KR200176362Y1 - 송배전 선로의 접지 또는 단락 사고시 최대 지시 계측 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 송배전 선로의 고장시에 이를 표시하는 계측 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 송전선로나 배전선로에서 접지 사고나 단락사고가 발생하였을 때, 접지 전압(G.P.T)의 순간적인 변화의 최대치 전압을 기억하여 표시하는 송배전 선로의 고장시 최대 지시 계측 장치에 관한 것이다.

본 고안에서는 송배전 선로에서 접지 또는 단락 사고 발생시에 영상 전압을 접지변압기에 의해 적절한 레벨로 변환하여 마이크로프로세서에 입력하며, 초기에 마이크로프로세서의 출력 데이터를 0로 하여 이 신호를 아날로그 신호 전압으로 변환하여 미터로 출력하여 지시하며, 이 출력 전압과 입력전압을 비교하여 얻어지는 신호를 다시 마이크로프로세서에 입력하여 출력을 높인 후 최대치에서 멈추게 하는 알고리즘을 이용하며, 사고 발생후 차단기에 의해서 선로가 차단될 때 백업 배터리를 보조전원으로 사용하게 된다.

Description

송배전 선로의 접지 또는 단락 사고시 최대 지시 계측 장치{an apparatus for measuring the maximum indication in case of ground or short of power transmission lines}

본 고안은 송배전 선로의 고장시에 이를 표시하는 계측 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 송전선로나 배전선로에서 접지 사고나 단락사고가 발생하였을 때, 접지 전압(G.P.T)의 순간적인 변화의 최대치 전압을 기억하여 표시하는 송배전 선로의 고장시 최대 지시 계측 장치에 관한 것이다.

도1에는 송전설비 또는 배전선로가 도시되고 있다. 종래에는 이러한 설비 또는 선로에 문제가 발생하여 접지(지락)나 단락 사고가 발생하게 될 때, 이를 검지하기 위해서 검누기(GROUND DETECTOR)가 접속되어 사용되었다. 이러한 검누기는 고압배전 선로의 1차 지락 사고 검출등에 사용되는 장치로서, 정전형과 전자형의 2종류가 사용되었다. 전자는 고압선로에 접속되는 세 개의 고정전극과 접지된 세 개의 기동전극 사이에서 작용하는 정전력의 불평형에 의해 접지 고장을 검출하는 것이며, 후자는 접지 변압기를 사용하는 것이다. 양자의 경우에, 접지 고장을 검출하게 되면 이를 접지(지락)보호 계전기(O.V.G.R S.G.R D.G.R)등에 의하여 차단기 (RELAY)를 동작(TRIP)시켜서 선로를 개방하게 된다.

이와 같은 종래의 검누기에서는 선로에 접지(지락) 또는 단락 사고가 발생하게 될 때, 이를 검출하여 선로를 개방하는 역할만 할 뿐, 이를 표시하거나 사고시 순간적인 최대치 전압을 아는 것은 불가능하였다.

본 고안의 주목적은 송전선로나 배전선로에서 접지 또는 단락 사고가 발생할 때, 이를 검지하고 사고시에 접지전압의 순간적인 변화의 최대치 전압을 기억하여 표시하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 송전선로나 배전선로에서 접지 또는 단락사고가 발생할 때 차단기에 의해서 차단되어 전원공급을 받지 못해도 백업 배터리를 보조전원으로 사용하여 기억된 사고량의 최대치를 장시간 지시하도록 하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 고안의 목적은, 송배전 선로에서 접지 또는 단락 사고 발생시에 영상 전압을 접지변압기에 의해 적절한 레벨로 변환하여 마이크로프로세서에 입력하며, 초기에 마이크로프로세서의 출력 데이터를 0로 하여 이 신호를 아날로그 신호 전압으로 변환하여 미터로 출력하여 지시하며, 이 출력 전압과 입력전압을 비교하여 얻어지는 신호를 다시 마이크로프로세서에 입력하여 출력을 높인 후 최대치에서 멈추게 하는 알고리즘을 이용하는, 사고 발생후 차단기에 의해서 선로가 차단될 때 백업 배터리를 보조전원으로 사용하는, 송배전 선로의 접지 또는 단락 사고시 최대 전압 표시 방법을 통해서 이루어진다.

또한, 본 고안의 장치에 의한 방법에서, 사고 발생후 차단기에 의해서 선로가 차단될 때 백업 배터리를 보조전원으로 사용한다.

또한, 본 고안의 목적은, 송배전 선로에서 접지 또는 단락 사고 발생시 영상 전압을 검출하여 이를 적절한 레벨로 변환하여 마이크로프로세서에 입력하는 접지변압기와, 초기에 출력 데이터를 0로 하고 이 신호를 아날로그 신호 전압으로 변환하여 미터로 출력하여 지시하는 마이크로프로세서와, 상기 출력 신호와 입력 신호를 비교 하여 입력 신호가 출력 신호보다 클 때 출력 데이터를 입력 신호로 갱신하도록 출력 데이터를 마이크로프로세서에 전달하는 비교기와, 상기 마이크로프로세서의 디지털데이터를 아날로그로 변환하는 변환기와, 상기 변환기의 후단에 접속되어 변환된 신호를 전압 신호로 변환하는 버퍼와, 상기 버퍼의 후단에 접속되어 출력값을 표시하는 미터를 포함하는 송배전 선로의 접지 또는 단락 사고시 최대 전압 표시 장치에 의해서 이루어진다.

또한, 본 고안의 장치는, 마이크로프로세서는 제어프로그램을 저장하며, 최대치를 기억하는 RAM을 포함할 수 있다.

또한, 본 고안의 장치는, 전원이 차단되어도 내부의 보조전원 배터리를 사용하여 장시간 최대치를 지시하도록 할 수 있다.

도 1은 본 고안의 최대 지시 계측 장치의 구성을 도시한 도면

도 2는 본 고안에 따라 접지 또는 단락 사고시 접지 전압의 최대치를 기억하는 장치의 회로 구성도

도 3은 본 고안의 최대 지시 계측 장치의 동작 흐름도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

210 : 입력변환회로 220 : 비교기

230 : 마이크로프로세서 240 : 디지털 아날로그 변환기

250 : 버퍼 260 : 미터 지시기

270 : 워치 독 타이머 280 : 배터리

290 : 정류회로

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 고안의 최대 지시 계측 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도면에서 볼 수 있드시, 상단에는 송전선로 또는 배전선로와 같은 수전설비가 도시 되어 있으며, 상기 선로에는 접지사고나 단락사고가 발생할 때 이를 검지할 수 있는 장치로서 접지 변압기(G.P.T)가 접속되어 있다. 이 변압기의 3차측 오픈 델타 회로에는 병렬로 최대 지시 계측기가 설치되어 있어서, 송배전 선로가 이상이 없을 때에는 3차측에 영상 전압(V0)이 발생되지 않게된다. 따라서 이때에는 계측기의 바늘이 0을 가르친다. 그러나 송배전 선로에 접지(지락) 사고가 발생하게 되면, 접지 변압기의 3차측에서 영상 전압(V0)가 발생되어 차단기를 동작시키며 아울러서 1차측의 접지 전압을 순간적으로 검출하여 선로는 개방되어도 메모리 특성을 이용하여 10시간 정도 계속해서 접지 전압의 최대치를 지시하게 되는 것이다.

도2는 본 고안에 따라 접지 또는 단락 사고시 접지 전압의 최대치를 기억하는 장치의 회로 구성도이다. 본 회로는 마이크로프로세서(230)를 이용하여 제어하게 되는데, 그 작용을 보면 다음과 같다. 마이크로프로세서(230)에서는 리세트 스위치가 눌러졌을 경우에 출력 데이터를 0로 하여 미터 지시기(260)는 0를 지시하게 된다. 상기 지시된 0 값은 마이크로프로세서의 RAM내에 저장되어 있는 디지털 신호 값으로서 지지털 아날로그 변환기(240)(DAC:Digital to Analog Converter)를 거쳐서 아날로그 값으로 변환된다. 그 후, 상기 아날로그로 변환된 값은 버퍼(250)를 거쳐서 전압으로 또 다시 변환된 후, 미터 지시기(250)를 구동하게 된다. 이처럼 미터 지시기에 기록된 값은 순간적인 최대값으로서 마이크로프로세서의 RAM내에 저장되어 있으며, 새로운 데이터가 입력될 때 마다 갱신된다.

도1에 도시된 접지 변압기에서 접지나 단락 사고가 발생할 때, 영상 전압이 검출되면 이 전압은 도2의 입력변환회로의 단자 A, F로 입력되어 적절한 전압으로 변환된다. 이 변환된 전압 신호(a)는 비교기(220)의 입력 일단에 입력되며, 비교기 입력 타단에는 상기 버퍼(250) 출력 전압(b)이 입력된다. 즉, 미터 지시기(260)에 나타나는 현재까지의 최대치 값이 입력된다. 비교기에서 비교한 결과, 버퍼 출력값 즉, 미터에 표시된 현재까지의 최대치보다 입력값이 크면 출력을 한 단계 높이게 된다. 이와 같은 과정을 반복하다가 비교기의 입력값이 출력값보다 낮게 되는 경우에 비로서 미터의 바늘은 최대치를 유지하게 된다.

도2의 마이크로프로세서에는 워치 독 타이머(270)(WATCH DOG TIMER)가 접속되는데, 이는 마이크로프로세서의 동작을 감시하고 있으며 마이크로프로세서 동작의 이상 발견시에 리셋트 재시동하는 장치이다. 워치 독 리세트가 걸리는 경우에는, 즉, 마이크로프로세서의 기능이 마비되는 경우를 대비한 것으로서 마이크로프로세서의 기능을 감시하고 있다가 이상이 있을 경우에 프로그램을 다시 시작하게 된다. 이러한 기능을 반복하여 본 고안의 회로를 제어하게 된다.

도2의 하단에 도시된 배터리는 평상시에는 1, 2번 단자에 입력되는 보조전원에 의해서 충전되고 있다가 사고가 발생하여 전원 전압이 차단되면 미터 최대 지시치를 유지하기 위한 보조전원으로 사용되고 있다.

도3은 본 고안의 최대 지시 계측 장치의 동작 흐름도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.

주 프로그램이 시작되면, 출력 데이터를 크리어하여 제로를 가르치도록 한다. 이때, 미터의 지침은 0을 가르친다(단계 300). 그후 리셋트 스위치가 눌러졌는지를 확인하게 되는데(단계 310), 이때 리셋트 스위치가 눌러졌으면 프로그램이 처음으로 돌아가는 것으로서 출력 데이터를 0로 하게 된다(단계 320). 즉, 크리어하게 된다.

한편, 단계 310에서 리세트 스위치가 눌러지지 않았으면, 입력과 출력을 비교하게 된다(단계 330). 여기서 입력이란 전술된 바와 같이 도1의 접지 변압기에서 검출하여 적절한 레벨로 변환한 전압값이며, 출력값은 현재 마이크로프로세서의 RAM에 저장된 미터의 최대치로서 버퍼의 출력을 가르킨다. 비교 결과, 입력값이 출력값보다 작으면, 최대치를 유지하고 있는 것으로 판단하여 1m 초 동안 지연시킨 후(단계 370), 단계 310으로 되돌아 간다. 즉, 리셋트 스위치가 눌러졌는지를 확인하는 단계로 돌아간다.

한편, 단계 330에서 입력이 출력보다 크면, 출력이 풀(FULL)인지를 점검한다 (단계 340). 이때 출력이 풀이면 워치 독 타이머가 리셋트되었는지를 확인한다(단계 360). 확인 결과 리셋트되었으면, 단계 320으로 돌아가서 입력 전압을 0로 크리어 시킨다. 단계 340에서 출력이 출력이 풀이 아니면, 출력값을 1단계 높여서 최대 출력값을 갱신하게 된다. 즉, 미터의 지시치를 1단계 상승시키게 된다(단계 350). 그 후, 워치 독 타이머가 리셋트 되었는지를 확인한 후(단계 360), 그후의 단계는 전술된 바와같다.

이와 같은 제어 흐름도의 프로그램은 마이크로프로세서 내부의 ROM에 저장되어 동작된다.

이와 같은 본 고안을 실시하므로,수전설비에서 송전선로, 배전선로의 접지 사고나 단락 사고시에 접지전압의 순간적인 변화의 최대치 전압을 기억하여 조작자에게 알려주는 것이 가능하다.

Claims (3)

1. 송배전 선로에서 접지 또는 단락 사고 발생시 영상 전압을 검출하여 이를 적절한 레벨로 변환하여 마이크로프로세서에 입력하는 접지변압기와, 초기에 출력 데이터를 0로 하고 이 신호를 아날로그 신호 전압으로 변환하여 미터로 출력하여 지시하는 마이크로프로세서와, 상기 출력 신호와 입력 신호를 비교 하여 입력 신호가 출력 신호보다 클 때 출력 데이터를 입력 신호로 갱신하도록 출력 데이터를 마이크로프로세서에 전달하는 비교기와, 상기 마이크로프로세서의 디지털데이터를 아날로그로 변환하는 변환기와, 상기 변환기의 후단에 접속되어 변환된 신호를 전압 신호로 변환하는 버퍼와, 상기 버퍼의 후단에 접속되어 출력값을 표시하는 미터를 포함하는, 송배전 선로의 접지 또는 단락 사고시 최대 지시계측 장치.
2. 제3항에 있어서,

   마이크로프로세서는 제어프로그램을 저장하며, 최대치를 기억하는 RAM을 갖는, 송배전 선로의 접지 또는 단락 사고시 최대 지시계측 장치.
3. 제3항에 있어서,

   전원이 차단되어도 내부의 보조전원 배터리를 사용하여 장시간 최대치를 지시하도록 한, 송배전 선로의 접지 또는 단락 사고시 최대 지시계측 장치.