KR20090119058A - The determination and autonomous isolation method of fault zone based on intelligent frtu in distribustion system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for determining and separating a fault section based on a feeder remote terminal unit in a distribution system is provided to enhance reliability of power supply by accurately determining a fault section. CONSTITUTION: A voltage sensor is installed in each phase of both ends of a switch(10). Three phase voltage signals and three phase current signals pass a surge protector(20) for protecting a circuit from a surge, and are transmitted to a measuring part(30). A DSP(40) reads the three phase voltage signals and the three phase current signals from an A/D converter inside the measuring part, and determines a fault. The DSP monitors a current state, a voltage state, and a current direction from the signals. An EEPROM(50) records a fault current waveform, a voltage waveform, and fault information. A circuit breaker separates a fault section.

Description

배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법{The Determination and Autonomous Isolation Method of Fault Zone based on Intelligent FRTU in Distribustion System}The Determination and Autonomous Isolation Method of Fault Zone based on Intelligent FRTU in Distribustion System

본 발명은 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법, 더욱 상세하게는 가공 배전선로의 개폐기에 설치되는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에 의해 전압, 전류 센서로부터 계측되는 3상 전압, 전류 파형으로부터 고장/돌입/HIF(High Impedance Fault) 여부를 판단한 후 유비쿼터스 기반의 배전계통 환경하에서 네이버 존(Zone)의 FRTU요소들과 1:1 통신을 통해 3상 전압, 전류 정보를 수집하여 자기 보호구간에 대한 고장 발생여부를 스스로 판단하고, 차단기(CB;Circuit Breaker)나 리클로우저가 영구 개방되기 전에 자율적으로 고장구간을 분리하도록 함으로써 고장지역과 정전시간을 줄여 사고파급효과를 최소화하는 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법에 관한 것이다.The present invention is an intelligent FRTU-based fault zone determination and autonomous separation method in the distribution system, more specifically, three-phase voltage measured from the current sensor by the FRTU (Feeder Remote Terminal Unit) installed in the switchgear of the overhead distribution line, After determining the fault / inrush / HIF (High Impedance Fault) from the current waveform, it collects 3-phase voltage and current information by 1: 1 communication with FRTU elements of NAVER ZONE under ubiquitous distribution system. Determining whether a breakdown occurs in the protection section, and distributing the breakdown section autonomously before the circuit breaker (CB) or recloser is permanently opened, thereby reducing the area of failure and the blackout time to minimize the effect of accidents. In the FRFR based fault section determination and autonomous separation method.

일반적으로, 배전계통은 폭넓게 분포된 전기 수용가에 전력을 공급하기 위해 도심지, 수목지, 염해지 등의 부하지역을 경유하는 수 십개의 배전선로들로 구성된다. 이들 배전선로들은 다양한 부하지역을 직접 경유하기 때문에 천재지변, 자동차 추돌, 수목접촉 등의 사고에 노출되어 인명피해는 물론 잦은 정전을 경험함으로써 전력공급 신뢰도를 저하시키고 있다.In general, the distribution system consists of dozens of distribution lines passing through load areas such as urban areas, trees, salt fields, etc. to supply power to widely distributed electricity consumers. Since these distribution lines pass directly through various load areas, they are exposed to natural disasters, car collisions, and tree contact accidents.

전력사업자들은 이러한 문제를 해소하기 위해 고장구간 분리와 부하융통이 가능하도록 배전계통을 다분할 다연계 구조로 설계, 운영하고 있으나 배전선로들이 장거리 선로인 경우 수십 ㎞에 이르기 때문에 작업원들의 고장구간 순시와 부하융통을 위한 리클로우저나 개폐기 조작업무에 많은 시간비용과 노력이 요구되었다.To solve these problems, utilities have designed and operated a distribution system that divides the distribution system into multiple divisions so that fault sections can be separated and load fused.However, when the distribution lines are long-distance lines, they can be divided into several tens of kilometers. It required a lot of time and effort to operate the recloser or switchgear for load balancing.

따라서 원격에서 고장구간을 확인하고 선로상의 개폐기를 제어할 수 있는 배전자동화 시스템(DAS : Distribution Automation System)이 도입되었으며, 그 결과로 전력공급 신뢰도는 크게 개선되었다. Therefore, a distribution automation system (DAS) was introduced to check the fault section remotely and to control the switch on the track. As a result, the reliability of the power supply was greatly improved.

배전계통에서 임의의 고장이 발생하는 경우에 그 고장처리 절차는 고장판단, 고장구간 판단, 고장구간 분리, 차단기(CB) 또는 리클로우저 재투입, 고장구간 복구 그리고 계통 복구 순으로 이루어진다. 이들 고장처리 절차는 DAS에 의해서 순차적으로 이루어진다. DAS는 중앙제어장치와 리클로우저 및 개폐기에 부착되는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)들로 구성된다. In the event of any fault in the distribution system, the fault handling procedure consists of fault determination, fault section determination, fault section isolation, re-entry of breaker (CB) or recloser, fault section recovery and system repair. These troubleshooting procedures are performed sequentially by the DAS. The DAS consists of a FRTU (Feeder Remote Terminal Unit) attached to the central control unit, recloser and switch.

일단 순시 또는 영구고장이 발생하면, FRTU들은 고장전류로부터 계통고장 여부를 판단하고 고장으로 판단되는 경우, FI(Fault Indicator)상태를 SET하고 a, b, c상 전압, a, b, c, n상 전류 등 고장정보를 중앙제어장치에 전송한다. 중앙제어장치는 일단 영구고장인 경우 FRTU들로부터 제공되는 고장정보로부터 고장구간을 판단하고 부하융통테이블을 작성한 다음, 제시된 순서에 따라 순차적으로 FRTU들에 개폐기 조작명령을 내리고, FRTU들은 명령 수행 후 그 결과를 중앙제어장치에 전송함으로써 고장처리절차를 실행한다. 이때, 기존 FRTU를 기반으로 하는 고장판단, 고장구간 판단 그리고 고장구간 분리 전략에는 다음과 같은 심각한 문제를 포함한다.Once instantaneous or permanent failure occurs, the FRTUs determine the system failure from the fault current and if it is determined to be faulty, set the FI (Fault Indicator) state and set a, b, c phase voltage, a, b, c, n Send fault information such as phase current to the central controller. In case of permanent failure, the central control unit judges the fault range from the fault information provided from the FRTUs, creates a load fusion table, and then gives the switch operation commands to the FRTUs sequentially in the order presented. The fault handling procedure is executed by sending the result to the central control unit. At this time, fault determination, fault section determination, and fault segmentation strategies based on the existing FRTU include the following serious problems.

고장판단은 FRTU의 가장 핵심적인 기능이다. 그러나 기존의 FRTU들은 고장판단을 고장전류의 크기만을 가지고 판단하기 때문에 정확한 고장판단이 어려웠다. 일반적 고장의 경우 낮은 고장 임피던스 회로가 구성되어 고장전류가 크게 흘러 설정치를 초과하기 때문에 고장판단이 용이하다. 그러나 도로 위 아스팔트, 나무 그리고 자갈 등의 지역에 지락사고가 발생되는 경우 높은 임피던스 회로가 구성돼, 전류의 변화가 약하기 때문에 고장판단이 어려우며, 고장을 선로로부터 제거하지 못하고 또한 고장구간 확인에도 실패함으로써 인명피해, 화재 등 심각한 사고파급효과가 발생할 수 있다. 이것을 일반적으로 고저항 지락고장(HIF:High Impedance Fault)이라 부른다. 또한 부하절체시 긴급한 상황 하에서 리클로우저의 고장/지락전류 억제장치를 설정하지 않는 경우, 돌입전류가 설정치를 초과함으로써 고장으로 판단, 오동작할 수 있다. 반면에 리클로우저의 고장/지락전류 억제장치가 설정되는 경우 및 FRTU의 돌입전류 억제기능에 의해 고장인 경우에도 고장판단이 지연되어 일정시간 동안 부동작함으로써 인명피해, 화재 그리고 공급신뢰도 저하 등 심각한 사고파급효과가 발생할 수 있다.Fault determination is a key function of FRTU. However, since the existing FRTUs judge fault determination only by the magnitude of fault current, accurate fault determination was difficult. In the case of general failure, it is easy to determine the failure because a low fault impedance circuit is formed and the fault current flows largely and exceeds the set value. However, if a ground fault occurs in the areas such as asphalt, wood and gravel on the road, a high impedance circuit is formed, and it is difficult to determine the fault because the current change is weak, and it is not possible to remove the fault from the track and also fail to check the fault section. Serious accidents such as human injury and fire may occur. This is commonly referred to as a High Impedance Fault (HIF). In addition, if the fault / ground current suppression device of the recloser is not set under an urgent situation during load transfer, the inrush current may exceed the set value and may cause a malfunction and malfunction. On the other hand, even when the recloser fault / ground current suppression device is set or when the fault is caused by the inrush current suppression function of the FRTU, the fault determination is delayed and it malfunctions for a certain period of time, resulting in serious accidents such as loss of life, fire and poor supply reliability. Ripple effects may occur.

또한 고장구간 판단의 경우 CB나 리클로우저가 영구 개방된 후, 중앙제어장치에서 제공되는 FRTU의 고장정보로부터 고장구간을 확인, 고장구간을 분리한 후 CB를 재투입하기 때문에 정전 피해지역과 정전시간이 증가하게 된다.In case of failure section determination, after failure of CB or recloser is permanently opened, the failure section is checked from the failure information of FRTU provided by the central control unit. Will increase.

도 1은 일반적인 배전계통의 구성도로서, 배전선로는 가공선(架空線)과 지중선(地中線)이 혼재한 형태로 구성될 수 있으며, 다양한 부하지역을 경유하기 때문에 잦은 고장을 경험하게 되는데 배전계통은 이러한 다양한 사고 이벤트들로부터 사고파급효과를 최소화하기 위해 다분할 다연계 구조로 운전된다. 배전선로는 선로보호용 CB로부터 시작하여 선로상에 선로사고 및 작업정전시 선로구분을 위한 구분 개폐기들이, 타 선로와의 연계지점에는 부하융통을 위한 연계 개폐기들이 설치되며 도 1은 대표적인 배전계통 회선별 단선도를 보인다.1 is a configuration diagram of a general distribution system, a distribution line may be formed of a mixture of overhead lines and underground lines, and frequent breakdowns occur through various load areas. The system is operated in a multi-slice structure to minimize accidental spillovers from these various accident events. Distribution switches start from the line protection CB for the line accidents and work interruption on the tracks, and link switches for load consolidation are installed at the link points with other lines. It shows a disconnection diagram.

도 1에서 CB는 선로보호용 차단기, R/C는 리클로우저, Si는 i번째 가공 개폐기, Pi,j는 i번째 다회로 개폐기의 j번째 회로를 표시한다. 특히, 가공 개폐기 S2, S4, S10 그리고 다회로 개폐기 P9 ,4, P8 ,4는 연계 개폐기를 표시한다. 심볼 ■, □은 각각 차단기나 리클로우저의 개폐기의 투입, 개방상태, ●, ○은 각각 개폐기의 투입, 개방상태를 표시한다.In FIG. 1, CB denotes a line protection circuit breaker, R / C denotes a recloser, S i denotes an i-th processing switch, and P i, j denotes a j-th circuit of an i-th multi-circuit switch. In particular, the process switches S 2 , S 4 , S 10 and the multi-circuit switches P 9 , 4 , P 8 , 4 denote linkage switches. The symbols ■, □ indicate the opening and closing state of breaker or recloser switch, and ●, ○ indicate the opening and closing state of switchgear, respectively.

배전계통은 구조적, 환경적으로 다양한 고장에 노출되는데, 고장타입에 따라 선간 단락, 3상 단락, 1선 지락, 2선 지락, 단선 등으로 구분할 수 있다. 특히 단선의 경우나 지락고장 중 기존의 상, 지락 과전류 보호 메카니즘에 의해서 감지될 수 없을 만큼 매우 큰 임피던스를 가지는 경우를 HIF라 정의한다. 다음 표 1은 배전계통에 발생하는 대표적인 고장유형과 고장전류를 나타낸 것이다.The distribution system is exposed to various structural and environmental failures. The distribution system can be classified into line short circuit, three phase short circuit, 1 line ground fault, 2 line ground fault, and disconnection according to the fault type. In particular, HIF is defined as the case of disconnection or ground fault which has a very large impedance that cannot be detected by the existing phase and ground overcurrent protection mechanism. Table 1 below shows representative types of faults and fault currents in the distribution system.

배전계통 고장분류Distribution system fault classification 동작 유형Action type 고장유형Failure Type 지표면Surface 전류 (A)Current (A) 특징Characteristic Re./Fl 동작여부Re./Fl operation 정상 동작  Normal operation 단락 고장Short circuit failure 선간Line 고장전류가 OCR동작전류보다 크다.The fault current is greater than the OCR operating current. 3상3 phase 지락 고장Ground fault 1선1 line 고장전류가 OCGR동작전류보다 크다Fault current is greater than OCGR operating current 2선2-wire 부 동작     Minor action HIF     HIF 단선monorail 고장전류가 흐르지 않는다Fault current does not flow ×× HIGF     HIGF 건조한 아스팔트Dry asphalt 00 고장전류가 OCGR동작전류보다 작다     Fault current is less than OCGR operating current ×     × (비강화) 콘크리트(Non-reinforced) concrete 00 건조한 모래Dry sand 00 젖은 모래Wet sand 1515 건조한 진흙Dry mud 2020 건조한 잔디Dry grass 2525 젖은 진흙Wet mud 4040 젖은 잔디Wet grass 5050 (강화)콘크리트(Reinforcement) concrete 7070 오 동작Oh action 돌입전류Inrush Current 스위칭전류가 OCR동작전류보다 크다.The switching current is greater than the OCR operating current.

상기 표 1에서 돌입전류는 고장전류가 아니라 부하절체시나 작업이 완료된 후 부하를 투입하는 순간에 순간적으로 흐르는 전류로써 계전기의 동작전류보다 큰 전류가 흐르기 때문에 차단기가 오동작하게 된다. 따라서 CB나 리클로우저를 투입할 때는 돌입전류 억제장치를 통해서 계전기의 동작전류를 증대시킨 후 투입에 성공할 수 있도록 한다. 그러나 다중고장인 경우 고장이 제거되지 않은 구간이 선로에 투입되어 CB가 트립될 수 있기 때문에 주의해야 한다. 상기 표1 의 Re(Recloser)/FI(Fault Indicator) 동작 여부에서 ○는 고장전류가 계전기나 FI 동작전류보다 커서 고장을 정확하게 감지하여 Recloser가 동작되거나 FRTU가 FI상태를 SET하는 경우를, 반면에 ×는 그 반대의 경우를 표시한다.In Table 1, the inrush current is not a fault current, but a momentary current at the time of load switching or after the work is completed, and a current larger than the operating current of the relay flows, causing the breaker to malfunction. Therefore, when injecting a CB or recloser, the inrush current suppressor increases the operating current of the relay and then makes it possible to succeed. However, care should be taken in the case of multiple faults, since the section where the fault has not been eliminated may be put on the track and the CB may trip. In case of Re (Recloser) / FI (Fault Indicator) operation of Table 1, ○ indicates that the fault is larger than the relay or FI operating current, so that the fault is accurately detected so that the Recloser operates or the FRTU sets the FI state. × indicates the opposite case.

종래의 FRTU를 기반으로 하는 고장판단 방법은 고장전류의 크기만을 가지고 고장여부를 판단하므로, 표 1에 보인 바와 같이 일반적인 단락이나 지락고장의 경우 고장전류가 크게 흘러 설정치를 초과하기 때문에 FRTU들은 정확하게 고장여부를 판단할 수 있으나, 도로 위 아스팔트, 나무 그리고 자갈 등의 지역에 지락사고가 발생하는 HIF의 경우 높은 임피던스 회로가 구성돼, 고장전류가 0-70A 정도로 매우 작기 때문에 리클로우저나 FRTU들은 고장판단에 실패하게 된다. 그리고 그 결과로 인명피해, 화재 등 심각한 사고파급효과가 발생할 수 있다.As the conventional FRTU-based fault determination method determines the fault based only on the magnitude of the fault current, as shown in Table 1, the FRTUs fail correctly because the fault current flows largely and exceeds the set value in the case of a general short circuit or ground fault. In the case of HIF where ground faults occur in areas such as asphalt, wood and gravel on the road, a high impedance circuit is constructed and the recloser or FRTUs are determined to be faulty because the fault current is very small, such as 0-70A. Will fail. As a result, serious accidents such as human injury and fire can occur.

또한 일반적으로 부하절체시 부하분담 선로에는 리클로우저의 경우 고장/지락전류 억제장치를 설정함으로써 그리고 FRTU는 돌입전류 억제기능에 의해서 돌입전류에 의한 오동작을 방지한다. 그러나 긴급한 상황하에서 리클로우저의 고장/지락전류 억제장치를 설정하지 않을 수 있는데, 이 경우 돌입전류가 설정치를 초과함으로써 고장으로 판단, 오동작할 수 있다. 반면에 실제 고장인 경우에 리클로우저의 고장/지락전류 억제장치가 설정되는 경우 리클로우저의 고장/지락 억제기능, 고장판단이 지연되어 일정시간 동안 부 동작함으로써 인명피해, 화재 등을 발생시킬 수 있으며, FRTU의 경우, 돌입전류 억제기능에 의해 고장판단, 고장구간 판단을 어렵게 함으로써 공급 신뢰도 저하 등 심각한 사고파급효과가 발생할 수 있다.In general, when switching loads, a fault / ground current suppression device is set in the case of a recloser in the load sharing line, and the FRTU prevents malfunction due to the inrush current by the inrush current suppression function. However, under an emergency situation, the recloser failure / ground current suppression device may not be set. In this case, the inrush current may exceed the set value and may be regarded as a failure and malfunction. On the other hand, if the fault / ground fault current suppressor of the recloser is set in the case of a real fault, the fault / ground fault suppression function of the recloser and the judgment of the fault are delayed, which may cause injuries, fire, etc. In the case of FRTU, the inrush current suppression function makes it difficult to determine the fault and determine the fault section, which may cause serious accident ripple effects such as lower supply reliability.

종래의 FRTU를 기반으로 하는 고장구간 판단 및 분리기법으로, 임의의 사고가 도 1과 같이 구간 {S6, P7 ,1}에서 발생하였다고 가정하자. 고장전류가 보호기기 픽업전류를 초과하기 때문에 리클로루저가 고장을 제거하기 위해 순시, 지연동작을 하게 된다. 일반적으로 2F2D 동작을 하게 되는데, 영구고장의 경우 리클로우저가 영구 개방되어 리클로우저로부터 전력을 공급받는 A지역, 고장지역 그리고 B지역이 모두 정전을 경험하게 된다. 이때 CB, R/C, S1, S6의 FRTU들은 고장전류를 경험하기 때문에 고장 표시기 상태가 Set된다. 반면에 S2, S3, S4, S5, P7, P8, P9의 FRTU들은 고장전류를 경험할 수 없기 때문에 고장 표시기 상태가 Reset 상태를 유지한다.As a failure section determination and separation technique based on the conventional FRTU, it is assumed that any accident occurred in the section {S 6 , P 7 , 1 } as shown in FIG. 1. Because the fault current exceeds the pick-up current of the protective device, the recloser will instantaneously and delay to eliminate the fault. In general, 2F2D operation is performed. In case of permanent failure, the recloser is permanently opened, and the area A, the failure area, and the B area that receive power from the recloser all experience power failure. At this time, because the FRTUs of CB, R / C, S 1 and S 6 experience fault current, the fault indicator state is set. On the other hand, the FRTUs of S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , P 7 , P 8 , and P 9 cannot experience the fault current, so the fault indicator remains in Reset.

먼저 FEP는 중앙제어장치의 명령을 받아 풀링 방식에 의해 고장전류를 경험한 선로상의 CB, R/C(리클로우저), S1, S2, S3, S6, S4, S5, P7, P8, P9에 대한 FRTU들로부터 고장 표시기 상태를 수집한다. 다음 추론과정을 통해서 고장 지역이 {S6, P7,1}에서 발생하였음을 확인한다. 중앙제어장치는 개폐기 {S6, P7 ,1}에 개방명령을 내려 고장 지역을 분리한 후 리클로우저를 재투입, A지역에 전력공급을 재개한다. 그리고 B지역을 연계 개폐기 P8 ,4, P9 ,4를 이용하여 다른 선로들로부터 전력을 공급받을 수 있도록 부하융통을 시도한다.First of all, FEP receives CB, R / C (recloser), S 1 , S 2 , S 3 , S 6 , S 4 , S 5 , Collect fault indicator states from FRTUs for P 7 , P 8 , and P 9 . The following inference process confirms that the fault zone occurred at {S 6 , P 7,1 }. The central control unit issues an open command to the switch {S 6 , P 7 , 1 } to isolate the fault area, re-close the recloser, and resume supplying power to area A. In addition , load balancing is attempted to receive electric power from other lines using the link switches P 8 , 4 , P 9 and 4 in the area B.

이 경우 A지역은 건전 부하지역임에도 불구하고 정전을 경험하게 되며 또한 영구고장 후 중앙제어장치의 폴링 방식에 의해 고장구간 탐색이 이루어짐으로써 정전시간이 길어진다. 따라서 리클로우저가 영구적으로 개방되기 전에 자율적으로 고장구간을 탐색, 분리함으로써 정전지역과 정전시간을 줄여, 사고파급효과를 최소화하고 공급신뢰도를 제고할 필요가 있다. 또한 개폐기 S1에 고장전류가 흘렀음에도 고장 표시기가 동작하지 않은 경우 부하구간 {R/C, S1}에서 고장이 발생한 것으로 잘 못 추론할 수 있다. 이때 사고파급효과는 심각하게 확대될 수 있기 때문에 고장표시기의 부동작으로부터 고장구간을 정확하게 추론할 수 있는 방법론이 요구된다.In this case, even though the area A is a healthy load area, it experiences a power outage, and after a permanent failure, the outage time is prolonged by searching the fault section by the polling method of the central control unit. Therefore, it is necessary to reduce the blackout area and blackout time by autonomously detecting and separating the fault section before the recloser is permanently opened, thereby minimizing the accident spillover effect and improving supply reliability. In addition, if the fault indicator does not operate even though a fault current flows through the switch S 1 , it may be inferred that a fault has occurred in the load section {R / C, S 1 }. At this time, since the accident propagation effect can be seriously enlarged, a methodology that accurately infers the fault section from the malfunction of the fault indicator is required.

본 발명은 위와 같은 종래의 배전자동화 시스템에서 고장판단의 오류와 정전지역의 판단착오 및 정전시간의 지연으로 인한 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 그 목적은 최근 급속한 진화를 이루고 있는 네트워크 기반 배전계통 환경하에서 3상 고장전류RMS 값, 3상 고장전류 파형, 전압RMS 값, 전류방향 그리고 네이버 존(ZONE) 맵 정보를 기반으로 하는 주변 FRTU들과의 1:1 통신을 통해 수집되는 3상 전압RMS 값, 3상 전류RMS 값, 3상 전류 1사이클 파형 등으로부터 고장/돌입/HIF 여부를 판단하고 신속하고 정확하게 고장구간을 판단, 자율적으로 분리할 수 있도록 하여 전력공급의 신뢰도를 높일 수 있는 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been invented in view of the problems caused by the error of fault determination and the error of judgment and failure of the power outage region and the delay of the power outage in the conventional distribution automation system as described above. 3-phase voltage RMS value collected through 1: 1 communication with neighboring FRTUs based on 3-phase fault current RMS value, 3-phase fault current waveform, voltage RMS value, current direction, and NAVER map information In power distribution system that can improve reliability of power supply by determining fault / inrush / HIF from 3 phase current RMS value, 3 phase current 1 cycle waveform, and quick and accurate fault section and autonomous separation It provides intelligent FRTU based fault section determination and autonomous separation method.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가공 배전선로의 개폐기에 설치되는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에 의해 전압, 전류 센서로부터 계측되는 3상 전압, 전류 파형으로부터 고장/돌입/HIF(High Impedance Fault) 여부를 판단한 후 유비쿼터스 기반의 배전계통 환경하에서 네이버 존(Zone)의 FRTU요소들과 1:1 통신을 통해 3상 전압, 전류 정보를 수집하여 자기 보호구간에 대한 고장 발생여부를 스스로 판단하고, 차단기(CB;Circuit Breaker)나 리클로우저가 영구 개방되기 전에 자율적으로 고장구간을 분리하도록 함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fault / inrush / HIF (High Impedance Fault) from a voltage, a three-phase voltage measured by a current sensor, and a current waveform by a FRTU (Feeder Remote Terminal Unit) installed in a switchgear of a overhead distribution line. After determining whether there is a failure in the self-protection section by collecting three-phase voltage and current information through 1: 1 communication with FRTU elements of Naver Zone in the ubiquitous-based distribution system environment, The circuit breaker (CB; circuit breaker) is characterized in that the failure section is autonomously separated before the recloser is permanently opened.

이와 같은 본 발명의 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법을 적용함으로 인하여 고장지역과 정전시간을 줄여 사고파급효과를 최소화할 수 있으며, 고장표시기의 동작신뢰도를 향상시켜 고장구간을 정확하게 추론함으로써 사고로 인한 피해를 예방할 수 있는 효과가 있다.By applying intelligent FRTU based fault section determination and autonomous separation method in the distribution system of the present invention, it is possible to minimize fault spreading effect by reducing fault area and blackout time, and improve fault reliability by improving operation reliability of fault indicator. Accurate reasoning has the effect of preventing accidental damage.

이하, 본 발명의 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the intelligent FRTU based fault interval determination and autonomous separation method in the distribution system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 지능형 FRTU의 블록구성도로서, 개폐기(10) 양단의 각 상에 전압센서(VS)가 설치되고 일측단의 각 상에 전류센서(CT)가 설치된다. 상기 개폐기 양단에 설치되는 전압센서와 일단에 설치되는 전류센서로부터 제공되는 3상 전압, 3상 전류신호들은 서지로부터 회로를 보호하기 위해 구성되는 서지보호기(20)를 통과한 후 계측부(30)에 전송된다. DSP(40)는 계측부 내의 A/D 컨버터로부터 다회로의 3상 전압, 전류 신호를 읽어 들여 고장 여부를 판단하고, 고장거리를 계산하며 대응하는 전략을 수립하게 된다.Figure 2 is a block diagram of the intelligent FRTU of the present invention, the voltage sensor VS is installed on each end of the switch 10, the current sensor CT is installed on each side of one end. The three-phase voltage and three-phase current signals provided from the voltage sensor installed at both ends of the switch and the current sensor installed at one end pass through the surge protector 20 configured to protect the circuit from the surge and then to the measurement unit 30. Is sent. The DSP 40 reads the three-phase voltage and current signals of the multi-circuit from the A / D converter in the measurement unit to determine whether there is a failure, calculates the distance of failure, and establishes a corresponding strategy.

상기 DSP(40)는 계측되는 신호로부터 전류, 전압 상태 그리고 전류방향 등을 감시한다. 그리고 고장 발생시, 고장 전후 수 주기 동안의 고장전류파형, 전압파형 그리고 고장정보를 EEPROM(50)에 기록한다. 랜(LAN)포트(60)는 중앙제어장치(DSP)는 물론 FRTU간 통신을 위한 통신포트이다. 상기 랜포트(60)는 임의의 FRTU가 고장판단, 고장거리 계산, 고장 지역판단 및 자율분리를 목적으로 다른 FRTU 또는 중앙제어장치와 고속으로 정보를 교환하는 데에 있어 매우 중요한 역할을 한다.The DSP 40 monitors the current, the voltage state, and the current direction from the measured signal. When a failure occurs, the fault current waveform, voltage waveform, and fault information for several cycles before and after the fault are recorded in the EEPROM 50. The LAN port 60 is a communication port for communication between the FRTU as well as the central control unit (DSP). The LAN port 60 plays a very important role in any FRTU exchanging information with other FRTUs or central controllers at high speed for fault determination, fault distance calculation, fault zone determination and autonomous separation.

도 3은 본 발명의 지능형 FRTU간 유비쿼터스 기반의 배전시스템에 대한 개략도로서, 최근 센서 및 IT기술의 발전으로 배전시스템(DAS)이 유비쿼터스 환경으로 급격히 진화되고 있다. 본 발명은 도 3에서와 같이 이중화된 인터넷 광 선로를 기반으로 자유로운 유무선 접속이 가능하도록 함으로써, 배전 설비들 간의 자유로운 광 접속 및 고 신뢰도의 통신이 가능하게 하며, 선로상의 FRTU간 자유로운 1:1 통신 및 대량의 데이터에 대한 고속처리가 가능하도록 한 것이다.FIG. 3 is a schematic diagram of an intelligent FRTU-based ubiquitous distribution system according to the present invention. Recently, due to the development of sensors and IT technology, a distribution system (DAS) is rapidly evolving into a ubiquitous environment. The present invention enables free wired / wireless connection based on a redundant Internet optical line as shown in FIG. 3, enabling free optical connection and high reliability communication between distribution facilities, and free 1: 1 communication between FRTUs on a line. And high-speed processing of a large amount of data.

본 발명에서 제안하는 지능형 FRTU의 운전제어전략은, 반주기마다 전류 실효값을 계산하고 픽업 값과 비교하여 LIF(Low Impedance Fault) 시작점을 확인하며, 또한 전압 반주기 값의 실효 값을 계산, 저전압 기준 값과 비교하여 HIF 시작 여부를 판단한다. 고장 전 1주기 3상 전류 파형, 고장 후 최대 전류상의 첫 번째, 두 번째, 그리고 세 번째 3상 전류, 3상 전압파형을 1주기 씩 기록한다. 그리고 DFT(Digital Fourier Transformation)를 통해 고장 후 최대 전류상의 첫 번째와 두 번째 1주기 파형에 대해서는 고조파 크기를 얻어 ANN을 통해 고장/돌입 여부를 판단하며 고장 전 및 고장 후 세 번째 3상 전압 및 전류 1주기 파형에 대해서는 기본파 성분을 얻어, 고장거리를 계산한다. 그리고 고장판단이 이루어지는 경우 주변 FRTU들과 1:1 통신을 통해 고장구간 판단 및 자율분리가 이루어지도록 도 4의 운전제어전략을 나타낸 흐름도와 같이 설계된다.The operation control strategy of the intelligent FRTU proposed in the present invention calculates the current effective value every half cycle, checks the starting point of the LIF (Low Impedance Fault) by comparing with the pickup value, and calculates the effective value of the voltage half cycle value, and calculates the low voltage reference value. It is determined whether to start HIF by comparing with. Record one cycle three-phase current waveform before failure, the first, second, and third three-phase current, three-phase voltage waveforms at maximum current after failure. And through Digital Fourier Transformation (DFT), harmonic magnitudes are obtained for the first and second one-cycle waveforms at the maximum current after failure, and the ANN is used to determine whether the failure / entry is in progress. For one cycle waveform, the fundamental wave component is obtained and the fault distance is calculated. When failure determination is made, it is designed as a flowchart showing the operation control strategy of FIG. 4 so that failure section determination and autonomous separation are performed through 1: 1 communication with neighboring FRTUs.

< 1단계 ><Step 1>

본 발명의 지능형 FRTU는 기존 FRTU와는 달리 주변 FRTU들과의 통신이 가능하도록 설계되기 때문에 동작 초기에 기본 데이터를 초기화하고 중앙제어장치로부 터 전기적 연결성에 기반하여 작성되는 네이버 존(Zone) 데이터를 버퍼에 저장한다. ET(Event Triggering) 상태, FS(Fault Starting)는 고장 시작 상태를 표시한다. i, j는 각각 회로번호, 계측 횟수를 표시한다. 각 상의 이벤트 트리거링 상태 ETp, 각 상의 전류시작 상태 FSp를 Reset으로 설정한다.Unlike the existing FRTU, the intelligent FRTU of the present invention is designed to communicate with neighboring FRTUs so that basic data is initialized at the initial stage of operation and neighboring zone data created based on electrical connectivity from the central control unit. Store in a buffer. The event triggering (ET) state, fault starting (FS), indicates the fault starting state. i and j indicate the circuit number and the number of measurements, respectively. Set the event triggering state ET p of each phase and the current starting state FS p of each phase to Reset.

네이버 존 데이터는 도 5와 같이 정의된다. 편의상, 네이버 존의 요소(FRTU) 이름은 개폐기 번호로 표시하며, 전기적으로 전원측에서 부하측으로 정렬된다. 네이버 존은 속성, 요소속성 데이터를 가진다.The neighbor zone data is defined as shown in FIG. 5. For convenience, the NAVER Zone element (FRTU) name is indicated by the switch number and is electrically aligned from the power supply side to the load side. NAVER zone has attribute and element attribute data.

먼저, 각 개폐기는 2개의 네이버 존과 관계되는데, 전원 쪽 네이버 존의 속성을 "Source Zone" 부하 쪽 네이버 존의 속성을 "Sink Zone"으로 정의한다. S6의 경우 전원 쪽 네이버 존 SET{S1, S2, S3, S4, S6}의 속성을 "Source Zone", 부하 쪽에 있는 네이버 존 SET{S6, P7 ,1, P9 ,1}의 속성을 "Sink Zone"으로 정의한다. 다음, 네이버 존 SET의 각 요소들은 전원 개폐기를 확인하기 위해 요소속성을 가진다. 예를 들어, 개폐기 S6의 Source 네이버 존 SET{S1, S2, S3, S4, S6}의 모든 요소들에 대해 요소속성이 표시되는데, S1이 요소속성으로 "Source"속성, 나머지 요소 {S2, S3, S4, S6} 의 모든 요소들은 요소속성으로 "Load"속성을 가진다. 반면에 Sink 네이버 존 SET의 {S6, P7 ,1, P9 ,1} 요소들 중 S4가 "Source" 속성 그리고 나머지 요소들이 "Load" 속성을 가진다. 사고정전이나 작업정전 시 정전 존(Zone)의 부하Zone 들은 정전을 피하기 위해 다른 선로로 절체 되는데 이때, 절체되는 부하 Zone들은 전류 변화를 경험하기 때문에 Zone의 속성과 요소속성이 변화된다.First, each switch is associated with two neighbor zones. The attribute of the power-side neighbor zone is defined as "Source Zone" and the load-side neighbor zone is defined as "Sink Zone". In case of S 6 , the attribute of power side neighbor zone SET {S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 6 } is set to "Source Zone", and the load side NAVER zone SET {S 6 , P 7 , 1 , P 9 , 1 } property is defined as "Sink Zone". Next, each element of NAVER ZONE SET has an element attribute to identify a power switch. For example, element properties are displayed for all elements of source neighbor zone SET {S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 6 } of switch S 6 , where S 1 is the "Source" property. , All elements of the remaining elements {S 2 , S 3 , S 4 , S 6 } have a "Load" attribute as the element attribute. On the other hand, of Sink Naver Zone SET's {S 6 , P 7 , 1 , P 9 , 1 } elements, S 4 has a "Source" attribute and the remaining elements have a "Load" attribute. The load zones in the blackout zones are switched to other lines to avoid blackouts during an accidental power outage or work outage. At this time, the zones and element properties of the zones change because the load zones undergo a current change.

상기 도 5에서 개폐기 양단의 "□"은 전압 감지기를 표시하는데, 상(A,B,C상) 별 전압 감지기를 단일 감지기로 표시한 것이다. 반면에 "□"안의 "○"는 전류 감지기를 표시하는데, 상(A,B,C,N상) 별 고장전류 감지기를 단일 고장 전류 감지기로 표시한 것이다. 전압 감지기로부터 정상전압 또는 무전압 상태를 감지한다. 반면에 전류 감지기로부터는 순송, 역송, 무전류 그리고 고장전류 상태를 감지한다. In FIG. 5, "□" at both ends of the switch indicates a voltage detector, and the voltage detector for each phase (A, B, C phase) is displayed as a single detector. On the other hand, "○" in "□" indicates a current detector, which indicates a fault current detector for each phase (A, B, C, N phase) as a single fault current detector. Detect steady or no voltage condition from the voltage detector. On the other hand, current detectors detect forward, reverse, no current, and fault current conditions.

< 2단계 ><Step 2>

AD 컨버터로부터 다 회로에 대한 3상 전압, 전류 데이터 Ii,a,j, Ii,b,j, Ii,c,j, Ii,n,j, Vi,a,j, Vi,b,j, Vi,c,j를 n회로에 대해서 읽는다. 여기서 Ii,p,j, Vi,p,j는 각각 i번째 회로, p상에서, j번째로 계측되는 샘플 전류, 전압 데이터를 의미한다. 그리고 n은 최고 회로 수로써 다 회로 개폐기의 경우 최대 4까지 표시될 수 있다.Three-phase voltage, current data I i, a, j , I i, b, j , I i, c, j , I i, n, j , V i, a, j , V i from the AD converter to multiple circuits Read b, j , V i, c, j for n circuits. Here, i i, p, j , V i, p, j denote sample current and voltage data measured for the j-th on the i-th circuit and p-phase, respectively. N is the maximum number of circuits and can be displayed up to 4 for a multi-circuit switch.

< 3단계 ><Step 3>

전류 상 p를 a로 설정한다.Set the current phase p to a.

< 4단계 ><Step 4>

ETp를 확인한다. 만약 ETp가 SET이면 p상이 고장전류의 가능성이 있는 이벤트 트리거링 상태이기 때문에 직접 5단계로 간다. 반면에 ETp가 RESET이면 고장전류의 가능성이 있는지를 확인하기 위해 샘플간 전류 차의 절대치 abs(Ii,p,j-Ii,p,j-1)를 구해 그 값이 기 설정된 기준 값 TV(Triggering Value)보다 큰 지를 확인한다. 만약 크면 이벤트 트리거링 상태가 되어 ETp를 SET로 설정한 다음 5단계로 간다. Check ET p . If ET p is SET, go directly to step 5 because the p-phase is a triggering event with a possible fault current. On the other hand, if ET p is RESET, the absolute value abs (I i, p, j -I i, p, j-1 ) of the current difference between samples is determined to determine whether there is a fault current. Check if it is greater than TV (Triggering Value). If it is large, the event is triggered, set ET p to SET, and then go to step 5.

< 5단계 ><Step 5>

샘플 값을 Ip, Vp에 순차적으로 저장한다. 여기서 Ip, Vp는 각각 p상 전류, 전압 파형을 표시한다. Sample values are stored sequentially in I p and V p . Where I p and V p represent the p-phase current and voltage waveforms, respectively.

< 6단계 ><Step 6>

p상의 제로 크로싱 여부를 확인, 만약 제로 크로싱이면 7단계로 간다. Check for zero crossing on p. If zero crossing, go to step 7.

< 7단계 ><Step 7>

ETp가 SET이면 8단계로 간다. 반면에 RESET이면 p=n인지의 여부를 확인한다. 만약 p≠n이면 p를 다음 상으로 설정하고 4단계로 돌아간다. 반면에 p=n이면 a, b, c, n상 전류 샘플 값에 대한 처리가 완료됐기 때문에 도 7의 ⓑ로 가서 다음에 설명한 12단계의 무전압 여부를 확인, HIF를 판단한다.If ET p is SET, go to step 8. On the other hand, if RESET, check whether p = n. If p ≠ n, set p to the next phase and go back to step 4. On the other hand, if p = n, since the processing for the a, b, c, n phase current sample values is completed, go to ⓑ of FIG. 7 to check whether there is no voltage in step 12 described below, and determine HIF.

< 8단계 ><Step 8>

FSp가 SET이면 다음의 10단계로 간다. 만약 RESET이면 반주기 파형 Ip에 대한 실효 값 Ip , RMS를 구하고 9단계로 간다.If FS p is SET, go to step 10 below. If RESET, find the effective value I p , RMS for the half-period waveform I p and go to step 9.

< 9단계 ><9 levels>

Ip , RMS>Ppickup(상 픽업전류)이면 p상 고장으로 판단하고 FSp를 SET로 설정하고 10단계로 간다. 반면에 Ip ,RMS<=Ppickup이면 p=n인지의 여부를 확인한다. 만약 p≠n이면 ETp를 RESET으로, p를 다음 상으로 설정하고 4단계로 돌아간다. 반면에 p=n이면 a, b, c, n상 전류 샘플 값에 대한 처리가 완료됐기 때문에 도 7의 ⓑ로 가서 12단계의 무전압 여부를 확인, HIF를 판단한다. If I p , RMS > P pickup (phase pickup current), it is considered as p phase fault and set FS p to SET and go to step 10. On the other hand, if I p , RMS <= P pickup , check whether p = n. If p ≠ n, set ET p to RESET, p to the next phase, and return to step 4. On the other hand, if p = n, since the processing for the a, b, c, n phase current sample values is completed, go to ⓑ of FIG. 7 to check whether there is no voltage in step 12, and determine HIF.

< 10단계 ><Step 10>

ZCp++를 구한다. 그리고 도 6의 ⓓ 로 가서 11단계를 시작한다.Obtain ZC p ++. Then go to ⓓ of Figure 6 and starts step 11.

< 11단계 ><Step 11>

만약 ZC=2이면 고장 후 첫 번째 주기의 1주기 고장전류 파형 Ip1을 기록한 후, p=n이면 도 4의 ⓐ로 가서 2단계를 실행한다. 반면에 p≠n이면 p를 다음 상으로 설정한 후 4단계로 간다. ZC=4이면 고장 후 2번째 1주기 고장전류 파형 Ip2를 기록한다. 다음 p=n이면 고장판단 단계로 가서 도 8의 ⓔ의 절차를 실행한다. ZC=6이면 고장 후 3번째 1주기 고장전류 파형 Ia1 *, Ib1 *, Ic1 *, Ia3, Ib3, Ic3, Va3, Vb3, Vc3를 기록한다. 다음 p=n이면 고장거리 판단 단계를 실행한다. 반면에 p≠n이면 p를 다음 상으로 설정한 후 4단계로 간다. 여기서 Ipc *, Ipc는 각각 p상의 고장 전, 고장 후의 c번째 1주기 전류파형, Vpc 는 고장 후 c번째 1주기 전압파형을 표시한다. 상간 또는 3상 단락고장인 경우를 고려하여 a, b, c상에 대한 Ip1 *, Ip3는, Vp3가 얻어진다.If ZC = 2, record one cycle fault current waveform I p1 of the first cycle after failure, and if p = n, go to ⓐ of FIG. 4 and execute step 2. On the other hand, if p ≠ n, go to step 4 after setting p to the next phase. If ZC = 4, record the second 1st cycle fault current waveform I p2 after the fault. If p = n, go to fault determination step and execute the procedure of ⓔ of FIG. If ZC = 6, record the third one-cycle fault current waveforms I a1 * , I b1 * , I c1 * , I a3 , I b3 , I c3 , V a3 , V b3 and V c3 after the fault. If p = n, the fault distance determination step is executed. On the other hand, if p ≠ n, go to step 4 after setting p to the next phase. Where I pc * and I pc are the c-th cycle of the first cycle current waveform before and after the fault on p, respectively, and V pc is the c-th cycle of the voltage waveform after the failure. Consider the case of phase-to-phase or three-phase short circuit fault and I p1 *, I p3 for the a, b, c is, the V p3 is obtained.

< 12단계 ><Step 12>

HIF 여부를 결정하기 위해 각 전압상의 무전압 여부를 확인한다. 먼저 상 p 를 a로 설정한 후 13단계로 간다.To determine whether HIF is checked, there is no voltage on each voltage. First set phase p to a, then go to step 13.

< 13단계 ><Step 13>

전압 샘플 데이터를 저장한 후 p상 전압의 제로 크로싱 여부를 확인한다. 만약 p상이 제로 크로싱이 아니고 p≠n이면 p를 다음 상으로 설정한 후, 13단계를 반복하지만, p=n이면 2단계로 간다. 반면에 p상이 제로 크로싱에 성공하면 14단계로 간다.After storing the voltage sample data, check for zero crossing of the p-phase voltage. If p phase is not zero crossing and p ≠ n, then set p to the next phase and repeat step 13, but if p = n, go to step 2. On the other hand, if p-phase succeeds in zero crossing, go to step 14.

< 14단계 ><Step 14>

무전압 시작 상태 NSp=SET이면 15단계로 간다. 반면에 NSp≠SET이면 반주기 전압 실효 값 Vp , RMS 값을 계산한다. 만약 Vp , RMS>Vmin이고 p≠n이면 p를 다음 상으로 설정한 후, 13단계로 가거나 p=n이면 2단계로 간다. 반면에 Vp ,RMS<Vmin이면 무전압 시작 상태 NSp를 SET로 설정한다. 그리고 15단계로 간다.If no voltage start state NS p = SET, go to step 15. On the other hand, if NS p ≠ SET, the half-cycle voltage rms V p and RMS values are calculated. If V p , RMS > V min and p ≠ n, then set p to the next phase, then go to step 13 or go to step 2 if p = n. On the other hand, if V p , RMS <V min, the no-voltage start state NS p is set to SET. Then go to step 15.

< 15단계 ><Step 15>

만약 p≠n이면 p를 다음 상으로 설정한 후 13단계로 간다. 반면에 p=n이면 NSp정보로부터 무전압 상의 수 NVC를 계산한 후, 만약 NVC<3이면 HIF로 판단한 후 HIF 고장구간 판단 단계로서 HIF구간 판단 및 자율고장구간 분리절차를 수행한다. 반면에 NVC=3이면 개폐기나 차단기가 개방상태이므로 2단계로 간다.If p ≠ n, set p to the next phase and go to step 13. On the other hand, if p = n, the number of voltageless phases NVC is calculated from the NS p information, and if NVC <3, the HIF is determined, and then HIF section determination and autonomous failure section separation procedure are performed as the HIF fault section determination step. On the other hand, if NVC = 3, the switch or the breaker is in the open state.

본 발명의 고장판단 단계는 다음과 같다.The fault determination step of the present invention is as follows.

본 발명에서는 최대 고장 전류상의 2주기 데이터를 활용한 고장판단 기법을 제안한다. 도 8은 본 발명에서 제안되는 고장판단 절차를 보인다. 고장 시작 상태 FSp정보로부터 최대 고장 상 전류를 가지는 상의 고장 후 첫 번째와 두 번째 1주기 파형 데이터 Ip1, Ip2를 얻는다.In the present invention, a fault determination method using two-cycle data on the maximum fault current is proposed. 8 shows a fault determination procedure proposed in the present invention. The first and second one-cycle waveform data I p1 , I p2 after the phase failure with the maximum fault phase current are obtained from the failure start state FS p information.

그리고 각각에 대한 디지털 퓨리에 변환(DFT;Digital Fourier Transformation)을 통해 1-5조파의 고조파 크기, i1(j), i2(j)를 얻는다. 여기서, i1(j)는 첫 번째 1주기의 j조파 크기를 표시한다. 이를 기반으로 ANN의 입력 패턴 p를 {i1(0)/i1(1), i1(2)/i1(1), i1(3)/i1(1), i1(4)/i1(1), i1(5)/i1(1), i2(0)/i1(1), i2(2)/i1(1), i2(3)/i1(1), i2(4)/i1(1), i2(5)/i1(1)}로 결정한다. 그리고 ANN에 입력하여 추론결과를 확인한다. 이때 ANN의 출력이 0인 경우 돌입전류이므로 도 4의 ⓐ로 간다. 반면에 출력이 1인 경우 선로고장이므로 LIF 고장구간 판단 단계로 가서 고장구간 판단 및 자율고장구간 분리절차를 수행한다. Then, the digital Fourier transform (DFT) for each of them obtains harmonic magnitudes of 1-5 harmonics, i 1 (j) and i 2 (j). Here, i 1 (j) denotes the j harmonic magnitude of the first one period. Based on this, the input pattern p of ANN is defined as {i 1 (0) / i 1 (1), i 1 (2) / i 1 (1), i 1 (3) / i 1 (1), i 1 (4 ) / i 1 (1), i 1 (5) / i 1 (1), i 2 (0) / i 1 (1), i 2 (2) / i 1 (1), i 2 (3) / i 1 (1), i 2 (4) / i 1 (1), i 2 (5) / i 1 (1)}. Then enter the ANN to check the inference result. At this time, when the output of the ANN is 0, the inrush current goes to ⓐ of FIG. 4. On the other hand, if the output is 1, it is a line fault, so go to the LIF fault section judgment step and perform the fault section determination and autonomous fault section separation procedure.

다음은 본 발명의 LIF 고장구간 판단 단계에 관한 것이다. The following relates to the LIF failure section determination step of the present invention.

1) FRTU 기반 LIF 구간 탐색법1) FRTU based LIF interval search method

본 발명에서는 FRTU 간 1:1 통신을 기반으로 하는 고장전류 트리거링 전류방향 기반 독립적 탐색법을 LIF 구간 판단법으로 한다. FRTU는 기능상 또는 여러 가지 이유로 인해 고장전류를 경험하고도 동작하지 않을 수 있는데, 이러한 경우를 방지하기 위해서 고장구간의 진위여부를 확인하는 절차가 포함된다. 도 9는 상기 FRTU를 기반으로 LIF 고장구간을 판단하기 위한 탐색법을 나타낸 것이다.In the present invention, the fault current triggering current direction based independent search based on 1: 1 communication between FRTUs is referred to as a LIF interval determination method. The FRTU may not operate even after experiencing a fault current for functional or various reasons. This includes procedures to verify the authenticity of the fault zone. 9 shows a search method for determining a LIF failure section based on the FRTU.

도 9에서 존(ZONE) {S6, P7 ,1}에서 1선 지락 고장이 발생하고 S4의 FRTU 고장 표시기가 부 동작한 경우를 가정해보자. 차단기(CB), 리클로우저(R/C), S1, S4, S6 FRTU들은 고장전류를 경험한다. 따라서 이들 FRTU들은 고장전류에 트리거링 되어 독립적으로 자기 Sink 네이버 ZONE SET의 FRTU 요소들과 1:1 통신을 시도함으로써 Sink ZONE에 대한 고장여부를 확인한다. 이때, CB, R/C들은 자기 Sink 네이버 ZONE 요소들 중 하나가 고장전류를 경험하기 때문에 고장구간 탐색에 실패한다. 그러나 S1과 S6는 자기 Sink 네이버 ZONE SET의 모든 요소들이 고장전류를 경험하지 않기 때문에 HR 1-2에 의해 각각 자기 Sink ZONE을 고장구간으로 판단한다. 특히, S1의 경우는 S4의 FRTU 고장 표시기 부 동작으로 인해 거짓 고장구간을 추론한다. 이 문제는 고장구간을 추론한 각 FRTU들이 자기 Sink 네이버 ZONE SET의 모든 FRTU들에게 자기 Sink 네이버 ZONE 요소들의 고장전류 감지여부를 확인함으로써 해결될 수 있다. 예를 들면, S1 FRTU의 경우 S2, S3, S4의 FRTU들에게 자기 Sink ZONE SET 요소들의 고장전류 감지여부를 확인, 보고하게 한다. 이때, S4의 FRTU가 S6의 고장전류 감지여부를 확인, S1에게 보고함으로써 S1은 거짓고장임을 확인할 수 있다. 반면에 S6의 FRTU는 자기 Sink ZONE SET 요소 P7 , 1으로부터 고장전류를 감지하지 않았음을 보고 받음으로써 자기 Sink ZONE이 고장구간 임을 최종적으로 확인한다.Suppose a one-line ground fault occurs in zone {S 6 , P 7 , 1 } in FIG. 9 and the FRTU fault indicator of S 4 is inoperative. Breakers (CB), reclosers (R / C), S 1 , S 4 , and S 6 FRTUs experience fault currents. Therefore, these FRTUs are triggered by the fault current and independently try 1: 1 communication with the FRTU elements of their Sink NAVER ZONE SET to check the Sink Zone for faults. At this time, the CB and R / Cs fail to detect the fault section because one of the magnetic sink zone elements experiences a fault current. However, since S 1 and S 6 do not experience any fault currents in all elements of the magnetic sink zone set, HR 1-2 determines the magnetic sink zone as the failure section. In particular, in case of S 1 , a false fault section is inferred due to the operation of the FRTU fault indicator of S 4 . This problem can be solved by each FRTU inferring the fault interval by checking all the FRTUs of the self sink NAVER ZONE SET to detect the fault current of the magnetic sink NAONE elements. For example, in the case of S 1 FRTU, the FRTUs of S 2 , S 3 , and S 4 check and report whether the fault current is sensed by their Sink Zone Set elements. At this time, the S 4 FRTU check whether the fault current detection S 6, by reporting to the S 1 S 1 can determine that the fault lies. On the other hand FRTU of S 6 it is finally confirmed that a magnetic Sink ZONE SET P element 7, by receiving the report did not detect any fault current from the first magnetic Sink ZONE the fault section.

2) FRTU기반 LIF 구간 자율 분리 절차2) FRTU-based LIF interval autonomous separation procedure

일반고장의 경우 리클로우저는 순시(F), 지연(D) 동작을 반복하게 되며, 이 동작 중에 상당 수의 고장은 자연 소멸된다. 그러나 영구고장의 경우 이 동작을 반복, 전력설비의 피로도를 누적시키고 궁극적으로는 정전구간을 확대시킨다. 이러한 상황하에서 정해진 무전압 감지 횟수의 무전압 상태에서 고장 ZONE의 모든 FRTU들에게 개폐기 개방명령을 내림으로써 고장 ZONE을 자율적으로 분리, 순간고장은 제거하고 영구고장의 경우 리클로우저를 반드시 재투입에 성공시켜 정전구간을 최소화한다. 이때 배전선로는 CB-리클로우저 협조선로 뿐만 아니라 CB 단독선로가 혼재한다. 따라서 계통의 형태에 따라 고장구간 분리 시점이 결정돼야 한다.In case of general failure, the recloser repeats the instantaneous (F) and delayed (D) operation, and a large number of failures naturally disappear during this operation. However, in the case of permanent failure, this operation is repeated to accumulate fatigue in the power plant and ultimately to extend the blackout period. Under this situation, the switch zone is open to all FRTUs of the fault zone in the no-voltage state of the no-voltage detection number, and the fault zone is separated autonomously and the momentary fault is removed. It succeeds to minimize the blackout period. In this case, the CB-recloser cooperative line as well as the CB single line are mixed. Therefore, the separation point of fault section should be decided according to the type of system.

도 10은 임의의 FRTU0 에 대한 고장 시 고장 ZONE 확인 및 자율 분리 전략을 단계별로 나타낸 것으로, 1단계는 독립적으로 실행되는 경우가 아닌 경우 반복될 수 있으므로 생략될 수 있다.FIG. 10 illustrates a step-by-step failure zone check and autonomous separation strategy for a failure for any FRTU 0 , and step 1 may be omitted since it may be repeated if not executed independently.

< 1단계 ><Step 1>

FRTU0에 대한 IP와 픽업전류가 설정되면, FRTU0는 ADS의 중앙제어장치로부터 SRZS(Source Zone Set)와 SZS(Sink Zone Set)의 정보를 다운로드한다.If the IP and the pick-up currents for the setting FRTU 0, 0 FRTU downloads the information of SRZS (Source Zone Set) and SZS (Sink Zone Set) from the central control unit of the ADS.

< 2단계 ><Step 2>

FRTU0는 전류를 감시하며 전류가 설정된 픽업전류를 초과하고 ANN 출력이 고장을 판단하면 고장전류 감지상태로 전환된다. FRTU 0 monitors the current and when the current exceeds the set pickup current and the ANN output determines a fault, it switches to fault current detection.

< 3단계 ><Step 3>

FRTU0는 전류방향에 근거하여 SZS1(Sink Zone Set 1)을 결정한다. 만약 선로 사고나 작업정전으로 선로가 재구성되어 역송 상태이면 SRZS가 SZS1로 결정된다. 다음 SZS1의 각 요소들 FRTUi와 1:1 통신을 통해 FID(Fault Information Data) 정보를 수집한다. 만약 a, b 또는 c상 고장이고 고장전류 감지상태 즉 FCSS(Fault Current Sensing Status)를 가지는 FRTU가 존재하거나, n상 고장이고 무전압 감지상태 즉 NVSS(Nil-Voltage Sensing Status)를 경험한 요소들이 존재하지 않으면, HR 1-2에 근거하여 SZS1은 건전구간으로 판단하고 단계 2로 간다. 반면에 모든 요소들이 고장전류를 경험하지 않거나 무전압을 경험한 요소가 있으면 HR 1-2에 근거하여 SZS1 을 고장 ZONE 예비후보로 하고 실제 고장여부를 판정하기 위해 SZS1의 각 요소들 FRTU1i에 FCS 수집명령을 내리고 단계 4로 간다.FRTU 0 determines SZS1 (Sink Zone Set 1) based on the current direction. If the line is reconstructed due to a line accident or work outage, SRZS is determined to be SZS1. Next, FID (Fault Information Data) information is collected through 1: 1 communication with each element of SZS1 FRTU i . If there are FRTUs with a, b or c phase faults and have a fault current sensing state, or FCSS (Fault Current Sensing Status), or elements that have experienced n-phase faults and have experienced a no-voltage sensing state, or NVSS (Nil-Voltage Sensing Status), If not present, based on HR 1-2, SZS1 is determined to be a health zone and goes to step 2. On the other hand, if all the elements do not experience fault current or have no voltage, SCSS1 is designated as a preliminary zone for failure zone based on HR 1-2 and FCS is applied to each element FRTU1 i of SZS1 to determine whether there is a real fault. Give the collection order and go to step 4.

< 4단계 ><Step 4>

FRTUi는 SZS2를 결정한다. 그리고 각 요소들 FRTU2i에 1:1 통신을 통해 FID 수집명령을 내린다. 만약, a, b 또는 c상 고장이고 SZS2의 모든 요소들이 고장전류를 경험하지 않았으면, 또는 n상 고장이고 SZS2의 임의의 요소가 임의의 상에서 무전압을 경험하는 경우, FRTU0는 HR 1-2에 근거하여 이들 정보로부터 SZS1을 고장 ZONE으로 최종 판단, 단계 5로 간다. 반면에 고장전류 감지상태가 존재하면 FRTU0는 FRTUi가 부 동작한 것으로 판단하여 SZS1을 정상 ZONE으로 판정, 단계 2로 간다. FRTU i determines SZS2. In addition, each element of FRTU2 i is issued a FID collection command through 1: 1 communication. If a, b or c phase failure and all elements of SZS2 have not experienced a fault current, or if n phase failure and any element of SZS2 experiences no voltage in any phase, FRTU 0 is HR 1- Based on 2, the SZS1 is finally determined to be a fault zone from these information, and the process goes to step 5. On the other hand, if there is a fault current detection state, FRTU 0 determines that FRTU i is inoperative and determines SZS1 as normal zone, and proceeds to step 2.

< 5단계 ><Step 5>

FRTU0는 HR 2에 의해 정해지고 미리 설정된 무 전압 횟수에 도달하면 SZS1의 모든 FRTU들에게 개폐기 개방명령을 내린다.FRTU 0 is set by HR 2 and when the preset no-voltage number is reached, all switch units of SZS1 are commanded to open or close the switch.

HR 1 : 만약 a, b 또는 c 상 고장이고 FCES = {} 이면 FRTU는 자기의 Sink Neighbor Zone을 고장 ZONE으로 한다. 여기서 FCES(Fault Current Element Set)는 SINK 네이버 ZONE SET의 요소 중 고장전류를 경험한 요소들의 집합이다.HR 1: If a, b or c phase failure and FCES = {}, FRTU sets its sink neighbor zone to the failure zone. Here, FCES (Fault Current Element Set) is a set of elements that have experienced fault current among elements of SINK NAVER ZONE SET.

HR 2 : 만약 n상 고장이고 NVES ={}이면 FRTU는 자기의 Sink 네이버 Zone을 고장 ZONE으로 한다. 여기서 NVES(Nil-Voltage Element Set)는 Sink 네이버 ZONE SET의 요소 중 무전압을 경험한 요소들의 집합이다.HR 2: If n-phase fault and NVES = {}, FRTU sets its sink neighbor zone to fault zone. In this case, the NVES (Nil-Voltage Element Set) is a set of elements that have experienced no voltage among the elements of the Sink NAVER ZONE SET.

HR 3 : 만약 고장전류를 경험하고 PNVC = CNVC이면 FRTU는 고장구간 분리 시점으로 한다. 여기서 PNVC는 FRTU0에 미리 설정된 무 전압 횟수이고 CVNC는 현재의 무 전압 감지 횟수이다.HR 3: If the fault current is experienced and PNVC = CNVC, FRTU is the point of fault separation. Where PNVC is the preset no-voltage count in FRTU0 and CVNC is the current no-voltage sense count.

다음은 본 발명의 HIF 구간 판단 단계에 관한 것이다. The following relates to the HIF interval determination step of the present invention.

1) FRTU기반 HIF 구간 탐색법1) FRTU based HIF section search method

본 발명에서는 FRTU 간 1:1 통신을 기반으로 하는 전압센서 에러를 고려한 무전압 트리거링 전류방향에 대한 독립적 탐색법을 HIF 구간 판단법으로 한다. 실제 배전계통 관리과정에서 전압센서 에러는 발생할 수 있으며, 이것은 운영자를 당황스럽게 함은 물론, HIF를 판단하는 과정에서 상당한 신뢰도 저하문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 전압센서가 2개 연속적으로 발생할 확률은 매우 낮으므로 하나의 전압센서 에러가 고려된 전략이 제안된다.In the present invention, an independent search method for a voltage-free triggering current direction considering a voltage sensor error based on 1: 1 communication between FRTUs is a HIF interval determination method. Voltage sensor errors can occur in the actual distribution system management process, which can be embarrassing to the operator and can cause significant reliability problems in determining the HIF. Therefore, since the probability of occurrence of two consecutive voltage sensors is very low, a strategy considering one voltage sensor error is proposed.

먼저 임의의 한 상에서 무전압을 경험한 FRTU는 Sink 네이버 ZONE의 요소들 중 임의의 요소에 대해 동일 상의 무전압을 확인한다. 만약 무전압을 경험하면 HIF 로 판단하고, 그렇지 않으면 전압센서 에러로 확인한다. 일단 HIF로 판단되면 Source 네이버 ZONE의 요소들 중 전원속성 요소의 동일상에 대한 무전압 여부를 확인한다. 만약 정상 전압상태이면 그 Sourec 네이버 Zone을 고장 Zone으로 하고 그렇지 않으면 고장 Zone 탐색에 실패, 원래의 전압감시 업무를 계속한다. First, the FRTU, which has experienced no voltage on any phase, checks the voltage on the same phase for any of the elements of the Sink Naver ZONE. If no voltage is encountered, it is determined by HIF. Otherwise, it is checked by voltage sensor error. Once it is determined as HIF, check whether there is no voltage on the same phase of the power attribute elements among the elements of the source neighbor zone. If the voltage is normal, the Sourec Naver Zone is the fault zone. Otherwise, the fault zone search fails and the original voltage monitoring service continues.

도 11은 S1 부하단의 b상에서 1선 지락 형태의 HIF가 발생한 경우를 보인다. 먼저 개폐기S2, S3, S4가 모두 HR 1을 만족하는 무전압을 경험하나 S4를 중심으로 탐색과정이 설명된다. 개폐기 S4는 b상에서 무전압을 경험하기 때문에 FRTU는 Sink 네이버 ZONE의 요소들 중 개폐기 S6의 FRTU에게 1:1 통신을 기반으로 b상의 무전압 여부를 확인한다. 이때, S6가 무전압을 경험하지 않는다면 전압센서 에러로 판정 정상상태로 복귀한다. 반면에, 무전압을 경험하면 HIF로 판단하고 Source 네이버 ZONE의 요소들 중 전원속성의 S1 FRTU에게 동일상에 대한 무전압 여부를 확인한다. 이때, 전원 속성의 FRTU가 정상전압 상태를 보이기 때문에 그 Source 네이버 Zone를 고장 Zone으로 판단한다.FIG. 11 shows a case where HIF in the form of a one-wire ground fault occurs on b of the S 1 load stage. First, the switches S 2 , S 3 , and S 4 all experience a no-voltage that satisfies HR 1, but the search process is described centering on S 4 . Since switch S 4 experiences no voltage on phase b, FRTU checks the voltage of phase b on the basis of 1: 1 communication to FRTU of switch S 6 among elements of Sink NAVER ZONE. At this time, if S 6 does not experience no voltage, it returns to the normal state determined by the voltage sensor error. On the other hand, when experiencing no voltage, it is determined as HIF and checks whether there is no voltage for the same phase to S1 FRTU of the power property among the elements of the source neighbor zone. At this time, since the FRTU of the power property shows a normal voltage state, the source neighbor zone is determined as the fault zone.

2) FRTU 기반 HIF 구간 자율분리법2) FRTU based HIF interval autonomous separation

배전선로상의 임의의 FRTU0에 대한 HIF시 고장 ZONE 확인 및 자율 분리 전략은 도 12에 나타낸 바와 같이 5 단계로 설명된다. 단, 1단계는 독립적으로 실행되는 경우가 아닌 경우 반복될 수 있으므로 생략될 수 있다.HIF failure zone identification and autonomous separation strategies for any FRTU 0 on the distribution line are described in five steps as shown in FIG. However, step 1 may be omitted since it may be repeated unless it is executed independently.

< 1단계 ><Step 1>

FRTU0에 대한 IP와 픽업전류가 설정되면, FRTU0는 ADS의 중앙제어장치로부터 SRZS(Source Zone Set)와 SZS(Sink Zone Set)의 정보를 다운로드한다.If the IP and the pick-up currents for the setting FRTU 0, 0 FRTU downloads the information of SRZS (Source Zone Set) and SZS (Sink Zone Set) from the central control unit of the ADS.

< 2단계 ><Step 2>

FRTU0는 말단 개폐기 상태에서 전압을 감시, 설정된 무전압 조건을 만족하고 HIF 조건 HR 4를 만족하면 HIF 감지 상태로 전환된다. 반면에 3상 모두 정상 전압 상태이면 2단계를 반복한다.FRTU 0 monitors the voltage in the state of the end switch and transitions to the HIF detection state when the set no-voltage condition is met and the HIF condition HR 4 is satisfied. On the other hand, if all three phases are in the normal voltage state, repeat step 2.

< 3단계 ><Step 3>

FRTU0는 전류방향에 근거하여 SZS(Sink Zone Set)을 결정한다. 다음 SZS의 요소 중 첫번째 FRTU11과 1:1 통신을 통해 NVS(Nil Voltage State) 정보를 수집한다. 그리고 NVS 정보로부터 HR 4를 만족하면 실제 HIF로 판단하고 4단계로 가서 고장구간을 탐색한다. 그렇지 않으면, 전압센서가 에러이기 때문에 2단계로 가서 전압 감시를 계속한다.FRTU 0 determines the SZS (Sink Zone Set) based on the current direction. NVS (Nil Voltage State) information is collected through 1: 1 communication with the first FRTU1 1 of the following elements of SZS. If HR 4 is satisfied from the NVS information, it is determined as an actual HIF, and the process goes to step 4 to find a fault section. Otherwise, go to step 2 and continue monitoring voltage because the voltage sensor is an error.

< 4단계 ><Step 4>

FRTU0는 전류방향에 근거하여 SRZS(Source Zone Set)를 결정한다. 만약 선로사고나 작업정전으로 선로가 재구성되어 역송 상태이면 SZS가 SRZS으로 결정된다. 다음 SRZS의 각 요소들 FRTU1i와 1:1 통신을 통해 각 FRTU1i의 전류 값과 NVS(Nil Voltage State) 정보를 수집한다. 그리고 HR 6에 기반하여 최대전류를 가지는 FRTUi를 SOURCE FRTU로 결정한다. 만약 SOURCE FRTU의 NVS가 RESET이면 HR 5에 근거하여 SRZS1을 HIF 고장 ZONE으로 결정하고 5단계로 간다. 반면에 SET 상태이면 SRZS을 건전 정전구간으로 판단하고 2단계로 간다. FRTU 0 determines SRZS (Source Zone Set) based on the current direction. If the line is reconstructed due to a line accident or work outage, the SZS is determined as SRZS. The elements of the following SRZS FRTU1 i with 1: 1 through the communication collects each FRTU1 current value i and NVS (Nil Voltage State) information. Based on HR 6, FRTU i having the maximum current is determined as SOURCE FRTU. If the NVS of SOURCE FRTU is RESET, determine SRZS1 as HIF fault zone based on HR 5 and go to step 5. On the other hand, if it is in the SET state, the SRZS is regarded as a healthy power failure section and the flow goes to step 2.

< 5단계 ><Step 5>

FRTU0는 HIF 고장구간을 분리하기 위해 개폐기를 자율적으로 개방하고 HIF 고장 정보를 배전자동화시스템의 중앙제어장치에 전송한다. 이때 1:1 통신에 의해 전압, 전류 값 정보를 제공한 SOURCE 네이버 Zone의 Source 속성의 FRTU도 자율적으로 개폐기를 개방함으로써 완전하게 고장구간을 분리하게 된다.FRTU 0 autonomously opens the switchgear to isolate the HIF fault section and transmits the HIF fault information to the central control unit of the distribution automation system. At this time, the FRTU of the Source attribute of the SOURCE NAVER Zone, which provides voltage and current value information through 1: 1 communication, also automatically isolates the fault section by opening the switch.

HR 4 : 3상 중 2상 이하가 무전압 상태를 경험하면 HIF로 판정한다. 임의의 FRTU0는 선로상의 HIF나 고장제거를 위한 CB나 리클로우저의 개폐로 동작 그리고 작업정전 등으로 무전압을 경험하기 때문에 무전압으로 HIF의 가능성을 확인하기 어렵다. 이 규칙은 이러한 경우에 HIF를 확인하기 위한 규칙이다. 일반적으로, 배전선로 사고는 1선 지락이 90%이상으로, 3상 지락사고 또는 3상 단선 사고 확률은 거의 없다. 3상이 모두 무전압을 경험하는 경우는 주로 CB나 리클로우저의 개폐로 동작 또는 작업정전의 경우이다. 따라서 HIF는 1선 또는 2선 지락이나 단선의 형태를 보이기 때문에, 1상 또는 2상이 무전압을 경험하면 HIF로 판단할 수 있다. 즉, 3상이 모두 무전압을 경험하지 않으면 HIF로 판단할 수 있다. HR 4: When two or less of three phases experience a voltage-free condition, it is determined as HIF. It is difficult to identify the possibility of HIF with no voltage because any FRTU 0 experiences no voltage due to HIF on the line, operation of the CB or recloser for fault elimination, operation of the recloser and power failure. This rule is the rule for checking HIF in this case. In general, the distribution line accident is more than 90% of ground fault, there is little probability of three-phase ground fault or three-phase disconnection accident. When all three phases experience no voltage, it is mainly the case of operation or work interruption by opening and closing the CB or recloser. Therefore, since HIF shows the form of a 1-wire or 2-wire ground fault or disconnection, it can be judged as HIF if 1-phase or 2-phase experiences no voltage. In other words, if all three phases experience no voltage, it can be determined as HIF.

HR 5 : 전원 FRTU의 전압상태가 정상 전압상태이고 고장전류를 경험하지 않으면 그 Source 네이버 Zone Set를 HIF Zone으로 판단한다.HR 5: If the voltage state of the power supply FRTU is normal and the fault current is not experienced, the source neighbor zone set is regarded as the HIF zone.

HR 6 : 최대전류를 가지는 요소를 전원속성의 FRTU로 정의한다. 이 규칙은 전원선의 전류가 분기선 전류보다 크다는 사실에 기인한 것으로 전력을 공급하는 FRTU를 확인하기 위한 규칙이다.HR 6: The element with the maximum current is defined as FRTU of the power property. This rule is due to the fact that the current of the supply line is greater than the branch line current, and it is a rule to check the FRTU supplying power.

본 발명의 고장구간에 대한 고장거리 판단 단계는 다음과 같다.The fault distance determination step for the fault section of the present invention is as follows.

본 발명에서 고장거리 판단 절차는 고장판단, 고장타입 판단, 고장경로 판단 그리고 고장거리 추정절차로 구성되며, 도 13은 FRTU 기반 고장거리 추정 절차를 나타낸 것으로 다음에서 설명한 1단계 내지 6단계의 과정으로 이루어진다. 단, 1단계와 3단계는 독립적으로 실행되는 경우가 아닌 경우 반복될 수 있으므로 생략될 수 있다.In the present invention, the fault distance determination procedure is composed of fault determination, fault type determination, fault path determination, and fault distance estimation procedure. FIG. 13 shows a FRTU-based fault distance estimation procedure. Is done. However, steps 1 and 3 may be omitted since they may be repeated unless they are executed independently.

< 1단계 ><Step 1>

FRTU는 실시간으로 입력되는 전류 샘플데이터를 감시하여 고장여부를 판단한다. 만약 반주기 전류 RMS 값이 픽업 값을 초과하고 ANN 출력이 고장으로 표시되는 경우 2단계로 간다. The FRTU monitors current sample data input in real time to determine whether there is a failure. If the half-cycle current RMS value exceeds the pickup value and the ANN output is marked as fault, go to step 2.

< 2단계 ><Step 2>

FRTU는 고장타입을 결정한다. 이때 Ia, Ib, Ic, In의 RMS 값들이 설정 값을 초과하는 지의 여부에 따라 1선 지락고장, 상간 단락고장, 2선 지락고장 또는 3상 단락고장 중의 하나를 결정하며, 도 14는 고장타입 판단 과정을 나타낸 것이다. 다음 3단계로 간다.FRTU determines the type of failure. At this time, one of ground fault, phase short fault, two-line fault or three-phase short fault is decided according to whether RMS values of I a , I b , I c , and I n exceed the set value. 14 shows the failure type determination process. Go to the next three steps.

< 3단계 ><Step 3>

FRTU는 고장 후 3상 전압 Va, Vb, Vc, 3상 전류 Ia, Ib, Ic의 1사이클 파형을 수집한다. 그리고 이들 데이터에 DFT(Digital Fourier Transformation)를 적용하여 기본파 주파수 성분을 얻는다. 그리고 4단계로 간다.The FRTU collects one cycle waveforms of three phase voltages V a , V b , V c , three phase currents I a , I b , I c after failure. The fundamental wave frequency component is obtained by applying DFT (Digital Fourier Transformation) to these data. Then go to step 4.

< 4단계 ><Step 4>

FRTU는 부하 지역 개폐기 FRTU(LASF : Load Area Switch FRTU)들과 1:1 통신을 통해 각 FRTU들에 대한 실효 값 VRMS를 수집한 후, 5단계로 간다.The FRTU collects the effective value V RMS for each FRTU through 1: 1 communication with Load Area Switch FRTUs (LASFs), and then proceeds to step 5.

< 5단계 ><Step 5>

FRTU는 룰(RULE) 1을 기반으로 고장 ZONE을 판단한다. 그리고 룰(RULE) 2-6을 기반으로 고장 경로를 판단한다. 다음 6단계로 간다.FRTU determines the fault zone based on rule 1. The fault path is determined based on rules 2-6. Go to the next six steps.

RULE 1 : FRTU는 고장전류를 경험하고 부하 측 FRTU들 중 하나 이상의 요소가 무 전압을 경험하는 경우 자기 부하지역을 고장 ZONE으로 판단한다.RULE 1: FRTU judges its own load zone as a fault zone when experiencing a fault current and when one or more elements of the load side FRTUs experience no voltage.

도 15는 F지점에서 1선 지락고장이 발생한 경우를 보인다. 이때, 전원 측 S1은 고장전류를 경험하나 S2, S3는 정상 부하전압과 정상 부하전류를 보인다. 반면에 F점에서 1선이 지락상태이기 때문에 S4와 S5는 사고를 경험하는 상이 무 전압을 보인다. 즉 고장 ZONE의 전원 측 FRTU S1은 고장전류를 경험하고 그의 부하 측 요소 들 {S2, S3, S4 , S5}중 두 요소 S4 , S5가 무 전압을 경험한다. 따라서 이 규칙을 이용하여 고장전류를 경험한 FRTU가 부하 측 FRTU들과 1:1 통신을 통해 자기 부하 ZONE의 고장여부를 확인할 수 있다. 15 shows a case where a ground fault occurs at the point F. FIG. At this time, the power supply side S 1 experiences a fault current, but S 2 and S 3 show a normal load voltage and a normal load current. On the other hand, since one wire is grounded at point F, S 4 and S 5 are voltage-free in the phase of the accident. I.e., experiencing two elements S 4, S 5 of a non-voltage-side power FRTU S 1 of the failure ZONE is experiencing a fault current in its load-side elements {S 2, S 3, S 4, S 5}. Therefore, by using this rule, the FRTU experiencing the fault current can check whether the magnetic load zone has failed through 1: 1 communication with the load side FRTUs.

고장 ZONE이 확인된 후 고장경로가 확인돼야 한다. 각 FRTU는 부하 ZONE의 개폐기 정보 세트를 주 선로를 기반으로 전원 측에서 부하 측으로 정렬하여 보관한다. 도 3의 경우에서 S1의 FRTU는 부하 ZONE의 개폐기 집합을 {S2, S3, S4 , S5}으로 저장한다. 이때 고장위치는 개폐기 S1과 {S2, S3, S4 , S5}에 의해서 구성되는 경로들의 조합 {S1, S2}, {S1, S3}, {S1, S4}, {S1, S5}, {S2, S3}…, 중 하나일 수 있다. 이 문제는 1:1 통신에 의해서 부하 지역의 FRTU들로부터 수집되는 전압 정보를 가지고 다음의 RULE 2-4에 의해 결정될 수 있다.After the fault zone is confirmed, the fault path should be checked. Each FRTU keeps the switch zone information set of the load zone aligned with the main line from the power side to the load side. In the case of FIG. 3, the FRTU of S 1 stores the switch set of the load zone as {S 2 , S 3 , S 4 , S 5 }. At this time, the fault location is a combination of the paths composed of the switch S 1 and {S 2 , S 3 , S 4 , S 5 } {S 1 , S 2 }, {S 1 , S 3 }, {S 1 , S 4 }, {S 1 , S 5 }, {S 2 , S 3 }... Can be one of This problem can be determined by the following RULE 2-4 with voltage information collected from FRTUs in the load area by 1: 1 communication.

RULE 2 : FRTU는 전원 측을 기준으로 전압 조건을 만족하는 마지막 개폐기와 무 전압 조건을 만족하는 첫 번째 개폐기에 의한 경로를 고장경로로 결정한다.RULE 2: FRTU determines the path of failure by the last switch that satisfies the voltage condition and the first switch that satisfies the no-voltage condition.

RULE 3 : FRTU는 전압 조건을 만족하는 개폐기가 1개 이상인 경우 무전압을 만족하지 않는 마지막 개폐기로부터의 주 선로를 고장경로 시작점으로 결정한다.RULE 3: FRTU determines the main line from the last switch which does not satisfy the no-voltage as the starting point of the fault when there is more than one switch that satisfies the voltage condition.

RULE 4 : FRTU는 무전압 조건을 만족하는 개폐기가 2개 이상인 경우 무전압을 만족하는 첫번째 개폐기까지의 주 선로를 고장경로 말단 점으로 결정한다.RULE 4: FRTU decides the main line to the first switch that satisfies the voltage as the end point of the failure path when there are two or more switches that satisfy the voltage-free condition.

RULE 5 : FRTU는 무전압 조건을 만족하는 개폐기의 부하 측에 전압 조건을 만족하는 개폐기가 1개 이상 존재하는 경우 전기적 연결성에 비추어 고장경로를 분기점부터 개폐기까지로 결정한다.RULE 5: FRTU decides the fault path from the branch point to the switch in view of the electrical connection when there is more than one switch that satisfies the voltage condition on the load side of the switch that satisfies the no-voltage condition.

RULE 6 : FRTU는 무 전압 조건을 만족하는 개폐기가 존재하지 않는 경우 고장 상에 연결된 분기선을 고장경로로 결정한다. RULE 6: FRTU decides fault path as branch line connected to fault when there is no switch that satisfies no voltage condition.

도 3에서 F 지점에서 고장이 발생한 경우, F 지점의 전원 측에 있는 개폐기들 S2, S3는 무 전압을 경험하지 않는다. 따라서 경로 {S1, S2}, {S1, S3}는 고장경로 일 수 없다. 반면에, 고장 발생지점(F 지점)의 부하 측에 있는 개폐기들 S4 , S5는 구조적으로 무 전압조건을 만족한다. 따라서 전원 개폐기로부터 전압 조건을 만족하는 마지막 개폐기와 무 전압 조건을 만족하는 첫 번째 개폐기까지의 경로가 고장경로임을 추론할 수 있다. 즉 전압 조건을 만족하는 개폐기 S2와 무 전압 조건을 만족하는 개폐기 S4로부터 고장경로가 {S2, S4}의 주 선로임을 확인할 수 있다. 따라서 이러한 구조적 특성에 근거하여 RULE 2가 얻어진다.In the case where a failure occurs at point F in FIG. 3, the switches S 2 and S 3 on the power supply side of the point F do not experience no voltage. Thus, paths {S 1 , S 2 }, {S 1 , S 3 } cannot be fault paths. On the other hand, the switches S 4 and S 5 on the load side of the fault occurrence point (point F) structurally satisfy the no-voltage condition. Therefore, it can be inferred that the path from the power switch to the last switch that satisfies the voltage condition and the first switch that satisfies the no-voltage condition is the fault path. That is, it can be confirmed that the fault path is the main line of {S 2 , S 4 } from the switch S 2 satisfying the voltage condition and the switch S 4 satisfying the no voltage condition. Thus, based on these structural characteristics, RULE 2 is obtained.

특히 두 개 이상의 경로가 전압조건 또는 무 전압 조건을 만족하는 경우 공통 주 선로가 고장경로임을 추론할 수 있다. 그림에서 개폐기 S3가 전압조건을 만족하므로 고장경로는 A점으로부터 시작하며, 개폐기 S4 S5가 무 전압 조건을 만족하기 때문에 고장경로는 C점까지의 경로 상에 존재한다. 따라서 구간 {S2, S4}의 주 선로구간 {A, B}가 고장경로임을 알 수 있다. 이것은 RULE 3-4에 의해서 정의된다.In particular, if two or more paths satisfy voltage or no-voltage conditions, it can be inferred that the common main line is a failure path. Since the switch S 3 satisfy the voltage condition shown in Figure fault path starts from point A, and the switch S 4 Since S 5 satisfies the no-voltage condition, a fault path exists on the path to point C. Therefore, it can be seen that the main line sections {A, B} of the sections {S 2 , S 4 } are fault routes. This is defined by RULE 3-4.

만약 E 지점에서 고장이 발생하는 경우 무 전압조건을 만족하는 개폐기가 존재하지 않는다. 따라서 개폐기가 설치되지 않은 분기선에서 고장이 발생하였음을 추론할 수 있으며 특히, 분기선중 개폐기 S1의 고장 상에 연결된 분기선을 고장 경로로 추론할 수 있다. 이 원리는 RULE 6으로 표시되며, 이 규칙을 적용하기 위해서는 선로말단을 더미 개폐기로 표시하여 FRTU의 부하단 개폐기 정보세트에 추가해야만 한다. If a fault occurs at point E, there is no switch that satisfies the no-voltage condition. Therefore, it can be inferred that a failure has occurred in the branch line in which the switch is not installed, and in particular, the branch line connected to the failure of the switch S 1 in the branch line can be inferred as a failure path. This principle is represented as RULE 6. To apply this rule, the end of the line must be marked as a dummy switch and added to the FRTU's load stage switch information set.

< 6단계 ><Step 6>

다음 식 (1)을 적용하여 고장거리를 추정한다. 그리고 작업이 완료되면 1단계로 가서 고장거리 추정절차를 반복한다.Apply the following equation (1) to estimate the fault distance. When the work is completed, go to step 1 and repeat the failure distance estimation procedure.

고장거리 추정법으로는 고장저항을 요구하지 않는 비교적 실용적인 알고리즘이 채택된다. 이때 고장거리 계산은 고장타입에 따라 다르게 결정되는데, 크게 1선 지락 고장이나 선간 단락고장 식으로 구분할 수 있다. 식 (1)은 1선 지락고장에 대한 고장거리 추정 식을 보인다. As a method of estimating fault distance, a relatively practical algorithm that does not require fault resistance is adopted. At this time, the calculation of the fault distance is determined differently according to the fault type, which can be largely classified into a one-line ground fault or a short circuit fault between lines. Equation (1) shows the failure distance estimation equation for ground fault failure.

Figure 112008034406469-PAT00001
(1)
Figure 112008034406469-PAT00001
(One)

식 (1)에서 VP3,R, VP3,X는 고장 상의 3번째 1주기 전압파형의 실수부와 허수부를 표시한다. 특히 ImR, ImX 는 고장전류

Figure 112008034406469-PAT00002
의 실수부와 허수부를 표시하는데, Ip3 는 고장 p상의 3번째 1주기 전류파형의 기본파 성분이다. 특히 Ip (L),i 는 부하 측의 i번째 개폐기의 1주기 전류파형의 기본파 성분으로써 FRTU간 1:1 통신에 의해서 수집되며, n은 부하 개폐기들의 수를 표시한다. RI, X1은 단위 길이당 정상 임피던스의 실수부와 허수부를 표시한다. 그리고 IkR, IkX는 Ik=Ip3 + {(Z0-Z1)/ Z1}I0 의 실수부와 허수부를 표시하는데, Ip3, I0, ZO, Z1은 고장 상 의 3번째 1주기 전류파형의 기본파 성분, 영상 전류, 단위 길이당 영상 및 정상 임피던스를 표시한다. In Equation (1), V P3 , R , V P3 , and X represent the real part and the imaginary part of the third one-cycle voltage waveform on the fault. Especially I mR , I mX Is fault current
Figure 112008034406469-PAT00002
Real and imaginary parts of I p3 Is the fundamental wave component of the third one-cycle current waveform on fault p. In particular, I p (L), i is the fundamental wave component of the 1-cycle current waveform of the i-th switch on the load side and is collected by 1: 1 communication between FRTUs, and n denotes the number of load switches. R I , X 1 represent the real and imaginary parts of normal impedance per unit length. I kR and I kX represent the real and imaginary parts of I k = I p3 + {(Z 0 -Z 1 ) / Z 1 } I 0 , where I p3 , I 0 , Z O , and Z 1 indicate fault conditions. The fundamental wave component, image current, image per unit length, and normal impedance of the 3rd 1-cycle current waveform of.

상 간 단락고장이나 2선 지락고장 또는 3상 단락고장인 경우, 다음 식과 같이 Vp3, Ik 그리고 Ic가 대응하는 값, Vp3-Vq3, Ip3-Iq3, {(Ip3-Ip3 *)-(Iq3-Iq3 *)}로 교체돼야 한다. In case of short-circuit fault, 2-wire ground fault or 3-phase short fault, V p3 , I k and I c are the corresponding values, V p3 -V q3 , I p3 -I q3 , {(I p3- ) I p3 * )-(I q3 -I q3 * )}.

여기서p와 q는 단락고장이나 지락고장을 경험하는 상을 표시하며, *는 고장 전을 의미한다.Where p and q represent phases experiencing short or ground faults, and * means before failure.

도 1은 일반적인 가공선과 지중선이 혼재한 형태의 배전계통을 평면적으로 나타낸 개요도,1 is a schematic view showing a distribution system in a form in which a general overhead line and a ground line are mixed;

도 2는 본 발명의 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법에 대한 블록구성도,2 is a block diagram of an intelligent FRTU based fault interval determination and autonomous separation method in a distribution system of the present invention;

도 3은 본 발명의 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리를 위한 유비쿼터스 환경에 대한 개략도,3 is a schematic diagram of a ubiquitous environment for intelligent FRTU based fault interval determination and autonomous separation in a distribution system of the present invention;

도 4는 본 발명의 지능형 FRTU의 운전제어전략을 나타낸 흐름도,4 is a flowchart illustrating an operation control strategy of an intelligent FRTU of the present invention;

도 5는 본 발명의 네이버 존(Zone) 모델링에 대한 평면개요도,5 is a plan view overview of the Naver Zone (Zone) modeling of the present invention,

도 6은 상기 지능형 FRTU의 운전제어전략에서 임의의 단계를 나타낸 흐름도,6 is a flowchart showing an arbitrary step in the operation control strategy of the intelligent FRTU,

도 7은 상기 지능형 FRTU의 운전제어전략에서 무 전압 기반 HIF 판단처리절차를 나타낸 흐름도,7 is a flowchart illustrating a voltage-free HIF determination processing procedure in the operation control strategy of the intelligent FRTU;

도 8은 본 발명에서 제안되는 고장판단 절차를 나타낸 흐름도,8 is a flowchart showing a fault determination procedure proposed in the present invention;

도 9는 본 발명의 FRTU를 기반으로 LIF 고장구간을 판단하기 위한 탐색법을 나타낸 개요도,9 is a schematic diagram showing a search method for determining a LIF failure section based on the FRTU of the present invention;

도 10은 본 발명의 FRTU를 기반으로 임의의 FRTU0 에 대한 고장구간확인 및 자율분리를 단계별로 나타낸 흐름도,10 is a flowchart showing step-by-step confirmation and autonomous separation for any FRTU 0 based on the FRTU of the present invention;

도 11은 본 발명의 FRTU각 1:1통신을 기반으로 무전압 트리거링 전류방향에 대한 독립적 탐색법을 나타낸 개요도,11 is a schematic diagram showing an independent search method for the voltage-free triggering current direction based on the FRTU angle 1: 1 communication of the present invention;

도 12는 본 발명의 FRTU를 기반으로 HIF 구간의 자율분리 단계를 나타낸 흐름도,12 is a flowchart illustrating an autonomous separation step of an HIF interval based on the FRTU of the present invention;

도 13은 본 발명의 FRTU 기반으로 고장거리 추정 절차를 나타낸 흐름도,13 is a flowchart showing a fault distance estimation procedure based on the FRTU of the present invention;

도 14는 본 발명의 FRTU 기반으로 고장타입 판단 과정을 나타낸 흐름도,14 is a flowchart showing a failure type determination process based on the FRTU of the present invention;

도 15는 본 발명의 고장 존(ZONE) 판단 예를 나타낸 개요도이다.15 is a schematic diagram showing an example of the determination of a failure zone according to the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 개폐기 20 : 서지보호기10: switchgear 20: surge protector

30 : 계측부 40 : DSP(중앙제어장치)30: measuring unit 40: DSP (central control unit)

50 : EEPROM 60 : 랜포트50: EEPROM 60: LAN port

Claims (5)

장거리에 걸쳐 배전선로를 구축하여 운용하는 과정에 배전계통에서 발생되는 임의의 고장을 원격에서 확인하고 고장처리 절차를 제어하기 위해 중앙제어장치와 리클로우저 및 개폐기에 설치되는 FRTU 등으로 구성된 배전자동화 시스템에 있어서, Distribution automation consisting of a central control unit, a recloser, and a FRTU installed in the switchgear to remotely check for any faults occurring in the distribution system and control the fault handling procedure during the construction and operation of the distribution line over a long distance. In the system, 개폐기(10) 양단의 각 상에 전압센서(VS)가 설치되고 일측 단의 각 상에 전류센서(CT)가 설치되어 상기 개폐기 양단에 설치되는 전압센서와 일단에 설치되는 전류센서로부터 제공되는 3상 전압과 3상 전류 신호들은 서지로부터 회로를 보호하기 위해 구성되는 서지보호기(20)를 통과한 후 계측부(30)에 전송되고, 상기 계측부(30)의 신호를 받는 DSP(40)는 계측부 내의 A/D 컨버터로부터 다 회로의 3상 전압과 전류 신호를 읽어 들여 고장 여부를 판단하고 고장거리를 계산하며 대응하는 전략을 수립하게 되며, 상기 DSP(40)에 의해 감지되는 배선계통에서 발생되는 고장과 고장 전후 수 주기 동안의 고장전류 파형과 전압 파형 등의 각종 정보는 EEPROM(50)에 기록되고, 상기 배선계통에서 임의로 발생되는 각종 정보는 랜(LAN)포트(60)를 통해 중앙제어장치(DSP)는 물론 또 다른 FRTU간 통신을 하여 임의의 FRTU로 하여금 고장판단, 고장거리계산, 고장지역판단 및 자율분리를 목적으로 정보를 교환하게 된 것을 특징으로 하는 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법.A voltage sensor VS is installed on each end of the switch 10, and a current sensor CT is installed on each side of one end, and the voltage sensor 3 is provided from a voltage sensor installed at both ends of the switch and a current sensor installed at one end. Phase voltage and three-phase current signals are passed to the measuring unit 30 after passing through the surge protector 20 is configured to protect the circuit from the surge, the DSP 40 receiving the signal from the measuring unit 30 is in the measuring unit Read the three-phase voltage and current signal of the multi-circuit from the A / D converter to determine the fault, calculate the fault distance and establish a corresponding strategy, the fault generated in the wiring system detected by the DSP (40) Various information such as fault current waveforms and voltage waveforms for several cycles before and after faults are recorded in the EEPROM 50, and various kinds of information randomly generated in the wiring system are connected to the central controller (LAN) through the LAN port 60. DSP) of course Intelligent FRTU based fault section determination and autonomous separation method in a distribution system characterized by communicating between different FRTUs, allowing any FRTU to exchange information for fault determination, fault distance calculation, fault zone determination, and autonomous separation . 제 1항에 있어서, 상기 FRTU의 운전은 반주기마다 전류 실효 값을 계산하고 픽업 값과 비교하여 LIF(Low Impedance Fault) 시작점을 확인하며, 전압 반주기 값의 실효 값을 계산, 저전압 기준 값과 비교하여 HIF(High Impedance Fault) 시작 여부를 판단하고, 고장 전 1주기 3상 전류 파형, 고장 후 최대 전류상의 첫 번째, 두 번째, 그리고 세 번째 3상 전류, 3상 전압파형을 1주기 씩 기록하며, 그리고 DFT(Digital Fourier Transformation)를 통해 고장 후 최대 전류상의 첫 번째와 두 번째 1주기 파형에 대해서는 고조파 크기를 얻어 ANN을 통해 고장/돌입 여부를 판단하며, 고장 전 및 고장 후 세 번째 3상 전압 및 전류 1주기 파형에 대해서는 기본파 성분을 얻어 고장거리를 계산한 후 고장판단이 이루어지는 경우 주변 FRTU들과 1:1 통신을 통해 고장구간 판단 및 자율분리가 이루어지도록 제어하는 구성을 특징으로 하는 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법.The method of claim 1, wherein the operation of the FRTU calculates the current effective value every half cycle, checks the LIF (Low Impedance Fault) starting point by comparing with the pickup value, calculates the effective value of the voltage half-cycle value, and compares with the low voltage reference value Determine whether to start High Impedance Fault (HIF), record 1 cycle 3-phase current waveform before fault, 1st, 2nd, and 3rd 3-phase current waveform, and 3-phase voltage waveform on maximum current after fault Through the Digital Fourier Transformation (DFT), harmonic magnitudes are obtained for the first and second one-cycle waveforms at the maximum current after failure, and the ANN is used to determine whether the failure / entry is performed, and the third three-phase voltage before and after the failure. For the current 1 cycle waveform, calculate the fault distance by obtaining the fundamental wave component, and when fault determination is made, determine the fault section and perform autonomous separation through 1: 1 communication with surrounding FRTUs. The intelligent FRTU based fault in the power distribution grid, characterized in that the configuration control section determination and self-separation method. 제 2항에 있어서, 배전선로상의 임의의 FRTU0에 대한 LIF 고장시 고장구간의 판단과 자율분리를 위하여, The method according to claim 2, wherein for the determination of the failure section and the autonomous separation in case of LIF failure for any FRTU 0 on the distribution line, FRTU0에 대한 IP와 픽업전류가 설정되면 FRTU0는 ADS의 중앙제어장치로부터 SRZS(Source Zone Set)와 SZS(Sink Zone Set)의 정보를 다운로드 하는 제1단계; If the IP and the pick-up currents for the setting FRTU FRTU 0 0 is the first step to download information of SRZS (Source Zone Set) and SZS (Sink Zone Set) from the central control unit of the ADS; 상기 FRTU0는 전류를 감시하며 전류가 설정된 픽업전류를 초과하고 ANN 출력이 고장을 판단하면 고장전류 감지상태로 전환되는 제2단계; The FRTU 0 is the second phase to be monitored and the current exceeds the pick-up current and the current is set if the ANN output judging the failure transition to fault current detection state; 상기 FRTU0는 전류방향에 근거하여 SZS1(Sink Zone Set 1)을 결정하여, 만약 선로사고나 작업정전으로 선로가 재구성되어 역송 상태이면 SRZS가 SZS1로 결정되고, 다음 SZS1의 각 요소들 FRTUi와 1:1 통신을 통해 FID(Fault Information Data) 정보를 수집하여 만약 a, b 또는 c상 고장이고 고장전류 감지상태 즉 FCSS(Fault Current Sensing Status)를 가지는 FRTU가 존재하거나, n상 고장이고 무전압 감지상태 즉 NVSS(Nil-Voltage Sensing Status)를 경험한 요소들이 존재하지 않으면, SZS1은 건전구간으로 판단하고 단계 2로 가며, 반면에 모든 요소들이 고장전류를 경험하지 않거나 무전압을 경험한 요소가 있으면 SZS1 을 고장 ZONE 예비후보로 하고 실제 고장여부를 판정하기 위해 SZS1의 각 요소들 FRTU1i에 FCS 수집명령을 내리는 제3단계;To the FRTU 0 determines the SZS1 (Sink Zone Set 1) on the basis of the current direction, and if the line is reconfigured track accidents or work power failure if the backhaul conditions are SRZS decided SZS1, the elements of the following SZS1 FRTU i and FID (Fault Information Data) information is collected through 1: 1 communication, so if there is a, b or c phase fault and there is a FRTU with fault current sensing status (FCSS (Fault Current Sensing Status) or n phase fault and no voltage) If there are no elements that have experienced a sensing state, or NVSS (Nil-Voltage Sensing Status), then SZS1 determines that it is a health zone and goes to step 2, while all elements do not experience a fault current or have experienced no voltage. A third step of making SZS1 a candidate candidate for failure zone and issuing an FCS collection command to each element FRTU1 i of SZS1 to determine whether or not the actual failure occurs; FRTUi는 SZS2를 결정하고 각 요소들 FRTU2i에 1:1 통신을 통해 FID 수집명령을 내리며 만약, a, b 또는 c상 고장이고 SZS2의 모든 요소들이 고장전류를 경험하지 않았으면, 또는 n상 고장이고 SZS2의 임의의 요소가 임의의 상에서 무전압을 경험하는 경우, 상기 FRTU0는 수집된 정보로부터 SZS1을 고장 ZONE으로 최종 판단하는 제4단계;FRTU i determines SZS2 and 1 to each element of FRTU2 i: if degrees with the FID gather instruction via the first communication, a, b, or c-phase fault, and if all elements of SZS2 they did not experience the fault current, or the n-phase If the failure and any element of SZS2 experiences voltage free in any phase, the fourth step of FRTU 0 finally determining SZS1 as the failure zone from the collected information; 상기 FRTU0는 미리 설정된 무 전압 횟수에 도달하면 SZS1의 모든 FRTU들에게 개폐기 개방명령을 내는 제5단계로 됨을 특징으로 하는 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법.The FRTU 0 is a fifth step of issuing a switch open command to all FRTUs of SZS1 when the preset no-voltage count is reached. Intelligent FRTU based fault interval determination and autonomous separation method in a distribution system. 제 2항에 있어서, 배전선로상의 임의의 FRTU0에 대한 HIF 고장시 고장구간의 판단과 자율분리를 위하여,The method according to claim 2, wherein for the determination of the failure section and the autonomous separation in case of HIF failure for any FRTU 0 on the distribution line, 상기 FRTU0에 대한 IP와 픽업전류가 설정되면 FRTU0는 ADS의 중앙제어장치로부터 SRZS(Source Zone Set)와 SZS(Sink Zone Set)의 정보를 다운로드 하는 제1단계;A first step for downloading the information on when the IP and the pick-up current is set FRTU is 0 (Source Zone Set) SRZS from the central control unit of the ADS and SZS (Sink Zone Set) for the FRTU 0; 상기 FRTU0는 말단 개폐기 상태에서 전압을 감시, 설정된 무전압 조건을 만족하면 HIF 감지 상태로 전환되는 제2단계;The second step of the FRTU 0 is to monitor the voltage in the terminal switch state, the transition to the HIF detection state when the set voltage-free condition is satisfied; 상기 FRTU0는 전류방향에 근거하여 SZS(Sink Zone Set)을 결정하고 다음 SZS의 요소 중 첫번째 FRTU11과 1:1 통신을 통해 NVS(Nil Voltage State) 정보를 수집하며, NVS 정보로부터 실제 HIF로 판단하여 고장구간을 탐색하는 제3단계;The FRTU 0 determines the sink zone set (SZS) based on the current direction, collects NVS (Nil Voltage State) information through 1: 1 communication with the first FRTU1 1 of the elements of the next SZS, and from the NVS information to the actual HIF. Determining and searching for a fault section; 상기 FRTU0는 전류방향에 근거하여 SRZS(Source Zone Set)를 결정하여 만약 선로사고나 작업정전으로 선로가 재구성되어 역송 상태이면 SZS가 SRZS으로 결정되고, 다음 SRZS의 각 요소들 FRTU1i와 1:1 통신을 통해 각 FRTU1i의 전류 값과 NVS(Nil Voltage State) 정보를 수집하여 최대전류를 가지는 FRTUi를 SOURCE FRTU로 결정하며, 만약 SOURCE FRTU의 NVS가 RESET이면 SRZS1을 HIF 고장 ZONE으로 결정하는 제4단계;The FRTU 0 by determining the SRZS (Source Zone Set) on the basis of the current direction if the line is reconfigured track accidents or work power failure if the backhaul conditions are SZS is determined SRZS, the elements of the following SRZS FRTU1 i and 1: through the first communication collect current and NVS (Nil Voltage State) information of each FRTU1 i to determine a FRTU i with the maximum current to the SOURCE FRTU, if in determining the SRZS1 if the SOURCE FRTU NVS is RESET by HIF failure ZONE The fourth step; 상기 FRTU0는 HIF 고장구간을 분리하기 위해 개폐기를 자율적으로 개방하고 HIF 고장 정보를 배전자동화시스템의 중앙제어장치에 전송하며, 이때 1:1 통신에 의해 전압, 전류 값 정보를 제공한 SOURCE 네이버 Zone의 Source 속성의 FRTU도 자율적으로 개폐기를 개방함으로써 완전하게 고장구간을 분리하게 되는 제5단계로 된 것을 특징으로 하는 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법.The FRTU 0 autonomously opens the switchgear to separate the HIF fault section and transmits the HIF fault information to the central control unit of the distribution automation system.In this case, SOURCE NAVER Zone provides voltage and current value information by 1: 1 communication. The FRTU of the source attribute of the intelligent FRTU based fault interval determination and autonomous separation method of the distribution system, characterized in that the fifth step to completely separate the failure section by opening the switch autonomously. 제 1항에 있어서, 상기 FRTU를 기반으로 배전선로상의 고장거리를 판단하기 위하여,According to claim 1, In order to determine the fault distance on the distribution line based on the FRTU, FRTU는 실시간으로 입력되는 전류 샘플데이터를 감시하여 고장여부를 판단한 후 만약 반주기 전류 RMS 값이 픽업 값을 초과하고 ANN 출력이 고장으로 표시되는 제1단계;FRTU monitors the current sample data input in real time to determine whether there is a failure, if the half-cycle current RMS value exceeds the pickup value and the ANN output is displayed as a failure; FRTU는 고장타입을 결정하여 이때 Ia, Ib, Ic, In의 RMS 값들이 설정 값을 초과하는 지의 여부에 따라 1선 지락고장, 상간 단락고장, 2선 지락고장 또는 3상 단락고장 중의 하나를 결정하는 제2단계;FRTU decides the type of failure and at this time, depending on whether the RMS values of I a , I b , I c , and I n exceed the set values, 1-line ground fault, phase short circuit fault, 2-wire ground fault or 3-phase short circuit fault Determining a second one; FRTU는 고장 후 3상 전압 Va, Vb, Vc, 3상 전류 Ia, Ib, Ic의 1사이클 파형을 수집하고 이들 데이터에 DFT(Digital Fourier Transformation)를 적용하여 기본파 주파수 성분을 얻는 제3단계;FRTU collects one-cycle waveforms of three-phase voltages V a , V b , V c , three phase currents I a , I b , I c after failure, and applies digital fourier transform (DFT) to these data, Obtaining a third step; FRTU는 부하 지역 개폐기 FRTU(LASF : Load Area Switch FRTU)들과 1:1 통신 을 통해 각 FRTU들에 대한 실효 값 VRMS를 수집하는 제4단계;FRTU, the fourth step of collecting the effective value V RMS for each FRTU through 1: 1 communication with the load area switch FRTU (LASF: Load Area Switch FRTU); FRTU는 고장 ZONE을 판단 고장 경로를 판단하는 제5단계;FRTU determines a fault zone; a fifth step of determining a fault path; 다음 식 (1)을 적용하여 고장거리를 추정하는 제6단계로 된 것을 특징으로 하는 배전계통에서 지능형 FRTU 기반의 고장구간 판단 및 자율 분리 방법.Intelligent FRTU-based failure section determination and autonomous separation method in a distribution system characterized in that the sixth step of estimating the failure distance by applying the following equation (1).
Figure 112008034406469-PAT00003
(1)
Figure 112008034406469-PAT00003
(One)
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