KR940003076Y1

KR940003076Y1 - 고장구간 자동개폐기를 위한 제어회로

Info

Publication number: KR940003076Y1
Application number: KR2019940005209U
Authority: KR
Inventors: 김태영
Original assignee: 김태영
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1994-05-12

Abstract

내용 없음.

Description

고장구간 자동개폐기를 위한 제어회로

제1도는 본고안을 설명키 위한 블럭 다이어 그램도.

제2도는 본고안 실시예의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 상, 지락 전류검출부 2,2' : A/D변환기

3 : 단락전류검출부 4 : 돌입억제기억부

5 : 차단기 구동부 6 : 중앙처리장치

7 : 직류전원 공급부 COM : 공통단자

C, P T : 발광다이오드 C₁-C₆: 콘덴서

CT₁-CT₆: 전류변환기 D₁-D₂₈,D₃₂,D₃₃: 다이오드

G,G₂,P₁,P₂,L₁: 연결단자 IC₁,IC₂,A/D : 변환회로

IC₃: 중앙처리회로 IC₄,IC₅: 증폭기

IC₆: 정전압회로 PC₁,PC₂: 포토 커플러

Q₁,Q₂: 트랜지스터 R₁-R₂,RG_S,RG₁-RG_S,R_P1-R_PS: 저항

RY₁: 릴레이 SW₁: 돌입억제스위치

SW₂: 수동트립스위치 SW₃: 자동동작전류스위치

SW₄: 상동작전류스위치 TRIP : 메인스위치차단구동기

X₁: 크리스탈 ZD₁-ZD₃: 제너다이오드

ZV₁-ZV₁₀: 바리스타₁-VR3 : 가변저항

본 고안의 고장구간 자동개폐기를 위한 제어회로에 관한 것이다.

본 고안에서 고장구간 자동개폐기란 원격으로 고장구간을 자동으로 감지되도록 하고, 이를 자동으로 제어하는 것을 말하며, 특히 수용가구내설비 고장으로 계통파급사고를 미연에 방지하도록 함을 뜻한다.

따라서 전력 공급의 신뢰도를 향상시키고 고장을 유발하지 않고 건전한 수용가에 불의의 피해를 보지않도록 구간 상태를 원격에서 감지하여 다른 보호기기와 협조되며 조건에 따라 계속적으로 전력을 공급하거나 선로를 차단하여 개방함으로서 사고를 미연에 방지하는 장치를 말한다.

그러나 종래의 통상적인 차단기를 선로 전류를 전류변환기에 의해 감지하고 이에 따라 구동되는 과전류 릴레이의 트립(trpi)신호에 의해서 직접 선로를 차단하도록 하거나 또는 에기에 후비보호장치로서 "리클로져"를 사용하는 경우 동작시한이 늦어짐으로서 고장전류를 차단해야 하는 시간을 경과하는 일이었으며 또는 시설용량의 증대를 초래하여 최소동작 전류를 증가시켜야 하므로 용량에 따른 전류변환기를 별도로 설치해야 하는등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허공보 공고 제87-710호에 의하여 후비 보호장치의 종류에 무관하게 과부하 보호기능과 섹셔날라이져의 기능을 할 수 있고 무전압후 접점이 개국되는 시간이 빠르며, 동작전류의 선택적 정정이 용이하고, 전류 변환기 특성과 돌입 전류억제기능을 갖으며, 오동작을 방지하며 선로의 전류가 최소동작전류 이상이며 과전류 로크전류 이하일때 전자식 타이밍 회로가 동작하여 타이밍이 진행되며 섹셔날라이져로서 동작준비되며, 후비 보호장치가 동작하기전 타이밍이 완료되면 고장점을 직접 차단하여 타이밍이 완료되기전 후비 보호장치가 고장전류를 차단하면 무전압 상태에서 섹셔날라이져로서 개방되도록 되고 또 선로의 전류가 과전류인 로크 전류이상이면, 전자식 타이밍 회로는 억제되고, 섹셔날라이져로서 동작 준비하며, 후비 보호장치에 의해 고장전류에 차단되면 단시간 이내에 고장점을 분리하도록 되어 있다.

그러나 이와같은 종래의 고장구간 자동 개방 차단장치는 회로의 구성이 복잡하며 이에 따른 고장의 확률이 높은 결점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 제반 결점을 해결하면서도 다중 접지 22.9KV-Y배 전 계통에서 수용가 구내설비 고장으로 인한 계통파급사고를 감소할 목적으로 사용되는 고장구간 자동개폐기의 콘트롤 회로를 제공키 위하여 8BIT 중앙처리회로를 채용한 마이크로 컴퓨터 회로를 이용실시함으로서 간단하면서도 프로그램에 의해 요구되는 기능을 정확하게 판단하여 개폐기를 차단시키도록 함을 제공키 위한 것이다.

이하 본 고안을 첨부된 실시예의 도면에 따라 상술한다.

제1도는 본 고안을 설명키 위한 기본 구성도 중 블럭다이어그램으로 표시한 것으로 본 고안에서는 상술한 바 있는 특허공보공고 87-710호와는 달리 상전류검출부(1)와 지락전류검출부(1')에서 검출된 전류는 A/D변환기(2,2')에 의해 아나로그 전압차가 디지탈 부호로 변환시켜서 중앙처리장치(6)에 인가하도록 되었으며 이와같이 중장처리장치(6)에서는 미리 기억된 프로그램에 의해 정상적인 전류의 흐름인가 고장전류의 흐름인가의 가부를 판단하여 이때 고장전류로 판정되는 경우에 있어서는 이와 상용되는 출력을 차단기 구동부(5)로 보내 차단토록 되며, 또 중앙처리장치(6)는 상, 및 지락전류검출부(1,1')로 부터 입력되는 신호 이외의 단락 전류검출부(3)의 출력과 동입억제 기억부(4)의 신호를 항상받아서 함께 처리하도록 되어 있다.

또 직류전원 공급장치(7)는 일반 사용의 AC 60㎐ 110V 또는 220V를 공급받아 상기 각 블럭의 회로 동작에 필요한 직류전원 특히 정전압 전류를 공급하도록 되어있다.

제2도는 상기와 같은 본 고안의 실시예를 보려주는 회로도로 이도면에 서는 직류전원 공급장치는 공지이므로 명세서의 간략화를 위하여 생략되어 있다.

제2도에서 배전선로의 각 상(相)전류를 전류변환기(Curremt Transformer : CT₁-CT₃)로 각기 검출한 상전류는 일반적인 Y결상 3상 양파 정류회로(D₁-D₈)를 통해 저항(Rp)에 나타나게 되며, 이와같이 저항(Rp)의 양단에 나타난 전압을 저항(Rps)와 저항(Rp₁-Rps)의 감쇄회로에 의해 적당한 크기로 상동작전류 스위치(SW₄)에 의해 선택되어 A/D변환회로(IC₁)의 입력측에 인가하도록 되어있다.

이때 저항(Rp) 양단에 직열 연결된 다이오드(D₆-D₁₂)는 A/D변환기회로(IC₁)의 과대 입력방지를 위한 회로다.

한편, 전류변환기(CT₄-CT₆)를 병열로 결선하여 검출되는 지락(Ground)전류는 일반적인 단상 브리지 정류회로(D₁₃-D₁₆)를 통하여 저항(RG)에 전압이 나타나도록 되고, 이와같이 저항(RG)양단에 나타난 전압을 저항(RGs) 및 저항(RG₁-RG₃)에 지락 동작전류 스위치(SW₃)로 적당한 크기로 낮추어 A/D변환회로(IC₂)에 입력되도록 되며, 이때는 그 양단에 연결된 다이오드(D₁₇-D₂₀)은 A/D변환회로(IC₂)의 과대 입력방지를 위한 것이다.

또한 전류변환기(CT₁,CT₂,CT₃) 및 (CT₄-6)의 출력측과 그라운드 사이에 연결된 바리스터(VARISTOR)(ZV-ZV₁₀)와 콘덴서(C₁-C₆)는 불필요한 전자파의 장해를 흡수하기 위한 것이다.

또 저항(R₁)과 가변저항(VR₁), 저항(R₂), 제너다이오드(ZD₂) 및 가변저항(VR₂)는 A/D변환회로(IC₁,IC₂)의 동작에 필요한 부(負)정전압 공급회로이다.

상세한 A/D변환회로(IC₁)의 입력측에 가해진 상(PHASE)전류의 변환치와 A/D변환회로(IC₂)의 입력측에 가해진 지락(Ground)전류의 변화치는 각기 아나로그 전류가 디지탈 부호로 변환되어 중앙제어회로(cpu ; IC₃)의 입력단자(D₈0-D₈₇)의 입력단자에 가해지며, 이와같은 중앙처리회로(IC₃)는 크리스탈(X₁)발진기의 6㎒ 동기신호 발진에 발진에 정보가 처리되도록 되어 있다.

또 상기 중앙처리회로(IC₃)에는 정전압회로(IC₆)를 통하여 전원전압의 변동에 따른 불안정을 제거하도록 되어 있다.

본 고안 실시예에서 돌입전류억제시간은 중앙처리회로(IC₃)의 31번단자에 H(예 5V) 또는 L(0V)를 취해줌으로서 30㎐(0.5초) 또는 60㎐(1초)의 억제 시간을 갖도록 내장된 프로그램에서 처리하도록 되어 있다.

상기한 중앙처리회로(IC₃)에서 처리된 돌입억제 기능을 35번, 36번 단자를 통하여 증폭기회로(IC₄)에서 증폭하여 릴레이(RY₁)를 구동시키도록 된다.

상기한 릴레이(RY₁)는 메모리형 계전기로서 전원 진입이 차단된 후라도 차단적 돌입억제 기능을 기억시켜둠으로서 목적을 달성할 수가 있음은 물론이며, 발광다이오드(C)는 돌입억제동작을 표시하는 감시기능을 갖으며 다이오드(D₃₂,D₃₃)는 릴레이(RY₁)의 역기전력 흡수 보호용으로 기능을 발휘한다.

한편, 증폭회로(IC₅)는 중앙처리회로(IC₃)에서 정보처리된 결과는 출력단자(5번)의 출력을 픽업(고장감시)하여 발광다이오드(P)에 신호로 표시토록하며, 3번 단자는 메인스위치를 차단시키는 트리거 신호를 포토커플러(PC₂)에 전달함으로서 발광다이오드(T)는 트리거 신호 출력을 표시케 되며, 포토커플러(PC₂)에 인가된 신호는 트랜지스터(Q₁,Q₂)를 동작시켜 메인 스위치 차단용 구동기인 트립코일(TRIP)을 여자시킴으로서 차단하도록 되는 것이다.

제2도에서 가변저항(VR₃)은 저항(Rp)양단에 발생되는 전압을 적당히 취하여 제어다이오드(ZD₃)를 통해 저항(Rp)양단 전압이 단락전류 인가를 판단하여 포토커플러(PC₁)를 동작하도록 된다.

이와같이 포토커플러(PC₁)의 2차는 단락전류에서만 낮은 레벨이 되어 중앙처리회로(IC₃)의 단자 33번을 제어하게 되고 발광다이오드(L)는 단락전류동작중임을 표시하게 되는 것이다.

또 부호 SW₁은 수동돌입억제스위치, SW₂는 수동틀립스위치를 의미한다.

상기의 실시예에서 볼수 있는 바와같이 본 고안은 중앙처리회로(IC₃)에서 A/D변환회로(IC₁)의 입력측에 가해진 상전류의 변환치와 A/D변환회로(IC₂)의 입력에 가해진 지락 전류의 변화차가 아나로그에서 디지탈 부호로 변환되어 입력되며 중앙처리회로(IC₃)의 출력측에 돌입억제 기능을 증폭기 회로(IC₄)를 통해 릴레이(RY₁)를 구동시키며, 고장감시 신호와 메인 스위치 트리거 신호를 포토커플러를 통해 트립코일(TRIP)을 제어하며, 또 저항(Rp)양단을 통해 단락 전률를 제어하는 것이므로 회로가 간단하여 콤펙트화가 가능하면서도 고장의 확률이 감소되며 정확하게 프로그램에 의하여 제어하게 되는 것이다.

Claims

전류 변환기에 감지된 지락 동작 전류의 상 동작전류에 의해 제어하도록 고정구간 자동개폐기에 있어서, 배전선로에 흐르는 전류를 상, 지락전류 검출부(1,1')로 검출토록 되고 A/D변환기(2,2')에서 아나로그 전압차가 디지탈 부호로 변환시켜 중앙처리장치(CPU : 6)에 인가하도록 되며, 상기 중앙처리장치(6)에 미리 입력 기억된 프로그램에 의해 정상 여부를 판단하여 이에 상응하는 출력을 차단기구동부(5)에 송출토록 되고 상기한 중앙처리장치(6)는 상, 지락 전류검출부(1,1')의 신호이외에 단락전류검출부(3)의 출력신호와 돌입억제 기억부(4)의 신호를 항시 받아 함께 처리하도록 되는 것을 특징으로 하고 고장구간 자동개폐기를 위한 제어회로.
A/D변환회로(IC₁)의 입력측에는 상전류 변화치가 입력되며 A/D변환회로(IC₂)의 입력측에는 지락전류변환치가 입력되어 각기 변화되는 디지탈부호화된 출력을 중앙제어회로(IC₃)에 입력측에 인가하며, 상기한 중앙제어회로(IC₃)는 출력측에 증폭회로(IC₄)를 통해 릴레이(RY₁)를 구동시키면서 발광다이오드(C)로 돌입억제 동작을 표시토록되고 증폭회로(IC₅)로 고장감시 신호를 발광다이오드(P)로 표시토록됨과 동시에 트리거 신호를 포토커플러(PC₂)를 통해 메인 스위치 차단 구동기(TRIP)를 여지하며, 가변저항(VR₃)을 통해 단락전류를 판단하여 포토커플러(PC₁)를 통해 단락전류에서만 낮은 레벨리 되도록 하여 발광다이오드(L)로 단락전류동작을 표시하도록 하여서 되는 것을 특징으로 하는 고장구간 자동개폐기를 위한 제어회로.
청구범위 제2항에 있어서, A/D변환회로(IC₁,IC₂)의 입력측에는 저항(R₁)과 제너다이오드(ZD₁) 및 가변 저항(RV₁)과 저항(R₂)과 제너다이오드(ZD₂) 및 가변저항(VR₂)으로 A/D변환기의 동작에 필요한 부(負)정전압 공급용 회로가 설치되는 고장구간 자동개폐기를 위한 제어회로.