KR20100044621A - Digital relay - Google Patents

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KR20100044621A KR1020080103827A KR20080103827A KR20100044621A KR 20100044621 A KR20100044621 A KR 20100044621A KR 1020080103827 A KR1020080103827 A KR 1020080103827A KR 20080103827 A KR20080103827 A KR 20080103827A KR 20100044621 A KR20100044621 A KR 20100044621A
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Abstract

PURPOSE: A digital protection relay for electrical power with a double processor structure is provided to improve the reliability of operational performance by forming a double processor structure with a first CPU and a second CPU. CONSTITUTION: A plurality of information input units(1) is input various information including voltage, current and temperature from an electrical power system loading side. A multiplexer(2) collects the information from the information input units and supplies the collected information to an A/D converter(3). The A/D converter converts analog information from the multiplexer into digital signal. A first CPU(10) arithmetic-controls the measurement, relay, storage and communication functions of the electrical power system load side using a multitasking method. A second CPU(11) performs measurement and relay functions.

Description

이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기{Digital relay}Digital Protection Relay for Power with Dual Processor Structure {Digital relay}

본 발명은 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기에 관한 것으로서, 특히 전력시스템의 부하측에서 제공되는 정보를 이용하여 계측, 계전, 사고저장 및 통신 기능을 멀티태스킹(Multitasking)방식으로 연산제어하는 제 1 CPU와, 부하측에서 제공되는 정보를 이용하여 계측 및 계전의 기능만을 수행하는 제 2 CPU로 이루어진 이중 프로세서 구조를 전력용 디지털 보호 계전기에 구성하여 두개의 CPU에서 나오는 결과를 이용하여 좀더 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있도록 한 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a digital protection relay for power having a dual processor structure. In particular, the present invention relates to a multi-tasking method for controlling the measurement, relaying, accident storage and communication functions using information provided from the load side of a power system. A dual processor structure consisting of a CPU and a second CPU that performs only measurement and relaying functions using information provided from the load side is configured in the digital protection relay for power. The present invention relates to a power protection digital protection relay having a dual processor structure.

보호 계전기는 전력 시스템에 사고가 발생했을 때 이를 재빨리 확인하고 차단기를 동작시킴으로서 사고 부분과 정상계통을 빠르게 분리시켜 정상 계통으로 사고가 파급되는 것을 막는 기기이다.The protective relay is a device that quickly checks when an accident occurs in the power system and operates a breaker to quickly separate the accident part from the normal system and prevent the accident from spreading to the normal system.

프로세서 기술이 발전함에 따라 보호 계전기도 아날로그 방식에서 디지털 보호 계전기로 급속히 대체되고 있고, 디지털 보호 계전기의 성능도 기존의 계전 외에도 사고기록 저장, 상위 시스템과의 통신등 다양한 부가기능이 탑재된 다양한 옵션 기능을 갖게 되었다.With the development of processor technology, protective relays are rapidly being replaced from analog to digital protective relays, and the performance of digital protective relays is equipped with a variety of optional functions with various additional functions such as accident record storage and communication with higher-level systems. Got

하지만, 디지털 계전기는 기본적으로 전자회로의 소신호를 이용하기 때문에 외부의 순간적인 왜란에 약한 특성을 가지고 있고, 다양한 옵션 기능의 수행은 수밀리 초(msec) 안에 사고를 정확하게 판단해내야 하는 계전기의 보호기능의 수행에 부담을 줄 수 있다.However, digital relays are basically weak in external disturbances because they use small signals of electronic circuits, and performing various optional functions is a function of relays that must accurately determine accidents within a few milliseconds (msec). This can put a strain on the performance of protective functions.

보호 계전기의 보호 대상 또는 보호 영역의 중요도에 따라 계전기 오동작(사고상황이 아닌데 사고로 판단하여 동작하는 것) 또는 오부동작(사고 상황인데 사고를 판단하지 못하여 동작하지 않는 것)으로 인한 사고 피해 규모는 한번의 사고에도 엄청난 피해 규모를 발생시킬 수 있으므로, 설비 운영자들은 이러한 상황으로부터 피해규모를 최소한으로 줄이기 위하여 후비보호 등으로 대비하고 있다.The magnitude of accident damage caused by a relay malfunction (operation judged by an accident but not an accident situation) or a malfunction (accident situation but do not operate due to an inability to judge an accident) depending on the importance of the protection target or the protection area of the protective relay. Since a single accident can cause a huge amount of damage, facility operators are preparing for protection from such a situation to minimize damage.

하지만, 후비비호는 근본적으로 계전기의 오부동작에 대한 대책으로써 계전기의 오동작에 대한 대책은 될 수 없고, 오부동작 시에도 후비보호 계전기가 동작함으로써 이미 사고 범위가 커져버리는 상황은 피할 수 없다. 위와 같은 이유로 계전기의 보호기능의 안정성은 아무리 강조해도 지나치지 않다.However, the hobby bee is basically a countermeasure against the malfunction of the relay and cannot be a countermeasure against the malfunction of the relay, and a situation in which the accident coverage has already increased due to the operation of the pick protection relay during the malfunction of the relay is inevitable. For these reasons, the stability of the relay's protection cannot be overemphasized.

이를위해 본 발명에서는 계전기의 안정성 향상을 위해 디지털 보호 계전기 프로세서를 이중화한 기술을 제공하고자 한다.To this end, the present invention intends to provide a technology in which the digital protection relay processor is duplicated to improve the stability of the relay.

도 1 은 종래의 전력용 디지털 보호 계전기를 도시한 것으로서, 부하측으로 부터 전압, 전류, 온도 등 다양한 정보를 입력받는 다수의 정보입력부(1)와; 상기 정보입력부(1)를 통해 수집되는 정보를 취합하여 A/D 변환부(3)로 공급하는 멀티플렉서(2)와; 상기 멀티플렉서(2)에 의해 취합된 아날로그 정보들을 디지탈신호로 변환시키는 A/D 변환부(3)와; 상기 A/D 변환부(3)를 통해 공급되는 디지탈 정보를 이 용하여 전력 시스템 부하측의 계측 및 계전을 수행하여 이상이 발생하였을때 신속히 차단기가 작동되도록 하면서 멀티태스킹 기능을 통해 상위 시스템과의 통신을 제어함은 물론 데이타의 입출력을 제어하고, 사건사고 정보를 저장시키는 CPU(4)와; 상기 CPU(4)의 연산에 필요한 프로그램을 저장하는 롬(ROM)(6)과; 상기 CPU(4)의 연산 동작을 도와주는 램(RAM)(5)과; 디지탈 데이타의 입출력을 수행하는 데이타 출력부(7) 및 데이타 입력부(8); 로 구성된다.1 shows a conventional digital protection relay for power, comprising: a plurality of information input units 1 for receiving various information such as voltage, current, and temperature from a load side; A multiplexer (2) for collecting information collected through the information input unit (1) and supplying the collected information to the A / D converter (3); An A / D converter (3) for converting the analog information collected by the multiplexer (2) into a digital signal; Use the digital information supplied through the A / D converter 3 to perform measurement and relaying on the load side of the power system so that the breaker can be operated quickly when a problem occurs while communicating with the host system through the multitasking function. A CPU 4 for controlling the input / output of the data as well as the control box and storing the incident information; A ROM (6) for storing a program necessary for the calculation of the CPU (4); RAM (5) for assisting the operation of the CPU (4); A data output unit 7 and a data input unit 8 for performing input and output of digital data; It consists of.

이와같이 구성된 종래 디지털 보호 계전기는 다수의 정보입력부(1)에 의해 수집된 아날로그 정보들이 멀티플렉서(2)에 의해 수집되어 A/D 변환부(3)로 공급되고, A/D 변환부(3)는 수집된 정보를 디지털신호로 변환하여 CPU(4)에 공급하며, 상기 CPU(4)는 입력된 디지털 정보를 이용하여 전력 시스템 부하측에 발생된 사고를 판단하여 신속하게 차단기를 작동시키게 되는 것이며, 이와동시에 상기 CPU(4)는 멀티태스킹 기능으로 이용하여 상위시스템과의 통신, 사고정보 저장 및 데이타의 입출력을 모두 제어하게 되는 것이다.In the conventional digital protection relay configured as described above, analog information collected by the plurality of information input units 1 is collected by the multiplexer 2 and supplied to the A / D converter 3, and the A / D converter 3 is The collected information is converted into a digital signal and supplied to the CPU 4, and the CPU 4 judges an accident occurring at the load side of the power system by using the input digital information to operate the breaker quickly. At the same time, the CPU 4 uses a multitasking function to control both communication with the host system, accident information storage, and input / output of data.

그러나, 상기와 같은 종래의 디지털 보호 계전기는 하나의 프로세서(CPU)가 구성되고, 그 하나의 프로세서에서 계측, 계전, 사고저장, 통신 등의 모든 기능을 멀티 태스킹방식으로 제어하기 때문에, 하나의 프로세서에 분담되는 작업량이 많아져 프로세서에 부하로서 작용하게되고, 이에의해 정작 필요한 계측 및 계전의 연산작업에 대한 신뢰도가 하락하게되어 부하측에서 발생된 사고를 신속하게 판단하지 못하거나 또는 부하측에서 발생하지 않은 사고를 잘못 판단하여 차단기를 작동시키게 되는 오동작이 빈번하게 발생하는 문제점이 발생하고 있었다.However, in the conventional digital protection relay as described above, one processor (CPU) is configured, and since one processor controls all functions such as measurement, relay, accident storage, communication, etc., one processor The amount of work devoted to the system increases, which acts as a load on the processor, and as a result, the reliability of the necessary measurement and relay calculation operations decreases, so that an accident occurring on the load side cannot be quickly determined or the load does not occur. There was a problem that frequently occurs a malfunction that causes the breaker to operate incorrectly judging the accident.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 기존의 멀티태스킹 기능을 갖는 CPU 이외에 계전 및 계측 기능을 주로 담당하는 별도의 CPU를 추가 구성한 이중 프로세서 구조를 전력용 디지털 보호 계전기에 적용하여 두개의 CPU에서 나오는 결과를 이용하여 좀더 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있도록 한 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기를 제공함을 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a dual processor structure in which a separate CPU mainly configured for relay and measurement functions is added to a power protection digital protection relay in addition to a CPU having a conventional multitasking function. It is an object of the present invention to provide a power digital protection relay with a dual processor structure that can be used to obtain more reliable results using the results.

상기 목적달성을 위한 본 발명은, 부하측으로 부터 전압, 전류, 온도 등 다양한 정보를 입력받는 다수의 정보입력부와; 상기 정보입력부를 통해 수집되는 정보를 취합하여 A/D 변환부로 공급하는 멀티플렉서와; 상기 멀티플렉서에 의해 취합된 아날로그 정보들을 디지탈신호로 변환시키는 A/D 변환부와; 상기 A/D 변환부를 통해 공급되는 디지탈 정보를 이용하여 전력 시스템 부하측의 계측 및 계전을 수행하여 이상이 발생하였을때 신속히 차단기가 작동되도록 하면서 멀티태스킹 기능을 통해 상위 시스템과의 통신을 제어함은 물론 데이타의 입출력을 제어하고, 사건사고 정보를 저장시키는 제 1 CPU를 포함하는 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기에 있어서, A/D 변환부를 통해 공급되는 디지탈 정보를 이용하여 계측 및 계전의 기능만을 수행하는 제 2 CPU를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object, and a plurality of information input unit for receiving a variety of information, such as voltage, current, temperature from the load side; A multiplexer for collecting information collected through the information input unit and supplying the collected information to an A / D converter; An A / D converter converting the analog information collected by the multiplexer into a digital signal; By using the digital information supplied through the A / D conversion unit to perform the measurement and relay of the load side of the power system to operate the breaker quickly when an abnormality occurs, while controlling the communication with the upper system through the multitasking function A digital protective relay for power having a dual processor structure including a first CPU that controls input / output of data and stores event accident information, the function of measurement and relaying using digital information supplied through an A / D converter. It further comprises a second CPU that performs only.

본 발명에 의하면, 전력시스템의 부하측에서 제공되는 정보를 이용하여 계 측, 계전, 사고저장 및 통신 기능을 멀티태스킹(Multitasking)방식으로 연산제어하는 제 1 CPU와, 부하측에서 제공되는 정보를 이용하여 계측 및 계전의 기능만을 수행하는 제 2 CPU로 이루어진 이중 프로세서 구조를 전력용 디지털 보호 계전기에 구성하여 두개의 CPU에서 나오는 결과를 이용하여 차단기를 작동시킴에 따라 보호 계전기의 동작성능에 대한 신뢰도를 한층 더 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, by using the information provided from the load side of the power system using a first CPU for arithmetic control of the measurement, relay, accident storage and communication functions in a multitasking method, and using the information provided from the load side A dual processor structure consisting of a second CPU that performs only the functions of measurement and relay is configured in the digital protection relay for power, and the circuit breaker is operated using the results from the two CPUs to further improve the reliability of the operation performance of the protection relay. You can expect the effect to improve further.

이하, 첨부된 도면 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.In the description of the present invention, the same components as in the prior art will be denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.In addition, terms defined in the description of the present invention are defined in consideration of functions in the present invention, and should not be understood as meanings that limit the technical components of the present invention.

상기 도면에 의하면, 본 발명은 부하측으로 부터 전압, 전류, 온도 등 다양한 정보를 입력받는 다수의 정보입력부(1)와; 상기 정보입력부(1)를 통해 수집되는 정보를 취합하여 A/D 변환부(3)로 공급하는 멀티플렉서(2)와; 상기 멀티플렉서(2)에 의해 취합된 아날로그 정보들을 디지탈신호로 변환시키는 A/D 변환부(3)와; 상기 A/D 변환부(3)를 통해 공급되는 디지탈 정보를 이용하여 전력 시스템 부하측의 계측 및 계전을 수행하여 이상이 발생하였을때 신속히 차단기가 작동되도록 하면서 멀티태스킹 기능을 통해 상위 시스템과의 통신을 제어함은 물론 데이타의 입출력을 제어하고, 사건사고 정보를 저장시키는 제 1 CPU(10)와; A/D 변환부(3)를 통해 공급되는 디지탈 정보를 이용하여 계측 및 계전의 기능만을 수행하는 제 2 CPU(11); 를 포함하여 구성된다.According to the drawings, the present invention includes a plurality of information input unit (1) for receiving a variety of information, such as voltage, current, temperature from the load side; A multiplexer (2) for collecting information collected through the information input unit (1) and supplying the collected information to the A / D converter (3); An A / D converter (3) for converting the analog information collected by the multiplexer (2) into a digital signal; The digital information supplied through the A / D converter 3 is used to perform measurement and relaying of the load side of the power system so that the breaker can be operated quickly when a problem occurs while communicating with the host system through the multitasking function. A first CPU 10 for controlling the input / output of the data as well as the control box and storing the incident information; A second CPU 11 which performs only functions of measurement and relaying by using digital information supplied through the A / D converter 3; It is configured to include.

상기 제 1 CPU(10)는 종래와 마찬가지로 멀티태스킹 기능을 이용하여 부하측의 계측 및 계전, 그리고, 사건정보의 저장 및 통신기능을 제어하고, 상기 제 2 CPU(11)는 오로지 계측 및 계전 기능만을 담당하게 된다.The first CPU 10 controls the measurement and relay on the load side, and the storage and communication functions of the event information using the multitasking function as in the prior art, and the second CPU 11 only measures and relays the functions. You will be in charge.

제 1 CPU(10)는 멀티태스킹 기능을 이용하여 데이타의 입출력, 통신기능 등 여러가지 제어동작을 동시 다발적으로 실시해야만 하므로 수밀리초(msec) 단위로 빠른 시간내에 이루어지는 부하측의 이상상태 연산을 신속하게 수행하지 못하는 경우가 빈번히 발생하게 된다.Since the first CPU 10 must simultaneously perform various control operations such as data input / output and communication functions using a multitasking function, it is possible to quickly perform an abnormal state calculation on the load side that is performed in a few milliseconds (msec) in a short time. If you do not do this frequently.

이때, 본 발명에서는 오로지 계측 및 계전기능을 제 2 CPU(11)가 수행하게 되므로 부하측에서 발생한 이상상태를 신속하게 검출할 수 있게 된다.At this time, in the present invention, since only the second CPU 11 performs the measurement and relay function, it is possible to quickly detect an abnormal state generated on the load side.

그리고, 본 발명에서는 프로세서가 제 1 CPU(10)와 제 2 CPU(11)로서 이중으로 제공되므로 제 1 및 제 2 CPU(10)(11)의 연산결과가 동일할 경우에는 정상적인 사고판단으로 간주하여 신속히 차단기를 작동시켜 부하를 보호하도록 하고, 만약 제 1 및 제 2 CPU(10)(11)의 연산결과가 상이할 경우에는 계측 및 계전을 전문으로 하는 제 2 CPU(11)의 출력을 선택하도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, since the processor is provided as a double as the first CPU 10 and the second CPU 11, when the calculation results of the first and second CPU 10 (11) are the same, it is regarded as a normal accident judgment. The circuit breaker to protect the load quickly. If the calculation results of the first and second CPUs 10 and 11 are different, the output of the second CPU 11 specializing in measurement and relaying is selected. It is desirable to.

또한, 본 발명에서는 보호하고 있는 부하의 중요도에 따라 제 1 및 제 2 CPU(10)(11)의 출력을 적절히 조합하여 적용할 수 있다.In the present invention, the outputs of the first and second CPUs 10 and 11 can be appropriately combined according to the importance of the protected load.

예를들어, 보호하고 있는 부하가 중요한 부하일 경우에는 두개의 CPU(10)(11)의 결과가 같을 때에만 연산결과에 따라 차단기가 작동하도록 하거나 계전만 전문으로 하는 제 2 CPU(11)의 결과를 이용하여 차단기를 작동시키도록 할 수 있으며, 보호하고 있는 부하가 중요하지 않은 부하일 경우에는 두개의 CPU(10)(11) 중에서 어느 하나만 작동하여도 차단기를 작동하도록 설정할 수 있다.For example, if the protected load is an important load, the circuit breaker operates according to the calculation result only when the results of the two CPUs 10 and 11 are the same, or the second CPU 11 that specializes only in relaying. The results can be used to operate the breaker, and if the load being protected is an insignificant load, the breaker can be set to operate even if only one of the two CPUs 10 and 11 operates.

도 1 은 종래의 전력용 디지털 보호 계전기를 보인 블럭도.1 is a block diagram showing a conventional digital protection relay for power.

도 2 는 본 발명의 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기를 보인 블럭도.Fig. 2 is a block diagram showing a digital protection relay for power having a dual processor structure of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 정보 입력부, 2: 멀티플렉서,1: information input, 2: multiplexer,

3: A/D 변환부, 10,11: CPU3: A / D converter, 10,11: CPU

Claims (3)

부하측으로 부터 전압, 전류, 온도 등 다양한 정보를 입력받는 다수의 정보입력부와; 상기 정보입력부를 통해 수집되는 정보를 취합하여 A/D 변환부로 공급하는 멀티플렉서와; 상기 멀티플렉서에 의해 취합된 아날로그 정보들을 디지탈신호로 변환시키는 A/D 변환부와; 상기 A/D 변환부를 통해 공급되는 디지탈 정보를 이용하여 전력 시스템 부하측의 계측 및 계전을 수행하여 이상이 발생하였을때 신속히 차단기가 작동되도록 하면서 멀티태스킹 기능을 통해 상위 시스템과의 통신을 제어함은 물론 데이타의 입출력을 제어하고, 사건사고 정보를 저장시키는 제 1 CPU를 포함하는 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기에 있어서,A plurality of information input unit for receiving a variety of information, such as voltage, current, temperature from the load side; A multiplexer for collecting information collected through the information input unit and supplying the collected information to an A / D converter; An A / D converter converting the analog information collected by the multiplexer into a digital signal; By using the digital information supplied through the A / D conversion unit to perform the measurement and relay of the load side of the power system to operate the breaker quickly when an abnormality occurs, while controlling the communication with the upper system through the multitasking function In the power digital protection relay having a dual processor structure including a first CPU for controlling the input and output of data, and stores the incident information, 상기 A/D 변환부를 통해 공급되는 디지탈 정보를 이용하여 계측 및 계전의 기능만을 수행하는 제 2 CPU를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기.And a second CPU that performs only measurement and relaying functions using digital information supplied through the A / D converter. 제 1 항에 있어서, 보호하고 있는 부하가 중요한 부하일 경우 상기 제 1 및 제 2 CPU의 연산결과가 동일하거나 아니면 제 2 CPU의 연산결과에만 의존하여 차단기를 작동시키는 것을 특징으로 하는 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기.The dual processor structure according to claim 1, wherein when the protected load is an important load, the circuit breaker is operated according to the calculation results of the first and second CPUs being identical or dependent only on the calculation results of the second CPU. Power digital protection relay. 전력시스템의 부하측에서 제공되는 정보를 이용하여 계측, 계전, 사고저장 및 통신 기능을 멀티태스킹 방식으로 연산제어하는 제 1 CPU와;A first CPU for arithmetic control of measurement, relaying, accident storage and communication functions using a multitasking method using information provided from a load side of the power system; 부하측에서 제공되는 정보를 이용하여 계측 및 계전의 기능만을 수행하는 제 2 CPU; 로 구성하여 계측 및 계전 연산 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 이중프로세서 구조를 갖는 전력용 디지털 보호 계전기.A second CPU which performs only measurement and relaying functions using information provided from the load side; Power protection digital protection relay having a dual processor structure, characterized in that configured to improve the reliability of the measurement and relay operation results.
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