KR101456339B1

KR101456339B1 - 부족 전압 계전기

Info

Publication number: KR101456339B1
Application number: KR1020120137846A
Authority: KR
Inventors: 임현석
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-11-03
Also published as: KR20140069947A

Abstract

본 발명은 부족 전압 계전기에 관한 것으로서, 계기용 변성기를 통해 강하된 전력 선로의 각 상 전압을 감지하고, 동작모드에 따라 모든 상 전압이 한계 전압 미만인지를 조사하거나, 또는 적어도 하나의 상 전압이 한계 전압 미만인지를 조사한다. 그리고, 모든 상 전압 또는 적어도 하나의 상 전압이 한계 전압 미만인 상태가 일정 시간 동안 지속되면, 차단 신호(TRIP 신호)를 출력한다. 계기용 변성기를 통해 강하된 각 상(Phase) 전압을 개별적으로 조사하거나 또는 전체적으로 조사할 수 있으므로, 저전압 상태가 전력 선로의 이상으로 인한 것인지 아니면 계기용 변성기와 같은 기기의 고장으로 인한 것인지를 파악하여, 더욱 안정적으로 동작할 수 있게 된다.

Description

부족 전압 계전기{ Relay for Detecting Under-Voltage }

본 발명은 부족 전압을 감시하는 계전기에 관한 것으로서, 특히 전력 선로에 부족 전압(Under-Voltage)이 발생하였을 때 차단기의 투입과 개방을 더욱 안정적으로 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

일반적으로 부족 전압 계전기는 전력을 공급하는 선로의 전압이 일정 값 이하로 감소되었을 때 동작하는 계전기로서, 전압 강하가 설정된 값보다 크면 전압에 민감한 부하를 차단하거나, 다른 계통의 전원 또는 비상용 전원으로 부하를 전환 시키기 위하여 사용된다.

이를 위하여, 모선의 고전압은 계기용 변성기(PT: Potential Transformer)를 통해 부족 전압 계전기가 받아 들일 수 있는 전압으로 강하되고, 부족 전압 계전기는 강하된 전압을 디지털 값으로 변환하여 인식한다.

그런데 계기용 변성기(PT)에 고장이 발생하면 잘못된 전압 계측으로 인해 부족 전압 계전기가 오동작 할 수 있다. 예컨대 외부의 계기용 변성기나 내부의 계기용 변성기에 단선이 발생하였을 때, 이를 기기의 고장이 아닌 전력 선로의 사고로 판단하여 정전을 야기할 수 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 부족 전압 계전기가 전력 선로에 이상이 발생하였는지 아니면 계기용 변성기와 같은 기기에서 고장이 발생한 것인지의 여부를 정확하게 판별하여, 더욱 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 부족 전압 계전기는 계기용 변성기를 통해 강하된 상기 전력 선로의 각 상 전압을 감지하는 입력신호 감지부; 제1모드로 설정된 경우, 상기 입력신호 감지부를 통해 감지된 모든 상 전압이 기 설정된 한계 전압 미만인지를 조사하고, 제2모드로 설정된 경우, 적어도 하나의 상 전압이 상기 한계 전압 미만인지를 조사하는 비교부; 상기 비교부의 조사 결과를 이용하여, 상기 제1모드인 경우 모든 상 전압이 상기 한계 전압 미만인 상태가 계속하여 지속되는 저전압 유지 시간을 측정하고, 상기 제2모드인 경우 상기 적어도 하나의 상 전압이 상기 한계 전압 미만인 상태가 계속하여 지속되는 저전압 유지 시간을 측정하는 타이머부; 및 상기 저전압 유지 시간이 기 설정된 한계 시간을 초과하면 차단 신호를 출력하는 차단신호 출력부를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 부족 전압 계전기는 사용자가 상기 제1, 2모드, 한계 전압, 및 한계 시간 중 하나 이상을 설정할 수 있도록 해 주는 설정부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 부족 전압 계전기는 계기용 변성기(PT)를 통해 강하된 각 상(Phase) 전압을 개별적으로 또는 전체적으로 조사할 수 있다.

이에 따라, 부족 전압이 발생하였을 때 이러한 상태가 전력 선로의 이상으로 인한 것인지 아니면 계기용 변성기와 같은 기기의 고장으로 인한 것인지를 정확하게 파악하여 차단기를 구동시킬 수 있으므로, 더욱 안정적으로 부족 전압 계전기를 운용할 수 있게 된다.

도 1은 부족 전압 계전기가 사용되는 전력 계통의 예,
도 2는 본 발명에 따른 부족 전압 계전기의 일 실시예,
도 3은 본 발명에 따른 부족 전압 계전기의 동작을 설명하는 예이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하자면, 전력 선로(11, 모선)를 통해 부하(13)에 전력이 공급되고, 전력 선로(11)에는 차단기(12)가 구비된다.

계기용 변성기(PT: Potential Transformer,15)는 전력 선로(11)의 고전압을 부족 전압 계전기(20)가 받아 들일 수 있는 전압으로 강하한다.

부족 전압 계전기(20)는 계기용 변성기(15)에서 강하된 전압을 이용하여 전력 선로(11)에 저전압 상태가 발생하는지를 감시하고, 저전압이 발생하면 차단기(12)로 차단 신호(TRIP 신호)를 전달하여 전력을 차단한다.

도 2를 참조하자면, 본 발명에 따른 부족 전압 계전기(20)는 입력신호 감지부(21), 비교부(22), 타이머부(23), 차단신호 출력부(24)를 포함하여 이루어지며, 설정부(25)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

부족 전압 계전기(20)는 그 동작 정보로서 동작모드, 한계 전압, 한계 시간을 이용하여 동작하는데, 동작모드, 한계 전압, 한계 시간 등의 정보는 미리 고정된 값으로 설정되어 있을 수도 있고, 설정부(25)를 통해 사용자가 설정하도록 구성될 수도 있다.

입력신호 감지부(21)는 계기용 변성기(15)를 통해 강하된 전력 선로의 각 상(Phase) 전압을 입력 받아 디지털 값으로 변환한다.

비교부(22)는 기 설정되어 있는 동작모드에 따라 입력신호 감지부(21)를 통해 변환된 각 상 전압을 기 설정되어 있는 한계 전압과 비교하여 전력 선로(11)에 저전압 상태가 발생하였는지의 여부를 조사한다.

이때 동작모드는 제1모드와 제2모드로 구분될 수 있다.

동작모드가 제1모드일 때 비교부(22)는 입력신호 감지부(21)를 통해 감지된 모든 상 전압이 기 설정된 한계 전압 미만인지의 여부를 조사한다.

그러나, 동작모드가 제2모드일 때 비교부(22)는 3개의 상 전압 중 적어도 하나의 상 전압이 한계 전압 미만인지의 여부를 조사한다.

즉, 제1모드에서는 3개의 상 전압이 모두 한계 전압 미만일 때 저전압 상태가 발생한 것으로 판단되며, 제2모드에서는 3개의 상 전압 중 하나 이상의 상 전압이 한계 전압 미만이면 저전압 상태가 발생한 것으로 판단된다.

타이머부(23)는 비교부(22)의 조사 결과에 따라 저전압 유지 시간을 측정하는 역할을 수행한다.

여기서 저전압 유지 시간이란 비교부(22)에서 저전압 상태가 발생한 것으로 조사된 후 저전압 상태가 계속 지속되는 시간을 말한다. 그러므로, 타이머부(23)가 측정하는 저전압 유지 시간도 동작모드에 의존한다.

즉, 동작모드가 제1모드인 경우에 타이머부(23)가 측정하는 저전압 유지 시간은 모든 상 전압에 대해 저전압 상태가 유지되는 시간이 되고, 동작모드가 제2모드인 경우에 타이머부(23)가 측정하는 저전압 유지 시간은 적어도 하나 이상의 상 전압에 대해 저전압 상태가 유지되는 시간이 된다.

차단신호 출력부(24)는 타이머부(23)를 통해 측정되는 저전압 유지 시간이 기 설정된 한계 시간을 초과하면 차단 신호(TRIP 신호)를 출력한다.

차단신호 출력부(24)가 출력하는 차단 신호는 차단기(12)로 전달되고, 차단기(12)는 전력 선로(11)를 차단한다.

이와 같이, 하나의 상 전압에서라도 저전압이 발생하여 일정 시간 동안 유지될 때 차단기(12)를 구동시킬 것인지, 아니면 모든 상 전압에 저전압이 발생하여 일정 시간 동안 유지되어야 차단기(12)를 구동시킬 것인지를 선택할 수 있으므로, 필요에 따라 부족 전압 계전기(20)를 더욱 예민하게 구동시키거나 또는 안정적으로 구동시킬 수 있다.

설정부(25)는 사용자가 부족 전압 계전기(20)의 동작에 필요한 동작모드, 한계 전압, 한계 시간 등을 설정할 수 있도록 해 준다.

설정부(25)가 사용자와 인터페이스 하는 방법은 필요에 따라 얼마든지 다양하게 구성될 수 있다.

예를 들자면, 통신 네트워크를 통해 사용자가 설정한 동작모드, 한계 전압, 한계 시간 등을 수신하여 설정하도록 구성되거나, 사용자가 키패드를 통해 직접 입력하여 설정하도록 구성될 수 있다.

또한, 사용자가 현재 설정 상태를 확인하거나, 변경할 수 있도록 하기 위하여 디스플레이 화면을 구비할 수도 있다.

도 3을 참조하여, 부족 전압 계전기(20)의 동작을 설명하기로 한다.

입력신호 감지부(21)는 계기용 변성기(15)를 통해 강하된 각 상 전압을 디지털 값으로 변환한다(S31).

비교부(22)는 먼저 현재 설정된 동작모드를 확인한다(S32).

동작모드가 제1모드라면 비교부(22)는 입력신호 감지부(21)를 통해 감지된 모든 상 전압이 한계 전압 미만인지의 여부를 조사한다(S33-1).

동작모드가 제1모드일 때, 비교부(22)에 의해 모든 상 전압이 한계 전압 미만이라고 판단되면, 타이머부(23)는 저전압 상태가 계속 지속되는 시간(저전압 유지 시간)을 측정한다. 그리고, 차단신호 출력부(24)는 타이머부(23)에서 측정된 저전압 유지 시간이 한계 시간을 초과하면(S34), 차단 신호를 출력하여 차단기(12)를 구동시킨다(S35).

그러나, 동작모드가 제2모드라면 비교부(22)는 입력신호 감지부(21)를 통해 감지된 상 전압 중 적어도 하나가 한계 전압 미만인지의 여부를 조사한다(S33-2).

동작모드가 제2모드일 때, 비교부(22)에 의해 적어도 어느 하나의 상 전압이 기 설정된 한계 전압 미만이라고 판단되면, 타이머부(23)는 저전압 상태가 계속 지속되는 저전압 유지 시간을 측정한다.

그리고, 차단신호 출력부(24)는 타이머부(23)에서 측정된 저전압 유지 시간이 한계 시간을 초과하면(S34), 차단 신호(TRIP 신호)를 출력하여 차단기(12)를 구동시킨다(S35).

상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.

11: 전력 선로 12: 차단기
13: 부하 15: 계기용 변성기(PT)
20: 부족 전압 계전기 21: 입력신호 감지부
22: 비교부 23: 타이머부
24: 차단신호 출력부 25: 설정부

Claims

전력 선로의 부족 전압 상태를 감시하는 부족 전압 계전기에 있어서,
계기용 변성기를 통해 강하된 상기 전력 선로의 각 상 전압을 감지하는 입력신호 감지부;
제1모드로 설정된 경우, 상기 입력신호 감지부를 통해 감지된 모든 상 전압이 기 설정된 한계 전압 미만인지를 조사하고, 제2모드로 설정된 경우, 적어도 하나의 상 전압이 상기 한계 전압 미만인지를 조사하는 비교부;
상기 비교부의 조사 결과를 이용하여, 상기 제1모드인 경우 모든 상 전압이 상기 한계 전압 미만인 상태가 계속하여 지속되는 저전압 유지 시간을 측정하고, 상기 제2모드인 경우 상기 적어도 하나의 상 전압이 상기 한계 전압 미만인 상태가 계속하여 지속되는 저전압 유지 시간을 측정하는 타이머부; 및
상기 저전압 유지 시간이 기 설정된 한계 시간을 초과하면 차단 신호를 출력하는 차단신호 출력부를 포함하는 부족 전압 계전기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1, 2모드, 한계 전압, 및 한계 시간 중 하나 이상을 설정할 수 있도록 해 주는 설정부를 더 포함하는 부족전압 계전기.