KR19980073670A

KR19980073670A - 디지털 전력계통 보호제어장치

Info

Publication number: KR19980073670A
Application number: KR1019970009091A
Authority: KR
Inventors: 윤남선
Original assignee: 이종수; 엘지산전 주식회사
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-11-05

Abstract

본 발명은 디지털 전력계통 보호제어장치에 관한 것으로, 종래의 디지털 전력계통 보호제어장치는 전력설비를 원거리에서 제어하기 위하여 사용되는 보호계전기의 직렬통신 프로토콜이 제조업체마다 다르게 구성되어 데이터 취득부의 인터페이스를 모두 충족시킬 수가 없어 보호계전기의 데이터중 일부만을 취득하여 전력설비를 정확하게 제어할 수 없는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 다중 프로세서를 사용하고 그 프로세서간의 데이터 교환을 표준버스를 통해 실시하며, 상기 다중 프로세서간의 통신 및 외부와의 통신을 위한 모듈들을 사용하여 인터페이스를 제거하여 보호연산 결과 및 전력설비의 상태 등의 원하는 정보를 제약 없이 쉽게 취득하여 중앙컴퓨터로 전송하고 중앙컴퓨터의 제어신호에 따라 전력설비를 보호하는 효과와 아울러 필요한 모듈이나 프로그램만을 추가하는 형태로 쉽게 확장할 수 있는 효과가 있다.

Description

디지털 전력계통 보호제어장치

본 발명은 디지털 전력계통 보호제어장치에 관한 것으로, 특히 다양한 데이터의 수집기능과, 제어기능 및 통신기능을 구비하여 변전소의 무인화에 적당하도록 한 전력계통 보호제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 마이크로 프로세서 및 신호처리장치(DSP)등이 전력계통에 적용되어 그 성능이 고성능화 되는 추세이며, 전력계통의 상태정보를 통신을 통하여 중앙 컴퓨터에서 수집하여 설비의 감시제어 및 운전자 지원기능을 자동으로 수행할 수 있게 되었으며, 이와 같은 종래의 디지털 전력계통 보호제어장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 디지털 전력계통 보호제어장치의 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 전력설비(1)의 고장을 검출하는 보호계전기(2)와; 상기 전력설비(1) 및 보호계전기의 상태데이터를 취득하여 그 데이터를 중앙컴퓨터(4)로 전송하는 데이터 취득부(3)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 종래의 디지털 전력계통 보호제어장치의 동작을 설명한다.

먼저, 보호계전기(2)는 전력설비(1)로 유입 또는 유출되는 3상전류 및 전압신호를 입력받아 그 보호계전기(2)의 고장을 검출한다. 전력설비(1)가 고장인 경우 그 전력설비(1)로 유입되는 전력을 차단시킨다.

그 다음, 상기 보호계전기(2)의 동작만으로는 변전소의 자동화, 무인화를 위한 설비의 데이터를 취득하기에는 적당하지 않기 때문에 원거리 감시제어를 위한 디지털 입출력과 아날로그 입출력 채널 및 직렬통신수단을 구비하는 데이터 취득부(3)를 사용하여 상기 전력설비(1) 및 보호계전기(2)의 데이터를 저장하고, 중앙컴퓨터(4)의 수신요구가 있을 때마다 그 전력설비(1) 및 보호계전기(2)의 현재상태에 대한 데이터를 중앙컴퓨터(4)로 송신한다.

그 다음, 상기 중앙컴퓨터(4)는 상기 데이터 취득부(3)에서 송신된 데이터를 분석하여 전력설비(1)에 고장이 발생한 경우 제어신호를 데이터 취득부(3)로 송신하고, 데이터 취득부(3)는 그 제어신호를 보호계전기(2)로 송신하여 전력설비(1)로 유입되는 전력을 차단하게 되며, 데이터 취득부(3)는 직접 전력설비(1)를 제어하기도 한다.

그러나, 상기한 바와 같이 종래의 디지털 전력계통 보호제어장치는 전력설비를 원거리에서 제어하기 위하여 사용되는 보호계전기의 직렬통신 프로토콜이 제조업체마다 다르게 구성되어 데이터 취득부의 인터페이스를 모두 충족시킬 수가 없어 보호계전기의 데이터중 일부만을 취득하여 전력설비를 정확하게 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 감안한 본 발명은 장치간의 인터페이스를 제거함으로써 전력설비를 정확히 제어하는 디지털 전력계통 보호제어장치의 제공에 그 목적이 있다.

도1은 종래 디지털 전력계통 보호제어장치의 블록도.

도2는 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치의 블록도.

도3은 도3을 기능적으로 표현한 블록도.

도4는 도3에 있어서, 데이터의 흐름을 도시한 도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10:장치관리 프로세서 20:보호연산 프로세서

30:보호 프로세서 40:디에이모듈

50:통신부 60:이더넷부

70:입출력모듈 80:입력부

90:표시부 VME BUS:표준버스

A/D1:에이디 변환기 DSP1,DSP2:신호처리장치

CPU1~CPU4:중앙처리장치 SIO1,SIO2:직렬입출력부

DPRAM1~DPRAM3:공유메모리 TIMER1,TIMER2:타이머

OD1:광드라이버 RTC1:실시간 클럭발생기

상기와 같은 목적은 다중 프로세서를 사용하고 그 프로세서간의 데이터 교환을 표준버스를 통해 실시하며, 상기 다중 프로세서간의 통신 및 외부와의 통신을 위한 모듈들을 사용하여 인터페이스를 제거함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치의 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 사용자의 설정 값을 입력받고, 현재 전력계통 보호제어장치의 상태를 표시부(90)에 표시하는 장치관리 프로세서(10)와; 전력설비의 3상전류 또는 전압신호를 인가 받아 디지탈변환하여 저장하는 에이디 모듈(40)과; 배전계통의 각종 아날로그 값을 입력받는 입력부(80)와; 상기 에이디 모듈(40)에 저장된 디지털 값을 입력받아 보호연산을 수행하여 전력설비의 이상 유무를 판단하는 보호연산 프로세서(20)와; 상기 입력부(80)에 입력되는 아날로그 신호를 주기적으로 스캔하여 이상이 있는 경우 입출력모듈(70)을 통해 계전기 등의 보호 기기를 사용하여 전력설비를 보호하는 보호 프로세서(30)와; 상기 중앙컴퓨터와 직렬통신을 수행하는 이더넷부(60)와; 상기 이더넷부(60)에 송신된 중앙컴퓨터의 데이터를 타변전소로 송신하는 통신부(50)로 구성되며, 상기 에이디모듈(40)은 전력설비의 3상전류 또는 전압신호를 인가 받아 디지털신호로 변환하는 에이디 변환기(A/D1)와; 상기 에이디 변환기(A/D1)의 출력신호를 신호 처리하는 신호처리부(DSP1)와; 상기 에이디 변환기(A/D1)의 출력신호를 저장하는 공유메모리(DPRAM1)로 구성되고, 상기 보호연산 프로세서(20)는 상기 에이디모듈(40)에 구비된 공유메모리(DPRAM1)에 저장된 데이터를 주기적으로 스캔하여 연산하고, 사고 점을 추정하는 중앙처리장치(CPU1)와; 상기 중앙처리장치(CPU1)에서 연산된 데이터를 처리하여 이상 유무를 판정하는 신호처리부(DSP2)와; 상기 신호처리부(DSP2)의 출력데이터를 저장하는 공유메모리(DPRAM2)로 구성된다. 또한, 상기 보호 프로세서(30)는 소정의 연산프로그램을 저장하는 이피롬(EPROM1)과; 일정한 설정시간이 지나면 출력신호를 출력하는 타이머(TIMER1)와; 상기 타이머(TIMER1)의 출력신호에 따라 상기 입력부(80)의 출력신호를 인가 받아 이피롬(EPROM)에 저장된 연산프로그램에 따라 연산을 수행하고 저장부(RAM1)에 저장하는 중앙처리장치(CPU2)로 구성되고, 상기 장치관리 프로세서(10)는 상기 연산 프로세서(20), 보호 프로세서(30), 에이디모듈(40), 입력부(80)의 출력신호를 실시간 클럭발생기(RTC1)의 주기에 따라 입력받아 다수의 저장수단(DPRAM3),(EEPROM1),(EPROM2),(RAM)에 저장하고, 사용자의 요구가 있을 경우 그 다수의 저장수단 (DPRAM3),(EEPROM1),(EPROM2),(RAM)에 저장된 데이터를 직렬입출력부(SIO1)를 통해 출력하는 중앙처리장치(CPU3)로 구성되며, 상기 통신부(50)는 설정시간이 지나면 출력신호를 출력하는 타이머(TIMER2)와; 상기 타이머(TIMER2)의 출력신호에 동기를 맞춰 상기 장치관리 프로세서(10)에 저장된 데이터를 저장수단(RAM3),(EPROM3)에 저장하고, 그 데이터를 직렬입출력부(SIO2) 및 광드라이버(OD1)를 통해 타변전소로 출력하는 중앙처리장치(CPU4)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치의 동작을 설명한다.

먼저, 도3은 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치의 기능블록도이며, 도4는 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치의 데이터 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 에이디모듈(40)은 전력설비의 3상전류 또는 전압신호를 입력받아 에이디변환기(A/D1)를 통해 디지털 값으로 변환하고, 공유메모리(DPRAM1)에 저장한다.

그 다음, 상기 공유메모리(DPRAM1)에 저장된 전력설비의 데이터를 표준버스(VMS BUS)를 통해 입력받은 보호연산 프로세서(20)에 구비된 중앙처리장치(CPU1)는 그 데이터를 소정의 연산프로그램으로 연산하고, 사고점을 추정한다. 또한 중앙처리장치(CPU1)를 통해 연산된 데이터는 신호처리장치(DSP2)에 의해 처리되어 전력설비의 이상유무를 판단하게 되며, 그 결과는 공유메모리(DPRAM2)에 저장된다.

그 다음, 입력부(80)를 통해 입력되는 전력설비의 각종 아날로그신호는 보호 프로세서(30)에 입력되고, 보호 프로세서(30)의 중앙처리장치(CPU2)는 타이머(TIMER1)의 출력신호에 따라 상기 입력되는 아날로그신호를 주기적으로 스캔하여 이상이 있는 경우에는 램(RAM1)에 저장하고, 입출력모듈(70)을 통해 계전기 등을 제어하여 이상이 발생한 전력설비를 차단한다.

그 다음, 장치관리 프로세서(10)의 중앙처리장치(CPU3)는 상기 연산 프로세서(20), 보호 프로세서(30), 에이디모듈(40), 입력부(80)의 출력신호를 실시간 클럭발생기(RTC1)의 주기에 따라 입력받아 다수의 저장수단(DPRAM3),(EEPROM1),(EPROM2), (RAM)에 저장하고, 사용자의 요구가 있을 경우 그 다수의 저장수단 (DPRAM3), (EEPROM1),(EPROM2),(RAM)에 저장된 데이터를 직렬입출력부(SIO1)를 통해 출력하고, 사용자의 요구가 있는 경우 표시부(90)에 그 저장된 데이터를 표시한다.

그 다음, 이더넷부(60)는 상기 장치관리 프로세서(10)에 저장된 데이터를 중앙컴퓨터에 전송하고, 중앙컴퓨터의 제어신호를 수신하여 그 제어신호에 따른 동작을 하게 된다.

또한, 통신부(50)는 상기 장치관리 프로세서(10)에 저장된 데이터를 직렬입출력부(SIO2) 및 광드라이버(OD1)를 통해 타변전소로 송신 및 타변전소의 데이터를 수신하여 각 데이터를 공유하게 된다.

또한, 도3은 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치의 기능블럭도로서, 이에 도시한 바와 같이 사용자의 필요에 의해 디지털 전력계통 보호제어장치의 기능을 확장하기 위해서는 표준버스에 입출력모듈을 구비하고, 다중 프로세서의 프로그램을 변환함으로써 용이하게 기능의 확장이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 디지털 전력계통 보호제어장치는 그 디지털 전력계통 보호제어장치를 다중 프로세서 버스를 통하여 집적하여 별도의 인터페이스를 필요로 하지 않게 됨으로써, 보호연산 결과 및 전력설비의 상태 등의 원하는 정보를 제약 없이 쉽게 취득하여 중앙컴퓨터로 전송하고 중앙컴퓨터의 제어신호에 따라 전력설비를 보호하는 효과와 아울러 필요한 모듈이나 프로그램만을 추가하는 형태로 쉽게 확장할 수 있는 효과가 있다.

Claims

사용자의 설정 값을 입력받고, 현재 전력계통 보호제어장치의 상태를 표시부에 표시하는 장치관리 프로세서와; 전력설비의 3상전류 또는 전압신호를 인가 받아 디지탈변환하여 저장하는 에이디 모듈과; 배전계통의 각종 아날로그 값을 입력받는 입력부와; 상기 에이디 모듈에 저장된 디지털 값을 입력받아 보호연산을 수행하여 전력설비의 이상 유무를 판단하는 보호연산 프로세서와; 상기 입력부에 입력되는 아날로그 신호를 주기적으로 스캔하여 이상이 있는 경우 입출력모듈계전기 등의 보호 기기를 사용하여 전력설비를 보호하는 보호 프로세서와; 상기 중앙컴퓨터와 직렬통신을 수행하는 이더넷부와; 상기 이더넷부에 송신된 중앙컴퓨터의 데이터를 타변전소로 송신하는 통신부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지털 전력계통 보호제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 에이디모듈은 전력설비의 3상전류 또는 전압신호를 인가 받아 디지털신호로 변환하는 에이디 변환기와; 상기 에이디 변환기의 출력신호를 신호 처리하는 신호처리부와; 상기 에이디 변환기의 출력신호를 저장하는 공유메모리로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지털 전력계통 보호제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 보호연산 프로세서는 상기 에이디모듈에 구비된 공유메모리에 저장된 데이터를 주기적으로 스캔하여 연산하고, 사고점을 추정하는 중앙처리장치와; 상기 중앙처리장치에서 연산된 데이터를 처리하여 이상 유무를 판정하는 신호처리부와; 상기 신호처리부의 출력데이터를 저장하는 공유메모리로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지털 전력계통 보호제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 보호 프로세서는 소정의 연산프로그램을 저장하는 이피롬과; 일정한 설정시간이 지나면 출력신호를 출력하는 타이머와; 상기 타이머의 출력신호에 따라 상기 입력부의 출력신호를 인가 받아 이피롬에 저장된 연산프로그램에 따라 연산을 수행하고 저장부에 저장하는 중앙처리장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지털 전력계통 보호제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 장치관리 프로세서는 상기 연산 프로세서, 보호 프로세서, 에이디모듈, 입력부의 출력신호를 실시간 클럭발생기의 주기에 따라 입력받아 다수의 저장수단에 저장하고, 사용자의 요구가 있을 경우 그 다수의 저장수단에 저장된 데이터를 직렬입출력부를 통해 출력하는 중앙처리장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지털 전력계통 보호제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 통신부는 설정시간이 지나면 출력신호를 출력하는 타이머와; 상기 타이머의 출력신호에 동기를 맞춰 상기 장치관리 프로세서에 저장된 데이터를 저장수단에 저장하고, 그 데이터를 직렬입출력부 및 광드라이버를 통해 타변전소로 출력하는 중앙처리장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지털 전력계통 보호제어장치.