KR20220008644A - Overcurrent relay used for electric power system provided with a fault current limiter, overcurrent relay method thereby, protection cooperation system and protection cooperation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 한류기가 마련된 전력 계통에 이용되는 과전류 계전기, 과전류 계전 방법, 이를 이용하는 보호 협조 시스템 및 보호 협조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 한류기가 설치된 전력 계통에서 보호 동작을 수행하는 과전류 계전기, 과전류 계전 방법, 이를 이용하는 보호 협조 시스템 및 보호 협조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter, an overcurrent relay method, a protection cooperation system and a protection cooperation method using the same, and more particularly, an overcurrent relay for performing a protection operation in a power system provided with a current limiter, It relates to an overcurrent relay method, a protection coordination system using the same, and a protection coordination method.
과전류 계전기는 계통에 고장이 발생하여, 매우 큰 고장전류가 흐르는 경우에, 차단기가 선로를 차단하도록 제어하는 보호계전기다. 과전류 계전기는 설정해놓은 임계값 이상의 고장전류가 지속적으로 감지되면, 과전류 계전기의 내부 연산에 따른 값을 누적하며, 누적된 값이 일정 값을 초과하는 경우에 차단기를 동작시킨다.The overcurrent relay is a protective relay that controls the circuit breaker to block the line when a fault occurs in the system and a very large fault current flows. The overcurrent relay accumulates a value according to the internal operation of the overcurrent relay when a fault current greater than a set threshold is continuously detected, and operates the circuit breaker when the accumulated value exceeds a certain value.
한편, 고장전류를 제한하기 위한 효과적인 방안은 초전도 한류기(SFCL: Superconducting Fault Current Limiter)를 적용하는 방안이 존재한다. 초전도 한류기는 1/4사이클 내로 고장전류를 신속하게 제한하는 특징이 있고, 평상 시에는 저항이 0이기 때문에 손실이 없다는 장점이 있다.On the other hand, as an effective method for limiting the fault current, there is a method of applying a superconducting fault current limiter (SFCL). The superconducting current limiter has the characteristic of quickly limiting the fault current within 1/4 cycle, and has the advantage of no loss because the resistance is 0 in normal use.
다만, 초전도 한류기를 이용하여 고장전류를 제한하는 경우에는, 동일한 계통에 설치된 과전류 계전기(OCR: Overcurrent Relay)의 동작에 영향을 주게 되고, 과전류 계전기의 동작영역 변화로 인한 부동작이 발생하게 된다. 그러므로, 전력 계통에서 한류기(FCL: Fault Current Limiter)에 의한 과전류 계전기의 영향을 최소화할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.However, when the fault current is limited by using a superconducting current limiter, the operation of an overcurrent relay (OCR) installed in the same system is affected, and a negative operation occurs due to a change in the operation area of the overcurrent relay. Therefore, there is a need for a method capable of minimizing the influence of the overcurrent relay due to a fault current limiter (FCL) in the power system.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 한류기에 의한 트립 시간의 지연을 최소화할 수 있는 과전류 계전기 및 그 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an overcurrent relay capable of minimizing the delay of a trip time due to a current limiter and a method therefor.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 한류기가 설치된 전력 계통에 마련된 복수개의 과전류 계전기의 보호 협조 동작에 대해, 한류기에 의한 트립 시간의 지연을 최소화할 수 있는 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.In addition, the technical problem to be solved by the present invention is a protective cooperation system and method using an overcurrent relay capable of minimizing the delay of the trip time by the current limiter for the protective cooperative operation of a plurality of overcurrent relays provided in the power system in which the current limiter is installed. is to provide
본 발명의 일측면은, 계통 전원으로부터 부하 측으로 연결되는 선로의 선로 전류를 측정하는 선로 전류 측정부; 상기 계통 전원에 연결된 모선의 모선 전압을 측정하는 모선 전압 측정부; 상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압을 측정하는 한류기 전압 측정부; 및 상기 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여, 상기 선로 전류로부터 나타나는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 상기 고장 전류와 상기 모선 전압에 기초하여, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하며, 상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention, the line current measuring unit for measuring the line current of the line connected to the load side from the grid power; a bus voltage measuring unit for measuring a bus voltage of a bus connected to the grid power; a current-limiting voltage measuring unit for measuring a current-limiting voltage of the current-limiting device provided on the line; and a fault current that occurs at any point on the line from the fault current limiter voltage and calculates a fault current limiter impedance generated by a fault current appearing from the line current, and based on the fault current and the bus voltage, the calculated fault current limiter The control unit may include a control unit that calculates an operating variable so that impedance is compensated, and performs a protection operation according to the operating variable.
또한, 상기 제어부는, 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의한 한류기 임피던스의 변화에 대해, 상기 고장 전류가 발생한 시점으로부터 상기 보호 동작이 수행되는 시점까지의 시간 간격을 나타내는 트립 시간이 일정해지도록 마련되는 상기 동작 변수를 산출할 수 있다.In addition, the control unit includes a trip time indicating a time interval from the time when the fault current occurs to the time at which the protection operation is performed, with respect to a change in fault current caused by a fault current occurring at an arbitrary point on the line. The operation variable provided to be constant may be calculated.
또한, 상기 제어부는, 상기 선로 상에서, 상기 고장 전류가 발생한 지점에 따라 변화되는 상기 모선 전압에 매칭되는 제 1 비례 계수를 추출하고, 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여 상기 고장 전류를 생성하는 고장의 종류 또는 상기 고장 전류의 과도 상태 중 적어도 하나의 요소에 매칭되는 제 2 비례 계수를 추출할 수 있다.In addition, the control unit extracts, on the line, a first proportional coefficient matching the bus voltage that is changed according to a point at which the fault current occurs, and a fault that occurs at any point on the line to generate the fault current A second proportional coefficient matching at least one of a type of , or a transient state of the fault current may be extracted.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 비계 계수와 사전에 설정되는 동작 임피던스의 곱을, 상기 선로 전류에 따른 선로 임피던스로부터 상기 제 2 비례 계수와 상기 한류기 임피던스의 곱을 뺀 값으로 나눈 결과 값으로 나타나는 동작 변수를 산출할 수 있다.In addition, the controller is configured to divide a product of the first scaffolding coefficient and a preset operating impedance by a value obtained by subtracting the product of the second proportional coefficient and the current limiter impedance from the line impedance according to the line current. variables can be calculated.
또한, 상기 제어부는, 상기 선로 전류에서 나타나는 주파수에 따라, 상기 선로 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 선로 저항과 무효 성분을 나타내는 선로 리액턴스를 산출하고, 상기 한류기 전압으로부터 나타나는 주파수에 따라, 상기 한류기 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 한류기 저항과 무효 성분을 나타내는 한류기 리액턴스를 산출하여, 상기 선로 전류와 상기 한류기 전압의 유효 성분과 무효 성분이 보정되도록 동작 변수를 산출할 수 있다.In addition, the control unit calculates a line resistance representing an active component and a line reactance representing an ineffective component from the line impedance according to a frequency appearing in the line current, and according to a frequency appearing from the fault current limiter voltage, the current limiter impedance The current limiter resistance representing the active component and the current limiter reactance representing the reactive component may be calculated from , and the operating variables may be calculated so that the active and reactive components of the line current and the current limiter voltage are corrected.
또한, 상기 제어부는, 상기 동작 변수와 사전에 설정되는 기준 값을 비교하고, 상기 동작 변수가 상기 기준 값보다 큰 경우, 보호 동작을 수행하도록 마련되는 트립 신호를 생성할 수 있다.Also, the controller may compare the operation variable with a preset reference value, and generate a trip signal provided to perform a protection operation when the operation variable is greater than the reference value.
본 발명의 다른 일측면은, 한류기가 마련된 전력 계통에 이용되는 과전류 계전기를 이용하는 과전류 계전 방법에 있어서, 계통 전원으로부터 부하 측으로 연결되는 선로의 선로 전류를 측정하는 단계; 상기 계통 전원에 연결된 모선의 모선 전압을 측정하는 단계; 상기 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여, 상기 선로 전류로부터 나타나는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 상기 고장 전류와 상기 모선 전압에 기초하여, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하는 단계; 및 상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention provides an overcurrent relay method using an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter, comprising: measuring a line current of a line connected from a grid power source to a load side; measuring a bus voltage of a bus connected to the grid power; From the fault current limiter voltage, a fault current limiter impedance generated by a fault current appearing from the line current generated at an arbitrary point on the line is calculated, and the fault current limiter impedance is calculated based on the fault current and the bus voltage. calculating an operation variable to compensate for ; and performing a protection operation according to the operation variable.
또한, 상기 동작 변수를 산출하는 단계는, 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의한 한류기 임피던스의 변화에 대해, 상기 고장 전류가 발생한 시점으로부터 상기 보호 동작이 수행되는 시점까지의 시간 간격을 나타내는 트립 시간이 일정해지도록 마련되는 상기 동작 변수를 산출할 수 있다.In addition, the calculating of the operation variable may include: a time interval from a time point at which the fault current occurs to a time point at which the protection operation is performed with respect to a change in current limiter impedance due to a fault current occurring at an arbitrary point on the line. It is possible to calculate the operation variable provided so that the trip time indicating the constant.
또한, 상기 동작 변수를 산출하는 단계는, 상기 선로 상에서, 상기 고장 전류가 발생한 지점에 따라 변화되는 상기 모선 전압에 매칭되는 제 1 비례 계수를 추출하고, 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여 상기 고장 전류를 생성하는 고장의 종류 또는 상기 고장 전류의 과도 상태 중 적어도 하나의 요소에 매칭되는 제 2 비례 계수를 추출할 수 있다.In addition, the calculating of the operating variable may include extracting, on the line, a first proportional coefficient matching the bus voltage, which is changed according to a point at which the fault current occurs, and generating the fault at any point on the line. A second proportional coefficient matching at least one of a type of fault generating a current or a transient state of the fault current may be extracted.
또한, 상기 동작 변수를 산출하는 단계는, 상기 제 1 비계 계수와 사전에 설정되는 동작 임피던스의 곱을, 상기 선로 전류에 따른 선로 임피던스로부터 상기 제 2 비례 계수와 상기 한류기 임피던스의 곱을 뺀 값으로 나눈 결과 값으로 나타나는 동작 변수를 산출할 수 있다.In addition, the calculating of the operating variable may include dividing a product of the first scaffolding coefficient and a preset operating impedance by a value obtained by subtracting the product of the second proportional coefficient and the current-limiting impedance from the line impedance according to the line current. It is possible to calculate an action variable that appears as a result value.
또한, 상기 동작 변수를 산출하는 단계는, 상기 선로 전류에서 나타나는 주파수에 따라, 상기 선로 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 선로 저항과 무효 성분을 나타내는 선로 리액턴스를 산출하고, 상기 한류기 전압으로부터 나타나는 주파수에 따라, 상기 한류기 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 한류기 저항과 무효 성분을 나타내는 한류기 리액턴스를 산출하여, 상기 선로 전류와 상기 한류기 전압의 유효 성분과 무효 성분이 보정되도록 동작 변수를 산출할 수 있다.In addition, the calculating of the operating variable includes calculating a line resistance representing an active component and a line reactance representing an ineffective component from the line impedance according to a frequency appearing in the line current, and according to a frequency appearing from the current limiter voltage , by calculating a fault current limiter resistance representing an active component and a fault current limiter reactance representing a reactive component from the fault current limiter impedance, an operating variable may be calculated such that the active and reactive components of the line current and the fault current limiter voltage are corrected.
또한, 상기 동작 변수를 산출하는 단계는, 상기 동작 변수와 사전에 설정되는 기준 값을 비교하고, 상기 동작 변수가 상기 기준 값보다 큰 경우, 보호 동작을 수행하도록 마련되는 트립 신호를 생성할 수 있다.In addition, the calculating of the operating variable may include comparing the operating variable with a preset reference value, and generating a trip signal provided to perform a protection operation when the operating variable is greater than the reference value. .
본 발명의 또 다른 일측면은, 한류기가 마련된 전력 계통에 이용되는 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 시스템에 있어서, 계통 전원과 제 1 부하를 연결하는 선로에 설치되어, 상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하여, 상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 제 1 과전류 계전기; 및 상기 제 1 과전류 계전기와 제 2 부하를 연결하는 선로에 설치되어, 상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하여, 상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 제 2 과전류 계전기를 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, in a protection cooperation system using an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter, it is installed on a line connecting the system power source and a first load, and the current limiter of the current limiter provided on the line Calculating a fault current limiter impedance generated by a fault current occurring at an arbitrary point on the line from a voltage, calculating an operation variable so that the calculated fault current limiter impedance is compensated, and performing a protection operation according to the
또한, 상기 제 1 과전류 계전기는, 상기 선로 상에서, 고장 전류가 발생한 지점에 따라, 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하도록 마련될 수 있다.In addition, the first overcurrent relay may be provided to perform one of a potential protection operation and a back-up protection operation according to a point at which a fault current occurs on the line.
또한, 상기 제 1 과전류 계전기는, 상기 고장 전류가 발생한 지점을 판단하여, 상기 고장 전류가 발생한 지점과 상기 제 1 과전류 계전기의 사이에 제 2 과전류 계전기가 설치된 것으로 판단되는 경우에, 후비 보호 동작을 수행할 수 있다.In addition, the first overcurrent relay determines the point at which the fault current occurs, and when it is determined that the second overcurrent relay is installed between the point at which the fault current occurs and the first overcurrent relay, a back-up protection operation can be done
또한, 상기 제 1 과전류 계전기는, 상기 제 2 과전류 계전기에서 보호 동작을 수행하는 것을 나타내는 트립 신호가 발생된 것으로 판단되는 경우, 상기 선로 상에서 발생하는 고장 전류에 대해, 후비 보호 동작을 수행할 수 있다.In addition, when it is determined that the first overcurrent relay generates a trip signal indicating that the second overcurrent relay performs the protection operation, it is possible to perform a backup protection operation for the fault current generated on the line. .
본 발명의 다른 일측면은, 한류기가 마련된 전력 계통에 이용되는 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 방법에 있어서, 상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압을 측정하는 단계; 상기 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하는 단계; 상기 고장 전류가 발생한 지점을 판단하는 단계; 및 상기 동작 변수와 상기 고장 전류가 발생한 지점에 따라, 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention provides a protection cooperation method using an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter, comprising: measuring a current limiter voltage of the current limiter provided on the line; calculating a fault current limiter impedance generated by a fault current occurring at an arbitrary point on the line from the fault current limiter voltage, and calculating an operating variable so that the calculated fault current limiter impedance is compensated; determining a point at which the fault current occurs; and performing one of a potential protection operation and a back-up protection operation according to the operation variable and a point at which the fault current occurs.
또한, 상기 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하는 단계는, 상기 고장 전류가 발생한 지점과 상기 제 1 과전류 계전기의 사이에 제 2 과전류 계전기가 설치된 것으로 판단되는 경우에, 후비 보호 동작을 수행할 수 있다.In addition, in the step of performing one of the potential protection operation and the back-up protection operation, when it is determined that a second over-current relay is installed between the point where the fault current occurs and the first over-current relay, the back-up protection operation can be performed.
또한, 상기 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하는 단계는, 상기 제 2 과전류 계전기에서 보호 동작을 수행하는 것을 나타내는 트립 신호가 발생된 것으로 판단되는 경우, 상기 선로 상에서 발생하는 고장 전류에 대해, 후비 보호 동작을 수행할 수 있다.In addition, in the step of performing one of the potential protection operation and the back-up protection operation, when it is determined that a trip signal indicating that the protection operation is performed in the second overcurrent relay is generated, a fault current generated on the line , a reserve protection operation may be performed.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 한류기가 마련된 전력 계통에 이용되는 과전류 계전기 및 그 방법을 제공함으로써, 한류기에 의한 트립 시간의 지연을 최소화할 수 있다.According to the above-described aspect of the present invention, by providing an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter and a method therefor, it is possible to minimize the delay in trip time by the current limiter.
또한, 상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 한류기가 설치된 전력 계통에 마련된 복수개의 과전류 계전기의 보호 협조 동작에 대해, 한류기에 의한 트립 시간의 지연을 최소화할 수 있다.In addition, according to the above-described aspect of the present invention, it is possible to minimize the delay of the trip time by the current limiter with respect to the protective cooperative operation of the plurality of overcurrent relays provided in the power system in which the current limiter is installed.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전기가 설치되는 계통의 개략도이다.
도2는 도1의 과전류 계전기의 제어블록도이다.
도3은 도2의 제어부에서 보호 동작을 수행하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도4는 도1의 과전류 계전기가 복수개 설치되는 계통의 일 실시예를 나타낸 개략도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전 방법의 순서도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 방법의 순서도이다.1 is a schematic diagram of a system in which an overcurrent relay according to an embodiment of the present invention is installed.
2 is a control block diagram of the overcurrent relay of FIG.
3 is a schematic diagram illustrating a process of performing a protection operation in the control unit of FIG. 2 .
4 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a system in which a plurality of overcurrent relays of FIG. 1 are installed.
5 is a flowchart of an overcurrent relay method according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a protection cooperation method using an overcurrent relay according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents as those claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전기가 설치되는 계통의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a system in which an overcurrent relay according to an embodiment of the present invention is installed.
과전류 계전기(400)는 계통 전원(100)으로부터 부하(200) 측으로 연결되는 선로(600)에 설치될 수 있다.The
여기에서, 계통 전원(100)은 교류 전원 및 교류 전원에 연결되는 변압기를 포함할 수 있으며, 교류 전원과 변압기 사이에는 보호 장치가 구축될 수 있다.Here, the
이에 따라, 선로(600)는 계통 전원(100)으로부터 출력되는 전력을 부하(200)에 전달하도록 마련될 수 있으며, 이때, 계통 전원(100)으로부터 부하(200)까지의 영역을 계통으로 이해할 수 있다.Accordingly, the
이와 관련하여, 계통은 계통 전원(100) 및 부하(200)를 포함할 수 있으며, 계통은 계통 전원(100)에 연결되는 모선, 차단기(300), 과전류 계전기(400), 선로(600), 한류기(FCL: Fault Current Limiter)(500) 등의 전기 설비를 포함할 수 있다.In this regard, the grid may include a
여기에서, 한류기(500)는 한류기(500)에 흐르는 전류가 일정 값을 초과하는 경우에, 회로를 전기적으로 차단하거나, 한류기(500)에서 일정한 저항이 발생하도록 마련될 수 있으며, 예를 들어, 한류기(500)는 사전에 설정되는 임계 값 미만의 전류가 한류기(500)를 통과하는 경우에는 저항이 0인 상태로 동작하고, 임계 값을 초과하는 전류가 한류기(500)를 통과하는 경우에는 한류기(500)를 통과하는 전류의 크기에 따라 한류기(500)의 저항이 증가하는 초전도 한류기(SFCL: Superconducting Fault Current Limiter)가 이용될 수 있다.Here, the
이와 같은, 한류기(500)는 차단기(300)의 일측에 연결되어, 계통의 임의의 지점에서 고장 전류가 발생하는 경우에, 고장 전류를 제한하도록 마련될 수 있다.As such, the
한편, 계통은 복수개의 부하(200)를 포함할 수 있으며, 이러한 경우에, 과전류 계전기(400)는 각각의 부하(200)에 연결되는 선로(600)에 설치될 수 있다.Meanwhile, the system may include a plurality of
예를 들어, 과전류 계전기(400)는 계통 전원(100)에 연결된 모선과 임의의 부하(200)가 연결되는 선로(600)에 설치될 수 있으며, 또한, 과전류 계전기(400)는 임의의 부하(200)가 선로(600)에 연결된 지점으로부터 다른 부하(200)가 연결되는 선로(600)에 설치될 수 있다.For example, the
여기에서, 과전류 계전기(400)는 차단기(300)에 포함될 수 있으며, 이러한 경우에, 과전류 계전기(400)는 선로(600)에 흐르는 선로 전류를 측정하여, 선로 전류에 따라, 단락 사고 등의 전기적 사고에 의한 고장 전류가 발생한 것으로 경우에, 차단기(300)가 선로(600)를 차단하도록 마련될 수 있다.Here, the
여기에서, 선로 전류는 선로(600)에 흐르는 선전류를 의미할 수 있다.Here, the line current may mean a line current flowing through the
한편, 차단기(300)는 선로(600)에서 차단기(300)의 정격 전류 이상의 고장 전류가 발생하는 경우에, 선로(600)를 전기적으로 차단하도록 마련될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 차단기(300)는 과전류 계전기(400)로부터 차단기(300)가 선로(600)를 차단하도록 마련되는 트립 신호가 전달되는 경우에, 선로(600)를 전기적으로 차단할 수도 있다.Also, the
여기에서, 트립 신호는 과전류 계전기(400)가 선로(600)에 고장 전류가 발생한 것으로 판단하여, 차단기(300)가 선로(600)를 전기적으로 차단하도록 마련되는 신호일 수 있으며, 이때, 선로(600)에 고장 전류가 발생한 시점으로부터 과전류 계전기(400)가 선로(600)에 고장 전류가 발생한 것으로 판단하여 트립 신호를 생성하는 시점까지의 시간 간격은 트립 시간으로 명명될 수 있다.Here, the trip signal may be a signal provided so that the
다시 말해서, 트립 시간은 전기적 사고에 의해, 선로(600)에 고장 전류가 발생한 시점으로부터 과전류 계전기(400)가 선로(600)에 고장 전류가 발생한 것으로 판단하는 시점까지의 시간 간격을 나타낼 수 있다.In other words, the trip time may represent a time interval from a point in time when a fault current occurs in the
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전기(400)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the
도2는 도1의 과전류 계전기의 제어블록도이다.2 is a control block diagram of the overcurrent relay of FIG.
과전류 계전기(400)는 선로 전류 측정부(410), 모선 전압 측정부(420), 한류기 전압 측정부(430) 및 제어부(440)를 포함할 수 있다.The
선로 전류 측정부(410)는 선로 전류 측정부(410)는 계통 전원(100)으로부터 부하(200) 측으로 연결되는 선로(600)의 선로 전류를 측정할 수 있다.The line
이를 위해, 선로 전류 측정부(410)는 변류기의 형태로 선로(600)에 연결되어, 선로(600)에 흐르는 선로 전류를 측정할 수 있다.To this end, the line
모선 전압 측정부(420)는 계통 전원(100)에 연결된 모선의 모선 전압을 측정할 수 있다.The bus
이를 위해, 모선 전압 측정부(420)는 변압기 또는 계기용 변압기 등의 형태로 모선에 연결되어 모선 전압을 측정할 수 있다.To this end, the bus
이때, 모선 전압 측정부(420)는 계통에 복수개의 모선이 마련되는 경우에, 계통 전원(100) 측으로 가장 인접한 모선의 모선 전압을 측정하도록 마련될 수 있다.In this case, the bus
한류기 전압 측정부(430)는 선로(600)에 마련된 한류기(500)의 한류기 전압을 측정할 수 있다.The current limiter
이를 위해, 한류기 전압 측정부(430)는 변압기 또는 계기용 변압기 등의 형태로 한류기(500)에 연결되어 한류기 전압을 측정할 수 있다.To this end, the current limiter
여기에서, 한류기 전압 측정부(430)는 선로(600)에 마련된 한류기(500)의 양단의 전압 차이를 측정하도록 마련될 수 있으며, 이러한 경우에, 한류기 전압은 한류기(500)의 양단의 전압 차이인 것으로 이해할 수 있다.Here, the fault current limiter
제어부(440)는 한류기 전압으로부터 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출할 수 있고, 제어부(440)는 고장 전류와 모선 전압에 기초하여, 산출된 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출할 수 있으며, 제어부(440)는 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행할 수 있다.The
여기에서, 고장 전류는 계통의 임의의 지점에서 발생하는 지락, 단락, 단선, 낙뢰 등의 전기적 사고에 의해 선로(600)에 나타나는 이상 전류를 의미할 수 있으며, 이러한 고장 전류는 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하여, 선로 전류로부터 나타날 수 있다.Here, the fault current may mean an abnormal current that appears in the
또한, 한류기 임피던스는 한류기(500)로부터 나타나는 저항 또는 리액턴스 등을 의미할 수 있다.In addition, the fault current limiter impedance may mean resistance or reactance appearing from the fault
제어부(440)는 아래의 수학식 1에 따라 동작 변수를 산출할 수 있다.The
여기에서, M_Z는 동작 변수를 의미할 수 있고, Z_feeder는 선로 임피던스를 의미할 수 있으며, Z_FCL은 한류기 임피던스를 의미할 수 있다. 또한, Z_pickup은 과전류 계전기(400)가 보호 동작을 수행하도록 설정되는 동작 임피던스를 의미할 수 있고, K_1은 선로(600) 상에서, 고장 전류가 발생한 지점에 따라 변화되는 모선 전압에 매칭되는 제 1 비례 계수를 의미할 수 있으며, K_2는 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하여 고장 전류를 생성하는 고장의 종류 또는 고장 전류의 과도 상태 중 적어도 하나의 요소에 매칭되는 제 2 비례 계수를 의미할 수 있다.Here, M_Z may mean an operating variable, Z_feeder may mean a line impedance, and Z_FCL may mean a current-limiting impedance. In addition, Z_pickup may mean an operating impedance set so that the
이에 따라, 제어부(440)는 제 1 비계 계수와 사전에 설정되는 동작 임피던스의 곱을, 선로 전류에 따른 선로 임피던스로부터 제 2 비례 계수와 한류기 임피던스의 곱을 뺀 값으로 나눈 결과 값으로 나타나는 동작 변수를 산출할 수 있다.Accordingly, the
여기에서, 제 1 비례 계수는 고장 전류가 발생한 지점에 따라 변하는 모선 전압의 값에 따라 사전에 설정될 수 있으며, 이때, 제어부(440)는 고장 전류가 발생한 지점을 판단하여, 고장 전류가 발생한 지점과 과전류 계전기(400)의 사이에 다른 과전류 계전기(400)가 설치된 것으로 판단되는 경우에, 고장 전류가 발생한 지점과 과전류 계전기(400)의 사이에 설치된 다른 과전류 계전기(400)의 개수에 따라 제 1 비례 계수를 다른 값으로 설정할 수 있다.Here, the first proportional coefficient may be preset according to the value of the bus voltage that changes depending on the point at which the fault current occurs. In this case, the
예를 들어, 제어부(440)는 과전류 계전기(400)가 계통에 발생한 고장 전류에 대해 전위로 동작하는 경우에, 제 1 비례 계수를 0.49로 설정할 수 있으며, 제어부(440)는 과전류 계전기(400)가 계통에 발생한 고장 전류에 대해 후비로 동작하는 경우에, 제 1 비례 계수를 0.75로 설정할 수 있다.For example, when the
이때, 제어부(440)는 계통에 발생한 고장 전류에 대해, 다른 과전류 계전기(400)에서 발생하는 트립 신호의 유무에 따라, 과전류 계전기(400)가 전위로 동작하는지 또는, 후비로 동작하는지 판단할 수 있다.At this time, with respect to the fault current generated in the system, the
이를 위해, 과전류 계전기(400)는 별도의 통신부를 마련하여, 다른 과전류 계전기(400)로부터 발생하는 트립 신호를 전달받거나, 또는, 다른 과전류 계전기(400)에 트립 신호를 전달할 수 있다.To this end, the
또한, 제 2 비례 계수는 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하여 고장 전류를 생성하는 고장의 종류 또는 고장 전류의 과도 상태 중 적어도 하나의 요소에 따라 사전에 설정될 수 있으며, 예를 들어, 제 2 비례 계수는 선로(600) 상의 임의의 지점에 발생하는 지락, 단락, 단선, 낙뢰 등의 전기적 사고의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다.In addition, the second proportionality coefficient may be set in advance according to at least one factor of a type of fault generating a fault current generated at an arbitrary point on the
한편, 제어부(440)는 아래의 수학식 2에 따라 선로 전류와 한류기 전압의 유효 성분과 무효 성분이 보정되도록 동작 변수를 산출할 수 있다.Meanwhile, the
여기에서, 여기에서, M_Z는 동작 변수를 의미할 수 있고, Z_feeder는 선로 임피던스를 의미할 수 있으며, Z_FCL은 한류기 임피던스를 의미할 수 있다. 또한, Z_pickup은 과전류 계전기(400)가 보호 동작을 수행하도록 설정되는 동작 임피던스를 의미할 수 있고, K_1은 제 1 비례 계수를 의미할 수 있으며, K_2는 제 2 비례 계수를 의미할 수 있다. 또한, Theta_feeder는 선로 임피던스의 위상을 의미할 수 있으며, Theta_FCL은 한류기 임피던스의 위상을 의미할 수 있다.Here, M_Z may mean an operating variable, Z_feeder may mean a line impedance, and Z_FCL may mean a current-limiting impedance. In addition, Z_pickup may mean an operating impedance set so that the
이와 같이, 제어부(440)는 선로 전류에서 나타나는 주파수에 따라, 선로 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 선로 저항과 무효 성분을 나타내는 선로 리액턴스를 산출할 수 있고, 제어부(440)는 한류기 전압으로부터 나타나는 주파수에 따라, 한류기 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 한류기 저항과 무효 성분을 나타내는 한류기 리액턴스를 산출할 수 있다.In this way, the
이에 따라, 제어부(440)는 선로 전류와 한류기 전압의 유효 성분과 무효 성분이 보정되도록 동작 변수를 산출할 수 있다.Accordingly, the
제어부(440)는 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의한 한류기 임피던스의 변화에 대해, 고장 전류가 발생한 시점으로부터 보호 동작이 수행되는 시점까지의 시간 간격을 나타내는 트립 시간이 일정해지도록 마련되는 동작 변수를 산출할 수 있다.The
이때, 제어부(440)는 동작 변수와 사전에 설정되는 기준 값을 비교할 수 있고, 제어부(440)는 동작 변수가 기준 값보다 큰 경우, 보호 동작을 수행하도록 마련되는 트립 신호를 생성할 수 있다.In this case, the
여기에서, 보호 동작은 제어부(440)가 트립 신호를 생성하여, 차단기(300)가 선로(600)를 전기적으로 차단하도록 트립 신호를 차단기(300)에 전달하는 것일 수 있다.Here, the protection operation may be that the
예를 들어, 사전에 설정되는 기준 값은 2로 설정될 수 있으며, 이러한 경우에, 제어부(440)는 제어부(440)에서 산출되는 동작 변수가 2를 초과하는 경우에, 트립 신호를 생성할 수 있다.For example, the preset reference value may be set to 2, and in this case, the
이와 관련하여, 전기적 사고에 의해, 선로(600)에 고장 전류가 발생한 시점으로부터 제어부(440)에서 트립 신호가 생성되는 시점까지의 트립 시간은 아래의 수학식 3에 따라 계산될 수 있다.In this regard, the trip time from the point in time when a fault current is generated in the
수학식 3에서, T_trip은 트립 시간을 나타낼 수 있고, M은 동작 변수를 나타낼 수 있다. 또한, TD는 시간 다이얼(Time Dial)을 나타낼 수 있고, A, B, P는 과전류 계전기(400)의 특성 값을 나타낼 수 있으며, 여기에서, TD, A, B, P는 사전에 설정되는 값으로 이해할 수 있다.In Equation 3, T_trip may represent a trip time, and M may represent an operation variable. In addition, TD may represent a time dial (Time Dial), A, B, P may represent a characteristic value of the
여기에서, 동작 변수는 계통에 발생하는 고장 전류에 의해 변하는 한류기 임피던스에 대해, 일정한 값으로 유지될 수 있으므로, 트립 시간은 한류기 임피던스가 변하여도, 일정한 시간 간격으로 나타날 수 있다.Here, since the operating variable may be maintained at a constant value with respect to the current limiter impedance changed by the fault current generated in the system, the trip time may appear at regular time intervals even if the current limiter impedance changes.
이와 같이, 과전류 계전기(400)는 계통에 발생하는 고장 전류에 의해 한류기 임피던스가 변하여도, 고장 전류의 발생에 따른 트립 시간이 일정하게 나타나는 효과가 존재할 수 있다.As such, in the
도3은 도2의 제어부에서 보호 동작을 수행하는 과정을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a process of performing a protection operation in the control unit of FIG. 2 .
도3을 참조하면, 선로 전류 측정부(410)는 선로 전류 측정부(410)는 계통 전원(100)으로부터 부하(200) 측으로 연결되는 선로(600)의 선로 전류를 측정할 수 있고, 모선 전압 측정부(420)는 계통 전원(100)에 연결된 모선의 모선 전압을 측정할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the line
이때, 한류기 전압 측정부(430)는 선로(600)에 마련된 한류기(500)의 한류기 전압을 측정할 수 있다.In this case, the current limiter
이에 따라, 제어부(440)는 한류기 전압으로부터 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출할 수 있고, 제어부(440)는 산출된 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출할 수 있다.Accordingly, the
여기에서, 제어부(440)는 제 1 비계 계수와 사전에 설정되는 동작 임피던스의 곱을, 선로 전류에 따른 선로 임피던스로부터 제 2 비례 계수와 한류기 임피던스의 곱을 뺀 값으로 나눈 결과 값으로 나타나는 동작 변수를 산출할 수 있다.Here, the
이와 관련하여, 제어부(440)는 선로 전류에서 나타나는 주파수에 따라, 선로 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 선로 저항과 무효 성분을 나타내는 선로 리액턴스를 산출할 수 있고, 제어부(440)는 한류기 전압으로부터 나타나는 주파수에 따라, 한류기 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 한류기 저항과 무효 성분을 나타내는 한류기 리액턴스를 산출할 수 있다.In this regard, the
이에 따라, 제어부(440)는 선로 전류와 한류기 전압의 유효 성분과 무효 성분이 보정되도록 동작 변수를 산출할 수 있다.Accordingly, the
이와 같이, 제어부(440)는 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의한 한류기 임피던스의 변화에 대해, 고장 전류가 발생한 시점으로부터 보호 동작이 수행되는 시점까지의 시간 간격을 나타내는 트립 시간이 일정해지도록 마련되는 동작 변수를 산출할 수 있다.In this way, the
제어부(440)는 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행할 수 있다. 여기에서, 보호 동작은 제어부(440)가 트립 신호를 생성하여, 차단기(300)가 선로(600)를 전기적으로 차단하도록 트립 신호를 차단기(300)에 전달하는 것일 수 있다.The
이를 위해, 제어부(440)는 동작 변수와 사전에 설정되는 기준 값을 비교할 수 있고, 제어부(440)는 동작 변수가 기준 값보다 큰 경우, 보호 동작을 수행하도록 마련되는 트립 신호를 생성할 수 있다.To this end, the
도4는 도1의 과전류 계전기가 복수개 설치되는 계통의 일 실시예를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a system in which a plurality of overcurrent relays of FIG. 1 are installed.
도4를 참조하면, 제 1 과전류 계전기(400a)는 계통 전원(100)과 제 1 부하(200a)를 연결하는 선로(600)에 설치된 것을 확인할 수 있으며, 제 2 과전류 계전기(400b)는 제 1 과전류 계전기(400a)와 제 2 부하(200b)를 연결하는 선로(600)에 설치된 것을 확인할 수 있다.4, it can be seen that the
이와 관련하여, 일 실시예에서, 모의배전계통은 154-22.9 kV의 주변압기가 설치되며, 선로(600a, 600b, 600c, 600d)는 10Km로 설치된 것으로 이해할 수 있다. 이때, 각 선로는 2.5Km를 나타내는 것으로 이해할 수 있다.In this regard, in one embodiment, it can be understood that the simulated distribution system is installed with a peripheral voltage of 154-22.9 kV, and the
이러한 경우에, 제 1 과전류 계전기(400a)는 선로(600) 상에서 고장 전류가 발생한 지점에 따라, 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하도록 마련될 수 있다.In this case, the
이에 따라, 제 1 과전류 계전기(400a)는 고장 전류가 발생한 지점을 판단하여, 고장 전류가 발생한 지점과 제 1 과전류 계전기(400a)의 사이에 제 2 과전류 계전기(400b)가 설치된 것으로 판단되는 경우에, 후비 보호 동작을 수행할 수 있다.Accordingly, the
여기에서, 후비 보호 동작은 임의의 과전류 계전기(400)가 보호 동작을 수행한 뒤에, 보호 동작을 수행하는 다른 과전류 계전기(400)의 동작을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 후비 보호 동작은 제 2 과전류 계전기(400b)가 보호 동작을 수행한 뒤에, 제 1 과전류 계전기(400a)가 보호 동작을 수행하는 경우에, 제 1 과전류 계전기(400a)에서 수행한 보호 동작을 의미할 수 있다.Here, the reserve protection operation may mean an operation of another
이때, 제 2 과전류 계전기(400b)는 전위 보호 동작을 수행한 것으로 이해할 수 있다.At this time, it can be understood that the
또한, 제 1 과전류 계전기(400a)는 제 2 과전류 계전기(400b)에서 보호 동작을 수행하는 것을 나타내는 트립 신호가 발생된 것으로 판단되는 경우에, 선로(600) 상에서 발생하는 고장 전류에 대해 후비 보호 동작을 수행할 수 있다.In addition, when it is determined that the
예를 들어, 제 1 과전류 계전기(400a)는 선로 상의 F1 지점에서 고장이 발생하는 경우에, 선로(600)를 차단하도록 동작할 수 있으며, 제 1 과전류 계전기(400a)는 선로 상의 F2 지점에서 고장이 발생하는 경우에, 후비 보호 동작을 수행할 수 있다.For example, when a failure occurs at point F1 on the line, the
또한, 제 2 과전류 계전기(400b)는 선로 상의 F2 지점에서 고장이 발생하는 경우에, 전위 보호 동작을 수행할 수 있다.In addition, the
다시 말해서, 계통은 선로 상의 F2 지점에서 고장이 발생하는 경우에, 제 2 과전류 계전기(400b)가 전위 보호 동작을 수행한 뒤, 제 1 과전류 계전기(400a)가 후비 보호 동작을 수행하도록 마련될 수 있다.In other words, when a failure occurs at the point F2 on the line, the
이와 관련하여, 제 1 과전류 계전기(400a)의 제 1 비례 계수는 제 1 과전류 계전기(400a)가 전위 보호 동작을 수행하는 경우와, 제 1 과전류 계전기(400a)가 후비 보호 동작을 수행하는 경우에 대해, 각각 다르게 설정될 수 있다.In this regard, the first proportional coefficient of the
예를 들어, 제 1 과전류 계전기(400a)는 계통에 발생한 고장 전류에 대해 전위로 동작하는 경우에, 제 1 비례 계수를 0.49로 설정할 수 있으며, 제 1 과전류 계전기(400a)는 계통에 발생한 고장 전류에 대해 후비로 동작하는 경우에, 제 1 비례 계수를 0.75로 설정할 수 있다.For example, when the
이와 관련하여, 과전류 계전기(400)는 계통 내에서 복수개가 설치될 수도 있으며, 이러한 경우에, 과전류 계전기(400)는 다른 과전류 계전기(400)와의 보호 협조 관계에 따라 보호 동작의 순서가 변경될 수 있으며, 과전류 계전기(400)는 보호 동작의 순서에 따라 제 1 비례 계수가 각각 다른 값으로 설정될 수 있다.In this regard, a plurality of
이와 같이, 계통은 복수개의 과전류 계전기(400)가 설치되어, 각각의 과전류 계전기(400) 간의 보호 협조 관계가 설정되는 보호 협조 시스템이 설정될 수 있으며, 이에 따라, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 시스템은 계통에 설치된 복수개의 과전류 계전기(400) 간의 보호 협조 관계에 따라 보호 동작을 수행하도록 마련되는 것일 수 있다.In this way, a plurality of
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of an overcurrent relay method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전 방법은 도 1에 도시된 과전류 계전기(400)와 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1의 과전류 계전기(400)와 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the overcurrent relay method according to an embodiment of the present invention proceeds in substantially the same configuration as the
과전류 계전 방법은 선로 전류를 측정하는 단계(600), 모선 전압을 측정하는 단계(610), 한류기 전압을 측정하는 단계(620), 동작 변수를 산출하는 단계(630) 및 보호 동작을 수행하는 단계(640)를 포함할 수 있다.The overcurrent relay method includes the steps of measuring the line current (600), measuring the bus voltage (610), measuring the current limiter voltage (620), calculating the operation variable (630), and performing a protection operation.
선로 전류를 측정하는 단계(600)는 선로 전류 측정부(410)가 계통 전원(100)으로부터 부하(200) 측으로 연결되는 선로(600)의 선로 전류를 측정하는 단계일 수 있다.The
모선 전압을 측정하는 단계(610)는 모선 전압 측정부(420)가 계통 전원(100)에 연결된 모선의 모선 전압을 측정하는 단계일 수 있다.The
한류기 전압을 측정하는 단계(620)는 한류기 전압 측정부(430)가 선로(600)에 마련된 한류기(500)의 한류기 전압을 측정하는 단계일 수 있다.The
동작 변수를 산출하는 단계(630)는 제어부(440)가 한류기 전압으로부터 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하는 단계일 수 있다.In the
보호 동작을 수행하는 단계(640)는 제어부(440)가 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 단계일 수 있다.The
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 방법의 순서도이다.6 is a flowchart of a protection cooperation method using an overcurrent relay according to an embodiment of the present invention.
과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 방법은 한류기 전압을 측정하는 단계(800), 동작 변수를 산출하는 단계(810), 고장 전류가 발생한 지점을 판단하는 단계(820) 및 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작을 수행하는 단계(830)를 포함할 수 있다.The protection cooperation method using an overcurrent relay includes the steps of measuring the current-limiting voltage (800), calculating the operation variable (810), determining the point at which the fault current occurs (820), and the potential protection operation or the back-up protection operation. performing 830 .
한류기 전압을 측정하는 단계(800)는 선로(600)에 마련된 한류기(500)의 한류기 전압을 측정하는 단계일 수 있다.The
동작 변수를 산출하는 단계(810)는 한류기 전압으로부터 선로(600) 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하는 단계일 수 있다.In the
고장 전류가 발생한 지점을 판단하는 단계(820)는 고장 전류가 발생한 지점을 판단하는 단계일 수 있다.The
전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작을 수행하는 단계(830)는 동작 변수와 고장 전류가 발생한 지점에 따라, 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하는 단계일 수 있다.The
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. will be able
100: 계통 전원
200: 부하
300: 차단기
400: 과전류 계전기
500: 한류기
600: 선로100: grid power
200: load
300: breaker
400: overcurrent relay
500: Korean Wave
600: track
Claims (19)
상기 계통 전원에 연결된 모선의 모선 전압을 측정하는 모선 전압 측정부;
상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압을 측정하는 한류기 전압 측정부; 및
상기 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여, 상기 선로 전류로부터 나타나는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 상기 고장 전류와 상기 모선 전압에 기초하여, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하며, 상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 제어부를 포함하는, 과전류 계전기.
a line current measuring unit for measuring a line current of a line connected from the grid power source to the load side;
a bus voltage measuring unit for measuring a bus voltage of a bus connected to the grid power;
a current-limiting voltage measuring unit for measuring a current-limiting voltage of the current-limiting device provided on the line; and
From the fault current limiter voltage, a fault current limiter impedance generated by a fault current appearing from the line current generated at an arbitrary point on the line is calculated, and the fault current limiter impedance calculated based on the fault current and the bus voltage Comprising a control unit that calculates an operation variable to compensate for, and performs a protection operation according to the operation variable, the overcurrent relay.
상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의한 한류기 임피던스의 변화에 대해, 상기 고장 전류가 발생한 시점으로부터 상기 보호 동작이 수행되는 시점까지의 시간 간격을 나타내는 트립 시간이 일정해지도록 마련되는 상기 동작 변수를 산출하는, 과전류 계전기.
According to claim 1, wherein the control unit,
The trip time indicating a time interval from the time when the fault current occurs to the time when the protection operation is performed is provided to be constant in response to a change in fault current caused by a fault current occurring at an arbitrary point on the line. An overcurrent relay that produces an operating variable.
상기 선로 상에서, 상기 고장 전류가 발생한 지점에 따라 변화되는 상기 모선 전압에 매칭되는 제 1 비례 계수를 추출하고,
상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여 상기 고장 전류를 생성하는 고장의 종류 또는 상기 고장 전류의 과도 상태 중 적어도 하나의 요소에 매칭되는 제 2 비례 계수를 추출하는, 과전류 계전기.
According to claim 1, wherein the control unit,
extracting a first proportional coefficient matching the bus voltage that is changed according to the point where the fault current occurs on the line;
and extracting a second proportional coefficient matching at least one of a type of a fault generating the fault current and a transient state of the fault current occurring at an arbitrary point on the line.
상기 제 1 비계 계수와 사전에 설정되는 동작 임피던스의 곱을, 상기 선로 전류에 따른 선로 임피던스로부터 상기 제 2 비례 계수와 상기 한류기 임피던스의 곱을 뺀 값으로 나눈 결과 값으로 나타나는 동작 변수를 산출하는, 과전류 계전기.
According to claim 3, wherein the control unit,
Calculating an operating variable expressed as a result of dividing the product of the first scaffolding coefficient and the preset operating impedance by a value obtained by subtracting the product of the second proportional coefficient and the current limiter impedance from the line impedance according to the line current relay.
상기 선로 전류에서 나타나는 주파수에 따라, 상기 선로 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 선로 저항과 무효 성분을 나타내는 선로 리액턴스를 산출하고, 상기 한류기 전압으로부터 나타나는 주파수에 따라, 상기 한류기 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 한류기 저항과 무효 성분을 나타내는 한류기 리액턴스를 산출하여, 상기 선로 전류와 상기 한류기 전압의 유효 성분과 무효 성분이 보정되도록 동작 변수를 산출하는, 과전류 계전기.
According to claim 4, wherein the control unit,
Line resistance representing the active component and line reactance representing the reactive component are calculated from the line impedance according to the frequency appearing in the line current, and the current limiting representing the active component from the fault current limiter impedance according to the frequency represented by the fault current limiter voltage An overcurrent relay, which calculates a current limiter reactance representing a resistance and a reactive component, and calculates an operating variable such that an active component and a reactive component of the line current and the current limiter voltage are corrected.
상기 동작 변수와 사전에 설정되는 기준 값을 비교하고, 상기 동작 변수가 상기 기준 값보다 큰 경우, 보호 동작을 수행하도록 마련되는 트립 신호를 생성하는, 과전류 계전기.
According to claim 1, wherein the control unit,
An overcurrent relay that compares the operation variable with a preset reference value and generates a trip signal configured to perform a protection operation when the operation variable is greater than the reference value.
계통 전원으로부터 부하 측으로 연결되는 선로의 선로 전류를 측정하는 단계;
상기 계통 전원에 연결된 모선의 모선 전압을 측정하는 단계;
상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압을 측정하는 단계;
상기 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여, 상기 선로 전류로부터 나타나는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 상기 고장 전류와 상기 모선 전압에 기초하여, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하는 단계; 및
상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 과전류 계전 방법.
In the overcurrent relay method using an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter,
measuring a line current of a line connected from the grid power source to the load side;
measuring a bus voltage of a bus connected to the grid power;
measuring a current limiter voltage of a current limiter provided on the line;
From the fault current limiter voltage, a fault current limiter impedance generated by a fault current appearing from the line current generated at an arbitrary point on the line is calculated, and the fault current limiter impedance calculated based on the fault current and the bus voltage calculating an operation variable to compensate for ; and
and performing a protection operation according to the operation variable.
상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의한 한류기 임피던스의 변화에 대해, 상기 고장 전류가 발생한 시점으로부터 상기 보호 동작이 수행되는 시점까지의 시간 간격을 나타내는 트립 시간이 일정해지도록 마련되는 상기 동작 변수를 산출하는, 과전류 계전 방법.
The method of claim 7, wherein the calculating of the operation variable comprises:
The trip time indicating a time interval from the time when the fault current occurs to the time when the protection operation is performed is provided to be constant in response to a change in fault current caused by a fault current occurring at an arbitrary point on the line. An overcurrent relay method that calculates an operating variable.
상기 선로 상에서, 상기 고장 전류가 발생한 지점에 따라 변화되는 상기 모선 전압에 매칭되는 제 1 비례 계수를 추출하고,
상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하여 상기 고장 전류를 생성하는 고장의 종류 또는 상기 고장 전류의 과도 상태 중 적어도 하나의 요소에 매칭되는 제 2 비례 계수를 추출하는, 과전류 계전 방법.
The method of claim 7, wherein the calculating of the operation variable comprises:
extracting a first proportional coefficient matching the bus voltage that is changed according to the point where the fault current occurs on the line;
and extracting a second proportional coefficient matching at least one of a type of a fault generating the fault current and a transient state of the fault current occurring at an arbitrary point on the line.
상기 제 1 비계 계수와 사전에 설정되는 동작 임피던스의 곱을, 상기 선로 전류에 따른 선로 임피던스로부터 상기 제 2 비례 계수와 상기 한류기 임피던스의 곱을 뺀 값으로 나눈 결과 값으로 나타나는 동작 변수를 산출하는, 과전류 계전 방법.
The method of claim 9, wherein the calculating of the operation variable comprises:
Calculating an operating variable expressed as a result of dividing the product of the first scaffolding coefficient and the preset operating impedance by a value obtained by subtracting the product of the second proportional coefficient and the current limiter impedance from the line impedance according to the line current relay method.
상기 선로 전류에서 나타나는 주파수에 따라, 상기 선로 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 선로 저항과 무효 성분을 나타내는 선로 리액턴스를 산출하고, 상기 한류기 전압으로부터 나타나는 주파수에 따라, 상기 한류기 임피던스로부터 유효 성분을 나타내는 한류기 저항과 무효 성분을 나타내는 한류기 리액턴스를 산출하여, 상기 선로 전류와 상기 한류기 전압의 유효 성분과 무효 성분이 보정되도록 동작 변수를 산출하는, 과전류 계전 방법.
The method of claim 10, wherein the calculating of the operation variable comprises:
Line resistance representing the active component and line reactance representing the reactive component are calculated from the line impedance according to the frequency appearing in the line current, and the current limiting representing the active component from the fault current limiter impedance according to the frequency represented by the fault current limiter voltage An overcurrent relaying method comprising calculating a current limiter reactance representing a resistance and a reactive component to calculate an operating variable such that an active component and a reactive component of the line current and the current limiter voltage are corrected.
상기 동작 변수와 사전에 설정되는 기준 값을 비교하고, 상기 동작 변수가 상기 기준 값보다 큰 경우, 보호 동작을 수행하도록 마련되는 트립 신호를 생성하는, 과전류 계전 방법.
The method of claim 7, wherein the calculating of the operation variable comprises:
Comparing the operating variable with a preset reference value, and generating a trip signal configured to perform a protection operation when the operating variable is greater than the reference value, the overcurrent relaying method.
계통 전원과 제 1 부하를 연결하는 선로에 설치되어, 상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하여, 상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 제 1 과전류 계전기; 및
상기 제 1 과전류 계전기와 제 2 부하를 연결하는 선로에 설치되어, 상기 선로에 마련된 한류기의 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하여, 상기 동작 변수에 따라 보호 동작을 수행하는 제 2 과전류 계전기를 포함하는, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 시스템.
In the protection cooperation system using an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter,
Installed on the line connecting the system power source and the first load, the current limiter impedance generated by a fault current occurring at any point on the line is calculated from the current limiter voltage of the current limiter provided on the line, and the calculated a first overcurrent relay that calculates an operation variable so that the current-limiting impedance is compensated and performs a protection operation according to the operation variable; and
Installed on the line connecting the first overcurrent relay and the second load, the current limiter impedance generated by the fault current occurring at any point on the line is calculated from the current limiter voltage of the current limiter provided on the line, and a second overcurrent relay that calculates an operation variable so that the calculated current-limiting impedance is compensated and performs a protection operation according to the operation variable.
상기 선로 상에서, 고장 전류가 발생한 지점에 따라, 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하도록 마련되는, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 시스템.
The method of claim 13, wherein the first overcurrent relay,
A protection cooperation system using an overcurrent relay, which is provided to perform one of a potential protection operation and a back-up protection operation on the line according to a point at which a fault current occurs.
상기 고장 전류가 발생한 지점을 판단하여, 상기 고장 전류가 발생한 지점과 상기 제 1 과전류 계전기의 사이에 제 2 과전류 계전기가 설치된 것으로 판단되는 경우에, 후비 보호 동작을 수행하는, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 시스템.
15. The method of claim 14, wherein the first overcurrent relay,
By determining the point at which the fault current occurs, when it is determined that the second overcurrent relay is installed between the point at which the fault current occurs and the first overcurrent relay, a back-up protection operation is performed, protection cooperation using an overcurrent relay system.
상기 제 2 과전류 계전기에서 보호 동작을 수행하는 것을 나타내는 트립 신호가 발생된 것으로 판단되는 경우, 상기 선로 상에서 발생하는 고장 전류에 대해, 후비 보호 동작을 수행하는, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 시스템.
15. The method of claim 14, wherein the first overcurrent relay,
When it is determined that a trip signal indicating that the protection operation is performed in the second overcurrent relay is generated, a back-up protection operation is performed for a fault current generated on the line. A protection cooperation system using an overcurrent relay.
선로에 마련된 한류기의 한류기 전압을 측정하는 단계;
상기 한류기 전압으로부터 상기 선로 상의 임의의 지점에서 발생하는 고장 전류에 의해 발생하는 한류기 임피던스를 산출하고, 산출된 상기 한류기 임피던스가 보상되도록 동작 변수를 산출하는 단계;
상기 고장 전류가 발생한 지점을 판단하는 단계; 및
상기 동작 변수와 상기 고장 전류가 발생한 지점에 따라, 전위 보호 동작 또는 후비 보호 동작 중 하나의 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 방법.
In the protection cooperation method using an overcurrent relay used in a power system provided with a current limiter,
measuring a current limiter voltage of a current limiter provided on the line;
calculating a fault current limiter impedance generated by a fault current occurring at an arbitrary point on the line from the fault current limiter voltage, and calculating an operating variable so that the calculated fault current limiter impedance is compensated;
determining a point at which the fault current occurs; and
and performing one of a potential protection operation and a back-up protection operation according to the operation variable and the point at which the fault current occurs.
상기 고장 전류가 발생한 지점과 상기 제 1 과전류 계전기의 사이에 제 2 과전류 계전기가 설치된 것으로 판단되는 경우에, 후비 보호 동작을 수행하는, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 방법.
18. The method of claim 17, wherein performing one of the potential protection operation and the back-up protection operation comprises:
When it is determined that a second overcurrent relay is installed between the point where the fault current occurs and the first overcurrent relay, a back-up protection operation is performed, a protection cooperation method using an overcurrent relay.
상기 제 2 과전류 계전기에서 보호 동작을 수행하는 것을 나타내는 트립 신호가 발생된 것으로 판단되는 경우, 상기 선로 상에서 발생하는 고장 전류에 대해, 후비 보호 동작을 수행하는, 과전류 계전기를 이용하는 보호 협조 방법.
18. The method of claim 17, wherein performing one of the potential protection operation and the back-up protection operation comprises:
When it is determined that a trip signal indicating that the protection operation is performed in the second overcurrent relay is generated, a back-up protection operation is performed for a fault current generated on the line.
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- 2020-07-14 KR KR1020200087040A patent/KR102480827B1/en active IP Right Grant
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