KR102672124B1 - 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
절연 열화 측정 장비를 활용하지 않으면서도 정확한 차전압 측정이 가능한 과전압 계전기가 개시된다. 상기 과전압 계전기는, 다수의 직렬 리액터, 다수의 상기 직렬 리액터와 각각 직렬 연결되며, 다수의 상전압을 입력받아 다수의 상기 상전압에 대한 각각의 전단 전압 및 후단 전압을 생성하는 다수의 전력용 콘덴서 블럭, 및 다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭과 연결되며, 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 모니터링하여 생성되는 모니터링 정보를 출력하는 과전압 계전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전력용 콘덴서 내부소자의 보호 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고장 위치를 파악할 수 있는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 이러한 전압 차동 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법에 대한 것이다.
전력용 콘덴서(Static-Condenser)는 중부하시 계통에 병입하여 역율을 개선함으로써 전압을 보상하거나 송전용량의 증대를 도모할 목적으로 사용되고 있다. 또한, 전력계통의 22.9kV 모선이나 154kV 모선에 설치하여 운전하고 있다.
일반적으로, 전력용 콘덴서는 일반적으로 콘덴서 유닛(Unit)과 직렬 리액터, 방전코일로 구성된다. 여기서, 직렬 리액터는 외부로부터 유입하는 고조파 성분을 억제하는 역할을 한다. 방전코일은 전력용 콘덴서가 계통으로부터 분리된 후 전력용 콘덴서에 충전되어 있는 잔류전하는 감전의 위험이 있고, 재투입시 과도현상(과전압)을 유발하기 때문에 방전코일 설치를 통해 방전하는 역할을 한다. 예를 들면, 콘덴서 용량(kVA)에 대해 개방 후 5분이내에 전류 전하를 50[V] 이하로 방전한다.
특히, 전력용 콘덴서 내부소자의 보호에는 전압차동 과전압 계전기를 사용하며, 전압차동 과전압 계전기의 전압은 방전코일의 저압측 전압을 이용한다.
그런데, 이러한 전압차동 과전압 계전기의 한시동작으로 55V 정도의 불평형 전압(차전압)이 발생하면 동작하며, 작은 차전압도 오동작의 우려가 있다.
발생원인의 대부분이 전력용 콘덴서 불량으로 동작하며, 이 경우에는 셀(Cell)의 정전용량 측정을 통해 불량설비를 찾을 수 있다. 일부 방전코일의 불량으로 인해 동작하는 경우가 있는데, 이 경우 전압비 시험을 통해 쉽게 찾을 수 있기도 하다.
그러나, 원인규명 중 Cell에는 이상이 없고, 방전코일의 지락 또는 단선 등의 내부 중대고장이 아닌 경우에는 일반전압(220V, 380V)으로 전압비 시험시 측정상 오차가 있어 정확한 차전압 측정이 불가능하며 원인 규명에 어려움이 있다.
이 경우 절연 열화 측정장비를 활용하여, 방전코일 고압측에 6600V를 인가하여 방전코일의 차전압 발생원인을 분석하고 있다. 그러나, 불량(고장) 설비에 시험장비 사용시 고가의 시험장비 소손 및/또는 안전사고 발생 등의 문제가 있을 수 있다. 일반적으로 방전코일 고압측 회로전압은 6600V이고, 저압측 전압은 110V × 2이다.
현재 적용하고 있는 전압차동 과전압 계전기는 동작시 순시(한시) 동작 및 상(A, B, C)만을 표시하며, 고장위치(전단 및 후단)를 표시할 수 없어, 전력용 콘덴서(약 6대) 및 방전코일(약 2대)의 전량 점검에 따른 보수비용이 과다 발생하고 있다.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 절연 열화 측정 장비를 활용하지 않으면서도 정확한 차전압 측정이 가능한 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 동작시 신속한 고장개소를 확인할 수 있는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 절연 열화 측정 장비를 활용하지 않으면서도 정확한 차전압 측정이 가능한 과전압 계전기를 제공한다.
상기 과전압 계전기는,
다수의 직렬 리액터;
다수의 상기 직렬 리액터와 각각 직렬 연결되며, 다수의 상전압을 입력받아 다수의 상기 상전압에 대한 각각의 전단 전압 및 후단 전압을 생성하는 다수의 전력용 콘덴서 블럭; 및
다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭과 연결되며, 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 모니터링하여 생성되는 모니터링 정보를 출력하는 과전압 계전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 다수의 전력용 콘덴서 블럭은, 상기 전단 전압을 생성하는 전단 블럭; 및 상기 후단 전압을 생성하는 후단 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전단 블럭 및 상기 후단 블럭은, 병렬로 연결되는 다수의 콘덴서 셀; 및 다수의 상기 콘덴서 셀과 연결되는 방전 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방전 코일은, 다수의 상기 콘덴서 셀의 양단에 연결되는 1차측 코일; 및 상기 1차측 코일에서 발생한 1차 전압을 2차 전압으로 변환하며, 상기 과전압 계전기에 연결되어 상기 2차 전압을 공급하는 2차측 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차측 코일의 일단과 타단은 상기 과전압 계전기에 모두 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 전단 블럭의 상기 2차측 코일과 후단 블럭의 상기 2차측 코일은 상기 과전압 계전기 내에서 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과전압 계전기는, 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 검출하는 검출부; 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 이용하여 차전압을 계산하는 제어부; 및 상기 전단 전압, 상기 후단 전압 및 상기 차전압을 표시하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차전압은 상기 전단 전압에서 상기 후단 전압을 차감하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하여, 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 차단기의 온오프를 제어하는 개방 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하여, 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 방전 코일의 고장 위치를 확인하기 위해 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3 기준값과의 비교는 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압에 상기 과전압 계전기(120)가 일정 시간 지연으로 동작하도록 하는 한시 정정 또는 상기 과전압 계전기(120)가 즉시 동작하도록 하는 순시 동작 정정을 적용하여 산출되는 값과 비교되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과전압 계전기는, 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 검출하는 검출부; 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 이용하여 차전압을 계산하는 제어부; 및 상기 전단 전압, 상기 후단 전압 및 상기 차전압을 표시하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 일실시예는, (a) 다수의 직렬 리액터와 각각 직렬 연결되는 다수의 전력용 콘덴서 블럭이 다수의 상전압을 입력받아 다수의 상기 상전압에 대한 각각의 전단 전압 및 후단 전압을 생성하는 단계; 및 (b) 다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭과 연결되는 과전압 계전기가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 모니터링하여 생성되는 모니터링 정보를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법을 제공한다.
이때, 상기 (a) 단계는, (a-1) 다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭의 전단 블럭이 상기 전단 전압을 생성하는 단계; 및 (a-2) 다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭의 후단 블럭이 상기 후단 전압을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b) 단계는, (b-1) 검출부가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 검출하는 단계; (b-2) 제어부가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 이용하여 차전압을 계산하는 단계; 및 (b-3) 출력부가 상기 전단 전압, 상기 후단 전압 및 상기 차전압을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b-3) 단계는, 상기 제어부가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 차단기의 온오프를 제어하는 개방 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b-3) 단계는, 상기 제어부가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 방전 코일의 고장 위치를 확인하기 위해 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 메모리에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b) 단계는, 측정부가 다수의 상기 상전압을 측정하여 측정 전압을 생성하는 단계; 상기 제어부가 상기 측정 전압을 미리 설정되는 제 1 기준값과 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 차단기의 온오프를 제어하는 개방 제어 신호를 전송하는 단계; 및 상기 개방 제어 신호에 따라 스위칭부가 상기 차단기를 온오프하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전압차동 과전압 계전기의 동작시 신속한 고장개소 확인으로 변전설비 점검비용을 절감할 수 있는 정량적 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 변전설비 고장발생시 원인분석 및 보수방법 개선에 기여함으로써 정성적 효과를 기대할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전압 차동 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 과전압 계전기의 세부 구성 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 출력부에 디스플레이되는 측정 결과 화면예이다.
도 4는 도 1에 도시된 전력용 콘덴서, 방전 코일, 및 과전압 계전기간 연결 상태를 보여주는 결선도이다.
도 5는 도 1에 도시된 과전압 계전기와 차단기의 결선도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 과전압 계전기의 세부 구성 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 출력부에 디스플레이되는 측정 결과 화면예이다.
도 4는 도 1에 도시된 전력용 콘덴서, 방전 코일, 및 과전압 계전기간 연결 상태를 보여주는 결선도이다.
도 5는 도 1에 도시된 과전압 계전기와 차단기의 결선도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전압 차동 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치(100)의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 전압 차동 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치(100)는, 직렬 리액터(130), 직렬 리액터(130)와 직렬 연결되는 전력용 콘덴서 블럭(110), 전력용 콘덴서 블럭(110)과 연결되며 전단 및 후단의 전압을 모니터링하여 모니터링 정보를 출력하는 과전압 계전기(120) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
전력용 콘덴서(Static-Condenser)는 중부하시 계통에 병입하여 역율을 개선함으로써 전압을 보상하거나 송전용량의 증대를 도모할 목적으로 사용되고 있다. 이러한 전력용 콘덴서는 전력계통의 약 22.9kV 모선이나 154kV 모선에 설치하여 운전하고 있다.
전력용 콘덴서 블럭(110)은 전단 블럭(111)과 후단 블럭(112)으로 구성될 수 있다. 전단 블럭(111)과 후단 블럭(112)은 병렬로 연결되는 3개의 콘덴서 셀(111-1) 및 콘덴서 셀(111-1)과 연결되는 방전 코일(111-2)(D.C: Discharging Coil)로 구성된다.
방전 코일(111-2)은 콘덴서 셀(111-1)의 양단에 연결되는 1차측 코일(111-2a)과 2차측 코일(111-2b)로 구성된다. 2차측 코일(111-2b)은 과전압 계전기(120)에 연결된다. 부연하면, 1차측 코일(111-2a)에서 발생한 1차 전압이 2차측 코일(111-2b)에 의해 2차 전압으로 변환되고, 이 2차 전압이 과전압 계전기(120)에 입력되어 콘덴서 셀(111-1)의 내부 이상으로 인한 고장이 검출된다.
콘덴서 셀(111-1)을 회로로부터 분리시 잔류전하는 쉽게 자기방전하지 않기 때문에 방전 코일(111-2)을 통하여 방전시킨다. 방전 코일(111-2)의 용량은 단위 뱅크용량의 0.1% 정도이다. 또한, 접속되면 방전은 1초 이내에 완료될 수 있다. JIS 규격에는 5초 이내에 단자전압을 50V 이하로 낮추게 되어있다.
또한, 방전 코일(111-2)은 상시에는 높은 리액턴스로 미소한 전류가 흐르나 콘덴서 회로가 개방됨과 동시에 콘덴서 잔류전압(직류분)에 의해 포화되어 리액턴스가 상시의 약 1/100 정도로 되며, 비진동성 전류로 되어 수10Hz이내에 방전하게 된다.
1차측 코일(111-2a)과 2차측 코일(111-2b)은 교차 결선되지 않고, 직접 과전압 계전기(120)에 연결된다. 부연하면, 1차측 코일(111-2a)과 2차측 코일(111-2b)의 일단과 타단 모두 과전압 계전기(120)에 연결된다. 따라서, 전단 전압 및 후단 전압에 대한 상시 전압 측정 및 기록이 가능하다.
과전압 계전기(120)는 각 상마다 하나의 단자블럭(120a,120b,120c)이 구성될 수 있다. 부연하면, A상에는 제 1 단자블럭(120a), B상에는 제 2 단자블럭(120b), C상에는 제 3 단자블럭(120c)이 구성된다.
대표적으로 제 1 단자블럭(120a)을 보면 2차측 코일(111-2b)과 연결되는 연결부(121)가 구성되고, 연결부(121)에는 각 연결 단자(122)가 구성된다. 또한, 상기 전단 블럭(111)의 2차측 코일(111-2b)과 상기 후단 블럭(112)의 2차측 코일(111-2b)은 접지에 연결된다. 전단 블럭(111)은 상전압의 입력측에 배치되고, 후단 블럭(112)은 전단 블럭(111)의 출력측에 배치되며, 전단 블럭(111)과 직렬로 연결된다.
일반적으로, 직렬 리액터(130)(S.R: Series Reactor)는 외부로부터 유입하는 고조파 성분을 억제하는 역할을 한다.
과전압 계전기(120)는 전력용 콘덴서 내부소자의 보호를 위해 전압 차동 과전압 계전기가 될 수 있다. 전압차동 과전압 계전기의 전압은 방전코일의 저압측 전압을 이용한다.
도 2는 도 1에 도시된 과전압 계전기(120)의 세부 구성 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 과전압 계전기(120)는 검출부(210), 측정부(220), 제어부(230), 출력부(240), 입력부(250), 스위칭부(260) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
검출부(210)는 전력용 콘덴서 블럭(110)으로부터 전단 전압 및 후단 전압을 검출하는 기능을 수행한다. 검출부(210)는 단자블럭(120a 내지 120c)을 통해 연결된 전단 블럭(111) 및 후단 블럭(112)으로부터 생성되는 전단 전압 및 후단 전압을 수신받는다.
측정부(220)는 상전압을 측정하는 기능을 수행한다. 즉, A상, B상, 및 C상의 전압을 측정하는 기능을 수행한다. 이를 위해 측정부(220)는 전류 센서 또는 전압 센서로 구성될 수 있다. 전압 센서로는 PT(Potential Transformer) 등이 될 수 있으며, 전류 센서로는 홀 센서, 광섬유 전류 센서, CT(Current Transformer)형 전류 센서 등이 사용될 수 있다.
제어부(230)는 A, B, C상 전단 전압 및 후단 전압을 이용하여 차전압을 계산하고 이를 표시하는 기능을 수행한다. 또한, 전단 전압 및 후단 전압을 이용하여 차전압이 발생한 방전 코일의 고장 위치를 결정하는 기능을 수행한다, 이를 위해, 제어부(230)는 마이크로프로세서, 마이콤, 메모리 등을 포함하여 구성될 수 있다. 메모리는 플래시 메모리 디스크(SSD: Solid State Disk), 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory), SRAM(Static RAM), FRAM (Ferro-electric RAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM) 등과 같은 비휘발성 메모리 및/또는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory), DDR-SDRAM(Double Data Rate-SDRAM) 등과 같은 휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다.
출력부(240)는 A, B, C상 전단 전압 및 후단 전압, 차전압 등을 표시하는 기능을 수행한다. 물론, 설정 화면, 안내 화면 등을 표시하는 것도 가능하다. 이를 위해, 출력부(240)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, OLED(Organic LED) 디스플레이, 터치 스크린, 플렉시블 디스플레이, 마이크로 LED, 미니 LED 등이 될 수 있다. 터치 스크린의 경우, 표시 수단뿐만 아니라 입력 수단으로도 사용될 수 있다.
입력부(250)는 사용자의 명령을 입력받는 기능을 수행한다. 이때 명령은, 조작, 음성, 터치 등이 될 수 있다. 따라서, 조작키, 터치 스크린, 마이크 등, 및 이들의 조합이 될 수 있다. 입력부는 터치 스크린을 사용함으로써 디스플레이 기능도 가능할 수 있다.
스위칭부(260)는 제어부(230)의 제어에 따라 차단기(270)를 온오프하는 기능을 수행한다.
도 3은 도 2에 도시된 출력부(240)에 디스플레이되는 측정 결과 화면예이다. 도 3을 참조하면, 화면에는 전단측 전압(즉 전단 전압), 후단측 전압(즉 후단 전압), 차전압 등이 상별로 표시된다. 차전압은 전단 전압에서 후단 전압을 뺀 값이다. 물론, A, B, C상 전단 및 후단 전압이 실시간 실효치로 표시되며, 이 전단 전압 및 후단 전압간 연산을 통해 불평형 전압(차전압)이 상시 표시된다.
도 4는 도 1에 도시된 전력용 콘덴서(110), 방전 코일(111-2), 및 과전압 계전기(120)간 연결 상태를 보여주는 결선도이다. 도 4를 참조하면, 과전압 계전기(120)의 제어부(230)는 전단 블럭과 후단 블럭의 방전 코일(111-2)에 발생하는 전압을 읽어 들여 차전압을 계산한다. 부연하면, 2차 측 코일(111-2b)에 의해 발생하는 감지 전압들(DVA1,DVA2,...,)을 읽어 들이고, 이들을 이용하여 차전압을 계산한다. 차전압으로는 DVA1-DVA2, DVB1-DVB2, DVC1-DVC2가 될 수 있다. DVA1-DVA2는 A상의 차전압이고, DVB1-DVB2는 B상의 차전압이고, DVC1-DVC2는 C상의 차전압이다.
도 5는 도 1에 도시된 과전압 계전기(120)와 차단기(270)의 결선도이다. 도 5를 참조하면, 측정부(220)는 A상,B상,C상의 전압을 측정한다. 이를 위해 측정부(220)에는 각 상을 측정하기 위한 PT(Potential Transformer) 센서가 구성된다. 물론, 하나의 PT 센서로 구성하는 것도 가능하다. 제어부(230)는 측정부(220)에 의해 측정된 값을 측정 전압(VA,VB,VC)이 미리 설정되는 기준값과 비교하여 만족하는지를 확인한다.
만일, 측정 전압이 미리 설정되는 기준 범위값을 벗어나는 경우, 제어부(230)는 TDV OP 신호를 생성한다. TDV OP는 스위칭부(260)를 이용하여 차단기(270)를 온오프하기 위한 동작을 의미한다. TDV OP는 3상 차동 과전압 한시 요소를 설정하는 것으로 반한시와 정한시 시간 특성을 반영할 수 있다.
TDV OP 신호가 생성되면, 스위칭부(260)에 구성된 트립 코일(Trip Coil)(562)이 여자된다. 이에 따라, 차단기(270)가 오프(개방)된다. 즉, 전류가 차단된다.
차단기(270)는 유입 차단기(OCB: Oil Circuit Breaker), 진공 차단기(VCB: Vacuum Circuit Breaker), 가스 차단기(GCB: Gas Circuit Breaker), 공기 차단기(ABB: Air Blast Circuit Breaker), 자기 차단기(MBB: Magnetic Blow Out Circuit Breaker), 기중 차단기(Air Circuit Breaker), MCCB(Molded Case Circuit Breaker) 등이 될 수 있다.
물론, 도 5는 별도의 측정부(220)를 두어 전압을 모니터링하여 모니터링 결과에 따라 차단기(270)를 온오프하는 것으로 설명하였으나, 전단 전압과 후단 전압을 이용하여 차단기(270)를 온오프하는 것도 가능하다. 이에 대해서는 도 6에서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 과전압 계전기(120)를 이용한 과전압 모니터링 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 먼저 콘덴서 블럭(110)의 운전이 이루어진다(단계 S610).
이후, 과전압 계전기(120)의 제어부(230)는 방전 코일(111-2)의 2차측 코일(111-2b)에 대한 전단 전압 및 후단 전압이 상시 모니터링하여 220V가 되는지를 판단한다(단계 S620).
판단 결과, 단계 S620에서, 전단 전압 및 후단 전압이 220V이면 정상 동작임으로 단계 S620으로 다시 진행된다.
이와 달리, 단계 S620에서, 제어부(230)는 전단 전압 및 후단 전압이 220V보다 크거나 작으면 한시 정정값(예를 들면 5.5V) 또는 순시 동작 정정값(예를 들면, 55V) 이상인지를 확인한다(단계 S630).
한시 정정값은 계전기 소정의 입력에 대하여 동작시간이 늦어지도록 고려한 경우에 계전기가 시간지연으로 동작하도록 정정값을 지정한 값이며, 순시 정정값은 계전기 소정의 입력에 대하여 동작시간이 늦어지지 않도록 고려한 경우에 계전기가 즉시 동작하도록 정정값을 지정한 값이다.
판단 결과, 정정값 미만이면 단계 S620로 진행된다.
이와 달리, 판단 결과, 정정값 이상이면 차단기(270)의 온오프를 제어하는 개방 제어 신호를 생성하고, 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 메모리에 저장한다(단계 S640,S650). 따라서, 고장 발생시(차단기 동작시) 전단 전압 및 후단 전압의 기록값을 분석하여 차전압이 발생한 방전 코일의 확인이 가능하다. 즉, 고장 위치를 특정할 수 있다. 고장 위치을 특정할 수 있는 예시에 대해서는 도 3에 예시되어 있다.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 마이크로프로세서, 프로세서, CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
100: 과전압 모니터링 장치
110: 전력용 콘덴서 블럭
111: 전단 블럭 112: 후단 블럭
111-1: 콘덴서 셀 111-2: 방전 코일
111-2a: 1차측 코일 111-2b: 2차측 코일
120: 과전압 계전기
130: 직렬 리액터
210: 검출부 220: 측정부
230: 제어부 240: 출력부
250: 입력부 260: 스위칭부
270: 차단기
110: 전력용 콘덴서 블럭
111: 전단 블럭 112: 후단 블럭
111-1: 콘덴서 셀 111-2: 방전 코일
111-2a: 1차측 코일 111-2b: 2차측 코일
120: 과전압 계전기
130: 직렬 리액터
210: 검출부 220: 측정부
230: 제어부 240: 출력부
250: 입력부 260: 스위칭부
270: 차단기
Claims (20)
- 다수의 직렬 리액터(130);
다수의 상기 직렬 리액터(130)와 각각 직렬 연결되며, 다수의 상전압을 입력받아 다수의 상기 상전압에 대한 각각의 전단 전압 및 후단 전압을 생성하는 다수의 전력용 콘덴서 블럭(110); 및
다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭(110)과 연결되며, 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 모니터링하여 생성되는 모니터링 정보를 출력하는 과전압 계전기(120);를 포함하며,
다수의 전력용 콘덴서 블럭(110)은,
상기 전단 전압을 생성하는 전단 블럭(111); 및
상기 후단 전압을 생성하는 후단 블럭(112);을 포함하고,
상기 전단 블럭(111) 및 상기 후단 블럭(112)은,
병렬로 연결되는 다수의 콘덴서 셀(111-1); 및
다수의 상기 콘덴서 셀(111-1)과 연결되는 방전 코일(111-2);을 포함하고,
상기 방전 코일(111-2)은,
다수의 상기 콘덴서 셀(111-1)의 양단에 연결되는 1차측 코일(111-2a); 및
상기 1차측 코일(111-2a)에서 발생한 1차 전압을 2차 전압으로 변환하며, 상기 과전압 계전기(120)에 연결되어 상기 2차 전압을 공급하는 2차측 코일(111-2b);을 포함하고,
전단 블럭(111)의 상기 2차측 코일(111-2b)과 후단 블럭(112)의 상기 2차측 코일(111-2b)은 상기 과전압 계전기(120) 내에서 접지에 연결되고,
전단 전압 및 후단 전압에 대한 상시 전압 측정이 가능하도록 1차측 코일(111-2a) 및 2차측 코일(111-2b)이 직접 과전압 계전기(120)에 연결되는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 2차측 코일(111-2b)의 일단과 타단은 상기 과전압 계전기(120)에 모두 연결되는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 과전압 계전기(120)는,
상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 검출하는 검출부(210);
상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 이용하여 차전압을 계산하는 제어부(230); 및
상기 전단 전압, 상기 후단 전압 및 상기 차전압을 표시하는 출력부(240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 차전압은 상기 전단 전압에서 상기 후단 전압을 차감하여 산출되는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제어부(230)는 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하여, 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 차단기(270)의 온오프를 제어하는 개방 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제어부(230)는 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하여, 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 방전 코일(111-2)의 고장 위치를 확인하기 위해 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 3 기준값과의 비교는 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압에 상기 과전압 계전기(120)가 일정 시간 지연으로 동작하도록 하는 한시 정정 또는 상기 과전압 계전기(120)가 즉시 동작하도록 하는 순시 동작 정정을 적용하여 산출되는 값과 비교되는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 과전압 계전기(120)는,
상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 검출하는 검출부(210);
상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 이용하여 차전압을 계산하는 제어부(230); 및
상기 전단 전압, 상기 후단 전압 및 상기 차전압을 표시하는 출력부(240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치.
- (a) 다수의 직렬 리액터(130)와 각각 직렬 연결되는 다수의 전력용 콘덴서 블럭(110)이 다수의 상전압을 입력받아 다수의 상기 상전압에 대한 각각의 전단 전압 및 후단 전압을 생성하는 단계; 및
(b) 다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭(110)과 연결되는 과전압 계전기(120)가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 모니터링하여 생성되는 모니터링 정보를 출력하는 단계;를 포함하며,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭(110)의 전단 블럭(111)이 상기 전단 전압을 생성하는 단계; 및
(a-2) 다수의 상기 전력용 콘덴서 블럭(110)의 후단 블럭(112)이 상기 후단 전압을 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 전단 블럭(111) 및 상기 후단 블럭(112)은,
병렬로 연결되는 다수의 콘덴서 셀(111-1); 및
다수의 상기 콘덴서 셀(111-1)과 연결되는 방전 코일(111-2);을 포함하고,
상기 방전 코일(111-2)은,
다수의 상기 콘덴서 셀(111-1)의 양단에 연결되는 1차측 코일(111-2a); 및
상기 1차측 코일(111-2a)에서 발생한 1차 전압을 2차 전압으로 변환하며, 상기 과전압 계전기(120)에 연결되어 상기 2차 전압을 공급하는 2차측 코일(111-2b);을 포함하고,
전단 블럭(111)의 상기 2차측 코일(111-2b)과 후단 블럭(112)의 상기 2차측 코일(111-2b)은 상기 과전압 계전기(120) 내에서 접지에 연결되고,
전단 전압 및 후단 전압에 대한 상시 전압 측정이 가능하도록 1차측 코일(111-2a) 및 2차측 코일(111-2b)이 직접 과전압 계전기(120)에 연결되는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법. - 삭제
- 제 13 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b-1) 검출부(210)가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 검출하는 단계;
(b-2) 제어부(230)가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 이용하여 차전압을 계산하는 단계; 및
(b-3) 출력부(240)가 상기 전단 전압, 상기 후단 전압 및 상기 차전압을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 차전압은 상기 전단 전압에서 상기 후단 전압을 차감하여 산출되는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 (b-3) 단계는,
상기 제어부(230)가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 제어부(230)가 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 차단기(270)의 온오프를 제어하는 개방 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 (b-3) 단계는,
상기 제어부(230)가 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 미리 설정되는 제 2 기준값과 비교하는 단계; 및
상기 제어부(230)가 상기 제 2 기준값보다 크면 미리 설정되는 제 3 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 방전 코일(111-2)의 고장 위치를 확인하기 위해 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압을 메모리에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 3 기준값과의 비교는 상기 전단 전압 및 상기 후단 전압에 상기 과전압 계전기(120)가 일정 시간 지연으로 동작하도록 하는 한시 정정 또는 상기 과전압 계전기(120)가 즉시 동작하도록 하는 순시 동작 정정을 적용하여 산출되는 값과 비교되는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법.
- 제 15 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
측정부(220)가 다수의 상기 상전압을 측정하여 측정 전압을 생성하는 단계;
상기 제어부(230)가 상기 측정 전압을 미리 설정되는 제 1 기준값과 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 차단기(270)의 온오프를 제어하는 개방 제어 신호를 전송하는 단계; 및
상기 개방 제어 신호에 따라 스위칭부(260)가 상기 차단기(270)를 온오프하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210069916A KR102672124B1 (ko) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210069916A KR102672124B1 (ko) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법 |
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| KR20220161772A KR20220161772A (ko) | 2022-12-07 |
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| KR1020210069916A KR102672124B1 (ko) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 과전압 계전기를 이용한 과전압 모니터링 장치 및 방법 |
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| KR101355944B1 (ko) | 2012-03-16 | 2014-02-04 | 인텍전기전자 주식회사 | 전기 철도용 비 접지 직류 급전계통에서의 방향성 선택지락 보호계전기 시스템 및 제어방법 |
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