방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 변전소에는 보호배전반이 설치되어 변전기기들을 감시하고 제어하며, 이러한 보호배전반을 통해서 변전소 내의 주요 장비들이 전원을 안정적으로 공급받게 되는 동시에 변전소 관리자는 전력공급 상태를 보호배전반에 설치된 계측기들의 계측 데이터들을 통해 원격 확인할 수 있다. 또한, 보호배전반은 써지(Surge), 과전압 또는 과전류 등의 이상 상태 발생 시 공급 전력을 차단시켜 보호배전반에 연결된 각종 전력설비들의 파손을 방지하게 된다.
154㎸급 변전소에 설치되는 보호배전반으로는 변전소 내에서의 그 보호대상에 따라 송전선로 보호반, 주변압기 보호반, 모선 보호반, 차단기 동작실패 보호반 등으로 구분된다. 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 여러 보호배전반(1)들은 통상 배전함(2) 내에 설치된다.
상기 주변압기 보호반을 예로 더 설명하면, 주변압기 보호반은 주변압기에 대한 감시, 제어 및 보호를 위하여 과전류, 과전압, 부족전류, 부족전압, 지락 등을 검출해 내는 각종 계전기들 및 전류, 전압, 전력, 주파수, 위상 등을 측정하는 각종 계측기들 그리고 개폐기 등을 위한 전원 및 제어용 전선을 포함하여 구성된다.
그리고 이러한 주변압기 보호반 및 상술한 여러 보호배전반들은 전력수급규모와 안전성에 대한 요구가 증대됨에 따라 점차 복잡, 대형화되는 추세이다.
한편 154kV 변전소는 발전소 또는 타 변전소로부터 154kV 송전선로를 통해 전력을 공급받아 주변압기를 이용하여 23kV로 변압하고, 변압된 전력을 23kV 모선을 통해 23kV 선로 등으로 공급하는 기능을 한다.
그리고 154㎸급 변전소는 최근 들어 가스절연 개폐장치(GIS : Gas Insulated Switchgear)를 갖는 옥내변전소의 형태로 설치되는 추세이며, 상기 GIS는 차단기, 단로기 등의 개폐설비와 변성기, 피뢰기, 주회로 모선 등을 금속제 탱크 내에 일괄 수납한 개폐설비이다. 이때, 금속제 탱크 내부에는 절연성능과 소호능력이 뛰어난 SF6(육불화황) 가스 및 압축공기를 절연매체로 하여 충진 밀봉한다.
그러나 상술한 바와 같이 154㎸급 변전소의 보호배전반들은 배전함 내에 수납 설치됨에 따라, 해당 배전함 내부의 온도 상승으로 인해 특정 보호배전반이 오작동을 할 위험이 있고, 이러한 보호배전반의 오작동에 따라 해당 154㎸급 변전소의 정전 사태가 발생할 수 있는 것이었다. 그리고 이러한 배전함 내부의 온도 상승이 해당 배전함 주변의 온도 상승 등 외부적인 요인에 따른 것인지, 아니면 해당 배전함에 수납된 보호배전반 중 적어도 하나의 이상에 기인하는 내부적인 요인에 따른 것인지 명확하게 구분되면서 관리자에게 전달될 필요성이 있다.
다시 말해 154㎸급 변전소의 관리자가 해당 154㎸급 변전소의 배전함 내 온도 상승에 기인한 보호배전반들의 오작동 위험성을 초기에 파악하되, 해당 오작동 위험성이 유발된 이유가 배전함 외부의 기온 상승 등에 따른 것인지, 아니면 배전함 내 보호배전반의 이상 징후에 따른 것인지 보다 명확한 동시에 신속하게 파악 후 이를 기반으로 신속하게 효율적인 조치를 취할 수 있도록 할 필요성이 있다.
본 발명의 실시 예는 154㎸급 변전소의 보호배전반들이 수납 설치되는 보호배전반 배전함의 내부 온도가 해당 배전함의 내외부 온도를 기반으로 사전 설정되는 정상적인 온도 범위를 벗어나는 징후가 발생 시, 해당 사실에 따른 보호배전반 점검신호가 자동 생성되어 해당 154㎸급 변전소의 관리자에게 통보되도록 하되, 해당 배전함 내 보호배전반 중 어느 보호배전반에서 이상 과열 현상이 발생 중인지 사전 확인 절차를 거친 후 해당 정보가 포함되는 상태로 보호배전반 점검신호를 생성하여 관리자에게 통보될 수 있도록 하는 변전소의 정전 예방 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 154㎸급 변전소의 보호배전반 배전함 내에서 이상 고온 조짐이 발생 시 이를 초기에 발견 후 보다 정확한 점검에 따른 보다 효율적이고 신속한 보수 작업이 진행될 수 있음에 따라, 해당 보호배전반 배전함 내의 보호배전반 오작동에 따른 해당 154㎸급 변전소의 정전 발생 위험성이 현저히 감소될 수 있도록 하는 변전소의 정전 예방 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템은, 154㎸급 변전소의 보호배전반들 설치용의 상부 함체 및 상기 상부 함체에 비해 2배 이상의 높이로 형성되어 상기 상부 함체의 하부에 결합되는 하부 함체를 포함하며, 상기 상·하부 함체를 분리하는 수평 격벽에는 상기 상부 함체의 내부 공간을 상기 보호배전반들인 송전선로 보호반, 주변압기 보호반, 모선 보호반 및 차단기 동작실패 보호반 각각의 독립적인 수납공간(이하 “보호반 수납공간”이라 함)으로 분할하는 용도에 사용되기 위한 세 개의 벽체 승강홀이 형성되는 배전함 본체와, 상기 하부 함체의 내부에 설치되며, 상기 벽체 승강홀별 제공되어 최대 높이 상승 시 상단이 상기 상부 함체의 천장에 접하면서 상기 보호반 수납공간들을 형성시키는 세 개의 분리 벽체 및 상기 분리 벽체들에 승강 동력을 제공하는 승강동력발생부를 포함하는 배전함 공간 분할 구동부와, 상기 상부 함체의 내외부 온도 및 상기 보호반 수납공간별 온도를 감지하는 센싱부와, 상기 배전함 본체에 설치되며, 상기 센싱부에서 감지되는 상기 상부 함체의 내외부 온도를 기반으로 상기 승강동력발생부의 작동을 제어하고, 상기 센싱부에서 감지되는 상기 보호반 수납공간들의 온도를 기반으로 보호배전반 점검신호를 생성하여 상기 154㎸급 변전소의 관리자에 통보하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한 상기 센싱부는, 상기 상부 함체에 상기 상부 함체의 외면과 이격되는 상태로 설치되어 상기 상부 함체와 인접한 주변 온도를 감지하는 배전함 외부 온도센서와, 상기 상부 함체의 내면에 설치되어 상기 상부 함체의 내부 온도를 감지하는 배전함 내부 온도센서와, 상기 보호반 수납공간별 설치되어 해당 보호반 수납공간의 온도를 감지하는 네 개의 보호반 수납공간 온도센서를 포함하되, 상기 보호반 수납공간 온도센서들 중 세 개는 상기 분리 벽체별 설치되는 동시에 해당 분리벽체의 동일 방향 일면에 매입 설치되고, 나머지 한 개는 상기 동일 방향과 반대되는 방향의 상기 상부 함체 내면에 설치되는 것일 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템은, 상기 배전함 본체에 설치되고 상기 송전선로 보호반, 주변압기 보호반, 모선 보호반 및 차단기 동작실패 보호반이 각각 정상적인 작동상태인 것을 전제로 하는 동시에 상기 배전함 외부 온도센서의 감지 온도를 기준으로 하는 상기 보호반 수납공간별 안전작동온도가 상기 배전함 외부 온도센서의 감지 온도 값들에 따라 단계적으로 구분되도록 사전 설정되어 저장되는 저장부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 배전함 외부 온도센서의 감지 온도 및 상기 배전함 내부 온도센서의 감지 온도 간 차이를 기준으로 상기 승강동력발생부의 상기 분리 벽체들에 대한 상승 작동 제어를 위한 기준온도범위가 사전 설정되고, 사전 설정된 보호배전반 감시주기를 기준으로 상기 보호배전반 감시주기마다 상기 배전함 외부 온도센서의 감지 온도 및 상기 배전함 내부 온도센서의 감지 온도 간 차이를 계산 후 계산된 차이 값 및 상기 기준온도범위를 비교하여 상기 차이 값이 상기 기준온도범위를 벗어나는 경우 상기 상부 함체 내 보호배전반의 이상 과열 현상으로 판단함과 동시에 상기 승강동력발생부를 상기 분리 벽체들이 상승되는 상태로 작동 제어하고, 상기 분리 벽체들의 상승 완료에 따라 형성되는 상기 보호반 수납공간들의 온도 감지를 위해 상기 보호반 수납공간 온도센서들을 휴면 상태에서 활성화 상태로 전환시킨 다음, 상기 보호반 수납공간 온도센서별 전송되는 감지 온도 및 상기 저장부의 안전작동온도를 비교하여 상기 보호반 수납공간 온도센서의 감지 온도가 상기 저장부의 안전작동온도 중 해당 안전작동온도를 초과하는 보호반 수납공간이 발생 시 해당 보호반 수납공간 내 보호배전반을 대상으로 하는 상기 보호배전반 점검신호를 생성하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 154㎸급 변전소의 보호배전반들이 수납 설치되는 보호배전반 배전함의 내부 온도가 해당 배전함의 내외부 온도를 기반으로 사전 설정되는 정상적인 온도 범위를 벗어나는 징후가 발생 시, 해당 사실에 따른 보호배전반 점검신호가 자동 생성되어 해당 154㎸급 변전소의 관리자에게 통보되고, 이때 해당 배전함 내 보호배전반 중 어느 보호배전반에서 이상 과열 현상이 발생 중인지 사전 확인 절차를 거친 후 해당 정보가 포함되는 상태로 보호배전반 점검신호가 생성하여 관리자에게 통보될 수 있게 된다.
또한, 상술한 일련의 과정에 따라 154㎸급 변전소의 보호배전반 배전함 내에서 이상 고온 조짐이 발생 시 이를 초기에 발견 후 보다 정확한 점검에 따른 보다 효율적이고 신속한 보수 작업이 진행될 수 있고, 따라서 해당 보호배전반 배전함 내의 보호배전반 오작동에 따른 해당 154㎸급 변전소의 정전 발생 위험성이 현저히 감소될 수 있게 된다.
도 1은 154㎸급 변전소에서 기존 보호배전반 및 그 배전함의 설치 상태를 예시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템을 예시한 블록 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템을 배전함 본체를 중심으로 예시한 도면
도 4는 도 3에서 배전함 공간 분할 구동부의 작동에 따라 배전함 내 보호배전반들이 각각의 독립된 수납공간 내로 구분되어 수납된 상태를 예시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템에서 일부 추가 구성을 예시한 도면
도 6은 도 5에 따른 추가 구성에서 전기적 구성들을 예시한 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템을 예시한 블록 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템을 배전함 본체를 중심으로 예시한 도면
도 4는 도 3에서 배전함 공간 분할 구동부의 작동에 따라 배전함 내 보호배전반들이 각각의 독립된 수납공간 내로 구분되어 수납된 상태를 예시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템에서 일부 추가 구성을 예시한 도면
도 6은 도 5에 따른 추가 구성에서 전기적 구성들을 예시한 블록 구성도
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, ＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템을 예시한 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템을 배전함 본체를 중심으로 예시한 도면이며, 도 4는 도 3에서 배전함 공간 분할 구동부의 작동에 따라 배전함 내 보호배전반들이 각각의 독립된 수납공간 내로 구분되어 수납된 상태를 예시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템은 배전함 본체(100), 배전함 공간 분할 구동부(200), 센싱부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템은 저장부(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
배전함 본체(100)는 154㎸급 변전소의 보호배전반들 설치용의 상부 함체(110) 및 이러한 상부 함체(110)에 비해 2배 이상의 높이로 형성되어 상부 함체(110)의 하부에 결합되는 하부 함체(120)를 포함하여 이루어진다. 그리고 이러한 배전함 본체(100)의 상·하부 함체(110,120)를 분리하는 수평 격벽(130)에는 상부 함체(110)의 내부 공간을 상기 보호배전반들인 송전선로 보호반(10), 주변압기 보호반(20), 모선 보호반(30) 및 차단기 동작실패 보호반(40) 각각의 독립적인 수납공간(111, 이하 “보호반 수납공간”이라 함)으로 분할하는 용도에 사용되기 위한 세 개의 벽체 승강홀(131)이 형성된다.
배전함 공간 분할 구동부(200)는 하부 함체(120)의 내부에 설치되며, 이러한 배전함 공간 분할 구동부(200)는 벽체 승강홀(131)별 제공되어 최대 높이 상승 시 상단이 상부 함체(110)의 천장에 접하면서 상기 보호반 수납공간(111)들을 형성시키는 세 개의 분리 벽체(210)와, 이러한 분리 벽체(210)들에 승강 동력을 제공하는 승강동력발생부(220)를 포함하여 구성된다. 그리고 본 실시 예에서는 승강동력발생부(220)가 작동로드(221)를 수직 방향으로 이동시키는 솔레노이드 액츄에이터 내지 유압실린더인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
센싱부(300)는 상부 함체(110)의 내외부 온도 및 보호반 수납공간(111)별 온도를 감지하는 기능을 수행한다.
그리고 이러한 센싱부(300)는 배전함 외부 온도센서(310), 배전함 내부 온도센서(320) 및 보호반 수납공간 온도센서(330)를 포함하여 구성된다.
배전함 외부 온도센서(310)는 상부함체(110)에 상부함체(110)의 외면과 이격되는 상태로 설치되어 상부함체(110)와 인접한 주변 온도를 감지하는 기능을 수행한다.
배전함 내부 온도센서(320)는 상부 함체(110)의 내면에 설치되어 상부 함체(110)의 내부 온도를 감지하는 기능을 수행한다.
보호반 수납공간 온도센서(330)는 보호반 수납공간(111)별 설치되어 해당 보호반 수납공간(111)의 온도를 감지하는 기능을 수행한다. 다시 말해 보호반 수납공간 온도센서(330)는 보호반 수납공간(111)별 설치되는 네 개의 구성이다. 또한, 보호반 수납공간 온도센서(330)들 중 세 개는 분리 벽체(210)별 설치되는 동시에 해당 분리벽체(210)의 동일 방향 일면에 매입 설치되고, 나머지 한 개는 상기 동일 방향과 반대되는 방향의 상부 함체(110) 내면에 설치되는 것일 수 있다.
저장부(500)는 배전함 본체(100)에 설치되며, 송전선로 보호반(10), 주변압기 보호반(20), 모선 보호반(30), 차단기 동작실패 보호반(40)이 각각 정상적인 작동상태인 것을 전제로 하는 동시에 배전함 외부 온도센서(310)의 감지 온도를 기준으로 하는 보호반 수납공간(111)별 안전작동온도가 배전함 외부 온도센서(310)의 감지 온도 값들에 따라 단계적으로 구분되도록 사전 설정되어 저장된다.
제어부(400)는 배전함 본체(100)에 설치되며, 이러한 제어부(400)는 센싱부(300)에서 감지되는 상부 함체(110)의 내외부 온도를 기반으로 배전함 공간 분할 구동부(200)의 승강동력발생부(220) 작동을 제어하고, 센싱부(300)에서 감지되는 보호반 수납공간(111)들의 온도를 기반으로 보호배전반 점검신호를 생성하여 상기 154㎸급 변전소의 관리자에 통보한다. 즉, 제어부(400)는 생성한 상기 보호배전반 점검신호를 상기 154㎸급 변전소의 관리실 서버(600) 및 상기 154㎸급 변전소의 관리자가 휴대한 스마트 모바일 디바이스(700) 중 적어도 하나에 전송한다.
제어부(400)의 제어 기능에 대해 더 구체적으로 설명하면, 제어부(400)는 배전함 외부 온도센서(310)의 감지온도 및 배전함 내부 온도센서(320)의 감지온도 간 차이를 기준으로 승강동력발생부(220)의 분리 벽체(210)들에 대한 상승 작동제어를 위한 기준온도범위가 사전 설정된다. 그리고 제어부(400)는 사전 설정된 보호배전반 감시주기를 기준으로 상기 보호배전반 감시주기마다 배전함 외부 온도센서(310)의 감지온도 및 배전함 내부 온도센서(320)의 감지온도 간 차이를 계산 후 계산된 차이 값과 기준온도범위를 비교하여 차이 값이 기준온도범위를 벗어나는 경우 상부 함체 내 보호배전반의 이상 과열 현상으로 판단함과 동시에 승강동력발생부(220)를 분리 벽체(210)들이 상승되는 상태로 작동 제어한다.
또한, 제어부(400)는 분리 벽체(210)들의 상승 완료에 따라 형성되는 보호반 수납공간(111)들의 온도 감지를 위해 보호반 수납공간 온도센서(330)들을 휴면 상태에서 활성화 상태로 전환시킨 다음, 보호반 수납공간 온도센서(330)별 전송되는 감지 온도 및 저장부(500)의 상기 안전작동온도를 비교하여 보호반 수납공간 온도센서(330)의 감지 온도가 저장부(500)의 상기 안전작동온도 중 해당 안전작동온도를 초과하는 보호반 수납공간(111)이 발생 시 해당 보호반 수납공간(111) 내 보호배전반을 대상으로 하는 보호배전반 점검신호를 생성한다.
상술한 구성에 의해서, 154㎸급 변전소의 보호배전반들이 수납 설치되는 보호배전반 배전함의 내부 온도가 해당 배전함의 내외부 온도를 기반으로 사전 설정되는 정상적인 온도 범위를 벗어나는 징후가 발생 시, 해당 사실에 따른 보호배전반 점검신호가 자동 생성되어 해당 154㎸급 변전소의 관리자에게 통보되도록 하되, 해당 배전함 내 보호배전반 중 어느 보호배전반에서 이상 과열 현상이 발생 중인지 사전 확인 절차를 거친 후 해당 정보가 포함되는 상태로 상기 보호배전반 점검신호를 생성하여 관리자에게 통보할 수 있게 된다.
그리고 이러한 일련의 과정을 통해 154㎸급 변전소의 보호배전반 배전함 내에서 이상 고온 조짐이 발생 시 이를 초기에 발견 후 보다 정확한 점검에 따른 보다 효율적이고 신속한 보수 작업을 진행할 수 있음에 따라, 해당 보호배전반 배전함 내의 보호배전반 오작동에 따른 해당 154㎸급 변전소의 정전 발생 위험성이 현저히 감소하게 된다.
다음은 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템에 일부 구성이 추가된 예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템에서 일부 추가 구성을 예시한 도면이고, 도 6은 도 5에 따른 추가 구성에서 전기적 구성들을 예시한 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템은 해당 154㎸ 옥내변전소의 가스절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear:GIS, 이하 “GIS”라 함)에서의 SF6 가스 누설이 주기적으로 자동 감시되는 동시에 SF6 가스의 누설이 발생 시 이에 대한 신속한 확인 및 조치가 가능케 함으로써, 해당 GIS 내 SF6 가스 누설에 따른 절연 파괴로 인해 해당 154㎸ 옥내변전소에 정전이 발생할 위험을 현저히 감소시키는 기술로서 이하의 구성들을 포함한다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변전소의 정전 예방 시스템은 GIS실 구조물(810), GIS 커넥터 유닛(820), 제1 연결관(830), 제2 연결관(840) 및 GIS 가스 누설 감시부(850)를 포함하여 구성된다.
GIS실 구조물(810)은 154㎸ 옥내변전소의 154㎸ GIS가 설치되는 제1 GIS실(811), 22.9㎸ GIS가 설치되는 제2 GIS실(812) 및 제1 GIS실(811)과 제2 GIS실(812)을 분리하는 GIS실 분리벽(813)을 포함하여 구성된다. 부연 설명하면, GIS실 구조물(810)은 154㎸ 옥내변전소의 한 층에 설치되며, 제1 GIS실(811)과 제2 GIS실(812)은 GIS실 분리벽(813)을 통해 분리된 상태로 같은 층에 설치된다.
GIS 커넥터 유닛(820)은 GIS실 구조물(810)의 GIS실 분리벽(813)에 설치되며, 이러한 GIS 커넥터 유닛(820)은 154㎸ GIS 및 22.9㎸ GIS의 연결에 사용되는 덕트형의 구성이다.
제1 연결관(830)은 154㎸ GIS의 내부 및 GIS 커넥터 유닛(820)의 내부가 통하도록 길이 방향의 일단이 154㎸ GIS에 연결되는 동시에 길이 방향의 타단이 GIS 커넥터 유닛(820)에 연결된다.
제2 연결관(840)은 22.9㎸ GIS의 내부 및 GIS 커넥터 유닛(820)의 내부가 통하도록 길이 방향의 일단이 22.9㎸ GIS에 연결되는 동시에 길이 방향의 타단이 GIS 커넥터 유닛(820)에 연결된다.
GIS 가스 누설 감시부(850)는 GIS 커넥터 유닛(820)에 설치되며, 이러한 GIS 가스 누설 감시부(850) 154㎸ GIS 및 22.9㎸ GIS 중 어느 하나의 SF6 가스 누설에 따른 GIS 커넥터 유닛(820) 내에서의 유체 흐름 감지를 통해 154㎸ GIS 및 22.9㎸ GIS에 대한 SF6 가스 누설 감시를 수행한다.
그리고 이러한 GIS 가스 누설 감시부(850)는 유체 속도/방향 감지센서(851) 및 제어모듈(852)을 포함하여 구성된다.
유체 속도/방향 감지센서(851)는 GIS 커넥터 유닛(820)의 내부에 설치되며, 사전 설정된 감시주기에 따라 GIS 커넥터 유닛(820)의 내부를 통과하는 유체의 속도와 방향을 주기적으로 측정하는 동시에 감시주기마다 측정된 측정 값을 실시간으로 수신 대상에 전송하는 기능을 수행한다.
제어모듈(852)은 GIS 커넥터 유닛(820)의 외부에 설치되며, 이러한 제어모듈(852)은 154㎸ GIS, 22.9㎸ GIS, GIS 커넥터 유닛(820), 제1 연결관(830) 및 제2 연결관(840)의 최초 설치 시 유체 속도/방향 감지센서(851)의 측정 값(이하 “감시 기준 속도/방향 값”이라 함)이 사전 저장되고, 유체 속도/방향 감지센서(851)로부터 실시간 전송되는 측정 값 및 상기 감시 기준 속도/방향 값의 비교를 통해 154㎸ GIS 또는 22.9㎸ GIS에서의 SF6 가스 누설 여부를 판단한다. 그리고 제어모듈(852)은 154㎸ GIS 또는 22.9㎸ GIS로부터 SF6 가스의 누설이 발생한 것으로 판단 시 제어신호 및 변전소 위험 통보신호를 각각 생성 후 생성된 상기 제어신호 및 변전소 위험 통보신호를 각각의 수신 대상에 전송한다. 부연 설명하면, 제어모듈(852)은 상기 제어신호를 제1 GIS실(811) 또는 제2 GIS실(812)에 전송하고, 상기 변전소 위험 통보신호를 관리실 서버(600) 및 스마트 모바일 디바이스(700) 중 적어도 하나에 전송한다.
그리고 제1 GIS실(811) 및 제2 GIS실(812)은 각각 제어모듈(852)의 상기 제어신호에 따라 외부로부터 완전 밀폐될 수 있는 형태를 가진다. 그리고 제1 GIS실(811) 및 제2 GIS실(812)이 제어모듈(852)로부터 상기 제어신호를 수신함에 따라 외부로부터 완전 밀폐되는 구성은 공지된 기술을 통해 다양한 형태로 구현될 수 있는바, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략한다.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 송전선로 보호반 20 : 주변압기 보호반
30 : 모선 보호반 40 : 차단기 동작실패 보호반
100 : 배전함 본체 110 : 상부 함체
111 : 보호반 수납공간 120 : 하부 함체
130 : 수평 격벽 131 : 벽체 승강홀
200 : 배전함 공간 분할 구동부 210 : 분리 벽체
220 : 승강동력발생부 221 : 작동로드
300 : 센싱부 310 : 배전함 외부 온도센서
320 : 배전함 내부 온도센서 330 : 보호반 수납공간 온도센서
400 : 제어부 500 : 저장부
600 : 관리실 서버 700 : 스마트 모바일 디바이스
810 : GIS실 구조물 811 : 제1 GIS실
812 : 제2 GIS실 813 : GIS실 분리벽
820 : GIS 커넥터 유닛 830 : 제1 연결관
840 : 제2 연결관 850 : GIS 가스 누설 감시부
851 : 유체 속도/방향 감지센서 852 : 제어모듈
30 : 모선 보호반 40 : 차단기 동작실패 보호반
100 : 배전함 본체 110 : 상부 함체
111 : 보호반 수납공간 120 : 하부 함체
130 : 수평 격벽 131 : 벽체 승강홀
200 : 배전함 공간 분할 구동부 210 : 분리 벽체
220 : 승강동력발생부 221 : 작동로드
300 : 센싱부 310 : 배전함 외부 온도센서
320 : 배전함 내부 온도센서 330 : 보호반 수납공간 온도센서
400 : 제어부 500 : 저장부
600 : 관리실 서버 700 : 스마트 모바일 디바이스
810 : GIS실 구조물 811 : 제1 GIS실
812 : 제2 GIS실 813 : GIS실 분리벽
820 : GIS 커넥터 유닛 830 : 제1 연결관
840 : 제2 연결관 850 : GIS 가스 누설 감시부
851 : 유체 속도/방향 감지센서 852 : 제어모듈
Claims (2)
- 삭제
- 154㎸급 변전소의 보호배전반들 설치용의 상부 함체(110) 및 상기 상부 함체(110)에 비해 2배 이상의 높이로 형성되어 상기 상부 함체(110)의 하부에 결합되는 하부 함체(120)를 포함하며, 상기 상·하부 함체(110,120)를 분리하는 수평 격벽(130)에는 상기 상부 함체(110)의 내부 공간을 상기 보호배전반들인 송전선로 보호반(10), 주변압기 보호반(20), 모선 보호반(30) 및 차단기 동작실패 보호반(40) 각각의 독립적인 수납공간(111, 이하 “보호반 수납공간”이라 함)으로 분할하는 용도에 사용되기 위한 세 개의 벽체 승강홀(131)이 형성되는 배전함 본체(100):
상기 하부 함체(120)의 내부에 설치되며, 상기 벽체 승강홀(131)별 제공되어 최대 높이 상승 시 상단이 상기 상부 함체(110)의 천장에 접하면서 상기 보호반 수납공간들을 형성시키는 세 개의 분리 벽체(210) 및 상기 분리 벽체(210)들에 승강 동력을 제공하는 승강동력발생부(220)를 포함하는 배전함 공간 분할 구동부(200):
상기 상부 함체(110)의 내외부 온도 및 상기 보호반 수납공간(111)별 온도를 감지하는 센싱부(300): 및
상기 배전함 본체(100)에 설치되며, 상기 센싱부(300)에서 감지되는 상기 상부 함체(110)의 내외부 온도를 기반으로 상기 승강동력발생부(220)의 작동을 제어하고, 상기 센싱부(300)에서 감지되는 상기 보호반 수납공간(111)들의 온도를 기반으로 보호배전반 점검신호를 생성하여 상기 154㎸급 변전소의 관리자에 통보하는 제어부(400)를 포함하는 변전소의 정전 예방 시스템에 있어서,
상기 센싱부(300)는, 상기 상부 함체(110)에 상기 상부 함체(110)의 외면과 이격되는 상태로 설치되어 상기 상부 함체(110)와 인접한 주변 온도를 감지하는 배전함 외부 온도센서(310)와; 상기 상부 함체(110)의 내면에 설치되어 상기 상부 함체(110)의 내부 온도를 감지하는 배전함 내부 온도센서(320)와; 상기 보호반 수납공간(111)별 설치되어 해당 보호반 수납공간(111)의 온도를 감지하는 네 개의 보호반 수납공간 온도센서(330)를 포함하되, 상기 보호반 수납공간 온도센서(330)들 중 세 개는 상기 분리 벽체(210)별 설치되는 동시에 해당 분리벽체(210)의 동일 방향 일면에 매입 설치되고, 나머지 한 개는 상기 동일 방향과 반대되는 방향의 상기 상부 함체(110) 내면에 설치되며,
상기 배전함 본체(100)에 설치되고, 상기 송전선로 보호반(10), 주변압기 보호반(20), 모선 보호반(30) 및 차단기 동작실패 보호반(40)이 각각 정상적인 작동상태인 것을 전제로 하는 동시에 상기 배전함 외부 온도센서(310)의 감지 온도를 기준으로 하는 상기 보호반 수납공간(111)별 안전작동온도가 상기 배전함 외부 온도센서(310)의 감지 온도 값들에 따라 단계적으로 구분되도록 사전 설정되어 저장되는 저장부(500)를 더 포함하며,
상기 제어부(400)는 상기 배전함 외부 온도센서(310)의 감지 온도 및 상기 배전함 내부 온도센서(320)의 감지 온도 간 차이를 기준으로 상기 승강동력발생부(220)의 상기 분리 벽체(210)들에 대한 상승 작동 제어를 위한 기준온도범위가 사전 설정되고, 사전 설정된 보호배전반 감시주기를 기준으로 상기 보호배전반 감시주기마다 상기 배전함 외부 온도센서(310)의 감지 온도 및 상기 배전함 내부 온도센서(320)의 감지 온도 간 차이를 계산 후 계산된 차이 값 및 상기 기준온도범위를 비교하여 상기 차이 값이 상기 기준온도범위를 벗어나는 경우 상기 상부 함체 내 보호배전반의 이상 과열 현상으로 판단함과 동시에 상기 승강동력발생부(220)를 상기 분리 벽체(210)들이 상승되는 상태로 작동 제어하고, 상기 분리 벽체(210)들의 상승 완료에 따라 형성되는 상기 보호반 수납공간(111)들의 온도 감지를 위해 상기 보호반 수납공간 온도센서(330)들을 휴면 상태에서 활성화 상태로 전환시킨 다음, 상기 보호반 수납공간 온도센서(330)별 전송되는 감지 온도 및 상기 저장부(500)의 안전작동온도를 비교하여 상기 보호반 수납공간 온도센서(330)의 감지 온도가 상기 저장부(500)의 안전작동온도 중 해당 안전작동온도를 초과하는 보호반 수납공간(111)이 발생 시 해당 보호반 수납공간(111) 내 보호배전반을 대상으로 하는 상기 보호배전반 점검신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 변전소의 정전 예방 시스템.
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| KR1020230077506A KR102638522B1 (ko) | 2023-06-16 | 2023-06-16 | 변전소의 정전 예방 시스템 |
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| KR1020230077506A KR102638522B1 (ko) | 2023-06-16 | 2023-06-16 | 변전소의 정전 예방 시스템 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20200012573A (ko) | 2018-07-27 | 2020-02-05 | 한국전력공사 | 변전소 정전 방지 장치 |
| KR102177564B1 (ko) | 2020-05-21 | 2020-11-11 | 윤은수 | 154kv 이상급 변전소에 구비되는 변전소 정전 방지장치 |
| KR102237095B1 (ko) * | 2020-08-14 | 2021-04-08 | 주식회사 천일엠이씨 | 내진 설계가 강화된 공동주택 실내 전기의 배전반 시스템 |
| KR102436651B1 (ko) * | 2022-02-21 | 2022-08-26 | 주식회사 네오콘스 | 전기 화재 초기 소화 기능과 절연상태 감시가 가능한 배전반(고압반, 저압반, 전동기제어반, 분전반) |
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- 2023-06-16 KR KR1020230077506A patent/KR102638522B1/ko active IP Right Grant
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