KR20190077403A - 전력 시스템 신뢰도 - Google Patents

Abstract

전력 시스템은 발전기들을 메인 버스에 결합하는 자율 차단기들을 포함한다. 자율 차단기들은 메인 버스의 전력 파라미터들의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출할 수 있고, 발전기들을 메인 버스에 결합하여 전력 파라미터들을 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 자율 차단기들은 부하들을 메인 버스에 추가로 결합하고 부하들을 조정하여 전력 파라미터들을 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 차단기들은 또한 투입 및 전력 시스템 구성 요소들의 서로에 대한 결합 전에 버스의 결함들 및 자체 내부의 결함들에 대해 체크할 수 있다.

Description

전력 시스템 신뢰도

관련 특허 출원의 교차 참조

본 출원은 "전력 시스템 신뢰도"라는 제목으로 2016년 10월 12일자로 출원된 부르주 에드워드의 미국 가특허출원 번호 62/407,304의 우선권의 이익을 주장하며, 이는 본원에 참고로 포함된다.

본 개시 내용은 전력 시스템들의 신뢰도에 관한 것이다. 특히, 본 개시 내용의 일부는 전력 시스템에서의 차단기 제어에 관한 것이다.

복원력(resiliency)은 애플리케이션과 상관없이 모든 전력 시스템에서 중요한 고려 사항이 된다. 전력 시스템이 복원력이 있어야 하는 사안들은 애플리케이션에 기초하여 변화한다. 예를 들어, 해상 시추 선박에서, 전력 시스템은 침수, 화재, 전력 시스템의 블랙아웃, 또는 발전기로부터 선박 전체의 전기 장치들로 전력을 전달하는 버스의 결함에 대해 복원력이 있어야 한다.

선박의 전기 시스템은 일반적으로 화재 및 침수에 대비하여 분리되어 있는 구획화된 유닛들 내의 복수의 발전기들을 포함한다. 구획화된 유닛들은 한 유닛에 대한 화재 및 침수로부터의 손상이 또다른 구획화된 유닛으로 전파하는 것을 방지한다. 그러나 전력 시스템에 대한 제어 시스템은 구획화된 유닛들 내에 위치되지 않는다. 또한, 제어 시스템은 구획화된 유닛들 각각에서의 발전기들 각각으로부터의 정보에 의존하여 전력 시스템을 제어한다. 예를 들어, 제어 시스템은 발전기들이 메인 전력 분배 버스에 결합할 수 있는지 여부 및 결합하는 때를 결정할 수 있다. 하나의 발전기 또는 제어 시스템의 손실로 인해 모든 발전기들 또는 제어 시스템들이 손실되는 것은 아니지만, 발전기들과 그 제어 시스템들은 독립적으로 기능할 수 없으며 성능 저하를 겪거나 또는 제어 시스템에 의한 부정확한 결정들로 인해 더 많은 손상을 입을 수 있다.

발전기와 전력 버스 사이에 결합된 차단기는 제어 시스템으로부터의 명령에 기초하여 전력 버스와 발전기 사이의 접속을 차단할 수 있다. 각 차단기는 신호 케이블들에 의해 다른 차단기들에 링크되며, 각 차단기의 상태는 차단기들의 제어 섹션의 로직에 포함된다. 결과적으로, 한 구획에 있는 차단기에 대한 손상은 또다른 구획에 있는 차단기에서의 오류성 거동을 발생시킨다. 따라서, 전력 시스템의 전반적인 복원력이 감소된다. 각 차단기는 동일한 캐비닛(cabinet) 내 또는 그 캐비닛 외부의 차단기를 제어하는 로직을 포함할 수 있다.

도 1은 해상 시추 선박(offshore drilling vessel)에서와 같은 전력 시스템(100) 내의 차단기들(112, 114, 116)의 구성을 나타낸다. 차단기(112, 114, 116)는 메인 전기 버스(102)와 발전기들(122, 124, 126) 사이에 각각 결합된다. 장벽들(150)은 화재, 침수, 또는 재해가 일어날 경우 발전기들(122, 124, 및 126)의 작동을 격리시키기 위해 발전기들(122, 124, 및 126) 사이에 배치될 수 있다. 통신 링크들(113, 115)은 차단기들(112, 114, 116)를 서로 결합시킨다. 차단기들(112, 114, 116)은 또한 차단기들(112, 114, 116)에 전력을 제공하기 위해 사용되는 제어 전력 케이블(199)을 공유한다. 메인 버스(102)는 단일 전도체로서 접속되거나 또는 연계 차단기(tie breaker) 마스터/슬레이브 세트들(151, 152 및 153, 154)에 의해 여러 세그먼트들로 분리될 수 있다. 통신 링크들(156, 157)은 차단기 세트들(151, 152 및 153, 154)를 각각 서로 결합시킨다. 연계 차단기 마스터/슬레이브 세트들(151, 152 및 153, 154)은 또한 연계 차단기 마스터/슬레이브 세트들(151, 152 및 153, 154)에 전력을 제공하기 위해 사용되는 제어 전력 케이블(199)을 공유한다.

발전기 차단기들(112, 114, 116)은 통신 링크들(113, 115, 131)을 통해 발전기들(122, 124, 및 126)의 상태를 통신한다. 차단기들(112, 114, 116) 각각 내의 로직은 다른 차단기들(112, 114, 116) 각각의 거동에 의존한다. 예를 들어, 차단기(112)가 메인 버스(102)와의 동기화를 수행하도록 지시받으면, 차단기(112)는 먼저 차단기(114)에게 동기화를 수행하지 않도록 나타내야 하며 그 반대도 마찬가지이다. 차단기(114)가 동기화를 수행 중에 있음을 나타내는 경우, 다른 차단기들은 그러한 표시가 결함이 있다고 하더라도 동기화를 수행할 수 없다. 따라서, 관리 시스템(130)과 발전기 차단기들(112, 114, 116) 사이의 통신 링크(131, 132, 133)가 끊어지거나 임의의 차단기(112,114,116) 자체가 고장난 경우, 다른 건강한 차단기들에 대한 액세스가 중단된다.

추가적인 통신 링크들이 관리 시스템(130)과 차단기들(112, 114, 116) 사이에 각각 제공될 수 있다. 그러나, 추가적인 통신 링크들은 시스템(100)의 복잡성 및 장벽들(150) 사이에 만들어져야 하는 접속들의 수를 증가시킨다. 차단기들(112, 114, 116)을 개방(open) 및/또는 투입(close)하는 결정은 메인 버스(102)에 결합된 버스 감지 유닛들(140, 143, 144)로부터의 입력에 기초하여 관리 시스템(130)에 의해 이루어질 수 있다. 버스 감지 유닛들(140, 143, 144)과 관리 시스템(130) 사이 및 발전기 차단기들(112, 114, 및 116) 사이에는 통신이 요구된다. 버스 감지 유닛들(140, 143)과 연계 차단기들(151, 152) 사이에 통신이 요구되고, 버스 감지 유닛들(143, 144)과 연계 차단기들(153, 154) 사이에 통신이 요구된다. 연계 차단기 세트들(151, 152 및 153, 154)의 성공적인 작동은 연계 차단기 마스터(151)와 그 슬레이브(152) 사이 및 연계 차단기 마스터(153)와 그 슬레이브(154) 사이의 통신을 필요로 한다. 이들 통신 링크들은 시스템(100)의 복잡성 및 장벽들(150) 사이에 만들어져야 하는 접속들의 수를 증가시킨다. 또한, 관리 시스템(130)을 사용하는 오퍼레이터는 연계 차단기 세트들(151, 152 및 153, 154)의 마스터 차단기들(151 또는 153)에만 통신할 수 있다. 따라서, 관리 시스템(130)과 마스터 차단기(151 또는 153) 각각 사이의 통신 링크(134, 135)가 끊어지거나 마스터 차단기(112) 자체가 고장나는 경우, 다른 차단기(152, 154)에 대한 액세스가 중단된다.

여기에 언급된 단점들은 단지 대표적인 것이며, 개선된 전력 시스템들, 특히 자동 차단기 전력 시스템에 대한 필요성이 존재한다는 것을 강조하기 위해 포함되었다. 본원에 기술된 실시예들은 특정의 단점들을 다루지만, 반드시 여기에 기술되거나 또는 당업계에 공지된 각각 그리고 모든 단점들을 다룬 것은 아니다. 또한, 여기에 기술된 실시예들은 상기 기술된 단점들의 것들과는 다른 이점들 제공할 수 있으며, 그와는 다른 애플리케이션들에 사용될 수 있다.

전력 시스템은 메인 버스에 결합된 다수의 발전기들 및 부하들을 포함할 수 있다. 각 발전기 및 각 부하는 자율 차단기(autonomous breaker)를 통해 메인 버스에 결합될 수 있다. 각 차단기는 상기 버스의 전력 파라미터들이 미리 결정된 범위 내에 있는지를 결정하기 위해 상기 메인 버스를 모니터링할 수 있다. 미리 결정된 범위로부터 전력 파라미터의 이탈(deviation)이 검출되면, 차단기들 각각은 개방 또는 투입되어, 상기 이탈의 검출에 기초하여 그에 결합된 부하들 및/또는 발전기들을 조정할 수 있다. 차단기들은 또한 그들에 결합된 버스들 및 장치들과 그들 자체 내의 결함들을 모니터링할 수 있으며, 결함들이 검출되면 투입(closing)을 억제할 수 있다. 따라서, 다수의 발전기들 및/또는 부하들은 미리 결정된 범위 내에서 메인 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 유지하기 위해 상기 메인 버스에 자율적으로 결합할 수 있다.

전력 시스템은 AC 발전기 및 메인 버스에 결합된 제 1 버스를 포함할 수 있다. 제 1 차단기는 상기 제 1 버스를 상기 메인 버스에 결합할 수 있다. 자율적인 제 1 제어기가 상기 제 1 차단기 및 상기 AC 발전기에 결합될 수 있다. 제 1 제어기는 미리 결정된 범위로부터 상기 메인 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들의 이탈들을 검출하기 위해 상기 메인 버스에 추가로 결합될 수 있다. 상기 제 1 제어기가 이러한 이탈을 검출하면, 상기 발전기를 상기 메인 버스에 결합하도록 상기 제 1 차단기를 투입할 수 있다. 상기 제 1 제어기는 또한 메인 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내에 가져오기 위해 상기 발전기의 전력 출력을 조정할 수 있다. 상기 제 1 제어기는 전력 시스템의 다른 제어기 또는 차단기로부터의 입력 없이 자율적으로 수행할 수 있다.

상기 제 1 제어기는 또한 발전기를 메인 버스에 결합하기 전에 결함을 체크하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 제어기는, 투입 및 제 1 버스의 메인 버스로의 결합 전에, 제 1 버스 상에 결함이 없고, 메인 버스 상에 결함이 없고, 제 1 차단기 내에 결함이 없다는 것을 결정할 수 있다.

전력 시스템은 부하에 결합된 제 2 버스를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 버스와 상기 메인 버스 사이에 제 2 차단기가 결합될 수 있다. 상기 제 2 제어기는 상기 제 2 차단기, 상기 메인 버스, 및 상기 부하에 결합될 수 있다. 제 2 제어기는 또한 제 1 제어기와 마찬가지로 미리 결정된 범위 내에서 상기 제 1 버스의 전력 파라미터의 이탈을 검출할 수 있다. 이러한 이탈이 검출될 때, 상기 제 2 제어기는 상기 메인 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내에 가져오도록 상기 부하를 조정할 수 있다. 상기 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로부터 임계 값보다 크게 벗어난 경우, 상기 제 2 제어기는 상기 메인 버스로부터 상기 부하를 완전히 분리할 수 있다. 상기 부하가 상기 메인 버스로부터 분리될 때, 상기 제 2 제어기는 또한 상기 부하의 스러스터(thruster)의 전력 출력을 조정하여 상기 스러스터의 DC 버스 상의 전압을 미리 결정된 전압 범위 내에 유지함으로써 상기 스러스터의 셧다운을 방지할 수 있다. 상기 메인 버스로부터 상기 부하를 분리한 후, 상기 제 2 제어기는 상기 전력 파라미터가 상기 미리 결정된 범위에 재진입했는지를 결정하기 위해 상기 메인 버스를 모니터링할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 제어기는 상기 메인 버스, 상기 제 2 버스, 또는 상기 제 2 차단기에서 결함이 없는지를 결정할 수 있다. 일단 결함이 없는 것으로 결정되면, 상기 제 2 제어기는 상기 제 2 차단기를 투입하고 상기 부하를 상기 메인 버스에 결합할 수 있다.

회로 차단기 및 상기 회로 차단기에 결합된 차단기 제어기를 포함하는 자율 회로 차단기는 자신의 하나 이상의 물리적 특성들을 모니터링하여 그 상태를 결정할 수 있다. 자율 차단기는 또한 차단기에 결합된 버스의 하나 이상의 특성들을 모니터링할 수 있다. 상기 제어기는 상기 차단기에 결합된 제 1 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들에 기초하여 상기 회로 차단기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 자율 회로 차단기가 버스 상에서 결함을 감지하면, 그 차단기는 투입(closing) 및 어떠한 전력 시스템 구성요소들도 상기 버스에 결합하는 것을 억제할 수 있다. 상기 차단기 제어기는 상기 차단기의 모니터링된 물리적 특성들에 기초하여 상기 회로 차단기가 투입되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기는 차단기가 마모된 것을 검출할 수 있고, 다시 투입되었다면 재개방하지 않을 수 있다. 차단기가 고장난 경우 상기 시스템에 대한 가능한 손상을 방지하기 위해, 상기 제어기는 단순히 상기 차단기가 투입되는 것을 방지할 수 있고, 선택적으로 상기 차단기가 수리가 필요하다는 것을 오퍼레이터에게 알릴 수 있다.

차단기의 다양한 물리적 특성들이 모니터링되어 상기 차단기의 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 차단기의 코일의 코일 단자 전압, 코일의 온도, 또는 차단기의 코일의 인덕턴스가 모니터링될 수 있다. 차단기 동작의 다양한 타이밍 양상들이 또한 차단기의 상태를 결정하기 위해 모니터링될 수 있다. 차단기 제어기가 회로 차단기를 개방하거나 투입하는 명령을 발행하는 것과 상기 회로 차단기가 개방되거나 투입됐다는 표시를 발행하는 것 사이의 기간, 차단기 제어기가 회로 차단기를 개방하거나 투입하는 명령을 발행하는 것과 회로 차단기의 앤빌(anvil)이 이동하기 시작하는 것 사이의 기간, 및 상기 차단기에 인가되는 전류의 지속시간 및 크기로서 상기 앤빌이 상기 전류의 인가에 반응하는 속도와 비교한 상기 전류의 지속시간 및 크기가 모니터링될 수 있다. 또한, 차단기가 개방되거나 투입될 때 차단기에 의해 야기된 진동, 차단기의 하우징 내부의 습도, 차단기의 하우징 내부의 자속, 차단기의 하우징 내부의 공기 압력, 및 차단기의 하우징 내부의 광 강도가 모니터링될 수 있다. 차단기 제어기는 차단기의 물리적 특성들과 관련하여 데이터를 수집할 수 있으며, 예를 들어 상기 데이터를 이상적인 차단기의 프로파일과 비교함으로써 시간 경과에 따른 데이터를 분석할 수 있다. 차단기의 상태가 특정 레벨을 지나서, 예를 들어 미리 결정된 상태 임계치 아래로 저하되면, 제어기는 상태가 개선되거나 차단기가 교체될 때까지 차단기가 투입되는 것을 방지할 수 있다. 상기 미리 결정된 상태 임계치는 차단기가 다시 개방되지 않을 가능성이 높으면 차단기가 투입되지 않을 레벨로 설정될 수 있다. 따라서, 차단기는 그 상태를 모니터링할 수 있고, 그 상태가 미리 결정된 임계치 아래로 저하되면 스스로를 디스에이블할 수 있다.

전술한 내용은 후술하는 상세한 설명이 더욱 잘 이해될 수 있도록 하기 위해 본 발명의 실시예들의 특정의 특징들 및 기술적 장점들을 다소 광범위하게 개략적으로 설명하였다. 본 발명의 청구 범위의 대상들을 형성하는 추가의 특징들 및 이점들이 이후에 설명될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시예가 동일하거나 유사한 목적을 수행하기 위한 다른 구조들을 수정하거나 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 활용될 수 있다는 것을 당업자는 인정할 것이다. 또한, 그러한 등가의 구성들은 첨부된 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 것을 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이해해야 한다. 추가의 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 고려될 때 다음의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 각 도면은 예시 및 설명의 목적으로만 제공되며 본 발명을 제한하려는 것이 아니라는 것이 명백히 이해될 것이다.

개시된 시스템 및 방법들의 더욱 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명들이 참조된다.
도 1은 해양 시추용 선박 또는 독립형 파워 플랜트의 전력 분배 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따른 독립형 차단기들을 갖는 전력 시스템의 개략도이다.
도 3는 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따른 차단기 모니터링 회로의 개략도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 차단기 모니터링 회로에 의해 수집된 예시적인 데이터의 그래프이다.
도 5는 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따른 독립적 차단기들을 갖는 전력 시스템의 개략도이다.
도 6는 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따른 독립형 연계 차단기들을 갖는 전력 시스템의 개략도이다.
도 7은 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따른 버스 모니터링 시스템의 동작을 모니터링하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 8a 및도 8b는 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따른 독립형 차단기 및 연계 차단기들을 갖는 링 전력 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따라 버스에 인가된 전력을 조정하여 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 미리 결정된 범위 내로 가져오는 방법의 한 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 10는 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따라 버스 건강 상태를 결정하고 버스에 인가된 전력을 조정하여 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 미리 결정된 범위 내로 가져오는 방법의 한 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 개시 내용의 일부 실시예들에 따라 버스로부터 유입되는 전력을 조정하여 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 미리 결정된 범위 내로 가져오는 방법의 한 실시예를 도시한 흐름도이다.

전력 시스템 내의 복원력은 서로 간의 구성 요소들의 의존성을 줄이고 구성 요소들의 모니터링을 향상시킴으로써 향상될 수 있다. 사로 간의 구성 요소들의 의존성은 그 자신의 동작들과 작용을 결정하는 데 있어 다른 구성 요소들과의 통신에 대한 구성 요소의 의존성을 제한함으로써 감소될 수 있다. 예를 들어, 차단기들은 다른 차단기들로부터의 입력이 거의 없거나 전혀없이 개별 동작을 허용하는 로직을 포함할 수 있다. 전류, 전압, 타이밍, 및 다른 차단기 특성과 같은 차단기의 특성들이 모니터링될 수 있으며, 차단기는 모니터링된 특성들에 부분적으로 기초하여 동작할 수 있다. 결함을 나타내거나 고장에 근접하는 차단기는 디스에이블될 수 있다. 차단기에 결합된 버스들 및 그 버스들에 결합된 디바이스들의 특성들이 역시 모니터링될 수 있으며, 차단기는 버스 및 디바이스 특성들에 기초하여 개별적으로 동작하여 전력 시스템에서의 오류를 복구할 수 있다. 일부 실시예들에서, 차단기들은 다른 차단기들로부터 수신된 데이터에 의존하지 않고서 자율적으로 동작할 수 있다.

예를 들어, 차단기의 제어기는 차단기에 결합된 버스들 및 이들 버스들에 결합된 디바이스들의 다양한 특성들을 모니터링할 수 있다. 전력은 차단기에 결합된 하나 이상의 버스들 및 버스들 중 하나에 결합된 발전기에 의해 생성된 전력 상에서 모니터링될 수 있다. 차단기는 제어기가 미리 결정된 범위로부터 차단기에 결합된 메인 버스의 전력 파라미터의 이탈을 검출하면 투입될 수 있다. 투입되는 경우, 차단기는 발전기를 메인 버스에 결합한다. 제어기는 또한 메인 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 가져오기 위해 발전기에 의해 생성된 전력을 조정할 수 있다. 따라서, 제어기들은 차단기들 및 연관된 전력 시스템 구성 요소들, 예를 들어 발전기들 및 부하들을 자율적으로 작동하여 전력 시스템 오류를 복구할 수 있다.

차단기의 제어기는 또한, 차단기의 특성들, 예를 들어 온도, 응답 시간, 차단기 인클로저 내부의 습도, 차단기가 개방 또는 투입될 때 일어나는 움직임, 및 다른 차단기 특성들을 모니터링할 수 있으며, 모니터링된 특성들에 부분적으로 기초하여 차단기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 차단기의 모니터링된 특성들이 차단기가 열악한 상태에 있고 투입된 경우 재개방하지 않을 수도 있다는 것을 나타날 때, 제어기는 차단기가 투입되는 것을 방지할 수 있고 차단기가 수리 또는 교체와 같이 주의가 필요한 상태에 있다는 것을 오퍼레이터에게 경고할 수 있다.

전력 시스템은 미리 결정된 동작 파라미터들 내에서 전력 시스템의 동작을 유지하기 위해 개별적으로 동작할 수 있는 복수의 발전기들 및 부하들을 포함할 수 있다. 도 2는 개별적으로 제어되는 차단기들(206A-F 및 224A-B)의 어레이에 의해 메인 버스에 결합된 복수의 발전기들(202A-F) 및 부하들(220A-B)을 포함하는 전력 시스템(200)의 개략도이다. 발전기들(202A-F)은 차단기들(206A-F)에 의해 메인 버스(210, 212, 및 214)에 각각 결합될 수 있다. 각각의 차단기(206A-F)는 제어기(208A-F)에 의해 개별적으로 제어되어, 발전기들(202A-F)을 메인 버스(210, 212, 및 214)에 결합할 수 있고, 발전기들(202A-F)를 메인 버스(210, 212, 및 214)로부터 분리할 수 있다. 각각의 제어기(208A-F)는 미리 정의된 전략에 기초하여 다른 제어기들(208A-F)과의 통신에 대한 필요성 없이 그 차단기(206A-F)를 자율적으로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 각각의 제어기(208A-F)는 다른 제어기들(208A-F) 또는 차단기들(206A-F)로부터의 정보를 거의 또는 전혀 갖지 않고서 내부 회로를 사용하여 한 방법을 독립적으로 실행함으로써, 차단기를 투입하는 것이 안전한지 여부, 차단기가 차단기를 투입한 후 재개방할 수 있을 것인지 여부를 결정하고, 및/또는 메인 버스(210, 212, 및 214)가 적절한 동작 파라미터들 내에 있는지 여부를 결정하고, 이들 결정들에 기초하여 발전기 출력을 조정하고 발전기들(202A-F)을 메인 버스(210, 212, 및 214)에 결합할 수 있다. 차단기(206A)와 같은 차단기가 고장나면, 그 고장은 차단기들(206B-F)의 작동을 손상시키지 않을 것이다. 마찬가지로, 제어기(208A)와 같은 제어기가 고장나면, 그 고장은 다른 제어기들(208B-F)의 작동을 손상시키지 않을 것이다.

메인 버스(210, 212, 및 214)는 연계 차단기들(216 및 218)에 의해 제 1 버스 세그먼트(210), 제 2 버스 세그먼트(212), 및 제 3 버스 세그먼트(214)로 세분될 수 있다. 추가적인 차단기들(도시되지 않음)이 추가적인 세그먼트들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 연계 차단기들(216 및 218)은 그들의 버스들(210 및 214)에 각각 결합된 차단기들(202A-C 및 202D-F)의 제어기들(206A-C 및 206D-F)에 의해 제어될 수 있거나, 또는 그들 자신의 제어기들(도시되지 않음)에 의해 개별적으로 제어될 수 있다. 따라서, 연계 차단기들(216 및 218)는 서로 독립적으로 동작할 수 있고, 이에 따라 시스템 복원력을 향상시킬 수 있다.

부하들(220A-B)은 개별적으로 제어되는 차단기들(224A-B)을 통해 메인 버스(210, 212, 및 214)에 각각 추가로 결합될 수 있다. 각각의 차단기(224A-B)는 제어기(226A-B)에 의해 개별적으로 각각 제어되어, 차단기(224A-B)를 개방 및 투입할 수 있고 부하들(220A-B)을 메인 버스(210, 212, 및 214)에 결합할 수 있고 부하들(220A-B)을 메인 버스(210, 212, 및 214)로부터 분리할 수 있다. 예를 들어, 제어기(226A)는 차단기(224B) 또는 제어기(226B)와의 통신에 대한 필요성 없이 차단기(224A)를 자율적으로 작동시킬 수 있다. 차단기(224A 또는 224B)와 같은 차단기 또는 제어기(226A 또는 226B)와 같은 제어기가 고장나면, , 다른 차단기 및 제어기의 작동을 손상시키지 않을 것이다. 예를 들어, 각각의 제어기(226A-B)는 다른 제어기들(226A-B) 또는 차단기들(224A-B)로부터의 정보를 거의 또는 전혀 갖지 않고서 내부 회로를 사용하여 한 방법을 독립적으로 실행함으로써, 차단기를 투입하는 것이 안전한지 여부, 차단기가 차단기를 투입한 후 재개방할 수 있을 것인지 여부를 결정하고, 및/또는 메인 버스(210, 212, 및 214)가 적절한 동작 파라미터들 내에 있는지 여부를 결정하고, 이들 결정들에 기초하여 부하들(220A-B)을 조정하고 및/또는 메인 버스(210, 212, 및 214)에 결합하거나 부하들(220A-B)을 메인 버스(210, 212, 및 214)로부터 분리할 수 있다.

본 명세서에 기술된 바와 같이, "차단기"는 발전기들(202A-F)와 메인 전력 버스(210, 212, 및 214) 사이의 차단기들(206A-F)과 같은 발전기 차단기를 포함할 수 있다. "차단기"는 부하들(220A-B)과 메인 전력 버스(210, 212, 214) 사이의 차단기들(224A-B)과 같은 부하 차단기를 더 포함할 수 있다. "차단기"는 또한 메인 버스(210, 212, 및 214)의 세그먼트들 사이의 차단기들(216 및 218)과 같은 연계 차단기를 포함할 수 있다. 이들 차단기들(202A-F, 216, 및 218) 각각은 자율 제어기(208A-F)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 각각의 차단기(202A-F, 216, 218, 및 224A-B) 및 제어기(208A-F 및 226A-B)는 발전기들(202A-F)과는 별도의 전원에 의해 전력이 공급될 수 있다.

차단기들이 노화되고 다수의 결합 및 분리 사이클들을 통해 순환함에 따라, 이들은 마모를 겪게 될 수 있고, 이는 이들이 개방 또는 투입에 대한 명령에 응답하지 못하게 할 수 있다. 고장난 차단기들에 의해 행해진 손상을 완화하기 위해, 차단기의 제어기가 설치되어 차단기의 상태를 결정하기 위해 차단기의 하나 이상의 특성들을 모니터링할 수 있다. 도 3은 자체-모니터링 차단기(300)의 개략도이다. 차단기(334)는 자기 코일(316) 및 앤빌(envil)(306)을 포함할 수 있다. 전류가 자기 코일(316)을 통과할 때, 앤빌(306)은 개방되거나 투입되어 제 1 버스(330)와 제 2 버스(332) 사이의 결합을 차단하거나 복구할 수 있다. 코일(316)은 제 1 DC 버스(302)와 제 2 DC 버스(304) 사이에 결합될 수 있다. 차단기(334)는 차단기 하우징(314) 내에 수납될 수 있다. 제어기(308)는 차단기(334)의 물리적 특성들을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어기(308)는 차단기(334)의 물리적 특성들에 부분적으로 기초하여 차단기(334)를 제어하도록 추가로 구성될 수 있다.

제어기(308)는 차단기(334)의 다양한 특성들을 모니터링하도록 구성된 복수의 센서들에 결합될 수 있다. 제어기(308)는 코일(316)의 입력 및 코일(316)의 출력에 결합된 전압 센서(312)에 결합되어 코일(316) 양단의 전압을 모니터링할 수 있다. 이러한 측정은 차단기(334)의 코일(316)에 대한 전력 공급 또는 코일(316)에서의 변화를 검출하기 위해 제어기(308)에 의해 사용될 수 있다. 제어기(308)는 차단기(334)의 코일(316)을 통한 전류를 측정하기 위해 전류 센서(310)에 결합될 수 있다. 제어기(308)는 코일(316) 양단의 전압 및 코일(316)에 흐르는 전류를 사용하여 코일(316)의 저항을 계산할 수 있다. 코일(316)의 저항은 코일(316)의 온도를 계산하는데 사용될 수 있으며, 이는 저항과 직접 관련될 수 있다. 코일(316)의 인덕턴스는 또한 코일(316) 양단의 전압과 함께 시간 경과에 따른 코일(316)을 통한 전류의 상승률을 모니터링함으로써 전압 센서(312) 및 전류 센서(310)로부터의 데이터를 사용하여 계산될 수 있다. 제어기(308)는 또한, 차단기(334)를 개방하기 위한 명령의 발행과 차단기(334)가 개방되어 있음을 나타내는 보조 스위치(도시되지 않음)로부터의 신호의 수신 사이의 시간을 측정할 수도 있다. 제어기(308)는 차단기(334)를 개방하기 위한 명령의 발행과 차단기(334)의 코일(316)을 통해 흐르는 전류의 변화를 일으키는 차단기(334)의 앤빌(306)의 움직임 사이의 시간을 더 측정할 수 있다. 코일(316)에 인가되는 전류의 지속시간 및 크기는 또한 차단기(334)의 상태를 결정하는 데 있어 제어기(308)에 의해 앤빌(306)의 움직임과 비교될 수 있다.

몇몇의 센서들이 차단기 하우징(314) 내에 위치될 수 있다. 예를 들어, 광 센서(318)는 하우징(314) 내의 광 강도를 측정하기 위해 차단기 하우징(314) 내에 위치될 수 있다. 제어기(308)는 광 센서(318)로부터 수신된 데이터를 분석하여, 차단기 하우징(314) 내의 다양한 상태들, 예컨대 개방된 하우징(314)의 도어, 아크(arcing), 조명 손실, 및 다른 조명 상태들을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어기(308)는 광 센서(318)에 의해 얻어진 픽쳐를 적절한 작업 순서로 하우징(314)의 내부의 픽쳐와 비교하여 어떠한 불일치들이 있는지를 결정할 수 있다.

온도 센서(320)가 또한 제어기(308)에 결합되고 차단기 하우징(314) 내에 위치되어 차단기(316) 주변의 주변 온도를 측정할 수 있다. 제어기(308)는 온도 데이터를 온도 프로파일과 비교하여 차단기(334)의 상태를 결정할 수 있다.

가속도계(322)가 제어기(308)에 결합되고 차단기 하우징(314) 내에 위치되어 차단기(334)의 작동에 의해 야기된 하우징(314)의 움직임을 측정할 수 있다. 예를 들어, 차단기(334)가 개방 또는 투입될 때, 가속도계(322)에 의해 감지될 수 있는 하우징(314)의 진동들을 유발할 수 있다. 제어기(308)는 가속도계(322)로부터 수신된 데이터를 차단기(334)를 개방 또는 투입하기 위한 명령의 타이밍과 비교하여 차단기(334)를 투입하는 명령이 발행될 때와 차단기(334)가 실제로 개방되거나 투입될 때 사이의 시간을 결정할 수 있다. 제어기(308)는 상기 진동 및 타이밍 데이터를 건강한 차단기의 프로파일과 비교하여 차단기(314)의 상태를 결정할 수 있다. 수평, 수직, 및 깊이 축을 따른 진동들의 크기, 주파수, 및 위상에 관한 데이터가 하우징(314)의 진동을 분석하는 데 사용될 수 있다. 상기 진동의 진폭 및 위상 엔벨로프는 건강한 차단기의 엔벨로프와 비교될 수 있다. 예를 들어, 상기 진동 및 타이밍 데이터가 상기 프로파일과 다르다면, 이들은 차단기(334) 내의 균열 스프링(cracked spring) 또는 다른 고장난 구성요소를 나타낼 수 있다.

습도 센서(324)가 제어기(308)에 결합되고 차단기 하우징(314) 내에 위치되어 차단기 하우징 내의 습도를 측정할 수 있다. 습도 센서(324)로부터의 데이터는 제어기(308)에 의해 사용되어 예를 들어 누수 또는 환기 시스템에 의한 문제들로 인한 하우징(314) 내에 과도한 수분이 존재하는지를 결정할 수 있다.

자속 센서(326)가 또한 제어기(308)에 결합되고 하우징(314) 내에 위치되어 하우징(314) 내의 자속을 측정할 수 있다. 하우징(314) 내의 자속의 급격한 변화는 차단기(334)에서의 문제를 나타낼 수 있다.

공기 압력 센서(328)가 또한 제어기(308)에 결합될 수 있으며 하우징(314) 내에 위치될 수 있다. 제어기(308)는 공기 압력 센서(328)로부터 수신된 데이터를 사용하여 공기 압력에서의 일시적인 스파이크를 유발할 수 있는 전기 단락 회로 또는 환기 시스템에서의 문제들을 나타낼 수 있는 공기 압력의 변화를 검출할 수 있다.

제어기(308)는 센서들(310, 312 및 318-328)로부터 수집된 데이터를 차단기(334)의 베이스라인 프로파일과 비교할 수 있다. 베이스라인 프로파일로부터 전압, 전류, 타이밍, 습도, 광, 움직임, 또는 자속과 같은 파라미터의 이탈은 차단기(334)가 고장에 접근하고 있음을 나타낼 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어기(308)는 센서들(318-328)로부터 수집된 데이터를 다른 차단기들의 센서들로부터 수집된 데이터와 비교할 수 있다. 다중 차단기들의 다중 제어기들에 의해 수집된 데이터는 중앙 제어기에 의해 집계되고 분석되어 차단기 고장을 더욱 정확하게 예측하도록 정확한 이력의 차단기 프로파일을 생성할 수 있다. 차단기(334)가 고장에 접근하고 있다는 것을 제어기(308)가 결정하면, 제어기(308)는 차단기가 유지보수를 필요로 하고/하거나 차단기가 투입되는 것을 방지하기 위해 차단기(334)를 비활성화시킬 것을 오퍼레이터에게 알리도록 경보를 트리거할 수 있다. 제어기(308)로부터 분리된 한 제어기가 상기 차단기를 제어하는 데 사용될 수 있고, 차단기(334)의 상태를 결정하기 위해 제어기(308)와 통신할 수 있다. 대안적으로, 제어기(308)는 차단기(334)를 모니터링하고 제어할 수 있다.

예시적인 전압 프로파일이 도 4a에 도시되어 있다. 라인(402)은 시간에 대한 차단기의 코일 양단의 전압을 도시한다. 시간 경과에 따른 전압 센서(312)에 의해 측정된 전압은 그러한 프로파일에 대해 비교되어 차단기(334)가 정상 작동 상태(working order)에 있는지를 결정할 수 있다. 시간 t0에서, 차단기의 코일에 전압이 인가되어 차단기를 개방한다. 시간 t3에서, 차단기의 코일로부터 전압이 제거되어 차단기를 투입한다.

예시적인 전류 프로파일이 도 4b에 도시되어 있다. 라인(404)은 시간에 대한 차단기의 코일을 통한 전류를 도시한다. 시간 경과에 따른 전류 센서(310)에 의해 측정된 전류는 그러한 프로파일에 대해 비교되어 차단기(334)가 정상 작동 상태에 있는지를 결정할 수 있다. 시간 t0에서, 차단기를 통해 전류가 흐르기 시작한다. 시간 t1에서, 차단기의 트립 코일이 활성화되어, 일시적인 전류 강하를 일으킬 수 있다. 시간 t2에서, 차단기는 개방될 수 있으며 코일을 통과하는 전류가 안정 상태(steady state)에 도달한다. 시간 t3에서, 차단기에 공급되는 전압 및 전류는 차단기를 투입하도록 차단될 수 있다.

예시적인 가속 프로파일이 도 4c에 도시되어 있다. 라인(406)은 차단기가 개방 및 투입됨에 따라 시간에 대한 차단기의 가속을 도시한다. 시간 경과에 따른 가속도계(322)에 의해 측정된 가속은 그러한 프로파일에 대해 비교되어 차단기(334)가 정상 작동 상태에 있는지를 결정할 수 있다. 시간 t0 이전에, 차단기가 개방되기 시작하여 가속도계가 움직임을 검출하게 할 수 있다. 시간 t2에 이어서, 차단기가 완전히 개방되어 가속도계가 더 이상의 움직임을 검출하지 못하게 할 수 있다. 시간 t3 전후에서, 가속도계는 코일을 가로지르는 전압 및 전류가 차단됨으로써 차단기가 투입됨에 따라 움직임을 검출할 수 있다. 시간 경과에 따른 차단기의 자속 밀도는 가속 라인(606)을 밀접하게 반영할 수 있으며, 차단기가 개방 및 투입될 때 라인(406)이 증가 및 감소함에 따라 네가티브 및 포지티브 자계 강도가 라인(406)을 엔벨로프한다. 자속 밀도는 또한 프로파일에 대비해 분석되고 비교되어 차단기(334)가 정상 작동 상태에 있는지를 결정할 수 있다.

차단기 제어기들은 버스 상의 전력을 모니터링할 수 있으며, 모니터링된 전력에 기초하여 차단기들 및 부하들 또는 그들에 결합된 전원들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차단기 제어기들은 버스들 상의 결함들, 예컨대 버스 상의 단락 또는 접지 실패 또는 미리 결정된 범위로부터의 전력 파라미터들의 이탈을 검출할 수 있다. 차단기 제어기들은 또한 전원들 및 부하들에 결합된 차단기들을 개방 및 투입할 수 있으며, 검출된 결함들 또는 전력 파라미터 이탈들에 기초하여 전원들 및 부하들을 조정할 수 있다. 도 5는 차단기들(506A-B 및 526A-B)을 통해 메인 버스(520)에 결합되는 복수의 발전기들(502A-B) 및 복수의 부하들(522A-B)을 포함하는 전력 시스템의 예시적인 개략도이다. 각각의 발전기(502A-B)는 발전기 버스(504A-B)를 통해 차단기(506A-B)에 결합될 수 있다. 각각의 발전기 버스(504A-B)는 차단기들(506A-B)을 통해 각각 메인 버스(520)에 결합될 수 있다. 발전기들(502A-B)을 메인 버스(520)에 결합하는 차단기들(506A-B)은 제어기들(508A-B)과 함께 자율 차단기 유닛들(518A-B)의 부분이 되어, 메인 버스(520) 상의 결함들의 검출 및 그의 전력 파라미터들의 측정 및/또는 발전기 버스들(504A-B) 상의 결함들의 검출 및 그의 전력 파라미터들의 측정에 기초하여 차단기들(508A-B)을 제어할 수 있다. 제어기들(508A-B)은 메인 버스(520)의 전력 파라미터들의 측정에 기초하여 발전기들(502A-B)을 제어하도록 또한 구성될 수 있다. 제어기들(508A-B) 각각의 자율적인 동작은 그에 결합되는 발전기에 기초하여 개별적으로 구성될 수 있다.

제어기들(508A-B)은 전력 변압기들(510A-B)을 통해 발전기 버스들(504A-B)의 하나 이상의 전력 파라미터들을 측정할 수 있다. 발전기 버스들(504A-B)이 비활성 상태(dead)라면, 제어기들(508A-B)은 전력 변압기들(510A-B)을 통해 테스트 신호를 발전기 버스들(504A-B)에 인가하고 테스트 신호들에 대한 버스들(504A-B)의 응답들을 기록함으로써 버스들(504A-B) 상의 결함에 대해 테스트할 수 있다. 예를 들어, 테스트 신호에 대한 버스 응답은 버스의 라인-대-라인 임피던스, 버스의 라인-대-접지 임피던스, 버스 상의 전력의 전압, 및 버스 상의 전력의 위상 각을 포함할 수 있다. 상기 응답은 건강한 버스의 예상 응답과 비교되어 상기 응답이 상기 건강한 응답의 미리 결정된 범위 내에 있는지를 결정할 수 있다. 테스트 신호는 발전기들(502A-B)과는 다른 소스로부터 공급되는 저에너지 테스트 신호일 수 있다. 버스들(504A-B)이 활성 상태(live)라면, 제어기들(508A-B)은 버스들(504A-B)의 다양한 전력 파라미터들, 예컨대 버스들(504A-B) 상의 전력의 주파수, 버스들(504A-B) 상의 전력의 전압, 및/또는 버스들(504A-B) 상의 전력의 전류를 샘플링할 수 있다. 발전기 버스 상에서 결함이 검출되면, 그 버스에 결합된 차단기에 결합된 제어기는 차단기가 투입되는 것을 방지할 것이다. 예를 들어, 버스(504A) 상에서 결함이 검출되면, 제어기(508A)는 차단기(506A)가 투입되는 것을 방지하고, 발전기(502A)가 메인 버스(520)에 결합되는 것을 방지할 것이다. 제어기가 발전기 버스의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로부터 벗어났음을 검출하면, 제어기는 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 다시 가져오기 위해 그에 결합되어 있는 발전기의 동작을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(508A)가 버스(504A)의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위 밖에 있는 것을 검출하면, 제어기(508A)는 버스(504A)의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 다시 가져오기 위해 발전기(502A)의 동작을 조정할 수 있다.

제어기들(508A-B)은 또한 메인 버스(520)를 결함에 대해 테스트할 수 있고, 전력 변압기들(516A-B)을 통해 메인 버스(520) 상에서 전송된 전력의 하나 이상의 전력 파라미터들을 측정할 수 있다. 메인 버스(520)가 비활성 상태라면, 제어기(508A-B)는 전력 변압기들(516A-B)를 통해 테스트 신호를 메인 버스(520)에 인가하고 테스트 신호에 대한 메인 버스(520)의 응답을 기록함으로써 메인 버스(520) 상의 결함들에 대해 테스트할 수 있다. 상기 응답은 건강한 버스의 예상 응답과 비교되어 상기 응답이 상기 건강한 응답의 미리 결정된 범위 내에 있는지를 결정할 수 있다. 메인 버스(520)에 인가되는 테스트 신호는 발전기들(502A-B)과는 다른 소스로부터 공급된 저에너지 테스트 신호일 수 있다. 메인 버스(520)가 활성 상태라면, 제어기들(508A-B)은 메인 버스(520)상의 다양한 전력 파라미터들, 예컨대 메인 버스(520) 상의 전력의 주파수, 메인 버스(520) 상의 전력의 전압 및/또는 메인 버스(520) 상의 전력의 전력의 전류를 샘플링할 수 있다. 제어기가 메인 버스(520) 상에서 결함을 검출하면, 제어기는 그에 결합된 차단기가 투입 및 그 발전기를 메인 버스(520)에 결합하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제어기(508A)가 메인 버스(520) 상에서 결함을 검출하면, 제어기는 차단기(506A)가 투입되고 발전기(502A)를 메인 버스(520)에 결합하는 것을 방지할 것이다. 다중의 자율 제어기들이 동시에 결함들에 대해 버스를 체크하여 버스 상에서 저에너지 충돌을 생성한다면, 제어기들은 버스가 결함이 있다는 것을 검출할 것이고, 버스를 다시 체크하기 전에 일정 시간 동안 지연한다. 발전기들 및 부하들을 위한 차단기들의 제어기들은 또한, 결함들에 대해 체크할 때 인가되는 전압과 메인 버스에 전원을 공급하기 위해 발전기에 의해 인가된 전체 전압 사이를 구별하여 메인 버스에 접속할지 또는 메인 버스로부터 분리할지를 결정할 때 거짓 양성들(false positives)을 피할 수 있도록 구성될 수 있다. 전력 시스템의 다중의 자율 발전기 차단기 제어기들은 후속 충돌들을 피하기 위해 시차를 둔 버스 체크 간격(staggered bus checking interval) 상태에 있을 수 있다. 제어기가 메인 버스(520)의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로부터 벗어났음을 검출하면, 제어기는 그에 결합된 발전기의 동작을 조정할 수 있고 및/또는 그에 결합된 차단기를 투입하여 추가적인 전력을 메인 버스(520)에 공급하고 메인 버스(520)의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 예를 들어, 제어기(508A)가 메인 버스(520)의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위 밖에 있다는 것을 검출하면, 차단기(506A)를 투입하여 발전기(502A)를 메인 버스(520)에 결합하고 발전기(502A)의 동작을 조정하여 메인 버스(520)의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 메인 버스에 현재 결합되지 않은 발전기들에 결합된 복수의 제어기들은 상기 발전기들과 메인 버스 사이의 차단기들을 자율적으로 투입할 수 있으며, 메인 버스 상의 전력의 하나 이상의 전력 파라미터들이 미리 결정된 범위로부터 벗어난 것을 검출할 때 발전기들의 동작을 조정할 수 있다. 발전기 버스들(504A-B)에 결합된 전력 변압기들(510A-B)은 저항기들(514A-B) 및 커패시터들(512A-B)을 통해 메인 버스(520)에 결합된 전력 변압기들(516A-B)에 결합될 수 있다.

각각의 부하(522A-B)는 부하 버스(524A-B)를 통해 차단기(526A-B)에 결합될 수 있다. 각각의 부하 버스(524A-B)는 차단기들(526A-B)을 통해 메인 버스(520)에 결합될 수 있다. 부하들(522A-B)을 메인 버스(520)에 결합하는 차단기들(526A-B)은 제어기들(528A-B)과 함께 자율 차단기 유닛들(538A-B)의 부분이 되어, 메인 버스(520) 상의 결함들의 검출 및 그의 전력 파라미터들의 측정 및/또는 부하 버스들(524A-B) 상의 결함들의 검출 및 그의 전력 파라미터들의 측정에 기초하여 차단기들(526A-B)을 제어할 수 있다. 제어기들(528A-B)은 메인 버스(520)의 전력 파라미터들의 측정에 기초하여 부하들(522A-B)을 제어하도록 또한 구성될 수 있다. 제어기들(528A-B) 각각의 자율적인 동작은 그에 결합되어 있는 부하에 기초하여 개별적으로 구성될 수 있다.

제어기들(528A-B)은 전력 변압기들(536A-B)을 통해 부하 버스들(524A-B)의 하나 이상의 전력 파라미터들을 측정할 수 있다. 부하 버스들(524A-B)이 비활성 상태라면, 제어기들(528A-B)은 전력 변압기들(536A-B)을 통해 테스트 신호를 부하 버스들(524A-B)에 인가하고 테스트 신호들에 대한 버스들(524A-B)의 응답들을 기록함으로써 버스들(524A-B) 상의 결함들에 대해 테스트할 수 있다. 상기 응답들은 건강한 버스의 예상 응답과 비교되어 상기 응답들이 상기 건강한 응답의 미리 결정된 범위 내에 있는지를 결정할 수 있다. 테스트 신호는 발전기들(502A-B)과는 다른 소스로부터 공급되는 저에너지 테스트 신호일 수 있다. 버스들(524A-B)이 활성 상태(live)라면, 제어기들(528A-B)은 버스들(524A-B)의 다양한 전력 파라미터들, 예컨대 버스들(524A-B) 상의 전력의 주파수, 버스들(524A-B) 상의 전력의 전압, 및/또는 버스들(524A-B) 상의 전력의 전류를 샘플링할 수 있다. 부하 버스 상에서 결함이 검출되면, 그 버스에 결합된 차단기에 결합된 제어기는 차단기가 투입되는 것을 방지할 것이다. 예를 들어, 버스(524A) 상에서 결함이 검출되면, 제어기(528A)는 차단기(526A)가 투입되는 것을 방지하고, 부하(522A)가 메인 버스(520)에 결합되는 것을 방지할 것이다. 제어기가 부하 버스의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로부터 벗어났음을 검출하면, 제어기는 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 다시 가져오기 위해 결합되어 있는 부하의 동작을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(528A)가 버스(524A)의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위 밖에 있는 것을 검출하면, 제어기는 버스(524A)의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 다시 가져오기 위해 부하(522A)의 동작을 조정할 수 있다. 예를 들어, 부하(522A)가 스러스터라면, 제어기(528A)는 상기 스러스터에 의해 소비되는 전력량을 감소할 수 있다.

제어기들(528A-B)은 또한 메인 버스(520)를 결함에 대해 테스트할 수 있고, 전력 변압기들(530A-B)을 통해 메인 버스(520) 상에서 전송된 전력의 하나 이상의 전력 파라미터들을 측정할 수 있다. 메인 버스(520)가 비활성 상태라면, 제어기(528A-B)는 전력 변압기들(530A-B)를 통해 테스트 신호를 메인 버스(520)에 인가하고 테스트 신호에 대한 메인 버스(520)의 응답을 기록함으로써 메인 버스(520) 상의 결함들에 대해 테스트할 수 있다. 상기 응답은 건강한 버스의 예상 응답과 비교되어 상기 응답이 상기 건강한 응답의 미리 결정된 범위 내에 있는지를 결정할 수 있다. 메인 버스(520)에 인가되는 테스트 신호는 발전기들(502A-B)과는 다른 소스로부터 공급된 저에너지 테스트 신호일 수 있다. 메인 버스(520)가 활성 상태라면, 제어기들(528A-B)은 메인 버스(520)상의 다양한 전력 파라미터들, 예컨대 메인 버스(520) 상의 전력의 주파수, 메인 버스(520) 상의 전력의 전압 및/또는 메인 버스(520) 상의 전력의 전력의 전류를 샘플링할 수 있다. 제어기가 메인 버스(520) 상에서 결함을 검출하면, 제어기는 그에 결합된 차단기가 투입 및 그 부하를 메인 버스(520)에 결합하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제어기(528A)가 메인 버스(520) 상에서 결함을 검출하면, 제어기는 차단기(526A)가 투입되어 부하(522A)를 메인 버스(520)에 결합하는 것을 방지할 것이다. 제어기가 메인 버스(520)의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로부터 벗어났음을 검출하면, 제어기는 그에 결합되어 있는 부하의 동작을 조정할 수 있고 및/또는 그에 결합된 차단기를 개방하여 메인 버스(520)로부터 부하를 분리하고 메인 버스(520)의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 예를 들어, 제어기(528A)가 메인 버스(520)의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위 밖에 있다는 것을 검출하면, 제어기는 부하(522A)의 동작을 조정하여 부하(522A)의 전력 소비를 감소시킬 수 있고 메인 버스(520)의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 메인 버스(520)의 전력 파라미터가 임계량보다 크게 미리 결정된 범위로부터 벗어난 것으로 검출되면, 제어기들은 그들에 결합된 차단기들을 개방하여 그 부하들을 메인 버스(520)로부터 분리할 수 있다. 부하들에 결합된 복수의 제어기들은 부하들의 전력 소비를 자율적으로 조정할 수 있으며 및/또는 메인 버스(520) 상의 전력의 하나 이상의 전력 파라미터들이 미리 결정된 범위로부터 벗어난 것을 검출할 때 부하들과 메인 버스 사이의 차단기들을 개방할 수 있다. 부하 버스들(524A-B)에 결합된 전력 변압기들(536A-B)은 저항기들(532A-B) 및 커패시터들(534A-B)을 통해 메인 버스(520)에 결합된 전력 변압기들(530A-B)에 결합될 수 있다. 복수의 발전기들 및 부하들은 미리 결정된 범위 내에서 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 유지하고 결함이 있는 버스로부터 분리하거나 그에 대한 결합을 피하도록 자율적으로 작동할 수 있다.

제어기들(508A-B)과 같은 제어기는 또한 그에 결합된 발전기들(502A-B)과 같은 발전기의 건강 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(508A)는 발전기(502A)에서 수학 모델(math model)을 실행하여 발전기의 주파수 및 출력을 측정할 수 있다. 그러면, 제어기(508A)는 그 주파수 및 출력 전력을 분석하여 발전기가 건강한 상태인를 결정할 수 있다. 그렇지 않다면, 제어기(508A)는 발전기(502A)가 작동하는 것을 방지할 수 있고, 차단기(506A)가 투입되는 것을 방지할 수 있으며 및/또는 발전기(502A)가 유지보수가 필요하다는 것을 오퍼레이터에게 경고할 수 있다.

전력 시스템의 메인 버스는 자율 연계 차단기들(autonomous tie breaker)로 세분될 수 있다. 연계 차단기들의 제어기들은 메인 버스의 섹션들을 함께 결합하기 위해 투입하기 전에 메인 버스의 세그먼트들에서 결함들에 대해 감지할 수 있다. 또한, 연계 차단기들의 제어기들은 그들에 결합되어 있는 세그먼트들에 결합된 발전기들에 추가로 결합될 수 있고, 메인 버스 상에서 검출된 전력 파라미터들에 기초하여 발전기들을 제어할 수 있다. 도 6은 메인 버스(608A-C)의 복수의 세그먼트들을 함께 결합하기 위한 복수의 연계 차단기들(610A-B)을 포함하는 전력 시스템(600)의 예시적인 개략도이다. 메인 버스(608A-C)의 세그먼트들은 도 5와 관련하여 설명된 바와 같이 자율 차단기 유닛들(604A-B)에 의해 발전기들(602A-B)에 결합될 수 있다. 각각의 연계 차단기(610A-B)는 버스 세그먼트들(608A-B 및 608B-C) 상의 결함들에 대해 각각 테스트하고 및/또는 메인 버스(608A-C) 상으로 전송되는 전력의 전력 파라미터들을 결정하도록 구성된 제어기(612A-B)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 연계 차단기들(610A-B)은 메인 버스(608A-C)의 세분화된 부분들 사이에 격리를 유지하기 위해 자율 차단기 유닛들(604A-B)의 제어기들에 의해 각각 제어될 수 있다. 연계 차단기들(610A-B)은 전력 시스템의 2 개의 세그먼트들을 분리하는 벌크헤드(bulkhead)(도시되지 않음)의 대향 측면들 상에 위치될 수 있어, 단지 중앙 버스(608B)만이 상기 벌크헤드를 가로지른다.

도 5의 메인 버스 및 발전기 버스들과 관련하여 기술된 결함들의 검출 및 전력 파라미터들의 측정과 유사하게, 제어기들(612A-B)은 결함들을 검출하고 메인 버스(608A-C)의 세그먼트들의 하나 이상의 전력 파라미터들을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(612A)는 전력 변압기들(614A 및 616A)을 통해 테스트 신호들을 메인 버스 세그먼트들(608A-B) 상에 각각 주입함으로써 버스 세그먼트들(608A-B) 상의 결함들을 검출할 수 있다. 결함들이 검출되면, 제어기들은 그들에 결합된 연계 차단기들이 투입되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제어기(612A)가 버스 세그먼트(608A 또는 608B) 상의 결함을 검출하면, 제어기는 차단기(610A)가 투입되는 것을 방지할 수 있다. 미리 결정된 범위로부터 하나 이상의 전력 파라미터들의 이탈이 검출되면, 제어기는 그에 결합된 발전기의 동작을 조정할 수 있고 및/또는 그 검출에 기초하여 결합된 차단기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(612A)가 버스(608B) 상의 전력 파라미터의 이탈을 검출하면, 발전기(602A)의 동작을 조정하고 발전기(602A)를 버스(608B)에 결합시키도록 차단기(610A)를 투입하여 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 따라서, 버스 세그먼트들에 결합된 발전기들은, 미리 결정된 범위로부터의 하나 이상의 전력 파라미터들의 이탈이 추가 버스 세그먼트 상에서 검출될 때, 추가 버스 세그먼트들에 자율적으로 결합되어 추가 버스 세그먼트의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 연계 차단기들은 또한 버스 세그먼트들 중 하나 또는 양쪽 모두에서 결함이 검출될 때 두 버스 세그먼트들의 결합을 자율적으로 방지할 수 있다.

버스 세그먼트들 상의 결함들을 검출하기 위한 회로는 또한 결함들에 대해 테스트될 수 있다. 도 7은 결함 검출 능력을 갖는 전력 시스템(700)의 예시적인 개략도이다. 제 1의 3상 버스(702)가 차단기(706)를 통해 제 2의 3상 버스(704)에 결합될 수 있다. 제어기(724)는 전압 샘플링 접속부들(708)의 제 1 트리오(trio)를 통해 제 1의 3상 버스(702)의 각 위상의 전압을 샘플링하도록 구성될 수 있다. 제어기(724)는 전압 샘플링 접속부들(710)의 제 2 트리오를 통해 제 2 버스(704)의 전압을 샘플링하도록 또한 구성될 수 있다. 제어기(724)는 전류 샘플링 접속부들(712)의 트리오를 통해 제 2 버스(704)의 전류를 샘플링하도록 또한 구성될 수 있다. 전압 샘플링 접속부들(708, 710)의 2 세트들 중 하나에 결함이 존재하는지를 결정하기 위해, 전압 샘플링 접속부들(708)의 제 1 트리오의 제 1 위상은 임피던스 센서(718) 및 저항기(722)를 통해 전압 샘플링 접속부들(710)의 제 2 트리오의 제 1 위상에 결합될 수 있다. 전압 샘플링 접속부들(708)의 제 1 트리오의 제 3 위상은 임피던스 센서(716) 및 저항기(720)를 통해 전압 샘플링 접속부들(710)의 제 2 트리오의 제 3 위상에 결합될 수 있다. 전압 샘플링 접속부들(708)의 제 1 트리오의 제 1 위상과 전압 샘플링 접속부들(710)의 제 2 트리오의 제 1 위상 사이의 접속 및 전압 샘플링 접속부들(708)의 제 1 트리오의 제 3 위상과 전압 샘플링 접속부들(710)의 제 2 트리오의 제 3 위상 사이의 접속은 모든 3 개의 위상들의 샘플링된 전압들에서 일관된 패턴을 생성할 수 있다. 전압 샘플링 회로의 전력 변압기, 전압 커넥터 또는 샘플링 버스에 오류가 있는 경우, 상기 패턴은 일관된 형태로부터 벗어나서 제어기(724)가 샘플링 회로의 결함을 검출할 수 있게 된다. 샘플링 회로에서 결함이 검출되면, 제어기(724)는 차단기(706)가 제 1 버스(702)를 제 2 버스(704)에 결합하는 것을 방지할 수 있다. 전압 샘플링 접속부들(708)의 제 1 트리오와 전압 샘플링 접속부들(710)의 제 2 트리오 사이의 접속들은 또한 제어기(724)가 제 1 버스(702) 또는 제 2 버스(704)에 인가된 테스트 신호와 버스들(702, 704) 중 하나에 따른 실제 전력 전송 사이를 구별하게 할 수 있다.

전력 시스템은 단일 연계 차단기의 고장시에도 전력 전송이 중단되지 않고 유지되도록 링 형태로 배열될 수 있다. 복수의 부하들 및 발전기들은 전력 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위해 전력 시스템의 메인 버스에 자율적으로 결합되고 그로부터 분리될 수 있다. 그러한 부하들 및 발전기들은 메인 버스에서 또는 부하들 또는 발전기들에서 결함들이 검출될 때 메인 버스에 결합되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 추가 발전기들이 온라인에 있게 될 수 있고, 이미 온라인에 있는 발전기의 동작이 조정될 수 있으며, 메인 버스 상에서 전송되는 전력의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로부터 벗어날 때 메인 버스에 결합된 부하들은 조정 및/또는 분리되어 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 다시 가져올 수 있다. 전력 파라미터가 너무 오랬동안 또는 블랙아웃을 일어날 수 있을 정도로 너무 크게 미리 결정된 범위를 벗어나면, 시스템 구성 요소들에 손상을 일으킬 수 있고 효율을 감소시킬 수 있다. 도 8a 및 도 8b는 전력 시스템(800)의 예시적인 개략도이다. 전력 시스템(800)의 메인 버스(802A-C)는 스타보드(starboard) 버스(802A), 중앙 버스(802B), 및 포트 버스(802C)로 분할될 수 있다. 스타보드 버스(802A)는 연계 차단기들(808B-C)의 세트에 의해 중앙 버스(802B)에 결합될 수 있고, 중앙 버스(802B)는 연계 차단기들(808D-E)의 세트에 의해 스타보드 버스(802C)에 결합될 수 있으며, 스타보드 버스(802C)는 연계 차단기들(808F 및 808A)의 세트에 의해 포트 버스(802A)에 결합될 수 있다. 연계 차단기들(808A-F)은 자율 연계 차단기들이 될 수 있으며, 그들에 결합되는 버스들(802A-C)의 어디에 결함들이 존재하는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 결함이 검출되면, 차단기들은 투입과 버스들을 함께 결합하는 것을 억제할 수 있다. 연계 차단기들(808A-F)은 그들에 결합되는 버스들 상에서 전송되는 전력의 하나 이상의 전력 파라미터들을 결정하도록 또한 구성될 수 있으며, 상기 결정된 전력 파라미터들에 기초하여 개방하거나 투입할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 차단기(808C)가 미리 결정된 범위로부터 중앙 버스(802B) 상의 전력 파라미터의 이탈을 검출하면, 차단기들(808B-C)은 투입되어 스타보드 버스를 중앙 버스에 결합하고 중앙 버스의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 전력 시스템(800)의 링 구성은, 차단기들(808A-F)의 단일 세트들이 메인 버스(802A-C)에 걸친 전력 분포에 영향을 미치지 않고서 개방되고 투입될 수 있음에 따라, 연계 차단기들(808A-F)의 빈번한 테스트를 허용할 수 있다.

복수의 발전기들(804A-F)은, 복수의 부하들(810A-C, 814A-C, 818A-C, 및 822A-C)에 전력을 제공하기 위해 메인 버스(802A-C)에 결합될 수 있고, 또한 메인 버스(802A-C)에 결합될 수 있다. 발전기들(804A-F) 각각은 자율 차단기들(806A-F)에 의해 메인 버스(802A-C)에 결합될 수 있다. 자율 차단기들(806A-F) 각각은 메인 버스(802A-C) 상에 또는 차단기들(806A-F)을 발전기들(804A-F)에 결합하는 버스들 상에 결함이 있는지를 개별적으로 결정할 수 있다. 차단기가 결함을 검출하면, 차단기는 투입되지 않을 것이며 결함이 있는 발전기 또는 버스를 결함이 없는 발전기 또는 버스에 결합하는 것을 방지할 것이다. 차단기들(806A-F)은 또한 메인 버스(802A-C)의 하나 이상의 전력 파라미터들을 결정할 수 있다. 차단기가 전력 파라미터, 예컨대 메인 버스(802A-C)의 전압, 메인 버스(802A-C)의 전류, 또는 메인 버스(802A-C)의 주파수의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출한다면, 예를 들면 전력 출력을 증가시킴으로써 그에 결합되어 있는 발전기의 동작을 조정할 수 있다. 예를 들어, 차단기(806A)가 스타보드 버스(802A) 상의 전력의 주파수의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하면, 차단기는 발전기(804A)의 전력 출력을 조정하여 스타보드 버스(802A)의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 오프라인에 있는 발전기의 차단기가 메인 버스(802A-C)의 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하면, 그 차단기는 투입되어 그의 발전기를 메인 버스(802A-C)에 결합하고 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내에 가져올 수 있다. 예를 들어, 모든 연계 차단기들(808A-F)이 투입될 수 있고, 차단기들(806A-B)이 또한 투입되어 발전기들(802A-B)이 메인 버스(802A-C)에 전력을 공급할 수 있다. 메인 버스의 전력 파라미터의 이탈이 일어난다면, 차단기들(806A-B) 각각은 상기 이탈을 검출하고 그들 각각의 발전기들(804A-B)의 동작을 조정하여 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 개방되어 있는 차단기들(806C-F) 각각은 또한 상기 이탈을 검출할 수 있고, 투입되어 발전기들(804C-F)을 메인 버스(802A-C)에 결합시켜 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로 복원된 후, 차단기들(806C-F)은 개방되어 발전기들(804C-F)을 메인 버스(802A-C)로부터 분리하거나 또는 투입된 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 차단기-발전기 쌍들은 자율적인 유닛들로서 작동하여 결함이 있는 버스들 및 발전기들의 결합을 방지하고 메인 버스의 전력 파라미터들을 미리 결정된 범위 내에서 유지할 수 있다.

부하들(810A-C, 814A-C, 818A-C, 및 822A-C)은 또한 자율 차단기들(828A-L)을 통해 메인 버스(802A-C)에 결합될 수 있다. 부하들은 예를 들어 고신뢰성 버스들(822A-C), 저전압 분배 버스들(818A-C), 드릴링 드라이브 버스들(drilling drive buses)(814A-C), 및 스러스터(810A-C)를 포함할 수 있다. 접지 변압기들(826A-C)은 상기 고신뢰성 버스들(822A-C)에 결합될 수 있다. 자율 차단기들(828A-L) 각각은 메인 버스(802A-C) 상에 결함이 있는지 여부 및 차단기들(828A-L)을 부하들(810A-C, 814A-C, 818A-C, 및 822A-C)에 결합하는 버스들 상에 결함이 있는지 여부를 개별적으로 결정할 수 있다. 결함이 검출되면, 결함을 검출하는 각각의 차단기는 투입을 억제할 것이고 부하들이 결함있는 버스에 결합되는 것을 방지하고 버스가 결함있는 부하에 결합되는 것을 방지할 것이다. 차단기들(828A-L)은 또한 메인 버스(802A-C)의 하나 이상의 전력 파라미터들을 결정할 수 있다. 차단기가 전력 파라미터, 예컨대 메인 버스(802A-C)의 전압, 메인 버스(802A-C)의 전류, 또는 메인 버스(802A-C)의 주파수의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출한다면, 예를 들면 부하를 감소시킴으로써 그에 결합되어 있는 부하의 동작을 조정할 수 있다. 예를 들어, 차단기(828D)가 스타보드 버스(802A) 상의 전력의 주파수의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하면, 차단기는 스러스터(810A)의 전력 소비를 조정하여 스타보드 버스(802A)의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 메인 버스(802A-C)를 고신뢰성 버스(822A)에 결합하는 다른 차단기들, 예컨대 차단기(828A)는 전력 파라미터의 이탈이 검출된 때에도 부하를 조정하는 것을 억제할 수 있다. 차단기가 메인 버스의 전력 파라미터가 임계량보다 크게 미리 결정된 범위로부터 벗어난 것을 검출하면, 차단기는 개방되어 메인 버스(802A-C)로부터 부하를 완전히 분리시킬 수 있다. 그 다음, 차단기는 메인 버스(802A-C)를 모니터링할 수 있고, 전력 파라미터가 미리 결정된 범위에 재진입한 것을 검출할 때 투입되어 부하를 메인 버스에 재결합할 수 있다. 따라서, 차단기-부하 쌍들은 자율적인 유닛들로서 작동하여 결함있는 버스들 및 부하들이 함께 결합하는 것을 방지하고 메인 버스의 전력 파라미터들을 미리 결정된 범위 내에서 유지할 수 있다.

자율 차단기들(808A-F, 806A-F, 및 828A-L)은 전력 시스템(800)이 블랙아웃 후 자율적으로 복구할 수 있게 한다. 발전기들(804A-F)은 자율적으로 시작할 수 있으며 차단기들(806A-F)에 의해 메인 버스(802A-C)에 결합될 수 있다. 각각의 차단기는, 투입 및 발전기의 메인 버스(802A-C)로의 결합 전에, 차단기의 발전기 또는 메인 버스 측 상에 결함이 있는지를 결정할 수 있다. 결함이 있다면, 차단기는 투입을 억제할 수 있다. 전력이 메인 버스(802A-C)에 제공되자마자 자율 차단기들(828A, 828E, 및 828I)은 투입되어, 어떠한 결함도 검출하지 않는 한 고신뢰성 버스들(822A-C)를 온라인 상태로 되게 한다. 고신뢰성 버스들(822A-C)은 전력을 디바이스들, 예컨대 윤활유 오일 펌프, 연료 펌프, 및 발전기들(804A-F)의 유지보수에 필요한 다른 설비에 제공할 수 있다. 차단기들(828B-D, 828F-H, 및 828J-L)은 메인 버스를 모니터링하여, 투입 및 그 부하들의 메인 버스로의 결합 전에, 메인 버스(802A-C)의 하나 이상의 전력 파라미터들이 미리 결정된 범위에 진입한 때를 결정할 수 있다. 부하들(810A-C, 814A-C, 818A-C, 및 822A-C)은 블랙아웃 동안 완전한 셧다운을 방지하기 위해 충분한 저장 에너지를 가질 수 있다. 따라서, 시스템(800)이 블랙아웃으로부터 북구할 때 자율적으로 재결합하도록 충분한 전력이 존재하게 될 수 있다. 예를 들어, 스러스터들(810A-C)은 메인 버스(802A-C)로부터 분리될 때, 스러스터의 회전 질량체(rotating mass)로 저장된 에너지를 DC 에너지로 변환하며, 이러한 에너지는 다른 저장된 에너지와 함께 상기 스러스트가 보조 전력 없이 활성 상태를 유지하고 메인 버스(802A-C)에 재결합할 수 있게 한다. 따라서, 모든 스러스터들(810A-C)은 메인 버스(802A-C) 상에 거의 영향을 주지 않고서 동시에 메인 버스(802A-C)에 재결합할 수 있는데, 이는 이들이 이미 활성화되어 있고 기동 시퀀스에 참여하기(engage) 위해 여분의 전력을 필요로 하지 않기 때문이다. 일부 실시예들에서, 예를 들어 끌어당기는 작업(draw works)같이 드라이브 버스들(814A-C)에 결합된 장비와 같은 드릴링 장비가, 울트라 커패시터 에너지 저장 유닛들의 뱅크에 의해 전력 시스템(800)으로부터 분리될 수 있어, 블랙아웃이 일어날 때에도 동작을 가능하게 한다.

전력 시스템은 버스 상의 전력 파라미터들의 미리 결정된 동작 범위로부터의 이탈들을 검출하도록 자율적으로 작동할 수 있으며 버스의 전력 파라미터들을 다시 미리 결정된 범위 내로 가져오기 위해 발전기들을 그 버스에 결합할 수 있는 복수의 차단기들을 포함할 수 있다. 도 9는 버스의 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하고 발전기를 버스에 결합하여 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져오도록 하는 예시적인 방법(900)의 예시이다. 이 방법은 단계(902)에서 시작할 수 있으며, 미리 결정된 범위로부터 전력 파라미터의 이탈을 검출한다. 예를 들어, 자율 차단기 또는 자율 차단기의 구성 요소, 예컨대 차단기 제어기는 버스의 전력 파라미터, 예컨대 버스 상의 전력의 전압, 전류, 또는 주파수의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출할 수 있다. 전력 시스템의 발전기와 메인 버스 사이에 결합된 차단기는 메인 버스 상에서의 그러한 이탈을 검출할 수 있다.

단계(902)에서 미리 결정된 범위로부터의 전력 파라미터의 이탈이 검출된 경우, 단계(904)에서 차단기가 투입되어 발전기를 버스에 결합할 수 있다. 예를 들어, 버스는 이미 결합되어 있는 하나 이상의 발전기들을 가질 수 있지만, 미리 결정된 범위로부터의 전력 파라미터의 이탈이 검출되면, 하나 이상의 추가 발전기들이 버스에 결합되어 전력 파라미터들을 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 복수의 발전기들에 결합된 복수의 차단기들 각각은 단계(902)에서 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 자율적으로 검출할 수 있고, 단계(904)에서 그들의 발전기들을 버스에 결합시킬 수 있다. 차단기들은 다른 차단기들 또는 발전기들과의 통신 없이 버스 상에서의 전력 파라미터의 이탈의 검출에 기초하여 발전기들을 버스에 자율적으로 결합할 수 있다.

단계(906)에서 발전기의 동작 파라미터가 또한 조정될 수 있다. 예를 들어, 차단기는, 투입 및 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로부터 벗어난 버스에 발전기를 결합하기 전에 또는 후에 발전기의 동작 파라미터를 조정할 수 있다. 동작 파라미터는 예를 들어 발전기의 전력 출력 또는 전력 출력의 특성, 예컨대 발전기로부터의 전력 출력의 주파수, 전압, 또는 전류가 될 수 있다. 일단 버스의 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로 복귀하면, 차단기는 또한 발전기의 동작 파라미터를 조정하여 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 미리 결정된 내에서 유지할 수 있다.

결함있는 발전기들을 버스에 결합하는 것을 피하기 위해, 차단기들은 또한, 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 가져오도록 발전기들을 버스에 결합하기 전에, 그들에 결합되어 있는 버스들에 결함들이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 버스의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져오도록 버스들을 함께 결합하기 전에 버스들 상에 결함들이 존재하는지 여부를 결정하는 방법(1000)이 도 10에 도시되어 있다. 방법(1000)은 도 9의 단계(902)와 관련하여 기술된 바와 같이, 단계(1002)에서 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈의 검출로 시작될 수 있다.

결함들이 있는지를 결정하기 위해 차단기를 투입하기 전에 결함 검출 절차가 그 때 시작될 수 있다. 단계(1004)에서, 방법(1000)은 메인 버스 상에 결함들이 없다는 것을 검출하는 것으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 한 자율 차단기는 한 발전기에 결합된 발전기 버스와 하나 이상의 부하들에 결합된 메인 버스 사이에 결합될 수 있다. 차단기 또는 더 구체적으로는 상기 차단기의 제어기는 상기 차단기를 하나 이상의 부하들에 결합하는 메인 버스 상에 결함들이 없다는 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 차단기는 메인 버스 상의 전력의 하나 이상의 전력 파라미터들을 샘플링하여 발전기 버스 상에 결함이 있는지 여부를 결정할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 테스트 신호가 메인 버스에 인가될 수 있고, 샘플링된 메인 버스의 응답이 차단기에 의해 수집되어 메인 버스 상에 결함들이 없다는 것을 결정하도록 분석될 수 있다. 테스트 신호는 발전기 버스에 결합된 발전기와는 다른 대체 전원을 사용하여 생성될 수 있다. 메인 버스 상에서 결함이 검출되면, 차단기는 투입 및 발전기의 결함있는 버스로의 결합을 억제할 수 있다.

단계(1006)에서, 방법(1000)은 발전기 버스 상에 결함들이 없다는 것을 검출하는 것으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 차단기는 발전기 버스 상의 전력의 하나 이상의 전력 파라미터들을 샘플링함으로써 발전기 버스 상에 결함들이 없다는 것을 결정할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 차단기는 테스트 신호를 발전기 버스에 인가하고, 테스트 신호에 대한 발전기의 응답이 수집 및 분석되어 발전기 버스 상에 결함들이 없다는 것을 결정할 수 있다. 테스트 신호는 발전기 버스에 결합된 발전기와는 다른 대체 전원을 사용하여 생성될 수 있다. 발전기 버스 상에서 결함이 검출되면, 차단기는 투입 및 결함있는 발전기 버스의 메인 버스로의 결합을 억제할 수 있다.

단계(1008)에서, 방법(1000)은 차단기에 결함들이 없다는 것을 검출하는 것으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 자율 차단기는 도 3과 관련하여 전술한 바와 같이 그 자체의 다양한 특성들을 모니터링할 수 있다. 차단기 또는 더 구체적으로 차단기의 제어기는 모니터링된 특성들을 분석하여 차단기가 투입된 후 재개방될 수 있을 것이라는 것을 결정할 수 있다. 차단기에서 결함이 검출된다면, 예를 들어, 차단기가 투입된 후 재개방될 수 없는 차단기 상태를 검출한다면, 차단기는 투입 및 발전기의 메인 버스로의 결합을 억제할 수 있다. 자율 차단기는 또한, 차단기가 투입될 상태에 있지 않은 경우, 차단기가 수리 또는 교체가 필요하다는 것을 오퍼레이터에게 경고할 수 있다.

메인 버스, 발전기 버스, 및 차단기에 결함들이 없다고 결정한 후, 차단기는 도 9의 단계(904)와 관련하여 설명된 바와 같이, 발전기를 메인 버스에 결합하도록 단계(1010)에서 투입될 수 있다. 발전기의 전력 출력은 또한 도 9의 단계(906)와 관련하여 설명된 바와 같이, 단계(1012)에서 조정될 수 있다. 따라서, 차단기들은 그들 자신과 그들에 결합된 버스들을, 투입 및 발전기들의 메인 버스로의 결합 전에 체크할 수 있다.

부하들을 메인 버스에 결합하는 차단기들은 또한 메인 버스의 전력 파라미터들의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 모니터링하고 그러한 이탈을 검출하는 데 응답하여 부하들의 동작을 조정하고 및/또는 부하들을 메인 버스로부터 완전히 분리할 수 있다. 도 11은 메인 버스의 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈의 검출에 응답하여, 부하들을 조정하고 및/또는 부하들을 메인 버스로부터 분리하는 예시적인 방법의 예시이다. 이 방법은 단계(1102)에서 시작할 수 있으며, 미리 결정된 범위로부터 전력 파라미터의 이탈을 검출한다. 예를 들어, 부하를 메인 버스에 결합하는 차단기는 메인 버스의 전력 파라미터의 미리 결정된 범위 내로부터의 이탈을 검출할 수 있다. 부하와 메인 버스 사이의 차단기가 개방되어 있다면, 차단기는 단순히 개방된 상태를 유지할 것이고 전력 파라미터가 미리 결정된 범위로 돌아올 때까지 부하를 메인 버스에 결합하는 것을 억제한다. 그러나 차단기가 투입되어 있고 부하가 메인 버스에 결합되어 있다면, 차단기는 메인 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 가져오도록 수정 조치를 자율적으로 취할 것이다.

단계(1104)에서, 전력 파라미터가 임계량보다 크게 미리 결정된 범위로부터 벗어났는지에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 메인 버스 상의 전력의 주파수가 미리 결정된 범위의 상한을 초과했는지 또는 설정된 양보다 크게 미리 결정된 범위의 하한 아래로 떨어졌는지에 대한 결정이 이루어질 수 있다.

전력 파라미터가 미리 결정된 범위 밖에 있지만 임계량보다 큰 양이 아니라면, 단계(1106)에서 부하가 조정되어 메인 버스의 전력 파라미터를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 예를 들어, 차단기에 결합된 스러스터의 전력 소비가 감소될 수 있다. 대안적으로, 차단기에 결합된 필수적인지 않은 부하 항목들이 셧다운될 수 있다. 일부 자율 차단기들, 예컨대 고신뢰성 버스들에 결합된 차단기들은, 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈이 검출된 때에도 그에 결합된 부하들을 조정하는 것을 피하도록 구성될 수 있다.

단계(1104)에서 전력 파라미터가 임계량보다 크게 미리 결정된 범위로부터 벗어난 것으로 결정되면, 단계(1108)에서 부하와 메인 버스 사이의 차단기가 개방되어 메인 버스로부터 부하를 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 메인 버스 상의 부하가 메인 버스가 유지하기에 너무 크면, 미리 결정된 범위로부터 전력 파라미터의 이탈을 가정하고, 부하를 메인 버스에 결합하는 차단기는 메인 버스로부터 부하를 자율적으로 분리할 수 있다.

일부 경우들에 있어서, 부하가 메인 버스로부터 분리될 때에도 부하 활성화를 유지하는 것이 유리할 수 있다. 전력 파라미터의 이탈은 일시적일 수 있으며, 부하 활성화를 유지하는 것은 복잡하고 시간 소모적인 시동 프로세스를 피할 수 있다. 따라서, 단계(1108)에서 차단기가 개방되고 부하가 메인 버스로부터 분리되면, 단계(1110)에서 부하는 활성화를 유지하기 위해 그 자체 버스에 전력을 출력할 수 있다. 예를 들어, 스러스터가 메인 버스로부터 분리되면, 스러스터에 회전 에너지의 형태로 저장된 전력을 DC 에너지로 변환하여 스러스터의 DC 버스 상의 전력을 유지하고 스러스터의 활성화를 유지할 수 있다. 따라서 스러스터는 완전한 셧다운을 피할 수 있다. 대안적으로, 부하는 활성화를 유지하기 위해 그 버스에 결합된 전력 저장 장치로부터 전력을 끌어올 수 있다.

단계(1112)에서, 메인 버스의 전력 파라미터는 미리 결정된 범위로 재진입하는 것으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 자율 차단기들에 의해 버스로부터 분리된 부하들과 함께 자율 차단기들을 통해 버스에 결합된 발전기들은 메인 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있으며, 부하와 메인 버스 사이의 차단기는 전력 파라미터가 미리 지정된 범위에 재진입했음을 검출할 것이다. 그러한 검출은 또한 차단기가 메인 버스 상에 결함이 없다는 것을 결정하는 것을 포함할 수 있다.

부하를 메인 버스에 결합하기 전에 차단기는, 도 10의 단계(1006)에서 발전기 버스와 관련하여 설명된 바와 같이, 단계(1114)에서 부하 버스 상에 결함이 없다는 것을 결정할 수 있다. 예를 들어 부하가 스러스터인 경우, 차단기는 스러스터의 다양한 성능 요소들, 예컨대 스러스터의 전력 소비를 분석하여 스러스터 자체가 정상 작동 상태에 있는지를 확인할 수 있다. 부하가 저전압 분배 버스인 경우, 차단기는 차단기와 메인 버스 사이에 결합된 변압기가 정상 작동 상태에 있고 변압기의 차단기 측 상의 전압이 적절한 레벨에 있으며 투입하기 전에 메인 버스와 동기화되는 것을 결정할 수 있다. 상기 응답은 건강한 버스의 예상 응답과 비교되어 상기 응답이 상기 건강한 응답의 미리 결정된 범위 내에 있는지를 결정할 수 있다. 차단기는 또한, 도 10의 단계(1008)에서 차단기와 관련하여 설명된 바와 같이, 투입되기 전에 차단기에 결함이 없다는 것을 결정할 수 있다. 전력 파라미터가 미리 결정된 범위에 재진입한 경우, 단계(1116)에서 차단기는 자율적으로 투입되어 메인 버스에 부하를 결합할 수 있다. 부하들은 메인 버스에 부하들을 결합하는 자율 차단기들에 의해 메인 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 미리 결정된 범위 내에서 유지되도록 조정될 수 있다.

여기에 기술된 실시예들은 해양 시추용 선박과 같은 선박의 발전 장치에 통합될 수 있다. 자율 차단기들은 발전 장치 내의 어떠한 결함들에 대해서도 격리하도록 작동하여 블랙아웃을 방지하고 또한 그들 자체 내의 결함 부족을 확인할 수 있다. 예를 들어, 발전 장치의 차단기들은 메인 버스의 하나 이상의 파라미터들, 예컨대 발전 장치의 메인 버스의 전압 또는 전류를 미리 결정된 범위로부터의 하나 이상의 파라미터의 이탈에 대해 모티터링할 수 있으며, 이들을 메인 버스에 결합하고 이들을 메인 버스로부터 분리함으로써 및 메인 버스에 이미 결합된 발전기들 및/또는 부하들의 동작 파라미터들을 조정함으로써 발전기들 및/또는 부하들을 조정하여 상기 버스의 전압 또는 전류를 다시 미리 결정된 범위 내로 가져올 수 있다. 블랙아웃이 일어나면, 차단기들은 발전기들 또는 부하들을 결함있는 버스에 결합하는 것을 방지하기 위해 메인 버스 상에 결함들이 없는 것으로 결정하면서 자율적으로 발전기들 및 부하들을 다시 온라인 상태로 되게 할 수 있다. 따라서 시추용 선박의 발전 장치에 대한 신뢰성이 자율 차단기들의 사용을 통해 향상될 수 있다.

도 9 내지 도 11의 개략적인 흐름도는 일반적으로 논리적인 흐름도로서 설명된다. 그와 같이, 도시된 순서 및 라벨링된 단계들은 개시된 방법의 양태들을 나타낸다. 예시된 방법의 하나 이상의 단계들 또는 그 부분들에 대한 기능, 논리, 또는 효과에 있어 등가인 다른 단계들 및 방법들이 고려될 수도 있다. 또한, 채용된 형식 및 기호들은 방법의 논리적 단계들을 설명하기 위해 제공되며 방법의 범위를 제한하지 않는 것으로 이해된다. 다양한 화살표 유형들 및 라인 유형들이 상기 흐름도에 채용될 수 있지만, 대응하는 방법의 범위를 제한하지 않는 것으로 이해된다. 실제로, 일부 화살표들 또는 다른 접속자들이 방법의 논리적 흐름만을 나타내는 데 사용될 수 있다. 실례로, 화살표는 묘사된 방법의 열거된 단계들 사이에서 불특정 기간의 대기 또는 모니터링 기간을 나타낼 수 있다. 또한, 특정 방법이 일어나는 순서는 도시된 해당 단계들의 순서를 엄격하게 따를 수도 따르지 않을 수도 있다.

펌웨어 및/또는 소프트웨어로 구현되는 경우, 상술한 기능들은 하나 이상의 명령 또는 코드로서 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 그 예들로는 데이터 구조로 인코딩된 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 및 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 컴퓨터 판독 가능 매체가 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 물리적 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically-erasable programmable read-only memory), CD-ROM(compact disc read-only memory) 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체일 수 있다. 디스크(disk) 및 디스크(disc)에는 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, 디지털 다용도 디스크(DVD), 플로피 디스크 및 블루-레이(Blu-ray) 디스크가 포함된다. 일반적으로, 디스크(disk)는 데이터를 자기적으로 재생하고, 디스크(disc)는 데이터를 광학적으로 재생한다. 상기한 것들의 조합들도 또한 컴퓨터-판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.

컴퓨터 판독 가능 매체 상의 저장에 추가하여, 명령들 및/또는 데이터가 통신 장치에 포함된 전송 매체 상에 신호들로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 통신 장치는 명령들 및 데이터를 나타내는 신호를 갖는 트랜시버를 포함할 수 있다. 명령들 및 데이터는 하나 이상의 프로세서로 하여금 청구 범위에 설명된 기능들을 구현하도록 구성된다.

본 개시 내용과 특정 대표적인 이점들이 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같은 개시 내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다양한 변경, 대체 및 변형이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 출원의 범위는 본 명세서에 설명된 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정 실시예들에 한정되는 것으로 의도되지 않는다. 당업자는 본 개시 내용으로부터, 본 명세서에 기술된 해당 실시예들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 현재 존재하거나 또는 이후에 개발될 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계가 활용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 그 범위 내에 그러한 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 포함하고자 한다.

Claims (20)

1. 제 1 버스;
   상기 제 1 버스에 결합된 AC 발전기;
   메인 버스;
   상기 제 1 버스와 상기 메인 버스 사이에 결합된 제 1 차단기; 및
   상기 제 1 차단기 및 상기 AC 발전기에 결합된 제 1 제어기를 포함하며,
   상기 제 1 제어기는:
   상기 메인 버스의 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하고;
   상기 제 1 버스를 상기 메인 버스에 결합하도록 상기 제 1 차단기를 투입하고(close);
   상기 메인 버스의 전력 파라미터를 미리 결정된 범위 내에 가져오기 위해 상기 발전기의 전력 출력을 조정하는 것을 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는, 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   제 2 버스;
   상기 제 2 버스에 결합된 부하;
   상기 제 2 버스와 상기 메인 버스 사이에 결합된 제 2 차단기; 및
   상기 제 2 차단기 및 상기 부하에 결합된 제 2 제어기를 더 포함하며,
   상기 제 2 제어기는:
   상기 메인 버스의 전력 파라미터의 상기 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하고;
   상기 메인 버스의 전력 파라미터를 상기 미리 결정된 범위 내에 가져오기 위해 상기 부하를 조정하는 것을 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는, 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 제어기에 의해 수행되는 상기 검출 단계는, 상기 메인 버스의 전력 파라미터가 적어도 임계값만큼 수용 가능한 값들의 미리 결정된 범위로부터 벗어난 것을 검출하는 것을 포함하고, 상기 부하를 조정하는 단계는 상기 메인 버스로부터 상기 제 2 버스를 분리하도록 상기 제 2 차단기를 개방하는 것을 포함하는, 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 제어기는 또한:
   상기 제 2 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출하고;
   상기 제 2 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출한 후 상기 제 2 차단기를 투입하는 것을 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는, 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 제어기는 또한 상기 제 1 차단기를 투입하기 전에 상기 제 1 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출하는 것을 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는, 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 제어기는 또한 상기 제 1 차단기를 투입하기 전에 상기 메인 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출하는 것을 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는, 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 제어기는 또한 상기 제 1 차단기를 투입하기 전에 상기 제 1 차단기에 결함이 없다는 것을 검출하는 것을 포함하는 단계들을 수행하도록 구성되는, 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 파라미터는 상기 메인 버스 상의 전력의 주파수를 포함하는, 장치.
9. 제 1 제어기에 의해, 메인 버스의 전력 파라미터의 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하는 단계;
   상기 제 1 제어기에 의해, 발전기에 결합된 제 1 버스와 상기 메인 버스 사이에 결합된 제 1 차단기를 투입하여 상기 제 1 버스를 상기 메인 버스에 결합하는 단계; 및
   상기 제 1 제어기에 의해, 상기 메인 버스의 전력 파라미터를 상기 미리 결정된 범위 내에 가져오기 위해 상기 발전기의 전력 출력을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    제 2 제어기에 의해, 상기 메인 버스의 전력 파라미터의 상기 미리 결정된 범위로부터의 이탈을 검출하는 단계; 및
    상기 메인 버스의 전력 파라미터를 상기 미리 결정된 범위 내에 가져오기 위해 제 2 버스에 결합된 부하를 조정하는 단계로서, 상기 제 2 버스는 제 2 차단기를 통해 상기 메인 버스에 결합되는, 상기 조정 단계를 더 포함하는, 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 제어기에 의해 수행되는 상기 검출 단계는 상기 메인 버스의 전력 파라미터가 적어도 임계값만큼 상기 미리 결정된 범위로부터 벗어난 것을 검출하는 단계를 포함하고, 상기 부하를 조정하는 단계는 상기 메인 버스로부터 상기 제 2 버스를 분리하도록 상기 제 2 차단기를 개방하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 부하의 스러스터(thruster)의 전력 출력을 조정하여 상기 제 2 차단기를 개방한 후 상기 스러스터의 셧다운을 방지하기 위해 상기 스러스터의 DC 버스 상의 전압을 미리 결정된 전압 범위 내에서 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 제어기에 의해, 상기 제 2 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출하는 단계; 및
    상기 제 2 제어기에 의해, 상기 제 2 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출한 후 상기 제 2 차단기를 투입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 제어기에 의해, 상기 제 1 차단기를 투입하기 전에 상기 제 1 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
15. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 제어기에 의해, 상기 제 1 차단기를 투입하기 전에 상기 메인 버스 상에 결함이 없다는 것을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
16. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 제어기에 의해, 상기 제 1 차단기를 투입하기 전에 상기 제 1 차단기에 결함이 없다는 것을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
17. 회로 차단기; 및
    차단기의 상태를 결정하기 위해 상기 차단기의 하나 이상의 물리적 특성들을 모니터링하도록 구성되는 상기 회로 차단기에 결합된 차단기 제어기를 포함하는, 회로 차단기.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 차단기 제어기는 또한 상기 차단기에 결합된 제 1 버스의 하나 이상의 전력 파라미터들을 모니터링하도록 구성되는, 회로 차단기.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 차단기 제어기는 또한 상기 차단기의 상태가 미리 결정된 상태 임계값 아래에 있다는 것을 검출한 경우 상기 차단기가 투입되는 것을 방지하도록 구성되는, 회로 차단기.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 차단기의 하나 이상의 물리적 특성들은:
    상기 차단기의 코일의 코일 단자 전압;
    상기 코일의 온도;
    상기 코일의 인덕턴스;
    상기 차단기 제어기가 상기 회로 차단기를 개방하거나 투입하는 명령을 발행하는 것과 상기 회로 차단기가 개방되거나 투입된다는 표시를 발행하는 것 사이의 기간;
    상기 차단기 제어기가 상기 회로 차단기를 개방하는 명령을 발행하는 것과 상기 회로 차단기의 앤빌(anvil)이 이동하기 시작하는 것 사이의 기간;
    상기 차단기에 인가되는 전류의 지속시간 및 크기로서 상기 앤빌이 상기 전류의 인가에 반응하는 속도와 비교한 상기 전류의 지속시간 및 크기;
    상기 차단기가 개방되거나 투입될 때 상기 차단기에 의해 야기된 진동;
    상기 차단기의 하우징 내부의 습도;
    상기 차단기의 하우징 내부의 자속;
    상기 차단기의 하우징 내부의 공기 압력; 및
    상기 차단기의 하우징 내부의 광 강도, 중 적어도 하나를 포함하는, 회로 차단기.

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