KR20010022614A - 모듈러 제어 패널을 구비한 보호 릴레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보호 릴레이용 모듈러 제어 패널(10)이다. 이 패널(10)은 하우징에 제거될 수 있게 부속되고 프레임을 구비해서 개별적으로 대치할 수 있는 제어 패널 모듈을 수용한다.

Description

모듈러 제어 패널을 구비한 보호 릴레이{PROTECTIVE RELAY WITH MODULAR CONTROL PANEL}
발명의 분야
본 발명은 배전 시스템(electrical distribution systems)에서 보호 제어 기능을 제공하는 보호 릴레이 소자(protective relay devices)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 모듈러 제어 및 표시 패널을 구비한 보호 릴레이 소자에 관한 것이다.
발명의 배경 기술
보호 릴레이 소자는 다양한 보호 및 제어 기능을 제공하기 때문에, 배전 시스템에 있어서 필수 요소이다. 보호 릴레이는 배전 시스템의 상태를 감시하고, 악조건이 검출되면 회로 차단기(circuit breakers)를 운용해서, 배전 시스템의 여러 부분 및 부품이 손상되지 않도록 보호한다.
종래의 보호 릴레이는 아날로그 소자로서, 대부분 디지털 보호 릴레이로 대체되었다. 디지탈 보호 소자는 아날로그 릴레이 소자보다 광범위한 보호 및 제어 기능을 제공하도록 프로그래밍 될 수 있는 디지털 처리 회로부를 포함한다.
일반적으로, 디지탈 보호 릴레이 는 표시 및 제어 기능을 제공하기 위한 전면 패널을 포함한다. 일반적으로 그러한 패널은 안정적이고 비교적 변함없는 방식으로 보호 릴레이 회로부에 고정된다. 패널이 릴레이 회로 소자에 고정되어 있기 때문에, 일반적인 제어 및 표시 패널은 실용성이 떨어진다. 예를 들면, 배전 시스템을 공간적으로 고려하면, 보호 릴레이가 수평형이나 수직형을 갖는 것이 바람직한 경우도 있다. 조립되는 동안 제어 패널이 보호 릴레이 소자에 고정되기 때문에, 일반적인 보호 릴레이는 일 방향으로 제한된다. 또한, 제어 패널이 일반적인 보호 릴레이에 고정되기 때문에, 기술자는 보호 릴레이와 떨어진 위치에서 릴레이를 감시 및 제어하지 못하고, 보호 릴레이가 있는 곳에서 감시 및 제어해야만 한다.
콘라드(Conrad)에 대한 미국 특허 제4,742,428호에 하우징 전면의 개방을 통해서 절연 하우징으로부터 물러날 수 있는 작동 유닛을 포함하는 보호 릴레이가 개시되어 있다. 보호 릴레이 회로부의 철회 능력은 루틴 테스팅, 유지 및 배전 시스템의 최소 분열을 갖는 내부 릴레이 회로부의 재배치에 달려있다. 그러나, 콘라드 보호 릴레이의 제어 패널은 여러 방향이나 원격으로 설치될 수 있는 릴레이 처리 회로부(제거할 수 있다고 도시되거나 설명되지는 않음)로 고정되는 것으로 도시된다.
따라서, 보호 릴레이는 일반적인 고정 제어 패널의 한계를 완화하고 보호 릴레이 소자의 기능성을 개선할 보다 기능적인 제어 패널을 구비하는 것이 요구된다.
발명의 요약
본 발명은 제거가능형 보조 받침대를 구비한 프레임, 표시판, 후면 덮개를 포함하는 모듈러 제어 패널을 구비하는 보호릴레이 소자를 제공함으로써, 상술한 문제점을 해소하고, 부가 이익을 달성한다. 제어 패널이 보호 릴레이 하우징에 단단히 설치될 수 있고, 보조 받침대는 제어 패널이 다수의 제어 패널 모듈이 제거될 있게 설치될 수 있는 다수의 모듈 공간을 한정한다. 제어 패널 모듈은, 개별적으로 제거될 수 있고, 대용 모듈에 의해서 대치될 수 있어서 쉽게 변경 및 개량될 수 있다. 제어 패널 모듈은 보조 받침대의 위치를 변경해서 여러 방향으로 설치될 수 있으므로, 모듈 공간은 제어 패널이 수평이나 수직 방향의 보호 릴레이 소자에 대해 재구성될 수 있도록 한다. 또한, 제어 패널은 디지털 릴레이 처리 회로부로의 접근이 용이하도록 경첩이 부착되고, 보호 릴레이가 원격으로 제어 및 감시될 수 있도록 제거할 수 있고 원격으로 설치될 수 있다. 디지털 릴레이 처리 회 소자로의 접근을 용이하게 하고, 이동할 수 있도록 하며, 원격 설치될 수 있도록해서/ 보호 릴레이가 원격 제어 및 원격 감시될 수 있도록 한다.
The control panel modules can include any one or more of indicators, meters, a display, a keypad, and external connections for receiving data or electrical power. 제어 패널 모듈은 표시기, 계기, 표시부, 키 패드 및 데이터 및 전력을 수신하기 이한 외부 연결부중에서 임의로 하나 이상 포함할 수 있다. 하기에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈러 제어 패널은 보호 릴레이 소자를 크게 개량 및 개선하였다.
본 발명에 따른 이해를 돕기 위해서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 구현에 대해서 상세히 설명하며, 이 도면에서 동일 참조 번호는 동일한 구성 부재를 나타낸다.
도 1a 및 1b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 모듈러 보호 릴레이 제어 패널이 설치된 수평형 보호 릴레이 및 수직형 보호 릴레이의 예시도이고,
도 2a 및 도 2b는 부분적인 개방 상태에서 경첩에 의해서 보호 릴레이로 접근하는 바람직한 모듈러 보호 릴레이 제어 패널과 개별적으로 보호 릴레이로부터 분리된 바람직한 제어 패널을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 관점에 따른 제어 패널을 도시한 도면이고,
도 4는 도 3에 도시된 제어 패널의 표시 보드 요소를 도시한 블록 구성도이며,
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 바람직한 제어 패널 모듈을 도시한 도면이다.
상세한 설명
도 1a은 본 발명에 따른 모듈러 보호 릴레이 제어 패널을 포함한 수직형 보호 릴레이 소자의 정면도이다. 제어 패널(10)에는 지시기 모듈(12a), 표시 모듈(12b), 키 패드 모듈(12c) 및 블랭크 모듈(12d)을 포함하는 다수의 모듈이 포함된다. 제어 패널은, 그 일단의 소정 경첩(hinge)과 그 타단의 적합한 걸쇠(16)에 의해서, 하우징(housing)되는 보호 릴레이와 제거할 수 있게 연결되는 것이 바람직하다. 보호 릴레이 하우징 내부에 포함되는 보호 릴레이 처리 회로로 쉽게 접근할 수 있도록 개방될 수 있다. 본 발명은 경첩(14)이 없을 수도 있고, 제어 패널을 개방시킬 수 있는 다른 걸쇠나 다른 연결 수단에 의해서 대치될 수도 있다. 하기에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 각 모듈은 독립적으로 제거될 수 있고, 각 모듈과 동일하거나 다른 기능을 수행할 수 있는 대용 모듈에 의해서 대치될 수 있다. 또한, 릴레이는 도 1b에 도시된 바와 같이 모듈이 수직으로 배열되는 수직형으로 구성될 수 있다.
도 2a에는 보호 릴레이 소자의 릴레이 처리 회로에 접근이 용이한 부분 개방형 제어 패널을 갖는 보호 릴레이가 도시되어 있다. 특히, 본 발명의 제어 패널은, 릴레이 처리 모듈이 쉽게 제거 및 대치될 수 있도록 하는 경첩이나 다른 이동가능형 연결 수단으로서, 다수의 대치 가능형 모듈(20)로 구현되는 모듈러 보호 릴레이 소자로 특히 유용하다.
도 2b에는 예를 들어 경첩(14)으로 들어 올리거나(lifting off) 걸쇠(16)로부터 패널을 제거함으로써 보호 릴레이 소자로부터 분리된 본 발명에 따른 제어 패널(10)이 도시되어 있다. 본 실시예에서는, 제어 패널과 보호 릴레이 처리 회로부 사이의 전력 및 통신 신호를 상호 변경하는 데 적합한 케이블(22)에 의해서 분리 제어 패널이 효과적으로 보호 릴레이 소자로 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 케이블(22)은 보호 릴레이의 절절한 위치에서 제어판의 후면 덮개에 위치한 RJ45 콘세트로 연결되는 RJ45 커넥터에 의해서 종단되는 8선식 차폐 꼬임 쌍선이다. 분리 패널은, 사용자가 보호 릴레이 소자를 원격으로 감시 및 제어할 수 있도록, 다른 분리 패널을 구비한 원격 패널(도시 생략됨) 상에 수직이나 수평으로 설치될 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 바람직한 제어 패널의 분해 조립도가 도시되어 있다. 도 3의 제어 패널은 주 플라스틱 프레임(30), 보조 받침대(32), 후면 덮개(34) 및 표시판(36)을 포함한다. 표시판(36)은 주 플라스틱 프레임(30)과 후면 덮개(34) 사이에 설치된다. 프레임(30)은 본 실시예에서 실질적으로 직사각형 형태이다. 보조 받침대(32)는 프레임 폭(30)이고, 노치(38)는 프레임의 가장자리에서 보조 받침대(32)에 제공된다. 노치(38)는 제어 패널 모듈에 대한 공간을 한정하는 제거할 수 있는 보조 받침대를 수신할 수 있다. 노치는 보조 받침대(32)와 프레임(30)의 가장 자리 둘 다에 제공되기 때문에, 이동 가능형 보조 받침대는 상이한 방향에서 삽입될 수 있다. 제거 가능형 보조 받침대의 방향을 변경해서, 한정된 공간의 방향이 변경할 수 있다. 각 한정된 공간은 제어 패널 모듈을 수신한다. 따라서, 한정된 공간의 방향을 변경함으로써, 제어 패널 모듈의 방향과 보호 릴레이 소자의 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제거 가능형 보조 받침대가 보조 받침대(32)와 평행하게 노치(34)에 삽입되면, 제어 패널은 도 1b에 도시된 바와 같이 8개의 수직으로 정렬된 모듈 공간의 수직 방향(본 실시예에 있어서)으로 배열된다. 제거 가능형 보조 받침대가 보조 받침대(32)와 수직하게 노치(34)에 삽입되면, 제어 패널은 도 1a에 도시된 바와 같이, 4개의 수평으로 정렬된 모듈 공간의 두 열의 수평 방향(본 실시예에 있어서)으로 배열된다.
도 4는 제어 패널 표시 보드(36)의 블록도이다. 표시판(36)은 릴레이 처리 회로소자로의 연결부(40), 제어 패널 상의 다양한 표시 및 지시기 기능을 제어하기 위한 제어기(42), 보호 릴레이 외부로 소자와 전력 신호 및 데이터 신호를 상호 교환하기 위한 직렬 포트 연결부(44), 제어기(42)를 통해서 보호 릴레이 처리 회로소자로 제어 정보를 입력하기 위한 키 패드(45), 예를 들어, 제어기(42)의 제어하에 선택적으로 발광되는 LED로 이루어지는 모듈러 지시기 배열(46) 및 사용자에게 다양한 정보를 표시할 수 있는 표시 회로(48)를 포함한다.
도 5a∼c에는 프레임(30)에 한정되는 모듈 공간으로부터 개별적으로 삽입 및 제거될 수 있는 다양한 바람직한 모듈러가 도시되어 있다. 각 모듈은 특수한 기능이나 기능 세트를 수행할 수 있다. 도 5a에는 모듈러 표시기 배열(46)로 효과적을 연결되고, 상태나 고장 LED 표시 등을 포함하는 LED 표시기 모듈(12a)이 도시되어 있다. 상태 표시기는, 보호 릴레이가 정상적으로 작동하는지를 나타내는 "서비스중" 표시기, 보호 릴레이의 자가 진단 작동이 문제를 검출하는지를 나타내는 "고장" 표시기, 릴레이가 현재 테스트 모드중임을 나타내는 "테스트 모드" 표시기, 보호 릴레이에 차단 명령이 발생되었는지를 나타내는 "차단" 표시기, 경보 조건이 있는지를 나타내는 "경보" 표시기, 보호 릴레이가 픽업 상태를 검출했는지를 나타내는 "픽업" 표시기를 포함할 수 있다.
고장 표시기는 배전 시스템의 검출 상태의 원인이나 이유를 나타내도록 제공될 수 있다. 고장 표시기는, 전류 상황에 의해서 야기된 고장을 나타내는 "전류" 표시기, 전압 상황에 의해서 야기된 고장을 나타내는 "전압" 표시기, 주파수 관련 조건이나 기타 조건을 나타내는 "주파수" 표시기 나 "기타" 표시기, 위상이 검출된 고장에 관련됨을 나타내는 위상 표시기 "위상 A", "위상 B", "위상 C" 및 "중립/접지"를 포함할 수 있다. 물론, 다른 적절한 상태 조건 및 고장이 표시기에 의해서 표시될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 표시기는 표시기와 모듈러 표시기 배열(46) 사이의 제어 패널 모듈의 후면으로부터 확장된 광 파이프(도시 생략됨)를 통해서 릴레이 처리 회로부에 포함되는 광원으로부터 빛을 받는다. 광 파이프는 플라스틱, 유리 또는 다른 적절한 재료의 투명한 튜브로 형성될 수 있다.
도 5의 표시기 모듈(12a)은 직렬 포트(44)를 포함하도록 도시되어 있다. 직렬 포트(44)는 분리 모듈에 택일적으로 제공될 수 있어야 한다. 직렬 포트(44)는 전력 신호 및 데이터 신호를 할 수 있는 것이 바람직하고 RS-232 직렬 포트로서 구현될 수 있다. 직렬 포트(44)는, 설정치 다운로딩, 데이터 감시, 일련의 고장 보고서 생성, 개인용 컴퓨터, 오실로그래프(oscillographs) 제공 또는 보호 릴레이의 감시, 프로그래밍 및 제어에 관련된 다른 기능을 수행하기 위한 개인용 컴퓨터와 같은 외부 장치에 사용자가 접속할 수 있게 한다.
또한, 도 5a의 표시기 모듈(12a)은 리셋 버튼 및 다양한 기능 버튼을 포함하도록 도시되어 있다. 이들 버튼은 보호 릴레이 소자(예를 들어, 도 4에 도시된 제어기(42)를 통해서)의 처리 회로부로 효과적으로 연결되어, 소자를 리셋하는데 사용될 수 있고, 상태 및 고장 표시기를 소거(clear)하는 데 사용될 수도 있다.
도 5b에는 보호 릴레이의 처리 회로부로 효과적을 연결된 표시부(48)를 포함하는 표시 모듈(12b)이 도시되어 있다. 표시부(48)는 넓은 시야각에서 비교적 희미한 빛으로 볼 수 있는 진공 형광 표시 장치나 다른 적합한 표시 장치인 것이 바람직하다. 표시부(48)는 보호 릴레이를 감시하는 사용자에게 문자 메시지나 디지털 측정 정보를 포함한 보다 상세한 정보를 제공할 수 있고, 보호 릴레이 소자를 프로그래밍하는 사용자에게 피드백(feedback) 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 진공 형광 표시 장치의 수명을 확장하고 스크린의 "번인(burn-in)"을 피하기 위해서, 릴레이 처리 회로부는 표시 스크린을 통해서 메시지를 스크롤할 수 있거나 사전 결정된 시간이 지난 후 표시 스크린이 공백이 되도록 할 수 있는 스크린 보호기가 설치되는 것이 바람직하다.
도 5c에는 보호 릴레이의 처리 회로부(예를 들어, 제어기(42)를 통해서)와 효과적으로 연결된 키 패드(45)가 포함된 키패드 모듈(12c)이 도시되어 있다. 키 패드에는 사용자가 보호 릴레이를 포함할 수 있도록 하는 숫자 키 및/또는 명령어 키를 포함될 수 있다. 사용자는 도 5b에 도시된 바와 같은 표시 모듈로부터 피드백 정보를 제공받을 수 있다.
도 5a∼c의 제어 패널 모듈은 단지 실시예로서, 당업자라면 다른 적절한 모듈을 예상할 수 있을 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 모듈은 액정 표시계를 포함할 수 있다. 또한, 공백 모듈은 모듈이 요구되지 않는 모듈 공간에 제공될 수 있다.
여러 세부 사항 및 특성을 포함해서 전술했지만, 그 설명은 단지 예를 들기 위한 것이지 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 상술한 실시예는, 첨부된 특허청구범위 및 그 법적 등가물에 의해서 한정되는 본 발명의 사상 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 방법으로 변경될 수 있다.

Claims (23)

  1. 배전 시스템의 보호 릴레이용 모듈 제어 패널에 있어서,
    보호 릴레이 처리 회로부를 포함하는 하우징을 확보하는 프레임―상기 프레임은 다수의 모듈 공간을 한정함―과,
    제어 및 표시 기능을 제공하기 위한 다수의 모듈을 포함하고,
    상기 각 모듈은,
    상기 모듈 공간에서 확보할 수 있고, 상기 모듈 공간으로부터 개별적으로 제거될 수 있으며, 대용 모듈에 의해서 대치될 수 있는 제어 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 패널은,
    상기 제어 패널의 일 단에 위치한 적어도 하나의 경첩(hinge)과 상기 제어 패널의 타단에 위치한 걸쇠(latch)를 통해서 보호 릴레이 하우징에 제거할 수 있게 부속되는 제어 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 패널은,
    상기 보호 릴레이 하우징으로부터 제거될 수 있고, 통신 케이블을 통해서 보호 릴레이 부품으로 연결되는 제어 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 통신 케이블은,
    끝에 RJ45 커넥터가 있는 8선식 차폐 꼬임 쌍선(8-wire shielded twisted pair cable)인 제어 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈은,
    상기 하우징에 대해서 적어도 두 방향중 하나로 모듈 공간에 부착될 수 있는 제어 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 모듈은,
    진공 형광 표시 장치를 포함하는 제어 패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 진공 형광 표시 장치는,
    스크린 보호기를 구비하는 제어 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스크린 보호기는,
    메시지의 처음부터 끝가지 순환해서 번인(burn-in)을 방지하는 제어 패널.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스크린 보호기는,
    사전 결정된 시간이 지난 후에 블랙 아웃(black out)되어 번인을 방지하는 제어 패널.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 모듈은,
    키 패드를 포함하는 제어 패널.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 모듈은,
    하나 이상의 상태 표시기(status indicators)를 포함하는 제어 패널.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 상태 표시기는,
    상기 릴레이 하우징에 포함되는 광원과 연계되는 광 파이프를 포함하는 제어 패널.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 모듈은,
    전력 또는 데이터 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 직렬 포트를 포함하는 제어 패널.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 직렬 포트는 RS-232 포트인 제어 패널.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 데이터 신호는,
    릴레이 처리 회로부와 원격 감시 및 제어 소자 사이에 통신하는 제어 패널.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 모듈은,
    LCD 계기를 포함하는 제어 패널.
  17. 보호 릴레이에 있어서,
    릴레이 처리 회로부를 포함하는 릴레이 하우징과,
    개별적으로 제거 및 대치 가능한 다수의 제어 패널 모듈로 구성될 수 있는 프레임을 구비하는 제어 패널을 포함하는 보호 릴레이.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어 패널은,
    상기 릴레이 하우징에 제거될 수 있게 부속되는 보호 릴레이.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어 패널은,
    적어도 하나의 경첩에 의해서 제거될 수 있게 부속되는 보호 릴레이.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어 패널은, 적어도 하나의 걸쇠에 의해서 제거될 수 있게 부속되는 보호 릴레이.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어 패널은,
    통신 케이블을 통해서 상기 릴레이 처리 회로부로 효과적으로 연결되는 보호 릴레이.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어 패널 프레임은,
    상기 릴레이 하우징에 대해서 적어도 두 방향 이상으로 상기 제어 패널 모듈을 수용하게 구성될 수 있는 보호 릴레이.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어 패널 모듈(15)은,
    적어도 표시기 배열, 표시부, 키 패드 및 계기중 하나를 포함하는 릴레이.
KR1020007001208A 1998-06-05 1999-06-04 모듈러 제어 패널과 보호 릴레이 KR100594675B1 (ko)

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US09/090,957 US6169651B1 (en) 1998-06-05 1998-06-05 Protective relay with modular control panel
US09/090,957 1998-06-05
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