KR20150108243A - 동기 검출 계전기 - Google Patents

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KR20150108243A
KR20150108243A KR1020140031211A KR20140031211A KR20150108243A KR 20150108243 A KR20150108243 A KR 20150108243A KR 1020140031211 A KR1020140031211 A KR 1020140031211A KR 20140031211 A KR20140031211 A KR 20140031211A KR 20150108243 A KR20150108243 A KR 20150108243A
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윤여용
안성현
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 명세서는 동기 검출 계전기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 종래기술의 한계를 해결하기 위해, 수전단의 전압 상태 뿐만 아니라 수전변압기의 이용률까지 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단하여 동작함으로써, 수전변압기의 정격용량에 따른 보호가 이루어질 수 있고, 송전단 및 수전단 뿐만 아니라 수전변압기에 대한 효율적인 보호가 가능해지는 효과가 있는 동기 검출 계전기에 관한 것이다.

Description

동기 검출 계전기{SYNCHRO CHECK RELAY}
본 명세서는 동기 검출 계전기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 송전단 및 수전단 사이에 설치된 수전변압기의 이용률을 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단하여 동작할 수 있는 동기 검출 계전기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 동기 검출 계전기를 통한 수변전설비의 보호 시스템의 결선을 나타낸 결선도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 동기 검출 계전기를 통한 수변전설비의 보호 시스템은, 변압기 TR (A)와 TR (B)를 동시에 운전중인 상태에서 변압기 TR (B)가 87T 계전기 B에 의하여 고장으로 판명되거나 혹은 TR (B)의 보수를 위하여 차단기 CB (B)가 CLOSE 상태에서 OPEN 상태로 변경되어야 할 경우, 운전자는 수전단 B에 전력공급을 지속하기 위하여 CB (B)를 OPEN 시키기 전에 수동조작 혹은 프로그래밍 로직에 의한 자동조작으로 평상시 OPEN 상태였던 CB (C)를 CLOSE 상태로 전환시켜야 한다. 이때 25(SYNC CHECK RELAY)의 도움을 받아 양측 BUS의 전압 동기를 체크하게 되며, 25 RELAY A는 설정된 양측 전압의 전압치, 위상각, 주파수의 편차가 설정치 이내에 들어와 AND 조건으로서 만족할 경우, Binary 신호값을 출력하여 사용자가 수동으로 CB (C)를 CLOSE 시키는 것에 문제가 없다는 신호를 램프에 주거나, 자동 제어용 프로그래밍 로직에 신호를 주어 CB (C)를 CLOSE 시킬 수 있다. 이후 TR (B)를 OPEN 시키게 되고 수전단 B는 이전과 같이 계속 전력을 공급받게 된다.
변압기 TR (A)만을 운전하여 수전단 A와 수전단 B에 모두 전력을 공급해야 할 경우, 평시보다 TR (A)에 부하가 늘어남으로 인하여 변압기의 정격용량에 문제가 없는 상황인지 미리 판단을 할 수 있는 알고리즘이 적용되지 않아 운전 중 계전기가 동작하여 전체 계통이 모두 끊어지거나 과전류로 인한 시설의 손상이 발생하는 경우가 존재할 수 있다. 처음부터 사용자가 수전단 A와 수전단 B의 사용 전력량을 합친 값이 TR (A)의 변압기 정격용량에 미치지 못하게 설계를 한다고 해도, 이는 설계상 효율적이지 못하며 주위 온도에 의하여 변경되는 변압기의 정격용량를 고려하지 못하는 한계가 있다.
따라서, 본 명세서는 종래기술의 한계를 해결하기 위해, 수전단의 전압 상태 뿐만 아니라 수전변압기의 이용률까지 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단하여 동작할 수 있는 동기 검출 계전기를 제공하고자 한다.
제 1 변압기의 상태를 감시하는 제 1 계전기 및 제 2 변압기의 상태를 감시하는 제 2 계전기와의 통신을 수행하여, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각으로부터 상기 제 1 변압기의 이용률 및 상기 제 2 변압기의 이용률에 대한 정보를 수신하는 통신부, 상기 제 1 변압기로부터 전력이 수전되는 제 1 수전단 및 상기 제 2 변압기로부터 전력이 수전되는 제 2 수전단의 전압 상태를 검출하는 검출부, 상기 수신된 이용률에 대한 정보 및 상기 검출된 전압 상태를 근거로 상기 제 1 수전단과 상기 제 2 수전단의 동기화 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 제어 신호를 생성하는 제어부 및 상기 제어 신호에 따라 개폐 동작하는 동작부를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각은, 1차측에 각각의 송전단, 2차측에 각각의 수전단이 연결되어, 상기 각각의 송전단으로부터 상기 각각의 수전단으로 전력이 공급되도록 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각은, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 1차측 및 2차측 전류를 차동 계전하는 주변압기 차동 계전기일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각은, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전압을 검출하는 PT, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전류를 검출하는 CT 및 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 온도를 센싱하는 온도센서를 포함하고, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전압, 전류 및 온도를 검출하여 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기의 상태를 감시할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각은, 상기 이용률 계측 여부, 상기 변압기 용량 및 상기 변압기 냉각 방식이 설정 입력되되, 상기 설정 입력된 변압기 용량, 상기 설정 입력된 변압기 냉각 방식, 상기 검출된 전압 및 전류를 근거로 계측된 전력 및 상기 검출된 온도를 근거로 산출된 온도 변수를 근거로 상기 이용률을 계측할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통신부는, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기와 유선으로 연결되어, 유선 통신 방식으로 통신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통신부는, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기와 무선으로 연결되어, 무선 통신 방식으로 통신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 검출부는, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단 각각에 연결된 PT를 통해, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단 각각의 전압을 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택되어, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부에 따라 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화 여부를 판단하되, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 전압 차, 위상 차, 주파수 차에 대한 기준이 설정 입력되어, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하여, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택된 경우, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기의 이용률의 합계를 기 설정된 합계 수치와 비교하되, 상기 이용률의 합계가 상기 기 설정된 합계 수치보다 이하인 경우, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하고, 상기 이용률의 합계가 상기 기 설정된 합계 수치를 초과하는 경우, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화가 불가능하다고 판단하고, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택되지 않은 경우, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하여, 상기 검출된 전압 상태가 상기 설정 입력된 기준에 이하인 경우, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화가 가능하다고 판단하고, 상기 검출된 전압 상태가 상기 설정 입력된 기준을 초과하는 경우, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화가 불가능하다고 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화가 가능하다고 판단한 경우, 상기 제어 신호를 생성하여 상기 동작부에 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 동작부는, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단이 연결되는 선로를 개폐시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 동작부는, 평시에 개로된 상태이되, 상기 제어부로부터 상기 제어 신호를 전달받으면 폐로되어, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단이 연결되도록 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각은, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기와 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단 각각이 연결되는 선로를 개폐시키는 제 1 개폐 장치 및 제 2 개폐 장치 각각을 포함하되, 상기 제 1 개폐 장치 및 상기 제 2 개폐 장치 각각은, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각의 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기의 상태 감시 결과 및 상기 동작부의 개폐 상태에 따라 개폐될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 개폐 장치 및 상기 제 2 개폐 장치 각각은, 평시에 폐로된 상태이되, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기에 이상이 있고, 상기 동작부가 폐로된 상태인 경우, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기에 의해 개로될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 제 1 개폐 장치 및 상기 제 2 개폐 장치가 폐로된 상태인 경우에 상기 제어 신호를 생성하되, 상기 제어 신호는, 상기 동작부가 폐로되도록 제어하는 신호일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 동작부가 상기 제어 신호에 의해 폐로된 경우, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각이 상기 제 1 개폐 장치 및 상기 제 2 개폐 장치를 개로시킬 수 있도록, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기에 개로 신호를 전달할 수 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기는, 송전단 및 수전단 사이에 설치된 수전변압기의 이용률을 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단함으로써, 수전변압기의 정격용량에 따른 보호가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기는, 송전단 및 수전단 사이에 설치된 수전변압기의 이용률을 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단함으로써, 송전단 및 수전단 뿐만 아니라 수전변압기에 대한 효율적인 보호가 가능해지는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기는, 수전변압기의 이용률을 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단하여 동작함으로써, 효율적인 수변전설비 및 부하 설계가 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 종래의 동기 검출 계전기를 통한 수변전설비의 보호 시스템의 결선을 나타낸 결선도.
도 2는 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 구성을 나타낸 구성도.
도 3은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 결선도.
도 4는 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 이용률 설정의 예시도.
도 5는 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 제 1 계전기 및 제 2 계전기의 이용률 산출의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 6은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 동기 검출 기준 설정의 예시도.
도 7은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 동기 검출 계전기의 동기화 가능 판단의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 8은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 제어부의 제어 신호 및 개로 신호 생성 논리를 나타낸 논리도.
본 명세서에 개시된 기술은 동기 검출 계전기에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 계전기, 차단기, 제어기, 개폐기, 전력용 보호기기 및 그 외 보호 계전 시스템에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 실시 예들을 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.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 결선도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 이용률 설정의 예시도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 제 1 계전기 및 제 2 계전기의 이용률 산출의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 동기 검출 기준 설정의 예시도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 동기 검출 계전기의 동기화 가능 판단의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예에 따른 제어부의 제어 신호 및 개로 신호 생성 논리를 나타낸 논리도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 동기 검출 계전기(50)(이하, 검출 계전기라 칭한다)는, 통신부(10), 검출부(20), 제어부(30) 및 동작부(40)를 포함한다.
상기와 같은 구성은, 상기 검출 계전기(50) 내부에 포함될 수 있다.
또한, 상기와 같은 구성 중 어느 하나는, 상기 검출 계전기(50)의 외부에 분리되는 구성으로 포함될 수도 있다.
예를 들면, 상기 제어부(30)는, 상기 검출 계전기(50)의 외부에 분리되어, 상기 검출 계전기(50)를 원격에서 제어하는 원격 제어 장치 등에 포함될 수 있다.
또 다른 예를 들면, 상기 동작부(40)는, 상기 검출 계전기(50)의 외부에 분리되어, 상기 검출 계전기(50)로써 보호하고자 하는 선로 등에 포함될 수 있다.
상기 검출 계전기(50)는 또한, 상기 검출 계전기(50)의 동작 상태, 상기 검출 계전기(50)의 제어 및 설정 상태 등이 외부로 표시되는 외부 설정창을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 포함하는 상기 검출 계전기(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 수변전 설비로 이루어진 수변전 설비군에 연결될 수 있다.
상기 통신부(10)는, 제 1 변압기(T10)의 상태를 감시하는 제 1 계전기(R10) 및 제 2 변압기(T20)의 상태를 감시하는 제 2 계전기(R20)와의 통신을 수행하여, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각으로부터 상기 제 1 변압기(T10)의 이용률 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률에 대한 정보를 수신한다.
상기 검출부(20)는, 상기 제 1 변압기(T10)로부터 전력이 수전되는 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 변압기(T20)로부터 전력이 수전되는 제 2 수전단(R200)의 전압 상태를 검출한다.
상기 제어부(30)는, 상기 수신된 이용률에 대한 정보 및 상기 검출된 전압 상태를 근거로 상기 제 1 수전단(R100)과 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 제어 신호를 생성한다.
상기 동작부(40)는, 상기 제어 신호에 따라 개폐 동작한다.
상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)는, 송전단과 수전단 사이에 설치되어 상기 송전단의 전압을 상기 수전단의 전압으로 변압하는 수전변압기일 수 있다.
상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)는, 같은 용량의 변압기일 수 있다.
상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 각각은, 1차측에 각각의 송전단(S100, S200), 2차측에 각각의 수전단(R100, R200)이 연결되어, 상기 각각의 송전단(S100, S200)으로부터 상기 각각의 수전단(R100, R200)으로 전력이 공급되도록 할 수 있다.
즉, 상기 제 1 변압기(T10)는, 1차측이 제 1 송전단(S100)과 연결되고, 2차측이 상기 제 1 수전단(R100)과 연결되어, 상기 제 1 송전단(S100)의 고전압을 상기 제 1 수전단(R100)의 상용전압으로 변압하여, 상기 제 1 송전단(S100)으로부터 공급된 전력을 상기 제 1 수전단(R100)에 공급되도록 할 수 있고, 상기 제 2 변압기(T20)는, 1차측이 제 2 송전단(S200)과 연결되고, 2차측이 상기 제 2 수전단(R200)과 연결되어, 상기 제 2 송전단(S100)의 고전압을 상기 제 2 수전단(R200)의 상용전압으로 변압하여, 상기 제 2 송전단(S200)으로부터 공급된 전력을 상기 제 2 수전단(R200)에 공급되도록 할 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)는, 전자식 계전기일 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)는, 외부의 원격 제어 장치 및 시스템에 포함되거나 연결되어, 상기 원격 제어 장치 및 시스템에 의해 제어될 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)는, 외부의 제어 장치 및 시스템에 의해 제어되어, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 상태를 감시할 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 상태를 감시하여, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)를 보호하는 계전기일 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 각각의 1차측 및 2차측 전류를 차동 계전하는 주변압기 차동 계전기일 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 1차측 및 2차측 전류를 검출하여, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 1차측 및 2차측 전류에 차이가 있는 경우, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 또는 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 1차측 및 2차측에 사고 및 이상이 있는 것으로 판단하여, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)를 상기 송전단(S100, S200) 및 상기 수전단(R100, R200)으로부터 분리시켜 사고 확대를 방지할 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전압을 검출하는 PT(P10, P20), 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전류를 검출하는 CT(C10, C20) 및 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 온도를 센싱하는 온도센서(SS1, SS2)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 각각의 전압, 전류 및 온도를 검출하여 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 상태를 감시할 수 있다.
즉, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 각각의 전압, 전류 및 온도 변화에 따른 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 상태를 감시할 수 있다.
예를 들면, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 전압 또는 온도가 비정상적으로 변화된 경우, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 또는 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 1차측 및 2차측에 사고 및 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 이용률 계측 여부, 상기 변압기(T10, T20) 용량 및 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식이 설정 입력될 수 있다.
즉, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 외부로부터 상기 변압기(T10, T20)의 정보가 설정 입력되어, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 정보를 근거로 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 상태를 감시할 수 있다.
상기 이용률 계측 여부, 상기 변압기(T10, T20) 용량 및 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식은, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)의 외부 설정 창을 통해 설정 입력될 수 있다.
상기 이용률 계측 여부, 상기 변압기(T10, T20) 용량 및 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식이 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)에 설정되는 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같은 형태의 설정 창을 통해 상기 상기 이용률 계측 여부, 상기 변압기(T10, T20) 용량 및 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식이 입력될 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 이용률 계측 여부가 설정되면, 상기 이용률 계측 여부에 따라 도 5에 도시된 바와 같은 흐름으로, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률을 계측할 수 있다.
예를 들면, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)가 상기 이용률을 계측하도록 설정된 경우, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각이 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률을 계측할 수 있게 된다.
상기 변압기(T10, T20) 용량은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 각각의 정격 용량일 수 있다.
상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 각각의 냉각 방식일 수 있다.
상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식은, 상기 변압기(T10, T20)가 자체적으로 냉각하는 자연 냉각(self cooling) 방식 및 공기를 통해 강제 냉각하는 강제 공랭(forced air cooling) 방식 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 설정 입력된 변압기(T10, T20) 용량, 상기 설정 입력된 변압기(T10, T20) 냉각 방식, 상기 PT(P10, P20) 및 상기 CT(C10, C20)를 통해 검출된 전압 및 전류를 근거로 계측된 전력 및 상기 온도센서(SS1, SS2)를 통해 검출된 온도를 근거로 산출된 온도 변수를 근거로 상기 이용률을 계측할 수 있다.
상기 계측된 전력은, 상기 변압기(T10, T20)의 피상 전력일 수 있다.
상기 피상 전력은, 하기 [수학식 1]와 같은 산출식을 통해 계측될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, 상기 PA는 피상 전력, 상기 V는 상기 변압기(T10, T20)의 전압 실효값, 상기 I는 상기 변압기(T10, T20)의 전류 실효값, 상기 [VA]는 상기 피상 전력의 단위를 의미한다.
상기 온도 변수는, 상기 변압기(T10, T20)의 주변 온도 환경과 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식의 영향에 따라 산출된 변수일 수 있다.
즉, 상기 온도 변수는, 상기 변압기(T10, T20)의 온도 상태에 대한 지표일 수 있다.
상기 온도 변수는, 하기 [수학식 2]를 통해 산출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서, 상기 T0는 상기 온도센서(SS1, SS2)를 통해 검출된 상기 변압기(T10, T20)의 온도, 상기 α는 상기 변압기(T10, T20)의 주변 온도 환경과 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식에 따른 온도 상수를 의미한다.
상기 온도 상수는, 상기 α는 상기 변압기(T10, T20)의 주변 온도 환경과 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식에 따라 기 결정된 상수로서, 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식이 상기 자연 냉각 방식이고, 상기 변압기(T10, T20)의 온도가 25℃ 이하일 경우 1, 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식이 상기 자연 냉각 방식이고, 상기 변압기(T10, T20)의 온도가 25℃ 이상일 경우 1.5, 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식이 상기 강제 공랭 방식이고, 상기 변압기(T10, T20)의 온도가 25℃ 이하일 경우 0.75, 상기 변압기(T10, T20) 냉각 방식이 상기 강제 공랭 방식이고, 상기 변압기(T10, T20)의 온도가 25℃ 이상일 경우 1 일 수 있다.
상기 이용률은, 상기 변압기(T10, T20)의 정격 용량 대비 실제 사용 전력(계측 전력)에 대한 비율로서, 하기 [수학식 3]과 같은 산출식을 통해 계측될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, 상기 [KVA]는, 상기 계측된 전력 및 상기 변압기(T10, T20) 용량의 K(Kilo)단위를 의미한다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률을 계측하여, 상기 검출 계전기(50)의 상기 통신부(10)를 통해, 상기 이용률에 대한 정보를 상기 검출 계전기(50)에 전달할 수 있다.
상기 통신부(10)는, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)와 유선으로 연결되어, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)와 유선 통신 방식으로 통신할 수 있다.
상기 통신부(10)는 또한, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)와 무선으로 연결되어, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)와 무선 통신 방식으로 통신할 수 있다.
상기 통신부(10)는, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)와 통신하여, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)에 대한 계전 정보를 수신하거나, 또는 상기 검출 계전기(50)의 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)에 대한 계전 정보를 송신할 수 있다.
즉, 상기 검출 계전기(50)는, 상기 통신부(10)를 통해 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)와 통신을 함으로써, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)와 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)에 대한 계전 정보 및 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200에 대한 계전 정보를 공유할 수 있게 된다.
상기 검출부(20)는, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200) 각각에 연결된 PT(P100, P200)를 통해, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200) 각각의 전압을 검출할 수 있다.
상기 PT(P100, P200)는, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200) 각각에 연결되어, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200) 각각의 전압을 검출할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 도 6에 도시된 바와 같은 설정 입력을 통해 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)로부터 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택되어, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부에 따라 도 7에 도시된 바와 같은 흐름으로 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 전압차, 위상차, 주파수차에 대한 기준이 설정 입력되어, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하여, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택된 경우, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률의 합계를 기 설정된 합계 수치와 비교하되, 상기 이용률의 합계가 상기 기 설정된 합계 수치보다 이하인 경우, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하고, 상기 이용률의 합계가 상기 기 설정된 합계 수치를 초과하는 경우, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 불가능하다고 판단할 수 있다.
상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 동기화되었을 경우, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 부하가 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 중 어느 하나에 몰리게 되므로, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률의 합계를 상기 기 설정된 합계 수치와 비교하여, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 가능성을 판단하게 된다.
즉, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률의 합계를 기 설정된 합계 수치와 비교함으로써, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 동기화되었을 경우 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 중 어느 하나에 몰리게 되는 부하의 부담 가능성을 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 제 1 변압기(T10)의 이용률이 50[%], 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률이 40[%], 상기 기 설정된 합계 수치가 100[%]인 경우, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률의 합계인 90[%]가 상기 기 설정된 합계 수치인 100[%] 이하이므로, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 중 어느 하나에 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 부하가 몰리게 되어도 이를 부담할 수 있는 것으로 판단되어, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 가능성이 있다고 판단할 수 있게 된다.
이에 대한 원리를 [수학식 4]를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
[수학식 4]
Figure pat00004
상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)가 같은 용량인 경우, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 이용률의 합계는 상기 [수학식 4]와 같은 형태로 산출될 수 있는데, 상기 [수학식 4]에 나타난 바와 같이, 상기 제 1 변압기(T10)의 계측 전력과 상기 제 2 변압기(T20)의 계측 전력의 합이 상기 변압기(T10, T20) 용량을 초과하는 경우, 즉 상기 이용률 합계가 100[%]를 초과하는 경우, 상기 변압기(T10, T20)의 정격 용량보다 상기 변압기(T10, T20)에서 부담하게 될 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 부하(계측 전력 합)가 더 크게 되므로, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20) 중 어느 하나가 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 부하를 부담하기 어려운 것으로 판단할 수 있으므로, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 가능성이 없다고 판단할 수 있게 된다.
상기 제어부(30)는, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택되지 않은 경우, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교할 수 있다.
즉, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)가 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 부하 부담의 가능성이 있어 상기 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 불필요한 경우, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 바로 비교하여, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 가능성을 판단하게 될 수 있다.
상기 설정 입력된 기준은, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 가능성을 판단할 수 있는 최대 전압 상태 차이에 대한 기준일 수 있다.
상기 설정 입력된 기준은, 상기 검출 계전기(50)의 외부 설정 창을 통해 설정 입력될 수 있다.
상기 설정 입력된 기준이 상기 검출 계전기(50)에 설정되는 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같은 형태의 설정 창을 통해 상기 설정 입력된 기준이 입력될 수 있다.
상기 설정 입력된 기준은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 검출 계전기(50)의 외부 설정 창을 통해, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 전압차, 위상차, 주파수차에 대한 기준이 설정 입력될 수 있고, 상기 이용률의 적용 여부 또한 설정 입력될 수 있다.
상기 검출된 전압 상태는, 상기 제 1 수전단(R100)의 전압 및 상기 제 2 수전단(R200)의 전압 간의 차이를 나타낸 상태를 의미한다.
예를 들면, 상기 제 1 수전단(R100)의 전압이 [200[V], 2[°], 60[HZ]]이고, 상기 제 2 수전단(R200)의 전압이 [198[V], 3[°], 59[HZ]]인 경우, 상기 검출된 전압 상태는 상기 제 1 수전단(R100)의 전압과 상기 제 2 수전단(R200)의 전압의 차이인 [2[V], 1[°], 1[HZ]]를 나타낼 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하여, 상기 검출된 전압 상태가 상기 설정 입력된 기준에 이하인 경우, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 가능하다고 판단하고, 상기 검출된 전압 상태가 상기 설정 입력된 기준을 초과하는 경우, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 불가능하다고 판단할 수 있다.
예를 들면, 상기 제 1 수전단(R100)의 전압이 [200[V], 2[°], 60[HZ]], 상기 제 2 수전단(R200)의 전압이 [198[V], 3[°], 59[HZ]]이고, 상기 설정 입력된 기준이 [10[V], 5[°], 5[HZ]]인 경우, 상기 검출된 전압 상태가 [2[V], 1[°], 1[HZ]]로 상기 설정 입력된 기준인 [10[V], 5[°], 5[HZ]]보다 이하이므로, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 가능하다고 판단할 수 있다.
또는, 상기 제 1 수전단(R100)의 전압이 [200[V], 2[°], 60[HZ]], 상기 제 2 수전단(R200)의 전압이 [180[V], 10[°], 50[HZ]]이고, 상기 설정 입력된 기준이 [10[V], 5[°], 5[HZ]]인 경우, 상기 검출된 전압 상태가 [20[V], 8[°], 10[HZ]]로 상기 설정 입력된 기준인 [10[V], 5[°], 5[HZ]]을 초과하므로, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 불가능하다고 판단할 수 있다.
상기 검출된 전압 상태가 상기 설정 입력된 기준에 이하가 되면, 상기 제 1 수전단(R100)의 전압 및 상기 제 2 수전단(R200)의 전압 간의 상태 차이가 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 가능성을 판단할 수 있는 최대 전압 상태 차이에 대한 기준에 이하가 되는 것을 의미하므로, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 가능하다고 판단할 수 있게 되고, 이와는 반대로 상기 검출된 전압 상태가 상기 설정 입력된 기준을 초과하면, 상기 제 1 수전단(R100)의 전압 및 상기 제 2 수전단(R200)의 전압 간의 상태 차이가 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화 가능성을 판단할 수 있는 최대 전압 상태 차이에 대한 기준을 초과하게 되는 것을 의미하므로, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 불가능하다고 판단할 수 있게 된다.
상기 제어부(30)는, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 가능하다고 판단한 경우, 상기 제어 신호를 생성하여 상기 동작부(40)에 전달할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 가능하다고 판단한 경우, 상기 동작부(40)가 동작되도록 하는 상기 제어 신호를 생성하여 이를 상기 동작부(40)에 전달함으로써, 상기 동작부(40)가 동작되도록 할 수 있다.
상기 동작부(40)는, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되는 선로를 개폐시킬 수 있다.
상기 동작부(40)는, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되는 선로를 개폐시킬 수 있는 개폐 장치일 수 있다.
상기 동작부(40)는, 차단기, 개폐기, 전자접촉기 등의 형태로 이루어질 수 있다.
상기 동작부(40)는, 평시에 개로된 상태이되, 상기 제어부(30)로부터 상기 제어 신호를 전달받으면 폐로되어, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되도록 할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)가 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 가능하다고 판단한 경우, 상기 동작부(40)가 폐로되도록 하는 상기 제어 신호를 생성하고 상기 동작부(40)에 전달하여, 상기 동작부(40)가 폐로됨으로써 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되어, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 동기화가 이루어지게 될 수 있다.
상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각은, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)와 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200) 각각이 연결되는 선로를 개폐시키는 제 1 개폐 장치(S10) 및 제 2 개폐 장치(S20) 각각을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 개폐 장치(S10)는, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 1 수전단(R100)이 연결되는 선로에 포함되어, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 1 수전단(R100)의 연결을 개폐시키고, 상기 제 2 개폐 장치(S20)는, 상기 제 2 변압기(T20) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되는 선로에 포함되어, 상기 제 2 변압기(T20) 및 상기 제 2 수전단(R200)의 연결을 개폐시킬 수 있다.
상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20) 각각은, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각의 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)의 상태 감시 결과 및 상기 동작부(40)의 개폐 상태에 따라 개폐될 수 있다.
상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20) 각각은, 평시에 폐로된 상태이되, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)에 이상이 있고, 상기 동작부(40)가 폐로된 상태인 경우, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)에 의해 개로될 수 있다.
즉, 상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20)는, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)에 이상이 있고, 상기 동작부(40)가 폐로되어 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되어 동기화된 경우에만 개로되어, 상기 제 1 변압기(T10) 및 상기 제 2 변압기(T20)와 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200) 간의 연결이 분리될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20)가 폐로된 상태인 경우에 도 8에 도시된 바와 같은 신호 생성 논리로 상기 제어 신호를 생성하되, 상기 제어 신호는, 상기 동작부(40)가 폐로되도록 제어하는 신호일 수 있다.
즉, 상기 동작부(40)는, 상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20)가 폐로된 상태인 경우에만 폐로되어, 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되어 동기화될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 동작부(40)가 상기 제어 신호에 의해 폐로된 경우, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20) 각각이 상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20)를 개로시킬 수 있도록, 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)에 개로 신호를 전달할 수 있다.
즉, 상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20)가 폐로된 상태에서 상기 동작부(40)가 폐로되고, 상기 동작부(40)가 폐로되어 상기 제 1 수전단(R100) 및 상기 제 2 수전단(R200)이 연결되어 동기화된 후, 상기 제어부(30)가 상기 제 1 계전기(R10) 및 상기 제 2 계전기(R20)에 상기 개로 신호를 전달함으로써, 상기 제 1 개폐 장치(S10) 및 상기 제 2 개폐 장치(S20)가 개로될 수 있게 된다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예들은, 수변전설비의 보호설비 및 시스템에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예들은, 송전단 및 수전단의 상태를 감시하는 감시 장치 및 시스템에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예들은, 수변전설비에 설치된 계전기, 차단기, 제어기, 개폐기, 전력용 보호기기 및 그 외 보호 계전 시스템에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기의 실시 예들은, 판단 방법 및 계전 방법을 프로그램화하여 소프트웨어적인 방법으로 적용되어 실시될 수 있으며, 각 실시 예들의 하나 이상의 조합으로도 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기는, 송전단 및 수전단 사이에 설치된 수전변압기의 이용률을 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단함으로써, 수전변압기의 정격용량에 따른 보호가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기는, 송전단 및 수전단 사이에 설치된 수전변압기의 이용률을 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단함으로써, 송전단 및 수전단 뿐만 아니라 수전변압기에 대한 효율적인 보호가 가능해지는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 동기 검출 계전기는, 수전변압기의 이용률을 고려하여 두 수전단의 동기 여부를 판단하여 동작함으로써, 효율적인 수변전설비 및 부하 설계가 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 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 통신부 20: 검출부
30: 제어부 40: 동작부
50: 동기 검출 계전기
C10: 제 1 변압기 CT C20: 제 2 변압기 CT
P10: 제 1 변압기 PT P20: 제 2 변압기 PT
R10: 제 1 계전기 R20: 제 2 계전기
S10: 제 1 개폐 장치 S20: 제 2 개폐 장치
SS1: 제 1 온도 센서(제 1 변압기 측) SS2: 제 2 온도 센서(제 2 변압기 측)
P100: 제 1 수전단 PT P200: 제 2 수전단 PT
R100: 제 1 수전단 R200: 제 2 수전단
S100: 제 1 송전단 S200: 제 2 송전단

Claims (11)

  1. 제 1 변압기의 상태를 감시하는 제 1 계전기 및 제 2 변압기의 상태를 감시하는 제 2 계전기와의 통신을 수행하여, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각으로부터 상기 제 1 변압기의 이용률 및 상기 제 2 변압기의 이용률에 대한 정보를 수신하는 통신부;
    상기 제 1 변압기로부터 전력이 수전되는 제 1 수전단 및 상기 제 2 변압기로부터 전력이 수전되는 제 2 수전단의 전압 상태를 검출하는 검출부;
    상기 수신된 이용률에 대한 정보 및 상기 검출된 전압 상태를 근거로 상기 제 1 수전단과 상기 제 2 수전단의 동기화 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어 신호에 따라 개폐 동작하는 동작부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각은,
    1차측에 각각의 송전단, 2차측에 각각의 수전단이 연결되어, 상기 각각의 송전단으로부터 상기 각각의 수전단으로 전력이 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각은,
    상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전압을 검출하는 PT;
    상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전류를 검출하는 CT; 및
    상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 온도를 센싱하는 온도센서;를 포함하고,
    상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기 각각의 전압, 전류 및 온도를 검출하여 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기의 상태를 감시하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각은,
    상기 이용률 계측 여부, 상기 변압기 용량 및 상기 변압기 냉각 방식이 설정 입력되되,
    상기 설정 입력된 변압기 용량, 상기 설정 입력된 변압기 냉각 방식, 상기 검출된 전압 및 전류를 근거로 계측된 전력 및 상기 검출된 온도를 근거로 산출된 온도 변수를 근거로 상기 이용률을 계측하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단 각각에 연결된 PT를 통해, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단 각각의 전압을 검출하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택되어, 상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부에 따라 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화 여부를 판단하되,
    상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 전압 차, 위상 차, 주파수 차에 대한 기준이 설정 입력되어, 상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하여, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택된 경우,
    상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기의 이용률의 합계를 기 설정된 합계 수치와 비교하되,
    상기 이용률의 합계가 상기 기 설정된 합계 수치보다 이하인 경우,
    상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하고,
    상기 이용률의 합계가 상기 기 설정된 합계 수치를 초과하는 경우,
    상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화가 불가능하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 이용률에 대한 정보의 적용 여부가 선택되지 않은 경우,
    상기 설정 입력된 기준과 상기 검출된 전압 상태를 비교하되,
    상기 검출된 전압 상태가 상기 설정 입력된 기준에 이하인 경우,
    상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화가 가능하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단의 동기화가 가능하다고 판단한 경우,
    상기 제어 신호를 생성하여 상기 동작부에 전달하고,
    상기 동작부는,
    상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단이 연결되는 선로를 개폐시키되,
    평시에 개로된 상태에서, 상기 제어부로부터 상기 제어 신호를 전달받으면 폐로되어, 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단이 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각은,
    상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기와 상기 제 1 수전단 및 상기 제 2 수전단 각각이 연결되는 선로를 개폐시키는 제 1 개폐 장치 및 제 2 개폐 장치와 연결되되,
    상기 제 1 개폐 장치 및 상기 제 2 개폐 장치 각각은,
    상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각의 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기의 상태 감시 결과 및 상기 동작부의 개폐 상태에 따라 개폐되되,
    평시에 폐로된 상태에서, 상기 제 1 변압기 및 상기 제 2 변압기에 이상이 있고, 상기 동작부가 폐로된 상태인 경우,
    상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기에 의해 개로되는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 개폐 장치 및 상기 제 2 개폐 장치가 폐로된 상태인 경우에 상기 동작부가 폐로되도록 제어하는 신호인 상기 제어 신호를 생성하되,
    상기 동작부가 상기 제어 신호에 의해 폐로된 경우,
    상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기 각각이 상기 제 1 개폐 장치 및 상기 제 2 개폐 장치를 개로시킬 수 있도록, 상기 제 1 계전기 및 상기 제 2 계전기에 개로 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 동기 검출 계전기.
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