KR20190026442A - 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템 - Google Patents

발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3권 변압기를 포함하는 발전소의 전력계통에 적용되며, 상기 복수의 제1 비안전급 고압모선 및 상기 복수의 제2 비안전급 고압모선 각각에 하나씩 연결된 복수의 메인 차단기, 하나의 제1 차단기에 하나가 직렬 연결된 복수의 보조 차단기, 상기 메인 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기가 설치된 비안전급 고압모선의 상태를 파악하기 위해 상기 메인 차단기에 인가되는 비안전급 고압모선의 전원 레벨을 측정하는 제1 전원측정기, 상기 보조 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기의 고장 유무를 파악하기 위해 설치된 제1 지점의 전원 레벨을 측정하는 제2 전원측정기, 그리고 상기 제1 전원측정기에서 측정한 전원 레벨을 통해 비안전급 고압모선의 이상을 파악하면 상기 메인 차단기로 제1 오픈 신호를 출력하고, 상기 제1 오픈 신호 출력 후 상기 제2 전원측정기에서 측정한 제1 지점의 전원 레벨을 통해 상기 메인 차단기가 고장이라고 파악하는 경우에 상기 보조 차단기로 제2 오픈 신호를 출력하는 콘트롤러를 포함하는 이중인입 차단기 시스템에 관한 것이다.

Description

발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템{DUAL INSERTING CIRCUIT BREAKER IN POWER SYSTEM OF POWER PLANT}
본 발명은 발전소 전력계통에 적용되는 이중인입 차단기 시스템에 관한 것이다.
도 1에 국내 발전소 소내 전력계통의 일 예가 도시되어 있다. 도 1은 일반적인 발전소의 소내 전력계통을 보인 일 예시도이다. 도 1을 참고하면, 국내 발전소 소내 전력계통은 발전소의 발전기(10)에 연결된 모선을 통해 전원을 공급받도록 하고, 연료교체 등의 이유로 발전소의 가동이 중지되어 발전기(10)로부터 전원을 받지 못하는 경우에는 각각 독립된 2개의 송전선에 각각 연결된 스위치 야드(21, 22) 중 하나가 동작하고 동작된 스위치 야드(21, 22 중 하나)를 통해 소외전원을 공급받는다.
발전기(10)에서 공급되는 소내전원과 스위치 야드(21) 및 단권 변압기인 주변압기(31)를 통해 공급되는 소외전원은 메인 모선(11)을 통해 제1 3권 변압기(41)의 1차측 권선에 공급되고, 스위치 야드(22)를 통해 공급되는 소외전원은 제2 3권 변압기(42)의 1차측 권선에 공급된다. 제1 및 제2 3권 변압기(41, 42)의 2차측 제1 권선(a)에는 복수의 비안전급 고압모선이 연결되어 있고, 2차측 제2 권선(b)에는 복수의 비안전급 고압모선 및 복수의 안전급 고압모선이 연결되어 있다.
그리고 비안전급 고압모선에 비안전급 설비(51, 52)가 커플링되고 안전급 고압모선에 안전급 설비(53)가 커플링되어, 비안전급 설비(51, 52)는 비안전급 고압모선을 통해 전원을 공급받고, 안전급 설비(53)는 안전급 고압모선을 통해 전원을 공급받는다. 여기서 비안전급 설비(51, 52)는 상시 전원이 공급되지 않아도 되는 중요도가 낮은 설비, 예컨대, 전등 등이며, 안전급 설비는 상시 전원이 공급되어야 하는 설비, 예컨대 펌프 등의 중요도가 높은 설비이다.
하나의 비안전급 설비는 제1 3권 변압기(41)에 연결된 하나의 비안전급 고압모선과 제2 3권 변압기(42)에 연결된 하나의 비안전급 고압모선에 커플링되어 제1 및 제2 3권 변압기(41, 42) 중 하나로부터 전원을 공급받는다. 안전급 설비(53) 또한 제1 3권 변압기(41)에 연결된 하나의 안전급 고압모선과 제2 3권 변압기(42)에 연결된 하나의 안전급 고압모선에 커플링되어 제1 및 제2 3권 변압기(41, 42) 중 하나로부터 전원을 공급받는다.
그리고 발전소 소내 전력계통에는 비안전급 고압모선에 설치되어 비안전급 고압모선에 발생한 고장 등의 이상 상황이 안전급 고압모선에 파급되지 않도록 하기 위하여 비안전급 고압모선마다 하나의 인입차단기(60)가 설치되어 있다.
그런데 비안전급 고압모선에서 고장이 발생하였을 때 인입차단기(60)가 정상적으로 동작하지 않고 고장이 난 상태이면 인입차단기(60)는 계속해서 클로즈 상태를 유지하여 안전급 고압모선에 악영향을 미치는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로는 비안전급 고압모선과 안전급 고압모선이 독립적으로 분리되도록 3권 변압기를 사용하지 않고 단권 변압기를 사용하는 방법이 있다. 그러나 3권 변압기를 단권 변압기로 교체하기 위해서는 한 대의 3권 변압기에 대응하여 적어도 2대 이상의 단권 변압기가 필요하므로 상당한 비용이 소모되어야 하고, 특히 현재 설비 내에 늘어난 대수의 변압기를 수용할만한 공간이 부족하여 설치가 불가능한 문제가 있다.
따라서, 발전소 소내 전력계통에서 3권 변압기(41, 42)를 사용하면서도 비안전급 고압모선에 발생된 이상 상황에 대하여 안전급 고압모선이 영향을 받지 않도록 하는 기술이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3권 변압기를 사용하면서도 비안전급 고압모선에 발생된 이상 상황이 안전급 고압모선에 파급될 수 있는 우려를 획기적으로 감소시키는 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시 예가 사용될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템은 1차측 권선이 발전기의 출력측에 커플링되거나 스위치 야드에 커플링되고, 2차측 제1 권선이 복수의 복수의 제1 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되며, 2차측 제2 권선이 복수의 제2 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되고 또한 상기 2차측 제2 권선이 복수의 안전급 고압모선을 통해 각 안전급 설비에 커플링된 3권 변압기를 포함하는 발전소의 전력계통에 적용되며, 상기 복수의 제1 비안전급 고압모선 및 상기 복수의 제2 비안전급 고압모선 각각에 하나씩 연결된 복수의 메인 차단기, 하나의 제1 차단기에 하나가 직렬 연결된 복수의 보조 차단기, 상기 메인 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기가 설치된 비안전급 고압모선의 상태를 파악하기 위해 상기 메인 차단기에 인가되는 비안전급 고압모선의 전원 레벨을 측정하는 제1 전원측정기, 상기 보조 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기의 고장 유무를 파악하기 위해 설치된 제1 지점의 전원 레벨을 측정하는 제2 전원측정기, 그리고 상기 제1 전원측정기에서 측정한 전원 레벨을 통해 비안전급 고압모선의 이상을 파악하면 상기 메인 차단기로 제1 오픈 신호를 출력하고, 상기 제1 오픈 신호 출력 후 상기 제2 전원측정기에서 측정한 제1 지점의 전원 레벨을 통해 상기 메인 차단기가 고장이라고 파악하는 경우에 상기 보조 차단기로 제2 오픈 신호를 출력하는 콘트롤러를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템은 1차측 권선이 발전기의 출력측에 커플링되거나 스위치 야드에 커플링되고, 2차측 제1 권선이 복수의 복수의 제1 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되며, 2차측 제2 권선이 복수의 제2 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되고 또한 상기 2차측 제2 권선이 복수의 안전급 고압모선을 통해 각 안전급 설비에 커플링된 3권 변압기를 포함하는 발전소의 전력계통에 적용되며, 상기 복수의 제1 비안전급 고압모선 및 상기 복수의 제2 비안전급 고압모선 각각에 하나씩 연결된 복수의 메인 차단기, 하나의 제1 차단기에 하나가 직렬 연결된 복수의 보조 차단기, 상기 메인 차단기의 전원 레벨을 측정하고 측정한 상기 메인 차단기의 전원 레벨에 따라 상기 메인 차단기를 오픈 또는 클로즈시키는 계전기, 상기 보조 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기의 고장 유무를 파악하기 위해 설치된 제1 지점의 전원 레벨을 측정하는 전원측정기, 상기 전원측정기로부터 수신되는 전원 레벨을 통해 해당 비안전급 고압모선의 이상 발생을 파악하며, 이상 발생 시점으로부터 설정시간 이후에 상기 전원측정기에서 측정한 제1 지점의 전원 레벨을 통해 상기 메인 차단기가 고장이라고 파악하는 경우에 상기 보조 차단기로 오픈 신호를 출력하는 콘트롤러를 포함한다.
상기 제1 지점의 전원 레벨은 상기 보조 차단기에 인가되는 전원 레벨이거나 상기 메인 차단기에 흐르는 전원 레벨이거나 상기 해당 비안전급 설비에 인가되는 전원 레벨이다.
상기 메인 차단기는 비안전급 고압모선에 직렬 연결된 제1 및 제2 전원 차단기 중 임의의 하나이고, 상기 보조 차단기는 상기 제1 및 제2 전원 차단기 중 다른 하나이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 비안전급 고압모선에 대하여 직렬로 연결된 2개의 인입차단기를 사용하고 비안전급 고압모선의 이상상황 및 인입차단기의 고장 여부에 대응하도록 동작시킴으로써, 비안전급 고압모선에 이상 상황이 발생되더라도 안전급 고압모선이 영향을 받지 않게 하는 효과를 제공한다.
도 1은 일반적인 발전소의 소내 전력계통을 보인 일 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템에서 차단기의 설치 상태를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 원자력 발전소에 설치된 이중인입 차단기 시스템을 보인 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체에서 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한, 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템에서 차단기의 설치 상태를 보인 도면이다. 본 발명의 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템은 3권 변압기(41, 42)를 통해 각 설비로 전원을 공급하는 전력계통에 적용된다. 이해를 돕기 위해, 도 2에서는 본 발명의 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템 도 1을 참조로 설명한 종래의 발전소 전력계통에 적용된 경우를 도시하였다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템은 3권 변압기(41, 42)의 2차측 권선과 비안전급 설비를 커플링시키는 각 비안전급 고압모선에 각각 직렬 연결된 2개의 차단기(110, 120) 즉, 제1 차단기(110)과 제2 차단기(120)를 구성으로 한다.
여기서 제1 차단기(110)는 일단(입력단)이 3권 변압기(41, 42)에 연결되고 타단(출력단)이 제2 차단기(120)에 연결된다. 그리고 제2 차단기(120)는 일단(입력단)이 제1 차단기(110)의 타단에 연결되고, 타단(출력단)이 설비 또는 고압반에 연결된다.
이와 같이 직렬 연결된 제1 및 제2 차단기(110, 120) 중 하나(이하 "메인 차단기"라 함)는 평상시 클로즈(close) 상태를 유지하고 있다가 비안전급 고압모선에 과전류, 과전압 등의 이상상황이 발생하면 스위치 동작 즉, 오픈하여 이상상황이 발생한 비안전급 고압모선을 통해 비안전급 설비로 전원이 공급되는 것을 차단하며, 또한 안전급 고압모선에 영향을 미치는 것을 차단한다. 그리고 메인 차단기는 비안전급 고압모선의 이상상황(예; 고장)이 해결되면 다시 클로즈된다. 따라서 메인 차단기는 평상시에 비안전급 고압모선의 이상상황 발생 여부에 따라 온/오프(클로즈/오픈) 스위칭 동작을 수행한다.
그리고 제1 및 제2 차단기(110, 120) 중 다른 하나(이하 "보조 차단기"라 함)는 평상시에 클로즈 상태를 유지하고 있다가 메인 차단기가 정상적인 동작을 하지 못하는 경우 예컨대, 메인 차단기가 고장이 나는 경우에 메인 차단기를 대신하여 동작 즉, 오픈하여 비안전급 고압모선의 이상상황에 대처한다. 보조 차단기는 메인 차단기의 고장이 해소되면 다시 클로즈 상태로 전환된다.
따라서, 제1 차단기(110)를 메인 차단기로 이용되는 경우에, 제2 차단기(120)는 보조 차단기로 이용된다. 다른 예로, 제2 차단기(120)를 메인 차단기로 이용되는 경우에 제1 차단기(110)는 보조 차단기로 이용된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 블록 구성도이다. 도 3에서는 3권 변압기(40)의 2차측 권선에 연결된 하나의 비안전급 고압모선에 설치된 2개의 차단기를 기준으로 한 구성을 도시하였다. 여기서 3권 변압기(40)는 3권 변압기(41, 42)를 통칭한 것이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템(100)은 제1 및 제2 차단기(110, 120), 제1 및 제2 전원측정기(130, 140), 그리고 콘트롤러(150)를 포함한다.
제1 및 제2 차단기(110, 120)는 3권 변압기(40)의 2차측 권선에 연결된 각 비안전급 고압모선 각각에 직렬 연결되어 설치된다. 예컨대, 하나의 3권 변압기(40)의 2차측 권선에 연결된 비안전급 고압모선이 10개인 경우에 제1 및 제2 차단기(110, 120)는 각각 10개씩으로 구성된다. 그리고 전력계통 내에 설치된 전체 3권 변압기(40)의 개수가 6개이고 각 3권 변압기(40)의 2차측 권선에 연결된 비안전급 고압모선이 모두 동일하게 10개인 경우, 제1 및 제2 차단기(110, 120)는 각각 60개씩으로 구성된다. 제1 및 제2 차단기(110, 120) 중 하나는 메인 차단기로 동작하고, 다른 하나는 보조 차단기로 동작한다.
제1 및 제2 전원측정기(130, 140)는 각 차단기(110, 120)에 대응하여 설치되며, 설치된 지점의 전원 상태 즉, 전압 레벨, 전류 레벨 또는 전압 및 전류 레벨을 측정하여 콘트롤러(150)에 제공한다. 제1 및 제2 전원측정기(130, 140) 중 메인 차단기에 대응하여 설치된 전원측정기는 해당 비안전급 고압모선의 이상 상황 여부를 파악하기 위해 설치된다. 메인 차단기에 대응하여 설치된 전원측정기의 측정 결과에 따라 메인 차단기의 온/오프(오픈/클로즈)가 결정된다. 보조 차단기에 대응하여 설치된 전원측정기는 메인 차단기의 동작 여부를 파악하기 위해 설치되며, 보조 차단기에 대응하여 설치된 전원측정기의 측정 결과에 따라 보조 차단기의 온/오프(오픈/클로즈)가 결정된다.
예컨대, 메인 차단기에 대응하여 설치된 전원측정기는 메인 차단기에 인가되는 전원을 측정하고, 보조 차단기에 대응하여 설치된 전원측정기는 보조 차단기에 인가되는 전원 또는 메인 차단기에 흐르는 전원 또는 고압반에 인가되는 전원을 측정한다.
이때 고려해야 할 사항은, 제1 및 제2 차단기(110, 120) 중 3권 변압기(40)에 연결된 제1 차단기(110)가 메인 차단기인 경우에는 제1 차단기의 온/오프에 따라 제2 차단기(120)에 인가되는 전원레벨이 변동되지만, 제1 차단기(110)의 출력단에 연결된 제2 차단기(120)가 메인 차단기인 경우에는 제1 차단기(120)에 인가되는 전원레벨이 제2 차단기(120)의 온/오프에 무관하다. 그러므로, 제1 및 제2 차단기(110, 120) 중 어떤 차단기가 메인 차단기로 동작하는지에 따라 각 전원측정기(130, 140)의 설치 위치가 고려되어져야 할 것이다.
콘트롤러(150)는 제1 및 제2 차단기(110, 120) 중 어떤 차단기가 메인 차단기로 동작할지가 설정되어 있으며, 제1 및 제2 전원측정기(130, 140)를 통해 수신되는 전원 상태를 통해 해당 비안전급 고압모선에 고장 등의 이상상황이 발생하였는지를 파악하며, 이상상황 발생이라고 판단하면 메인 차단기가 오픈되도록 하는 동작 제어신호를 출력하고, 메인 차단기 오픈 명령 지시 후에 메인 차단기의 전원이 이상상황 상태이면 보조 차단기가 오픈되도록 하는 동작 제어신호를 출력한다. 여기서 메인 차단기로 동작하는 차단기의 설정은 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있고, 수시로 변경이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 블록 구성도이다. 도 4에서는 3권 변압기(40)의 2차측 권선에 연결된 하나의 비안전급 고압모선에 설치된 2개의 차단기를 기준으로 한 구성을 도시하였다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템(100)은 제1 및 제2 차단기(110, 120), 계전기(130a), 전원측정기(140a), 그리고 콘트롤러(150a)를 포함한다.
제1 및 제2 차단기(110, 120)는 도 3을 참조로 설명한 바와 동일하게 3권 변압기(40)의 2차측 권선에 연결된 각 비안전급 고압모선 각각에 직렬 연결되어 설치된다.
계전기(130a)는 메인 차단기로 동작하는 제1 차단기(110)에 연결되고, 제1 차단기(110)의 전원(예; 전압 또는 전류 또는 전압 및 전류)를 파악하고 제1 차단기(110)에 인가되는 전압 또는 흐르는 전원이 설정범위를 초과한 경우에 해당 비안전급 고압모선이 이상상황이 발생하였다고 판단하여 제1 차단기(110)를 오픈시키는 신호를 출력한다. 물론 계전기(130a)는 제1 차단기(110)에 인가되는 전압 또는 흐르는 전원이 정상범위(또는 설정범위) 이내로 복귀하면 제1 차단기(110)를 클로즈시키는 신호를 출력한다.
전원측정기(140a)는 보조 차단기로 동작하는 제2 차단기(120)에 대응하여 설치되며, 메인 차단기 즉, 제1 차단기(110)의 동작 여부에 따른 전압 레벨, 전류 레벨 또는 전압 및 전류 레벨을 측정하며, 측정한 결과를 콘트롤러(150a)에 제공한다. 전원측정기(140a)에 의해 측정된 결과에 따라 제2 차단기(120)의 동작 여부가 결정된다.
콘트롤러(150a)는 전원측정기(140a)로부터 수신되는 전원 상태를 통해 해당 비안전급 고압모선에 고장 등의 이상상황이 발생하였는지를 파악하며, 이상상황 발생 시점으로부터 설정시간 이후에도 전원측정기(140a)로부터 수신되는 전원 상태를 통해 해당 비안전급 고압모선의 이상상황이 계속해서 발생한다고 판단하면 메인 차단기로 동작하는 제1 차단기(110)가 고장이라고 판단하여 제2 차단기(120)가 오픈되도록 하는 동작 제어신호를 출력한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 블록 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템(100)은 본 발명의 제2 실시 예와 동일한 구성을 가진다. 다만, 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 차단기(110)가 메인 차단기로 동작하는 것에 비하여, 본 발명의 제3 실시 예에서는 제2 차단기(120)가 메인 차단기로 동작하는 차이가 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템(100)의 동작을 도 6을 참조로 하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템의 동작 순서도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 이중인입 차단기 시스템에 대한 동작 순서도이다.
도 6을 참고하면, 3권 변압기(40)로 발전기(10)의 소내전원 또는 스위치 야드(21, 22 중 하나)를 통한 소외전원이 공급되고, 소내전원 또는 소외전원은 3권 변압기(40)의 1차측 및 2차측의 권선비에 따라 변압되어 각각의 비안전급 고압모선과 각각의 안전급 고압모선에 제공된다(S601).
비안전급 고압모선에 공급된 전원은 제1 차단기(110)와 제2 차단기(120)를 거쳐 비안전급 설비으로 제공된다. 이때 제1 및 제2 차단기(110, 120)에 대응하여 설치된 전원측정기(130, 140)는 제1 및 제2 차단기(110, 120)에 인가되는 전압 또는 흐르는 전원을 측정하여 콘트롤러(150)에 제공한다.
콘트롤러(150)는 전원측정기(130, 140)에 의해 측정한 전원을 통해 제1 및 제2 차단기(110, 120) 중 메인 차단기에 인가되는 전압 또는 흐르는 전원 레벨(즉, 전원값)을 파악하고(S602), 파악한 전원 레벨을 설정범위와 비교하여 파악한 전원 레벨이 설정범위를 초과하였는지를 판단한다(S603).
콘트롤러(150)는 메인 차단기의 전원 레벨이 설정범위 내에 있으면 고압모선의 상태가 정상이라고 판단하고, 설정범위를 초과하면 고압모선이 고장이라고 판단하여 메인 차단기로 오픈을 지시하는 제어신호를 출력한다(S604). 여기서 설정범위를 하나의 설정값으로 대체할 수 있다.
콘트롤러(150)는 메인 차단기로 오픈을 지시하는 제어신호를 출력한 후 해당 전원측정기로부터 메인 차단기의 전원 레벨을 다시 파악하고(S605), 메인 차단기의 전원 레벨이 정상범위로 돌아왔는지를 파악한다(S606).
콘트롤러(150)는 S606 과정에서, 메인 차단기의 전원 레벨이 정상범위로 돌아왔다고 판단하면 해당 고압모선의 고장이 해소되었다고 판단하여 메인 차단기를 클로즈시키는 제어 신호를 출력한다(S607). 반면에, 콘트롤러(150)는 S606 과정에서, 메인 차단기의 전원 레벨이 계속해서 설정범위를 초과하면 보조 차단기에 대응하여 설치된 전원측정기에서 측정한 전원 레벨을 파악하고(S608), 파악한 전원 레벨이 설정범위 내에 있으면 메인 차단기가 정상적으로 동작하고 있다고 판단하며, 설정범위를 초과하면 메인 차단기가 고장이라고 판단하여 보조 차단기를 오픈시키는 제어 신호를 출력한다(S610).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 원자력 발전소에 설치된 이중인입 차단기 시스템을 보인 도면이다. 도 7을 참고하면, 3권 변압기(40)의 2차측 제1 권선(41)에는 복수의 13.8kV의 비안전급 고압모선이 연결되어 있고, 2차측 제2 권선(42)에는 복수의 4.16kV의 비안전급 고압모선 및 복수의 4.16kV의 안전급 고압모선이 연결되어 있다.
그리고, 복수의 13.8kV의 비안전급 고압모선 각각에는 직렬 연결된 제1 및 제2 차단기(110, 120)가 설치되어 있고, 또한 복수의 4.16kV의 비안전급 고압모선 각각에도 직렬 연결된 제1 및 제2 차단기(110, 120)가 설치되어 있다.
이상에서 본 발명의 실시에에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
100 : 이중인입 차단기 시스템 110 : 제1 차단기
120 : 제2 차단기 130 : 제1 전원측정기
140 : 제2 전원측정기 150, 150a : 콘트롤러
130a : 계전기 140a : 전원측정기
10 : 발전기 21, 22 : 스위치 야드
31 : 주변압기 41, 42 : 3권 변압기
51, 52 : 비안전급 설비 53 : 안전급 설비
60 : 종래의 차단기

Claims (6)

1차측 권선이 발전기의 출력측에 커플링되거나 스위치 야드에 커플링되고, 2차측 제1 권선이 복수의 복수의 제1 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되며, 2차측 제2 권선이 복수의 제2 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되고 또한 상기 2차측 제2 권선이 복수의 안전급 고압모선을 통해 각 안전급 설비에 커플링된 3권 변압기를 포함하는 발전소의 전력계통에 적용되며,
상기 복수의 제1 비안전급 고압모선 및 상기 복수의 제2 비안전급 고압모선 각각에 하나씩 연결된 복수의 메인 차단기,
하나의 제1 차단기에 하나가 직렬 연결된 복수의 보조 차단기,
상기 메인 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기가 설치된 비안전급 고압모선의 상태를 파악하기 위해 상기 메인 차단기에 인가되는 비안전급 고압모선의 전원 레벨을 측정하는 제1 전원측정기,
상기 보조 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기의 고장 유무를 파악하기 위해 설치된 제1 지점의 전원 레벨을 측정하는 제2 전원측정기, 그리고
상기 제1 전원측정기에서 측정한 전원 레벨을 통해 비안전급 고압모선의 이상을 파악하면 상기 메인 차단기로 제1 오픈 신호를 출력하고, 상기 제1 오픈 신호 출력 후 상기 제2 전원측정기에서 측정한 제1 지점의 전원 레벨을 통해 상기 메인 차단기가 고장이라고 파악하는 경우에 상기 보조 차단기로 제2 오픈 신호를 출력하는 콘트롤러
를 포함하는 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템.
제1항에서,
상기 제1 지점의 전원 레벨은 상기 보조 차단기에 인가되는 전원 레벨이거나 상기 메인 차단기에 흐르는 전원 레벨이거나 상기 해당 비안전급 설비에 인가되는 전원 레벨인 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템.
제1항에서,
상기 메인 차단기는 비안전급 고압모선에 직렬 연결된 제1 및 제2 전원 차단기 중 임의의 하나이고, 상기 보조 차단기는 상기 제1 및 제2 전원 차단기 중 다른 하나인 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템.
1차측 권선이 발전기의 출력측에 커플링되거나 스위치 야드에 커플링되고, 2차측 제1 권선이 복수의 복수의 제1 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되며, 2차측 제2 권선이 복수의 제2 비안전급 고압모선을 통해 각 비안전급 설비에 커플링되고 또한 상기 2차측 제2 권선이 복수의 안전급 고압모선을 통해 각 안전급 설비에 커플링된 3권 변압기를 포함하는 발전소의 전력계통에 적용되며,
상기 복수의 제1 비안전급 고압모선 및 상기 복수의 제2 비안전급 고압모선 각각에 하나씩 연결된 복수의 메인 차단기,
하나의 제1 차단기에 하나가 직렬 연결된 복수의 보조 차단기,
상기 메인 차단기의 전원 레벨을 측정하고 측정한 상기 메인 차단기의 전원 레벨에 따라 상기 메인 차단기를 오픈 또는 클로즈시키는 계전기,
상기 보조 차단기에 대응하여 설치되고 상기 메인 차단기의 고장 유무를 파악하기 위해 설치된 제1 지점의 전원 레벨을 측정하는 전원측정기,
상기 전원측정기로부터 수신되는 전원 레벨을 통해 해당 비안전급 고압모선의 이상 발생을 파악하며, 이상 발생 시점으로부터 설정시간 이후에 상기 전원측정기에서 측정한 제1 지점의 전원 레벨을 통해 상기 메인 차단기가 고장이라고 파악하는 경우에 상기 보조 차단기로 오픈 신호를 출력하는 콘트롤러
를 포함하는 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템.
제4항에서,
상기 제1 지점의 전원 레벨은 상기 보조 차단기에 인가되는 전원 레벨이거나 상기 메인 차단기에 흐르는 전원 레벨이거나 상기 해당 비안전급 설비에 인가되는 전원 레벨인 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템.
제4항에서,
상기 메인 차단기는 비안전급 고압모선에 직렬 연결된 제1 및 제2 전원 차단기 중 임의의 하나이고, 상기 보조 차단기는 상기 제1 및 제2 전원 차단기 중 다른 하나인 발전소 전력계통의 이중인입 차단기 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115036910A (zh) * 2022-05-12 2022-09-09 中核核电运行管理有限公司 一种核电厂主变压器投运系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08149717A (ja) * 1994-11-24 1996-06-07 Hitachi Ltd 受変電設備の停電検出制御回路
JPH10304566A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Hitachi Ltd 変圧比の異なる三巻線変圧器を備えた電源設備
JP2010182069A (ja) * 2009-02-05 2010-08-19 Chugoku Electric Power Co Inc:The 電圧制御装置及び電圧制御方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2385219A (en) 1944-02-10 1945-09-18 Gen Electric Protection of electric systems
JPS6271896A (ja) 1985-09-26 1987-04-02 株式会社東芝 原子力発電所の所内電源系統
JP3015427B2 (ja) 1990-08-30 2000-03-06 株式会社東芝 所内電源系統制御装置
JP2520514B2 (ja) 1991-01-30 1996-07-31 株式会社日立製作所 原子力発電プラントの非常用電源設備と所内電源設備
US5157575A (en) 1991-05-13 1992-10-20 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Circuit breaker failure relay system for power transmission line systems
JPH05137250A (ja) 1991-10-21 1993-06-01 Hitachi Ltd 配電線停止極小化システム
JPH06105438A (ja) 1992-09-18 1994-04-15 Toshiba Corp 電力系統の母線接続方法
JPH06233459A (ja) 1993-02-05 1994-08-19 Hitachi Ltd 電力系統保護システム
JPH099495A (ja) 1995-06-21 1997-01-10 Meidensha Corp フィーダの保護方式
JPH1146438A (ja) 1997-07-25 1999-02-16 Tokyo Electric Power Co Inc:The 広域後備保護装置
DE19736656A1 (de) 1997-08-22 1999-02-25 Aeg Niederspannungstech Gmbh Fehlerstromschutzschalter
DE29909206U1 (de) * 1999-05-28 2000-10-05 Ellenberger & Poensgen Schutzeinrichtung
US6434715B1 (en) * 1999-06-14 2002-08-13 General Electric Company Method of detecting systemic fault conditions in an intelligent electronic device
US6831819B2 (en) * 2001-09-09 2004-12-14 David C. Nemir Fail safe fault interrupter using secondary breaker
US7193338B2 (en) 2003-09-05 2007-03-20 Ghali Gamal A Method for tapping a high voltage transmission line and substation using the same
KR100681485B1 (ko) 2005-03-11 2007-02-09 한국전기연구원 변전소 모선배치용 병렬 초전도한류 시스템
DE102005036777B4 (de) * 2005-08-02 2020-01-09 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Dreiphasige Leistungsendstufe
US7372678B2 (en) * 2005-08-24 2008-05-13 Leviton Manufacturing Co., Inc. Circuit interrupting device with automatic test
JP4878912B2 (ja) 2006-05-24 2012-02-15 中国電力株式会社 母線地絡時の設備保護システム
US7973533B2 (en) * 2008-02-27 2011-07-05 Vertical Power, Inc. In-circuit testing for integrity of solid-state switches
KR100972008B1 (ko) 2008-07-16 2010-07-23 한국전력공사 이중전원 계통방식에서 절환시간을 최소화한 고속도 전원선택 차단기
GB0813916D0 (en) 2008-07-31 2008-09-03 Rolls Royce Plc A Protection arrangement
KR101084058B1 (ko) 2010-03-08 2011-11-16 주식회사 조양 차단기 자동 제어 기능을 구비한 특고전압 수전설비
KR100991493B1 (ko) 2010-05-28 2010-11-04 가보 주식회사 다중 차단기 재폐로 기능을 제공하는 디지털 보호계전기 및 그 작동방법
PL2664936T3 (pl) 2012-05-10 2018-12-31 Omicron Electronics Gmbh Urządzenie pomiarowe do testowania elektrycznego przełącznika mocy
KR101223670B1 (ko) 2012-07-27 2013-01-23 (주) 동보파워텍 상용-비상용 전력수급 제어 기능을 가지는 전력컨트롤러가 내장된 수배전반 및 이의 작동방법
EP2701255B1 (en) 2012-08-23 2016-05-04 General Electric Technology GmbH Circuit interruption device
EP2720051B1 (de) 2012-10-10 2015-01-21 Sick Ag Sicherheitssystem
JP2015126540A (ja) 2013-12-25 2015-07-06 株式会社東芝 原子力発電所用非常電源システムおよび非常用独立電源
CN103746331B (zh) 2014-01-27 2016-05-25 上海誉煊电子技术有限公司 带冗余装置的多功能防火短路保护器
CN106160202B (zh) 2015-04-22 2021-06-25 中广核工程有限公司 一种核电厂一回路水压试验的供电方法和系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08149717A (ja) * 1994-11-24 1996-06-07 Hitachi Ltd 受変電設備の停電検出制御回路
JPH10304566A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Hitachi Ltd 変圧比の異なる三巻線変圧器を備えた電源設備
JP2010182069A (ja) * 2009-02-05 2010-08-19 Chugoku Electric Power Co Inc:The 電圧制御装置及び電圧制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115036910A (zh) * 2022-05-12 2022-09-09 中核核电运行管理有限公司 一种核电厂主变压器投运系统和方法

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