KR20190019377A - fault simulator for protection relay and method - Google Patents

fault simulator for protection relay and method Download PDF

Info

Publication number
KR20190019377A
KR20190019377A KR1020170104167A KR20170104167A KR20190019377A KR 20190019377 A KR20190019377 A KR 20190019377A KR 1020170104167 A KR1020170104167 A KR 1020170104167A KR 20170104167 A KR20170104167 A KR 20170104167A KR 20190019377 A KR20190019377 A KR 20190019377A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power system
fault
failure
protection relay
information
Prior art date
Application number
KR1020170104167A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102245440B1 (en
Inventor
이종훤
박용훈
김두영
황광원
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020170104167A priority Critical patent/KR102245440B1/en
Publication of KR20190019377A publication Critical patent/KR20190019377A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102245440B1 publication Critical patent/KR102245440B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/333Testing of the switching capacity of high-voltage circuit-breakers ; Testing of breaking capacity or related variables, e.g. post arc current or transient recovery voltage
    • G01R31/3333Apparatus, systems or circuits therefor
    • G01R31/3336Synthetic testing, i.e. with separate current and voltage generators simulating distance fault conditions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272Apparatus, systems or circuits therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The present invention relates to a device for testing a fault of a protective relay and a method thereof. According to one embodiment of the present invention, the device for testing the fault of the protective relay comprises: a simulated fault database in which fault simulation waveform information of a voltage and a current in accordance with each fault type previously selected for power system is stored; a data converting part for converting the fault simulation waveform information in accordance with the characteristics of the power system provided with a protective relay to be tested; a sequence part for generating sequence data such that waveform of the fault simulation is generated at a fault occurrence time set in accordance with an operation procedure of the power system; a signal generating part for generating and supplying a signal in accordance with the generated sequence data to a protective relay of the power system; and a motion analysis part for receiving and analyzing information on an operation state of the protective relay.

Description

보호계전기의 고장 시험 장치 및 방법{fault simulator for protection relay and method}{Fault simulator for protection relay and method}

본 발명은 보호계전기의 고장 시험 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for testing a failure of a protection relay.

일반적으로 보호계전기는 보호해야 할 전력설비에 고장발생시 자동으로 고장을 검출하고 차단기를 개방하여 설비를 보호하는 장치다. 이를 위해 보호계전기는 전력설비의 모든 고장에 대비하여 적절한 보호회로 및 동작기준인 정정치가 설정되어야 하며, 전력설비에서 발생 될 수 있는 모든 고장에 대한 동작 신뢰성 검증이 요구된다. Generally, a protection relay is a device that automatically detects a fault in the event of a fault in a power facility to be protected and opens the breaker to protect the facility. To this end, the protection relays should be set up with appropriate protection circuitry and operating criteria for all faults in the power plant, and verify operational reliability against all faults that may occur in the power plant.

그런데, 종래에는 이런 보호계전기가 보호해야 하는 전력설비가 다양하고 또한 보호계전기가 설치된 전력계통이 복잡하기 때문에, 보호계전기의 신뢰성 검증을 하기 위해서 보호계전기 설치환경에 적합한 전력계통을 모의해야 하므로 전력설비가 달라질 때마다 많은 인력과 시간이 소요된다. 또한, 전력계통 시스템을 잘 설계하고 잘 계산된 정정치를 설정하여 신뢰성 검증시험을 수행하여도, 오동작하거나 부동작하여 피해가 확대되는 경우가 발생한다. 그 이유는 보호계전기 정상 운전 전 수행하는 신뢰성 검증시험에서 충분히 여과되지 못한 숨어있는 오류가 발생하기 때문이다. However, in the past, since the power system to be protected by these protection relays is various and the power system in which the protection relays are installed is complicated, in order to verify the reliability of the protection relay, a power system suitable for the protection relay installation environment must be simulated, It takes a lot of manpower and time to change. Also, even if the power system is well designed and the reliability verification test is performed by setting a well-calculated set value, the damage may be extended due to malfunction or malfunction. The reason for this is that a hidden error occurs which is not sufficiently filtered in the reliability verification test performed before the normal operation of the protective relay.

전력계통에서 전력설비 고장 시 보호계전기의 오동작 또는 부동작으로 입게 되는 피해는 적게는 수억에서 많게는 수천억에 이를 수 있어 모든 전력회사들이 100% 완벽한 보호시스템을 구축하기 위해 보호계전기 값보다도 수배의 엔지니어링 대가를 지불하면서 신뢰성 검증시험을 수행하고 있다. In the event of a power system failure in a power system, the damage caused by the malfunction or malfunction of the protection relay can reach hundreds of millions to several hundreds of billions of times. In order for all utilities to establish a 100% complete protection system, The reliability test is being conducted while paying the price.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 보호계전기의 설치환경에 따라 신뢰성 검증시험이 용이하고, 또한, 보다 일관되고 정확히 보호계전기의 신뢰성 검증시험을 수행할 수 있는 보호계전기의 고장 시험 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a failure test device for a protective relay which can easily perform a reliability verification test according to the installation environment of the protection relay and can more consistently and accurately perform a reliability verification test of the protection relay And to provide a method.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 장치는, 전력계통에 대해 미리 선정된 각 고장 유형에 따른 전압 및 전류의 고장모의 파형정보가 저장된 모의고장 데이터베이스와, 고장모의 파형정보를 시험하고자 하는 보호계전기가 설치된 전력계통의 특성에 따라 변환하는 데이터 변환부와, 전력계통의 동작 절차에 따라 설정된 고장 발생 시점에서 변환된 고장모의 파형이 발생하도록 시퀀스 데이터를 생성하는 시퀀스부와, 생성된 시퀀스 데이터에 따른 신호를 생성하여 전력계통의 보호계전기에 공급하는 신호발생기와, 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보를 수신하여 분석하는 동작분석부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for testing a failure of a protective relay, the apparatus comprising: a failure detection unit configured to detect failure modes of a power system, A data converter for converting the fault simulation waveform information according to the characteristics of a power system provided with a protective relay to be tested; and a data conversion unit for converting the waveform data of the sequence data A signal generator for generating a signal according to the generated sequence data and supplying the signal to the protection relay of the power system, and an operation analyzer for receiving and analyzing information on the operation state of the protection relay.

본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 장치는, 전력계통을 모델링하고 전력계통의 특성을 설정하는 모델러를 더 포함할 수 있다. The failure test apparatus of the protection relay according to an embodiment of the present invention may further include a modeler for modeling the power system and setting characteristics of the power system.

본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 장치는, 모델링된 전력계통의 회로도 및 전력계통의 특성을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다. The apparatus for testing failure of a protective relay according to an embodiment of the present invention may further include a display unit for displaying a circuit diagram of the modeled power system and characteristics of the power system.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 장치는, 전력계통의 특성을 변경하거나, 사용자 조작 신호를 입력하는 입력부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include an input unit for changing a characteristic of the power system or inputting a user operation signal.

여기서, 고장모의 파형정보는 고장 유형별로 전압값, 전류값, 파형 모양, 최대 부하 및 고장 유형 설명 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 각 고장 유형은 보호계전기의 기능별로 설정될 수 있다. Here, the failure simulation waveform information may include at least one of a voltage value, a current value, a waveform shape, a maximum load, and a failure type explanatory information for each failure type. For example, each type of failure can be set for each function of the protection relay.

전력계통의 특성은 변압기의 변압비, 변압기의 벡터 그룹, 변류기의 변류비 및 설비 정격 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The characteristics of the power system may include at least one of the transformer ratio of the transformer, the vector group of the transformer, the transformer ratio of the transformer, and the facility rating.

데이터 변환부는 고장모의 파형정보를 전력계통의 특성 및 고장 유형에 따라, 미리 설정된 파형 역변환 방식, 파형 크기 변환 방식, 옵셋 변환 방식, 주파수 변환 방식 및 위상 변환 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 변환할 수 있다. The data conversion unit may convert the failure mode waveform information according to at least one of a waveform inversion method, a waveform size conversion method, an offset conversion method, a frequency conversion method, and a phase conversion method according to a property of a power system and a failure type have.

동작분석부는 수신된 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보에 따라 고장 발생원인 및 고장 유형을 분석할 수 있다. The motion analyzer can analyze the cause of the fault and the type of fault according to the information about the operation state of the received protection relay.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 방법은, 시험하고자 하는 보호계전기가 포함된 전력계통을 모델링하는 단계와, 미리 선정된 각 고장 유형에 따른 전압 및 전류의 고장모의 파형정보를 모델링된 전력계통의 특성에 따라 변환하는 단계와, 전력계통의 동작 절차에 따라 설정된 고장 발생 시점에서 변환된 고장모의 파형이 발생하도록 시퀀스 데이터를 생성하는 단계와, 생성된 시퀀스 데이터에 따른 신호를 생성하여 전력계통의 보호계전기에 공급하는 단계와, 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보를 수신하여 분석하는 단계를 포함한다. Meanwhile, a failure test method of a protection relay according to another embodiment of the present invention includes the steps of modeling a power system including a protection relay to be tested, a failure simulation waveform information Generating a fault simulation waveform at a fault occurrence time set according to an operation procedure of the power system, generating a signal based on the generated sequence data, Generating and supplying the generated power to the protective relay of the power system, and receiving and analyzing information on the operating state of the protective relay.

본 발명에 의하면, 미리 선정된 각 고장 유형에 따른 고장모의 파형을 시험하고자 하는 보호계전기가 설치된 전력계통의 특성에 따라 변환함으로써, 보호계전기의 설치환경에 따라 신뢰성 검증시험을 용이하게 수행할 수 있고, 또한, 전력계통에 대해 각 고장 유형에 따른 고장모의 파형정보를 미리 선정하여 저장함으로써, 보다 일관되고 정확히 보호계전기의 신뢰성 검증시험을 수행할 수 있다. According to the present invention, it is possible to easily perform the reliability verification test according to the installation environment of the protection relay by changing the failure simulation waveform according to each failure type selected in advance according to the characteristics of the power system provided with the protection relay to be tested , And furthermore, the failure simulation waveform information according to each failure type is previously selected and stored in the power system, so that the reliability verification test of the protection relay can be performed more consistently and accurately.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 시스템을 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링된 전력 계통을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장모의 파형정보 생성 알고리즘을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 데이터 변환 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모드별 고장 시험 과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 방법의 순서도이다.
1 is a block diagram showing a configuration of a failure test apparatus for a protection relay according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a failure test system of a protection relay according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram illustrating a modeled power system in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a failure simulation waveform information generating algorithm according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a fault data conversion process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a mode-by-mode failure test procedure according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a failure test method of a protection relay according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known related arts will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be blurred.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a configuration of a failure test apparatus for a protection relay according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보호계전기의 고장 시험 장치는, 모의고장 DB(10), 데이터 변환부(20), 시퀀스부(30), 신호발생기(40), 동작분석부(50), 모델러(60), 표시부(70), 입력부(80) 및 제어부(90)를 포함할 수 있다.1, a failure test apparatus for a protection relay according to the present invention includes a simulation failure DB 10, a data conversion unit 20, a sequence unit 30, a signal generator 40, a motion analysis unit 50, a modeler 60, a display unit 70, an input unit 80, and a control unit 90.

모의고장 DB(10)는 전력계통에 대해 미리 선정된 각 고장 유형에 따른 전압 및 전류의 고장모의 파형정보가 저장되는 저장부이다. The simulated fault DB 10 is a storage unit for storing fault simulation waveform information of voltage and current according to each fault type previously selected for the power system.

고장 유형은 보호계전기가 설치되는 전력계통에서 발생 될 수 있는 모든 고장 케이스에 대해 미리 선정된 것이다. 일례로, 각 고장 유형은 보호계전기의 기능별로 설정될 수 있다. The fault type is pre-selected for all fault cases that can occur in the power system in which the protective relay is installed. For example, each type of failure can be set for each function of the protection relay.

또한, 고장모의 파형정보는 고장 유형별로 전압값, 전류값, 파형 모양, 최대 부하 및 고장 유형 설명 정보 중 적어도 하나를 포함하도록 설정된다. 일례로, 고장모의 파형정보가 모의고장 DB(10)에 저장될 때에는 전력계통 시스템에서 공용으로 이용될 수 있는 파일 형식(예로써, COMTRADE 형식)으로 저장될 수 있다. 고장모의 파형 정보는 고장 유형별로 다양한 계측 실험을 통해 생성할 수 있다. In addition, the failure simulation waveform information is set to include at least one of a voltage value, a current value, a waveform shape, a maximum load, and a failure type explanatory information for each failure type. For example, when the failure simulation waveform information is stored in the simulation failure DB 10, it can be stored in a file format (for example, COMTRADE format) that can be commonly used in the power system. The fault simulation waveform information can be generated through various measurement experiments for each fault type.

데이터 변환부(20)는 모의고장 DB(10)에 저장된 고장모의 파형정보를 시험하고자 하는 보호계전기가 설치된 전력계통의 특성에 따라 변환하는 구성이다. 이를 위해, 데이터 변환부(20)는 모의고장 DB(10)에 저장된 고장모의 파형정보를 시험하고자 하는 전력계통의 환경 즉 특성에 맞게 변환하는 기능을 갖는다. The data converter 20 converts the fault simulation waveform information stored in the simulated fault DB 10 according to the characteristics of a power system in which a protective relay to be tested is installed. To this end, the data converter 20 has a function of converting the fault simulation waveform information stored in the simulated fault DB 10 into an environment of the power system to be tested, that is, characteristics.

여기서, 전력계통의 특성은, 설정값으로서, 변압기의 변압비, 변압기의 벡터 그룹, 변류기의 변류비 및 설비 정격 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력계통의 특성은 전력계통을 모델링할 때 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 전력계통의 전력설비가 변경될 때 사용자에 의해 변경될 수 있다.Here, the characteristics of the power system may include, as set values, at least one of a transformer ratio of a transformer, a vector group of a transformer, a current ratio of a current transformer, and a facility rating. The characteristics of the power system can be set by the user when modeling the power system and can be changed by the user when the power system of the power system is changed.

일례로, 데이터 변환부(20)는 고장모의 파형정보를 전력계통의 특성 및 고장 유형에 따라, 미리 설정된 파형 역변환 방식, 파형 크기 변환 방식, 옵셋 변환 방식, 주파수 변환 방식 및 위상 변환 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 변환할 수 있다. For example, the data conversion unit 20 converts the failure mode waveform information into at least one of a waveform inversion method, a waveform size conversion method, an offset conversion method, a frequency conversion method, and a phase conversion method that are set in advance according to the characteristics of the power system and the failure type Can be converted through the method of FIG.

여기서, 파형 역변환 방식의 경우, 구성 파일의 아날로그 채널 정보 중 '채널 멀티플라이어'의 값에 '×-1' 연산을 통해 역변환을 하거나, 데이터 파일의 아날로그 데이터 값에 '×-1' 연산을 통해 역변환을 할 수 있다. 이때, 연산속도 증가를 위해 입출력단에 버퍼를 사용할 수도 있다. 파형 크기 변환 방식의 경우, 구성 파일의 아날로그 채널 정보 중 '채널 멀티플라이어'의 값에 '× 배율' 연산을 통해 파형 크기 변환을 하거나, 데이터 파일의 아날로그 데이터 값에 '×배율' 연산을 통해 파형 크기 변환을 할 수 있다. 옵셋 변환 방식의 경우, 구성 파일의 아날로그 채널 정보 중 '채널 옵셋 가산기'의 값에 '+ 옵셋' 연산을 통해 옵셋 변환을 하거나, 데이터 파일의 아날로그 데이터 값에 '+ 옵셋' 연산을 통해 옵셋 변환을 할 수 있다. 옵셋 값은 실수이다. 주파수 변환 방식의 경우, 샘플링 레이트 변경을 통한 주파수 변환이나, 원본 파형의 타임 스탬프 증배율 변경을 통한 주파수 변환을 할 수 있다. 또한, 위상 변환 방식의 경우, 시간 지연을 통한 위상 변환이나 타임 스탬프 변경을 통한 위상 변환을 할 수 있다. Here, in the case of the waveform inversion method, the value of the 'channel multiplier' in the analog channel information of the configuration file is inversely transformed by '× -1' operation, or the analog data value of the data file is subjected to '× -1' Inverse transformation can be performed. At this time, a buffer may be used for the input / output stage to increase the operation speed. In case of the waveform size conversion method, the waveform size conversion is performed by the operation of '× multiplication ratio' to the value of 'channel multiplier' among the analog channel information of the configuration file, or the waveform data of the waveform Size conversion can be performed. In the case of the offset conversion method, offset conversion is performed to the value of the 'channel offset adder' in the analog channel information of the configuration file through the operation of '+ offset', or offset conversion is performed using the '+ offset' can do. The offset value is a real number. In the case of the frequency conversion method, it is possible to perform frequency conversion by changing the sampling rate or frequency conversion by changing the time stamp increasing rate of the original waveform. Also, in the case of the phase conversion method, it is possible to perform phase conversion through time delay or time stamp change.

시퀀스부(30)는 전력계통의 동작 절차에 따라 설정된 고장 발생 시점에서 변환된 고장모의 파형이 발생하도록 시퀀스 데이터를 생성하는 구성이다. The sequence unit 30 is configured to generate sequence data so that a waveform of a failure simulation is generated at a failure occurrence time set according to an operation procedure of the power system.

신호발생기(40)는 생성된 시퀀스 데이터에 따른 신호 즉, 아날로그 형식의 전류값 및 전압값를 생성하여 전력계통의 보호계전기에 공급한다. 이로써, 보호계전기의 신뢰성 검증을 위해 실제 상황에 대응하는 고장 재현을 할 수 있다. The signal generator 40 generates a signal corresponding to the generated sequence data, that is, an analog current value and a voltage value, and supplies the current value and the voltage value to the protective relay of the power system. In this way, it is possible to reproduce the fault corresponding to the actual situation in order to verify the reliability of the protection relay.

이어서, 동작분석부(50)는 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보(측정값)를 수신하여 분석한다. 일례로, 동작분석부(50)는 수신된 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보에 따라 고장 발생원인 및 고장 유형을 분석할 수 있다.Then, the operation analyzing unit 50 receives and analyzes information (measurement value) about the operation state of the protection relay. For example, the operation analyzer 50 may analyze the cause of the failure and the type of failure according to the information on the operation state of the received protection relay.

또한, 모델러(60)는 전력계통을 모델링하고 전력계통의 특성을 설정 및 변경하는 구성이다. 모델러(60)는 전력계통을 모델링하는 프로그램이 저장되어, 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 보호계전기(210, 220)를 포함하는 전력계통을 구성하는 변압기(PT1, PT2, M.TR), 변류기(CT1 ~ CT4), 발전기(GEN) 등의 전력 설비를 선정하고, 선정된 각 전력 설비를 배선 연결하여 전력계통의 회로도를 설계하고. 또한, 변압기의 변압비, 변압기의 벡터 그룹, 변류기의 변류비 및 설비 정격와 같은 각 전력 설비의 특성을 설정함으로써 전력계통을 모델링할 수 있다. 일례로, 전력계통은 도 3에서와 같이, 가스 차단기(GCB), 접지 변압기(NGTR) 등의 전력 설비를 더 포함할 수 있다. The modeler 60 is a configuration for modeling the power system and setting and changing the characteristics of the power system. The modeler 60 stores a program for modeling the power system, such as transformers PT1, PT2, and M. That constitute a power system including protection relays 210 and 220, as shown in FIG. TR), current transformers (CT1 to CT4), generator (GEN), etc., and design the circuit diagram of the power system by wiring each selected power facility. In addition, the power system can be modeled by setting the characteristics of each power facility, such as the transformer ratio of the transformer, the vector group of the transformer, the inverter ratio of the transformer, and the plant rating. For example, the power system may further include a power plant such as a gas circuit breaker (GCB), a ground transformer (NGTR), etc., as in FIG.

표시부(70)는 모델링된 전력계통의 회로도 및 전력계통의 특성을 출력하는 구성이다. 일례로, 표시부는 모니터 등으로 구현될 수 있다. The display unit 70 is configured to output the circuit diagram of the modeled power system and the characteristics of the power system. For example, the display unit may be implemented as a monitor or the like.

입력부(80)는 전력계통의 특성을 변경 등을 포함하는 사용자 조작 신호를 입력하는 구성이다. 일례로, 입력부(80)는 마우스, 키보드 등의 입력장치를 통해 사용자 조작 신호를 입력할 수 있다. The input unit 80 is a configuration for inputting a user operation signal including a change of characteristics of the power system and the like. For example, the input unit 80 may input a user operation signal through an input device such as a mouse or a keyboard.

일례로, 표시부(70)와 입력부(80)는 터치스크린을 통해 표시와 입력을 동시에 수행할 수 있는 사용자 인터페이스로서 구현될 수도 있다. For example, the display unit 70 and the input unit 80 may be implemented as a user interface capable of simultaneously performing display and input through a touch screen.

제어부(90)는 모의고장 DB(10), 데이터 변환부(20), 시퀀스부(30), 신호발생기(40), 동작분석부(50), 모델러(60), 표시부(70), 입력부(80)와 각각 연결되어, 각 구성의 동작을 제어하는 처리부이다. The control unit 90 includes a simulated fault DB 10, a data conversion unit 20, a sequence unit 30, a signal generator 40, an operation analysis unit 50, a modeler 60, a display unit 70, 80 to control the operation of each configuration.

따라서, 본 발명에 의하면, 경험 등에 의해 미리 선정된 고장모의 파형을 이용하여, 각각의 보호계전기 설치환경에 맞는 고장모의 파형으로 자동 변환하여 보호계전기의 신뢰성 검증을 수행할 수 있으므로, 어느 시스템에서든 용이하게 적용할 수 있는 진보된 고장 시험 장치다.Therefore, according to the present invention, since the reliability of the protection relay can be verified by automatically converting the waveform into a failure simulation waveform suitable for each protection relay installation environment by using the failure simulation waveform pre-selected by experience or the like, It is an advanced fault test device that can be applied to make.

이어서, 도 2를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장시험 과정을 설명하기로 한다. The failure test procedure of the protection relay according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 시스템을 나타내는 도이다. 2 is a diagram illustrating a failure test system of a protection relay according to an embodiment of the present invention.

도 1과 유사하게 본 발명에 따른 고장 시험 장치(100)는, 모의 고장 DB(110)에 저장된 고장모의 파형정보를 시험하고자 하는 전력 계통의 환경에 맞게 변환하는 알고리즘을 포함한 데이터 변환부(120)와 변환된 고장모의 파형정보로부터 고장 상황 재현을 위한 시퀀스 데이터를 생성 및 제어하는 시퀀스부(130)를 포함한다. 1, a fault test apparatus 100 according to the present invention includes a data conversion unit 120 including an algorithm for converting waveform information of a fault simulation stored in a simulated fault DB 110 into an environment of a power system to be tested, And a sequence unit 130 for generating and controlling sequence data for reproducing a fault situation from the converted fault simulation waveform information.

여기서, 데이터 변환부(120)는 전력 계통 구성의 특성 즉, 사용자로부터 입력받은 변류기/변압기 특성, 1/2차 측 변성비, 권수비 및 계통 한계 용량 등의 계통 특성을 분석하며, 해당 전력 계통에 맞는 정상 전압 전류 파형정보를 우선적으로 생성할 수 있다. 이러한 정보를 기반으로 하여 모의고장 DB(110) 내에 저장된 COMTRADE 형식의 샘플링된 고장모의 파형정보를 추출하고 분석하여, 해당 전력계통에 적합한 형태로 데이터를 변환한다. COMTRADE 형식 파일 중 데이터 파일 내 일정 주기별로 기록된 아날로그/디지털 신호를 해석하여 각 채널별 전압 및 전류 값, 파형 정보, 최대 부하, 고장 신호 데이터 등의 신호 재현을 위한 전력 정보를 추출하고, 고장 시점의 전압, 전류 파형 정보를 재구성한다. 이때, 재구성된 고장모의 파형정보는 보호계전기 종류별, 고장 상황별 등으로 구분하여 재사용을 위해 모의고장 DB(110)에 저장될 수 있다. 재구성된 파형정보의 경우 전류의 위상각은 변화되지 않도록 조정을 해야 하며 실적용 전력계통 내 보호계전기의 정정치 정보를 고려하여 작성될 수 있다.Here, the data converter 120 analyzes the characteristic of the power system configuration, that is, the characteristics of the transformer / transformer input from the user, the 1 st order side metamorphic ratio, the winding ratio and the system marginal capacity, It is possible to preferentially generate the normal voltage current waveform information. Based on this information, the sampled fault simulation waveform information of the COMTRADE format stored in the simulated fault DB 110 is extracted and analyzed to convert the data into a form suitable for the corresponding power system. Among the COMTRADE format files, the analog / digital signals recorded in the data file are analyzed at regular intervals in the data file to extract power information for reproducing signals such as voltage and current values, waveform information, maximum load, and failure signal data for each channel, And the voltage waveform and the current waveform information of the waveform. At this time, the reconfigured fault simulation waveform information can be stored in the simulated fault DB 110 for reuse in accordance with the types of protection relays and fault conditions. In the case of reconstructed waveform information, the phase angle of the current should be adjusted so that it does not change, and it can be created taking into account the information of the protective relay in the actual power system.

이어서, 시퀀스부(130)에서는 데이터 변환부(120)에서 생성된 정상 파형 정보와 고장 파형 정보를 활용하여 고장 발생 상황 재현을 위한 아날로그 신호 데이터를 구성할 수 있다. 시퀀스부(130)에서는 시험 환경 및 절차에 따라 사용자에 의해 계획된 순서에 맞게 신호가 발생하도록 시퀀스 데이터를 생성하여 시스템 내부에 파일 형식으로 저장할 수 있다.Next, the sequence unit 130 may configure the analog signal data for reproducing the fault occurrence situation using the normal waveform information and the fault waveform information generated by the data conversion unit 120. [ The sequence unit 130 may generate sequence data to generate a signal according to the order planned by the user according to the test environment and procedures, and may store the sequence data in a file format in the system.

시퀀스부(130)에서 생성된 시퀀스 데이터는 DSP(133)에서 디지털 신호 처리되고, 버퍼(137)에 임시 저장되어 신호발생기(140)로 전달될 수 있다.The sequence data generated in the sequence unit 130 may be digitally processed in the DSP 133, temporarily stored in the buffer 137, and transmitted to the signal generator 140.

이어서, 신호발생기(140)는 시퀀스 데이터에 따른 아날로그 신호를 전력 계통에 포함될 보호계전기(200)에 공급한다. Then, the signal generator 140 supplies the analog signal according to the sequence data to the protection relay 200 to be included in the power system.

여기서, 보호계전기(200) 동작 재현을 위해, 고장 시험 장치(100)는 시퀀스부(130)에서 생성된 시퀀스 데이터를 신호발생기(140)에 제어 명령을 통해 전송하며, 신호발생기(140)는 시퀀스부(130)의 제어 명령에 따라 아날로그 신호를 발생하여 계측하려는 전력계통에 신호를 전달하게 된다. 고장 시험 장치(100)는 신호발생기(140)와 TCP 통신을 통해 연결되어 제어할 수 있다. 비록 도 2에서는 고장 시험 장치(100)와 신호발생기(140)를 별도의 구성으로 표시하고 있으나, 신호발생기(140)는 고장 시험 장치(100)의 일부 구성으로 이해할 수 있다. The fault test apparatus 100 transmits the sequence data generated by the sequence unit 130 to the signal generator 140 through a control command to reproduce the operation of the protection relay 200. The signal generator 140 generates a sequence An analog signal is generated according to a control command of the controller 130 and a signal is transmitted to a power system to be measured. The failure test apparatus 100 can be connected to the signal generator 140 through TCP communication. Although the fault test apparatus 100 and the signal generator 140 are shown separately in FIG. 2, the signal generator 140 can be understood as a part of the fault test apparatus 100.

신호발생기(140)는 제공된 시퀀스 데이터를 통해 아날로그 신호를 발생시켜 시험하고자 하는 모델링된 전력 계통에 신호를 전달한다. The signal generator 140 generates an analog signal through the provided sequence data and transmits the signal to the modeled power system to be tested.

한편, 사용자는, 사용자 인터페이스(170)를 통해, 도 3의 모델링된 전력계통과 함께 보호계전기별, 현상별 고장 시험을 시각적으로 확인하고 조작신호를 입력할 수 있다. 예로써, 사용자는 사용자 인터페이스(170)를 통해 보호계전기 기능, 고장 발생 유형 등의 설정 조건을 입력하여, 해당 설정 조건에 상응하도록 시퀀스 데이터를 재구성하도록 할 수 있다. On the other hand, the user can visually check the failure test for each protection relay and the phenomenon together with the modeled power system of FIG. 3 through the user interface 170, and input the operation signal. For example, the user can input the setting conditions such as the protection relay function, the failure occurrence type, and the like through the user interface 170, and reconfigure the sequence data to correspond to the setting condition.

일례로, 고장 시험을 위한 제어명령은, 수동 모드 및 자동 모드로서 설정할 수 있으며, 자동 모드에서는 시퀀스부(130)에서 하나 이상의 고장모의 파형정보에 대해 생성된 시퀀스 데이터를 시간 순서에 맞게 신호발생기(140)에 제어명령을 전달하고, 수동 모드에서는 사용자 인터페이스(170)를 통해 입력된 조작 신호로서 선택된 고장모의 파형정보에 대해 시퀀스 데이터를 생성하여 처리할 수 있다. For example, the control command for the failure test can be set as a manual mode and an automatic mode. In the automatic mode, the sequence data generated in one or more fault simulation waveform information in the sequence unit 130 is output to the signal generator 140, and in the manual mode, sequence data can be generated and processed for the waveform information of the failure simulation selected as the operation signal input through the user interface 170. [

이와 같이, 본 발명은 사용자 인터페이스를 통하여 시스템에서 생성된 정상, 고장 파형정보를 제공하고, 사용자의 조작을 통해 정보를 수정, 적용할 수 있으며, 실 전력계통에 신호 발생 적용 전 시뮬레이션을 통해 데이터에 대한 검증 작업을 수행할 수 있다.As described above, the present invention provides normal and fault waveform information generated in the system through a user interface, and can modify and apply information through a user's operation. In addition, Can be performed.

다시 도 2로 돌아가서, 고장 시험 장치(100)는, 통신모듈(155)을 통해서, 보호계전기(200)의 동작 상태에 따른 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 통신모듈(155)은 IEC61850 통신 프로토콜을 적용하여 보호계전기(200)로부터 동작 상태에 따른 정보를 수신할 수 있다. 여기서, IEC61850 통신 프로토콜을 적용한 통신 모듈은 고장 발생 시 보호계전기로부터 동작 상황에 대한 정보를 수신받아 동작 분석 모듈(150)로 전달하며, 동작 분석 모듈(150)은 보호계전기별 동작 정보를 분석하여 고장 발생원인, 고장 유형을 분석하여 사용자에게 분석 결과를 사용자 인터페이스(170)를 통해 제공할 수 있다. 2, the failure test apparatus 100 can receive information according to the operation state of the protection relay 200 through the communication module 155. [ For example, the communication module 155 can receive information according to the operation state from the protection relay 200 by applying the IEC61850 communication protocol. Here, the communication module using the IEC61850 communication protocol receives information on the operation status from the protection relay in the event of a failure, and transfers the information to the operation analysis module 150. The operation analysis module 150 analyzes the operation information for each protection relay, The cause of occurrence, and the type of failure, and provide the analysis result to the user through the user interface 170. [

이어서, 도 4를 이용하여 고장모의 파형정보에 해당하는 고장 데이터를 생성하는 과정을 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 데이터 생성 순서를 나타내는 순서도이다. Next, a process of generating fault data corresponding to the fault simulation waveform information will be described with reference to FIG. 4 is a flowchart showing a fault data generation procedure according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 계측을 통해 고장 발생 시점의 COMTRADE 형식 파일을 준비하여 분석한다(S410). 이어서, 실 전력계통의 특성을 입력받는다(S420). 예로써, 전력 계통을 구하는 발전기(GEN), 주변압기(M.TR), 변류기(CT), 변압기(PT)의 정보를 입력하고, 또한, 변압기에 대한 벡터그룹, 변성비, 권수비 등을 입력한다. 이어서, 계측 환경 정보를 입력받는다(S430). 예로써, 구동 정보, 고장 발생 원인지점, 기타 고장 정보 등을 입력받는다. 이어서, 고장이 발생했는지 판단하여 고장 데이터가 생성 여부를 판단한다(S440). 고장이 발생한 경우에는 고장 발생 시점에서의 데이터를 재구성하여 고장 데이터를 생성하여 모의고장 데이터베이스에 저장한다(S450). 만일, 고장이 발생되지 않는 경우에는 데이터 생성 실패를 사용자에게 알린다. As shown in FIG. 4, a COMTRADE format file at the time of failure occurrence is prepared and analyzed through the measurement (S410). Then, the characteristic of the real power system is inputted (S420). For example, information of a generator (GEN), a main transformer (M.TR), a current transformer (CT), and a transformer (PT) for obtaining a power system is inputted and also a vector group, a metamorphic ratio, do. Then, the measurement environment information is inputted (S430). For example, drive information, the cause of the fault, and other fault information are input. Then, it is determined whether a failure has occurred and it is determined whether or not failure data is generated (S440). If a failure occurs, data at the time of failure occurrence is reconstructed to generate failure data and stored in the simulation failure database (S450). If a failure does not occur, the user is notified of data generation failure.

이어서, 도 5를 이용하여 고장 데이터 변환 과정을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 데이터 변환 과정을 나타내는 순서도이다. The fault data conversion process will now be described with reference to FIG. 5 is a flowchart illustrating a fault data conversion process according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 데이터 변환부는 모의고장 데이터베이스에서 고장 데이터를 추출한다(S510). 이어서, 사용자 인터페이스를 통해 시험하고자 하는 전력 계통의 특성을 설정한다(S520). 예로써, 변류비, 변압비, 설비정격 및 변압기의 벡터 그룹 파라미터를 입력받는다. 이어서, 추출된 고장 데이터를 설정된 전력계통의 특성에 따라 변환한다(S530). 이어서, 데이터 변환이 성공했는지 판단한다(S540). 데이터 변환이 성공한 경우 전력계통의 특성에 따라 생성된 고장 데이터를 확인하고 저장한다(S550). 만일, 데이터 변환이 실패한 경우, 변환 실패를 사용자 인터페이스를 통해 알린다. 예로써, 데이터 변환이 성공했는지 판단여부는 도 1의 제어부(90)를 통해 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 5, first, the data conversion unit extracts fault data from the simulated fault database (S510). Next, characteristics of the power system to be tested are set through the user interface (S520). By way of example, the parameters of the transformer ratio, the transformer ratio, the equipment rating, and the vector group of the transformer are input. Subsequently, the extracted failure data is converted according to the characteristics of the set power system (S530). Then, it is determined whether the data conversion is successful (S540). If the data conversion is successful, the generated fault data is confirmed and stored according to the characteristics of the power system (S550). If the data conversion fails, the conversion failure is notified through the user interface. For example, whether or not the data conversion is successful can be determined through the control unit 90 of FIG.

이어서, 도 3 및 도 6을 이용하여 자동/선택/수동 모드에 의한 고장 시험 과정을 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모드별 고장 시험 과정을 나타내는 순서도이다.Next, a fault test procedure by the automatic / selective / manual mode will be described with reference to FIGS. 3 and 6. FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating a mode-by-mode failure test procedure according to an embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 시험하고자 하는 모델링된 전력계통의 특성 조건을 확인하여 설정한다. 예로써, 도 3에서와 같이, CT1~CT4의 변류비, PT1~PT2의 변압비, 주변압기(M.TR)의 조건(예로써, 1차측 전류(p MVA), 1/2차측 전압(p/s kV)), 발전기(GEN)의 조건(전력(gMW), 전압(gkV)) 등을 설정한다. 이어서, 고장 시험 장치의 신호발생기를 전력계통에 맞게 보호 계전기의 변압기 및 변류기의 입력 단자에 연결한다. 또한, 고장 시험 장치의 통신 모듈과 보호계전기를 연결한다. Prior to the description, the characteristic conditions of the modeled power system to be tested are confirmed and set. For example, as shown in FIG. 3, the switching ratio of CT1 to CT4, the transforming ratio of PT1 to PT2, the condition of the main transformer M.TR (for example, the primary current p MVA, p / s kV), the condition (power (gMW), voltage (gkV)) of the generator GEN. Next, connect the signal generator of the failure test equipment to the input terminals of the transformer and the current transformer of the protective relay in accordance with the power system. Also, connect the communication module of the fault tester and the protection relay.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 사용자에 의해 고장 시험을 위한 자동/선택/수동 모드 선택이 이루어진다(S610). 여기서, 자동 모드는 설정된 모든 고장 유형을 순서적으로 자동 시험하는 것이다. 선택 모드는 사용자에 의해 선택된 고장 유형의 보호 기능만을 선별적으로 시험하는 것이다. 또한, 수동 모드는 사용자가 지정한 기능만 시험하는 것이다. 일례로, 고장 유형에 따른 보호기능은 예를 들면, 도 3의 보호계전기(210) 내에 87T, REF 등과 같은 미리 설정된 보호 기능을 사용자 인터페이스를 통해 표시하고 선별적으로 선택받을 수 있다. 마찬가지로, 도 3의 보호계전기(220) 내에 87G, F/L 등과 같은 미리 설정된 보호 기능을 사용자 인터페이스를 통해 표시하고 선별적으로 선택받을 수 있다. Then, as shown in FIG. 6, first, automatic / selective / manual mode selection for failure test is performed by the user (S610). Here, the automatic mode is to automatically test all set fault types in sequence. The selection mode is to selectively test only the protection function of the fault type selected by the user. In addition, the manual mode is to test only the functions specified by the user. For example, the protection function according to the failure type can be selected selectively by displaying a preset protection function such as 87T, REF and the like through the user interface in the protection relay 210 of FIG. 3, for example. Similarly, preset protection functions such as 87G, F / L, etc. can be displayed in the protection relay 220 of FIG. 3 through a user interface and can be selectively selected.

이어서, 고장 시험 장치는 적어도 하나의 모드가 선택되면, 모의고장 DB로부터 전력계통의 특성에 따라 고장 유형별 고장 데이터를 추출하여(S620), 모의 고장 시험을 실행한다(S630). Next, when at least one mode is selected, the failure testing apparatus extracts failure data for each failure type according to the characteristics of the power system from the simulation failure DB (S620), and executes a simulation failure test (S630).

여기서, 고장유형에 따른 보호 기능으로서, 변압기 및 발전기의 전부하(F/L) 전류 시험이 이루어지는 경우를, 예로 들어, 보호 계전기에 입력되는 값을 설명한다. Here, as a protection function according to the failure type, a case where the full load (F / L) current test of the transformer and the generator is performed will be described as an example of a value input to the protection relay.

(변압기 전부하 전류 모의 시험의 경우)(In case of simulating full-load current of transformer)

도 3의 변압기 고압측(Y 결선측) CT 1의 2차측 전류를 Ip1 , p2, p3라고 할 때, 계산식은 다음의 수학식 1과 같다.When the secondary currents of the transformer high voltage side (Y wiring side) CT 1 of FIG. 3 are I p1 , p2, and p3 , the calculation formula is as shown in the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

도 3의 변압기 고압측(△ 결선측) CT 2의 2차측 전류를 Ip1 , p2, p3라고 할 때, 계산식은 다음의 수학식 2과 같다.When the secondary currents of the transformer high voltage side (delta connection side) CT 2 of FIG. 3 are I p1 , p2, and p3 , the calculation formula is as shown in the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

변압기 전부하 모의 시험 시 입력 전류(F/L)는 수학식 1, 2에 의해The input current (F / L) during simulated full-load transformer test is calculated by Equations 1 and 2

CT 1측에 입력할 전류는, 각각, 다음과 같이 된다.The current to be input to the CT 1 side is as follows.

Ip1=X∠0°[A], Ip2=X∠-120°[A], Ip3=X∠-240°[A]I p1 = X∠0 [A], I p2 = X∠-120 [A], I p3 = X ANGLE-240 [A]

또한, CT 2측에 입력할 전류는, 각각, 다음과 같이 된다.The currents to be input to the CT 2 side are as follows.

Is1=Y∠-210°[A], Is2=Y∠-330°[A], Is3=Y∠- 90°[A]I s1 = Y∠-210 DEG [A], I s2 = Y ANGLE-330 DEG [A], I s3 = Y ANGLE- 90 DEG [A]

(발전기 전부하 전류 모의 시험의 경우)(In the case of simulation test of full load current of generator)

도 3의 발전기(GEN) 정격전류를 CT 3의 2차측으로 변환한 전류를 Ig1 , g2, g3라고 할 때, 계산식은 다음의 수학식 3과 같다.And the current obtained by converting the rated current (GEN) of the generator (GEN) of FIG. 3 into the secondary of CT 3 is I g1 , g2, and g3 , the calculation formula is as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

도 3의 발전기(GEN) 정격전압을 PT 2의 2차측으로 변환한 전압을 Vg1 , g2, g3라고 할 때, 계산식은 다음의 수학식 4과 같다.When the voltages obtained by converting the rated voltage of the generator (GEN) of Fig. 3 to the secondary side of PT2 are V g1 , g2, and g3 , the calculation formula is as shown in the following equation (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

발전기 전부하 모의 시험시 입력 전압은 수학식 3, 4에 의해,In the simulation of the full load of the generator, the input voltage is calculated by Equations (3) and (4)

CT 3측에 입력할 전류는, 각각, 다음과 같이 된다.The currents to be input to the CT 3 side are as follows.

Ig1=Z∠0°[A], Ig2=Z∠-120°[A], Ig3=Z∠-240°[A]I g1 = Z∠0 [A], I g2 = Z∠-120 [A], I g3 = Z∠-240 [A]

CT 4측에 입력할 전류는, 각각, 다음과 같이 된다.The currents to be input to the CT 4 side are as follows.

Ig1=Z∠-180°[A], Ig2=Z∠-300°[A], Ig3=Z∠- 60°[A]I g1 = Z∠-180 [A], I g2 = Z∠-300 [A], I g3 = Z∠- 60 [A]

또한, PT 2측에 입력할 전압은, 각각, 다음과 같이 된다.The voltages to be input to the PT 2 side are as follows.

Vg1=V∠0°[V], Vg2=V∠-120°[V], Vg3=V∠-240°[V]V g1 = V∠0 [V], V g2 = V ?? -120 [V], V g3 = V ?? -240 [V]

이어서, 도 6에서와 같이, 고장 시험 장치는 보호 계전기의 동작 상태를 판단한다(S640). 해당 고장 유형에 따른 고장 시험이 성공하면(Y), 전체 고장 유형별 횟수(N≤고장 유형)를 판단하여 수행 결과를 확인하여(S650), 다음 고장 유형에 따른 고장 시험을 위해 단계 S630으로 이동한다. 만일, 단계 S640에서 고장 시험이 실패하는 경우에는 미리 설정된 횟수를 기준으로 모의 고장 실행 단계(S630)를 반복하거나 시험 실패에 따른 알람신호를 출력한다. 예를 들면, 수동 모드가 선택된 경우, 도 3의 보호계전기(220)의 보호 기능 중 Function Number 87G가 지정하면, 내부고장 또는 외부고장을 선택하여 고장 시험을 진행하고 고장 시험이 성공하면 다음 보호 기능을 수행한다. 이어서, 단계 S650에서 모든 고장 유형별 고장 시험이 완료되면, 보호계전기의 동작 상태를 분석하여 보고서를 작성하고(S660), 고장시험을 종료한다.Subsequently, as shown in FIG. 6, the failure test apparatus determines the operation state of the protection relay (S640). If the failure test according to the failure type is successful (Y), the number of failures (N < = failure type) is checked for all failure types (S650), and the flow proceeds to step S630 for failure testing according to the next failure type . If the failure test fails in step S640, the simulated fault execution step S630 is repeated based on the preset number of times, or an alarm signal corresponding to the failure of the test is output. For example, when the manual mode is selected, if the function number 87G of the protection function of the protection relay 220 of FIG. 3 designates an internal fault or an external fault, the fault test is performed. If the fault test is successful, . Then, when the failure test for each failure type is completed in step S650, the operation state of the protection relay is analyzed to generate a report (S660), and the failure test is terminated.

이어서, 도 7를 이용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 방법을 설명하기로 한다. 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호계전기의 고장 시험 방법의 순서도이다.Next, with reference to FIG. 7, a failure test method of a protection relay according to an embodiment of the present invention will be described. 7 is a flowchart of a failure test method of a protection relay according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보호계전기의 고장 시험 방법은, 먼저, 시험하고자 하는 보호계전기가 포함된 전력계통을 모델링한다(S10). 이어서, 미리 선정된 각 고장 유형에 따른 전압 및 전류의 고장모의 파형정보를 모델링된 전력계통의 특성에 따라 변환한다(S20). 이어서, 전력계통의 동작 절차에 따라 설정된 고장 발생 시점에서 변환된 고장모의 파형이 발생하도록 시퀀스 데이터를 생성한다(S30). 이어서, 생성된 시퀀스 데이터에 따른 신호를 생성하여 전력계통의 보호계전기에 공급한다(S40). 이어서, 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보를 수신하여 분석한다(S50).As shown in FIG. 7, in the failure test method of the protection relay according to the present invention, the power system including the protection relay to be tested is modeled (S10). Next, the fault simulation waveform information of voltage and current according to each failure type selected in advance is converted according to the characteristics of the power system modeled (S20). Next, in step S30, sequence data is generated such that a waveform of a failure simulation is generated at a failure occurrence time set according to an operation procedure of the power system. Then, a signal corresponding to the generated sequence data is generated and supplied to the protection relay of the power system (S40). Then, information on the operation state of the protection relay is received and analyzed (S50).

이와 같은 본 발명에 의하면, 미리 선정된 각 고장 유형에 따른 고장모의 파형을 시험하고자 하는 보호계전기가 설치된 전력계통의 특성에 따라 변환함으로써, 보호계전기의 설치환경에 따라 신뢰성 검증시험을 용이하게 수행할 수 있고, 또한, 전력계통에 대해 각 고장 유형에 따른 고장모의 파형정보를 미리 선정하여 저장함으로써, 보다 일관되고 정확히 보호계전기의 신뢰성 검증시험을 수행할 수 있다.According to the present invention, the failure simulation waveform according to each type of failure selected in advance is transformed according to the characteristics of the power system provided with the protection relay to be tested, thereby easily performing the reliability verification test according to the installation environment of the protection relay In addition, the failure simulation waveform information according to each failure type is previously selected and stored for the power system, so that the reliability verification test of the protection relay can be performed more consistently and accurately.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10: 모의고장 DB 20: 데이터 변환부
30: 시퀀스부 40: 신호발생기
50: 동작분석부 60: 모델러
70: 표시부 80: 입력부
90: 제어부
10: simulation failure DB 20: data conversion unit
30: Sequence part 40: Signal generator
50: motion analysis unit 60: modeler
70: display section 80: input section
90:

Claims (10)

전력계통에 대해 미리 선정된 각 고장 유형에 따른 전압 및 전류의 고장모의 파형정보가 저장된 모의고장 데이터베이스;
상기 고장모의 파형정보를 시험하고자 하는 보호계전기가 설치된 전력계통의 특성에 따라 변환하는 데이터 변환부;
상기 전력계통의 동작 절차에 따라 설정된 고장 발생 시점에서 변환된 고장모의 파형이 발생하도록 시퀀스 데이터를 생성하는 시퀀스부;
생성된 시퀀스 데이터에 따른 신호를 생성하여 상기 전력계통의 보호계전기에 공급하는 신호발생기; 및
상기 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보를 수신하여 분석하는 동작분석부를 포함하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
A simulated fault database for storing fault simulation waveform information of voltage and current according to each fault type previously selected for the power system;
A data converter for converting the fault simulation waveform information according to characteristics of a power system installed in a protective relay to be tested;
A sequence unit for generating sequence data so that a waveform of a failure simulation is generated at a failure occurrence time set according to an operation procedure of the power system;
A signal generator for generating a signal according to the generated sequence data and supplying the generated signal to a protection relay of the power system; And
And an operation analyzer for receiving and analyzing information on an operation state of the protection relay.
청구항 1에 있어서,
상기 고장모의 파형정보는 고장 유형별로 전압값, 전류값, 파형 모양, 최대 부하 및 고장 유형 설명 정보 중 적어도 하나를 포함하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the failure simulation waveform information includes at least one of a voltage value, a current value, a waveform shape, a maximum load, and a failure type explanatory information for each failure type.
청구항 1에 있어서,
상기 전력계통의 특성은 변압기의 변압비, 변압기의 벡터 그룹, 변류기의 변류비 및 설비 정격 중 적어도 하나를 포함하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the characteristics of the power system include at least one of a transformer ratio of a transformer, a vector group of a transformer, a ratio of a current transformer, and a facility rating.
청구항 3에 있어서,
상기 데이터 변환부는, 상기 고장모의 파형정보를 상기 전력계통의 특성 및 고장 유형에 따라, 미리 설정된 파형 역변환 방식, 파형 크기 변환 방식, 옵셋 변환 방식, 주파수 변환 방식 및 위상 변환 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 변환하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method of claim 3,
The data conversion unit converts at least one of the waveform inversion method, the waveform size conversion method, the offset conversion method, the frequency conversion method, and the phase conversion method according to the characteristics and the failure type of the power system into the failure simulation waveform information Fault test equipment for protective relay transforming through.
청구항 1에 있어서,
상기 전력계통을 모델링하고 상기 전력계통의 특성을 설정하는 모델러를 더 포함하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a modeler for modeling the power system and setting characteristics of the power system.
청구항 5에 있어서,
상기 모델링된 전력계통의 회로도 및 상기 전력계통의 특성을 표시하는 표시부를 더 포함하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method of claim 5,
And a display unit for displaying the circuit diagram of the modeled power system and the characteristics of the power system.
청구항 6에 있어서,
상기 전력계통의 특성을 변경하거나, 사용자 조작 신호를 입력하는 입력부를 더 포함하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method of claim 6,
Further comprising an input unit for changing a characteristic of the power system or inputting a user operation signal.
청구항 1에 있어서,
상기 동작분석부는 수신된 상기 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보에 따라 고장 발생원인 및 고장 유형을 분석하는 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method according to claim 1,
And the operation analyzing unit analyzes the cause of the fault and the type of the fault according to the received information on the operation state of the protective relay.
청구항 1에 있어서,
상기 각 고장 유형은 보호계전기의 기능별로 설정되는 것인 보호계전기의 고장 시험 장치.
The method according to claim 1,
Wherein each type of failure is set for each function of the protection relay.
시험하고자 하는 보호계전기가 포함된 전력계통을 모델링하는 단계;
미리 선정된 각 고장 유형에 따른 전압 및 전류의 고장모의 파형정보를 상기 모델링된 전력계통의 특성에 따라 변환하는 단계;
상기 전력계통의 동작 절차에 따라 설정된 고장 발생 시점에서 상기 변환된 고장모의 파형이 발생하도록 시퀀스 데이터를 생성하는 단계;
생성된 시퀀스 데이터에 따른 신호를 생성하여 상기 전력계통의 보호계전기에 공급하는 단계; 및
상기 보호계전기의 동작 상태에 대한 정보를 수신하여 분석하는 단계를 포함하는 보호계전기의 고장 시험 방법.
Modeling a power system including a protection relay to be tested;
Converting fault simulation waveform information of voltage and current according to a predetermined fault type according to characteristics of the modeled power system;
Generating sequence data so that the converted fault simulation waveform is generated at a fault occurrence time set according to an operation procedure of the power system;
Generating a signal according to the generated sequence data and supplying the signal to the protection relay of the power system; And
And receiving and analyzing information on the operating state of the protective relay.
KR1020170104167A 2017-08-17 2017-08-17 fault simulator for protection relay and method KR102245440B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170104167A KR102245440B1 (en) 2017-08-17 2017-08-17 fault simulator for protection relay and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170104167A KR102245440B1 (en) 2017-08-17 2017-08-17 fault simulator for protection relay and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190019377A true KR20190019377A (en) 2019-02-27
KR102245440B1 KR102245440B1 (en) 2021-04-29

Family

ID=65560820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170104167A KR102245440B1 (en) 2017-08-17 2017-08-17 fault simulator for protection relay and method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102245440B1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102104056B1 (en) 2019-11-19 2020-04-23 한국철도공사 System for analysing and interpreting accidential failure in electric railway feed
KR20200142896A (en) * 2019-06-14 2020-12-23 한국수력원자력 주식회사 Breakdown type analysis system and method of digital equipment
KR20210026098A (en) * 2019-08-29 2021-03-10 (주)유니스소프트 Engineering risk analysis system and method of Digital Intelligent Electronic Device
KR20210042729A (en) * 2019-10-10 2021-04-20 한국전력공사 Simulation system for diagnosing cables and Method for controlling the same
KR102288798B1 (en) * 2020-10-30 2021-08-11 주식회사 와이제이테크놀로지 testing simulator for charging apparatus of electric vehicle
KR20210110991A (en) * 2020-03-02 2021-09-10 한전케이디엔주식회사 Distributiom line failure simulation apparatus and method
KR20220072033A (en) * 2020-11-23 2022-06-02 한국전력공사 Apparatus for scheduling of energy storage system and method thereof
CN116298440A (en) * 2023-05-18 2023-06-23 国电南瑞科技股份有限公司 State sequence simulation method for realizing coupling of multisource abnormal working conditions of power system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05316651A (en) * 1992-05-07 1993-11-26 Mitsubishi Electric Corp Simulating system for electric power system
KR19980073416A (en) * 1997-03-14 1998-11-05 이기원 Method and apparatus for simulating digital protective relay used in power transmission system
KR20060099194A (en) * 2005-03-10 2006-09-19 현대중공업 주식회사 Automation system for evaluation of digital relay performance
JP2007183171A (en) * 2006-01-06 2007-07-19 Chugoku Electric Power Co Inc:The Device and method for testing distribution line relay
KR101545513B1 (en) * 2014-11-10 2015-08-19 한국수력원자력 주식회사 System for testing of digital protective relay for main power facility on nuclear power plant, and operation method of said system
KR20150139922A (en) * 2013-04-05 2015-12-14 오미크론 일렉트로닉스 게엠바하 Method and device for testing a transformer
WO2015189989A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 三菱電機株式会社 Power grid protection control system test device, test method, and program
KR20170028121A (en) * 2015-09-03 2017-03-13 한국전기연구원 Model Calibration Apparatus for Power Facilities using Power System Disturbance Data and method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05316651A (en) * 1992-05-07 1993-11-26 Mitsubishi Electric Corp Simulating system for electric power system
KR19980073416A (en) * 1997-03-14 1998-11-05 이기원 Method and apparatus for simulating digital protective relay used in power transmission system
KR20060099194A (en) * 2005-03-10 2006-09-19 현대중공업 주식회사 Automation system for evaluation of digital relay performance
JP2007183171A (en) * 2006-01-06 2007-07-19 Chugoku Electric Power Co Inc:The Device and method for testing distribution line relay
KR20150139922A (en) * 2013-04-05 2015-12-14 오미크론 일렉트로닉스 게엠바하 Method and device for testing a transformer
WO2015189989A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 三菱電機株式会社 Power grid protection control system test device, test method, and program
KR101545513B1 (en) * 2014-11-10 2015-08-19 한국수력원자력 주식회사 System for testing of digital protective relay for main power facility on nuclear power plant, and operation method of said system
KR20170028121A (en) * 2015-09-03 2017-03-13 한국전기연구원 Model Calibration Apparatus for Power Facilities using Power System Disturbance Data and method thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200142896A (en) * 2019-06-14 2020-12-23 한국수력원자력 주식회사 Breakdown type analysis system and method of digital equipment
KR20210026098A (en) * 2019-08-29 2021-03-10 (주)유니스소프트 Engineering risk analysis system and method of Digital Intelligent Electronic Device
KR20210042729A (en) * 2019-10-10 2021-04-20 한국전력공사 Simulation system for diagnosing cables and Method for controlling the same
KR102104056B1 (en) 2019-11-19 2020-04-23 한국철도공사 System for analysing and interpreting accidential failure in electric railway feed
KR20210110991A (en) * 2020-03-02 2021-09-10 한전케이디엔주식회사 Distributiom line failure simulation apparatus and method
KR102288798B1 (en) * 2020-10-30 2021-08-11 주식회사 와이제이테크놀로지 testing simulator for charging apparatus of electric vehicle
KR20220072033A (en) * 2020-11-23 2022-06-02 한국전력공사 Apparatus for scheduling of energy storage system and method thereof
CN116298440A (en) * 2023-05-18 2023-06-23 国电南瑞科技股份有限公司 State sequence simulation method for realizing coupling of multisource abnormal working conditions of power system
CN116298440B (en) * 2023-05-18 2023-09-29 国电南瑞科技股份有限公司 State sequence simulation method for realizing coupling of multisource abnormal working conditions of power system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102245440B1 (en) 2021-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102245440B1 (en) fault simulator for protection relay and method
US7613964B2 (en) Relay device and corresponding method
CA2635060C (en) System and method for modulating a power supply in a relay test system
US7259565B2 (en) Testing an electrical switchgear system
CN111157940B (en) Flexible DC electronic transformer simulation system
KR102298314B1 (en) Test simulator of protective relay for AC electric railway system
KR101919042B1 (en) Simulator for protective relay education
Lee et al. A physical laboratory for protective relay education
KR101545513B1 (en) System for testing of digital protective relay for main power facility on nuclear power plant, and operation method of said system
Ren et al. Modeling and simulation tools for teaching protective relaying design and application for the smart grid
CN111030038B (en) Power system relay protection setting value checking method
Badrzadeh et al. Challenges associated with assessment and testing of fault ride-through compliance of variable power generation in Australian national electricity market
Pereira Jr et al. Performance assessment of a line protection implemented with process bus and GOOSE through transient closed loop tests
Rosa et al. A systemic approach for assessment of advanced distribution automation functionalities
Smolarczyk et al. Closed-loop testing method for protective relays with use of MATLAB/Simulink software
Kezunovic et al. Digital simulator performance requirements for relay testing
KR102298168B1 (en) Micro Protective Device and Method thereof and Artificial Fault Generator for the Micro Smart Grid Simulator and, Micro Performance Evaluation System of the Micro Protective Device
Henville et al. Dynamic simulations challenge protection performance
JP2892667B2 (en) Simulated transmission line test equipment
Almas et al. Performance evaluation of protection functions for IEC 61850-9-2 process bus using real-time hardware-in-the-loop simulation approach
Sauhats et al. Out-of-step relays testing procedure
Kleemann et al. Concept and requirements of a simulator for substation automation systems
CN113295942B (en) Relay protection device constant value checking system and method
Yang et al. Protection performance testing in IEC 61850 based systems
Huet et al. Improving site tests efficiency by real-time testing of a new communication link between sensors and a protection device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right