KR101398147B1

KR101398147B1 - 다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101398147B1
Application number: KR1020120007848A
Authority: KR
Inventors: 추경용; 유남철
Original assignee: 한전케이디엔주식회사
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2014-05-20
Also published as: KR20130086834A

Abstract

본 발명은 다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 배전계통에 고장발생 시 보호기기를 이용하여 배전변전소의 주변압기로부터 공급되는 고장전류를 차단하고 있으며, 이때 다기능 단말장치는 고장을 차단하는 보호기기와 협조하고, 개폐기로부터 얻어지는 배전선로의 전압/전류를 연산하여 고장 시점부터 보호기기가 고장을 차단하는 시점까지 발생하는 고장인지, 고장 전류 방향, 고장표시(FI/Fault Indicate) 데이터를 적절하게 생성하고, 상호간에 송수신하여 고장구간 만을 자동으로 분리하고 상시개방점의 개폐기를 자동 투입하여, 고장으로 인해 불필요하게 경험하는 건전구간의 전원을 자동으로 복구함으로써 배전계통의 고장을 자동으로 처리하는 것에 관한 것이다.

Description

다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 시스템 및 방법{An Automatic Fault Processing System and Method of a Power Distribution System by using Inter-communications among Multifunction Terminals}

현재의 배전계통에서 고장이 발생하면 보호기기 (다회로 차단기, 리크로저 등)로 배전변전소의 주전원으로부터 공급되는 고장전류를 차단하고 배전자동화 시스템의 중앙제어장치로 고장 차단 이벤트를 전송한다. 이때 보호기기가 고장을 차단하면, 보호기기와 고장지점 사이에 설치된 개폐기용 단말장치는 개폐기로부터 공급되는 전압/전류 데이터를 연산하여 고장을 인식하고 무전압이 되는 시점에 고장표시 이벤트(Fault Indicate/순간, 일시)를 발생하여 중앙제어장치로 전송한다. 그러면 배전자동화 시스템 운영자는 이 데이터를 분석하여 고장구간을 판단하고 고장구간 양단의 개폐기를 개방하여 고장구간을 배전계통에서 분리하고 다른 전원과 연계되어 있는 상시개방점의 개폐기를 투입하여 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 구간에 전원을 공급하고 있다.

이때 배전자동화 시스템 운영자가 배전계통에 고장 처리를 위해서는 적지 않은 시간이 소요된다. 그 이유로 첫째, 보호기기용 단말장치나 개폐기용 단말장치들이 고장표시 이벤트를 중앙제어장치 전송하기 위한 통신매체 때문이다. 현재 배전자동화 시스템의 통신망은 대부분 광통신을 이용하고 있지만, 아직도 KT 전용회선이라든지 심지어는 무선통신(TRS, CDMA)을 사용하는 사이트도 있어서 각 단말장치의 이벤트를 중앙제어장치에 전송하기 위해서는 수초에서 많게는 수분이 소요되고 있다. 또한 시스템 운영자가 각 단말장치에게 명령을 내리면, 이 데이터가 단말장치에 도달하는 데에도 많은 시간이 소요된다. 둘째, 이러한 통신 매체의 영향으로 각 단말장치는 이벤트가 발생하면 즉시 전송하는 것이 아니고, 수초 정도 지나서 이벤트를 모아서 전송하는 방식을 채택하고 있다. 셋째, 이러한 이벤트들이 중앙제어장치로 전송되면 시스템 운영자가 고장구간을 판단하는데 소요되는 시간, 고장구간 분리를 위해 해당 개폐기를 조작하는 시간, 개폐기가 고장구간을 분리했는지 확인한 후 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 구간에 전력을 전송하도록 하기 위해 보호기기 조작시간 및 상시개방점의 개폐기 조작시간이 소요된다. 또한 상시 개방점이 여러 개일 경우(대부분 3연계 이상을 하고 있음) 시스템 운영자가 적정한 상시 개방점을 선택하는 데에도 시간이 소요된다. 이와 같은 이유로 시스템 운영자가 배전계통의 고장을 처리하는 시간은 많게는 수분의 시간이 소요된다. 이로 인해 전력 사업자(한국전력공사)입장에서는 지장공급전력(공급되어야 할 전력을 공급 못하는 전력)으로 손해가 있고, 수용가 입장에서는 오랜 시간 동안 전력을 공급받지 못하여 전력품질 측면에서 손해가 되고 있다.

한국등록번호 제10-0683246호는 배전 자동화 시스템 및 상기 시스템을 위한 고정 무선 브리지 통신장치에 관한 것으로, 고정 무선 브리지 기능을 구비한 무선통신장치를 통하여 배전 자동화 제어신호를 송수신하는 시스템 및 상기 무선 통신장치의 구성에 관한 것이다.

한국등록번호 제10-0683246호는 광통신망을 기본으로 배전 자동화 시스템의 네트워크를 구성하고, 무선 브리지 통신을 이용하여 배전 자동화 지역을 확장한다는 점에서 본 발명과 유사성을 가진다.

그러나, 본 발명은 기존의 광통신 시설을 그대로 이용하여 다기능 단말장치 간에 신속한 상호 통신을 제공하여, 고장인지, 고장처리가 빠르게 진행될 수 있도록 하는 기술인 반면, 상기 한국등록번호 제10-0683246호는 광통신망의 포설 비용이나 유지 비용이 높아 광통신망을 백본으로만 사용하고, 그 외의 네트워크 구성을 위하여 광통신망을 대체하는 고정 무선 브리지 통신을 이용하여 배전 자동화 시스템의 네트워크를 구성하는 차이가 있습니다. 즉, 본 발명은 비용 절감을 위해 광통신망 대신 고정 무선 브리지 통신을 이용하는 한국등록번호 제10-0683246호와 달리, 설치된 광통신 시설을 이용하여 비용절감은 물론 기기 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 가공용/지중용 알고리즘 각각의 데이터 통신을 통해 고장구간을 신속하고 정확하게 파악, 고장구간에 대한 처리가 가능하도록 하는 점에서 추가적 기능이 있는 것이다.

한국등록번호 제10-0920945호는 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 배전선로 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 고장 감지기로부터 수신된 고장 감지 여부를 이용하여, 고장이 발생한 위치에 대한 정보를 생성하고, 정확한 위치를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 한국등록번호 제10-0920945호는 전류 방향에 기반하여 고장 발생 위치를 검출하고, 고장인지 시 해당 고장구간을 자동 분리한다는 점에서 본 발명과 유사한 부분이 있다.

그러나, 본 발명은 고장전류에 대한 체크를 통해 고장구간을 자동 파악하고, 해당 구간을 자동 분리함과 아울러 상시 개방점을 자동 개폐하며, 다기능 단말장치 간 광통신을 수행함에 있어서, 기존에 설치된 광통신 시설을 그대로 이용함으로써 경제적이고 안정적으로 고장에 대한 대처가 가능한 반면, 한국등록번호 제10-0920945호는 단순히 전류의 방향에 대한 감지기의 위치를 이용하여, 고장을 인식한 감지기와 고장을 인식하지 못한 감지기간의 위치 차를 통해 고장 지점을 파악한다는 점에서 차이가 있다. 즉, 본 발명은 광통신망을 적용하여 신속하게 다기능 단말장치 간 통신을 수행하고, 상호 송수신된 데이터를 파악하여 자동으로 고장구간 검출이 가능할 뿐만 아니라, 이에 따라 고장구간에 대한 처리 또한 자동화 및 신속화가 가능하다는 점에서 한국등록번호 제10-0920945호에 비해 추가적 기능을 가지는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배전자동화 시스템을 이용하여 여러 가지 방법을 모색하여 적용을 하고 있다.

첫째, 시스템 운영자가 고장 처리를 하기 위해 보호기기 및 개폐기를 원격 조작하는 것은 배전계통에 일시사고가 발생하였을 경우인데, 이때 시간을 단축하기 위해 개폐기용 단말장치의 경우 기존에는 보호기기가 고장을 차단하면 일시 FI라고 고장유형을 판단한 후에 고장 표시 데이터를 중앙제어장치로 전송하였으나, 이에 대한 기능을 개선하여, 개폐기용 단말장치는 고장 시점에 고장표시 이벤트를 전송하여 시스템 운영자가 배전계통에 사고를 빨리 인지할 수 있도록 하여 고장처리 준비를 할 수 있는 시간을 준 후, 일시 FI라고 판단하면 그때 고장유형을 전송하도록 하였다. 예를 들어, 일시 FI 판단 조건은 고장 판단 설정값 이상의 전류 경험 후 무전압이 설정값 (Default: 20초)이상 유지 되면 일시 FI로 판단할 수 있다.

둘째 섹션널라이져 기능을 변형하여 개폐기용 단말장치에 기능 구현함으로써, 보호기기와 협조하여 고장을 경험하고 무전압이 발생한 단말장치는 보호기기 재폐로 시간에 자동을 개방되어 시스템 운영자의 명령 없이도 고장구간을 축소하도록 기능구현 하였다.

셋째 지중 배전계통을 Closed Loop화하고 모든 선로의 감시 배전기기를 다회로 차단기로 구성하고, CCD(Closed Loop System용 제어 단말장치)를 이용하여 고장 구간 이외의 지역은 정전 없이 고장구간만을 차단할 수 있는 시스템도 도입하였다.

넷째 중앙제어장치에 자동고장처리 알고리즘을 구현하여 각 단말장치에서 보내주는 고장관련 데이터를 취합하여 별도 운영자의 판단이나 지령 없이 프로그램이 자동으로 고장을 처리할 수 있도록 하고 있다.

다섯째 시스템 운영자가 고장구간을 판단하는데 용이하도록 고장 전류의 방향 정보를 전송하여 휴먼에러를 방지하도록 하였다.

상기 배전계통의 고장처리 중 개폐기를 위한 고장구간 분리(축소) 및 상시개방점을 이용한 건전구간의 전원 공급은 배전자동화 시스템을 이용하고 있지만 시스템 운영자에 의해 수동적인 개념으로 시행되고 있어서, 고장구간 이외의 건전구간이 고장으로 인해 불필요하게 긴 정전시간을 경험하게 된다. 이를 해결하기 위해, 고장처리를 시스템 운영자에게 의존하지 않고, 기존 상품화되어 있는 제품을 이용 및 수정하여 현장의 단말장치 상호간 통신으로 고장을 자동 처리할 수 있는 훨씬 경제적이고 안정적인 방법을 제시하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 방법은 고유 기능에 장치 간 통신을 이용하여 고장구간을 인지하는 단계; 후비측(전원측)의 보호기기와 협조하여 고장구간을 자동으로 분리하는 단계; 및 상시개방점을 자동으로 투입하여 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 구간에 전원을 공급할 수 있도록 하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서 상기 고장구간을 자동으로 분리하는 단계와 상기 상시개방점을 자동으로 투입하여 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 구간에 전원을 공급할 수 있도록 하는 단계는 시스템 운영자에게 의존하지 않고 다기능 단말장치 상호 간 통신으로 고장을 자동 처리할 수 있는 것이며,

상기 다기능 단말장치는 고장 시점에 고장표시 이벤트를 전송하여 시스템 운영자가 배전계통에 사고를 빨리 인지할 수 있도록 하여 고장처리 준비를 할 수 있는 시간을 준 후, 일시 FI라고 판단하면 그때 고장유형을 전송하도록 하며,

상기 일시 FI를 판단하는 조건은 고장 판단 설정값 이상의 전류 경험 후 무전압이 설정값 (Default: 20초) 이상 유지되면 일시 FI로 판단하는 것이고,

상기 다기능 단말장치는 보호기기와 협조하여 고장을 경험하고 무전압이 발생한 상기 다기능 단말장치는 보호기기 재 폐로 시간에 자동으로 개방되어 시스템 운영자의 명령 없이도 고장구간을 축소하도록 하며,

상기 배전계통을 Closed Loop화하고 모든 선로의 감시 배전기기를 다회로 차단기로 구성하고, CCD(Closed Loop System용 제어 단말장치)를 이용하여 고장 구간 이외의 지역은 정전 없이 고장구간만을 차단할 수 있으며,

상기 다기능 단말장치에서 보내주는 고장관련 데이터를 취합하여 별도 운영자의 판단이나 지령 없이 자동으로 고장을 처리할 수 있고,

시스템 운영자가 고장구간을 판단하는데 용이하도록 고장 전류의 방향 정보를 전송하여 휴먼에러를 방지하도록 하며,

상기 배전계통은 가공선로에 대한 배전계통이거나 지중선로에 대한 배전계통일 수 있다.

또한, 전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 시스템은 멀티 Serial 포트를 구비하고 있는 다기능 단말장치; 주장치와 통신하기 위해 시설되어 있는 광케이블을 이용하여 다기능 단말장치의 상호 간 통신을 병행하여 수행할 수 있도록 하는 WSCU (WDM(Wavelength Division Multiplexing/파장분할다중화) based Serial Converter Unit); 및 분기선로에 다기능 단말장치와 통신을 하기 위한 DWB (DAS Wireless Bridge) 무선 통신장비를 포함하여 구성되며,

상기 다기능 단말장치는 고유 기능에 장치 간 통신을 이용하여 고장구간을 인지하고 후비측(전원측)에 보호기기와 협조하여 고장구간을 자동으로 분리하고 상시개방점을 자동으로 투입하여 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 구간에 전원을 공급할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 WSCU는 주장치와 단말장치의 통신을 위해 시설되어 있는 광선로를 이용하여 알고리즘 구현을 위한 단말장치 간 통신을 할 수 있도록 Serial 데이터를 광신호로 변환하여 주장치 통신과 다른 파장을 이용하여 데이터를 전송하며,

상기 DWB는 단말장치의 Serial 데이터를 받아서 무선으로 전송하는 무선통신장치이며, 상기 DWB를 이용하여 가공 혹은 지중 배전선로의 단말장치 간 통신을 수행하는 것이 가능하다.

본 발명은 다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 방법에 관한 것으로, 고장처리를 시스템 운영자에게 의존하지 않고, 기존 상품화되어 있는 제품을 이용 및 수정하여 현장의 단말장치 상호 간 통신으로 고장을 자동 처리할 수 있어, 훨씬 경제적이고 안정적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다기능 단말장치와 WSCU 인터페이스에 관한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다기능 단말장치와 DWB 인터페이스에 관한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다기능 단말장치를 가공선로에 적용한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다기능 단말장치를 지중선로에 적용한 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다기능 단말장치를 가공선로 알고리즘에 대한 동작 설명도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다기능 단말장치를 지중선로 알고리즘에 대한 동작 설명도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 방법의 바람직한 실시의 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다기능 단말장치와 WSCU 인터페이스에 관한 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 다기능 단말장치와 DWB 인터페이스에 관한 구성도이다.

현장의 단말장치 간 통신을 위한 구성은 멀티(3개 이상) Serial 포트를 구비하고 있는 다기능 단말장치, 주장치와 통신하기 위해 시설되어 있는 광케이블을 이용하여 다기능 단말장치의 상호 간 통신을 병행하여 수행할 수 있도록 하는 WSCU (WDM(Wavelength Division Multiplexing/파장분할다중화) based Serial Converter Unit) 및 분기선로에 다기능 단말장치와 통신을 하기 위한 DWB (DAS Wireless Bridge) 무선 통신장비로 이루어져 있다.

다기능 단말장치는 고유 기능에 장치 간 통신을 이용하여 고장구간을 인지하고 후비측(전원측)에 보호기기와 협조하여 고장구간을 자동으로 분리하고 상시개방점을 자동으로 투입하여 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 구간에 전원을 공급할 수 있는 알고리즘을 추가로 구현할 수 있다.

WSCU는 주장치와 단말장치의 통신을 위해 시설되어 있는 광선로를 이용하여 알고리즘 구현을 위한 단말장치 간 통신을 할 수 있도록 Serial 데이터를 광신호로 변환하여 주장치 통신(1510nm 파장)과 다른 파장(1350nm)을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.

DWB는 단말장치의 Serial 데이터를 받아서 무선으로 전송하는 무선통신장치로 이를 이용하여 가공 배전선로 분기선로의 단말장치 간 통신을 할 수 있도록 활용할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 다기능 단말장치를 가공선로에 적용한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다기능 단말장치를 지중선로에 적용한 구성도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 상기 알고리즘의 동작을 설명하고자 한다.

먼저 1:1 통신을 위한 데이터 프레임의 비트 할당은 [표 1]과 같다.

7	6	5	4	3	2	1	0
52B	DTT	BT	PT	PC	Echo PT Echo PC	Address	Address

각 비트 데이터의 SET/RESET 조건에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

1) PT는 정방향 판정 후 FI 발생 시점(무전압)에 SET되고, 활선이거나 자신의 개폐기에 개방신호를 발생하거나 BT 수신시 RESET된다. 논리 포트 사용 시 어느 한 포트라도 BT 수신하면 2 포트 모두 PT가 Reset된다.

2) Echo PT는 00(투입), 80(개방), 및 PT SET되어 있는 상태에서 EDT (Echo PT/PC Delay Time) 이상 PT 수신시 SET되고, 활선이거나, PT 미 수신시 및 논리포트 사용 시 어느 한 포트라도 EDT 전에 BT 수신하면 Echo PT Reset된다.

3) BT는 역방향 판정 후 FI 발생 시점(무전압)에 SET되고, 또한 자신이 BT 상태에서 PT가 수신되면 EDT 후에 다시 BT Set된다 (BT 먼저 수신 후 PT 발생 시 문제 해결). 또한 활선이거나, 자신의 개폐기에 개방신호를 발생하거나, PT Reset시에 RESET된다.

4) DTT는 Echo PT 수신을 ODT 이상유지 후 Echo PT 수신 Port에 Set되고, Trip Fail 시에는 TFT 후에 양쪽 포트에 Set되며, 활선이거나, 52B를 수신한 Port에서, 1초 후 RESET된다.

5) PC는 개방된 상태에서 한쪽 사선되고 CWT 경과 후 SET된다. PC를 수신한 반대 Port로 SET된다. 단, PT 또는 DTT를 수신한 Port가 PC Set 조건일 때 PC Set 안하며, FI Logic이 동작 상태인 단말장치는 PC 전달 안하고, PC 수신 받아 PC 송신해야 할 Port가 통신실패(논리포트 포함) 일 때 PC 전송 안한다. 또한, PC를 Set해야 할 Port가 통신실패(논리포트 포함) 일 때 PC Set 안한다. 활선이거나 PC 미 수신시, 자신의 개폐기에 투입신호를 발생할 때, PCHT 완료시 RESET된다.

6) Echo PC는 DTT 수신에 의해 개방된 상태에서 EDT 이상 PC 수신 시 수신된 Port가 Echo PC를 수신했을 때, 수신한 Port가 PC가 Set되어 있고, 수신한 단말장치가 CWT 완료 후 PC를 SET하지 않았다면 반대 Port로 SET(FI Logic이 동작 상태인 단말장치는 제외)된다. 활선이거나 PC 미 수신시 RESET된다.

7) 52B는 개방시 SET되고, 투입시 RESET된다.

아래는 도 5의 가공용 알고리즘을 위한 각 포트 별 어드레스 지정은 [표 2] 와 같다.

11	10	01	00
L	S2	S1	R

여기서, R 및 L은 물리적 포트를 나타내고, S1 및 S2는 논리적 포트를 나타낸다. 아래는 가공용 단말장치 알고리즘 내부 타이머에 대한 START & RESET 조건의 설명이다.

1) BDT(Backup Delay Time)는 통신이 정상상태에서 PT SET일 때 START하고, 활선이거나, PT RESET시, Echo PT를 수신시, BDT 완료시에 RESET된다. BDT 완료시점에 자신의 개폐기를 Trip하고 PT가 Set되어 있는 Port에 DTT Set되며, TFT Start하며, 논리 로직을 사용할 경우 둘 중에 먼저 BDT 완료되는 시점을 기준으로 개폐기 Trip한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 3.0s(ODT + EDT 이상)이다.

2) ODT(Open Delay Time)는 자신이 PT 상태에서 Echo PT 수신시 START하고, 활선이거나, ODT 완료시, PT 미 발생시, Echo PT 미 수신시 RESET 된다. ODT 완료시점에 자신의 개폐기를 Trip하고, Echo PT 수신측에 DTT Set하며, TFT Start한다. 논리 로직을 사용할 경우 둘 중에 먼저 ODT 완료되는 시점을 기준으로 개폐기 Trip한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이며, 단계는 0.1s이고, Default는 1.0s이다.

3) CWT(Close Wait Time)는 개방상태 & 한쪽 사선일 때 START하고, 사선된 한쪽 활선이거나, CWT 완료시, PT 수신시, DTT 수신시 RESET된다. CWT 완료시점에 다음과 같이 PC Set되고, PCHT Start한다. 3-1) Reference Port가 R로 설정되었을 경우, 전원측 사선이면 L Port에 PC SET되고, 부하측 사선이면 R Port에 PC SET된다. 3-2) Reference Port가 L로 설정되었을 경우, 전원측 사선이면 R Port에 PC SET되고, 부하측 사선이면, L Port에 PC SET된다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 10.0s이다.

4) CDT(Close Delay Time)는 자신이 CWT 완료 후 PC SET된 상태에서 Echo PC 수신하면 START하고, 사선된 한쪽 활선되거나, CDT 완료시, PC Reset시, Echo PC 미 수신시 RESET된다. CDT 완료시점에 자신의 개폐기 Close된다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 1.0s이다.

5) TFT(Trip Fail Time)는 자신의 개폐기에 개방신호 발생하거나, DTT 수신시 START하고, TFT 완료시, 자신의 개폐기 개방 신호 수신시 RESET된다. TFT 완료시점에 양측에 DTT Set된다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 3.0s(내부적으로 처리하는 개방 실패 시간 이상)이다.

6) CFT(Communication Fail Time)는 통신실패 & PT SET시 START하고, 활선시, CFT 완료시 RESET된다. CFT 완료시점에 자신의 개폐기를 Trip하고, TFT Start한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 7.0s이다.

7) EDT(Echo PT/PC Delay Time)는 PT/PC 수신시 START하고, PT를 수신한 Port가 Reference Port인 경우 부하측이 활선시, PT를 수신한 Port가 Reference Port가 아닌 경우 전원측이 활선시, EDT 완료시 RESET된다. 논리 포트 사용 시 PT와 BT를 각각 받으면 EDT Reset(Echo PT 전송 안 함)된다. EDT 완료시점에 Echo PT/PC Set된다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 0.1s이다. 단, Bypass 하는 단말장치는 EDT Time 카운트 안한다.

8) PCHT(PC Hold Time)는 PC SET(CWT 기동한 단말장치만 Time Start)시 START하고, 활선시, PC RESET시, PCHT 완료시 RESET된다. PCHT 완료시점에 PC Reset된다. 시간 범위는 0.0s~180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 2.0s(CDT + EDT 이상)이다.

설정값은 다음과 같다.

기능(function)은 enable과 disable로 나누어지고, reference port는 R과 L이다. 논리적 Sub Port (S1, S2 Port의 데이터 결정, None으로 설정 시 사용 안 함)는 S1: R, L, None과 S2: R, L, None으로 나뉘며, 예를 들어, S1이 R로 설정되어 있으면, R Port에 데이터 전송 시 S1 Port 데이터 함께 전송한다.

수신처리 port는 R: R, L, S1, S2; L: R, L, S1, S2; S1: R, L, S1, S2; S2: R, L, S1, S2로 나뉘며, 통신실패시 개방 선택(Comm Fail Open Select)하고, Not Open은 통신 실패시 PT SET되어도 CFT 후에 개방안된다(default). Open은 CFT 후에 Open된다. 논리포트 사용 시에는 논리 포트까지 모두 통신 실패시 적용된다.

도 3을 참고하여 송수신 포트 설정에 대해서 설명하면 [표 3],[표 4] 과 같다.

1) 데이터 전송 포트 설정

설정값	#1	#2	#5
Refer Port	R	R	R
S1 Port	R	None	L
S2 Port	None	L	None

2) 데이터 수신 포트 설정

설정값	#1	#2	#5
L Port	-	L(03)	L(03)
R Port	S2(10)	L(03)	L(03)
S1 Port	S1(01)	-	S1(01)
S2 Port	-	R(00)	-

기타 개방 및 투입 실패처리와 조건을 정리하면 [표 5]와 같다.

1) 개방 및 투입 실패 처리: 다기능 단말장치 투입 및 개방 이상과 동일하게 처리하며, 개방 및 투입 신호 발생 후 2~3초(내부적으로 고정된 시간) 이내에 개폐기의 투 개방 신호를 받지 못하면 자기진단 이상으로 주장치에 전송한다.

2) 개방 및 투입 조건 정리

- 개방 조건

조건	내 용	비 고
통신정상	통신 정상 시 PT SET EDT 완료 후 Echo PT 수신 ODT 완료	DTT 수신
통신정상	통신 정상 시 PT SET Echo PT 미 수신 BDT 완료
통신실패	통신실패 시 PT SET CFT 완료
차단실패	개방신호 발생 개방 상태 신호를 OFT 완료 동안 미 수신 양쪽 인근 개폐기에 DTT 송신

- 투입 조건: ① 개방 & 양쪽 활선, ② 한쪽 사선 & CWT 완료 후 PC SET, ③ EDT 완료 후 Echo PC 수신, ④ CDT 완료

지중 선로에 대한 데이터 프레임의 BIT SET & RESET 조건은 [표 6]과 같다.

7	6	5	4	3	2	1	0
52B	DTT	BT	PT	PC	Echo PT Echo PC	Address	Address

1) PT는 정방향 판정 후 FI 발생 시점(무전압)에 SET되고, 활선시, 개폐기에 개방신호를 발생시, BT 수신시 RESET된다.

2) Echo PT는 00(투입)시, 80(개방)시, 및 PT SET되어 있는 상태에서 EDT (Echo PT/PC Delay Time) 이상 PT 수신시 SET되고, 활선시, PT 미 수신시 Reset된다.

3) BT는 역방향 판정 후 FI 발생 시점(무전압)에 SET되고, 활선시, 개폐기에 개방신호를 발생시, PT 수신시, 나머지 3개 회로 중 1개 회로라도 PT가 Set 되어 있으면 1초 후 RESET된다.

4) DTT는 Echo PT 수신을 ODT 이상유지시, Trip Fail로 모든 회로 Trip 시에는 연계회로에 DTT 송신(Trip Fail 시에는 모든 회로 Trip)시 SET된다. 활선시, 52B 수신시, 1초 후 RESET된다.

5) PC는 연계회로로 설정된 2개 회로 모두 활선 상태 & 1개 회로 개방된 상태에서 1개 회로가 사선이 되면 CWT 경과 후 사선이 된 Port(회로)에 SET된다. PC를 수신한 반대(물리적) Port(회로)로 SET(전달)한다. PT 또는 DTT를 수신한 Port(회로)가 PC Set 조건일 때 PC Set 안하고, 전달도 하지 않는다. FI Logic이 동작 상태인 회로는 PC 전달 안한다. PC를 Set하거나, PC 수신 받아 전달하기 위해 PC 송신해야 할 Port(회로)가 통신실패 일 때 PC 전송 안한다 (두 회로가 한 Port에 지정이 되어 있고 수신 처리 Port가 No로 설정되어 있지 않을 경우, 두 회로 모두 통신이 되고 있을 때에만 PC를 Set하거나 전달). 활선시, PC 미 수신시, 자신의 개폐기에 투입신호를 발생시, PCHT 완료시 RESET된다.

6) Echo PC는 DTT 수신에 의해 개방된 회로가 있을 때, 개방된 Port(회로) 외에 EDT이상 PC 수신 시 수신된 Port(회로) SET된다. Echo PC를 수신했을 때, 수신한 Port가 PC가 Set되어 있고, 수신한 회로가 CWT 완료 후 PC를 SET하지 않았다면 반대 Port(회로)로 SET된다. FI Logic이 동작 상태인 회로는 Echo PC하지 않는다. DTT를 수신하였으나 개방되지 않은 회로의 단말장치는 Echo PC하지 않는다. 활선시, PC 미 수신시 RESET된다.

7) 52B는 개방시 SET되고, 투입시 RESET된다.

지중용 알고리즘을 위한 통신포트 설정에 있어서, 기능(function)은 enable과 disable로 나누어지고, 각 회로별 어드레스 지정(가공과 함께 사용시 고려)은 [표 7]과 같다.

11	10	01	00
4회로(L)	3회로(S2)	2회로(S1)	1회로(R)

회로별 전송 물리 Port는 다음과 같다. 1회로: R, L (Default: L); 2회로: R, L (Default: L); 3회로: R, L (Default: R); 4회로: R, L (Default: R); 한 Port에 두 회로를 초과하여 선택되면 에러 메시지처리 후 저장 안 되도록 (Error: Port Over Selected) 한다.

수신 처리 Port는 다음과 같다. 1회로: No, 1회로, 2회로, 3회로, 4회로 (Default: 4회로); 2회로: No, 1회로, 2회로, 3회로, 4회로 (Default: No); 3회로: No, 1회로, 2회로, 3회로, 4회로 (Default: No); 4회로: No, 1회로, 2회로, 3회로, 4회로 (Default: 1회로); No로 설정되어 있는 회로는 통신 실패 처리 안한다.

연계회로 선택(PC 전송하기 위함)은 다음과 같다. 1회로, 2회로, 3회로, 4회로(Default: 1회로, 4회로); 다만, '수신 처리 Port'가 No로 선택된 회로는 설정하지 못하도록 한다.

도 4를 참고하여 회로별 전송 물리 포트와 수신 처리 포트의 설정값을 설명하면 [표 8] 및 [표 9]와 같다.

1) 회로별 전송 물리 Port

설정값	#1	#2	#3	#4
1회로	L	L	L	L
2회로	-	-	-	-
3회로	-	-	-	-
4회로	R	R	R	R

2) 수신 처리 Port

설정값	#1	#2	#3	#4
1회로	R	R	R	R
2회로	-	-	-	-
3회로	-	-	-	-
4회로	L	L	L	L

통신실패 시 개방 선택(ComFail Open Select)에 대해서는 다음과 같다. Not Open: 통신 실패 시 PT Set되어도 CFT 후에 개방 안된다(Default). Open: CFT 후에 Open된다. 논리포트 사용 시에는 논리포트까지 모두 통신 실패 시 적용된다.

아래는 도 6의 지중용 단말장치 알고리즘 내부 타이머에 대한 START & RESET 조건의 설명이다.

1) BDT(Backup Delay Time)는 통신이 정상상태에서 PT SET일 때 START하고, 활선시, PT RESET시, Echo PT를 수신시, BDT 완료시 RESET된다. BDT 완료시점에 자기회로 개폐기를 Trip하고 PT가 Set되어 있는 회로에 DTT Set하고, TFT Start한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 3.0s(ODT + EDT 이상)이다.

2) ODT(Open Delay Time)는 자기회로가 PT 상태에서 Echo PT 수신시 START하고, 연계회로로 설정되어 있지 않고, 수신 처리 Port가 No로 설정되어 있는 회로에서 PT 발생 시(Echo PT를 수신하지 않아도 Count, DTT Set하지 않음) START한다. 활선시, ODT 완료시, PT 미 발생시, Echo PT 미 수신시 RESET된다. ODT 완료시점에 자기회로 개폐기를 Trip하고, Echo PT 회로에 DTT Set하며, TFT Start한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 1.0s이다.

3) CWT(Close Wait Time)는 연계회로로 설정된 2개 회로 모두 활선 상태 & 1개회로 개방된 상태에서 START하고, 1개 회로가 사선이 되면 사선이 된 Port(회로)가 START된다. 사선된 회로 활선시, CWT 완료시, PT 수신시, DTT 수신시 RESET된다. CWT 완료시점에 활선에서 사선된 Port(회로)에 PC Set하고, PCHT Start한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 10.0s이다.

4) CDT(Close Delay Time)는 CWT 완료 후 PC SET된 상태에서 Echo PC 수신시 START하고, 사선된 회로 활선시, CDT 완료시, PC Reset시, Echo PC 미 수신시 RESET된다. CDT 완료시점에 연계회로로 선택된 회로 중 개방회로 개폐기 투입된다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 1.0s이다.

5) TFT(Trip Fail Time)는 자기회로 개폐기에 개방신호 발생시, DTT 수신시 START하고, TFT 완료시, 자기회로 개폐기 개방 신호 수신시 RESET된다. TFT 완료시점에 전체회로 Trip하고, 전체 회로 Trip 시 연계회로에 DTT 송신한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 3.0s(내부적으로 처리하는 개방 실패 시간 이상)이다.

6) CFT(Communication Fail Time)는 통신실패 & PT SET시 START하고, 활선시, CFT 완료시 RESET된다. CFT 완료시점에 자기회로 개폐기를 Trip하고, TFT Start하며, 수신 처리 Port가 No로 설정되어 있으면 CFT에 의해 처리하지 않는다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 7.0s이다.

7) EDT(Echo PT/PC Delay Time)는 PT/PC 수신(단 Echo PT나 Echo PC를 전송해야 할 Port(회로)만 Count)시 START하고, PT를 수신한 Port(회로)가 활선시 RESET된다. EDT 완료시점에 Echo PT/PC Set된다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 0.1s이다.

8) PCHT(PC Hold Time)는 PC SET(CWT을 진행한 Port(회로)만 Time Start)시 START하고, 활선시, PC RESET시, PCHT 완료시 RESET된다. PCHT 완료시점에 PC Reset된다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 2.0s(CDT + EDT 이상)이다.

9) IFDT(Inner Fault Delay Time)는 자기회로가 BT 상태이고, 그 외 회로 모두는 PT를 발생하지 않았을 때 START하고, 활선시, IFDT 완료(BT Set 될 때 Start하고 그 외 회로에서 PT 발생하면 IFDT Reset)시 RESET된다. IFDT 완료시점에 모든 회로 개폐기를 Trip하고, TFT Start하며, 전체 회로 Trip 시 연계회로는 DTT 송신한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 1.0s이다.

10) BCFT(Branching Circuit Fault Time)는 연계회로로 선택된 회로 중 1회로(또는 두 회로 모두)가 BT상태이고 분기회로 자신이 PT상태일 때(연계회로 중 한 회로가 PT이면 동작 안함), 개방 후 PT Reset시 START하고, 활선시, BCFT 완료시 RESET된다. BCFT 완료시점에 자기회로 개폐기를 Trip하고, TFT Start한다. 시간 범위는 0.0s ~ 180.0s이고, 단계는 0.1s이며, Default는 3.0s이다.

11) 추가사항(상시개방점 투입)으로는 투입되어있던 회로가 사선이 되고 DTT에 의해 개방이 되면 개방되어있던 연계회로를 CWT 후에 투입된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

10: 다기능 단말장치
20: WSCU (WDM(Wavelength Division Multiplexing/파장분할다중화) based Serial Converter Unit)
30: DWB (DAS Wireless Bridge) 무선 통신장비

Claims

다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 방법에 있어서,
단말장치 상호 간에 고장 전류 방향에 대한 데이터를 송수신하여 고장구간을 인지하는 단계;
과전류를 경험하고 상기 고장구간을 인지 후 소정 시간 이상 무전압이 유지되면, 후비측(전원측)의 보호기기와 협조하여 상기 고장구간을 자동으로 분리하는 단계; 및
고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 건전구간에 전원을 공급할 수 있도록 상시 개방점을 자동으로 투입하는 단계
를 포함하는 배전계통의 자동고장 처리 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 분리하는 단계는,
상기 보호기기의 재폐로 시간에 대응하여 자신의 개폐기와 인접 개폐기를 개방하여 상기 고장구간을 분리하는 단계인 배전계통의 자동고장 처리 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 배전계통이 Closed Loop로 되어 있는 경우에도 개폐기를 이용하여 고장구간을 축소할 수 있는 것을 특징으로 하는 배전계통의 자동고장 처리 방법.
제1항에 있어서,
고장이 인지되면, 중앙제어장치로 고장 이벤트를 전송하는 단계; 및
상기 고장 이벤트를 전송한 후 고장 유형을 판단하는 단계를 더 포함하는 배전계통의 자동고장 처리 방법.
제1항에 있어서,
가공 배전계통에 적용할 수 있는 배전계통의 자동고장 처리 방법
제1항에 있어서,
지중 배전계통에 적용할 수 있는 배전계통의 자동고장 처리 방법
다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 시스템에 있어서,
단말장치 상호 간에 고장 전류 방향에 대한 데이터를 송수신하여 고장구간을 인지하며, 과전류를 경험하고 상기 고장구간을 인지 후 소정 시간 이상 무전압이 유지되면, 후비측(전원측)의 보호기기와 협조하여 상기 고장구간을 자동으로 분리하고, 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 건전구간에 전원을 공급할 수 있도록 상시 개방점을 자동으로 투입하는 다기능 단말장치;
주장치와 통신하기 위해 시설되어 있는 광케이블을 이용하여 다기능 단말장치의 상호 간에 데이터를 송수신하는 WSCU (WDM(Wavelength Division Multiplexing/파장분할다중화) based Serial Converter Unit); 및
분기선로의 다기능 단말장치 상호 간에 데이터를 송수신하는 DWB (DAS Wireless Bridge) 무선 통신장비
를 포함하는 배전계통의 자동고장 처리 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 WSCU는 상기 주장치와의 통신에 사용되는 파장과 다른 파장을 이용하여 다기능 단말장치의 상호 간에 데이터를 송수신하는 배전계통의 자동고장 처리 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 DWB는 상기 분기선로의 다기능 단말장치의 Serial 데이터를 받아서 무선으로 전송하는 배전계통의 자동고장 처리 시스템.