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KR102338113B1 - 디지털 보호계전기 - Google Patents

디지털 보호계전기 Download PDF

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KR102338113B1
KR102338113B1 KR1020150106818A KR20150106818A KR102338113B1 KR 102338113 B1 KR102338113 B1 KR 102338113B1 KR 1020150106818 A KR1020150106818 A KR 1020150106818A KR 20150106818 A KR20150106818 A KR 20150106818A KR 102338113 B1 KR102338113 B1 KR 102338113B1
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KR
South Korea
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data
communication
monitoring panel
control signal
protection relay
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신상택
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엘에스일렉트릭 (주)
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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Abstract

선로 이중화 통신방식과 프로세스 이중화 통신방식 중 하나를 선택하여 상위감시반과 데이터 통신을 수행할 수 있는 디지털 보호계전기가 제공된다. 디지털 보호계전기는, 전력계통의 정보가 제1데이터 및 제2데이터로 각각 저장된 버퍼부, 통신선로를 통해 상기 버퍼부에 저장된 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터를 하나 이상의 상위감시반으로 출력하는 통신부 및 상기 상위감시반의 개수에 따라 저장된 설정정보로부터 생성된 제어신호에 의해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 모두가 상기 상위감시반으로 출력되도록 제어하거나 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 하나가 상기 상위감시반으로 출력되도록 제어하는 중앙처리부를 포함한다.

Description

디지털 보호계전기{Digital protection relay}
본 발명은 디지털 보호계전기에 관한 것으로, 특히 선로 이중화 방식과 프로세스 이중화 방식의 통신을 모두 수행할 수 있는 디지털 보호계전기에 관한 것이다.
디지털 보호계전기는 발전(發電)이나 송배전 등 전력계통에 설치되어 전력계통의 상태를 감시하고 보호하는 장치로서, 전력계통에 이상이 발생하면 차단기를 동작시켜 전력계통과 부하 기기 사이의 회로를 차단하는 등의 역할을 수행함으로써 전력계통과 부하 기기를 보호한다.
디지털 보호계전기의 전기량과 고장정보 등 각종 데이터들은 통신선로를 통해 상위감시반에서 수집된다. 디지털 보호계전기는 관리자나 상위감시반과 인터페이스하기 위하여 RS-232, RS-485 등 범용 직렬통신방식을 사용하고 있으며, 최근에는 이더넷을 이용하여 상위감시반과 통신하는 방식이 적용되고 있다.
한편, 디지털 보호계전기는 통신의 신뢰성을 높이기 위하여 상위감시반과 이중화 통신방식으로 상위감시반과 통신하는 방식이 사용된다. 이중화 통신방식은 선로 이중화 통신방식과 프로세스 이중화 통신방식이 사용된다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 디지털 보호계전기와 상위감시반의 연결 구성을 나타내는 도면들이다.
도 1a와 같이, 디지털 보호계전기(10)는 2개의 통신선로(31, 33)를 통해 상위감시반(21)과 연결됨으로써, 통신선로(31, 33)를 이중화하여 통신하는 선로 이중화 통신방식이 사용된다.
이러한 선로 이중화 통신방식은 단순히 상위감시반과 통신할 수 있는 통신선로(31, 33)를 하나 더 구비하는 것이기 때문에, 디지털 보호계전기(10)가 다수의 상위감시반과 동시에 독립적으로 통신할 수는 없다.
즉, 선로 이중화 통신방식만으로는 상위감시반의 구성의 다양화, 지원 가능한 통신 프로토콜의 다양화, 일반 감시기능과 긴급 메시지 송신 기능의 차별화 등과 같은 기능을 만족시킬 수 없다.
이에 따라, 도 1b와 같이, 종래의 디지털 보호계전기(11)는 각 통신선로(31, 33)마다 별도의 통신 프로세스를 운용하는 프로세스 이중화 통신방식을 사용하기도 한다.
프로세스 이중화 통신방식은 디지털 보호계전기(11)가 복수의 상위감시반(22, 23) 각각과 별도의 통신선로(31, 33)를 통해 독립적으로 통신하는 프로세스를 유지하므로, 상위감시반의 구성 다양화, 지원 가능한 통신 프로토콜의 다양화 및 다양화, 일반 감시기능과 긴급 메시지 송신 기능의 차별화 등과 같은 기능을 만족시킬 수 있다.
그러나, 프로세스 이중화 통신방식은 각 통신선로(31, 33)에 대해 독립적으로 통신 프로세스가 동작하기 때문에 디지털 보호계전기(11)에 하나의 상위감시반만 연결된 경우에 올바르게 동작하지 않는 상황이 발생된다.
결국, 종래의 디지털 보호계전기(10, 11)는 선로 이중화 통신방식 또는 프로세스 이중화 통신방식 중 하나가 채택되어 동작되며, 이로 인하여 디지털 보호계전기(10, 11)와 연결되는 상위감시반(21~23) 역시 디지털 보호계전기(10, 11)의 통신방식 중 하나에 따라 결정되어야 한다.
즉, 종래의 디지털 보호계전기(10, 11)가 선로 이중화 통신방식을 사용하는 경우에 상위감시반(21~23)은 복수로 구성될 수 없고, 프로세스 이중화 통신방식을 사용하는 경우에 상위감시반(21~23)은 단일로 구성될 수 없는 문제가 발생된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 선로 이중화 통신방식과 프로세스 이중화 통신방식을 모두 지원하여 상위감시반과 통신할 수 있는 디지털 보호계전기를 제공하고자 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 보호계전기는, 전력계통의 정보가 제1데이터 및 제2데이터로 각각 저장된 버퍼부와, 통신선로를 통해 상기 버퍼부에 저장된 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터를 하나 이상의 상위감시반으로 출력하는 통신부와, 상기 상위감시반의 개수에 따라 저장된 설정정보로부터 생성된 제어신호에 의해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 모두가 상기 상위감시반으로 출력되도록 제어하거나 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 하나가 상기 상위감시반으로 출력되도록 제어하는 중앙처리부를 포함한다.
상기 중앙처리부는 상기 설정정보로부터 제1통신제어신호 및 제2통신제어신호 중 하나를 생성한다.
그리고, 상기 통신부는 상기 제1통신제어신호에 따라 상기 통신선로를 통해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 모두를 상기 상위감시반으로 출력하고, 상기 제2통신제어신호에 따라 상기 통신선로를 통해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 하나를 상기 상위감시반으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙처리부는 상기 상위감시반이 복수개이면 상기 제1통신제어신호를 생성하고, 상기 상위감시반의 단수개이면 상기 제2통신제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 설정정보는 상기 통신부와 상기 상위감시반 간의 선로 이중화 통신방식 및 프로세스 이중화 통신방식 중 하나에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신부는 제1통신선로를 통해 상기 제1데이터를 상기 상위감시반에 출력하는 제1통신포트 및 제2통신선로를 상기 제2데이터를 상기 상위감시반에 출력하는 제2통신포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 디지털 보호계전기는, 상기 버퍼부와 상기 통신부 사이에 배치되며, 다수의 스위치가 구비된 선택부를 더 포함한다.
상기 중앙처리부는 상기 설정정보로부터 제1스위칭제어신호 및 제2스위칭제어신호 중 하나를 생성한다.
그리고, 상기 선택부는 상기 제1스위칭제어신호에 따라 상기 다수의 스위치가 스위칭 동작되어 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 모두를 상기 통신부를 통해 상기 상위감시반으로 출력하고, 상기 제2스위칭제어신호에 따라 상기 다수의 스위치가 스위칭 동작되어 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 하나를 상기 통신부를 통해 상기 상위감시반으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙처리부는 상기 상위감시반이 복수개이면 상기 제1스위칭제어신호를 생성하고, 상기 상위감시반의 단수개이면 상기 제2스위칭제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버퍼부는 상기 제1데이터가 저장된 제1버퍼 및 상기 제2데이터가 저장된 제2버퍼를 포함하고, 상기 선택부는 상기 제1버퍼와 상기 통신부 사이에 배치된 제1스위치 및 상기 제2버퍼와 상기 통신부 사이에 배치된 제2스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치는, 상기 제1스위칭제어신호에 따라 동시에 턴-온되고, 상기 제2스위칭제어신호에 따라 번갈아 턴-온되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 디지털 보호계전기는, 복수의 상위감시반과 연결되는 구성에서는 프로세스 이중화 통신방식으로 이벤트 데이터를 전송하고, 단수의 상위감시반과 연결되는 구성에서는 선로 이중화 통신방식으로 이벤트 데이터를 전송할 수 있다.
이에 따라, 디지털 보호계전기와 연결되는 상위감시반의 구성 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 지원 가능한 통신 프로토콜의 다양화 및 다양화, 일반 감시기능과 긴급 메시지 송신 기능의 차별화 등과 같은 기능을 만족시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 디지털 보호계전기와 상위감시반의 연결 구성을 나타내는 도면들이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 보호계전기와 상위감시반의 연결 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 보호계전기의 동작을 나타내는 동작 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 보호계전기와 상위감시반의 연결구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 보호계전기의 동작을 나타내는 동작 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 보호계전기에 대해 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 보호계전기와 상위감시반의 연결 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 디지털 보호계전기(100)는 전력계통으로부터 전류를 검출하는 변류기(Current Transformer; CT, 210) 및 전력계통으로부터 전압을 검출하는 변위기(Potential Transformer; PT, 220) 등으로부터 전력계통의 동작정보 또는 센서(미도시) 등으로부터 측정된 정보 등을 입력 받고, 이를 전력계통의 정보로 가공할 수 있다.
디지털 보호계전기(100)는 가공된 정보를 하나 이상의 통신선로를 통해 하나 이상의 상위감시반(310~330)으로 전송할 수 있다.
디지털 보호계전기(100)는 아날로그-디지털 변환부(Analog to Digital Converter; 이하 ADC, 110), 중앙처리부(Central Processing Unit; 이하 CPU, 120), 데이터베이스(130), 버퍼부(140) 및 통신부(160)를 포함할 수 있다.
ADC(110)는 외부의 변류기(210) 및 변위기(220)로부터 전력계통의 정보, 예컨대 전류 및 전압에 대한 정보를 수집하고, 이를 아날로그-디지털 변환하여 정보데이터를 출력할 수 있다.
CPU(120)는 ADC(110)에서 출력된 정보데이터를 가공하여 이벤트 데이터를 생성할 수 있다. 이벤트 데이터는 후술될 상위감시반(310, 320)으로 전송될 수 있다. CPU(120)는 이벤트 데이터를 데이터베이스(130)에 저장할 수 있다.
또한, CPU(120)는 내부에 저장된 설정정보, 예컨대 디지털 보호계전기(100)의 통신방식에 대한 설정정보에 따라 통신부(160)로부터 상위감시반(310~330)으로의 데이터 출력을 제어할 수 있다.
CPU(120)는 설정정보에 따라 통신부(160)의 동작을 제어할 수 있는 제어신호, 예컨대 제1통신제어신호와 제2통신제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.
도 2 및 도 3에서는 CPU(120)가 통신부(160)의 동작을 제어하는 제어신호를 생성하여 출력하는 것으로 도시되었으나, CPU(120)는 설정정보에 따라 버퍼부(140)의 동작을 제어할 수 있는 제어신호를 생성하고, 이에 따라 버퍼부(140)에서 통신부(160)로의 데이터 출력을 제어할 수도 있다.
한편, 설정정보는 외부시스템(미도시)으로부터 통신을 통해 전달되어 CPU(120) 내부에 저장되거나 또는 디지털 보호계전기(100)의 셋팅 시 설정되어 CPU(120) 내부에 저장될 수 있다.
이때, 설정정보는 디지털 보호계전기(100)와 연결되는 상위감시반의 개수에 따라 다르게 설정될 수 있다. 이러한 설정정보는 디지털 보호계전기(100)와 상위감시반(310~330)의 통신방식에 대한 정보일 수 있으며, 선로 이중화 통신방식 또는 프로세스 이중화 통신방식에 대한 정보 중 하나일 수 있다.
여기서, 선로 이중화 통신방식은 디지털 보호계전기(100)가 복수의 통신선로, 예컨대 한 쌍의 통신선로를 통해 하나의 상위감시반(330)과 통신하는 방식을 말한다. 또, 프로세스 이중화 통신방식은 디지털 보호계전기(100)가 복수의 통신선로를 통해 복수의 상위감시반(310, 320)과 통신하는 방식을 말한다.
버퍼부(140)는 데이터베이스(130)에 저장된 이벤트 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼부(140)는 제1버퍼(141)와 제2버퍼(143)를 포함할 수 있다.
제1버퍼(141)에는 데이터베이스(130)로부터 제1이벤트 데이터가 전달되어 저장될 수 있다. 또, 제2버퍼(143)에는 데이터베이스(130)로부터 제2이벤트 데이터가 전달되어 저장될 수 있다. 여기서, 제1이벤트 데이터와 제2이벤트 데이터는 동일한 데이터이거나 또는 서로 다른 데이터일 수 있다.
통신부(160)는 CPU(120)의 제어에 따라 동작이 제어되어 버퍼부(140)로부터 제공되는 데이터, 즉 제1이벤트 데이터 또는 제2이벤트 데이터를 상위감시반(310~330)으로 전송할 수 있다.
통신부(160)는 제1버퍼(141)와 연결되는 제1통신포트(161) 및 제2버퍼(143)와 연결되는 제2통신포트(163)를 포함할 수 있다.
제1통신포트(161)는 제1버퍼(141)로부터 제공된 제1이벤트 데이터를 제1통신선로를 통해 출력할 수 있다. 또, 제2통신포트(163)는 제2버퍼(143)로부터 제공된 제2이벤트 데이터를 제2통신선로를 통해 출력할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 디지털 보호계전기(100)는 복수의 상위감시반, 즉 제1상위감시반(310)과 제2상위감시반(320)에 각각 접속될 수 있다.
따라서, 통신부(160)는 CPU(120)의 제어에 따라 제1통신포트(161)가 제1통신선로를 통해 제1상위감시반(310)과 연결되어 데이터 통신을 수행하고, 제2통신포트(163)가 제2통신선로를 통해 제2상위감시반(320)과 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다.
이때, CPU(120) 내부에는 상위감시반의 개수, 즉 제1상위감시반(310)과 제2상위감시반(320)에 따라 프로세스 이중화 통신방식에 해당되는 설정정보가 저장되며, 이러한 설정정보에 따라 CPU(120)는 제1통신제어신호를 출력할 수 있다.
통신부(160)는 CPU(120)로부터 출력된 제1통신제어신호에 따라 제1이벤트 데이터 및 제2이벤트 데이터를 제1 및 제2상위감시반(310, 320)으로 전송할 수 있다.
이때, 통신부(160)의 제1통신포트(161) 및 제2통신포트(163)는 서로 동기(synchronize)되어 동시에 동작될 수 있으며, 이에 따라 제1이벤트 데이터와 제2이벤트 데이터는 동시에 제1상위감시반(310) 및 제2상위감시반(320)으로 전송될 수 있다.
이와 같이, 디지털 보호계전기(100)가 복수의 상위감시반(310, 320)에 연결되는 경우에, CPU(120)는 설정정보에 따라 제1통신제어신호를 출력하고, 통신부(160)는 제1통신제어신호에 따라 제1통신포트(161) 및 제2통신포트(163)를 동시에 동작시켜 제1이벤트 데이터 및 제2이벤트 데이터를 제1상위감시반(310) 및 제2상위감시반(320)으로 동시에 전송할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 디지털 보호계전기(100)는 하나의 상위감시반(330)에 공통으로 연결될 수 있다.
따라서, 통신부(160)는 CPU(120)의 제어에 따라 제1통신포트(161)와 제2통신포트(163)가 각각 제1통신선로 및 제2통신선로를 통해 하나의 상위감시반(330)과 공통으로 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다.
이때, CPU(120) 내부에는 상위감시반의 개수, 즉 하나의 상위감시반(330)에 따라 선로 이중화 통신방식에 해당되는 설정정보가 저장되며, 이러한 설정정보에 따라 CPU(120)는 제2통신제어신호를 출력할 수 있다.
통신부(160)는 CPU(120)로부터 출력된 제2통신제어신호에 따라 제1통신포트(161) 및 제2통신포트(163) 중 하나를 통해 하나의 상위감시반(330)으로 이벤트 데이터를 전송할 수 있다.
예컨대, 통신부(160)는 제2통신제어신호에 따라 제1버퍼(141)로부터 전달되는 제1이벤트 데이터를 제1통신포트(161) 및 제1통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 이때, 통신부(160)의 제2통신포트(163)는 대기 상태를 유지할 수 있다.
또한, 통신부(160)는 제2통신제어신호에 따라 제2버퍼(143)로부터 전달되는 제2이벤트 데이터를 제2통신포트(163) 및 제2통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 이때, 통신부(160)의 제1통신포트(161)는 대기 상태를 유지할 수 있다.
버퍼부(140)의 제1버퍼(141)와 제2버퍼(143)로부터 제1통신포트(161) 및 제2통신포트(163)로 전달되는 제1이벤트 데이터 및 제2이벤트 데이터는 동일한 데이터일 수 있다.
이와 같이, 디지털 보호계전기(100)가 하나의 상위감시반(330)에 연결되는 경우에, CPU(120)는 설정정보에 따라 제2통신제어신호를 출력하고, 통신부(160)는 제2통신제어신호에 따라 제1통신포트(161) 및 제2통신포트(163)를 번갈아 동작시켜 제1이벤트 데이터 및 제2이벤트 데이터를 하나의 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 보호계전기(100)는 설정된 통신방식에 대한 정보, 즉 디지털 보호계전기(100)와 접속된 상위감시반(310~330)의 개수에 따른 설정정보로부터 선로 이중화 통신방식 또는 프로세스 이중화 통신방식 중 하나를 선택하여 상위감시반(310~330)과 통신함으로써, 상위감시반(310~330)의 구성과 관계없이 전력계통의 정보들을 원활하게 전송할 수 있다.
즉, 본 발명은 디지털 보호계전기(100)가 복수개의 상위감시반(310, 320)과 연결되면, 프로세스 이중화 통신방식으로 이벤트 데이터를 복수개의 상위감시반(310, 320)으로 전송하고, 디지털 보호계전기(100)가 단수개의 상위감시반(330)과 연결되면, 선로 이중화 통신방식으로 이벤트 데이터를 단수개의 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다.
이로 인해 본 발명은 디지털 보호계전기(100)와 접속되는 상위감시반(310~330)의 구성 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 지원 가능한 통신 프로토콜의 다양화 및 다양화, 일반 감시기능과 긴급 메시지 송신 기능의 차별화 등과 같은 기능을 만족시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 보호계전기의 동작을 나타내는 동작 순서도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 디지털 보호계전기(100)는 상위감시반(310~330)으로부터 데이터 요청을 수신할 수 있다(S10).
이어, 디지털 보호계전기(100)의 CPU(120)는 저장된 설정정보를 판단하여 통신방식을 선택할 수 있다(S20).
예컨대, 설정정보가 프로세스 이중화 통신방식에 대한 정보이면, CPU(120)는 설정정보에 따라 제1통신제어신호를 출력할 수 있다(A).
또한, 설정정보가 선로 이중화 통신방식에 대한 정보이면, CPU(120)는 설정정보에 따라 제2통신제어신호를 출력할 수 있다(B).
계속해서, 디지털 보호계전기(100)의 통신부(160)는 CPU(120)로부터 출력되는 통신제어신호에 따라 버퍼부(140)로부터 제공된 제1이벤트 데이터 및 제2이벤트 데이터를 상위감시반(310~330)으로 전송할 수 있다(S30).
예컨대, CPU(120)로부터 제1통신제어신호가 출력되면, 통신부(160)의 제1통신포트(161)는 제1버퍼(141)로부터 전달된 제1이벤트 데이터를 제1통신선로를 통해 제1상위감시반(310)으로 전송하고, 제2통신포트(163)는 제2버퍼(143)로부터 전달된 제2이벤트 데이터를 제2통신선로를 통해 제2상위감시반(320)으로 전송할 수 있다. 이때, 디지털 보호계전기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 상위감시반, 즉 제1상위감시반(310)과 제2상위감시반(320) 각각과 연결된 상태일 수 있다.
또한, CPU(120)로부터 제2통신제어신호가 출력되면, 통신부(160)의 제1통신포트(161)는 제1버퍼(141)로부터 전달된 제1이벤트 데이터를 제1통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 이때, 디지털 보호계전기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 상위감시반(330)에 연결된 상태일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 디지털 보호계전기(100)는 이와 연결되는 상위감시반(310~330)의 개수 또는 종류에 따라 선로 이중화 통신방식 및 프로세스 이중화 통신방식 중 하나를 선택하여 동작될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 보호계전기와 상위감시반의 연결 구성을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 실시예의 디지털 보호계전기(101)는 버퍼부(140)와 통신부(160) 사이에 선택부(150)가 추가로 구성되고, CPU(120)가 내부에 저장된 설정정보에 따라 선택부(150)의 동작을 제어하는 제어신호, 예컨대 스위칭제어신호를 출력하는 구성을 제외하고, 앞서 도 2 및 도 3에서 설명된 디지털 보호계전기(100)와 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 동일 부재에 대해서는 동일 부호로 나타내고, 이에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 디지털 보호계전기(101)는 전력계통으로부터 변류기(Current Transformer; CT, 210) 및 변위기(Potential Transformer; PT, 220) 등으로부터 측정된 정보를 전력계통의 정보로 가공하고, 가공된 정보를 하나 이상의 통신선로를 통해 하나 이상의 상위감시반(310~330)으로 전송할 수 있다.
디지털 보호계전기(101)는 ADC(110), CPU(120), 데이터베이스(130), 버퍼부(140), 선택부(150) 및 통신부(160)를 포함할 수 있다.
ADC(110)는 외부의 변류기(210) 및 변위기(220)로부터 전력계통의 전류 및 전압에 대한 정보를 수집하고, 이를 아날로그-디지털 변환하여 정보데이터를 출력할 수 있다.
CPU(120)는 ADC(110)에서 출력된 정보데이터를 가공하여 이벤트 데이터를 생성할 수 있다. 이벤트 데이터는 후술될 상위감시반(310, 320)으로 전송될 수 있다. CPU(120)는 이벤트 데이터를 데이터베이스(130)에 저장할 수 있다.
또한, CPU(120)는 내부에 저장된 설정정보, 예컨대 디지털 보호계전기(100)의 통신방식에 대한 설정정보에 따라 통신부(160)로부터 상위감시반(310~330)으로의 데이터 출력을 제어할 수 있다.
CPU(120)는 설정정보에 따라 선택부(150)의 동작을 제어할 수 있는 스위칭제어신호, 예컨대 제1스위칭제어신호와 제2스위칭제어신호를 생성하여 출력할 수 있다.
여기서, 설정정보는 디지털 보호계전기(101)와 연결되는 상위감시반의 개수에 따라 다르게 설정되어 저장될 수 있다. 이러한 설정정보는 디지털 보호계전기(101)와 상위감시반(310~330)의 통신방식에 대한 정보일 수 있으며, 선로 이중화 통신방식 또는 프로세스 이중화 통신방식에 대한 정보 중 하나일 수 있다.
버퍼부(140)는 데이터베이스(130)에 저장된 이벤트 데이터를 임시 저장할 수 있다. 버퍼부(140)는 제1버퍼(141)와 제2버퍼(143)를 포함할 수 있다.
제1버퍼(141)에는 데이터베이스(130)로부터 제1이벤트 데이터가 전달되어 저장될 수 있다. 또, 제2버퍼(143)에는 데이터베이스(130)로부터 제2이벤트 데이터가 전달되어 저장될 수 있다. 여기서, 제1이벤트 데이터와 제2이벤트 데이터는 동일한 데이터이거나 또는 서로 다른 데이터일 수 있다.
선택부(150)는 CPU(120)의 제어에 따라 통신부(160)의 동작을 제어할 수 있다. 선택부(150)는 CPU(120)로부터 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작되는 스위치를 포함할 수 있다.
선택부(150)는 제1버퍼(141)의 출력단에 연결된 제1스위치(151) 및 제2버퍼(143)의 출력단에 연결된 제2스위치(153)를 포함할 수 있다.
제1스위치(151)는 후술될 통신부(160)의 제1통신포트(161)와 연결되고, 제2스위치(153)는 통신부(160)의 제2통신포트(163)와 연결될 수 있다.
선택부(150)의 제1스위치(151)와 제2스위치(153)는 CPU(120)에서 출력되는 제1스위칭제어신호 및 제2스위칭제어신호에 따라 스위칭 동작이 제어될 수 있다.
예컨대, CPU(120)에서 제1스위칭제어신호가 출력되면, 선택부(150)의 제1스위치(151)와 제2스위치(153)는 모두 턴-온될 수 있다. 또, CPU(120)에서 제2스위칭제어신호가 출력되면, 선택부(150)의 제1스위치(151)와 제2스위치(153) 중 하나가 턴-온될 수 있다.
통신부(160)는 선택부(150)의 스위칭 동작에 따라 버퍼부(140)로부터 제공되는 제1이벤트데이터 또는 제2이벤트데이터를 상위감시반(310, 320)으로 전송할 수 있다. 통신부(160)는 제1버퍼(141) 및 제1스위치(151)와 연결되는 제1통신포트(161)와, 제2버퍼(143) 및 제2스위치(153)와 연결되는 제2통신포트(163)를 포함할 수 있다.
제1통신포트(161)는 제1버퍼(141)로부터 제1스위치(151)를 통해 제공된 제1이벤트 데이터를 제1통신선로를 통해 출력할 수 있다. 또, 제2통신포트(163)는 제2버퍼(143)로부터 제2스위치(153)를 통해 제공된 제2이벤트 데이터를 제2통신선로를 통해 출력할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 디지털 보호계전기(101)는 복수의 상위감시반, 즉 제1상위감시반(310)과 제2상위감시반(320)에 각각 접속되는 구성을 갖는다. 이때, CPU(120) 내부에는 상위감시반의 개수, 즉 제1상위감시반(310)과 제2상위감시반(320)에 따라 프로세스 이중화 통신방식에 해당되는 설정정보가 저장되며, 이러한 설정정보에 따라 CPU(120)는 제1스위칭제어신호를 출력할 수 있다.
따라서, 선택부(150)의 제1스위치(151) 및 제2스위치(153)는 CPU(120)로부터 출력된 제1스위칭제어신호에 따라 모두 턴-온될 수 있다.
이에 따라, 제1버퍼(141)에 저장된 제1이벤트 데이터는 제1스위치(151), 제1통신포트(161) 및 제1통신선로를 통해 제1상위감시반(310)으로 전송될 수 있다. 또, 제2버퍼(143)에 저장된 제2이벤트 데이터는 제2스위치(153), 제2통신포트(163) 및 제2통신선로를 통해 제2상위감시반(320)으로 전송될 수 있다.
여기서, 선택부(150)의 제1스위치(151) 및 제2스위치(153)는 서로 동기(synchronize)되어 스위칭 동작될 수 있으며, 이에 따라 제1이벤트 데이터와 제2이벤트 데이터는 동시에 제1상위감시반(310) 및 제2상위감시반(320)으로 전송될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 디지털 보호계전기(101)는 하나의 상위감시반(330)에 공통으로 연결될 수 있다. 이때, CPU(120) 내부에는 상위감시반의 개수, 즉 하나의 상위감시반(330)에 따라 선로 이중화 통신방식에 해당되는 설정정보가 저장되며, 이러한 설정정보에 따라 CPU(120)는 제2스위칭제어신호를 출력할 수 있다.
따라서, 선택부(150)의 제1스위치(151) 및 제2스위치(153)는 CPU(120)로부터 출력된 제1스위칭제어신호에 따라 선택적으로 번갈아 턴-온될 수 있다.
예컨대, 제2스위칭제어신호에 따라 선택부(150)의 제1스위치(151)가 턴-온되면, 통신부(160)의 제1통신포트(161)는 제1버퍼(141)로부터 제1스위치(151)를 통해 전달되는 제1이벤트 데이터를 제1통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 이때, 통신부(160)의 제2통신포트(163)는 대기 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제2스위칭제어신호에 따라 선택부(150)의 제2스위치(153)가 턴-온되면, 통신부(160)의 제2통신포트(163)는 제2버퍼(143)로부터 제2스위치(153)를 통해 전달되는 제2이벤트 데이터를 제2통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 이때, 통신부(160)의 제1통신포트(161)는 대기 상태를 유지할 수 있다.
한편, 제1통신포트(161)를 통해 제1이벤트 데이터가 전송될 때, 제1통신선로의 이상 등에 의해 에러가 발생되면, 선택부(150)는 제2스위칭제어신호에 따라 제1스위치(151) 대신 제2스위치(153)를 스위칭 동작시켜 턴-온시킬 수 있다.
이에 따라 통신부(160)의 제2통신포트(163)가 제2버퍼(143)로부터 제2스위치(153)를 통해 전달되는 제2이벤트 데이터를 제2통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 여기서, 버퍼부(140)의 제1버퍼(141)와 제2버퍼(143)에 각각 저장되는 제1이벤트 데이터와 제2이벤트 데이터는 동일한 데이터일 수 있다.
또한, CPU(120)로부터 출력된 제2스위칭제어신호에 따라 선택부(150)는 제1스위치(151)와 제2스위치(153)를 번갈아 턴-온시킬 수도 있다. 이때, 제1이벤트 데이터와 제2이벤트 데이터는 각각 제1통신포트(161)와 제2통신포트(163)를 통해 상위감시반(330)에 번갈아 전송될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 보호계전기(101)는 설정된 통신방식에 대한 정보, 즉 설정정보에 따라 선로 이중화 통신방식 또는 프로세스 이중화 통신방식 중 하나를 선택하여 상위감시반과 통신함으로써, 상위감시반의 구성과 관계없이 전력계통의 정보들을 원활하게 전송할 수 있다.
즉, 본 발명의 디지털 보호계전기(101)는 복수의 상위감시반(310, 320)과 연결되는 구성에서는 프로세스 이중화 통신방식으로 이벤트 데이터를 전송하고, 단수의 상위감시반(330)과 연결되는 구성에서는 선로 이중화 통신방식으로 이벤트 데이터를 전송할 수 있기 때문에, 상위감시반(310~330)의 구성 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 지원 가능한 통신 프로토콜의 다양화 및 다양화, 일반 감시기능과 긴급 메시지 송신 기능의 차별화 등과 같은 기능을 만족시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 보호계전기의 동작을 나타내는 동작 순서도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 디지털 보호계전기(101)는 상위감시반(310~330)으로부터 데이터 요청을 수신할 수 있다(S110).
이어, 디지털 보호계전기(101)의 CPU(120)는 저장된 설정정보를 판단하여 통신방식을 선택할 수 있다(S120).
예컨대, 설정정보가 프로세스 이중화 통신방식에 대한 정보이면, CPU(120)는 설정정보에 따라 제1스위칭제어신호를 출력할 수 있다(A).
또한, 설정정보가 선로 이중화 통신방식에 대한 정보이면, CPU(120)는 설정정보에 따라 제2스위칭제어신호를 출력할 수 있다(B).
계속해서, 디지털 보호계전기(100)의 선택부(150)는 CPU(120)로부터 출력된 제1스위칭제어신호 또는 제2스위칭제어신호에 따라 스위칭 동작을 제어할 수 있다(S130).
그리고, 디지털 보호계전기(100)의 통신부(160)는 스위칭 동작에 따라 제1이벤트 데이터 또는 제2이벤트 데이터를 상위감시반(310~330)으로 전송할 수 있다(S140).
예컨대, CPU(120)로부터 제1신호가 출력되면, 선택부(150)는 제1스위치(151) 및 제2스위치(153)를 모두 턴-온시킬 수 있다. 그리고, 통신부(160)의 제1통신포트(161)는 제1버퍼(141)로부터 제1스위치(151)를 통해 전달된 제1이벤트 데이터를 제1통신선로를 통해 제1상위감시반(310)으로 전송하고, 제2통신포트(163)는 제2버퍼(143)로부터 제2스위치(153)를 통해 전달된 제2이벤트 데이터를 제2통신선로를 통해 제2상위감시반(320)으로 전송할 수 있다. 이때, 디지털 보호계전기(101)는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 상위감시반, 즉 제1상위감시반(310)과 제2상위감시반(320) 각각과 연결된 상태일 수 있다.
또한, CPU(120)로부터 제2신호가 출력되면, 선택부(150)는 제1스위치(151)와 제2스위치(153) 중 하나를 턴-온시킬 수 있다. 제1스위치(151)가 턴-온되면, 통신부(160)의 제1통신포트(161)는 제1버퍼(141)로부터 제1스위치(151)를 통해 전달된 제1이벤트 데이터를 제1통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 또한, 제2스위치(153)가 턴-온되면, 통신부(160)의 제2통신포트(163)는 제2버퍼(143)로부터 제2스위치(153)를 통해 전달된 제2이벤트 데이터를 제2통신선로를 통해 상위감시반(330)으로 전송할 수 있다. 이때, 디지털 보호계전기(101)는 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 상위감시반(330)에 연결된 상태일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 디지털 보호계전기(101)는 이와 연결되는 상위감시반(310~330)의 개수 또는 종류에 따라 선로 이중화 통신방식 및 프로세스 이중화 통신방식 중 하나를 선택하여 동작될 수 있다.
전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100, 101: 디지털 보호계전기 110: ADC
120: CPU 130: 데이터베이스
140: 버퍼부 150: 선택부
160: 통신부 310, 320, 330: 상위감시반

Claims (9)

  1. 전력계통의 정보가 제1데이터 및 제2데이터로 각각 저장되는 제1 버퍼 및 제2 버퍼를 포함하는 버퍼부;
    제1 통신선로를 통해 상기 제1데이터를 출력하는 제1통신포트와, 제2 통신선로를 통해 상기 제2데이터를 출력하는 제2통신포트를 포함하며, 상기 제1 및 제2 통신선로를 통해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터를 하나 이상의 상위감시반으로 출력하는 통신부; 및
    상기 상위감시반의 개수에 따라 설정된 설정정보로부터 생성된 제어신호에 의해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 모두가 상기 상위감시반으로 출력되도록 제어하거나 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 하나가 상기 상위감시반으로 출력되도록 제어하는 중앙처리부를 포함하며,
    상기 중앙처리부는,
    상기 상위감시반의 개수가 하나인 경우, 상기 제1데이터와 제2데이터가 상기 하나의 상위감시반에 출력되도록 상기 제1통신포트와 제2통신포트를 교번하여 동작시키고,
    상기 제1데이터와 제2데이터는 서로 다른 데이터임을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리부는, 상기 설정정보로부터 제1통신제어신호 및 제2통신제어신호 중 하나를 생성하고,
    상기 통신부는,
    상기 제1통신제어신호에 따라 상기 통신선로를 통해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 모두를 상기 상위감시반으로 출력하고,
    상기 제2통신제어신호에 따라 상기 통신선로를 통해 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 하나를 상기 상위감시반으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상위감시반이 복수개이면, 상기 중앙처리부는 상기 제1통신제어신호를 생성하고,
    상기 상위감시반의 단수개이면, 상기 중앙처리부는 상기 제2통신제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 설정정보는, 상기 통신부와 상기 상위감시반 간의 프로세스 이중화 통신방식에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1데이터와 제2데이터는 동일한 데이터이며,
    상기 설정정보는,
    상기 통신부와 상기 상위감시반 간의 선로 이중화 통신방식에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼부와 상기 통신부 사이에 배치되며, 다수의 스위치가 구비된 선택부를 더 포함하고,
    상기 중앙처리부는, 상기 설정정보로부터 제1스위칭제어신호 및 제2스위칭제어신호 중 하나를 생성하고,
    상기 선택부는,
    상기 제1스위칭제어신호에 따라 상기 다수의 스위치가 스위칭 동작되어 상기 버퍼부에 저장된 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 모두를 상기 통신부를 통해 상기 상위감시반으로 출력하고,
    상기 제2스위칭제어신호에 따라 상기 다수의 스위치가 스위칭 동작되어 상기 버퍼부에 저장된 상기 제1데이터 및 상기 제2데이터 중 하나를 상기 통신부를 통해 상기 상위감시반으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상위감시반이 복수개이면, 상기 중앙처리부는 상기 제1스위칭제어신호를 생성하고,
    상기 상위감시반의 단수개이면, 상기 중앙처리부는 상기 제2스위칭제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 제1버퍼와 상기 통신부 사이에 배치된 제1스위치; 및
    상기 제2버퍼와 상기 통신부 사이에 배치된 제2스위치를 포함하며,
    상기 제1스위치 및 상기 제2스위치는,
    상기 제1스위칭제어신호에 따라 동시에 턴-온되고, 상기 제2스위칭제어신호에 따라 번갈아 턴-온되는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리부는,
    적어도 하나의 상위 감시반으로부터의 데이터 요청을 수신하고, 상기 적어도 하나의 상위 감시반으로부터 수신된 데이터 요청에 근거하여, 상기 데이터를 요청한 상위 감시반의 수에 따라 상기 설정정보를 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호계전기.
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