KR100961186B1 - New method for protective coordination for power distribution system with superconducting fault current limiter - Google Patents

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숭실대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 기존 배전계통 보호방식인 과전류 보호방식에서 발생하는 초전도 전류제한기 적용시 전류제한에 따른 문제점을 해결할 수 있는 새로운 배전 보호협조 방식에 관한 것이다. 본 발명을 이용하여 배전계통을 보호협조할 경우 고장전류크기와 상관없이 보호협조함으로써 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 고장위치를 정확히 파악하여 차단하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a new power distribution protection coordination method that can solve the problems caused by the current limitation when applying the superconducting current limiter generated in the over-current protection method of the existing distribution system protection method. In the case of cooperative protection of the distribution system by using the present invention, by cooperating with the protection regardless of the magnitude of the fault current, it is characterized in that the failure position is accurately identified and blocked when the superconducting current limiter is applied to the distribution system.

본 발명은 고장이 발생되면 고장위치에 따라 보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율을 이용한다. 고장이 해당보호기기의 전원측에서 발생하면 전류는 급격히 감소하고 실효치 전류의 변화율이 정정치이하로 감소하면 해당보호기기의 전원측에 인접한 상위보호기기에 신호(Su)를 보낸다. 반대로, 해당보호기기의 부하측에서 고장이 발생하면 전류가 급격히 증가하고 실효치 전류의 변화율이 정정치 이상 증가하면 시간지연 후 자체적으로 트립되지만, 지연시간동안 해당보호기기의 부하측에 인접한 하위보호기기들로부터 신호(Sl)를 우선적으로 받아 트립된다. 즉, 해당보호기기의 부하측 고장시 인접한 하위보호기기들로부터 받은 신호(Sl)가 시간지연 후 발생하는 해당보호기기의 전류증가율에 의한 신호(Sinc)보다 우선적으로 받아서 트립되도록 설계하였다. 또한, 인터록 회로를 이용하여 해당보호기기의 전류증가율에 의한 신호와 하위보호기기의 전류감소율에 의한 신호에 의해 동시에 트립되지 않도록 하였다.The present invention utilizes the rate of change of the effective value current that is conducted to the protective device according to the fault location when a fault occurs. If a fault occurs on the power supply side of the protection device, the current is drastically reduced and if the rate of change of the effective current decreases below the corrected value, a signal (Su) is sent to the upper protection device adjacent to the power supply of the protection device. On the contrary, if a fault occurs on the load side of the protection device, the current will increase rapidly and if the rate of change of the effective value current exceeds the fixed value, it will trip itself after a time delay. The signal Sl is preferentially tripped. That is, when the load side of the protection device fails, the signal (Sl) received from the adjacent lower protection devices is preferentially tripped by receiving the signal (S inc ) by the current increase rate of the protection device that occurs after a time delay. In addition, an interlock circuit is used to prevent tripping by a signal due to the current increase rate of the protection device and a signal due to the current decrease rate of the lower protection device.

본 발명은 해당보호기기의 부하측에서 고장이 발생할 경우 해당 보호기기의 부하측에 인접한 모든 하위보호기기들로부터 트립신호를 받으면 고장위치에서 전원측으로 가장 가까운 해당보호기기가 우선 개방되어 고장을 차단하는 새로운 배전 보호방식이다. 본 발명에서 제안한 배전보호방식을 이용할 경우 자기영역의 고장이라 판단되면 시간지연없이 고장구간을 신속히 차단하는 장점이 있고, 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 고장전류 감소에 따른 기존 배전계통의 보호방식인 과전류 보호계전방식의 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 해당보호기기에 인접한 하위보호기기가 오부동작하여 해당보호기기에 트립신호를 전달하지 못할 경우 시간지연 후 발생하는 증가율에 의한 트립신호로 고장전류를 차단하는 후비동작 기능을 갖는다.In the present invention, when a fault occurs at the load side of the protection device, when a trip signal is received from all the lower protection devices adjacent to the load side of the protection device, the corresponding protection device closest to the power supply side at the failure position is first opened to cut off the failure. It is a protection method. When the distribution protection method proposed in the present invention is used, it is advantageous to cut off the fault section quickly without any time delay if it is determined that the failure of the magnetic area is achieved. When the superconducting current limiter is applied to the distribution system, the protection method of the existing distribution system according to the failure current decreases. The problem of the overcurrent protection relay method can be solved. In addition, if the lower protection device adjacent to the protection device malfunctions and fails to transmit the trip signal to the protection device, it has a post-operation function that blocks the fault current by the trip signal due to the increase rate occurring after a time delay.

초전도 전류제한기, 배전계통, 보호협조, 과전류 보호계전방식, 보호기기 Superconducting current limiter, distribution system, protection coordination, overcurrent protection relay method, protection equipment

Description

배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 새로운 보호협조 방법 {New method for protective coordination for power distribution system with superconducting fault current limiter}New method for protective coordination for power distribution system with superconducting fault current limiter

현재 배전계통에 설치된 보호기기들은 고장전류의 크기를 이용하는 과전류 보호계전 방식을 이용하여 보호협조를 행하고 있기 때문에 초전도 전류제한기를 적용할 경우 고장전류 감소에 따라 보호기기들간의 보호협조 문제가 발생한다. 본 발명에서는 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 방안으로 고장전류의 크기와 무관하게 고장위치에 따라 보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율을 이용한 새로운 보호협조 방식을 제시한다. Currently, the protection equipment installed in the distribution system performs the protection coordination by using the overcurrent protection relay method using the magnitude of the fault current. Therefore, when the superconducting current limiter is applied, the protection coordination problem occurs between the protection devices as the fault current decreases. The present invention proposes a new protection coordination scheme using the rate of change of the effective value current conducted to the protective device according to the fault location regardless of the magnitude of the fault current as a solution to solve the above problems.

초전도체를 이용한 전력기술은 지속적인 발전과 함께 상용화를 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 초전도 전력응용기술의 하나인 초전도 전류제한기(초전도 한류기)는 현재 개발단계를 넘어 실증시험을 위한 노력이 이루어지고 있다.Power technology using superconductors has been continuously developed and commercialized. The superconducting current limiter (superconducting current limiter), one of the superconducting power application technologies, is currently making efforts for demonstration tests beyond the development stage.

초전도 전류제한기를 실제 배전계통에 적용할 경우 배전계통에 설치된 보호기기들은 고장전류크기를 이용하는 과전류 보호계전 방식에 의해 보호협조가 이루 어져 있기 때문에 초전도 전류제한기를 적용할 경우 고장전류 감소에 따라 보호기기간의 보호협조 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고장전류 크기와 관계없이 보호기기간에 보호협조가 가능한 새로운 보호협조 방안이 필요한 실정이다.When the superconducting current limiter is applied to the actual distribution system, the protective devices installed in the distribution system are protected by the overcurrent protection relay method using the fault current size. The issue of protection cooperation will arise. In order to solve this problem, a new protection coordination method is needed that can provide protection coordination during the protection period regardless of the magnitude of the fault current.

본 발명은 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 고장전류 감소에 따른 기존 보호기기간의 보호협조 문제을 개선하기 위함이다. 이를 위해서, 고장구간 판단 기준으로 고장위치에 따라 보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율을 계산하여 그 값이 증가정정치를 초과하거나 감소정정치 이하로 떨어질 경우 고장위치에 따라 신호를 전달 또는 수신함으로써 고장구간을 분리할 수 있다. The present invention is to improve the protection coordination problem between the existing protection device according to the failure current reduction when applying the superconducting current limiter to the distribution system. To this end, by calculating the rate of change of the effective value current conducted to the protective device according to the fault location as a criterion for the fault section, if the value exceeds the increase threshold or falls below the decrease threshold, the signal is transmitted or received according to the fault location. Fault section can be separated.

현재 배전계통에 설치된 보호기기들은 고장전류의 크기를 이용하는 과전류 보호계전 방식을 이용하여 보호협조를 행하고 있기 때문에 초전도 전류제한기를 적용할 경우 고장전류 감소에 따라 보호기기들간의 보호협조 문제가 발생한다. 본 발명에서는 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 방안으로 고장전류의 크기와 무관하게 고장위치에 따라 보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율을 이용한 새로운 보호협조 방식으로 기존 과제를 해결할 수 있다.Currently, the protection equipment installed in the distribution system performs the protection coordination by using the overcurrent protection relay method using the magnitude of the fault current. Therefore, when the superconducting current limiter is applied, the protection coordination problem occurs between the protection devices as the fault current decreases. In the present invention, the existing problem can be solved by a new protection cooperative method using a change rate of the effective value current conducted to the protective device according to the fault location regardless of the magnitude of the fault current as a solution to solve the above problems.

본 발명은 배전계통에 초전도 전류제한기를 적용시 고장전류가 감소하여도 고장전류는 순간적으로 변하여 실효치전류의 변화율이 정정치에서 벗어나는 것으로부터 고장유무를 판단하여 차단기를 동작시키게 된다. 즉, 해당보호기기를 기준으로 부하측에 고장이 발생하면 실효치전류의 증가율이 정정치이상으로 증가하고, 반대로 전원측에 고장이 발생하면 실효치전류의 감소율이 정정치이하로 감소된다. 이 러한 원리를 이용하여 고장위치를 판단하고 해당보호기기를 동작시킴으로써 기존 배전계통 보호협조 시스템에 초전도 전류제한기 적용시 고장전류의 감소로 인한 보호협조 문제를 해결할 수 있게 된다. In the present invention, when the superconducting current limiter is applied to the distribution system, even if the fault current decreases, the fault current is changed instantaneously, and the breaker is operated by judging whether there is a fault from the deviation of the effective value current. That is, if a failure occurs on the load side based on the protection device, the increase rate of the effective value current increases above the fixed value. On the contrary, when a failure occurs on the power supply side, the decrease rate of the effective value current decreases below the fixed value. By using this principle, it is possible to solve the problem of protection coordination due to the reduction of the fault current when the superconducting current limiter is applied to the existing distribution system protection coordination system by determining the fault location and operating the corresponding protection device.

본 발명은 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 나타나는 문제점을 개선하기 위한 새로운 보호협조 방식으로 구성은 다음과 같다. The present invention is configured as a new protection cooperative method to improve the problems appearing when the superconducting current limiter is applied to the distribution system.

배전계통을 모의하기 위하여 교류전원, 변압기, 선로 및 부하가 3상으로 연결되며,보호하고자 하는 위치에 보호기기들이 연결되고, 상기 보호기기의 전류를 감지하기 위한 변류기와,상기 변류기에서 감지된 전류의 순시치를 실효치로 계산한 후 미분기를 이용하여 실효치 전류의 변화율을 계산하는 디지털 계전기와,상기 디지털 계전기에 의해 발생되는 신호를 전달하는 통신장비와,상기 통신장비 및 상기 디지털 계전기의 신호에 의해 동작하는 차단기(보호기기)로 구성되어 있다.AC power, transformer, line and load are connected in three phases to simulate the distribution system, the protection devices are connected to the position to be protected, the current transformer for sensing the current of the protection device, and the current sensed by the current transformer. A digital relay that calculates the rate of change of the effective value current using a differentiator after calculating the instantaneous value of the effective value as an effective value, a communication device that transmits a signal generated by the digital relay, and operates by a signal of the communication device and the digital relay It consists of a breaker (protective device).

본 발명에 의한 새로운 배전계통 보호방식에 대한 동작 설명은 다음과 같다.Operation of the new distribution system protection method according to the present invention is as follows.

본 발명에서 제시한 디지털 계전기는 항시 변류기를 통해 전류를 감지하여 전류의 순시치를 실효치로 계산한 후 미분기를 이용하여 실효치 전류의 변화율을 감지한다. 고장발생시 고장위치에 따라 해당보호기기의 전원측에서 고장이 발생하면 실효치 전류의 변화율이 감소정정치 이하로 감소하고, 반대로 해당보호기기의 부하측에서 고장이 발생하면 실효치 전류의 변화율이 증가정정치 이상으로 증가한다. 즉, 해당보호기기의 전원측에서 고장이 발생하면 실효치 전류의 변화율이 정정치 이하로 감소하여 해당보호기기의 전원측에 인접한 상위보호기기에 외부신호(Su)를 전달 한다. 반대로, 해당보호기기의 부하측에서 고장이 발생하게 되면 해당보호기기의 부하측에 인접한 모든 하위보호기기들로부터 외부신호(Sl)를 받아 해당보호기기에서 트립신호가 출력되는데 이 신호는 해당보호기기 자체에서 고장전류 가 도통되어 실효치 전류의 변화율이 정정치 이상으로 증가하여 시간지연 후 발생되는 내부신호(Sinc)와 인터록되어 동시투입을 방지한다. 예를 들어 [도 2]의 case 2에서 고장이 발생할 경우 3번 차단기가 우선 트립된다. 고장전류가 도통되는 1번 보호기기는 실효치 전류의 변화율이 정정치 이상으로 증가하여 시간지연 후 트립되는데 시간지연동안 3번 보호기기에서 전달된 인터록 신호가 트립을 방지하여 동시트립을 방지한다. 또한, 하위보호기기가 오동작 또는 오부동작할 경우를 대비하여 해당보호기기에 하위보호기기가 외부신호를 보내지 않고 고장전류가 도통되어 실효치 전류의 변화율이 정정치 이상으로 증가하면 시간지연 후 사고구간을 분리하게 되는데 이는 하위보호기기의 오동작 또는 오부동작에 대한 후비동작으로 배전계통의 공급 신뢰도를 증가시킨다. 이를 위해서는 각각의 보호기기들은 보호협조 시간을 가져야한다. 본 시험 계통에서는 각각의 보호기기간 0.2초의 보호협조시간을 적용하였다. 즉, 2번, 5번 및 8번 보호기기는 0.2초, 4번과 7번 보호기기는 0.4초, 3번과 6번 보호기기는 0.6초, 그리고 1번 보호기기는 0.8초의 보호협조 시간을 갖는다. 이는 계통 구성에 따라 변할 수 있고 전원단으로 갈수록 고장제거 시간이 증가됨을 뜻한다. 그러나, 이러한 시간지연을 갖는 경우는 하위보호기기가 오동작 또는 오부동작하는 경우에 대한 후비동작으로써 하위보호기기가 정동작한다면 사고구간을 시간지 연 없이 분리함으로서 고장전류를 순시로 차단할 수 있다. 따라서, 제안한 새로운 보호협조 방법은 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 고장전류 감소로 발생될 수 있는 보호협조 문제를 고장전류 크기와 상관없이 순시로 고장전류를 차단함으로써 개선할 수 있다.The digital relay proposed in the present invention always detects the current through a current transformer, calculates the instantaneous value of the current as an effective value, and then detects the rate of change of the effective value current using a differentiator. If a fault occurs on the power supply side of the protective device depending on the fault location, the rate of change of the effective value current decreases below the reduced value. On the contrary, if a fault occurs on the load side of the protective device, the rate of change of the effective value current exceeds the increase value. Increases. That is, when a failure occurs on the power supply side of the protection device, the rate of change of the effective current decreases below the correction value, and transmits an external signal Su to the upper protection device adjacent to the power supply side of the protection device. On the contrary, when a fault occurs on the load side of the protection device, an external signal (Sl) is received from all lower protection devices adjacent to the load side of the protection device, and a trip signal is output from the protection device. As the fault current is conducted, the rate of change of the effective value current increases above the set value and interlocks with the internal signal (S inc ) generated after a time delay to prevent simultaneous input. For example, if a failure occurs in case 2 of FIG. 2, circuit breaker 3 is first tripped. In case of protection device 1, the fault current is conducting, and the rate of change of the effective current increases beyond the set value and trips after time delay. Interlock signal transmitted from protection device 3 during the time delay prevents trip, preventing simultaneous trip. Also, in case the lower protection device malfunctions or malfunctions, if the lower current protection device conducts a fault current without conducting an external signal to the protection device and the rate of change of the effective value current exceeds the corrected value, This increases the reliability of supply of the distribution system by post-operation against malfunction or malfunction of the lower protection equipment. To this end, each protective device must have a protective coordination time. In this test system, the protection coordination time of 0.2 seconds for each period was applied. That is to say, protection devices 2, 5 and 8 are 0.2 seconds, protection devices 4 and 7 are 0.4 seconds, protection devices 3 and 6 are 0.6 seconds, and protection 1 is 0.8 seconds. Have This can vary depending on the grid configuration and means that the fault elimination time increases as you go to the power stage. However, in case of having such time delay, the fault current can be interrupted instantaneously by separating the accident section without time delay, if the lower protection device is in direct operation. Therefore, the proposed new protection coordination method can improve the protection coordination problem that can occur due to the reduction of the fault current when the superconducting current limiter is applied to the distribution system.

첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 상세 설명은 다음과 같다.Detailed description of the invention with reference to the accompanying drawings is as follows.

[도 1]은 본 발명이 구현하고자 하는 새로운 배전계통 보호협조 방법의 논리회로를 나타내는 대표도이다. 변류기를 통해 흐르는 순시전류를 실효치전류로 계산하고 미분기를 이용하여 실효치 전류의 변화율을 감지한다. 감지된 실효치 전류의 변화율로 고장위치를 판단하는데 해당보호기기를 기준으로 부하측에서 고장이 발생할 경우, 하위보호기기는 전류 변화율이 감소하여 내부신호가 발생하는데 이 신호는 전원측 상위보호기기 즉, 해당보호기기에 외부신호(Sl)로 전달된다. 반대로, 하위보호기기의 전원측에 인접한 해당보호기기는 부하측에 인접한 보호기기들로부터 외부신호(Sl)를 받아 자신의 실효치 전류의 변화율이 정정치 이하로 감소하지 않으면 시간지연없이 트립신호를 보내 고장구간을 분리한다. 이때, 해당보호기기의 부하측에 인접한 하위보호기기 중 일부가 오부동작하여 외부신호(Sl)를 보내지 않으면 해당보호기기는 도통되는 고장전류에 의해 실효치 전류의 변화율 증가가 정정치 이상으로 증가하여 시간지연 후 고장구간을 분리한다. 1 is a representative diagram showing a logic circuit of a new power distribution system protection cooperation method to be implemented by the present invention. The instantaneous current flowing through the current transformer is calculated as the effective value current, and the rate of change of the effective value current is sensed using a differentiator. The fault location is determined by the rate of change of the detected effective value current.If a fault occurs on the load side based on the protection device, the lower protection device reduces the current change rate and generates an internal signal. It is transmitted to the device as an external signal (Sl). On the contrary, the corresponding protection device adjacent to the power supply side of the lower protection device receives an external signal Sl from the protection devices adjacent to the load side and sends a trip signal without time delay if the rate of change of its effective value current does not decrease below the set value. To separate. At this time, if a part of the lower protection devices adjacent to the load side of the protection device malfunctions and does not send an external signal Sl, the protection device increases the rate of change of the effective value current by more than the corrected value due to the fault current that is conducted. Then isolate the fault section.

[도 2]는 본 발명에서 제시한 새로운 배전계통 보호협조방법을 시험하기 위한 샘플배전계통으로 case 1 위치에서 고장을 모의하여 본 발명에서 제시한 알고리즘이 정확히 동작하는지 확인할 수 있다.2 is a sample distribution system for testing the new distribution system protection coordination method proposed in the present invention can be confirmed whether the algorithm proposed in the present invention operates correctly by simulating a failure in the case 1 position.

[도 3]은 본 발명에서 제시한 새로운 배전계통 보호협조방법을 설명하기 위해 보호기기 위치를 나타낸 대략도이다. 해당보호기기를 기준으로 전원측에 위치한 보호기기는 상위보호기기라 칭하고 해당보호기기를 기준으로 부하측에 위치한 보호기기는 하위 보호기기라 칭한다. 해당보호기기는 [도 1]에 제시한 알고리즘으로 동작하는데 실효치 전류의 변화율이 정정치 이하로 감소하여 상위보호기기에 전달하는 신호를 Su라 하고, 하위보호기기로부터 실효치 전류의 변화율이 정정치 이하로 감소하여 해당보호기기에 전달되는 신호는 해당보호기기의 입력신호 Sl이 된다. 3 is a schematic view showing the position of the protection device to explain the new power distribution system protection cooperation method proposed in the present invention. The protection equipment located on the power supply side with reference to the protection equipment is called the upper protection equipment and the protection equipment located on the load side with reference to the protection equipment is called the lower protection equipment. The protection device operates with the algorithm shown in [Fig. 1], and the change rate of the effective value current decreases below the correction value and the signal transmitted to the upper protection device is called Su, and the change rate of the effective value current from the lower protection device is below the correction value. The signal transmitted to the protection device is reduced to become the input signal Sl of the protection device.

[도 4]는 본 발명에서 제시한 새로운 배전계통 보호방식의 동작 흐름도로, 대표도인 [도 1]의 동작흐름을 나타낸다. 해당보호기기는 실효치 전류의 감소정정치, 증가정정치 및 지연시간을 정정하여 입력하고 도통전류와 외부신호(Sl)를 감지한다. 또한, 감지된 전류를 샘플링하고 실효치 전류의 변화율를 계산한다. 계산된 값이 실효치 전류의 감소정정치보다 작으면 상위보호기기에 신호(Su)를 전달한다. 반대로, 계산된 값이 실효치 전류의 증가정정치보다 크고 하위보호기기들로부터 외부신호(Sl)를 받으면 해당보호기기는 트립된다. 만약, 하위보호기기중 일부가 오부동작하여 외부신호에 의해 해당보호기기가 트립되지 않을 경우, 실효치 전류의 변화율이 증가정정치 이상으로 증가되기때문에 시간지연후 해당보호기기는 트립하게 된다.4 is an operation flowchart of the new distribution system protection method proposed in the present invention, which shows the operation flow of FIG. The protective device corrects and inputs the reduction threshold, the increment threshold and the delay time of the effective value current, and detects the conduction current and the external signal Sl. In addition, the sensed current is sampled and the rate of change of the effective value current is calculated. If the calculated value is less than the reduction value of the effective value current, a signal Su is transmitted to the upper protection device. On the contrary, when the calculated value is larger than the increase correction value of the effective value current and the external signal Sl is received from the lower protection devices, the protection device is tripped. If a part of the lower protection devices malfunctions and the protection device is not tripped by an external signal, the protection device trips after a time delay because the rate of change of the effective value current is increased beyond the increase threshold.

[도 5], [도 6] 그리고 [도 7]은 [도 2]의 case 1에서 고장발생시 해당보호기기의 동작을 나타내는 타임차트이다. [도 5]는 해당보호기기가 실효치 전류의 변화율이 정정치 이하로 감소하여 상위보호기기에 신호를 전송하는 경우의 타임차트 를 보여주며, [도 6]은 부하측에 인접한 하위보호기기들로부터 해당보호기기가 외부신호를 받아 정동작하여 트립하는 경우의 타임차트이다. [도 7]은 부하측에 인접한 하위보호기기들 중 하나가 오부동작하여 해당보호기기의 실효치 전류의 변화율이 정정치 이상으로 증가하여 시간지연 후 동작하는 경우의 타임차트를 나타낸다. 여기서, (a)는 해당보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율이 감소정정치 이하 또는 증가정정치 이상으로 변할 경우 발생되는 내부신호( S(-△I) or S(+△I) )이고 이 내부신호는 다시 전원단에 인접한 상위보호기기의 외부신호(Su)로 전달된다. (b), (c) 그리고 (d)는 해당보호기기의 부하측에 인접한 하위보호기기들로부터 전달받은 외부신호(Sl1, Sl2, Sl3)로, 해당보호기기의 입력신호로 사용되며 (b)~(d)의 개수는 해당보호기기의 부하측에 인접한 하위보호기기 수와 일치한다. (e)는 하위보호기기들로부터 해당보호기기로 전달된 외부신호의 논리곱 출력을 나타내며 해당보호기기에 인접한 부하측의 모든 하위보호기기가 정동작하여 해당보호기기를 트립시키기 위해 발생되는 신호(Sdec)이다. (f)는 해당보호기기의 부하측에 인접한 하위보호기기들중 일부가 오부동작하는 경우 해당보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율이 정정치이상으로 증가하는 경우 발생되는 신호(Sinc)이다. (g)는 (a)신호에 의해 출력되는 신호(Su)로 해당보호기기의 전원측에 인접한 상위보호기기에 전달되는 신호(Sl)로 사용된다. (h)는 (e) 또는 (f)에 의해 발생되며 해당보호기기를 동작시키기 위한 트립신호(Strip)이다.[FIG. 5], [FIG. 6], and [FIG. 7] are time charts showing the operation of the protection device when a failure occurs in case 1 of [FIG. 2]. [Fig. 5] shows a time chart when the protection device transmits a signal to the higher protection device because the rate of change of the effective current decreases below the correct value, and FIG. 6 shows the corresponding protection device from the lower protection devices adjacent to the load side. This is a time chart when the protective device receives an external signal and trips by forward operation. FIG. 7 illustrates a time chart when one of the lower protection devices adjacent to the load side malfunctions and the change rate of the effective value current of the protection device increases more than the corrected value to operate after a time delay. Here, (a) is an internal signal (S (-ΔI) or S (+ △ I)) generated when the rate of change of the effective value current conducted to the protective device changes below the decrease threshold or above the increase threshold. The internal signal is again transmitted to the external signal Su of the upper protection device adjacent to the power supply terminal. (b), (c) and (d) are external signals (Sl 1 , Sl 2 , Sl 3 ) received from the lower protection devices adjacent to the load side of the protection device, and used as input signals of the protection device ( The number of b) ~ (d) corresponds to the number of lower protection devices adjacent to the load side of the protection device. (e) represents the logical product output of the external signal transmitted from the lower protection devices to the protection device, and the signal (S) generated to trip the protection device by operating all lower protection devices on the load side adjacent to the protection device. dec ). (f) is a signal (S inc ) generated when the rate of change of the effective value current conducted to the protective device increases by more than the corrected value when some of the lower protective devices adjacent to the load side of the protective device malfunction. (g) is a signal (Su) output by the signal (a) and used as the signal (Sl) transmitted to the upper protection device adjacent to the power supply side of the protection device. (h) is generated by (e) or (f) and is a trip signal (S trip ) for operating the protection device.

[도 8]은 해당보호기기의 부하측 고장시 해당보호기기의 실효치 전류변화 율(a)과 실효치 전류(b)를 나타내는 파형으로 해당보호기기는 고장전류가 도통됨으로 실효치 전류의 변화율이 증가하는 것을 볼 수 있다.8 is a waveform showing the effective value current change rate (a) and the effective value current (b) of the protective device when the load side fault of the protective device is broken. The protective device shows that the change rate of the effective value current increases as the fault current is conducted. can see.

[도 9]는 해당보호기기의 전원측 고장시 해당보호기기의 실효치 전류변화율(a)과 실효치 전류(b)를 나타내는 파형으로 고장시 고장전류는 고장경로를 따라 흐르므로 해당보호기기에는 고장전류가 도통되지 않고 전류가 감소하여 실효치전류의 변화율도 감소하게 된다. 9 is a waveform showing the effective value current change rate (a) and the effective value current (b) of the protection device when the power supply side of the protection device fails. When the failure current flows along the failure path, the protection device has a fault current. The current decreases without conducting, and the rate of change of the effective value current also decreases.

[도 1]은 본 발명에서 제안한 보호협조 방식을 나타낸 논리회로.1 is a logic circuit showing a protection coordination scheme proposed in the present invention.

[도 2]는 본 발명에서 제안한 보호협조 방식을 모의하기 위한 샘플 배전계통도2 is a sample distribution system diagram for simulating the protection coordination scheme proposed in the present invention

[도 3]은 본 발명에서 제안한 보호협조 방식의 해당보호기기(protective device), 상위보호기기(upper protective device) 및 하위보호기기(lower protective device) 위치 계략도3 is a schematic diagram showing the position of the corresponding protective device (protective device), the upper protective device (upper protective device) and the lower protective device (lower protective device) of the protection cooperation method proposed in the present invention

[도 4]는 본 발명에서 제안한 보호협조방식의 흐름도4 is a flow chart of the protection cooperation method proposed in the present invention

[도 5]는 본 발명에서 제안한 보호협조 방식에서 해당보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율이 기준치 이하로 감소하여 신호(Su)를 전달하는 경우의 타임차트FIG. 5 is a time chart in which the rate of change of the effective value current conducted to the protective device in the protection coordination scheme proposed by the present invention decreases below a reference value to transmit a signal Su.

[도 6]은 본 발명에서 제안한 보호협조 방식에서 해당보호기기가 정동작한 하위보호기기들로부터 신호(Sl)을 받아 트립된 경우의 타임차트FIG. 6 is a time chart when the protection device trips by receiving a signal Sl from the lower protection devices operated by the protection coordination scheme proposed in the present invention.

[도 7]은 본 발명에서 제안한 보호협조 방식에서 하위보호기기들 중 하나(b)가 오부동작한 경우로 해당보호기기가 시간지연 후 동작한 타임차트 7 is a time chart in which one of the lower protection devices (b) malfunctions in a protection coordination scheme proposed in the present invention, and the protection device operates after a time delay.

[도 8]은 본 발명에서 제안한 보호협조 방식에서 해당보호기기를 기준으로 부하측에서 고장이 발생한 경우 해당보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율(a) 과 실효치전류(b)8 is a change rate (a) and an effective value current (b) of the effective value current conducted to the protective device when a failure occurs in the load side based on the protective device in the protection coordination scheme proposed in the present invention.

[도 9]는 본 발명에서 제안한 보호협조 방식에서 해당보호기기를 기준으로 전원측에서 고장이 발생한 경우 해당보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율(a) 및 실효치전류(b)9 is a change rate (a) and an effective value current (b) of the effective value current conducted to the protective device when a failure occurs in the power supply side based on the protective device in the protection coordination scheme proposed in the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 ><Brief description of the main parts of the drawings>

S(-△I) : 해당보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율이 감소정정치(Mdec) 이하로 감소하면 발생되는 내부신호 S (-△ I) : Internal signal generated when the rate of change of the effective value current conducted to the protective device decreases below the reduction threshold (M dec )

S(+△I) : 해당보호기기에 도통되는 실효치 전류의 변화율이 증가정정치(Minc) 이상으로 증가하면 발생되는 내부신호 S (+ △ I) : Internal signal generated when the rate of change of the effective value current applied to the protective device increases above the increase threshold (M inc ).

Sl 1 , Sl 2 , Sl 3 : 하위보호기기의 실효치 전류의 변화율이 정정치 이하로 감소할 경우 해당보호기기로 전달되는 외부신호들 Sl 1 , Sl 2 , Sl 3 : External signals transmitted to the protection device when the rate of change of the effective value current of the lower protection device decreases below the correction value.

N : 해당보호기기의 부하측으로 인접한 보호기기(차단기) 수 N : Number of protective devices (breakers) adjacent to the load side of the protective device.

S dec : 모든 하위보호기기로부터 받은 외부신호들(Sl1, Sl2, Sl3)의 논리곱 출력신호 S dec : Logic output signal of external signals (Sl 1 , Sl 2 , Sl 3 ) received from all sub-protection devices

S inc : 해당보호기기의 실효치 전류의 증가율이 증가정정치 이상 증가하여 시간지연 후 발생되는 논리신호 S inc : Logic signal generated after time delay due to increase of effective value current

Su : 해당보호기기의 실효치 전류의 변화율이 감소정정치 이하로 감소하여 발생되는 신호로, 상위보호기기에 전달되는 외부신호 Su : Signal generated when the rate of change of the effective value current of the protective device decreases below the reduction threshold, and is an external signal transmitted to the upper protective device.

S trip : 해당보호기기 동작을 위한 트립신호 S trip : Trip signal for the corresponding protective device

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 새로운 보호협조 방법에 있어서,In a new protection coordination method when superconducting current limiter is applied to distribution system, 보호기기에 변류기가 연결되어 보호기기의 전류를 실시간으로 감지하는 제10단계(S10)와;A tenth step (S10) of connecting a current transformer to the protection device to detect a current of the protection device in real time; 상기 변류기에서 감지된 전류의 순시치를 디지털 계전기에서 일정한 샘플링간격으로 계통전원주파수에 해당하는 실효치로 계산한 후, 실효치 전류의 변화율을 계산하는 제20단계(S20)와;A step S20 of calculating an instantaneous value of the current sensed by the current transformer as an effective value corresponding to a grid power supply frequency at a predetermined sampling interval in a digital relay, and then calculating a rate of change of the effective value current; 상기 실효치 전류의 변화율이 감소정정치 이하로 감소하면 통신장비에 의해 디지털 계전기의 전원측에 인접한 상위 디지털 계전기에 외부신호(Su)를 전달하고, 상기 실효치 전류의 변화율이 증가정정치 이상으로 증가하면 통신장비에 의해 디지털 계전기의 부하측에 인접한 하위 디지털 계전기로부터 외부신호(Sl)를 전달받는 제30단계(S30)와;When the rate of change of the effective value current decreases below the reduction threshold, an external signal Su is transmitted to the upper digital relay adjacent to the power supply side of the digital relay by a communication device, and when the rate of change of the effective value current increases above the increase threshold, communication is performed. A thirtieth step S30 of receiving an external signal Sl from a lower digital relay adjacent to the load side of the digital relay by the equipment; 상기 통신장비 및 디지털 계전기의 신호에 의해 디지털 계전기의 전원측과 부하측에 각각 구비되는 상하위 차단기가 트립 동작되는 제40단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 새로운 보호협조 방법.New protection when the superconducting current limiter is applied to the distribution system comprising a step 40 (S40) of tripping the upper and lower circuit breakers provided on the power side and the load side of the digital relay by the signals of the communication equipment and the digital relay. How to cooperate. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제30단계(S30)는 실효치 전류 변화율이 증가정정치 이상으로 증가하여 디지털 계전기의 부하측에 고장 발생시, 하위 디지털 계전기로부터 전달되는 외부신호(Sl) 중 일부가 통신장비를 통해 디지털 계전기로 전달되지 않을 경우, 상기 차단기 자체에 도통되는 고장전류의 변화율이 정정치 이상으로 증가하여 시간지연 후, 상기 디지털 계전기에서 차단기를 트립시켜, 하위 디지털 계전기 중 일부가 오동작 또는 오부동작할 경우 후비동작 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 새로운 보호협조 방법.In the 30th step (S30), when the effective value current change rate is increased to an increase or higher than an increase value, when a failure occurs on the load side of the digital relay, some of the external signals Sl transmitted from the lower digital relay are not transmitted to the digital relay through the communication equipment. If not, the rate of change of the fault current conducted to the circuit breaker itself increases above the set value and after a time delay, the circuit breaker is tripped on the digital relay to perform the post-operation function when some of the lower digital relays malfunction or malfunction. A new protection coordination method when the superconducting current limiter is applied to a distribution system. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제40단계(S40)는 차단기 자체에서 고장전류가 도통되어 실효치 전류의 변화율이 정정치 이상으로 증가하여 시간지연 후, 디지털 계전기에서 상기 차단기의 트립을 위해 발생되는 또 다른 내부신호(Sinc)와 인터록되어 동시투입이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 배전계통에 초전도 전류제한기 적용시 새로운 보호협조 방법.In the 40th step (S40), the fault current is conducted in the breaker itself, and the change rate of the effective value current increases above the fixed value, and after a time delay, another internal signal (Sinc) generated for the tripping of the breaker in the digital relay. A new method for coordinating protection when superconducting current limiters are applied to a distribution system characterized by interlocking to prevent simultaneous injection.
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