KR19990000263A - 단속 계전기(nchr)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기로 전원을 공급하여 구동시키는 전자식 배전반에 있어서, 일정 기간동안의 전동기의 과도한 수동 재시동을 방지해 줌으로써, 전동기 운전자의 재투입 회수 제한으로 인한 전동기 과열 방지와 보호를 수행할 수 있도록 한 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법에 관한 것이다.

전동기 보호수단들을 이용해서 전동기를 보호함에 있어, 트립(Trip)발생후에 운전자가 전동기의 재투입을 계속하는 경우 과도한 재투입으로 인하여 전동기의 과열이 초래되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이상 상태의 발생시에 전동기가 손상되지 않도록 효과적으로 보호하여 전동기를 안전하고 장기간 사용할 수 있도록 하는 디지탈 계전방법을 제공한다.

특히, 본 발명은 트립 발생시 시동 허용시간, 시동 제한횟수, 시동 제한시간을 철리하여 일정 기간 동안 전동기의 시동횟수의 제한을 수행함으로써 상기한 종래의 문제점을 해결하고, 트립 발생시 운전자의 과도한 재투입 수행으로 인한 전동기 과열을 방지할 수 있도록 한 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법을 제공한다.

Description

단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법

본 발명은 전동기로 전원을 공급하여 구동시키는 전자식 배전반에 있어서, 일정 기간동안의 전동기의 과도한 수동 재시동을 방지해 줌으로써, 전동기 운전자의 재투입 회수 제한으로 인한 전동기 과열 방지와 보호를 수행할 수 있도록 한 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법에 관한 것이다.

종래에는 전원의 공급을 제어할 전동기의 종류,용량 및 특성등에 따라 적절한 계전기를 선택하고 이 것을 사용해서 과전류, 과부하 또는 과도한 시동과 정지의 반복 이상상태 발생시에 전동기가 손상되지 않도록 보호하였다.

특히 600V이하의 전압회로에 사용되는 저용량의 전동기일 경우에 트랜지스터 회로로 구성된 스태틱(Static)타입의 3E계전기를 사용하고, 600V이상의 고압회로에 사용되는 대용량의 전동기일 경우에는 3상 전원 평형 계전기 및 유도형 계전기를 사용하였다.

그러므로 전동기에 따라 적절한 계전기를 선택하여 사용하는데 많은 어려움이 따르고, 계전기를 잘못 선택하였을 경우에는 이상 상태의 발생시에 전동기를 보호하지 못하게 되었다.

또한, 계전기의 오동작율이 높아 계전기의 오동작을 보상하기 위한 보호회로를 구비해야 될 뿐만 아니라, 이로 인하여 회로 구성이 복잡하고, 제품의 생산성이 저하되며, 생산원가가 상승하게 되는 등의 문제점이 있었다.

그리고, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 8비트 또는 16비트 CPU를 이용해서 전동기로 공급되는 전원의 전류를 일정한 주기로 샘플링하여 저장하고, 샘플링한 전류를 기준 전류와 비교하여 전원과 전동기의 이상 여부를 판별하여 전원의 이상이 판별될 경우에는 차단 지연시간을 룩업테이블에서 리드한 후 리드한 차단 지연 시간동안 이상 상태가 지속될 경우에 전원을 차단하여 전동기에 공급되지 않도록한 다지탈 보호 계전방법이 제시되기도 하였다.

그러나, 이러한 디지탈 보호 계전방법은 부동 소수점 연산이 불가능하기 때문에 정수 형태의 룩업테이블을 이용하는 방법이므로, 차단 지연시간의 정확도에 문제가 발생할 소지가 컸다.

한편, 상기한 전동기 보호수단들을 이용해서 전동기를 보호함에 있어, 트립(Trip)발생후에 운전자가 전동기의 재투입을 계속하는 경우 과도한 재투입으로 인하여 전동기의 과열이 초래되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이상 상태의 발생시에 전동기가 손상되지 않도록 효과적으로 보호하여 전동기를 안전하고 장기간 사용할 수 있도록 하는 디지탈 계전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 트립 발생시 시동 허용시간, 시동 제한횟수, 시동 제한시간을 철리하여 일정 기간 동안 전동기의 시동횟수의 제한을 수행함으로써 상기한 종래의 문제점을 해결하고, 트립 발생시 운전자의 과도한 재투입 수행으로 인한 전동기 과열을 방지할 수 있도록 한 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법을 제공한다.

도1은 전자식 배전반의 블럭 구성도

도2는 본 발명의 디지탈 보호 계전 방법의 플로우차트

도1은 본 발명을 수행하기 위한 전자식 배전반의 실시예의 하드웨어로서, 장치 전반을 제어하는 중앙처리장치(1)가 구비된다.

전동기는 3상 전원(R,S,T)을 공급받아 동작하며, 각 상전류를 감지하기 위하여 전류센서(CT1∼CT3)를 구비하였다.

전류센서로 감지된 전류를 처리하기 위한 센서신호 출력부가 전류센서의 출력단에 연결되어 센서신호를 처리한다.

센서신호 출력부의 출력단에는 멀티플렉서가 연결되어 상기 처리된 신호를 스위칭하며, 여기서 스위칭된 신호는 아날로그 필터(4)를 거쳐서 필터링된 다음 아날로그 디지탈 변환기(5)를 통해서 디지탈 신호로 변환되어 상기 중앙처리장치(1)로 입력된다.

중앙처리장치(1)는 입력된 디지탈 전류정보를 이용해서 전동기 보호 계전 알고리즘을 수행하며, 중앙처리장치(1)에는 키보드(6)와 표시부(7)가 연결되어 있어서 운영자의 키명령을 입력할 수 있고, 또 각종 상태를 표시할 수도 있다.

또, 상기 중앙처리장치(1)에는 부하 구동부(10)를 통해서 전류차단기(CB)가 연결되어 있어서 과전류,과부하 등의 이상상태 발생시에 전동기 전류를 차단할 수 있도록 하였다.

그리고, 중앙처리장치(1)의 각종 처리 데이타가 일시 저장되고 또 읽혀지는 램(9)과, 제반 운용 프로그램이 저장된 롬(8)이 연결되어 있다.

상기 도1에 나타낸 전자식 배전반에서 이루어지는 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법은;

트립 발생 여부를 판단하여 트립 발생시에 단위 시간당 트립횟수를 카운트하고 그 카운트된 횟수를 허용 설정값과 비교하는 과정과, 상기 비교 결과 트립횟수가 설정값에 도달하면 재투입 불가상태로 설정하고 재투입이 허락될때 까지의 허용시간을 카운트한 후 리턴하는 과정과, 상기 트립 발생여부를 판단하여 트립 발생이 아닌 경우에는 재투입 가능상태에서 재투입이 이루어지기 까지의 시간을 카운트한 값을 재투입 허용 설정시간과 비교하는 과정과, 이 비교 결과 카운트된 시간이 재투입 허용 설정시간을 초과하면 재투입 가능 상태로 설정한 후 리턴하는 과정으로 제어함을 특징으로 하며, 상기 트립 횟수 카운트값과 설정값의 비교과정에서는 전류를 열로 환산한 값을 설정값과 비교하는 단계를 함께 수행하여 열적 상태도 고려한 디지탈 보호 계전을 수행함을 특징으로 한다.

이와같이 이루어진 본 발명의 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법에서 시동 횟수의 제한은 시동 허용시간, 시동 제한횟수, 시동 제한시간에 의해 결정된다.

즉, 시동 허용시간내에 시동 제한횟수 만큼의 부하 차단이 일어나기 전까지는, 부하 차단후 부하 복귀 명령에 의해 차단된 부하가 복귀될 수 있으나, 시동 허용시간내에 시동 제한횟수만큼의 부하 차단이 일어나면, 일단 차단된 부하는 시동 제한시간 동안 복귀할 수 없으므로 재시동이 불가능하게 된다.

단속 계전기는 부하 차단이 발생될 때마다 부하가 차단된 시간이 중앙처리장치(1)에 의해서 기억되며, 기억된 차단기록 중에서 현재 부하 차단 시점으로부터 과거 시동 허용시간 동안 발생한 차단 횟수를 알아내어, 시동 제한횟수와 같은가를 확인한다.

차단 횟수가 시동 제한횟수와 같아지는 경우, 차단된 부하에 대한 더이상의 복귀는 시동 제한시간동안 불가능하다(Trip_Release_Disable).

시동 제한기간이 경과한 후엔, 차단된 부하를 복귀시키고 차단이 발생할 때마다 위의 과정을 반복한다.

이때 차단된 부하의 복귀는 복귀시의 전동기의 열적 상태도 고려해야한다.

즉, 복귀 열적 상태를 설정할 수 있게 하여 그 열적 상태 이하일 경우에 복귀할 수 있도록 하는 기능을 더 수행하는 것이며, 이 것을 위해서 부하차단(트립 실행)시의 전동기 전류(I)값을 열(H)로 환산한 데이타를 가지도록 하였다.

도2는 이러한 본 발명의 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법을 설명하고 있다.

먼저, 중앙처리장치(1)는 부하 차단을 실행하였는가의 여부를 확인하는데, 이것을 트립 발생 판별 단계로 하였다.

트립 발생시에는 단위 시간당의 트립 횟수를 카운트하고, 그 다음 단계에서는 이 트립 카운트값을 시동 제한 횟수의 설정값과 비교한다.

또한 동시에, 전류(I)를 열(H)로 환산한 데이타를 비교 기준으로 미리 설정해둔 값과 비교한다.

상기 비교결과 트립 카운트값이 설정값에 도달했거나, 전류를 열로 환산한 값이 설정값 이상이면 재투입 불가 상태로 플래그(Flag)를 변환하고, 다음 재투입이 허락 될때 까지의 허용시간을 카운트한다.

이러한 상태에서 트립 발생의 판별 단계를 계속 수행하여, 트립 발생의 경우 플래그가 재투입 불가인지의 여부를 확인한다.

확인 결과 재투입 가능의 경우는 리턴하고, 재투입 불가의 경우에는 재투입이 허락될때 까지의 상기 카운트된 값을 재투입 허용 설정시간값과 비교한다.

이 비교결과 재투입이 허락될때 까지의 시간 카운트값이 설정값을 초과하면 재투입 가능상태로 플래그를 설정하고 리턴하고, 그렇지 않으면 트립 발생 여부의 판단 단계로부터 재수행한다.

상기의 과정을 반복하여 지속적으로 수행하면, 시동 허용시간, 시동 제한횟수, 시동제한시간과 함께 전동기의 열적 상태를 고려한 전동기의 과도한 재시동을 방지할 수 있게되는 것이다.

상기한 바와같이 본 발명의 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법에 의하면, 트립 발생시 운전자의 재투입 횟수를 제한함으로써, 과도한 재투입에 따른 전동기의 과열과 열손상을 방지할 수 있고, 전동기의 안정된 동작 확보와, 전동기 운전의 안전성 확보를 기 할 수 있다.

Claims (2)

1. 트립 발생 여부를 판단하여 트립 발생시에 단위 시간당 트립횟수를 카운트하고 그 카운트된 횟수를 허용 설정값과 비교하는 과정과, 상기 비교 결과 트립횟수가 설정값에 도달하면 재투입 불가상태로 설정하고 재투입이 허락될때 까지의 허용시간을 카운트한 후 리턴하는 과정과, 상기 트립 발생여부를 판단하여 트립 발생이 아닌 경우에는 재투입 가능상태에서 재투입이 이루어지기 까지의 시간을 카운트한 값을 재투입 허용 설정시간과 비교하는 과정과, 이 비교 결과 카운트된 시간이 재투입 허용 설정시간을 초과하면 재투입 가능 상태로 설정한 후 리턴하는 과정으로 제어함을 특징으로 하는 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 트립 횟수 카운트값과 설정값의 비교과정에서는 전류를 열로 환산한 값을 설정값과 비교하는 단계를 함께 수행하여 열적 상태도 고려한 디지탈 보호 계전을 수행함을 특징으로 하는 단속 계전기(NCHR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법.