KR101069637B1 - 과전류 보호 방법 및 그 장치 - Google Patents

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정원욱
이학주
권성철
채우규
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한국전력공사
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Abstract

분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 장치는 상별로 전압과 전류를 계측하는 계측부, 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 고장 감지부, 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별하는 방향 판별부 및 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 차단부를 포함한다.

Description

과전류 보호 방법 및 그 장치{Apparatus and method for protecting overcurrent}
본 발명은 과전류 보호 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 분산전원이 연계된 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
배전계통에서 고장이 발생하는 경우 고장전류를 공급하는 전원은 오직 변전소 측의 전원이였으며, 변전소부터 고장점까지 단방향으로 고장전류가 공급되었다. 때문에, 배전계통의 보호는 기본적으로 방향성을 고려하지 않는 과전류 계전방식을 채택해왔다.
그러나, 분산전원이 연계된 배전계통에서의 고장전류 공급원은 변전소 이외에도 분산전원이 추가되며, 고장전류의 분포 또한 양방향으로 분포하게 되어 기존 과전류 보호체계에 문제점이 발생한다. 분산전원이 연계된 배전계통에서 가장 빈번하게 발생하는 사고는 사고선로 이외에 분산전원이 연계된 건전선로에서의 보호기기의 오동작이다.
분산전원의 연계용 변압기는 한전의 분산전원 계통 연계 기준에서 명시하는 유효접지 기준에 해당하는 Grounded Y-Delta 결선 방식을 사용하고 있다. 때문에, 지락고장시 발전 유무에 관계없이 연계용 변압기가 계통에 연계되어 있으면, 변압기의 1차측 접지가 지락고장전류의 통로를 제공하게 된다
분산전원이 연계되어 있는 선로의 변전소 주변압기에서 공급하는 타선로 사고로 인한 분산전원이 연계된 건전선로에서의 보호기기의 오동작을 보호협조 정정만으로 해결할 수 없으므로, 배전용 보호기기에 방향 판별 기능을 부여해야 할 필요가 있다. 여기서, 방향성 판별 방법은 기준량과 작동량으로 구성되는 두개의 성분과 이 두성분이 이루는 각을 기준으로 방향을 판별한다.
이러한, 방향성 판별 방법은 분산전원의 고장 특성을 반영하지 않은 방법으로, 분산전원이 연계된 배전계통에 적용시 고장조건에 따라 정확한 방향판별에 실패할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 분산전원이 연계된 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 장치는
상별로 전압과 전류를 계측하는 계측부; 상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 고장 감지부; 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별하는 방향 판별부; 및 상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 차단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른, 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법은
과전류 보호 장치에 의해 상기 배전계통에서 상별로 전압과 전류를 계측하는 단계; 상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 단계; 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향을 판별하는 단계; 및 상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 과전류 보호 장치 및 그 방법은 종래의 보호기기 및 자동화개폐기의 동작 방법에 고장 방향을 판별하는 방법을 추가하고 분산전원의 고장 특성을 반영한 방향 판별방법을 적용하여, 배전계통에 분산전원이 추가 연계되는 경우에도 보호기기의 오동작을 방지할 수 있다.
또한, 과전류 보호 장치 및 그 방법은 자동화개폐기에 적용되어, 고장표시기(FI) 정보와 고장방향 정보를 추가로 운영자에게 제공함으로써, 운영자가 정확한 고장 위치를 파악할 수 있다.
도 1은 타선로 사고시 분산전원이 연계된 배전계통의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방향 판별부를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 역상분 방향을 판별하는 벡터도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정상분 방향을 판별하는 벡터도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치를 적용한 보호기기의 구성 및 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는 분산전원이 연계된 배전계통에서 운영되는 배전자동화용 자동화개폐기를 포함하는 경우의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법이 추가된 고장표시기 발생 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 타선로 사고시 분산전원이 연계된 배전계통의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참고하면, 고장점(F1)에서 지락고장이 발생하는 경우에는 분산전원이 연계되어 있는 제1 배전선로에서 영상회로가 형성되어 분산전원이 공급되는 역방향 고장전류가 리클로져(RC1)(10)에서 감지된다. 이때, 고장전류의 크기가 리클로져의 정정치(최소동작전류) 이상인 경우에는 보호협조 시간차에 의해 리클로져(RC1) (10)가 트립하게 된다.
결과적으로, 고장이 없는 제1 배전선로에서는 리클로져(RC1)(10)가 불필요하게 동작하여 제1 배전선로의 리클로져(RC1)(10) 이하의 구간은 정전이 발생한다. 동시에, 리클로져(RC1)(10)가 트립하여 리클로져(RC1)(10) 이하 계통은 단독운전을 경험하여 분산전원도 계통에서 탈락된다.
만약, 사고선로의 보호기기에 해당하는 제2 차단기(CB2)(20)가 리클로져(RC1) (10)보다 먼저 고장을 제거하게 되면 제1 배전선로에서 리클로져(RC1)(10)에 의한 불필요한 정전을 막을 수 있다.
하지만, 배전계통에서 보호협조를 위해 전위보호기기라 할 수 있는 리클로져는 후비보호기기인 변전소 차단기보다 동작시간을 빠르게 설정하는 것이 일반적이다. 따라서, 분산전원이 연계되어 있는 선로의 변전소 주변압기에서 공급하는 타선로 사고로 인한 분산전원이 연계된 건전선로에서의 보호기기의 오동작을 보호협조 정정만으로 해결할 수 없으며, 배전용 보호기기에 방향성 판별 기능을 부여해야 한다.
다음, 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 고장의 종류에 따라 방향판별 방법을 선택적으로 적용하는 과전류 보호 장치를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2를 참고하면, 과전류 보호 장치는 계측부(100), 고장 감지부(200), 방향 판별부(300) 및 차단부(400)를 포함한다.
계측부(100)는 상별 전압과 전류를 계측한다.
고장 감지부(200)는 계측한 전류를 이전에 설정한 전류(이하 "설정 전류"라고 함)와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지한다. 여기서, 설정 전류는 보호기기의 최소동작전류에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 고장 감지부(200)는 계측한 전류가 설정 전류 이상인 경우에 고장을 감지한다.
방향 판별부(300)는 역상분 전류를 이용하여 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 특정 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다. 여기서, 고장 종류는 지락고장과 같은 불평형 고장과 3상 단락고장과 같은 평형 고장을 포함하며, 특정 판별 요소는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별 요소와 평형 고장에 해당하는 정상분 방향 판별 요소를 포함한다.
차단부(400)는 고장 방향이 정방향인 경우, 차단기에 트립 신호를 보내 동작시키고, 역방향인 경우 보호기기를 동작시키지 않고 전압 및 전류를 다시 계측하도록 계측부(100)를 제어한다. 또한, 차단부(400)는 방향 판별부(300)에서 역방향 고장으로 판단하는 횟수가 특정 횟수 이상 동안 연속적으로 발생하는 경우, 차단기를 강제 트립 시킨다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 장치는 보호기기의 제어장치 즉, 단말에 구현하여 분산전원에서 기여하는 역방향 고장 전류에 의한 보호기기의 불필요한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 과전류 보호 장치는 동작해야 할 보호기기가 동작하지 않는 경우와 같이 보호기기의 동작 신뢰도가 확보되지 않은 상태에서도 안전을 확보할 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 방향 판별부(300)를 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방향 판별부를 나타내는 구성도이다.
도 3을 참고하면, 방향 판별부(300)는 기본파 계산부(310), 산출부(320), 고장 종류 판단부(330) 및 방향 판정부(340)를 포함한다.
기본파 계산부(310)는 계측한 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출한다.
산출부(320)는 추출한 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압 (3V1), 정상분 전류(3I1), 역상분 전압(3V2) 및 역상분 전류(3I2)를 산출한다. 이때, 정상분 전압 (3V1), 정상분 전류(3I1), 역상분 전압(3V2) 및 역상분 전류(3I2)는 수학식 1과 같이 나타낸다.
Figure 112010061254687-pat00001
고장 종류 판단부(330)는 역상분 전류(3I2)를 이용하여 고장 종류가 불평형 고장인지 평형 고장인지를 판단한다. 구체적으로, 고장 종류 판단부(330)는 역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단한다. 여기서, 설정값은 배전계통에서 고장전 불평형 전류가 최대로 발생하는 경우의 역상분 전류에 해당하는 값이며, 이에 한정되지 않는다.
방향 판정부(340)는 고장의 종류가 불평형 고장으로 판단되는 경우 역상분 방향 판별 요소를, 평형 고장으로 판단되는 경우 정상분 방향 판별 요소를 이용하여, 고장 방향이 정방향인지 역방향인지 판정한다. 여기서, 역상분 방향 판별 요소는 역상분 전압(3V2)과 역상분 전류(3I2) 및 최대감도 위상각(MTA2)을 포함하며, 정상분 방향 판별 요소는 정상분 전압(3V1)과 정상분 전류(3I1) 및 최대감도 위상각(MTA1)을 포함한다.
불평형 고장인 경우, 방향 판정부(340)는 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 도 4와 같이 방향을 판별한다. 구체적으로, 방향 판정부(340)는 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각(T2)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다. 이때, 방향판별 기준각(T2)은 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 수학식 2와 같이 구한다.
Figure 112010061254687-pat00002
평형 고장인 경우, 방향 판정부(340)는 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 도 5와 같이 방향을 판별한다. 구체적으로, 방향 판정부(340)는 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각(T1)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다. 이때, 방향판별 기준각(T1)은 상분 방향 판별 요소를 이용하여 수학식 3과 같이 구한다.
Figure 112010061254687-pat00003
본 발명의 실시예에 따른, 고장 종류 판단부(330)에서 역상분 전류(3I2) 이외의 영상분 전류(3I0)를 이용하여 고장 종류가 불평형 고장인지 평형 고장인지를 판단할 수 있다. 이때, 영상분 전류(3I0)는 수학식 4와 같이 나타낸다.
Figure 112010061254687-pat00004
그러나, 방향 판정부(340)에서 영상분 전류(3I0)가 사용되지 않기 때문에 역상분 방향 판별 요소로 사용되는 역상분 전류를 산출하여 고장의 종류를 판별하는 것이 더 효율적이다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법을 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 과전류 보호 장치는 상별로 전압과 전류를 계측한다(S100). 다음, 과전류 보호 장치는 계측한 전류와 보호기기의 최소동작전류에 해당하는 설정 전류를 비교한다(S200). 이때, 과전류 보호 장치는 계측한 전류가 설정 전류 이상인 경우에 고장을 감지한다.
고장을 감지한 경우, 과전류 보호 장치는 역상분 전류를 이용하여 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류에 해당하는 특정 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다(S300). 여기서, 고장 종류는 불평형 고장과 평형 고장을 포함하며, 특정 판별 요소는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별 요소와 평형 고장에 해당하는 정상분 방향 판별 요소를 포함한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7을 참고하면, 과전류 보호 장치는 계측한 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출한다(S301).
과전류 보호 장치는 추출한 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압 (3V1), 정상분 전류(3I1), 역상분 전압(3V2) 및 역상분 전류(3I2)를 산출한다(S302).
과전류 보호 장치는 역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인지를 판단한다(S303). 이때, 과전류 보호 장치는 역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단한다.
역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인 경우, 과전류 보호 장치는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별요소를 이용하여 방향판별 기준각(T2)을 생성한다(S304). 과전류 보호 장치는 생성한 방향판별 기준각(T2)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내에 위치하는지 판단한다(S305). 다음, 과전류 보호 장치는 방향판별 기준각(T2)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고(S306), 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다(S307).
역상분 전류(3I2)가 설정값보다 작은 경우, 과전류 보호 장치는 평형 고장 고장에 해당하는 정상분 방향 판별요소를 이용하여 방향판별 기준각(T1)을 생성한다(S308). 과전류 보호 장치는 생성한 방향판별 기준각(T1)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내에 위치하는지 판단한다(S309). 다음, 과전류 보호 장치는 방향판별 기준각(T1)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고(S310), 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다(S311).
다시 도 6을 참고하면, 과전류 보호 장치는 고장 방향이 정방향인 경우, 차단기를 동작시킨다(S400).
고장 방향이 역방향인 경우, 과전류 보호 장치는 고장 방향이 역방향 고장으로 판단하는 횟수를 카운터한다(S500). 다음, 과전류 보호 장치는 역방향 고장으로 판단하는 횟수가 특정 횟수 이상 동안 연속적으로 발생하는지를 판단한다(S600).
과전류 보호 장치는 역방향 고장으로 판단하는 횟수가 특정 횟수 이상 동안 연속적으로 발생하는 경우, 고장 방향이 정방향인 경우와 마찬가지로 차단기를 동작시킨다.
다음, 과전류 보호 방법 및 그 장치를 차단기의 제어장치에 적용하는 방법을 도 8을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치를 적용한 보호기기의 구성 및 동작을 나타내는 도면이다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치는 차단기(선로 리클로져 혹은 변전소 CB)(810)의 제어장치(단말장치)(820)에 구현될 수 있다.
제어장치(820)는 차단기(810)의 계기용 변류기(CT)와 계기용 변압기(PT)로부터 전압과 전류를 전달받아 고장의 방향을 판단한다.
제어장치(820)는 고장의 방향이 역방향으로 판정되는 경우 차단기에 트립 신호를 보내지 않고, 정방향으로 판정되는 경우에만 차단기에 트립(Trip) 신호를 전송하여 차단기가 동작하도록 한다.
이처럼, 과전류 보호 방법 및 그 장치를 분산전원이 연계되어 있는 수지상 배전계통에 설치하는 경우에는 보호기기가 자기 보호구간(보호기기 설치점을 기준으로 부하측)에서만 동작하게 하여 자기 보호구간 이외 구간에 대한 고장에 대해서는 불필요한 오동작을 막을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 분산전원이 연계된 배전계통에 적용되는 보호기기의 고장 방향을 판별하는 방법은 분산전원이 연계된 배전계통에서 운영되는 배전자동화용 자동화개폐기에도 적용하여 고장 방향을 운영자에게 알려줄 수 있다.
다음, 분산전원이 연계된 배전선로에서 고장 발생시 배전자동화 개폐기의 고장표시기의 오동작을 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9는 분산전원이 연계된 배전계통에서 운영되는 배전자동화용 자동화개폐기를 포함하는 경우의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
선로 고장발생시 자동화기기는 선로 고장을 감지하여 고장정보인 고장표시기(Fault Indication, FI)를 배전자동화 시스템의 인간기계연계장치(HMI)에 표시하여 운영자에게 고장 발생을 알려준다. 그러면, 운영자는 원격으로 개폐기를 조작하여 고장을 복구한다.
자동화기기는 선로 무전압과 고장전류를 모두 감지하는 경우에 고장표시기(FI)를 표시한다. 즉, 자동화개폐기는 선로 고장이 발생하면 고장전류를 감지하고 선로 보호기기의 트립 또는 재폐로 동작이 있는 경우 무전압을 감지하여 고장표시기(FI)를 배전자동화시스템의 인간기계연계장치(HMI)에 표시하게 된다.
도 9를 참고하면 특정 지점(F2)에서 고장이 발생하는 경우, 분산전원측의 역방향 고장전류에 의해 자동화개폐기(GA)(910)는 고장을 감지하고, 제1 리클로져(RC1)(920) 또는 제1 차단기(CB1)(930)가 동작하게 되면 무전압을 감지하여 고장표시기(FI) 정보를 배전자동화시스템에 표시한다.
통상적으로, 분산전원이 없는 수지상 배전계통에서 배전자동화 운영자는 자동화개폐기의 고장 표시기(FI) 정보를 보고 고장표시기(FI)가 표시된 자동화개폐기의 부하단에서 고장이 발생한 것으로 판단하게 되어 실제 제1 차단기(CB1)(930)와 제1 리클로져(RC1)(920) 지점에서 고장이 발생했음에도 불구하고 자동화개폐기(GA)(910) 이하 부하단에서 고장이 발생한 것으로 잘못 판단할 가능성이 크다. 이와 같은 경우에는 고장점을 정확히 판단하지 못하여 고장복구 실패 및 정전 시간이 장기화될 가능성이 큰 문제점이 발생한다.
분산전원이 연계된 배전계통에서 자동화개폐기의 고장표시기(FI) 발생 방법은 고장전류와 무전압을 감지하여 고장표시기(FI)를 표시하는 방법에서 고장의 방향을 판별하는 방법을 추가하여 고장표시기(FI) 정보와 고장 방향 정보를 함께 제공함으로써, 배전자동화 운영자가 고장 위치를 정확하게 파악할 수 있게 한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 적용하여 고장표시기를 표시하는 방법을 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법이 추가된 고장표시기 발생 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참고하면, 자동화개폐기는 상별로 전압과 전류를 계측한다(S11). 다음, 자동화개폐기는 계측한 전류와 보호기기의 최소동작전류에 해당하는 설정 전류를 비교하여 고장을 감지한다(S12). 여기서, 자동화개폐기는 계측한 전류가 설정 전류 이상인 경우에 고장을 감지한다. 고장을 감지한 경우, 자동화개폐기는 무전압을 감지한다(S13).
무전압을 감지한 경우, 자동화개폐기는 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다(S14). 구체적으로, 자동화개폐기는 역상분 전류를 이용하여 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류에 해당하는 특정 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다. 여기서, 여기서, 고장 종류는 불평형 고장과 평형 고장을 포함하며, 특정 판별 요소는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별 요소와 평형 고장에 해당하는 정상분 방향 판별 요소를 포함한다.
고장 방향이 정방향인 경우, 자동화개폐기는 고장표시기(FI) 정보와 정방향 정보를 배전자동화시스템의 인간기계연계장치(HMI)에 제공한다(S15).
고장 방향이 역방향인 경우, 자동화개폐기는 고장표시기(FI) 정보와 역방향 정보를 배전자동화시스템의 인간기계연계장치(HMI)에제공한다(S16).
이와 같이, 고장표시기(FI) 정보와 고장 방향 정보를 배전자동화개폐기에서 함께 제공하는 방법을 구현하는데 있어서 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 적용할 수 있다. 또한, 배전자동화 개폐기의 고장표시기 발생 방법은 배전자동화 개폐기 제어장치(단말장치)에 구현될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10; 리클로져 20; 제2 차단기
100; 계측부 200; 고장 감지부
300; 방향 판별부 400; 차단부
310; 기본파 계산부 320; 산출부
330; 고장 종류 판단부 340; 방향 판정부
810; 차단기 820; 제어장치
910; 자동화개폐기 920; 리클로져 930; 제1 차단기

Claims (11)

  1. 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 장치에 있어서,
    상별로 전압과 전류를 계측하는 계측부;
    상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 고장 감지부;
    고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별하는 방향 판별부; 및
    상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 차단부
    를 포함하는 과전류 보호 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방향 판별부는
    상기 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출하는 기본파 계산부;
    상기 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압, 정상분 전류, 역상분 전압 및 역상분 전류를 산출하는 산출부;
    상기 역상분 전류를 이용하여 고장 종류가 불평형 고장인지 평형 고장인지를 판단하는 고장 종류 판단부; 및
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우 상기 역상분 방향 판별 요소를, 상기 평형 고장으로 판단되는 경우 상기 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 상기 고장 방향을 판별하는 방향 판정부
    를 포함하는 과전류 보호 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고장 종류 판단부는
    상기 역상분 전류가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 상기 역상분 전류가 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단하는 과전류 보호 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 설정값은 배전계통에서 고장전 불평형 전류가 최대로 발생하는 경우의 역상분 전류에 해당하는 과전류 보호 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 역상분 방향 판별 요소는 역상분 전압, 역상분 전류 및 최대감도 위상각을 포함하며,
    상기 정상분 방향 판별 요소는 정상분 전압, 정상분 전류 및 최대감도 위상각을 포함하는 과전류 보호 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 방향 판정부는
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각이 설정각 범위 내에 있으면 정방향으로 판정하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정하는 과전류 보호 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 방향 판정부는
    상기 평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각이 설정각 이내이면 정방향으로 판정하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정하는 과전류 보호 장치.
  8. 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법에 있어서,
    과전류 보호 장치에 의해 상기 배전계통에서 상별로 전압과 전류를 계측하는 단계;
    상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 단계;
    고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향을 판별하는 단계; 및
    상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 고장 방향을 판별하는 단계는
    상기 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출하는 단계;
    상기 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압, 정상분 전류, 역상분 전압 및 역상분 전류를 산출하는 단계;
    상기 역상분 전류가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 상기 역상분 전류가 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단하는 단계; 및
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우 상기 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 상기 고장 방향을 판별하하고, 상기 평형 고장으로 판단되는 경우 상기 정상분 판별 요소를 이용하여 상기 고장 방향을 판별하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고장 방향을 판별하는 단계는
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 방향판별 기준각을 생성하는 단계;
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 내에 있으면 정방향으로 판정하는 단계; 및
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 밖에 있으면, 역방향으로 판정하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 고장 방향을 판별하는 단계는
    상기 평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 방향판별 기준각을 생성하는 단계;
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 내에 있으면 정방향으로 판정하는 단계; 및
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 밖에 있으면, 역방향으로 판정하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170031564A (ko) * 2015-09-11 2017-03-21 한국전력공사 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법
KR101997639B1 (ko) 2018-01-29 2019-07-08 피앤씨테크 주식회사 분산전원 연계 배전선로에서의 고장표시 관리 장치 및 그 방법
KR20200029870A (ko) * 2018-09-11 2020-03-19 주식회사 포스코 계전 장치 및 이를 포함하는 계전 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4033136B2 (ja) * 2004-01-20 2008-01-16 富士電機システムズ株式会社 過電流保護システム
JP4063224B2 (ja) * 2004-01-20 2008-03-19 富士電機システムズ株式会社 過電流保護システム
KR100558071B1 (ko) * 2004-03-19 2006-03-07 명지대학교 산학협력단 분산 전원이 연계된 변전소 모선 보호용 과전류 계전 방법
JP2005354881A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Energy Support Corp 配電系統の保護装置及び配電系統の保護方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170031564A (ko) * 2015-09-11 2017-03-21 한국전력공사 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법
KR102433163B1 (ko) * 2015-09-11 2022-08-18 한국전력공사 고장전류 방향판별 장치 및 그 방법
KR101997639B1 (ko) 2018-01-29 2019-07-08 피앤씨테크 주식회사 분산전원 연계 배전선로에서의 고장표시 관리 장치 및 그 방법
KR20200029870A (ko) * 2018-09-11 2020-03-19 주식회사 포스코 계전 장치 및 이를 포함하는 계전 시스템
KR102103936B1 (ko) 2018-09-11 2020-04-24 주식회사 포스코 계전 장치 및 이를 포함하는 계전 시스템

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