KR19990000265A - 저전류 계전기(ucr)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기로 전원을 공급하여 구동시키는 전자식 배전반에 있어서, 전동기의 갑작스런 무부하 운전을 검출하여 회로를 차단함으로써 전동기를 보호하는 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법에 관한 것이다.

전동기의 회전력 부족 또는 정전시에는 전동기를 전원으로부터 분리해 두지 않으면 전원 회복시 불필요한 기동이라든지 다수의 전동기가 동시에 기동될 경우 변압기 등의 과부하로 재정전될 수 있다.

본 발명은 전동기 상태가 런(RUN)상태일 경우에 적용되는 저전류 계전기를 전동기의 모선 CT에 설치하여 정한시 동작 특성을 이용하고, 각 상전류중 어느 한상의 전류값이라도 구간 전류값의 상한값과 하한값 사이에 들어가면 무부하 상태로 판정하여 정한시 특성에 따라 부하 차단을 명령하는 제어를 실행함으로써, 무부하 운전 상태의 발생시에 전동기가 손상되지 않도록 효과적으로 보호하여 전동기를 안전하고 장기간 사용할 수 있도록 하는 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법을 제공한다.

Description

저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법

본 발명은 전동기로 전원을 공급하여 구동시키는 전자식 배전반에 있어서, 전동기의 갑작스런 무부하 운전을 검출하여 회로를 차단함으로써 전동기를 보호하는 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법에 관한 것이다.

전동기의 회전력 부족 또는 정전시에는 전동기를 전원으로부터 분리해 두지 않으면 전원 회복시 불필요한 기동이라든지 다수의 전동기가 동시에 기동될 경우 변압기 등의 과부하로 재정전될 수 있다.

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, 전동기의 회전력 부족 또는 정전시에는 전동기를 전원으로부터 분리해두지 않으면 전원 회복시 불필요한 기동이라든지, 다수의 전동기가 동시에 기동될 경우에 변압기 등의 과부하로 재정전될 수 있다.

또, 전동기의 전원 공급선상에서 전원측의 1상 결선시 전동기의 단상 기동에 대하여 보호하는 것이 필요하다.

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 발명에서는 전동기의 모선 CT에 3상분의 부족전류 계전기를 설치하고, 각상의 전류값중 어느 한상의 전류값이라도 구간 전류값의 상하한선 이내에 들어오면 무부하 상태로 판정하여 부하차단을 실행함으로써, 계통의 저전류 뿐만 아니라 전원측의 1상 결선시 전동기의 단상 기동에 대하여도 보호할 수 있도록 한 저전류 계전기(UCR)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 본 발명의 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법을 도2에 나타내었다.

도2를 참조하면 본 발명의 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법은;

각상의 전류값을 읽고 현재 운전중인가의 여부를 판정하는 과정과, 상기 과정의 판정결과 현재 전동기가 운전중이면 각상의 전류값이, 각 상전류의 트립(Trip)실행을 위한 설정 상한값 및 하한값 사이에 들어오는가를 비교 판단하는 과정과, 상기 비교 판단의 결과 각 상의 전류가 상하한값 사이에 들어오면 그 상태가 지속되는 경과시간을 카운트하여 설정시간과 비교하는 과정과, 상기 비교 과정의 비교 결과 경과시간이 설정시간을 경과하면 무하차단을 실행하는 과정으로 제어함을 특징으로 하는 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법이다.

이하, 첨부된 도면 도2를 참조하여 본 발명의 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법의 수순을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중앙처리장치는 전류센서로부터 감지되어 디지탈 신호로 입력되는 각 상의 입력전류값을 검색한다.

그리고, 런플래그(Run_Flag)를 검색하여 런플래그=ON 으로 설정되어 있으면 현재 전동기가 운전중인 것으로 판정하여 각 상전류의 비교 판단과정으로 이행하고, 그렇지 않으면 전동기가 운전 정지된 상태로 판정하여 리턴한다.

상기의 런플래그 판정 결과 전동기가 운전중이면 각 상전류값을 트립(부하차단)을 실행하기 위해서 미리 설정해둔 상한값 및 하한값과 대소 비교한다.

상기의 비교 과정에서 각 상전류값중 어느 한상의 값도 상하한값 사이에 들어오지 않으면 플래그(Flag)가 트립(Trip)상태로 설정되어 있는가를 검색하여 트립상태로 설정되어 있지 않으면 리턴하고, 트립상태로 설정되어 있으면 이미 무부하 운전 차단을 실행한 경우이므로 중앙처리장치(1)는 부하 구동부(10)를 통해서 전류차단기(CB)를 제어하는, 계전기 복귀를 실행한다.

그러나, 상기 비교 과정에서 각 상전류값중 어느 한상이라도 상하한값 사이에 들어오면 플래그를 검색하여 노말(Normal)로 설정되어 있으면 웨이트(Wait)로 변경 설정한 후 리턴하고, 웨이트(Wait)로 설정되어 있으면 상전류값이 상하한값 이내에 들어온 시각부터의 경과시간을 카운트하여 전동기 운전정지를 위해서 미리 설정된 시간과 비교한다.

상기 비교 결과 경과시간이 설정시간을 지나면 중앙처리장치(1)는 트립로드(Trip Load)를 실행하여 부하차단을 명령하고, 또 플래그를 트립(Trip)상태로 설정한 다음 리턴한다.

상기의 과정을 반복하여 지속적으로 수행한다.

상기한 바와같이 본 발명의 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법에 의하면, 전동기의 갑작스런 무부하 운전을 검출하여 회로르 차단함으로써 전동기를 보호할 수 있다.

또, 계통의 저전류 뿐만 아니라 전원측의 1상 결성시 전동기의 단상 기동에 대하여 보호할 수도 있다.

또, 전동기의 회전력 부족 또는 정전시에는 전동기를 전원으로부터 분리해 둠으로써, 전원 회복시 불필요한 기동을 방지할 수 있고, 다수의 전동기가 동시에 기동될 경우의 변압기 등의 과부하로 재정전되는 사태를 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 각상의 전류값을 읽고 현재 운전중인가의 여부를 판정하는 과정과, 상기 과정의 판정결과 현재 전동기가 운전중이면 각상의 전류값이, 각 상전류의 트립(Trip)실행을 위한 설정 상한값 및 하한값 사이에 들어오는가를 비교 판단하는 과정과, 상기 비교 판단의 결과 각 상의 전류가 상하한값 사이에 들어오면 그 상태가 지속되는 경과시간을 카운트하여 설정시간과 비교하는 과정과, 상기 비교 과정의 비교 결과 경과시간이 설정시간을 경과하면 무하차단을 실행하는 과정으로 제어함을 특징으로 하는 저전류 계전기(UCR)의 전동기 보호용 디지탈 보호 계전 방법.