KR20070093396A - 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법과,전력 시스템을 위한 제어시스템 및, 전력 시스템에 연결된전기 보정장치의 불균형 검출 시스템 - Google Patents

전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법과,전력 시스템을 위한 제어시스템 및, 전력 시스템에 연결된전기 보정장치의 불균형 검출 시스템 Download PDF

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Abstract

전력 시스템을 위한 제어시스템은, 전기 보정장치와, 전력 시스템의 각 위상의 전압을 측정하도록 연결된 전압 측정장치, 전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류를 측정하도록 연결된 전류 측정장치 및, 전압 측정장치와 전류 측정장치의 출력에 연결된 보호장치를 포함한다. 보호장치는 전기 보정장치의 다른 지점을 위한 다른 최근 전압 또는 전류 측정과 독립적으로 그리고 전기 보정장치에서 중성-접지 측정과 독립적으로 전압 측정장치 및 전류 측정장치로부터 출력된 측정된 전압 및 전류를 이용해서 불균형을 검출하도록 구성된 제어기를 포함한다.

Description

전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법과, 전력 시스템을 위한 제어시스템 및, 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출 시스템{CORRECTIVE DEVICE PROTECTION}
본 발명은 전력 시스템의 보정장치의 보호에 관한 것이다.
시스템 손실, 중성화 인덕티브 리액턴스를 감소시키거나 전압 변동률을 개선하기 위해, 리액터 또는 캐패시터 뱅크와 같은 보정장치를 전력 시스템에 연결하여 종종 이용한다.
하나의 일반적 측면에 있어서, 방법은 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형을 검출하기 위해 수행된다. 방법은 전력 시스템의 각 위상의 전압을 측정하고, 전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류를 측정하며, 전기 보정장치의 불균형을 검출하는 것을 포함한다. 불균형은 전기 보정장치의 다른 지점을 위한 다른 최근 전압 또는 전류 측정과 독립적으로 그리고 전기 보정장치에서 중성-접지 측정과 독립적으로 측정된 전압 및 전류를 이용해서 검출된다.
수행은 이하 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 전기 보정장치가 리액터 뱅크를 포함할 수 있다. 전기 보정장치가 캐패시터 뱅크를 포함할 수 있다.
불균형을 검출하는 것은 측정된 값을 이용해서 네가티브-시퀀스 전류를 결정하고, 네가티브-시퀀스 전류와 대미지를 받지 않은 전기 보정장치를 위해 계산된 소정의 네가티브-시퀀스 전류를 비교하는 것을 포함할 수 있다.
전기 보정장치는 분기 연결될 수 있다. 전기 보정장치는 비접지될 수 있다. 전기 보정장치는 Y형 구성으로 배열된 엘리먼트의 뱅크를 포함할 수 있다. 전기 보정장치는 비접지 또는 접지될 수 있다.
방법은 또한 불균형이 검출될 때 전력 시스템으로부터 전기 보정장치를 분리시키도록 스위칭장치를 활성화시키는 것을 더 포함할 수 있다.
불균형을 검출하는 것은 주위 온도 변화에 기인하여 측정된 전압 및 전류의 에러를 보상하는 것을 포함할 수 있다.
방법은 불균형이 발생하는 위상을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
다른 일반적 측면에 있어서, 전력 시스템을 위한 제어시스템은, 전기 보정장치와, 전압 측정장치, 전류 측정장치 및, 보호장치를 포함한다. 전압 측정장치는 전력 시스템의 각 위상의 전압을 측정하도록 연결된다. 전류 측정장치는 전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류를 측정하도록 연결된다. 보호장치는 전압 측정장치와 전류 측정장치의 출력에 연결된다. 보호장치는 전기 보정장치의 다른 지점을 위한 다른 최근 전압 또는 전류 측정과 독립적으로 그리고 전기 보정장치에서 중성-접지 측정과 독립적으로 전압 측정장치 및 전류 측정장치로부터 출력된 측정된 전압 및 전류를 이용해서 불균형을 검출하도록 구성된 제어기를 포함한다.
수행은 이하 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 전기 보정장치는 캐패시터 뱅크 또는 리액터 뱅크를 포함할 수 있다. 전기 보정장치는 분기 연결될 수 있다. 전기 보정장치는 비접지될 수 있다. 전기 보정장치는 Y형 구성으로 배열된 엘리먼트의 뱅크를 포함할 수 있다. 전기 보정장치는 접지될 수 있다.
제어 시스템은 전력 시스템의 각 위상에서의 스위칭장치를 포함할 수 있고, 전기 보정장치는 불균형이 검출될 때 전력 시스템으로부터 전기 보정장치를 분리시키도록 스위칭장치를 활성화시키기 위해 스위칭장치에 연결될 수 있다.
다른 일반적 시스템에 있어서, 시스템에 연결된 전기 보정장치에서의 불균형을 검출하기 위한 시스템은, 전력 시스템의 각 위상의 전압을 측정하기 위한 수단과, 전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류를 측정하기 위한 수단 및, 불균형을 검출하기 위한 수단을 포함한다. 불균형을 검출하기 위한 수단은 전기 보정장치의 다른 지점을 위한 다른 최근 전압 또는 전류 측정과 독립적으로 그리고 전기 보정장치에서 중성-접지 측정과 독립적으로 측정된 전압 및 전류를 이용한다.
다른 일반적 측면에 있어서, 방법이 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형을 검출하기 위해 수행된다. 방법은, 전력 시스템의 각 위상(A,B,C)의 전압(V A ,V B ,V C )을 측정하고; 전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류(I A ,I B ,I C )를 측정하며; 전류(I A ,I B ,I C )와 전압(V A ,V B ,V C )을 기초로 각각 포지티브-시퀀스와 네가티브-시퀀스 및 제로-시퀀스 전류(I 1 ,I 2 ,I 0 )와, 각각 포지티브-시퀀스와 네가티브-시퀀스 및 제로-시퀀스 전압(V 1 ,V 2 ,V 0 )을 계산하는 것을 포함한다. 방법은, 대미지를 받지 않은 전기 보정장치의 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 결정하고; 계산된 네가티브-시퀀스 전류(I 2 )와 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 비교함으로써 네가티브-시퀀스 전류 차이를 계산하며; I 2 - I 2un 가 소정 임계값을 넘으면 전기 보정장치를 비작동시키는 것을 더 포함한다.
수행은 이하 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )가, 전기 보정장치에서 각각 포지티브-시퀀스와 네가티브-시퀀스 전압(V 1 ,V 2 )과 비접지된 전기 보정장치를 위한 전기 보정장치에서 포지티브-시퀀스 전류(I 1 )를 기초로 계산될 수 있다.
비접지된 전기 보정장치에 대해,
Figure 112007034774332-PCT00001
이고,
Figure 112007034774332-PCT00002
및
Figure 112007034774332-PCT00003
이며,
V 1C ,I 1C ,V 2C ,I 2C 는 각각 전기 보정장치가 작동될 때 측정된 포지티브-시퀀스 전압, 포지티브-시퀀스 전류, 네가티브-시퀀스 전압, 네가티브-시퀀스 전류이고; I 1rC , I 1iC 는 각각 I 1C 의 실수 및 허수 성분이며; V 2rC , V 2iC 는 각각 V 2C 의 실수 및 허수 성분이고; I 2rC , I 2iC 는 각각 I 2C 의 실수 및 허수 성분이다.
소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )가, 전기 보정장치에서 각각 포지티브와 네가티브 및 제로-시퀀스 전압(V 1 ,V 2 ,V 0 )과 비접지 전기 보정장치를 위한 전기 보정장치에서 포지티브-시퀀스 전류(I 1 )를 기초로 계산될 수 있다.
접지된 전기 보정장치에 대해,
Figure 112007034774332-PCT00004
이고;
Figure 112007034774332-PCT00005
및
Figure 112007034774332-PCT00006
이다.
다른 일반적 측면에 있어서, 방법이 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형을 검출하기 위해 수행된다. 방법은, 전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류(I A ,I B ,I C )를 측정하고; 전류(I A ,I B ,I C )를 기초로 네가티브-시퀀스 전류(I 2 )를 계산하며; 대미지를 받지 않은 전기 보정장치의 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 결정하고; 계산된 네가티브-시퀀스 전류(I 2 )와 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 비교함으로써 네가티브-시퀀스 전류 차이를 계산하며; I 2 - I 2un 가 소정 임계값을 넘으면 전기 보정장치를 비작동시키는 것을 포함한다.
많은 적용에 대해 뱅크 구성의 2중 Y형태(double wye form)가 채택된다. 그러나, 이러한 형태의 뱅크 구성은 설치에 더 많은 공간을 요구할 수 있어 단일 Y형태 구성과 같은 다른 구성 보다 제조에 있어 더욱 고가로 될 수 있다. 개시된 제어 시스템 및 방법은 2중 Y형태의 이점을 잃어버리는 것 없이 단일 Y형태로 구성되어지는 뱅크를 허용함으로써, 변전소에서의 탑재 공간을 감소시키고 더욱이 뱅크의 전체 비용을 더 낮추게 된다.
단일 Y형 시스템에 대해, (비접지 뱅크에 대해)전압 변환기와 같은 중성-접지 측정장치 또는 (접지 뱅크에 대해)중성-접지 전류 변환기의 포함은 비용과 신뢰성 관점에서 바람직하지 않다. 이하 설명되는 제어 시스템과 방법은 뱅크 보호에 필적하는 정도를 제공하지만, 중성-접지 측정장치의 필요성을 생략한다.
개시된 제어 시스템과 방법은 또한 뱅크에 대한 내부를 측정하지 않고서 뱅크의 내부 불균형을 결정하는 방법을 제공한다. 이러한 내부 불균형 결정은 뱅크의 출력을 바로 측정하는 것으로는 불가능하다.
도 1은 비접지된 보정장치를 포함하는 제어시스템의 도면,
도 2는 접지된 보정장치를 포함하는 제어시스템의 도면이다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 도면 중 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙인다.
리액터 및 캐패시터 뱅크와 같은 보정장치가 직렬 또는 인-라인 연결 보다는 "분기(shunt)" 구성(예컨대, 라인-중성 배열)으로 연결될 수 있다. 분기-연결 장치와 같이, 뱅크는 접지(예컨대, 뱅크 중성 점이 내부적으로 낮은 임피던스 결합을 갖는 전력 시스템 접지에 연결되는) 또는 비접지(예컨대, 뱅크 중성 점과 시스템 접지 사이에 고의적인 연결이 없는)될 수 있다.
뱅크가 한번 동작되면, 개개의 리액터 또는 뱅크의 캐패시터 구성요소를 전체적으로 스트레스를 주지 않기 위해 뱅크 내의 전압이 받아들여질 수 있는 것을 확보하기 위해 외부 보호 시스템이 채택된다. 이는 수 많은 내부연결된 개별 구성요소를 포함하는 캐패시터 뱅크에 특히 관련된다. 뱅크 내의 개별 구성요소가 고장을 일으키면, 내부 뱅크 전압이 변경되어 나머지 기능 유니트를 가로질러 증가된다. 이러한 상승된 전압 스트레스가 검출되지 않으면, 그리고 필요할 때, 전체 뱅크는 응답에 대해 기동되지 않고, 내부 종속 및 종종 파국적인 동작이 초래될 수 있다. 잠재적으로 대미지를 주는 전압 레벨이 존재하는가의 여부를 결정하는 하나의 방법은 뱅크 내의 각 내부 구성요소를 가로지르는 전압 스트레스를 측정하는 것이다. 그러나, 이는 많은 수의 구성요소로 인해 비현실적인다. 따라서, 존재하는 보호 시스템은 외부 전압 레벨을 평가하기 위해 잘 알려진 식과 함께, 뱅크에 대한 외부의 전압과 뱅크를 통해 가능하게 흐르는 전류를 이용하는 간접 측정을 채택한다.
비접지 뱅크에 대해, 개별 구성요소의 고장은 상기한 바와 같이 뱅크 내에서 상승된 전압 스트레스를 초래하는 불균형을 발생시킨다. 이러한 불균형은 중성- 접지 전압의 쉬프트로서 나타난다. 중성 대 접지 위치(neutral-to-ground location)에 전압 변환기를 채택함으로써, 중성 전압이 측정될 수 있고, 보호 시스템이 내부 전압 스트레스의 크기를 평가하는데 이용될 수 있다.
접지 뱅크에 대해, 개별 구성요소의 고장은 또한 뱅크 내에 상승된 전압 스트레스를 초래하는 불균형을 발생시킨다. 이러한 불균형은 중성-접지 전압의 쉬프트로서 나타난다. 중성 대 접지 위치(neutral-to-ground location)에 전류 변환기를 채택함으로써, 중성 전류가 측정될 수 있고, 보호 시스템이 내부 전압 스트레스의 크기를 평가하는데 이용될 수 있다. 접지 구성과 관계없이, 평가된 내부 전압 스트레스의 크기는 만약 뱅크가 전력 시스템으로부터 오프되어야만 할 때를 결정하도록 시간 지연에 따라 임계값과 비교된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제어 시스템(100 또는 200)은 전력 시스템에 분기 결합된 비접지(도 1) 또는 접지(도 2) 리액터 또는 캐패시터 뱅크 내의 불균형과 같은 이상을 검출한다. 제어 시스템(100 또는 200)은 뱅크 내의 하나 이상의 내부 구성요소를 가로지르는 전압 스트레스를 측정해야만 하는 것 없이, 즉 뱅크 내의 하나 이상의 내부 구성요소를 가로지르는 전압 스트레스와 독립적이고 뱅크에서 중성-접지 측정장치의 이용 없이, 잠재적으로 대미지를 주는 전압 레벨이 존재하는가의 여부를 결정한다.
상기한 바와 같이, 현존하는 시스템에서, 비접지 뱅크가 단일 전기적 Y형으로 배열될 때, 뱅크의 비접지 중성과 전력 시스템 사이의 전압이 모니터된다. 만약 뱅크가 2중 Y형으로 배열된다면, 2개의 Y형의 중성 점 사이를 흐르는 전류("중 성 대 중정 전류"; neutral-to-neutral current)나 중성-접지 전압이 모니터된다. 전형적으로, 이러한 신호는 조달 및 운용 양쪽 비용을 상승시키는 전력 시스템의 부가 구성요소인 분리 전압 또는 전류 변환기에 따라 측정되어, 신뢰성을 감소시킨다. 양이 정해지면, 중성-접지 전압 또는 중성 대 중성 전류가 잠재적으로 대미지를 주는 불균형 조건이 뱅크 내에서 일어날 때를 검출하도록 이용된다. 특히 도 1을 참조하면, 제어 시스템(100)에서, 뱅크에 대한 외부 전기 신호가 여전히 채택된다. 그러나, 이러한 전압 및 전류 신호는 전형적으로 다른 계량 및 백업 보호 기능을 위해 유용하다.
제어 시스템(100)은 3상(A,B,C) 전력 시스템을 위해 설계되고, 3상의 비접지 분기 리액터 또는 캐패시터 뱅크(110)에 대한 연결점에 도시된 3상의 고전압 버스(105)를 포함한다. 시스템(100)은 또한 버스(105)의 각 위상으로부터 분기 뱅크(110)로 흐르는 전류(I A ,I B ,I C )를 제공하는 전류 변환기(115)와 같은 3개의 전류 측정장치를 포함한다. 변환기(115)에 의해 제공된 전류 측정은, 제어 시스템(100)에 의해 이용되어지는 것에 더하여, 또한 전력 시스템의 다른 부분에서 계량 장치 및 백업 보호에 의해 이용되어질 수 있다.
제어 시스템(100)은 또한 버스(105)의 각 위상을 위해 접지되도록 각 위상으로부터 취해지는 전압(V A ,V B ,V C )을 제공하는 전압 변환기(120)와 같은 전압 측정장치를 포함한다. 전압 변환기(120)에 의해 제공된 전압 측정은, 제어 시스템(100)에 의해 이용되어지는 것에 더하여, 또한 전력 시스템의 다른 부분에서 계량 장치 및 백업 보호에 의해 이용되어질 수 있다.
제어 시스템(100)은 필요에 따라 뱅크(110)를 전력 시스템에 연결하는데 이용되어질 뿐만 아니라 대미지를 주는 불균형이 시스템(100) 내에서 검출될 때 서비스로부터 뱅크(110)를 제거하는데 이용되어지는 스위칭 장치(125)를 포함한다. 또한, 제어 시스템(100)은 측정된 값(V A ,V B ,V C ,I A ,I B ,I C )을 기초로 계산을 수행하는 컴퓨터화된 보호장치(130)를 포함한다. 장치(130)는 스위칭 장치(125)에 보내지는 제어신호 형태의 결정을 출력하여, 대미지를 주는 불균형이 검출될 때 뱅크(110)가 비동작화될 수 있게 된다. 몇몇 수행에 있어서, 보호장치(130)가 스위칭 장치(125)의 구성요소로 될 수 있다.
도 2를 참조하면, 3상(A,B,C) 전력 시스템을 위해 설계된 제어 시스템(200)은 3상의 접지 분기 리액터 또는 캐패시터 뱅크(210)에 대한 연결점에 도시된 3상의 고전압 버스(205)를 포함한다. 시스템(100)과 마찬가지로, 시스템(200)은 버스(205)의 각 위상으로부터 분기 뱅크(210)로 흐르는 전류(I A ,I B ,I C )를 제공하는 전류 변환기(215)와 같은 3개의 전류 측정장치를 포함한다. 또한, 제어 시스템(200)은 버스(205)의 각 위상을 위해 접지되도록 각 위상으로부터 취해지는 전압(V A ,V B ,V C )을 제공하는 전압 변환기(220)와 같은 전압 측정장치를 포함한다.
제어 시스템(200)은 스위칭 장치(125)와 유사하면서 필요에 따라 뱅크(210)를 전력 시스템에 연결하는데 이용되어질 뿐만 아니라 대미지를 주는 불균형이 시스템(200) 내에서 검출될 때 서비스로부터 뱅크(210)를 제거하는데 이용되어지는 스위칭 장치(225)를 포함한다. 제어 시스템(200)은 장치와 유사한 방법으로 측정된 값(V A ,V B ,V C ,I A ,I B ,I C )을 기초로 계산을 수행하는 컴퓨터화된 보호장치(230)를 포함한다.
양 시스템(100,200)에 있어서, 보호장치(130 또는 230)는, 다음의 관계를 이용하는 뱅크(110 또는 210)의 위상 전류(phase current)(I A ,I B ,I C )와 위상 대 접지 전압(phase-to-groun voltage)(V A ,V B ,V C )을 기초로, 각각 포지티브-시퀀스, 네가티브-시퀀스 및, 제로-시퀀스 전류(I 1 ,I 2 ,I 0 )와, 각각 포지티브-시퀀스, 네가티브-시퀀스 및, 제로-시퀀스 전압(V 1 ,V 2 ,V 0 )을 계산한다.
Figure 112007034774332-PCT00007
여기서,
Figure 112007034774332-PCT00008
는 포트스큐 연산자(Fortescue operator)이다.
보호장치(130 또는 230)는 단일 Y형 구성에 연결된 3상 리액티브 장치의 불 균형 보호를 위한 네가티브-시퀀스 전류 차이 계산을 수행한다. 계산은 (상기한 뱅크 위상 전류를 기초로 결정된) 계산된 네가티브-시퀀스 전류(I 2 )의 뱅크와 대미지를 받은 뱅크의 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )의 비교를 기초로 한다. 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )는 다만 외부(시스템) 전압 불균형 및/또는 제조 오차에 기인하는 고유의 위상 불균형 때문에 비대칭이 존재하는 것처럼 계산된다. 계산된 신호(I 2 )와 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un ) 사이의 벡터 차이(I UN )는 내부 고장(유니트 고장)에 기인하는 보호된 뱅크의 내부 비대칭에 비례한다.
I UN = I 2 - I 2un
전체 뱅크를 비동작화시키는 것과 같은 작용을 요구하는 내부 고장은 벡터 차이(I UN )가 소정의 임계값을 넘을 때 존재한다. 상기한 식에서 알 수 있는 바와 같이, I 2 는 측정된 뱅크 위상 전류(I A ,I B ,I C )를 기초로 계산된다. 측정된 신호(I 2 )는 불균형 버스 전압, 제조 오차에 기인하는 뱅크의 고유 불균형, 또는 주위 온도의 변화에 기인하는 (어드미턴스와 같은)뱅크의 전기적 특성의 변동 중 하나에 기인하는 결함 불균형의 효과를 포함할 수 있다. 네가티브-시퀀스 전류 항목(I 2un )은 계산된 신호(I 2 )로부터 소정의 이러한 에러 신호를 제거하고, 비접지 또는 접지되는 뱅크를 기초로 이하 나타내는 바와 같이 계산된다.
비접지 뱅크를 위한 I 2un 의 계산
소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )는 뱅크 터미널(V 1 ,V 2 )에서 측정된 포지티브-시퀀스 및 네가티브-시퀀스 전압 뿐만 아니라 측정된 포지티브-시퀀스 뱅크 전류(I 1 )를 기초로 계산된다.
Figure 112007034774332-PCT00009
여기서, G 11C + jB 11C 및 G 21C + jB 21C 는 뱅크가 작동될 때 존재하는 뱅크(110 또는 210)의 시퀀스 어드미턴스 매트릭스의 엘리먼트이다. 이러한 값들은 보호장치(130 또는 230)의 불휘발성 메모리에 유지된다. 앞에서 뿐만 아니라 이하의 표기에 있어서, 아래 첨자 "C"는 뱅크가 작동되거나 서비스에서 최초로 배치될 때 유효한 측정 또는 추출된 양을 표시한다.
매트릭스 엘리먼트는 뱅크(110 또는 210)가 작동될 때 측정된 포지티브-시퀀스 전압(V 1C ), 네가티브-시퀀스 전압(V 2C ), 포지티브-시퀀스 전류(I 1C ) 및, 네가티브-시퀀스 전류(I 2C )를 기초로 계산되어질 수 있다. 페이저(V 1C )는 실축(real axis)과 일치하고, 측정된 대칭적 구성요소는 다음과 같은 수학적 형태로 표현될 수 있다.
Figure 112007034774332-PCT00010
아래첨자 "i" 및 "r"은 각각 측정된 구성요소의 허수부 및 실수부를 나타내 고, V 1C , V 2rC , V 2iC , I 1rC , I 1iC , I 2rC , I 2iC 는 실수이다.
파라미터 G 11C , B 11C , G 21C , B 21C 는 다음의 식으로부터 추출되어질 수 있다.
Figure 112007034774332-PCT00011
이러한 기술의 부가적 이점으로서, 대미지를 받지 않은 뱅크의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )가 온도에 따른 뱅크 리액턴스의 변화를 고려한다. 특히, I 2un 을 결정하는데 이용된 식의
Figure 112007034774332-PCT00012
항목은 자동 온도 보상을 수행한다. 이러한 이점은 보호 분기 캐패시터 뱅크가 공표된 온도 의존성을 나타낼 때 가장 바람직하다. 온도 보상이 없으면, 기술은 주위 온도의 큰 변동 하에서 고장 불균형 신호를 산출하여 원하지 않는 뱅크의 비작동을 유도할 수 있게 된다.
접지 뱅크를 위한 I 2un 의 계산
소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )는 뱅크 터미널에서의 측정된 포지티브, 네가티브, 제로 전압(V 1 , V 2 , V 3 )을 기초로 계산될 뿐만 아니라 측정된 포지티브-시 퀀스 전류(I 1 )를 기초로 계산된다.
Figure 112007034774332-PCT00013
아래 첨자 "C"는 뱅크가 최초로 서비스에 배치될 때 측정 또는 계산된 양을 나타낸다. 이러한 식은 뱅크 작동이 팩터
Figure 112007034774332-PCT00014
을 포함함으로써 온도 변동에 기인하여 일어나는 동안 측정된 것으로부터 매트릭스 엘리먼트의 편차를 설명한다. 상기에서 나타나는 Y nn 엘리먼트는 식
Figure 112007034774332-PCT00015
를 이용해서 계산된다.
상기 나타나는 식 g nn 은 식
Figure 112007034774332-PCT00016
을 이용해서 계산된다.
고장 위상의 결정
I UN 의 상승된 레벨이 뱅크에 대해 내부적으로 유니트 결함을 나타낼 때, 보 호장치(130 또는 230)는 뱅크의 나머지 양호한 엘리먼트 상의 전압 스트레스를 방지하기 위해 뱅크가 비작동되도록 스위칭장치(125 또는 225)를 명령한다. 대체를 위한 고장이 있는 유니트를 확인하는데 도움을 주는 것은, 불균형 문제의 존재를 나타낼 뿐만 아니라 포함된 위상, 즉 A, B, C에 대한 결함을 분리시키는데 유용하다. 이하의 표를 참조하면, 예컨대 캐패시터 뱅크를 위한 I UN 과 V 1 복소수 값 사이의 각도 관계는 불균형이 발생하는 위상을 이하의 표에서와 같이 상세히 보여준다.
Figure 112007034774332-PCT00017
이러한 관계는 리액터 뱅크를 위해 또한 결정될 수 있다.

Claims (28)

  1. 전력 시스템의 각 위상의 전압을 측정하고;
    전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류를 측정하며;
    전기 보정장치의 다른 지점을 위한 다른 최근 전압 또는 전류 측정과 독립적으로 그리고 전기 보정장치에서 중성-접지 측정과 독립적으로 측정된 전압 및 전류를 이용해서 불균형을 검출하는 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  2. 제1항에 있어서, 전기 보정장치가 리액터 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  3. 제1항에 있어서, 전기 보정장치가 캐패시터 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  4. 제1항에 있어서, 불균형을 검출하는 것이 측정된 값을 이용해서 네가티브-시퀀스 전류를 결정하고, 네가티브-시퀀스 전류와 대미지를 받지 않은 전기 보정장치 를 위해 계산된 소정의 네가티브-시퀀스 전류를 비교하는 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  5. 제1항에 있어서, 전기 보정장치가 분기 연결된 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  6. 제5항에 있어서, 전기 보정장치가 비접지된 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  7. 제6항에 있어서, 전기 보정장치가 Y형 구성으로 배열된 엘리먼트의 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  8. 제1항에 있어서, 전기 보정장치가 비접지된 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  9. 제1항에 있어서, 전기 보정장치가 접지된 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  10. 제1항에 있어서, 불균형이 검출될 때 전력 시스템으로부터 전기 보정장치를 분리시키도록 스위칭장치를 활성화시키는 것을 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  11. 제1항에 있어서, 불균형을 검출하는 것이 주위 온도 변화에 기인하여 측정된 전압 및 전류의 에러를 보상하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  12. 제1항에 있어서, 불균형이 발생하는 위상을 결정하는 것을 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  13. 전기 보정장치와;
    전력 시스템의 각 위상의 전압을 측정하도록 연결된 전압 측정장치;
    전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류를 측정하도록 연결된 전류 측정장치 및;
    전압 측정장치와 전류 측정장치의 출력에 연결된 보호장치를 포함하고;
    보호장치가 전기 보정장치의 다른 지점을 위한 다른 최근 전압 또는 전류 측정과 독립적으로 그리고 전기 보정장치에서 중성-접지 측정과 독립적으로 전압 측정장치 및 전류 측정장치로부터 출력된 측정된 전압 및 전류를 이용해서 불균형을 검출하도록 구성된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  14. 제13항에 있어서, 전기 보정장치가 캐패시터 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  15. 제13항에 있어서, 전기 보정장치가 리액터 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  16. 제13항에 있어서, 전기 보정장치가 분기 연결된 것을 특징으로 하는 전력 시 스템을 위한 제어시스템.
  17. 제16항에 있어서, 전기 보정장치가 비접지된 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  18. 제17항에 있어서, 전기 보정장치가 Y형 구성으로 배열된 엘리먼트의 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  19. 제13항에 있어서, 전기 보정장치가 비접지된 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  20. 제13항에 있어서, 전기 보정장치가 접지된 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  21. 제13항에 있어서, 전력 시스템의 각 위상에서의 스위칭장치를 더 구비하여 이루어지고, 전기 보정장치가 불균형이 검출될 때 전력 시스템으로부터 전기 보정장치를 분리시키도록 스위칭장치를 활성화시키기 위해 스위칭장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 시스템을 위한 제어시스템.
  22. 전력 시스템의 각 위상의 전압을 측정하기 위한 수단과;
    전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류를 측정하기 위한 수단 및;
    전기 보정장치의 다른 지점을 위한 다른 최근 전압 또는 전류 측정과 독립적으로 그리고 전기 보정장치에서 중성-접지 측정과 독립적으로 측정된 전압 및 전류를 이용해서 불균형을 검출하기 위한 수단을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출 시스템.
  23. 전력 시스템의 각 위상(A,B,C)의 전압(V A ,V B ,V C )을 측정하고;
    전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류(I A ,I B ,I C )를 측정하며;
    전류(I A ,I B ,I C )와 전압(V A ,V B ,V C )을 기초로 각각 포지티브-시퀀스와 네가티브-시퀀스 및 제로-시퀀스 전류(I 1 ,I 2 ,I 0 )와, 각각 포지티브-시퀀스와 네가티브-시퀀스 및 제로-시퀀스 전압(V 1 ,V 2 ,V 0 )을 계산하고;
    대미지를 받지 않은 전기 보정장치의 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 결정하며;
    계산된 네가티브-시퀀스 전류(I 2 )와 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 비교함으로써 네가티브-시퀀스 전류 차이를 계산하고;
    I 2 - I 2un 가 소정 임계값을 넘으면 전기 보정장치를 비작동시키는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  24. 제23항에 있어서, 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )가, 전기 보정장치에서 각각 포지티브-시퀀스와 네가티브-시퀀스 전압(V 1 ,V 2 )과 비접지된 전기 보정장치를 위한 전기 보정장치에서 포지티브-시퀀스 전류(I 1 )를 기초로 계산되는 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  25. 제23항에 있어서, 비접지된 전기 보정장치에 대해,
    Figure 112007034774332-PCT00018
    이고,
    Figure 112007034774332-PCT00019
    및
    Figure 112007034774332-PCT00020
    이며,
    V 1C ,I 1C ,V 2C ,I 2C 는 각각 전기 보정장치가 작동될 때 측정된 포지티브-시퀀스 전압, 포지티브-시퀀스 전류, 네가티브-시퀀스 전압, 네가티브-시퀀스 전류이고; I 1rC , I 1iC 는 각각 I 1C 의 실수 및 허수 성분이며; V 2rC , V 2iC 는 각각 V 2C 의 실수 및 허수 성분이고; I 2rC , I 2iC 는 각각 I 2C 의 실수 및 허수 성분인 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  26. 제23항에 있어서, 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )가, 전기 보정장치에서 각각 포지티브와 네가티브 및 제로-시퀀스 전압(V 1 ,V 2 ,V 0 )과 비접지 전기 보정장치를 위한 전기 보정장치에서 포지티브-시퀀스 전류(I 1 )를 기초로 계산되는 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  27. 제23항에 있어서, 접지된 전기 보정장치에 대해,
    Figure 112007034774332-PCT00021
    이고;
    Figure 112007034774332-PCT00022
    및
    Figure 112007034774332-PCT00023
    인 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
  28. 전력 시스템의 각 위상과 전기 보정장치 사이의 전류(I A ,I B ,I C )를 측정하고;
    전류(I A ,I B ,I C )를 기초로 네가티브-시퀀스 전류(I 2 )를 계산하며;
    대미지를 받지 않은 전기 보정장치의 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 결정하고;
    계산된 네가티브-시퀀스 전류(I 2 )와 소정의 네가티브-시퀀스 전류(I 2un )를 비교함으로써 네가티브-시퀀스 전류 차이를 계산하며;
    I 2 - I 2un 가 소정 임계값을 넘으면 전기 보정장치를 비작동시키는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 전력 시스템에 연결된 전기 보정장치의 불균형 검출방법.
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