KR20080104669A - 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 시스템 및 방법 - Google Patents

배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20080104669A
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Abstract

본 발명은 배전 선로상에서 발생한 고장의 위치를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전 선로상에 위치하는 적어도 하나 이상의 고장 감지기로부터 수신된 고장 감지 여부를 이용하여, 고장이 발생한 위치에 대한 정보를 생성하고, 정확한 위치를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 배전 선로 상에서 고장 발생 위치를 정밀하게 판단할 수 있도록 하여, 배전 선로의 고장을 신속하게 복구함으로써 단전 시간을 최소화하고 원활한 전력 공급을 가능하게 한다.
배전 선로, 리클로저, 선로 개폐 제어기, FRTU

Description

배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OF FAILURE ON A DISTRIBUTION LINE}
도 1은 배전 선로상에 고장이 발생한 경우에, 종래기술에 따라 대략적인 고장 위치 판단하는 선로 개폐 제어기를 도시한 도면이다.
도 2은 배전 선로에 고장이 발생한 경우에, 종래의 기술에 따라 상기 고장의 대략적인 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
도 3은 배전 선로에 고장이 발생하여, 전류가 거꾸로 흐르는 경우에, 종래의 기술에 따라 상기 고장의 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 배전 선로상에 고장이 발생한 경우에, 본 발명에 따라 상기 고장의 상세한 위치를 판단하는 선로 개폐 제어기와 감지기를 도시한 것이다
도 5은 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템에서 배전 선로의 서로 다른 지점에서 상기 지점의 고장 감지 여부를 보고하는 감지기의 일실시예를 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템의 각 부분의 동작을 도시한 도면이다.
도 6b는 본 발명에 따른 감지기의 각 부분의 동작을 도시한 도면이다.
도 7는 선로 개폐 제어기가 배전 선로에 발생한 고장이 영구적인 고장인지 판단 하기 위하여 리클로저(Recloser)와 함께 설치된 것을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저와 함께 동작하는 설치 환경을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른, 배전 선로 상에서 상기 선로 개폐 제어기가 위치한 지점의 고장 여부를 감지하는 감지 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 도 8과 같이 감지기와 선로 개폐 제어기가 배열된 배전 선로에 발생한 고장이 영구적인 고장인 경우에, 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저와 함께 동작하여 상기 고장이 영구적인 고장임을 판단하는 것을 도시한 도면이다.
도 11은 도 8과 같이 감지기와 선로 개폐 제어기가 배열된 배전 선로에서 발생한 고장이 과도 고장인 경우에, 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저와 함께 동작하여, 상기 리클로저의 패스트 트립 (fast trip) 구간에서 상기 고장이 과도 고장임을 판단하는 것을 도시한 도면이다.
도 12는 도 8과 같이 감지기와 선로 개폐 제어기가 배열된 배전 선로에서 발생한 고장이 과도 고장인 경우에, 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저와 함께 동작하여, 상기 리클로저의 딜레이드 트립(delayed trip)구간에서 상기 고장이 과도 고장임을 판단하는 것을 도시한 도면이다.
도 13은 배전 선로에 고장이 발생한 경우에, 본 발명에 따라 상기 고장의 상세한 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
도 14은 배전 선로에 고장이 발생하여, 전류가 거꾸로 흐르는 경우에, 본 발명에 따라 상기 고장의 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 고장 위치 판단 방법의 동작을 설명하는 순서도이다.
본 발명은 배전 선로상에서 발생한 고장의 위치를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전 선로상에 위치하는 적어도 하나 이상의 고장 감지기로부터 수신된 고장 감지 여부를 이용하여, 고장이 발생한 위치에 대한 정보를 생성하고, 그 정확한 위치를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력을 생산하는 발전소는 발전 과정에서의 공해와 오염으로 인하여 전력의 주된 수요처인 가정, 공장, 사무실 등과는 공간적으로 멀리 떨어져 있게 된다. 따라서 발전소 또는 변전소로부터 가정, 공장, 사무실 등으로 전력을 공급하는 배전 선로가 필요하다.
전기가 없이는 현대의 도시 문명이 유지될 수 없어, 안정적인 전기공급은 무엇보다도 중요한 일이지만, 배전 선로는 매우 길게 배치되어 있고, 또 매우 넓은 지역에 걸쳐 존재하므로 항상 모든 배전 선로가 정상적으로 동작 하기를 기대하는 것은 매우 어려운 일이다. 즉, 배전 선로의 일부가 끊어지는 고장, 조류나 나뭇가지가 배전 선로에 닿아 타버리는 고장들이 빈번히 일어날 수 있다. 이러한 고장들 은 배전 선로의 노후화, 천재지변으로 일어나는 것이므로 예방이 어렵다. 따라서, 방대한 배전 선로의 어느 곳에서는 고장으로 인하여 전력의 공급이 중단될 위험이 항상 존재함을 인정하고, 만약 고장 발생시 전력의 공급이 중단되는 범위를 최소화 하거나, 전력의 공급이 중단 되는 시간을 최소화할 수 있도록 고장 발생 지점을 신속히, 정확히 판단하고, 고장 발생 부분 이외의 부분에는 전력이 계속 공급될 수 있도록 조치해야 한다.
이를 위하여 종래 기술에서는 배전 선로를 개방, 폐로 조작하여 변전소로부터 공급되는 전력을 차단하거나 공급할 수 있도록 하는 선로 개폐 제어기를 기준으로 전체 배전 선로를 일정한 구간으로 구분하고, 배전 선로의 일부에 고장이 발생하여 배전 선로의 일부 구간에 대하여 전력의 공급이 중단된 경우에, 배전 선로의 배전 제어 장치는 상기 선로 개폐 제어기에 선로 제어 메시지를 전송하여 상기 고장 지점의 배전 선로를 개방하여, 전력 공급을 차단하고, 상기 배전 선로의 유지 보수 인력이, 상기 고장을 복구할 수 있도록 한다. 상기 고장이 복구된 이후에는 현장에서 직접 고장 지점의 배전 선로를 폐쇄하거나, 또는 상기 배전 선로의 배전 제어 장치에서 상기 선로 개폐 제어기에 선로 제어 메시지를 전송하여 상기 고장 지점의 배전 선로를 폐쇄하여, 상기 전력 공급이 중단된 배전 선로에 대해서 전력공급을 개시할 수 있도록 한다.
도 1은 배전 선로상에 고장이 발생한 경우에, 종래기술에 따라 대략적인 고장 위치를 판단하는 선로 개폐 제어기를 도시한 도면이다.
우리나라의 배전방식은 3상 방식으로서, 3가닥의 배전 선로(111, 112, 113) 를 통하여 발전소에서 생산된 전력이 수요처인 가정, 공장, 사무실 등으로 공급된다. 상기 배전 선로(111, 112, 113)는 수 개의 전신주(131, 132, 133, 134)에 고정된다. 일부 전신주(121, 124)에는 상기 배전 선로(111, 112, 113)의 고장 여부를 감지하고, 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로부터의 제어신호에 따라서 상기 배전 선로의 개방(Open), 폐로(Close)조작을 수생하는 선로 개폐 제어기(131,132, FRTU : Feeder Remote Terminal Unit)가 설치된다.
상기 배전 선로에 고장이 발생(140)하면, 상기 선로 개폐 제어기(131, 132)는 상기 선로 개폐 제어기(131,132)가 설치된 지점에서 상기 고장(140)을 감지할 수 있는지 여부를 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송한다.
선로 개폐 제어기(131, 132)는 일반적으로 고장 발생시 상기 배전 선로상의 전류 변화를 이용하여 상기 고장의 발생 여부를 감지한다. 일반적인 경우, 배전 선로에 고장이 발생하면 상기 고장위치(140)를 기준으로 하여 전원측에 위치한 선로 개폐 제어기(131)에는 비정상적으로 큰 전류가 흐르게 되어 상기의 고장(140)을 감지하게 되는 반면, 상기 고장 위치(140)를 기준으로 부하측에 위치한 선로 개폐 제어기(132)는 큰 전류가 흐르지 않으므로 고장 전류를 감지하지 않는다.
따라서 일반적으로, 감지위치가 고장 발생 위치를 기준으로 전원측에 위치해 있다면 고장 발생 여부를 감지할 수 있으나, 감지 위치가 고장 발생 위치를 기준으로 하여 부하측에 위치해 있다면 고장 발생 여부를 감지할 수 없다.
이상적으로는 상기 선로 개폐 제어기(131, 132)를 매 전신주(121, 122, 123, 124)마다 설치하여, 고장 발생 위치를 상세하게 판단하여야 하겠지만, 상기 선로 개폐 제어기(131, 132)는 매우 고가이므로, 상기 배전 선로상의 중요한 분기점 정도에만 설치되고 있는 실정이다.
도 2는 배전 선로에 고장이 발생한 경우에, 종래의 기술에 따라 상기 고장의 대략적인 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
상기 배전 선로상에는 4개의 선로 개폐 제어기(210. 220. 230. 240)가 설치 되어 있고, 상기 배전 선로의 전력 공급원은 상기 제1 선로 개폐 제어기(210)의 방향에 설치 되어 있으므로, 상기 배전 선로에는 화살표 방향(260)으로 전류가 흐르게 된다.
상기 배전 선로에 고장(250)이 발생하면, 상기 고장 발생 지점(250)을 기준으로 하여 전원측에 존재하는 제1 선로 개폐 제어기(210)에서는 고장을 감지할 수 있으나, 다른 선로 개폐 제어기(220, 230, 240)에서는 고장을 감지할 수 없다. 상기 배전 선로의 배전 제어 장치는 상기 제1 선로 개폐 제어기(210)이후부터 다른 선로 개폐 제어기(220, 230, 240)사이에 고장이 발생하였다는 사실만을 알 수 있을 뿐이므로, 상기 배전 선로의 배전 제어 장치는 상기 제1 선로 개폐 제어기(210)에 연결된 자동화 개폐기를 개방하여 고장 구간을 분리 하고, 상기 배전 선로의 유지 보수 인력이 현장에 파견되어 고장 발생 위치를 판단, 수리 해야만 했다.
도 3은 배전 선로에 고장이 발생하여, 전류가 거꾸로 흐르는 경우에, 종래의 기술에 따라 상기 고장의 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
상기 배전 선로에는 4개의 선로 개폐 제어기(301, 302, 303, 304)만이 설치되어 상기 고장(310)의 발생 위치를 판단하게 된다.
배전 선로에 설치된 부하가 특수한 종류의 부하인 경우에는 상기 배전 선로에 고장이 발생(310)한 경우, 정상적인 방향(321) 외에 반대 방향(322)으로도 고장 전류가 흐를 수 있다.
이런 경우에, 제1, 제4 선로 개폐 제어기(301, 304)는 상기 고장(310)을 감지할 수 있으나, 제2, 제3 선로 개폐 제어기(302, 303)는 상기 고장(310)을 감지할 수 없다.
상기 제1, 제4 선로 개폐 제어기(301, 304)가 고장 감지 여부를 전송하면 배전 제어 장치는 제4 선로 개폐 제어기(304) 이후의 구간에서 고장이 발생한 것으로 판단하고, 제4 선로 개폐 제어기(304)에 연결된 자동화 개폐기를 개방하게 된다.
따라서 종래기술에 따르면, 상기 배전 선로에 고장이 발생하여, 일부 또는 전부의 배전 선로에 전력 공급이 차단 되어도, 고장이 발생한 대략 적인 위치만을 알 수 있거나, 오히려 엉뚱한 곳을 고장 발생 위치로 판단하므로, 고장이 발생한 배전 선로의 복구에는 시간이 걸릴 수 밖에 없었고, 상기 배전 선로를 통하여 전력을 공급받는 가정, 공장, 사무실 등에서는 불편을 겪어야 하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로, 배전 선로상에 고장이 발생하면 상기 고장이 발생한 위치를 신속하고, 정확하게 판단하여 상기 배전 선로의 정전구간을 최소화하고, 건전구간을 최대한 확보할 수 있도록 하는 고장 위치 판단 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 배전 선로상에 설치된 감지기로부터 상기 배전 선로상에 발생된 고장의 감지여부를 수신하여 상기 배전 선로의 정전구간을 최소화하고, 건전 구간을 최대한 확보할 수 있도록 상기 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 선로 개폐 제어기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고, 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 배전 선로상의 고장 발생 위치를 판단하는 고장 위치 판단 시스템에 있어서, 상기 배전 선로상의 서로 다른 지점에 위치하고, 상기 각각의 지점에서 상기 배전 선로의 고장 여부를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지기, 및 상기 적어도 하나 이상의 감지기로부터 통신망을 통하여 상기 고장 감지 여부를 수신하고, 상기 수신된 고장 감지 여부에 기반하여 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 선로 개폐 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 위치 판단 시스템을 제공한다.
본 발명의 일측에 따르면, 선로 개폐 제어기에 있어서, 배전 선로상의 서로 다른 지점에 위치하는 적어도 어느 하나 이상의 감지기로부터 통신망을 통하여 상기 각각의 지점에서의 고장 감지 여부를 수신하는 수신부, 상기 고장 감지 여부에 기반하여, 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 제어부, 및 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 상기 배전 선로상의 배전 제어 장치로 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면 배전 선로상의 고장 발생 위치를 판단하는 방법에 있어서, 상기 배전 선로상의 서로 다른 지점에서의 고장 감지 여부를 수신하는 단계, 상기 감지여부를 통신망을 통해 수신하고, 상기 수신된 고장 감지 여부에 기반하여 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 선로의 고장 발생 위치 판단 방법이 제공된다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 4는 배전 선로상에 고장이 발생한 경우에, 본 발명에 따라 상기 고장의 상세한 위치를 판단하는 선로 개폐 제어기(431, 432)와 감지기(440, 450)를 도시한 것이다.
3상 전력을 공급하기 위한 3가닥의 배전 선로(411, 412, 413)가 전신주(421, 422, 423, 424)에 고정되어 있다. 선로 개폐 제어기(431, 432)는 상기 배전 선로의 중요한 분기점이 되는 전신주(421, 424)에만 설치 되어 있으나, 감지기(440, 450)는 상기 배전 선로의 곳곳에 설치되어 설치된 지점에서 상기 배전 선로의 고장을 감지한다. 만약 상기 감지기(440,450)가 고장을 감지하면, 고장 감지 여부를 상기 선로 개폐 제어기(431, 432)로 전송한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 감지기는 상기 고장 감지 여부를 상기 선로 개폐 제어기(431, 432)로 고정 무선 브리지(FWB, Fixed Wireless Bridge)방식의 무선 통신을 이용하여 전송할 수 있다. 여기서 고정 무선 브리지 방식이란 고 정형 무선 통신 장치를 이용하여 무선 주파수 대역을 통해 노드간 통신 및 중계를 수행하는 무선 통신 방식을 의미하는 용어이다. FWB의 일례로서, 무선 랜(Wireless LAN, WLAN) 등이 있다.
하나의 감지기에서 전송된 감지 여부는 2개 이상의 상기 선로 개폐 제어기(431, 432)에서 수신될 수도 있으며, 상기 감지 여부에 기반하여 상기 선로 개폐 제어기(431, 432)는 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 감지 여부를 수신한 선로 개폐 제어기(431, 432)의 제어부는 상기 신호를 전송한 감지기(440, 450)의 상기 배전 선로에서의 위치 정보를 고려하여 상기 감지 여부를 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는데 있어 제외할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서, 상기 고장 발생 위치에 대한 정보는 상기 배전 선로에 발생한 고장을 감지한 감지기(440, 450)의 식별자만을 의미하는 것일 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 고장 발생 위치에 대한 정보는 상기 고장을 감지한 감지기의 식별자 자체가 아니라, 상기 고장을 감지한 감지기(440, 450)의 위치정보를 고려하여 생성된, 상기 배전 선로 상에서 고장이 발생한 구간에 대한 대략적인 정보일 수도 있다. 즉, 선로 개폐 제어기에서는 물리적으로 통신 가능한 거리에 위치한 감지기(440, 450)가 전송한 감지 여부만으로 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하므로, 선로 개폐 제어기에는 상기 발생한 고장의 정확한 위치를 파악할 수는 없지만, 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 수신한 배전 제어 장치에서는 수개의 선로개폐 제어기로부터 수신한 고장 발생 위치에 대한 정보를 이용하여, 상기 고장이 발생한 위치에 대한 정확한 판단을 내리는데 도움을 받을 수 있다.
상기 배전 선로에서 두 개의 감지기(440, 450) 사이의 구간에서 고장이 발생한 경우에, 상기 제1 선로 개폐 제어기(431)와 제1 감지기(440)의 위치에서는 상기 고장을 감지할 수 있으나, 제2 선로 개폐 제어기(424)와 제2 감지기(450)의 위치에서는 상기 고장을 감지할 수 없다. 상기 고장을 감지한 제1 선로 개폐 제어기(431)은 자신의 위치를 기준으로 하여 부하쪽에 위치한 배전 선로에서 고장이 발생 하였다는 사실만 추정할 뿐, 상세한 위치는 알 수 없으나, 제1 감지기(440)에서만 고장 감지 여부를 전송 받고, 제2 감지기(450)에서 고장 감지 여부에 대한 보고가 없었다는 사실로부터, 상기 제1 선로 개폐 제어기(431)의 제어부는 상기 고장은 제1, 제2 감지기 사이에서 발생하였다는 사실을 추정하거나, 최소한 제1 감지기(440)를 기준으로 하여 부하쪽의 구간에서 상기 고장이 발생하였다고 추정할 수 있으므로, 상기 고장 발생 위치에 대한 좀더 상세한 정보를 생성할 수 있다.
반면에, 고장을 감지할 수 없는 제2 선로 개폐 제어기(424)는, 고장의 발생 여부 조차 알 수 없으므로 자신을 기준으로 하여 전원측에 위치한 제1, 제2 감지기(440, 450)로부터의 고장 감지 여부는 무시할 수 있다.
따라서 선로 개폐 제어기(431, 432)의 제어부는 배전 선로의 감지기(440, 450)로부터 고장 감지 여부를 수신하고, 상기 배전 선로의 형상이나, 상기 감지기(440, 450)의 위치정보를 고려하여 상기 고장 감지 여부를 이용하지 않을 수도 있다.
상기 선로 개폐 제어기(431, 432)에서 생성된 상기 고장 발생 위치에 대한 정보는 상기 선로 개폐 제어기(431, 432)의 통신부를 통해 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송되어 상기 고장이 발생한 정확한 위치를 판단하는 자료로서 사용된다.
도 5는 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템에서 배전 선로의 서로 다른 지점에서 상기 지점의 고장 감지 여부를 보고하는 감지기의 일실시예를 도시한 것이다.
감지기는 3상 전원을 공급하는 3가닥의 배전 선로(511, 512, 513)의 각각에서 고장 여부를 감지하는 감지부(521, 522, 523, 524, 525, 526)와 상기 감지부의 데이터를 수집하여 선로 개폐 제어기로 고장 감지 여부를 수집하여 선로 개폐 제어부로 전송하는 수집부(530)로 구성될 수 있다.
도 5에는 상기 감지부(521, 522, 523, 524, 525, 526)와 상기 수집부(530)가 유선으로서 연결된 실시예가 도시되었으나, 본 발명의 일실시예에 의하면 감지부에서 수집된 데이터는 ISM대역(industrial, scientific and medical radio band)을 이용한 무선 통신을 통해 전송될 수 있다. ISM대역은 산업, 과학기술, 의료용 목적을 위해 공개된 주파수 대역으로서 이 대역을 이용하여 데이터를 전송하면 무선 데이터 전송을 위해 특정 주파수 대역을 할당 받지 않아도 된다.
본 발명의 일실시예에 의하면 상기 감지부(521, 522, 523, 524, 525, 526)는 3가닥의 배전 선로의 각각에 2개씩 설치되어, 3상 전원 중에서 어느 상에서 고장이 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다. 고장을 감지한 감지부(521, 522, 523, 524, 525, 526)는 배전 선로의 고장 발생 여부와 상기 고장을 감지한 감지부(521, 522, 523, 524, 525, 526)의 식별자 정보를 ISM 대역을 통한 무선 통신으로 수집부(530)로 전송한다. 상기 수집부(530)는 상기 고장 발생 여부를 선로 개폐 제어기로 보고 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 수집부(530)은 좀더 상세한 고장 위치 판단을 위해 고장이 발생한 상의 상 정보를 포함시킬 수 있고, 이때 상기 상 정보는 고장을 감지한 상기 감지부(521, 522, 523, 524, 525, 526)의 식별자 정보 일 수 있다.
도 6a는 본 발명에 따라 적어도 하나 이상의 감지기와 선로 개폐 제어기로 구성된 고장 위치 판단 시스템의 각 부분의 동작을 도시한 도면이다.
감지기(610, 611, 612)는 배전 선로에 설치되어 상기 위치에서 고장을 감지하고, 상기 고장 감지 여부를 상기 선로 개폐 제어기(631, 632, 633)로 통신망(620)을 통하여 전송한다.
상기 선로 개폐 제어기(631, 632, 633)는 수신부를 통해 상기 고장 감지 여부를 수신하고, 제어부에서 상기 감지기(610, 611, 612)의 식별자와, 상기 선로 개폐 제어기(631, 632, 633)가 이미 보유한 위치 정보에 기반하여, 상기 고장 감지 여부를 사용할지 여부를 결정한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 위치 정보는, 상기 배전 선로상에서 상기 선로 개폐 제어기(631, 632, 633)를 기준으로 하여 상기 감지기(610, 611, 612)가 전원측에 존재하는지, 부하측에 존재하는지 여부일 수 있다.
상기 감지기(610, 611, 612)가 상기 제1 선로 개폐 제어기(631)를 기준으로 하여 부하 쪽에 위치하고 있다면, 상기 제1 선로 개폐 제어기(631)는 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성함에 있어 상기 감지기(610, 611, 612)가 전송한 고장 감지 여부를 활용하나, 상기 감지기(610)가 상기 제2 선로 개폐 제어기(632)를 기준으로 전원측에 위치하고 있다면, 제2 선로 개폐 제어기(632)는 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성함에 있어 상기 감지기(610, 611,612)가 전송한 고장 감지 여부를 활용하지 않을 수 있다.
상기 제1 선로 개폐 제어기(631)가 통신부를 통해 상기 배전 선로의 배전 제어 장치(640)로 상기 배전 선로의 고장 발생 위치에 대한 정보를 전송하면, 상기 배전 선로의 배전 제어 장치(640)는 상기 제1 선로 개폐 제어기(631)가 전송한 고장 발생 위치에 대한 정보에 기반하여 최종적으로 상세한 고장 발생 위치에 대한 판단을 내리게 된다.
도 6b는 본 발명에 따른 감지기의 각 부분의 동작을 도시한 도면이다. 감지기는 3상 전력을 공급하는 3가닥의 배전 선로에 설치되어 상기 배전 선로의 전류 변화를 이용하여 상기 배전 선로의 고장 유무를 감지하는 감지부(651, 652, 653)와 상기 감지부에서 감지된 고장발생 유무를 수집하여 선로 개폐 제어기로 전달하는 수집부(655)로 구성된다. 상기 감지부(651, 652, 653)에서 상기 수집부로의 신호 전송은, 유선 또는 무선 통신망(654)를 이용해 이루어질 수 있다.
도 7은 선로 개폐 제어기가 배전 선로에 발생한 고장이 영구적인 고장인지 판단하기 위하여 리클로저(Recloser)와 함께 설치된 것을 도시한 것이다.
배전 선로에 사고가 발생하여 고장 전류가 감지되는 경우, 상기 고장 전류가 발생한 고장 발생 지점을 분리하여 차단시키는 장치로는 차단기와 리클로저가 있다. 이하, 그 기능에 대하여 약술하기로 한다.
차단기(Circuit Breaker, CB)는 배전 선로로부터 매우 큰 크기의 고장 전류가 감지될 때 선로를 개방(Open) 또는 폐로(Close)할 수 있다. 또한, 필요에 따라 정상 전류가 흐르는 평소에도 선로를 개폐할 수도 있다.
리클로저(Recloser)는 선로의 재폐로를 수행하는 특수한 형태의 차단기이다. 배전 선로로부터 고장 전류가 감지되고 일정 범위 이상 지속되면 리클로저는 선로를 개방하고, 미리 설정된 일정 시간이 지난 후에 선로를 다시 폐로한다. 선로 폐로 후에도 고장 전류가 계속 감지되면, 리클로저는 상기와 같은 선로의 재폐로 과정을 미리 설정된 회수만큼 반복하고, 그 후에도 고장 전류가 지속되면 선로를 완전히 개방시키고 더 이상 재폐로 동작을 수행하지 않는다.
3상 전원을 공급하는 3가닥의 배전 선로(711, 712, 713)에 고장이 발생 하면 전신주(721)에 설치된 상기 리클로저(730)는 미리 설정된 바와 같이 수 차례 선로를 개방하고, 다시 폐로한다.
전신주(722)에 설치된 선로 개폐 제어기(740)은 리클로저(730)의 개방, 폐로동작으로 인한 전류의 변화를 감지하여 상기 고장이 영구적인 고장인지 아니면 과도적인 고장인지 여부를 판단하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저(810)와 함께 동작하는 설치 환경을 도시한 도면이다.
배전 선로에는 제1, 제2 선로 개폐 제어기(821, 822)가 설치되어 있으며, 제1, 제2, 제3 감지기(831, 832, 833)가 설치되어 상기 선로 개폐 제어기(821, 822)에게 고장 감지 여부를 보고하게 된다.
만약 상기 배전 선로에 고장이 발생(840)하면, 리클로저(810)은 미리 설정된 바에 의하여 상기 회로에 대한 개방(Open), 폐로(Close) 조작을 실행하게 된다.
상기 리클로저(810)의 조작에 따라서 상기 선로에 흐르는 전류의 양이 변화하면, 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)는 감지 측정부를 이용해 상기 배전 선로상의 전류의 변화를 감지고 제어부를 이용해 상기 발생한 고장(840)이 영구 고장인지 여부를 판단 한다.
도 9는 본 발명에 따른, 배전 선로 상에서 상기 선로 개폐 제어기가 위치한 지점의 고장 여부를 감지하는 감지 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기(900)의 구조를 도시한 도면이다.
수신부(910)는 상기 배전 선로 상의 다른 지점에 위치한 감지기로부터 상기 배전 선로상에 발생한 고장의 감지 여부를 수신한다. 본 발명의 일실시예에 의하면 상기 수신부(910)는 FWB방식의 무선 통신을 이용하여 상기 배전 선로상에 위치한 적어도 하나 이상의 감지기로부터 상기 고장 감지 여부를 수신할 수 있다.
감지 측정부(920)는 상기 선로 개폐 제어기가 위치한 지점의 고장 여부를 감지 한다. 수신부를 통해 수신한 감지기의 감지 여부는, 상기 감지기가 위치한 지점에서의 고장 감지 여부만을 나타내는 1회성 신호임에 비하여, 상기 감지 측정부(920)이 감지한 고장 여부는, 상기 고장이 얼마나 오랜 시간동안 계속 되고 있는 지를 알 수 있는 연속적인 신호이다.
제어부(930)는 상기 감지 측정부(920)에서의 측정 결과에 기반하여 상기 배전 선로에 발생한 고장이 영구적인 고장인지를 판단하고, 상기 수신부(910)에서 수신한 상기 배전 선로상의 감지기의 감지 여부에 기반하여 상기 배전 선로상에 발생한 고장의 대략적인 위치를 판단하여 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성 한다.
통신부(940)는 상기 제어부(930)가 생성한 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송 한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 통신부(940)는 상기 배전 제어 장치의 요청에 응답하여 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 상기 배전 제어 장치로 전송할 수 있다.
도 10은 도 8과 같이 감지기(831, 832, 833)와 선로 개폐 제어기(821, 822)가 배열된 배전 선로에 발생한 고장이 영구적인 고장인 경우에, 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저(810)와 함께 동작하여 상기 고장이 영구적인 고장임을 판단하는 것을 도시한 도면이다.
먼저, 리클로저(810)에 흐르는 전류의 양을 도시한 도면(1010)을 살펴보자. 배전 선로에 정상 적인 전류가 흐르고 있는 구간(1011)에서는 리클로저(810)는 별다른 동작을 취하지 않으나, 상기 배전 선로에 고장이 발생함에 따라 비정상적인 양의 전류가 흐르는 구간(1012)이 일정 시간 이상 계속되면 리클로저(810)는 상기 회로를 개방하여 상기 배전 선로에 전류가 흐르지 않게 된다(1013). 다시 소정의 시간 이후에 리클로저(810)는 다시 회로를 폐로(Close) 조작 하고, 이에 따라 고장 에서 회복되지 않은 상기 배전 선로에는 과도한 전류가 흐르게 된다(1014). 리클로저(810)는 이러한 과정을 소정의 횟수만큼 반복하게 된다(1015, 1016, 1017, 1018). 소정의 횟수 이후에도 상기 배전 선로가 고장에서 회복되지 않으면, 리클로저(810)는 최종적으로 상기 회로를 개방(Open)조작하여 상기 배전 선로에 전류가 흐르지 않게 한다(1019). 리클로저(810)는 일반적으로 초기의 2번의 개방(1013, 1015), 폐로(1012, 1014)는 짧은 주기로 수행하고(패스트 트립), 이후의 2번의 개방(1017, 1019), 폐로(1016, 1018)는 긴 주기로 수행하여(딜레이드 트립)하여 구분한다.
상기 배전 선로의 고장여부를 감지하는 감지기(831, 832, 833)의 고장 감지 여부를 도시한 도면(1020)을 살펴보면, 상기 감지기(831, 832, 833) 중에서 상기 고장(840) 발생 위치를 기준으로 하여 전원측에 위치한 제1, 제2 감지기(831, 832)는 상기 고장을 감지하고 감지 여부를 제1 선로 개폐 제어기(821)로 전송한다. 상기 고장(840)이 발생한 위치를 기준으로 하여 부하측에 위치한 제3 감지기(833)는 상기 고장(840)을 감지할 수 없으므로 제1 또는 제2 선로 개폐 제어기(821, 822)로 감지여부를 전송하지 못한다.
제1 및 제2 감지기(831, 832)는 상기 고장(840)을 감지할 수는 있으므로, 상기 배전 선로에 비정상적인 전류가 흐르면 감지부에서 상기 배전 선로의 고장을 감지하고, 감지부에서 주십부로 보내는 통신에 필요한 지연시간 후(1021, 1022, 1023, 1024)에 수집부에서 이를 제1 또는 제2 선로 개폐 제어기(821, 822)로 전송 하게 된다. 그러나 제2 선로 개폐 제어기(822)에서 가까운 거리에 위치한 제3 감 지기(833)가 상기 고장(840)을 감지하지 못하였으므로, 제2 선로 개폐 제어기(822)는 고장 여부를 수신하지 못하고, 상기 고장(840)을 감지한 제1, 제2 감지기(831, 832)로부터 가까운 거리에 위치한 제1 선로 개폐 제어기(831)만이 상기 감지 여부를 수신하게 된다. 상기 고장(840)을 감지한 감지기(831, 832)와 제1 선로 개폐 제어기(821) 와는 물리적인 거리가 있으므로 감지기(831, 832)가 고장 감지여부를 전송한 시점(1021, 1022, 1023, 1024)과 상기 고장 감지여부가 제1 선로 개폐 제어기(821)에 도달한 시점(1033, 1036, 1038, 1040)은 약간의 차이가 있게 된다.
제1 선로 개폐 제어기(821)에 흐르는 전류를 도시한 도면(1030)을 살펴보자. 상기 배전 선로에는 동일한 전류가 흐르므로, 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)에 흐르는 전류는 상기 리클로저(810)에 흐르는 전류를 도시한 도면(1010)과 유사한 모습을 보인다.
상기 제1, 제2 감지기(831, 832)로부터 고장 감지여부를 수신한 제1 선로 개폐 제어기(821)에 별도의 전류 감지 측정부가 존재하여 제어부가 상기 배전 선로의 이상 여부를 판단할 수 있는 경우를 가정하자.
상기 제어부는 제1 선로 개폐 제어기(821)에 흐르는 전류가 비이상적으로 많은 값에서 상기 리클로저(810)의 개방(Open) 조작에 따라서 전류가 흐르지 않게 되는 시점(1031, 1034)에서 소정의 시간이 흐른 뒤(1032, 1035)에 상기 배전 선로에 고장이 발생 하였다고 판단하게 된다. 그러나 상기 감지 측정부의 감지 결과만으로는 상기 제1 선로 개폐 제어기(1021)를 기준으로 하여, 보다 부하측에 위치한 배전 선로에서 고장이 발생 하였다는 사실만을 알 수 있을 뿐이다. 시간이 조금 더 지나서, 제1, 제2 감지기에서 전송한 고장 감지 여부가 수신되면(1033), 상기 제어부는 고장 감지 여부를 전송한 제2 감지기(832)와 고장 감지 여부를 전송하지 않은 제3 감지기(833)사이의 구간에서 고장이 발생하였다고 추정하여 상기 배전 선로상에서 고장이 발생한 위치에 대한 정보를 업데이트하고, 통신부를 통해 이를 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송할 수 있다. 그러나, 제3 감지기(833)가 제1 선로 개폐 제어기(821)와 물리적으로 통신이 불가능한 거리에 존재하는 경우에는 막연히 제2 감지기(832)를 기준으로 하여 부하측에서 고장이 발생 하였다고 생각할 수 있을 뿐이고, 정확한 위치는 제1 선로 개폐 제어기(821)로부터 고장 발생 위치에 대한 정보를 전송 받은 배전 제어 장치에서 판단할 수 있을 뿐이다.
제1 선로 개폐 제어기(821)는 수신부를 통해 제1, 제2 감지기(831, 832)로부터 고장 감지 여부를 수신하나, 제1 감지기(831)는 고장 감지 여부를 전송한 제2 감지기(832)를 기준으로 전원측에 존재하므로, 제1 감지기(831)의 고장 감지 여부는 제1 선로 개폐 제어기(821)에게 큰 의미가 없다.
따라서 제1 선로 개폐 제어기(821)의 제어부는 상기 고장(840)이 발생한 위치에 대한 정보를 생성하는데 있어, 먼저 상기 수신된 고장 감지 여부를 전송한 감지기(831, 832)의 식별자와 상기 제1 선로 개폐 제어기(821) 주위에 배치된 감지기(831, 832, 833)의 위치정보를 고려하여, 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)을 기준으로 하여 부하측에 위치한 제2, 제3 감지기(832, 833)에서 전송된 고장 감지 여부만을 상기 배전 선로의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 데 있어 고려할 수 있다.
이와 같이 특정 감지기(821)에서 전송된 고장 감지 여부를 제외하고 제어부가 상기 배전 선로의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성 한다면, 시간에 민감한 데이터를 처리하는 제어부 처리부담을 줄여 좀더 용이하게 상기 고장 위치 판단 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면 제1 선로 개폐 제어기(821)의 통신부는 상기 고장 발생위치에 대한 정보를 생성한 시점에 바로 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 상기 정보를 전송할 수도 있으며, 상기 배전 제어 장치의 요청이 있는 경우에만 상기 정보를 전송할 수도 있다.
상기 제1 선로 개폐 제어기(821)의 제어부가 상기 리클로저(810)의 패스트 트립(fast trip)구간에서 상기 배전 선로의 고장을 감지한 시점(1032, 1035)에는, 아직 제2 감지기(832)로부터 고장 감지 여부가 전송되지 않은 시점이므로, 상기 고장 감지 여부가 전송되는 시점(1033, 1036)이 되어야 비로소 고장 발생위치에 대한 대략적인 추정을 할 수 있게 된다. 따라서 상기 제어부는 고장 감지 여부가 전송되는 시점(1033, 1036)에 상기 배전 선로의 고장 발생 위치에 대한 정보를 업데이트한다.
반면, 상기 제1 선로 개폐 제어기(621)의 제어부가 상기 리클로저(810)의 딜레이드 트립(delayed trip)구간에서 상기 배전 선로의 고장을 감지한 시점(1037, 1039)은 이미 제2 감지기(832)로부터 고장 감지 여부가 전송된 시점(1038, 1040)이후이므로, 상기 제어부는 고장을 감지한 시점(1037, 1039)에 상기 배전 선로의 고장 발생 위치에 대한 대략적인 정보를 생성할 수 있다.
상기 수신부에서 수신한, 상기 배전 선로상의 어느 하나 이상의 감지기로부터의 고장 감지 여부는 1회성의 고장 감지 이므로, 상기 감지기가 감지한 고장이 어느 정도의 시간 동안 계속 되는지는 알 수 없다. 상기 배전 선로에 발생한 고장이 계속 되는지 여부를 알 수 있는 것은 상기 선로 개폐 제어기의 감지 측정부의 측정 결과를 통해서 이므로, 상기 제어부는 상기 감지 측정부의 감지 결과에 기반하여 상기 고장이 영구적인 고장인지 여부를 판단 한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제어부는 상기 감지 측정부에서 상기 배전 선로의 고장을 감지한 시점(1039)에서 소정의 시간 동안 계속하여 선로에 전류가 흐르지 않는 등 고장상태가 지속된 경우(1041)에 상기 제어부는 상기 고장(840)이 영구적인 고장이라고 판단할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면 상기 통신부는 영구적인 고장이라고 판단한 시점(1041)에 상기 판단 결과를 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송할 수도 있고, 상기 배전 제어 장치의 요청에 응답하여 상기 배전 제어 장치의 요청이 있는 경우에만 상기 배전 제어 장치로 전송할 수도 있다.
도 11은 도 6과 같이 감지기와 선로 개폐 제어기가 배열된 배전 선로에서 발생한 고장이 과도 고장인 경우에, 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저와 함께 동작하여, 상기 리클로저의 패스트 트립 (fast trip) 구간에서 상기 고장이 과도 고장임을 판단하는 것을 도시한 도면이다.
먼저, 리클로저(810)에 흐르는 전류의 양을 도시한 도면(1110)을 살펴보자. 배전 선로에 정상 적인 전류가 흐르고 있는 구간(1111)에서는 리클로저(810)는 별다른 동작을 취하지 않으나, 상기 배전 선로에 고장이 발생함에 따라 비정상적인 양의 전류가 흐르는 구간(1112)이 일정 시간 이상 계속되면 리클로저(810)는 상기 회로를 개방하여 상기 배전 선로에 전류가 흐르지 않게 된다(1113). 리클로저(810)는 상기 패스트 트립 구간에서 짧은 주기로 상기 배전 선로의 개방(1113, 1115), 폐로(1112, 1114, 1116) 조작을 수행한다.
제1, 제2 감지기(831, 832)가 상기 배전 선로의 고장을 감지(1121, 1122)하여 고장 감지 여부를 제1 선로 개폐 제어기(821)로 전송하지만, 감지기(831, 832)와 제1 선로 개폐 제어기(821)사이의 물리적인 거리로 인하여 제1 선로 개폐 제어기(821)는 약간의 시간 지연 이후에(1133, 1136) 상기 감지 여부를 수신 하게 된다.
제1, 제2 감지기(831, 832)로부터 고장 감지여부를 수신한 제1 선로 개폐 제어기(821)에 별도의 감지 측정부가 존재하여 상기 배전 선로의 이상 여부를 판단할 수 있는 경우를 가정하자.
제1 선로 개폐 제어기(821)의 감지 측정부가 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)에 흐르는 전류의 값을 측정하면, 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)의 제어부는 흐르는 전류가 비이상적으로 많은 값에서 상기 리클로저(810)의 개방(Open) 조작에 따라서 전류가 흐르지 않게 되는 시점(1131, 1134)에서 소정의 시간이 흐른 뒤(1132, 1135)에 상기 배전 선로에 고장이 발생 하였다고 판단하게 된다. 그러나 상기 제어부의 판단 결과만으로는 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)를 기준으로 하여 보다 부하측에 위치한 배전 선로에서 고장이 발생 하였다는 사실만을 알 수 있을 뿐이다. 시간이 조금 더 지나서, 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)의 수신부를 통해 제1, 제2 감지기(831, 832)에서 전송한 고장 감지 여부가 수신(1133, 1136)되면 상기 제어부는 상기 배전 선로상에서 고장이 발생한 위치에 대한 좀더 상세한 정보를 생성할 수 있다.
리클로저(810)의 패스트 트립(fast trip)구간에서 상기 배전 선로가 고장에서 회복된 경우에는 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)에 흐르는 전류(1130)는 다시 정상 상태를 회복 하게 된다.
상기 제어부는 상기 배전 선로의 고장이 영구적인 고장이 아닌, 과도적인 고장인 것으로 판단하고 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)의 통신부를 통해 상기 판단 결과를 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면 상기 통신부는 상기 배전 제어 장치의 요구에 응답하여 상기 배전 제어 장치의 요청이 있는 경우에만 상기 배전 제어 장치로 상기 판단 결과를 전송할 수 있다.
도 12는 도 6과 같이 감지기와 선로 개폐 제어기가 배열된 배전 선로에서 발생한 고장이 과도 고장인 경우에, 본 발명에 따른 고장 위치 판단 시스템이 리클로저와 함께 동작하여, 상기 리클로저의 딜레이드 트립(delayed trip)구간에서 상기 고장이 과도 고장임을 판단하는 것을 도시한 도면이다.
먼저, 리클로저(810)에 흐르는 전류의 양을 도시한 도면(1210)을 살펴보자. 리클로저(810)는 상기 배전 선로에 고장(840)이 발생함에 따라, 상기 배전 선로를 개방(Open), 폐로(Close)조작한다. 초기의 2번은 짧은 주기로 상기 배전 선로의 개방(1213, 1215), 폐로(1212, 1214) 조작을 수행하나, 이후의 2번은 보다 긴 주 기(딜레이드 트립)로 상기 배전 선로의 개방(1217), 폐로(1216, 1218) 조작을 수행 한다.
상기 리클로저(810)의 딜레이드 트립 구간 중에서, 상기 배전 선로의 고장은 복구 되고, 상기 배전 선로에는 다시 정상적인 전류가 흐르게 된다(1218).
제1, 제2 감지기(831, 832)가 상기 배전 선로의 고장을 감지(1221, 1222, 1223)하여 고장 감지 여부를 제1 선로 개폐 제어기(821)로 전송하지만, 상기 감지기(831, 832)와 제1 선로 개폐 제어기(821)사이의 물리적인 거리로 인하여 제1 선로 개폐 제어기(821)는 약간의 시간 지연 이후에(1233, 1236, 1239) 상기 감지 여부를 수신 하게 된다.
상기 제1, 제2 감지기(831, 832)로부터 고장 감지여부를 수신한 제1 선로 개폐 제어기(821)에 별도의 감지 측정부가 존재하여 상기 배전 선로의 이상 여부를 판단할 수 있는 경우를 가정하면, 상기 제1 선로 개폐 제어기(821)의 제어부는 상기 감지 측정부의 감지 결과에 기반하여 상기 배전 선로에 흐르지 않게 되는 시점(1231, 1234, 1237)으로부터 약간의 시간이 흐른 시점(1232, 1234, 1237)에 상기 배전 선로의 고장을 감지하게 된다. 그러나 패스트 트립 구간에서 고장을 감지한 경우(1232, 1235)에는 상기 배전 선로에 고장이 발생한 사실만을 감지할 수 있을 뿐이고, 상기 고장발생 위치에 대한 상세한 정보는 알지 못한다. 수신부를 통해 제1, 제2 감지기로부터 상기 고장에 대한 감지여부를 수신(1233, 1236)한 이후에는 상기 고장 발생 위치에 대한 상세한 정보를 생성할 수 있다.
반면에, 딜레이드 트립 구간에서 상기 고장을 판단한 경우(1237)에는 이미 제1, 제2 감지기(831, 832)로부터 상기 고장(840)의 감지 여부를 이미 수신(1239)한 바 있으므로, 제어부의 고장 판단과 동시에 상기 고장 발생 위치에 대한 상세한 정보를 생성할 수 있다.
상기 제어부가 고장으로 판단한 이후 소정의 시간 동안 계속하여 고장이 지속 되지 않고, 상기 배전 선로가 고장에서 회복되어 정상적인 전류가 흐르게 되면(1240), 상기 제어부는 상기 고장(840)이 영구적인 고장이 아니라, 과도적인 고장인 것으로 판단하고 상기 판단 결과를 통신부를 통해 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면 상기 통신부는 상기 배전 제어 장치의 요구에 응답하여 상기 배전 제어 장치의 요청이 있는 경우에만 상기 배전 제어 장치로 상기 판단 결과를 전송할 수 있다.
도 13은 배전 선로에 고장이 발생한 경우에, 본 발명에 따라 상기 고장의 상세한 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
상기 배전 선로에는 4개의 선로 개폐 제어기(1311, 1312, 1313, 1314)이외에도, 7개의 감지기(1321, 1322, 1323, 1324, 1325, 1326, 1327)가 설치되어 상기 배전 선로의 고장 발생 위치(1330)를 판단하게 된다.
상기 배전 선로의 전력 공급원은 상기 제1 선로 개폐 제어기(1311)측에 설치되어 있으므로 상기 배전 선로에는 화살표 방향(1340)으로 전류가 흐르게 된다.
상기 배전 선로에 고장이 발생(1330)하면, 상기 고장 발생 위치(1330)를 기준으로 하여 전원측에 위치하는 제1 선로 개폐 제어기(1311)는 고장을 감지할 수 있으나, 다른 선로 개폐 제어기(1313, 1313, 1314)는 고장을 감지할 수 없다.
또, 상기 고장 발생 위치(1330)를 기준으로 하여 전원측에 위치하는 제1, 제4, 제5 감지기(1321, 1324, 1325)는 고장을 감지할 수 있으나, 제2, 제3, 제6, 제7 감지기(1322, 1323, 1326, 1327)는 고장을 감지할 수 없다.
고장을 감지 하지 못한 제2, 제3, 제4 선로 개폐 제어기(1312, 1313, 1314)는 고장을 감지한 감지기(1321, 1324, 1325)로부터의 고장 감지여부를 배전 제어 장치로 전송하지 않으나, 자체적으로 고장을 감지한 제1 선로개폐 제어기(1311)은 상기 제1, 제4, 제5 감지기(1321, 1324, 1325)의 고장 감지 여부를 배전 제어 장치로 전송할 수 있다.
상기 고장 감지 여부를 수신한 배전 제어 장치는 제5 감지기(1325)와 제6 감지기(1326)사이에서 고장이 발생하였다고 판단할 수 있어 상기 고장(1330)이 발생한 위치를 상세하게 판단할 수 있다.
만약 제1 선로 개폐 제어기(1321)의 감지 측정 기능에 고장이 발생하여 상기 배전 선로상에 발생한 고장(1330)을 감지 하지 못한다고 가정하자. 종래의 기술에 따르면 상기 배전 제어 장치는 상기 배전 선로의 고장을 인식하지 못하고 상기 고장에 대한 대응을 하지 못한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 선로 개폐 제어기(1311, 1312, 1313, 1314)가 상기 배전 선로의 고장을 감지하지 못한 경우에도, 주위의 감지기(1321, 1322, 1323, 1324, 1325, 1326, 1327)로부터 수신한 상기 배전 선로의 고장 감지 여부를 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 전송할 수 있다.
따라서 상기 배전 제어 장치는 상기 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단할 수 있고 선로 개폐 제어기를 조작하여 상기 고장 구간을 분리할 수 있다.
도 14은 배전 선로에 고장이 발생하여, 전류가 거꾸로 흐르는 경우에 본 발명에 따라 상기 고장이 발생한 위치를 판단하는 것을 도시한 도면이다.
상기 배전 선로에는 4개의 선로 개폐 제어기(1411, 1412, 1413, 1414)이외에도, 7개의 감지기(1421, 1422, 1423, 1424, 1425, 1426, 1427)가 설치되어 상기 배전 선로의 고장 발생 위치(1430)를 판단하게 된다.
배전 선로에 설치된 부하가 특수한 종류의 부하인 경우에는 상기 배전 선로에 고장이 발생(1430)한 경우, 화살표 방향(1441, 1442)과 같이 고장이 발생한 지로 쪽으로 고장 전류가 흐를 수 있다
이 경우에, 상기 제1, 제4 선로 개폐 제어기(1411, 1414)는 상기 고장(1430)을 감지할 수 있으나, 상기 제2, 제3 선로 개폐 제어기(1412, 1413)은 상기 고장(1430)을 감지할 수 없다.
종래의 경우 제1, 제4 선로 개폐 제어기(1411, 1414)가 상기 고장(1430)을 감지하였다면, 상기 배전 선로의 배전 제어 장치는 제4 선로 개폐 제어기(1414)보다 더 부하쪽에서 고장이 발생 하였다고 판단하고 제4 선로 개폐 제어기(1414)에 연결된 자동화 개폐기를 개방하게 되어 고장 구간의 분리에 실패하게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 제1, 제4, 제5, 제7 감지기(1421, 1424, 1425, 1427)는 상기 고장(1430)을 감지할 수 있으나, 상기 제2, 제3, 제6 감지기(1422, 1423, 1426)는 상기 고장(1430)을 감지할 수 없다.
따라서, 상기 제1 선로개폐 제어기(1411)는 상기 제1, 제2 제4, 제5, 제6 감지기(1421, 1422, 1424, 1425, 1426)의 감지여부를 수신하고, 상기 제4 선로 개폐 제어기(1414)는 상기 제1, 제2, 제4, 제5 감지기(1421, 1422, 1424, 1425)의 감지 여부를 수신하여 고장 발생 위치 정보를 생성하고 이를 상기 배전 선로의 배전 제어 장치로 송신한다.
상기 배전 제어 장치는 상기 고장 발생 위치 정보에 기반하여, 상기 고장발생 위치를 판단하고, 상기 제1 선로 개폐 제어기(1411)로 제어명령을 전송한다. 상기 제1 선로 개폐제어기(1411)은 상기 제어 명령에 따라서 상기 고장(1430)이 발생한 구간을 개방하여 고장 구간을 분리할 수 있다.
또는 본 발명의 일실시예에 의하면 자체적으로 상기 배전 선로의 고장을 감지하지 못한 제2, 제3, 제4 선로 개폐 제어기(1412, 1413, 1414)도 상기 고장을 감지한 제1, 제4, 제5 감지기(1421, 1424, 1425)의 고장 감지 여부를 상기 배전 제어 장치로 전송할 수 있다. 제1 선로 개폐 제어기(1411)에 고장이 발생하는 등의 이유로 제1 선로 개폐 제어기가 동작 하지 않는 경우에도 배전 제어 장치는 다른 선로 개폐 제어기(1412, 1414, 1414)를 통하여 상기 배전 선로의 고장 감지 여부를 수신할 수 있으므로, 고장 발생 위치를 상세히 판단할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 고장 위치 판단 방법의 동작을 설명하는 순서도이다.
단계(S1510)에서는 상기 배전 선로상의 서로 다른 지점에 위치한 감지기 또는 선로 개폐 제어기의 감지 측정부가 상기 지점에서 상기 배선 선로상에서 발생한 고장을 감지한다.
단계(S1520)에서는 상기 감지기의 감지 여부를 선로 개폐 제어기가 수신하고, 상기 수신한 감지 여부에 기반하여 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 감지기의 배전 선로상에서의 위치정보에 기반하여 상기 수신한 감지 여부를, 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는데 이용할지 여부를 결정한다.
상기 결정 결과에 따라서, 선로 개폐 제어기에서는 상기 고장 발생 위치에 대한 대략적인 정보를 생성 하게 된다.
단계(S1530)에서는 상기 고장 발생 위치에 대한 대략적인 정보를, 상기 배전 선로의 배전 제어 장치가 수신하여 상기 고장 발생 위치에 대한 최종적인 판단을 하게 된다.
또한 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로 그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 예를 들어, 본 발명에서 설명된 감지기, 선로 개폐 제어기의 동작의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 이 경우에 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체도 본 발명에 포함된다.
본 발명은, 배전 선로상의 서로 다른 지점에 위치하는 적어도 하나 이상의 감지기와, 상기 감지기로부터 상기 지점에서의 상기 배전 선로의 고장 감지 여부를 보고 받아, 상기 수신된 고장 감지 여부에 기반하여 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 선로 개폐 제어기를 포함하여, 고장 발생위치를 정밀하게 판단할 수 있도록 하여, 상기 배전 선로의 고장을 신속하게 복구하여 상기 고장으로 인한 단전 시간을 최소화 하고, 원활히 전력을 공급할 수 있도록 한다.

Claims (17)

  1. 배전 선로상의 고장 발생 위치를 판단하는 고장 위치 판단 시스템에 있어서,
    상기 배전 선로상의 서로 다른 지점에 위치하고, 상기 각각의 지점에서 상기 배전 선로의 고장 여부를 감지하는 적어도 하나 이상의 감지기; 및
    상기 적어도 하나 이상의 감지기로부터 통신망을 통하여 상기 고장 감지 여부를 수신하고, 상기 수신된 고장 감지 여부에 기반하여 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 선로 개폐 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 위치 판단 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고장 감지 여부는 상기 고장을 감지한 감지기의 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 위치 판단 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고장 감지 여부는 상기 배전 선로의 상정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 위치 판단 시스템.
  4. 선로 개폐 제어기에 있어서,
    배전 선로상의 서로 다른 지점에 위치하는 적어도 어느 하나 이상의 감지기로부터 통신망을 통하여 상기 각각의 지점에서의 고장 감지 여부를 수신하는 수신부,
    상기 고장 감지 여부에 기반하여, 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 제어부; 및
    상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 상기 배전 선로상의 배전 장치로 송신하는 통신부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 감지기의 상기 배전 선로상의 위치 정보를 기반으로 하여 특정 위치의 감지기로부터 수신한 고장 감지 여부는 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성함에 있어 고려하지 않는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 특정 위치의 감지기는 상기 선로 개폐 제어기를 기준으로 하여 전원측에 가깝게 위치한 감지기인 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 수신부는 FWB방식의 무선 통신을 이용하여 상기 고장 감지 여부를 수신하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 배전 선로상의 배전 제어 장치의 요청에 응답하여 상기 고장 발생 위치에 대한 정보를 상기 배전 제어 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 배전 선로 상에서 상기 선로 개폐 제어기가 위치한 지점의 고장 여부를 감지하는 감지 측정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 감지 측정부의 고장 감지 이후에, 상기 수신부가 감지기로부터 상기 고장 감지 여부를 수신한 경우에,
    상기 제어부는 상기 수신한 고장 감지 여부를 고려하여 상가 고장 발생 위치에 대한 정보를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지 측정부의 감지 결과에 기반하여 상기 배전 선로상의 고장이 영구적인 고장인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지 측정부가 소정의 시간동안 고장을 감지한 경우에 상기 배전 선로상의 고장을 영구적인 고장으로 판단 하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 고장이 영구적인 고장인지 여부를 상기 배전 제어 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 배전 제어 장치의 요청에 응답하여 상기 고장이 영구적인 고장인지 여부를 송신하는 것을 특징으로 하는 선로 개폐 제어기.
  15. 배전 선로상의 고장 발생 위치를 판단하는 방법에 있어서,
    선로 개폐 제어기가 상기 배전 선로상의 서로 다른 지점에서의 고장 감지 여부를 통신망을 통해 수신하는 단계;
    상기 수신된 고장 감지 여부에 기반하여 상기 선로 개폐 제어기가 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 선로의 고장 발생 위치 판단 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 선로 개폐 제어기가 상기 배전 선로상의 고장 발생 위치에 대한 정보를 생성하는 단계는,
    상기 고장 감지 여부를 송신한 감지기의 배전 선로상의 위치 정보에 기초하여 결정 되는 것을 특징으로 하는 배전 선로의 고장 발생 위치 판단 방법.
  17. 제15항 내지 제16항 중 어느 하나의 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
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