KR101317561B1 - Method for detecting ground fault of power line using wavelet transform - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 변전소에서 인출되는 직접 접지 계통 특고압 송전선로에서 사고가 발생하였을 경우, 과도상태의 전압전류 데이터에 대한 웨이브릿(Wavelet) 변환 신호분석을 통하여 고저항 지락(地絡) 사고를 검출하는 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법에 관한 것이다.
The present invention is to detect a high resistance ground fault through wavelet conversion signal analysis of transient voltage-current data when an accident occurs in the direct ground system extra-high voltage transmission line drawn from the substation An accident detection method of a distribution line using wavelet transformation.
전력 계통에서 배전 선로는 변전소와 수용가를 연결하여 전력을 공급하는 역할을 하며, 대기 중에 노출되어 있기 때문에 뇌우, 동물의 접촉, 보호 기기의 오동작 그 외 다양한 원인에 의한 고장이 빈번하게 발생한다. 따라서 배전계통의 고장 분석 및 사고 발생지점을 빠르고 정확하게 찾아내어 신속하게 복구하는 것이 정전 비용을 최소화할 수 있으며, 전력 공급 서비스 질을 결정하는 관건이 되고 있다. In the power system, the distribution line connects the substation and the consumer to supply power, and since it is exposed to the atmosphere, frequent failures are caused by thunderstorms, animal contact, malfunction of protective devices, and other causes. Therefore, the failure analysis of the distribution system and the quick and accurate identification of the point of occurrence of accidents and the rapid recovery can minimize the cost of power failure and become a key factor in determining the power supply service quality.
만일 배전 선로에서 고장이 발생하였는데 배전계통의 고장 점 검출장치가 없다면, 배전계통 관리자는 고장 점을 찾아내기 위해 광범위한 송배전 선로구간을 확인하여야 한다. 이러한 작업은 많은 비용과 인력, 정전비용이 요구된다. If a failure occurs in a distribution line and there is no fault detection system in the distribution system, the distribution system manager should check the extensive transmission and distribution line section to find the point of failure. This task is expensive, labor and power outage.
이러한 문제를 해결하기 위해, 송배전 선로에서 발생하는 고장에 대하여 변전소로부터 고장 점까지의 거리를 계산하는 고장점 검출 알고리즘에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다.In order to solve this problem, researches have been actively conducted on a failure point detection algorithm that calculates the distance from the substation to the failure point for failures occurring in transmission and distribution lines.
전력계통의 고장점 검출방법은 크게 진행파를 이용하는 방법과 고장 임피던스를 이용하는 방법으로 크게 구분할 수 있으며 이 두 가지 기법은 3상 전류 전압을 측정하는 전력량계 배치 방법에 따라 다시 단일단 방식(Single Ended Method)과 이중 종단방식(Double Ended Method)으로 구분된다.The fault point detection method of the power system can be largely classified into a method of using a traveling wave and a method of using a fault impedance, and these two methods are single-ended based on a method of arranging a wattmeter for measuring a three-phase current voltage. And Double Ended Method.
단일 단 방식은 한 개의 전력량계를 변전소 인출단에 설치하여 고장 발생 배전선 일 단의 정보를 계측하여 고장 점을 파악하며, 이중 종단 방식은 두 개의 전력량계를 이용하여 고장 발생 배전선 양 단의 정보를 계측하여 고장 점을 파악한다.The single-stage method installs a single power meter at the substation drawer to measure the information on one end of the failed distribution line and identifies the failure point.The double-ended method uses two power meters to measure the information on both ends of the failed distribution line. Identify the fault.
양단 정보를 사용하는 이중 종점 방식의 경우 단일 단 방식에 비하여 고장점 검출시 수반되는 오차가 적지만 부가적으로 지피에스(GPS)장비 및 통신장비 등 다양한 부가 장비들이 필요하여 비용이 많이 들고 장치의 운영 및 유지보수가 더 필요한 단점이 있다.In the case of the dual endpoint method using both ends information, there are less errors in detecting the failure point than the single-end method, but additionally, various additional equipments such as GPS equipment and communication equipment are required, and the operation is expensive. And disadvantages that require more maintenance.
현재 산업현장에서는 적용성 및 실용성에서 장점이 있는 단일 단 방식이 가장 널리 사용되고 있으며 단일 단 방식의 고장 추정 정확도를 향상시키기 위한 신경회로망 기법, 평형회로의 대칭좌표법 등의 기법들이 제안되고 있다.Currently, the single-stage method, which has advantages in applicability and practicality, is most widely used, and neural network techniques and symmetric coordinate methods of balanced circuits have been proposed to improve the failure estimation accuracy of the single-stage system.
그러나 이러한 기법들은 배전 선로의 비동질성, 부하 전류의 변동성, 부하 탭의 존재 등의 이유로 그 적용이 쉽지 않다. 또한, 배전계통은 많은 분기선을 포함하는 방사상계통 구조를 가지므로 부하에 대한 정보의 부족으로 부하단 임피던스를 얻기가 매우 어려운 문제도 있다.However, these techniques are difficult to apply due to the heterogeneity of the distribution lines, the variability of the load current, and the presence of load taps. In addition, since the distribution system has a radial system structure including many branch lines, there is a problem that it is very difficult to obtain the load end impedance due to the lack of information on the load.
한편, 배전 선로 상에 발생하는 사고를 검출하기 위해 사용되는 방법은 송전선로 고장발생시 생성되는 전압전류 신호를 분석하는 방법이 사용되며, 그 중에서도 신호를 여러 주파수들로 구성된 정현파 함수로서 분석하는 푸리에 변환 기법이 일반적으로 사용되었다.Meanwhile, a method used to detect an accident occurring on a distribution line is a method of analyzing a voltage and current signal generated when a transmission line breaks down. Among them, a Fourier transform that analyzes a signal as a sinusoidal function composed of several frequencies. The technique was commonly used.
그러나, 지락 사고처럼 과도적이고 특성이 고정되지 않는(nonstationary) 전력계통 사고에 대한 신호분석에서는 푸리에 변환 기법에 의하더라도 특정한 사고 발생시점을 알 수는 없다. 또한, 푸리에 변환 기법은 고정되지 않는 신호 분석을 좋게 하기 위하여 많은 샘플링과 긴 시간 구간을 필요하므로, 고저항 지락 사고와 같은 과도상태 신호분석에는 효율적인 분석방법이 되지 못한다.
However, signal analysis for transient and nonstationary power system faults, such as ground faults, does not reveal the specific point of occurrence even with Fourier transform techniques. In addition, the Fourier transform technique requires a lot of sampling and long time intervals to improve the non-fixed signal analysis. Therefore, the Fourier transform technique is not an efficient analysis method for transient signal analysis such as a high resistance ground fault.
본 발명의 목적은, 임의의 변전소에서 인출되는 직접 접지 계통 특고압 송전선로에서 사고가 발생하였을 경우, 과도상태의 전압전류 데이터에 대한 웨이브릿 변환 신호분석을 통하여 사고를 검출하는 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법을 제공함에 있다.
An object of the present invention is to use a wavelet transform that detects an accident through wavelet transform signal analysis of transient voltage-current data when an accident occurs in a direct ground system extra-high voltage transmission line drawn from an arbitrary substation. An object of the present invention is to provide an accident detection method for a distribution line.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법은 a) 고장 발생 전 정상시 배전선로를 구성하는 각 노드의 컨덕턴스와 서셉턴스 비례상수를 측정하고, 고장 발생 후 변전소 인출단에서 하이패스 필터와 로우패스 필터로 구성된 다단계의 웨이브릿 필터 뱅크를 이용하여 과도 상태의 전압 및 전류에 대한 웨이브릿 변환을 수행하는 단계, b) 4차 웨이브릿 변환에 의한 계수값을 이용하여 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 있는지 확인하는 단계, c) 상기 b) 단계의 확인 결과 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 있으면, 그 신호에 의해 1선 사고를 검출한 후, 상기 4차 웨이브릿 변환에 의한 계수값에 대한 기본파를 추출하여 고장점을 추정하는 단계, d) 상기 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 없으면, 1차 하이패스 필터를 통해 검출된 신호가 있는지의 여부를 확인하는 단계 및 e) 상기 d) 단계의 확인 결과 상기 1차 하이패스 필터를 통해 검출된 신호가 있으면, 상기 검출된 신호에 의해 고저항 사고 발생 여부를 검출한 후, 상기 4단계 로우패스 필터의 계수값에 대한 기본파를 추출하여 고장시 임피던스 값을 산출하고, 상기 산출된 고장지 임피던스 값의 궤적을 추적하여 고장점을 검출하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of detecting an accident of a distribution line using wavelet transformation according to the present invention includes a) measuring conductance and susceptibility proportional constants of each node constituting a distribution line in a normal state before a failure occurs, and after a failure occurs. Performing wavelet transformation on the transient voltage and current using a multi-stage wavelet filter bank composed of a high pass filter and a low pass filter at the substation lead-out, b) counting the coefficient values by the fourth-order wavelet transformation Checking whether there is a signal detected through the lowpass filter by using the same; Estimating a failure point by extracting a fundamental wave with respect to a coefficient value by a difference wavelet transform, d) if no signal is detected through the low pass filter, 1 Checking whether there is a signal detected through the high pass filter and e) if there is a signal detected through the first high pass filter as a result of checking in step d), a high resistance accident occurs by the detected signal After detecting whether or not, extracting the fundamental wave for the coefficient value of the four-stage low-pass filter to calculate the impedance value of the failure, and detecting the failure point by tracking the trajectory of the calculated fault impedance value; do.
본 발명은 e-1) 상기 e) 단계는 고저항 사고의 검출을 위해 사고 판단용 변수(count)와, 착오 방지용 변수(limit)를 초기화는 단계; e-2) 전류의 1단계 하이패스 필터 성분을 계산하는 단계; e-3) 상기 e-2) 단계에서 계산한 전류의 1단계 하이패스 필터 성분에 대한 한 주기를 합한 값이 50을 넘는 경우 상기 사고 판단용 변수(count)의 값을 1 증가시키는 단계; 및 e-4) 상기 e-2) 단계 및 e-3) 단계를 반복 수행하여 상기 사고 판단용 변수(count)의 값이 160을 넘으면, 고저항 사고로 판별하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step e-1) includes: initializing a variable for determining an accident and a variable for preventing an error in order to detect a high resistance accident; e-2) calculating a one-step high pass filter component of the current; e-3) increasing the value of the accident determination variable by 1 when the sum of one period for the first stage high pass filter component of the current calculated in step e-2 is greater than 50; And e-4) repeating steps e-2) and e-3) to determine the high resistance accident if the value of the accident determination variable (count) exceeds 160.
또한, 본 발명에 따른 상기 e-3) 단계는 상기 e-2) 단계에서 계산한 전류의 1단계 하이패스 필터 성분에 대한 한 주기를 합한 값이 50을 넘지 않는 경우 상기 착오 방지용 변수(limit)의 값을 1 증가시킨 후, 데이터를 이동시켜 1 단계 하이패스 필터 성분에 대한 새로운 한 주기를 선택하고, 상기 e-2) 단계 이후의 과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step (e-3) according to the present invention is the error prevention parameter (limit) when the sum of one period for the first stage high-pass filter component of the current calculated in the step e-2) does not exceed 50 After increasing the value of 1, the data is moved to select a new period for the one-step high pass filter component, and the process after the step e-2) is performed.
또한, 본 발명에 따른 상기 e-4) 단계는 상기 사고 판단용 변수(count)의 값이 160을 넘지 않는 경우, 상기 착오 방지용 변수(limit)의 값을 1 증가시켜 그 값이 196 이상이면, 상기 사고 판단용 변수(count) 및 착오 방지용 변수(limit)를 0으로 초기화한 후, 상기 e-2 단계 이후의 과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the step e-4) according to the present invention increases the value of the error prevention variable (limit) by 1 when the value of the accident determination variable (count) does not exceed 160, and if the value is 196 or more, After initializing the accident determination variable (count) and the error prevention variable (limit) to 0, the process after the step e-2 is characterized in that to perform.
본 발명에 의하면, 임의의 변전소에서 인출되는 직접 접지 계통 특고압 송전선로에서 사고가 발생하였을 경우, 과도상태의 전압전류 데이터에 대한 웨이브릿 변환 신호분석을 통하여 사고를 검출할 수 있다.
According to the present invention, when an accident occurs in a direct ground system extra-high voltage power transmission line drawn from an arbitrary substation, the accident can be detected through wavelet transform signal analysis on voltage and current data in a transient state.
도 1은 배전계통 고장 시의 충전 변동 계통 모델과 이에 대응되는 등가 회로,
도 2 는 웨이브릿 필터 뱅크의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 배전 선로의 사고 검출 방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고
도 4 는 도 3에 따른 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법의 지락 사고 판단 과정을 나타낸 흐름도이다. 1 is a charging fluctuation system model and an equivalent circuit corresponding thereto in case of a distribution system failure;
2 is a block diagram showing the configuration of a wavelet filter bank;
3 is a flowchart provided to explain an accident detection method of a distribution line according to the present invention, and
4 is a flowchart illustrating a ground fault determination process of an accident detection method of a distribution line using wavelet transformation according to FIG. 3.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 배전계통 고장 시의 충전 변동 계통 모델과 이에 대응되는 등가 회로이고, 도 2는 웨이브릿(Wavelet) 필터 뱅크의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a charge fluctuation system model and an equivalent circuit corresponding thereto when a distribution system failure occurs, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a wavelet filter bank.
종래기술에서 설명한 바와 같이, 배전 계통 고장 시에 단일 단 방식에 따라 하나의 전력량계를 변전소 인출단에 설치하여 고장 발생 배전선 일 단의 정보(전압, 전류)를 계측하여 고장 점을 파악하게 된다. 전력량계로 획득한 정보는 도 2의 웨이브릿 필터 뱅크를 통해 분석된다. As described in the related art, in the case of a distribution system failure, a single power meter is installed at the substation drawer terminal in a single stage manner to determine a failure point by measuring information (voltage and current) of one end of a failed distribution line. The information obtained by the electricity meter is analyzed through the wavelet filter bank of FIG. 2.
도 2를 참조하면, 웨이브릿 필터 뱅크는 하이패스 필터(D1, D2, D3,…,Dn)와 로우패스 필터(A1, A2, A3,…,An)로 구성된 복수 개의 필터뱅크(10, 20, 30)가 다단으로 배치된 구조를 가지며, 원 신호(S)에 대해 웨이브릿 변환을 반복하게 된다. 웨이브릿 변환은 주어진 시간함수를 실수의 2 차원 평면에서 직교기저함수(Orthogonal Basis Function)들의 집합을 형성하고 있는 웨이브릿 평면으로 투사하여 서로 다른 분해능을 갖는 신호들을 변환시킴으로써 주어진 전력량계 전류 및 전압 신호를 각각 다른 분해능에서 해석할 수 있는 변환이다.Referring to FIG. 2, the wavelet filter bank includes a plurality of
제1 단계 필터뱅크(10)에서는 제1 로우 패스 필터 출력(A1)과 제1 하이패스 필터 출력(D1)이 출력된다. 제1 단계 필터뱅크(10)의 출력 중에서 제1 로우 패스 필터 출력(A1)이 제2 단계 밸터뱅크(20)로 입력되고, 제2 단계 필터뱅크(20)는 제2 로우 패스 필터 출력(A2)과 제2 하이패스 필터 출력(D2)이 출력된다. 이러한 과정을 반복하여, 제n-1 단계 필터뱅크의 출력 중에서 로우 패스 필터 출력(An-1)이 제n 단계 밸터뱅크(30)로 입력될 것이다.In the first
이때 각 필터링을 통해서 얻어지는 데이터의 양을 감소시켜 신속한 계산을 수행하기 위해, 필요에 따라 다운 샘플링(Down Sampling)이 수행할 수 있다. 웨이브릿 필터 뱅크를 통과한 원 신호(S)는 다음의 수학식 1과 같이 재구성될 수 있다. At this time, in order to reduce the amount of data obtained through each filtering and to perform a quick calculation, down sampling may be performed as necessary. The original signal S having passed through the wavelet filter bank may be reconstructed as shown in
이와 같이 로우패스 웨이브릿 필터들의 주파수 분석 결과만으로는 기본파의 추출에 적합한 차수(Order)를 결정할 수 없다. 이러한 이유로, 고저항 지락 사고시 발생하는 입력전압과 입력전류을 분석이 필요할 때에 푸리에 분석을 사용하며, 그 결과로 계전점 전압과 전류는 기수 고조파 성분들만을 포함하게 된다. As such, the frequency analysis results of the low pass wavelet filters alone cannot determine an order suitable for the extraction of the fundamental wave. For this reason, Fourier analysis is used when an input voltage and an input current generated in a high resistance ground fault are required, and the relay point voltage and current include only odd harmonic components.
즉, 2 고조파 성분은 많이 포함하지만 3 고조파 성분은 거의 포함하지 않는 제4 단계 분석에서 기본파 성분이 가장 확실하게 추출될 수 있다. That is, the fundamental wave component can be most reliably extracted in the fourth stage of analysis, which includes many second harmonic components but little third harmonic components.
한편, 사고의 검출 및 고장점 추정 과정을 살펴보면, 고저항 지락 사고가 발생하면 전압은 구형파의 특성이 나타나고 전류는 아크 특성이 나타나는데, 이러한 이유로 웨이브릿 변환시 각 단계마다 일정한 계수값으로 나타난다. 매 주기마다 반복되는 웨이브릿 변환의 계수값은 일반적인 스위칭현상이나 과도현상과는 구별되는 특징을 나타내므로 이러한 계수값을 이용하여 1 선 지락 사고 또는 고저항 지락 사고를 검출한다.On the other hand, when the fault is detected and the fault point estimation process is performed, when a high resistance ground fault occurs, voltage exhibits square wave characteristics and current exhibits arc characteristics. The coefficient value of the wavelet transform repeated every cycle is distinguished from the general switching phenomenon or transient phenomenon. Therefore, this coefficient value is used to detect a ground fault or high resistance ground fault.
도 3은 본 발명에 따른 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법의 설명에 제공되는 흐름도로서, 이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법을 설명한다. FIG. 3 is a flowchart provided to explain an accident detection method of a distribution line using wavelet transformation according to the present invention. Hereinafter, with reference to FIG. 3, an accident detection method of a distribution line using wavelet transformation according to the present invention will be described. Explain.
우선, 전자기 과도현상 해석 프로그램(EMTP: Electro Magnetic Transients Program)을 이용하여 고장을 발생시키고(S101), 상기 고장 발생에 따른 전압과 전류를 원신호(S)로 하여 웨이브릿 변환을 실시하여(S102), 그 변환 값에서 4단계 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 있는지 확인한다(S103).First, a fault is generated using an electromagnetic transient analysis program (EMTP) (S101), and wavelet transformation is performed using the voltage and current according to the fault as the original signal (S102). In step S103, it is checked whether there is a signal detected through the low pass filter in the converted value.
상기 S103 단계의 확인 결과, 제4 단계 로우패스 필터를 통해 검출된 신호(A4)가 있으면, 그 신호에 의해 1선 지락 사고를 검출한 후(S104), 제4 단계 로우패스 필터의 계수값에 대한 기본파를 추출한다(S105). 추출한 기본파를 이용하여 고장 점을 추정하게 된다(S110). As a result of the checking in step S103, if there is a signal A4 detected through the fourth stage low pass filter, after detecting a one-line ground fault by the signal (S104), the coefficient value of the fourth stage low pass filter is determined. Extract the fundamental wave (S105). The point of failure is estimated using the extracted fundamental wave (S110).
만약, 상기 S103 단계의 확인 결과, 제4 단계 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 없으면, 제1 단계 하이패스 필터를 통해 검출된 신호(D1)가 있는지의 여부를 확인한다(S106).If there is no signal detected through the fourth step low pass filter as a result of the checking in step S103, it is checked whether there is a signal D1 detected through the first step high pass filter (S106).
상기 S106 단계의 확인 결과, 제1 단계 하이패스 필터를 통해 검출된 신호(D1)가 있으면, 그 신호에 의해 고저항 지락 사고를 검출한 후(S107), 제4 단계 로우패스 필터의 계수 값에 대한 기본파를 추출한다(S108). 그리고 그 기본파의 임피던스 궤적을 추적하여 고장 점을 추정하게 된다(S109, S110). As a result of checking in step S106, if there is a signal D1 detected through the first step high pass filter, a high resistance ground fault is detected by the signal (S107), and then the coefficient value of the fourth step low pass filter is applied. Extract the fundamental wave (S108). And trace the impedance trajectory of the fundamental wave The failure point is estimated (S109, S110).
한편, 상기 S106 단계의 확인 결과, 제1 단계 하이패스 필터를 통해 검출된 신호(D1)가 없는 경우, 2.5 주기 이내에서 소멸되는 캐패시터 스위칭(Capacitor Switching)이나 라인 스위칭(Line Switching)으로 발생되는 과도 현상으로 판단하고 고저항 지락 사고로 판단하지 않는다(S111).
On the other hand, when there is no signal D1 detected through the first step high pass filter as a result of checking in step S106, the transient caused by capacitor switching or line switching disappearing within 2.5 cycles. Judging by the phenomenon and does not judge a high resistance ground fault (S111).
또한, 웨이브릿 변환과정을 통한 4단계의 웨이브릿 분석을 수행하면, 전압과 전류의 5가지 계수값을 얻게 되는데, 이들 계수값 중에서 전류의 D1 계수값이 고저항 지락 사고의 고장검출에 사용된다.In addition, the four-step wavelet analysis through the wavelet conversion process yields five coefficients of voltage and current. Among these coefficients, the current D1 coefficient is used for fault detection of high resistance ground fault. .
이와 같이 D1 계수값이 다른 계수값들보다 고장검출에 유용한 이유는 첫째로, 고장점이 가변되면 D2 성분의 크기는 시간적으로 심한 변동이 생겨 고장발생 시점의 국부화된 분석을 할 수 없지만, D1 성분은 고장점이 가변되어도 시간적인 변동없이 일정한 형태를 나타내기 때문이며, 둘째, 전압의 구형파 특성보다는 전류의 아크 특성이 더욱 분명하고 일정한 형태로 D1 성분에 나타나기 때문이다.
The reason why the D1 count value is more useful for fault detection than other count values is as follows. First, if the failure point is variable, the magnitude of the D2 component fluctuates over time, so that the localized analysis at the time of failure cannot be performed. The reason is that even though the failure point is variable, it shows a constant shape without temporal fluctuation. Second, the arc characteristic of the current appears more clearly and uniformly in the D1 component than the square wave characteristic of the voltage.
도 4는 도 3에 따른 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법의 지락 사고 판단 과정을 나타낸 흐름도로서, 이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명에 의한 지락 사고 판단 과정을 설명한다. FIG. 4 is a flowchart illustrating a ground fault determining process of an accident detection method of a distribution line using wavelet transformation according to FIG. 3. Hereinafter, a ground fault determining process according to the present invention will be described with reference to FIG. 4.
먼저, 전류를 입력받아(S201), 사고 판단용 변수(c)와, 착오 방지용 변수(l)를 초기화한 후(S202), 전류의 제1 단계 하이패스 필터 성분을 계산한다(S203).First, the current is input (S201), the accident determination variable (c) and the error prevention variable (1) are initialized (S202), and then the first stage high pass filter component of the current is calculated (S203).
상기 계산된 전류의 제1 단계 하이패스 필터 성분을 한 주기 동안 합한 값을 구하여(S204), 미리 설정된 기준값(예를 들면, 50)을 초과하는지 여부를 확인한다(S205).The sum of the calculated first stage high-pass filter components of the current is calculated for one period (S204), and it is determined whether or not a predetermined reference value (for example, 50) is exceeded (S205).
상기 S205 단계의 확인 결과, 전류의 제1 단계 하이패스 필터 성분을 한 주기 합이 기준값을 넘으면, 사고 판단용 변수(c) 값을 1 증가시킨 다음(S206) 고저항 지락 사고 판단용 기준값과 비교한다(S207).As a result of checking in step S205, when the period sum of the first stage high-pass filter component of the current exceeds the reference value, the value of the accident determination variable (c) is increased by one (S206) and compared with the reference value for the high resistance ground fault determination. (S207).
상기 S207 단계의 비교 결과, 사고 판단용 변수(c) 값이 고저항 지락 사고 판단용 기준값(예를 들면, 160) 이상이면, 고저항 지락 사고로 판단하고 트립(trip)한다(S208, S209).As a result of the comparison in step S207, if the value of the accident determination variable (c) is equal to or higher than the reference value for high resistance ground fault determination (eg, 160), it is determined as a high resistance ground fault and trips (S208, S209). .
한편, 상기 S207 단계의 비교 결과, 사고 판단용 변수(c) 값이 고저항 지락 사고 판단용 기준값 이하이면, 착오 방지용 변수(l) 값을 1 증가시켜(S212) 스위칭 현상 판단용 기준값과 비교한다(S213). On the other hand, when the comparison result of step S207, if the value of the accident determination variable (c) is less than or equal to the high resistance ground fault determination reference value, by increasing the value of the error prevention variable (l) by one (S212) and compares with the reference value for switching phenomenon determination. (S213).
상기 S213 단계의 비교 결과, 착오 방지용 변수(l) 값이 스위칭 현상 판단용 기준값(예를 들면, 196) 이상이면, 스위칭 현상으로 파악하고(S214), 상기 사고 판단용 변수(c)와 착오 방지용 변수(ㅣ)를 초기화한 후(S215), 전류의 D1 성분을 계산하는 S203 단계로 돌아간다.As a result of the comparison in step S213, if the value of the error prevention variable l is equal to or greater than the reference value for determining the switching phenomenon (for example, 196), it is regarded as a switching phenomenon (S214), and the accident determination variable (c) is used for preventing the error. After initializing the variable (S) (S215), the process returns to step S203 for calculating the D1 component of the current.
도시된 것처럼, 스위칭 현상이 발생하면 S212 내지 S215 단계를 거칠 수 있다. 스위칭 현상의 경우, 사고 판단용 변수(c) 값이 고저항 지락 사고 판단용 기준값에 이르지 못하지만, 착오 방지용 변수(l) 값은 계속 증가하여 착오 방지용 변수(l) 값이 스위치 현상 판단용 기준값 보다 큰 값을 가질 수 있다. 결국, 사고 판단용 변수(c)와 착오 방지용 변수(l)는 0으로 초기화된다. As illustrated, when a switching phenomenon occurs, steps S212 to S215 may be performed. In the case of switching phenomenon, the value of the accident determination variable (c) does not reach the reference value for high resistance ground fault, but the value of the error prevention variable (l) continues to increase so that the value of the error prevention variable (l) is higher than the reference value for the determination of the switch phenomenon. It can have a large value. As a result, the accident determination variable c and the error prevention variable l are initialized to zero.
여기서, 착오 방지용 변수(l)는 다음 스위칭이 발생하였음에도 사고 판단용 변수(c)의 누적으로 고장으로 인식되는 것을 막기 위한 변수이다. Here, the error prevention variable (1) is a variable for preventing the recognition of the failure due to the accumulation of the accident determination variable (c) even when the next switching occurs.
만약, 상기 S213 단계의 비교 결과, 상기 착오 방지용 변수(l) 값이 스위칭 현상 판단용 기준값 이하이면, 데이터를 한 주기 이동한 후(S211), 전류의 D1 성분을 계산하는 S203 단계로 돌아간다.If the comparison result of step S213 indicates that the value of the error prevention variable l is equal to or less than the reference value for determining the switching phenomenon, the data is shifted one cycle (S211), and then the process returns to step S203 for calculating the D1 component of the current.
이상의 방법에 의하면, 고저항 지락 사고를 다른 스위칭 사고 및 유사 현상들과 구별하여 검출할 수 있다.
According to the above method, a high resistance ground fault can be detected by distinguishing it from other switching accidents and similar phenomena.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
10 : 제1 단계 필터 뱅크 20 : 제2 단계 필터 뱅크
30 : 제n 단계 필터 뱅크10: first stage filter bank 20: second stage filter bank
30: nth stage filter bank
Claims (4)
a) 고장 발생 전 정상시 배전선로를 구성하는 각 노드의 컨덕턴스와 서셉턴스 비례상수를 측정하고, 고장 발생 후 변전소 인출단에서 하이패스 필터와 로우패스 필터로 구성된 다단계의 웨이브릿 필터 뱅크를 이용하여 과도 상태의 전압 및 전류에 대한 웨이브릿 변환을 수행하는 단계;
b) 제4 단계 웨이브릿 변환에 의한 계수값을 이용하여 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 있는지 확인하는 단계;
c) 상기 b) 단계의 확인 결과 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 있으면, 상기 검출된 신호를 이용하여 1선 사고를 검출한 후, 상기 제4 단계 웨이브릿 변환에 의한 계수값에 대한 기본파를 추출하여 고장점을 추정하는 단계;
d) 상기 b) 단계의 확인 결과 상기 로우패스 필터를 통해 검출된 신호가 없으면, 제1 단계 하이패스 필터를 통해 검출된 신호가 있는지를 확인하는 단계; 및
e) 상기 d) 단계의 확인 결과 상기 제1 단계 하이패스 필터를 통해 검출된 신호가 있으면, 상기 제1 단계 하이패스 필터를 통해 검출된 신호를 이용하여 100Ω ~ 1000Ω 사이의 고저항-지락-사고 발생 여부를 검출한 후, 상기 제4 단계 웨이브릿 변환의 로우패스 필터의 계수값에 대한 기본파를 추출하여 고장시 임피던스 값을 산출하고, 상기 산출된 고장시 임피던스 값의 궤적을 추적하여 고장점을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법.
As an accident detection method of a distribution line using wavelet transformation,
a) Measure the conductance and susceptance proportional constants of each node constituting the distribution line in the normal state before failure, and use the multi-stage wavelet filter bank composed of high pass filter and low pass filter at substation drawer after failure. Performing wavelet transform on the transient voltage and current;
b) checking whether there is a signal detected through the low pass filter using the coefficient value by the fourth step wavelet transform;
c) If there is a signal detected through the low pass filter as a result of the step b), after detecting a one-line accident using the detected signal, the fundamental wave for the coefficient value by the fourth step wavelet transform Estimating a failure point by extracting a;
d) if there is no signal detected through the low pass filter as a result of the checking in step b), checking whether there is a signal detected through the first step high pass filter; And
e) If there is a signal detected through the first stage high pass filter as a result of the step d), a high resistance- ground fault-accident between 100 Ω and 1000 Ω using the signal detected through the first stage high pass filter. After the detection of the occurrence, the fundamental wave of the coefficient value of the low pass filter of the fourth step wavelet transform is extracted to calculate the impedance value at failure, and the trace point of the calculated failure impedance value is traced. The incident detection method of the distribution line using the wavelet transform, characterized in that it comprises a step of detecting.
상기 e) 단계는,
e-1) 상기 고저항-지락-사고의 검출을 위해 사고 판단용 변수(count)와, 착오 방지용 변수(limit)를 초기화는 단계;
e-2) 전류의 상기 제1 단계 하이패스 필터 성분을 계산하는 단계;
e-3) 상기 e-2) 단계에서 계산한 전류의 제1 단계 하이패스 필터 성분에 대한 한 주기를 합한 값이 50을 넘는 경우 상기 사고 판단용 변수(count)의 값을 1 증가시키는 단계; 및
e-4) 상기 e-2) 단계 및 e-3) 단계를 반복 수행하여 상기 사고 판단용 변수(count)의 값이 160을 넘으면, 상기 고저항-지락-사고로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법.
The method of claim 1,
The step e)
e-1) initializing a variable for determining an accident and a variable for preventing an error in order to detect the high resistance-ground fault-accident;
e-2) calculating said first stage high pass filter component of current;
e-3) increasing the value of the accident determination variable by 1 when the sum of one period for the first stage high pass filter component of the current calculated in step e-2 is greater than 50; And
e-4) repeating steps e-2) and e-3) to determine the high resistance-ground fault-accident if the value of the accident determination variable count exceeds 160. An accident detection method of a distribution line using wavelet transformation.
상기 e-3) 단계는, 상기 e-2) 단계에서 계산한 전류의 상기 제1 단계 하이패스 필터 성분에 대한 한 주기를 합한 값이 50을 넘지 않는 경우 상기 착오 방지용 변수(limit)의 값을 1 증가시킨 후, 데이터를 이동시켜 상기 제1 단계 하이패스 필터 성분에 대한 새로운 한 주기를 선택하고, 상기 e-2) 단계 이후의 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법.
3. The method of claim 2,
In step e-3, when the sum of one period for the first step high-pass filter component of the current calculated in step e-2 does not exceed 50, the value of the error prevention variable is limited. After increasing by 1, data is moved to select a new period for the first step high pass filter component, and the process after step e-2) is performed. Incident Detection Method.
상기 e-4) 단계는 상기 사고 판단용 변수(count)의 값이 160을 넘지 않는 경우, 상기 착오 방지용 변수(limit)의 값을 1 증가시켜 그 값이 196 이상이면, 상기 사고 판단용 변수(count) 및 착오 방지용 변수(limit)를 0으로 초기화한 후, 상기 e-2 단계 이후의 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이브릿 변환을 이용한 배전 선로의 사고 검출 방법.
3. The method of claim 2,
In step e-4, when the value of the accident determination variable count does not exceed 160, the value of the error prevention variable is increased by 1, and if the value is 196 or more, the accident determination variable ( The method for detecting an accident of a distribution line using a wavelet transformation, after the count) and the error prevention variable (limit) is initialized to 0, and the process after the step e-2 is performed.
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