KR20090027922A - 선택 지락 계전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택 지락 계전 장치를 제공한다. 상기 선택 지락 계전 장치는 배전 선로에 설치되어 영상 전압을 검출하는 영상변압기(GPT)와, 상기 배전 선로에 설치되어 영상 전류를 검출하는 영상변류기(ZCT)와, 상기 영상 전압과 상기 영상 전류를 사용하여 사고 기준 영역이 설정되는 기준 설정부와, 상기 검출되는 상기 영상 전압과 영상 전류를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 검출되는 상기 영상 전압과 상기 영상 전류를 사용하여 산출되는 위치 정보가 상기 사고 기준 영역에 포함되는 지의 여부를 판단하는 제어부를 구비함으로써, 실시간으로 사고 기준 영역을 기준으로 측정되는 영상 전류 및 전압이 어느 곳에 위치하는지에 대한 위치 정보를 가시적으로 표시할 수 있다.

Description

선택 지락 계전 장치{SELECTIVE GROUND RELAY}
본 발명은 선택 지락 계전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실시간으로 사고 기준 영역을 기준으로 측정되는 영상 전류 및 전압이 어느 곳에 위치하는지에 대한 위치 정보를 가시적으로 표시할 수 있는 선택 지락 계전 장치에 관한 것이다.
전형적으로, 전력 계통에서 설치되는 IED(Intelligent Electronic Device)는 선로와 발전기와 변압기 및 모터와 같은 전력 설비에 대한 감시 및 보호를 수행하는 장치를 말한다.
상기 IED는 계측과, 계전과, 사고 이력 저장과, 사고 파형 저장 및 통신의 기능을 갖는다.
상기 IED의 기능들 중에 상기 계전 기능은 전력 계통 내에서 사고 발생되는 경우에 입력되는 전류 및 전압값을 통하여 사고임을 판단하고, 이 사고가 발생된 지점으로의 전력을 차단하여 사고 구간을 분리시키는 역할을 수행한다.
또한, 상기 계전은 사고의 유형에 따라 크게 과전류 계전과, 과전압 계전과, 지락 과전류 계전으로 구분될 수 있다.
이러한 계전들 중에서 선택 지락 계전과 비율 차동 계전과 방향 과전류 계전 등은 사고 영역을 이용하는 계전이다.
따라서, 유저가 사고 영역을 계통 상황에 맞도록 장치에 설정하면, 이 장치는 현재 입력되고 있는 전류 및 전압의 벡터 정보, 즉, 크기 및 위상값이 미리 설정되어 있는 사고 영역의 내로 진입하는 지의 여부를 감시하는 계전이다.
예컨대, 선택 지락 계전은 비접지 계통의 배전선 지락 사고를 검출하는 계전으로서, 지락 사고시에 선로의 영상 전압과 영상 전류의 벡터 정보, 즉, 크기와 위상 정보를 통하여 계전을 수행한다.
종래의 선택 지락 계전기는 3상(a,b,c)의 배전선로에 설치되어 영상전압을 검출하는 영상변압기와, 상기 3상의 배전선로에 설치되어 영상전류를 검출는 영상변류기와, 상기 영상변압기 및 영상변류기에 의해 검출된 영상전압과 영상전류의 적(積)으로 동작하는 선택지락 계전기로 구성된다.
1a는 종래의 사고 영역에 포함되는 영상 전류와 영상 전압의 위치 정보를 보여주는 그래프이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 위치 정보의 영상 전류와 영상 전압에 대한 수치 정보를 보여주는 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 측정되는 영상 전류(Io)가 사고 영역의 내로 진입되어 사고가 발생되었음을 알 수 있다.
그러나, 종래의 선택 지락 계전기는 검출되는 영상 전류(Io)와 전압(Vo)값이 사고 영역의 내에서의 위치 정보를 실시간으로 유저에게 제공하지 못하는 문제점을 갖는다.
이에 따라, 유저는 사고가 발생된 이후에, 저장된 사고 정보를 바탕으로 사고 영역 내에서의 위치 정보를 확인함으로써, 종래에는 실시간으로 검출되는 영상 전압(Vo)과 전류(Io)가 사고 영역 또는 전체 영역에서 어느 곳에 위치하는 지에 대한 정보를 확인할 수 없고, 나아가 고위험 수준에 신속한 대응을 할 수 없고, 전력 계통내의 사고를 미리 예방할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 전력 계통 내에서 검출되는 영상 전압(Vo)과 영상 전류(Io)의 위치 정보를 실시간으로 디스플레이할 수 있는 선택 지락 계전 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제 2목적은 전력 계통 내에서의 발생되는 고위험 수준의 사고 발생에 대한 신속한 대응을 할 수 있는 선택 지락 계전 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제 3목적은 실시간으로 영상 전류(Io)와 영상 전압(Vo)의 위치 정보를 취득함으로써, 전력 계통 내에서의 사고를 미리 예측하여 사고를 용이하게 예방할 수 있는 선택 지락 계전 장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 선택 지락 계전 장치는 배전 선로에 설치되어 영상 전압(Vo)을 검출하는 영상변압기(GPT)와, 상기 배전 선로에 설치되어 영상 전류(Io)를 검출하는 영상변류기(ZCT)와, 상기 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io) 를 사용하여 사고 기준 영역이 설정되는 기준 설정부와, 상기 검출되는 상기 영상 전압(Vo)과 영상 전류(Io)를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 검출되는 상기 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)를 사용하여 산출되는 위치 정보가 상기 사고 기준 영역에 포함되는 지의 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 디스플레이부는 상기 검출되는 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)를 수치 정보로 표시하는 제 1윈도우와, 상기 검출되는 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)의 크기 및 위상값을 위치 정보로 표시하는 제 2윈도우를 구비한다.
그리고, 상기 제 2윈도우에는 상기 사고 기준 영역과 상기 위치 정보가 가시적으로 표시되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 사고 기준 영역에 포함되는 위치 정보를 실시간으로 저장하고, 상기 사고 기준 영역에 포함되는 위치 정보가 포함되는 제 2윈도우를 이미지로 저장하는 저장부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 산출되는 위치 정보가 상기 사고 기준 영역에 포함되면, 알람을 발생시키는 알람 발생부와 전기적으로 더 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 사고 기준 영역은 상기 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)의 크기 및 위상값으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 전력 계통 내에서 검출되는 영상 전압(Vo)과 영상 전류(Io)의 위 치 정보를 실시간으로 디스플레이할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 전력 계통 내에서의 발생되는 고위험 수준의 사고 발생에 대한 신속한 대응을 할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 실시간으로 영상 전류(Io)와 영상 전압(Vo)의 위치 정보를 취득함으로써, 전력 계통 내에서의 사고를 미리 예측하여 사고를 용이하게 예방할 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여, 본 발명의 선택 지락 계전 장치를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 선택 지락 계전 장치의 결선 상태를 보인 배전선로도이다. 도 3은 본 발명의 선택 지락 계전 장치에서의 디스플레이부를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 제 1윈도우를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 제 2윈도우를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 선택 지락 계전 장치는 3상(a,b,c)의 배전 선로(DL)에 설치되어 영상 전압(Vo)을 검출하는 영상변압기(GPT)와, 상기 3상(a,b,c)의 배전선로(DL)에 설치되어 영상전류(Io)를 검출는 영상변류기(ZCT)와, 상기 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)를 사용하여 사고 기준 영역이 설정되는 기준 설정부와, 상기 검출되는 상기 영상 전압(Vo)과 영상 전류(Io)를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 검출되는 상기 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)를 사용하여 산출되는 위치 정보가 상기 사고 기준 영역에 포함되는 지의 여부를 판단하는 제어 부로 구성된다.
또한, 상기 사고 기준 영역은 상기 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)의 크기 및 위상값으로 이루어진다.
따라서, 상기 사고 기준 영역이 설정되는데, 상기 사고 기준 영역은 도 3 및 도 5를 참조 하면, 영상 전류(Io)와 영상 전압(Vo) 및 각도를 입력하여 설정할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따르는 디스플레이부를 설명하도록 한다.
상기 디스플레이부는 상기 검출되는 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)의 크기 및 위상값을 위치 정보로 표시하는 제 1윈도우와, 상기 검출되는 영상 전압(Vo)과 상기 영상 전류(Io)를 수치 정보로 표시하는 제 2윈도우를 구비한다.
그리고, 상기 제 1윈도우에는 상기 사고 기준 영역과 상기 위치 정보가 가시적으로 표시될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 사고 기준 영역에 포함되는 위치 정보를 실시간으로 저장하고, 상기 사고 기준 영역에 포함되는 위치 정보가 포함되는 제 1윈도우를 이미지로 저장하는 저장부를 더 구비한다.
또한, 상기 제어부는 상기 산출되는 위치 정보가 상기 사고 기준 영역에 포함되면, 알람을 발생시키는 알람 발생부와 전기적으로 더 연결될 수 있다.
다음은, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 선택 지락 계전 장치의 작용 및 효 과를 설명하도록 한다.
도 3을 참조 하면, 기준 설정부에는 사고 기준 영역이 설정된다.
예컨대, 도 3에서는 영상 전류(Io)를 5[mA], 영상 전압(Vo)을 25[V], 각도를 45[deg]로 설정한 경우를 보여주고 있다.
이어, 영상 변류기와 영상 변압기는 각각 영상 전류(Io)와 영상 전압(Vo)을 측정하여 제어부로 전송할 수 있다.
이어, 상기 제어부는 상기 측정된 영상 전류(Io)와 영상 전압(Vo)을 통하여 크기와 위상값을 산출한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 측정되는 영상 전류(Io)와 영상 전압(Vo) 및 상기 위상값을 제 2윈도우를 통하여 표시할 수 있다.
즉, 영상 전류(Io)가 7.6[mA], 영상 전압(Vo)이 38[V], 각도가 72[deg]로 측정된 것을 도 3 및 도 5의 제 2윈도우에서 보여지고 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 측정되는 크기와 위상값을 제 1윈도우에 그 위치 정보를 표시할 수 있다.
이에 더하여, 상기 제어부는 일정 시간 간격에 따라 상기 크기와 위상값인 위치 정보를 실시간으로 제 1윈도우 및 제 2윈도우에 표시할 수 있다.
따라서, 제 1윈도우에는 Io, Io', Io"로써 표시된다.
이에 더하여, ∠Io-Vo 값이 제 2윈도우에 실시간으로 표시된다.
따라서, 도 3 내지 도 5에 도시된 측정된 위치 정보는 제 1윈도우에 표시된 바와 같이 사고 기준 영역 내에 위치된다.
또한, 상기 위치 정보는 제 2윈도우에서 보는 바와 같이 영상 전류(Io)가 7.6[mA], 영상 전압(Vo)이 38[V], 각도가 72[deg]으로써, 사고 기준 영역의 기준 범위를 넘어선 것으로 사고 발생을 알 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 사고 기준 영역을 통하여 계전을 수행하는 본 발명의 선택 지락 계전 장치는 실시간으로 사고 기준 영역을 기준으로 현재의 영상 전류(Io) 및 영상 전압(Vo)이 어느 곳에 위치하는지에 대한 위치 정보를 제 1,2윈도우를 통하여 가시적으로 표시할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따르는 제어부는 알람 발생부와 전기적으로 연결되므로, 상기와 같이 측정되는 위치 정보가 사고 기준 영역의 내에 포함되는 경우에 알람을 발생시키는 제어 신호를 발생시키어, 유저가 사고의 발생 시점 및 정보를 즉시 알수 있도록 할 수 있다.
본 발명은 이를 통하여 유저가 실시간으로 계통의 안정도를 쉽게 확인할 수 있으며, 사고위험 수준에 대한 신속한 대응이 가능하여 전력 계통내의 사고를 미리 예방할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 제어부는 저장부와 전기적으로 연결되므로, 실시간으로 측정되는 위치 정보가 사고 기준 영역의 내에 포함되는 경우에, 이에 대한 위치 정보를 저장할 수 있다.
따라서, 상기 저장부에 저장된 사고 발생이 된 위치 정보는 제어부로 전송될 수도 있고, 이러한 경우에 제어부는 상기 위치 정보를 통계적으로 처리하여 사고 발생이 빈번한 위치를 추적할 수도 있다.
1a는 종래의 사고 영역에 포함되는 영상 전류와 영상 전압의 위치 정보를 보여주는 그래프이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 위치 정보의 영상 전류와 영상 전압에 대한 수치 정보를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 선택 지락 계전 장치의 결선 상태를 보인 배전선로도이다.
도 3은 본 발명의 선택 지락 계전 장치에서의 디스플레이부를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 제 1윈도우를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 제 2윈도우를 보여주는 도면이다.

Claims (5)

  1. 배전 선로에 설치되어 영상 전압을 검출하는 영상변압기(GPT);
    상기 배전 선로에 설치되어 영상 전류를 검출하는 영상변류기(ZCT);
    상기 영상 전압과 상기 영상 전류를 사용하여 사고 기준 영역이 설정되는 기준 설정부;
    상기 검출되는 상기 영상 전압과 영상 전류를 디스플레이하는 디스플레이부; 및
    상기 검출되는 상기 영상 전압과 상기 영상 전류를 사용하여 산출되는 위치 정보가 상기 사고 기준 영역에 포함되는 지의 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 선택 지락 계전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 검출되는 영상 전압과 상기 영상 전류 크기 및 위상값을 위치 정보로 표시하는 제 1윈도우와, 상기 검출되는 영상 전압과 상기 영상 전류를 수치 정보로 표시하는 제 2윈도우를 구비하되,
    상기 제 1윈도우에는 상기 사고 기준 영역과 상기 위치 정보가 가시적으로 표시되는 것을 특징으로 하는 선택 지락 계전 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 사고 기준 영역에 포함되는 위치 정보를 실시간으로 저장하고, 상기 사고 기준 영역에 포함되는 위치 정보가 포함되는 상기 제 1윈도우를 이미지로 저장하는 저장부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선택 지락 계전 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산출되는 위치 정보가 상기 사고 기준 영역에 포함되면, 알람을 발생시키는 알람 발생부와 전기적으로 더 연결되는 것을 특징으로 하는 선택 지락 계전 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 사고 기준 영역은 상기 영상 전압과 상기 영상 전류의 크기 및 위상값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택 지락 계전 장치.
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