KR20110026719A - Fault location automatic separation method of terminal for distributing automation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배전선로에 고장이 발생한 경우 배전자동화용 단말장치로 고장을 검출하고, 고장방향을 판단하여 상기 고장방향 정보를 장치 간 1:1 통신으로 교환하여 고장구간을 판단하고, 자동으로 고장구간을 분리하는 방법에 관한 것이다.In the present invention, when a failure occurs in a distribution line, a failure is detected by a distribution automation terminal device, the failure direction is determined, the failure direction information is exchanged by 1: 1 communication between devices, and a failure section is determined automatically. It is about how to isolate.
최근에는 전력을 사용하는 부하가 정보통신의 발달과 더불어 마이크로 프로세서 기반의 제어장치 이용이 증가함에 따라 전력의 고품질 및 고신뢰도 공급에 대한 요구가 커지고 있는 실정이다. In recent years, the demand for high quality and high reliability of power is increasing as load using power increases with the use of microprocessor-based control devices with the development of information and communication.
이러한 요구에 부응하고자, 국내에도 배전자동화 시스템 도입으로 배전선로 상에 설치된 배전기기의 배전자동화용 단말장치로부터 상시 데이터를 수집하여 배전선로 감시 및 최적의 계통 운영에 이용되고, 배전선로에 고장이 발생되면, 설치된 각 지점의 배전자동화용 단말장치는 고장 발생 유무를 판단하는 고장 검출 기능을 수행한다.In order to meet these demands, the distribution automation system is also introduced in Korea to collect data from distribution terminal equipment for distribution automation installed on distribution lines and to be used for distribution line monitoring and optimal system operation. Then, the distribution automation terminal of each installed point performs a failure detection function to determine whether a failure occurs.
여기서 제공하는 고장검출 정보를 기반으로 배전선로의 고장 구간을 판단하여 분리하고, 인근 배전선로를 통한 부하 융통으로 건전구간의 정전복구를 시키는 방법으로 전력 공급의 신뢰도 및 정전 시간 단축에 많은 발전이 이루어졌다.Based on the fault detection information provided here, a lot of developments have been made in determining the failure section of the power distribution line and separating it, and restoring the power failure of the power supply section by flexing the load through the neighboring power distribution line. lost.
하지만, 배전자동화 시스템 운영으로 정전시간은 단축되었지만, 현재 운영되고 있는 오픈 루프(Open-Loop) 배전계통에서는 고장이 발생하면 기존의 배전기기는 단순 차단방식으로 여전히 불필요한 광역정전이 발생하고 있고, 해당 배전기기의 배전자동화용 단말장치에 의한 고장구간 판단, 분리, 및 정전 복구 조작시간에 의해 고장이 발생하지 않은 건전구간에서도 길게는 수분의 정전시간이 발생하고 있다.However, although the power failure time was shortened due to the distribution automation system operation, if a failure occurs in the open-loop distribution system that is currently in operation, the existing distributor still has unnecessary wide area interruption by a simple shut-off method. The power failure time of a few minutes occurs even in a healthy section in which a failure has not occurred due to the failure section determination, separation, and power failure recovery operation time of the distribution automation terminal device.
그리고, 상기의 불가피한 건전구간의 정전을 해결하기 위해 클로즈 루프(Closed-Loop) 배전계통 도입을 계획하고 있고 배전계통에 분산전원의 연계가 늘고 있는 시점에서 기존 장치에 고장방향 요소가 없기 때문에 배전기기의 오동작 유발 및 불필요한 고장검출 정보 발생 등으로 인하여 고장구간 판단에 어려움이 발생한다.In order to solve the power failure of the unavoidable power supply section, a closed-loop power distribution system is being introduced, and at the time when the connection of distributed power sources to the power distribution system is increasing, there is no failure direction element in the existing equipment. Difficulty in determining the fault section is caused by malfunction of the fault and unnecessary fault detection information.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배전선로에서 고장이 발생하였을 때 배전자동화용 단말장치에서 고장검출 및 고장방향을 판단하여 인접하는 배전자동화용 단말장치 간 1:1 초고속 통신을 통해 고장방향 정보를 교환함으로써 고장구간을 판단하고, 상기 고장구간에 인접해 있는 배전기기를 신속하게 작동하여 고장구간을 자동으로 분리하여 지중배전 계통의 클로즈 루프에서는 건전구간에 무정전으로 전력을 공급하여 전력공급의 신뢰도를 향상시키고, 그 외의 지중배전 계통의 오픈 루프, 가공 배전 계통의 클로즈 루프 및 오픈 루프에서는 자동으로 고장구간을 분리하여 건전구간의 정전을 복구하여 전력 시스템의 안정성을 향상시키는 고장구간 자동 분리 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to determine the fault detection and failure direction in the terminal equipment for distribution automation when a failure occurs in the distribution line, the adjacent distribution automation Determining the fault section by exchanging fault direction information through 1: 1 ultra-high speed communication between terminal devices, and promptly operating the distributor adjacent to the fault section to automatically isolate the fault section to close loop of the underground distribution system. Improves the reliability of power supply by supplying uninterrupted power to the health section, and recovers the power failure by automatically separating fault sections in open loops of other underground distribution systems, close loops and open loops of overhead distribution systems. It is to provide a method for automatic separation of fault sections that improves the stability of the power system. .
상기 목적을 달성하고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 배전자동화용 단말장치의 고장구간 자동 분리 방법은 인접하는 배전자동화용 단말장치 간 초고속 1:1 통신을 통해 각각의 배전자동화용 단말장치에서 취득한 고장방향 정보를 교환하여 고장구간에 해당하는 배전기기를 작동시켜 고장구간을 분리함으로써 건전구간의 무정전 전력공급, 정전 복구 시간 단축, 및 건전구간의 정전 복구 시 휴먼 장애 방지 등의 효과를 가져올 수 있습니다.In order to achieve the above object and solve the problems of the prior art, the automatic failure section automatic separation method of the distribution automation terminal device of each of the distribution automation terminal device through the ultra-fast 1: 1 communication between adjacent distribution automation terminal devices By exchanging the fault direction information acquired in the system, it operates the distributor corresponding to the fault section and separates the fault section, which can bring about the effects of uninterrupted power supply of the power section, reduction of the blackout recovery time, and prevention of human faults during the blackout recovery of the power section. can.
본 발명은 다수의 배전자동화용 단말장치가 연결되는 배전선로에서 고장이 발생하면, 상기 고장이 발생한 구간을 판단하여 분리하는 방법에 관한 것으로, 배전기기를 통해 전압과 전류를 계측하여 고장을 검출하는 1단계를 포함하고, 상기 고장이 검출되면, 상기 계측된 전압과 전류를 통해 영상분 전압, 영상분 전류, 정상분 전압, 및 정상분 전류를 계산하여 고장방향을 판단하는 2단계를 포함하며, 인접하는 배전자동화용 단말장치와 1:1 통신을 통해 상기 인접하는 배전자동화용 단말장치의 고장방향을 수신하는 3단계를 포함한다. 그리고, 상기 2단계에서 판단된 고장방향과 상기 제 3단계에서 수신된 고장방향을 비교하여 배전선로의 고장 구간을 판단하는 4단계를 포함하며, 상기 고장 구간의 인접한 두 개의 배전자동화용 단말장치의 배전기기를 작동하여 상기 고장구간을 분리하는 5단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method for determining and separating a section in which a failure occurs when a failure occurs in a distribution line to which a plurality of distribution automation terminal devices are connected, and detecting a failure by measuring voltage and current through a distributor. Including the first step, and if the failure is detected, comprising the step of determining the fault direction by calculating the image voltage, the image current, the normal voltage, and the normal current based on the measured voltage and current, And receiving a fault direction of the adjacent power distribution automation terminal device through 1: 1 communication with an adjacent power distribution automation terminal device. And comparing the fault direction determined in
본 발명에서 상기 고장은 상(A,B,C) 고장과 지락(N상) 고장을 포함하며, 두 고장은 서로 별도로 처리할 수 있다. 상기 고장 중 상(A,B,C) 고장일 경우에는 정상분 전압과 정상분 전류의 크기가 설정값 이상인지 판단하는 단계 및 상기 설정값 이상일 경우, 상기 정상분 전압의 위상을 기준으로 정상분 전류의 위상의 차이를 비교하여 고장방향을 판단하는 단계를 포함하며, 지락(N상) 고장일 경우에는 영상분 전압의 크기가 설정값 이상인지 판단하는 단계 및 상기 설정값 이상일 경우, 상기 영상분 전압의 위상을 기준으로 상기 위상분 전류의 위상의 차이를 비교하여 고장방향을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In the present invention, the failure includes a phase (A, B, C) failure and ground fault (N phase) failure, the two failures can be handled separately from each other. In the case of phase (A, B, C) failure during the failure, determining whether the magnitude of the normal voltage and the normal current is greater than or equal to the set value, and if the phase is greater than or equal to the predetermined value, Comparing the phase difference of the current to determine a fault direction, and in the case of a ground fault (N-phase), determining whether the magnitude of the image voltage is greater than or equal to a set value, and if it is greater than or equal to the set value, The method may include determining a failure direction by comparing the phase difference between the phase currents based on the phase of the voltage.
그리고, 이때 기준 전압의 위상과 전류의 위상 차이가 -90 °~ +90°범위에 존재하면 고장방향을 정방향으로 판단하고, 존재하지 않으면 역방향으로 판단할 수 있다.In this case, when the phase difference between the phase of the reference voltage and the current exists in the range of −90 ° to + 90 °, the failure direction may be determined as the forward direction, and when not present, the failure direction may be determined as the reverse direction.
만약, 상 고장방향과 지락 고장방향이 다를 경우에는 정상분을 이용하는 상 고장방향으로 배전자동화용 단말장치의 고장방향을 판단할 수 있다.If the phase failure direction and the ground fault direction are different, the failure direction of the distribution automation terminal device may be determined in the phase failure direction using normal parts.
본 발명에서 상기 고장 구간을 판단하는 4단계에서 상기 2단계에서 판단된 고장방향과 제 3단계에서 수신된 고장방향 정보를 이용하여 상기 배전자동화용 단말장치와 인접하는 배전자동화용 단말장치 사이의 구간을 고장구간으로 판단할 수 있으며, 상기 배전자동화용 단말장치가 변전소로부터 직접 전력을 공급받는 배전기기와 연계되어 있을 경우 상기 배전자동화용 단말장치의 고장방향 정보에 의해 상기 변전소와 상기 배전자동화용 단말장치 사이 구간을 고장구간으로 판단할 수 있다.In the fourth step of determining the failure section in the present invention, the interval between the distribution automation terminal device and the adjacent distribution automation terminal device using the failure direction determined in the second step and the failure direction information received in the third step May be determined as a fault interval, and when the distribution automation terminal device is associated with a distributor supplied with power directly from a substation, the substation and the distribution automation terminal may be determined by fault direction information of the distribution automation terminal device. The section between devices can be determined as the fault section.
그리고, 상기 3단계에서 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 고장방향이 수신되지 않을 경우, 상기 배전자동화용 단말장치와 상기 인접하는 배전자동화용 단말장치의 구간을 고장구간으로 판단할 수 있다.In addition, when the fault direction is not received from the adjacent distribution automation terminal devices in
또한, 상기 2단계 및 상기 3단계의 고장방향이 모두 역방향이고, 배전자동화용 단말장치의 부하연계회로에서 역방향 판단 또는 고장전류가 흐르지 않을 경우, 배전기기 내부 고장으로 판단하여 상기 배전기기의 모든 회로를 작동시켜 배전 선로로부터 상기 배전기기를 분리할 수 있다.In addition, when the fault directions of the second and third stages are all in the reverse direction and the reverse connection or the fault current does not flow in the load linking circuit of the distribution automation terminal device, it is determined that the internal fault of the distributor is determined and all circuits of the distributor are determined. The distributor can be separated from the distribution line by operating.
본 발명에서 상기 고장구간을 분리하는 5단계에 있어서, 상기 고장구간이 자동으로 분리된 후, 소정 시간 동안 고장이 제거되지 않으면 배전기기의 모든 회로를 작동하고, 작동 실패 정보를 인접 배전자동화용 단말장치로 제공하여 후비보호를 할 수 있다.In the fifth step of separating the fault section in the present invention, after the fault section is automatically separated, if the fault is not removed for a predetermined time, all the circuits of the distributor is operated, the operation failure information adjacent terminal for distribution automation Can be provided as a device to protect the pick.
본 발명에 의하면 배전자동화용 단말장치 사이의 1:1 통신을 사용하여 방향성 고장 검출 기능으로 신속하게 고장구간을 판단하고, 변전소의 차단기와 보호협조가 가능한 시간 내에 고장구간을 자동으로 분리함으로써 신뢰성 있는 전력공급이 가능한 효과가 있다.According to the present invention, by using the 1: 1 communication between the terminal equipment for distribution automation, the fault section can be quickly determined by the directional fault detection function, and the fault section is automatically separated within the time period where protection cooperation with the breaker of the substation is possible. Power supply is possible.
또한, 배전자동화용 단말장치 간 상호 1:1 통신상태를 확인하여 상시 통신망 체크가 가능하며, 이에 따라 배전자동화용 시스템의 안정성이 향상되는 효과가 있다.In addition, it is possible to check the communication network at all times by checking the 1: 1 communication state between the distribution automation terminal devices, thereby improving the stability of the distribution automation system.
본 발명은 기출원된 "배전자동화용 단말장치 및 그의 고장전류 보호협조 방법(출원번호 10-2007-0107290)"을 기반으로 하여 배전자동화용 단말장치가 연결된 배전선로에 고장이 발생하였을 때 각각의 배전자동화용 단말장치 간의 1:1 초고속 통신을 사용하여 빠르고 정확하게 고장구간을 인지하고 배전계통의 방식(지중 오픈 루프 방식, 가공 오픈루프 방식, 지중 클로즈 루프 방식, 및 가공 클로즈 루프 방식)에 따라 차별적으로 고장구간을 자동으로 분리하는 방법을 나타낸다. The present invention is based on the previously applied "distribution automation terminal device and its fault current protection cooperative method (application number 10-2007-0107290)" when a failure occurs in the distribution line to which the distribution automation terminal device is connected. By using 1: 1 ultra-high speed communication between terminal equipment for distribution automation, it recognizes the fault section quickly and accurately and differentiates according to the distribution system method (underground open loop method, processed open loop method, underground closed loop method, and processed closed loop method). Indicates how to automatically isolate the fault section.
그리고, 배전자동화용 단말장치는 차단기, 리클로저(Recloser), 개폐기 등과 연계하여 고장구간 자동 분리를 수행할 수 있는 장치의 대표 용어를 나타낸다.In addition, the terminal device for distribution automation represents a representative term of a device capable of performing automatic separation of a failure section in connection with a circuit breaker, a recloser, a switch and the like.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장구간 자동 분리 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a failure section automatic separation system of a distribution automation terminal device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 배전자동화용 단말장치(100)는 메인모듈(MCU, 110), 아날로그 입력 모듈(AIU, 120), 유저 인터페이스 모듈(HMI, 130), 1:1 통신모듈(140), 및 전원모듈(PSU,150)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the terminal device for
메인모듈(110)은 배전자동화용 단말장치의 전반전인 기능을 수용하고, 아날로그 입력 모듈(120)은 배전기기를 통해 배전선로의 전압, 전류 신호를 수신하며, 1:1 통신모듈(140)을 통해 고장방향 판단 정보를 교환하여 고장구간을 판단한다.The
좀더 자세하게, 메인 모듈(110)은 아날로그 입력 모듈(120)로부터 수신되는 전류를 통해 배전선로의 고장을 검출하고, 수신되는 전압과 전류의 정상분과 영상분을 계산한다. 그리고, 전압과 전류의 정상분과 영상분의 위상을 비교하여 고장방향을 판단하고, 1:1 통신모듈(140)을 매개로 인접 배전자동화용 단말장치와 고장방향 정보를 교환한다.In more detail, the
또한, 메인 모듈(110)은 1:1 통신모듈(140)에 의해 수신된 인접 배전기기의 배전자동화용 단말장치의 고장방향과 자신의 고장방향을 비교하여 배전기기(200) 작동 명령을 수행하여 고장구간을 분리한다.In addition, the
이때, 배전기기(200)는 배전선로에 설치되며 차단기, 리크로저, 및 개폐기 등을 포함하며, 배전선로의 전압, 전류를 배전자동화용 단말장치에 제공하고, 고장 발생 시 고장구간을 분리시키는 역할을 한다.In this case, the
아날로그 입력 모듈(120)은 배전기기를 통해서 배전선로에 대한 전압, 전류의 아날로그 신호를 수신한다.The
1:1 통신모듈(140)은 인접하는 배전자동화용 단말장치 사이의 1:1 통신을 가능하도록 하며, 배전선로에 고장이 발생하면 1:1 통신을 통해 고장방향 정보를 서로 교환한다.The 1: 1
유저 인터페이스 모듈(130)은 사용자가 현장에서 배전자동화용 단말장치(100)를 조작하고, 현재 배전자동화용 단말장치(100)의 운전 환경 및 배전선로의 상태를 확인할 수 있도록 디스플레이 화면 및 다수의 조작 버튼을 포함한다.The
전원모듈(150)은 디지털 인터페이스(공통적인 상태신호 및 제어신호 등)를 입출력할 수 있도록 포트를 구비하며, 배전자동화용 단말장치(100)를 구성하는 전 체 모듈에 필요한 전원을 공급한다. The
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장구간 자동 분리 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method for automatically separating a failure section of a terminal device for distribution automation according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전압과 전류를 계측하는 단계(S200)는 배전자동화용 단말장치의 아날로그 입력 모듈로 수신되는 전압과 전류를 계측한다.Referring to FIG. 2, in the step of measuring voltage and current (S200), the voltage and current received by the analog input module of the terminal device for power distribution automation are measured.
고장을 검출하는 단계(S210)는 S200단계에서 계측된 전압이 활선이 되는 시점으로부터 돌입대비 시간 및 돌입 배수를 고려한 후, 전류의 크기로 고장을 검출한다. 이하, 고장을 검출하는 방법은 하기의 도 3을 통해 자세하게 살펴볼 수 있다.Detecting the fault (S210) takes into account the inrush time compared to the inrush time from the time when the voltage measured in the step S200 is live, and detects the fault by the magnitude of the current. Hereinafter, a method of detecting a failure may be described in detail with reference to FIG. 3.
고장방향을 판단하는 단계(S220)는 S210단계에서 고장이 검출되면, S200단계에서 계측된 아날로그 전압과 전류를 이용하여 연산한 전압, 전류의 영상분과 정상분의 위상을 비교하여 고장방향을 판단한다.In the determining of the fault direction (S220), when a fault is detected in step S210, the fault direction is determined by comparing the phases of the image and normal parts of the voltage and current calculated using the analog voltage and current measured in step S200. .
좀더 자세하게, 상(A,B,C) 고장이 검출되면 정상분 전압(V1)과 정상분 전류(I1)의 위상을 비교하여 고장방향을 판단하고, N(지락)상 고장이 검출되면 영상분 전압(V0)과 영상분 전류(Io)의 위상을 비교하여 고장방향을 판단하고 두 방향 판단 정보를 비교하여 고장방향 판단에 대한 신뢰도를 향상시킨다. 이하, 고장방향을 판단하는 방법은 하기의 도 4를 참조할 수 있다.More specifically, when a phase (A, B, C) failure is detected, the fault direction is determined by comparing the phase of the normal voltage (V 1 ) with the normal current (I 1 ). The fault direction is determined by comparing the phase of the image split voltage V 0 and the image split current I o , and the reliability of the fault direction is improved by comparing the two direction determination information. Hereinafter, a method of determining a failure direction may refer to FIG. 4.
고장구간을 판단하는 단계(S230)는 고장을 경험한 인접한 배전자동화용 단말 장치 간의 고장방향 정보를 교환하여 고장 구간을 판단한다.In the determining of the fault section (S230), the fault section is determined by exchanging fault direction information between adjacent terminal devices for distribution automation that have experienced a fault.
좀더 자세하게, 배전선로에 고장을 경험한 배전자동화용 단말장치(100)와 인접하는 배전자동화용 단말장치는 서로 1:1 초고속 통신으로 고장방향 판단 정보를 교환하며, 각 배전 계통(하기의 총 네 가지 방법)에 따라 고장구간 판단이 달리질 수 있다.In more detail, the distribution
첫째, 클로즈 루프 지중 배전계통의 경우 배전자동화용 단말장치(100)의 고장방향이 정방향이고, 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 수신된 고장방향도 정방향을 나타내면, 그 사이 구간을 고장구간으로 판단한다. First, in a closed loop underground distribution system, if the failure direction of the distribution
그리고, 변전소에 인접해 있는 배전자동화용 단말장치(100)의 경우에는 고장방향을 정방향으로 판단하면 그 사이 구간을 고장구간으로 판단하고, 배전자동화용 단말장치(100)가 고장방향을 정방향으로 판단하고 통신이상 등으로 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 임의의 설정시간 동안 정보를 수신하지 못할 경우에는 그 사이 구간을 고장 구간으로 판단한다.In the case of the distribution
또한, 배전기기의 연계회로에서 고장방향을 모두 역방향으로 판단하고, 부하연계회로에서 역방향 판단하거나, 고장전류가 흐르지 않을 경우에는 배전기기 내부 고장으로 판단하여 해당 배전기기의 모든 회로를 작동시켜 기기 내부 고장을 분리시킬 수있다. In addition, all the fault directions are determined in the reverse direction in the linkage circuit of the distributor, and in the reverse direction in the load linking circuit, or in the case of a failure current, it is judged as an internal failure of the distributor and all the circuits of the distributor are operated to operate the inside of the equipment. The fault can be separated.
게다가, 배전기기를 작동시켜야 하는 조건에서 임의의 시간 내에 고장이 제거되지 않을 경우에는 다음 단계(S250)에서 배전기기 작동 실패로 간주하여 해당 배전기기의 모든 회로를 모두 작동시키며, 작동 실패 정보를 인접 배전자동화용 단 말장치에 제공하여 후비보호를 할 수 있도록 한다.In addition, if the fault is not eliminated within a certain time under the condition that the distributor is to be operated, all the circuits of the distributor are considered to operate as the failure of the distributor in the next step (S250), and the operation failure information is adjacent. It is provided to terminal equipment for distribution automation so that pick-up protection can be performed.
둘째, 오픈 루프 지중 배전계통의 경우 배전자동화용 단말장치(100)의 고장방향이 정방향이고, 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 수신한 고장방향 관련 데이터에 고장방향 정보가 없을경우 그 사이 구간을 고장방향으로 판단한다.Second, in the case of the open loop underground distribution system, if the failure direction of the distribution
그리고, 배전자동화용 단말장치(100)가 고장방향을 정방향으로 판단하고 통신 이상 등으로 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 임의의 설정시간 동안 정보를 수신하지 못할 경우에도 그 사이 구간을 고장방향으로 판단할 수 있다.In addition, even when the distribution
셋째, 클로즈 루프 가공 배전계통의 경우 배전자동화용 단말장치(100)의 고장방향이 정방향이고, 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 수신한 고장방향이 역방향을 나타내면, 그 사이 구간을 고장구간으로 판단한다.Third, in the case of the closed loop processing distribution system, if the failure direction of the distribution
그리고, 변전소에 인접해 있는 배전기기의 배전자동화용 단말장치(100)는 고장 방향이 역방향으로 판단되면 그 사이 구간을 고장구간으로 판단하고, 배전자동화용 단말장치(100)가 고장방향을 정방향으로 판단하고 통신이상 등으로 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 임의의 설정시간 동안 정보를 수신하지 못할 경우, 그 사이 구간을 고장구간으로 판단한다.And, if it is determined that the failure direction is in the reverse direction, the
넷째, 오픈 루프 가공 배전계통의 경우 배전자동화용 단말장치(100)의 고장방향이 정방향이고, 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 수신한 고장방향 관련 데이터에 고장 방향 정보가 없을 경우, 그 사이 구간을 고장 구간으로 판단한다.Fourth, in the case of the open loop processing distribution system, if the failure direction of the distribution
그리고, 배전자동화용 단말장치(100)가 고장방향을 정방향으로 판단하고 통신이상 등으로 인접하는 배전자동화용 단말장치로부터 임의의 설정시간 동안 정보 를 수신하지 못할 경우, 그 사이 구간을 고장 구간으로 판단한다. If the distribution
고장구간을 자동으로 분리하는 단계(S240)는 S230단계에서 고장구간으로 판단된 구간의 인접 배전기기를 작동시켜 고장구간을 전체 배전계통에서 분리하며, 클로즈 루프로 운영되는 가공 배전계통 및 오픈루프로 운영되는 가공, 지중 배전계통은 자동으로 해당 배전기기를 작동시켜 고장구간 분리 및 건전구간 정전복구를 신속하게 작동한다.The step of automatically separating the fault section (S240) is to operate the adjacent distributors of the section determined as the fault section in step S230 to separate the fault section from the entire distribution system, and to the processing distribution system and the open loop operated as a closed loop. Operational processing and underground distribution system automatically operate the corresponding distributor to quickly operate fault separation and healthy section power failure recovery.
고장 정보를 제공하는 단계(S250)는 S240단계에서 배전선로의 고장구간을 분리 또는 건건구간의 정전복구 정보를 중앙제어장치로 전송함으로써 시스템 운영자가 고장구간을 인지하고 고장을 복구할 수 있는 정보를 제공한다.Providing the fault information (S250) by separating the fault section of the distribution line or transmitting the power failure recovery information of the dry section to the central control unit in step S240 provides information that the system operator can recognize the fault section and recover the fault to provide.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장을 검출하는 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of detecting a failure of a terminal device for power distribution automation according to an embodiment of the present invention.
일반적으로 배전선로의 고장은 돌입상황 시 고장과 평상시 고장으로 구분되며, 돌입상황은 배전선로의 전압이 한 상이라도 활선이 되는 시점부터 설정 돌입시간까지를 나타내고, 평상시 상황은 배전선로의 전압이 활선이 되는 시점을 기준으로 설정 돌입시간 이후부터이다. Generally, breakdown of distribution line is divided into breakdown in case of inrush and normal breakdown. Inrush situation shows from the point of time when the voltage of power distribution line is live even from one line to set inrush time, and in normal situation, the voltage of power line is live This is after the set inrush time on the basis of the time point.
도 3를 참조하면, 배전자동화용 단말장치에서 배전선로의 전류와 전압을 계측한 후(S3000), 돌입상황을 판단하기 위하여 전원측과 부하측이 활선이 되는 시점을 계측한다(S3100).Referring to FIG. 3, after measuring current and voltage of a distribution line in a distribution automation terminal device (S3000), a time point at which a power supply side and a load side become live to determine an inrush situation (S3100).
S3100단계에서 전원측과 부하측이 활선이 되면, 돌입대비 시간이 초과했는지 를 판단하여(S3200), 돌입대비 시간이 초과하였을 경우에는 전류의 크기가 고장을 판단하기 위한 설정값을 초과하고, 고장전류가 일정시간 이상 유지되었는지를 판단한다(S3211).When the power supply side and the load side become live in step S3100, it is determined whether the time for inrush has been exceeded (S3200). If the time for inrush is exceeded, the magnitude of the current exceeds a set value for determining the failure, and the fault current is It is determined whether the predetermined time or more is maintained (S3211).
그리고, S3211 단계에서 전류의 크기가 고장을 판단하기 위한 설정 값을 초과하였을 경우에는 고장유지 시간을 초과했는지 판단하고(S3300), 초과하지 않았을 경우에는 S3200단계로 복귀한다.When the magnitude of the current exceeds a set value for determining a failure in step S3211, it is determined whether the failure maintenance time is exceeded (S3300), and when it does not exceed, the flow returns to step S3200.
S3200 단계에서 돌입대비 시간을 초과하지 않을 경우에는 전류의 크기가 "고장판단 설정 값 × 설정 돌입 배수"를 초과하는지 판단하여, 초과하지 않을 경우에는 S3200단계로 돌아가고, 초과하지 않을 경우에는 고장유지 시간이 초과했는지 판단한다(S3300).If the inrush time is not exceeded in step S3200, it is determined whether the current exceeds the "failure set value x set inrush multiplier". If not, the process returns to step S3200. It is determined whether this is exceeded (S3300).
S3300 단계에서 고장유지 시간을 초과하였을 경우에는 고장이 발생한 것으로 판단하여 고장을 검출(S3400)하고, 시간을 초과하지 않았을 경우에는 S3200단계로 돌아간다.If the failure maintenance time is exceeded in step S3300, it is determined that a failure has occurred and a failure is detected (S3400). If the time is not exceeded, the flow returns to step S3200.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장 방향 판단을 나타낸 흐름도로서, 방향성 고장검출 기능을 가능하도록 하여 신속한 고장 구간 분리를 가능하게 한다.4 is a flowchart illustrating a failure direction determination of a distribution automation terminal device according to an embodiment of the present invention, which enables directional failure detection function to enable rapid failure section separation.
도 4를 참조하면, 도 3에 의해 검출된 고장정보를 상(A,B,C) 고장과 N(지락)상 고장으로 분리하여(S3410, 3420), 상고장(S3410)일 경우에는 정상분 전압(V1)과 정상분 전류(I1)의 크기가 설정값보다 큰지 비교한다(S3412).Referring to FIG. 4, the fault information detected by FIG. 3 is divided into phase (A, B, C) faults and N (ground fault) phase faults (S3410, 3420). (V 1 ) and whether the magnitude of the normal current (I 1 ) is greater than the set value (S3412).
S3412 단계에서 정상분 전압(V1)과 정상분 전류(I1)의 크기가 설정값보다 크지 않으면 방향 판단을 하지 않으며(S3500), 설정값보다 크면 정상분 전압(V1)의 위상과 정상분 전류(I1)의 위상을 비교하여 일정범위를 벗어나는지 판단한다(S3414).If in S3412 step size of the steady minute voltage (V 1) and the normal minute current (I 1) greater than the set value not the direction is determined (S3500), the phase and the top of the greater than the set top minute voltage (V 1) The phase of the minute current I 1 is compared to determine whether it is out of a predetermined range (S3414).
이 때, 위상차의 일정범위는 기준 정상분 전압(V1)과 정상분 전류(I1)의 위상이 -90°~ +90°사이에 존재하는지 여부를 판단하는 것으로, 상기 범위 안에 존재하면 정방향으로 판단하고(S3600), 상기 범위를 벗어나면 역방향으로 판단한다(S3700).In this case, the predetermined range of the phase difference is to determine whether the phase of the reference normal voltage (V 1 ) and the normal current (I 1 ) exists between -90 ° to + 90 °, and if it is within the range, the positive direction If it is determined in S3600, out of the range is determined in the reverse direction (S3700).
도 3에 의해 검출된 고장정보가 N(지락)상 고장일 경우에는(S3420), 영상분 전압(V0)의 크기가 설정값보다 큰지 비교한다(S3422).If also the failure information detected in 3 N (ground) the failure days (S3420), and the size of the image-minute voltage (V 0) is greater than the set value compared (S3422).
S3422 단계에서 영상분 전압(VO)이 설정값보다 작을 경우에는 방향판단을 하지 않으며(S3500), 영상분 전압(VO)이 설정값보다 클 경우 영상분 전압(VO)의 위상과 영상분 전류(IO)의 위상을 비교하여 일정범위를 벗어나는지 판단한다(S3424).If the image voltage (V O ) is less than the set value in step S3422 (step S3500), if the image voltage (V O ) is larger than the set value, the phase and image of the image voltage (V O ) The phase of the minute current I O is compared to determine whether it is out of a predetermined range (S3424).
이 때, 위상차의 일정범위는 기준 영상분 전압(VO)과 영상분 전류(IO)의 위상이 -90°~ +90°사이에 존재하는지 여부를 판단하는 것으로, 상기 범위 안에 존재하면 정방향으로 판단하고(S3600), 상기 범위를 벗어나면 역방향으로 판단한다(S3700).At this time, the predetermined range of the phase difference is to determine whether the phase of the reference image voltage (V O ) and the image current (I O ) exists between -90 ° ~ +90 °, if present in the above range in the forward direction If it is determined in S3600, out of the range is determined in the reverse direction (S3700).
그리고, 만약 상 고장 검출과 지락 고장검출의 고장방향 정보가 다르게 나타나면 정상분에 의한 정보를 신뢰하며, 두 고장방향 정보 중 하나의 정보가 없으면 존재하는 정보를 이용하여 고장 방향을 판단할 수 있다.If the fault direction information of the phase fault detection and the ground fault detection is different, the information by the normal part is trusted, and if there is no one of the two fault direction information, the fault direction can be determined using the existing information.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치가 설치된 클로즈 루프(Closed-Loop) 방식의 배전계통에 따른 고장구간 분리 방법을 나타낸 도면이다.5A to 5B are diagrams illustrating a fault section separation method according to a closed-loop power distribution system in which a distribution automation terminal device is installed according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 지중배전계통으로 변전소에서 공급되는 전력이 클로즈 루프(Closed-Loop) 방식의 배전계통을 통해 각각의 배전기기를 거쳐 부하로 전달되고, 각 배전기기의 배전자동화용 단말장치(#1~#5)를 통해 배전선로를 감시하고 있으며, #1과 #2 사이의 배전선로에 고장이 발생한 경우를 나타내다.Referring to Figure 5a, the power supplied from the substation to the underground distribution system is delivered to the load through each of the distributors through the distribution system of the closed-loop (Closed-Loop) method, the terminal equipment for distribution automation of each distributor ( The distribution line is monitored through # 1 ~ # 5), and it shows the case where a failure occurs in the distribution line between # 1 and # 2.
이때, 각각의 배전자동화용 단말장치(#1 ~ #5)는 도면에 한정되는 것은 아니나 총 4회로로 구성되면, 1회로와 4회로는 배전선로의 연계회로이고, 2회로와 3회로는 부하(Load) 연계회로로 구성할 수 있다.At this time, each of the distribution automation terminal device (# 1 ~ # 5) is not limited to the drawings, but if composed of a total of four circuits, one circuit and four circuits are the connection circuit of the distribution line, two circuits and three circuits load (Load) It can be configured as an integrated circuit.
그리고, 도 5b를 참조하면, 가공 배전계통으로 변전소에서 공급되는 전력이 클로즈 루프(Closed-Loop) 방식의 배전계통을 통해 부하로 전달되고, 각각의 배전기기의 배전자동화용 단말장치(#1~#5)를 통해 배전선로를 감시하며, #1과 #2 사이의 배전선로에 고장이 발생한 경우를 나타내다.And, referring to Figure 5b, the power supplied from the substation to the overhead distribution system is delivered to the load through the distribution system of the closed-loop (Closed-Loop) method, the terminal equipment for the distribution automation of each distributor (# 1 ~ It monitors the distribution line through # 5) and shows the case where a failure occurs in the distribution line between # 1 and # 2.
고장구간을 분리하는 방법에 대하여 도 5a 및 도 5b를 참조하여 좀더 자세하게 살펴보면, #1과 #2 사이의 배전선로에 고장이 발생한 경우, 고장전류는 #1과 #2 사이의 고장지점으로 유입되고, 이로 인해 #1의 1회로의 고장방향은 역방향을 나타내고, #1의 4회로의 고장방향은 정방향을 나타낸다.5A and 5B to describe the method of separating the fault section, when a failure occurs in the distribution line between # 1 and # 2, the fault current flows into the fault point between # 1 and # 2. Therefore, the fault direction of one circuit of # 1 indicates the reverse direction, and the fault direction of the four circuits of # 1 indicates the forward direction.
#2의 1회로의 고장방향은 정방향을 나타내고, 4회로의 고장방향은 역방향을 나타낸다.The fault direction of one circuit of # 2 indicates the forward direction, and the fault direction of the four circuits indicates the reverse direction.
#3의 1회로의 고장방향은 정방향을 나타내고, 4회로의 고장방향은 역방향을 나타낸다.The fault direction of one circuit of # 3 indicates the forward direction, and the fault direction of the four circuits indicates the reverse direction.
#4의 1회로의 고장방향은 정방향을 나타내고, 4회로의 고장방향은 역방향을 나타낸다.The fault direction of one circuit of # 4 indicates the forward direction, and the fault direction of the four circuits indicates the reverse direction.
#5의 1회로의 고장방향은 정방향을 나타내고, 4회로의 고장방향은 역방향을 나타낸다.The fault direction of one circuit of # 5 indicates the forward direction, and the fault direction of the four circuits indicates the reverse direction.
상기에서와 같이 #1 ~ #5의 배전선로 연계회로인 1,4회로의 고장방향을 보면, 인접하는 배전자동화용 단말장치의 인접하는 회로의 고장방향이 모두 정방향인 것은 #1의 4회로와 #2의 1회로인 것을 인해 #1과 #2 사이에 고장이 발생한 것을 알 수 있다.As described above, when the fault directions of the 1, 4 circuits, which are the circuits for the connection of the distribution lines of # 1 to # 5, are shown, the fault circuits of the adjacent circuits of the adjacent distribution automation terminal devices are all positive. It can be seen that a failure occurred between # 1 and # 2 due to one circuit of # 2.
도 5b의 경우, #1과 #2 사이의 배전선로에 고장이 발생한 경우, 고장전류는 #1과 #2 사이의 고장지점으로 유입되고, 이로 인해 #1의 고장방향은 정방향을 나타내고, #2 ~ #5의 고장방향은 역방향을 나타낸다.In the case of FIG. 5B, when a failure occurs in a distribution line between # 1 and # 2, a fault current flows into a failure point between # 1 and # 2, whereby the failure direction of # 1 represents a forward direction, and # 2 The fault direction of ~ # 5 indicates the reverse direction.
이와 같이 #1 ~ #5의 고장방향이 인접하는 배전자동화용 단말장치와 다른 경우는 #1과 #2로 #1과 #2 사이에 고장이 발생한 것을 알 수 있다.As described above, when the fault direction of # 1 to # 5 is different from the adjacent terminal equipment for distribution automation, it can be seen that a fault occurs between # 1 and # 2 with # 1 and # 2.
그리고, 고장을 검출한 모든 배전자동화용 단말장치는 인접한 배전자동화용 단말장치와 1:1 통신을 통해 고장방향을 교환하여 고장구간을 판단할 수 있으며, 고장 구간으로 판단되면 배전기기 및 배전기기의 해당회로를 자동으로 작동시켜 배전선로와의 연결을 차단하여 고장구간을 분리할 수 있다. In addition, all distribution automation terminal devices that detect a failure can determine the failure section by exchanging the failure direction through 1: 1 communication with an adjacent distribution automation terminal device. The fault circuit can be separated by automatically operating the circuit and cutting off the connection with the distribution line.
이에 따라 도 5a에서와 같이 지중배전계통의 클로즈 루프 방식에서는 고장구간을 제외한 건전구간을 무정전으로 전력을 공급할 수 있으며, 도 5b와 같이 가공 배전계통의 클로즈 루프 방식에서는 자동으로 고장구간을 분리하고 건전구간의 정전복구를 시행할 수 있다.Accordingly, in the closed loop method of the underground distribution system, as shown in FIG. 5A, power may be supplied uninterrupted to the whole of the sound field except for the fault section. In the closed loop method of the processing distribution system, as shown in FIG. Power failure recovery of the sections may be performed.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치가 설치된 오픈 루프(Open-Loop) 방식의 배전계통에 따른 고장구간 분리 방법을 나타낸 도면이다. 6A and 6B are diagrams illustrating a fault section separation method according to an open-loop distribution system in which a distribution automation terminal device is installed according to an embodiment of the present invention.
도 6a를 참조하면, 지중배전계통으로 변전소에서 공급되는 전력이 오픈 루프(Open-Loop) 방식의 배전계통을 통해 각각의 배전기기를 거쳐 부하로 전달되고, 각 배전기기의 배전자동화용 단말장치(#1~#4)를 통해 배전선로를 감시하고 있으며, #1과 #2 사이의 배전선로에 고장이 발생한 경우를 나타내다.Referring to FIG. 6A, power supplied from a substation into an underground distribution system is transmitted to a load through each distribution unit through an open-loop distribution system, and a terminal device for distribution automation of each distribution unit is provided. The distribution line is monitored through # 1 ~ # 4), and it shows the case where a failure occurs in the distribution line between # 1 and # 2.
이때, 각각의 배전자동화용 단말장치(#1 ~ #4)는 도면에 한정되는 것은 아니나 총 4회로로 구성되면, 1회로와 4회로는 배전선로의 연계회로이고, 2회로와 3회로는 부하(Load) 연계회로로 구성할 수 있다.At this time, each of the distribution automation terminal device (# 1 ~ # 4) is not limited to the drawing, but if composed of a total of four circuits, one circuit and four circuits are the connection circuit of the distribution line, two circuits and three circuits are load (Load) It can be configured as an integrated circuit.
그리고, 도 6b를 참조하면, 가공 배전계통으로 변전소에서 공급되는 전력이 오픈 루프(Open-Loop) 방식의 배전계통을 통해 부하로 전달되고 각각의 배전기기의 배전자동화용 단말장치(#1~6)를 통해 배전선로를 감시하며, #1과 #2 사이의 배전선로에 고장이 발생한 경우를 나타내다.And, referring to Figure 6b, the power supplied from the substation to the overhead distribution system is delivered to the load through the distribution system of the open-loop (Open-Loop) method and the terminal equipment for the distribution automation of each distributor (# 1 ~ 6 ) Monitors the distribution line and indicates the failure of the distribution line between # 1 and # 2.
고장구간을 분리하는 방법에 대하여 도 6a 및 도 6b를 참조하여 좀더 자세하게 살펴보면, #1과 #2 사이의 배전선로에 고장이 발생한 경우, #1에서 #2에서 고장검출 및 고장방향 정보를 전송하고 #2는 이 정보를 받으면 #1에 고장검출을 안하고 고장방향이 없다는 정보를 전송한다.Referring to Figures 6a and 6b with respect to the method for separating the fault section, when a failure occurs in the distribution line between # 1 and # 2, the # 1 to # 2 transmits the fault detection and fault direction information When # 2 receives this information, it sends no information to # 1 that there is no fault direction.
이와 같이 오픈 루프 방식의 배전계통은 고장 검출한 배전자동화용 단말장치와 인접한 고장검출을 하지 않은 배전자동화용 단말장치와 고장방향 정보를 교환하여 고장구간을 판단할 수 있다.As described above, the open loop power distribution system may determine a fault section by exchanging fault direction information with a distribution automation terminal device which does not detect a fault adjacent to the distribution automation terminal device that has detected a failure.
좀 더 자세하게, 도 6a 및 도 6b의 오픈 루프 방식의 배전자동화용 단말장치(#1)는 고장검출 및 고장방향 정보가 있고, 배전자동화용 단말장치(#2)는 고장검출 및 고장방향 정보가 없는 경우 그 사이 고장구간을 판단할 수 있다.More specifically, the open loop type distribution automation
이에 따라 지중배전계통의 오픈 루프 방식(도 6a)과 가공 배전계통의 오픈 루프 방식(도 6b) 모두 고장구간을 판단한 후, 자동으로 고장구간을 분리하고 건전구간의 정전복구를 시행할 수 있다.Accordingly, after the open loop system (FIG. 6A) of the underground distribution system (FIG. 6A) and the open loop system (FIG. 6B) of the overhead distribution system have been determined, the fault section can be automatically separated and the power failure recovery of the healthy section can be performed.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장구간 자동 분리 시스템을 나타낸 도면.1 is a view showing a failure section automatic separation system of a distribution automation terminal device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장구간 자동 분리 방법을 나타낸 흐름도.2 is a flowchart illustrating a method for automatically disconnecting a failure section of a terminal device for distribution automation according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장을 검출하는 방법을 나타낸 흐름도.3 is a flowchart illustrating a method of detecting a failure of a terminal device for power distribution automation according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치의 고장 방향 판단을 나타낸 흐름도.4 is a flowchart illustrating a failure direction determination of a distribution automation terminal device according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치가 설치된 배전계통에 따른 고장구간 분리 방법을 나타낸 도면.5A to 6B are diagrams illustrating a fault section separation method according to a distribution system in which a distribution automation terminal device is installed according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치가 설치된 클로즈 루프(Closed-Loop) 방식의 배전계통에 따른 고장구간 분리 방법을 나타낸 도면.5A to 5B are diagrams illustrating a method for separating fault sections according to a distribution system of a closed-loop method in which a distribution automation terminal device is installed according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전자동화용 단말장치가 설치된 오픈 루프(Open-Loop) 방식의 배전계통에 따른 고장구간 분리 방법을 나타낸 도면. 6A and 6B are diagrams illustrating a fault section separation method according to an open-loop distribution system in which a distribution automation terminal device is installed according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 배전자동화용 단말장치 110 : 메인모듈100: terminal equipment for distribution automation 110: main module
120 : 아날로그 입력 모듈 130 : 유저 인터페이스 모듈120: analog input module 130: user interface module
130 : 통신모듈 150 : 전원모듈130: communication module 150: power module
200 : 차단기200: breaker
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