KR20080089291A - 용량성 변압기 보상 방법 및 제조 물품 - Google Patents

용량성 변압기 보상 방법 및 제조 물품 Download PDF

Info

Publication number
KR20080089291A
KR20080089291A KR1020080029290A KR20080029290A KR20080089291A KR 20080089291 A KR20080089291 A KR 20080089291A KR 1020080029290 A KR1020080029290 A KR 1020080029290A KR 20080029290 A KR20080029290 A KR 20080029290A KR 20080089291 A KR20080089291 A KR 20080089291A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cvt
voltage
self
digital filter
filter
Prior art date
Application number
KR1020080029290A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101352663B1 (ko
Inventor
보그단 제트 카스즈테니
윌리엄 제이 프레머래니
울리안 라두카누
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39616564&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20080089291(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20080089291A publication Critical patent/KR20080089291A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101352663B1 publication Critical patent/KR101352663B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/04—Voltage dividers
    • G01R15/06—Voltage dividers having reactive components, e.g. capacitive transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00—Networks using digital techniques
    • H03H17/02—Frequency selective networks
    • H03H17/04—Recursive filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00—Networks using digital techniques
    • H03H17/02—Frequency selective networks
    • H03H17/04—Recursive filters
    • H03H2017/0477—Direct form I

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

본 발명은 용량성 변압기(CVT)로부터의 최초 출력 전압(605)을 디지털적으로 보정하되 보호 기능의 천이 정확성에 대해 영향을 미치는 천이 성분을 제거하고자 하는 방법에 관한 것이다. 일반적인 CVT는 선형 CVT 모델에서 3개의 파라미터를 이용하여 표현된다. 디지털 필터(608)는 3개의 파라미터에 기초하여 설계되고 전용 메커니즘을 포함하여 전자의 수치적 안정성을 보증한다. 또한, 본 발명은 시스템 이벤트에 기초하여 상기 필터를 자기 조정하고, 상기 방법이 본 분야에서 전개된 이후에 수행 및 특정 CVT로부터 공급된다.

Description

용량성 변압기 보상 방법 및 제조 물품{A SELF-ADJUSTING VOLTAGE FILTERING TECHNIQUE COMPENSATING FOR DYNAMIC ERRORS OF CAPACITIVE VOLTAGE TRANSFORMERS}
본 발명은 전압이 용량성 변압기(a capacitive voltage: CVT)로부터 유도되는 상황에서 보호 계전 목적을 위한 전압 신호의 디지털 측정에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전압 측정에 의존하는 보호 기능의 동적인 정확성을 개선하는 것과 관련된다.
보호 계전기는 전력 시스템에서 고장을 확인하여 절연시키도록 설계된 디바이스이다. 고장은 흔히 절연 파괴(누전)의 형태를 취하며, 시스템 전압 및/또는 전류의 변화를 가져온다. 일반적으로, 전력 시스템 내에서, 보호 계전기는 전력 시스템의 특정 부분의 고장을 검출하도록 구성되며, 전력 시스템의 이들 특정 부분은 일반적으로 존(zone)이라고 지칭된다. 단락 회로에 대비하는 보호 계전기는 그것의 특정 존 내에서 고장 이외의 다른 이벤트에 결코 응답해서는 안 된다. 또한, 전력 시스템에서 누전이 오래 지속될수록, 전체 전력 시스템의 안정성이 손상될 가능성이 더 크다. 이러한 이유로, 보호 계전기는 최소의 가능한 시간 동안 그것의 존 내에서 발생한 누전을 정확하게 확인하도록 설계 및 구성되어야 한다.
통상적으로, 전력 시스템용 마이크로프로세서-기반 보호 디바이스는, 규칙적인 시간 간격으로 입력 전류 및/또는 전압을 샘플링하고, 그들 신호의 선택된 속성(예를 들어, 크기, 각도, 시간 도함수, 고조파 등)을 디지털적으로 추출하며, 그러한 신호 속성을 서로 비교하거나 임계치와 비교함으로써 작동한다. 계기 변환기(Instrument transformers)는 보호 계전기를 전력 시스템으로부터 절연시키고 신호를 계전기의 전자 회로기기에 의해 처리할 수 있는 레벨로 감소시키는 데 사용된다. 고전압 및 여분의 고전압 전력 시스템에서, 흔히 CVT는 전압 신호를 보호 계전기로 공급하기 이전에 수십만 볼트(1차 전압 레벨)의 범위로부터 수십 볼트(2차 전압 레벨)의 범위로 전압을 감소시키는 데 사용된다. 일반적으로, CVT는 자기 변압기보다 저렴하지만, 전압 신호가 2차 레벨로 변환될 때 그 전압 신호에 특정 천이를 부가하는 경향이 있기 때문에 보호 계전기에 문제를 가져온다.
CVT 발생 천이는 비교적 큰 크기 및 긴 지속시간을 갖는 경향이 있다. 이러한 양상은 소스 임피던스 비(SIR)(Source Impedance Ratio: 시스템 등가 임피던스와 계전기 도달 임피던스 사이의 비)가 큰 전송 선로를 보호하는 데 특히 중요하다. 선로 누전 동안의 1차 전압은 큰 SIR 하에서 매우 낮다. 전압 신호는 멀리 떨어진 계전기의 적절한 작동에 중요하지만, 전력 시스템 내에 존재하지 않고 CVT에 의해 발생하는 천이 성분에 의해 현저히 왜곡된다.
일반적으로, CVT 천이는 감쇠하는 DC 성분을 갖지만, 감쇠하는 발진 성분(들)도 가질 수 있다. 공지된 푸리에 알고리즘이 (마이크로프로세서-기반 계전기 에서는 일반적인) 전압 측정에 적용되는 경우, 크기는 CVT 천이로 인해 상당히 과소 평가될 수 있다. 이것은 계전기의 누전 확인 성능에 영향을 미칠 것이다. 보호 계전기는 일반적으로 CVT 천이를 소정 범위까지 다룰 수 있는 메커니즘을 포함한다. 공지된 방법은 적응적 지연의 도입 또는 계전기의 누적 검출 존의 동적인 감소를 포함한다.
CVT 천이를 다루는 다른 방법은 CVT 전달 함수의 역의 표현인 전압 신호 경로 내로 필터를 삽입하는 것이다. 이것은 CVT에 의해 발생한 왜곡을 제거하여, 전력 시스템 전압이 정교하게 재생된 신호를 생성한다. 이 방법은 필터 계수가 계전기에 접속된 특정 CVT의 파라미터를 반영할 때에만 선택적으로 실행된다.
현재는, 보정된 CVT의 파라미터에 대한 사전 지식 없이도 CVT 보정 필터의 적용을 가능하게 하며, 또한 CVT 변화를 가져오도록 필터의 속성의 꾸준한 조절을 가능하게 하는 셀프-튜닝 메커니즘(a self-tuning mechanism)이 필요하다.
본 발명은 천이 에러에 대해 용량성 변압기(CVT)를 보상하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 일련의 디지털적으로 인코딩된 샘플로 CVT(100)의 최초 출력 전압(605)을 나타내는 단계와, 디지털 필터를 구성하는 단계를 포함하되, 디지털 필터의 설계는 CVT의 등가 회로도에 기초한다. 본 발명의 방법은 디지털 필터를 이용하여 필터링되는 최초 출력 전압을 출력하는 단계와, CVT의 등가 회로도의 미지의 파라미터를 결정하는 단계와, 모니터링된 시스템 교란에 응답하여 필터 계수를 결정하는 단계를 더 포함한다.
상기 요약된 방법에 대응하는 제조 물품 및 컴퓨터 프로그램 제품도 본 명세서 내에 설명되고 청구된다.
추가적인 이점 및 장점이 본 발명의 기술을 통해 구현된다. 본 발명의 다른 실시예 및 양상은 본 명세서에서 상세히 설명되며, 청구되는 발명의 일부로 간주된다. 본 발명의 장점 및 이점에 대한 보다 양호한 이해를 위해, 상세한 설명 및 도면이 참조된다.
본 발명은 용량성 변압기(CVT)로부터의 최초 출력 전압(605)을 디지털적으로 보정하되 보호 기능의 천이 정확성에 대해 영향을 미치는 천이 성분을 제거한다.
본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예가 이하에서 상세히 설명된다. 개시된 실시예는 수정 및 변경이 당업자에게 명백할 것이므로 단지 예시적인 것으로 의도된다.
본 발명의 양상은 일반적인 CVT의 보편적인 설계 및 작동 원리를 이용하여 CVT의 등가 회로도를 3-파라미터 모델로 단순화시키는 것이다. 이것은 보호 계전기의 응답에 영향을 미치는 누전 조건 동안에 큰 천이 성분을 포함하는 CVT의 동적인 동작이 3-파라미터 모델을 특징으로 한다는 것을 의미한다. 또한, 3-파라미터는 시상수로서 표현된다.
본 발명의 다른 양상 내에서는, CVT에 의해 측정된 실제 전압 신호의 가장 가능성 있는 복제본을 생성할 목적으로 CVT로부터의 최초 출력을 처리하는 디지털 유한 임펄스 응답(IIR) 필터가 설계된다. IIR 필터는 CVT 모델의 3-파라미터에 기초하여 설계된다. IIR 필터는 CVT에 의해 유도된 주요 천이 에러의 반사 및 필터링된 전압 신호를 활용하는 보호 기능에 유리한 저역 통과 필터링을 제공하는 방식으로 구현된다. 또한, IIR 필터는 필터의 수치적 안정성을 보장할 메커니즘을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상은 그러한 방법을 포함하는 계전기가 필드 내에 설치된 후의 시스템 누전 동안에 CVT의 3-파라미터를 셀프-튜닝하는 메커니즘을 포괄한다. 전압 신호의 모든 주요 변화는 CVT 동적 특성과 관련된 천이를 발생시킨다. 이러한 천이는 CVT 파라미터의 추정을 가능하게 한다. 소정의 CVT를 특징화하는 3-파라미터를 꾸준히 개량하여 CVT의 임의의 변화를 가져오고, 그렇게 함으로써 CVT 출력 전압의 최적 보정을 제공하도록 IIR 필터의 계수를 조절하는 셀프-조정 기술이 제안된다.
등가 CVT 회로도
도 1을 참조하면, 일반적인 CVT(100)가 예시되어 있으며, CVT(100)는 본 명세서에서 C1 및 C2로 표현되는 커패시터 층 상에 구축된 용량성 분압기(105)와, 시스템 공칭 주파수에서 용량성 분압기의 총 커패시턴스로 튜닝된 직렬 리액터(110)와, 자기 쉴드(120)를 더 포함하여 중간 전압을 더 감소시키는 점감 변압기(a step down transformer)(115)를 포함한다. CVT(100)는 철공진 억압 회로(a ferrorezonance suppression circuit)(125)와, 초크, 과전압 보호 갭 및 접지 스위치(130)와, 전력선 캐리어 장비에 관련된 드레인 초크, 보호 갭 및 스위치(135)와, 리액터 과전압 보호 갭(140)을 더 포함한다.
도 2는 CVT(100)의 상세한 전기적 등가도(200)이다. 용량성 분압기(205)는 C1 및 C2 커패시턴스로 표현되고, 저항(R) 및 인덕턴스(L)는 직렬 리액터(210)를 나 타내며, 점감 변압기(215)의 1차 및 2차 권선은 저항 및 인덕턴스(LT1, RT1, LT2 및 RT2)로 표현된다. 또한, 변압기의 자기 코어(220)는 자기 인덕턴스(Lm) 및 자화 손실을 모델링하는 저항(RFe)으로 표현되고, CT2는 변압기 권선의 자연 커패시턴스(225)를 나타낸다.
철공진 억압 회로(230)는 커패시터(Cf, Rc)와 인덕터(LF, RL)의 병렬 접속부와 직렬인 저항(Rf)으로 나타낸다. 또한, R0 및 L0은, 마이크로프로세서 기반 계전기가 CVT에 의해 공급될 때 사용되며 CVT 설계자에 의해 가정된 공칭 로드에 비해 매우 작은 로드를 생성하는 내부 부하 저항을 포함하는 부하(235)를 나타낸다. 도 2의 모델에서의 파라미터는 일반적인 전압 단위로 계산되어, 일반적으로는 중간 전압 vi(변압기 1차 전압)를 단위로 하고 그에 따라 1차 전압(v1)(240) 및 2차 전압(v2)(245)의 크기를 재조정(rescaling)한다.
간략한 CVT 회로도
도 2의 상세 모델 내의 많은 파라미터는 CVT(100)의 동적 응답에 대해 매우 적은 영향을 갖는다. 도 3에 도시한 바와 같이 등가도(300)의 값을 감소시키지 않고도 많은 가정이 이루어질 수 있다.
등가도(300)에서, 커패시턴스(C)(305)는 C1 및 C2 커패시터 층의 합을 나타내고, 인덕턴스(L)(310)는 튜닝 리액터 및 점감 변압기의 누설 인덕턴스를 둘 다 나타낸다. 리액터 및 변압기 권선의 저항, 변압기 커패시턴스 및 코어 자화 및 손실과, 철공진 회로 내의 커패시터 저항 및 인덕턴스는 무시되어 단지 Rf, Cf 및 Lf(315)만을 남겨서 그들을 표현할 수 있게 한다. 또한, 부하 내의 인덕턴스는 적어도 현대식 계전기를 갖는 애플리케이션에 대해서는 무시되어, 등가 부하 저항(R0)(330)만을 남긴다. 도 3의 등가도(300) 모델에서, 입력은 중간 레벨(vi)(320)로 크기가 조정된 1차 전압이고 출력은 중간 레벨(v2)(325)로 크기가 조정된 2차 전압이다. 시뮬레이션 연구는 보호 계전의 관점에서 볼 때 도 3의 개략도가 도 2의 보다 상세한 모델에 비해서도 주요 CVT 성능 특성을 계속해서 보유하고 있음을 나타내고 있다.
도 3의 간략한 CVT 회로도(300)는 임의의 특정 CVT의 성능을 예견하고 CVT 디바이스의 수행 시에 발생할 수 있는 임의의 에러를 보정하는 데 필요한 6개의 파라미터를 의미하는 6개의 미지수를 포함한다. 그러나, CVT는 여러 개의 특정 규칙을 따르도록 계획(engineering)된다. 이것은 도 3의 모델에서 자유도의 수를 감소시키고, 심지어는 등가도(300)를 간략화시킨다.
첫째, 튜닝 리액터는 용량성 분압기에 의해 도입된 위상 변이를 보상하도록 조절된다. 이것은 시스템 기본 주파수(f1)에서 C와 공진하도록 L의 값을 튜닝함으로써 달성된다. 따라서, L 및 C는 독립적인 것이 아니라 다음의 경계 수학식을 충족시킨다.
Figure 112008022874746-PAT00001
이 때, 시스템 라디안 주파수는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112008022874746-PAT00002
마찬가지로, 철공진 억압 회로는 기본 주파수와는 다른 주파수에서만 직렬 저항 Rf를 연관시키도록 튜닝된다. 따라서, Lf 및 Cf의 병렬 접속부는 기본 주파수에서 개방 회로가 되어, 2차 경계 수학식을 산출한다.
Figure 112008022874746-PAT00003
도 3의 회로(300)에 대한 전달 함수를 찾을 수 있다. 이 전달 함수는 수학식 1 및 수학식 3을 이용할 때 더욱 간략해진다.
Figure 112008022874746-PAT00004
이 때, "s"는 라플라스 연산자이고, 모델의 3개 파라미터는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112008022874746-PAT00005
Figure 112008022874746-PAT00006
Figure 112008022874746-PAT00007
수학식 5 내지 수학식 7은 도 3의 CVT(300)의 성능이 각각의 파라미터에 의해 개별적으로 제어되는 것이 아니라 CVT(300)의 성능을 제어하는 상이한 파리미터들의 소정 곱셈임을 설명하고 있다. 경계 조건인 수학식 1 및 수학식 3과 수학식 5 내지 수학식 7의 관계에 대한 결과로서, 일반적인 CVT는 3개의 파라미터로 표현될 수 있다. 또한, 이들 3개의 파라미터는 수학식 5 내지 수학식 7에 따라서 CVT의 구성으로 추적될 수 있다. 본 발명의 양상 내에서, 이들 파라미터는 셀프-튜닝의 과정에 있어서 관측되는 2차 전압으로부터 자동으로 재생된다.
CVT 천이를 정정하는 디지털 필터
도 4는 누전 조건 하의 CVT 샘플 응답을 예시하고 있다. 급작스러운 전압 강하를 야기하는 누전은 고전압 파형이 피크 값에 있을 때 발생했다. 파선은 신호의 참 값을 나타내고, 실선은 CVT의 출력을 나타낸다. 큰 천이는 실제 전압 신호에 비해 CVT 출력 신호의 극성이 반전되어 있는 범위까지 전력 주파수의 처음 2-3 사이클에 발생한다.
도 5는 유사한 경우를 나타내되, 전압 파형이 제로와 교차할 때 발생하는 누 전에 대한 경우를 나타낸다. 예를 들어, 약 0.2개의 사이클이 누전에 포함되는 경우, 실제 전압은 약 -5V 가량인 반면, CVT 출력 전압이 거의 -60V이다. 1-2 전력 사이클 동안 지속되는 이러한 10배 차이는 보호 계전기에 심각한 문제를 가져온다.
천이 에러의 속성이 도 4와 도 5 사이에서 상이하다는 점에 유의해야 한다. 이것은 도 2 또는 도 3의 회로의 동력이 누전 순간에 따라 상이하기 때문이다. 그러나, 천이 함수 수학식 4는 누전 및 전압 강하 이전의 조건이 주어진 경우의 천이의 속성에 대한 충분한 정보를 포함한다. 따라서, 이 전달 함수는 천이 공정을 "반전"시키고 모든 가능한 에러 패턴을 보정하는 데 사용될 수 있다.
이 보정은 배수 또는 부수적인 보정으로서 달성될 수 있다. 전자는 라이너 필터를 이용하여 출력이 보정된 1차 관심 전압인 CVT의 출력 전압을 처리한다. 후자는 출력이 CVT의 최초 출력에 부가되어 보정된 1차 관심 전압을 획득하게 하는 상이한 라이너 필터를 사용하여 CVT의 출력 전압을 처리한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 방법은 본 명세서에 VA(605)로 표기된 CVT의 최초 출력에 기초하여 필터링된(CVT 천이에 대해 보정된) 전압 vAf(620)을 생성한다. 인덱스 A는 3 단계 시스템(a three-phase system: ABC)의 제 1 단계를 지칭한다. 보정된 전압은 최초 전압과 동적 보정 값의 합으로서 획득된다.
Figure 112008022874746-PAT00008
보정은 정상 상태 조건 동안 제로이고, 천이 조건 동안 CVT 에러를 상쇄시키 는 값을 가정한다. 보정 신호 vA _ CVT는 다음과 같은 전달 함수를 갖는 필터의 출력으로서 계산된다.
Figure 112008022874746-PAT00009
수학식 9의 전달 함수는 구현예의 수치적 안정성을 보증하도록 도입된 여분의 신호에 따라 증가한 CVT의 최초 출력을 공급받는다.
Figure 112008022874746-PAT00010
수치적 안정성에 관한 관심은 수학식 9로 주어진 1차 필터의 속성으로부터 비롯되며, 이 필터는 점근적으로 안정적이어서 제로(0)의 폴(pole)을 갖는다. 다시 말해, 수학식 9의 필터를 사용하여 CVT를 보정하는 데에는 적분이 필요하다. 수치 또는 아날로그 적분기는 계산의 유한 정확성 또는 수반되는 회로기기로 인해 불안정하게 되는 경향이 있다. 실제 구현예는 어떠한 수치적 안정성 문제도 결코 발생할 수 없음을 보증해야 한다.
본 발명의 양상 내에서, 수학식(10)에 따라 필터의 입력으로부터 감산된 추가 신호는 보정 신호가 (안정 상태 조건 하에서) 제로여야 한다는 사실을 고려하여 비례-적분(Proportional-Integral: PI) 제어기에 의해 생성된다. 도 6의 PI제어 루프(610)는 CVT 필터의 출력(615)이 수치적 정확성 또는 다른 잠재적 문제와는 상 관없이 평균적으로 제로를 유지하도록 유도됨을 보증한다.
해결되어야 하는 다른 문제는 보정 전달 함수(수학식 9)가 4차의 분자를 가지며, 3차의 분모를 갖는다는 사실이다. 이것은 CVT의 출력으로부터 CVT로의 입력 신호를 재생하는 1차 설계 목표를 가정하면 이해할 수 있을 것이지만, (예를 들어, 커플링, 수치적 잡음 등을 통해) 출력 CVT 신호로 유입되는 고주파 성분을 증폭할 것이다. 이 결과는 희망했던 것이 아니다. 본 발명의 양상 내에서, 이상적인 전달 함수(수학식 9)는 저역 통과 필터를 부가함으로써 변경된다. 특정 일 구현예에서의 저역 통과 필터는 2차 버터워스(Butterworth) 필터이다.
Figure 112008022874746-PAT00011
이 때, 저역 통과 필터 fc의 차단 주파수는 보정된 전압용 애플리케이션에 따라 일반적으로는 수백 Hz 정도로 설정된다. 수학식 11의 라디안 차단 주파수는 다음과 같다.
Figure 112008022874746-PAT00012
다음 단계는 안정성 문제를 회피하도록 행해진다. 성능에 대한 임의의 상당한 영향 없이도, 전달 함수(수학식 9 또는 수학식 11)의 제로 폴은 임의의 설계 파라미터 α를 이용하여 제로(0)로부터 안정적인 위치를 향해 이동함으로써 도 6의 구현을 위한 다음의 CVT 필터 전달 함수를 산출한다.
Figure 112008022874746-PAT00013
수학식 12의 필터에서는, 시스템 공칭 주파수(ω1) 및 설계 파라미터(α, ωc)가 알려져 있고, 모델의 3개의 자유도에 의해 규정된 CVT 특성(Tx, T1, T2)은 알려지지 않은 채로 다루어진다. 본 출원인은 임의의 특정 CVT에 대한 3개의 미지수를 복원하는 셀프-튜닝 방법을 이용하여 수학식 12의 일반적인 포맷을 갖는 가능한 필터 군으로부터의 매칭 필터를 인에이블링한다.
초기에, 디지털 장치에서의 구현을 가능하게 하기 위해, 연속 시간 도메인 솔루션(수학식 12)은 수치적 구현으로 변환되어야 한다. 디지털 신호 처리 분야의 당업자라면 이 단계를 용이하게 수행할 수 있다. 특정 구현은 다음의 구현 수학식을 이용한다.
디지털 샘플 시간 k에서 IIR 필터로부터의 출력 신호(615)는 다음과 같이 계산된다.
Figure 112008022874746-PAT00014
필터 계수는 다음과 같다.
순환부( Recursive part )
Figure 112008022874746-PAT00015
Figure 112008022874746-PAT00016
Figure 112008022874746-PAT00017
Figure 112008022874746-PAT00018
Figure 112008022874746-PAT00019
Figure 112008022874746-PAT00020
여기서,
Figure 112008022874746-PAT00021
Figure 112008022874746-PAT00022
Figure 112008022874746-PAT00023
Figure 112008022874746-PAT00024
Figure 112008022874746-PAT00025
Figure 112008022874746-PAT00026
비순환부( Non - recursive part )
Figure 112008022874746-PAT00027
Figure 112008022874746-PAT00028
Figure 112008022874746-PAT00029
Figure 112008022874746-PAT00030
Figure 112008022874746-PAT00031
Figure 112008022874746-PAT00032
Figure 112008022874746-PAT00033
여기서,
Figure 112008022874746-PAT00034
Figure 112008022874746-PAT00035
Figure 112008022874746-PAT00036
Figure 112008022874746-PAT00037
Figure 112008022874746-PAT00038
도 7은 수학식 13 내지 수학식 17에 따른 IIR 필터(608)의 구현을 예시하고 있다. z-1 연산자는 1 샘플 주기에 의한 시간 지연을 표기한다. PI 제어기(610)는 구현을 완료한다. 먼저, 필터(608)의 출력 전압 중 dc 성분이 계산된다. 이 신호(615)는 PI 제어기로의 입력이다.
Figure 112008022874746-PAT00039
여기서, Nl-1은 1 전력 사이클 내의 샘플의 개수이다.
정상 상태 조건 동안, 이 값은 어떠한 추가 보정도 CVT 필터에 의해 요구되거나 생성되지 않기 때문에 제로에 가까울 것이다. 심지어 작은 에러 하에서, 수학식 (18)의 값은 모든 신호가 사이클 파형이고 1 사이클 합계 내에서 평균화되면 제로에 가까울 것이다.
안정성 제어 루프가 NPI 전력 사이클 간격으로 구동된다고 가정하면, 보정 신호 VA _ PI가 다음과 같이 계산된다.
Figure 112008022874746-PAT00040
여기서, j는 제어기의 샘플링 과정에 대한 인덱스(j는 NPI 전력 시스템 사이클과 격리된 순간에 대한 포인터)이다.
Figure 112008022874746-PAT00041
Figure 112008022874746-PAT00042
일 특정 구현에 있어서, 이득은 다음과 같이 선택된다.
Figure 112008022874746-PAT00043
Figure 112008022874746-PAT00044
도 8은 PI 제어기(610)의 출력(604)을 계산하는 과정을 예시하고 있다.
도 9 및 도 10은 각각 최대 및 제로 교차부에서의 누전에 대한 CVT 보정기의 영향을 상세히 나타낸 그래프이다. 실선은 CVT 출력 전압(905, 1005)을 나타내고, 파선은 누전(910, 1010)을 나타내는 이상적인 전압이며, 점선은 보정된 CVT 전압(915, 1015)이다. 보정된 CVT 출력(915, 1015)을 나타내는 점선은 최초 CVT 출력(905, 1005)에 비해 크기 면에서 이상적 신호(910, 1010)를 나타내는 실선과 보다 양호하게 매칭함을 알 수 있다. 구체적으로, 극성 및 제로 교차부는 훨씬 더 양호하게 표현되어, 고속 보호 애플리케이션용 전압 신호의 개선된 애플리케이션을 가능하게 한다.
전술한 바와 같이, CVT 보정을 달성하기 위해, 모델 내의 3개 파라미터(Tx, T1, T2)의 보정 값을 이용할 필요가 있으며, 이들 파라미터는 후술하는 바와 같이 자동 조정된다.
자기 조정 파라미터( SELF - ADJUSTING PARAMETERS )
자기 조정 파라미터의 전반적인 개념은 CVT 천이를 발생시키는 시스템 이벤트에 기초한다. 일반적인 시스템 식별 이론에서는, 그것의 전달 함수, 파라미터 또는 그 밖의 등가 시스템 기재를 식별하기 위해 소정 시스템의 입력 및 출력을 둘 다 필요로 한다. CVT의 경우, 입력(1차) 전압은 CVT 식별 목적용으로 측정될 수 없다. 그러나, 이 전압은 알맞게도 여러 가지 이벤트 유형에 대해 매우 근접할 수 있다. 이들 이벤트는 다음과 같다.
회로 차단기의 측선 상에 설치된 CVT를 갖는 전송 선로의 에너지 공급. 이 경우, 사전 이벤트 전압은 제로이고, 사후 이벤트 전압은 선로 스위칭 순간에 역 투영된 CVT의 정상 상태 출력 전압으로부터 근사화될 수 있다.
회로 차단기의 측선 상에 설치된 CVT를 갖는 전송 선로의 에너지 차단. 이 경우, 사전 이벤트 전압은 직접 측정된 정상 상태 CVT 출력 전압이고, 사후 이벤트 전압은 적어도 기본 주파수 성분과 관련해서 제로이다. 션트 리액터를 갖는 긴 선로 상에서, 이 카테고리는 선로 용량 및 션트 리액터의 방전에 의해 야기된 고전압에서의 크고 긴 지속 천이로 인해 CVT 식별용으로 용이하게 사용될 수 없다.
고전압을 낮고 안정적인 값으로 강하시키는 가까운 거리의 누전. 이 이벤트 카테고리는 사후 이벤트 전압의 신중한 분석 이후에 사용되어 1차 CVT 전압에 관한 가정이 참이라는 점을 확인하게 할 수 있다.
어떤 경우이든, 이상저인 CVT 출력 전압은 우리의 방법을 구현하는 디바이스가 설치된 후에 발생하는 다수의 천이에서 발견될 수 있다. 다수의 보안 조건은 선택된 경우가 사용하기에 충분히 안전함을 확인하도록, 즉 이상적인 출력에 관한 가정이 적당한 확실성에 따라 참임을 확인하도록 적용될 수 있다. 도 11은 알고리즘의 자기 조정을 위해 사용될 수 있는 샘플 천이를 나타낸다. 필터를 튜닝하기 위한 0.5 사이클과 2.5 사이클 사이의 2-전력-사이클 기간이 선택된다. 처음 0.5 사이클은 1차 전압과 관련된 여분의 천이를 갖는 것으로서 거부된다. 윈도우는 누전의 제거와 관련된 새로운 천이를 생성한 직후에 시스템 누전이 제거될 수 있다면 2.5 사이클에서 폐쇄된다. 중간의 2 사이클 동안, 참의 CVT 전압은 알맞은 정확도를 갖도록 알려진다. 이 전압은 2 사이클의 윈도우를 갖는 푸리에 변환의 이용으로 양호하게 근사화될 수 있다. 잘 알려진 푸리에 알고리즘은 참 CVT 전압 내의 기본 주파수 성분을 추정하게 하여, 이 신호 내의 다른 고주파 성분을 반사한다. 이것은 저역 통과 필터로서 수학식 12에 따라 작동하는 우리의 CVT 필터의 응답을 매칭시키는 경우에 충분하거나 또는 심지어 유리하다.
2차 CVT 전압의 푸리에 추정을 얻은 후, 이 추정은 참의 CVT 신호의 표현으로서 이용되며, 순수 사인파는 푸리에 추정기로부터의 크기 및 각 정보에 기초하여 생성된다. 다음, 차이 신호는 보정된 CVT 출력과 이상적인 CVT 출력 사이에서 계산된다. CVT 보정기를 설계하는 데 사용되는 3개의 CVT 파라미터가 완벽하다면, 매칭은 매우 양호하다. 사용된 파라미터가 특정 CVT의 동력을 반영하지 않는 경우, 이상적인 CVT 신호와 보정된 CVT 신호 사이에는 불일치가 존재한다.
도 12는 자기 조정 알고리즘(1200)의 개략적인 블록도를 나타낸다. 먼저, 실제 CVT(1210)는 그것의 1차(입력) 전압 vA1(1205)에 응답하여 출력 전압 vA(1215)를 생성한다. 후자의 신호는 아날로그-디지털(A/D) 변환기(1220)를 통해 디지털화된다. 다음, 보정 알고리즘(1230)(전술함)이 실행되어 보정된 출력 vAf(1235)을 산출한다. 이 신호는 이제 전통적인 2-사이클 푸리에 변환(1240)을 이용하여 처리된다. 추정된 페이저(phasor)에 기초하여, 이상적인 전압 파 vAideal(1245)이 생성된다. 다음, 보정된 CVT 전압과 이상적인 CVT 전압의 감산은 에러 신호를 생성한다(1250). 에러는 CVT 보정자(Tx, T1, T2)를 설계하는 데 사용된 CVT 파라미터의 함수이다. 에러 신호는 3개 파라미터를 조절하여 에러를 최소화하는 최적 루틴(1255, 1260)으로의 입력이다. 주어진 시스템 이벤트에 대해 에러를 최소화시키는 3 파라미터의 세트는 찾아낸 솔루션(후술하는 바와 같이 추가의 검사 및 사후 처리가 이행됨)이다.
최적화 문제에 대한 한 가지 해결방안이 후술된다. 모델의 3개의 미지 파라미터를 추정하는 것이 바람직하다.
Figure 112008022874746-PAT00045
한 가지 접근방안은 시스템 이벤트 동안 모델과 관측된 파형 사이의 최상의 피트를 위한 3차원 파라미터 공간을 단순히 검색하는 것이다.
다음과 같이 표기하자.
tk: k번째 시스템 이벤트의 지속시간(예를 들어, 2 사이클)
Figure 112008022874746-PAT00046
: 푸리에 변환을 이용하여 추정된 k번째 경우의 이상적인 CVT 출력
Figure 112008022874746-PAT00047
: CVT 필터에 대한 T의 값을 이용하여 k번째 경우의 추정된 CVT 출력
각 경우 및 소정 파라미터 세트에 대해, 우리는 CVT와 보정 알고리즘의 조합을 시뮬레이션하여 이상적인 것을 근사화시키도록 의도한 추정된 파형에 도달할 수 있다.
우리는 이상적인 파형과 실제 파형 사이의 차이의 전체 제곱을 최소화시키는 미지의 파라미터의 값을 선택하고 싶다. 공식적으로, 우리는 다음의 전체 제곱을 최소화하기를 바란다.
Figure 112008022874746-PAT00048
수학식 21은 먼저 이상적인 파형과 추정된 파형 사이의 차이의 제곱을 적분하고, 그 다음 사용가능한 모든 경우를 합산함으로써 구현된다. 그 결과는 특정한 모델 파라미터 세트에 대한 미스매칭의 제곱을 나타낸다.
수학식 21을 사용하여 최상의 피트를 위치시키는 방법은 여러 가지가 있다. 그들은 가능한 파라미터 값들의 범위를 스패닝하는 이산 3차원 그리드 전체에 걸쳐서 억지 범용 검색(a brute-force global search)을 이행하고, 각각의 파라미터 세 트를 평가하며(수학식 21), 제곱 에러의 최저 값을 갖는 세트를 선택함으로써 동일한 방식으로 시작한다. 그리드는 각각의 파라미터마다, 즉 평가될 1000 포인트의 총계마다 10개의 값에 속하여 오히려 부정확할 수 있다. 부정확한 검색 결과는 최적에 상당히 가까운 포인트일 것이며, 정확한 그리드를 이용하거나 또는 계산법을 이용함으로써 이행될 수 있는 보다 정확한 추정을 위한 시작 포인트로서 이용될 수 있다.
정확한 그리드 접근방안에 있어서, 서브-그리드는 제 1 검색에 의해 식별되는 포인트에 인접한 최초 그리드의 8개 큐브를 세분함으로써 형성되며, 이후에 검색은 그 그리드에 대해서 반복된다. 정확한 그리드 접근방안은 희망하는 만큼 줌-인(zoom-in)하도록 반복적으로 적용될 수 있다.
다른 접근방안은 수학식 21의 속성을 이용하는 계산법을 이용하여 정확한지 않은 검색에 의해 식별된 포인트에 대한 조절을 컴퓨팅하게 하는 것이다.
최적의 피트 T0에서, 제곱 에러의 그레디언트는 제로이다.
Figure 112008022874746-PAT00049
수학식 22에 수학식 21을 대체하면, 우리는 해결방안에 대한 기초를 알아낸다.
Figure 112008022874746-PAT00050
시작 시, 부정확한 검색 이후에 수학식 23에 나타난 것과 가까운 수량을 갖는다는 점에 유의한다. 소형 갭을 브릿징하는 테일러 전개를 사용할 수 있다. 우리는 가까운 그리드 포인터에서 갖고 있는 것을 이용하여 모델 파라미터와 관련하여 파형 및 그들의 그레디언트를 둘 다 평가할 필요가 있다.
Figure 112008022874746-PAT00051
=
Figure 112008022874746-PAT00052
에 따라 k' 번째 경우에 대해 추정된 CVT 입력 전압
Figure 112008022874746-PAT00053
=
Figure 112008022874746-PAT00054
에 따라 k' 번째 경우에 대한 CVT 입력 전압의 그레디언트
Figure 112008022874746-PAT00055
l, m, n = 가까운 최적 그리드 포인트의 인덱스
참의 최적안을 찾기 위해 우리의 가까운 최적 그리드 포인트에 대한 보정을 계산할 필요가 있다.
Figure 112008022874746-PAT00056
이것은 사용가능한 그리드 포인트 주위에 테일러 전개를 사용함으로써 이행된다.
Figure 112008022874746-PAT00057
수학식 23에 수학식 26을 대체하며, 다음을 알아낸다.
Figure 112008022874746-PAT00058
여기서 H 행렬은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112008022874746-PAT00059
수학식 27에 대한 해결책은 다음과 같다.
Figure 112008022874746-PAT00060
에러 제곱에 대한 수학식의 형태 때문에, H 행렬은 제대로 작동되며 역전 가능하다. 수학식 29는 최적에 매우 가깝기 때문에 반복할 필요가 없는 해결책을 생성한다. 구현을 완성하기 위한 나머지 모두는 수학식 28 및 수학식 29에 나타나는 각각의 파형 추정의 3개의 편미분 도함수에 대한 근사화를 전개하는 것이다. 편미 분 도함수는 자체가 파형임을 기억하라.
Figure 112008022874746-PAT00061
자기 조정 문제에 대한 상기 해결방안은 예시적인 것이다. 다른 유사한 변형안도 마찬가지로 만족스러운 결과를 산출할 것이다. 어떤 경우이든, 자기 조정은 다음의 단계로 구성된다.
알맞게 정확한 참의 CVT 신호가 발견될 수 있는 파형 세트를 선택한다.
현재 필터 파라미터 세트 T를 이용하여 보정된 CVT 신호를 계산한다.
이상적인 파형과 보정된 파형 사이의 에러를 계산한다.
이상적인 파형과 보정된 파형 사이의 에러를 최소화하는 과정을 반복한다.
부정확한 검색은 종종 충분하다. 전술한 방법은 일단 부정확한 검색이 이루어지면 그 과정을 가속화시킨다. 자기 조정 과정은 다수의 방식으로 구현될 수 있다. 구체적으로, 자기 조정 절차에서 사용하기에 적합한 각각의 새로운 시스템 이벤트 경우를 자동으로 수집하고 최적화 시에 포함하는 방안이 만들어질 수 있다. 또한, 소정의 확실성 레벨이 미지의 CVT 파라미터 값에 대해 조사된 후에 새로운 경우의 추가를 중지하는 방안이 만들어질 수 있다.
또한, 이전 시스템이 이상적인 값과 보정된 값 사이에 매우 양호한 매칭을 나타냈다면, 실제로 보호의 목적으로만 필터를 사용하는 방안이 만들어질 수 있다.
또한, 최상 피트 CVT 파라미터의 값은 다양한 시스템 이벤트들 사이에서 모니터링될 수 있다. 보안 목적용 보정기를 억제하고 및/또는 CVT 자체의 가능한 점진적 고장을 포함하는 문제를 알리는 알람을 설정하는 데 상당한 변경이 사용될 수 있다.
상기 간략한 설명은, 상세한 설명이 보다 잘 이해될 수 있도록 하고 해당 분야에 대한 공헌이 보다 잘 인정될 수 있도록 하기 위해 본 발명의 보다 중요한 특징을 대체적으로 설명한다. 물론, 이후에 설명되며 본 명세서에 첨부된 특허청구범위의 주제 사항에 관한 것인 본 발명의 추가적인 특징도 존재한다.
본 발명의 성능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 몇몇 조합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 도시한 순서도는 단지 일례일 뿐이다. 본 명세서에 설명된 이들 도면 또는 단계(또는 동작)는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 수많은 변형이 존재할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 단계는 상이한 순서로 수행될 수도 있고, 추가되거나 삭제되거나 수정될 수도 있다. 이들 변형안 모두는 청구되는 발명의 일부분으로 간주된다.
이와 같이, 당업자라면, 개시 내용을 기반으로 하고 있는 개념이 본 발명의 여러 가지 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템을 설계하는 기초로서 용이하게 활용될 수 있다는 점을 인정할 것이다. 따라서, 특허청구범위는 그들이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 한 그러한 등가 구조물을 포함하는 것으로 간주된다는 점이 중요하다.
본 발명으로서 간주되는 발명의 주제는 명세서의 결론부에 있는 특허청구범위에서 특히 지적하고 명백하게 청구된다. 본 발명의 전술한 목적, 특징 및 이점과 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면과 관련된 다음의 상세한 설명으로부터 명백하다.
도 1은 일반적인 용량성 변압기의 주요 구성소자를 나타낸 도면,
도 2는 일반적인 구성의 CVT에 대해 도출된 상세한 등가회로도,
도 3은 CVT의 천이 응답에 가장 큰 영향을 미치는 구성소자를 구비한 개략적인 등가 논리도,
도 4는 전압 측정의 천이 정교성에 대한 CVT 천이의 영향 및 전압 파형의 피크에서 발생한 선로 누전을 도시한 도면,
도 5는 전압 측정의 천이 정교성에 대한 CVT 천이의 영향 및 전압 파형의 제로(0) 교차점에서 발생한 선로 누전을 도시한 도면,
도 6은 전압 필터의 전체 도면,
도 7은 전압 필터의 IIR부를 나타낸 도면,
도 8은 전압 필터의 수치 안정부를 나타낸 도면,
도 9는 전압 필터링의 유효성 및 전압 파형의 피크에서 발생한 선로 누전을 예시한 도면,
도 10은 전압 필터링의 유효성 및 전압 파형의 제로(0) 교차점에서 발생한 선로 누전을 예시한 도면,
도 11은 필터의 셀프-튜닝부에 대한 데이터 윈도우 선택을 나타낸 도면,
도 12는 필터의 셀프-튜닝부의 전체 도면.
상세한 설명은 도면을 참조하여 일례를 들어 이점 및 특징과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고 있다.
100 CVT
105 분압기
110 직렬 리액터
115 점감 변압기
120 자기 쉴드
125 철공진 억압 회로
130 초크, 과도전압 보호 갭 및 접지 스위치
135 드레인 초크, 보호 갭 및 스위치
140 전압 보호 갭 이상의 리액터
200 CVT(100)의 상세한 전기적 등가도
205 용량성 분압기
210 직렬 리액터
215 점감 변압기의 1차 및 2차 권선
220 자기 코어
225 변압기 권선의 자연 커패시턴스
230 철공진 억압 회로
235 R0 및 L0
240 1차 전압(v1)
245 2차 전압(v2)
300 등가도
305 커패시턴스(C)
310 인덕턴스(L)
315 Rf, Cf 및 Lf
320 vi
325 v2
330 등가 부하 저항(R0)
604 PI 제어기의 출력
605 vA
606 vA IN
608 IIR 필터
610 PI 제어 루프
615 CVT 필터의 출력
620 vAf
608 IIR 필터
606 vA IN
615 CVT 필터의 출력
905 CVT 출력
910 정상 상태 출력
915 보정된 출력
1005 CVT 출력
1010 정상 상태 출력
1015 보정된 출력
1200 자기 조정 알고리즘
1205 vA1
1210 CVT
1215 vA
1220 아날로그-디지털(A/D) 변환기
1225 vA (k)
1230 보정 알고리즘
1235 vAf
1240 푸리에 변환
1245 vAideal
1250 CVT 전압
1255 최적 루틴
1260 최적 루틴
1265 CVT 보정기

Claims (10)

  1. 천이 에러(transient errors)에 대하여 용량성 변압기(a Capacitive Voltage Transformer: CVT)를 보상하는 방법으로서,
    일련의 디지털적으로 인코딩된 샘플로 CVT(100)의 최초 출력 전압(605)을 나타내는 단계와,
    상기 CVT(100)의 등가 회로도에 기초하여 설계되는 디지털 필터(608)를 생성하는 단계와,
    상기 디지털 필터(608)를 이용하여 상기 최초 출력 전압(605)을 필터링하는 단계와,
    상기 CVT(100)의 상기 등가 회로도(200)의 미지의 파라미터를 결정하되, 상기 디지털 필터(608)는 상기 CVT(100)의 적어도 하나의 파라미터에 튜닝되는 단계와,
    모니터링된 시스템 교란에 응답하여 필터 계수를 결정하는 단계와,
    모니터링된 시스템 이벤트에 기초하여 상기 디지털 필터(608)의 상기 미지의 파라미터를 자기 조정(self-adjusting)하는 단계 - 상기 자기 조정 단계는 무한히 계속되거나 사용자 프로그램가능 조건 또는 커맨드에 기초하여 중지 및 재개됨 - 를 포함하는
    용량성 변압기 보상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 3개의 미지의 파라미터가 상기 CVT(100)의 상기 등가 회로도(200)에서 상기 CVT(100)를 나타내는
    용량성 변압기 보상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CVT(100)의 적어도 하나의 자기 튜닝된 파라미터(at least one self-tuned parameter)는 상기 방법을 구현하는 디바이스 상에 저장되고 디바이스 조작자에게 디스플레이되는
    용량성 변압기 보상 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 CVT(100)의 적어도 3개의 자기 튜닝된 파라미터는 고장난 디바이스로부터의 세트-포인트(set-points)를 대체 디바이스로 전달하는 부분으로서 상기 방법을 구현하는 상기 디바이스에 또는 상기 방법을 구현하는 다른 디바이스에 의해 식별된 동일한 유형의 CVT(100)에 수동으로 입력될 수 있는
    용량성 변압기 보상 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 CVT(100)의 추정된 파라미터에서 실제 값(1255)으로부터의 이탈(departures)은 상기 CVT(100)의 가능한 점진적인 고장을 시그널링하는 데 사용되는
    용량성 변압기 보상 방법.
  6. 프로세서에 의해 사용가능하며, 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서가 천이 에러에 대하여 용량성 변압기(CVT)를 보상하게 하는 인스트럭션 시퀀스를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 제조 물품으로서,
    일련의 디지털적으로 인코딩된 샘플로 CVT(100)의 최초 출력 전압(605)을 나타내는 단계와,
    상기 CVT(100)의 등가 회로도에 기초하여 설계되는 디지털 필터(608)를 설계하는 단계와,
    상기 디지털 필터(608)를 이용하여 상기 최초 출력 전압(605)을 필터링하는 단계와,
    상기 CVT(100)의 상기 등가 회로도(200)의 미지의 파라미터를 결정하는 단계와,
    모니터링된 시스템 교란에 응답하여 필터 계수를 결정하는 단계와,
    모니터링된 시스템 이벤트에 기초하여 상기 디지털 필터(608)의 상기 미지의 파라미터를 자기 조정(self-adjusting)하는 단계 - 상기 자기 조정 단계는 무한히 계속되거나 사용자 프로그램가능 조건 또는 커맨드에 기초하여 중지 및 재개됨 - 에 의해
    상기 CVT 천이 에러 보상이 달성되는
    제조 물품.
  7. 제 6 항에 있어서,
    적어도 3개의 미지의 파라미터가 상기 CVT(100)의 상기 등가 회로도(200)에서 상기 CVT(100)를 나타내는
    제조 물품.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 디지털 필터(608)는 상기 CVT(100)의 적어도 하나의 파라미터에 튜닝되는
    제조 물품.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 CVT(100)의 적어도 3개의 자기 튜닝된 파라미터는 고장난 디바이스로부터의 세트-포인트(set-points)를 대체 디바이스로 전달하는 부분으로서 상기 방법을 구현하는 상기 디바이스에 또는 상기 방법을 구현하는 다른 디바이스에 의해 식별된 동일한 유형의 CVT(100)에 수동으로 입력될 수 있는
    제조 물품.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 CVT(100)의 추정된 파라미터에서 실제 값(1255)으로부터의 이탈(departures)은 상기 CVT(100)의 가능한 점진적인 고장을 시그널링하는 데 사용되는
    제조 물품.
KR1020080029290A 2007-03-30 2008-03-28 용량성 전압 변압기의 천이 에러를 보상하는 방법 및 제조 물품 KR101352663B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/694,588 2007-03-30
US11/694,588 US7567881B2 (en) 2007-03-30 2007-03-30 Self-adjusting voltage filtering technique compensating for dynamic errors of capacitive voltage transformers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080089291A true KR20080089291A (ko) 2008-10-06
KR101352663B1 KR101352663B1 (ko) 2014-01-16

Family

ID=39616564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080029290A KR101352663B1 (ko) 2007-03-30 2008-03-28 용량성 전압 변압기의 천이 에러를 보상하는 방법 및 제조 물품

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7567881B2 (ko)
EP (1) EP1976119B1 (ko)
JP (1) JP5198113B2 (ko)
KR (1) KR101352663B1 (ko)
CN (1) CN101277011B (ko)
AU (1) AU2008201130B2 (ko)
BR (1) BRPI0801100A2 (ko)
CA (1) CA2625448A1 (ko)
MX (1) MX2008004202A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106597349A (zh) * 2017-01-25 2017-04-26 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于二次电压的cvt计量误差在线监测方法与系统
CN113567904A (zh) * 2021-07-02 2021-10-29 中国电力科学研究院有限公司 一种适用于电容式互感器的计量误差的方法及系统

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102545151A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 上海市电力公司 一种用于电容式电压互感器的在线监测系统
CN102243295B (zh) * 2011-04-26 2013-11-20 广东电网公司电力科学研究院 一种用于工频电压加法的工频电压比率装置
FR2974939B1 (fr) * 2011-05-03 2013-06-28 Alstom Grid Sas Procede de commande d'un appareil d'interruption de courant dans un reseau electrique haute tension
CN102360880B (zh) * 2011-08-13 2013-09-04 陈劲游 一种电子式电压互感器防铁磁谐振自供电装置
US9236804B2 (en) * 2011-12-22 2016-01-12 General Electric Company Regulated controller with self-adjusting output set-point control
US8963558B2 (en) 2012-10-31 2015-02-24 General Electric Company Current differential protection
KR101995721B1 (ko) 2015-07-30 2019-10-01 엘에스산전 주식회사 고압 직류 송전 시스템에 포함되는 고조파 필터의 이상을 감지하기 위한 모니터링 시스템 및 그의 모니터링 방법
WO2017066658A1 (en) 2015-10-16 2017-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Non-intrusive monitoring
CN105510667B (zh) * 2015-12-21 2019-02-01 中国西电电气股份有限公司 一种多电压等级用电容式电压互感器的设计方法
CN105974354B (zh) * 2016-07-15 2018-07-17 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种电容式电压互感器仿真模型及仿真方法
CN106356843B (zh) * 2016-09-27 2017-05-17 湖南大学 一种反映电网电压特性的综合负荷建模方法
CN106772200B (zh) * 2017-01-25 2023-07-21 云南电网有限责任公司电力科学研究院 基于对地电容电流的cvt计量误差异常评估方法及系统
CN106646324B (zh) * 2017-01-25 2019-03-12 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种cvt计量误差异常状态评估方法及系统
US10345363B2 (en) * 2017-09-22 2019-07-09 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. High-fidelity voltage measurement using resistive divider in a capacitance-coupled voltage transformer
CN108008182B (zh) * 2017-11-28 2020-01-07 深圳深宝电器仪表有限公司 一种主动实时补偿型电压互感器及交流采样方法
CN107967392A (zh) * 2017-12-02 2018-04-27 国网浙江省电力公司电力科学研究院 一种变电站内变压器中性点过电压评估方法
CN108508399B (zh) * 2018-04-02 2020-12-15 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 基于电子式电压互感器传递过程仿真的电压暂态测试方法
CN108879971A (zh) * 2018-06-06 2018-11-23 珠海博威电气股份有限公司 一种大功率电容取电装置及方法
US10641815B2 (en) 2018-09-27 2020-05-05 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Secure distance protection of electric power delivery systems under transient conditions
CN109375134B (zh) * 2018-10-08 2022-02-01 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 发电机出口电压互感器内部故障在线监测方法及系统
CN109470920B (zh) * 2018-12-19 2021-01-26 广东工业大学 一种cvt谐波电压的测量方法、系统及装置
CN109856586B (zh) * 2019-03-08 2021-07-02 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种升流器及其制备方法和检验方法
US11099238B2 (en) 2019-03-27 2021-08-24 General Electric Company Distributed control modules with built-in tests and control-preserving fault responses
US11187727B2 (en) 2019-04-29 2021-11-30 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Capacitance-coupled voltage transformer monitoring
CN110361686B (zh) * 2019-08-28 2021-05-18 华北电力大学（保定） 基于多参数的电容式电压互感器故障检测方法
CN111551886B (zh) * 2020-04-16 2022-04-22 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种基于cvt电容电流的谐波电压测量误差计算方法及装置
CN111812573B (zh) * 2020-06-09 2022-11-01 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种特高压cvt谐波测试误差特性分析方法及系统
CN111913023B (zh) * 2020-07-09 2021-07-27 华中科技大学 降低电容式电压互感器补偿模型累积误差的方法及系统
CN112285411B (zh) * 2020-10-22 2023-05-02 国网四川省电力公司电力科学研究院 Cvt非线性模型、基于模型的系统与测量电压的方法
CN112698260B (zh) * 2020-11-24 2022-08-16 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 Cvt电压暂降测量误差校正方法及系统
CN112668168A (zh) * 2020-12-21 2021-04-16 广东电网有限责任公司电力科学研究院 中间变压器超励磁工况下cvt工频仿真模型及仿真方法
CN113156359B (zh) * 2021-04-16 2024-01-26 中国电力科学研究院有限公司 一种用于确定电容式电压互感器计量误差的方法及系统
CN113671245A (zh) * 2021-08-18 2021-11-19 国网陕西省电力公司电力科学研究院 内置时域积分功能的数字接口及时域下一次电压采集方法
CN113759159B (zh) * 2021-09-29 2023-12-29 国网陕西省电力公司电力科学研究院 具备输出电容电流信号功能的电容式电压互感器
CN114002551B (zh) * 2021-10-29 2023-05-09 广东电网有限责任公司 一种基于二次电压特征的cvt故障确定方法及装置
WO2023088542A1 (en) * 2021-11-16 2023-05-25 Hitachi Energy Switzerland Ag Apparatus, system and method for measuring high voltage on high-voltage node
CN114065114B (zh) * 2022-01-17 2022-04-15 武汉格蓝若智能技术有限公司 一种电容式电压互感器计量误差预测方法及系统
CN115389805B (zh) * 2022-09-02 2024-03-19 哈尔滨工业大学 一种基于光学电压传感器的混联式cvt宽频测量系统
CN115932702B (zh) * 2023-03-14 2023-05-26 武汉格蓝若智能技术股份有限公司 基于虚拟标准器的电压互感器在线运行校准方法及装置
CN115994505B (zh) * 2023-03-24 2023-06-06 山东泰开互感器有限公司 一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统及实现方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5358619A (en) * 1976-11-08 1978-05-26 Masahiko Inoue Capacitor instrument transformer
JPS5863118A (ja) * 1981-10-13 1983-04-14 Toshiba Corp コンデンサ形計器用変圧器
US4757263A (en) * 1987-05-01 1988-07-12 Tennessee Valley Authority Insulation power factor alarm monitor
SE460804B (sv) * 1988-03-25 1989-11-20 Asea Brown Boveri Foerfarande och anordning foer felbestaemning vid fel paa en kraftledning
DE69027292T2 (de) * 1990-01-16 1997-01-23 Hitachi Ltd Verfahren und System zur digitalen Signalverarbeitung.
JPH04356907A (ja) * 1991-05-31 1992-12-10 Toyosumi:Kk 携帯用変圧器
JPH0714633U (ja) * 1993-08-09 1995-03-10 日新電機株式会社 コンデンサ形計器用変圧器
FR2720511B1 (fr) * 1994-05-25 1996-07-05 Gec Alsthom T & D Sa Procédé et dispositif pour la suppression d'une composante perturbatrice d'un signal périodique et application à un transformateur capacitif électronique de tension.
KR0144294B1 (ko) * 1994-12-14 1998-07-15 배순훈 수렴특성을 개선시킨 등화기
US5703745A (en) * 1995-10-20 1997-12-30 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. System for detection of transients from a coupling capacitor voltage transformer used in a protective relay
DE19647276A1 (de) * 1996-11-15 1998-05-20 Alsthom Cge Alcatel Verfahren und Anordnung zur adaptiven Echokompensation
US6420875B1 (en) * 2000-03-22 2002-07-16 General Electric Company CVT transient filter
JP4391353B2 (ja) * 2003-08-01 2009-12-24 株式会社ブリヂストン 回転体の異常検知装置および方法
DE10346356A1 (de) * 2003-09-26 2005-05-12 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Spannungsmessung
US7193802B2 (en) * 2004-03-25 2007-03-20 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Apparatus for providing dynamic equalizer optimization
JP2005300500A (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Nissan Motor Co Ltd 電気二重層キャパシタの特性評価方法および特性評価装置
US7236112B2 (en) * 2005-01-21 2007-06-26 Technoconcepts, Inc. Self-tuning output digital filter for direct conversion delta-sigma transmitter
US20060222187A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Scott Jarrett Microphone and sound image processing system
CN100487479C (zh) * 2005-04-27 2009-05-13 重庆大学 电容式电压互感器暂态误差数字校正方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106597349A (zh) * 2017-01-25 2017-04-26 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于二次电压的cvt计量误差在线监测方法与系统
CN106597349B (zh) * 2017-01-25 2023-05-23 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于二次电压的cvt计量误差在线监测方法与系统
CN113567904A (zh) * 2021-07-02 2021-10-29 中国电力科学研究院有限公司 一种适用于电容式互感器的计量误差的方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20080243413A1 (en) 2008-10-02
JP2009031256A (ja) 2009-02-12
JP5198113B2 (ja) 2013-05-15
EP1976119B1 (en) 2016-11-09
CN101277011A (zh) 2008-10-01
BRPI0801100A2 (pt) 2008-11-18
EP1976119A3 (en) 2013-12-04
CA2625448A1 (en) 2008-09-30
US7567881B2 (en) 2009-07-28
EP1976119A2 (en) 2008-10-01
MX2008004202A (es) 2009-02-27
KR101352663B1 (ko) 2014-01-16
AU2008201130B2 (en) 2011-11-03
CN101277011B (zh) 2012-10-03
AU2008201130A1 (en) 2008-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101352663B1 (ko) 용량성 전압 변압기의 천이 에러를 보상하는 방법 및 제조 물품
RU2613360C2 (ru) Определение направления короткого замыкания на землю для распределительных сетей среднего или высокого напряжения
CA2596192C (en) Method and apparatus for determining a switching time for an electrical switching device
Pajuelo et al. Phasor estimation technique to reduce the impact of coupling capacitor voltage transformer transients
Ajaei et al. Mitigating the impacts of CCVT subsidence transients on the distance relay
CN111426908B (zh) 小电流接地系统单相接地故障保护方法、装置及系统
Zivanovic et al. Identification of the resonant-grounded system parameters by evaluating fault measurement records
Aleksandrova et al. A development of shunt reactor controlled energizing theory
Rahmati et al. Real-time electrical variables estimation based on recursive wavelet transform
Madzikanda et al. A practical look at harmonics in power transformer differential protection
Hughes Distance relay performance as affected by capacitor voltage transformers
Kasztenny et al. A new digital filter using window resizing for protective relay applications
CA2126867A1 (en) Reconstruction of saturated current transformer signals
Ferrero et al. Impact of capacitor voltage transformers on phasor measurement units dynamic performance
US6473723B1 (en) Mimic high pass filter in a protective relay
Venkatesh et al. CVT Transients-Causes, Effects and Solutions
RU2770762C1 (ru) Способ автоматической настройки дугогасящих реакторов с подмагничиванием для компенсации емкостных токов замыкания
Finney et al. Ultra fast distance protection
Shahbazi et al. Transformer differential protection scheme based on self‐adaptive biased characteristic curve and considering cross‐country faults
Martel et al. Results of earth fault measurements in an earth fault compensated 110 kV system
Karthik et al. Implementation of an Improved Phasor Approximation Technique for Compensating the CCTV Transient Effect
Escudero et al. DFT-based phasor estimator using a MAF with a phase-lead compensator
Gajić Protection of harmonic filter banks
RU2667313C2 (ru) Способ измерения эквивалентной емкости сети и устройство для его осуществления
Zandian et al. A framework to avoid maloperation of transformer differential protection under geomagnetic disturbances

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161229

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171228

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee