KR20210095198A

KR20210095198A - 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법, 장치, 시스템, 설비 및 매체

Info

Publication number: KR20210095198A
Application number: KR1020217019973A
Authority: KR
Inventors: 용성 리우; 웨이 허우; 쥔 천; 원롱 왕; 위치 리
Original assignee: 엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드; 엔알 엔지니어링 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-07-30
Also published as: EP4016778A4; CN110350500A; EP4016778A1; WO2021027285A1; CN110350500B; KR102542697B1

Abstract

본 출원에서는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법, 장치, 시스템, 설비 및 매체를 제공한다. 상기 방법에는, 의사 바이폴라 직류 배전망의 제1 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 횡방향 차동 전류값은 제1 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이며; 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하며; 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하며; 이미 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행하는 것이 포함된다.

Description

의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법, 장치, 시스템, 설비 및 매체

본 출원은 배전망의 릴레이 보호 기술분야에 관한 것으로서, 특히 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법, 장치, 시스템, 설비 및 매체에 관한 것이다.

신 에너지, 신기술의 발전 응용에 따라, 날로 많은 분산식 신 에너지가 배전망에 접속되어야 하고, 도시 배전망 중의 신 에너지의 침투율이 날로 높아져, 전력망 전력 변동 안정화를 위한 에너지 저장 장치, 전기 자동차 충전을 위한 충전대, 녹색 충전소 등 신형 직류 부하도 날로 많이 여기에 접속된다.

도시 저전압 직류 배전망은 소형, 로컬화 전력 시스템으로서, 근년래 도시 배전망 연구의 중점이 되었다. 교류 배전망에 비하여, 직류 배전망은 직접 분산식 신 에너지에 접속할 수 있고, 또한 수송 용량, 제어가능성 및 전력 공급 품질 향상 등 방면에 더욱 훌륭한 성능을 가지고, 대규모, 분산식 신 에너지 전력망 접속 캐리어로 아주 적합하며, 향후 도시 배전망 발전의 추세로 되었다.

현재 직류 배전망 컨버터는 대부분 모듈화 기반의 다중 레벨 컨버터고, 주요하게는 의사 바이폴라 , 트루 바이폴라, 혼합 접선 세 가지 접선 방식이 존재한다. 의사 바이폴라 접선 방식에서, 컨버터와 교류 시스템 간에는 통상적으로 환류 변압기가 구성되어, 교류-직류 시스템 간의 격리에 사용된다. 환류 변압기의 밸브측은 보편적으로 시스템 접지 저항을 구비하고, 시스템 접지 저항은 대저항 접지의 방식을 통하여 하나의 인위적인 중성점을 구성하여, 직류 시스템 대지간에 대하여 대칭되는 양, 음극성을 나타내도록 한다. 하지만 의사 바이폴라 의 직류 배전망 시스템에 단극 접지 고장이 발생할 때, 시스템의 대지간 저항의 저항값이 비교적 크기 때문에, 고장 전류가 선명하게 증가하지 않기 때문에, 보호 장치가 왕왕 고장점에 대하여 판단 및 위치 고정을 진행하기 어렵다.

종래의 의사 바이폴라 직류 배전망 시스템에서는 대부분 절연 고장 탐지의 방법을 사용하여 단극 접지 고장을 모니터링한다. 절연 고장 탐지 방법에는 밸런스 브리지 방법, 언밸런스 브리지 방법, 교류 소신호 주입법과 휴대식 누설 전류 탐지법 등이 있다.

발명자는 밸런스 브리지 방법은 단지 접지 고장만 탐지가능하지만, 고장 위치를 확정할 수 없어, 정전 후 인공으로 하나씩 검사하여야 하는 것을 발견하였다. 언밸런스 브리지 방법은 절연 저항을 탐지할 수 있지만, 양/음극 버스에 저항기를 설치하여야 하기 때문에, 직류 버스 절연 수준이 낮아진다. 교류 소신호 주입법은 양/음극 회로에 저주파수 교류 신호를 주입하는 것을 통하여, 전류 진폭과 위상에 의하여 접지 저항의 크기를 계산하지만, 아주 많은 직류 배전 시스템에 미니형 전자 기계 장치가 포함되기 때문에, 이의 간섭 방지 커패시턴스가 시스템 축전기 전류를 증가시켜 교류 소신호 주입법이 효력을 상실하게 한다. 휴대식 누설 전류 탐지법은 고장 후 아무 곳에나 이동할 수 있어 간편하고 간략하지만, 현재 기존의 제품의 호환성이 좋지 않아 넓은 사용에 영향을 미친다.

본 출원의 실시예에서는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법을 제공하는 바, 의사 바이폴라 직류 배전망의 제1 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 상기 횡방향 차동 전류값은 상기 제1 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이며; 상기 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하며; 상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하며; 이미 상기 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 상기 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 상기 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행하는 것이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성한 후, 상기 방법에는 또한, 상기 제1 직류 스위치와 인접된 직류 스위치의 보호 장치로 상기 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신하는 것이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 제1 직류 스위치와 인접된 직류 스위치의 보호 장치로 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신하는 것에는, 데이터 정보 공유 플랫폼을 통하여 상기 제1 직류 스위치와 인접된 직류 스위치의 보호 장치로 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신하는 것이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하는 것에는, 상기 데이터 정보 공유 플랫폼을 통하여 상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 수신하는 것이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치는 단극 접지 고장 시 대지로 유입되는 전류 진폭에 의하여 조정을 진행한다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치는 단극 접지 고장 시 대지로 유입되는 전류 진폭의 0.6~0.8배에 의하여 조정을 진행한다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 방법에는 또한, 상기 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절하는 것이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 이상 특징에는, 단극 접지 고장 시 나타나는 상기 의사 바이폴라 직류 배전망의 양/음극 전압 진폭 불균형 및/또는 상기 의사 바이폴라 직류 배전망의 환류 변압기 밸브측 대지간 전압 상승이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절하는 것에는, 이상 특징 및 상기 접지 저항의 구조에 의하여 상기 접지 저항의 저항값을 감소시켜, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절하는 것이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것에는, 상기 접지 저항으로 병렬 연결 소저항을 투입시켜, 상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것이 포함된다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것에는, 상기 접지 저항과 병렬 연결된 피뢰기가 온되도록 하여, 상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것이 포함된다.

본 출원의 실시예에서는 또한 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치를 제공하는 바, 횡방향 차동 전류 탐지 모듈, 횡방향 차동 한계 초과 판단 모듈, 제2 횡방향 차동 한계 초과 수신 모듈, 구역 내 고장 보호 모듈, 구역 외 고장 보호 모듈이 포함되고, 상기 횡방향 차동 전류 탐지 모듈이 의사 바이폴라 직류 배전망의 제1 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 상기 횡방향 차동 전류값은 상기 제1 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이며; 상기 횡방향 차동 한계 초과 판단 모듈이 상기 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하며; 상기 제2 횡방향 차동 한계 초과 수신 모듈이 상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하며; 상기 구역 내 고장 보호 모듈이 이미 상기 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 상기 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 상기 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행한다.

본 출원의 일 방면으로서, 상기 장치에는 또한 접지 저항 조절 모듈이 포함되고, 상기 접지 저항 조절 모듈은 상기 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절한다.

본 출원의 실시예에서는 또한 의사 바이폴라 직류 배전망 보호를 제공하는 바, 상기 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치, 데이터 정보 공유 플랫폼을 포함하고, 상기 데이터 정보 공유 플랫폼은 복수개 상기 보호 장치와 통신을 진행하여, 상기 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신 및 수신한다.

본 출원의 실시예에서는 또한 전자 장치를 제공하는 바, 기억장치, 프로세서 및 기억장치에 저장되고 또한 프로세서 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 포함되며, 상기 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가 상기 방법을 실행하도록 한다.

본 출원의 실시예에서는 또한 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공하는 바, 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의하여 실행될 때, 상기 프로세서가 상기 방법을 실행하도록 한다.

본 출원의 실시예에서 제공하는 기술방안은, 의사 바이폴라 직류 배전망에 단극 접지 고장이 발생한 후, 고장 극과 비고장 극에 흐르는 전류 진폭이 불균형적인 것을 이용하여, 보호 장치가 횡방향 차동 전류를 고장 판단의 근거로 삼아, 고장 구역에 대하여 판단 판정을 진행하여, 보호 판단의 선택성을 구현하고, 효과적으로 보호 판단의 신뢰성을 향상시켰으며, 고장의 격리와 회복을 위하여 유리한 조건을 제공하였다.

본 출원의 실시예 중의 기술방안에 대하여 더욱 명확한 설명을 진행하기 위하여, 아래 실시예의 설명에 사용될 도면에 대하여 간략한 설명을 진행하는 바, 하기 설명 중의 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 당업계의 기술자로 말하면 창조성적인 노력이 필요없이 이러한 도면에 의하여 기타 도면을 취득할 수 있다.
도1은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망의 전형적인 프레임 워크 도면.
도2는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법의 흐름도.
도3은 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법의 흐름도.
도4는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전자식 접지 저항의 도면.
도5는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 병렬 연결 소저항식 접지 저항의 도면.
도6은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 병렬 연결 피뢰기식 접지 저항의 도면.
도7은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치의 구성 도면.
도8은 본 출원의 다르 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치의 구성 도면.
도9는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 시스템의 구성 도면.

구체적인 실시방식

본 출원의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 잘 이해하도록 하기 위하여, 아래 도면과 실시예를 참조하여 본 출원의 기술방안의 구체적인 실시 방식에 대하여 더욱 상세하고 명확한 설명을 진행하도록 한다. 하지만, 아래 기술된 구체적인 실시 방식과 실시예는 단지 설명을 위한 목적일 뿐, 본 출원을 제한하는 것이 아니다. 여기에는 단지 본 출원의 일부 실시예만 포함되고, 모든 실시예가 포함된 것이 아니며, 당업계의 기술자들이 본 출원에 대한 여러 가지 변화가 취득한 기타 실시예는 모두 본 출원의 보호 범위에 속한다.

본 출원의 특허청구범위, 명세서와 도면 중의 용어 “제1”, 제2”, “제3”과 “제4” 등은 서로 다른 대상을 구분하기 위한 것이고, 특정 순서를 설명하기 위한 것이 아닌 것을 이해할 것이다. 본 출원의 명세서와 특허청구범위에서 사용하는 용어 “포함되다”, “함유되다”는 기술된 특징, 전체, 단계, 조작 요소 및/또는 모듈의 존재를 지시하나, 하나 또는 다수의 기타 특징, 전체, 단계, 조작, 요소, 모듈 및/또는 기타 집합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한 여기에서 본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 출원을 제한하기 위한 것이 아닌 것을 이해할 것이다. 예를 들면 본 출원의 명세서와 특허청구범위에서 사용하는 것과 같이, 문맥에서 명확하게 기타 상황이 존재한다는 것을 명기한 외, 단수 형식의 “일”, “하나” 및 “해당”의 뜻은 복수 형식을 포함한다. 또한 진일보로, 본 출원의 명세서와 특허청구범위에서 사용하는 용어 “및/또는”은 관련되게 가지런히 나열된 항목 중의 하나 또는 복수개의 임의의 조합 및 모든 가능한 조합을 가리키고 또한 이렇 조합을 포함하는 것을 이해할 것이다.

도1은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망의 전형적인 프레임 워크 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 해당 의사 바이폴라 직류 배전망의 정상 작동 전압이 ±10kV이고, 도면 중에서, a는 접지 저항이며, b는 직류 버스이고, c는 환류 변압기이며, A1은 버스 직류 스위치이고, A2, A3, A4, A5, A6은 모두 버스 직류 스위치 A1의 하위 스위치이다. 각 직규 스위치에는 모두 하나의 보호 장치가 구성된다.

도2는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법의 흐름도로서, 하기 단계가 포함된다.

S110 단계에서, 의사 바이폴라 직류 배전망의 제1 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 횡방향 차동 전류값은 제1 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이다.

양, 음극 스위치를 흐르는 전류 진폭을 탐지하고 또한 감하여 절대치를 취득하여, 횡방향 차동 전류값을 취득한다. 의사 바이폴라 직류 배전망 시스템에 있어서, 정상 작동 상태 또는 극 간 단락 고장 하에서, 보호 장치가 탐지하는 횡방향 자동 전류값이 거의 0이다. 단극 접지 고장이 발생할 때, 고장 극과 비고장 극에 흐르는 전류 진폭이 불균형하고, 횡방향 차동 전류값은 직류 시스템의 대지에 유입되는 전류값이다.

S120 단계에서, 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성한다. 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치는 단극 접지 고장 시 대지로 유입되는 전류 진폭에 의하여 조정을 진행하는 바, 바람직하게는 전류 진폭의 0.6~0.8배에 의하여 조정을 진행하지만, 이에 제한되지 않는다.

만일 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 크다면, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성한다. 본 제1 직류 스위치와 인접된 직류 스위치의 보호 장치로 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신한다.

S130 단계에서, 의사 바이폴라 직류 배전망 중 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지한다.

본 실시예에서, 데이터 정보 공유 플랫폼을 통하여 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 수신하지만, 이에 제한되지 않는다. 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호는 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 제2 횡방향 차동 전류값보다 클 때 생성하는 것이다. 하위 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값은 하위 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이다.

S140 단계에서, 이미 상기 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행한다.

각 직류 스위치의 보호 장치가 모두 본 직류 스위치의 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호가 생성되었는지 여부 및 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지할 수 있는지 여부를 탐지한다. 횡방향 차동 네트워크 보호 판단 원리에 의하여, 만일 단지 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호만 존재하고 또한 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호가 존재하지 않으면, 본 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하고, 구역 내 고장에 대하여 격리 및 보호를 진행한다. 구체적인 상황에 의하여, 구역 내 고장에 대하여 지연 격리 및 보호를 진행할 수 있다. 하지만 이에 제한되지 않는다.

도1에 도시된 바와 같이, 만일 K1 점에서 고장이 발생하면, 즉 버스 단극 접지 고장이 발생하면, 양극 접지간 전압이 0으로 낮아지고, 음극 대지간 전압이 -20kV로 상응한다. 양/음극 전압 진폭 불균형, 환류 변압기 밸브측 대지간 전압 상승 등 이상 특징이 나타나고, 접지 저항 값이 감소되며, 버스 상 스위치 A1의 보호 장치가 횡방향 차동 전류값을 탐지하고, 횡방향 차동 전류값이 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 크다. 동일한 버스 상의 기타 스위치 A2, A3, A4, A5, A6 상의 보호 장치는 모두 한계를 초과한 횡방향 차동 전류값을 탐지하지 못하고, 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하지 않는다. 그러므로 직류 스위치 A1의 보호 장치가 해당 고장을 구역 내 고장으로 판단한다. A1 스위칭 동작이 고장을 제거하고, A2, A3, A4, A5, A6을 분류 트립하여 고장의 완전한 격리를 구현한다.

횡방향 차동 네트워크 보호 판단 원리에 의하여, 만일 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호가 존재하고 또한 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호가 존재한다면, 본 직류 스위치의 고장이 구역 외 고장인 것으로 판정하고, 구역 외 고장에 대하여 격리 및 보호를 진행한다. 구체적인 상황에 의하여, 구역 내 고장에 대하여 지연 격리 및 보호를 진행할 수 있다. 하지만 이에 제한되지 않는다.

도1에 도시된 바와 같이, 만일 K2 점에서 고장이 발생하면, 즉 단극 접지 고장이 발생하면, 양극 접지간 전압이 0으로 낮아지고, 음극 대지간 전압이 -20kV로 상응한다. 접지 저항 저항값은 시스템 이상 특징이 감소하기 때문에, 버스 상 직류 스위치 A1과 A4의 보호 장치가 모두 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 횡방향 차동 전류값을 탐지하고,기타 스위치 A2, A3, A5, A6 상의 보호 장치는 모두 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 횡방향 차동 전류값을 탐지하지 못한다.

그러므로 직류 스위치 A1의 보호 장치는 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고, 또한 하위 스위치 A4가 전송하는 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하기 때문에, 고장을 구역 외 고장으로 판단한다.

그리고 직류 스위치 A4의 보호 장치는 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고, 탐지한 직류 스위치 A1이 전송하는 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호가 그 하위 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호에 속하기 않기 때문에, 고장을 구역 외 고장으로 판단하고, A4 스위칭 동작이 고장을 제거한다.

본 실시예에서 제공하는 기술방안은, 의사 바이폴라 직류 배전망에 단극 접지 고장이 발생한 후, 고장 극과 비고장 극에 흐르는 전류 진폭이 불균형적인 것을 이용하여, 보호 장치가 횡방향 차동 전류를 고장 판단의 근거로 삼아, 고장 구역에 대하여 판단 판정을 진행하여, 보호 판단의 선택성을 구현하고, 효과적으로 보호 판단의 신뢰성을 향상시켰으며, 고장의 격리와 회복을 위하여 유리한 조건을 제공하였다.

도3는 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법의 흐름도로서, 하기 단계가 포함된다.

S100 단계에서, 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 횡방향 차동 전류값을 조절한다.

단극 접지 고장이 발생할 때, 제1 직류 스위치의 양극 전류가 부하 전류 및 대지로 유입되는 전류의 합과 같고, 음극 전류가 부하 전류와 같기 때문에, 횡방향 차동 전류값이 대략 대지로 유입되는 전류와 같다.

대지로 유입되는 전류 크기는 접지 저항의 값에 의하여 결정된다. 만일 접지 저항이 지나치게 크면, 대지로 유입되는 전류가 아주 작을 것이고 탐지하기 어려울 것이다. 그렇기 때문에, 단극 접지 고장 시 의사 바이폴라 직류 배전망 접지 저항의 저항값을 탐지하고, 접지 저항의 크기를 조절하는 것을 통하여 횡방향 차동 전류값을 조절할 수 있다.

다시 말하면, 양/음극 전압 진폭 불균형, 환류 변압기 밸브측 대지간 전압 상승 등 이상 특징이 나타날 때, 단극 접지 고장이 나타난 것으로 판정하며, 이때 접지 저항의 저항값을 조절하여, 횡방향 차동 전류값을 조절한다.

구체적으로 말하면, 이상 특징 및 접지 저항의 구조에 의하여 접지 저항의 저항값을 감소시켜, 상기 횡방향 차동 전류값이 증가하도록 조절하여, 탐지와 제어에 유리하도록 한다.

도4에 도시된 바와 같이, 만일 접지 저항이 전자식 접지 저항 e를 사용할 때, 시스템 이상 특징에 의하여 고장을 단극 접지 고장으로 판단한 후, 전자식 접지 자항 e로 저항값 조절 명령을 송신하면, 전자식 접지 자항 e의 저항값은 설정된 목표 저항값에 의하여 고정 조절을 진행할 수도 있고, 또한 전압의 불균형도에 의하여 동적 조절을 진행할 수도 있다.

도5에 도시된 바와 같이, 만일 병렬 연결식 소저항 접지 저항을 사용할 때, f는 접지 저항이고, 병렬 연결 소저항은 g이며, h는 소저항 투입 스위치이다. 시스템 이상 특징에 의하여 고장을 단극 접지 고장으로 판단한 후, 소저항 투입 스위치 h로 스위치 온 명령을 송신하여 병렬 연결 소저항 g를 투입하면, 최종적으로 접지 저항은 접지 저항 f와 병렬 연결 소저항 g로 병렬 연결되어 구성되어, 접지 저항의 저항값을 감소시킨다.

도6에 도시된 바와 같이, 만일 병렬 연결 피뢰기식 접지 저항을 사용하면, 접지 저항 i에 병렬 연결된 피뢰기 j는 환류 변압기 밸브측 접지간 전압의 상승으로 인하여 자체로 온되어, 시스템 대지간 저항의 감소를 구현한다.

S120 단계에서, 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성한다.

S140 단계에서, 이미 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행한다.

본 실시예에서, S110, S120, S130, S140 단계는 상기 실시예와 같으며, 여기에서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.

본 실시예에서 제공하는 기술방안은, 의사 바이폴라 직류 배전망에 단극 접지 고장이 발생한 후, 환류 변압기 밸브측 접지 저항 저항값을 감소시키고, 직류 시스템의 고장 전류를 증가시키는 것을 통하여, 보호 판단의 감응성을 향상시키고, 고장 전류가 작아 보호 판단 오류가 발생하는 가능성을 방지하며; 고장 극과 비고장 극에 흐르는 전류 진폭이 불균형적인 것을 이용하여, 보호 장치가 횡방향 차동 전류를 고장 판단의 근거로 삼아, 고장 구역에 대하여 판단 판정을 진행하여, 보호 판단의 선택성을 구현하고, 효과적으로 보호 판단의 신뢰성을 향상시켰으며, 고장의 격리와 회복을 위하여 유리한 조건을 제공하였다.

전자 장치에 있어서, 기억장치, 프로세서 및 기억장치에 저장되고 또한 프로세서 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 포함되며, 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서가 상기 방법을 실행하도록 한다.

컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서, 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있어서, 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의하여 실행될 때, 프로세서가 상기 방법을 실행하도록 한다.

도7은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치의 구성 도면으로서, 횡방향 차동 전류 탐지 모듈(11), 횡방향 차동 한계 초과 판단 모듈(12), 제2 횡방향 차동 한계 초과 수신 모듈(13), 구역 내 고장 보호 모듈(14)이 포함된다.

횡방향 차동 전류 탐지 모듈(11)이 의사 바이폴라 직류 배전망의 제1 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 횡방향 차동 전류값은 제1 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이다. 횡방향 차동 한계 초과 판단 모듈(12)이 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성한다. 제2 횡방향 차동 한계 초과 수신 모듈(13)이 기타 보호 장치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 수신한다. 구역 내 고장 보호 모듈(14)이 이미 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행한다.

도8은 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치의 구성 도면으로서, 횡방향 차동 전류 탐지 모듈(11), 횡방향 차동 한계 초과 판단 모듈(12), 제2 횡방향 차동 한계 초과 수신 모듈(13), 구역 내 고장 보호 모듈(14), 접지 저항 조절 모듈(15)이 포함된다.

접지 저항 조절 모듈(15)이 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 횡방향 차동 전류값을 조절한다. 횡방향 차동 전류 탐지 모듈(11)이 의사 바이폴라 직류 배전망의 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 횡방향 차동 전류값은 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이다. 횡방향 차동 한계 초과 판단 모듈(12)이 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성한다. 제2 횡방향 차동 한계 초과 수신 모듈(13)이 기타 보호 장치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 수신한다. 구역 내 고장 보호 모듈(14)이 이미 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 수신하지 못한 것에 응답하여, 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행한다.

도9는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 시스템의 구성 도면으로서, 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치(1), 데이터 정보 공유 플랫폼(2)이 포함된다.

데이터 정보 공유 플랫폼(2)은 복수개 보호 장치(1)와 통신을 진행하여, 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신 및 수신한다.

데이터 정보 공유 플랫폼(2)은 통일적인 표준 프로토콜을 이용하여 장치 간의 상호 접속의 플랫폼을 구성하여, 그 중의 보호 장치 간 정보의 전달에 접속된다. 의사 바이폴라 직류 배전망 내 보호 장치 간 정보 상호작용의 통로로서, 실시간으로 보호 장치가 판단한 횡방향 차동 보호 가동 신호 및 보호 장치 간의 분류 트립 신호를 전송하고, 횡방향 차동 네트워크 보호의 응용을 위하여 신뢰성 있는 수단을 제공한다. 플랫폼은 과정 레이어 GOOSE 네트워크, 스테이션 레이어 GOOSE 네트워크 또는 통신 네트워크 등 방식을 사용하여 구현할 수 있다.

설명하여야 할 바로는, 이상에서는 도면을 참조하여 설명한 각 실시예는 단지 본 출원을 설명하기 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이는 모두 본 출원의 범위에 속한다. 그리고, 문맥 상 별도로 명기한 것을 제외하고, 단수 형식으로 표현된 단어는 복수 형식을 포함하고, 거꾸로도 마찬가지이다. 그리고, 특별하게 설명한 외, 임의의 실시예의 전부 또는 일부는 임의의 기타 실시예의 전부 또는 일부와 결합되어 사용될 수 있다.

Claims

의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법에 있어서, 의사 바이폴라 직류 배전망의 제1 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 상기 횡방향 차동 전류값은 상기 제1 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치이며;
상기 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하며;
상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하며;
이미 상기 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 상기 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 상기 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제1항에 있어서,
상기 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성한 후, 상기 방법에는 또한,
상기 제1 직류 스위치와 인접된 직류 스위치의 보호 장치로 상기 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
[청구항 3]
제2항에 있어서,
상기 제1 직류 스위치와 인접된 직류 스위치의 보호 장치로 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신하는 것에는, 데이터 정보 공유 플랫폼을 통하여 상기 제1 직류 스위치와 인접된 직류 스위치의 보호 장치로 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제3항에 있어서,
상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하는 것에는, 상기 데이터 정보 공유 플랫폼을 통하여 상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 수신하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제1항에 있어서,
상기 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치는 단극 접지 고장 시 대지로 유입되는 전류 진폭에 의하여 조정을 진행하는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제5항에 있어서,
상기 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치는 단극 접지 고장 시 대지로 유입되는 전류 진폭의 0.6~0.8배에 의하여 조정을 진행하는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제1항에 있어서,
또한 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절하는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제7항에 있어서,
상기 이상 특징에는, 단극 접지 고장 시 나타나는 상기 의사 바이폴라 직류 배전망의 양/음극 전압 진폭 불균형 및/또는 상기 의사 바이폴라 직류 배전망의 환류 변압기 밸브측 대지간 전압 상승이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제7항에 있어서,
상기 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절하는 것에는, 이상 특징 및 상기 접지 저항의 구조에 의하여 상기 접지 저항의 저항값을 감소시켜, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제9항에 있어서,
상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것에는, 상기 접지 저항으로 병렬 연결 소저항을 투입시켜, 상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
제9항에 있어서,
상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것에는, 상기 접지 저항과 병렬 연결된 피뢰기가 온되도록 하여, 상기 접지 저항의 저항값을 감소시키는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 방법.
의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치에 있어서, 의사 바이폴라 직류 배전망의 제1 직류 스위치의 횡방향 차동 전류값을 탐지하는 바, 상기 횡방향 차동 전류값은 상기 제1 직류 스위치의 양극 전류 진폭과 음극 전류 진폭의 차이값의 절대치인 횡방향 차동 전류 탐지 모듈;
상기 횡방향 차동 전류값이 사전 설정된 횡방향 차동 한계 초과 역치보다 큰 것에 응답하여, 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하는 횡방향 차동 한계 초과 판단 모듈;
상기 의사 바이폴라 직류 배전망 중 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하는 제2 횡방향 차동 한계 초과 수신 모듈;
이미 상기 제1 횡방향 차동 한계 초과 신호를 생성하고 또한 상기 제1 직류 스위치의 하위 직류 스위치의 상기 제2 횡방향 차동 한계 초과 신호를 탐지하지 못한 것에 응답하여, 상기 제1 직류 스위치의 고장이 구역 내 고장인 것으로 판정하여, 고장 보호를 진행하는 구역 내 고장 보호 모듈이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치.
제12항에 있어서,
또한 이상 특징에 의하여 접지 저항의 저항값을 조절하여, 상기 횡방향 차동 전류값을 조절하는 접지 저항 조절 모듈이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치.
의사 바이폴라 직류 배전망 보호 시스템에 있어서, 제12항 또는 제13항의 상기 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 장치;
복수개 상기 보호 장치와 통신을 진행하여, 상기 횡방향 차동 한계 초과 신호를 송신 및 수신하는 데이터 정보 공유 플랫폼이 포함되는 것을 특징으로 하는 의사 바이폴라 직류 배전망 보호 시스템.
기억장치, 프로세서 및 기억장치에 저장되고 또한 프로세서 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 포함되는 전자 장치에 있어서, 상기 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가 제1항 내지 제11항의 어느 한 항의 상기 방법을 실행하도록 하는 전자 장치.
컴퓨터 프로그램이 저장되는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의하여 실행될 때, 상기 프로세서가 제1항 내지 제11항의 어느 한 항의 상기 방법을 실행하도록 하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.