KR930008837B1 - 섹셔널라이저 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

섹셔널라이저 제어장치

제 1 도는 본 발명에 따른 섹셔널라이저의 블럭구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 섹셔널라이저 제어부(sectionalizer control)

12 : 위상입력 전류변환기 14, 34, 82 : OR게이트

16 : 아아밍 전원공급장치(arming power supply)

18 : 밧데리

20 : 전원공급장치 검사기(power supply checker)

22 : 리드숄드 센서 24 : 돌입억제수단(inrush restraint)

26 : 접지입력 센싱장치 28 : 접지 센싱장치

30 : 업라인결함 검출억제수단(upline fault detection restraint : UFDR)

32 : 위상센서

36 : 비대칭결함 제거억제수단(unsymmetrical fault clearing restraint : UFCR)

38 : TNT 40, 58 : AND게이트

42 : 동작픽업수단(actuating pickup)

50 : 카운트 억제수단(count restraint)

52 : 동작픽업의 손실검출수단

54 : 저라인전류장치(low line current device)

56 : 시간지연부(time delay) 60 : 카운터(counter)

62 : 선택기(selector) 64 : 트립 및 폐쇄장치

70, 76 : 검출장치(detector device)

72, 78 : 타이머 74, 80 : 리셋트펄스 발생부

[산업상의 이용분야]

본 발명은 디바이스를 보호하기 위한 제어장치에 관한 것으로, 특히 자동섹셔널라이징 스위치(automatic sectionalizing switch)를 보호하기 위한 제어장치에 관한 것이다.

[종래의 기술 및 그 문제점]

전력발생 및 분배시스템에 있어서는, 분배시스템의 여러곳에 다운스트림장치(downstream equipment : 어떤 시스템내의 전원장치로부터 전류를 공급받는 모든 장치를 일컫는다)를 보호하기 위해 스위치기어(switchgear)를 구비하는 것이 통상적이다. 리클로저(recloser)와 같은 장치는 다운스트림(downstream)에 전기적 결함이 발생하면 개방되었다가 다시 닫히고, 상기 전기적 결함이 계속해서 다운스트림에 존재하면 다시 개방된다. 이러한 상태가 수차례 일반적으로 4∼5차례 반복되고 난 후에도 계속해서 전기적 결함이 존재하면 리클로저는 개방상태로 고정된다.

전기적인 분배회로망의 가지(branch)에 위치한 리클로저로부터의 다운스트림을 섹셔널라이저(sectionalizer)라고 한다. 이 섹셔널라이저는 결함이 발생된 가지에 위치한 리클로저의 분배회로망 다운스트림을 개방시키거나 분리시키도록 설계되어 있다. 또 섹셔널라이저는 결함이 발생되는 횟수 및 리클로저가 개방되었을 때 전류가 0으로 되는 횟수를 카운트한다. 그리고 난 후, 섹셔널라이저는 소정의 카운트횟수에서 개방된다. 전력발생원으로부터 가장 멀리 떨어진 다운스트림의 섹셔널라이저는, 그것이 개방되어 개방상태에 머무르기 전에 가장 적은 카운트횟수를 갖게 될 것이다. 이것은 발생원으로부터 다운스트림이 멀리 떨어질수록 시스템상의 결함이 격리될 수 있기 때문이다. 리클로저와 부하 사이에는 최대 4개의 섹셔널라이저가 위치할 수 있는데, 부하에 가장 가깝게 위치한 섹셔널라이저가 1카운트에서 먼저 개방되고, 그 다음으로 가깝게 위치한 섹셔널라이저가 2카운트에서 개방되는 방식으로 동작이 이루어진다.

그러나, 섹셔널라이저가 섹셔널라이저의 업스트림(upstream)측의 전기적 결함을 다운스트림측의 결함으로 카운트할 때 문제가 발생하게 된다. 이것은 섹셔널라이저를 개방시키는 원인이 되는 바, 라인맨(lineman)에게 분배회로망에 있어서의 문제, 즉 개방된 섹셔널라이저의 다운스트림에 발생한 결함을 해결하도록 지시하게 된다. 이러한 업라인 결함(upline fault)의 문제는 다음과 같은 원인들로 인해 발생되는데, 그중 하나는 작은 결함저항을 갖는 접지결함의 위상이다. 이것은 2개의 결함이 없는 위상에 대해 과전압을 야기시켜서 그들 2개의 결함이 없는 위상에 대해 조금 높은 전류가 흐르게 된다. 이러한 과전압으로 인하여 변압기 다운스트림이 포화(saturate)상태로 되면, 전압이 피크(peak)로 되는 동안 1사이클(cycle)에 2번 고전류가 흐르게 되어 섹셔널라이저에 있어서 드레숄드 센싱장치(threshold sensing device)의 픽업(pickup)을 일으키게 된다.

섹셔널라이저가 잘못 카운트하게 만드는 또 하나의 업라인의 문제는 리클로저에서 비대칭결함 제거(unsymmetrical fault clearing)가 일어날 수 있다는 것이다. 즉, 각기 다른 위상들이 각기 다른 시간에 리클로저에 의해 개방되게 되는데, 이것은 전류에 있어서의 위상불균형(phase inbalance)을 야기시켜 섹셔널라이저가 잘못 카운트하게 만든다. 한 위상전류가 0으로 되고 다른 위상들이 아직 활성화되어 있을 때, 커다란 중간전류 또는 접지전류가 생성되게 된다.

[발명의 목적]

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 오동작이 발생할 염려가 없는 우수한 섹셔널라이저 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

[발명의 구성 및 작용]

본 발명은 5가지의 억제수단을 갖춘 섹셔널라이저 제어장치에 대한 것이다. 그중 2가지 억제수단은 종래의 것으로, 부하전류를 검출하여 부하전류가 존재하면 카운트를 하는 카운트 억제수단과 큰 돌입전류로 인하여 회로가 처음 활성활 될 때 카운트를 멈추게 하는 돌입억제수단이 그것이다.

본 발명에서의 새로운 3가지 억제수단중 하나는, TNT(픽업전류를 작동시키기 위해 어떤 하나의 시간주기동안 잔류해야 하는 전류이상의 드레숄드)에 의해 인용된 고조파괴도(harmonic transient)로 인한 전류에 있어서의 스파이크(spike) 또는 작은 스파이크들을 카운트하는 것을 방지하는 것이다. 두번째 억제수단은 비대칭 결함제거에 따른 문제를 회피하기 위한 것으로, 드레숄드를 초과한 처음 시간을 검출하여 1/2사이클 또는 그 이상의 사이클동안 동작픽업수단이 동작하지 않도록 하는 것이다. 세번째 억제수단은 업라인 결함(upline fault) 검출억제수단이다. 이것은 각각의 위상에서의 전류를 측정함으로써 동작하는 것으로, 어떤 전류라도 정상상태전류의 50%이하로 떨어지면, 동작픽업신호를 공급함으로써 접지 센싱장치를 폐쇄(lock out)시킨다. 이 세번째 억제수단은 결함제거 억제수단이. 처음 15msec동안 동작픽업수단을 동작시키는 것을 방지할 때에 비대칭결함 제거억제수단과 연계해서 동작한다.

[실시예]

본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 도에서 참조부호 10은 섹셔널라이저 제어부를 나타낸다. 전류변환기(12)는 섹셔널라이저 제어부(10)에 3상전류를 공급한다. 아아밍 전원공급장치(16 ; arming power supply)는 OR게이트(14)를 통하여 위상 입력 전류변환기(12) 또는 밧데리(18)에 의해 제어된다. 이 실시예에 있어서 상기 밧데리(18)는 9V 리튬전지이다. 아아밍 전원공급장치(16)의 전압이 14V를 초과하면, 전원공급장치 검사기(20)는 드레숄드 센싱을하도록 하는 신호를 송신하게 된다. 드레숄드 센서(22)는 전원공급장치 검사기(20)로부터 신호를 받을 때까지 동작하지 않으며, 이때 상술한 전원공급 장치의 전압은 미리 설정된 최소레벨이다.

돌입억제수단(inrush restraint ; 24)은 위상(A, B, C)을 센스하고, 3초간 기다린후에 접지센싱 또는 위상센싱을 허용하거나 내부로직에 따라 즉시 접지센싱 또는 위상센싱을 허용한다. 내부로직은 과거에 동작픽업이 일어난 경우에는 곧바로 센싱을 허용한다. 또한, 현재 동작픽업이 없는 경우에는, 전류가 처음 흐르기 시작할 때 항상 3초의 지연이 있으므로, 5초동안 래치를 리셋트시키게 된다.

접지입력 센싱장치(26)는 3상전류의 벡터합을 취하여 접지 센싱장치(28)에 공급하는 변환기이다. 업라인 결함 검출억제수단(UFDR ; 30)은 3상중 어떤 전류를 측정하여 전류값이 50% 또는 정상상태전류의 어떤 소정의 비율보다 낮아지면 소정의 시간주기동안 접지 센싱장치(28)를 동작시키지 않는다.

위상센서(32)는 어떤 한 위상에 대해 동작전류레벨을 설정하는 것으로, 돌입억제수단(24)에 의해 통제된다. 접지 센싱장치(28)와 위상센서(32)는 OR게이트(34)에 입력전류를 공급하고, 이에 따라 드레숄드 센서(22)가 동작하여 TNT장치(38)를 트리거시키게 된다. 이때, TNT장치(38)는 일정한 시간동안 전류가 정해진 드레숄드를 초과해야 동작을 하게 된다.

비대칭결함 제거억제수단(UFCR ; 36)은, 짧은 시간주기 적어도 1/2사이클동안 TNT장치(38)가 동작하지 못하게 한 후, 동작픽업을 생성하기 위해 TNT장치(38)의 출력을 TNT출력으로서 출력하도록 허용한다.

TNT장치(38)가 신호를 출력하고, 업라인결함 제거억제수단(UFCR ; 36)이 억제동작을 행하지 않을 때, AND게이트(40)가 동작픽업수단(42)에 신호를 출력하게 된다.

동작픽업수단(42)은 카운트 억제수단(50)에 신호를 공급하고, 카운트 억제수단(50)은 다음과 같이 동작한다. 이 경우, 동작픽업의 손실검출수단(52) 및 카운트가 이루어진 후에 시간지연을 제공하는 시간지연부(56)에 공급되는 저라인 전류(low line current)는 없다. 라인전류(line current)가 존재하면, 시간지연부(56)와 함께 동작하는 저라인전류장치(54)와 로직(AND게이트 ; 58)은 카운트를 위한 정확한 입력을 공급하게 되며, 이 카운트는 카운터(60)에서 합해진다. 소정의 카운트가 선택기(62)에서 선택된 후에, 트립(trip)을 위한 신호가 트립 및 폐쇄장치(64)로 통과하게 된다. 정해진 논리가 검출되면, 즉 카운트가 0이 아니고, 동작픽업이 일어나지 않으며, 라인전류가 존재하면, 검출장치(70)는 30초간의 시간지연을 개시하게 된다. 이어서 타이머(72)가 카운터(60)를 리셋트시키기 위해 리셋트펄스 발생부(74)를 트리거시키게 된다. 이것은 리클로징(reclosing)이 성공적이며 결함이 더이상 존재하지 않는 다는 것을 의미한다. 상기 리셋트 펄스 발생부(74)는 카운트를 리셋트하기 위해 OR게이트회로(82)를 통하여 카운터(60)에 리셋트펄스를 공급한다.

마찬가지로, 검출장치(76)의 카운트가 0이 아니고, 동작픽업이 일어나지 않으며, 긴시간주기동안 라인전류가 존재하지 않으면, 타이머(78)는 2분을 카운트한 뒤 카운트를 리셋트시키기 위해 리셋트펄스 발생부(80)를 트리거시키게 된다. 그후, 리클로저가 개방상태로 고정되거나 라인이 다운되거나 다른 어떤 것이 잘못되게 된다. 상기 리셋트펄스 발생부(80)는 OR게이트회로(82)를 통하여 카운터(60)에 리셋트펄스를 공급한다.

Claims (11)

1. 동기시스템주파수에서 동작하는 전기적인 분배시스템용 섹셔널라이저 스위치에 있어서, 드레숄드 전류를 초과하지만, 미리 설정된 시간동안 그 드레숄드 전류이상 잔류하지 않는 고조파전류를 거절함으로써 상기 스위치의 동작을 방지 하기 위한 제 1 수단과, 비대칭결함 제거억제수단(UFCR)을 구비하고서 상기 시스템 주파수의 전류가 상기 드레숄드에 도달할 때에 적어도 1/2사이클동안 상기 스위칭의 동작을 방지하기 위한 제 2 수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 개선된 섹셔널라이저.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비대칭결함 제거억제수단(UFCR)이 동작하는 주기동안 어떤 위상에서 정상상태의 미리 설정된 비율이하인 전류를 검출하여 소정의 시간 주기동안 접지센싱을 하지 못하도록 하는 업라인결함 검출수단을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 미리 설정된 전류가 상기 정상상태전류의 약50%인 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 소정의 시간주기가 약2초인 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 시간이 약2.5msec인 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저.
6. 동기시스템주파수에서 동작하는 전기적인 분배시스템용 섹셔널라이저 스위치에 있어서, 3상의 전기적인 분배시스템에서의 전류의 크기를 검출하기 위한 수단과, 상기 섹셔널라이저 스위치를 개방시키기 위한 동작신호를 발생시키는 수단, 상기 검출수단에 의해 검출된 고조파전류의 크기가 소정의 드레숄드값을 초과할 때 상기 동작신호의 발생을 억제하기 위해 제 1 수단 및, 상기 검출수단에 의해 검출된 시스템주파수의 전류의 크기가 상기 소정의 드레숄값을 초과할 때 적어도 1/2사이클동안 상기 동작신호의 발생을 억제하기 위한 제 2 수단을 구비하여 구성하고, 상기 고조파전류가 제 1 의 소정의 시간주기이하의 시간주기동안 시스템에 공급되는 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저 스위치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 시스템의 어떤 위상에서 검출된 시스템주파수의 전류의 크기가 정상상태위상 전류의 크기의 소정의 비율이하일 때 제 2 의 소정의 시간주동안 상기 동작신호의 발생을 억제하기 위한 제 3 수단을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저 스위치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 소정의 비율이 약50%인 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저 스위치.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 의 소정의 시간주기가 약2초인 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저 스위치.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 의 소정의 시간주기가 약2.5msec인 것을 특징으로 하는 섹셔널라이저 스위치.
11. 3상 전력분배시스템에 있어서의 섹셔널라이저 스위치에 대한 트립신호를 발생시키기 위한 제어장치에 있어서, 위상전류의 크기가 소정의 드레숄드값을 초과할 때 트립신호를 발생시키기 위한 수단과, 상기 시스템에서의 고조파전류의 크기가 상기 드레숄드값을 초과하지만 약2.5msec이하의 시간동안만 존재할 때 상기 트립신호의 발생을 억제하기 위한 수단, 동기위상전류의 크기가 상기 드레숄드값을 처음 초과한 후에 적어도 1/2사이클동안 상기 트립신호의 발생을 억제하기 위한 수단 및, 어떠 위상에서의 동기전류의 크기가 정상상태위상전류의 크기의 약50%이하로 떨어진 후에 적어도 약2초동안 상기 트립신호의 발생을 억제하기 위한 수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 제어장치.

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