KR20080006179A - 분산전원의 연계보호장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 분산전원의 사고전력을 감지하고 전원을 차단하여 전원계통의 부품을 보호할 수 있는 분산전원의 연계보호장치에 관한 것이다.
본 발명은 전력을 발생시키는 다수의 제네레이터(7)에 연결되는 다수의 분산선로(4)에 흐르는 전력을 연결 및 차단하는 분산스위치(5)와; 상기 다수의 분산선로(4)와 연결되는 메인선로(2)에 연결되어 상기 메인선로(2)와 연결되는 배전선로(1)에 전력을 연결 및 차단하는 메인스위치(3)와; 상기 메인선로(2)와 분산선로(4)에 흐르는 전류를 감지하는 다수의 계측부(11)와; 상기 다수의 계측부(11)에서 계측된 각각의 데이터값들을 동시에 전송하는 멀티플렉서(13)와; 상기 멀티플렉서(13)에서 전송되는 데이터값들을 처리하는 제어부(15)와; 상기 제어부(15)에서 처리된 데이터값들을 근거로 상기 분산스위치(5) 및 메인스위치(3)를 제어하는 보호부(19)를 포함한다.
본 발명은 하나의 연계보호장치에 의해 다중 분산전원의 사고전력을 감지하고 전원을 차단하여 전원계통의 부품을 보호할 수 있는 이점이 있다.
분산전원, 계통연계, 보호장치, 계측기(measuring), CT, PT

Description

분산전원의 연계보호장치 {linkage Protector Apparatus in Distributed Power}
도 1은 일실시예에 따른 본 발명 분산전원의 연계보호장치의 개략도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 배전선로 2 : 메인선로
3 : 메인스위치 4 : 분산선로
5 : 분산스위치 7 : 제네레이터
10 : 연계보호장치 11 : 계측부
12 : 표시부 13 : 멀티플렉서
13 : 멀티플렉서 15 : 제어부
17 : 보호부 19 : 통신부
본 발명은 사고전력을 감지하고 전원을 차단하여 전원계통의 부품을 보호할 수 있는 분산전원의 연계보호장치에 관한 것이다.
오늘날, 생활수준의 향상으로 인한 전력 소비량 증대 및 전력산업의 구조개편 등, 전기 에너지 분야의 변화와 요구에 대응하기 위하여 국내외적으로 신에너지 전원, 예를 들면, 태양광 발전, 풍력 발전, 연료전지 발전, 소형열병합 발전 등에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다.
이상과 같은 신에너지 전원과 같은 분산형 전원이 경제성을 가지려면 기존의 전력 공급 체계의 배전 계통과 연계되어 운전되어야 한다. 분산형 전원이 기존의 배전 계통에 연계되어 운전되던 중에 선로고장이나 작업 등의 이유로 배전계통의 전력공급을 차단시키는 경우, 분산전원마다 보호 차단기를 설치하여 각각 차단하도록 운전되고 있다.
이와 같이, 분산형 전원이 각기 보호되어 운전하게 될 경우 다음과 같은 여러 가지 문제가 발생될 수 있다.
첫째, 선로 보수 작업자가 착오를 일으킬 수 있어 감전 사고의 위험이 있다.
둘째, 타 계통의 보호 협조 문제로 인하여 전압 또는 주파수가 허용 범위를 넘어 전기설비에 오동작 및 수명저하 등 좋지 않은 영향을 미칠 우려가 있다.
셋째, 분산전원을 단독으로 보호할 경우 보호협조의 문제로 인하여 연계선로의 복구조작이 지연되어 전력 계통의 불안정 상태가 지속될 수 있다.
상기와 같은 분산형 전원을 개별적으로 보호하기 위하여 종래에 채용한 방식은 운전자가 직접제어를 하거나 통신을 이용한 방식이다.
그러나, 이러한 종래의 방식은 원리적으로는 개별적 보호에 있어서는 정확하게 동작하나 동일계통에 다수의 분산전원이 연계되어 있을 경우 서로의 보호협조문제에 의해 오동작 할 우려가 있다.
또한, 종래의 방식은 분산전원을 배전계통에 연계하기 위해서는 연계지점마다 각각 연계 보호장치를 구비하여야 하므로, 연계하고자 하는 분산전원의 개수만큼 연계보호장치가 소요되는 구조적인 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다중으로 구성된 분산전원의 사고전력을 감지하고 전원을 차단하여 전원계통의 부품을 보호할 수 있는 분산전원의 연계보호장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적을 구현하기 위한 본 발명은 전력을 발생시키는 다수의 제네레이터에 연결되는 다수의 분산선로에 흐르는 전력을 연결 및 차단하는 분산스위치와; 상기 다수의 분산선로와 연결되는 메인선로에 연결되어 상기 메인선로와 연결되는 배전선로에 전력을 연결 및 차단하는 메인스위치와; 상기 메인선로와 분산선로에 흐르는 전류를 감지하는 다수의 계측부와; 상기 다수의 계측부에서 계측된 각각의 데이터값들을 동시에 전송하는 멀티플렉서와; 상기 멀티플렉서(에서 전송되는 데이터값들을 처리하는 제어부와; 상기 제어부에서 처리된 데이터값들을 근거로 상 기 분산스위치 및 메인스위치를 제어하는 보호부를 포함한다.
상기 제어부에서 처리된 데이터값들을 외부시스템에 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부에서 처리된 데이터값들을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 표시부는 디스플레이장치를 사용하거나 계측기(measuring)를 사용할 수 있다.
상기 보호부는 멀티프로텍티브릴레이(multi protective relay) 인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 근거로 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일실시예에 따른 본 발명 분산전원의 연계보호장치의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 먼저, 하나의 배전선로(1)에는 메인선로(2)가 연결되고, 이 메인선로(2)에는 다수의 분산선로(4)가 연결되어 있다. 이때, 메인선로(2)와 다수의 분산선로(4)는 연계보호장치(10)에 연결되어 있다.
그리고, 다수의 분산선로(4)에는 전력을 발생하는 제네레이터(7)가 각각 연결되어 있고, 제네레이터(7)에서 발생되는 전력을 연결 및 차단하는 분산스위치(5)가 연결되어 있다.
이때, 제네레이터(7)와 연계보호장치(10)의 사이에는 제네레이터(7)에서 발생되어 공급되는 전류에 대한 전류측정을 위한 변류기(CT : Current Transformer)와, 전압측정을 위한 변압기(PT : Potential Transformer)가 연결되어 있다.
또한, 메인선로(2)와 연계보호장치(10)의 사이에도 다수의 분산선로(4)에서 전송되는 통합된 전류에 대한 전류측정과 전압측정을 위한 변류기(CT)와, 변압기(PT)가 연결되어 있고, 메인선로(2)와 배전선로(1)의 사이에는 메인선로(2)에서 공급되는 통합된 전류를 연결 및 차단하는 메인스위치(3)가 연결되어 있다.
여기서, 연계보호장치(10)는 다수의 분산선로(4)에 흐르는 전류에 대한 전류계측과 전압계측을 하고, 메인선로(2)에 흐르는 통합전류에 대한 전류계측과 전압계측 하는 다수의 계측부(11)가 구비된다. 즉, 다수의 계측부(11) 중 어느 하나는 메인선로(2)가 연결되고, 나머지에는 다수의 분산선로(4)가 연결된다. 또한, 계측부(11)는 현장상황에 따라 그 수를 늘리거나 줄일 수 있다.
그리고, 각각의 계측부(11)는 각각의 선로(2, 4)에 흐르는 전류를 측정하는 변류기(CT)와 전압을 측정하는 변압기(PT)로부터 아날로그신호를 전송 받아 디지털신호롤 변환한다.
또한, 각각의 계측부(11)에는 멀티플렉서(13)가 연결되어 있어, 각각의 계측부(11)에서 측정되고 변환된 각각의 데이터값을 동일한 시간에 동시에 모두 전송한다. 이때, 멀티플렉서(13)에 연결된 제어부(15)에 전송된 각각의 데이터값들은 저어부(15)에 의해 제어부(15)에 연결된 보호부(15)로 전송된다.
이때, 보호부(15)는 각각의 데이터값들 중 설정된 기준값보다 높게 차이나는 데이터값(사고전류)을 선별하여 분산선로(4)에 설치된 분산스위치(5)를 제어하여 전원을 차단한다.
한편, 제어부(15)에는 통신부(19)가 연결되어 멀티플렉서(13)에서 모여진 분 산선로(4)들에 대한 데이터값들을 외부시스템(미도시)으로 전송하여 외부에서 사고이력을 별도로 관리 및 감독할 수 있다. 여기서, 통신부(19)는 유선 또는 무선통신을 선택적으로 사용할 수 있다.
또 한편, 제어부(15)에는 표시부(19)가 연결되어 멀티플렉서(13)에서 모여진 분산선로(4)들에 대한 데이터값들을 외부에서 관리자가 확인할 수 있도록 표시할 수 있다. 이때, 표시부(12)는 계측기(measuring)를 사용하거나 별도의 디스플레이장치를 사용할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 각각의 제네레이터(7)에서 공급되는 전력을 모아서 배전선로(1)에 전송할 수 있다. 이때, 각각의 제네레이터(7)에서 발생되는 사고전력을 검지하고 이에 의해 사고전력을 차단하여 예기치 않게 발생되는 사고전력으로부터 다른 배전 계통을 보호할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 분산전원이 단지 형태로 구성되어 있는 계통의 경우에 이를 배전 계통에 연계할 때 구성을 최소화할 수 있고, 일반가정용 분산전원의 경우에도 구역단위로 본 발명 기기를 사용하므로 계통구성의 효율을 높일 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 청구범위에 기재된 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 설계변경하여 실시하는 경우에는 본 발명의 범주로 간주한다.
본 발명은 하나의 연계보호장치에 의해 사고전력을 감지하고 전원을 차단하여 전원계통의 부품을 보호할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 보호부에 의해 다수의 선로 중 사고전력이 흐르는 선로만 선택적으로 차단할 수 있고, 전체를 차단할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 다수의 계측부에 의해 다수의 선로에서 발생되는 사고전력을 각각 계측할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 통신부에 의해 계측된 데이터값을 외부시스템에 전송할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 전력을 발생시키는 다수의 제네레이터(7)에 연결되는 다수의 분산선로(4)에 흐르는 전력을 연결 및 차단하는 분산스위치(5)와;
    상기 다수의 분산선로(4)와 연결되는 메인선로(2)에 연결되어 상기 메인선로(2)와 연결되는 배전선로(1)에 전력을 연결 및 차단하는 메인스위치(3)와;
    상기 메인선로(2)와 분산선로(4)에 흐르는 전류를 감지하는 다수의 계측부(11)와;
    상기 다수의 계측부(11)에서 계측된 각각의 데이터값들을 동시에 전송하는 멀티플렉서(13)와;
    상기 멀티플렉서(13)에서 전송되는 데이터값들을 처리하는 제어부(15)와;
    상기 제어부(15)에서 처리된 데이터값들을 근거로 상기 분산스위치(5) 및 메인스위치(3)를 제어하는 보호부(17)를 포함하는 분산전원의 연계보호장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부(15)에서 처리된 데이터값들을 외부시스템에 전송하는 통신부(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산전원의 연계보호장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부(15)에서 처리된 데이터값들을 표시하는 표시 부(12)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산전원의 연계보호장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 보호부(19)는 멀티프로텍티브릴레이 인 것을 특징으로 하는 분산전원의 연계보호장치.
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