KR20220085572A

KR20220085572A - 지상변압기 보호협조 기술 및 방법

Info

Publication number: KR20220085572A
Application number: KR1020200175746A
Authority: KR
Inventors: 현승윤; 김영성; 김창환; 이병성
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-06-22

Abstract

본 개시는 지상변압기 보호협조 기술 및 방법에 관한 것으로, 지상변압기 보호협조를 위해 다회로 차단기에 설정되는 T-C(time-current) 특성 커브는 상기 지상변압기의 고장이 배전 계통으로 파급되는 것을 경감할 수 있도록 돌입 전류에 대한 상기 지상 변압기의 T-C 특성 커브 및 상기 지상변압기의 보호장치인 한류퓨즈(current limiting fuse)와 STP(switch type protector)의 T-C 특성 커브에 기초하여 상기 돌입 전류의 상황에서는 상기 다회로 차단기가 차단 동작을 수행하지 않고, 상기 한류퓨즈 및 상기 STP보다는 상기 다회로 차단기가 먼저 차단 동작을 수행하도록 할 수 있다.

Description

지상변압기 보호협조 기술 및 방법 {Method and Technology for Protection Coordination of Pad Mounted Transformer}

다양한 실시 예는 지상변압기 보호협조 기술 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 배전 시스템 지상변압기의 전원 입력단에 구비되는 다회로 차단기의 차단 T-C 특성 커브에 관한 것이다.

일반적으로, 지상변압기는 22.9kV-y의 특고압 지중 배전선로에서 가정용이나 산업용의 각종 설비에 저압으로 전력을 공급하기 위하여 전압을 강하하는 수단으로 사용되고 있다.

지상변압기는 고압측 보호장치로 스위치 타입 보호장치 (switch type protector) 와 한류퓨즈 (current limiting fuse) 등을 구비하여 지상변압기의 고장이 계통쪽으로 파급되지 않도록 하고 있다.

그런데, 지상변압기의 고장 등으로 인하여 스위치 보호장치 및/또는 한류퓨즈가 동작하는 경우, 고압측 입력 전원이 끊겨 배전계통 운영시스템(distribution automation system, DAS 또는 advnced distribution Management system, ADMS)과의 통신이 불가능할 수 있다. 따라서 배전계통 운영시스템은 보호장치 동작에 따른 고장 여부를 즉시 감지할 수 없고, 고장 접수 후 운전원이 직접 고장 개소를 파악하고, 한류퓨즈 및 스위치 타입 보호장치를 교체 완료하여야만 고장이 복구되어 고장이 복구까지 시간이 길어지고 고장 복구 기간이 건건 별로 상이할 수 있다. 그 결과 전력 공급신뢰도가 하락하고 민원 발생 가능성이 높다.

한편 다회로 차단기는 배전선로에서 선로의 분기, 고장구간의 차단, 선로의 구분 등의 목적으로 사용되는 차단 장치이고, 배전 선로 등의 고장 발생 시에 고장 구간을 신속하게 분리함으로써 정전 구간의 축소를 달성할 수 있다.

그런데 현행 다회로 차단기는 선로용으로 개발되어 변압기와 보호협조 설정이 불가한 상황이다.

현재는 지상변압기 내부 보호장치의 차단 동작이 다회로 차단기의 차단 동작보다 빨라서 다회로 차단기로 보호협조를 수행하기가 어렵다. 다회로 차단기가 보호협조에 참여할 수 있기 위해서는 다회로 차단기의 차단 특성을 새롭게 설정할 필요가 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들은 지상 변압기의 내부 보호장치 없이도 지상 변압기 고장이 배전 계통에 파급되는 것을 경감할 수 있는 전원측 보호장치의 차단특성을 규정하는 T-C(time-current) 특성 커브를 제안한다.

본 발명의 다양한 실시 예들은 지상 변압기의 내부 보호장치인 한류퓨즈 또는 스위치 타입 보호장치보다 차단 동작이 빠르도록 하는 다회로 차단기의 차단 특성을 규정하는 T-C 특성 커브를 제안한다.

본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 지상변압기 보호협조를 위해 다회로 차단기에 설정되는 T-C(time-current) 특성 커브는 상기 지상변압기의 고장이 배전 계통으로 파급되는 것을 경감할 수 있도록 돌입 전류에 대한 상기 지상 변압기의 T-C 특성 커브 및 상기 지상변압기의 보호장치인 한류퓨즈(current limiting fuse)와 STP(switch type protector)의 T-C 특성 커브에 기초하여 상기 돌입 전류의 상황에서는 상기 다회로 차단기가 차단 동작을 수행하지 않고, 상기 한류퓨즈 및 상기 STP보다는 상기 다회로 차단기가 먼저 차단 동작을 수행하도록 할 수 있다

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 지상변압기 보호협조를 위한 다회로 차단기는 상기 지상변압기의 고장이 배전 계통으로 파급되는 것을 경감할 수 있도록 돌입 전류에 대한 상기 지상 변압기의 T-C 특성 커브 및 상기 지상변압기의 보호장치인 한류퓨즈(current limiting fuse)와 STP(switch type protector)의 T-C 특성 커브에 기초하여 상기 돌입 전류의 상황에서는 상기 다회로 차단기가 차단 동작을 수행하지 않고, 상기 한류퓨즈 및 상기 STP보다는 먼저 차단 동작을 수행하도록 하는 차단에 대한 T-C 특성 커브를 구비할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 지상변압기 보호협조 시스템은 지중 배전선로의 특고압으로부터 전압을 강하하여 저압을 생성하는 지상변압기 및 복수의 지중 배전선로 및 상기 지상변압기의 전원 입력단과 연결되고, 선로의 분기, 고장구간의 차단, 배전선로의 구분 기능을 수행하는 다회로 차단기를 포함하고, 상기 다회로 차단기는 상기 지상변압기의 고장이 배전 계통으로 파급되는 것을 경감할 수 있도록 설정된 T-C(time-current) 특성 커브을 추가적으로 구비할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 지상변압기는 입력단 보호 장치로 한류퓨즈(current limiting fuse) 및 STP(switch type protector)를 더 구비하고, 상기 다회로 차단기는 상기 다회로 차단기의 차단부가 상기 한류퓨즈 및 STP보다 먼저 동작하도록 상기 T-C(time-current) 특성 커브가 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 지상변압기 보호협조 시스템은 상기 지상변압기의 개폐기 수동 조작부와 연계하여 단말장치로부터 수신된 명령에 기초하여 상기 개폐기를 원격에서 개폐하도록 하는 자동화 장치 및 상기 지상변압기의 2차측 전압, 전류를 계측하고, 계측된 측정값을 전용 회선망을 통해 서버장치로 전달하는 원격감시시스템을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 T-C 특성 커브는 수학식

여기서,

에 의해 결정되고,

상기 다회로 차단기가 일반 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 400A, M은 0.3, Tconst는 0.05초이고, 상기 다회로 차단기가 고속도 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 600A, M은 0.3, Tconst는 0.02초일 수 있다.

본 개시에서 제안하는 T-C 커브는 지상변압기용 다회로 차단기에 적용되어, 지상변압기의 고장이 배전 계통에 파급되는 것을 경감 또는 차단할 수 있다.

본 개시에서 제안하는 T-C 커브는 지상변압기용 다회로 차단기에 적용되어, 변압기 내부 보호장치인 한류퓨즈 및 스위치 타입 보호장치보다 다회로 차단기가 우선 동작하여 배전계통 운영시스템의 감지 영역을 확대할 수 있으며, 배전계통 운영시스템을 통한 고장 개소의 신속한 파악이 가능하여, 기존 한류퓨즈 및 스위치 타입 보호장치에 의한 보호보다 고장 복구 기간을 단축할 수 있으며, 민원 발생 가능성을 저감할 수 있고, 공급 신뢰도는 향상시킬 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지상 변압기 및 다회로 차단기의 개략적인 연결 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 변압기 돌입전류, 한류퓨즈, 및 STP의 T-C 특성 커브를 도시한 도면이다.
도 3은 변압기 돌입전류, 한류퓨즈, STP 및 본 개시에서 제안하는 다회로 차단기의 T-C 특성 커브를 도시한 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

이하 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명된다.

도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략할 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 '모듈' 또는 '부'는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하나, 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서 일예로서 '부' 또는 '모듈'은 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 포함할 수 있다. 하나의 구성요소, '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시 예들과 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 탈착형 디스크, CD-ROM, 또는 당 업계에 알려진 임의의 다른 형태의 기록 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 기록 매체는 프로세서에 커플링이 되며, 그 프로세서는 기록 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 기록 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 기록 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC은 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’ 있다거나 ‘접속되어’ 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’ 있다거나 ‘직접 접속되어’ 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지상 변압기 및 다회로 차단기의 개략적인 연결 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 지상변압기(100)는 22.9kV-y 지중 배전선로에서 지상에 설치되어 22.9kV의 특고압을 가정용이나 산업용의 각종 설비에 저압 (230V/400V)으로 전력을 공급하기 위하여 전압을 강하하는 장치이다.

지상변압기(100)는 고압측 보호장치로 한류퓨즈(current limiting fuse)(120) 및 스위치 타입 보호장치(switch type protector, STP)(110)를 구비할 수 있다. 고압측 보호장치는 한류퓨즈(120) 및 STP(110)를 직렬로 연결하여 변압기 용량에 따라 보호협조되는 적정규격을 사용할 수 있다.

한류퓨즈(120)는 BMC(bulk molding compounds) 또는 동등 이상의 절연판을 사용하여 설치될 수 있고, 변압기 내부 고장 등에 의한 변형에 의해서도 절연판, 한류퓨즈, 리드선 등이 이탈되지 않도록 스테인리스 스틸 밴드를 이용하여 견고하게 설치될 수 있으며, 변압기의 비보호 구간을 최소화할 수 있도록 리드선의 길이를 최소화할 수 있다.

STP(110)는 변압기에서 발생하는 과부하 또는 저압측에서 고장발생시 자동으로 차단하는 기능을 제공할 수 있으며, 개폐조작이 용이하도록 고압측 부싱 상부에 각 상별로 설치될 수 있다.

지상변압기 자동화장치(200)는 22.9kV-y 지중 배선선로에 설치하여 사용하는 부하계패형 지상변압기(100)의 개폐기 수동 조작부와 연계하여 단말장치로부터 수신된 명령을 수행하여 개폐기를 제어하고 개폐기의 상태 정보를 단말장치로 전달할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 지상변압기 자동화장치(200)는 부하개폐형 지상변압기(100)와 연결되는 구동부, 단말장치와 연계되는 조작부, 축전지 및 축전지 외함으로 구성될 수 있으며, 구동부 및 조작부를 지상변압기(100)에 설치할 수 있도록 거치대를 더 포함할 수 있다. 구동부는 부하개폐형 지상변압기(100)의 수동 조작부에 연결되어 전동 조작이 가능한 기구장치로 구동모터를 통하여 부하개폐장치 구동을 수행하여 개폐기 상태를 변경할 수 있는 장치이다.

지상변압기 자동화장치(200)의 조작부는 구동부를 제어할 수 있으며, 개폐 조작 기능 및 개폐기 위치를 확인하기 위한 상태접점을 구비하고, 단말장치와의 정보 교환을 통하여 원격에서도 부하개폐형 지상변압기(100)의 연결구조 상태를 확인할 수 있도록 하는 상태 입, 출력 기능을 가질 수 있다.

지상변압기 원격감시시스템(300)은 지상변압기(100)의 2차측 전압, 전류를 계측하고, 계측된 측정값을 전용 회선망을 통하여 서버 장치로 전송할 수 있다. 일실시 예에 따라, 원격감시시스템(300)은 전압, 전류, 온도 등을 30분 주기로 측정하여 최대값, 최소값, 평균값 등 데이터를 48시간 이상 저장할 수 있고, 전원차단 시에도 저장된 측정값이 24시간 이상 보존되게 할 수 있다. 또한, 원격감시시스템(300)은 지상변압기(100)의 전산화 번호, 용량 등 이력사항을 저장하고 있을 수 있으며, 과부하 및 재기동 시 입력된 휴대폰 전환번호로 SMS 통보를 할 수 있다.

원격감시시스템(300)은 변압기 결선 방식에 따라 과부하 판정 기준값을 상이하게 가지고 있을 수 있으며, 기준값이 초과될 경우 변압기 상태를 담당자 PC나 휴대폰 및 서버장치로 전송할 수 있다. 또한, 원격감시시스템(300)은 정전 발생시 변압기 상태는 담당자 PC나 휴대폰 및 서버장치로 전송할 수 있다.

다회로 차단기(400)는 22.9kV-y 지중 배전선로에서 지상에 설치되어 다회로 방식으로 고장구간 자동차단, 선로 및 분기선로 구분에 사용될 수 있으며, 일반 및 고속도의 2가지 타입이 존재하고, 한시동작 및 순시동작 차단 특성을 설정할 수 있다.

다회로 차단기(400)의 모든 동작기능 및 특성요소의 정정과 전기적 조작은 제어함에서 할 수 있으며, 제어함은 한전 배전계통 운영시스템의 중앙제어장치와 통신이 가능한 구조일 수 있다.

다회로 차단기(400)를 위한 T-C(time-current) 특성 커브로 단락 및 지락 고장에 대하여 IEC(NI, VI, EI), ES(NI, VI) 및 한국전력공사 표준(N1~N4) 등의 표준 규격을 만족하면서 사용 가능한 T-C 특성 커브가 존재할 수 있다.

도 1에 도시된 구성에서 지상변압기에서 고장이 발생하는 경우, 한류퓨즈(120) 및 STP(110)가 동작을 하게 되면, 2차측으로 전압이 공급되지 않게 된다. 그리고 지상변압기 자동화 장치(200) 및 원격감시시스템(300)은 지상변압기(100)의 2차측 전압을 전원으로 사용하기 때문에 2차측 전원이 공급되지 않는 경우, 그 기능을 상실할 수 있다. 따라서 지상변압기(100)의 고압측 보호장치인 한류퓨즈(120) 및 STP(110)가 다회로 차단기(400)보다 우선 동작하게 되면, 배전계통 운영시스템 (distribution automation system, DAS 또는 advnced distribution management system, ADMS )과의 통신이 불가능하게 된다. 따라서 배전계통 운영시스템에서 보호장치 동작에 따른 고장 여부를 즉시 감지할 수 없을 수 있다.

한편, 저압측 전원 공급을 위한 지상변압기의 고압측 보호장치인 한류퓨즈(120) 및 STP(110)는 변압기 과부하 및 돌입전류를 고려하여 보호장치의 용량을 선정하며, 그 동작 특성을 운전원이 임의로 변경할 수 없다.

그리고 지상변압기 고압측에 다회로 차단기(400)를 적용하는 경우, 고장 선로 절체로 인하여 개폐기(SW1, SW2) 또는 차단기(C/B) 투입에 의해 변압기로 돌입전류가 발생하므로, 지상변압기 고압측에 구비되는 다회로 차단기(400)는 이러한 돌입전류가 발생하는 경우에도 차단부를 개방하지 않도록 설계되어야 하며, 또한, 분기선로 고장 발생 시 간선 구간 파급을 최소화하기 위하여 변전소 측 차단기의 순시동작 지연시간 및 한시동작 특성을 고려한 보호협조가 이루어져야 한다. 하지만 현행 다회로 차단기(400)에서 설정 가능한 T-C 특성 커브 중 지상변압기 돌입전류 특성 커브와 STP 특성 커브 상에서 독립적으로 동작 가능한 T-C 특성 커브가 존재하지 않는다. 따라서, 한시차단이 곤란하며, 순시차단만 적용 가능할 수 있다. 여기서 한시차단은 이상 전류를 검출한 뒤 일정 시간 후에 동작하는 보호 동작을 의미하며, 순시차단은 쇼트나 낙뢰 등으로 순간 전류가 엄청나게 흐를 때 급속하게 차단하는 기능을 의미한다.

도 2는 변압기 돌입전류, 한류퓨즈, 및 STP의 T-C 특성 커브를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면 2차측 최대 고장 전류(540)는 280A일 수 있다.

지상변압기 돌입전류는 T-C 특성 커브(510)을 가지며 지상변압기의 규격이 500kVA일 때 돌입전류 최대값은 약 320A일 수 있다.

STP의 T-C 특성 커브(520)와 한류퓨즈의 T-C 특성 커브(530)를 참조하면 205A이상의 과전류가 흐르게 되면 한류퓨즈가 동작하여 순시차단이 동작할 수 있고, 205A이하의 전류가 흐르게 되면 STP(110)의 한시차단이 동작할 수 있다.

지상변압기(100)의 고압측에 구비된 다회로 차단기(400)는 다음의 조건을 만족하는 T-C 특성 커브를 가져야 한다.

- 지상변압기에 고장이 발생하였을 때 다회로 차단기(400)의 한시 및 순시 차단 동작이 가능하여야 한다.

- 지상변압기에 돌입전류가 야기되더라도 다회로 차단기(400)는 차단부를 개방하지 않아야 한다.

- 다회로 차단기(400)의 한시 차단 동작 및 순시 차단 동작이 지상변압기(100)의 한류퓨즈(120) 및 STP(110)보다 우선 동작할 수 있어야 한다.

- 변전소 측 보호기기의 재정정을 최소화하여야 한다.

도 2를 참조하면, 상술한 조건을 만족하는 영역은 도 2의 영역(550)일 수 있다. 다시 말하면, 다회로 차단기(400)의 T-C 특성 커브가 도 2의 영역(550) 내에 들어간다면 상술한 조건을 만족한다는 것이다.

상술한 조건을 만족하는 다회로 차단기(400)의 한시차단 및 순시차단 동작 설정, 즉 입력 전류(

)에 대한 차단동작 시간(time)을 결정하기 위한 T-C 특성 방정식은 다음 수학식 1에 기초하여 수립될 수 있다. 수학식 1의 T-C 특성 방정식은 한국전력, ANSI, IEC에서 사용하는 T-C 특성 방정식과 동일한 형태일 수 있다.

여기서,

그리고 도 2의 영역(550)에 해당 T-C 특성 커브가 속하기 위해서는 a는 65.000, b는 3.000, c는 0의 값을 가지면 될 수 있고, 다음 수학식 2와 같이 표시될 수 있다.

여기서,

일 실시 예에 따라, 500kVA 지상변압기 보호를 위한 다회로 차단기(400)의 차단 T-C 특성 커브 설정값은 다음 [표 1]과 같을 수 있다.

변압기 용량	한시동작 설정 (I_pickup1)	순시동작 설정 (I_pickup2)	타임레버 (M)	순시차단시간 (Tconst)	한시차단시간 (T)	차단기 타입
500[kVA]	35[A]	400[A]	0.3	0.05	수학식 2	일반
500[kVA]	35[A]	600[A]	0.3	0.02	수학식 2	고속도

표 1의 설정에 기초한 다회선 차단기(400)의 T-C 특성 커브는 도 3의 특성 커브(560)일 수 있다.

도 3을 참조하면, 다회선 차단기(400)의 차단 T-C 특성 커브가 STP 및 한류퓨즈 곡선보다 하단에 위치해 동작 시간이 짧고, 곡선 형태도 유사하여 곡선 간 동작 중첩 최소화가 가능함을 알 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 상술한 조건을 만족하며, 변압기 돌입전류에 의한 다회선 차단기(400)의 차단부 개방을 방지 가능함을 알 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 변전소 측 보호기기 재정정 최소화를 위한 일반 또는 고속도 타입 차단기 구성이 가능함을 알 수 있다.

본 개시에서 제안하는 T-C 특성 커브를 다회로 차단기(400)에 적용하는 경우, 지중 배전선로의 지상변압기 고장 발생 시 다회로 차단기(400)의 차단부가 지상 변압기 내의 보호장치보다 우선 동작하도록 설정될 수 있다.

이에 따라, 변압기 고장 분기구간 파급을 최소화하고 분기선로 고장 간선 파급을 최소화할 수 있다.

또한, 해당 T-C 특성 커브를 채용한 다회로 차단기 및 지상변압기를 이용하여 RMU(ring main unit) 기능을 안정적으로 구현할 수 있다.

또한, 변압기 고장시 내부 보호장치인 한류퓨즈 및 STP보다 다회로 차단기의 차단부가 우선 동작하여 배전계통 운영시스템의 감지 영역을 확대할 수 있고, 배전계통 운영시스템을 통한 고장 개소의 신속한 파악이 가능하여 기존 대비 고장 복구 기간을 단축할 수 있다.

또한, 본 개시에서 제안하는 T-C 특성 커브는 기존 장비 교체없이 제어부 펌웨어 업데이트를 통해 다회로 차단기에 입력이 가능할 수 있다.

또한, 배전계통 운영시스템으로 하여금 지상변압기 전원측 다회로 차단기의 누적알람 횟수 모니터링을 통해 지상변압기 보호용 한류퓨즈 및 STP의 피로도 및 수명을 예측할 수 있다.

100: 지상변압기
110: STP
120: 한류퓨즈
200: 지상변압기 자동화 장치
300: 지상변압기 원격감시시스템

Claims

지상변압기 보호협조를 위해 다회로 차단기에 설정되는 T-C(time-current) 특성 커브에 있어서,
상기 지상변압기의 고장이 배전 계통으로 파급되는 것을 경감할 수 있도록 돌입 전류에 대한 상기 지상 변압기의 T-C 특성 커브 및 상기 지상변압기의 보호장치인 한류퓨즈(current limiting fuse)와 STP(switch type protector)의 T-C 특성 커브에 기초하여 상기 돌입 전류의 상황에서는 상기 다회로 차단기가 차단 동작을 수행하지 않고, 상기 한류퓨즈 및 상기 STP보다는 상기 다회로 차단기가 먼저 차단 동작을 수행하도록 하는, 다회로 차단기에 설정되는 T-C 특성 커브.
제1항에 있어서,
상기 T-C 특성 커브는 수학식

여기서,
,
는 입력 전류
에 의해 결정되고,
상기 다회로 차단기가 일반 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 400A, M은 0.3, Tconst는 0.05초인, 다회로 차단기에 설정되는 T-C 특성 커브.
제1항에 있어서,
상기 T-C 특성 커브는 수학식

여기서,
,
는 입력 전류
에 의해 결정되고,
상기 다회로 차단기가 고속도 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 600A, M은 0.3, Tconst는 0.02초인, 다회로 차단기에 설정되는 T-C 특성 커브.
지상변압기 보호협조를 위한 다회로 차단기에 있어서,
상기 지상변압기의 고장이 배전 계통으로 파급되는 것을 경감할 수 있도록 돌입 전류에 대한 상기 지상 변압기의 T-C 특성 커브 및 상기 지상변압기의 보호장치인 한류퓨즈(current limiting fuse)와 STP(switch type protector)의 T-C 특성 커브에 기초하여 상기 돌입 전류의 상황에서는 상기 다회로 차단기가 차단 동작을 수행하지 않고, 상기 한류퓨즈 및 상기 STP보다는 먼저 차단 동작을 수행하도록 하는 차단에 대한 T-C 특성 커브를 구비한, 다회로 차단기.
제4항에 있어서,
상기 T-C 특성 커브는 수학식

여기서,
,
는 입력 전류
에 의해 결정되고,
상기 다회로 차단기가 일반 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 400A, M은 0.3, Tconst는 0.05초인, 다회로 차단기.
제4항에 있어서,
상기 T-C 특성 커브는 수학식

여기서,
,
는 입력 전류
에 의해 결정되고,
상기 다회로 차단기가 고속도 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 600A, M은 0.3, Tconst는 0.02초인, 다회로 차단기.
지상변압기 보호협조 시스템에 있어서,
지중 배전선로의 특고압으로부터 전압을 강하하여 저압을 생성하는 지상변압기; 및
복수의 지중 배전선로 및 상기 지상변압기의 전원 입력단과 연결되고, 선로의 분기, 고장구간의 차단, 배전선로의 구분 기능을 수행하는 다회로 차단기를 포함하고,
상기 다회로 차단기는 상기 지상변압기의 고장이 배전 계통으로 파급되는 것을 경감할 수 있도록 설정된 T-C(time-current) 특성 커브을 추가적으로 구비하는, 지상변압기 보호협조 시스템.
제7항에 있어서,
상기 지상변압기는 입력단 보호 장치로 한류퓨즈(current limiting fuse) 및 STP(switch type protector)를 더 구비하고,
상기 다회로 차단기는 상기 다회로 차단기의 차단부가 상기 한류퓨즈 및 STP보다 먼저 동작하도록 상기 T-C(time-current) 특성 커브가 설정된, 지상변압기 보호협조 시스템.
제7항에 있어서,
상기 지상변압기의 개폐기 수동 조작부와 연계하여 단말장치로부터 수신된 명령에 기초하여 상기 개폐기를 원격에서 개폐하도록 하는 자동화 장치; 및
상기 지상변압기의 2차측 전압, 전류를 계측하고, 계측된 측정값을 전용 회선망을 통해 서버장치로 전달하는 원격감시시스템을 더 포함하는, 지상변압기 보호협조 시스템.
제7항에 있어서,
상기 T-C 특성 커브는 수학식

여기서,
,
는 입력 전류
에 의해 결정되고,
상기 다회로 차단기가 일반 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 400A, M은 0.3, Tconst는 0.05초인, 지상변압기 보호협조 시스템.
제7항에 있어서,
상기 T-C 특성 커브는 수학식

여기서,
,
는 입력 전류
에 의해 결정되고,
상기 다회로 차단기가 고속도 차단기인 경우, Ipickup1은 35A, Ipickup2는 600A, M은 0.3, Tconst는 0.02초인, 지상변압기 보호협조 시스템.