KR20150128124A - 과전류 계전기 - Google Patents

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KR20150128124A
KR20150128124A KR1020140054989A KR20140054989A KR20150128124A KR 20150128124 A KR20150128124 A KR 20150128124A KR 1020140054989 A KR1020140054989 A KR 1020140054989A KR 20140054989 A KR20140054989 A KR 20140054989A KR 20150128124 A KR20150128124 A KR 20150128124A
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이정진
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 명세서는 과전류 계전기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 종래기술의 한계인 정상적인 부하 변동에 의한 계전 오동작의 문제점을 해결하기 위해, 부하에 변동이 있을 시 정상적인 부하 변동인지 여부를 판단하여, 부하 상태에 따라 계전 동작 여부를 판단하여 동작함으로써, 부하 상태에 따른 적절한 계전 동작이 이루어질 수 있고, 정상적으로 추가된 부하에 의해 발생되는 계전 오동작을 방지할 수 있으며, 안정적이고 신뢰성있는 선로 보호 및 계통 운영이 가능해지는 효과가 있는 과전류 계전기에 관한 것이다.

Description

과전류 계전기{OVER CURRENT RELAY}
본 명세서는 과전류 계전기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부하에 변동이 있을 시 정상적인 부하 변동인지 여부를 판단하여, 부하 상태에 따라 계전 동작 여부를 판단하여 동작하는 과전류 계전기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 과전류 계전기의 구성 및 계전 동작의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 과전류 계전기의 계전 동작 흐름은, 신호 Sensing부(A), 계전 판단부(B)(C), 계전기 동작부(D)로 구성된다.
그룹에 대한 상세 구성은, A는 입력 전류에 대한 digital data 처리부, B는 입력전류와 과전류 설정치와의 비교부, C는 입력전류의 지속시간과 Trip 지연시간 설정치와의 비교부, D는 계전요소 동작 및 차단기 제어 출력부로 이루어진다.
A에서 아날로그 data를 digital 처리한 후 이 data를 B에서 비교한다. 만일 계전 요소 동작치 이하의 값이면 동작치 이상의 값이 될 때 까지 전류 sensing을 계속한다. 입력전류가 동작 전류 이상일 경우 C에서 입력전류의 지속시간을 동작설정시간과 비교하여 입력전류의 지속시간이 설정시간에 도달하게 되면 D에서 계전기를 동작한다.
이러한 종래의 과전류 계전기의 경우, 부하의 변동이 고려되지 않고 동작되기 때문에, 일정한 크기의 정상적인 변동 부하가 있는 현장에서 부하가 상승되었을 경우, 상승한 변동 부하와 과전류 동작 레벨과의 크기 차이가 줄어들게 되어, 작은 부하 헌팅 및 노이즈에 의한 계전 오동작이 발생하게 되는 문제가 있다.
따라서, 본 명세서는 종래기술의 한계인 정상적인 부하 변동에 의한 계전 오동작의 문제점을 해결하기 위해, 부하에 변동이 있을 시 정상적인 부하 변동인지 여부를 판단하여, 부하 상태에 따라 계전 동작 여부를 판단하여 동작하는 과전류 계전기를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 명세서에 개시된 과전류 계전기는, 선로를 개폐시키는 계전부, 상기 선로에 흐르는 전류를 검출하는 검출부 및 상기 선로의 부하 상태를 기 설정된 제 1 기준과 비교하여 상기 부하 상태를 판단하고, 상기 부하 상태를 판단한 결과에 따라, 상기 검출된 전류를 기 설정된 제 2 기준과 비교하여 상기 계전부의 동작 여부를 판단하고, 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부를 제어하는 제어부를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 계전부는, 평시엔 폐로되고, 동작시에 개로되는 b접점일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 검출부는, CT(Current Transformer)로부터 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 기준은, 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하변동을 판단하는 기준일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 기준은, 상기 부하변동으로 예상되는 부하크기에 대한 기준 및 상기 부하변동이 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 2 기준은, 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 2 기준은, 상기 계전부가 동작하게 되는 과전류 크기에 대한 기준 및 상기 과전류의 크기가 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하는 경우, 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단하고, 상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단한 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 유지시키고, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단한 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 지연시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단하고, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단한 경우, 상기 계전부가 동작되도록 제어하고, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단한 경우, 상기 계전부가 동작되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 계전 동작 방법은, 선로의 전류를 검출하는 단계, 상기 선로의 부하 상태를 기 설정된 제 1 기준과 비교하여, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었는지 판단하는 단계, 상기 부하 상태를 판단한 결과에 따라, 상기 검출된 전류를 기 설정된 제 2 기준과 비교하여, 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계 및 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부가 동작하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 과전류 계전기는, 평시엔 폐로되고, 동작시에 개로되는 b접점으로 이루어져, 상기 선로를 개폐시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 선로의 전류를 검출하는 단계는, CT(Current Transformer)로부터 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 1 기준은, 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하변동을 판단하는 기준이되, 상기 부하변동으로 예상되는 부하크기에 대한 기준 및 상기 부하변동이 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제 2 기준은, 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준이되 상기 계전부가 동작하게 되는 과전류 크기에 대한 기준 및 상기 과전류의 크기가 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었는지 판단하는 단계는, 상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하는 경우, 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단하고, 상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계는, 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단된 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간이 유지되고, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단된 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간이 지연될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계는, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단하고, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부가 동작하는 단계는, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단된 경우, 상기 계전부가 동작하고, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 계전부가 동작하지 않을 수 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기는, 부하의 상태를 판단하여 이에 따라 계전 동작 여부를 판단함으로써, 부하 상태에 따른 적절한 계전 동작이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기는, 부하의 상태를 판단하는 과정에서 정상적인 변동부하인지 여부를 판단하여 이에 따라 계전 동작 여부를 판단함으로써, 정상적으로 추가된 부하에 의해 발생되는 계전 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기는, 부하의 상태를 판단하는 과정에서 정상적인 변동부하인지 여부를 판단하여 이에 따라 계전 동작 여부를 판단함으로써, 안정적이고 신뢰성있는 선로 보호 및 계통 운영이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 종래의 과전류 계전기의 구성 및 계전 동작의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 구성을 나타낸 구성도.
도 3은 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예에 따른 예시를 나타낸 예시도.
도 4는 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예에 따른 계전 동작 판단의 과정을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 계전 동작 방법의 순서를 나타낸 순서도.
본 명세서에 개시된 기술은 과전류 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, 그 외 보호 계전 시스템에도 적용될 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 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 및 도 3을 참조하여 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예에 따른 예시를 나타낸 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 과전류 계전기(50)는, 선로를 개폐시키는 계전부(10), 상기 선로에 흐르는 전류를 검출하는 검출부(20) 및 상기 선로의 부하 상태를 기 설정된 제 1 기준과 비교하여 상기 부하 상태를 판단하고, 상기 부하 상태를 판단한 결과에 따라, 상기 검출된 전류를 기 설정된 제 2 기준과 비교하여 상기 계전부(10)의 동작 여부를 판단하고, 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부(10)를 제어하는 제어부(30)를 포함한다.
상기 과전류 계전기(50)는, 관련 전기 제어 회로에서 연결된 동작이나 비슷한 돌발 변화로 인해 지정된 전류 조건이 충족되면, 정해진 방법에 따라 응답하도록 설계된 전기적 장치를 의미한다.
상기 과전류 계전기(50)는, 비정상적이거나 위험한 성격의 장치 또는 결함이 있는 라인 또는 다른 전력 시스템 등의 상태를 감지하고 적절한 제어 회로를 동작시키는 보호기기에 적용되거나 포함되어, 과전류를 검출하여 동작할 수 있다.
상기 과전류 계전기(50)는, 전력 계통 및 전력 기기를 보호하는 차단기, 제어기, 개폐기, 전력용 보호기기, 그 외 보호 계전 시스템에 적용되거나 포함되어, 과전류를 검출하여 동작할 수 있다.
상기 계전부(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 과전류 계전기(50)가 설치된 선로에 연결되어, 상기 선로를 개폐시킬 수 있다.
상기 계전부(10)는, 상기 선로의 두 지점이 연결되도록 상기 선로에 연결될 수 있다.
상기 계전부(10)는, 상기 선로를 개폐할 수 있도록 스위치 형태로 이루어질 수 있다.
상기 계전부(10)는, 상기 선로에서 과전류가 검출됐을 시 발생되는 자기력에 의해 개폐가 이루어질 수 있다.
상기 계전부(10)는, 평시엔 폐로되고, 동작시에 개로되는 b접점일 수 있다.
즉, 상기 계전부(10)는, 평시에 폐로되어 상기 선로를 연결시키고, 상기 선로에서 과전류가 검출됐을 시 개로되어 상기 선로를 차단시킬 수 있다.
상기 계전부(10)는, 상기 제어부(30)의 제어를 받을 수 있다.
상기 계전부(10)는, 상기 제어부(30)에 의해 계전 동작 여부가 판단되어, 상기 제어부(30)의 제어에 의해 개폐될 수 있다.
상기 검출부(20)는, 상기 계전부(10)의 동작 근거가 되는 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
상기 검출부(20)는, CT(Current Transformer)(21)로부터 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
상기 CT(21)는, 상기 선로에 흐르는 대전류를 검출에 용이한 소전류로 변성하는 기기를 의미한다.
상기 CT(21)는, 상기 과전류 계전기(50)의 상기 검출부(20)에 포함되어 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
상기 CT(21)는 또한, 상기 검출부(20)와 별도로 분리되어 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
상기 CT(21)는, 상기 선로에 흐르는 전류를 검출하여, 상기 검출부(20)에 전달할 수 있다.
상기 검출부(20)는, 상기 CT(21)를 통해 검출된 전류를 계측하여 수치화된 데이터로 나타낼 수 있다.
상기 검출부(20)는, 상기 CT(21)를 통해 검출된 전류에 대한 아날로그 신호를 수치화된 데이터의 디지털 신호로 나타낼 수 있다.
즉, 상기 검출부(20)는, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D (Analog to Digital) 컨버터를 포함할 수 있다.
상기 검출부(20)는, 상기 CT(21)를 통해 검출된 전류를 상기 디지털 신호로 나타내어, 상기 디지털 신호를 상기 제어부(30)에 전달할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출부(20)에서 검출된 전류에 대한 상기 디지털 신호를 전달받아, 이를 근거로 상기 계전부(10)의 동작 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 선로의 부하(40) 상태를 기 설정된 제 1 기준과 비교하여 상기 부하(40) 상태를 판단한다.
상기 부하(40)는, 상기 선로에 연결되어, 상기 선로로부터 전력을 공급받아 전력을 소비하는 기기를 의미한다.
상기 부하(40)는, 복수로 이루어질 수 있다.
상기 부하(40)는, 상기 선로로부터 전력을 공급받아 동작하는 모든 전력 소비 기기, 전력 소비 설비 및 전력 소비 설비군을 의미할 수 있다.
상기 부하(40)는, 상기 선로의 운전 도중 부하가 추가될 수 있다.
상기 부하(40)는 또한, 상기 선로의 운전 도중 어느 한 부하가 제거될 수도 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 부하(40)의 크기를 근거로, 상기 부하(40)의 상태를 판단할 수 있다.
상기 부하(40)의 크기는, 상기 과전류 계전기(50)의 초기 설치 시에 상기 제어부(30)에 설정될 수 있다.
예를 들면, 상기 부하(40)의 크기가 50[KW]인 선로에 상기 과전류 계전기(50)가 설치된 경우, 상기 제어부(30)에 상기 부하(40)의 크기가 50[KW]임이 설정될 수 있게 된다.
상기 제어부(30)는, 상기 부하(40)의 전력 크기 또는 전류 크기를 근거로, 상기 부하(40)의 추가 및 제거 등에 따른 상기 부하(40)의 상태를 판단할 수 있다.
예를 들면, 상기 부하(40)가 초기에 100[KW]의 단일 부하로 이루어지고, 50[KW]의 부하가 추가된 경우, 상기 제어부(30)는, 상기 부하(40)의 현재 크기가 150[KW]인 것을 통해, 상기 부하(40)에 50[KW]의 부하가 추가된 것을 판단할 수 있게 된다.
또는, 상기 부하(40)가 초기에 100[KW]의 부하로 이루어지고, 50[KW]의 부하가 제거된 경우, 상기 제어부(30)는, 상기 부하(40)의 현재 크기가 50[KW]인 것을 통해, 상기 부하(40)에 50[KW]의 부하가 제거된 것을 판단할 수 있게 된다.
이하, 도 4를 추가로 참조하여 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예에 따른 계전 동작 판단의 과정을 설명한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예에 따른 계전 동작 판단의 과정을 나타낸 흐름도이다.
상기 제어부(30)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 선로의 전류를 검출하고, 상기 부하(40) 상태를 상기 기 설정된 제 1 기준과 비교하여 상기 부하(40) 상태를 판단한다.
상기 제 1 기준은, 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하 변동을 판단하는 기준일 수 있다.
즉, 상기 제 1 기준은, 상기 부하(40)에서 정기적으로, 또는 정상적으로 추가될 수 있는 예상 추가 부하를 판단하는 기준이 될 수 있다.
상기 제 1 기준은, 상기 부하변동으로 예상되는 부하크기에 대한 기준 및 상기 부하변동이 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 기준은, 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하 변동을 판단하기 위해, 상기 부하(40)의 변동 크기 및 변동 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
즉, 상기 부하(40)의 초기 크기가 100[KW]이고, 상기 제 1 기준의 상기 부하크기에 대한 기준이 50[KW]인 경우, 상기 부하(40)에 50[KW]의 부하가 정상적으로 추가되어, 상기 부하변동이 150[KW]까지 변동될 수 있음을 나타내게 된다.
또한, 상기 제 1 기준의 상기 부하변동이 유지되는 예상 시간에 대한 기준이 5[s]인 경우, 상기 부하(40)에 정상적으로 추가되는 부하가 5[s] 이상 유지될 수 있음을 나타내게 된다.
이러한 상기 제 1 기준을 상기 부하(40) 상태와 비교함으로써, 상기 선로에서 발생한 부하 변동이 정상적인 부하 변동인지 판단할 수 있게 된다.
상기 제어부(30)는, 상기 부하(40) 상태를 상기 제 1 기준과 비교하여 상기 부하(40) 상태를 판단한 결과에 따라, 상기 검출된 전류를 상기 제 2 기준과 비교하여 상기 계전부(10)의 동작 여부를 판단한다.
상기 제 2 기준은, 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준일 수 있다.
즉, 상기 제 2 기준은, 상기 선로 및 부하(40)를 상기 과전류로부터 보호하기 위해, 상기 계전부(10)의 동작 여부를 판단하는 기준일 수 있다.
상기 제 2 기준은, 상기 계전부(10)가 동작하게 되는 과전류 크기에 대한 기준 및 상기 과전류의 크기가 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 2 기준은, 상기 선로에서 검출된 전류가 과전류인지 여부를 판단하기 위해, 상기 과전류 크기 및 상기 과전류의 크기가 유지되는 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 계전부(10)가 동작하게 될 과전류의 크기가 50[A], 상기 50[A]의 과전류 크기가 유지되는 시간이 5[s]인 경우, 상기 제 2 기준의 과전류 크기 기준이 50[A], 상기 과전류 크기가 유지되는 시간이 5[s]로 설정되어, 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단할 수 있게 된다.
이러한 상기 제 2 기준을 상기 검출된 전류와 비교함으로써, 상기 검출된 전류가 과전류인지 여부를 판단할 수 있게 된다.
상기 제어부(30)는, 상기 부하(40) 상태가 상기 제 1 기준을 초과하는 경우, 상기 부하(40) 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있다.
즉, 상기 부하(40) 상태가 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하변동을 판단하는 기준인 상기 제 1 기준을 초과하게 되면, 상기 부하(40)에 비정상적인 부하 변동이 발생하여 상기 부하(40) 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 부하(40)가 150[KW]으로 10[s] 이상 유지되고, 상기 제 1 기준이 100[KW]의 크기에 5[s]의 시간인 경우, 상기 부하(40) 상태가 상기 제 1 기준을 초과하게 되어, 상기 부하(40) 상태에 비정상적인 부하 변동이 발생하였다고 판단하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 부하(40) 상태가 상기 제 1 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 부하(40) 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있다.
즉, 상기 부하(40) 상태가 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하변동을 판단하는 기준인 상기 제 1 기준을 초과하지 않게 되면, 상기 부하(40)에 정상적인 부하 변동이 발생하여 상기 부하(40) 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 부하(40)에 안전 검사 장비 등의 추가가 예상되어 상기 제 1 기준이 150[KW]의 크기에 5[s]의 시간으로 설정되고, 100[KW]인 상기 부하(40)에 10[KW]의 상기 안전 검사 장비 등이 추가되어 3[s] 이상 유지되는 경우, 상기 부하(40) 상태가 변동되긴 하였으나 상기 제 1 기준을 초과하지 않게 되어, 상기 부하(40) 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 부하(40) 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단한 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 유지시킬 수 있다.
즉, 상기 부하(40) 상태가 비정상적으로 변동된 경우, 상기 비정상적으로 변동된 부하(40)에 의해 증가된 상기 선로에 흐르는 전류가 상기 제어부(30)에서 판단하고자 하는 과전류일 것으로 판단되므로, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 유지시켜 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 부하(40) 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단한 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 지연시킬 수 있다.
즉, 상기 부하(40) 상태가 정상적으로 변동된 경우, 상기 정상적으로 변동된 부하(40)에 의해 증가된 상기 선로에 흐르는 전류가 상기 제어부(30)에서 판단하고자 하는 과전류가 아닐 것으로 판단되므로, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 지연시켜 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단할 수 있다.
즉, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교한 결과, 상기 검출된 전류가 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준인 상기 제 2 기준을 초과하게 되면, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 검출된 전류가 50[A]로 10[s] 이상 유지되고, 상기 제 2 기준이 40[A]로 5[s] 동안 유지 시간으로 설정된 경우, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하게 되어, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
즉, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교한 결과, 상기 검출된 전류가 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준인 상기 제 2 기준을 초과하지 않게 되면, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 검출된 전류가 50[A]로 10[s] 이상 유지되고, 상기 제 2 기준이 60[A]로 15[s] 동안 유지 시간으로 설정된 경우, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하지 않게 되어, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출된 전류를 기 설정된 제 2 기준과 비교하여 상기 계전부(10)의 동작 여부를 판단하고, 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부(10)를 제어한다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단한 경우, 상기 계전부(10)가 동작되도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 과전류에 의해 상기 선로 및 상기 부하(40)에 사고가 발생되는 것을 방지하기 위해, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(30)가 상기 계전부(10)를 동작시켜 상기 선로가 차단되도록 할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단한 경우, 상기 계전부(10)가 동작되지 않도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 과전류가 아닌 전류에 의해 상기 선로가 차단되는 것을 방지하기 위해, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(30)가 상기 계전부(10)를 동작되지 않도록 하여 상기 선로가 차단되지 않도록 할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 계전 동작 방법을 설명한다.
도 5는 본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 계전 동작 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 과전류 계전기의 계전 동작 방법은, 선로의 전류를 검출하는 단계(S10), 상기 선로의 부하 상태를 기 설정된 제 1 기준과 비교하여, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었는지 판단하는 단계(S20), 상기 부하 상태를 판단한 결과에 따라, 상기 검출된 전류를 기 설정된 제 2 기준과 비교하여, 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계(S30) 및 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부가 동작하는 단계(S40)를 포함한다.
상기 과전류 계전기는, 평시엔 폐로되고, 동작시에 개로되는 b접점으로 이루어져, 상기 선로를 개폐시킬 수 있다.
상기 선로의 전류를 검출하는 단계(S10)는, CT(Current Transformer)로부터 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
상기 선로의 전류를 검출하는 단계(S10)는, 상기 계전부의 동작 근거가 되는 상기 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
상기 CT는, 상기 과전류 계전기에 포함될 수 있고, 또는 상기 과전류 계전기와 별도로 분리되어 상기 선로에 연결될 수 있다.
상기 부하는, 상기 선로에 연결되어, 상기 선로로부터 전력을 공급받아 전력을 소비하는 기기를 의미한다.
상기 부하는, 복수로 이루어질 수 있다.
상기 부하는, 상기 선로로부터 전력을 공급받아 동작하는 모든 전력 소비 기기, 전력 소비 설비 및 전력 소비 설비군을 의미할 수 있다.
상기 부하는, 상기 선로의 운전 도중 부하가 추가될 수 있다.
상기 부하는 또한, 상기 선로의 운전 도중 어느 한 부하가 제거될 수도 있다.
상기 제 1 기준은, 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하 변동을 판단하는 기준일 수 있다.
즉, 상기 제 1 기준은, 상기 부하에서 정기적으로, 또는 정상적으로 추가될 수 있는 예상 추가 부하를 판단하는 기준이 될 수 있다.
상기 제 1 기준은, 상기 부하변동으로 예상되는 부하크기에 대한 기준 및 상기 부하변동이 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 기준은, 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하 변동을 판단하기 위해, 상기 부하의 변동 크기 및 변동 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
즉, 상기 부하의 초기 크기가 100[KW]이고, 상기 제 1 기준의 상기 부하크기에 대한 기준이 50[KW]인 경우, 상기 부하에 50[KW]의 부하가 정상적으로 추가되어, 상기 부하변동이 150[KW]까지 변동될 수 있음을 나타내게 된다.
또한, 상기 제 1 기준의 상기 부하변동이 유지되는 예상 시간에 대한 기준이 5[s]인 경우, 상기 부하에 정상적으로 추가되는 부하가 5[s] 이상 유지될 수 있음을 나타내게 된다.
상기 제 2 기준은, 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준일 수 있다.
즉, 상기 제 2 기준은, 상기 선로 및 부하를 상기 과전류로부터 보호하기 위해, 상기 계전부의 동작 여부를 판단하는 기준일 수 있다.
상기 제 2 기준은, 상기 계전부가 동작하게 되는 과전류 크기에 대한 기준 및 상기 과전류의 크기가 유지되는 예상 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 2 기준은, 상기 선로에서 검출된 전류가 과전류인지 여부를 판단하기 위해, 상기 과전류 크기 및 상기 과전류의 크기가 유지되는 시간에 대한 기준을 포함할 수 있다.
상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었는지 판단하는 단계(S20)는, 상기 부하의 전력 크기 또는 전류 크기를 근거로, 상기 부하의 추가 및 제거 등에 따른 상기 부하의 상태를 판단할 수 있다.
상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었는지 판단하는 단계(S20)는, 상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하는 경우, 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있다.
즉, 상기 부하 상태가 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하변동을 판단하는 기준인 상기 제 1 기준을 초과하게 되면, 상기 부하에 비정상적인 부하 변동이 발생하여 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있게 된다.
상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었는지 판단하는 단계(S20)는, 상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있다.
즉, 상기 부하 상태가 상기 선로에서 발생한 정상적인 부하변동을 판단하는 기준인 상기 제 1 기준을 초과하지 않게 되면, 상기 부하에 정상적인 부하 변동이 발생하여 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단할 수 있게 된다.
상기 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계(S30)는, 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단한 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 유지시킬 수 있다.
즉, 상기 부하 상태가 비정상적으로 변동된 경우, 상기 비정상적으로 변동된 부하에 의해 증가된 상기 선로에 흐르는 전류가 상기 과전류 계전기에서 판단하고자 하는 과전류일 것으로 판단되므로, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 유지시켜 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하게 될 수 있다.
상기 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계(S30)는, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단한 경우, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 지연시킬 수 있다.
즉, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동된 경우, 상기 정상적으로 변동된 부하에 의해 증가된 상기 선로에 흐르는 전류가 상기 과전류 계전기에서 판단하고자 하는 과전류가 아닐 것으로 판단되므로, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 지연시켜 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하게 될 수 있다.
상기 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계(S30)는, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단할 수 있다.
즉, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교한 결과, 상기 검출된 전류가 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준인 상기 제 2 기준을 초과하게 되면, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 검출된 전류가 50[A]로 10[s] 이상 유지되고, 상기 제 2 기준이 40[A]로 5[s] 동안 유지 시간으로 설정된 경우, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하게 되어, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단하게 될 수 있다.
상기 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계(S30)는, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하지 않는 경우, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
즉, 상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교한 결과, 상기 검출된 전류가 상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준인 상기 제 2 기준을 초과하지 않게 되면, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 검출된 전류가 50[A]로 10[s] 이상 유지되고, 상기 제 2 기준이 60[A]로 15[s] 동안 유지 시간으로 설정된 경우, 상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하지 않게 되어, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단하게 될 수 있다.
상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부가 동작하는 단계(S40)는, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단한 경우, 상기 계전부가 동작할 수 있다.
즉, 상기 과전류에 의해 상기 선로 및 상기 부하에 사고가 발생되는 것을 방지하기 위해, 상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단된 경우, 상기 계전부가 동작하여 상기 선로가 차단되도록 할 수 있다.
상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부가 동작하는 단계(S40)는, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단한 경우, 상기 계전부가 동작하지 않을 수 있다.
즉, 상기 과전류가 아닌 전류에 의해 상기 선로가 차단되는 것을 방지하기 위해, 상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 계전부가 동작하지 않아 상기 선로가 차단되지 않도록 할 수 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예들은, 기계식 및 디지털 방식을 포함한 전자식 계전기에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예들은, 계전기를 포함한 차단기, 개폐기, 전자접촉기, 설비 보호 기기 및 제어기 등에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기의 실시 예들은, 계전 방법을 프로그램화하여 소프트웨어적인 방법으로 적용되어 실시될 수 있으며, 각 실시 예들의 하나 이상의 조합으로도 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기는, 부하의 상태를 판단하여 이에 따라 계전 동작 여부를 판단함으로써, 부하 상태에 따른 적절한 계전 동작이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기는, 부하의 상태를 판단하는 과정에서 정상적인 변동부하인지 여부를 판단하여 이에 따라 계전 동작 여부를 판단함으로써, 정상적으로 추가된 부하에 의해 발생되는 계전 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 과전류 계전기는, 부하의 상태를 판단하는 과정에서 정상적인 변동부하인지 여부를 판단하여 이에 따라 계전 동작 여부를 판단함으로써, 안정적이고 신뢰성있는 선로 보호 및 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 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 계전부 20: 검출부
21: CT(Current Transformer) 30: 제어부
40: 부하 50: 과전류 계전기
S10: 선로의 전류를 검출하는 단계
S20: 상기 선로의 부하 상태를 기 설정된 제 1 기준과 비교하여, 상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었는지 판단하는 단계
S30: 상기 부하 상태를 판단한 결과에 따라, 상기 검출된 전류를 기 설정된 제 2 기준과 비교하여, 계전부의 동작 여부를 판단하는 단계
S40: 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부가 동작하는 단계

Claims (9)

  1. 선로를 개폐시키는 계전부;
    상기 선로에 흐르는 전류를 검출하는 검출부; 및
    상기 선로의 부하 상태를 기 설정된 제 1 기준과 비교하여 상기 부하 상태를 판단하고, 상기 부하 상태를 판단한 결과에 따라, 상기 검출된 전류를 기 설정된 제 2 기준과 비교하여 상기 계전부의 동작 여부를 판단하고, 상기 동작 여부를 판단한 결과에 따라 상기 계전부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기준은,
    상기 선로에서 발생한 정상적인 부하변동을 판단하는 기준인 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기준은,
    상기 부하변동으로 예상되는 부하크기에 대한 기준; 및
    상기 부하변동이 유지되는 예상 시간에 대한 기준;을 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기준은,
    상기 검출된 전류의 과전류 여부를 판단하는 기준인 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 기준은,
    상기 계전부가 동작하게 되는 과전류 크기에 대한 기준; 및
    상기 과전류의 크기가 유지되는 예상 시간에 대한 기준;을 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하는 경우,
    상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단하고,
    상기 부하 상태가 상기 제 1 기준을 초과하지 않는 경우,
    상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 부하 상태가 비정상적으로 변동되었다고 판단한 경우,
    상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 유지시키고,
    상기 부하 상태가 정상적으로 변동되었다고 판단한 경우,
    상기 검출된 전류와 상기 제 2 기준을 비교하는 시간을 지연시키는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하는 경우,
    상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단하고,
    상기 검출된 전류가 상기 제 2 기준을 초과하지 않는 경우,
    상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 전류가 과전류인 것으로 판단한 경우,
    상기 계전부가 동작되도록 제어하고,
    상기 검출된 전류가 과전류가 아닌 것으로 판단한 경우,
    상기 계전부가 동작되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기.
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