KR20160140168A - Power system protection system applied superconducting fault current limiter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초전도 한류기 도입과 그 동작으로 발생하는 임피던스 변화로 야기되는 보호용 거리계전기의 오동작을 해결하기 위한 전력 계통 보호 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
사회 및 경제의 발전에 따라 전력 수요가 기하급수적으로 증가하고 있고, 이는 전력 계통의 단락 용량을 상승시키는 큰 요인으로 작용하고 있다. 전력 계통의 단락 용량 상승으로 인해 고장 발생시 고장 전류가 증가하게 되고, 이는 현재 최대 고장 전류치로 보고 있는 50 kA를 초과하는 수준에 이르렀다.Demand for electricity has increased exponentially with the development of society and the economy, which is a major factor in increasing the short-circuit capacity of the power system. Due to the short circuit capacity increase in the power system, the fault current increases in the event of a fault, reaching a level exceeding 50 kA, which is currently reported as the maximum fault current value.
차단기는 그 용량이 증가함에 따라 가격 또한 지수적으로 증가하는 특징을 가지고 있고, 전력 계통 내 아주 많은 수가 설치되어 있기 때문에 전력 계통의 경제적 운영을 위해 고장 전류의 크기를 감소시키는 한류기에 대한 필요성이 강조되고 있다. As the capacity of the circuit breaker increases, the price also exponentially increases. Since a large number of circuit breakers are installed in the power system, it is necessary to emphasize the need for a short-circuit current reducing the magnitude of the fault current for economical operation of the power system .
한류기의 예로 금속 기반의 상전도 한류기가 있고, 현재까지 한류기를 필요로 하는 전력 계통에 사용된다. 그러나 금속 기반의 상전도 한류기는 선로 임피던스를 상시 증가시키는 효과를 가지기 때문에, 송전 용량들을 고려하였을 때 그 사용이 극히 제한적인 문제점이 있다.An example of a current limiter is a metal-based phase current limiter and is used in a power system requiring a current limiter to date. However, the metal - based phase - by - phase current limiter has the effect of constantly increasing the line impedance, so that its use is extremely limited when considering the transmission capacities.
상전도 한류기의 문제점을 보완하기 위하여 초전도 한류기의 도입이 요구됨에 따라 국내에서도 초전도 한류기가 개발 중에 있다.In order to overcome the problem of phase - current short - circuit, superconducting fault current limiter is required to be introduced.
초전도 한류기는 초전도 특성을 이용하여 송전 선로 내에서 저항이 없이 송전을 할 수 있고, 사고 발생으로 인해 고장 전류가 발생하였을 때 특정 임피던스 선로에 투입할 수 있는 특징이 있다. The superconducting fault current limiter is characterized in that it can transmit power without resistance in the transmission line using the superconducting characteristic and can be inputted to a specific impedance line when a fault current occurs due to an accident.
하지만 초전도 한류기의 동작으로 인해 선로의 임피던스가 가변하게 되고, 이는 전력 계통의 보호를 위한 계전기 동작에 영향을 주어 오동작하게하는 문제점이 있다.However, the impedance of the line changes due to the operation of the superconducting fault current limiter, which affects the operation of the relay for protection of the power system, thereby causing a malfunction.
본 발명의 목적은 초전도 한류기의 동작으로 가변되는 선로 임피던스에 대해서도 오작동 없이 고장 전류를 검출할 수 있는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power system protection system to which a superconducting fault current limiter capable of detecting a fault current can be detected without malfunction even in line impedance varying with the operation of the superconducting fault current limiter.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 전력 계통에 연결되며, 고장 전류의 발생 여부에 따라 초전도 상태 또는 ??치 상태 동작하는 초전도 한류기; 및 상기 초전도 한류기의 전류 및 전압을 측정하고, ??치 여부를 감지하는 감지부;와 상기 전력계통의 임피던스, 상기 초전도 한류기의 임피던스를 이용하여 연산되는 기존 설정치, 제1 설정치 및 제2 설정치를 저장하는 설정치 저장부;와 상기 감지부가 감지한 ??치 여부에 따라 상기 설정치 저장부에 기설정된 기존설정치, 제1 설정치 및 제2 설정치 중 어느 하나를 기반으로 고장을 판단하며, 고장 판단시 상기 초전도 한류기를 제어하는 제어부를 포함하는 거리계전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power system protection system to which a superconducting fault current limiter is applied. The superconducting fault current limiter is connected to a power system and operates in a superconducting state or in a superconducting state according to whether a fault current is generated. And a second set value and a second set value calculated by using the impedance of the power system, the impedance of the superconducting fault current limiter, the first set value, and the second set value using the impedance of the superconducting fault current limiter, A set value storage unit for storing a set value, and a failure determination unit for determining a failure based on any one of an existing set value, a first set value, and a second set value preset in the set value storage unit, And a control unit for controlling the superconducting fault current limiter.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 상기 초전도 한류기가 CLR 회로와 초전도 회로가 병렬로 연결되고, 상기 초전도 회로의 출력단에 차단기가 직렬로 연결 구성하는 것을 특징으로 한다.Also, in the power system protection system using the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention, the superconducting fault current limiter is characterized in that the CLR circuit and the superconducting circuit are connected in parallel and the circuit breaker is connected in series to the output terminal of the superconducting circuit .
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 상기 초전도 한류기가 상기 거리계전기의 Zone 설정을 위해 제공되는 사이클이 기설정된 임계값보다 작으면 상기 전력 계통의 전류는 상기 초전도 회로와 상기 CLR 회로로 분할하여 흐르고, 상기 사이클이 상기 임계값보다 크면 상기 전력 계통의 전류는 상기 CLR 회로로만 흐르는 것을 특징으로 한다.In the power system protection system using the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention, if the cycle in which the superconducting fault current limiter is provided for zone setting of the distance relay is less than a predetermined threshold value, And the CLR circuit, and if the cycle is greater than the threshold value, the power system current flows only to the CLR circuit.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 상기 제어부가 상기 초전도 한류기의 부동작시 상기 기존 설정치를 적용하고, 상기 초전도 한류기가 동작시 동작 구간이 Zone1에 해당하는 경우에는 상기 제1 설정치를 적용하고, 상기 동작 구간이 Zone2에 해당하는 경우에는 상기 제2 설정치를 적용하는 것을 특징으로 한다.Also, in the power system protection system using the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention, when the control unit applies the existing set value during the sub operation of the superconducting fault current limiter, and the operation period of the superconducting fault current limiter corresponds to
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 상기 기존 설정치가 상기 전력 계통의 임피던스값을 이용하여 연산되는 것을 특징으로 한다.Also, in the power system protection system to which the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention is applied, the existing set point is calculated using the impedance value of the power system.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 상기 제1설정치가 상기 기존 설정치에 상기 초전도 회로의 저항과 상기 CLR 회로의 리액턴스를 추가하여 연산되는 것을 특징으로 한다.Further, in the power system protection system using the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention, the first set value is calculated by adding the resistance of the superconducting circuit and the reactance of the CLR circuit to the existing set value.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 상기 제2설정치가 상기 기존 설정치에 상기 CLR 회로의 리액턴스를 추가하여 연산되는 것을 특징으로 한다.Also, in the power system protection system using the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention, the second set value is calculated by adding the reactance of the CLR circuit to the existing set value.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 상기 제어부가 상기 전력 계통에 고장 발생시 차단기 트립 신호를 발생하여 상기 차단기를 오픈시키는 것을 특징으로 한다.
Further, in the power system protection system using the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention, the controller generates a circuit breaker trip signal when the power system fails, thereby opening the circuit breaker.
본 발명에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 초전도 한류기의 동작으로 가변되는 선로 임피던스에 대해서도 오작동 없이 고장 전류를 검출할 수 있다.The power system protection system to which the superconducting fault current limiter according to the present invention is applied can detect the fault current without malfunction even in the line impedance variable by the operation of the superconducting fault current limiter.
본 발명에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 초전력 한류기의 도입으로 고장 전류의 감소와 그에 따른 차단기 교체가 감소할 수 있다.The power system protection system to which the superconducting fault current limiter according to the present invention is applied can reduce the fault current and thus the switching of the breaker due to the introduction of the super power fault current limiter.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호시스템의 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 동작 구간이 Zone1에서 고장 발생시 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 고장 발생시 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 거리계전기의 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 동작 구간이 Zone1에 해당하는 경우 제1 설정치의 보정 방법에 대한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 동작 구간이 Zone2에 해당하는 경우 제2 설정치의 보정 방법에 대한 그래프이다.1 is a block diagram of a power system protection system to which a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a flowchart illustrating an operation of a power system protection system to which a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a power system protection system to which a superconducting fault current limiter is applied when a fault occurs in an operation section of a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation of a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention.
5 is an operational flowchart of a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an operation of the distance relay according to the embodiment of the present invention.
7 is a graph illustrating a correction method of the first set value when the operation period of the superconducting fault current limiter according to the embodiment of the present invention corresponds to Zone1.
8 is a graph illustrating a correction method of the second set value when the operation period of the SFCL apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention corresponds to Zone2.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시 예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시 예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우에는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used are terms selected in consideration of the functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the user, the intention or custom of the operator, and the like. Therefore, the meaning of the terms used in the following embodiments is defined according to the definition as specifically defined in this specification, and unless otherwise specified, it should be construed in a sense generally recognized by those skilled in the art.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템에 대해 설명하도록 한다. A power system protection system to which a superconducting fault current limiter is applied will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호시스템의 블록 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호시스템의 동작 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram of a power system protection system to which a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a power system protection system using a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템은 전력 계통, 초전도 한류기(100), 거리계전기(200) 및 차단기(130)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a power system protection system to which a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention is applied includes a power system, a superconducting
초전도 한류기(100)는 전력 계통에 연결되며, 정격 전류 이상의 고장 전류가 발생시 ??치되고, 임피던스가 증가한다. 초전도 한류기(100)의 구성에는 초전도 회로(110)와 CLR 회로(120)가 병렬로 구성되며, 초전도 회로(110)의 일측에는 차단기(130)가 연결되는 것을 포함한다.The superconducting
차단기(130)는 고장 전류가 흐를 때 이로 인한 사고를 예방하기 위해 전류의 흐름을 끊는 일종의 누전 차단 장치이다. 예를 들어, 차단기(130)는 전자석을 이용하는 전자석 차단기, 바이메탈을 이용하는 바이메탈 차단기, 전자석 차단기와 바이메탈 차단기를 혼합한 전자석 바이메탈 혼합형 차단기를 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 차단기(130)는 초전도 한류기(100) 내부의 초전도 회로(110)와 연결되며, 후술하는 거리계전기(200)의 차단기 트립 신호에 따라 초전도 회로(110)의 출력측에 연결된 전류 경로를 오픈하여 고장 전류의 흐름을 차단한다.The
거리계전기(200)는 초전도 한류기(100)의 초전도 회로(110) 양단의 전압 및 전류를 감지하여 ??치 상태를 감지하는 감지부(210)와, 기존 설정치, 제1 설정치 및 제2 설정치를 연산하고, 저장하는 설정치 저장부(220)와, 초전도 한류기(100)의 동작 여부에 따라 기존 설정치, 제1 설정치 또는 제2 설정치 중 어느 하나를 적용하여 고장을 판단하고, 고장 발생 시 차단기 트립 신호를 발생하는 제어부(230)를 포함한다.The
거리계전기(200)는 전력 계통의 고장 발생시에 전압과 전류를 측정하여 임피던스를 계산하고 이를 통하여 고장 위치를 판별한다. 전력 계통의 보호를 위하여 동작 구간이 지정된 구간의 80% 이내를 Zone1으로 두고, 80-120%를 Zone2, 그 이상의 구간을 Zone3으로 정한다. 감지부(210)에서 입력된 신호를 바탕으로 설정치 저장부(220)를 통해 연산한 다수의 설정치를 지정해놓고 제어부(230)를 이용하여 설정을 변경하고, 동작할 수 있도록 한다. 여기서 상기 임계값은 시간의 흐름에 대한 사이클을 말하며, 3 사이클을 기준으로 한다. 그리고 사이클은 거리계전기(200)의 Zone 설정을 위해 제공되는 동작 시간을 말한다.The
이어서는 도 2를 참조하여 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템의 동작 상태를 설명한다.Next, the operation state of the power system protection system to which the superconducting fault current limiter is applied will be described with reference to FIG.
먼저, 전력 계통에 부하 전류가 흐른다(S201). 상기 부하 전류는 전력 계통과 연결된 초전도 한류기(100)에 전류가 흐르게 된다(S202).First, a load current flows in the power system (S201). The load current is supplied to the superconducting
거리계전기(200)의 감지부(210)는 초전도 회로(110) 양단 전류 및 전압을 측정하여(S203) 초전도 한류기(100) 내부의 초전도 회로(110) ??치 상태 여부를 감지한다(S205). 이때 거리계전기(200)의 설정치 저장부(220)는 전력 계통의 임피던스를 이용하여 연산되는 기존 설정치, 고장 전류가 발생했을 때의 초전도 한류기(100)의 임피던스를 이용하여 연산되는 제1 설정치 및 제2 설정치를 미리 저장하고 있다(S204).The
제어부(230)는 감지부(210)가 감지한 초전도 회로(110)의 ??치 상태 여부에 따라 기존 설정치, 제1 설정치 또는 제2 설정치 중 어느 하나를 적용하게 된다(S205). The
그래서, 초전도 회로(110)가 ??치 상태이며, 초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone1에 해당하는 경우(S208) 제1 설정치를 적용하여(S209) 제1 설정치 기반 전력 계통의 고장을 검출한다(S210). 만약 초전도 회로(110)가 ??치 상태이며, 초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone 2에 해당하는 경우(S211)에는 제2 설정치를 적용하여(S212) 제2 설정치 기반 전력 계통의 고장을 검출하게 된다(S213). 반면 제 205단계의 판단결과 초전도 회로(110)가 ??치 상태가 아닐 경우 기존 설정치를 적용하여(S206) 기존 설정치 기반 상기 전력 계통의 고장을 검출하게 된다(S207). 그리고 상기 고장 검출 결과, 제어부(230)는 차단기 트립신호를 발생한다(S214). 이에 초전도 한류기(100)내 차단기(130)가 동작하여 초전도 회로(110)는 오픈된다.
If the operation period of the superconducting
상기 전력 계통의 Zone1에서 고장 발생시의 구체적인 동작은 도 3을 참조한다.Reference is made to Fig. 3 for concrete operation when a failure occurs in
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 동작 구간이 Zone1에서 고장 발생시 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템의 동작 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a power system protection system to which a superconducting fault current limiter is applied when a fault occurs in an operation section of a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention.
상기 전력 계통의 Zone1에서 고장 발생시 먼저, 상기 서술한 바와 같이 초전도 한류기(100)에 고장 전류가 흐르게 되며, 초전도 한류기(100) 내부의 초전도 회로(110)가 ??치 상태로 변하게 된다. 거리계전기(200)의 감지부(210)는 초전도 회로(110) 양단의 전압 및 전류를 측정하여 ??치 상태를 감지하게 되며, 설정치 저장부(220)는 Zone1에 해당하는 기 설정된 제1 설정치를 설정하게 된다. 제어부(230)는 설정치 저장부(220)에서 설정된 제1 설정치를 기반으로 전력 계통의 고장을 검출하게 되며, 고장 검출로 판단할 시 차단기(130)에 차단기 트립 신호를 발생한다. 차단기 트립 신호를 받은 차단기(130)는 초전도 회로(110)를 오픈시킨다.
When a failure occurs in the
이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the power system protection system to which the superconducting fault current limiter is applied will be described in detail with reference to FIG. 4 to FIG.
먼저, 초전도 한류기(100)의 동작에 대해 설명하도록 한다.First, the operation of the superconducting fault
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 고장 발생시 동작 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 초전도 한류기의 동작 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a superconducting fault current limiter according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of a superconducting fault current limiter according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 전력 계통에 전류가 흐른다(S401). 전류는 초전도 한류기(100) 내부의 초전도 회로(110)에만 흐르게 된다(도 5의 a상태). 그러다가 고장 전류가 발생하였을 경우(S402)(도 5의 b상태), 초전도 회로(110)에서 초전도체가 ??치하게 되며, ??치함으로서 초전도 회로(110)에 임피던스가 증가하게 된다. 증가되는 임피던스로 인해 상기 고장 전류는 초전도 회로(110)와 CLR 회로(120)으로 각각 전류 분배가 일어난다(S403)(도 5의 c상태). 초전도 회로(110)의 임피던스가 최대치로 증가하게 되면 초전도 회로(110)와 CLR 회로(120)에 각각 상기 고장 전류가 일정하게 분배되며, 이후 차단기(130)가 초전도 회로(110)를 오픈하여 CLR 회로(120)에만 전류가 흐르게 된다(S404)(도 5의 d상태). 따라서, CLR 회로(120)의 저항값에 따라 고장 전류는 감소하게 된다.
First, a current flows in the power system (S401). The current flows only in the
다음으로, 거리계전기(200)의 동작에 대해 설명하도록 한다.Next, the operation of the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 거리계전기의 동작 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation of the distance relay according to the embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 거리계전기(200)는 기존 설정치, 제1 설정치 및 제2 설정치를 연산하고, 저장하는 설정치 저장부(220)와, 초전도 한류기(100)의 초전도 회로(110) 양단에서 전력 및 전압을 측정하여 ??치 여부를 감지하는 감지부(210)와, 초전도 한류기(100)의 ??치 여부에 따라 기존 설정치, 제1 설정치 또는 제2 설정치 중 어느 하나를 적용하고, 적용된 어느 하나의 설정치를 기반으로 상기 전력 계통의 고장을 검출하며, 고장 발생시 차단기 트립신호를 발생하는 제어부(230)를 포함한다.The
본 발명의 실시 예에 따른 거리계전기(200)는 하기와 같이 동작한다.The
거리계전기(200)의 감지부(210)가 초전도 한류기(100)의 초전도 회로(110) 양단의 전압과 전류를 감지한다(S601).The
감지부(210)는 측정된 전압과 전류를 기반으로 초전도 한류기(210)의 ??치 여부를 판단(S602)한다.The
설정치 저장부(220)는 전력 계통의 임피던스를 이용하여 기존 설정치를 연산 및 저장하고, 고장 전류가 발생했을 때의 초전도 한류기(100)의 임피던스를 이용하여 연산되는 제1 설정치 및 제2 설정치를 저장한다(S603).The set
제1 설정치 및 제2 설정치를 연산하는 방법은 후술하도록 한다.A method of calculating the first set value and the second set value will be described later.
초전도 한류기(100)의 초전도 회로(110)에서 ??치하지 않았을 경우 제어부(230)는 기존 설정치를 설정(S604)하고, 기존 설정치를 기반으로 상기 전력 계통의 고장을 검출하게 된다(S605). 고장 발생시 제어부(230)는 차단기 트립신호를 차단기(130)에게 송신(S612)하여 초전도 회로(110)가 오픈하게 된다(S613). 반면 제608단계의 판단 결과, 정격 전류로 판단될 경우 종료하게 된다.If the superconducting fault current limiter of the superconducting fault
다만, 초전도 회로(110)에서 초전도체가 ??치하였을 경우 제어부(230)는 초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone1에 해당하는지 판단하고(S606), 상기 동작 구간이 Zone1에 해당할 경우 제1 설정치를 적용한다(S607). 제1 설정치를 기반으로 전력 계통의 고장을 검출하게 되며(S608), 고장 발생시 제어부(230)는 차단기 트립신호를 차단기(130)에게 송신(S612)하여 초전도 회로(110)가 오픈된다(S613). 반면 제608단계의 판단 결과, 정격 전류로 판단될 경우 종료하게 된다.However, if the
또한, 초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone2에 해당할 경우(S609) 제2 설정치를 적용한다(S610). 제2 설정치를 기반으로 전력 계통의 고장을 검출하게 되며(S611), 고장 발생시 제어부(230)는 차단기 트립신호를 차단기(130)에게 송신(S612)하여 초전도 회로(110)가 오픈하게 된다(S613). 반면 제608단계의 판단 결과, 정격 전류로 판단될 경우 종료하게 된다.If the operation period of the superconducting fault
상기 제1 설정치와 제2 설정치를 구하는 방법은 다음과 같다.A method for obtaining the first set value and the second set value is as follows.
도 7은 초전도 한류기의 동작 구간이 Zone1에 해당하는 경우 제1 설정치의 보정 방법에 대한 그래프이고, 도 8은 초전도 한류기의 동작 구간이 Zone2에 해당하는 경우 제2 설정치의 보정 방법에 대한 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating a correction method of the first set value when the operation period of the superconducting fault current limiter corresponds to Zone 1, FIG. 8 is a graph illustrating a correction method of the second set value when the operation period of the superconducting fault current limiter corresponds to Zone 2, to be.
도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제1 설정치 및 제2 설정치는 기존 설정치에 보정된 크기 및 각도를 포함한다.Referring to FIGS. 7 and 8, the first set value and the second set value according to the embodiment of the present invention include a magnitude and an angle corrected to existing set values.
초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone1에 해당하는 때의 기존 설정치를 적용할 경우(도 7의 e상태), 초전도 한류기(100)의 동작에 따라 전력 계통의 임피던스가 변화하게 된다. 변화하는 임피던스는 거리계전기(200)의 고장 검출 판단에 영향을 미치게 되며, 거리계전기(200)의 오작동을 야기할 수 있으므로, 초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone1에 해당하는 경우 보정된 제1 설정치를 이용하여 검출하도록 한다.When the existing set point at the time when the operation period of the superconducting fault
초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone1에 해당하는 경우 제1 설정치를 보정하는 방법은 기존 전력 계통의 임피던스값에 초전도 한류기(100) 내의 초전도 회로(110)와 CLR 회로(120)의 병렬 합성 저항을 더해 보정하며, 거리계전기(200)의 설정치 저장부(220)를 통해 연산한다. 초전도 한류기(100)를 고려한 상기 전력 계통의 제1 임피던스(Z' r)는 수학식 1, 초전도 한류기(100)를 고려한 상기 전력 계통의 제 1크기(Z' r)는 수학식 2, 초전도 한류기(100)를 고려한 상기 전력 계통의 제1 각도(θ')는 수학식 3을 이용하여 보정할 수 있다(도 7의 f상태).In the case where the operating period of the superconducting fault
k=Correct coefficient k = Correct coefficient
여기서, Rr은 Zone 1에서 상기 전력 계통의 저항값, RSFCL은 Zone 1에서 초전도 한류기(100)의 저항값, Xr은 Zone 1에서 상기 전력 계통의 리액턴스값, XSFCL은 Zone 1에서 초전도 한류기(100)의 리액턴스값을 나타낸다.Where R r is the resistance of the power system in
또한, 초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone2에 해당하는 때의 기존 설정치를 적용할 경우(도 8의 g상태), 초전도 한류기(100)의 동작에 따라 전력 계통의 임피던스가 변화하게 된다. 변화하는 임피던스는 거리계전기(200)의 고장 검출 판단에 영향을 미치게 되며, 거리계전기(200)의 오작동을 야기할 수 있으므로, 초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone2에 해당하는 경우 보정된 제2 설정치를 이용하여 검출하도록 한다.8), the impedance of the power system changes according to the operation of the superconducting fault
초전도 한류기(100)의 동작 구간이 Zone2에 해당하는 경우 제2 설정치를 보정하는 방법은 기존 전력 계통의 값에 초전도 한류기(100) 내 CLR 회로(120)의 리액턴스값을 더해 보정하며, 거리계전기(200)의 설정치 저장부(220)를 통해 연산된다. 초전도 한류기(100)를 고려한 상기 전력 계통의 제2 임피던스(Z' r2)는 수학식 4, 초전도 한류기(100)를 고려한 상기 전력 계통의 제2 크기(Z' r2)는 수학식 5, 초전도 한류기(100)를 고려한 상기 전력 계통의 제2 각도(θ2 ')는 수학식 6을 이용하여 보정할 수 있다(도 8의 h상태).When the operating range of the superconducting fault
k=Correct coefficient k = Correct coefficient
여기서, Rr2은 Zone 2에서 상기 전력 계통의 저항값, Xr2은 Zone 2에서 상기 전력 계통의 리액턴스값, XCLR은 Zone 2에서 초전도 한류기(100)의 리액턴스값을 나타낸다.Here, R r2 is the resistance value of the power system in
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent that modifications, variations and equivalents of other embodiments are possible. Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 초전도 한류기 200 : 거리계전기
110 : 초전도 회로 210 : 감지부
120 : CLR 회로 220 : 설정치 저장부
130 : 차단기 230 : 제어부100: Superconducting fault current limiter 200: Distance relay
110: Superconducting circuit 210:
120: CLR circuit 220: Set value storage unit
130: breaker 230:
Claims (8)
상기 초전도 한류기의 전류 및 전압을 측정하고, ??치 여부를 감지하는 감지부;와 상기 전력계통의 임피던스, 상기 초전도 한류기의 임피던스를 이용하여 연산되는 기존 설정치, 제1 설정치 및 제2 설정치를 저장하는 설정치 저장부;와 상기 감지부가 감지한 ??치 여부에 따라 상기 설정치 저장부에 기설정된 기존설정치, 제1 설정치 및 제2 설정치 중 어느 하나를 기반으로 고장을 판단하며, 고장 판단시 상기 초전도 한류기를 제어하는 제어부를 포함하는 거리계전기;를 포함하는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템.
A superconducting fault current limiter connected to the power system and operated in a superconducting state or in a ground state according to whether a fault current is generated; And
A first set value and a second set value that are calculated using the impedance of the power system, the impedance of the superconducting fault current limiter, the first set value, and the second set value, A first setting value and a second setting value set in the setting value storage unit in accordance with whether the sensing unit senses an abnormality or not, And a distance relay including a controller for controlling the superconducting fault current limiter.
상기 초전도 한류기는,
CLR 회로와 초전도 회로가 병렬로 연결되고, 상기 초전도 회로의 출력단에 차단기가 직렬로 연결 구성하는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템.
The method according to claim 1,
The superconducting fault current limiter
CLR circuit and a superconducting circuit are connected in parallel, and a circuit breaker is connected in series to an output terminal of the superconducting circuit.
상기 초전도 한류기는,
상기 거리계전기의 Zone 설정을 위해 제공되는 사이클이 기설정된 임계값보다 작으면 상기 전력 계통의 전류는 상기 초전도 회로와 상기 CLR 회로로 분할하여 흐르고, 상기 사이클이 상기 임계값보다 크면 상기 전력 계통의 전류는 상기 CLR 회로로만 흐르는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템.
The method according to claim 1,
The superconducting fault current limiter
The current of the power system is divided into the superconducting circuit and the CLR circuit if the cycle provided for setting the zone of the distance relay is smaller than a preset threshold value and if the cycle is greater than the threshold value, Wherein the CLR circuit only flows to the CLR circuit.
상기 제어부는,
상기 초전도 한류기의 부동작시 상기 기존 설정치를 적용하고, 상기 초전도 한류기가 동작시 동작 구간이 Zone1에 해당하는 경우에는 상기 제1 설정치를 적용하고, 상기 동작 구간이 Zone2에 해당하는 경우에는 상기 제2 설정치를 적용하는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein,
The superconducting fault current limiter applies the first set value when the operation period of the superconducting fault current limiter corresponds to Zone 1, and when the operation period corresponds to Zone 2, 2 < / RTI > set value is applied to the superconducting fault current limiter.
상기 기존 설정치는,
상기 전력 계통의 임피던스값을 이용하여 연산되는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기가 적용된 전력계통 보호 시스템.
The method according to claim 1,
The above-
And the power system is operated using the impedance value of the power system.
상기 제1설정치는,
상기 기존 설정치에 상기 초전도 회로의 저항과 상기 CLR 회로의 리액턴스를 추가하여 연산되는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템.
5. The method of claim 4,
The first setting value is a value
And the resistance of the superconducting circuit and the reactance of the CLR circuit are added to the existing set value.
상기 제2설정치는,
상기 기존 설정치에 상기 CLR 회로의 리액턴스를 추가하여 연산되는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템.
5. The method of claim 4,
The second set value is a value
And the reactance of the CLR circuit is added to the existing set value, so that the power system protection system is applied.
상기 제어부는,
상기 전력 계통에 고장 발생시 차단기 트립 신호를 발생하여 상기 차단기를 오픈시키는 것을 특징으로 하는 초전도 한류기가 적용된 전력 계통 보호 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein,
And a circuit breaker trip signal is generated when a fault occurs in the power system to open the circuit breaker.
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KR1020150076444A KR20160140168A (en) | 2015-05-29 | 2015-05-29 | Power system protection system applied superconducting fault current limiter |
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WO2021235607A1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-11-25 | 재단법인 녹색에너지연구원 | Multi-circuit direct current breaking system |
RU2777031C1 (en) * | 2021-08-09 | 2022-08-01 | Закрытое акционерное общество «СуперОкс» (ЗАО «СуперОкс») | Method for protecting a current-limiting device based on high-temperature superconductors in a high-voltage network line without a shutter element and a complex of relay protections for implementing the method |
US11855438B2 (en) | 2020-05-22 | 2023-12-26 | Green Energy Institute | Multi-circuit DC breaking system |
-
2015
- 2015-05-29 KR KR1020150076444A patent/KR20160140168A/en not_active Application Discontinuation
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