KR20060104771A - 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법 - Google Patents

혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR20060104771A
KR20060104771A KR1020050027197A KR20050027197A KR20060104771A KR 20060104771 A KR20060104771 A KR 20060104771A KR 1020050027197 A KR1020050027197 A KR 1020050027197A KR 20050027197 A KR20050027197 A KR 20050027197A KR 20060104771 A KR20060104771 A KR 20060104771A
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Abstract

본 발명은 혼합 송전선로에서 사고 발생시 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 변류기(CT;Current Transformer)를 통해 사고전류를 측정하여 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지를 판별하고 그 고장구간에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 정확한 임피던스 계산을 수행함으로써 혼합 송전선로의 구간마다 설치되어 있는 거리 계전기의 정 동작으로 선로의 고장으로부터 보호할 수 있게 한 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
거리계전기, 선로 임피던스, 혼합 송전선로, 사고전류.

Description

혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR DISCRIMINATING FAULT FOR PROTECTING COMBINED TRANSMISSION LINE AND METHOD THEREOF}
도 1 은 본 발명에 의한 혼합 송전 선로에서 사고전류를 측정하여 고장구간 판별을 위한 CT 설치도.
도 2 는 본 발명에 의한 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템을 설명하기 위한 블럭도.
도 3 은 본 발명에 의한 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4 는 본 발명에 의한 혼합 송전 선로 보호용 고장구간 판별 방법을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 신호 측정부 20 : 기본파 추출부
30 : CT 40 : 고장구간 판별부
50 : 임피던스 계산부 60 : 신호 결정부
70 : 차단기 81 : 급전측 전원단
82 : 수전측 전원단 83 : 지중케이블 시스
84 : 가공 송전선로 85 : 가공지선
86 : 지중 송전선로
본 발명은 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혼합 송전선로에서 사고 발생시 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 변류기(CT;Current Transformer)를 통해 사고전류를 측정하여 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지를 판별하고 그 고장구간에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 정확한 임피던스 계산을 수행함으로써 혼합 송전선로의 구간마다 설치되어 있는 거리 계전기의 정 동작으로 선로의 고장으로부터 보호할 수 있게 한 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 산업경제의 급격한 성장으로 전력수요는 해가 거듭할수록 증가하고 있다. 하계 피크시의 전력소모는 전력공급설비의 총 공급량에 거의 육박하여 매년 국가차원에서 범국민적인 협조가 요구되고 있다. 또한 도시의 급격한 인구과밀 추세 뿐만 아니라 각종 소규모의 산업체, 대형빌딩, 아파트 단지의 대형화 등으로 인한 전기에너지 소비의 급격한 증가는 이제 도심지에 대용량 송전을 요구하고 있다. 이로 인해 지중 송전선로 및 가공과 지중이 혼합된 혼합 송전선로의 건설이 점차 증가하고 있다.
이러한 송전선로에 지락고장 등의 사고가 발생할 경우에 고장구간을 차단하는 디지털 거리계전기가 사용되고 있다. 이러한 거리계전기는 계전기 설치점에서 고장점까지의 선로 임피던스를 정확히 측정하고 이로부터 고장구간을 판별하여 트립신호를 발생시켜 송전선로를 보호하는 것이다.
위와 같은 거리계전기는 송전선로에서 사고발생시 전압과 전류에 따라서 사고점까지의 선로 임피던스를 측정하고 그 값이 미리 정정한 값의 이하가 되었을때 동작하는 것이므로 보호범위는 계통조건 변화의 영향이 적고 과전류 계전기에 비해서 훨씬 적용하기에 용이하여 많이 사용되고 있다.
통상 거리계전기 설치점에서의 임피던스 ZL1 계산식은 다음과 같다.
Figure 112005017203316-PAT00001
여기서, VA : 계전기의 측정 전압[kV]
IA : 계전기의 측정 전류[kA]
I0 : 측정전류의 영상분 전류[kA]
ZL1, ZL2, ZL0 : 가공 송전선로의 대칭분 임피던스[Ω/km] 이다.
수학식1의 계산식에 의하여 계산되어지는 선로 임피던스와 미리 설정되어 있는 값과 비교하여 계전기가 보호하고자 하는 소정 구역범위안에 존재하는지를 판단하여 소정 구역범위 안에 존재하면 차단기에 트립(Trip)신호를 발생하여 송전선로를 보호하고, 소정 구역범위 밖이면 다시 임피던스를 계산하도록 되어있다.
한편, 우리나라 154kV 이상의 송전계통에서는 3단계 거리계전방식을 후비보호로 사용하고 있는데 거리계전방식은 사고시의 전압 및 전류에 따라서 사고점까지의 선로 임피던스를 측정하고 그 값이 미리 정정한 값의 이하가 되었을 때 동작하는 것이므로 보호범위는 계통조건 변화의 영향이 적고 과전류 계전기에 비해서 훨씬 적용하기에 용이하여 많이 사용되고 있다.
그런데, 현재 가공 송전선로와 지중 송전선로가 연계된 혼합 송전선로에 적용하는 거리계전기의 임피던스 계산 알고리즘은 가공 송전선로의 고장시에 적절한 동작이 이루어지도록 할 수 있지만 만일 지중 송전선로에서의 고장이 발생할 때에는 케이블 선로의 임피던스가 가공선로와는 다르고 또 각종 케이블 시스템의 변화요인에 의하여 가공선로에 적용되는 알고리즘에 의한 계산에 있어서 오차가 발생하여 사고 선로뿐만 아니라 인접선로까지 고장구간이 확대되어 정전의 광역화가 일어날 위험성이 높고, 이로 인해 고장 시간 및 복구비용이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 사고가 발생했을 경우 재투입이 가능하여 고장의 최소화가 가능하겠지만 가공 송전선로에서의 사고인지 지중 송전 선로에서의 사고인지 판단이 불명확해 혼합 송전선로에서의 원칙적으로 재투입을 못하기 때문에 사고 발생시 재투입을 할 수 없어 계통적 경제적 손실이 막대한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 혼합 송전선로에서 사고 발생시 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 변류기를 통해 사고전류를 측정하여 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지를 판별하고 그 고장구간에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 정확한 임피던스 계산을 수행함으로써 혼합 송전선로의 구간마다 설치되어 있는 거리 계전기의 정 동작으로 선로의 고장으로부터 보호할 수 있게 한 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기를 통해 송전선로의 전압과 전류 신호를 측정하는 신호측정부와; 상기 신호측정부에서 측정한 전압과 전류 신호로부터 기본파를 추출하는 기본파 추출부와; 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 CT를 통해서 사고전류를 측정, 비 교하여 가공 송전선로에서의 사고인지 지중 송전선로에서의 사고인지를 판단하는 고장구간 판별부와; 상기 고장구간 판별부의 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지 판단 결과에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 임피던스를 계산하는 임피던스 계산부와; 상기 임피던스 계산부의 계산된 임피던스 값으로부터 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단하여 트립신호 발생 여부를 결정하는 신호결정부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 고장구간 판별부는 지중 송전선로 전원단 시스 접지측 CT1과 지중 송전선로와 가공 송전선로가 만나는 지점의 시스 접지측 CT2 및 가공 송전선로 전원단 가공지선 접지측 CT3가 정상상태 전류보다 3배 이상 크고 CT1>CT2+CT3 이면 지중 송전선로에서의 사고라 판정하고, CT1≤CT2+CT3 이면 가공 송전선로에서의 사고라 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 임피던스 계산부의 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은
Figure 112005017203316-PAT00002
인 것을 특징으로 한다.
여기서, VA : 계전기에서의 측정전압[kV],
IA : 계전기에서의 측정전류[kA],
I0 : 측정전류의 영상분 전류[kA],
ZL1, ZL2, ZL0 : 가공송전선로의 대칭분 임피던스[Ω/km] 이다.
그리고, 상기 임피던스 계산부의 혼합 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은 가공 송전선로의 임피던스(ZL1)와 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC1)를 더하는
Figure 112005017203316-PAT00003
이고,
상기 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC)는
Figure 112005017203316-PAT00004
인 것을 특징으로 하는 거리계전 알고리즘을
인 것을 특징으로 한다.
여기서, VLT : 케이블 앞단까지의 전압[kV]
IA : 계전기의 측정전류[kA]
I0 : 측정전류의 영상분 전류[kA]
ZC1,ZC2,ZC0 : 지중 송전선로의 대칭분 임피던스[Ω/km] 이다.
그리고, 본 발명은 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기를 통해 송전선로의 전압과 전류 신호를 측정하는 신호 측정 단계와; 상기 거리계전기로 측정한 전압과 전류 신호로부터 기본파를 추출하는 기본파 추출 단계와; 지중 송전선로의 시 스 및 가공지선에 설치한 CT를 통해서 사고전류를 측정, 비교하여 가공 송전선로에서의 사고인지 지중 송전선로에서의 사고인지를 판단하는 고장구간 판별 단계와; 상기 고장구간 판별 단계에 의해 가공 송전선로 또는 지중 송전선로의 사고 판단 결과에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 임피던스를 계산하는 혼합선로 임피던스 계산 단계와; 상기 임피던스 계산단계에서 계산된 임피던스 값으로부터 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단하여 트립신호 발생여부를 결정하는 신호결정 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 고장구간 판별 단계는 지중 송전선로 전원단 시스 접지측 CT1과 지중 송전선로와 가공 송전선로가 만나는 지점의 시스 접지측 CT2 및 가공 송전선로 전원단 가공지선 접지측 CT3의 사고전류를 측정하는 사고전류 측정 단계와; 상기 사고전류 측정 단계에서 측정한 CT1, CT2, CT3의 사고전류가 정상상태 전류보다 3배 이상 크고 CT1>CT2+CT3 이면 지중 송전선로에서의 사고라 판정하고, CT1≤CT2+CT3 이면 가공 송전선로에서의 사고라 판단하는 고장구간 판단 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 기본파 추출 단계는 거리계전기로 측정한 전압과 전류 신호에 포함된 직류성분을 제거하는 단계와; 상기 거리계전기로 측정한 전압과 전류 신호에 포함된 고조파를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 결정 단계는 상기 고장구간 판별 단계에 의해 가공 송전선로의 구간에서 지락사고가 발생한 경우는 상기 가공선로 임피던스 계산 단계에서 계산된 임피던스 값으로 가공 송전선로의 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단하는 보호구간 내의 고장 여부 판단 단계와; 상기 보호구간 내의 고장 여부 판단 결과 가공 송전선로가 보호구간 내의 고장인 경우 해당 보호구간에 트립신호를 송출하고, 보호구간 내의 고장이 아닌 경우 트립신호를 송출하지 않는 단계;를 포함하며, 상기 고장구간 판별 단계에 의해 지중 송전선로의 구간에서 지락사고가 발생한 경우는 상기 혼합선로 임피던스 계산 단계에서 계산된 임피던스 값으로 보호구간을 판단하여 해당 보호구간에 트립신호를 송출하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 사고가 발생한 경우 재투입 시스템을 적용하여 가공 송전선로의 순간적 사고에 대해 차단기의 순간차단 및 재투입을 수회 반복하도록 하고, 혼합 송전선로 중 지중 송전선로의 사고가 발생한 경우 영구사로고 인식하여 차단기 재투입을 비실시하도록 하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기로 송전선로의 전압과 전류신호를 측정하고 분석하여 혼합 송전선로에서 사고 발생시 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 CT를 통해 사고전류를 측정하여 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지 판별하며, 가공 송전선로에서 사고가 발생했다고 판단이 되면 가공 송전선로 임피던스 연산식을 적용하고, 지중 송전선로에서 사고가 발생했다고 판단이 되면 혼합 송전선로의 임피던스 연산식을 적용함으로써, 송전선로의 구간마다 설치되어 있는 거리 계전기 를 정 동작시켜 선로를 보호할 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 의한 혼합 송전 선로에서 사고전류를 측정하여 고장구간 판별을 위한 CT 설치도이고, 도 2 는 본 발명에 의한 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명은 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기를 통해 송전선로의 전압과 전류 신호를 측정하는 신호측정부(10)와, 상기 신호측정부(10)에서 측정한 전압과 전류 신호로부터 기본파를 추출하는 기본파 추출부(20)와, 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 CT(30)를 통해서 사고전류를 측정, 비교하여 가공 송전선로에서의 사고인지 지중 송전선로에서의 사고인지를 판단하는 고장구간 판별부(40)와, 상기 고장구간 판별부(40)의 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지 판단 결과에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 임피던스를 계산하는 임피던스 계산부(50)와, 상기 임피던스 계산부(50)의 계산된 임피던스 값으로부터 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단하여 트립신호 발생 여부를 결정하는 신호결정부(60)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 고장구간 판별부(40)는 지중 송전선로 전원단 시스 접지측 CT1((32)과 지중 송전선로와 가공 송전선로가 만나는 지점의 시스 접지측 CT2 (34)및 가공 송전선로 전원단 가공지선 접지측 CT3(36)가 정상상태 전류보다 3배 이상 크고 CT1>CT2+CT3 이면 지중 송전선로에서의 사고라 판정하고, CT1≤CT2+CT3 이면 가공 송전선로에서의 사고라 판정한다.
특히, 상기 임피던스 계산부의 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은
Figure 112005017203316-PAT00005
이다.
여기서, VA : 계전기에서의 측정전압[kV],
IA : 계전기에서의 측정전류[kA],
I0 : 측정전류의 영상분 전류[kA],
ZL1, ZL2, ZL0 : 가공송전선로의 대칭분 임피던스[Ω/km] 이다.
그리고, 상기 임피던스 계산부의 혼합 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은 가공 송전선로의 임피던스(ZL1)와 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC1)를 더하는
Figure 112005017203316-PAT00006
이고,
상기 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC)는
Figure 112005017203316-PAT00007
인 것을 특징으로 하는 거리계전 알고리즘을
이다.
여기서, VLT : 케이블 앞단까지의 전압[kV]
IA : 계전기의 측정전류[kA]
I0 : 측정전류의 영상분 전류[kA]
ZC1,ZC2,ZC0 : 지중 송전선로의 대칭분 임피던스[Ω/km] 이다.
도 3 은 본 발명에 의한 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4 는 본 발명에 의한 혼합 송전 선로 보호용 고장구간 판별 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3과 4에 도시한 바와 같이, 먼저 본 발명은 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기를 통해 송전선로의 전압과 전류 신호를 측정하고, 상기 거리계전기로 측정한 전압과 전류 신호로부터 기본파를 추출한다. 거리계전기는 전압과 전류 데이터로부터 고장점까지의 임피던스를 계산하여 동작영역과 비교한 후 고장판정을 하는 계전기로써 계전기 설치점에서의 전압(VA)과 전류(IA)는 거리계전기에 설치된 센서(CT, PT 등)를 이용하여 실측하게 된다. 상기 계전기 설치 점에서 추출된 전압과 전류는 고장위상에 따라 고조파 및 DC 옵셋을 포함하고 있다. 특히 0도 고장의 전류는 많은 DC 성분을 포함하고 있으며, 90도 고장의 전압신호에는 다량의 고조파들이 함유되어 있다. 따라서 본 발명에서는 FIR 필터를 통해 DC offset을 제거하고, DFT 필터를 통해 고주파를 제거하여 기본파를 추출한다.
이와 동시에 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 CT를 통해서 사고전류를 측정, 비교하여 가공 송전선로에서의 사고인지 지중 송전선로에서의 사고인지 고장구간을 판별한다. 여기서, 상기 고장구간 판별은 지중 송전선로 전원단 시스 접지측 CT1과 지중 송전선로와 가공 송전선로가 만나는 지점의 시스 접지측 CT2 및 가공 송전선로 전원단 가공지선 접지측 CT3의 사고전류를 측정하고, 여기서 상기 측정한 CT1, CT2, CT3의 사고전류가 정상상태 전류보다 3배 이상 크고 CT1>CT2+CT3 이면 지중 송전선로에서의 사고라 판정하고, CT1≤CT2+CT3 이면 가공 송전선로에서의 사고라 판단하여 고장구간을 판별하는 것이다.
그리고, 상기 고장구간 판별 단계에 의해 가공 송전선로 또는 지중 송전선로의 사고 판단 결과에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 임피던스를 계산한다.
물론, 여기서 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은
Figure 112005017203316-PAT00008
이고,
혼합 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은 가공 송전선로의 임피던스(ZL1)와 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC1)를 더하는
Figure 112005017203316-PAT00009
이며,
상기 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC)는
Figure 112005017203316-PAT00010
인 것을 특징으로 하는 거리계전 알고리즘을
이다.
그리고, 상기 신호 결정 단계는 먼저 상기 고장구간 판별 단계에 의해 가공 송전선로의 구간에서 지락사고가 발생한 경우는 상기 가공선로 임피던스 계산 단계에서 계산된 임피던스 값으로 가공 송전선로의 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단한다.
이때, 상기 보호구간 내의 고장 여부 판단 결과 가공 송전선로가 보호구간 내의 고장인 경우 해당 보호구간에 트립신호를 송출하고, 보호구간 내의 고장이 아닌 경우는 트립신호를 송출하지 않는다.
그리고, 상기 고장구간 판별 단계에 의해 지중 송전선로의 구간에서 지락사고가 발생한 경우는 상기 혼합선로 임피던스 계산 단계에서 계산된 임피던스 값으로 보호구간을 판단하여 해당 보호구간에 트립신호를 송출한다.
특히, 상기 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 사고가 발생한 경우 재투입 시스템을 적용하여 가공 송전선로의 순간적 사고에 대해 차단기의 순간차단 및 재 투입을 수회 반복하도록 하고, 혼합 송전선로 중 지중 송전선로의 사고가 발생한 경우 영구사로고 인식하여 차단기 재투입을 비실시하도록 한다.
즉, 본 발명은 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기로 송전선로의 전압과 전류신호를 측정하고 분석하여 혼합 송전선로에서 사고 발생시 지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 CT를 통해 사고전류를 측정하여 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지 판별하며, 가공 송전선로에서 사고가 발생했다고 판단이 되면 가공 송전선로 임피던스 연산식을 적용하고, 지중 송전선로에서 사고가 발생했다고 판단이 되면 혼합 송전선로의 임피던스 연산식을 적용함으로써, 가공 송전선로뿐만 아니라 지중 송전선로가 연계된 혼합 송전선로에서 거리계전기를 정 동작시키는 것이다.
또한, 사고구간의 판단이 용이해서 가공 송전선로에서 사고가 발생했을때 재투입 시스템을 적용하고 반면에 지중 송전선로에서 사고가 발생하였을때는 재투입시스템을 비적용함으로써 전력계통적 경제적 손실을 최소화할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 혼합 송전선로에서 사고 발생시 사고전류를 측정, 비교하여 가공 송전선로에서 사고가 발생했다고 판단이 되면 가공 송전선로 임피던스 연산식을 적용하고, 지중 송전선로에서 사고가 발생했다고 판단이 되면 혼합 송전선로의 임피던스 연산식을 적용함으로써 가공 송전선로뿐만 아니라 지중 송전선로가 연계된 혼합 송전선로에서 거리계전기를 정 동작시켜 사고 선로에 적절한 보호조치가 가능하여 인접선로까지 고장구간이 확대되는 것을 방지하고 이를 통해 고장 시간 및 복구비용이 증가되는 문제점을 해소할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 가공 송전선로에서 사고가 보호구간 내의 고장인 경우 재투입 시스템을 적용하고 반면에 지중 송전선로에서 사고가 발생하였을때는 재투입시스템을 비적용함으로써 전력계통적 경제적 손실을 최소화할 수 있는 것이다.

Claims (9)

  1. 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기를 통해 송전선로의 전압과 전류 신호를 측정하는 신호측정부와;
    상기 신호측정부에서 측정한 전압과 전류 신호로부터 기본파를 추출하는 기본파 추출부와;
    지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 CT를 통해서 사고전류를 측정, 비교하여 가공 송전선로에서의 사고인지 지중 송전선로에서의 사고인지를 판단하는 고장구간 판별부와;
    상기 고장구간 판별부의 가공 송전선로에서 발생한 사고인지 지중 송전선로에서 발생한 사고인지 판단 결과에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 임피던스를 계산하는 임피던스 계산부와;
    상기 임피던스 계산부의 계산된 임피던스 값으로부터 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단하여 트립신호 발생 여부를 결정하는 신호결정부;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고장구간 판별부는 지중 송전선로 전원단 시스 접지측 CT1과 지중 송전선로와 가공 송전선로가 만나는 지점의 시스 접지측 CT2 및 가공 송전선로 전원단 가공지선 접지측 CT3가 정상상태 전류보다 3배 이상 크고 CT1>CT2+CT3 이면 지중 송전선로에서의 사고라 판정하고, CT1≤CT2+CT3 이면 가공 송전선로에서의 사고라 판정하는 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 임피던스 계산부의 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은
    Figure 112005017203316-PAT00011
    인 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템.
    (여기서, VA : 계전기에서의 측정전압[kV]
    IA : 계전기에서의 측정전류[kA]
    I0 : 측정전류의 영상분 전류[kA]
    ZL1, ZL2, ZL0 : 가공송전선로의 대칭분 임피던스[Ω/km] 이다.)
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 임피던스 계산부의 혼합 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식은 가공 송전선로의 임피던스(ZL1)와 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC1)를 더하는
    Figure 112005017203316-PAT00012
    이고,
    상기 지중 송전선로 구간의 고장지점까지의 임피던스(ZC)는
    Figure 112005017203316-PAT00013
    인 것을 특징으로 하는 거리계전 알고리즘을
    인 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 시스템.
    (여기서, VLT : 케이블 앞단까지의 전압[kV]
    IA : 계전기의 측정전류[kA]
    I0 : 측정전류의 영상분 전류[kA]
    ZC1,ZC2,ZC0 : 지중 송전선로의 대칭분 임피던스[Ω/km] 이다.)
  5. 송전선로의 구간마다 설치된 거리계전기를 통해 송전선로의 전압과 전류 신호를 측정하는 신호 측정 단계와;
    상기 거리계전기로 측정한 전압과 전류 신호로부터 기본파를 추출하는 기본파 추출 단계와;
    지중 송전선로의 시스 및 가공지선에 설치한 CT를 통해서 사고전류를 측정, 비교하여 가공 송전선로에서의 사고인지 지중 송전선로에서의 사고인지를 판단하는 고장구간 판별 단계와;
    상기 고장구간 판별 단계에 의해 가공 송전선로 또는 지중 송전선로의 사고 판단 결과에 따라 가공 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식 또는 지중 송전선로의 임피던스 계산을 위한 연산식을 적용하여 고장구간의 임피던스를 계산하는 혼합선로 임피던스 계산 단계와;
    상기 임피던스 계산단계에서 계산된 임피던스 값으로부터 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단하여 트립신호 발생여부를 결정하는 신호결정 단계;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 고장구간 판별 단계는
    지중 송전선로 전원단 시스 접지측 CT1과 지중 송전선로와 가공 송전선로가 만나는 지점의 시스 접지측 CT2 및 가공 송전선로 전원단 가공지선 접지측 CT3의 사고전류를 측정하는 사고전류 측정 단계와;
    상기 사고전류 측정 단계에서 측정한 CT1, CT2, CT3의 사고전류가 정상상태 전류보다 3배 이상 크고 CT1>CT2+CT3 이면 지중 송전선로에서의 사고라 판정하고, CT1≤CT2+CT3 이면 가공 송전선로에서의 사고라 판단하는 고장구간 판단 단계;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 기본파 추출 단계는
    거리계전기로 측정한 전압과 전류 신호에 포함된 직류성분을 제거하는 단계와;
    상기 거리계전기로 측정한 전압과 전류 신호에 포함된 고조파를 제거하는 단계;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 신호 결정 단계는
    상기 고장구간 판별 단계에 의해 가공 송전선로의 구간에서 지락사고가 발생한 경우는 상기 가공선로 임피던스 계산 단계에서 계산된 임피던스 값으로 가공 송전선로의 보호구간 내의 고장인지 여부를 판단하는 보호구간 내의 고장 여부 판단 단계와;
    상기 보호구간 내의 고장 여부 판단 결과 가공 송전선로가 보호구간 내의 고장인 경우 해당 보호구간에 트립신호를 송출하고, 보호구간 내의 고장이 아닌 경우 트립신호를 송출하지 않는 단계;를 포함하며,
    상기 고장구간 판별 단계에 의해 지중 송전선로의 구간에서 지락사고가 발생한 경우는 상기 혼합선로 임피던스 계산 단계에서 계산된 임피던스 값으로 보호구간을 판단하여 해당 보호구간에 트립신호를 송출하는 단계;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 혼합 송전선로 중 가공 송전선로에서 사고가 발생한 경우 재투입 시스템을 적용하여 가공 송전선로의 순간적 사고에 대해 차단기의 순간차단 및 재투입을 수회 반복하도록 하고, 혼합 송전선로 중 지중 송전선로의 사고가 발생한 경우 영구사로고 인식하여 차단기 재투입을 비실시하도록 하는 단계;
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합 송전 선로 보호용 고장 판별 방법.
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