KR20150008735A - Ac선로와 dc선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로에 있어서, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써, 상기 AC선로와 상기 DC선로의 선간 접촉을 검출하여 이를 방지하고 보호할 수 있고, 또한, AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉을 방지하고 보호함으로써, DC송전 방식의 안전성을 증대시킬 수 있고, DC송전 방식의 장점인 절연문제 개선, 송전 손실 감소 및 효율 증대의 효과가 있으며, 나아가 신재생에너지발전의 확대 및 유용한 계통 운영이 가능해지는 효과가 있는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템에 관한 것이다.

Description

AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템{SYSTEM FOR PROTECTING CONTACT WITH AC LINE AND DC LINE OF TRANSMISSION LINE}
본 명세서는 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로에 있어서, 상기 AC선로와 상기 DC선로의 선간 접촉을 검출하여 이를 방지하고 보호하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템에 관한 발명이다.
일반적인 송전시스템은 AC송전 방식으로 이루어졌다.
상기 AC송전 방식은, 발전기의 구조 및 발전 방식이 간단하고, 전력변환이 자유롭게 이루어진다는 장점이 있는 반면에, 주파수 제어, 높은 전압으로 인한 절연의 어려움, 유도현상 및 표피효과 등으로 인한 손실 및 효율저하의 단점이 있었다.
이에 반해, DC송전 방식은, 상기 AC송전 방식의 문제점을 보완할 수 있는 손실 저하 및 효율상승, 절연 용이 및 주파수 제어 불요 등의 장점이 있지만, 전력변환이 자유롭지 못하다는 이유에서 상기 AC송전 방식이 송전시스템에 주를 이뤄왔다.
최근에 전력용 반도체 기술의 발달하면서 상기 DC송전 방식의 최대 단점인 전력변환의 문제가 해결됨으로써, 상기 DC송전 방식이 점차 기존의 상기 AC송전 방식을 대체할 것으로 전망되고 있는데, 일 예로 HVDC 시스템이 적용된 스마트그리드의 장거리 해저 송전을 들 수 있다.
상기 DC송전 방식은, 발전소에서 발전된 AC전력을 정류기를 통해 DC로 변환하여 DC전력의 형태로 송전을 하고, 배전 시 인버터를 통해 다시 AC로 변환하는 것을 특징으로 하는데, 전력변환 시 AC동기화 및 계통 운영의 유용성을 위해 AC와 DC를 동시에 송전하게 된다.
이하, 도 1을 참조하여, AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로를 설명한다.
도 1은 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로를 나타낸 회로구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로는, 송전단 및 수전단의 AC BUS, 상기 송전단의 AC BUS로부터 AC전력이 공급되는 송전선로로 구성되며, 상기 송전선로는 AC전력을 송전하는 AC선로(10) 및 상기 송전단의 AC BUS로부터 공급된 AC전력이 변환된 DC전력을 송전하는 DC선로(20)로 구성된다.
상기 DC전력은, 상기 AC전력이 정류기를 통해 DC전력으로 변환되고, 상기 DC선로(20)를 통해 송전되며, 상기 수전단의 인버터에서 다시 AC전력으로 변환된다.
상기 AC선로(10) 및 상기 DC선로(20)는, 하나의 송전선로에 병가로 구성되어, 상기 AC선로(10)와 상기 DC선로(20) 간에 선간 접촉이 발생할 수 있는데, 선간 접촉이 발생하면, 상기 AC선로(10)에 흐르는 상기 AC전력에 의해 상기 DC선로(20)에 AC유도 현상이 일어나, 상기 DC선로(20)에 상기 AC선로(10)에 의한 유도성분이 포함될 수 있다.
상기 유도성분에 의해, 상기 DC선로(20)에 흐르는 상기 DC전력의 파형이 변화되거나 주파수가 발생하고, 또는, 상기 DC전력의 실효값이 변동될 수 있는데, 상기 DC전력의 파형이 변화되거나 주파수가 발생하여 왜곡이 생기면, 왜곡된 파형에 의해 상기 수전단에 설치된 인버터의 AC변환 동작이 제대로 이루어지지 않게 될 수 있고, 설치된 보호기기, 계측기, 제어설비 및 계통운영 기기 등의 동작도 제대로 이루어지지 않게 될 수 있으며, 또한, 상기 DC전력의 실효값 변동으로, 상기 케이블의 정격 전압 또는 정격 전류 이상이 상기 케이블에 도전됨으로써, 상기 케이블에 손상 및 절연 문제가 발생할 수 있고, 상기 케이블 정격에 맞지 않는 전력이 흐르게 됨으로써, 상기 송전선로 전체의 효율이 저하될 수도 있다.
또한, 상기 AC선로(10)와 상기 DC선로(20)의 단락 사고가 발생할 수도 있는데, 이로 인해 상기 AC선로(10) 및 상기 DC선로(20)에 전력을 공급하는 상기 송전단, 상기 AC선로(10) 및 상기 DC선로(20)에서 전력을 공급받는 상기 수전단은 물론, 계통 전체에 과전류 사고에 의한 문제가 파급될 수 있고, 상기 계통 및 상기 송전선로에 설치된 기기들이 오동작하거나 파손되어, 상기 계통 전체에 정전이 발생할 수도 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템은, 종래기술의 문제점을 해결할 수 있도록, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하고, 선간 접촉 시 상기 AC선로 및 상기 DC선로 중 어느 하나를 차단하여 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉을 방지하고 보호하는 시스템을 제공하고자 한다.
본 명세서에 기재된 실시예에 따른 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하여, 선간 접촉 시 상기 AC선로 및 상기 DC선로 중 어느 하나를 차단하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 상기 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 DC선로에서 측정한 전류 또는 전압 데이터의 특정 주파수영역 값의 크기를 기준설정치와 비교하여, 상기 유도성분을 검출하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 AC선로에 포함된 상기 DC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 선간 접촉 보호시스템은, 상기 AC선로 및/또는 상기 DC선로에 설치된 차단기, 상기 DC선로의 데이터를 측정하는 측정유닛, 상기 데이터를 근거로, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출하는 검출부, 및 상기 검출부의 검출 결과에 따라, 상기 차단기의 동작을 제어하는 제어부,를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 측정유닛은, 상기 DC선로의 주파수를 측정할 수 있는 주파수계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 DC선로는, AC 전압으로부터 변환된 100KV 내지 800KV의 초고압의 DC 전압을 송전하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하고, 선간 접촉 시 상기 AC선로 및 상기 DC선로 중 어느 하나를 차단하여 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉을 방지하고 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한, AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉을 방지하고 보호함으로써, DC송전 방식의 안전성을 증대시킬 수 있고, DC송전 방식의 장점인 절연문제 개선, 송전 손실 감소 및 효율 증대의 효과가 있으며, 나아가 신재생에너지발전의 확대 및 유용한 계통 운영이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로를 나타낸 회로구성도.
도 2는 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예에 따른 유도성분 검출에 대한 블록도.
도 3는 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예에 따른 블록도.
도 4은 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 구체적인 실시예에 따른 회로구성도.
본 명세서에 개시된 기술은 DC 송전 시스템에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 계통 시스템, 장거리 연계 시스템 및 그 외 신재생에너지발전 시스템 연계에도 적용될 수 있다. 특히, 신재생에너지발전은 재생 가능한 에너지를 이용한 친환경 발전으로서, 예를 들어, 태양열 발전, 바이오매스 발전, 소수력 발전, 해양에너지 발전, 폐기물에너지 발전, 지열 발전, 풍력 발전, 연료전지 발전 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
먼저, 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템(이하 선간 접촉 보호 시스템이라 칭한다)의 구성을 설명한다.
상기 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하여, 선간 접촉 시 상기 AC선로 및 상기 DC선로 중 어느 하나를 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기 AC선로 및 상기 DC선로는, 동일한 송전단 및 동일한 수전단에 연결될 수 있다. 상기 AC선로는, 상기 송전단으로부터 공급되는 AC전력을 송전할 수 있다. 상기 DC선로는, 상기 송전단으로부터 공급되는 AC전력이, 상기 DC선로 앞단에 설치된 정류기를 통해 변환된 DC전력을 송전할 수 있다. 즉, 상기 AC선로 및 상기 DC선로는, 병렬연결의 형태로 구성될 수 있다.
상기 DC선로는, AC 전압으로부터 변환된 100KV 내지 800KV의 초고압의 DC 전압을 송전할 수 있다.
상기 AC선로 및 상기 DC선로는, 하나의 송전선로에 병가로 구성되어, 상기 AC선로 및 상기 DC선로 선간 접촉이 발생할 수 있다. 상기 선간 접촉은, 상기 AC선로 및 상기 DC선로의 접촉 방지 설비의 노후화, 또는 주변환경의 변화로 인해 상기 AC선로 및 상기 DC선로가 늘어지게 되면서 발생할 수 있다. 상기 AC선로 및 상기 DC선로의 선간 접촉이 발생한 경우, 상기 AC선로에 흐르는 상기 AC전력에 의해 상기 DC선로에 AC유도 현상이 일어나, 상기 DC선로에 상기 AC선로에 의한 유도성분이 포함될 수 있다.
상기 유도성분은, 주파수를 가진 AC형태로서, 상기 AC전력의 기본파 주파수인 60HZ의 주파수로 유도될 수 있다. 상기 유도성분에 의해, 상기 DC선로에 흐르는 상기 DC전력에 변동이 생길 수 있다. 상기 DC전력에 상기 유도성분이 포함되면, 상기 DC전력의 파형이 변화되거나 주파수가 발생하고, 또는, 상기 DC전력의 실효값이 변동될 수 있다.
상기 DC전력의 파형이 변화되거나 주파수가 발생하여 왜곡이 생기면, 왜곡된 파형에 의해 상기 수전단에 설치된 인버터의 AC변환 동작이 제대로 이루어지지 않게 될 수 있다. 또한, 상기 왜곡된 파형에 의해 상기 DC선로에 설치된 보호기기, 계측기, 제어설비 및 계통운영 기기 등의 동작도 제대로 이루어지지 않게 될 수 있다. 또한, 상기 왜곡된 파형에 의해 상기 DC선로의 케이블에 손상 및 절연 문제가 발생할 수 있다.
예를 들면, 상기 케이블이 DC전용인 경우, AC형태인 상기 유도성분을 수용할 수 없으므로, 상기 유도성분에 의해 상기 케이블이 손상되거나 절연내력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 DC전력의 실효값이 변동되는 경우에도, 상기 케이블의 정격 전압 또는 정격 전류 이상이 상기 케이블에 도전됨으로써, 상기 케이블에 손상 및 절연 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 DC전력의 실효값이 변동되는 경우도 상기 왜곡된 파형의 영향과 마찬가지로, 상기 수전단에 설치된 인버터, 상기 DC선로에 설치된 보호기기, 계측기, 제어설비 및 계통운영 기기 등의 동작이 제대로 이루어지지 않게 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 DC전력의 파형이 변화되거나 주파수가 발생하거나 상기 DC전력의 실효값이 변동되면, 상기 케이블 정격에 맞지 않는 전력이 흐르게 됨으로써, 상기 송전선로 전체의 효율이 저하될 수도 있다.
상기 AC선로 및 상기 DC선로의 선간 접촉이 발생한 경우, 상기 AC선로와 상기 DC선로의 단락 사고가 발생할 수 있다. 상기 AC선로와 상기 DC선로의 단락 사고가 발생하면, 상기 AC선로 및 상기 DC선로의 정격 전류 이상의 과전류가 흐르게 되어, 상기 AC선로 및 상기 DC선로에 연결된 모든 기기 ,설비 및 선로 케이블 등이 손상되는 문제가 생길 수 있다.
또한, 상기 AC선로 및 상기 DC선로에 전력을 공급하는 상기 송전단, 상기 AC선로 및 상기 DC선로에서 전력을 공급받는 상기 수전단은 물론, 계통 전체에 과전류 사고에 의한 문제가 파급될 수 있다. 이로 인해, 상기 계통 및 상기 송전선로에 설치된 기기들이 오동작하거나 파손되어, 상기 계통 전체에 정전이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 AC선로 및 상기 DC선로의 선간 접촉을 방지하기 위해, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출하여 상기 AC선로 및 상기 DC선로의 선간 접촉을 방지할 수 있다.
즉, 상기 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출할 수 있다. 또한, 상기 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 DC선로에서 측정한 전류 또는 전압 데이터의 특정 주파수영역 값의 크기를 기준설정치와 비교하여, 상기 유도성분을 검출할 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예에 따른 유도성분 검출에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예에 따른 유도성분 검출에 대한 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 유도성분 검출은, 상기 DC선로에서 검출된 DC전류 및 DC전압 데이터를 주파수영역 값으로 변환하고 계산할 수 있다.
상기 주파수영역 값으로 변환은, 시간 영역에서의 함수를 주파수영역에서의 함수로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)방식으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 주파수영역 값 계산은, 상기 AC선로에 흐르는 AC전력의 상용주파수인 60HZ로 계산될 수 있다. 즉, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분의 크기가 계산될 수 있다.
상기 계산 결과는, 실효값으로 나타내어져, 비교기를 통해 상기 기준설정치와 비교될 수 있다. 상기 기준설정치는, 상기 실효값을 기준으로 비교되는 임의의 설정치로, 상기 DC선로에 상기 AC선로에 의한 유도성분 포함 여부를 판단하는 기준이 될 수 있다.
상기 실효값이 상기 기준설정치 이상인 경우, 상기 DC선로에 상기 AC선로에 의한 유도성분이 포함되었다고 판단되어, 상기 유도성분이 검출될 수 있다. 상기 유도성분은, 상기 AC선로와 상기 DC선로가 선간 접촉됨으로써 상기 AC선로에 의한 유도성분이 상기 DC선로에 포함된 것이므로, 상기 유도성분 검출을 통해 상기 AC선로와 상기 DC선로의 선간 접촉을 감지 및 보호할 수 있게 된다.
상기 선간 접촉 보호 시스템은 또한, 상기 AC선로에 포함된 상기 DC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출할 수도 있다. 이 경우, 상기 AC선로의 전류 및 전압 데이터를 근거로, 상기 DC선로에 의한 유도성분을 검출할 수 있으며, 상기 AC선로에 포함된 상기 DC선로에 의한 유도성분을 검출하여, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출할 수 있다.
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 3는 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예에 따른 블록도이다.
도 4은 본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 구체적인 실시예에 따른 회로구성도이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 상기 선간 접촉 보호시스템의 실시예에 따른 구성이 블록도로 도시되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 선간 접촉 보호시스템(30)은, 상기 차단기(31), 상기 측정유닛(32)과, 상기 측정유닛(32)이 측정한 데이터를 근거로 상기 유도성분을 검출하는 검출부(33) 및, 상기 검출부(33)의 검출 결과에 따라 상기 차단기(31)의 동작을 제어하는 상기 제어부(34)로 구성된다.
이하, 도 4를 참조하여 상기 선간 접촉 보호시스템의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 선간 접촉 보호시스템(30)은, AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로에서, 상기 AC선로(10) 및/또는 상기 DC선로(20)에 설치된 차단기(31a, 31b), 상기 DC선로(20)의 데이터를 측정하는 측정유닛(32), 상기 데이터를 근거로, 상기 DC선로(20)에 포함된 상기 AC선로(10)에 의한 유도성분을 검출하는 검출부(33), 및 상기 검출부(33)의 검출 결과에 따라, 상기 차단기(31a, 31b)의 동작을 제어하는 제어부(34),를 포함할 수 있다.
상기 차단기(31a, 31b)는, 상기 AC선로 및 상기 DC선로의 개폐가 가능하고, 상기 제어부(34)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 상기 차단기(31a, 31b)는, 전류동작형, 전류동작형 및 전력동작형 중 어느 하나일 수 있으며, 전자식 및 기계식 중 어느 하나일 수 있다.
상기 측정유닛(32)은, 상기 DC선로(20)의 전류 및 전압을 측정할 수 있는 전류계 및 전압계를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 측정유닛(32)에 포함된 상기 전류계 및 상기 전압계로 상기 DC선로(20)의 전류 및 전압 데이터를 측정하고, 상기 데이터는 상기 검출부(33)로 보내질 수 있다. 상기 측정유닛(32)은 또한, 상기 DC선로(20)의 주파수를 측정할 수 있는 주파수계를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 주파수계를 통해, 상기 DC선로(20)에 포함된 상기 AC선로(10)에 의한 유도성분의 빠른 검출이 가능해져, 상기 유도성분 검출이 더욱 용이해질 수 있다. 예를 들면, 상기 DC선로(20)에 포함된 상기 AC선로(10)에 의한 유도성분이 60HZ의 주파수인 경우, 상기 주파수계가 상기 DC선로(20)에 포함된 상기 60HZ의 주파수를 검출함으로써, 상기 선간 접촉 보호시스템(30)의 선간 접촉 방지 및 보호 동작이 신속히 일어날 수 있게 된다.
상기 검출부(33)는, 상기 데이터를 주파수영역 값으로 변환하고, 상기 주파수영역 값을 상기 기준설정치와 비교하여, 상기 주파수영역 값이 상기 기준설정치 이상이 되면 상기 유도성분을 검출할 수 있도록 구성된다.
상기 유도성분 검출은, 상기 DC선로(20)에서 검출된 DC전류 및 DC전압 데이터를 주파수영역 값으로 변환하고 계산할 수 있다. 상기 주파수영역 값으로 변환은, 시간 영역에서의 함수를 주파수영역에서의 함수로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)방식으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 상기 주파수영역 값 계산은, 상기 AC선로에 흐르는 AC전력의 상용주파수인 60HZ로 계산될 수 있다. 즉, 상기 DC선로(20)에 포함된 상기 AC선로(10)에 의한 유도성분의 크기가 계산될 수 있다.
상기 계산 결과는, 실효값으로 나타내어져, 상기 기준설정치와 비교될 수 있다. 상기 기준설정치는, 상기 실효값을 기준으로 비교되는 임의의 설정치로, 상기 DC선로(20)에 상기 AC선로(10)에 의한 유도성분 포함 여부를 판단하는 기준이 될 수 있다. 상기 실효값이 상기 기준설정치 이상인 경우, 상기 DC선로(20)에 상기 AC선로(10)에 의한 유도성분이 포함되었다고 판단되어, 상기 유도성분이 검출될 수 있다.
상기 제어부(34)는, 상기 검출부(33)의 검출 결과, 상기 유도성분이 검출되면, 상기 차단기(31a, 31b)의 차단 동작을 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(34)는, 상기 AC선로(10)에 설치된 차단기(31a) 및 상기 DC선로(20)에 설치된 차단기(31b) 중 어느 하나 이상의 차단기의 차단 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 검출부(33)의 검출 결과, 상기 AC선로(10)를 차단할 필요가 있다고 판단된 경우, 상기 제어부(34)는 상기 AC선로(10)에 설치된 차단기(31a)가 차단되도록, 상기 AC선로(10)에 설치된 차단기(31a)를 제어할 수 있다. 또는, 상기 검출부(33)의 검출 결과, 상기 DC선로(20)를 차단할 필요가 있다고 판단된 경우, 상기 제어부(34)는 상기 DC선로(20)에 설치된 차단기(31b)가 차단되도록, 상기 DC선로(20)에 설치된 차단기(31b)를 제어할 수 있다. 또는, 상기 검출부(33)의 검출 결과, 상기 AC선로(10) 및 상기 DC선로(20)를 모두 차단할 필요가 있다고 판단된 경우, 상기 제어부(34)는 상기 AC선로(10) 및 상기 DC선로(20)에 설치된 차단기(31a, 31b)가 전부 차단되도록, 상기 차단기(31a, 31b)를 제어할 수 있다.
본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예들은, 계통운영 프로그램에 프로그램화되어 소프트웨어적인 방법으로도 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예들은, 발전설비의 출력 제어 장치, 변전소의 입출력 제어 장치, 전자스위치, 보호계전기 및 송전계통 운영 상황을 감시하는 감시 기기 중 적어도 어느 하나에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예들은, 전력계통을 통합 운영하는 계통 운영 시스템에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예들은, 전력 제어 장치에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템의 실시예들은, 주거용, 빌딩용, 공공시설용, 산업용 및 비상전원의 용도로 사용되는 모든 배전설비의 제어유닛 및 보호기기에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템은, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하고, 선간 접촉 시 상기 AC선로 및 상기 DC선로 중 어느 하나를 차단하여 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉을 방지하고 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한, AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉을 방지하고 보호함으로써, DC송전 방식의 안전성을 증대시킬 수 있고, DC송전 방식의 장점인 절연문제 개선, 송전 손실 감소 및 효율 증대의 효과가 있으며, 나아가 신재생에너지발전의 확대 및 유용한 계통 운영이 가능해지는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: AC선로 20: DC선로
30: 선간 접촉 보호 시스템 31: 차단기
31a: AC선로에 설치된 차단기 31b: DC선로에 설치된 차단기
32: 측정유닛 33: 검출부
34: 제어부

Claims (8)

  1. AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템에 있어서,
    상기 선간 접촉 보호 시스템은,
    상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하여, 선간 접촉 시 상기 AC선로 및 상기 DC선로 중 어느 하나를 차단하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선간 접촉 보호 시스템은,
    상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 선간 접촉 보호 시스템은,
    상기 DC선로에서 측정한 전류 또는 전압 데이터의 특정 주파수영역 값의 크기를 기준설정치와 비교하여, 상기 유도성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선간 접촉 보호 시스템은,
    상기 AC선로에 포함된 상기 DC선로에 의한 유도성분을 검출함으로써, 상기 AC선로와 상기 DC선로 간의 접촉을 검출하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선간 접촉 보호시스템은,
    상기 AC선로 및/또는 상기 DC선로에 설치된 차단기;
    상기 DC선로의 데이터를 측정하는 측정유닛;
    상기 데이터를 근거로, 상기 DC선로에 포함된 상기 AC선로에 의한 유도성분을 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부의 검출 결과에 따라, 상기 차단기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정유닛은,
    상기 DC선로의 전류 및 전압을 측정할 수 있는 전류계 및 전압계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 측정유닛은,
    상기 DC선로의 주파수를 측정할 수 있는 주파수계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DC선로는,
    AC 전압으로부터 변환된 100KV 내지 800KV의 초고압의 DC 전압을 송전하는 것을 특징으로 하는 AC선로와 DC선로가 병가된 송전선로의 선간 접촉 보호 시스템.
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