KR20190132060A - 셀프 파워 계전기 및 이의 오동작 방지 방법 - Google Patents

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Abstract

셀프 파워 계전기 이의 오동작 방지 방법에 대해 개시한다. 본 발명의 셀프 파워 계전기는 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력을 소스 전력으로 이용해서 미리 설정된 구동 전원 레벨로 변환함으로써, 자체적으로 구동 전원을 생성하는 셀프 파워 발생부, 및 구동 전원에 의해 동작하며, 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하고, 셀프 파워 발생부의 소스 전력 변화를 실시간으로 모니터하여 이상 발생시 셀프 파워 발생부와 자체의 계전 동작을 중단시키는 계전 동작부를 포함하는바, 자체 구동 전원을 생성하기 위한 소스 전류 및 전압의 불안정 상태를 확인함으로써 오동작을 방지할 수 있다.

Description

셀프 파워 계전기 및 이의 오동작 방지 방법{SHELF POWER RELAY AND METHOD FOR PREVENTING OPERATION ERROR THEREOF}
본 발명은 계전 동작 수행시 송배전 선로나 전력 계통의 전력을 자체 구동 전원으로 이용할 수 있도록 하고, 자체 구동 전원을 생성하기 위한 소스 전류 및 전압의 불안정 상태를 확인함으로써 오동작을 방지할 수 있도록 한 셀프 파워 계전기 및 이의 오동작 방지 방법에 관한 것이다.
송배전 선로, 전력 계통, 특정 전력 설비 등에 고장이 발생하면 과전압, 부족전압, 과전류, 주파수 변동 등이 발생하여, 전력 공급에 지장을 초래하고 설비에도 악영향을 미치게 된다. 이에, 고장 초기에 신속히 고장 구간을 전력 설비 등과 분리하여 고장에 따른 악영향을 최소화해야 한다.
이를 위해, 송배전 선로나 전력 계통 등에는 고장 여부를 실시간으로 감지하여, 고장 발생시 빠르게 차단기 등을 동작시키기 위한 장치들이 구성된다. 이렇게 송배전 선로나 전력 계통의 전력을 감지하여 고장 발생시 전력을 차단시키기 위한 장치로는 디지털 보호 계전기, 전원 관리 유닛(PMU, power management unit), 전력 계측기(Power Meter) 등이 이용된다.
디지털 보호 계전기, PMU, 전력 계측기 등은 전류 변성기(CT: Current Transformer)와 전압 변성기(PT: Potential Transformer) 등을 이용해 송배전 선로나 전력 계통 등의 아날로그 전압을 검출한다. 그리고 아날로그-디지털 변환기를 통해 아날로그 검출 전압을 디지털 값으로 변환하며, 지능형 전자장치(Intelligent Electronic Device) 등을 이용해서 송배전 선로나 전력 계통 등의 고장을 진단한다.
종래의 디지털 보호 계전기 등은 외부로부터 별도로 정격 전원을 입력받아서 자체의 구동 전원으로 이용하였다. 구체적으로, 종래의 디지털 보호 계전기 등은 외부로부터 별도로 220V/110V 등의 정격 전원이 입력되면, 이를 12V/5V 등으로 변환해서 자체 구동 전원으로 이용하였다. 이때는 정격 전원의 과전압이나 과전류 등의 영향을 최소화하기 위해, 12V/5V 등으로 변환된 구동 전원의 전압 또는 전류량을 미리 설정된 기준 전압이나 전류량과 비교해서 이상 여부를 확인하였고, 이상 발생시 페일 신호(Fail signal)를 발생시켜 전체 동작이 중단되도록 하였다.
그러나, 종래의 디지털 보호 계전기 등은 외부로부터 별도로 정격 전원을 입력받는 구조로 구성되었기 때문에, 각각의 계전기마다 별도로 정격 전원을 연결해주어야 했고, 정격 전원 연결이 어려운 곳에는 설치할 수 없게 되는 등의 문제가 있었다.
이에, 근래에는 송배전 선로나 전력 계통으로 전송되는 계통 전력을 자체적으로 구동 전원으로 변환해서 사용할 수 있도록 하는 방안이 제안되기도 하였으나, 이는 계통 전력이 불안정해지는 경우의 영향을 크게 받기 때문에 적용이 어려운 문제가 있었다. 즉, 계통 전력이 불안정해져서 계전기의 안정적인 동작에 충분한 전원 공급이 이루어지지 않으면 계전기의 온/오프 동작이 반복되기 때문에 그 안정성이 저하될 수밖에 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 계전 동작 수행시 송배전 선로나 전력 계통의 전력을 자체 구동 전원으로 이용할 수 있도록 하고, 자체 구동 전원을 생성하기 위한 소스 전류 및 전압의 불안정 상태를 실시간으로 확인함으로써, 오동작을 방지할 수 있도록 한 셀프 파워 계전기 이의 오동작 방지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 파워 계전기는 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력을 소스 전력으로 이용해서 미리 설정된 구동 전원 레벨로 변환함으로써, 자체적으로 구동 전원을 생성하는 셀프 파워 발생부, 및 구동 전원에 의해 동작하며, 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하고, 상기 셀프 파워 발생부의 소스 전력 변화를 실시간으로 모니터하여 이상 발생시 상기 셀프 파워 발생부와 자체의 계전 동작을 중단시키는 계전 동작부를 포함한다.
계전 동작부는 셀프 파워 발생부의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하며, 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 따라 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호(Fail Siginal)를 발생시켜서 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시킨다.
계전 동작부는 페일 신호 발생에 따른 계전 동작 중단 이후에는 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건으로 상기 3상 계통 전류를 샘플링하고, 다른 샘플링 조건으로 샘플링된 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하며, 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 부합하지 않게 되면 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 정상적으로 수행시킨다.
계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건은 3상 계통 전류의 이상 여부를 판단하기 위한 샘플링 주기보다 더 많은 주기로 설정됨과 아울러, 상기 샘플링 주기별 샘플링 수보다 더 많은 수로 샘플링되도록 설정된다,
복수의 이상 발생 조건은 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 부호로 유지되는 조건, 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 기울기로 변화하는 조건, 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 크기로 증가하거나 감소하는 조건, 및 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일하게 유지되는 조건, 중 적어도 하나의 조건으로 미리 설정된다.
셀프 파워 발생부는 송배전 선로나 전력 계통의 3상 계통 전력을 소스 전력으로 입력받는 소스 전력 입력부, 3상 계통 전력의 3상 계통 전압과 전류를 정류하는 정류 스위칭 회로부, 정류된 3상 계통 전압을 미리 설정된 정전압 레벨로 가변하는 전압 변환부, 및 정전압 레벨로 가변된 3상 계통 전압을 직류 전압으로 가변하여 상기 구동 전원을 생성하고 구동 전원을 상기 계전 동작부로 제공하는 DC 변환부를 포함한다.
계전 동작부는 송배전 선로나 전력 계통의 고장 발생시 상기 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하는 차단기, 셀프 파워 발생부의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력을 실시간으로 모니터하여 상기 이상 발생시 페일 신호를 발생시키는 이상 발생 감지부, 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 상기 차단기의 차단 동작을 제어함과 아울러, 상기 페일 신호 발생시 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 계전 제어부, 및 셀프 파워 발생부로부터 입력된 구동 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 레벨로 가변하여 상기 이상 발생 감지부와 상기 계전 제어부의 구동 전원으로 공급하는 자체 전원부를 포함한다.
상기 이상 발생 감지부는 전류 변성기와 전압 변성기 중 적어도 하나의 변성기를 이용해서 상기 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전류 및 전압을 검출하는 검출부, 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 모니터링부, 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건을 저장하고 상기 모니터링부에서 상기 이상 발생 조건에 따라 상기 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분 결과를 모니터할 수 있도록 지원하는 조건 저장부, 및 모니터링부 상기 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호를 발생시켜서 상기 계전 제어부와 상기 셀프 파워 발생부로 전송하는 페일 판단부를 포함한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 파워 계전기의 오동작 방지 방법은 셀프 파워 발생부에서 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력을 소스 전력으로 이용해서 미리 설정된 구동 전원 레벨로 변환함으로써 자체적으로 구동 전원을 생성하는 단계, 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하는 단계, 구동 전원에 의해 상기 셀프 파워 발생부의 소스 전력 변화를 실시간으로 모니터하여 이상 발생 판단시 자체의 계전 동작과 함께 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 단계를 포함한다.
셀프 파워 발생부와 상기 계전 동작을 중단시키는 단계는 셀프 파워 발생부의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하는 단계, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 단계, 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 따라 상기 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호(Fail Siginal)를 발생시키는 단계, 및 페일 신호에 따라 상기 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 단계를 포함한다.
셀프 파워 발생부와 상기 계전 동작을 중단시키는 단계는 페일 신호 발생에 따른 계전 동작 중단 이후에는 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건으로 상기 3상 계통 전류를 샘플링하는 단계, 다른 샘플링 조건으로 샘플링된 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 단계, 및 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 부합하지 않게 되면 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 정상적으로 수행시키는 단계를 포함한다.
상기 자체 구동 전원 생성 단계는 상기 송배전 선로나 전력 계통의 3상 계통 전력을 소스 전력으로 입력받는 단계, 상기 3상 계통 전력의 3상 계통 전압과 전류를 정류하는 단계, 정류된 3상 계통 전압을 미리 설정된 정전압 레벨로 가변시키는 단계, 및 정전압 레벨로 가변된 3상 계통 전압을 직류 전압으로 가변하여 상기 구동 전원을 생성하고 상기 구동 전원을 계전 동작부로 제공하는 단계를 포함한다.
상기 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하는 단계는 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 상기 차단기의 차단 동작을 제어함과 아울러, 페일 신호 발생시 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 단계, 및 셀프 파워 발생부로부터 입력된 구동 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 레벨로 가변하여 이상 발생 감지부와 계전 제어부의 구동 전원으로 공급하는 단계를 포함한다.
셀프 파워 발생부와 상기 계전 동작을 중단시키는 단계는 전류 변성기와 전압 변성기 중 적어도 하나의 변성기를 이용해서 상기 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전류 및 전압을 검출하는 단계, 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 단계, 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건을 저장하고 상기 모니터링부에서 상기 이상 발생 조건에 따라 상기 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분 결과를 모니터할 수 있도록 지원하는 단계, 및 모니터링부에서 상기 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호를 발생시켜서 상기 계전 제어와 상기 셀프 파워 발생부로 전송하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 셀프 파워 계전기 이의 오동작 방지 방법은 계전 동작 수행시 송배전 선로나 전력 계통의 전력을 자체 구동 전원으로 이용할 수 있도록 하고, 자체 구동 전원을 생성하기 위한 소스 전류 및 전압의 불안정 상태를 실시간으로 모니터하여 이상 발생 여부를 확인할 수 있다.
이에, 셀프 파워 적용시 소스 전력으로 사용되는 계통 전력에 과전압 또는 과전류가 발생하거나 충분한 전력량이 공급되지 않으면 실시간으로 이를 감지하여 계전기의 오동작을 방지할 수 있다. 특히 본 발명에서는 소스 전력으로 사용되는 계통 전력의 모니터링시 소프트웨어적인 알고리즘을 이용해 계통 전력의 전력량 변화를 확인할 수 있기 때문에 잡음이나 오샘플의 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 소스 전력으로 사용되는 계통 전력의 전류량 변화를 미리 설정된 주기로 샘플링해서 여러 조건으로 이상 여부를 확인할 수 있도록 함으로써 이상 검출 효율과 계전기의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 파워 계전기를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 계전 동작부 및 셀프 파워 발생부를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이상 발생 감지부를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 이상 발생 감지부에서 검출된 계통 전력 변화 샘플링 신호들을 각각 나타낸 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 파워 계전기의 동작 방법을 순차적으로 설명하기 위한 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하, 본 발명의 셀프 파워 계전기 이의 오동작 방지 방법에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 파워 계전기를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 셀프 파워 계전기는 셀프 파워 발생부(200), 및 계전 동작부(100)를 포함한다. 도면에는 셀프 파워 발생부(200)와 계전 동작부(100)가 별도로 구성된 구성이 도시되었으나, 셀프 파워 발생부(200)는 계전 동작부(100)에 포함되도록 일체로 구성될 수 있다.
셀프 파워 발생부(200)는 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력을 소스 전력으로 이용해서 미리 설정된 구동 전원 레벨로 변환함으로써, 자체적으로 구동 전원을 생성한다. 그리고 생성된 구동 전원은 계전 동작부(100)로 실시간으로 전송된다.
송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력이 불안정해지면, 계통 전력을 소스 전력으로 이용하는 셀프 파워 발생부(200)의 구동 전원 또한 불안정해질 수밖에 없다. 즉, 계통 전력이 불안정해져서 계전 동작부(100)의 안정적인 동작에 충분한 전원 공급이 이루어지지 않으면 계전 동작부(100)가 계속해서 온/오프 동작을 반복하게 되기 때문에 그 안정성이 저하될 수밖에 없다. 이에, 셀프 파워 발생부(200)에 입력되는 소스 전력 변화를 실시간으로 모니터해서 소스 전력이 불안정해질 때는 계전 동작부(100)의 자체 구동을 사전에 차단함이 바람직할 것이다.
이에, 계전 동작부(100)에서는 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력 변화를 실시간으로 모니터하여 이상 발생시, 셀프 파워 발생부(200)와 자체의 계전 동작을 중단시킨다.
이러한 계전 동작부(100)는 우선 셀프 파워 발생부(200)로부터의 구동 전원에 의해 동작하며, 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 실시간으로 계측하여 고장 발생시 부하(300)로 전송되는 계통 전력을 차단하는 동작을 수행한다. 그리고 계통 전력의 고장 발생시에는 외부 정격전원에 의해 동작하면서 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하면서 자체 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 계전 동작을 중단시키게 된다.
계전 동작부(100)는 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량 계측 결과에 따라 부하(300)로 전송되는 계통 전력을 차단하는 동작을 수행하면서도, 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력 변화를 실시간으로 모니터하여, 이상 발생시 셀프 파워 발생부(200)와 자체의 계전 동작을 중단시키게 된다.
구체적으로, 계전 동작부(100)는 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링한다. 그리고 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터한다. 이때, 계전 동작부(100)는 관리자에 의해 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 따라 3상 계통 전류의 이상 여부를 실시간으로 판단한다.
계전 동작부(100)는 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면, 페일 신호(Fail Siginal)를 발생시켜서 자체의 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 동작을 중단시킨다.
3상 계통 전류의 이상 발생에 따라 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 동작을 중단시킨 후에도, 3상 계통 전류가 안정되면 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 동작을 다시 수행시킬 수 있도록 3상 계통 전류를 실시간으로 모니터한다. 3상 계통 전류의 이상 발생시, 계전 동작부(100)는 외부로부터의 정격 전원(inV)를 이용해 동작한다.
계전 동작부(100)는 페일 신호 발생에 따른 계전 동작 중단 이후, 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건으로 3상 계통 전류를 샘플링한다. 계전 동작을 복구 시키기 위한 샘플링 조건은 이상 발생 판단을 위한 샘플링 조건보다 더 강화된 조건임이 바람직하다.
이렇게, 계전 동작부(100)는 더욱 강화된 샘플링 조건으로 샘플링된 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터한다. 그리고 계전 동작부(100)는 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 부합하지 않게 되면 자체의 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 동작을 정상적으로 수행시킨다. 계전 동작부(100)의 세부 구성과 오동작 방지 방법에 대한 기술 특징은 이후에 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 계전 동작부 및 셀프 파워 발생부를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 셀프 파워 발생부(200)는 소스 전력 입력부(210), 정류 스위칭 회로부(220), 전압 변환부(230), 및 DC 변환부(240)를 포함한다.
소스 전력 입력부(210)는 송배전 선로나 전력 계통의 3상 계통 전력을 소스 전력으로 입력받아서 정류 스위칭 회로부(220)로 전송한다. 이를 위해, 소스 전력 입력부(210)는 복수의 제1 전류 변성기(CT1: Current Transformer)와 전압 변성기(Potential Transformer) 등을 이용해 송배전 선로나 전력 계통 등의 전류 및 전압을 검출한다. 이때, 소스 전력 입력부(210)는 복수의 제1 전류 변성기(CT1)를 통해 3상 계통 전력의 3상 계통 전류를 정류 스위칭 회로부(220)로 전송할 수 있다.
정류 스위칭 회로부(220)는 스위칭 회로와 브릿지 회로 구성 등의 정류 회로를 이용하여 3상 계통 전력의 3상 계통 전압과 전류를 정류한다. 그리고 정류된 3상 계통 전압과 전류는 전압 변환부(230)로 전송한다.
전압 변환부(230)는 정전류 및 정전압 변류 회로와 변압기를 이용하여 정류된 3상 계통 전압을 미리 설정된 정전압 레벨로 가변시켜 DC 변환부(240)로 전송한다.
DC 변환부(240)에서는 정전압 레벨로 가변된 3상 계통 전압을 직류 전압(DC)으로 가변하여 자체 구동 전원을 생성하고, 생성된 구동 전원을 계전 동작부(100)로 제공하게 된다.
정류 스위칭 회로부(220), 전압 변환부(230), 및 DC 변환부(240) 중 적어도 하나의 구성부에는 3상 계통 전압이나 전류를 차단하는 스위칭 회로가 구성되어, 계전 동작부(100)로부터의 페일 신호에 따라 3상 계통 전압이나 전류를 차단할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 계전 동작부(100)는 정격 전원부(110), 자체 전원부(120), 계전 제어부(130), 차단기(140), 및 이상 발생 감지부(150)를 포함한다.
구체적으로, 정격 전원부(110)는 외부로부터의 정격 전원(inV)을 입력받아 구동 전압 레벨로 변환해서 이용할 수 있다. 정격 전원부(110)는 셀프 파워 발생부(200)로부터 구동 전원이 입력되지 않는 경우 이용된다. 그리고 3상 계통 전류의 이상 발생시에도 비상 전원으로 이용된다.
자체 전원부(120)에서는 셀프 파워 발생부(200)로부터 입력된 구동 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 레벨(예를 들어, 5V 또는 12V 등)로 가변하여, 이상 발생 감지부(150)와 계전 제어부(130) 등에 구동 전원으로 공급한다.
차단기(140)는 송배전 선로나 전력 계통의 고장 발생시, 계전 제어부(130)의 제어에 따라 부하(300)로 전송되는 계통 전력(Va,Vb,Vc)을 차단한다.
이상 발생 감지부(150)는 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력을 실시간으로 모니터하여, 이상 발생시 페일 신호를 발생시키고, 발생된 페일 신호를 계전 제어부(130)와 셀프 파워 발생부(200)로 전송한다. 이를 위해, 이상 발생 감지부(150)는 제2 전류 변성기(CT2)를 통해 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력 입력단으로부터 3상 계통 전력을 입력받는다.
이때, 이상 발생 감지부(150)는 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링한다. 그리고 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터한다. 이에, 3상 계통 전류의 이상 여부를 실시간으로 판단하여 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면, 페일 신호를 발생시키게 된다.
이상 발생 감지부(150)는 구동 전원이 차단되더라도 실시간으로 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력에 대한 이상 발생 여부를 확인해야 하므로, 별도의 외부 전원이나 비상 배터리를 통한 전원을 자체 구동 전원으로 입력받을 수 있다.
계전 제어부(130)는 MCU, CPU 등의 마이크로 프로세싱 유닛을 구비한 지능형 전자장치(Intelligent Electronic Device)를 포함해서 구성될 수 있다. 이러한 계전 제어부(130)는 실시간으로 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 차단기(140)의 차단 동작을 제어한다.
또한, 계전 제어부(130)는 이상 발생 감지부(150)에서 페일 신호가 발생하여 페일 신호가 입력되면 페일 신호가 입력되는 기간에 자체의 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 구동 전원 생성 동작을 중단시킨다.
한편, 계전 동작부(100)는 외부로부터의 정격 전원을 입력받아서 입력된 정격 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 레벨(예를 들어, 5V 또는 12V 등)로 가변하여, 이상 발생 감지부(150)와 계전 제어부(130) 등에 구동 전원으로 공급하는 외부 전원 입력부(110)를 더 포함할 수 있다.
이에, 계전 제어부(130)는 외부 전원을 통한 구동 전원이 미리 설정된 기준 전압이나 기준 전류량 이하로 낮아지는지 여부 즉, 계전 제어부(130)의 안정적인 동작에 충분한 레벨로 전원이 공급되는지를 실시간으로 확인한다. 그리고 외부 전원에 이상이 발생하면 자체 페일 신호를 발생시킬 수 있으며, 자체 발생된 페일 신호와 이상 발생 감지부(150)에서 입력된 페일 신호에 차단기(140)의 차단 여부를 결정할 수 있다.
다시 말해, 계전 제어부(130)는 자체 페일 신호만 발생된 상태에서는 셀프 파워 발생부(200)의 구동 전원을 이용해 동작할 수 있으며, 이상 발생 감지부(150)에서만 페일 신호가 발생된 상태에서는 외부 전원 입력부(110)를 통해 입력되는 전원을 이용해 동작할 수 있다.
만일, 이상 발생 감지부(150)에서도 페일 신호가 발생되고 자체적으로 자체 페일 신호도 발생되면, 자체의 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 구동 전원 생성 동작을 모두 중단시킨다. 이후, 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 구동 전원 생성 동작을 다시 수행시키기 위해서는 더욱 강화된 조건에 의해 페일 신호가 해제 되어야만 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 구동 전원 생성 동작을 다시 수행시킬 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 이상 발생 감지부를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3에 도시된, 이상 발생 감지부(150)는 검출부(151), 모니터링부(152), 조건 저장부(153), 페일 판단부(154)를 포함한다.
구체적으로, 검출부(151)는 전류 변성기와 전압 변성기 중 적어도 하나의 변성기를 이용해서 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전류 및 전압을 검출한다. 이때, 검출부(151)에서는 제2 전류 변성기(CT2)를 통해 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력 입력단으로부터 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)을 입력받는다. 그리고 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)을 모니터링부(152)로 전송한다.
모니터링부(152)는 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터한다.
이때, 조건 저장부(153)에서는 관리자로부터 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건을 저장하고 모니터링부(152)에서 이상 발생 조건에 따라 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분 결과를 모니터할 수 있도록 지원하게 된다.
이에 따라, 모니터링부(152)에서는 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 이상 발생 조건에 따라 상기 차분된 값을 비교함으로써, 이상 발생 여부를 판단하게 된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 도 3의 이상 발생 감지부에서 검출된 계통 전력 변화 샘플링 신호들을 각각 나타낸 파형도이다.
먼저, 도 4의 A 파형으로 도시된 바와 같이, 모니터링부(152)는 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터한다.
구체적으로, 이때 모니터링부(152)는 미리 설정된 주파수(예를 들어, 60Hz 주파수)에 맞게 인터럽트 카운터 신호에 따라 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)의 전류 변화를 샘플링하고, 미리 설정된 주기(예를 들어, 5 사이클 주기)로 샘플링 데이터를 취득한다.
이어, 모니터링부(152)는 취득한 샘플링 데이터를 미리 설정된 주기(예를 들어, 1 사이클 주기(60Hz에서 16.67ms)) 마다 저장하고, 이를 별도의 웨이브 버퍼에 저장한다. 샘플링 완료 이후에 전류 변화 분석을 위한 이산 푸리에 변환(Fourier Transform) 등의 알고리즘을 수행할 수 있다.
모니터링부(152)에서 이상 발생 여부를 확인할 때는, 미리 설정된 샘플링 개수에 따라 샘플링된 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 비교한다.
이때는, 조건 저장부(153)에서 지원하는 이상 발생 조건에 따라 비교하는데, 여기서 복수의 이상 발생 조건은 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 부호로 유지되는 조건, 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 기울기로 변화하는 조건, 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 크기로 증가하거나 감소하는 조건, 및 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일하게 유지되는 조건, 중 적어도 하나의 조건이 적용될 수 있다.
이러한 조건에 따라, 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 비교한 차분 값이 동시에 일정 크기(예를 들어, 2.5A에 준하는 크기) 이상 연속되었다면, 부호를 확인한다.
이에, 도 4의 C 파형으로 도시된 바와 같이, 3상의 샘플링 차분 값 부호(예를 들어, 정극성 또는 부극성)가 동시에 서로 같은 상태에서 미리 설정된 주기(예를 들어, 4 샘플링 주기) 동안 유지가 되었다면, 이상 발생을 판단할 수 있다. 이때 이상 발생 카운터를 발생시킬 수 있는데, 만일 이상 발생 카운터가 미리 설정된 소정의 횟수(예를 들어, 3회) 이상 카운트되면 이상이 발생한 것을 판단하여 페일 신호가 발생되도록 할 수 있다.
한편, 모니터링부(152)에서 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 비교하는 과정에서 3상 계통 전류에 노이즈가 부가된 노이즈 인가 상태를 분석할 수 있다.
도 4의 B 파형으로 도시된 바와 같이, 노이즈가 발생된 경우에는 상 계통 전류의 샘플링 값에 대한 위상은 동일하게 유지되면 그 변화 크기만 일정하게 가변된다. 이에, 모니터링부(152)는 노이즈 특성을 감안하여 3상 계통 전류에 노이즈가 발생된 경우에는 노이즈는 제거하여 3상 계통 전류의 이상 발생 여부만 판단할 수 있다.
이에, 페일 판단부(154)에서는 모니터링부(152)에서 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호를 발생시켜서 계전 제어부(130)와 셀프 파워 발생부(200)로 전송하게 된다.
이상 발생 감지부(150)의 모니터링부(152)에서는 페일 신호 발생에 따른 계전 동작 중단 이후에는 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건으로 3상 계통 전류를 샘플링한다. 계전 동작을 복구시키기 위한 샘플링 조건은 이상 발생 판단을 위한 샘플링 조건보다 더 강화된 조건임이 바람직하다.
즉, 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건은 3상 계통 전류의 이상 여부를 판단하기 위한 샘플링 주기보다 더 많은 주기로 설정됨과 아울러, 샘플링 주기별 샘플링 수 보다 더 많은 수로 샘플링되도록 설정됨이 바람직하다.
이렇게, 모니터링부(152)는 더욱 강화된 샘플링 조건으로 샘플링된 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터한다. 그리고 계전 동작부(100)는 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 부합하지 않게 되면 자체의 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 동작을 정상적으로 수행시킨다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 파워 계전기의 동작 방법을 순차적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하여, 셀프 파워 계전기의 동작 방법을 순서대로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이상 발생 감지부(150)의 조건 저장부(153)에는 3상 계통 전류를 샘플링 하기 위한 샘플링 주기(예를 들어, 4 사이클 주기 이상), 각 샘플링 주기별 샘플링 수, 적어도 하나의 이상 발생 조건, 계전 동작 중단을 해제하기 위한 다른 조건 등이 미리 설정된다.(ST1)
이후, 검출부(151)에서는 제2 전류 변성기(CT2)를 통해 셀프 파워 발생부(200)의 소스 전력 입력단으로부터 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)을 입력받아 모니터링부(152)로 전송한다.
그리고 모니터링부(152)에서는 미리 설정된 주파수(예를 들어, 60Hz 주파수)에 맞게 인터럽트 카운터 신호에 따라 3상 계통 전력(Va,Vb,Vc)의 전류 변화를 샘플링하고, 미리 설정된 주기(예를 들어, 5 사이클 주기)로 샘플링 데이터를 취득한다.(ST2)
모니터링부(152)는 취득한 샘플링 데이터를 미리 설정된 주기(예를 들어, 1 사이클 주기(60Hz에서 16.67ms)) 마다 저장하고, 이를 별도의 웨이브 버퍼에 저장한다. 샘플링 완료 이후에 전류 변화 분석을 위한 이산 푸리에 변환(Fourier Transform) 등의 알고리즘을 수행할 수 있다.(ST3)
그리고 모니터링부(152)는 특성을 감안하여 3상 계통 전류에 노이즈가 발생된 경우에는 노이즈는 제거하여 3상 계통 전류의 이상 발생 여부만 실시간으로 확인한다.(ST4)
이후, 모니터링부(152)는 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 비교한 차분 값이 동시에 일정 크기(예를 들어, 2.5A에 준하는 크기) 이상 연속되었다면, 부호를 확인한다. 그리고 3상의 샘플링 차분 값 부호(예를 들어, 정극성 또는 부극성)가 동시에 서로 같은 상태에서 미리 설정된 주기(예를 들어, 4 샘플링 주기) 동안 유지가 되었다면, 이상 발생을 판단할 수 있다(ST5). 이때 이상 발생 카운터를 발생시킬 수 있는데, 만일 이상 발생 카운터가 미리 설정된 소정의 횟수(예를 들어, 3회) 이상 카운트 되면 이상이 발생한 것을 판단하여 페일 신호가 발생되도록 할 수 있다.
이전에 페일 신호가 발생된 상태라면(ST6), 계전 동작 중단 이후에는 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건에 따라 3상 계통 전류를 다시 샘플링하고 이상 여부를 다시 확인한다.(ST7)
반면, 현재에 페일 신호가 발생된 상태라면 페일 신호의 해제 여부를 재확인할 수 있다.(ST8) 이때는 더욱 강화된 샘플링 조건으로 샘플링된 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터한다.
그리고 계전 동작부(100)는 미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 부합하지 않게 되면 자체의 계전 동작과 셀프 파워 발생부(200)의 동작을 정상적으로 수행시킨다.(ST9)
이상에서 전술한 바와 같이, 상기와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 셀프 파워 계전기 이의 오동작 방지 방법은 계전 동작 수행시 송배전 선로나 전력 계통의 전력을 자체 구동 전원으로 이용할 수 있도록 하고, 자체 구동 전원을 생성하기 위한 소스 전류 및 전압의 불안정 상태를 실시간으로 모니터하여 이상 발생 여부를 확인할 수 있다.
이에, 셀프 파워 적용시 소스 전력으로 사용되는 계통 전력에 과전압 또는 과전류가 발생하거나 충분한 전력량이 공급되지 않으면 실시간으로 이를 감지하여 계전기의 오동작을 방지할 수 있다. 특히 본 발명에서는 소스 전력으로 사용되는 계통 전력의 모니터링시 소프트웨어적인 알고리즘을 이용해 계통 전력의 전력량 변화를 확인할 수 있기 때문에 잡음이나 오샘플의 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 소스 전력으로 사용되는 계통 전력의 전류량 변화를 미리 설정된 주기로 샘플링해서 여러 조건으로 이상 여부를 확인할 수 있도록 함으로써 이상 검출 효율과 계전기의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100: 계전 동작부
120: 자체 전원부
130: 계전 제어부
140: 차단기
150: 이상 발생 감지부
200: 셀프 파워 발생부
210: 소스 전력 입력부
220: 정류 스위칭 회로부
230: 전압 변환부
240: DC 변환부

Claims (14)

  1. 계통 전력을 소스 전력으로 이용해서 미리 설정된 구동 전원 레벨로 변환함으로써, 자체 구동전원을 생성하는 셀프 파워 발생부; 및
    상기 자체 구동전원으로 동작하면서 상기 계통 전력의 전력량을 실시간으로 계측하고, 상기 계통 전력의 고장 발생시에는 외부 정격전원에 의해 동작하면서 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하면서 자체 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부 동작을 중단시키는 계전 동작부를 포함하는,
    셀프 파워 계전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계전 동작부는
    상기 셀프 파워 발생부의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하며,
    미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 따라 상기 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호(Fail Siginal)를 발생시켜서 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는,
    셀프 파워 계전기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 계전 동작부는
    상기 페일 신호 발생에 따른 계전 동작 중단 이후에는 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건으로 상기 3상 계통 전류를 샘플링하고,
    상기 다른 샘플링 조건으로 샘플링된 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하며,
    미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 부합하지 않게 되면 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 정상적으로 수행시키는,
    셀프 파워 계전기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건은
    상기 3상 계통 전류의 이상 여부를 판단하기 위한 샘플링 주기보다 더 많은 주기로 설정됨과 아울러, 상기 샘플링 주기별 샘플링 수보다 더 많은 수로 샘플링되도록 설정된,
    셀프 파워 계전기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 이상 발생 조건은
    상기 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 부호로 유지되는 조건,
    상기 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 기울기로 변화하는 조건,
    상기 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일한 크기로 증가하거나 감소하는 조건, 및
    상기 3상 계통 전류의 샘플링 값이 미리 설정된 기간이나 주기 동안 동일하게 유지되는 조건, 중 적어도 하나의 조건으로 미리 설정된,
    셀프 파워 계전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀프 파워 발생부는
    송배전 선로나 전력 계통의 3상 계통 전력을 소스 전력으로 입력받는 소스 전력 입력부;
    상기 3상 계통 전력의 3상 계통 전압과 전류를 정류하는 정류 스위칭 회로부;
    상기 정류된 3상 계통 전압을 미리 설정된 정전압 레벨로 가변하는 전압 변환부; 및
    상기 정전압 레벨로 가변된 3상 계통 전압을 직류 전압으로 가변하여 상기 구동 전원을 생성하고 상기 구동 전원을 상기 계전 동작부로 제공하는 DC 변환부를 포함하는,
    셀프 파워 계전기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 계전 동작부는
    상기 송배전 선로나 전력 계통의 고장 발생시 상기 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하는 차단기;
    상기 셀프 파워 발생부의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력을 실시간으로 모니터하여 상기 이상 발생시 페일 신호를 발생시키는 이상 발생 감지부;
    상기 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 상기 차단기의 차단 동작을 제어함과 아울러, 상기 페일 신호 발생시 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 계전 제어부; 및
    상기 셀프 파워 발생부로부터 입력된 구동 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 레벨로 가변하여 상기 이상 발생 감지부와 상기 계전 제어부의 구동 전원으로 공급하는 자체 전원부를 포함하는,
    셀프 파워 계전기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이상 발생 감지부는
    전류 변성기와 전압 변성기 중 적어도 하나의 변성기를 이용해서 상기 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전류 및 전압을 검출하는 검출부;
    상기 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 모니터링부;
    미리 설정된 복수의 이상 발생 조건을 저장하고 상기 모니터링부에서 상기 이상 발생 조건에 따라 상기 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분 결과를 모니터할 수 있도록 지원하는 조건 저장부; 및
    상기 모니터링부 상기 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호를 발생시켜서 상기 계전 제어부와 상기 셀프 파워 발생부로 전송하는 페일 판단부를 포함하는,
    셀프 파워 계전기.
  9. 셀프 파워 발생부에서 계통 전력을 소스 전력으로 이용해서 미리 설정된 구동 전원 레벨로 변환함으로써 자체 구동전원을 생성하는 단계;
    상기 자체 구동전원으로 동작하면서 상기 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여, 상기 계통 전력의 고장 발생시에는 외부 정격전원에 의해 동작하면서 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하는 단계;
    상기 셀프 파워 발생부의 소스 전력 변화를 실시간으로 모니터하여 이상 발생 판단시 자체의 계전 동작과 함께 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 단계를 포함하는,
    셀프 파워 계전기의 오동작 방지 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 셀프 파워 발생부와 상기 계전 동작을 중단시키는 단계는
    상기 셀프 파워 발생부의 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하는 단계;
    상기 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 단계,
    미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 따라 상기 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호(Fail Siginal)를 발생시키는 단계; 및
    상기 페일 신호에 따라 상기 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 단계를 포함하는,
    셀프 파워 계전기의 오동작 방지 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 셀프 파워 발생부와 상기 계전 동작을 중단시키는 단계는
    상기 페일 신호 발생에 따른 계전 동작 중단 이후에는 계전 동작 중단에 의한 다른 샘플링 조건으로 상기 3상 계통 전류를 샘플링하는 단계;
    상기 다른 샘플링 조건으로 샘플링된 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 단계; 및
    미리 설정된 복수의 이상 발생 조건에 부합하지 않게 되면 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 정상적으로 수행시키는 단계를 포함하는,
    셀프 파워 계전기의 오동작 방지 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 자체 구동 전원 생성 단계는
    상기 송배전 선로나 전력 계통의 3상 계통 전력을 소스 전력으로 입력받는 단계;
    상기 3상 계통 전력의 3상 계통 전압과 전류를 정류하는 단계;
    상기 정류된 3상 계통 전압을 미리 설정된 정전압 레벨로 가변시키는 단계; 및
    상기 정전압 레벨로 가변된 3상 계통 전압을 직류 전압으로 가변하여 상기 구동 전원을 생성하고 상기 구동 전원을 계전 동작부로 제공하는 단계를 포함하는,
    셀프 파워 계전기의 오동작 방지 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 부하로 전송되는 계통 전력을 차단하는 단계는
    상기 송배전 선로나 전력 계통의 계통 전력량을 계측하여 고장 발생시 상기 차단기의 차단 동작을 제어함과 아울러, 페일 신호 발생시 자체의 계전 동작과 상기 셀프 파워 발생부의 동작을 중단시키는 단계; 및
    상기 셀프 파워 발생부로부터 입력된 구동 전원의 전압 레벨을 미리 설정된 레벨로 가변하여 이상 발생 감지부와 계전 제어부의 구동 전원으로 공급하는 단계를 포함하는,
    셀프 파워 계전기의 오동작 방지 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 셀프 파워 발생부와 상기 계전 동작을 중단시키는 단계는
    전류 변성기와 전압 변성기 중 적어도 하나의 변성기를 이용해서 상기 소스 전력으로 이용되는 3상 계통 전류 및 전압을 검출하는 단계;
    상기 3상 계통 전력의 전류 변화를 미리 설정된 주기로 각각 샘플링하고, 미리 설정된 샘플링 개수에 따른 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분하여 상기 3상 계통 전류의 변화를 실시간으로 모니터하는 단계;
    미리 설정된 복수의 이상 발생 조건을 저장하고 상기 모니터링부에서 상기 이상 발생 조건에 따라 상기 3상 계통 전류의 샘플링 값을 차분 결과를 모니터할 수 있도록 지원하는 단계; 및
    상기 모니터링부에서 상기 3상 계통 전류의 이상 발생이 판단되면 페일 신호를 발생시켜서 상기 계전 제어와 상기 셀프 파워 발생부로 전송하는 단계를 포함하는,
    셀프 파워 계전기의 오동작 방지 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102322283B1 (ko) * 2021-05-21 2021-11-05 주식회사 부림테크 주상 변압기용 디지털 보호 계전 장치
KR102695714B1 (ko) * 2023-11-16 2024-08-14 남정덕 태양광 설비에 적용되는 원격 통신 기능을 갖는 자동 복구형 계전기 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11112466B2 (en) * 2019-10-13 2021-09-07 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Equipment failure detection in an electric power system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001016761A (ja) * 1999-06-03 2001-01-19 General Electric Co <Ge> 電子式トリップ装置及びそれによる保護方法
KR20040037811A (ko) * 2002-10-30 2004-05-07 김종백 자기진단형 안전 계전기
KR100961186B1 (ko) * 2008-05-20 2010-06-09 숭실대학교산학협력단 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 새로운 보호협조방법
KR20110101478A (ko) * 2010-03-08 2011-09-16 엘에스산전 주식회사 디지털 보호 계전기

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4335437A (en) * 1980-04-15 1982-06-15 Westinghouse Electric Corp. Circuit interrupter with energy management functions
US6018700A (en) 1998-02-19 2000-01-25 Edel; Thomas G. Self-powered current monitor
JP2001359297A (ja) * 2000-06-14 2001-12-26 Toshiba Corp 負荷制御装置
US20050094338A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-05 Timothy Minteer Recloser control apparatus compatible with various reclosers for protection of power systems
CN101442200A (zh) 2008-12-25 2009-05-27 西安远征智能软件有限公司 自供电数字过流继电器
US8666685B2 (en) 2011-04-19 2014-03-04 Schneider Electronic IT Corporation System of intelligent sensors in an electrical panelboard
US9583942B2 (en) 2011-04-20 2017-02-28 Reliance Controls Corporation Transfer switch for automatically switching between alternative energy source and utility grid
CN102955432B (zh) 2011-08-31 2014-12-03 上海电科博耳电器开关有限公司 多功能智能断路器
JP5944177B2 (ja) * 2012-02-15 2016-07-05 株式会社東芝 保護継電装置及び保護継電システム
JP5932477B2 (ja) * 2012-05-18 2016-06-08 株式会社東芝 保護継電装置及び電力供給回路
US9124204B2 (en) * 2012-05-18 2015-09-01 Mitsubishi Electric Corporation Inverter device
CN102855729B (zh) 2012-08-25 2016-01-06 于宝成 自取电剩余电流式电气火灾监控系统
CN104701970B (zh) 2015-02-03 2018-04-06 浙江正泰电器股份有限公司 电源自动转换开关的控制器
CN105375435B (zh) 2015-11-30 2018-06-26 深圳市中电电力技术股份有限公司 基于三相电流感应取电和跳闸的自供电保护装置及系统
TWM522458U (zh) 2015-12-29 2016-05-21 Jarvish Inc 電源自動管理切換系統

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001016761A (ja) * 1999-06-03 2001-01-19 General Electric Co <Ge> 電子式トリップ装置及びそれによる保護方法
KR20040037811A (ko) * 2002-10-30 2004-05-07 김종백 자기진단형 안전 계전기
KR100961186B1 (ko) * 2008-05-20 2010-06-09 숭실대학교산학협력단 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 새로운 보호협조방법
KR20110101478A (ko) * 2010-03-08 2011-09-16 엘에스산전 주식회사 디지털 보호 계전기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102322283B1 (ko) * 2021-05-21 2021-11-05 주식회사 부림테크 주상 변압기용 디지털 보호 계전 장치
KR102695714B1 (ko) * 2023-11-16 2024-08-14 남정덕 태양광 설비에 적용되는 원격 통신 기능을 갖는 자동 복구형 계전기 시스템

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