KR20200122843A - 디지털보호계전기 및 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 예시는 전력계통에 구비되고 교류전원으로 구동되는 디지털보호계전기에 있어서, 상기 교류전원에 기초하여 디지털구동전원을 공급하는 전원공급부, 상기 디지털구동전원을 공급 받고, 상기 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 일반모드로 동작하며, 상기 교류전원에 대응한 제 1 장애알림신호 및 상기 디지털구동전원에 대응한 제 2 장애알림신호에 기초하여 상기 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 동작하는 메인제어부, 및 상기 디지털구동전원을 공급 받고, 상기 계전기능에 대응한 계전데이터 및 상기 계전데이터의 누적에 대응한 이력관리데이터를 보유하는 메모리부를 포함하는 디지털보호계전기를 제공한다.

Description

디지털보호계전기 및 그의 구동방법{DIGITAL PROTECTION RELAY AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 디지털보호계전기 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

전력계통 등의 전기 시스템에 고장이 발생한 경우, 고장이 발생한 영역(이하, "고장영역"이라 함)으로 인한 과도한 전류 또는 높은 전압이 정상영역으로 인가됨으로써, 고장영역이 확장될 수 있다. 이러한 고장영역의 확장을 방지하기 위하여, 전기 시스템은 각 영역에 배치된 보호계전기를 포함하는 것이 일반적이다.

보호계전기는 소정의 계전설정정보에 기초하여 각 계전요소에 대응한 고장을 감지하면, 개폐부를 트립(trip)하여 전력계통의 고장영역을 차단하는 계전기능을 제공한다. 일 예로, 보호계전기는 전력계통으로부터 전력회로의 전압 및 전류 등과 같은 아날로그 정보와 디지털 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 적어도 하나의 계전요소의 이상 여부를 감지할 수 있다. 이때, 이상을 감지하면 차단기를 트립(trip)하여 고장영역을 전력계통으로부터 분리시킨다.

이러한 보호계전기는 상용의 교류전원으로 구동될 수 있다.

그런데, 상용전원에서 정전이 발생하는 경우, 불안정한 상태의 전원으로 인해, 보호계전기에 구비된 데이터저장수단 또는 연산수단이 불안정하게 동작할 수 있다. 이에 따라, 보호계전기에 보유된 데이터의 손상 또는 오류가 발생될 수 있는 문제점과, 그로 인해 보호계전기의 데이터에 대한 신뢰도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 정전으로 인한 데이터의 손상 또는 오류를 방지할 수 있는 보호계전기 및 그의 구동방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예시는 전력계통에 구비되고 교류전원을 공급 받는 디지털보호계전기에 있어서, 상기 교류전원에 기초하여 디지털구동전원을 공급하는 전원공급부, 상기 디지털구동전원을 공급 받고, 상기 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 일반모드로 동작하며, 상기 교류전원에 대응한 제 1 장애알림신호 및 상기 디지털구동전원에 대응한 제 2 장애알림신호에 기초하여 상기 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 동작하는 메인제어부, 및 상기 디지털구동전원을 공급 받고, 상기 계전기능에 대응한 계전데이터 및 상기 계전데이터의 누적에 대응한 이력관리데이터를 보유하는 메모리부를 포함하는 디지털보호계전기를 제공한다.

상기 메인제어부는 상기 제 1 장애알림신호가 입력되면 상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단한다. 상기 메인제어부는 상기 제 2 장애알림신호가 입력되면 상기 메인제어부의 미처리된 계전데이터 및 처리된 계전데이터를 상기 메모리부에 전달한다. 상기 메인제어부는 상기 메모리부가 상기 미처리 계전데이터를 보유하고 상기 처리된 계전데이터에 기초하여 상기 이력관리데이터의 업데이트를 완료하면, 상기 일반모드에서 상기 대기모드로 전환한다.

상기 메인제어부는 상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단한 이후에, 소정의 대기임계기간 동안 상기 제 2 장애알림신호가 입력되지 않으면, 상기 일반모드를 유지한다.

상기 메인제어부는 상기 제 1 장애알림신호가 입력되기까지 상기 일반모드를 유지한다.

상기 메인제어부는 상기 대기모드에서 상기 제 1 장애알림신호의 입력 여부를 모니터링하고, 상기 제 1 장애알림신호의 입력이 중단되면, 상기 대기모드에서 상기 일반모드로 전환한다.

상기 디지털보호계전기는 상기 전원공급부에 연결되고 상기 제 1 및 제 2 장애알림신호를 출력하는 전원감시부를 더 포함한다. 이 경우, 상기 전원공급부는 상기 교류전원이 공급되는 전원입력부와, 상기 전원입력부의 출력을 직류전원으로 변환하여 상기 디지털구동전원을 공급하는 전원변환부를 포함한다. 그리고, 상기 전원감시부는 상기 전원입력부의 출력이 소정의 교류전압임계범위이면 상기 제 1 장애알림신호를 출력하는 제 1 감시부와, 상기 전원변환부의 출력이 소정의 직류전압임계범위이면 상기 제 2 장애알림신호를 출력하는 제 2 감시부를 포함한다.

또는, 상기 디지털보호계전기는 상기 전원공급부에 연결되고 상기 제 1 장애알림신호를 출력하는 전원감시부를 더 포함한다. 이 경우, 상기 전원공급부는 상기 교류전원이 공급되는 전원입력부와, 상기 전원입력부의 출력을 직류전원으로 변환하여 상기 디지털구동전원을 공급하는 전원변환부를 포함한다. 그리고, 상기 전원감시부는 상기 전원입력부의 출력이 소정의 교류전압임계범위이면 상기 제 1 장애알림신호를 출력하는 제 1 감시부를 포함한다. 상기 메인제어부는 상기 전원변환부의 출력에 대응한 직류전압상태신호를 출력하는 AD변환기, 상기 직류전압상태신호 및 소정의 임계신호에 기초하여 상기 제 2 장애알림신호를 출력하는 상태비교기, 및 상기 제 1 및 제 2 장애알림신호에 기초하여 상기 일반모드 및 상기 대기모드 중 어느 하나를 선택하고, 상기 일반모드에서 상기 계전기능을 실행하며, 상기 대기모드에서 상기 계전기능의 실행을 중단하는 계전제어연산기를 포함한다.

상기 상태비교기는 상기 직류전압상태신호가 상기 임계신호 이하의 전압레벨이면 상기 제 2 장애알림신호를 출력한다.

그리고, 본 발명의 다른 일 예시는 일반모드에서 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 메인제어부와, 상기 계전기능에 대응한 계전데이터 및 상기 계전데이터의 누적에 대응한 이력관리데이터를 보유하는 메모리부와, 상기 교류전원을 변환하여 상기 메인제어부 및 상기 메모리부에 디지털구동전원을 공급하는 전원공급부를 포함한 디지털보호계전기의 구동방법에 있어서, 상기 일반모드로 동작하는 단계, 상기 전원공급부에 연결된 전원감시부로부터 상기 교류전원에 대응한 제 1 장애알림신호가 입력되면, 상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단하는 단계, 상기 디지털구동전원에 대응한 제 2 장애알림신호에 기초하여 상기 메인제어부의 미처리된 계전데이터 및 처리된 계전데이터를 상기 메모리부에 전달하는 단계, 및 상기 메모리부가 상기 미처리된 계전데이터를 보유하고 상기 처리된 계전데이터에 기초하여 상기 이력관리데이터의 업데이트를 완료하면, 상기 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 전환하는 단계를 포함하는 디지털보호계전기의 구동방법을 제공한다.

상기 디지털보호계전기의 구동방법은 상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단하는 단계 이후에, 소정의 대기임계기간 동안 상기 제 2 장애알림신호가 입력되지 않으면, 상기 일반모드를 유지하는 단계를 더 포함한다.

상기 디지털보호계전기의 구동방법은 상기 대기모드로 전환하는 단계 이후에, 상기 대기모드에서 상기 제 1 장애알림신호의 입력 여부를 모니터링하는 단계, 및 상기 제 1 장애알림신호의 입력이 중단되면, 상기 대기모드에서 상기 일반모드로 전환하는 단계를 더 포함한다.

전술한 바와 같은 디지털보호계전기의 메인제어부는 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 일반모드로 동작하고, 교류전원에 대응한 제 1 장애알림신호 및 메인제어부 및 메모리부에 공급되는 디지털구동전원에 대응한 제 2 장애알림신호에 기초하여 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 동작한다. 여기서, 메인제어부는 제 1 장애알림신호가 입력되면 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단하고, 제 2 장애알림신호가 입력되면 메인제어부의 미처리된 계전데이터 및 처리된 계전데이터를 메모리부에 전달하며, 메모리부가 처리된 계전데이터에 기초하여 이력관리데이터의 업데이트를 완료하면, 일반모드에서 대기모드로 전환한다.

이와 같이, 교류전원의 상태에 따라 메모리에 대한 데이터의 입출력을 중단함으로써, 교류전원이 정상적으로 공급 되는 경우에만 메모리에 대한 데이터의 입출력이 실시될 수 있다. 그러므로, 불안정한 전원으로 인해 메모리에 보유된 데이터의 손상 또는 오류가 방지될 수 있고, 그로 인해 디지털보호계전기의 데이터에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.

더불어, 디지털구동전원의 상태에 따라 일반모드에서 대기모드로 전환한다. 즉, 교류전원의 불안정한 상태로 인해 디지털구동전원의 상태가 불안정해지고, 디지털구동전원의 불안정한 공급 상태로 인해 메인제어부 및 메모리부의 안정적인 동작이 불가능한 경우에 계전기능의 실행을 중단한다. 이에 따라, 불필요한 계전기능의 실행 중단이 무분별하게 발생되는 것이 방지될 수 있으므로, 디지털보호계전기의 계전기능에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다. 이러한 디지털보호계전기를 구비하는 경우, 전력계통의 안전성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 전원공급부와 전원감시부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 구동방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 도 1의 전원공급부와 전원감시부와 메인제어부를 나타낸 도면이다.

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, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털보호계전기 및 그의 구동방법에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 전원공급부와 전원감시부를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 구동방법을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예는 전력계통에 구비되고 상용의 교류전원으로 구동되는 디지털보호계전기(100)에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털보호계전기(100)는 교류전원(AC)에 기초하여 디지털구동전원(DC)을 공급하는 전원공급부(110), 및 디지털구동전원(DC)을 공급 받는 메인제어부(120)와 메모리부(130)를 포함한다.

메인제어부(120)는 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 일반모드로 동작하고, 교류전원(AC)에 대응한 제 1 장애알림신호 및 디지털구동전원(DC)에 대응한 제 2 장애알림신호에 기초하여 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 동작한다. 여기서, 제 1 장애알림신호는 교류전원(AC)의 전압 크기에 대응한 전원입력부(111)의 출력의 전압 크기가 임계 이하로 감소되었는지 여부를 나타낼 수 있다. 그리고, 제 2 장애알림신호는 디지털구동전원(DC)의 전압 크기에 대응한 전원변환부(112)의 출력의 전압 크기가 임계 이하로 감소되었는지 여부를 나타낼 수 있다.

또한, 메인제어부(120)는 계전기능 뿐만 아니라 디지털보호계전기(100)의 전반적인 제어 및 연산을 처리하는 중앙처리장치(CPU)일 수 있다. 이러한 메인제어부(120)는 메모리(130)에 보유된 계전 알고리즘에 기초하여 계전기능 및 제어기능에 필요한 각종 연산을 수행하고, 연산 결과에 따라 트립제어신호 및 계전데이터 등을 생성한다.

메모리부(130)는 계전기능에 대응한 계전데이터 및 계전데이터의 누적에 대응한 이력관리데이터를 보유한다.

그리고, 디지털보호계전기(100)는 전원공급부(110)에 연결되고, 제 1 및 제 2 장애알림신호를 출력하는 전원감시부(140)를 더 포함한다. 이러한 전원감시부(140)에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

또한, 디지털보호계전기(100)는 아날로그 입력부(151), 디지털 입력부(152), 디지털 출력부(153), 통신부(154) 및 개폐부(160)를 더 포함할 수 있다.

메인제어부(120)는 계전기능의 실행에 따른 트립제어신호를 생성하고, 개폐부(160)는 트립제어신호에 기초하여 전력계통의 차단을 실행한다.

일 예로, 메인제어부(120)는 전력계통으로부터 수신된 계전대상신호가 계전기능에 대응한 적어도 하나의 계전요소의 트립조건을 만족하는 경우, 트립제어신호를 생성할 수 있다.

반면, 계전대상신호가 변경되어 적어도 하나의 계전요소의 트립조건을 만족하지 않는 경우, 메인제어부(120)는 트립중단신호를 생성할 수 있다. 여기서, 트립조건은 전력계통의 사고로 분류되는 계전요소의 임계범위에 대응한다.

아날로그 입력부(151)는 전력계통에 설치된 각종 아날로그 센서로부터 아날로그 신호를 수신한다. 일 예로, 아날로그 센서는 전류센서 및 전압센서를 포함할 수 있다.

디지털 입력부(152)는 전력계통에 설치된 각종 디지털 기기로부터 디지털 신호를 수신한다.

디지털 출력부(153)는 메인제어부(120)의 트립제어신호를 개폐부(160)로 전달한다. 일 예로, 개폐부(160)는 트립제어신호에 기초하여 전력계통의 차단을 실행하는 장치로서, 릴레이 및 신호 절연기 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.

통신부(154)는 외부기기와 유, 무선 방식으로 연결되고, 외부기기와 데이터를 송수신한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전원공급부(110)는 교류전원(AC)이 공급되는 전원입력부(111), 및 전원입력부(111)의 출력을 변환하여 직류전원(DC)인 디지털구동전원을 공급하는 전원변환부(112)를 포함한다.

일 예로, 전원입력부(111)는 교류전원(AC)인 상용전원을 공급하는 배선의 일단인 소켓(socket, 콘센트)에 접속하는 플러그(plug)를 포함할 수 있다.

전원변환부(112)는 교류전압(AC)을 직류전압(DC)으로 변환하는 AC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 또한, 전원변환부(112)는 직류전압(DC)의 전압레벨을 변환하는 DC-DC 컨버터를 더 포함할 수도 있다.

일 예로, 교류전원(AC)은 100V~260V의 교류전압으로 이루어진 상용전원일 수 있다.

그리고, 디지털구동전원(DC)은 메인제어부(120) 및 메모리부(130)를 구동하기 위한 것으로, 논리소자에 대응하는 약 5V의 직류전원일 수 있다.

전원감시부(140)는 전원입력부(111) 및 전원변환부(112) 각각의 출력을 감시하고, 그에 기초하여 제 1 및 제 2 장애알림신호(FS1, FS2; Fail Signal)를 출력한다.

구체적으로, 전원감시부(140)는 전원입력부(111)의 출력에 연결되는 제 1 감시부(141) 및 전원변환부(112)의 출력에 연결되는 제 2 감시부(142)를 포함할 수 있다.

제 1 감시부(141)는 전원입력부(111)의 출력인 교류전원(AC)이 소정의 교류전압임계범위이면 제 1 장애알림신호(FS1)를 출력한다. 일 예로, 교류전압임계범위는 교류전원의 80% 이하일 수 있다.

예시적으로, 교류전원이 110V인 경우, 제 1 감시부(141)는 전원입력부(111)의 출력이 88V 이하이면, 제 1 장애알림신호(FS1)를 출력한다.

제 2 감시부(142)는 전원변환부(112)의 출력인 디지털구동전원(DC)이 소정의 직류전압임계범위(DC_ref)이면 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력한다. 일 예로, 직류전압임계범위(DC_ref)는 메인제어부(120) 및 메모리부(130)에 대응한다.

직류전압임계범위(DC_ref)는 메인제어부(120) 및 메모리부(130)의 안정적인 구동을 보장할 수 없는 전압레벨의 범위이다. 예시적으로, 메인제어부(120) 및 메모리부(130)의 안정적인 구동이 3.7V-5V의 직류전압으로 가능한 경우, 직류전압임계범위(DC_ref)는 3.7V 미만일 수 있다. 여기서, 메인제어부(120) 및 메모리부(130)의 특성에 따라, 직류전압임계범위(DC_ref)가 변동될 수 있음은 당연하다.

이러한 제 2 감시부(142)는 전원변환부(112)의 출력과 직류전압임계범위(DC_ref) 간의 크기 비교를 실시하는 비교기를 포함할 수 있다. 즉, 제 2 감시부(142)는 전원변환부(112)의 출력이 직류전압임계범위(DC_ref)보다 작으면, 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력할 수 있다.

이러한 디지털보호계전기(100)의 메인제어부(120)가 디지털보호계전기(100)를 구동하는 방법은 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 디지털보호계전기(100)의 구동이 개시되면 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 일반모드로 동작하는 단계(S10), 전원공급부(110)에 연결된 전원감시부(140)로부터 교류전원(AC)에 대응한 제 1 장애알림신호(FS1)가 입력되면(S20), 제 1 장애알림신호(FS1)에 기초하여 메모리부(130)에 대한 데이터의 입출력을 중단하는 단계(S40), 디지털구동전원(DC)에 대응한 제 2 장애알림신호(FS2)에 기초하여(S40) 메인제어부(120)의 미처리된 계전데이터 및 처리된 계전데이터를 메모리부(130)에 전달하는 단계(S41), 및 메모리부(130)가 미처리된 계전데이터를 보유하고 처리된 계전데이터에 기초하여 이력관리데이터의 업데이트를 완료하면(S42), 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 전환하는 단계(S43)를 포함한다.

디지털보호계전기(100)의 구동방법은 대기모드로 전환하는 단계(S43) 이후에, 제 1 장애알림신호(FS1)의 입력이 중단되면(S50) 대기모드에서 일반모드로 전환하는 단계(S60)를 더 포함한다.

디지털보호계전기(100)의 구동방법은 제 1 장애알림신호(FS1)가 입력되지 않으면(S20) 일반모드를 유지하는 단계(S70)를 더 포함한다.

디지털보호계전기(100)의 구동방법은 제 1 장애알림신호(FS1)에 기초하여(S20) 메모리부(130)에 대한 데이터의 입출력을 중단하는 단계(S30) 이후에, 소정의 대기임계기간 동안 제 2 장애알림신호(FS2)가 입력되지 않으면(S40) 일반모드를 유지하는 단계(S70)를 더 포함한다.

구체적으로, 디지털보호계전기(100)가 턴온하면, 메인제어부(120)는 일반모드로 구동하여 전력계통에 대한 계전기능을 실행한다. (S10)

이때, 메인제어부(120)는 제 1 장애알림신호(FS1)가 입력되기까지 (S20) 일반모드를 유지한다. (S70)

만일, 정전 등으로 인해 교류전원(AC)의 공급이 불안정한 상태로 변동하면, 전원공급부(110)의 전원입력부(111)의 출력에 연결된 전원감시부(140)의 제 1 감시부(141)는 교류전원(AC)의 불안정한 상태에 대응하는 제 1 장애알림신호(FS1)를 출력한다. (S20)

메인제어부(120)는 제 1 장애알림신호(FS1)에 기초하여 메모리(130)에 대한 데이터의 입출력을 중단한다. (S30)

이후, 교류전원(AC)의 불안정한 공급 상태에 관계없이, 전원공급부(110)의 전원변환부(112)에 의한 디지털구동전원(DC)은 안정 상태를 유지할 수 있다. 이 경우, 전원변환부(112)의 출력에 연결된 전원감시부(140)의 제 2 감시부(142)는 디지털구동전원(DC)의 안정 상태에 따라 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력하지 않는다.

반면, 교류전원(AC)의 불안정한 공급 상태로 인해, 전원공급부(110)의 전원변환부(112)에 의한 디지털구동전원(DC) 또한 불안정한 상태로 변동할 수 있다.

이때, 전원변환부(112)의 출력에 연결된 전원감시부(140)의 제 2 감시부(142)는 디지털구동전원(DC)의 불안정한 상태에 대응하는 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력한다. (S40)

제 2 장애알림신호(FS2)가 출력되면, 메인제어부(120)는 제 2 장애알림신호(FS2)에 기초하여 계전기능의 실행 시 미처리된 계전데이터 및 처리된 계전데이터를 메모리부(130)에 전달한다. (S41) 이때, 메모리부(130)는 메인제어부(120)로부터 전달된 계전데이터를 저장하고, 특히 처리된 계전데이터에 기초하여 이력관리데이터를 업데이트한다. (S42)

메모리부(130)는 이력관리데이터의 업데이트를 완료하면, 업데이트 완료 신호를 메인제어부(120)에 전달한다.

이에, 메인제어부(120)는 메모리부(130)에 의한 이력관리데이터의 업데이트가 완료된 것을 감지하고, 일반모드에서 대기모드로 전환한다. (S43)

이때, 메인제어부(120)는 대기모드에서 계전기능의 실행을 중단한다. 그리고, 메인제어부(120)는 대기모드에서 제 1 장애알림신호(FS1)의 입력 여부를 모니터링한다. (S50)

즉, 메인제어부(120)는 대기모드에서 제 1 장애알림신호(FS1)의 입력이 유지되면, 대기모드를 유지한다. (S50)

반면, 메인제어부(120)는 대기모드에서 제 1 장애알림신호(FS1)의 입력이 중단되면 (S50), 대기모드에서 일반모드로 전환한다. (S60) 이에, 메인제어부(120)는 일반모드에 따라 계전기능의 실행을 복귀한다. (S70)

한편, 메인제어부(120)는 제 1 장애알림신호(FS1)에 기초하여 메모리(130)에 대한 데이터의 입출력을 중단한 다음 (S30), 소정의 대기임계기간 동안 제 2 장애알림신호(FS2)가 입력되지 않으면 (S40), 일반모드를 유지할 수 있다. (S70)

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털보호계전기(100)는 교류전원(AC)의 공급 상태에 대응한 제 1 장애알림신호(FS1)에 기초하여 메모리부(130)에 대한 데이터의 입출력을 중단한다. 즉, 교류전원(AC)의 공급이 정상적인 경우에는 메모리부(130)에 대한 데이터의 입출력을 유지하는 반면, 교류전원(AC)이 불안정하게 공급되는 경우 메모리부(130)에 대한 데이터의 입출력을 중단한다. 이와 같이, 메모리부(130)에 보유된 데이터의 입출력은 교류전원(AC)의 공급이 정상적인 경우에만 한정적으로 실시됨으로써, 불안정한 상태의 교류전원(AC)으로 인해 메모리부(130)에 보유된 데이터의 손상 또는 오류가 방지될 수 있다. 그러므로, 디지털보호계전기(100)의 데이터에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털보호계전기(100)는 제 1 장애알림신호(FS1)뿐만 아니라, 메인제어부(120) 및 메모리부(130)에 공급되는 디지털구동전원의 공급 상태에 대응한 제 2 장애알림신호(FS2)에 기초하여 계전기능의 실행을 중단한다. 이에 따라, 교류전원(AC)의 불안정한 상태에 관계없이 디지털구동전원(DC)은 안정적으로 공급되는 경우에도 불구하고, 계전기능의 실행이 중단되는 대기모드로 전환되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 디지털구동전원(DC)의 불안정한 공급 상태로 인해 메인제어부(120) 및 메모리부(130)의 구동이 불안정하게 되는 경우에만 한정적으로 대기모드의 전환이 실시된다. 따라서, 교류전원(AC)의 불안정한 공급 상태가 디지털구동전원(DC)에 대한 영향이 적은 정도인 경우, 디지털보호계전기(100)가 계전기능을 안정적으로 유지할 수 있으므로, 계전기능에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다. 그로 인해, 전력계통의 안전성이 향상될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디지털구동전원(DC)에 대응한 제 2 장애알림신호(FS2)는 전원감지부(140)의 제 2 감지부(142)에 의해 출력된다. 이와 달리, 제 2 장애알림신호(FS2)는 디지털구동전원(DC)이 공급되는 메인제어부(120)에 의해 출력될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 도 1의 전원공급부와 전원감시부와 메인제어부를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디지털보호계전기(100)는 전원감시부(140')가 제 2 감시부(도 2의 142)를 포함하지 않고, 메인 제어부(120')의 AD변환기(122) 및 상태비교기(12)에 의해 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력하는 것을 제외하면, 도 1 내지 도 3의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서 중복 설명을 생략한다.

메인제어부(120')는 디지털보호계전기(100)의 전반적인 제어 및 연산을 처리하는 계전제어연산기(121)와, 전원변환부(112)의 출력에 연결되는 AD변환기(122)와, AD변환기(122)의 출력에 기초하여 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력하는 상태비교기(123)를 포함한다.

AD변환기(122)는 전원공급부(110)의 전원변환부(112)의 출력인 디지털구동전원(DC)에 대응한 직류전압상태신호(DSS; Direct voltage Status Signal)을 출력한다. 예시적으로, AD변환기(122)는 디지털구동전원(DC)의 전압레벨을 계측하여 디지털구동전원(DC)의 전압값에 대응하는 직류전압상태신호(DSS)를 출력한다.

상태비교기(123)는 직류전압상태신호(DSS)와 소정의 임계신호에 기초하여 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력한다. 여기서, 임계신호는 메인제어부(120) 및 메모리부(130)에 대응한다. 즉, 임계신호의 전압값은 메인제어부(120) 및 메모리부(130)의 안정적인 구동을 보장할 수 없는 정도의 전압레벨이다. 예시적으로, 메인제어부(120) 및 메모리부(130)의 안정적인 구동이 3.7V-5V의 직류전압으로 가능한 경우, 임계신호의 전압값은 3.7V 미만일 수 있다.

이 경우, 상태비교기(123)는 직류전압상태신호(DSS)가 임계신호보다 작은 전압레벨이면, 제 2 장애알림신호(FS2)를 출력한다. 반면, 상태비교기(123)는 직류전압상태신호(DSS)가 임계신호보다 큰 전압레벨이면, 제 2 감지신호를 출력하지 않는다. 계전제어연산기(121)는 제 1 및 제 2 장애알림신호(FS1, FS2)가 모두 입력되면 일반모드에서 대기모드로 전환하고, 일반모드에서 계전기능을 실행하며, 대기모드에서 계전기능의 실행을 중단한다.

즉, 계전제어연산기(121)는 전원감시부(140')의 제 1 감시부(141)로부터 제 1 장애알림신호(FS1)가 입력되면 제 1 장애알림신호(FS1)에 기초하여 메모리(130)에 대한 데이터의 입출력을 중단한다. (도 3의 S20, S30)

계전제어연산기(121)는 AD변환기(122) 및 상태비교기(123)에 의해 제 2 장애알림신호(FS2)가 입력되면, 제 2 장애알림신호(FS2)에 기초하여 계전데이터를 메모리부(130)에 전달하고 대기모드로 전환한다. (도 3의 S40, S41, S42, S43)

계전제어연산기(121)는 대기모드에서 제 1 장애알림신호(FS1)의 입력이 중단되면, 일반모드로 전환한다. (도 3의 S50, S60)

이상과 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제 2 장애알림신호(FS2)의 출력이 메인제어부(120')에 의해 실행됨으로써, 전원감시부(140')가 비교적 간단하게 구현될 수 있다. 그로 인해, 디지털보호계전기(100)의 구조가 간단해질 수 있으므로, 기기의 간소화 및 소형화에 유리해질 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: 디지털 보호계전기
AC: 교류전원
DC: 디지털구동전원
DC_ref: 직류전압임계범위
FS1, FS2: 제 1 및 제 2 장애알림신호
DSS: 직류전압상태신호

Claims (12)

1. 전력계통에 구비되고 교류전원을 공급 받는 디지털보호계전기에 있어서,
   상기 교류전원에 기초하여 디지털구동전원을 공급하는 전원공급부;
   상기 디지털구동전원을 공급 받고, 상기 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 일반모드로 동작하며, 상기 교류전원에 대응한 제 1 장애알림신호 및 상기 디지털구동전원에 대응한 제 2 장애알림신호에 기초하여 상기 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 동작하는 메인제어부; 및
   상기 디지털구동전원을 공급 받고, 상기 계전기능에 대응한 계전데이터 및 상기 계전데이터의 누적에 대응한 이력관리데이터를 보유하는 메모리부를 포함하는 디지털보호계전기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인제어부는
   상기 제 1 장애알림신호가 입력되면 상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단하고,
   상기 제 2 장애알림신호가 입력되면 상기 메인제어부의 미처리된 계전데이터 및 처리된 계전데이터를 상기 메모리부에 전달하며,
   상기 메모리부가 상기 미처리 계전데이터를 보유하고 상기 처리된 계전데이터에 기초하여 상기 이력관리데이터의 업데이트를 완료하면, 상기 일반모드에서 상기 대기모드로 전환하는 디지털보호계전기.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 메인제어부는 상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단한 이후에, 소정의 대기임계기간 동안 상기 제 2 장애알림신호가 입력되지 않으면, 상기 일반모드를 유지하는 디지털보호계전기.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 메인제어부는 상기 제 1 장애알림신호가 입력되기까지 상기 일반모드를 유지하는 디지털보호계전기.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 메인제어부는
   상기 대기모드에서 상기 제 1 장애알림신호의 입력 여부를 모니터링하고,
   상기 제 1 장애알림신호의 입력이 중단되면, 상기 대기모드에서 상기 일반모드로 전환하는 디지털보호계전기.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 전원공급부에 연결되고 상기 제 1 및 제 2 장애알림신호를 출력하는 전원감시부를 더 포함하며,
   상기 전원공급부는 상기 교류전원이 공급되는 전원입력부와, 상기 전원입력부의 출력을 직류전원으로 변환하여 상기 디지털구동전원을 공급하는 전원변환부를 포함하고,
   상기 전원감시부는 상기 전원입력부의 출력이 소정의 교류전압임계범위이면 상기 제 1 장애알림신호를 출력하는 제 1 감시부와, 상기 전원변환부의 출력이 소정의 직류전압임계범위이면 상기 제 2 장애알림신호를 출력하는 제 2 감시부를 포함하는 디지털보호계전기.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 전원공급부에 연결되고 상기 제 1 장애알림신호를 출력하는 전원감시부를 더 포함하며,
   상기 전원공급부는 상기 교류전원이 공급되는 전원입력부와, 상기 전원입력부의 출력을 직류전원으로 변환하여 상기 디지털구동전원을 공급하는 전원변환부를 포함하는 디지털보호계전기.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 전원감시부는 상기 전원입력부의 출력이 소정의 교류전압임계범위이면 상기 제 1 장애알림신호를 출력하는 제 1 감시부를 포함하고,
   상기 메인제어부는
   상기 전원변환부의 출력에 대응한 직류전압상태신호를 출력하는 AD변환기;
   상기 직류전압상태신호가 소정의 임계신호 이하의 전압레벨이면 상기 제 2 장애알림신호를 출력하는 상태비교기; 및
   상기 제 1 및 제 2 장애알림신호에 기초하여 상기 일반모드 및 상기 대기모드 중 어느 하나를 선택하고, 상기 일반모드에서 상기 계전기능을 실행하며, 상기 대기모드에서 상기 계전기능의 실행을 중단하는 계전제어연산기를 포함하는 디지털보호계전기.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 상태비교기는 상기 직류전압상태신호가 상기 임계신호 이하의 전압레벨이면 상기 제 2 장애알림신호를 출력하는 디지털보호계전기.
   
10. 일반모드에서 전력계통에 대한 계전기능을 실행하는 메인제어부와, 상기 계전기능에 대응한 계전데이터 및 상기 계전데이터의 누적에 대응한 이력관리데이터를 보유하는 메모리부와, 상기 교류전원을 변환하여 상기 메인제어부 및 상기 메모리부에 디지털구동전원을 공급하는 전원공급부를 포함한 디지털보호계전기의 구동방법에 있어서,
    상기 일반모드로 동작하는 단계;
    상기 전원공급부에 연결된 전원감시부로부터 상기 교류전원에 대응한 제 1 장애알림신호가 입력되면, 상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단하는 단계;
    상기 디지털구동전원에 대응한 제 2 장애알림신호에 기초하여 상기 메인제어부의 미처리된 계전데이터 및 처리된 계전데이터를 상기 메모리부에 전달하는 단계; 및
    상기 메모리부가 상기 미처리된 계전데이터를 보유하고 상기 처리된 계전데이터에 기초하여 상기 이력관리데이터의 업데이트를 완료하면, 상기 계전기능의 실행을 중단하는 대기모드로 전환하는 단계를 포함하는 디지털보호계전기의 구동방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 장애알림신호에 기초하여 상기 메모리부에 대한 데이터의 입출력을 중단하는 단계 이후에, 소정의 대기임계기간 동안 상기 제 2 장애알림신호가 입력되지 않으면, 상기 일반모드를 유지하는 단계를 더 포함하는 디지털보호계전기의 구동방법.
    
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 대기모드로 전환하는 단계 이후에,
    상기 대기모드에서 상기 제 1 장애알림신호의 입력 여부를 모니터링하는 단계; 및
    상기 제 1 장애알림신호의 입력이 중단되면, 상기 대기모드에서 상기 일반모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 디지털보호계전기의 구동방법.

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