KR101090425B1 - 배전 보호협조 시스템 및 운영방법 - Google Patents

배전 보호협조 시스템 및 운영방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101090425B1
KR101090425B1 KR1020090091950A KR20090091950A KR101090425B1 KR 101090425 B1 KR101090425 B1 KR 101090425B1 KR 1020090091950 A KR1020090091950 A KR 1020090091950A KR 20090091950 A KR20090091950 A KR 20090091950A KR 101090425 B1 KR101090425 B1 KR 101090425B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fault
failure
terminal device
distribution
phase
Prior art date
Application number
KR1020090091950A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110034428A (ko
Inventor
권성철
추철민
김주용
송일근
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020090091950A priority Critical patent/KR101090425B1/ko
Priority to PCT/KR2009/005556 priority patent/WO2011037288A1/ko
Publication of KR20110034428A publication Critical patent/KR20110034428A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101090425B1 publication Critical patent/KR101090425B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
    • H02H7/263—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of measured values
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00036—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
    • H02J13/0004—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers involved in a protection system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/38—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current
    • H02H3/385—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current using at least one homopolar quantity
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 배전 보호협조 시스템 및 그 운영방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 비접지 배전선로에서 지락고장이 발생하였을 경우 개폐기에서 고장유무와 고장상을 판별하고, 해당 고장정보를 이용하여 고장을 제거하며, 중앙제어장치에 해당 고장정보를 송신하여 운영자에게 고장발생을 알리는 배전 보호협조 시스템 및 그 운영방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 보호협조 시스템은 비접지 배전선로에 지락고장이 발생한 경우, 배전선로의 영상전류와 상간전압의 위상차를 이용하여 고장발생여부와 고장 상을 판별하고 상기 고장발생여부와 고장상 정보를 포함한 고장인지정보를 생성하여 전송하는 단말장치, 상기 단말장치의 제어에 의하여 상기 배전선로를 개폐하는 개폐기 및 상기 단말장치로부터 상기 고장 인지정보를 수신하고, 적어도 하나의 단말장치 간 협조를 통하여 고장 발생 지점에서의 개폐기를 동작시켜 고장구간을 차단하기 위한 제어신호를 적어도 하나의 단말장치에 전송하는 배전 제어장치를 포함하는 배전 보호 협조 시스템을 포함할 수 있다.
배전 보호 협조

Description

배전 보호협조 시스템 및 운영방법{Protection Coordination system in ungrounded distribution system and its operating method}
본 발명은 배전 보호협조 시스템 및 그 운영방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 비접지 배전선로에서 지락고장이 발생하였을 경우 개폐기에서 고장유무와 고장상을 판별하고, 해당 고장정보를 이용하여 고장을 제거하며, 배전 제어장치에 해당 고장정보를 송신하여 운영자에게 고장발생을 알리는 배전 보호협조 시스템 및 그 운영방법에 관한 것이다.
비접지 배전선로에서는 상간 단락고장이 발생하였을 경우에는 접지선로와 유사하게 큰 고장전류가 흘러 원활하게 고장을 판별할 수 있으나, 지락고장이 발생한 경우에는 고장전류가 수백~수천 mA로 아주 작아 고장발생여부의 판단이 어렵다.
고장전류가 작아 전력공급을 계속할 수 있는 것이 비접지 선로의 장점이지만, 지락고장시 이상전압이 발생하여 고장이 지속될 경우 기기손상 및 안전사고의 위험이 있어 빠른 시간에 제거되어야 한다.
현재 국내에서는 한국전력공사에서 1999년부터 종합배전자동화시스템(TDAS)를 보급하여 현재 전국 사업소에 확대 보급되어 왔으나, 국내 도서지역에 사용되는 6.6kV 비접지 배전선로에 대한 고장판별 및 이의 제거는 효율적으로 운영하지 못한 실정이다.
종래에 비접지 배전선로에 대한 고장판별 및 이의 제거는 지락고장이 발생하였을 경우 영상전류와 영상전압을 이용하여 이 값이 미리 설정한 설정값을 넘으면 고장을 판별하는 방법을 사용한다. 하지만 이 방법은 고장유무의 판별만 가능하고, 고장상을 판단할 수는 없는 문제점이 있다.
또한 개폐기가 중앙제어장치로 고장정보를 송신하여 운영자의 판단으로 고장을 제거하기 때문에 고장제거에 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비접지 배전계통에서 지락고장이 발생하였을 경우, 고장구간 및 고장상에 대한 정확한 판별을 하는 배전 보호협조 시스템 및 그 운영방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 고장 구간 및 고장상에 대한 정보를 바탕으로 각 개폐기간의 보호협조 방법을 통하여 고장구간을 효율적으로 분리함으로써 고장판별 및 고장제거시간을 단축함으로써 안정적이고, 효과적인 보호협조 시스템 및 그 운영방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배전 보호협조 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배전 보호협조 시스템은 비접지 배전선로에 지 락고장이 발생한 경우, 배전선로의 영상전류와 상간전압의 위상차를 이용하여 고장발생여부와 고장 상을 판별하고 상기 고장발생여부와 고장상 정보를 포함한 고장인지정보를 생성하여 전송하는 단말장치, 상기 단말장치의 제어에 의하여 상기 배전선로를 개폐하는 개폐기 및 상기 단말장치로부터 상기 고장 인지정보를 수신하고, 적어도 하나의 단말장치 간 협조를 통하여 고장 발생 지점에서의 개폐기를 동작시켜 고장구간을 차단하기 위한 제어신호를 적어도 하나의 단말장치에 전송하는 배전 제어장치를 포함하는 배전 보호 협조 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 배전계통에서의 보호협조 운영방법이 제공된다.본 발명의 일 실시예에 따른 배전계통에서의 보호협조 운영방법은 비접지 배전선로에서 발생하는 지락고장에 대하여 영상전류와 상간전압의 위상차를 이용하여 고장상을 판별하는 단계 및 상기 고장상 판별정보를 이용하여 개폐기간의 시간 협조를 통한 고장 차단하는 단계를 포함하는 배전 보호협조 운영방법를 포함할 수 있다.
본 발명은 배전선로에서 발생하는 대부분의 고장인 지락고장에 대하여 정확한 고장상을 판별하고, 이를 통하여 고장을 제거하기 위하여 자동화개폐기간의 시간협조를 통하여 고장점의 전위 개폐기만 동작하여 원활한 보호협조를 운영할 수 있다.
또한, 본 발명은 비접지 배전계통에 대한 정확한 고장상을 판별하여 운영자에게 정확한 고장정보를 제공할 수 있고, 고장지점 확인 및 고장제거를 위한 선로 순시시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 비접지 배전선로에서 고장전류가 작다는 점을 이용하여 기존 자동화 개폐기간의 시간협조를 이용한 고장차단동작을 수행하여 효율적인 배전선로 운영을 이룰 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 보호협조 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배전 보호협조 시스템은 배전 제어장치(100), 통신망(200), 단말장치(300) 및 자동화개폐기(400)를 포함한다.
배전 제어장치(100)는 배전 자동화 서버(110)과 운영을 위한 HMI(Human Machine Interface, 120) 장치 및 전단처리기(FEP, Front End Processor; 130)을 포함한다.
본 발명에 따른 배전 자동화 서버(110)는 비접지 배전선로에 지락고장이 발생한 경우, 단말장치(300)로부터 고장발생여부와 고장상을 포함한 고장 인지정보(420)를 수신하고, 단말장치(300) 간 협조를 통하여 고장발생지점에서의 전위측 개폐기만 동작시켜서 고장구간을 차단한다.
즉, 배전 자동화 서버(110)는 단말장치(300)에서 고장상이 판별되면 고장발생과 고장상에 대한 고장인지정보인 FI(Fault Indicator)로 수신하고, 차단시간 카운터(Td)를 0으로 설정하여 고장구간을 차단한다.
배전 자동화 서버(110)는 고장전류를 차단하기 위하여 각 단말장치(300)로 각 개폐기(400)를 개방하기까지의 시간에 대한 시간차인 Td를 설정하는 제어신호를 전송한다. 여기서, 각 단말장치(300)의 Td_set의 설정은 부하측일수록 짧게 설정한다.
HMI(Human Machine Interface, 120) 장치는 운영영역에 대한 배전계통도(104)가 표시된다.
전단처리기(FEP, Front End Processor; 130)는 배전선로에 설치되어 있는 자동화 개폐기(400), 변전소 CB(Circuit Breaker;310) 및 자동화 단말장치(FRTU;300)와 통신망을 통하여 연결한다.
통신망(200)은 배전 제어장치(100)의 제어명령을 통신방식에 따라 각 단말장치(300)로 전송하거나 단말장치로부터 취득한 정보를 배전 제어장치(100)로 보내준 다.
통신망(200)은 예를 들면, 광통신, 전화선, 무선통신, 음성통신 등 다양한 통신 방식을 이용할 수 있다.
단말장치(FRTU, Feeder Remote Terminal Unit, 300)은 배전 선로 중간에 설치되는 배전자동화 개폐기(400)와 한 세트로 설치되어 개폐기(400)에 흐르는 전류 및 전압을 계측하거나 투입/개방 상태의 변화를 감지한다.
단말장치(300)는 영상전류와 상간전압을 이용하여 고장발생여부와 고장상을 판별하고 고장인지정보(FI;Fault Indication;420)를 생성한다.
단말장치(300)는 고장인지정보(420)를 배전 제어장치(100)에 전송하여 배전 제어장치(100)에도 동일한 고장인지정보(420)가 표시된다.
단말장치(300)는 배전 제어장치(100)의 제어에 의해 개폐기(400)의 단말장치(300)간 협조를 통하여 고장발생 지점에서의 전위측 개폐기(400)만 동작시켜서 고장구간을 차단하는 보호협조가 이루어지도록 한다.
이에 대해서는 도 2 내지 도 5에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
개폐기(400)는 비접지 배전 선로에서 고장이 발생한 경우, 단말장치(300)의 제어에 의하여 배전선로를 개폐하여 고장구간을 차단한다.
도 2는 비접지 배전선로에서 지락고장이 발생한 경우 고장 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
비접지 배전선로에서 지락고장이 발생하면 고장전류가 흐르는 귀로 도체가 존재하지 않고, 오직 선로와 대지사이의 커패시턴스에 의한 충전전류만 흐르게 된다.
그리고, 선로와 변압기의 임피던스는 이 커패시턴스보다 아주 작기 때문에 무시할 수 있는 수준이 되어서 지락고장전류는 거의 커패시턴스 성분에 의해서 결정된다. 따라서 전류는 고장점에서의 전압에 비해 거의 90° 진상하게 된다.
도 3은 비접지 배전선로에서의 평상시와 지락고장시의 전압과 전류에 대한 위상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 정상시의 벡터도(301)에서는 각 상간전압이 120° 위상차를 이루면서 평형을 이룬다.
하지만, 지락고장시의 벡터도(302)에서는 A상 완전 지락고장의 경우 A상이 접지점으로 이동한다.
그리고, 각 상간 전압과 상전류가 90° 위상각을 이룬다.
이때 3Io = IA+IB+IC 이므로, A상의 지락고장인 경우, A상 전위가 0로 떨어져서 IA는 0이 된다.
또한, IB와 IC는 각 상도체와 대지간의 충전 커패시턴스에 의한 충전전류만 흘러서, 3Io의 방향은 302에서 도시된 바와 같이 VBC와 180°의 위상차를 이룬다.
마찬가지로 B상 지락의 경우 유사하게 3Io는 VCA와 180°의 위상차를 이루게 되고, C상 지락의 경우 3Io는 VAB와 180°의 위상차를 이루게 된다.
이때 충전 커패시턴스가 고장전류에 가장 크게 기여를 하지만 선로의 임피던스 및 고장저항 등의 영향까지 고려가 되면 각 고장의 경우에 3Io와 상간전압이 이루는 위상각은 180° 보다 작게 되고 이론적으로는 90°~180°의 범위를 가진다.
도 4는 각각의 지락고장에 대한 상간전압에 대한 Io의 위상각의 고장판단 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단말장치(300)는 배전선로의 지락고장에 대해서 Io가 상간 전압인 VBC와 약 120~180° 범위(이론상으로는 90°~180°임)에 있으면 A상 지락고장으로 판별한다.
마찬가지로 단말장치(300)는 Io가 상간전압인 VCA와 약 120~180° 범위(이론상으로는 90°~180°임)에 있으면 B상 지락고장으로 판별하게 되고, Io가 상간전압인 VAB와 약 120~180° 범위(이론상으로는 90°~180°임)에 있으면 C상지락고장으로 판별한다. 여기서, 위상각 차를 계산할 때는 상간전압을 기준으로 Io의 위상각을 반시계방향으로 계산한다. 이렇게 비접지 배전선로에 부착되어 있는 자동화 개폐기(400)와 단말장치(300)에서 선로에 발생한 지락고장에 대하여 각각 고장여부 및 고장상의 판별이 가능해져서 고장발생 여부와 고장 상에 대한 FI(Fault Indicator)의 설정이 가능하다.
또한 비접지 배전선로에서는 1선 지락고장이 발생하였을 경우 고장전류의 크 기가 평소의 부하전류에 비해 크지 않기 때문에 일반 자동화 개폐기(400)에서 충분히 고장전류를 차단할 수 있다.
따라서 단말장치(300)간에 고장을 판별하고 고장전류를 차단하기 위하여 개폐기를 개방하기까지의 시간에 대한 시간차를 두면 고장구간을 차단하는 데 각 자동화 개폐기 단말장치(300)간의 협조를 이룰 수 있다.
이때의 차단시간은 변전소에서 부하 측으로 멀어질수록 차단시간을 짧게 주어 고장이 발생한 지점에서 가장 가까운 전원측 개폐기에서부터 먼저 고장을 차단할 수 있도록 하는 방법을 사용한다.
예를 들면 가장 말단측 개폐기에서부터 차단시간을 1초로 설정하고, 전원측으로 갈수로 1초씩 차단시간을 증가시키면 된다.
만약 고장인지정보를 표시한 개폐기에서 설정된 차단시간 전에 고장발생이 해제되면 부하 측의 어떤 개폐기에서 고장을 제거한 것으로 판단하여 고장차단을 해제한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치에서 배전 보호협조 운영 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 단계 S100에서 단말장치(300)는 먼저 각 개폐기(400)에서 계측된 전류의 벡터 합으로 영상전류값(3Io)를 계산한다.
단계 S200에서 단말장치(300)는 영상전류값(3Io)이 미리 설정한 영상전류 설정값(Ioset)을 넘는 지를 계산하여 고장여부를 판단한다.
단계 S300 내지 단계 S302에서 단말장치(300)는 영상전류값(3Io)이 미리 설정한 영상전류 설정값(Ioset)을 넘는 경우, 고장이 발생되었다고 판단하고, 고장발생이 판단되면 영상전류와 상간 전압의 위상각차를 계산한다.
단계 S310 내지 단계 S312에서 단말장치(300)는 Io와 각 상간전압의 위상차를 계산하여 산출한 각 상이 고장 위상각 범위인지 여부를 판단한다. 여기서, 판단하는 고장 위상범위는 계통구성에 따라 바뀔 수 있으나 약 120°~180° 로 설정한다.
단계 S320 내지 단계 S322에서 단말장치(300)는 고장상이 판별한다.
단계 S400에서 단말장치(300)는 고장상이 판별된 경우 고장발생과 고장상에 대한 고장인지정보를 FI(Fault Indication)로 표시한다.
단계 S500에서 단말장치(300)는 배전 제어장치(100)로 FI 정보를 송신하고 차단시간 카운터(Td)를 0으로 설정한다.
단계 S600에서 단말장치(300)는 차단시간 카운터(Td)가 기설정된 Td_set보다 큰 지 판단한다.
단계 S800에서 판단결과, 단말장치(300)는 Td가 기설정된 Td_set보다 크게 되면 개폐기(400)가 개방되는 제어명령을 하여 고장이 차단되도록 한다. 여기서, 기설정된 Td_set는 FI 정보를 수신한 배전 제어장치(100)에 의해 정하여 각 단말장치(100)가 수신한다. 여기서, Td_set는 배전소에서 부하 측으로 멀어질수록 짧게 설정된다. 예를 들면 비접지 배전선로에 개폐기가 4개가 설치되어 있다고 가정하면, 가장 마지막 말단 개폐기의 Td_set을 1sec로 설정하고, 전원측에 가까운 방향 으로 0.5sec씩 Td_set을 더하여 설정한다. 즉 말단측에서 전원측으로의 순서로 각 개폐기는 설정 차단시간을 1sec, 1.5sec, 2.0sec, 2.5sec로 설정된다.
단계 S700에서 단말장치(300)는 Td가 기 설정된 Td_set보다 크지 않으면 영상전류(3Io)를 재 계산하여 영상전류 설정치(Ioset)보다 작으면 부하 측에서 고장을 제거한 것이므로 FI를 해제하고 이를 배전 제어장치(100)에 송신하고 프로세스를 종료한다. 단말장치(300)는 영상전류(3Io)를 재 계산하여 설정치(Ioset)보다 작지 않으면 Td를 증가시키고 이전단계(S600)로 돌아가게 된다.
본 발명에 따른 비접지 배전선로에서의 지락고장에 대한 배전 보호협조 시스템과 그 운영방법은 국내의 기존의 고장유무만을 판단하거나, 외국의 고장회선을 찾아서 순차적으로 고장구간을 찾아가는 방식을 보완하여 고장구간 및 고장상을 자동으로 판별하고, 이를 이용하여 각 배전자동화의 개폐기 차단시간에 차이를 두어 상호 협조를 통한 고장구간 분리 할 수 있으며, 이를 통하여 비접지 배전선로의 고장판별 및 보호협조로 빠른 고장별 및 고장제거와 효율적인 선로운영을 달성할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 보호협조 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 비접지 배전선로에서 지락고장이 발생한 경우 고장 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 3은 비접지 배전선로에서의 평상시와 지락고장시의 전압과 전류에 대한 위상을 설명하기 위한 도면.
도 4는 각각의 지락고장에 대한 상간전압에 대한 Io의 위상각의 고장판단 영역을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치에서 배전 보호협조 운영 방법을 설명하기 위한 도면.

Claims (12)

  1. 비접지 배전선로에 지락고장이 발생한 경우, 배전선로의 영상전류 값이 미리 설정된 영상전류 설정 값과 비교하여 고장발생여부를 판단하고, 고장발생이라 판단된 경우, 각 상간전압과 영상전류의 위상차가 120° 내지 180° 범위에 포함되는지 판별하여 고장 상을 판별하고, 상기 고장발생여부 및 상기 고장 상에 대한 정보를 포함한 고장인지정보를 생성하여 전송하는 단말장치;
    상기 단말장치의 제어에 의하여 상기 배전선로를 개폐하는 개폐기; 및
    상기 단말장치로부터 상기 고장 인지정보를 수신하고, 적어도 하나의 단말장치 간 협조를 통하여 고장 발생 지점에서의 개폐기를 동작시켜 고장구간을 차단하기 위한 제어신호를 적어도 하나의 단말장치에 전송하는 배전 제어장치를 포함하되,
    상기 단말장치는 상기 배전 제어장치로부터 비접지 배전선로에서 발생하는 지락고장에 대하여 개폐기의 고장차단 시간차를 두어 차단시간 카운터가 설정되되, 상기 개폐기의 고장 차단 시간차는 변전소에서 부하 측으로 멀어질수록 차단 시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 배전 보호협조 운영 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배전 제어장치는
    상기 배전선로에 설치되어 있는 상기 개폐기 및 상기 개폐기와 상응하는 상기 단말장치와 통신망을 통하여 연결하는 전단처리기를 포함하는 배전 보호 협조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통신망은 광통신, 전화선, 무선통신 및 음성통신 중 적어도 하나의 통신 방식에 의한 것을 특징으로 하는 배전 보호 협조 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 단말장치, 개폐기 및 배전제어장치를 포함하는 배전 보호협조 운영 시스템에서 배전 보호협조 운영방법에 있어서,
    단말장치에서 비접지 배전선로에 지락고장이 발생한 경우, 배전선로의 영상전류 값이 미리 설정된 영상전류 설정 값과 비교하여 고장발생여부를 판단하는 단계;
    단말장치에서 고장발생이라 판단된 경우, 각 상간전압과 영상전류의 위상차가 120° 내지 180° 범위에 포함되는지 판별하여 고장 상을 판별하는 단계;
    단말장치에서 상기 고장발생여부 및 상기 고장 상에 대한 정보를 포함한 고장인지정보를 생성하여 전송하는 단계; 및
    단말장치에서 상기 고장 인지 정보를 수신한 배전 제어장치로부터 고장 발생 지점에서의 개폐기를 동작시켜 고장구간을 차단하기 위한 제어신호를 수신하고, 상기 개폐기의 고장차단 시간차를 두어 차단시간 카운터(Td_set)가 설정하는 단계를 포함하되,
    상기 개폐기의 고장 차단 시간차는 변전소에서 부하 측으로 멀어질수록 차단 시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 배전 보호협조 운영방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 단말장치, 개폐기 및 배전제어장치를 포함하는 배전 보호협조 운영 시스템에서 배전 보호협조 운영방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서,
    단말장치에서 비접지 배전선로에 지락고장이 발생한 경우, 배전선로의 영상전류 값이 미리 설정된 영상전류 설정 값과 비교하여 고장발생여부를 판단하는 단계;
    단말장치에서 고장발생이라 판단된 경우, 각 상간전압과 영상전류의 위상차가 120° 내지 180° 범위에 포함되는지 판별하여 고장 상을 판별하는 단계;
    단말장치에서 상기 고장발생여부 및 상기 고장 상에 대한 정보를 포함한 고장인지정보를 생성하여 전송하는 단계; 및
    단말장치에서 상기 고장 인지 정보를 수신한 배전 제어장치로부터 고장 발생 지점에서의 개폐기를 동작시켜 고장구간을 차단하기 위한 제어신호를 수신하고, 상기 개폐기의 고장차단 시간차를 두어 차단시간 카운터가 설정하는 단계를 포함하되,
    상기 개폐기의 고장 차단 시간차는 변전소에서 부하 측으로 멀어질수록 차단 시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 배전 보호협조 운영방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체.
KR1020090091950A 2009-09-28 2009-09-28 배전 보호협조 시스템 및 운영방법 KR101090425B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091950A KR101090425B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 배전 보호협조 시스템 및 운영방법
PCT/KR2009/005556 WO2011037288A1 (ko) 2009-09-28 2009-09-29 배전 보호협조 시스템 및 운영방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091950A KR101090425B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 배전 보호협조 시스템 및 운영방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110034428A KR20110034428A (ko) 2011-04-05
KR101090425B1 true KR101090425B1 (ko) 2011-12-07

Family

ID=43796019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090091950A KR101090425B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 배전 보호협조 시스템 및 운영방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101090425B1 (ko)
WO (1) WO2011037288A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101310803B1 (ko) * 2012-04-04 2013-09-25 한전케이디엔주식회사 배전지능화 단말장치와 개폐기간 직렬통신 연계 시스템 및 방법
KR101383809B1 (ko) * 2012-01-27 2014-04-10 한전케이디엔주식회사 배전계통의 보호기기 감시 시스템 및 방법
KR20220015748A (ko) 2020-07-31 2022-02-08 한전케이디엔주식회사 이더넷 환경에서 dds 통신을 이용한 배전 보호협조 시스템
KR20230045399A (ko) 2021-09-28 2023-04-04 한국전력공사 비수지상 배전 계통의 고장 분리 방법 및 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101285065B1 (ko) 2011-08-26 2013-07-10 한국전력공사 배전계통 관리 시스템 및 방법
CN103490514B (zh) * 2013-09-18 2015-02-04 国家电网公司 农村配电网漏电保护装置监测和控制及故障巡检的方法
CN104283320B (zh) * 2014-10-29 2016-08-24 国网四川省电力公司达州供电公司 一种针对电气保护压板的状态监测终端结构
KR101904815B1 (ko) * 2016-12-21 2018-10-15 효성중공업 주식회사 Ｅｓｓ용 ｐｃｓ 및 ｐｃｓ 운전 방법
KR102174253B1 (ko) * 2019-05-02 2020-11-04 한전케이디엔주식회사 분산형 전원 보호 협조 장치 및 방법
CN110490105A (zh) * 2019-08-06 2019-11-22 南京大国科技有限公司 基于图像识别的配变台区验收方法、装置及计算机存储介质
CN112803598B (zh) * 2021-03-05 2022-06-07 中国电力科学研究院有限公司 配电网的多源协同保护配置方法、***、设备和存储介质
CN113189859B (zh) * 2021-04-21 2022-04-15 黄山学院 一种配电环境监测及故障自主解除的设备及方法
CN114157021B (zh) * 2021-10-28 2024-01-09 国网江苏省电力有限公司 用于电网故障的多人协同处置***及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100267866B1 (ko) * 1991-10-21 2000-10-16 가나이 쓰도무 배전선 보호시스템
KR100709980B1 (ko) * 2005-10-21 2007-04-20 명지대학교 산학협력단 비접지 배전계통에서 영상전류 위상차와 크기 비교에 의한고장구간 검출방법 및 시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100532925B1 (ko) * 2003-10-31 2005-12-01 한국전력공사 배전자동화기반의 비접지계 지락고장구간 검출방법
KR200344922Y1 (ko) * 2003-12-30 2004-03-19 한양전공주식회사 복합계전장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100267866B1 (ko) * 1991-10-21 2000-10-16 가나이 쓰도무 배전선 보호시스템
KR100709980B1 (ko) * 2005-10-21 2007-04-20 명지대학교 산학협력단 비접지 배전계통에서 영상전류 위상차와 크기 비교에 의한고장구간 검출방법 및 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101383809B1 (ko) * 2012-01-27 2014-04-10 한전케이디엔주식회사 배전계통의 보호기기 감시 시스템 및 방법
KR101310803B1 (ko) * 2012-04-04 2013-09-25 한전케이디엔주식회사 배전지능화 단말장치와 개폐기간 직렬통신 연계 시스템 및 방법
KR20220015748A (ko) 2020-07-31 2022-02-08 한전케이디엔주식회사 이더넷 환경에서 dds 통신을 이용한 배전 보호협조 시스템
KR20230045399A (ko) 2021-09-28 2023-04-04 한국전력공사 비수지상 배전 계통의 고장 분리 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110034428A (ko) 2011-04-05
WO2011037288A1 (ko) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101090425B1 (ko) 배전 보호협조 시스템 및 운영방법
EP1007986B1 (en) Fault detection apparatus and method of detecting faults in an electrical distribution network
KR100246203B1 (ko) 송전선로 고저항 지락 고장 제어시스템 및 그 제어방법
EP2331978B1 (en) Method and device for supervising secondary circuit of instrument transformer in power system
KR101003814B1 (ko) 전기적회로 이상감지기능을 갖는 수배전반 및 그 제어방법
KR101505176B1 (ko) 모선 고장 감지 장치 및 방법
WO2006124743A1 (en) Method and apparatus for improving operational reliability during a loss of a phase voltage
Sharafi et al. Transmission system wide-area back-up protection using current phasor measurements
EP2862252A1 (en) A power bay protection device and a method for protecting power bays
CA2737689C (en) Reclosing system for power transmission line
KR100829174B1 (ko) 배전선로의 고장을 검출하는 방법
KR101064508B1 (ko) 배전자동화용 단말장치의 고장구간 자동 분리 방법
KR101532979B1 (ko) 변전 설비 보호 제어 시스템
KR101069637B1 (ko) 과전류 보호 방법 및 그 장치
US6501631B1 (en) Method and device for power system protection
KR102613905B1 (ko) 계전기
WO2008067299A2 (en) Method and system for isolating disturbances to the power distribution system
KR102280564B1 (ko) 비접지 배전계통 보호 장치
JPH0783564B2 (ja) 配電線の地絡点認識装置
KR20230099229A (ko) 변전소 감시 장치 및 방법
Orue et al. Making faults to protect power networks
KR20240021619A (ko) 변전소 통합 보호 시스템 및 변전소 통합 모니터링 방법
KR101383809B1 (ko) 배전계통의 보호기기 감시 시스템 및 방법
CN116559586A (zh) 一种电网故障检测方法及检测装置
KR20160150214A (ko) 선로 상태 검출 장치, 선로 상태 검출 시스템 및 선로 상태 검출 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141114

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151117

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161115

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181101

Year of fee payment: 8