KR19980083497A - DC Cable Ground Detector - Google Patents

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KR19980083497A
KR19980083497A KR1019970018813A KR19970018813A KR19980083497A KR 19980083497 A KR19980083497 A KR 19980083497A KR 1019970018813 A KR1019970018813 A KR 1019970018813A KR 19970018813 A KR19970018813 A KR 19970018813A KR 19980083497 A KR19980083497 A KR 19980083497A
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이종훈
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Abstract

본 발명은 직류전선로에서 지락이 발생할 경우 지락저항과 지락점의 위치를 검출하는 지락검출기에 관한 것으로서, 직류 피더의 지락상태를 검출하는 검출기와, 검출상태의 잡음을 제거하기 위한 저역필터(LPF1), 필터링된 상태의 위상을 검출하고 실효치를 변환하는 신호 변환부와, 신호 변환부를 거친 지락 전류를 컴퓨터에 있는 A/D 변환기와 소프트웨어에 의하여 지락검출정도를 측정 판단하며, 이때 사용하는 신호원은 지락이 발생하였을 경우에만 교류전압이 지락저항과 선로를 흐르도록 회로를 구성하고, 이 회로에 사용하는 전압은 직류전압에서 얻도록 DC-DC 변환기를 이용하며, 지락검출기의 교류전압강하법의 인가교류전압을 11[㎐]를 이용함으로써, 교류 60[㎐]에 의한 영향을 최대한 줄이고, 직류에 잡음의 원인이 되는 리플 주파수를 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a ground fault detector for detecting a ground fault and a position of a ground fault when a ground fault occurs in a DC line, a detector for detecting a ground fault of a DC feeder, and a low pass filter (LPF1) for removing noise in a detected state. The ground fault detection level is detected by the signal converter which detects the phase of the filtered state and converts the effective value, and the ground current that has passed the signal converter by A / D converter and software in the computer. Only when a ground fault occurs, the circuit is configured so that the AC voltage flows through the ground resistance and the line, and the voltage used for this circuit is obtained by using the DC-DC converter to obtain the DC voltage. By using an AC voltage of 11 ㎐, the effect of AC 60 ㎐ can be minimized, and the ripple frequency that causes noise in DC can be reduced. There are effective.

Description

직류전선로 지락검출기DC Cable Ground Detector

본 발명은 발전소 등에 사용되는 직류전선로가 지락이 발생하였을 경우 지락 저항과 지락점의 위치를 검출하는 지락검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a ground fault detector for detecting the position of the ground fault and ground fault when the DC line used in power plants, etc. occurs.

종래에 사용된 지락검출기는 지락이 발생하였을 경우 설정된 값과 비교하여 경보를 발생하도록 되어 있으며, 이 지락검출기에는 직류전압강하법과 교류전압강하법이 있는데, 여기서 교류전압강하법의 대부분은 인가교류전압을 20[㎐]를 이용하였으므로 교류 60[㎐]에 큰 영향을 미치고, 직류에 잡음의 원인이 되는 리플 주파수가 발생되는 문제점이 있었다.The ground fault detector used in the prior art generates an alarm by comparing with the set value when a ground fault occurs. The ground fault detector includes a DC drop method and an AC voltage drop method. Since 20 [Hz] is used, AC 60 [㎐] has a big influence and a ripple frequency that causes noise in DC is generated.

그리고 검출기는 대부분 클립형 규소강판의 적층형을 이용하였다.And most of the detector was a laminated type of clip-type silicon steel sheet.

도 1은 종래의 직류전압강하법을 이용한 지락검출기의 구성도로서, 직류 전선로(DC Feeder)의 지락을 검출하기 위해 (+)측과 (-)측 전선로(Feeder)의 사이에 두 개의 저항(R1, R3)을 연결하고, 그 저항(R1)과 저항(R3)의 공통 접속점이 가변저항(P1)에 연결되고 그 가변저항(P1)에 연결된 저항(R2)이 접지(GND)에 연결되고, 가변저항(P1)의 가동단자를 트랜지스터(Q1)와 트랜지스터(Q2)의 베이스에 공통으로 연결하고, 트랜지스터(Q1)의 에미터에 연결되어 지락을 검출하는 P측 지락검출용 직류증폭기(1)와, 트랜지스터(Q2)의 컬렉터에 연결되어 지락을 검출하는 N측 직류검출용 직류증폭기(2)와, 지락검출용 직류증폭기(1, 2)로부터 검출된 지락신호를 직류로 변환하는 직류-직류(DC-DC) 변환기(3)로 구성되어 있다.1 is a configuration diagram of a ground fault detector using a conventional DC voltage drop method. In order to detect a ground fault of a DC feeder, two circuits are provided between a positive side and a negative side of a feeder. The resistors R1 and R3 are connected, and a common connection point of the resistor R1 and the resistor R3 is connected to the variable resistor P1, and a resistor R2 connected to the variable resistor P1 is connected to the ground GND. A P-side ground fault detection DC amplifier connected to the movable terminal of the variable resistor P1 in common to the bases of the transistors Q1 and Q2 and connected to the emitter of the transistor Q1 to detect ground faults. (1), the N-side DC detection DC amplifier (2) connected to the collector of the transistor Q2 and detecting the ground fault and the ground fault signal detected by the ground fault detection DC amplifiers (1, 2) are converted into DC. It consists of a DC-DC converter 3.

그 구성에 따라 (+)측 피더에 지락이 발생하였을 경우에는 (+)측 피더 → 접지(GND) → 저항(R2) → P1 → (-)측 피더로 전류가 흐른다.According to the configuration, when a ground fault occurs in the positive feeder, current flows from the positive feeder to ground (GND) and the resistor (R2) to the P1 feeder.

따라서 트랜지스터 Q1의 베이스 전압은 (-) 전위가 되며, 트랜지스터 Q2의 베이스 전압도 (-)가 된다.Therefore, the base voltage of transistor Q1 becomes a negative potential, and the base voltage of transistor Q2 also becomes negative.

이에 따라 트랜지스터 Q1은 동작을 하며 P측 지락검출용 직류증폭기(1)가 구동을 하여 릴레이를 구동시킨다.Accordingly, the transistor Q1 operates and the P-side ground detection DC amplifier 1 drives to drive the relay.

상기에 따라 가변저항 P1과 저항 R2의 양단전압은 트랜지스터의 베이스와 에미터 양단전압이므로 가변저항 P1을 조절하면 트랜지스터의 동작전압을 조절할 수 있으므로 감도가 결정된다.According to the above, since the voltage across the variable resistor P1 and the resistor R2 is the voltage between the transistor base and the emitter, the sensitivity is determined because the operating voltage of the transistor can be adjusted by adjusting the variable resistor P1.

반면 (-)측 피더의 지락일 경우는 (+)측의 피더가 지락이 되었을 경우와 다른점은 전류의 방향이 반대가 되어 트랜지스터 Q2를 동작시켜 N측 지락검출용 직류증폭기(2)에 의하여 릴레이가 동작하여 경보를 발생하도록 되어 있다.On the other hand, if the ground of the negative feeder is different from the ground of the positive feeder, the direction of the current is reversed and the transistor Q2 is operated so that the N-side ground fault detection DC amplifier 2 The relay operates to generate an alarm.

도 2는 종래의 교류전압강하법을 이용한 지락검출기의 구성도로서, 직렬(DC) 피더의 (+)와 (-) 피더의 사이에 연결된 저항(R4, R5)과, 저항(R4)과 저항(R5) 접속점에 연결된 비교저항(P1')과, 소정 주파수의 구형파를 발생하여 저항으로 전달해 주는 구형파 발생기(4)와, 저항(R4)과 저항(R5)의 접속점의 신호를 저항(R6)을 통해 입력받아 증폭시키는 선형 증폭기(6)와, 저항(R4)과 저항(R5)의 접속점의 신호를 콘덴서(C2)를 통해 입력받아 증폭하는 로그증폭기(7)와 로그증폭기의 입력단 신호를 접지쪽으로 바이패스시키는 제 1 트랜지스터(T1)와, 로그증폭기(7)의 출력을 다음단으로의 전달을 제어하는 제 2 트랜지스터(T2)와, 구형파 발생기(4)와 비교저항 사이의 신호를 입력받아 지락검출을 위해 트랜지스터(T1, T2)를 제어하는 순차 제어기(5)와, 제 2 트랜지스터(T2) 신호의 지락저항의 충전특성을 충전시키는 콘덴서(C3)와, 충전된 신호를 증폭하는 증폭기(8)와, 증폭된 신호와 선형증폭기(6)의 신호를 교환하는 제 1 스위치(9)와, 스위칭된 신호의 상태를 표시하는 계수기(10)와, 계수된 신호의 상태와 분류기(12)의 분류상태를 스위칭하여 접지시키는 제 2 스위치(11)와, 증폭기의 신호와 경보설정 포인트를 받아 갭을 발생하는 갭 장치(13)와, 갭 장치의 신호를 지연시키는 지연기(14)와, 지연된 신호에 따라 경보를 발생하는 경보기(15)로 구성되어 있다.2 is a configuration diagram of a ground fault detector using a conventional AC voltage drop method, and includes resistors R4 and R5, resistors R4 and resistors connected between the positive and negative feeders of a series (DC) feeder. (R5) Resistor R6 transmits a signal of a comparison resistor P1 'connected to the connection point, a square wave generator 4 for generating a square wave of a predetermined frequency and transmitting it to the resistor, and a connection point between the resistors R4 and R5. The linear amplifier 6 for receiving and amplifying the signal through the capacitor, and the signal at the connection point of the resistor R4 and the resistor R5 is inputted through the capacitor C2 to ground the input signal of the log amplifier 7 and the log amplifier. A signal between the first transistor T1 for bypassing the signal, the second transistor T2 for controlling the transfer of the output of the log amplifier 7 to the next stage, the square wave generator 4 and the comparison resistor The sequential controller 5 for controlling the transistors T1 and T2 for ground fault detection, and the signal of the second transistor T2 A capacitor C3 for charging the charging characteristics of the lock resistor, an amplifier 8 for amplifying the charged signal, a first switch 9 for exchanging the signal of the amplified signal and the linear amplifier 6, and a switched A counter 10 for indicating the state of the signal, a second switch 11 for switching and grounding the state of the counted signal and the classifying state of the classifier 12, and generating a gap in response to an amplifier signal and an alarm set point; A gap device 13, a delay device 14 for delaying a signal of the gap device, and an alarm 15 for generating an alarm in accordance with the delayed signal.

도 2에서 구형파 발생기의 전압(Ug)은 일반적으로 ±10V의 구형파를 발생한다.In FIG. 2, the voltage Ug of the square wave generator generally generates a square wave of ± 10V.

비교저항을 통하여 흐르는 전류는 다음 식 (1)과 같다.The current flowing through the comparison resistor is shown in the following equation (1).

그리고 등가지락 저항값은 다음 식 (2)와 같이 표현된다.And the equivalent ground resistance value is expressed as the following equation (2).

식 (1)과 식 (2)에서 Ur은 회로와 접지간의 전압 변화를 나타내고, P는 약 1㏁의 비교저항을 나타낸다.In Equations (1) and (2), Ur represents the voltage change between the circuit and ground, and P represents the comparative resistance of about 1 ㏁.

만약 지락저항이 100K일 경우 회로와 접지간의 전압변화(Ur)의 전압은 윗 식에 의하여 약 1.1V 정도가 된다.If the ground resistance is 100K, the voltage of the voltage change (Ur) between the circuit and ground becomes about 1.1V by the above equation.

그러나 이 교류전압강하법은 비교저항(P)이 크기 때문에 선로의 정전용량에 의하여 안정한 Ur 전압을 얻을 때 까지는 어느 정도 충전시간이 요구되므로 구형파발생기의 주기는 대략 1.5분 정도를 사용한다.However, since the AC voltage drop method has a large comparative resistance (P), the charging time is required until a stable Ur voltage is obtained by the capacitance of the line, so the cycle of the square wave generator is about 1.5 minutes.

그러므로 정전용량이 작으면 구형파발생기의 주기를 작게 하여도 된다.Therefore, if the capacitance is small, the period of the square wave generator may be reduced.

상기와 같은 교류전압강하법은 인가교류전압을 20[㎐]를 이용하기 때문에 통상적으로 입력되는 교류 60[㎐]에 매우 큰 영향을 미치고, 잡음의 원인이 되는 리플 주파수가 발생하는 문제점이 있었다.Since the AC voltage drop method as described above uses an applied AC voltage of 20 [kW], the AC voltage drop has a great effect on AC 60 [kW], which is normally input, and causes a ripple frequency that causes noise.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 직류전선로에서 지락이 발생할 경우 경보를 발생함과 아울러 지락저항과 지락점의 위치를 검출하고, 인가교류전압을 11[㎐]를 이용해 교류 60[㎐]에 대한 영향을 최대한 줄이며, 직류에서 잡음의 원인이 되는 리플 주파수를 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention, when a ground fault occurs in the DC line, the alarm is detected, and the ground resistance and the position of the ground fault is detected, and the applied alternating current voltage to AC 60 [60] using 11 [㎐] The goal is to reduce the effect on the signal as much as possible and to reduce the ripple frequency that causes noise in direct current.

도 1 은 종래의 직류전압강하법을 이용한 지락검출기의 구성도.1 is a block diagram of a ground fault detector using a conventional DC voltage drop method.

도 2 는 종래의 교류전압강하법을 이용한 지락검출기의 구성도.2 is a configuration diagram of a ground fault detector using a conventional AC voltage drop method.

도 3 은 본 발명이 적용되는 지락검출기의 구성도.3 is a block diagram of a ground fault detector to which the present invention is applied.

도 4 는 본 발명에 따른 11[㎐] 신호발생회로 특성도.4 is a characteristic diagram of a 11 [kV] signal generating circuit according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 신호 변환부의 내부 블럭구성도.5 is an internal block diagram of a signal converter according to the present invention;

도면의주요부분에대한부호의설명Explanation of symbols on the main parts of the drawing

17 : 제 1 중앙처리장치 18 : 제 2 중앙처리장치17: first central processing unit 18: second central processing unit

19 : 11㎐ 신호 발생부 19a : 포토커플러19: 11 ㎐ signal generator 19a: photocoupler

19b : 정류기 20 : 직류 전선로19b: rectifier 20: DC wire

21 : 자기 진단기 22 : 직류-직류 변환기21: self-diagnosis machine 22: DC-DC converter

23 : 센서 23a, 23b, 23c : 변류기23 sensor 23a, 23b, 23c current transformer

24, 36 : 저역통과필터 25 : 신호변환부24, 36: low pass filter 25: signal conversion unit

26 : 경보기 27 : 모니터26: alarm 27: monitor

28 : 프린터 29 : 마우스 & 키보드28: printer 29: mouse & keyboard

30, 31a : 널 모뎀 31b : 타 컴퓨터30, 31a: null modem 31b: other computer

32 : 전원 33 : 적재기32: power 33: loader

34 : 서지방지용 저항(RG) 35 : AC 증폭기34: surge suppression resistor (RG) 35: AC amplifier

37 : 이득 증폭기 38 : 실효치 변환기37 Gain Amplifier 38 Effective Value Converter

39 : 구형파 파형정형기 40 : 극성 및 위상 측정회로39: square wave waveform shaper 40: polarity and phase measurement circuit

41 : 래치41: latch

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 지락검출기는, 발전소 등에 사용되는 직류전선로(20)가 지락이 발생하였을 경우 지락검츨정도를 검출하는데 있어서, 각 구성요소의 제어신호와 11[㎐] 구형파 신호 발생을 위한 제어신호를 출력하는 제 1 중앙처리장치(17)와, 제 1 중앙처리장치의 동작제어를 받아 센서의 이상유무를 확인하여 그 결과를 제 1 중앙처리장치로 알려주는 자기진단기(21)와, 상기 직류전선로(20)로부터 공급된 전압을 소자 동작 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기(22)와, 상기 제 1 중앙처리장치(17)의 제어 신호와 직류-직류 변환기의 동작전압을 받아 11[㎐] 구형파 신호를 발생하는 11[㎐] 신호 발생부(19)와, 상기 직류전선로(20)에 부착되고, 상기 발생된 구형파 신호가 병렬저항을 통해 직류 전선로에 인가될 때, 상기 직류전선로의 지락 상태를 검출하는 센서(23)와, 검출된 신호중 11[㎐] 성분이 아닌 다른 잡음을 제거하는 저역통과필터(24)와, 제거된 신호의 위상과 실효치를 변환하는 신호변환부(25)와, 변환된 신호를 받아 시스템 설치전 수집한 데이터와 비교하여 지락발생여부 판정을 하고, 그 판정 결과를 상기 제 1 중앙처리장치(17)로 전송하는 제 2 중앙처리장치(18)와, 상기 자기진단기(21)의 확인 결과와 상기 제 2 중앙처리장치(18)로부터의 판정 결과를 받아 경보를 발생하는 경보기(26)와, 제 2 중앙처리 장치(18)의 판정 결과에 따른 제어를 받아서 지락이 발생되어진 직류전선로(20)의 이름과 지락 정도를 출력하는 모니터(27) 및 프린터(28)와, 제 2 중앙 처리장치(18)의 판정 결과에 따른 제어를 받아서 직류전선로(20)의 이름과 지락 정도를 마우스나 키보드(29)를 이용하여 다른 장소에서 알고자 할 경우 지락 데이터를 타 컴퓨터(31b)에 전송하는 널 모뎀(30, 31b)으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the ground fault detector according to the present invention detects the ground fault detection level when a ground fault occurs in the DC line 20 used in a power plant or the like, and the control signal and 11 [㎐] square wave signal of each component. A first central processing unit (17) for outputting a control signal for generation, and a self-diagnostic apparatus (21) for checking the abnormality of the sensor under operation control of the first central processing unit and notifying the result to the first central processing unit (21). ), A DC-DC converter 22 for converting a voltage supplied from the DC line 20 into an element operating voltage, a control signal of the first CPU 17 and an operating voltage of the DC-DC converter. Is attached to the 11 [㎐] signal generator 19 for generating a 11 [㎐] square wave signal and the DC line 20, and the generated square wave signal is applied to the DC line through parallel resistance. Ground fault phase of the DC line A sensor 23 for detecting a signal, a low pass filter 24 for removing noise other than 11 [kHz] components of the detected signal, a signal converter 25 for converting a phase and an effective value of the removed signal, A second central processing unit 18 which receives the converted signal and compares it with data collected before the system installation, determines whether a ground fault has occurred, and transmits the determination result to the first central processing unit 17; The alarm 26 receives the confirmation result of (21) and the determination result from the said 2nd central processing unit 18, and receives the control according to the determination result of the 2nd central processing unit 18, and generates an alarm, and a ground fault is received. The monitor 27 and printer 28 outputting the name of the generated DC line 20 and the degree of ground fault, and the control according to the determination result of the second central processing unit 18 of the DC line 20 Use your mouse or keyboard (29) to know your name and ground level When characterized by consisting of a null modem (30, 31b) for transmitting ground data to the other computer (31b).

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명이 적용되는 지락검출기의 구성도이다.3 is a block diagram of a ground fault detector to which the present invention is applied.

지락검출기는, 직류 전선로(20)와, 직류 전선로의 지락을 검출하는 센서(23)와, 검출된 신호중 11[㎐]가 성분이 아닌 다른 잡음(NOISE)을 제거하는 일정 갯수의 저역통과필터(Low Pass Filter, LPF)(24)와, 제거된 신호의 위상을 검출하고 실효치를 변환하는 신호 변환부(Signal Converter Unit, SCU)(25)와, 변환된 신호를 받아 시스템 설치전에 수집한 데이터와 비교하여 지락 여부의 정도를 판단하는 제 2 중앙처리장치(18)와, 상기 센서(23)가 정상적으로 동작하는지를 진단하는 자기진단기(21)와, 상기 제 2 중앙처리장치(18)의 판단 결과를 받아서 지락상태 데이터 출력을 제어하고, 상기 자기진단기(21)를 제어하고, 11[㎐] 구형파 신호를 발생하기 위한 각 제어신호를 출력하는 제 1 중앙처리장치(17)와, 직류전선로(20)에 공급된 전원(125V)(32)을 소정의 직류 동작전압으로 변환하는 11[㎐] 신호발생부(19)에 인가하는 발전소측의 직류-직류(DC-DC) 변환기(22)와, 상기 제 1 중앙처리장치(17)로부터 11[㎐] 신호를 발생하기 위한 제어신호와 변환된 직류전압을 받아 11[㎐] 구형파 신호를 병렬저항을 거쳐 직류전선로에 발생하는 11[㎐] 신호 발생부(19)로 구성되어 있다.The ground fault detector includes a DC line 20, a sensor 23 for detecting a ground fault in the DC line, and a predetermined number of low pass filters for removing noise other than 11 [㎐] of the detected signals. (Low Pass Filter, LPF) 24, a Signal Converter Unit (SCU) 25 for detecting the phase of the removed signal and converting the effective value, and data collected before the system installation by receiving the converted signal. The result of the determination of the second central processing unit 18 for determining the degree of ground fault, the self-diagnostic device 21 for diagnosing whether the sensor 23 operates normally, and the second central processing unit 18 as compared with And a first central processing unit (17) for controlling the ground state data output, controlling the self-diagnosis unit (21), and outputting each control signal for generating the 11 [㎐] square wave signal; 20 to convert the power supply (125V) 32 supplied to a predetermined direct current operating voltage Control for generating 11 [kV] signals from the DC-DC converter 22 on the power plant side to be applied to the 11 [kV] signal generator 19 and the first central processing unit 17. It consists of an 11 [kW] signal generator 19 which receives the signal and the converted DC voltage, and generates an 11 [kW] square wave signal through the parallel resistance to the DC cable.

상기 구성에 제 1 중앙처리장치(17)의 제어를 받아 경보를 발생하는 경보기(26)와, 제 1 중앙처리장치(17)의 제어를 받아 지락 발생 상태 데이터를 사용자가 확인할 수 있도록 하는 모니터(27) 및 프린터(28)와, 다른 사용자가 알아볼 수 있도록 조작하여 제 1 중앙처리장치(17)에 마우스 & 키보드(29)와, 출력된 지락 검출 상태 데이터를 다른 장소에서 확인할 수 있도록 타 컴퓨터(31b)로 전송하는 모뎀(30)이 부설될 수 있다. 이때 상기 제 1 중앙처리장치(17)와 경보기(26), 모니터(27), 마우스 및 키보드(29), 모뎀(31a)을 하나의 개인용 컴퓨터로 구성할 수 있다.An alarm 26 for generating an alarm under the control of the first central processing unit 17 and a monitor for allowing the user to check the ground fault occurrence state data under the control of the first central processing unit 17 ( 27) and the printer 28 and other computers so that other users can recognize the mouse & keyboard 29 and the output of the ground fault detection status data to the first central processing unit 17 at another location. A modem 30 for transmitting to 31b) may be installed. In this case, the first CPU 17, the alarm 26, the monitor 27, the mouse and keyboard 29, and the modem 31a may be configured as one personal computer.

도 4는 상기 11㎐ 신호발생부의 내부 구성도이다.4 is an internal configuration diagram of the 11 kHz signal generation unit.

그 구성은, 제 1 중앙처리장치(17)로부터 발생한 제어 신호에 따라 스위칭하여 상기 직류-직류 변환기(22)로부터 변환된 동작신호를 출력하는 포토커플러(19a)와, 상기 포토커플러에서 출력된 동작신호를 정류하는 브리지 정류기(19b)로 구성되어 있다.The configuration includes a photocoupler 19a for switching in accordance with a control signal generated from the first CPU 17 and outputting an operation signal converted from the DC-DC converter 22, and an operation output from the photocoupler. It is comprised by the bridge rectifier 19b which rectifies a signal.

11[㎐] 증앙처리장치(17)에서 11[㎐]의 구형파 신호가 포토커플러(19a)를 통하여 발전소측의 저항에 공급되어 피더에 11[㎐]의 신호성분이 포함되고, 11[㎐]의 신호를 공급하기 위하여 필요한 전원은 발전소측의 직류전선로(DC Feeder)(20)에서 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)(22)를 이용하여 사용한다.A square wave signal of 11 [kW] is supplied from the 11 [kW] amplification processing device 17 to the resistance of the power plant side through the photocoupler 19a, and the feeder contains 11 [kW] of signal components. The power required to supply the signal of is used by using a DC-DC converter 22 in a DC feeder 20 on the power plant side.

일단 11[㎐] 구형파 성분이 피더에 공급이 되고 도 4와 같이 서지저항이 있을 때 11[㎐]의 신호성분은 서지방지용 저항(34)을 통하여 흐르기 때문에 검출용 변류기들(23a, 23b, 23c)에는 지락 성분 만큼의 신호가 발생되어 지락이 발생되어진 피더를 찾아낼 수 있다.Once the 11 [㎐] square wave component is supplied to the feeder and there is a surge resistance as shown in Fig. 4, the signal component of 11 [㎐] flows through the surge suppression resistor 34, so that the current transformers 23a, 23b, 23c for detecting ), As much as the signal of the ground component is generated, it is possible to find the feeder is a ground fault.

도 5는 본 발명에 따른 신호 변환부의 내부 블럭구성도이다.5 is an internal block diagram of a signal converter according to the present invention.

그 구성은 센서로부터 입력된 신호를 증폭하는 AC 증폭기(35)와, AC 증폭기를 거친 신호의 11[㎐] 지락성분만을 필터링하는 저역통과필터(LPF)(36)와, 필터링된 신호의 이득을 증폭하여 지락전류 실효치로 변환하는 이득 증폭기(37) 및 실효치 변환기(38)와, 상기 이득 증폭기(37)를 거친 지락전류의 구형파를 정형화하는 구형파 파형정형기(39)와, 정형화된 구형파의 극성 및 위상을 측정하는 극성 및 위상 측정회로(40)와, 측정된 극성 및 위상의 출력을 타 컴퓨터로 전송하기 위해 일시 저장하는 래치(41)로 구성되어 있다.The configuration includes an AC amplifier 35 for amplifying the signal input from the sensor, a low pass filter (LPF) 36 for filtering only 11 [Hz] ground fault components of the signal passing through the AC amplifier, and a gain of the filtered signal. A gain amplifier 37 and an effective value converter 38 for amplifying and converting the ground current into an effective value, a square wave waveform shaper 39 for shaping the square wave of the ground current passing through the gain amplifier 37, and the polarity of the squared square wave and It consists of a polarity and phase measurement circuit 40 for measuring phase, and a latch 41 for temporarily storing the output of the measured polarity and phase for transmission to another computer.

그 구성에 따라 동작을 살펴보면, 먼저 센서로부터 입력이 AC 증폭기(35)를 거쳐 Chebyshev 3차 2단 저역통과필터(36)에 인가되어 11[㎐]의 지락 성분만을 필터링하며, 필터링된 신호는 이득 증폭기(37)를 거쳐 실효치 변환기(38)에서 지락전류를 실효치의 직류로 변환한다.Referring to the operation according to the configuration, first, the input from the sensor is applied to the Chebyshev third-stage low-pass filter 36 through the AC amplifier 35 to filter only 11 [락] ground fault components, and the filtered signal is gained. Through the amplifier 37, the effective value converter 38 converts the ground fault current into the effective direct current.

직류로 변환된 지락전류값은 아날로그/디지털(A/D) 다중화기(MUX)에 인가된다.The ground current value converted to direct current is applied to the analog / digital (A / D) multiplexer (MUX).

그리고 이득 증폭기(37)를 거친 11[㎐] 지락전류는 구형파 파형정형기(39)를 거쳐서 극성 및 위상 측정회로(40)에 인가되고, 그 출력은 래치(latch)(41)를 통해 타 컴퓨터(COMPUTER)로 전달된다.Then, the 11 [kPa] ground fault current through the gain amplifier 37 is applied to the polarity and phase measurement circuit 40 through the square wave waveform shaper 39, and the output thereof is transmitted to another computer through the latch 41. COMPUTER).

상기 구성에 따른 본 발명의 전체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the overall operation of the present invention according to the above configuration.

먼저 온도 및 기타 환경에 영향을 받지 않도록 11[㎐] 구형파 신호를 일정하게 공급하는 제 1 중앙처리장치(17)가 자기진단기(21)를 제어하여 센서(23)가 비정상적으로 동작하였을 경우 이 상태를 경보기(26), 모니터(27), 프린터(28)를 통해서 알린다. 반면에 센서(23)가 정상적으로 동작할 경우 제 1 중앙처리장치(17)는 11㎐ 구형파 신호발생을 위한 제어신호를 출력한다.First, when the sensor 23 is abnormally operated by controlling the self-diagnostic device 21, the first central processing unit 17 which constantly supplies 11 [square] square wave signals so as not to be influenced by temperature and other environments. This is notified through the alarm 26, the monitor 27, and the printer 28. On the other hand, when the sensor 23 operates normally, the first CPU 17 outputs a control signal for generating an 11 kHz square wave signal.

이 제어신호를 받은 11㎐ 신호 발생부(19)는 11㎐ 구형파 신호를 직류 전선로(20)에 공급한다. 이때 11㎐ 신호 발생부(19)는 직류-직류 변환부(22)로부터 소자 동작전압을 받아 제 1 중앙처리장치(17)로부터 받은 제어신호에 따라 포토커플러(19a)를 동작시켜 브리지 정류기(19b)를 거쳐 11㎐ 구형파 신호를 병렬 저항을 통해서 직류전선로(20)에 공급한다.The 11 kHz signal generator 19 receiving this control signal supplies the 11 ㎐ square wave signal to the DC wire path 20. At this time, the 11 kW signal generator 19 receives the device operating voltage from the DC-DC converter 22 and operates the photocoupler 19a according to the control signal received from the first CPU 17 to bridge the rectifier 19b. 11) square wave signal is supplied to the DC line 20 through the parallel resistor.

이러한 직류전선로(20)에서 지락이 발생하였을 경우 변류기를 사용한 센서(23)에 의헤서 검출되는 11㎐ 성분을 저역통과필터(24)에 전달한다. 전달된 신호를 받은 저역통과필터(24)는 신호의 잡음을 제거하고, 제거된 신호를 신호변환부(25)로 보낸다.When a ground fault occurs in the DC line 20, the 11 Hz component detected by the sensor 23 using the current transformer is transmitted to the low pass filter 24. The low pass filter 24 receiving the transmitted signal removes noise of the signal and sends the removed signal to the signal converter 25.

이를 받은 신호변환부(25)가 중앙처리장치에서 사용하기 위한 데이터로 변환을 하여 제 2 중앙처리장치(18)에 보내면, 제 2 중앙처리장치에 의해서 기 저장되었던 데이터와 변환된 데이터를 비교하여 지락발생여부를 판단한다.When the signal conversion unit 25 receives the converted data for use in the central processing unit and sends the converted data to the second central processing unit 18, the previously converted data and the converted data are compared by the second central processing unit. Determine if a ground fault has occurred.

판단 후 지락이 발생되는 경우에는 제 1 중앙처리장치(17)에서 경보기(26)를 통해 사용자가 청각적으로 감지할 수 있도록 경보를 발생하고, 또한 제 1 중앙처리장치(17)는 전송되어진 데이터를 기준 데이터와 비교하여 지락이 발생되어진 피더의 이름과 지락의 정도를 모니터(27)와 프린터(PRINTER)(28)를 통하여 출력한다.If a ground fault occurs after the determination, the first central processing unit 17 generates an alarm so that the user can sense it acoustically through the alarm 26, and the first central processing unit 17 transmits the transmitted data. Is compared with the reference data and outputs the name of the feeder on which the ground fault is generated and the degree of the ground fault through the monitor 27 and the printer 28.

그리고 사용자가 마우스와 키보드(29)를 조작하여서 자기진단기(21)의 초기 저항값을설정하고, 제 1 중앙처리장치(17)에 알려 널 모뎀(30, 31a)을 통해 타 컴퓨터로 알려주거나 또는 모니터(27)와 프린터(28)를 통해 지락상태 데이터를 출력시킨다. 이에 따라서 발전소 내부 현장의 상황을 타 사무실에서도 확인할 수 있게 된다.Then, the user operates the mouse and the keyboard 29 to set the initial resistance value of the self-diagnostic device 21, and informs the first central processing unit 17 to another computer through the null modems 30 and 31a, or The ground state data is output through the monitor 27 and the printer 28. As a result, the situation of the site inside the power plant can be checked in other offices.

상술한 바와 같이 본 발명의 지락검출기는 발전소 등에 사용되는 직류전선로에 지락이 발생하였을 경우, 지락검출기는 설정된 값과 비교하여 경보의 발생은 물론 지락의 정도와 지락점의 위치를 검출할 수가 있으며, 교류전압강하법에 사용한 인가교류전압을 11[㎐]를 이용해 교류 60[㎐]에 의한 영향을 최대한 줄일 수 있으며, 직류에 잡음의 원인이 되는 리플 주파수를 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, when the ground fault of the present invention is a ground fault in a DC line used in a power plant or the like, the ground fault detector may detect the degree of ground fault and the position of the ground fault as well as generating an alarm compared to the set value. By using 11 [사용한] of applied AC voltage used in AC voltage drop method, the effect of AC 60 [㎐] can be reduced as much as possible, and the ripple frequency that causes noise in DC can be reduced.

Claims (4)

발전소 등에 사용되는 직류전선로가 지락이 발생하였을 경우 지락검츨정도를 검출하는 지락검출기에 있어서,In the ground fault detector which detects the ground fault detection level when the DC cable used in the power plant etc. has a ground fault, 직류 전선로의 지락을 검출하는 센서와;A sensor for detecting a ground fault in the DC line; 검출된 신호중 11[㎐]가 성분이 아닌 다른 잡음을 제거하는 일정 갯수의 저역통과필터와;A predetermined number of low-pass filters for removing noise other than 11 [Hz] of the detected signals; 제거된 신호의 위상을 검출하고 실효치를 변환하는 신호 변환부와;A signal converter for detecting a phase of the removed signal and converting an effective value; 변환된 신호를 받아 시스템 설치전에 수집한 데이터와 비교하여 지락 여부의 정도를 판단하는 제 2 중앙처리장치와;A second central processing unit that receives the converted signal and compares the data collected before installing the system to determine the degree of ground fault; 상기 센서가 정상적으로 동작하는지를 진단하는 자기진단기와;A self-diagnostic device for diagnosing whether the sensor operates normally; 상기 제 2 중앙처리장치의 판단 결과를 받아서 지락상태 데이터 출력을 제어하고, 상기 자기진단기를 제어하고, 11[㎐] 구형파 신호를 발생하기 위한 제어신호를 출력하는 제 1 중앙처리장치와;A first central processing unit which receives the determination result of the second central processing unit to control the ground state data output, to control the self-diagnosis unit, and to output a control signal for generating an 11 [㎐] square wave signal; 직류전선로에 공급된 전원을 소정의 직류 동작전압으로 변환하는 11[㎐] 신호발생부에 인가하는 발전소측의 직류-직류(DC-DC) 변환기와; 그리고A direct current-to-direct current (DC-DC) converter on the power plant side, which is applied to an 11 [kW] signal generator for converting the power supplied to the direct current line into a predetermined direct current operating voltage; And 상기 제 1 중앙처리장치로부터 11[㎐] 신호를 발생하기 위한 제어신호와 변환된 직류전압을 받아 11[㎐] 구형파 신호를 병렬저항을 거쳐 직류전선로에 발생하는 11[㎐] 신호 발생부로 구성된 것을 특징으로 하는 직류전선로 지락검출기.A control signal for generating the 11 [kW] signal from the first central processing unit and an 11 [kW] signal generator for generating the 11 [kW] square wave signal through the parallel resistance in the DC line by receiving the converted DC voltage. DC line ground fault detector. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the signal generator 제 1 중앙처리장치로부터 발생한 구형파 신호에 따라 스위칭하여 직류-직류 변환기로부터 변환된 동작신호를 출력하는 포토커플러와;A photocoupler for switching according to the square wave signal generated from the first central processing unit and outputting an operation signal converted from the DC-DC converter; 상기 포토커플러로부터 출력된 동작신호에 따라 스위칭하는 스위치 회로와;A switch circuit for switching in accordance with an operation signal output from the photocoupler; 상기 포토커플러에서 출력된 동작신호를 정류하여 상기 병렬저항에 전달하는 브리지 정류기로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류전선로 지락검출기.And a rectifier for rectifying the operation signal output from the photocoupler and transmitting the rectified signal to the parallel resistor. 제 1 항에 있어서, 상기 신호변환부는The method of claim 1, wherein the signal conversion unit 센서로부터 입력된 신호를 증폭하는 증폭기와;An amplifier for amplifying the signal input from the sensor; 증폭기를 거친 신호의 11[㎐] 지락성분만을 필터링하는 저역통과필터(LPF)와;A low pass filter (LPF) for filtering only 11 [Hz] ground fault components of the signal passed through the amplifier; 필터링된 신호의 이득을 증폭하여 지락전류 실효치로 변환하는 이득 증폭기 및 실효치 변환기와;A gain amplifier and an effective value converter for amplifying the gain of the filtered signal and converting the gain to an effective ground fault current; 상기 이득 증폭기를 거친 지락전류의 구형파를 정형화하는 구형파 파형정형기와;A square wave waveform shaper for shaping a square wave of a ground fault current passing through the gain amplifier; 정형화된 구형파의 극성 및 위상을 측정하는 극성 및 위상 측정회로와;A polarity and phase measurement circuit for measuring the polarity and phase of the shaped square wave; 측정된 극성 및 위상의 출력을 타 컴퓨터로 전송하기 위해 일시 저장하는 래치로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류전선로 지락검출기.A direct current line ground fault detector comprising: a latch for temporarily storing the output of the measured polarity and phase to another computer. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 중앙처리장치에2. The system of claim 1, wherein said first central processing unit 경보기, 모니터와 프린터, 마우스 및 키보드, 모뎀이 부설되어 사무실에서도 현장의 상황을 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 직류전선로 지락검출기.DC line ground fault detector, which is equipped with alarm, monitor, printer, mouse, keyboard, and modem so that users can know the situation in the office.
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