KR100675741B1 - Protective-relaying control system and methode using mobile software - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동형 소프트웨어를 사용한 보호계전 제어시스템 및 방법에 관한 것으로서, 하나 이상의 보호 계전기와 중앙제어장치 사이에 각각 네트워크를 통해 연결되며 각 보호 계전기 내의 결함 검출을 위한 테스트 패턴을 생성하여 상기 하나 이상의 보호 계전기로 전송하고, 상기 테스트 패턴에 대한 각 보호 계전기에서의 응답신호를 수신하여 보호 계전기 내의 결함 및 통신 시스템 상의 오류를 검출하며, 상기 오류 검출결과로 건전한 보호 계전기의 리스트를 작성하여 중앙제어장치의 중앙 에이전트 관리부로 전송하는 보호계전기 결함 검출장치를 베이(bay)측 보호 계전기 영역에 구비하여, 보호 계전기의 하드웨어/소프트웨어 상의 결함 및 통신 시스템상의 결함까지 검출하여 전력계통에 대한 보호 계전 기능을 지속적으로 수행할 수 있도록 하면서 기능의 분산으로 인해 중앙 제어 장치의 작업 퍼포먼스를 향상시킬 수 있고, 또한 건전한 보호계전기에 대한 검색 리스트를 이용하여 관리자가 백업용 보호계전기의 개수를 임의로 지정할 수 있게 한다.The present invention relates to a protection relay control system and method using a mobile software, each of which is connected via a network between one or more protection relay and the central control unit and generating a test pattern for the detection of defects in each protection relay. Transmits to the relay, receives a response signal from each protective relay for the test pattern, detects a defect in the protective relay and an error in the communication system, and creates a list of sound protective relays as a result of the error detection. A protective relay fault detection device, which is transmitted to the central agent management unit, is provided in the bay side protective relay area to detect the defects in the hardware / software of the protective relay and the defects in the communication system to continuously protect the protective relay function for the power system. To be able to In addition, due to the distributed function, the operation performance of the central control unit can be improved, and the administrator can arbitrarily specify the number of backup protection relays by using a search list for sound protection relays.
지능형 보호 장치, 전력계통, 네트워크, 에이전트, 보호 계전Intelligent Protection Devices, Power Systems, Networks, Agents, Protection Relays
Description
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 보호 계전기의 구성예도1 is a configuration example of a general protective relay according to the prior art
도 2는 종래 기술에 따른 신호변성장치와 보호계전장치 분리 형태의 계전 시스템의 일반적 구성예도Figure 2 is a general configuration of the relay system of the signal denaturing device and the protective relay device according to the prior art
도 3은 본 발명의 한 측면에 따른 보호계전 제어시스템의 바람직한 실시예를 도시한 블록도3 is a block diagram showing a preferred embodiment of a protection relay control system according to an aspect of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 한 측면에 따른 보호계전 제어방법의 바람직한 실시예를 도시한 동작 흐름도4 is an operation flowchart showing a preferred embodiment of a protection relay control method according to another aspect of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 보호계전 제어시스템의 작동을 설명하기 위한 개념도5 is a conceptual diagram for explaining the operation of the protective relay control system according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 네트워크 101 : 하드 와이어100: network 101: hard wire
102 : 집합형 신호변성장치 122 : 집합형 제어출력장치102: collective signal modification device 122: collective control output device
204, 204-1 : 보호 계전기 205 : 보호계전기 결함검출장치204, 204-1: protective relay 205: protective relay fault detection device
206 : 중앙제어장치 212 : 보호계전 S/W부206: central control unit 212: protection relay S / W
212-1 : 여분 S/W공간 214, 214-1 : 에이전트 관리 S/W부212-1: Extra S /
216,216-1 : H/W 결함검출 S/W부 222 : 중앙 보호계전 S/W부216,216-1: H / W defect detection S / W part 222: Central protective relay S / W part
224 : 중앙 에이전트 관리부224: Central Agent Management Department
본 발명은 이동형 소프트웨어를 사용하는 보호계전시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이(bay)측 보호 계전기의 결함 검출시 별도의 보호계전기 결함 검출장치가 중앙제어장치를 대신하여 독립적으로 테스트 패턴을 전송하고 그 테스트 패턴에 대한 응답 유/무 및 처리결과를 이용하여 건전한 보호 계전기에 대한 정보를 중앙제어장치에 전송할 수 있도록 함으로써, 보호 계전기의 하드웨어 또는 소프트웨어 상의 결함 및 통신 시스템상의 결함까지 검출할 수 있도록 하고, 일부 보호 계전기에 결함이 발생할 경우에도 전력계통에 대한 보호 계전 기능을 지속적으로 수행할 수 있도록 하면서 중앙 제어 장치의 부하를 줄일 수 있는 이동형 소프트웨어를 사용한 보호계전시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a protective relay system and a method using a mobile software, and more particularly, a separate protective relay fault detection device in the test of the bay side protection relay independently of the central control unit test pattern independently It can detect the defects in the hardware or software of the protection relay and the defect in the communication system by transmitting the information on the sound protection relay to the central control unit by using the presence and absence of the response to the test pattern and the processing result. The present invention relates to a protective relay system and method using mobile software, which can reduce the load on the central control unit while maintaining a protective relay function for the power system even when some protective relays fail.
일반적으로 전기에너지의 특성을 고려할 때, 전력계통에 고장이 발생하였을 경우 고장구간을 건전한 구간으로부터 신속히 분리하지 않으면 건전한 구간에도 과도한 전류가 흐르고 높은 전압이 인가되어 건전한 구간으로 고장이 번져나가게 되므로 전력계통에는 일반적으로 고장 발생여부를 검출하여 고장이 발생된 구간과 고장 발생이 없는 건전한 구간을 분리하는 장치로서 보호 계전기가 사용되고 있다.In general, considering the characteristics of electrical energy, if a failure occurs in the power system, if the failure section is not quickly separated from the healthy section, excessive current flows in the healthy section and high voltage is applied, causing the fault to spread to the healthy section. In general, a protective relay is used as a device that detects whether a failure occurs and separates a section in which a failure occurs and a healthy section in which a failure does not occur.
이러한 보호 계전기는 송전 철탑이 무너져서 전선이 땅에 닿거나(지락사고), 변압기가 과열되어 폭발하는 등과 같이 전력 공급이 정상적으로 이루어지지 않는 비정상상태 등의 고장을 정확히 검출하여 건전한 구간과 고장 구간을 분리하는 역할을 수행하여야 하는데, 보호 계전기 자체의 하드웨어에 결함이 발생하는 경우에 위 기능을 지속적으로 수행하지 못하는 문제가 발생하게 된다. 따라서 어느 한순간이라도 전력계통에 발생하는 고장을 감시하는 보호 계전기의 역할이 중단되어서는 안된다. 하지만 보호 계전기 자체도 매우 복잡한 시스템으로 구성되어 있고 환경 특성이 열악한 장소에 설치되어 있는 경우가 많아, 자체 결함으로 인하여 정상적인 보호 계전 기능을 수행하지 못하는 경우가 발생하게 된다.This protection relay accurately detects faults such as abnormal conditions, such as unstable power supply, such as electric wires falling to the ground (ground fault) or transformer overheating and explosion, so that sound and fault sections are separated. If a fault occurs in the hardware of the protection relay itself, there is a problem that the above function cannot be continuously performed. Therefore, at any moment, the role of the protective relay in monitoring the failure of the power system should not be interrupted. However, the protective relay itself is also composed of a very complex system and is often installed in places with poor environmental characteristics, the failure of the normal protective relay function due to its own defects.
상기 보호 계전기에는 기계식 보호 계전기와 디지털 보호 계전기가 있는데, 디지털 보호 계전기는 특성 곡선의 폭넓은 범위에서의 선택이 가능하다는 장점을 갖고 있는데, 대한민국 특허공보 제1994-3002호 및 제1996-13543호에는 기능별로 블록화된 디지털 보호 계전기들이 개시되어 있다.The protective relay includes a mechanical protective relay and a digital protective relay. The digital protective relay has an advantage of being able to select from a wide range of characteristic curves, and Korean Patent Publication Nos. 1994-3002 and 1996-13543. Functionally blocked digital protective relays are disclosed.
도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 보호 계전기(10)의 구성을 예시한 도면으로서, 변전소 등 전원단(1)에 구비된 CT(2)로부터 감지된 2차 전류를 다시 한번 변환하는 보조 CT(3), 상기 보조 CT(3)에 의해 변환된 신호에서 고조파 성분을 제거하는 필터(4), 상기 필터링된 신호에 대하여 아날로그-디지털 변환을 수행하는 A/D 변환기(5) 및 이와 같이 얻어진 데이터를 기초로 각종 보호 계전 알고리즘을 수행하는 마이크로프로세서(6)를 구비한다.1 is a view illustrating a configuration of a
이러한 종래의 보호 계전기(10)에서는, CT/PT, 필터 및 A/D 변환기를 포함하는 2차 신호 변성 장치와 마이크로프로세서 등 고장 검출 장치가 하나의 하드웨어 에 일체형으로 구성되어 있어서 하드웨어 구조가 표준화되지 못하고 담당하는 보호 설비와 보호 방식에 따라 그에 맞도록 구성되어야 하는 문제점이 있다.In the
또한, 이러한 일반적인 보호 계전기(10)를 사용하는 경우, 보호 계전기의 하드웨어에 결함이 발생하는 경우에도 이를 극복하고 지속적으로 전력계통 고장 발생을 검출하도록 하기 위해서는, 동일한 보호 계전기 장치를 이중으로 배치하는 2계열화 방식이 사용된다. 이 방식은 이중으로 설치된 동일한 장치 중에서 하나의 장치에서 결함이 발생하여 기능이 정지되더라도 다른 하나가 고장 검출을 지속하도록 하는 것이다.In addition, in the case of using such a general
그러나 보호 계전기가 고장이 발생하였을 때 정확히 고장구간을 차단하는 기능을 수행하는 것도 중요하지만, 고장이 발생하지 않았을 때 판단을 잘못하거나 기계적인 결함으로 전력 계통의 일부를 차단하는 오동작을 하지 않는 일도, 원활한 전력 계통의 운영을 고려할 때, 상술한 고장의 정확한 검출 못지않게 매우 중요하다. 현재 사용되고 있는 단순한 2계열화는 고장시의 부동작 가능성이 줄어드는 것은 분명한 사실이지만, 오동작의 가능성이 높아진다는 문제점을 가진다. 또한 모든 설비에 대한 보호 계전기 장치를 전체적으로 이중으로 설치해야 하기 때문에, 그에 따른 설비 비용이 매우 많이 소요되는 문제점도 존재한다.However, it is also important that the protective relay correctly blocks the fault section when a fault occurs.However, when a fault does not occur, it is not wrong to make a judgment or shut down part of the power system due to a mechanical fault. When considering the operation of a smooth power system, it is just as important as the exact detection of the above faults. The simple two-stage system currently in use is a fact that the possibility of malfunction in the event of a failure is obvious, but there is a problem that the probability of malfunction is increased. In addition, since the protective relay device for all the installation must be installed as a double, as a whole, there is a problem that the installation cost is very high.
최근에는, 2차 신호 변성 장치와 고장 검출 장치(보호계전장치)를 일체화하지 않고 이를 분리하여 네트워크를 통해 서로 신호를 주고받도록 하는 형태의 보호 계전 시스템이 제안되어 있다.Recently, a protective relay system has been proposed in which a secondary signal modification device and a failure detection device (protective relay device) are not integrated but are separated from each other to exchange signals with each other through a network.
도 2는 신호 변성 장치와 보호 계전 장치가 분리된 형태의 종래 보호 계전 시스템의 일반적 구성을 예시하는 도면으로서, 변전소 등의 전원단(1)으로부터 배선(101)을 통하여 집합형 신호 변성 장치(102)(aggregated signal quantizer)로 신호가 전달되면 보조 CT/PT를 통한 신호 변환, 필터링 및 A/D 변환을 거쳐 네트워크(100)를 통하여 해당 장치에 할당된 릴레잉 에이전트 플랫폼(104)으로 신호가 전달되어 계전 알고리즘이 수행된다. 보호계전장치인 릴레잉 에이전트 플랫폼(104)(Relaying Agent Platform)에서는 선로 보호 알고리즘, 변압기 보호 알고리즘, 모선 보호 알고리즘 등이 수행되는데, 집합형 신호 변성 장치(102)가 보호 대상으로 하는 각각의 피보호 장치의 종류에 따라, 그에 맞는 계전 알고리즘이 수행되도록 구성된다. 예를 들어, 모선 보호를 위해 과전류 계전기 기능(Over-Current Relay), 지락 과전류 계전기 기능(Over-Current Ground Relay), 방향 지락 과전류 계전기 기능(Directional Ground Relay), 과전압 계전기 기능(Over-Voltage Relay), 지락 과전압 계전기 기능(Over Voltage Ground Relay) 그리고 부족 전압 계전기 기능(Under-Voltage Relay) 등이 수행될 수 있다. 중앙 제어 장치(106)에서는 네트워크(100)를 통하여 각 릴레잉 에이전트 플랫폼(104)과 데이터를 주고 받으며, 각 선로의 상태를 모니터링할 수 있도록 사용자 인터페이스 화면 등을 제공한다.FIG. 2 is a diagram illustrating a general configuration of a conventional protective relay system in which a signal modification device and a protective relay device are separated, and are collectively signal-modified
상술한 집합형 신호 변성 장치와 보호 계전 장치를 분리한 계전 시스템의 구성은, 피 보호설비에 관계없이 하드웨어 구조가 동일한 신호 변성 장치(102)와 보호 계전 장치(104)를 사용하고, 네트워크를 통하여 이들을 연결하고 중앙 제어 장치(106)에서 모니터링 하므로, 표준화된 신호 변성 장치를 사용 가능하게 되어 시 스템의 설계 및 유지 보수가 간단하고, 중앙 제어 장치를 통하여 계통의 상황을 신속히 모니터링 할 수 있는 장점이 있으나, 이러한 시스템에서도 보호 계전 장치인 릴레잉 에이전트 플랫폼(104) 그 자체에 결함이 발생하는 경우에는 이를 극복하기 위한 대비책이 마련되어 있지 않은 상황이다.The configuration of the relay system that separates the collective signal modification device and the protective relay device described above uses a
따라서 이와 같은 문제점 극복을 위해 본 출원인은 이동형 소프트웨어를 사용한 보호 계전 시스템 및 방법(특허출원 제2004-0161743호)을 개발하였으며, 이 기술에 의하면, 하드웨어 결함 검출부를 각각 구비한 두 개 이상의 보호 계전 장치에 네트워크를 통해 중앙 제어장치를 연결하고 각 보호 계전 장치의 하드웨어 결함 검출부가 스스로 테스트하여 자체 고장을 검출하여 중앙 제어 장치로 전송하도록 구성되며, 중앙 제어 장치에서는 상기 고장 검출 신호가 수신되면 각 보호 계전 장치로 브로드캐스팅 신호를 송신하고 그 응답신호를 수신하여, 고장난 보호 계전 장치에서 수행되어 오던 보호 계전 소프트웨어를 상기 응답신호를 발송한 여분의 보호 계전 장치에 전송하여 탑재시킴으로써, 고장난 보호 계전 장치가 하던 일을 여분의 보호 계전 장치가 대신할 수 있게 한다.Therefore, in order to overcome such a problem, the present applicant has developed a protection relay system and method using a mobile software (Patent Application No. 2004-0161743). According to this technology, two or more protection relay devices each having a hardware defect detection unit are provided. It connects the central control unit through the network, and the hardware fault detection unit of each protective relay device is configured to test itself and detect its own failure and transmit it to the central control unit. By sending a broadcasting signal to the device and receiving the response signal, it transmits and mounts the protective relay software which has been performed in the failed protective relay device to the redundant protective relay device which sent the response signal, Doing extra protective relays Be able to communicate.
이로써 이동형 소프트웨어를 사용한 보호 계전 시스템 및 방법은 상술한 종래 2계열화 방식의 문제점인 설비 비용의 과다를 방지하면서도, 보호 계전 시스템을 구성하는 고장 검출 장치 자체가 정상적인 동작을 수행하지 않는 경우에도 이를 극복하고 정확한 보호 계전 기능이 지속적으로 수행될 수 있도록 하였다. As a result, the protection relay system and method using the mobile software overcomes the above-described problem of the conventional two-sequence system, while overcoming the failure of the fault detection device constituting the protection relay system. Accurate protection relay function was continuously performed.
그러나, 이러한 이동형 소프트웨어를 사용한 보호 계전 시스템 및 방법에 의하면, 고장검출로직이 중앙제어장치에 탑재되어 있고, 보호계전장치의 경우 하드웨 어 고장 테스트만을 실시하기 때문에 알고리즘의 오류 검출이 불가능하고 통신시스템 오류의 경우 이를 잡아내지 못한다는 단점이 있었다.However, according to the protection relay system and method using such mobile software, the fault detection logic is mounted in the central control unit, and the protection relay unit only performs hardware failure test, thus making it impossible to detect the error of the algorithm and to communicate with the communication system. In the case of an error, there was a disadvantage that it could not be caught.
따라서 본 발명은 본 출원인에 의해 제안된 이동형 소프트웨어를 사용한 보호 계전 시스템 및 방법을 개량한 것으로서, 본 발명은 보호 계전기의 하드웨어/소프트웨어 상의 결함 및 통신 시스템상의 결함까지 검출하여 일부 보호 계전기에 결함이 발생할 경우 전력계통에 대한 보호 계전 기능을 지속적으로 수행할 수 있도록 하면서 기능의 분산으로 인해 중앙 제어 장치의 작업 퍼포먼스를 향상시킬 수 있고, 또한 건전한 보호계전기에 대한 검색 리스트를 이용하여 관리자가 백업용 보호계전기의 개수를 임의로 지정할 수 있도록 하는 이동형 소프트웨어를 사용한 보호계전 제어시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is an improvement of the protection relay system and method using the mobile software proposed by the present applicant, the present invention detects defects in the hardware / software of the protection relay and defects in the communication system to cause defects in some protection relays In this case, the performance of the central control unit can be improved due to the distribution of the functions, while the protective relay function for the power system can be continuously performed. It is an object of the present invention to provide a protection relay control system and method using a mobile software that allows the number to be arbitrarily designated.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다양한 기술 사상을 한 관점에서 바라본 것인, 보호계전 제어시스템은, 하나 이상의 신호 변성 장치가 담당하는 피 보호 전력 설비의 고장을 검출하는 알고리즘의 보호계전 소프트웨어를 초기 세팅시 또는 정상상태로의 복구시 네트워크를 통해 중앙제어장치로부터 전송받아 실행하며 내부 하드웨어의 결함 검출을 위한 소프트웨어를 각각 탑재한 두 개 이상의 보호 계전기와, 상기 각 보호 계전기에 네트워크를 통하여 접속되며 상기 보호 계전기 중 하나 이상의 장치에 고장이 발생되면 고장난 보호계전기의 기능을 수행할 수 있는 보호계전 소프트웨어를 여분의 보호계전기로 다운로드하는 중앙제어장치를 포함 하는 이동형 소프트웨어를 이용한 보호계전기 제어시스템에 있어서, 상기 하나 이상의 보호 계전기와 중앙제어장치 사이에 각각 네트워크를 통해 연결되며, 각 보호 계전기 내의 결함 검출을 위한 테스트 패턴을 생성하여 상기 하나 이상의 보호 계전기로 전송하고, 상기 테스트 패턴에 대한 각 보호 계전기에서의 응답신호(응답 유/무 및 패턴 처리결과값)를 수신하여 보호 계전기 내의 결함 및 통신 시스템 상의 오류를 검출하며, 상기 오류 검출결과로 건전한 보호 계전기의 리스트를 작성하여 중앙제어장치의 중앙 에이전트 관리부로 전송하는 보호계전기 결함 검출장치를 베이(bay)측 보호 계전기 영역에 구비한다.In order to achieve the above object, the protection relay control system, which looks at various technical ideas of the present invention from one point of view, includes an protection relay software of an algorithm for detecting a failure of a protected power facility in charge of at least one signal modification device. At the time of initial setting or restoration to the normal state, it is transmitted from the central control unit through the network and executed by two or more protection relays each equipped with software for fault detection of the internal hardware, and are connected through the network. In the protective relay control system using a mobile software comprising a central control unit for downloading a protective relay software that can perform the function of the failed protective relay to the extra protective relay when one or more of the protective relay failure occurs, The at least one protective system A test pattern for detecting a defect in each protective relay is generated and transmitted to each of the one or more protective relays, respectively. Receives the presence / absence and pattern processing result value) to detect defects in the protective relay and errors in the communication system, and creates a list of sound protective relays and transmits them to the central agent management unit of the central control unit. A defect detection device is provided in the bay side protective relay area.
또한 본 발명의 기술 사상을 또 다른 관점에서 바라본 것인, 보호계전 제어방법은, 베이(bay)측에 구비된 두 개 이상의 보호 계전기에 네트워크를 통하여 접속되며 상기 보호 계전기 중 하나 이상의 장치에 고장이 발생되면 고장난 보호계전기의 기능을 수행할 수 있는 보호계전 소프트웨어를 여분의 보호계전기로 다운로드하는 중앙제어장치를 포함하고, 상기 각 보호계전기와 중앙제어장치 사이에 각각 네트워크를 통해 연결된 보호계전기 결함 검출장치를 포함하는 시스템에서의 이동 소프트웨어를 이용한 보호계전 제어방법에 있어서, 상기 베이(bay)측에 구비된 각 보호 계전기 내의 하드웨어(H/W) 및 소프트웨어(S/W)의 결함을 검출하기 위한 테스트 패턴을 생성하여 네트워크를 통해 상기 하나 이상의 보호 계전기로 전송하는 제 1단계와, 상기 테스트 패턴에 대한 응답신호(응답 유/무 및 그 테스트 패턴의 처리결과)를 네트워크를 통해 상기 각 보호 계전기로부터 수신하여 각 보호 계전기 내의 소프트웨어/하드웨어의 결함 및 통신 시스템 상의 오류를 검출하는 제 2단계와, 상기 각 보호 계전기에 대한 결함 검출결과로 건전한 보호 계전기의 리스트를 작성하여, 중앙제어장치의 중앙 에이전트 관리부로 전송하여 고장난 보호 계전기 대신 작업할 백업용 보호 계전기를 선정할 수 있도록 하는 제 3단계로 이루어진다.In addition, the protection relay control method, which is viewed from another viewpoint of the technical idea of the present invention, is connected to the two or more protective relays provided on the bay (bay) through a network and the failure of one or more devices of the protective relay A protective relay fault detection device, comprising: a central control unit for downloading protective relay software, which can perform a function of a failed protective relay, as an extra protective relay when generated, and connected via a network between the protective relay and the central control unit, respectively. A protective relay control method using mobile software in a system comprising: a test for detecting defects of hardware (H / W) and software (S / W) in each protective relay provided on the bay side; Generating a pattern and transmitting the pattern to the at least one protective relay through a network; A second step of receiving a response signal (with or without a response and a result of processing the test pattern) for the pattern from each of the protection relays through a network to detect defects in software and hardware and errors in the communication system in each protection relay; And a third step of creating a list of sound protection relays as a result of the fault detection for each of the protection relays and transmitting them to the central agent management unit of the central control unit so as to select a backup protection relay to work in place of the failed protection relay. .
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전 제어시스템의 구성예로서, 본 발명에 의한 보호계전 제어시스템은, 전력설비(1) 내의 CT, PT 등 검출기(2)와, 차단기(12)와, 상기 검출기에 하드 와이어(101)를 통해 접속된 집합형 신호변성장치(102) 및 집합형 제어출력장치(122)와, 상기 집합형 신호변성장치와 집합형 제어출력장치에 각각 네트워크(100)를 통해 연결되는 베이측의 다수 보호 계전기(204, 204-1)와, 상기 다수의 보호계전기에 네트워크(100)를 통해 접속 가능하도록 베이측에 설치되는 보호계전기 결함 검출장치(205)와, 상기 베이측 보호 계전기 및 상기 보호계전기 결함검출장치에 네트워크(100)를 통해 연결되는 중앙제어장치(206)로 구성된다.3 is a configuration example of a protection relay control system according to an embodiment of the present invention, the protection relay control system according to the present invention, the
상기 보호 계전기(204)는 보호계전 소프트웨어(S/W)부(212: 백업용 보호계전기(204-1)의 경우 이 공간은 여분의 공간(212-1)으로 비워둘 수도 있음)와 에이전트 관리 S/W부(214), 및 하드웨어 결함검출 S/W부(216)를 구비한다.The
상기 보호계전 S/W부(212)는 전력 계통의 고장 검출을 담당하는 소프트웨어를 탑재하며, 탑재된 소프트웨어는 네트워크를 통하여 중앙제어장치(206)나 또는 다른 베이측 보호 계전기로 전송되어 실행될 수 있다. 이 보호계전 소프트웨어는 피 보호 전력 설비의 종류에 따라 선로 보호 소프트웨어, 변압기 보호 소프트웨어, 모선 보호 소프트웨어 및 배전선 보호 소프트웨어 등과 같이 세분화될 수 있는데, 기존의 보호 계전기에서 실행되는 모든 종류의 보호 계전 소프트웨어가 본 발명의 베이측 보호 계전기 내의 보호계전 S/W부(212)에 탑재되어 실행될 수 있다. 상기 보호 계전 소프트웨어는 다양한 보호 계전 알고리즘을 프로그램화한 것이며, 본 발명의 보호계전 S/W부(212)는 보호 계전 소프트웨어를 저장하여 실행시킬 수 있도록 하는 각종 저장 매체(예를 들어, DRAM, 플래시 메모리 등의 메모리 소자, 하드 디스크, 자기 디스크 등)와 이들을 구동하는 구동회로의 형태로 구현될 수 있다. 공지된 하드웨어 결함 검출 방법의 어느 것이라도 사용될 수 있으며, 예를 들어, 대한민국 특허공개공보 제1993-24244호에 개시된 바와 같은 계전 장치의 자동 점검 방법 등이 사용될 수 있다.The protection relay S / W unit 212 includes software for detecting a failure of the power system, and the mounted software may be transmitted to and executed by the
상기 에이전트 관리 S/W부(214)는 베이측 보호 계전기의 작동을 위한 기본적인 운영체제를 제공하며, 네트워크를 통한 입출력 신호의 처리하며, 중앙제어장치에서의 보호 계전 소프트웨어를 전송하는 동작 및 장치 내에서의 타 부분의 작동을 제어한다. 또한 보호계전 S/W부(212)에 내장된 보호 계전 알고리즘에 관한 데이터를 중앙제어장치에게 전달하고, 다른 여분의 정상적인 베이측 보호계전기로 이동시켜 실행할 수 있도록 보조해주는 역할을 담당한다.The agent management S /
상기 하드웨어 결함 검출 S/W부(216)는 보호계전기 결함검출장치(205)와 네트워크를 통하여 접속되며 베이측 보호 계전기의 하드웨어에 결함이 발생했을 때 이를 검출하여 보호계전기 결함검출장치(205)로 전송하는 기능을 담당한다.The hardware defect detection S /
상기 중앙제어장치(206)는 보호계전 S/W부(222)와 중앙 에이전트 관리부(224)를 구비하여 상기 각 보호 계전기(204, 204-1) 및 보호계전기 결함검출장치(205)에 네트워크를 통하여 접속된다. 상기 보호계전 S/W부(222)는 상기 각 보호 계전기에 대응하는 보호계전 소프트웨어들을 탑재하며, 중앙 에이전트 관리부(224)는 상기 다수의 보호 계전기 중 하나 이상의 장치에 고장이 발생되면 고장난 보호계전기의 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해 여분의 백업용 보호계전기(204-1)의 소프트웨어 공간(212-1)으로 해당 보호계전 소프트웨어를 다운로드한다.The
상기 보호계전기 결함 검출장치(205)는 상기 하나 이상의 보호 계전기(204, 204-1)와 중앙제어장치(206) 사이에 각각 네트워크(100)를 통해 연결되며 각 보호 계전기 내의 결함 검출을 위한 테스트 패턴을 생성하여 상기 하나 이상의 보호 계전기(204, 204-1)로 전송한다. 그리고 상기 전송한 테스트 패턴에 대한 응답신호(응답 유/무 및 처리결과)를 상기 보호 계전기로부터 수신하여 보호 계전기 내의 결함 및 통신 시스템 상의 오류를 검출하며, 상기 오류 검출결과로 건전한 보호 계전기의 리스트를 작성하여 중앙제어장치(206)의 중앙 에이전트 관리부(224)로 전송한다.The protection relay
상기 전력설비(1) 내의 CT, PT 등 검출기(2)와, 차단기(12)와, 집합형 신호변성장치(102) 및 집합형 제어출력장치(122)의 구성은 상술한 종래 기술의 경우와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 이하에서는 생략하기로 한다.The configuration of the
도 4는 본 발명의 다른 한 측면에 따른 보호 계전기 제어방법에 대한 동작 흐름을 예시하고 있는 도면으로서, 상기 도 3의 보호 계전기 결함 검출장치에 의한 실시방법을 예시하고 있다. 즉 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 보호 계전기 제어방법은, 상기 베이(bay)측에 구비된 각 보호 계전기 내의 하드웨어 및 소프트웨어의 결함을 검출하기 위한 테스트 패턴을 생성하여 네트워크를 통해 상기 하나 이상의 보호 계전기로 전송하는 제 1단계(S401)와, 상기 테스트 패턴에 대한 응답신호(응답 유/무 및 그 테스트 패턴의 처리결과)를 네트워크를 통해 상기 각 보호 계전기로부터 수신하여 각 보호 계전기 내의 소프트웨어/하드웨어의 결함 및 통신 시스템 상의 오류를 검출하는 제 2단계(S402-S405)와, 상기 각 보호 계전기에 대한 결함 검출결과로 건전한 보호 계전기의 리스트를 작성하여, 중앙제어장치의 중앙 이동소프트웨어 관리부로 전송하여 고장난 보호 계전기 대신 작업할 건전한 보호 계전기를 백업용으로 선정할 수 있도록 하는 제 3단계(S406)로 이루어진다.FIG. 4 is a diagram illustrating an operation flow of a protection relay control method according to another aspect of the present invention, and illustrates an implementation method using the protection relay fault detection apparatus of FIG. 3. That is, the protection relay control method according to the present invention as shown in Figure 4, by generating a test pattern for detecting the defects of hardware and software in each protection relay provided on the bay (bay) by the one through the network The first step (S401) of transmitting to the above protective relay, and the response signal (resistance / non-response and the processing result of the test pattern) for the test pattern is received from each of the protective relay through the network and the software in each protective relay Second step (S402-S405) for detecting hardware defects and errors in the communication system, and generating a list of sound protection relays as a result of the defect detection for each of the protection relays, and sending them to the central mobile software management unit of the central control unit. A transmission that allows the selection of a sound protection relay for backup to work in lieu of a failed protection relay. It consists of three steps (S406).
이상과 같이 구성되는 본 발명의 보호계전 제어시스템 및 그 제어방법에 대한 동작 및 그 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the protection relay control system and the control method of the present invention configured as described above and the effects thereof will be described in detail as follows.
먼저 정상적인 운전 상태의 경우를 설명한다.First, the case of normal operation state will be described.
도 3에서 전력 설비(1)내에 있는 CT, PT 등의 검출기(2)에서 하드 와이어(101)를 통하여 아날로그 전압, 전류 신호가 집합형 신호변성장치(102)로 입력되면, 신호 변성장치(102)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 네트워크(100)를 통해서 베이측 보호 계전기(204)에 전달한다. 이때 베이측 보호 계전기(204) 내에서는 보호계전 S/W부(212)에 탑재된 보호 계전 소프트웨어가 고장 발생여부를 판단하여, 고장이라고 판단되면 디지털 차단 명령을 네트워크(100)를 통해서 집합형 제어출력장치(122)로 전달하고, 집합형 제어출력장치(122)는 이를 전력 설비가 인 지할 수 있는 아날로그 신호로 변성하여 하드 와이어(101)를 통하여 전력설비(1) 내에 있는 차단기(12)로 전달하여 선로를 차단한다. 이때 베이측 보호 계전기(204) 내의 에이전트 관리 S/W부(214)는 선로의 상태에 관한 변경된 정보를 네트워크(100)를 통하여 중앙제어장치(206)의 중앙 에이전트 관리부(224)로 전달한다.In FIG. 3, when an analog voltage and current signal are input to the
한편, 상기 베이측의 한 보호 계전기(204)의 하드웨어 또는 소프트웨어에 고장이 발생했을 경우, 실시예의 작동을 설명한다.On the other hand, the operation of the embodiment will be described when a failure occurs in the hardware or software of the
상기 보호 계전기(204)에 하드웨어 또는 소프트웨어의 결함이 발생하면, 상기 보호계전기 결함검출장치(205)가 이를 검출하여 중앙제어장치(206) 내의 중앙 에이전트 관리부(224)에 하드웨어 또는 소프트 웨어의 결함 발생신호를 보낸다. 이러한 동작은 상기 보호계전기 결함검출장치(205)가 보호 계전기 내의 결함 검출을 위한 테스트용 패턴을 생성하여 네트워크를 통해 보호 계전기(204, 204-1)로 전송(S401)하고 상기 보호 계전기(204, 204-1)로부터 발송되는 테스트 패턴 수신에 응답하는 신호(응답 유/무 및 테스트 패턴의 처리결과값)를 다시 수신(S402)하여 보호 계전기들에 대한 오류 발생 여부를 검출(S403-S405)하여 리스트 작성한 후 중앙으로 전송(S406)하는 프로세스에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 상기 보호 계전기(204, 204-1)의 하드웨어 결함검출 S/W부(216, 216-1)에서는 각각 상기 보호계전기 결함검출장치(205)가 보내는 테스트 패턴을 각각 수신하여 테스트 패턴을 수신한 결과에 대한 응답신호를 다시 보호계전기 결함검출장치(205)로 발송하고, 동시에 상기 보호 계전기의 하드웨어 결함검출 S/W부(216, 216-1)에서는 그 테스트 패턴에 따라 테스트를 실시한 후 그 처리결과를 다시 보호계전기 결함검출장치(205)로 전 송하며, 이에 따라 상기 보호계전기 결함검출장치(205)에서는 상기 각 보호 계전기(204, 204-1)로부터 수신되는 응답신호(응답 유/무 및 테스트 패턴의 처리결과)를 이용하여, 즉 응답신호가 정상적으로 도착했는지 또는 테스트 패턴의 처리결과값이 정상적인 값인지 등을 비교하여 보호 계전기 내의 하드웨어 및 소프트웨어의 결함 또는 통신 시스템 상의 오류를 검출할 수 있게 되며, 상기 오류 검출결과에 따라 건전한 보호 계전기의 리스트를 작성하여 고장난 보호계전기 목록과 함께 중앙제어장치(206)의 중앙 에이전트 관리부(224)로 전송하는 프로세스에 의해 이루어진다.If a hardware or software defect occurs in the
이때 만약 한 보호 계전기(204)의 하드웨어에 고장이 발생하였다면 그 보호 계전기(204)에서는 응답신호가 발송되지 않을 것이며 소프트웨어에도 고장이 발생하였다면 테스트 패턴 처리결과는 발송되겠지만 정상적인 처리결과값과는 다른 결과값이 발송될 것이고, 그 밖에 정상적인 다른 보호 계전기(204-1)에서는 응답신호 (응답 유 및 테스트 패턴 처리결과)가 모두 발송될 것이고 이 값들은 모두 정상적인 값들일 것이다.At this time, if a failure occurs in the hardware of one
따라서 상기 보호계전기 결함 검출장치(205)는 상기 테스트 패턴에 대한 응답신호가 정상적으로 도착하게 되면(S403의 Y분기) 해당 보호 계전기의 하드웨어가 정상인 것으로 인식하게 되며, 응답신호가 없으면(S403의 N분기) 해당 보호계전기의 하드웨어에 오류가 있는 것으로 인식하게 된다. 또한 상기 보호계전기 결함검출장치(205)는 상기 응답신호에 포함된 테스트 패턴 처리결과값을 정상적인 테스트 결과값(이 값은 관리자에 의해 초기 세팅시에 미리 저장되어 있는 값일 수도 있으며, 필요에 따라서는 관리자에 의해 임의로 설정되어 입력될 수도 있음)과 비교 (S405)하여 상기 테스트 패턴 처리결과값이 정상적인 테스트 결과값과 일치하는 경우(S405의 Y분기) 해당 보호 계전기의 소프트웨어가 정상인 것으로 인식하게 되며, 상기 테스트 패턴 처리결과값이 정상적인 테스트 결과값과 다르면(S405의 N분기) 해당 보호계전기의 소프트웨어에 오류가 있는 것으로 인식하게 된다.Therefore, when the response signal for the test pattern arrives normally (Y branch of S403), the protection relay
이와 같은 절차에 의해 상기 보호계전기 결함검출장치(205)로부터 건전한 보호 계전기 리스트와 결함 발생 신호를 받은 중앙제어장치(206)의 중앙 에이전트 관리부(224)는 네트워크(100)를 통해서 여분의 정상적인 보호계전기(204-1)의 내부에 있는 에이전트 관리 S/W부(214-1)와 접속하고, 결함이 있는 보호 계전기(204)의 정보와 보호 계전 소프트웨어와 동일한 소프트웨어를 여분의 정상적인 보호 계전기(204-1)로 네트워크(100)를 통하여 전송하여 실행한다.By this procedure, the
그와 동시에 결함이 있는 보호 계전기(204)의 기능은 정지되고, 여분의 보호 계전기(204-1)가 그 역할을 담당하게 된다.At the same time, the function of the defective
도 5는 본 발명의 보호 계전 시스템의 작동을 설명하기 위한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 하드와이어(101)를 통하여 피 보호 설비(1)에 접속된 집합형 신호변성장치(102)는 전압, 전류 등 검출 신호를 처리 가능한 형태로 변성하여 네트워크(100)를 통하여 베이측 보호계전기 가-다(204)들로 전송하며, 다수의 베이측 보호계전기 가-다(204)들은 각각의 집합형 신호변성장치(102)에 대응되어 피 보호 설비의 특성에 맞는 보호 계전 알고리즘을 실행한다. 이때 상기 다수의 베이측 보호계전기 가-다 중 일부(나)에서 고장이 검출되면, 고장이 발생한 보호계전기(나)에서 실행되던 보호 계전 프로그램과 동일한 보호 계전 프로그램이 여분의 정상적 인 보호계전기(다)에 다운로드되어 자동으로 실행이 되며, 고장이 발생한 보호계전기(나)의 작동은 정지되어 여분의 정상적인 보호계전기(다)에서 그 기능을 대치하게 된다. 이와 같은 방식으로 보호 계전 시스템을 구성하게 되면, 각각의 베이측 보호계전기마다 중복된 하드웨어를 배치할 필요가 없을 뿐 아니라, 보호계전기의 규격화를 통하여 간단하고 효율적인 설비의 운영이 가능하게 된다.5 is a schematic view for explaining the operation of the protective relay system of the present invention. As illustrated, the collective
본 발명에 의한 보호 계전 시스템 및 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적이 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.The protective relay system and method according to the present invention can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and are not limited to the above preferred embodiment. In addition, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, and are not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common knowledge in the technical field to which the present invention belongs As those skilled in the art can have various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit and scope of the present invention, it is not limited to the embodiments and the accompanying drawings. And should be judged to include equality.
이상의 본 발명에 의한 보호 계전 제어시스템 및 방법에 의하면, 결함이 발생한 보호 계전기를 건전한 보호 계전기로 대치하기 위하여 여분의 정상적인 보호 계전기에 네트워크를 통하여 이동형의 소프트웨어를 탑재하는 방식을 이용함으로써 여분의 하드웨어를 최소화하면서 보호 계전기의 결함을 극복할 수 있도록 하여 경제적이면서도 신뢰성 있는 보호 계전 시스템의 구현을 가능하게 하는 유용함이 있다. According to the protection relay control system and method according to the present invention, in order to replace the faulty protection relay with a sound protection relay, redundant hardware is installed by using a method of mounting portable software through a network. It is useful to make it possible to overcome the deficiencies of the protective relay while minimizing it, thereby enabling the implementation of an economical and reliable protective relay system.
또한 본 발명에 의하면, 베이측에 설치되는 보호계전기 결함검출장치가 테스트 패턴을 이용하여 중앙제어장치 대신 고장난 보호 계전기의 하드웨어 또는 소프트웨어 상의 결함 뿐만 아니라 통신 시스템상의 결함까지도 검출할 수 있고, 또한 건전한 보호계전기에 대한 검색 리스트를 작성하여 중앙제어장치로 전송할 수 있도록 함으로써, 기능의 분산으로 인해 중앙 제어 장치의 작업 퍼포먼스를 향상시킬 수 있는 이점이 있으며, 또한 관리자가 유동적으로 백업용 보호계전기의 개수를 임의로 지정할 수 있도록 하여 보다 효율적인 보호 계전기의 관리가 가능하게 하는 이점이 있다. In addition, according to the present invention, the protective relay fault detection device installed on the bay side can detect not only defects in the hardware or software of the failed protective relay but also defects in the communication system by using the test pattern, and also sound protection. By creating a search list for relays and sending them to the central control unit, it is possible to improve the performance of the central control unit due to the distribution of functions, and the administrator can flexibly designate the number of backup protective relays flexibly. There is an advantage to enable more efficient management of the protective relay.
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