KR20210034864A - 스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼 - Google Patents

스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼 Download PDF

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KR20210034864A
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
    • H02G7/12—Devices for maintaining distance between parallel conductors, e.g. spacer
    • H02G7/125—Damping spacers

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  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 송전선로상의 스페이서 댐퍼에 각각 배치되는 스페이서 댐퍼 제어 유닛에 있어서, 주장치 시스템 및 타 유닛과 데이터 통신을 수행하는 통신부; 설치된 상의 전력 데이터를 계측하는 계측부; 계측된 전력 데이터를 이용하여 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율 및 k번째 유닛과 k+n번째 유닛 사이의 전류불평형값 중 적어도 하나를 연산하는 연산부; 및 연산한 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], 유닛간 유효전력비율 시간변화율[%], 유닛간 전압 강하율 및 유닛간 전류불평형값 중 적어도 하나를 기 설정된 각각의 기준값과 비교한 결과에 따라 상기 스페이서 댐퍼의 소도체 관통부간의 이격거리를 제어하는 명령을 출력하는 제어부를 포함하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛(k, n은 자연수임)을 제공할 수 있다.

Description

스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼{SPACE DAMPER AND CONTROL UNIT FOR SPACE DAMPER}
본 발명의 일실시예는 스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼에 관한 것으로, 구체적으로는 송전 선로에 적용 가능한 스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 가공 송전 선로는 발전소에서 생산된 전력을 변전소까지 보내기 위한 것으로 선로, 지지물, 애자, 접지 장치를 포함한다. 가공 송전 선로는 송전 용량의 증대에 따라 승압된 전력을 전송함과 더불어 하나의 도체로 송전 선로를 구성하는 단도체 방식 대신 여러 도체로 송전 선로를 구성하는 다도체 방식을 사용한다.
다도체 방식에서 다도체를 구성하는 하나의 도체를 소도체라한다. 통상적으로 다도체 방식은 복도체(소도체 2개), 4도체(소도체 4개), 6도체(소도체 6개) 등 2N(N: 자연수)개의 소도체가 하나의 가공 송전 선로를 구성하게 된다. 354kV 이상의 초고압 가공 송전 선로에서는 송전 용량 증대와 코로나 문제를 해결하기 위하여 주로 4도체 또는 6도체 방식이 주로 사용된다.
스페이서 댐퍼는, 다도체 가공 송전 선로의 소도체 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서(Spacer) 내에 소도체의 진동을 조절하는 진동 댐퍼를 설치한 것으로서, 소도체간 간격 유지와 비틀림 및 슬리트 점핑(Sleet Jumping) 방지를 위해 가공 송전 선로 상에 일정한 구간을 두고 설치된다.
한편, 가공 송전 선로는 급격히 증가하는 전력수요를 해소하기 위해 점점 복잡한 형태로 발전하고 있다. 이러한 복잡한 형태의 가공 송전 선로에 갑작스러운 사고가 발생하는 경우 전력회사의 한정된 인원과 종래의 가공 송전 선로 감지 시스템으로는 전체 전력 계통을 통제하기 힘든 문제점이 있다. 특히 대량 전력을 장거리에 있는 지점으로 수송하기 위한 목적으로 건설되어 공업지역이나 대도시에 전력을 공급하는 초고압 가공 송전 선로에 갑작스런 사고가 발생되는 경우 사고 파급 여파는 매우 심각하다. 그러므로, 전력 공급의 신뢰도를 높이기 위해 가공 송전 선로의 상태를 상시 감시하고 관리할 수 있는 새로운 기술이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 송전 선로상에서 코로나의 발생을 억제할 수 있는 스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼를 제공하는데 있다.
또한, 고조파 저감을 방지함으로써 전력품질 및 전압안정도를 크게 향상시킬 수 있는 스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 송전선로상의 스페이서 댐퍼에 각각 배치되는 스페이서 댐퍼 제어 유닛에 있어서, 주장치 시스템 및 타 유닛과 데이터 통신을 수행하는 통신부; 설치된 상의 전력 데이터를 계측하는 계측부; 계측된 전력 데이터를 이용하여 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율 및 k번째 유닛과 k+n번째 유닛 사이의 전류불평형값 중 적어도 하나를 연산하는 연산부; 및 연산한 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], 유닛간 유효전력비율 시간변화율[%], 유닛간 전압 강하율 및 유닛간 전류불평형값 중 적어도 하나를 기 설정된 각각의 기준값과 비교한 결과에 따라 상기 스페이서 댐퍼의 소도체 관통부간의 이격거리를 제어하는 명령을 출력하는 제어부를 포함하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛(k, n은 자연수임)을 제공할 수 있다.
상기 제어부는 상기 상별 고조파 함유율 시간변화율[%] 및 k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 중 적어도 하나가 각각에 대한 기준값 이상인 경우 k-1번째 유닛, k번째 유닛 및 k+1번째 유닛으로 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는 상기 상별 고조파 함유율 시간변화율[%] 및 k-1번째 유닛에 대한 k의 유효전력비율 중 적어도 하나가 상기 기준값 이상인 경우에 있어서, 상기 k-1번째 유닛, 상기 k번째 유닛 및 상기 k+1번째 유닛의 상기 소도체 관통부간의 이격 거리가 최대인 경우, 상기 통신부를 통하여 상기 주장치로 소도체 거리 최대 변경 상태 알림 신호를 전송할 수 있다.
상기 주장치 시스템은 k-2 번째 유닛, k-3 번째 유닛, k+2 번째 유닛 및 k+3번째 유닛으로 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
상기 주장치 시스템은 인근 철탑 경간에 설치된 유닛으로 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
설치된 상에서 조도를 측정하는 조도 센서를 더 포함하며, 상기 제어부 및 상기 주장치 시스템은 상기 조도의 시간변화율(%)을 기준값과 비교한 결과에 따라 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는 k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율이 기준값 이상인 경우 k-1번째 유닛 및 k+1번째 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전압강하율이 설정값 이상인 경우, 전압 강하 발생 구간에 배치된 유닛 중 전압강하율이 가장 큰 경간에 위치한 유닛에 순차적으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전류 불평형이 설정값 이상인 경우, 전류 불평형 발생 구간의 모든 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전류 불평형이 설정값 이상이면서, 상기 전류 불평형 구간 중 전류 크기가 가장 작은 유닛의 소도체 관통부간 이격 거리가 최대로 증가한 경우에 있어서, 상기 전류 불평형 구간 중 전류 크기가 가장 큰 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 감소 명령을 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 송전선로상에 소정 간격 이격하여 3상에 각각 배치되는 스페이서 댐퍼에 있어서, 모서리단에 마련되는 복수개의 소도체 관통부; 상기 소도체 관통부간의 이격 거리를 조절하는 이격 가동부; 주장치 시스템 및 타 유닛과 데이터 통신을 수행하는 통신부; 설치된 상의 전력 데이터를 계측하는 계측부; 계측된 전력 데이터를 이용하여 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율 및 k번째 유닛과 k+n번째 유닛 사이의 전류불평형값 중 적어도 하나를 연산하는 연산부; 및 연산한 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], 유닛간 유효전력비율 시간변화율[%], 유닛간 전압 강하율 및 유닛간 전류불평형값 중 적어도 하나를 기 설정된 각각의 기준값과 비교한 결과에 따라 상기 스페이서 댐퍼의이격 가동부를 제어하여 상기 소도체 관통부간의 이격거리를 제어하는 제어부를 포함하는 스페이서 댐퍼(k, n은 자연수임)를 제공할 수 있다.
본 발명인 스페이서 댐퍼 제어 유닛 및 이를 포함하는 스페이서 댐퍼는 본 기술은 소도체 간 이격거리를 정밀 제어할 수 있다.
또한, 소도체간 이격거리를 조정함으로써 선로정수인 선로 인덕턴스를 조정할 수 있다.
또한, 각 상의 소도체별 등가반지름을 정밀 제어하여 코로나 임계전압을 높이어 코로나의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 코로나 발생을 억제함으로써 병행 통신선의 통신잡음을 줄일 수 있다.
또한, 코로나 발생을 억제함으로써 코로나 손실을 줄일 수 있게 되어 송전효율이 향상될 수 있다.
또한, 코로나 발생을 억제함으로써 고조파의 영향을 감소시킬 수 있다.
또한, 코로나 발생 위치를 정확하게 파악하여 이에 대한 조치가 가능하다.
또한, 송전선로의 선전류에 따른 선로임피던스를 조정함으로써 전압강하를 줄일 수 있다.
또한, 이를 통하여 전압안정도를 향상시키고, 무효전력의 원활한 수급이 가능할 수 있다.
또한, 무효 전력을 보상할 수 있다.
또한, 각 상별 개별 선로임피던스 제어방식을 통하여 선로별 전류 및 전압 불평형을 교정할 수 있다.
또한, 철탑에 수백미터 간격으로 복수개의 스페이서 댐퍼 제어 유닛을 설치하여 선로의 멀티 포인트를 세밀하게 감시하고, 이를 통하여 정밀한 전력조류 연산능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 송전계통의 전력품질을 향상시켜 배전선로의 전력품질 향상에 기여할 수 있다.
또한, 송전계통의 전력 불평형을 교정함으로써 배전선로의 기유도전류를 줄여서 배전선로와 병행하는 통신선의 전자유도장해를 줄일 수 있다. 또한 중성선의 과열을 줄일 수 있다.
또한, 댐퍼(Damper)의 역할을 수행하여 송전선의 핌핑현상을 방지할 수 있다. 또한, 주장치와의 통신을 통하여 중앙집중 원방감시 및 제어를 수행할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 댐퍼의 송전선로 장착 개념도이다.
도2및 3은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 댐퍼의 개념도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 댐퍼 제어 유닛의 구성 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 댐퍼의 송전선로 장착 개념도이고, 도2및 3은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 댐퍼의 개념도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 댐퍼 제어 유닛의 구성 블록도이다.
도1 내지 도4를 참조하면, 실시예에 따른 스페이서 댐퍼(100)는 가공 송전선로(1) 상에서 소정 간격 이격하여 배치될 수 있다. 스페이서 댐퍼(100)는 A상, B상, C상에 각각 배치될 수 있으며, 각 상에서 스페이서 댐퍼(100)간의 이격 간격은 소정의 오차를 가지고 동일할 수 있다. 각각의 스페이서 댐퍼(100)에는 스페이서 댐퍼 제어 유닛(200)(S-RTU)이 내장되어 있거나 또는 탈부탁 형식으로 장착될 수 있다.
주장치 시스템(300)은 스페이서 댐퍼 유닛(200)의 통신부()와 데이터 통신을 수행할 수 있다, 주장치 시스템은 스페이서 댐퍼 유닛으로부터 선로에 관련된 다양한 데이터를 수신받을 수 있다. 주장치 시스템은 수신받은 정보를 활용하여 스페이서 댐퍼 유닛으로 제어 명령을 전송할 수 있다.
실시예에 따른 상기 스페이서 댐퍼(100)는 소도체간 간격 조절이 가능하며. 비틀림이나 슬리트 점핑을 방지하기 위해4도체 가공 송전 선로에 일정한 간격을 두고 설치되는 4도체용 스페이서 댐퍼일 수 있다.
4도체 가공 송전 선로는 4개의 소도체를 포함하여 구성될 수 있다. 가공 송전 선로(1)는 354kV 이상의 초고압 가공 송전 선로일 수 있다.
스페이서 댐퍼(100)는 중앙에 스페이서 댐퍼 제어 유닛(200)이 내장되며, 스페이서 댐퍼 제어 유닛(200)을 중심으로 서로 대칭되는 네 개의 소도체 이격 가동부(120)를 가지는 프레임(130), 네개의 이격 가동부(120)에 각각 연결되고 4개의 소도체를 각각 지지하며 고정할 수 있는 네개의 소도체 관통부(110)를 포함할 수 있다.
이격 가동부(120)는 스페이서 댐퍼 제어 유닛(200)의 제어에 따라 소도체 관통부(110)간의 거리를 조절할 수 있다. 이격 가동부(120)는 기계적으로 길이 조절이 가능한 액츄에이터 등을 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들면, 소도체 관통부(110)는 덮개부(111)가 힌지를 중심으로 고정부에 회전 결착되어 고정핀으로 결합되는 경첩형 클램프일 수 있다.
본 실시예에서 스페이서 댐퍼(100)는 4도체용 스페이서 댐퍼인 경우를 예시하여 설명하였지만 스페이서 댐퍼는 이에 한정되지 아니하며, 4도체 이하 또는 4도체 이상의 다도체 가공 송전 선로에 설치되는 다도체용 스페이서 댐퍼일 수 있다.
또한 본 실시예에서 스페이서 댐퍼(100)는 경첩형 클램프(Nut Cracker Type Clamp)를 포함하는 경우를 예시하여 설명하였지만 스페이서 댐퍼는 이에 한정되지 아니하며, 분리형 클램프(Cantilever Type Clamp)일 수도 있다.
스페이서 댐퍼(100)에는 4개의 소도체 관통부간의 이격 거리를 제어하기 위한 스페이서 댐퍼 제어 유닛(200)이 내장되며, 가공 송전 선로(1) 상에서 유일하게 식별되는 스페이서 댐퍼 제어 유닛(200)의 고유 식별자가 할당될 수 있다.
스페이서 댐퍼 제어 유닛은 스페이서 댐퍼에 각각 배치될 수 있다. 실시예에서 스페이서 댐퍼 제어 유닛은 스페이서 댐퍼에 일체로 내장되어 있다. 그러나 이와는 달리, 스페이서 댐퍼 제어 유닛은 스페이서 댐퍼와는 별도의 장치로 구현될 수 있으며, 스페이서 댐퍼에 탈부착 가능하도록 배치될 수 있다.
실싱예에 따른 스페이서 댐퍼 제어 유닛(200)은 통신부(210), 계측부(220), 조도 센서(230), 연산부(240), 제어부(250) 및 데이터베이스(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
통신부(210)는 주장치 시스템(300) 및 타 유닛(200)과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 통신부(210)는 무선랜(Wireless LAN: WLAN), 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service: WMBS) 등의 원거리 통신 기술을 사용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.
또는 통신부(210)는 블루투스, RFID(RadioFrequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association: IrDA), UWB(Ultra Wideband), 지그비, 인접 자장 통신(NFC) 등이 포함될 수 있다. 또한, 유선 통신 기술로는, USB 통신, 이더넷(Ethernet), 시리얼 통신(serial communication), 광/동축 케이블 등의 근거리 통신 기술을 사용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.
예를 들면, 통신부(210)는 근거리 통신 기술을 사용하여 인접하여 위치한 타 유닛(200)과 데이터 통신을 수행하고, 원거리 통신 기술을 사용하여 주장치 시스템(300)과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 현장의 제반 사항 등을 고려하여 다양한 통신 기술이 사용될 수 있다.
통신부(210)는 연산부(240)에서 연산한 데이터를 주장치 시스템(300)으로 전송하고, 주장치 시스템(300)으로부터 제어 명령을 수신할 수 있다. 또는 통신부(210)는 타 유닛(200)으로부터 제어 명령을 수신하거나, 또는 타 유닛(200)으로 제어 명령을 송신할 수 있다.
계측부(220)는 설치된 상의 전력 데이터를 계측할 수 있다. 계측부(220)는 예를 들면 변류기, 변성기를 포함하여 구성될 수 있다. 계측부(220)는 각 상의 전압, 전류를 계측할 수 있다.
도2와 같이. 철탑에서 가장 가까운 위치에 배치된 스페이서 댐퍼 제어 유닛의 N상은 철탑에 접지되어 있어 계측부(220)는 이를 기준 위상으로 하여 전압을 계측할 수 있다.
도3과 같이. 경간 중간에 배치된 스페이서 댐퍼 제어 유닛은 별도의 접지선이 마련되지 않아, 계측부(220)는 전류와 선로 임피던스를 활용하여 이전 스페이서 댐퍼 제어 유닛의 전압계측값에서 전압 강하율을 기준으로 각 상의 전압을 계측할 수 있다.
계측부(220)는 상별 전압 및 전류 데이터를 128Sampling/cycle로 취득할 수 있다.
조도 센서(230)는 설치된 상에서 조도를 측정할 수 있다. 조도 센서(230)는 IoT센서로 구성될 수 있다. 조도 센서(230)는 계측된 상별 조도 데이터를 연산부(240)에 전달할 수 있다.
연산부(240)는 계측된 전력 데이터를 이용하여 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율 및 k번째 유닛과 k+n번째 유닛 사이의 전류불평형값 중 적어도 하나를 연산할 수 있다.
연산부는 매 8 샘플링을 주기로 FFT(Fast Fourier Tranforms)를 수행하여 고조파를 연산하고, 60Hz 기본파 성분에 대한 고조파성분의 실효치 자승의 합의 제곱근으로써 연산하며 128sampling 기준으로 8샘플 시간 간격은 1.04167ms로써 매 8샘플마다 상별 고조파 함유율의 변화율을 계산할 수 있다. 상별 고조파 함유율 변화율 계산은 8샘플 전의 고조파 함유율에 대한 현재 고조파 함유율과 8샘플 전 고조파 함유율의 차의 백분율로 연산할 수 있다.
또한, 연산부는 한 주기 128샘플들의 전류와 전압 샘플의 곱을 128로 나눔으로써 고조파에 의한 유효전력까지 포함한 총 유효전력을 순시값으로 연산하며, k-1번째 유닛의 유효전력에 대한 k번째 유닛의 유효전력비의 매 1/4주기 마다의 유효전력 시간 변화율을 연산할 수 있다.
또한, 연산부는 k-1번째 유닛의 rms전압에 대한 k-1번째 유닛의 rms전압과 k+1번째 유닛의 rms전압의 유닛간 전압 강하율을 연산할 수 있다.
또한, 연산부는 k번째 유닛의 3상 rms전류 합의 1/3배와 k+n번째 유닛의 3상 rms전류 합의 1/3배를 연산하여 유닛간 전류 불평형값을 연산할 수 있다.
또한, 연산부(240)는 상별 조도의 시간변화율[%]을 연산할 수 있다. 연산부는 취득한 조도 데이터의 N번째 샘플과 N-1번째 샘플의 조도 크기 차이를 N-1번째 조도샘플 크기로 나누어서 시간 상별 조도의 시간변화율을 연산할 수 있다.
실시예에서 k, n은 자연수이며, k+n, k-n번째 유닛은 스페이서 댐퍼 제어 유닛이 설치된 위치 관계를 의미할 수 있다. 즉, k번째 스페이서 댐퍼 제어 유닛으로부터 인접한 제1방향에는 k-1번째 스페이서 댐퍼 제어 유닛이 배치될 수 있으며, 인접한 제2방향에는 k+1번째 스페이서 댐퍼 제어 유닛이 배치될 수 있다. 제1방향과 제2방향은 k번째 스페이서 댐퍼 제어 유닛을 중심으로 송전선로를 따라 정반대로 연장되는 방향을 의미할 수 있다. 실시예에서 제1방향은 좌측 방향, 제2방향은 우측 방향을 의미할 수 있다.
각각의 유닛(200)은 송전선로 각 상에 배치되는 단일 유닛을 의미할 수 있으며, k번째 유닛 세트는 각 상에 배치된 3개의 k번째 유닛을 포함할 수 있다.
각 상에 배치된 k번째 유닛이 모두 정상으로 동작하는 경우, 연산부(240)는 A상의 계측값을 기준 페이저로 각 파라미터를 연산할 수 있다. A 상에 배치된 k번째 유닛이 비정상으로 동작하는 경우, 연산부(240)는 B상의 계측값을 기준 페이저로 각 파라미터를 연산할 수 있다. A 상 및 B상에 배치된 k번째 유닛이 비정상으로 동작하는 경우, 연산부(240)는 C상의 계측값을 기준 페이저로 각 파라미터를 연산할 수 있다.
제어부(250)는 연산한 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], 유닛간 유효전력비율 시간변화율[%], 조도의 시간변화율(%), 유닛간 전압 강하율 및 유닛간 전류불평형값 중 적어도 하나를 기 설정된 각각의 기준값과 비교한 결과에 따라 스페이서 댐퍼(100)의 소도체 관통부(110)간의 이격거리를 제어하는 명령을 출력할 수 있다. 실시예에서 기준값은 상별 고조파 함유율 시간변화율은 20%로 설정될 수 있고, 유닛간 유효전력비율 시간변화율[%], 조도의 시간변화율(%), 유닛간 전압 강하율 및 유닛간 전류불평형값의 기준값은 0으로 설정될 수 있다. 이후 각 기준값은 상별 고조파 함유율 시간변화율의 계측값이 20%가 넘은 순간을 기준으로하여, 각 계측값의 95%의 값을 각 설정값의 기준값(%)으로 설정할 수 있다.
제어부(250)는 스페이서 댐퍼(100)의 이격 가동부(120)의 길이를 제어함으로써 소도체 관통부(110)간의 이격거리를 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(250)는 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 및 조도의 시간변화율(%) 중 적어도 하나가 각각에 대한 기준값 이상인 경우 k-1번째 유닛, k번째 유닛 및 k+1번째 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 기준값 이상인 파라미터가 기준값 미만이 될 때까지 소도체 관통부(110)간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 기준값 이상인 파라미터가 기준값 미만이 되면 이격 가동부(120)로 정지 명령을 출력할 수 있다.
제어부(250)는 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 및 조도의 시간변화율(%) 중 적어도 하나가 기준값 이상인 경우에 있어서, k-1번째 유닛, k번째 유닛 및 k+1번째 유닛의 소도체 관통부(110)간의 이격 거리가 최대인 경우, 통신부(210)를 통하여 주장치 시스템(300)로 소도체 거리 최대 변경 상태 알림 신호를 전송할 수 있다. 소도체 관통부(110)간의 최대 이격 거리는 데이터베이스(260)에 저장되어 있는 데이터를 활용하여 판단할 수 있다. 제어부(250)는 소도체 관통부(110)간의 이격 거리를 최대로 증가시켰음에도 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 및 조도의 시간변화율(%) 중 적어도 하나가 기준값 이상으로 유지되는 경우 주장치 시스템(300)으로 알림 신호를 전송할 수 있다.
이 후, 주장치 시스템(300)은 k-2 번째 유닛, k-3 번째 유닛, k+2 번째 유닛 및 k+3번째 유닛으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 주장치 시스템(300)은 제어부(250)로부터 알림 신호를 수신하면 k-1번째 유닛으로부터 제1방향에 인접 배치된 k-2 번째 유닛, k-3 번째 유닛으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 또한, 주장치 시스템(300)은 제어부(250)로부터 알림 신호를 수신하면 k-1번째 유닛으로부터 제2방향에 인접 배치된 k+2 번째 유닛, k+3 번째 유닛으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 기준값 이상인 파라미터가 기준값 미만이 되면 주장치 시스템(300)에 정지 명령 요청 신호를 전송할 수 있다. 주장치 시스템(300)은 제어부(250)로부터 정지 명령 요청 신호를 수신하면, 해당 유닛(200)이 배치된 스페이서 댐퍼의 이격 가동부(120)로 정지 명령을 전송할 수 있다.
k-2 번째 유닛, k-3 번째 유닛, k+2 번째 유닛 및 k+3번째 유닛으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리를 최대로 증가시켰음에도 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 및 조도의 시간변화율(%) 중 적어도 하나가 기준값 이상으로 유지되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 주장치 시스템(300)은 인근 철탑 경간에 설치된 유닛(200)으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
전술한 바와같이 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 및 조도의 시간변화율(%)파라미터를 활용하여 소도체간 거리를 조절함으로써 코로나의 발생을 매우 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율이 기준값 이상인 경우 k-1번째 유닛 및 k+1번째 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율이 기준값 미만이 되면 이격 가동부(120)에 정지 명령을 출력할 수 있다. 이를 통하여 1경간 유닛에 발생된 전압강하 현상을 감소시키거나 제거할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전압강하율이 설정값 이상인 경우, 전압 강하 발생 구간에 배치된 유닛(200) 중 전압강하율이 가장 큰 경간에 위치한 유닛(200)에 순차적으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 1차적으로 전압강하율이 가장 큰 경간의 2개의 유닛(200)으로 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 이를 통하여 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전압강하율이 설정값 미만으로 되면 제어부(250)는 해당 유닛(200)의 이격 가동부(120)에 정지 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 전압강하율이 가장 큰 경간의 2개의 유닛(200)으로 이격 거리가 최대로 증가했음에도 전압강하율이 설정값 이상인 경우, 전압강하율이 2번째로 큰 경간의 2개의 유닛(200)으로 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전압강하율이 설정값 미만이 될 때까지 이러한 과정을 반복할 수 있다. 이를 통하여 다경간 유닛에 발생된 전압강하 현상을 감소시키거나 제거할 수있다.
제어부(250)는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전류 불평형이 설정값 이상인 경우, 전류 불평형 발생 구간의 모든 유닛(200)으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 증가 명령을 출력할 수 있다.
제어부(250)는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전류 불평형이 설정값 이상이면서, 전류 불평형 구간 중 전류 크기가 가장 작은 유닛(200)의 소도체 관통부(110)간 이격 거리가 최대로 증가한 경우에 있어서, 전류 불평형 구간 중 전류 크기가 가장 큰 유닛(200)으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 감소 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 전류 불평형이 설정값 미만이 되면 전류 불평형 발생 구간의 모든 유닛(200)의 이격 가동부(120)로 정지 명령을 출력할 수 있다.
제어부(250)는 전류 크기가 가장 작게 계측된 유닛(200)의 소도체 거리가 최대로 증가했음에도 전류 불평형이 설정값 이상으로 유지되는 경우, 전류 크기가 가장 크게 계측된 유닛(200)으로 소도체 관통부(110)간 이격 거리 감소 명령을 출력할 수 있다. 제어부(250)는 전류 불평형이 설정값 미만이 도면 소도체 관통부(110)간 이격 거리 감소 명령을 출력한 유닛의 이격 가동부(120)로 정지 명령을 출력할 수 있다.
데이터 베이스(260)는, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드 디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리등), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크, 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 베이스(260)는 인터넷(internet) 상에서 데이터 베이스의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영하거나, 또는 웹 스토리지와 관련되어 동작할 수도 있다.
데이터베이스(260)는 계측부(220) 및 조도센서(230)에서 계측한 데이터와 연산부(240)에서 연산한 데이터가 저장될 수 있다.
또한, 데이터베이스(260)는 스페이서 댐퍼 유닛(200)이 설치된 송전선로(1)의 상별 중심 위치(x, y, z값), 상별 불평형률 기준[%], 제어가능 최소등가반지름[m], 제어가능 최대등가반지름[m], 철답의 경간[m] 정보가 저장될 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 스페이서 댐퍼
200: 스페이서 댐퍼 제어 유닛

Claims (11)

  1. 송전선로상의 스페이서 댐퍼에 배치되는 스페이서 댐퍼 제어 유닛에 있어서,
    주장치 시스템 및 타 유닛과 데이터 통신을 수행하는 통신부;
    설치된 상의 전력 데이터를 계측하는 계측부;
    계측된 전력 데이터를 이용하여 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율 및 k번째 유닛과 k+n번째 유닛 사이의 전류불평형값 중 적어도 하나를 연산하는 연산부; 및
    연산한 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], 유닛간 유효전력비율 시간변화율[%], 유닛간 전압 강하율 및 유닛간 전류불평형값 중 적어도 하나를 기 설정된 각각의 기준값과 비교한 결과에 따라 상기 스페이서 댐퍼의 소도체 관통부간의 이격거리를 제어하는 명령을 출력하는 제어부를 포함하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛(k, n은 자연수임).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상별 고조파 함유율 시간변화율[%] 및 k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 중 적어도 하나가 각각에 대한 기준값 이상인 경우 k-1번째 유닛, k번째 유닛 및 k+1번째 유닛으로 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상별 고조파 함유율 시간변화율[%] 및 k-1번째 유닛에 대한 k의 유효전력비율 중 적어도 하나가 상기 기준값 이상인 경우에 있어서, 상기 k-1번째 유닛, 상기 k번째 유닛 및 상기 k+1번째 유닛의 상기 소도체 관통부간의 이격 거리가 최대인 경우, 상기 통신부를 통하여 상기 주장치로 소도체 거리 최대 변경 상태 알림 신호를 전송하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주장치 시스템은 k-2 번째 유닛, k-3 번째 유닛, k+2 번째 유닛 및 k+3번째 유닛으로 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 주장치 시스템은 인근 철탑 경간에 설치된 유닛으로 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  6. 제2항 내지 제5항에 있어서,
    설치된 상에서 조도를 측정하는 조도 센서를 더 포함하며,
    상기 제어부 및 상기 주장치 시스템은 상기 조도의 시간변화율(%)을 기준값과 비교한 결과에 따라 상기 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율이 기준값 이상인 경우 k-1번째 유닛 및 k+1번째 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전압강하율이 설정값 이상인 경우, 전압 강하 발생 구간에 배치된 유닛 중 전압강하율이 가장 큰 경간에 위치한 유닛에 순차적으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전류 불평형이 설정값 이상인 경우, 전류 불평형 발생 구간의 모든 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 증가 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 k번째 유닛과 k+n번째 유닛간의 전류 불평형이 설정값 이상이면서, 상기 전류 불평형 구간 중 전류 크기가 가장 작은 유닛의 소도체 관통부간 이격 거리가 최대로 증가한 경우에 있어서, 상기 전류 불평형 구간 중 전류 크기가 가장 큰 유닛으로 소도체 관통부간 이격 거리 감소 명령을 출력하는 스페이서 댐퍼 제어 유닛.
  11. 송전선로상에 소정 간격 이격하여 3상에 각각 배치되는 스페이서 댐퍼에 있어서,
    모서리단에 마련되는 복수개의 소도체 관통부;
    상기 소도체 관통부간의 이격 거리를 조절하는 이격 가동부;
    주장치 시스템 및 타 유닛과 데이터 통신을 수행하는 통신부;
    설치된 상의 전력 데이터를 계측하는 계측부;
    계측된 전력 데이터를 이용하여 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k번째 유닛의 유효전력비율 시간변화율[%], k-1번째 유닛에 대한 k+1번째 유닛의 전압 강하율 및 k번째 유닛과 k+n번째 유닛 사이의 전류불평형값 중 적어도 하나를 연산하는 연산부; 및
    연산한 상별 고조파 함유율 시간변화율[%], 유닛간 유효전력비율 시간변화율[%], 유닛간 전압 강하율 및 유닛간 전류불평형값 중 적어도 하나를 기 설정된 각각의 기준값과 비교한 결과에 따라 상기 스페이서 댐퍼의이격 가동부를 제어하여 상기 소도체 관통부간의 이격거리를 제어하는 제어부를 포함하는 스페이서 댐퍼(k, n은 자연수임).
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