KR19980024669A - 순방향 과전류 보호 및 펌핑 방지 특성을 갖는 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터 - Google Patents

순방향 과전류 보호 및 펌핑 방지 특성을 갖는 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터 Download PDF

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카스퍼 레슬리 제이
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Abstract

디지털 네트워크 프로텍터 릴레이(digital network protector relay)(21)는 트립(trip) 및 폐쇄(close) 결정을 내리는데 사용된 시퀀스 계산으로부터 7 번째 및 15 번째 고조파(harmonics)까지를 제거하기 위해 다중위상 전류(polyphase current), 네트워크 전압 및 위상 전압을 주기당 16 회, 바람직하게는 32 회 샘플을 취한다.
릴레이(21)는 또한 계측(metering), 순방향 과전류 보호(forward overcurrent protection), 및 펌핑 방지 특성(anti-pumping feature)을 제공하며, 만약 주어진 시간 간격 동안 선택된 회수의 브레이커(breaker) 동작이 초과된다면 후자는 회로 브레이커(19)를 로크(lock)할 것이다. 하나의 아날로그 디지털 변환기(25)로 다위상 전류 및 전압을 순차적으로 샘플링하면 릴레이의 비용이 감소된다. 시퀀스 계산을 위한 전류 및 전압의 기본 성분을 계측 및 추출하기 위해, 다위상(polyphase) 전류 및 네트워크 전압은 우선 주어진 회수의 주기 동안 순차적으로 샘플되며, 그 다음, 두 번째는 주어진 회수의 주기 동안 역 순서로 샘플링된다.

Description

순방향 과전류 보호 및 펌핑 방지 특성을 갖는 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터
본 발명은 송전선(feeder)이 저 전압 2차 전력 배분 네트워크에 접속된 회로 브레이커(circuit breaker)를 제어하는데 사용되는 네트워크 프로텍터 릴레이(network protector relay)에 관한 것으로서, 특히, 네트워크로부터 송전선으로의 역 전류 흐름에 응답하여 회로 브레이커를 개방(open)하기 위해 시퀀스 벡터(sequence vector)를 사용하며, 브레이커를 통과하는 전압 상태가 양호한 경우 회로 브레이커를 재폐쇄(reclose)하는 네트워크 프로텍터 릴레이에 관한 것이다. 본 발명은 또한 네트워크 프로텍터 릴레이가 반복적으로 회로 브레이커를 개방 및 폐쇄하는 것을 방지하고, 네트워크 프로텍터 릴레이에서의 순방향 과전류 보호(forward overcurrent protection)를 제공하는 것에 관한 것이다.
저 전압 2차 전력 배분 네트워크는 임의의 한 소스(source)의 손실로 인해 전원 공급이 중단되지 않도록 하기 위해 2 개 또는 그 이상의 소스에 의해 공급되는 인터레이스드 루프(interlaced loops) 또는 그리드(grids)로 구성된다. 이러한 네트워크는 기존의 전력 배분에 의해 최상의 레벨의 신뢰성을 제공할 수 있으며, 보통 도시의 한 지역, 대형 빌딩 또는 산업 단지와 같은 고밀도 부하 영역을 위해 사용된다. 각각의 소스는, 네트워크를 공급하고, 스위치, 트랜스포머 및 네트워크 프로텍터로 구성된 중간 전압의 송전선이다. 네트워크 프로텍터는 회로 브레이커 및 제어 릴레이로 구성된다. 제어 릴레이는 트랜스포머, 네트워크 전압 및 라인 전류를 감지하며, 브레이커 트리핑(tripping) 또는 폐쇄 동작을 시작하기 위해 알고리즘을 실행한다. 트립 결정은 역 전원 흐름의 검출, 즉, 네트워크로부터 1차 송전선으로의 전원 흐름의 검출에 근거한다.
일반적으로, 네트워크 프로텍터 릴레이는 역 방향으로의 전원 흐름 검출시에 회로 브레이커 개방을 트립하는 전기-기계적인 장치(electro-mechanical device)였다. 이러한 릴레이에는 브레이커를 재폐쇄시 순방향 전류 흐름이 양호한 상태가 되었을 때, 트립 후에 회로 브레이커를 폐쇄하는 재폐쇄기가 제공된다. 전기-기계적인 네트워트 프로텍터 릴레이는 교체되고 있다. 제 1 형태의 전자 네트워크 프로텍터 릴레이는 전원의 흐름을 계산함으로써 전기-기계적인 릴레이와 유사한 동작을 한다. 제 2 형태의 전자 네트워크 프로텍터 릴레이는 트리핑을 결정하기 위한 전류 흐름의 방향을 결정하기 위해 시퀀스 전압 및 전류를 사용한다. 이러한 릴레이가 기반으로 하는 시퀀스 분석은 3상(three-phase) 전압 또는 전류를 표현하기 위해 3 개의 벡터 세트, 즉, 양의 시퀀스 벡터(positive sequence vector), 음의 시퀀스 벡터(negative sequence vector), 및 제로 시퀀스 벡터(zero sequence vector) 세트를 생성한다. 미국 특허 출원 제 3,947,728 호에는 트립 결정을 하기 위해 양의 시퀀스 전류 및 양의 시퀀스 전압 벡터를 사용하는 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터 릴레이를 개시되어 있다.
더욱 최근에는, 디지털 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터 릴레이가 이용되고 있다. 이러한 릴레이는 전류 및 전압을 주기당 8 회 샘플링한다. 비록, 전류 및 전압이 동시에 감지되지 않도록 단지 하나의 아날로그 디지털 변환기가 사용되었지만, 주기당 8 회의 샘플링 율(sampling rate)은 위상이 쉬프트된 샘플을 쉽게 제공한다. 시퀀스 성분의 계산을 위해서는 전류 및 전압으로부터 기본 주파수(fundamental frequency)를 추출해야 한다. 전형적인 네트워크 부하(load)는 홀수 고조파(harmonics)를 현저히 잘 생성하며, 일반적으로 대략 13 번째까지의 고조파가 중요한 것으로 고려된다. 그러나, 나이퀴스트 효과(Nuquist effect) 때문에, 주기당 8 개의 샘플이라는 비교적 느린 샘플링 율은 기본 주파수가 추출되는 디지털 신호에서 오직 3 번째 고조파만을 포함한다. 따라서, 기본 신호를 왜곡하기 위해 보다 높은 고조파가 유지된다.
어떠한 네트워크 프로텍터 릴레이도 순방향 과전류를 보호하지는 못하였다. 서브스테이션 회로 브레이커의 트립을 보류하면서 타는 것이 허용되는 네트워크 컨덕터(conductor) 또는 분리된 기존의 회로 브레이커 또는 퓨즈(fuses)가 제공된다.
또한, 전류 네트워크 프로텍터 릴레이는 폐쇄시에 회로 브레이크를 통과하는 전압이 네트워크로 흐르는 전류에 대해 양호할 때 재폐쇄 되면서, 역 네트워크 프로텍터 회로 브레이커가 폐쇄될 때 역 전류가 흐르고, 그로 인해 재폐쇄기가 회로 브레이커를 펌프(pump)하거나 연속적으로 순환시키는 상태가 설정되는 상태가 될 수 있다.
따라서 개선된 네트워크 프로텍터 릴레이가 필요하다.
특히, 보다 높은 고조파를 고려한 디지털 네트워크 프로텍터 릴레이가 필요하다.
적어도 7 번째 고조파 및 바람직하게는 13 번째 고조파를 통한 고조파의 영향을 제거하는 디지털 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터 릴레이가 특히 필요하다.
순방향 과전류를 보호하거나 고장난 경우 네트워크 컨덕터를 태우는, 별도의 종래의 회로 브레이커를 필요로 하지 않은 네트워크 프로텍터 릴레이가 필요하다.
재폐쇄기에 의해 펌핑(pumping)을 제거하는 네트워크 프로텍터 릴레이가 더 필요하다.
이러한 필요성 및 다른 것들은 양의 시퀀스 전류 및 전압 벡터를 생성하기 위해 다위상 전류 및 네트워크 전압을 주기당 적어도 16 회 디지털적으로 샘플링하고, 디지털 처리에서 디지털 다위상 전류 샘플 및 네트워크 전압 샘플을 사용하는 네트워크 프로텍터 릴레이를 지향하는 본 발명에 의해 만족된다. 트리핑 수단은 네트워크로부터 송전선으로의 전류의 흐름을 의미하는 양의 시퀀스 전류 및 전압 벡터 사이의 선택된 관계에 응답하여 회로 브레이커 개방을 트립한다. 하드웨어에 대한 요구를 감소시키기 위해, 하나의 아날로그 디지털 변환기가 다위상 전류 및 네트워크 전압을 순차적으로 디지털화하며, 이러한 경우 디지털 처리기는 순차적인 샘플링을 위해 디지털 다위상 전류 샘플 및 네트워크 전압 샘플의 위상 각(phase angle)을 조정하는 수단을 포함한다. 바람직하게, 디지털 감지 수단은 시퀀스 성분을 계산하기 위해 기본 성분이 추출될 때 15 번째를 통한 홀수 고조파가 제거되도록 하기 위해 다위상 전류 및 네트워크 전압을 주기당 적어도 32 회 샘플링한다.
본 발명의 네트워크 프로텍터 릴레이는 또한 계측을 수행한다. 시퀀스 계산에서 사용된 기본 성분을 추출하기 위한 고정된 샘플링 시퀀스에 대한 요구를 수용하고, 계측시에 순차적인 샘플링의 영향을 감소하기 위한 평균을 제공하기 위해, 디지털 감지 수단은 우선 주어진 회수의 주기 동안 다위상 전류 및 네트워크 전압을 디지털적으로 샘플링하고, 그 다음, 두 번째로는 첫 번째 순서와는 반대로 주어진 회수의 주기 동안 샘플링한다. 바람직하게, 디지털 감지 수단이 상대적으로 첫 번째로 샘플링하고, 그 다음 두 번째로 샘플링하는 주어진 회수의 주기는 전류 및 전압이 짝수 번째의 주기에서 첫 번째로 샘플링되고, 두 번째 순서에서는 홀수 번째의 주기에서 샘플링 되도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 제 2 실시예 따르면, 네트워크 프로텍터 릴레이는 순방향 과전류/시간 특성을 초과하는, 송전선 버스로부터 네트워크 버스로의 전류에 응답하여 회로 브레이커 개방을 트리핑함으로써 순방향 과전류 보호를 제공한다.
본 발명의 네트워크 프로텍터 릴레이의 신규한 제 3 실시예는 펌핑 방지(anti-pumping) 특성이다. 만약 사전결정된 회수의 브레이커 동작, 즉, 회로 브레이커의 개방 및 폐쇄가 사전결정된 시간 간격내에 검출된다면, 회로 브레이커는 개방 상태에서 로크된다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 프로텍터 릴레이를 반영한 송전선에 의해 전원이 공급되는 저 전압 2차 전력 배분 네트워크의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 프로텍터 릴레이의 개략적인 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터 릴레이의 기능도.
도 4는 본 발명의 네트워크 프로텍터 릴레이에 의해 사용될 수 있는 시퀀스 기반 와트(watt) 트립 곡선을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 네트워크 프로텍터 릴레이에 의해 대안적으로 사용될 수 있는 시퀀스 기반 와트-바(watt-var) 트립 곡선을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 네트워크 프로텍터 릴레이에 의해 구현될 수 있는 원형의 재폐쇄(reclose) 특성을 도시한 도면.
도 7A 내지 도 7C는 본 발명에 따른 네트워크 프로텍터 릴레이에 의해 사용된 인터럽트 루틴(interrut routine)의 흐름도.
도 8A 내지 도 8H는 본 발명의 네트워크 프로텍터 릴레이에 의해 사용된 메인 루프 루틴(main loop routine)의 흐름도.
도 9는 본 발명에 따른 네트워크 프로텍터 릴레이에 의해 사용된 펌핑 루틴(pumping routine)의 흐름도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
3 : 그리드 5 : 부하
9a, 9b : 서브스테이션 21a, 21b, 21c, 21d : 제어 릴레이
23 : 마이크로제어기 25 : A/D 변환기
27, 29 : 아날로그 다중화기 31 : 온도 센서
33 : 프로그램 가능한 이득 증폭기 35 : 논리 및 드라이브 회로
43 : 프로그램 가능한 펜던트 45 : 직렬 포트 드라이버
47 : 인콤 2 와이어 통신 51 : 전원
53 : 감시기 및 부족 전압 보호 55, 57, 77 : 양의 시퀀스 계산
59 : 역 전류 계산 71 : 마스터 함수 계산
73 : 위상 함수 계산
도 1은 다양한 부하(5)를 제공하는 저 전압 그리드(low voltage grid)(3)를 포함하는 2차 전력 배분 네트워크 시스템(secondary power distribution network system)(1)을 도시한다. 2차 네트워크 또는 그리드(3)는 송전선(feeder)(7a 내지 7d) 형태로 다중 소스(multiple source)에 의해 전원을 공급받는다. 송전선(7a 및 7b)은 서브스테이션(substation)(9a 및 9b)으로부터 직접 공급된다. 각각의 송전선(7a 내지 7d)은 송전선 버스(11a 내지 11d), 스위치(13a 내지 13d), 송전선 트랜스포머(15a 내지 15d) 및 네트워크 프로텍터(network protector)(17a 내지 17d)를 포함한다. 도시된 2차 네트워크 시스템 및 그 구성 요소는 3 상 Y자 모양이나 델타 접속(delta connected)되지만, 도 1에서는 간략성을 위해 하나의 라인으로 도시되었다. 네트워크 프로텍터(17a 내지 17d)는 네트워크 프로텍터 회로 브레이커(network protector circuit breaker)(19a 내지 19d) 및 네트워크 프로텍터 제어 릴레이(21a 내지 21d)를 포함한다.
도 2에는 제어 릴레이(21)의 개략도가 도시되어 있다. 릴레이의 핵심은 마이크로제어기(23)이다. 마이크로제어기(23)는 네트워크 위상이 중립 전압 VAN-VCN, 트랜서포머 위상이 중립 전압 VAT-VCT, 그리고 송전선 전류가 IA-IC인지를 모니터링한다. 단일 11 비트 + 아날로그 디지털(A/D) 변환기(25)는 마이크로제어기(23)로의 입력을 위해 다위상(polyphase) 전류 및 전압을 디지털화한다. 하나의 A/D 변환기가 사용되므로, 전압 및 전류는 마이크로제어기(23)의 제어하에서 아날로그 다중화기(27 및 29)에 의해 A/D 변환기(25)로 순차적으로 공급된다. 마이크로제어기(23)는 또한, 자신의 출력이 다중화기(29)로 입력되는 아날로그 온도 센서(31)에 의해 감지되는 릴레이의 주변 온도를 모니터링한다. 전류의 범위는 유닛당 수 만의 역 자화 전류(reverse magnetization current)로부터 유닛당 대략 15의 순방향 과전류까지 매우 광범위하게 변할 수 있으므로, 프로그램 가능한 이득 증폭기(programmable gain amplifier)(33)는 A/D 변환기에 전달되는 아날로그 입력에 인가된 이득을 조정한다.
마이크로제어기(23)는, 네트워크(3)로부터 송전선(7)으로의 역 전류 흐름의 검출에 응답하여, 또한 사전 설정된 전류/시간 특성을 초과하는 순방향 전류에 응답하여 트립 신호를 생성하는 알고리즘에서 감지된 전류 및 전압을 이용한다. 회로 브레이커(19)를 트립하기 위해 트립 릴레이(37)에 전원을 공급하는 논리 및 드라이버 회로(35)에는 트립 신호가 제공된다. 논리 및 드라이버 회로(35)는 또한 릴레이의 국부적인 상태를 표시하기 위해 발광 다이오드(light emitting diode ; LED)(41)에 에너지를 공급한다. 이러한 LED는 네트워크 프로텍터가 폐쇄(closed), 트립, 또는 플로트(float) 상태에 있는지, 그리고 중앙 처리 유닛(central processing unit ; CPU)이 고장났는지의 여부를 표시한다.
마이크로제어기(23)는 브레이커의 접촉(contact)의 개방 또는 폐쇄 여부를 지시하는 회로 브레이커(19)로부터의 상태 신호를 포함하는 보조 입력을 갖는다. 프로그램 가능한 펜던트(a programmable pendant)(43)는 릴레이에 파라미터를 설정하기 위해서 뿐만아니라 릴레이로부터 상태 및 파라미터를 판독하기 위해 직렬 포트 드라이버(serial port driver)(45)를 통하여 릴레이에 접속될 수 있다. 그 이외에도, 릴레이는 통신 네트워크(49)를 통해 원격국(remote station)(도시되지 않음)과 통신하기 위한 통신 모듈(47)을 포함하며, 통신 네트워크(49)는 전형적인 시스템에서, 이튼사(Eaton Corporation)가 소유하고 있는 프로토콜(protocol)을 사용하는 인콤 네트워크(INCOM network)이다. 또한, 소정의 적절한 통신 네트워크가 사용될 수도 있다.
네트워크 프로텍터 릴레이(21)는 송전선 버스 또는 네트워크 버스로부터 전원을 공급받을 수 있는 전원(51)을 갖는다. 감시기(watchdog) 및 부족 전압(under voltage) 보호 회로(53)는 마이크로제어기를 보호하고, 논리 및 드라이버 회로(35)를 통하여 CPU 고장 LED를 제어한다.
전술한 바와 같이, 릴레이(21)는 브레이커 트립 및 폐쇄 기능을 수행한다. 도 3에는 시퀀스 기반(sequence-based) 릴레이의 기능 블록도가 도시되어 있다. 브레이커 트립 결정(breaker trip decision)은 역 전류 흐름, 즉, 네트워크(3)로부터 송전선(7)로의 전류 흐름을 측정한것에 근거한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 네트워크의 양의 시퀀스 전압 Vn1은 (55)에서 네트워크 위상 전압으로부터 계산된다. 양의 시퀀스 전류 I1는 또한 (57)에서 위상 전류로부터 계산된다. 그 다음, 역 전류 계산은 (59)에서 수행된다. 이러한 과정은 도 4에서 도시된 복소 평면에서의 양의 시퀀스 전류 및 전압 벡터의 위치를 관측함으로써 가시화될 수 있다. 송전선(7)으로부터 네트워크(3)로의 유효 전력(real power) 흐름(와트(Watts))은 Ⅰ 및 Ⅱ 사분면에 발생된다. 한편, 네트워크로부터 송전선으로의 유효 전력 흐름은 Ⅲ 및 Ⅳ 사분면에 발생된다. 만약 양의 시퀀스 전류 벡터 I1가 도 4에서 빗금 부분으로 도시된 트립 영역에 놓여 있다면, 트립 명령이 발생될 것이다. 트립 특성 라인(61)은 전류를 측정하는 전류 트랜스포머에서의 위상 쉬프트를 보상하기 위해 5o로 경사진다. 만약 시간 지연 트립 특성이 제공된다면, 트립은 이러한 상태가 오직 선택된 시간 주기 동안 지속되는 경우에만 영역(63)에서 발생될 것이다. 이것은 네트워크(3)상에서 재생된 부하에 의한 예의 원인이 될 수 있는 일시적인 역 전류 상태에 응답하는 불필요한 트리핑을 피할 수 있다. 또한 동시적인 트립이 작은 반원 영역(65)에서 생성된다. 이러한 상태는 송전선이 개방되고, 송전선 트랜스포머의 2차를 자화(magnetizing)하는 역 전류가 있는 곳에서 발생될 수 있다.
도 5는 네트워크 프로텍터 릴레이에 대한 와트-바(watt-Var) 트립 특성을 도시한다. 이러한 트립 함수는 와트 트립 특성(61') 이외에도 60o회전된 바(Var) 트립 특성(67)을 포함한다. 빗금으로 정의된, 그러나 원형 세그먼트(69)의 바깥 영역에 놓여 있는 양의 시퀀스 벡터 I1는 순간적인 브레이커 트립 명령을 발생시킨다. 만약 양의 시퀀스 전류가 와트 또는 바 곡선을 만족시키고, 그러나 크기는 곡선(69)에 의해 설정된 과전류 한계보다 작다면, 사용자가 조정가능한 시간 지연 바로 직후에 트립 명령이 발생된다.
도 3을 다시 보면, 만약 마스터 함수 계산(71) 및 위상 함수 계산(73)이 둘다 만족된다면, 시퀀스 기반 릴레이는 (75)에서 AND 함수에 의해 지시되는 바와 같이 폐쇄 신호를 생성한다. 마스터 함수 및 위상 함수는 둘다 네트워크 전압을 갖는 양의 시퀀스 계산, 및 위상 전압 Vp으로부터의 양의 시퀀스 계산(77)을 이용한다. 위상 전압은 트랜스포머 전압 Vt과 네트워크 전압 Vn의 차이이며, 이것은 개방된 회로 브레이커 양단의 전압이다. 도 6에는 재폐쇄 특성이 도시되어 있으며, 여기서 마스터 특성은 라인(79)으로, 위상 특성은 (81)로 표시된다. Vm은 사용자가 정의한 0o마스터 임계 값(master threshold value)이다. 원형의 폐쇄 라인(83)은 만약 제공되지 않은 것보다 더 가벼운 네트워크 부하에서 브레이커가 폐쇄되는 것을 허용한다. 폐쇄 명령이 발생되도록 하기 위해, 양의 시퀀스 차별 전압(positive sequence differential voltage) Vp1은 사용자가 정의한 임계 Vm 이상의 크기 및 도 6에서 빗금 영역으로 정의된 사용자가 조정가능한 블라인더 각(blinder angle) 사이의 각을 가져야 한다.
양의 시퀀스 전압 및 전류 벡터를 계산하기 위해 각각의 샘플 전압 및 전류 신호의 기본 성분이 추출되어야 한다. 본 발명의 전형적인 실시예에서, 디지털 샘플로부터 기본 성분을 추출하기 위해 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)이 사용된다. 샘플링은 주기당 적어도 16 개의 샘플로 바람직하게 수행되며, 주기당 32 개의 샘플이 가장 바람직하다. 전원 분배 네트워크에서 홀수 고조파(odd harmomics)가 가장 현저하다는 것이 전술한 것으로부터 회상될 것이다. 주기당 16 샘플의 샘플링 율은 7 번째까지의 고조파를 제거하며, 주기당 32 샘플의 샘플링 율은 15 개의 샘플을 통해 모든 홀수 고조파를 제거한다.
그 다음, 전압 및 전류의 기본 성분은 다음과 같이 정의되는 양의 시퀀스 및 음의 시퀀스 성분을 결정하는데 사용된다.
양의 시퀀스 =.333[A+Be(+j120)+Ce(-j120)]
음의 시퀀스 =.333[A+Be(-j120)+Ce(+j120)]
여기서 A, B, C는 전압 또는 전류를 나타내는 벡터이다.
네트워크 프로텍터 하드웨어에서 사용된 순차적인 샘플링 과정 때문에, +120 및 -120의 위상 각은 샘플링으로 인한 위상 쉬프트를 보상하기 위해 변형되어야 한다.
요구되는 위상 쉬프트는 일반화된 시퀀스 수학식을 복소 형태로 쓰므로써 적용될 수 있으며, 직접(direct) 성분 및 직교(quadrature) 성분은 다음과 같다.
직접 = AdC1d - AqC1q + BdC2d - BqC2q + CdC3d - CqC3q
직교 = AdC1q + AqC1d + BdC2q + BqC2d + CdC3q + CqC3d
여기서 계수 C1, C2, C3는 정확한 위상 각을 제공하기 위해 선택되며, 순차적인 샘플링에 대한 보상을 포함한다. 이러한 계수들은 마이크로프로세서에 의한 시퀀스 계산을 하는데 사용하기 위해 표에 저장될 수 있다.
역 전류상에서 회로 브레이커를 트리핑하는 것 이외에도, 본 발명의 네트워크 프로텍터 릴레이(19)는 또한, 만약 네트워크로의 전류 흐름이 정의된 한계를 초과한다면, 순방향 과전류를 보호한다. 이러한 목적으로, 기존의 과전류/시간 특성이 사용될 수 있다. 이것은 순간적인 트립 함수 및 지연된 트립 함수를 둘다 포함할 수 있으며, 후자는 2차 네트워크에서 회로 브레이커를 조정하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 네트워크 프로텍터 릴레이(19)는 또한 많은 파라미터의 계측된 값을 제공한다. 예를 들어, 전류 및 전압의 RMS 및 피크 값, 와트, 바, 전원 요소 등은 계산되어, 위치로 전송될 수 있다. 전류 및 전압의 순차적인 샘플링으로 인한 위상 쉬프트는 이러한 계측된 파라미터에 에러를 발생시킬 수 있다. 이러한 에러들을 평균하기 위해 교번 샘플(alternate sample)상에서 샘플링 시퀀스를 역으로 하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 각각의 계산에 대해(즉, 각각의 주기를 통해) 샘플링 시퀀스가 일정하게 유지되는 시퀀스 성분을 계산하기 위한 전류 및 전압의 기본 성분을 추출하기 위해 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 사용하는 것이 필수적이다. 이러한 두 가지의 요구를 수용하기 위해, 본 발명의 릴레이는 주어진 회수의 주기에 대해 첫 번째 순서에서 전류 및 전압을 순차적으로 샘플링하며, 그 다음, 동일하게 주어진 수의 샘플에 대해 두 번째 반대 순서로 샘플링한다. 바람직하게, 주어진 수의 주기는 짝수 번호의 주기 동안 전류 또는 전압이 첫 번째와 같은 순서로 샘플링되도록 하기 위한 것이며, 홀수 번호의 주기 동안 그것들은 다른 순서 또는 두 번째 순서로 샘플링된다. 이러한 장치로 각각의 주기 동안 일정한 샘플링 시퀀스를 위한 고속 푸리에 변환의 요구, 및 위상 차이로 인한 에러를 평균하기 위해 시퀀스를 역으로 하는 요구가 만족된다.
본 발명의 네트워크 프로텍터 릴레이의 제 2의 신규한 특성은 회로 브레이커의 펌핑 또는 반복적인 개방 및 폐쇄를 방지한다. 본 발명에 따르면, 회로 브레이터의 동작은 카운트되며, 만약 회로 브레이커가 선택된 시간 간격내의 사전결정된 회수, 예를 들어, 30 초에 5 회, 보다 많이 개방 및 폐쇄된다면, 회로 브레이커는 로크되어 오픈 된다. 그 다음, 릴레이는 통신 네트워크(49)상에서와 같이 또는 펜던트(43)에 의해 수동으로 리셋되거나, 사전결정된 시간 지연, 예를 들어, 30 분 이후에 자동적으로 리셋되어야 한다.
도 7 내지 도 9에는 본 발명을 구현하는데 있어서 마이크로제어기(23)에 의해 수행되는 루틴이 도시되어 있다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 전형적인 실시예에서 주기당 32 번 수행되는 샘플 인터럽트 루틴(sample interrupt routine)(85)을 도시한다. (87)에서 지시되는 바와 같이, 홀수 주기에서, 만약 사용자가 (89)에서 위상 시퀀스가 ABC 라고 지시했다면 (91)에서 지시된 바와 같이 ABC 회전에 따라 위상 전압, 네트워크 전압 및 전류의 첫 번째 순서로 샘플링된다. 샘플은 계산 버퍼에 저장된다. 만약 사용자가 (89)에서 위상 회전이 CBA 라고 지시한다면, 샘플은 여전히 위상 전압, 네트워크 전압 및 전류의 첫 번째 순서로 취해지지만, (93)에서 지시된 바와 같은 위상 시퀀스 CBA는 아니다.
(87)에서 지시된 것이 짝수 주기라면, 샘플링은 비록 위상 전압이 여전히 처음에 샘플되더라도, 네트워크 전압 전에 전류가 샘플링되는 두 번째 역 순서로 수행된다. 만약 위상 시퀀스가 (95)에서 지시된 바와 같이 ABC라면, (97)에서 지시된 바와 같이 샘플이 두 번째 순서 및 위상 시퀀스 ABC로 취해진다. 반대 위상 시퀀스를 가지고, 짝수 주기상에서 샘플은 여전히 두 번째 순서에서 취해지나, (99)에서 지시된 바와 같이 위상 시퀀스 CBA는 아니다.
샘플링 후에, RMS 및 전원 합은 (101)에서 갱신된다. 다음, 프로그램 가능한 이득 증폭기(33)에 의해 설정된 이득은 전류 입력의 포화를 방지하기 위해 (103)에서 조정된다. 그 다음, 샘플 값은 만약 버퍼가 (105)에서 지시된 바와 같이 여유가 있다면 트립 버퍼에 저장된다. 만약 트립이 발생된다면, 트립 이후의 8 주기 동안 샘플을 취하는 것은 (107)에서 이후의 분석을 위해 시간 스탬프로 지시된다. 또한, 만약, 트립이 발생된다면, 트립은 (109)에서 로그(log)되며, 만약 이전의 트립을 기록한 후에 버퍼가 로크되지 않았다면, 샘플 값은 파형 버퍼(waveform buffer)에 저장되며, 모든 것은 (111)에서 지시된 바와 같다.
샘플 중단 루틴(85)에서 다음 임무는 (113)에서 다음 샘플 중단을 위한 시간을 설정하는 것이다. 만약 샘플의 전체 주기가 지나면, 실시간 클럭(real time clock)은 갱신되며, 펌핑을 위한 타이머는 (115)에서 트립 지연 시간 카운트와 더불어 목록이 만들어진다. 또, 이 포인트에서 보조 입력이 판독된다. 결국, 루틴이 (118)로 빠져나가기 전에 (117)에서 온도가 샘플된다.
도 8a 내지 도 8h는 메인 루프 루틴(119)을 도시한다. (121)에서 지시되는 바와 같이 각 주기 동안 모아진 샘플들은 중립의 전압에 대해 네트워크 위상의 기본 성분을 계산하기 위해 사용되며, 이번에는 양의 시퀀스 네트워크 전압 Vn1 및 그 크기, 그리고 (123)에서 음의 시퀀스 네트워크 전압 및 그 크기를 계산하기 위해 사용된다. 마찬가지로, (125)에서는 트랜스포머 전압과 네트워크 전압의 차인 위상 전압에 대한 계산이 이루어진다. 전류의 기본 성분은 (127)에서 계산되며, 양의 시퀀스 전류 및 그 크기를 계산하는데 사용된다. 입력 증폭기(33)의 전류 이득은 만약 필요하다면 (129)에서 조정된다. 또한, 전압 샘플에 대한 이득은 만약 필요하다면 양 및 음의 시퀀스 위상 전압의 크기에 근거하여 (131)에서 조정된다. 만약 (133)에서 음의 시퀀스 네트워크 전압 크기에 대한 체크가 부적합한 와이어링을 지시한다면, 트립 상태(134)가 발생된다.
도 8b를 보면, 도 9에서 도시된 펌핑 루틴이 (135)에서 호출된다. 다음, (137)에서 결정된 것으로서, 만약 리모트 트립이 통신 네트워크(49)에 대해 수신되면, 트립 상태(134)가 발생된다. 그렇지 않으면, 와트-바(watt-var) 모드가 인에이블 되었는지의 여부에 관해서 139에서 결정된다. 그렇지 않다면, 프로그램은 도 8e에 있는 고감도 트립 루틴(173)으로 이동된다. 와트-바 모드가 인에이블될 때, 양의 시퀀스 전류가 도 5의 와트 곡선 아래에 있는지를 결정하기 위해 와트 트립 알고리즘이 (141)에서 호출된다. 만약 그것이 (143)에서 지시된 바와 같다면, 도 8c의 블록(145)으로 가며, 만약 트립 지연 시간이 0으로 설정된다면, 트립 상태(134)가 발생된다. 비록 지연 시간이 0이 아니더라도, 만약 양의 시퀀스 벡터가 순간적인 트립 영역내에 있다면 (147)에서 트립이 발생된다. 만약 (149)에서 무한한 시간 지연이 선택된다면, 지연 시간 카운트는 (153)에서 리셋된다. 그러나, 만약 양의 시퀀스 전류가 원형 영역에 있고, 지연 시간이 종료된다면, (153)에서 트립이 발생된다.
만약 와트 트립이 없다면, 바 트립 방정식이 도 8d의 (155)에서 구현된다. 만약 (157)에서 바 트립이 만족되지 않고, (159)에서의 체크에 의해 와트 트립이 만족되지 않는다면, 트립 지연 시간 카운트는 (161)에서 리셋된다. 한편, 만약 (157)에서 바 트립이 만족되고, (163)에서 결정된 것으로서 트립 지연이 0으로 설정되어 있다면 트립 상태(134)가 발생된다. 비록 트립 지연 시간이 0이 아니더라도, (165)에서 결정된 것으로서 과전류가 초과되었다면, 트립이 발생된다. 만약 과전류가 초과되지 않았고, (167)에서 결정된 것으로서 시간 지연이 무한한 것으로 설정되었다면, 지연 시간 카운트는 (169)에서 리셋된다. 와트 트립에서 그러했듯이, 만약 (171)에서 트립 시간이 초과되었다면, 트립 상태(134)가 발생된다.
만약 도 6b의 (139)에서 와트-바 모드가 인에이블되지 않았다면, 고감도 트립 루틴이 호출된다. 도 8e에 도시된 이 루틴은, 도 4에서 도시된 특성을 구현한다. 고감도 트립 알고리즘은 (173)에서 수행된다. 만약 (175)에서 고감도 트립이 만족되지 않는다면, 즉, 양의 시퀀스 전류 벡터가 도 4의 빗금 영역에 있지 않다면, 트립 지연 시간 카운트는 (177)에서 리셋된다. 한편, 만약 고감도 트립이 (175)에서 만족되고, (179)에서 트립 지연 시간이 0으로 설정되고, (181)에서 결정된 것으로서 과전류 설정 포인트가 0이라면, 트립 상태(134)가 발생된다. 만약 블록 (181)에서 아니오(no)에 의해 지시된 것으로서, 도 4에서 작은 반원의 동시적인 트립 영역(65)을 포함하는 민감한 플러스 비민감 모드가 선택된다면, 양의 시퀀스 전류가 (183)에서 지시된 것으로서 이러한 영역내에 있는 한 트립 상태(134)가 발생된다. 만약 양의 시퀀스 전류가 (183)에서 지시된 것으로서, 과전류 한계 이상이라면, 즉, 영역(65) 아래라면, 트립 상태(134)는 또한 발생된다.
블록 (179)를 보면, 만약 시간 지연이 0이 아닌 다른 것이고, (185)에서 지시된 것으로서, 과전류 설정 포인트가 0이라면 트립 상태(134)가 발생된다. 만약 (187)에서 과전류가 초과되면 트립 상태(134)가 또한 발생된다. 만약 그렇지 않다면, 그리고 (189)에서 결정된 것으로서 지연이 무한하다면, 트립 지연은 (177)에서 리셋된다. 그렇지 않으면 지연된 트립이 발생되었는지를 보기 위해 (191)에서 체크가 된다. 만약 (199)에서 시간이 종료되지 않는다면 (193)에서 플로트 상태가 지시된다.
도 8f는 개방된 회로 브레이커가 폐쇄될 수 있는지를 결정하기 위해 테스트를 시작한다. 만약 (195)에서 음의 시퀀스 위상 전압이 높다면, 이것은 트랜스포머 또는 네트워크상에서의 교차된 위상과 같은 부적합한 와이어링을 의미하므로, (134)에서 트립 상태가 발생된다. 만약 네트워크가 (197)에서 낮은 네트워크 양의 시퀀스 전압에 의해 지시되는 것으로서 다시 전원을 공급받는다면, 그러나 낮은 송전선 전압을 지시하는 (199)에서 양의 시퀀스 위상 전압이 .8pu 이하이면, 트립 상태(134)가 또한 발생된다. 만약 송전선 전압이 적절하다면, (201)에서 네트워크의 음의 시퀀스 전압의 최종 체크가 이루어진다. 만약 음의 시퀀스 전압이 .06pu 이상이면, 교차된 위상에서와 같은 와이어링 문제가 발생되며, 플로트 상태(193)가 발생된다. 만약 (201)에서 음의 시퀀스 네트워크 전압이 충분히 높다면, 폐쇄 상태(203)가 발생된다.
만약 네트워크에 전원이 공급되고, (205)에서 직선 폐쇄 특성이 선택되는 것이 (197)에서 결정된다면, 마스터 알고리즘이 만족되었는지를 알아보기 위해 (207)에서 체크가 이루어진다. 만약 그렇지 않다면, (209)에서 와이어링 에러에 대한 양의 시퀀스 위상 전압 체크가 이루어진다. 만약 와이어링 에러가 있다면, 트립 상태(134)가 지시되며, 그렇지 않다면 플로트 상태(193)로 들어간다. 블록(207)을 다시 보면, 만약 마스터 알고리즘이 만족되고, (211)에서 위상 알고리즘이 만족되면, 도 8g의 (213)에서 와이어링 체크가 이루어지며, 만약 아무것도 발견되지 않는다면, 폐쇄 상태(203)가 발생된다. 그렇지 않으면 플로트 상태(193)로 들어간다. 만약 도 8f의 (205)에서 직선 폐쇄 루틴이 아닌 원형 폐쇄 루틴이 선택된다면, 도 8g의 (215)에서 위상 라인이 체크된다. 만약 위상 라인이 만족되면, (217)에서 좌측 사분면 위상 라인이 또한 만족되며, (219)에서 양의 시퀀스 위상 전압 크기가 마스터 라인 설정 포인트보다 크면, (213)에서 음의 시퀀스 네트워크 전압이 만족되는한 폐쇄 상태(203)가 지시된다. 만약 (215, 217 또는 219)에서의 조건 중 어느 것도 만족되지 않으면, 루틴은 트립 상태 또는 플로트 상태로의 진입 여부를 결정하기 위해 도 8f의 블록(209)으로 이동된다.
도 8h를 보면, 만약 트립 상태(134)가 발생되었다면, (221)에서 트립 릴레이(37)는 전원을 공급받으며, 회로 브레이커가 개방될 때까지 온(on) 및 오프(off)를 토글(toggle)한다. 그 외에도 적색 트립 LED(41)이 턴온(turn on)되어, 릴레이 토글로서 플래시(flash)된다. 만약 폐쇄 상태(203)가 발생되었다면, 폐쇄 릴레이(39)는 전원을 공급받으며, 녹색 LED(41)는 (223)에서 트립에 의해 중단되지 않는 한 최소한 4 초 동안 턴온된다. 한편, 만약 플로트 상태(193)가 발생되었다면, 노란색 플로트 LED(41)가 턴온되어, (225)에서 플래시된다. 다음, 측정 루틴이 (227)에서 호출된다. 전술한 바와 같이, 여러 파라미터들이 계산되어, 통신 네트워크(49)상에서 리모트 스테이션으로 전송되도록 만들어진다. 이것에 이어, 순방향 과전류 보호 루틴이 수행되며, (229)에서 지시되는 것으로서, 만약 순방향 전류가 트립 값을 초과하면, 트립 상태(134)가 발생된다. 마지막으로, (331)에서 고조파 루틴이 수행된다. 이 루틴은 네트워크 및 트랜스포머 전압 및 라인 전류에 대해 15 번째 고조파까지 계산한다. 그 다음, 메인 루프는 (233)에서 종료된다.
도 9는 도 8b에서 호출되었던 펌핑 루틴(135)에 대한 흐름도이다. 만약 펌핑 루틴이 135.1에서 지시되는 것으로서 인에이블되지 않았다면 브레이커 동작(개방 및 폐쇄)의 카운트를 유지하는 카운터 및 펌핑 타이머가 135.2에서 리셋된다. 만약 펌핑 루틴이 인에이블되었고, 135.3에서 검출된 것으로서 펌핑 한계가 이전에 초과되었으며, 135.4에서 결정된 것으로서 리셋되지 않았다면, 회로 브레이커를 잠긴 상태로 유지하기 위해 트립 상태(134)가 유지된다. 만약 존재하는 블록이 없다면, 135.5에서 지시되는 것으로서 펌핑을 위한 타이밍 간격이 종료되며, 브레이커 동작 회수가 펌핑 한계를 초과한다면, 블록은 트립 상태(134)를 만듦으로써 설정된다. 만약 브레이커 동작의 한계가 펌핑 시간 간격의 계산에 의해 초과되지 않았다면, 브레이커 동작 회수 및 펌핑 시간 카운트는 135.7에서 리셋되며, 135.8에서 호출 루틴으로 되돌아 감으로써 루틴은 계속된다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예가 상세히 설명되었을지라도, 이에 한정되는 것은 아니고 상세한 설명에 대한 다양한 변형과 대안이 있을 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 개시된 특정의 장치는 오직 설명을 위한 것이며, 첨부된 특허 청구의 범위가 제공하게 될 본 발명의 범주와 그 밖의 모든 등가물에 대해 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 순방향 과전류 보호 및 펌핑 방지 특성을 갖는 시퀀스 기반 네트워크 프로텍터에 따르면, 시퀀스 벡터를 사용하여 네트워크로부터 송전선으로의 역 전류 흐름에 응답하여 회로 브레이커를 개방하며, 브레이커를 통과하는 전압 상태가 양호한 경우 회로 브레이커를 재폐쇄한다. 또한, 네트워크 프로텍터 릴레이가 반복적으로 회로 브레이커를 개방 및 폐쇄하는 것을 방지하여, 네트워크 프로텍터 릴레이에서의 순방향 과전류를 보호한다.

Claims (15)

  1. 다위상 송전선 버스(7)와 다위상 네트워크 버스(3)사이에 접속된 회로 브레이커(19)를 제어하기 위한 네트워크 프로텍터 릴레이(21)에 있어서,
    상기 네트워크 프로텍터 릴레이는,
    디지털 다위상 전류 샘플 및 디지털 다위상 네트워크 전압 샘플을 생성하기 위해 상기 회로 브레이커(19)를 통과하는 다위상 전류의 흐름 및 상기 네트워크 버스(3)상의 다위상 네트워크 전압을 주기당 적어도 16 회 디지털형으로 샘플링하는 디지털 감지 수단(85)과;
    상기 디지털 다위상 전류 샘플 및 디지털 다위상 네트워크 전압 샘플로부터 양의 시퀀스 전류 및 전압 벡터를 생성하기 위한 수단(123 내지 127), 및 사전결정된 임계 값 이상의 상기 다위상 네크워크 버스(3)로부터 상기 다위상 송전선 버스로의 전류의 흐름을 지시하는 상기 양의 시퀀스 전류 및 전압 벡터 사이의 선택된 관계에 응답하여 상기 회로 브레이커(19) 개방을 트리핑하는 수단(123 내지 193)을 포함하는 디지털 처리기 수단(119)을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 감지 수단(85)은 상기 다위상 전류 및 상기 다위상 네트워크 전압을 순차적으로 디지털형으로 샘플하며, 상기 디지털 처리기 수단(119)은 이러한 순차적인 샘플링을 위해 상기 디지털 다위상 전류 샘플 및 디지털 다위상 네트워크 전압 샘플의 위상 각을 조정하는 수단(123 내지 125)을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디지털 감지 수단(85)은 상기 디지털 다위상 전류 샘플 및 상기 디지털 다위상 네트워크 전압 샘플을 생성하기 위해 상기 다위상 전류 및 상기 다위상 네트워크 전압을 주기당 적어도 32 회 디지털형으로 샘플하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 디지털 처리기 수단(119)은 상기 디지털 다위상 전류 샘플 및 상기 디지털 다위상 전압 샘플로부터 계측된 파라미터를 유도하는 수단(227)을 포함하며, 상기 디지털 감지 수단(85)은 상기 다위상 전류 및 상기 다위상 네트워크 전압을 주어진 회수의 주기 동안 첫 번째 순서에서 교대로 디지털형으로 샘플하고, 다음, 주어진 회수의 주기 동안 첫 번째 순서와는 반대인 두 번째 순서에서 디지털형으로 샘플하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디지털 감지 수단(85)이 교대로 샘플하고, 상기 첫 번째 순서 및 상기 두 번째 순서에 있는 상기 주어진 회수의 주기는, 상기 디지털 감지 수단이 짝수 번호의 주기에서 상기 첫 번째 순서 및 홀수 번호 주기에서 상기 두 번째 순서로 상기 다위상 전류 및 다위상 네트워크 전압을 샘플하기 위한 것인 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디지털 감지 수단(85)은 상기 다위상 전류 및 상기 다위상 네트워크 전압을 주기당 적어도 32 회 샘플하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 디지털 처리기 수단(119)은 순방향 과전류/시간 특성을 초과하는 상기 다위상 송전선 버스(7)로부터 상기 다위상 네트워크 버스(3)로의 다위상 전류 흐름에 응답하여 상기 회로 브레이커 개방을 트리핑하는 수단(229)을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 디지털 감지 수단(85)은 디지털 다위상 위상 전압 샘플을 생성하기 위해 상기 회로 브레이커를 통과하는 다위상 위상 전압을 디지털형으로 샘플링하는 수단을 더 포함하며, 상기 디지털 처리 수단(119)은 상기 양의 시퀀스 네트워크 전압 벡터와 상기 양의 시퀀스 위상 전압 벡터 사이의 사전결정된 관계에 응답하여 양의 시퀀스 네트워크 전압 벡터 및 양의 시퀀스 위상 전압 벡터를 생성하고, 상기 회로 브레이커(119)를 폐쇄하기 위해 상기 디지털 다위상 네트워크 전압 샘플 및 상기 디지털 다위상 위상 전압 샘플에 응답하는 재폐쇄 수단(195 내지 219), 및 상기 재폐쇄 수단(195 내지 219)이 상기 회로 브레이커(19)를 재폐쇄 하는 것을 막기 위해 사전결정된 시간 주기내에서 상기 회로 브레이커(19)의 사전결정된 회수의 폐쇄에 응답하는 수단(135)을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 감지 수단(85)은 상기 다위상 전류 및 다위상 네트워크 전압의 위상 회전을 고려하기 위해 상기 다위상 전류 및 상기 다위상 네트워크 전압의 상기 샘플링을 조정하기 위한 수단을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  10. 다위상 송전선 버스(7)과 다위상 네트워크 버스(3)사이에 접속된 회로 브레이커(19)를 제어하기 위한 네트워크 프로텍터 릴레이(21)에 있어서,
    상기 네트워크 프로텍터 릴레이는,
    상기 회로 브레이커(19)를 통과하는 다위상 전류의 흐름 및 상기 네트워크 버스(3)상의 다위상 네트워크 전압을 감지하는 수단(85)과;
    역 전류를 지시하는 첫 번째 사전결정된 임계 값 이상의 상기 네트워크 버스(3)로부터 상기 송전선 버스(7)로의 전류 흐름에 응답하고, 상기 첫 번째 사전결정된 임계 값 보다 높은 순방향 과전류 상태를 지시하는 두 번째 사전결정된 임계 값 이상의 상기 송전선 버스(7)로부터 상기 네트워크 버스(3)로의 전류 흐름에 응답하는 상기 회로 브레이커(19) 개방을 트리핑하는 트립 수단(123 내지 193)을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 트립 수단(123 내지 193)은 시퀀스 전류 및 전압을 생성하고, 상기 시퀀스 벡터가 사전결정된 임계 값 이상의 상기 네트워크 버스(3)로부터 상기 송전선 버스(7)로의 전류 흐름을 지시할 때 상기 회로 브레이커(19)를 트리핑하는 수단(123 내지 127)을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 감지 수단(85)은 디지털 다위상 전류 샘플 및 디지털 다위상 네트워크 전압 및 위상 전압 샘플을 생성하는 디지털 감지 수단이며, 상기 트립 수단(123 내지 193)은 상기 트립 신호를 생성하기 위한 디지털 수단을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  13. 다위상 송전선 버스(7)과 다위상 네트워크 버스(3)사이에 접속된 회로 브레이커(19)를 제어하기 위한 네트워크 프로텍터 릴레이(21)에 있어서,
    상기 네트워크 프로텍터 릴레이는,
    상기 회로 브레이커(19)를 통과하는 다위상 전류의 흐름, 상기 네트워크 버스(3)상의 다위상 네트워크 전압 및 상기 회로 브레이커(19)를 통과하는 다위상 위상 전압을 감지하는 수단(85)과;
    상기 다위상 네트워크 버스(3)로부터 상기 다위상 송전선 버스(7)로의 사전결정된 임계 값 이상의 전류 흐름에 응답하여 상기 회로 브레이커(19) 개방을 트리핑하기 위한 트립 수단(123 내지 193)과;
    상기 다위상 네트워크 전압과 상기 다위상 위상 전압 사이의 사전결정된 관계에 응답하여 상기 회로 브레이커(19)를 재폐쇄하는 재폐쇄 수단(195 내지 219); 및
    상기 재폐쇄 수단(195 내지 219)이 상기 회로 브레이커(19)를 재폐쇄 하는 것을 막기 위해 사전결정된 시간 주기내에서 상기 회로 브레이커(19)의 사전결정된 회수의 재폐쇄에 응답하는 수단(135)을 포함하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 트립 수단(123 내지 193)은 상기 다위상 전류로부터 양의 시퀀스 전류 벡터를 생성하고, 상기 다위상 네트워크 전압으로부터 양의 시퀀스 네트워크 전압 벡터를 생성하며, 상기 양의 시퀀스 전류 벡터와 상기 양의 시퀀스 네트워크 전압 벡터 사이의 사전결정된 관계에 응답하여 회로 브레이커를 트립하며, 상기 재폐쇄 수단(195 내지 219)은 상기 회로 브레이커(19)를 재폐쇄하기 위해 상기 다위상 위상 전압으로부터 생성된 양의 시퀀스 네트워크 전압 벡터 및 양의 시퀀스 위상 전압을 이용하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 감지 수단(85)은 디지털 다위상 전류 샘플, 디지털 다위상 네트워크 전압 샘플 및 디지털 다위상 위상 전압 샘플을 생성하기 위해 상기 다위상 전류, 상기 다위상 네트워크 전압, 및 상기 다위상 위상 전압을 디지털형으로 샘플하는 디지털 감지 수단이며, 상기 트립 수단(123 내지 193) 및 재폐쇄 수단(195 내지 219)은 상기 양의 시퀀스 전류 벡터, 양의 시퀀스 네트워크 전압 벡터 및 양의 시퀀스 위상 전압 벡터를 생성하기 위해 상기 다위상 전류 샘플, 다위상 네트워크 전압 샘플, 및 다위상 위상 전압 샘플을 이용하는 네트워크 프로텍터 릴레이(21).
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Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6222714B1 (en) * 1999-05-17 2001-04-24 Gary R. Hoffman Microprocessor based setting group controller for protective relay operations
US6650969B1 (en) 1999-08-06 2003-11-18 Bath Iron Works Corporation Electrical fault protection system
US6504693B1 (en) * 2000-02-25 2003-01-07 Eaton Corporation Network protector relay providing a close function
US6687573B2 (en) 2000-03-16 2004-02-03 Abb Technology Ag Recloser and fuse coordination scheme
US6407897B1 (en) * 2000-03-31 2002-06-18 Eaton Corporation Network protector with diagnostics
US6636401B1 (en) 2000-05-26 2003-10-21 Eaton Corporation Network protector with insulated laminated bus construction
KR100343122B1 (ko) * 2000-07-18 2002-07-05 김철환 송전 선로에서 가변 무전압시간 제어를 이용한 적응적재폐로 방법
US6459554B1 (en) 2000-09-05 2002-10-01 Eaton Corproation Drive circuit for the trip actuator of a network protector and a network protector incorporating the same
US6735533B2 (en) 2001-03-16 2004-05-11 Abb Technology Ag Only picked up phases recloser control
US6735534B2 (en) 2001-03-16 2004-05-11 Abb Technology Ag One or all phases recloser control
US6671151B2 (en) 2001-10-03 2003-12-30 Eaton Corporation Network protector relay and method of controlling a circuit breaker employing two trip characteristics
US6717394B2 (en) 2002-03-21 2004-04-06 Eaton Corporation Method and apparatus for determining frequency of an alternating current signal of an electric power system
US7265960B2 (en) 2004-06-02 2007-09-04 Eaton Corporation Trip coil drive circuit and electrical switching apparatus including the same
US7085662B2 (en) * 2004-07-30 2006-08-01 Siemens Energy & Automation, Inc. Power quality indicator
AR047212A1 (es) * 2004-08-03 2006-01-11 Coesp Ltda Componentes Eletric Metodo para seccionar con un seccionador una linea de distribucion de energia electrica de media tension que presenta una pertubacion, seccionador de lineas de distribucion de energia electrica de media tension de aplicacion en el mismo y circuito electronico de deteccion de una corriente de falla c
US9080894B2 (en) 2004-10-20 2015-07-14 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device for receiving and sending data at high speeds over a network
US7304586B2 (en) 2004-10-20 2007-12-04 Electro Industries / Gauge Tech On-line web accessed energy meter
US7747733B2 (en) 2004-10-25 2010-06-29 Electro Industries/Gauge Tech Power meter having multiple ethernet ports
US20060165023A1 (en) * 2005-01-24 2006-07-27 Faulkner Mark A Wireless gateway and controller for network protector relays
US8190381B2 (en) * 2005-01-27 2012-05-29 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device with enhanced power quality monitoring and communications capabilities
US8620608B2 (en) 2005-01-27 2013-12-31 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device and method thereof
US8160824B2 (en) 2005-01-27 2012-04-17 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device with enhanced power quality monitoring and communication capabilities
US8930153B2 (en) 2005-01-27 2015-01-06 Electro Industries/Gauge Tech Metering device with control functionality and method thereof
US8666688B2 (en) * 2005-01-27 2014-03-04 Electro Industries/Gauge Tech High speed digital transient waveform detection system and method for use in an intelligent electronic device
US20070002596A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Eaton Corporation Two-stage, wide range power supply for a network protector control relay
US8515348B2 (en) 2005-10-28 2013-08-20 Electro Industries/Gauge Tech Bluetooth-enable intelligent electronic device
US20070110111A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-17 Shipp David D Power system for ultraviolet lighting
US7486492B2 (en) * 2006-01-18 2009-02-03 Eaton Corporation Electrical switching apparatus including a second trip circuit responding to failure of a first trip circuit to provide a repetitive signal
US7366773B2 (en) * 2006-01-30 2008-04-29 Dgi Creations, Llc Alternative communications paths for data sent over power line carrier
CN100413179C (zh) * 2006-03-30 2008-08-20 上海电器科学研究所（集团）有限公司 断路器控制器
US20070249319A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Faulkner Mark A Power distribution communication system employing gateway including wired and wireless communication interfaces
CN101558542A (zh) * 2006-12-14 2009-10-14 阿海珐输配电英国有限公司 用于保护三相电力系统中的总线的方法和装置
CN101202432B (zh) * 2006-12-15 2010-11-24 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 继电器控制电路的控制方法
US7920976B2 (en) 2007-03-27 2011-04-05 Electro Industries / Gauge Tech. Averaging in an intelligent electronic device
US10845399B2 (en) 2007-04-03 2020-11-24 Electro Industries/Gaugetech System and method for performing data transfers in an intelligent electronic device
US9989618B2 (en) 2007-04-03 2018-06-05 Electro Industries/Gaugetech Intelligent electronic device with constant calibration capabilities for high accuracy measurements
US11307227B2 (en) 2007-04-03 2022-04-19 Electro Industries/Gauge Tech High speed digital transient waveform detection system and method for use in an intelligent electronic device
US20130275066A1 (en) 2007-04-03 2013-10-17 Electro Industries/Gaugetech Digital power metering system
EP1990883A1 (de) * 2007-04-10 2008-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zum Schutz eines elektrischen Schaltgerätes vor einer thermischen Überlast
US8035944B2 (en) * 2008-02-22 2011-10-11 Liebert Corporation Power supply system with adaptive blown fuse detection using negative sequence component
US8797202B2 (en) 2008-03-13 2014-08-05 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device having circuitry for highly accurate voltage sensing
US9482555B2 (en) 2008-04-03 2016-11-01 Electro Industries/Gauge Tech. System and method for improved data transfer from an IED
US7948420B1 (en) 2008-06-20 2011-05-24 Arrowhead Center, Inc. Eliminating the use of anti-aliasing filters in digital relays by oversampling
US8068320B2 (en) * 2008-12-04 2011-11-29 Eaton Corporation Network unit including network transformer and network protector
KR101074548B1 (ko) * 2008-12-31 2011-10-17 엘에스산전 주식회사 모터 보호 계전기
US20110087383A1 (en) * 2009-10-08 2011-04-14 Eaton Corporation Network protection with control health monitoring
US8319123B2 (en) * 2010-03-04 2012-11-27 Eaton Corporation System, network protector enclosure, and automatic racking system
KR101004147B1 (ko) * 2010-04-02 2010-12-27 한국전력공사 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 계량방법
US8431845B2 (en) 2010-09-20 2013-04-30 Eaton Corporation Electrical switching apparatus and levering assembly therefor
US8446709B2 (en) 2011-02-16 2013-05-21 Eaton Corporation Electrical system and automatic identification system therefor
US8860353B1 (en) 2011-04-22 2014-10-14 Dgi Creations, Llc Protection for a network protector close motor
US10771532B2 (en) 2011-10-04 2020-09-08 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic devices, systems and methods for communicating messages over a network
US10275840B2 (en) 2011-10-04 2019-04-30 Electro Industries/Gauge Tech Systems and methods for collecting, analyzing, billing, and reporting data from intelligent electronic devices
US10862784B2 (en) 2011-10-04 2020-12-08 Electro Industries/Gauge Tech Systems and methods for processing meter information in a network of intelligent electronic devices
US10303860B2 (en) 2011-10-04 2019-05-28 Electro Industries/Gauge Tech Security through layers in an intelligent electronic device
US8953305B2 (en) 2012-12-04 2015-02-10 Eaton Corporation Electrical switching apparatus and levering assembly therefor
KR101438041B1 (ko) * 2013-03-13 2014-09-04 엘에스산전 주식회사 전력회로 개폐기용 제어 회로
US9653918B2 (en) 2013-03-14 2017-05-16 Eaton Corporation Autonomous thermal event control and monitoring system for a network vault
US11816465B2 (en) 2013-03-15 2023-11-14 Ei Electronics Llc Devices, systems and methods for tracking and upgrading firmware in intelligent electronic devices
CN103456566B (zh) * 2013-08-21 2016-01-06 福州大学 数字化全过程动态控制智能交流接触器
CN103595030B (zh) * 2013-11-28 2016-01-20 山东迅风电子有限公司 基于电流判据的配网自动化馈线终端保护控制方法
TWI495880B (zh) 2013-12-31 2015-08-11 Mpi Corp Probe module
US11734396B2 (en) 2014-06-17 2023-08-22 El Electronics Llc Security through layers in an intelligent electronic device
CN104142648B (zh) * 2014-08-21 2017-07-04 中铁第一勘察设计院集团有限公司 城市轨道交通低压配电系统管控终端
CN104362599B (zh) * 2014-11-13 2017-02-15 国家电网公司 智能变电站低压母线保护方法
US11009922B2 (en) 2015-02-27 2021-05-18 Electro Industries/Gaugetech Wireless intelligent electronic device
US10048088B2 (en) 2015-02-27 2018-08-14 Electro Industries/Gauge Tech Wireless intelligent electronic device
US9897461B2 (en) 2015-02-27 2018-02-20 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device with expandable functionality
US10958435B2 (en) 2015-12-21 2021-03-23 Electro Industries/ Gauge Tech Providing security in an intelligent electronic device
US10430263B2 (en) 2016-02-01 2019-10-01 Electro Industries/Gauge Tech Devices, systems and methods for validating and upgrading firmware in intelligent electronic devices
KR102188809B1 (ko) * 2016-04-22 2020-12-09 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 차단기 부동작 보호 릴레이 및 보호 릴레이 시스템
US10096991B2 (en) 2016-06-13 2018-10-09 Eaton Intelligent Power Limited Network protector control for spot network fed from feeder sources having voltage differences
CN106684823B (zh) * 2016-12-14 2019-04-09 国网北京市电力公司 环进环出支接变压器主接线的保护设备及方法
US11734704B2 (en) 2018-02-17 2023-08-22 Ei Electronics Llc Devices, systems and methods for the collection of meter data in a common, globally accessible, group of servers, to provide simpler configuration, collection, viewing, and analysis of the meter data
US11686594B2 (en) 2018-02-17 2023-06-27 Ei Electronics Llc Devices, systems and methods for a cloud-based meter management system
US11754997B2 (en) 2018-02-17 2023-09-12 Ei Electronics Llc Devices, systems and methods for predicting future consumption values of load(s) in power distribution systems
US11424611B2 (en) 2019-04-04 2022-08-23 Carte International Inc. Network service and transformer safety protector
CN110265999B (zh) * 2019-06-04 2022-06-14 西南交通大学 一种高度网状的二次配电网负载估计方法
US11863589B2 (en) 2019-06-07 2024-01-02 Ei Electronics Llc Enterprise security in meters
CN111525503A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 柳州海格电气股份有限公司 一种智能物联网万能式断路器的方法及装置
CN112039029A (zh) * 2020-09-03 2020-12-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局 一种断路器受控防跳电路
TWI758972B (zh) * 2020-11-25 2022-03-21 台灣電力股份有限公司 電力安全防護系統

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947728A (en) * 1974-05-23 1976-03-30 Westinghouse Electric Corporation Network protector relay
US4587917A (en) * 1984-06-11 1986-05-13 Cantin Donald W Multi-use watercraft
US4972290A (en) * 1989-09-29 1990-11-20 Abb Power T & D Company Inc. Electric power system with remote monitoring and control of protective relays
US4994934A (en) * 1989-12-01 1991-02-19 Abb Power T & D Company Inc. Microcomputer based reclosing relay
US5367426A (en) * 1992-10-14 1994-11-22 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Distance relay with load encroachment protection, for use with power transmission lines

Also Published As

Publication number Publication date
SG54546A1 (en) 1998-11-16
JPH10285789A (ja) 1998-10-23
MX9707042A (es) 1998-03-31
AR009360A1 (es) 2000-04-12
CN1177226A (zh) 1998-03-25
ID18259A (id) 1998-03-19
BR9702878A (pt) 1999-01-19
US5822165A (en) 1998-10-13
CN1078756C (zh) 2002-01-30
CA2215562A1 (en) 1998-03-16

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