KR100783503B1 - 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반 - Google Patents

변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반 Download PDF

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최정남
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Abstract

본 발명은 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반에 관한 것으로서, 특히 변전소 현장기기와, 상기 현장기기로부터 제공되는 계전기 동작 및 경보, 현장설비 상태감지신호 등을 공급받아 RTU-FPD 및 모자이크장치로 송신하고, RTU-FPD 또는 모자이크장치로부터 송신된 현장기기 제어신호를 현장기기로 공급하는 현장정보처리반과, 상기 현장정보처리반에서 송신되는 각종신호를 RTU-MPD를 통해 메인관리센터(SCADA)로 송신하는 RTU-FPD와, 전면에 현장기기의 결선상태를 축소하여 한눈에 볼수있도록 전면패널이 형성되고 상기 현장정보처리반과 광케이블로 연결되어 현장정보처리반으로부터 제공되는 변전소의 경보, 상태, 제어신호에 따라 전면패널에 설치된 각종 램프를 점등함과 동시에 차단기의 동작횟수를 카운팅하여 표시하는 모자이크장치로 구성하므로서, 임의의 지역에 설치된 변전소에 구성되어 있는 다수의 차단기의 동작상태를 모자이크장치의 전면패널에 설치된 각종 표시램프를 통해 한눈에 확인할 수 있고, 또한 전면패널에 구비된 제어스위치를 이용하여 현장에 설치된 차단기를 원격제어할 수 있으며, 모자이크장치와 현장정보처리반을 광케이블로서 연결하여 현장과 모자이크처리반이 통신방식으로 데이타를 공유함에 따라 시설 설치비 및 유지 보수비용을 절약할 수 있도록 한 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반에 관한 것이다.
현장기기, 변전소, 모니터링, 모자이크장치, 현장정보처리반, 광케이블, 광변환기,

Description

변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반{Digital MOSAIC system}
도 1 은 본 발명의 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반의 전체 구성을 보인 도면.
도 2 는 본 발명에 적용된 모자이크 장치를 보인 도면.
도 3 은 본 발명의 모자이크 장치의 세부구성을 보인 도면.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 현장기기, 2: 현장정보처리반,
3: RTU-FPD, 4: RTU-MPD,
5: 모자이크장치, 6: 광케이블,
7: 광변환기, 11: 설비경보접점,
12: 설비상태접점, 13: 설비제어접점,
21: 제 1 현장입력모듈, 22: 제 2 현장입력모듈,
23: 현장출력모듈, 51: 마스터 CPU,
52: 조작스위치, 53: 통신용경보램프,
54: 제어스위치, 55: 표시램프,
56: 메타기, 57: 램프제어모듈,
58: 스위치제어모듈,
본 발명은 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반에 관한 것으로서, 특히 임의의 지역에 설치된 변전소에 구성되어 있는 다수의 차단기의 동작상태를 모자이크장치의 전면패널에 설치된 각종 표시램프를 통해 한눈에 확인할 수 있고, 또한 전면패널에 구비된 제어스위치를 이용하여 현장에 설치된 차단기를 원격제어할 수 있으며, 모자이크장치와 현장정보처리반을 광케이블로서 연결하여 현장과 모자이크처리반이 통신방식으로 데이타를 공유함에 따라 시설 설치비 및 유지 보수비용을 절약할 수 있도록 한 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반에 관한 것이다.
일반적으로 각 가정이나 사무실 등에서 사용되는 전기는 각 지역별로 설비되어 있는 변전소로부터 제공되고 있다.
즉, 변전소는 발전소에서 생산한 전력을 송전선로나 배전선로를 통하여 수용가에게 보내는 과정에서 전압이나 전류의 변성 및 전력의 배분을 위하여 설치되는 시설이라 할 수 있으며, 상기 변전소는 154KV, 23KV용 현장설비로 나뉘어지며, 23KV 변전소를 통해 각 부하(소비자)로 전기가 공급된다.
그리고, 각각의 변전소에는 부하측으로 전기를 공급하는 도중 단락이나 지락 상태일때 시설물을 보호하기 위하여 전선로를 차단하는 복수개의 차단기가 설치된다.
상기 설명과같이 변전소에는 수용가로 전기를 안정적으로 공급하기 위한 아주 복잡한 설비가 갖추어지게되며, 이러한 변전소에 설치된 차단기와 같은 각종 장치의 동작상태를 모니터링하여 고장의 징후를 미리 발견하여 대비하거나 아니면 발생된 고장에 신속히 대응하여 복구할 수 있도록 모니터링시스템이 제공되고 있다.
종래의 모니터링시스템은 현장기기, 즉, 현장에 설치된 각종 차단기 및 그밖의 장치들과 메인관리시스템을 각각 독립적인 케이블로 연결하여 메인관리시스템에서 변전소의 현장기기 동작상태를 모니터링하도록 구성되어 있다.
그러나, 종래기술은 현장기기와 메인관리시스템을 1대1 대응되도록 케이블로서 연결하여 아날로그적으로 데이타를 송신하는 구조이기 때문에 변전소와 메인관리시스템의 거리가 멀어질 수록 시설 설비비가 상승하게되고, 또한 현장기기의 동작상태를 모니터링하기 위해서는 수천가닥의 케이블이 현장기기와 메인관리시스템 사이에 연결되어야만 하므로 설비가 매우 복잡해질 뿐만 아니라 어느 한 라인이 고장나게되면 전체 라인중에서 고장난 부분을 찾아내기가 어려워 고장 복구에 많은 시간이 소요되는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 변전소 현장기기와, 상기 현장기기로부터 제공되는 계전기 동작 및 경보, 현장설비 상태감지신호 등을 공급받아 RTU-FPD 및 모자이크장치로 송신하고, RTU-FPD 또는 모자이크장치로부터 송신된 현장기기 제어신호를 현장기기로 공급하는 현장정보처리반과, 상기 현장정보처리반에서 송신되는 각종신호를 RTU-MPD를 통해 메인관리센터(SCADA)로 송신하는 RTU-FPD와, 전면에 현장기기의 결선상태를 축소하여 한눈에 볼수있도록 전면패널이 형성되고 상기 현장정보처리반과 광케이블로 연결되어 현장정보처리반으로부터 제공되는 변전소의 경보, 상태, 제어신호에 따라 전면패널에 설치된 각종 램프를 점등함과 동시에 차단기의 동작횟수를 카운팅하여 표시하는 모자이크장치로 구성하므로서, 임의의 지역에 설치된 변전소에 구성되어 있는 다수의 차단기의 동작상태를 모자이크장치의 전면패널에 설치된 각종 표시램프를 통해 한눈에 확인할 수 있고, 또한 전면패널에 구비된 제어스위치를 이용하여 현장에 설치된 차단기를 원격제어할 수 있으며, 모자이크장치와 현장정보처리반을 광케이블로서 연결하여 현장과 모자이크처리반이 통신방식으로 데이타를 공유함에 따라 시설 설치비 및 유지 보수비용을 절약할 수 있도록 한 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반을 제공함을 목적으로 한다.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 도면에 의하면, 본 발명은
변전소 현장기기(1)와;
상기 현장기기(1)로부터 제공되는 계전기 동작 및 경보, 현장설비 상태감지신호 등을 공급받아 RTU-FPD(3) 및 모자이크장치(5)로 송신하고, RTU-FPD(3) 또는 모자이크장치(5)로부터 송신된 현장기기 제어신호를 현장기기(1)로 공급하는 현장정보처리반(2)과;
상기 현장정보처리반(2)에서 송신되는 각종신호를 RTU-MPD(4)를 통해 메인관리센터(SCADA)로 송신하는 RTU-FPD(3)와;
전면에 현장기기(1)의 결선상태를 축소하여 한눈에 볼수있도록 전면패널이 형성되고 상기 현장정보처리반(2)과 광케이블(6)로 연결되어 현장정보처리반(2)으로부터 제공되는 변전소의 경보, 상태, 제어신호에 따라 전면패널에 설치된 각종 램프를 점등함과 동시에 차단기의 동작횟수를 카운팅하여 표시하는 모자이크장치(5); 로 구성된다.
그리고, 상기 현장기기(1)는 변전소에 설치된 각종 장비의 이상동작이 이를 경보하기 위하여 작동하는 설비경보접점(11)과, 변전소에 설치된 각종 장비의 작동상태를 출력하는 설비상태접점(12)과, 현장정보처리반(2)으로 부터 공급된 제어신호에 따라 현장 설비를 구동시키는 설비제어접점(13)을 포함하며,
상기 현장정보 처리반(2)은 상기 설비경보접점(11)의 출력신호를 광케이블(6)을 통해 RTU-FPD(3) 및 모자이크장치(5)로 송신하는 제 1 현장입력모듈(21)과, 상기 설비상태접점(12)의 출력신호를 광케이블(6)을 통해 RTU-FPD(3) 및 모자이크장치(5)로 송신하는 제 2 현장입력모듈(22)과, RTU-FPD(3) 또는 모자이크장 치(5)로부터 전송된 제어신호를 설비제어접점(13)으로 공급하는 현장출력모듈(23)로 구성된다.
상기 광케이블(6)에는 교신되는 데이타를 광신호로 변환시키는 광변환기(7)가 설치되어 있다.
한편, 상기 모자이크장치(5)는,
통신라인과 연결되어 RS-485방식으로 데이타를 송수신하며, 현장정보처리반(2)과 모자이크장치(5)의 램프제어모듈(57) 및 스위치제어모듈(58)이 정상적으로 데이타를 교신할 수 있도록 데이타의 송수신 어드레스를 지정해주는 마스터 CPU(51)와,
전면패널에 설치되고, 모자이크장치(5)의 각종 기능제어를 위한 다수의 스위치로 이루어진 조작스위치(52)와,
전면패널의 상하단에 설치되고, 현장설비의 이상상태 감시에 사용되는 통신용경보램프(53)와,
전면패널에 축소 표시된 현장기기의 차단기 위치에 설치되고, 해당 차단기의 동작제어를 위한 제어스위치(54)와,
전면패널에 축소 표시된 현장기기에 대응하도록 설치되고, 해당 기기의 동작상태를 표시하는 표시램프(55)와,
상기 마스터 CPU(51)를 통해 현장정보처리반(2)과 교신하여 현장정보처리반(2)으로부터 송신된 상태신호에 따라 표시램프(55)를 점등제어하는 램프제어모듈(57)과,
상기 제어스위치(54)의 작동에 따라 마스터 CPU(51)를 통해 현장정보처리반(2)으로 현장기기 제어신호를 송출하는 스위치제어모듈(58)로 구성된다.
상기 모자이크장치(5)는 도 2 에 도시된 바와같이 154KV 현장설비와 23KV 현장설비를 모두 모니터링할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하며, 이하 동작설명에 있어서는 154KV 현장설비를 모니터링하는 동작에 대하여 대표적으로 설명하기로 한다.
이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 적용된 모자이크장치(5)는 그 전면판넬에 도 3 에 도시된 바와같이 현장기기(1)에 구비된 각종 설비, 예를들면 차단기의 설치계통도가 그대로 축소되어 설치되고, 그 설치계통도에는 현장기기(1)에 설치된 차단기에 대응하도록 표시램프(55)와 제어스위치(54)가 설치되어 구성된다.
이러한 상태에서 현장기기(1)에서 설치된 차단기의 동작상태 및 이상상태가 발생하면, 그에 대응하여 설비경보접점(11)과 설비상태접점(12)이 동작하게되고, 그 동작신호가 현장정보처리반(2)의 제 1 현장입력모듈(21)과 제 2 현장입력모듈(22)로 공급되며, 상기 제 1 및 제 2 현장입력모듈(21,22)은 설비경보접점(11)과 설비상태접점(12)으로부터 공급된 신호를 광케이블(6)로 전송한다.
상기 제 1 및 제 2 현장입력모듈(21,22)에서 전송된 데이타는 광변환기(7)에 의해 광신호로 변환되어 일정거리 송신된 후 다시 디지탈데이타로 변환되어 통신케이블을 통해 모자이크장치(5)의 마스터 CPU(51)로 공급된다.
상기 마스터 CPU(51)는 입력되는 신호를 해당 램프제어모듈(57)로 공급하여 통신용경보램프(53), 표시램프(55)가 점등되도록 제어하므로서, 현장기기(1)의 작동상태 또는 경보상태가 모자이크장치(5)의 전면패널에 형성되어 있는 설치계통도에 그대로 표시되는 것이다.
그리고, 상기 현장기기(1)에서 발생되는 차단기의 동작상태는 마스터 CPU(51)에 의해 메타기(56)로 공급되는 카운팅 저장되고, 상기 메타기(56)에 저장된 차단기의 동작횟수 정보는 후에 사용자가 조작스위치(52)를 조작함에 따라 확인할 수 있게된다.
한편, 모자이크장치(5)에 구비된 제어스위치(54)를 조작하여 현장기기(1)의 차단기를 원격제어할 수 있다.
즉, 사용자가 모자이크장치(5)에 구비된 특정 제어스위치(54)를 온동작시키면, 그 제어신호가 스위치제어모듈(58)을 통해 마스터 CPU(51)로 공급되고, 상기 마스터 CPU(51)는 제어신호를 광케이블(6)을 통해 현장정보처리반(2)의 현장출력모듈(23)로 공급하며, 상기 현장출력모듈(23)이 모자이크장치(5)로부터 수신된 제어신호를 설비제어접점(13)으로 공급하여 구동시킴에 따라 현장에 설치된 차단기가 원격제어되는 것이다.
이와같이 동작하는 본 발명의 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반은 다음과 같은 장점을 갖고 있다.
현장기기(1)와 모자이크장치(5)가 광통신으로 데이타를 교신함에 따라 현장기기(1)의 작동상태를 보다 정확하게 모니터링할 수 있으며, 또한 종래와같이 현장기기와 모자이크장치(5)를 수천가닥의 케이블로서 연결하지 않아도 되므로 설비 의 구조를 단순화시킬 수 있으며, 설비비가 감소하게되는 효과를 기대할 수 있다.
또한 현장기기(1)의 작동상태를 모자이크장치(5)를 통해 한눈에 확인할 수 있으므로 현장기기(1)를 실시간 모니터링하여 고장상태를 확인할 수 있고, 또한 고장위치를 정확히 파악하여 신속하게 복구할 수 있게된다.
그리고, 상기 모자이크장치(5)로 공급되는 현장기기(1)의 상태정보, 고장정보 등이 RTU-FPD(3)와 RTU-MPD(4)에 의해 메인관리시스템(SCADA)으로 공급되므로 메인관리시스템(SCADA)에서도 현장기기(1)의 작동상태를 모니터링할 수 있음은 물론 메인관리시스템의 고장시 모자이크장치(5)가 메인관리시스템의 기능을 대신할 수 있게되어 이중화된 모니터링시스템의 구축으로 변전소의 모니터링 및 관리가 더욱 용이해지는 효과를 기대할 수 있게된다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 변전소 현장기기와, 상기 현장기기로부터 제공되는 계전기 동작 및 경보, 현장설비 상태감지신호 등을 공급받아 RTU-FPD 및 모자이크장치로 송신하고, RTU-FPD 또는 모자이크장치로부터 송신된 현장기기 제어신호를 현장기기로 공급하는 현장정보처리반과, 상기 현장정보처리반에서 송신되는 각종신호를 RTU-MPD를 통해 메인관리센터(SCADA)로 송신하는 RTU-FPD와, 전면에 현장기기의 결선상태를 축소하여 한눈에 볼수있도록 전면패널이 형성되고 상기 현장정보처리반과 광케이블로 연결되어 현장정보처리반으로부터 제공되는 변전소의 경보, 상태, 제어신호에 따라 전면패널에 설치된 각종 램프를 점등함과 동시에 차단기의 동작횟수를 카운팅하여 표시하는 모자이크장치로 구성하므로서, 임의의 지역에 설치된 변전소에 구성되어 있는 다수의 차단기의 동작상태를 모자이크장치의 전면패널에 설치된 각종 표시램프를 통해 한눈에 확인할 수 있고, 또한 전면패널에 구비된 제어스위치를 이용하여 현장에 설치된 차단기를 원격제어할 수 있으며, 모자이크장치와 현장정보처리반을 광케이블로서 연결하여 현장과 모자이크처리반이 통신방식으로 데이타를 공유함에 따라 시설 설치비 및 유지 보수비용을 절약할 수 있도록 한 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

  1. 변전소 현장기기(1)와;
    상기 현장기기(1)로부터 제공되는 계전기 동작 및 경보, 현장설비 상태감지신호를 공급받아 RTU-FPD(3) 및 모자이크장치(5)로 송신하고, RTU-FPD(3) 또는 모자이크장치(5)로부터 송신된 현장기기 제어신호를 현장기기(1)로 공급하는 현장정보처리반(2)과;
    상기 현장정보처리반(2)에서 송신되는 각종신호를 RTU-MPD(4)를 통해 메인관리센터(SCADA)로 송신하는 RTU-FPD(3)와;
    전면에 현장기기(1)의 결선상태를 축소하여 한눈에 볼수있도록 전면패널이 형성되고 상기 현장정보처리반(2)과 광케이블(6)로 연결되어 현장정보처리반(2)으로부터 제공되는 변전소의 경보, 상태, 제어신호에 따라 전면패널에 설치된 각종 램프를 점등함과 동시에 차단기의 동작횟수를 카운팅하여 표시하는 모자이크장치(5); 로 구성된 것을 특징으로 하는 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 현장기기(1)는 변전소에 설치된 각종 장비의 이상동작이 이를 경보하기 위하여 작동하는 설비경보접점(11)과, 변전소에 설치된 각종 장비의 작동상태를 출력하는 설비상태접점(12)과, 현장정보처리반(2)으로 부터 공 급된 제어신호에 따라 현장 설비를 구동시키는 설비제어접점(13)을 포함하며,
    상기 현장정보 처리반(2)은 상기 설비경보접점(11)의 출력신호를 광케이블(6)을 통해 RTU-FPD(3) 및 모자이크장치(5)로 송신하는 제 1 현장입력모듈(21)과, 상기 설비상태접점(12)의 출력신호를 광케이블(6)을 통해 RTU-FPD(3) 및 모자이크장치(5)로 송신하는 제 2 현장입력모듈(22)과, RTU-FPD(3) 또는 모자이크장치(5)로부터 전송된 제어신호를 설비제어접점(13)으로 공급하는 현장출력모듈(23)로 구성된 것을 특징으로 하는 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 모자이크장치(5)는,
    통신라인과 연결되어 RS-485방식으로 데이타를 송수신하며, 현장정보처리반(2)과 모자이크장치(5)의 램프제어모듈(57) 및 스위치제어모듈(58)이 정상적으로 데이타를 교신할 수 있도록 데이타의 송수신 어드레스를 지정해주는 마스터 CPU(51)와,
    전면패널에 설치되고, 모자이크장치(5)의 각종 기능제어를 위한 다수의 스위치로 이루어진 조작스위치(52)와,
    전면패널의 상하단에 설치되고, 현장설비의 이상상태 감시에 사용되는 통신용경보램프(53)와,
    전면패널에 축소 표시된 현장기기의 차단기 위치에 설치되고, 해당 차단기의 동작제어를 위한 제어스위치(54)와,
    전면패널에 축소 표시된 현장기기에 대응하도록 설치되고, 해당 기기의 동작상태를 표시하는 표시램프(55)와,
    상기 마스터 CPU(51)를 통해 현장정보처리반(2)과 교신하여 현장정보처리반(2)으로부터 송신된 상태신호에 따라 표시램프(55)를 점등제어하는 램프제어모듈(57)과,
    상기 제어스위치(54)의 작동에 따라 마스터 CPU(51)를 통해 현장정보처리반(2)으로 현장기기 제어신호를 송출하는 스위치제어모듈(58)로 구성된 것을 특징으로 하는 변전소 운영상태 감시를 위한 디지탈 축소형 모자익 배전반.
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