KR20120002035A - 광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트 - Google Patents

광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인출형 보호계전기 후면에 위치한 다수의 단자와 체결될 수 있도록 제작된 단자접속용 소켓과, LED 빛을 검출할 수 있는 광 검출 센서와, 상기 단자접속용 소켓과 연결된 케이블의 다른 일측과 체결되는 상전환 및 시험항목에 필요한 접점 선택을 위한 두개의 로터리 스위치가 설치된 시험제어부와, 시험기 및 컴퓨터와 연결되어 변전소에 설치 운영되고 있는 배전선로 보호용 계전기의 준공, 정기시험, 임시시험 등을 수행할 수 있도록 설계 제작된 광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트에 관한 것이다.

Description

광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트{A Test Assistant Device Set of Digital Over Current Relay Using Light Sensor}
본 발명은 인출형 보호계전기 후면에 위치한 다수의 단자와 체결할 수 있도록 제작된 단자접속용 소켓과, LED 빛을 검출할 수 있는 광 검출 센서와, 상기 단자접속용 소켓과 연결된 케이블의 다른 일측과 체결되는 상 전환 및 시험 항목선택을 위한 두개의 로터리 스위치가 설치된 시험제어부와, 시험기 및 컴퓨터가 연결되어 배전선로 보호용 계전기의 준공, 정기시험, 임시시험 등을 수행할 수 있도록 설계 제작된 광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트에 관한 것이다.
종래기술은 변전소(Substation)에 설치 운영되고 있는 23kV 배전선로 인출형 디지털 보호계전기의 준공, 정기, 임시시험 시의 시험순서는 ① 시험장비 설치, ② 보호계전기 인출, ③ 시험용 리드선 연결, ④ 정정 값 입력, ⑤ 최소 동작전류 시험, ⑥ 한시동작 특성시험, ⑦ 시험용 리드선 분리 후 재 연결, ⑧ 순시동작 특성시험, ⑨ 시험용 리드선 분리 후 재연결하여 A상 시험을 마친 후 상기 순서를 반복하여 B상, C상, N상 시험을 하게 된다.
상기 시험용 리드선 연결에서부터 순시 동작 특성시험까지 총 20회(③,⑤,⑥,⑦,⑧ × 4) 공정이 소요된다.
이는 시험용 리드선을 시험항목에 맞게 반복적으로 변경해주어야 하는 불편함과 이에 따른 불필요한 시험시간이 소요되고, 계전기 후면 단자사이의 간격이 좁아서 리드선간 혼촉이 발생되는 등 인적실수 발생요인이 상존하는 문제점이 있다.
이와 관련된 종래기술은 한국공개특허공보 제10-2003-0018346호에 보호 계전기 시험방법에 관한 사항이 개시되어 있으나, 전력손실을 줄이는 방법에 관한 것이므로 23kV 배전선로 보호용 계전기의 준공, 정기시험, 임시시험 등을 신속하고 정확하게 수행하는 것과는 무관하다.
본 발명이 해결하려는 과제는 보호계전기 후면 단자에 소켓을 결합하고, 상 전환 및 시험항목에 맞는 접점을 선택할 수 있는 각각의 로터리스위치로 상 및 시험항목을 선택하고, 시험기와 통상의 컴퓨터를 연결하여 시험자에게 편리성을 제공하고, 혼촉없이 신속하게 시험을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 시험 시에 정상 여부를 판단할 때 육안으로 확인하여 정상여부를 판단하여 입력하던 구성을 광 검출 센서를 이용하여 자동으로 수행하도록 구성하여 신속하게 시험을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 보호계전기 후면 단자와 결합되는 소켓을 시험을 수행하여야할 모든 단자들과 결합될 수 있도록 제작하므로 작업자가 소켓의 위치를 변경하거나 단자와 소켓의 결합 위치를 확인할 필요없이 각각의 로터리스위치를 이동하면서 시험순서에 의하여 신속하고 정확하게 시험을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 컴퓨터와 시험기사이의 통신을 RS-232C 또는 RS-485 등의 통신포트를 설치하여 컴퓨터의 제어명령에 의하여 시험기가 작동하며, 컴퓨터에는 시험프로그램을 탐재시켜 시험을 수행하므로 신속하고 정확하게 시험이 이루어지도록 하는데 있다.
본 발명 과제의 해결 수단은 인출형 보호계전기 후면에 위치한 다수의 단자와 동시에 체결될 수 있도록 설계 제작된 단자접속용 소켓과, LED 빛을 검출할 수 있는 광 검출 센서와, 상기 단자접속용 소켓과 연결된 케이블의 다른 일측과 체결되는 상 전환 및 시험항목 선택을 위한 두개의 로터리스위치가 설치된 시험제어부와, 시험기와 시험제어부는 신호선 케이블로 연결되며, 컴퓨터와 시험기는 RS-23C 등의 통신케이블로 연결된 광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 시험기를 컴퓨터와 통신케이블로 연결하고, 컴퓨터에는 시험프로그램을 탑재하며, 상 전환 및 시험항목 선택 로터리스위치가 시험제어부에 각각 설치되고, 한시동작특성 시험 시 컴퓨터의 명령으로 시험기를 통해서 픽업치의 150, 300, 500, 700, 1000, 2000% 를 입력하여 시험하며, 로터리 스위치로 A, B, C 및 N 상의 시험을 모두 수행할 수 있도록 구성된 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 상 전환 로터리스위치에서 A, B, C 및 N 상을 선택하고, 시험 항목선택 로터리스위치에서는 최소동작전류시험, 한시동작 특성시험 및 순시동작 특성시험 등에 필요한 보호계전기 접점을 선택하고, 시험기와 연결된 컴퓨터에서 해당 시험항목 및 상 시험프로그램을 실행하여 시험할 수 있는 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 제공하는데 있다.
본 발명은 보호계전기 후면 단자와 소켓을 결합하고, 상 전환 및 시험항목에 맞는 접점을 선택할 수 있는 로터리스위치로 상 및 시험항목을 선택하고, 시험기와 통상의 컴퓨터를 연결하여 시험자에게 편리성 제공하고, 혼촉없이 신속하게 시험을 할 수 있는 작용효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 기존의 보호계전기 전면에 위치한 LED 빛을 감지할 수 있는 광 검출 센서를 설치하고, 시험 시에 정상 여부를 판단할 때 육안으로 확인하여 정상여부를 입력하던 구성을 광 검출센서를 이용하여 자동으로 수행하여 신속하게 시험을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 보호계전기 후면 단자와 결합되는 소켓을 시험 대상인 모든 단자들과 결합될 수 있도록 제작하므로 작업자가 소켓의 위치를 변경하거나 단자와 소켓의 결합 위치를 확인할 필요없이 각각의 로터리스위치를 이동하면서 시험순서에 의하여 신속하고 정확하게 시험을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 컴퓨터와 시험기사이의 통신을 RS-232C 또는 RS-485 등의 통신포트를 이용하여 컴퓨터의 제어명령에 의하여 시험기가 작동하며, 컴퓨터에는 시험프로그램을 탐재시켜 시험을 수행하므로 신속하고 정확하게 시험이 이루어지도록 하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트의 전체적인 구성도
도 2는 본 발명에 따른 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 이용한 시험절차를 도시한 블럭도
도 3은 본 발명에 따른 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트의 구체적인 회로도
도 4는 본 발명에 따른 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 이용하여 실험하는 모습을 촬영한 사진
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11; 시험제어부 12; 시험항목 선택 로터리스위치
13; 상 전환 로터리스위치 14; 소켓(계전기 단자와 체결)
15; 계전기 16; 신호선 케이블(계전기와 시험제어부)
17; 커넥터 또는 소켓 18; 신호선 케이블(시험제어부와 시험기)
19; 시험기 20; 컴퓨터
21; 광 검출센서(도4)
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다. 본 발명에 따른 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트는 인출형 보호계전기 후면에 위치한 다수의 단자와 동시에 체결될 수 있도록 설계 제작된 단자접속용 소켓과, LED 빛을 검출할 수 있는 광 검출 센서와, 상기 단자접속용 소켓과 연결된 케이블의 다른 일측과 체결되는 상 전환 및 시험항목 선택을 위한 두개의 로터리 스위치가 설치된 시험제어부와, 시험기와 시험제어부는 신호선 케이블로 연결되며, 컴퓨터와 시험기는 RS-23C 등으로 연결되어 정상여부를 시험할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명의 장치 세트는 계전기 후면에 위치한 단자에 상 전환 및 시험항목에 필요한 접점 선택을 위한 두개의 소켓을 접속 체결하고, 상기 두 소켓과 연결된 다른 일측에 설치된 접속 커넥터는 시험제어부와 연결하며, 시험제어부와 시험기는 신호선 케이블로 연결되고, 시험기와 컴퓨터는 통상의 RS-232C 또는 Rs-485 등의 통신 케이블로 접속이 이루어진다.
상기 계전기 후면의 단자와 체결되는 소켓은 상 전환 및 시험항목선택을 위한 부분을 물리적으로 분리하여 두개로 구성하는 것이 바람직하다.
계전기의 시험은 컴퓨터에서 시험항목을 선택하고, 해당 시험항목에 필요한 접점을 시험제어부에서 로터리스위치로 선택하며, 상 전환 로터리스위치를 회전하여 선택하면서 시험프로그램에 따라 시험을 수행하고, 광 검출센서에서 광을 검출하면 정상으로 판단하고, 광이 검출되지 아니하면 불량으로 점검을 필요로 한다는 메시지를 송출한다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.
<실시 예>
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도 1은 본 발명에 따른 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트의 전체적인 구성도를 도시한 것이며, 도 2는 본 발명에 따른 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 이용한 시험절차를 도시한 블록도이다.
도 1에서, 본 발명의 장치 세트의 전체적인 구성을 살펴본다. 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 이루기 위한 하드웨어적인 구성은 계전기 단자와 시험제어부(11)를 연결하기 위하여 상 전환 및 시험항목 선택을 위한 신호선 케이블을 서로 연결하는 것이다.
도 1에서 신호선 케이블(16)의 연결은 상 전환 및 시험항목 선택을 위한 두개의 소켓을 구비하고 계전기에 돌출된 단자와 접속 체결하고, 상기 신호선 케이블(16)의 다른 일측은 소켓 또는 커넥터가 고정 설치되어 시험제어부(11)에 설치된 접속단자에 삽입 체결할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1에서, 시험제어부(11)에는 두개의 로터리스위치가 설치되어 있으며, 하나는 시험항목에 필요한 접점 선택을 위한 로터리스위치(12)로 우측에 위치하며, 상 전환을 위한 로터리스위치(13)가 좌측에 설치되어 있다. 이는 위치가 서로 변경되어도 무관하다. 상기 계전기 단자와 시험제어부사이의 신호선 케이블 연결을 위한 수단은 양측의 단자 구조를 고려하여 소켓 또는 통상의 다양한 형태의 커넥터로 신호선 케이블의 접속을 이룰 수 있다.
상 전환 및 보호계전기 동작 접점 선택 로터리스위치 역시 로터리 스위치로 한정할 필요는 없으며, 상 전환 및 필요 접점을 선택할 수 있는 하드웨어 스위치 또는 소프트웨어와 하드웨어가 결합된 스위치 등으로 다양하게 구성할 수 있다.
도 1과 도 3을 서로 관련지어 설명하면, 도 1의 시험제어부는 도 3의 중앙에 위치한 커다란 직사각형의 점선 내부에 해당하며, 상 선택을 위한 회로부분은 상기 점선 내부 상단에 위치한 상 전환 스위치(AS)에 해당하며, 도 3의 상 전환 스위치의 하단 점선으로 도시된 직사각형 내부가 시험항목에 필요한 접점 선택을 위한 로터리스위치에 해당한다.
도 3에서, 광 검출센서는 시험 시 계전기 전면에 위치한 LED에서 발생하는 광을 검출하기 위하여 LED 전면에 도4에서와 같이 부착 설치되고, 시험결과 정상을 알리는 LED에 불이 켜지면 광 검출센서(도4의 21)에서 광을 검출하여 정상을 알리는 신호를 시험기를 통해서 컴퓨터로 입력되어 해당시험이 정상적으로 이루어졌음을 알리고, 다음단계의 실험이 이루어지도록 구성되어 있다.
도4에서와 같이 광 검출센서(도4의 21)에는 LED 전면에 용이하게 설치할 수 있도록 광 검출센서와 인접하여 자성체 또는 영구자석을 고정 설치하여 자석이 부착되는 철 재질로 이루어진 계전기 전면에 부착 설치할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1에서, 시험기와 시험제어부의 체결관계를 살펴본다. 시험기와 시험제어부는 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 신호선 케이블로 연결되며, 체결 수단은 신호선 케이블의 양측 종단에 통상의 다양한 종류의 암수 체결용 커넥터를 설치하여 서로 결합체결할 수 있도록 구성되어 있다.
시험기와 시험제어부를 접속 체결한 후, 시험기에서는 시험제어부에서 선택한 해당 시험이 이루어질 수 있도록 컴퓨터의 명령에 의하여 해당 시험신호를 생성 전송하도록 구성되어 있다.
도 1에서, 시험기와 컴퓨터는 통상의 RS-232C, RS-485 등의 통신케이블로 접속되어 신호를 서로 주고받을 수 있도록 구성되며, 컴퓨터에는 디지털 과전류 계전기 시험을 위한 시험프로그램이 탑재되어 상기 통신케이블을 통해서 시험기로 시험절차에 따라 해당 명령을 내보내어 시험항목별로 각각의 상에 대한 시험을 수행할 수 있도록 구성되어 있다.
도2는 본 발명에 따른 광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 이용하여 시험을 수행하는 절차를 도시한 것이다.
도2를 간단히 살펴보면, 본 발명에 따라 설계 제작된 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 계전기 주위에 위치시키고, 계전기와 시험제어부를 소켓 및 신호선 케이블로 연결하며, 시험제어부와 시험기는 신호선 케이블로 연결하고, 시험기와 컴퓨터는 통신케이블로 연결한다.
다음은 컴퓨터에서 시험프로그램을 실행시켜 시험을 위하여 설정치(정정치)를 입력하고, 최소동작 전류시험, 한시동작 특성시험 및 순시동작 특성시험 순서로 시험을 수행한다.
구체적인 하나의 예로, 한시동작특성 시험은 컴퓨터에 탑재된 시험프로그램의 명령으로 시험기를 통해서 픽업치(pick up value)의 150, 300, 500, 700, 1000, 2000% 를 입력하여 시험하며, 로터리 스위치로 A, B, C 및 N 상의 시험을 모두 수행할 수 있도록 구성되어 있다.
표 1은 본 발명에 따른 광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 사용하여 시험을 수행한 결과와 종래의 시험방법으로 수행한 결과를 비교하여 도표로 나타낸 것이다.
상 선택을 포함한 시험항목 종래시험시간
(단위;초)		 본발명시험시간
(단위; 초)
1. 시험장비 준비시간 180 180
2. 계전기와 시험장비 연결 80 42
3. 정정치 셋팅 191 191
4. A 상
시험		 최소동작전류시험 40 7
한시동작특성시험 112 62
시험케이블 분리 및 연결시간 21 1
순시동작특성시험 9 7
5. B 상
시험		 시험케이블 분리 및 연결시간 20 1
최소동작전류시험 52 8
한시동작특성시험 110 65
시험케이블 분리 및 연결시간 25 1
순시동작특성시험 9 6
6. C 상
시험		 시험케이블 분리 및 연결시간 30 1
최소동작전류시험 46 7
한시동작특성시험 108 68
시험케이블 분리 및 연결시간 25 2
순시동작특성시험 8 7
7. N 상
시험		 시험케이블 분리 및 연결시간 32 1
최소동작전류시험 47 7
한시동작특성시험 120 70
시험케이블 분리 및 연결시간 32 1
순시동작특성시험 8 7
시험 준비시간(1+2+3 항목) 451 초 413 초
계전기 시험시간(4+5+6+7 항목) 854 초 328 초
제어케이블 분리 연결시간 265 초 49 초
총 시험시간(8+9 항목) 1305 초 741 초
표 1에서는 시험절차, A, B, C 및 N 상별 시험항목을 표시하고, 표시된 항목별 본 발명에 따른 시험장치를 통해서 시험을 수행하는데 걸리는 시간을 나타낸 것이다. 표 1을 통해서 알 수 있듯이 디지털 과전류 계전기의 시험시간을 크게 단축할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 인출형 보호계전기 후면에 위치한 다수의 단자와 동시에 체결될 수 있도록 설계 제작된 단자접속용 소켓과, 광 검출 센서와, 시험기와, 시험제어부 및 계전기를 연결하는 케이블과, 상 전환 및 시험항목에 필요한 접점 선택 로터리스위치가 설치된 시험제어부와 연결된 광센서를 이용한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트를 제공하여 신속하게 계전기 시험을 할 수 있음으로써 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (7)

  1. 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트에 있어서,
    인출형 보호계전기 후면에 위치한 다수의 단자와 체결하기 위한 단자접속용 소켓;
    LED 전면에 설치되어 LED 빛을 검출하기 위한 광 검출 센서;
    신호선 케이블의 다른 일측과 체결되는 상 전환 및 시험항목에 필요한 접점 선택을 위한 스위치가 설치된 시험제어부;
    계전기와 체결된 소켓, 시험제어부, 및 시험기를 연결하기 위한 신호선 케이블; 및
    상기 시험기와 통신케이블로 연결되고, 시험프로그램이 탑재된 컴퓨터를 구비한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 시험제어부에는 A, B, C 및 N 상을 선택하기 위한 상 전환 로터리 스위치와 시험항목에 필요한 접점을 선택하기 위한 로터리스위치를 구비한 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트.
  3. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    상기 광 검출 센서는 광을 검출할 때 시험 결과 정상 상태를 알리는 신호를 시험기를 통해서 컴퓨터로 전송하도록 구성된 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트.
  4. 청구항2에 있어서,
    상기 시험 항목에는 최소동작전류시험, 한시동작특성시험 및 순시동작특성시험을 포함함을 특징으로 하는 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트.
  5. 청구항1에 있어서,
    상기 광 검출 센서에는 계전기 전면에 설치된 LED와 마주하도록 설치하기 위하여 광 검출 센서와 인접하여 자성체 또는 영구자석을 고정 설치함을 특징으로 하는 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트.
  6. 청구항1에 있어서,
    상기 시험기와 컴퓨터의 연결은 RS-232C 또는 RS-485 통신케이블로 접속되어 신호를 주고받을 수 있도록 구성된 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 계전기 후면의 단자와 체결되는 단자접속용 소켓은 상전환을 위한 단자와 시험항목에 필요한 접점 선택을 위한 단자를 물리적으로 분리 체결할 수 있도록 두개의 소켓으로 구성함을 특징으로 하는 디지털 과전류 계전기 시험보조 장치세트.
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