KR20230091641A - 배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및 방법 - Google Patents

배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 배전선로 감시 장치는, 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 배전선로 측정값 획득부; 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 단선 여부를 판정하는 단선 판정부; 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들 및 각 측정값들의 유지 시간으로부터, 전압계측기기의 불량 여부를 판정하는 계측기기 판정부; 및 상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 상위 서버로 상기 단선 여부 판정 결과와 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

Description

배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및 방법{MONITORING APPARATUS AND METHOD OF POWER LINE FOR DISTRIBUTION AUTOMATION SYSTEM}
본 발명은 배전선로상의 단선/결상을 검출하는 배전자동화 시스템에 있어서, 단선/결상 검출을 위한 근거로서 전압을 검출하는 전압계측기기의 불량에 의한 검출 신호와 단선에 의한 검출 신호를 구분할 수 있는 배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 변전소는 송전선을 통해 송전되는 송전전압을 배전전압으로 변환하고, 변환한 배전전압을 배전선을 통해 수용가로 공급하고 있다. 예를 들면, 송전선을 통해 송전되는 154kV 또는 345kV등의 송전전압을 변전소에서 22.9kV의 배전전압으로 변환하여 배전선을 통하여 수용가로 배전하고 있다.
한편, 배전자동화 시스템(DAS, Distribution Automation System)은 첨단 IT기술을 접목하여 개발된 배전자동화용 단말기(FRTU)에서 배전설비와 선로의 현장정보를 취득하고, 유무선 통신을 통하여 주장치에 제공함으로써 배전 계통 운전 상황을 실시간으로 모니터링 한다. 특히, 배전자동화 시스템은 배전상의 고장구간을 신속히 파악함과 동시에 원격제어를 통해 정전 시간을 단축하고 고장구간을 축소하여 안정적인 전력을 공급할 수 있다는 장점이 있다.
배전자동화 시스템에서는 다중접지 계통을 이용하는 배전계통에서 전선단선에 의한 고저항 지락 고장 미검출시, 신속한 상황 감지 및 차단이 이루어지지 않아 감전 또는 파급 사고가 발생할 위험이 존재한다. 이러한 위험을 사전에 차단하기 위해, 배전선로상에는 전압/전류를 측정하는 센서들이 구비되고, 상기 센서들에서 측정된 신호들로부터 배전선로상의 단선/결상을 판단하는 알고리즘이 수행된다.
도 1은 종래 기술에 따른 배전선로 단선/결상을 검출하는 알고리즘을 도시한 개념도이다.
도 2는 개선된 종래 기술에 따른 배전선로 단선/결상을 검출하는 알고리즘을 도시한 개념도이다.
도 1에 도시한 알고리즘의 경우 정밀도가 낮은 전압계측만 활용하고 있어서, 단선/결상 검출에 있어서 에러 가능성이 높으며, 신뢰도가 충분치 못하다. 이에 따라 , DAS 운영 등과 같은 자동화 시스템을 위한 용도에 적용하기에 무리가 있다.
도 1의 알고리즘의 낮은 신뢰도의 문제점을 해결하기 위한 도 2의 알고리즘의 경우, 정밀도가 높은 전류값 추가 적용하여, 단선/결상 검출에 있어서의 에러 가능성은 'ZERO'에 가까운 향상된 신뢰도를 가진다. 따라서, 안정적인 DAS 운영 기반을 제공할 수 있다.
도 2의 개선된 알고리즘이 적용되면 단선/결상 오정보는 제로화시킬수 있지만, 자동화 기기 자체 불량, 특히 전압계측기기(예 : PT)에 의한 전압계측 불량을 식별할수 없게 되고, 이로 인해 FI 미발생 등 자동화 시스템에 오히려 악영향을 미칠 수 있다.
대한민국 등록공보 제10-1287627호, 등록, 배전선로 단선 감지 시스템
본 발명은 안정적인 DAS 운영 기반 마련을 위한 배전선로상의 단선/결상을 검출하는 시스템에 있어서 전압계측기기의 불량에 의한 검출 신호와 단선에 의한 검출 신호를 구분할 수 있는 배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 배전선로 감시 장치는, 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 배전선로 측정값 획득부; 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 단선 여부를 판정하는 단선 판정부; 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들 및 각 측정값들의 유지 시간으로부터, 전압계측기기의 불량 여부를 판정하는 계측기기 판정부; 및 상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 상위 서버로 상기 단선 여부 판정 결과와 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 외부로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 배전선로 제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배전선로 제어부는, 상기 통신부를 통해 수신되는 상기 상위 서버의 제어 신호에 따라 배전선로의 개폐기를 제어하거나, 상기 단선 판정부의 단선 판정에 따라 해당 개폐기를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 상위 서버로 전송하기 위한 데이터를 임시 저장하고, 상기 상위 서버로부터 전송받은 데이터를 임시 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 계측기기 판정부는, 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 전압계측기기의 불량을 잠정 판정하는 단계; 상기 전압계측기기의 불량을 잠정 판정을 수행한 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되면, 전압계측기기의 불량을 최종 판정하는 단계; 및 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되지 않으면, 리셋시키는 단계를 포함하는 배전선로 계측기기 감시 방법을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배전선로 감시 방법은, 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 단계; 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 상기 배전선로의 단선 여부를 판정하여 조치하는 단계; 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 전압계측기기의 불량을 잠정 판정하는 단계; 상기 전압계측기기의 불량을 잠정 판정을 수행한 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되면, 전압계측기기의 불량을 최종 판정하는 단계; 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되지 않으면, 리셋시키는 단계; 및 상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 상위 서버로 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단선 여부 판정 결과에 따라 상기 배전선로에 구비된 보호기기들의 개폐를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과에 따라, 해당 전압계측기기의 담당자에게 통보하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배전자동화 시스템은, 배전계통을 보호하기 위한 개폐 동작을 수행하기 위한 기구적 구성요소들 및 아날로그 신호 처리 구성요소들을 구비하는 개폐기 본체; 상기 개폐기 본체를 위한 보호 및 신호 수신 회로 및 디지털 조작 장치로서의 구성요소들을 구비하는 개폐기 제어 장치; 전압계측기기를 포함한 배전계통의 다양한 측정 정보들을 최종적으로 획득하여, 이를 분석한 결과에 따라 배전계통의 보호기기들의 동작을 지시하는 DAS 서버; 및 상기 개폐기 본체에 대한 측정 정보들을 수집하여 상기 DAS 서버로 전송하고, 상기 DAS 서버로로부터의 제어 신호를 상기 개폐기 제어 장치로 전달하되, 상기 배전계통의 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들 및 각 측정값들의 유지 시간으로부터, 상기 전압계측기기의 불량 여부를 확인하는 FRTU를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 FRTU는, 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 단선 여부를 판정하고, 상기 DAS 서버로 상기 단선 여부 판정 결과와 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 전압계측기기는, CVD(Condenser Voltage Detecter) 기기일 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및/또는 방법을 실시하면, 배전선로상의 단선/결상을 검출하는 시스템에 있어서 전압계측기기의 불량에 의한 검출 신호와 단선에 의한 검출 신호를 구분할 수 있어, 안정적인 DAS 운영 기반을 마련할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및/또는 방법은, 배전자동화 시스템이 신뢰도 및 유지보수, 효율성을 향상시키는 이점이 있다.
구체적으로, 본 발명의 배전자동화 시스템을 위한 배전선로 감시 장치 및/또는 방법은, 단선/결상과 전압계측 불량 알람을 별도 처리함으로써 개선된 알고리즘 신뢰성을 향상시키고, 자동화 자체 불량에 의한 전압계측 불량 검출 가능으로 유지보수 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배전선로 단선/결상을 검출하는 알고리즘을 도시한 개념도.
도 2는 개선된 종래 기술에 따른 배전선로 단선/결상을 검출하는 알고리즘을 도시한 개념도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 배전선로 감시 방법이 수행될 수 있는 일반적인 개폐기로부터 DAS 서버까지의 데이터 전송 구조를 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 배전선로 감시 알고리즘이 수행되는 배전선로 감시 장치의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 5는 배전선로 단선/결상을 검출과 함께 수행될 수 있는 본 발명의 사상에 따른 전압계측기기의 불량 여부를 판정하는 알고리즘을 도시한 개념도.
도 6은 상술한 본 발명의 사상에 따른 전압계측기기의 불량 여부를 판정하는 알고리즘을 수행하는 배전선로 감시 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 단선 판정부의 배전 선로 단선(이상) 검출 과정을 보여주는 흐름도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 배전선로 감시 방법이 수행될 수 있는 일반적인 개폐기로부터 DAS 서버까지의 데이터 전송 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 지상 개폐기의 설치 구조에 맞추어 본 발명의 사상에 따른 자기고장 알림 개폐기를 구성한 것으로, 배전자동화(지능화) 시스템의 구동을 형상화한 것으로 볼 수 있다.
기 설치된 자동화 시스템에 배전선로 감시 방법을 수행하는 알고리즘(즉, 소프트웨어)을 추가하는 방식으로, 본 발명의 사상에 따른 배전선로 감시 방법/장치를 용이하게 적용할 수 있다.
도시한 개폐기 본체(20)의 개폐 확인부(26)는 개폐기(20)의 투입 또는 개방 상태를 확인하는 기능을 수행한다. 부연하면, 개폐기(20)는 스위칭 수단이 조합된 형태로 스위칭 수단에 의해 가동 접점(미도시)이 이동으로 인해 고정 접점(미도시)에 접촉되면 조작부(28)에 의한 투입으로서 동일한 전극 단자간 전기적으로 연결된다. 이와 달리, 고정 접점으로부터 가동 접점이 분리되면 개방으로서 동일한 전극 단자간 전기적 연결이 해제된다. 스위칭 수단은 써멀 릴레이, 솔레노이드 등이 될 수 있다.
도시한 개폐기 본체(20)가 개폐기에서의 기구적 구성요소들 및 아날로그 신호 처리 구성요소들을 규정한다면, 도시한 개폐기 제어장치(40)는 개폐기에서의 각종 보호회로 및 디지털 조작 장치로서의 구성요소들을 규정한다.
도시한 지능화 단말장치(60)는 개폐기로부터 각종 센싱/측정 정보들을 수집하여 지능화 시스템(DAS)(80)로 전송하고, 지능화 시스템(DAS)(80)으로부터의 제어 신호를 개폐기로 전달하는 등 일종의 게이트웨이로서 기능을 수행한다.
상기 지능화 단말장치(60)는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit : 배전자동화 단말장치)의 형태로 구현되는 것이 유리하나, 이에 한정하지는 않는 바, 다른 구현에서는 AMI(Advanced metering Infrastructure) 기기 형태로 구현될 수도 있다.
도시한 DAS 서버(80), 배전자동화 시스템을 총괄하고 있으며, 배전계통의 다양한 센싱/측정 정보들을 최종적으로 획득하며, 다양한 방식으로 정보 처리를 충분한 하드웨어를 구비하므로, 이론적으로는 배전계통의 센싱/측정 정보들을 처리하는 거의 모든 방법들을 수행할 수 있다.
그러나, 상기 지능화 단말장치(60)는 개폐기가 설치된 사이트에 배치되는 반면, DAS 서버(80)는 관리를 위한 원격의 장소에 설치되며, 상기 지능화 단말장치(60)와 상기 DAS 서버(80)간의 통신의 간격, 지연시간, 전송오류 처리 등으로 인하여, 배전계통의 센싱/측정 정보들을 처리하는데 있어서 즉시성이 떨어진다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 배전선로 감시 알고리즘이 수행되는 배전선로 감시 장치의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도시한 배전선로 감시 장치(600)는, 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 배전선로 측정값 획득부(610); 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 단선 여부를 판정하는 단선 판정부(630); 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들 및 각 측정값들의 유지 시간으로부터, 전압계측기기(예: PT)의 불량 여부를 판정하는 계측기기 판정부(620); 및 소정 기간 동안 또는 소정 회수로 누적 수집된 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들을 상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 상위 서버로 전송하고, 상기 상위 서버로 상기 단선 여부 판정 결과와 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 통신부(680)를 포함할 수 있다.
구현에 따라, 상기 배전선로 감시 장치(600)는, 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 외부로 표시하는 표시부(670); 및/또는, 상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 배전선로 제어부(640)를 더 포함할 수 있다.
상기 배전선로 측정값 획득부(610)는, 도 3의 전압 계측부(61) 및 전류 계측부(62)로 구분되어 구현될 수 있으며, 개폐기 제어장치(40)의 해당 수신/보호 회로(41, 42)에 연결되어, 개폐기 본체(20)에 장착된 PT(21) 및 CT(22)의 측정값으로서 전압(v), 전류(i)를 취합한다. 구현에 따라, 상기 배전선로 측정값 획득부(610)는 신호를 취합하기 위해 IC(Integrated Circuit) 칩등으로 구성될 수 있다. DSP(Digital Signal Processor), 메모리 등 아날로그 -디지털 신호 변환/처리를 위한 소자들을 더 구비할 수 있다.
상기 단선 판정부(630)는 디지털값의 신호를 이용하여 배전 선로의 이상을 검출하고, 이를 알람 정보로 생성하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 단선 판정부(630)는 마이크로프로세서, 메모리 등으로 구성될 수 있다.
상기 단선 판정부(630)는 공지된 기술들을 포함한 다양한 알고리즘에 따라 배선선로의 단선/결상을 판정할 수 있다. 구체적인 단선/결상 판정 방법은 추후에 예시하겠다.
상기 통신부(680)는 측정(계측) 데이터, 알람 정보, 개폐기(20)의 개폐 상태를 확인하는 상태 확인 정보 등을 DAS 서버(130)에 전송한다. 이를 위해 상기 통신부(680)는 모뎀, 회로 소자 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 모뎀에 대하여도 유무선 연결이 가능하다.
구현에 따라, 상기 표시부(670)는, 상기 전압계측기기의 불량 여부만를 출력하거나, 또는 상기 단선 판정부(630)의 단선 여부 판정 결과도 함께 출력할 수 있다.
후자의 경우, 상기 표시부(670)는 알람 정보를 표시하는 기능을 수행하는 것으로, 이를 위해, 디스플레이, 경광등, 사운드 시스템 등으로 구성될 수 있다. 따라서, 알람 정보는 그래픽, 문자, 음성의 조합이 가능하다.
전자의 경우, 담당하는 개폐기의 각 상의 전압계측기기의 불량만을 나타낼 수 있도록, 최소로 저렴하게는 3상 3개의 LED로 구성될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 DAS 서버(80)로 전송하기 위한 데이터를 임시 저장하고, 상기 DAS 서버(80)로부터 전송받은 데이터를 임시 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 저장부에는 측정(계측) 데이터, 알람 정보, 개폐기(20)의 상태 확인 정보가 저장될 수 있다. 구현에 따라, 상기 저장부에 관리자가 개폐기나 지능화 단말장치(FRTU, 60) 운용을 위한 설정 정보가 저장될 수도 있다.
도시한 배전선로 제어부(640)는, 상기 통신부(680)를 통해 수신되는 상위 서버(80)의 제어 신호에 따라 배전선로의 개폐기를 제어하거나, 상기 단선 판정부(630)의 단선 판정에 따라 해당 개폐기를 제어할 수 있다.
상기 배전선로 제어부(640)가 개폐기를 제어하는 방식은, 직접 개폐기로 on/off 신호를 발하거나, 개폐기 제어장치(40)와 같은 구동 수단에 제어 지시를 전송하는 방식으로 적용될 수 있다.
도 4의 배전선로 감시 장치(600)는 도 3에 도시한 배전 자동화 시스템 구조에서, 지능화 단말장치(60)(즉, FRTU)의 내부 HW 및/또는 SW 블록 형태로 구현되거나, 지능화 단말장치(60)와 개폐기 제어장치(40)에 분산된 구성 요소들로서 구현될 수 있다. 전자의 경우가, 관리 책임 소재 및 유지 보수의 편의성 면에서 유리하다.
다음, 상기 계측기기 판정부(620)의 기능 및 동작에 대하여 살펴보겠다.
도 5는 배전선로 단선/결상을 검출과 함께 수행될 수 있는 본 발명의 사상에 따른 전압계측기기의 불량 여부를 판정하는 알고리즘을 도시한 개념도이다.
도시한 알고리즘은 자동화기기나 전압계측기기 자체 불량에 의한 전압계측 불량 검출을 위한 것으로, 전압계측기기 불량시 자기진단 이상 알람을 발생시키는 방식으로 이용될 수 있다.
도시한 바와 같이, 전류값 레벨, 전압값 레벨 및 특정 조건이 유지되는 시간을 AND 조건으로 적용하여 전압계측기기 불량을 판정한다.
도시한 전류값 레벨, 전압값 레벨 및 특정 조건이 유지되는 시간을 AND 조건에 따른 불량 판정 방법은 특히 CVD(Condenser Voltage Detecter) 방식의 PT인 경우에 유용하다. 이는 CVD가 가격 대비 센싱 효과가 우수하나, 배전계통에서 발생될 수 있는 급격한 온도 증가에 의해 오류가 발생될 가능성이 높음에 기인한다.
예컨대, 도시한 바와 같이, 전류 ON LEVEL로서 4A 이상, 전압 OFF LEVEL로서 6,600V 이하인 상태가 감지되고, 이 상태가 소정의 설정 시간으로서 10sec 동안 또는 그 이상 유지되는 조건들 충족시키면, 도시한 알고리즘은 자기진단 이상 알람을 출력할 수 있다. 이 경우, 자기진단 이상 알람의 세부 내역은 전압 계측 불량이 된다.
예시된 각 조건들을 부연설명하면, 전류의 경우 시공서 등에 해당 배전 사이트의 배전 출력단에 대하여 규정하는 전류 ON LEVEL 기준 문턱값으로서 4A를 적용한 것이며, 전압의 경우 시공서 등에 규정되며 해당 배전 사이트의 배전 출력단의 정상 전압(13,200V)의 절반값을 전압 OFF LEVEL 기준 문턱값으로 6,600V를 적용한 것이다. 상기 유지 시간에 대한 설정 시간은 전압계측기기로서 PT의 종류 및/또는 해당 배전 사이트 특성에 따라 결정될 수 있으며, CVD 방식의 PT인 경우, 8sec 내지 12sec 중에서 정해질 것이 유리한데, 도시한 예시에서는 10sec로 결정하였다.
도 6은 상술한 본 발명의 사상에 따른 전압계측기기의 불량 여부를 판정하는 알고리즘을 수행하는 배전선로 감시 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도시한 배전선로 감시 방법은, 배전선로 상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 단계(S110); 상기 배전선로 상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 상기 배전선로의 단선 여부를 판정하여 조치하는 단계(S200); 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 전압계측기기의 불량을 잠정 판정하는 단계(S140); 상기 전압계측기기의 불량을 잠정 판정을 수행한 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되면, 전압계측기기의 불량을 최종 판정하는 단계(S160); 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되지 않으면, 리셋시키는 단계; 및 상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 상위 서버로 상기 단선 여부 판정 결과 및/또는 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
도시한 배전선로 감시 방법이 수행되는 기기에 따라서는, 상기 S200 단계에서 상기 단선 여부 판정 결과에 따라 상기 배전선로에 구비된 보호기기들(개폐기들)의 개폐를 제어할 수 있다.
구현에 따라, 상기 S160 단계에서의 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과에 따라, 해당 전압계측기기의 담당자에게 통보하거나, 도시한 배전선로 감시 방법이 수행되는 기기의 외부로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도시한 배전선로 감시 방법을 구성하는 단계들 중, 배전선로 상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 단계(S110)는 도 4의 배전선로 측정값 획득부(610)에 의해 수행되고, 상기 배전선로의 단선 여부를 판정하여 조치하는 단계(S200)는 단선 판정부(630)에 의해 수행될 수 있다.
도 4의 상기 계측기기 판정부(620)는 도 6의 상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 전압계측기기의 불량을 잠정 판정하는 단계(S140); 상기 전압계측기기의 불량을 잠정 판정을 수행한 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되면, 전압계측기기의 불량을 최종 판정하는 단계(S160); 및 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되지 않으면, 리셋시키는 단계를 수행할 수 있으며, 이 과정들은 배전선로 계측기기 감시 방법으로 규정할 수 있다.
다음, 상기 도 4의 단선 판정부(630)가 수행하는 상기 도 6의 상기 배전선로의 단선 여부를 판정하여 조치하는 단계(S200)를 구현하기 위한 알고리즘들 중 하나를 예시하겠다.
도 7은 본 발명의 단선 판정부의 배전 선로 단선(이상) 검출 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 계측부를 통해 전류(i) 및 전압(v)의 계측이 동시에 이루어진다(S210-1,S210-2).
이후, 전류(i) 및 전압(v)의 각각 검출값(I,V)이 영(0)인지를 확인한다(S220-1,S220-2).
확인 결과, 각각 검출값이 영이 아니면 검출값이 미리 설정된 기준값보다 작거나 같은지를 확인한다(S230-1,S230-2). 부연하면, 전류 검출값(I)을 미리 설정된 기준값1(i phase off level)과 비교하여 전류 검출값(I)이 기준값1(i off level)보다 작거나 같다면 프로세스는 S230-2 단계로 진행된다(S230-1).
전압 검출값(V)을 미리 설정된 기준값2(v phase off level)와 비교하여 전압 검출값(V)이 기준값2보다 작거나 같다면 검출 유지 시간(off time)을 미리 설정된 설정값과 비교한다(S230-2,S250). 부연하면, 검출 시간은 검출값의 상태를 유지하는 시간을 의미한다. 설정값은 약 3초가 될 수 있다. 전압과 전류가 기준을 만족하고 알람을 발생시키기 위한 상태는 검출 유지 시간이 4초는 되어야 한다.
S250 단계에서, 검출 유지 시간(off time)이 미리 설정된 설정값보다 작으면 '단선/결상' 해제 단계로 진행한다(S271). 단선은 선로가 서로 접속되어 있지은 상태를 나타낸다. 결상은 3상중 어느 한상의 회로가 단선되는 경우로, 3상 중 어느 한상이 전압이 나오지 않는 상태를 나타낸다.
이와 달리, 단계 S250에서 검출 유지 시간(off time)이 설정값보다 크면, 3상 전압(V3-PHASE)를 미리 설정되는 기준값3과 비교한다(S230). 부연하면, 3상 전압(V3-PHASE)은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, V : 개폐기로부터 전송된 계측 전압 크기를 나타내는 전압 검출값
I : 개폐기로부터 전송된 계측 전류 크기를 나타내는 전류 검출값
v phase off level : 전압상실 판단 위해 설정된 전압 기준값(배전계통 상전압 13200V의 50% 미만임)
i off level : 전류를 상실(0)로 판단하기 위해 설정된 전류 기준값(배전 자동화 시스탬상 사선기준 전류 4A 미만임)
off time : 전압과 전류가 기준조건을 만족하고 알람 정보를 발생시키기 위한 상태 검출 유지 시간(약 4sec임)
+ : AND 조건
따라서, S260 단계에서 3상 전압(V3-PHASE)이 미리 설정된 기준값3보다 크면, '단선/결상'이 발생한 것으로 알람 정보를 생성한다(S272).
한편, S220-1 단계 및 S220-2 단계에서, 검출값(V,I)가 0이면 '단선/결상'의 알람 정보가 해제된다(S271).
또한, '단선/결상' 알람 발생 후, 다음의 조건 중 하나이상의 조건이 완성되면 알람 정보가 해제된다(S240-1,S240-2).
① V > v phase off level
② I > i off level
부연하면, '단선/결상' 알람 발생 판단은 상전압 V가 Phase Off Level 미만이고 상전류 4A 미만이고 설정시간 초과인 조건을 만족하는 것이다.
한편, '단선/결상' 알람 해제 판단은 상전압 V가 Phase On Level 초과 또는 상 전류 5A 초과인 조건을 만족하는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
600 : 배전선로 감시 장치 610 : 배전선로 측정값 획득부
620 : 계측기기 판정부 630 : 단선 판정부
640 : 배전선로 제어부 670 : 표시부
680 : 통신부

Claims (12)

  1. 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 배전선로 측정값 획득부;
    상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 단선 여부를 판정하는 단선 판정부;
    상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들 및 각 측정값들의 유지 시간으로부터, 전압계측기기의 불량 여부를 판정하는 계측기기 판정부; 및
    상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 상위 서버로 상기 단선 여부 판정 결과와 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 통신부
    를 포함하는 배전선로 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 외부로 표시하는 표시부
    를 더 포함하는 배전선로 감시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 배전선로 제어부
    를 더 포함하는 배전선로 감시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배전선로 제어부는,
    상기 통신부를 통해 수신되는 상기 상위 서버의 제어 신호에 따라 배전선로의 개폐기를 제어하거나, 상기 단선 판정부의 단선 판정에 따라 해당 개폐기를 제어하는 배전선로 감시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상위 서버로 전송하기 위한 데이터를 임시 저장하고, 상기 상위 서버로부터 전송받은 데이터를 임시 저장하는 저장부
    를 더 포함하는 배전선로 감시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 계측기기 판정부는,
    상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 전압계측기기의 불량을 잠정 판정하는 단계;
    상기 전압계측기기의 불량을 잠정 판정을 수행한 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되면, 전압계측기기의 불량을 최종 판정하는 단계; 및
    근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되지 않으면, 리셋시키는 단계
    를 포함하는 배전선로 계측기기 감시 방법을 수행하는 배전선로 감시 장치.
  7. 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들을 획득하는 단계;
    상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 상기 배전선로의 단선 여부를 판정하여 조치하는 단계;
    상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 전압계측기기의 불량을 잠정 판정하는 단계;
    상기 전압계측기기의 불량을 잠정 판정을 수행한 근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되면, 전압계측기기의 불량을 최종 판정하는 단계;
    근거가 되는 전압 및 전류 측정값들이 소정의 설정 시간 동안 유지되지 않으면, 리셋시키는 단계; 및
    상기 배전선로에 구비된 보호기기들을 제어하는 상위 서버로 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 단계
    를 포함하는 배전선로 감시 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단선 여부 판정 결과에 따라 상기 배전선로에 구비된 보호기기들의 개폐를 제어하는 단계
    를 더 포함하는 배전선로 감시 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과에 따라, 해당 전압계측기기의 담당자에게 통보하는 단계
    를 더 포함하는 배전선로 감시 방법.
  10. 배전계통을 보호하기 위한 개폐 동작을 수행하기 위한 기구적 구성요소들 및 아날로그 신호 처리 구성요소들을 구비하는 개폐기 본체;
    상기 개폐기 본체를 위한 보호 및 신호 수신 회로 및 디지털 조작 장치로서의 구성요소들을 구비하는 개폐기 제어 장치;
    전압계측기기를 포함한 배전계통의 다양한 측정 정보들을 최종적으로 획득하여, 이를 분석한 결과에 따라 배전계통의 보호기기들의 동작을 지시하는 DAS 서버; 및
    상기 개폐기 본체에 대한 측정 정보들을 수집하여 상기 DAS 서버로 전송하고, 상기 DAS 서버로로부터의 제어 신호를 상기 개폐기 제어 장치로 전달하되, 상기 배전계통의 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들 및 각 측정값들의 유지 시간으로부터, 상기 전압계측기기의 불량 여부를 확인하는 FRTU
    를 포함하는 배전자동화 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 FRTU는,
    상기 배전선로상에서의 전압 및 전류 측정값들로부터 단선 여부를 판정하고,
    상기 DAS 서버로 상기 단선 여부 판정 결과와 상기 전압계측기기의 불량 여부의 판정 결과를 전송하는 배전자동화 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전압계측기기는,
    CVD(Condenser Voltage Detecter) 기기인 배전자동화 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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