KR20110054229A - 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치가 개시된다. 일 실시 예에서, 재폐로 차단기에 있어서, 고장이 발생하면, 재폐로 차단기의 1차 개로 동작까지의 전류를 이용하여 임피던스 위상각을 검출한 후 그 검출된 임피던스 위상각을 이용하여 비대칭 고장전류가 발생하지 않는 시점을 구한 후 그 시점에서 재폐로 시킴으로써 비대칭 고장전류를 감소시키는 고장전류 조절기를 포함하는 것으로, 재폐로 차단기의 무전압 시간 이후 재폐로시 비대칭 고장전류가 발생하지 않는 시점에서 재폐로를 제공함으로써 시스템을 안정적으로 유지할 수 있는 것입니다.
Description
본 발명은 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
현재 우리나라의 배전계통에서 사용되는 재폐로 차단기는 계통의 신뢰도 및 안정도 확보와 지속적인 전력의 공급을 유지하기 위한 목적으로 사용되는 보호기기이다. 재폐로 차단기는 첫 번째 차단 후 0.5s, 두 번째 차단 후 15s의 고정된 무전압 시간(Dead time)을 가지며, 무전압 시간 이후 폐로 되었을 때의 전류를 바탕으로 고장제거 여부를 판단한다.
비대칭 고장전류는 지수적으로 감소하는 DC 성분을 포함하는 고장전류로써, 고장 발생 시 계통의 저항과 리액턴스 비율로 인한 전압, 전류의 위상차 및 고장 발생각에 따라 비대칭 고장전류가 발생한다. 가장 큰 비대칭 고장전류가 발생할 경우 정상 고장전류의 약 2배 정도의 고장전류가 발생하게 된다. 이러한 고장전류는 계통의 보호 설비 및 운용설비에 절연 열화나 내구성에 악영향을 초래한다.
종래의 재폐로 차단기는 고정된 무전압 시간(1차 : 0.5s, 2차 : 15s)을 가진다. 고장 발생 시 고장 발생각과 저항과 리액턴스 비율에 따라 비대칭 고장전류가 발생하며, 비대칭 고장전류가 포함된 고장전류는 정상상태의 고장전류의 2배에 가까운 크기로 증가할 수 있다. 이러한 비대칭 고장전류는 무전압 시간 이후 폐로 동작 시의 고장전류에도 영향을 미칠 수 있으며 비대칭 고장전류가 포함된 고장전류는 계통에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고장 발생 시 저항과 리액턴스 비율 및 고장 발생각으로 인해 발생할 수 있는 비대칭 고장전류에 대해 재폐로 차단기가 첫 번째 개로 동작 이전에 전압, 전류의 위상각을 DFT를 이용하여 추정하고 무전압 시간 이후 재폐로 차단기의 재폐로 동작 시에는 추정된 위상각을 고려하여 전압의 위상이 추정된 임피던스의 위상과 동일한 시점에 재폐로 동작을 하여 비대칭 고장전류를 줄일 수 있는 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치 및 그 제어방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치에 따른 일 측 면은 재폐로 차단기에 있어서, 고장이 발생하면, 재폐로 차단기의 1차 개로 동작까지의 전류를 이용하여 임피던스 위상각을 검출한 후 그 검출된 임피던스 위상각을 이용하여 비대칭 고장전류가 발생하지 않는 시점을 구한 후 그 시점에서 재폐로 시킴으로써 비대칭 고장전류를 감소시키는 고장전류 조절기를 포함하며, 상기 고장전류 조절기는 고장 발생 시, 고장전류에 대하여 기본파를 추출하는 DFT; 상기 DFT를 통해 추출한 기본파의 전류와 전압의 0 교차점에서의 시간차를 통해 고장 발생 후 변화된 임피던스의 위상각을 구하는 재폐로 시점 검출부; 및 재폐로 차단기의 전압 위상이 상기 재폐로 시점 검출부를 통해 구해진 임피던스의 위상각과 같아지는 시점에 재폐로를 수행하는 재폐로 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단기 제어방법에 따른 일 측면은 DFT가 고장 발생 시, 고장전류에 대하여 기본파를 추출하는 단계; 재폐로 시점 검출부가 DFT를 통해 추출한 기본파의 전류와 전압의 0 교차점에서의 시간차를 통해 고장 발생 후 변화된 임피던스의 위상각을 구하는 단계; 및 재폐로 제어부가 재폐로 차단기의 전압 위상이 상기 재폐로 시점 검출부를 통해 구해진 임피던스의 위상각과 같아지는 시점에 재폐로를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
전술된 구성에 의해 본 발명에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치 및 그 제어방법은 재폐로 차단기의 무전압 시간 이후 비대칭 고장전류가 발생하지 않는 시점에서 재폐로를 제공함으로써 시스템을 안정적으로 유지할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
특정 실시예의 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예의 여러 설명을 제공한다. 그러나, 본 발명은 청구범위에 의해 한정되고 커버되는 다수의 여러 방법으로 구현될 수 있다. 본 상세한 설명은 동일한 참조 번호가 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 설명된다.
본 명세서에서 제공되는 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단순히 본 발명의 특정 실시예의 상세한 설명을 위해 사용된 것이기 때문에 본 발명을 특정 방법으로 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 나아가, 본 발명의 실시예는, 전체적으로 본 발명의 바람직한 속성들을 나타내거나 본 명세서에 제공된 발명을 실시하는데 필수적인 여러 신규한 특징을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치의 기능 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치는 DFT(Discrete Fourier Transgorm; 이하 "DFT"라 함)(110), 재폐로 시점 검출부(120) 및 재폐로 제어부(130)로 구성된 고장전류 조절기(100)를 포함한다.
고장전류 조절기(100)는 배전계통(10)에 고장이 발생하면, 재폐로 차단기의 1차 개로 동작까지의 전류를 이용하여 임피던스 위상각을 검출한 후 그 검출된 임 피던스 위상각을 이용하여 비대칭 고장전류가 발생하지 않는 시점을 구한 후 그 시점에서 재폐로 시킴으로써 비대칭 고장전류를 감소시키는 것으로, DFT(110), 재폐로 시점 검출부(120) 및 재폐로 제어부(130)를 포함한다.
즉, 고장전류 조절기(100)의 DFT(110)는 회로 고장 발생 시, 고장전류에 대하여 기본파를 추출한다.
그리고 고장전류 조절기(100)의 재폐로 시점 검출부(120)는 DFT(110)를 통해 추출한 기본파의 전류와 전압의 0 교차점에서의 시간차를 통해 고장 발생 후 변화된 임피던스의 위상각을 구한다.
또한, 고장전류 조절기(100)의 재폐로 제어부(130)는 재폐로 차단기의 전압 위상이 상기 재폐로 시점 검출부(120)를 통해 구해진 임피던스의 위상각과 같아지는 시점에 배전계통(10)를 재폐로시킨다.
한편, 고장전류 조절기는 DFT(110)를 이용하여 기본파를 추출하고 전압, 전류의 0 교차점을 이용하여 임피던스의 위상각을 구한다.
이때, 고장 발생 시의 계통의 저항과 리액턴스의 비율은 달라질 뿐만 아니라 고장 발생각에 따라 비대칭 고장 전류가 발생한다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 간단한 회로에서 고장이 발생할 경우의 전류는 [수학식 1]과 같다.
비대칭 고장전류를 포함하는 [수학식 1]에서 재폐로 차단기의 두 번째 재폐로 동작부터 비대칭 고장전류를 줄이기 위해서는 고장이 발생한 시점부터 재폐로 차단기의 첫 번째 개로 동작 이전인 3~3.5 cycle 내에 의 정확한 값이 계산되어야만 한다.
따라서, 고장전류 조절기(100)의 DFT(110)는 의 정확한 값을 계산하기 위하여 DFT(110)를 수행하여 지수적으로 감소하는 DC성분의 비대칭 고장전류를 제외한 기본 주파수를 갖는 기본파를 추출하여 전압과 전류의 영교차점에서의 시간차로 를 계산 한다.
즉, 배전계통(10)에 고장이 발생하여 변화된 저항과 리액턴스의 비율을 계산하기 위해 고장 발생과 동시에 DFT 연산이 수행되며 이렇게 수행되는 DFT(110)는 고장 발생 후 3~3.5 cycle내에 계산되어야 하므로 3~3.5 cycle내의 값 이외의 값이 0인 유한 구간 신호라고 가정하고 DFT(110)의 연산은 DTFS(Discrete Tims Fourier Series)로 수행할 수 있다.
또한, 전류의 값 i(t)는 [수학식 2]와 같이 직류 성분, 기본파 성분, 고조파 성분으로 나누어 나타낼 수 있기 때문에 비대칭 고장전류는 지수적으로 감소하는 DC성분이므로 성분에 해당한다.
여기서, i(t)는 DTFS를 이용하여 다음의 [수학식 3]과 같이 쓸 수 있다.
한편, 재폐로 시점 검출부(120)는 [수학식 1]의 비대칭 고장전류가 포함된 전류의 식을 [수학식 6]에 대입하여 [수학식 9]와 같이 나타낸다.
따라서, DC 성분인 비대칭 고장전류의 파형을 제외한 나머지 전류의 식을 이용하여 [수학식 4], [수학식 5], [수학식 7], [수학식 8], [수학식 9]에 대입하고 , , , 을 구하면 [수학식 10]과 같다.
상기의 [수학식 14]의 계산을 통하여 고정값 C를 구할 수 있고, 은 의 전류의 위상각을 의미하므로 전압과 전류의 영교차점의 시간차를 이용하여 임피던스의 위상을 구하면 다음 [수학식 15]와 같다.
[수학식 16]과 같이 표현된 수식에서 재폐로 차단기의 무전압 시간 이후 재폐로 동작 시, 비대칭 고장전류가 발생하지 않기 위해서는 전압의 위상인 가 C와 같은 위상에서 재폐로 동작이 수행되어야 한다.
따라서, 고장전류 조절기(100)의 재폐로 제어부(130)는 재폐로 차단기의 개로 동작 이후 고정된 무전압 시간 0.5s가 경과하고 전압의 위상이 C의 값과 같아지는 시점에 재폐로함으로써 기존 재폐로 차단기의 동작 시 발생 가능한 비대칭 고장전류를 감소시킬 수 있다.
또한, 장치는 저항 값과 리액턴스 비율에 따른 임피던스의 위상에 대한 추정값을 저장하는 저장부(140)를 포함한다.
여기서, 상기 저장부(140)에 저장되는 정보는 [표 1]에 도시된 바와 같다.
상기 재폐로 제어부(130)는 상기 저장부(140)에 저장된 재폐로 시간에 재폐로 회로를 재폐로시킬 수 있다.
이러한 정보는 상기 장치를 통해 측정한 값으로 무전압 시간 이후 재폐로 시의 결과를 도 3a 내지 도 3e를 통해 나타나 있다.
EMTP(ElectroMagnetic Transient Program)/ATPDraw를 이용하여 모델링 하였다.
[표 1]의 모의 조건과 같이 저항과 리액턴스 비율을 다양하게 변화시켜 기존 재폐로 차단기의 고장전류와 본 발명에서 제시한 재폐로 차단기의 고장전류를 비교하여 우수성을 검증하였다.
[표 1]의 고장 발생 시간을 기존 재폐로 차단기의 비대칭 고장전류가 발생할 경우와 비교하기 위해 0.05s + tan-1(X/R)+90도로 선정하였다.
도 3a는 저항과 리액턴스 비율(X/R)이 1인 경우로 0.05를 기준으로 이후의 시간인 0.05625s에 고장을 발생시켰을 때의 결과파형이다. X/R 값이 작기 때문에 비대칭 고장전류는 빠른 시간에 소멸이 되는 것을 확인 할 수 있으며, 또한 기존 재폐로 차단기에서 발생하는 비대칭 고장전류가 비대칭 고장전류를 고려한 재폐로 차단기에서는 재폐로 동작 이후 발생하지 않는 것을 확인 할 수 있다.
고장 발생 시 임피던스의 위상은 로 계산이 되며 이 계산값과 DFT를 통해 추출한 기본파 파형에서 추정한 임피던스의 위상은 45.153도로 고장 발생 이후 실제의 임피던스의 위상각에 근사한 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 3b는 저항과 리액턴스 비율(X/R)이 5인 경우로 0.05를 기준으로 이후의 시간인 0.0578s에 고장을 발생시켰을 때의 결과파형이다. 고장이 발생하고 비대칭 고장전류가 발생하였으며 X/R 값이 크며 이 값은 지수적으로 감소하는 비대칭 고장전류의 지속시간이 도 3a의 경우보다 더욱 긴 것을 확인할 수 있다. 따라서 비대칭 고장전류는 첫 번째 개로 동작 시 완전히 소멸되지 않는다.
기존 재폐로 차단기의 비대칭 고장전류와 비교하였을 때 재폐로 차단기는 비대칭 고장전류가 거의 생기지 않음을 확인할 수 있다. 고장 발생 시 임피던스의 위상은 로 계산이 되며 이 계산값과 DFT를 통해 추출한 기본파 파형에서 추정한 임피던스의 위상은 81.116도 2.5도의 근사한 차이를 보이는 것을 확인 하였다.
도 3c는 저항과 리액턴스 비율(X/R)이 10인 경우로 0.05를 기준으로 이후의 시간인 0.05807s에 고장을 발생시켰을 때의 결과파형이다. 고장이 발생하고 비대칭 고장전류가 발생하였으나 X/R 값이 도 3a보다 크며 이 값은 지수적으로 감소하는 비대칭 고장전류의 지속시간을 더욱 길게 한다. 따라서 비대칭 고장전류는 첫 번째 개로 동작 시 완전히 소멸되지 않으며 이는 무전압 시간 이후 재폐로 동작시에도 영향을 미친다. 기존 재폐로 차단기의 비대칭 고장전류와 비교하였을 때 본 발명에서 제안한 재폐로 차단기의 결과 파형에서는 비대칭 고장전류가 거의 발생하지 않음을 확인 할 수 있다. 고장 발생 시 임피던스의 위상은 로 계산이 되며 이 계산값과 DFT를 통해 추출한 기본파 파형에서 추정한 임피던스의 위상은 84.156도로써 0.13도의 근사한 차이를 보이는 것을 확인하였다.
도 3d는 저항과 리액턴스 비율(X/R)이 15인 경우로 0.05를 기준으로 이후의 시간인 0.058156s에 고장을 발생시켰을 때의 결과 파형이다. 고장이 발생하고 비대칭 고장전류가 발생하였으나 X/R 값이 도 3c보다 크기 때문에 비대칭 고장전류의 감소비율은 작아지므로 비대칭 고장전류는 첫 번째 개로 동작 시 완전히 소멸되지 않으며 기존 재폐로 차단기의 고장전류 파형과 비교하였을 때 재폐로 차단기의 결과 파형은 비대칭 고장전류가 거의 생기지 않음을 확인 할 수 있다. 고장 발생 시 임피던스의 위상은 로 계산이 되며 이 계산값과 DFT를 통해 추출한 기본파 파형에서 추정한 임피던스의 위상은 87.156도로 0.97도의 근사한 차이를 보이는 것을 확인 하였다.
도 3e는 저항과 리액턴스 비율(X/R)이 20인 경우로 하였을 때 0.05를 기준으로 이후의 시간인 0.0582s에 고장을 발생시켰을 때의 결과 파형이다. 고장이 발생하고 비대칭 고장전류가 발생하였으나 X/R 값이 도 3d보다 크기 때문에 비대칭 고장전류의 감소 비율은 작기 때문에 비대칭 고장전류는 첫 번째 개로 동작 시 완전히 소멸되지 않으며 기존 재폐로 차단기의 고장전류 파형과 비교하였을 때 재폐로 차단기의 결과 파형은 비대칭 고장전류가 거의 발생하지 않음을 확인 할 수 있다. 고장 발생 시 임피던스의 위상은 로 계산이 되며 이 계산값과 DFT를 통해 추출한 기본파 파형에서 추정한 임피던스의 위상은 87.187도로 0.49도의 근사한 차이를 보이는 것을 확인하였다.
결과 파형에서 보는 바와 같이 기존의 재폐로 차단기와 비대칭 고장전류를 고려한 재폐로 차단기의 전류 파형을 비교했을 경우 본 발명에서 제안한 비대칭 고장전류를 고려한 재폐로 차단기의 무전압 시간 이후 재폐로 동작 시 비대칭 고장전류가 나타나지 않음을 확인 할 수 있다.
따라서, 도 2에 따른 임피던스 위상각과 그에 따른 계산값 및 기본파를 이용한 추정 값은 [표 2]에 도시된 바와 같다.
본 발명의 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단기 제어방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
즉, 배전계통(10)에 고장이 발생하면, DFT(110)가 고장전류에 대하여 기본파를 추출한다(S1).
[수학식 2]
여기서, i(t)는 DTFS를 이용하여 다음의 [수학식 3]과 같이 쓸 수 있다.
[수학식 3]
[수학식 4]
[수학식 5]
[수학식 6]
[수학식 7]
[수학식 8]
이어서, 재폐로 시점 검출부(120)가 DFT(110)를 통해 추출한 기본파의 전류와 전압의 0 교차점에서의 시간차를 통해 고장 발생 후 변화된 임피던스의 위상각을 구한다(S2).
즉, 변화된 임피던스의 위창차를 구하는 단계(S2)에서 재폐로 시점 검출부(120)는 [수학식 1]의 비대칭 고장전류가 포함된 전류의 식을 [수학식 6]에 대입하면 [수학식 9]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 9]
한편, DC 성분인 비대칭 고장전류의 파형을 제외한 나머지 전류의 식을 이용하여 [수학식 4], [수학식 5], [수학식 7], [수학식 8], [수학식 9]에 대입하고 , , , 을 구하면 [수학식 10]과 같다.
[수학식 10]
[수학식 11]
[수학식 12]
[수학식 13]
[수학식 14]
상기의 [수학식 14]의 계산을 통하여 고정값 C를 구할 수 있고, 은 의 전류의 위상각을 의미하므로 전압과 전류의 영교차점의 시간차를 이용하여 임피던스의 위상을 구하면 다음 [수학식 15]와 같다.
[수학식 15]
[수학식 16]
[수학식 16]과 같이 표현된 수식에서 재폐로 차단기의 무전압 시간 이후 재폐로 동작 시, 비대칭 고장전류가 발생하지 않기 위해서는 전압의 위상인 가 C와 같은 위상에서 재폐로 동작이 수행되어야 한다.
이후, 재폐로 제어부(130)가 재폐로 차단기의 전압 위상이 상기 재폐로 시점 검출부(120)를 통해 구해진 임피던스의 위상각과 같아지는 시점에 배전계통(10)를 재폐로시킨다(S3).
즉, 배전계통(10)를 재폐로시키는 단계(S3)는 고장전류 조절기(100)의 재폐로 제어부(130)가 재폐로 차단기의 개로 동작 이후 고정된 무전압 시간 0.5s가 경과하고 전압의 위상이 C의 값과 같아지는 시점에 재폐로함으로써 기존 재폐로 차단기의 동작 시 발생 가능한 비대칭 고장전류를 감소시킬 수 있다.
또한, 방법은 저항 값과 리액턴스 비율에 따른 임피던스의 위상에 대한 추정값을 저장하는 저장부(140)를 포함한다.
여기서, 상기 저장부(140)에 저장되는 정보는 [표 1]에 도시된 바와 같다.
[표 1]
상기 재폐로 제어부(130)는 상기 저장부(140)에 저장된 재폐로 시간에 재폐로 회로를 재폐로시킬 수 있다.
이러한 정보는 상기 장치를 통해 측정한 값으로 무전압 시간 이후 재폐로 시의 결과를 도 3a 내지 도 3f을 통해 나타나 있다.
따라서, 도 2에 따른 임피던스 위상각과 그에 따른 계산값 및 기본파를 이용한 추정 값은 [표 2]에 도시된 바와 같다.
[표 2]
만약, 재폐로 동작이 2회 이상되면 재폐로 동작을 종료한다.
전술된 상세한 설명이 여러 실시예에 적용된 바와 같이 본 발명의 기본적인 신규한 특징들을 도시하고 기술하고 언급하였지만, 예시된 시스템의 형태 및 상세 사항에 대해 본 발명의 의도를 벗어남이 없이 여러 생략, 교체 및 변경이 이 기술 분야에 숙련된 자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치 를 나타낸 기능블록도.
도 2는 본 발명에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치에서 모의 계통도를 나타낸 회로.
도 3a는 도 2에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치에서 X/R=1 일 때의 결과 파형을 나타낸 도면.
도 3b는 도 2에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치에서 X/R=5 일 때의 결과 파형을 나타낸 도면.
도 3c는 도 2에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치에서 X/R=10 일 때의 결과 파형을 나타낸 도면.
도 3d는 도 2에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치에서 X/R=15 일 때의 결과 파형을 나타낸 도면.
도 3e는 도 2에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치에서 X/R=20 일 때의 결과 파형을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 방법을 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 고장전류 조절기 110 : DFT
120 : 재폐로 시점 검출부 130 : 재폐로 제어부
140 : 저장부
Claims (10)
- 재폐로 차단 장치에 있어서,재폐로 회로에 고장이 발생하면, 재폐로 차단기의 1차 개로 동작까지의 전류를 이용하여 임피던스 위상각을 검출한 후 그 검출된 임피던스 위상각을 이용하여 비대칭 고장전류가 발생하지 않는 시점을 구한 후 그 시점에서 재폐로 시킴으로써 비대칭 고장전류를 감소시키는 고장전류 조절기를 포함하는 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 고장전류 조절기는,회로 고장 발생 시, 고장전류에 대하여 기본파를 추출하는 DFT(Discrete Fourier Transgorm);상기 DFT를 통해 추출한 기본파의 전류와 전압의 0 교차점에서의 시간차를 통해 고장 발생 후 변화된 임피던스의 위상각을 구하는 재폐로 시점 검출부; 및재폐로 차단기의 전압 위상이 상기 재폐로 시점 검출부를 통해 구해진 임피던스의 위상각과 같아지는 시점에 재폐로를 수행하는 재폐로 제어부를 포함하는 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 장치는,저항 값과 리액턴스 비율에 따른 임피던스의 위상에 대한 추정값을 저장하는 저장부를 포함하며,상기 재폐로 제어부는,상기 저장부에 저장된 재폐로 시간에 재폐로를 수행하는 것을 특징으로 하는 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 DFT는,전류의 값 i(t)는 [수학식 2]와 같이 직류 성분, 기본파 성분, 고조파 성분으로 나누어 나타낸다.[수학식 2]여기서, i(t)는 DTFS를 이용하여 다음의 [수학식 3]과 같이 나타낸다.[수학식 3][수학식 4][수학식 5][수학식 6][수학식 7][수학식 8]여기서, n은 고조파의 차수를 의미하며 n=1일 경우가 기본파 성분이다.
- 제 4항에 있어서,상기 재폐로 시점 검출부는 [수학식 1]의 비대칭 고장전류가 포함된 전류의 식을 [수학식 6]에 대입하여 [수학식 9]와 같이 나타낸다.[수학식 9]따라서, DC 성분인 비대칭 고장전류의 파형을 제외한 나머지 전류의 식을 이용하여 [수학식 4], [수학식 5], [수학식 7], [수학식 8], [수학식 9]에 대입하고 , , , 을 구하면 [수학식 10]과 같다.[수학식 10][수학식 11][수학식 12][수학식 13][수학식 14]상기의 [수학식 14]의 계산을 통하여 고정값 C를 구할 수 있고, 은 의 전류의 위상각을 의미하므로 전압과 전류의 영교차점의 시간차를 이용하여 임피던스의 위상을 구하면 다음 [수학식 15]와 같다.[수학식 15][수학식 16]
- 재폐로 차단기 제어방법에 있어서,DFT(Discrete Fourier Transgorm)가 고장 발생 시, 고장전류에 대하여 기본파를 추출하는 단계;재폐로 시점 검출부가 DFT를 통해 추출한 기본파의 전류와 전압의 0 교차점에서의 시간차를 통해 고장 발생 후 변화된 임피던스의 위상각을 구하는 단계; 및재폐로 제어부가 재폐로 차단기의 전압 위상이 상기 재폐로 시점 검출부를 통해 구해진 임피던스의 위상각과 같아지는 시점에 재폐로를 수행하는 단계를 포함하는 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단기 제어방법.
- 제 6항에 있어서,상기 기본파를 추출하는 단계는,DFT가 기본파를 추출하고 전압, 전류의 0 교차점을 이용하여 임피던스의 위상각을 구하는 것을 특징으로 하는 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단기 제어방법.
- 제 6항에 있어서,상기 방법은,상기 재폐로 제어부가 저항 값과 리액턴스 비율에 따른 임피던스의 위상에 대한 추정값을 저장하는 저장부에 저장된 재폐로 시간에 재폐로를 수행하는 것을 특징으로 하는 비대칭 고장 전류 제거가 가능한 재폐로 차단기 제어방법.
- 제 6항에 있어서,고장 발생 시, 상기 DFT가 고장전류에 대하여 기본파를 추출하는 단계는,전류의 값 i(t)는 [수학식 2]와 같이 직류 성분, 기본파 성분, 고조파 성분으로 나누어 나타낸다.상기 DFT에서,[수학식 2]여기서, i(t)는 DTFS를 이용하여 다음의 [수학식 3]과 같이 나타낸다.[수학식 3][수학식 4][수학식 5][수학식 6][수학식 7][수학식 8]여기서, n은 고조파의 차수를 의미하며 n=1일 경우가 기본파 성분이다.
- 제 9항에 있어서,상기 재폐로 시점 검출부가 DFT를 통해 추출한 기본파의 전류와 전압의 0 교차점에서의 시간차를 통해 고장 발생 후 변화된 임피던스의 위상각을 구하는 단계는,재폐로 시점 검출부(120)가 [수학식 1]의 비대칭 고장전류가 포함된 전류의 식을 [수학식 6]에 대입하여 [수학식 9]와 같이 나타낸다.[수학식 9]따라서, DC 성분인 비대칭 고장전류의 파형을 제외한 나머지 전류의 식을 이용하여 [수학식 4], [수학식 5], [수학식 7], [수학식 8], [수학식 9]에 대입하고 , , , 을 구하면 [수학식 10]과 같다.[수학식 10][수학식 11][수학식 12][수학식 13][수학식 14]상기의 [수학식 14]의 계산을 통하여 고정값 C를 구할 수 있고, 은 의 전류의 위상각을 의미하므로 전압과 전류의 영교차점의 시간차를 이용하여 임피던스의 위상을 구하면 다음 [수학식 15]와 같다.[수학식 15][수학식 16]
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101463045B1 (ko) * | 2013-06-27 | 2014-11-18 | 엘에스산전 주식회사 | 고장전류에 포함된 직류 성분 검출 및 제거 방법 |
KR20170038410A (ko) | 2015-09-30 | 2017-04-07 | 연암공과대학교산학협력단 | 주파수 조정 또는 최대 부하 삭감 기능이 구비된 ess의 재폐로 방법 |
KR20170038408A (ko) | 2015-09-30 | 2017-04-07 | 연암공과대학교산학협력단 | 비상용 전원 기능이 구비된 ess의 재폐로 방법 |
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KR101073205B1 (ko) | 2011-10-12 |
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