KR102617970B1 - System for protection management of lvds distribution and method for protection management - Google Patents
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Abstract
저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템 및 보호 관리 방법에 대해 제공된다. 상기 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템은 계통 전원단의 전원을 적어도 하나의 부하 및 분산 전원단으로 공급하는 저전압 직류 배전 계통, 저전압 직류 배전 계통에 형성된 배전 선로별로 각각의 보호 구간을 설정하고 각 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 계전하는 계전 장치, 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 무선으로 전송하는 적어도 하나의 무선 중계장치, 및 각 보호 구간별 계전 결과에 따라 고장 전류를 차단하거나 각 보호구간 간의 보호 계전을 위한 동작 기준치들 정정하는 보호 관리 장치를 포함한다. Provides protection management systems and protection management methods for low-voltage direct current distribution systems. The protection management system for the low-voltage direct current distribution system sets each protection section for each low-voltage direct current distribution system that supplies power from the system power terminal to at least one load and distributed power terminal, and for each distribution line formed in the low-voltage direct current distribution system, and protects each. A relay device for relaying relay elements of distribution lines for each section, at least one wireless repeater for wirelessly transmitting relay results for distribution lines for each protection section, and blocking or blocking fault current according to the relay results for each protection section. It includes a protection management device that corrects the operating standards for protection relaying between each protection section.
Description
본 발명은 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템 및 보호 관리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a protection management system and protection management method for a low-voltage direct current distribution system.
저전압 직류(LVDC: low voltage direct current) 배전 시스템은 송전 거리가 짧아서 도시 규모의 전력 공급이 어려웠기 때문에 그 수요가 감소되었었다. 그러나, 최근에는 송전용량 상승, 송전손실 저감, 환경적으로 적은 영향, 투자비 감소 등의 이점이 대두되고, DC 전원을 사용하는 디지털 부하의 급증에 따라 다시 주목받고 있다. Demand for the low voltage direct current (LVDC) distribution system has decreased because it has been difficult to supply power on a city scale due to the short transmission distance. However, recently, advantages such as increased transmission capacity, reduced transmission loss, low environmental impact, and reduced investment costs have emerged, and it is receiving attention again due to the rapid increase in digital loads using DC power.
저전압 직류 배전 시스템은 전력 전자 기술의 발전에 따라 DC/DC 컨버터를 통해 전압 변경이 가능해지고, 컴퓨터나 네트워크 장치 등 디지털 장치들이 폭발적으로 사용됨에 따라 그 수요가 더욱 증가하고 있다. The demand for low-voltage direct current distribution systems is increasing as voltage can be changed through DC/DC converters as power electronics technology advances, and digital devices such as computers and network devices are used explosively.
저전압 직류 배전 시스템은 단락, 지락, 과전류 등에 따른 직류 송전 선로의 고장 발생시 고장 전류를 차단하기 위한 DC 차단기(Direct Current circuit breaker)를 포함한다. DC 차단기는 고장 전류 발생시 정상적인 시스템에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 개방되어 고장 전류를 차단하게 된다. The low-voltage direct current distribution system includes a DC breaker (Direct Current circuit breaker) to block the fault current when a direct current transmission line failure occurs due to a short circuit, ground fault, or overcurrent. The DC breaker opens and blocks the fault current to prevent it from affecting the normal system when a fault current occurs.
종래에는 고장 전류 발생시, 최단 기간 내에 배전 선로를 비롯해 분기된 선로나 부하 배선 등 전체 계통을 차단시키는 동작이 수행되도록 하였다. 이를 위해, 직류 배전 선로상에는 수 ms내에 고장 제거를 수행하는 고속 반도체 형태의 DC 차단기들이 다수 배치되기도 하였다. Conventionally, when a fault current occurs, an operation is performed to cut off the entire system, including distribution lines, branched lines, and load wiring, within the shortest period of time. For this purpose, many high-speed semiconductor type DC circuit breakers that eliminate faults within a few milliseconds have been deployed on DC distribution lines.
하지만, 고장 전류로 인해 배전 선로를 비롯한 분기된 선로나 부하 배선들을 모두 차단시키게 되면, 복구 시간과 복구 인력이 과하게 소요되며 전체적인 정전으로 인해 저전압 직류 배전 시스템에 대한 신뢰성과 효율성이 저하되는 문제가 발생한다. 이에, 근래에는 저전압 직류 배전 시스템의 이용 효율성과 안정성을 증대시키기 위한 노력이 요구되고 있다. However, if all branched lines or load wiring, including the distribution line, are blocked due to a fault current, excessive recovery time and recovery manpower are required, and the reliability and efficiency of the low-voltage DC distribution system are reduced due to an overall power outage. do. Accordingly, in recent years, efforts have been required to increase the efficiency and stability of low-voltage direct current distribution systems.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배전 선로별로 보호 구간을 설정하여 보호 구간별로 고장 전류를 차단하거나 보호 계전을 위한 동작 기준치들을 정정할 수 있는 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템 및 보호 관리 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a protection management system and protection management method for a low-voltage direct current distribution system that can set a protection section for each distribution line to block fault current for each protection section or correct operating standards for protective relaying. will be.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템은 계통 전원단의 전원을 적어도 하나의 부하 및 분산 전원단으로 공급하는 저전압 직류 배전 계통, 저전압 직류 배전 계통에 형성된 배전 선로별로 각각의 보호 구간을 설정하고 각 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 계전하는 계전 장치, 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 무선으로 전송하는 적어도 하나의 무선 중계장치, 및 각 보호 구간별 계전 결과에 따라 고장 전류를 차단하거나 각 보호구간 간의 보호 계전을 위한 동작 기준치들 정정하는 보호 관리 장치를 포함한다. A protection management system for a low-voltage direct current distribution system according to one aspect of the present invention to solve the above-described problem is a low-voltage direct current distribution system that supplies power from the system power source to at least one load and distributed power source, and a low-voltage direct current distribution system. A relay device that sets each protection section for each formed distribution line and relays relay elements of the distribution lines for each protection section, at least one wireless repeater device that wirelessly transmits relay results for the distribution lines for each protection section, and It includes a protection management device that blocks fault current or corrects operating standards for protective relaying between each protection section according to the relay results for each protection section.
일 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통은 계통 전원단의 전원을 정류 및 직류 변조해서 출력하는 AC/DC 정류기, AC/DC 정류기의 입력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제1 보호 계전 차단기, AC/DC 정류기를 통해 분배되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조하는 제1 DC/DC 컨버터, 제1 DC/DC 컨버터의 입력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제2 보호 계전 차단기, 제1 DC/DC 컨버터의 출력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제3 보호 계전 차단기, 및 제1 DC/DC 컨버터의 출력단과 제1 부하 입력단 간에 배치되어 제1 부하로 배전되는 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제4 보호 계전 차단기를 포함할 수 있다. A low-voltage direct current distribution system according to an embodiment includes an AC/DC rectifier that rectifies and modulates the power of the system power terminal and outputs it, a first protective relay breaker that blocks or protectively relays the power at the input terminal of the AC/DC rectifier, and an AC/DC A first DC/DC converter that modulates the distribution power distributed through a rectifier into direct current power of a preset size, a second protective relay breaker that blocks or protectively relays the power at the input terminal of the first DC/DC converter, and a first DC/DC A third protective relay breaker that blocks or protectively relays the power to the output terminal of the converter, and a fourth protective relay that is disposed between the output terminal of the first DC/DC converter and the first load input terminal to block or protectively relay the power distributed to the first load. May include a circuit breaker.
일 실시예에 따른 보호 관리 장치는 저전압 직류 배전 계통에 형성된 메인 선로, 적어도 하나의 분기 선로, 적어도 하나의 분산 선로, 및 적어도 하나의 부하 선로 별로 상기 각각의 보호 구간을 설정하고, 실시간으로 입력되는 상기 계전 결과에 해당되는 보호 구간을 식별하는 데이터 처리부를 포함한다. 또한, 각각의 보호 구간에 배치된 보호 계전 차단기들 중 데이터 처리부에서 식별된 보호 구간에 포함된 보호 계전 차단기를 식별하는 보호기기 식별부, 및 고장 전류의 발생 여부를 모니터해서 각 보호 구간별 보호 계전 차단기의 차단 동작을 제어하거나 계전 결과에따라 상기 보호 계전 차단기들의 동작 기준치들을 실시간으로 정정하는 설정치 보정부를 더 포함한다. The protection management device according to an embodiment sets each protection section for each main line, at least one branch line, at least one distribution line, and at least one load line formed in the low-voltage direct current distribution system, and inputs in real time It includes a data processing unit that identifies a protection section corresponding to the relay result. In addition, a protection device identification unit that identifies the protection relay breakers included in the protection section identified by the data processing unit among the protection relay breakers placed in each protection section, and a protection relay for each protection section by monitoring the occurrence of a fault current. It further includes a set value correction unit that controls the blocking operation of the circuit breaker or corrects the operating standards of the protective relay circuit breakers in real time according to relay results.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 방법은 저전압 직류 배전 계통에 형성된 배전 선로별로 각각의 보호 구간을 설정하는 단계, 계측 장치를 통해 설정된 각각의 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 계전하는 단계, 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 보호 관리 장치에 무선 전송하는 단계, 및 각 보호 구간별 계전 결과에 따라 고장 전류를 차단하거나 각 보호 구간 간의 보호 계전을 위한 동작 기준치들 정정해서 계전을 제어하는 단계를 포함한다. The protection management method of a low-voltage direct current distribution system according to one aspect of the present invention to solve the above-described problem includes the steps of setting each protection section for each distribution line formed in the low-voltage direct current distribution system, and each protection section set through a measuring device. Relaying the relay elements of each distribution line, wirelessly transmitting the relay results for the distribution lines for each protection section to the protection management device, and blocking the fault current according to the relay result for each protection section or between each protection section. It includes the step of controlling the relay by correcting the operating standards for the protective relay.
본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템 및 보호 관리 방법은 배전 선로별로 보호 구간을 설정하여 보호 구간별로 고장 전류를 차단하거나 보호 계전을 위한 동작 기준치들을 정정할 수 있다. 따라서, 고속 반도체 형태의 DC 차단기를 사용하지 않더라도 일반적인 보호 계전기용 DC 차단기를 이용해서 각각의 보호 구간별로 고장 전류를 차단하거나 동작 기준치들을 정정할 수 있다. The protection management system and protection management method of a low-voltage direct current distribution system according to an embodiment of the present invention can set a protection section for each distribution line to block fault current for each protection section or correct operating standards for protection relay. Therefore, even if a high-speed semiconductor type DC breaker is not used, the fault current can be blocked or the operating standards can be corrected for each protection section by using a general DC breaker for a protection relay.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템 및 보호 관리 방법은 모선이 연결된 메인 선로, 메인 선로로부터 분기된 분기 선로, 부하들과 연결된 부하 선로 등 각각의 선로별로 보호 구간을 설정한다. 그리고, 각각의 보호 구간별로 고장 전류를 차단하거나 동작 기준치들을 정정할 수 있다. 이에, 전체적인 정전이 방지되고 보호 구간별로 빠르게 복구시킬 수 있으며, 각각의 보호 계전기나 DC 차단기별로 보호 계전을 위한 동작 기준치들을 실시간으로 정정해서 설정할 수 있다. In addition, the protection management system and protection management method of the low-voltage direct current distribution system according to an embodiment of the present invention provide a protection section for each line, such as the main line connected to the busbar, the branch line branched from the main line, and the load line connected to the loads. Set it. In addition, the fault current can be blocked or the operating standards can be corrected for each protection section. Accordingly, overall power outages can be prevented, each protection section can be restored quickly, and the operating standards for protection relays for each protection relay or DC breaker can be corrected and set in real time.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템을 도시한 구성 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 보호 관리 장치를 구체적으로 도시한 구성 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 AC/DC 정류기의 한류 회로를 일 예로 도시한 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 AC/DC 정류기에 인가된 고장 전류의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 DAB 타입 DC/DC 컨버터의 한류 회로를 일 예로 도시한 회로도이다.
도 6은 도 5에 도시된 DAB 타입 DC/DC 컨버터에 인가된 고장 전류의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 1에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 각 선로별 보호 구간 설정 예를 나타낸 구성 블록도이다.
도 8은 도 2에 도시된 보호 관리 장치의 각 선로별 DC 차단기 식별 동작을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 9는 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제1 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제2 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제3 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제4 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 13은 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제5 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통의 구성 및 각 선로별 보호 구간 설정 예를 나타낸 구성 블록도이다. Figure 1 is a block diagram showing a protection management system for a low-voltage direct current distribution system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram specifically illustrating the protection management device shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a current limiting circuit of the AC/DC rectifier shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a graph showing the change in fault current applied to the AC/DC rectifier shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a current-limiting circuit of the DAB type DC/DC converter shown in FIG. 1.
FIG. 6 is a graph showing the change in fault current applied to the DAB type DC/DC converter shown in FIG. 5.
FIG. 7 is a block diagram showing an example of protection section settings for each line of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 1.
FIG. 8 is a flowchart sequentially showing the DC breaker identification operation for each line of the protection management device shown in FIG. 2.
FIG. 9 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the first protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
FIG. 10 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the second protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
FIG. 11 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the third protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
FIG. 12 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the fourth protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
FIG. 13 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the fifth protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
Figure 14 is a block diagram showing the configuration of a low-voltage direct current distribution system and an example of protection section settings for each line according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide a general understanding of the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the skilled person of the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the mentioned elements. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the referenced elements. Although “first”, “second”, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템을 도시한 구성 블록도이다. Figure 1 is a block diagram showing a protection management system for a low-voltage direct current distribution system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템은 전력 계통의 전원을 제1 부하(21) 및 제1 분산 전원단(12) 등으로 분배하는 저전압 직류 배전 계통(100), 배전 선로별로 계전 요소를 계전하는 계전 장치(200), 계전 결과들을 무선 전송하는 무선 중계장치(300), 및 고장 전류를 차단하거나 배전 선로들 간 보호 계전을 위한 동작 기준치들을 정정하는 보호 관리 장치(500)를 포함한다. The protection management system of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 1 includes a low-voltage direct
저전압 직류 배전 계통(100)은 전력 계통 즉, 계통 전원단(10)의 전원을 직류 전원으로 변조하여 적어도 하나의 제1 부하(21) 및 제1 분산 전원단(12) 등으로 분배한다. 이를 위해, 저전압 직류 배전 계통(100)은 적어도 하나의 AC/DC 정류기(101), 적어도 하나의 DC/DC 컨버터(104,108), 및 복수의 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107) 등을 포함할 수 있다. The low-voltage direct
저전압 직류 배전 계통(100)은 계통 전원단(10)의 전원을 정류해서 분배하기 위한 수단으로서, 적어도 하나의 AC/DC 정류기(101)와 제1 보호 계전 차단기(102)를 포함할 수 있다. 여기서, AC/DC 정류기(101)는 한류(Current Limiting) 특성의 정류 회로를 통해서 계통 전원단(10)의 전원을 정류하고, 모선 등의 메인 선로로 출력한다. 그리고, 제1 보호 계전 차단기(102)는 보호 계전기용 DC 차단기를 구비하며, AC/DC 정류기(101)를 보호하기 위해 AC/DC 정류기(101)의 입력단 또는 출력단 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. The low-voltage direct
또한, 저전압 직류 배전 계통(100)은 AC/DC 정류기(101)를 통해 정류된 직류 전원을 미리 설정된 소정 크기의 직류 전원으로 변조해서 제1 부하(21) 측으로 분배하기 하기 위한 수단으로서, 제1 DC/DC 컨버터(104)와 제2 내지 제4 보호 계전 차단기(103,105,106)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 DC/DC 컨버터(104)는 메인 선로의 AC/DC 정류기(101)를 통해 출력되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 각각의 분기 선로로 분배할 수 있다. 그리고, 제2 보호 계전 차단기(103)는 제1 DC/DC 컨버터(104)의 입력단에서 제1 DC/DC 컨버터(104)의 입력단 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. 반면, 제3 보호 계전 차단기(105)는 제1 DC/DC 컨버터(104)의 출력단에서 분산 선로로 출력되는 제1 DC/DC 컨버터(104)의 출력 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. 또한, 제4 보호 계전 차단기(106)는 제1 부하(21) 측 입력단의 부하 선로에 배치되어, 보호 관리 장치(500)의 제어에 따라 제1 부하(21) 측으로 배전되는 부하 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. In addition, the low-voltage direct
추가적으로, 저전압 직류 배전 계통(100)은 메인 선로에서 분배되는 배전 전원을 제1 분산 전원단(12)으로 분배하거나, 제1 분산 전원단(12)의 분산 전원을 메인 선로로 공급하기 위한 수단으로서, 제2 DC/DC 컨버터(108)와 제5 보호 계전 차단기(107)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 DC/DC 컨버터(108)는 메인 선로의 AC/DC 정류기(101)를 통해 출력되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 제1 분산 전원단(12)으로 공급하거나, 제1 분산 전원단(12)으로부터의 전원을 메인 선로나 다른 분기 선로(예를 들어, 제1 DC/DC 컨버터(104)의 입력단)으로 공급할 수 있다. 여기서, 제5 보호 계전 차단기(107)는 제2 DC/DC 컨버터(108)의 입력단이나 출력단에 배치되어, 보호 관리 장치(500)의 제어에 따라 제2 DC/DC 컨버터(108)의 입력단 또는 출력단 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. Additionally, the low-voltage direct
적어도 하나의 계전 장치(200)는 저전압 직류 배전 계통(100)의 배전 선로들(예를 들어, 메인 선로, 분기 선로, 분산 선로, 부하 선로 등)별로 구분된 각각의 보호 구간별로, 해당 배전 선로들에 대한 계전 요소를 계전한다. 그리고, 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 무선 중계장치(300)를 통해 보호 관리 장치(500)로 전송한다. 일 예로, 각각의 보호 구간은 메인 선로, 적어도 하나의 분기 선로 및 분산 선로, 적어도 하나의 부하 선로별로 구분 및 설정될 수 있다. At least one
구체적으로, 계전 장치(200)는 무선 중계장치(300)를 통해 입력되는 보호 관리 장치(500)의 검출 제어 신호에 따라, 각 보호 구간별 배전 선로들에서 계전 요소인 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 등을 검출해서 보호 관리 장치(500)로 전송한다. 이때, 계전 장치(200)는 보호 관리 장치(500)로부터 설정 및 정정되는 동작 기준치에 기초해서 각각의 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 정정하고 계전할 수 있다. 그리고, 보호 관리 장치(500)로부터 설정되는 동작 기준치에 응답해서 각각의 배전 선로들(즉, 메인 선로, 적어도 하나의 분기 선로, 분산 선로, 적어도 하나의 부하 선로)에 형성된 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들의 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 정정(Setting)할 수 있다. Specifically, the
또한, 계전 장치(200)는 보호 관리 장치(500)로부터의 차단 제어 신호에 응답하여 각각의 배전 선로들에 형성된 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들을 선택적으로 제어함으로써, 배전 선로들을 선택적으로 차단시킬 수 있다. 즉, 계전 장치(200)는 차단 제어 신호에 응답하여 제1 내지 제5 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)를 선택적으로 차단시킴으로써, 메인 선로, 분기 선로, 부하 선로 등으로 전송되는 직류 전원을 선택적으로 차단시킬 수 있다. In addition, the
적어도 하나의 무선 중계장치(300)는 와이파이, 블루투스, 지그비 등의 근거리 무선 통신 모듈, 및 LTE, 5G 등의 원거리 무선 통신 모듈 등의 적어도 하나의 무선 통신 모듈을 포함한다. 이러한 무선 중계장치(300)는 적어도 하나의 계전 장치(200)를 통해 계전된 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 보호 관리 장치(500)으로 전송한다. 또한, 보호 관리 장치(500)로부터 수신되는 계전 장치(200)의 동작 기준치, 차단 제어 신호, 계전 요소 정보 등을 각각의 계전 장치(200) 및 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107) 등으로 전송한다. At least one
보호 관리 장치(500)는 저전압 직류 배전 계통(100)에 형성된 배전 선로별로 각각의 보호 구간을 구분하고, 각 보호 구간의 배전 선로별로 계전 요소를 설정한다. 각각의 보호 구간은 메인 선로, 제1 및 제2 분기 선로, 적어도 하나의 분산 선로, 적어도 하나의 부하 선로(또는, 제1 부하(21) 연결 선로) 등에 따른 구간으로 각각 설정될 수 있다. 보호 관리 장치(500)는 계전 장치(200)로부터 수신되는 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 순차적으로 동작 기준치와 분석해서 각 보호 구간의 배전 선로별로 고장 전류를 차단하거나 보호 계전을 위한 동작 기준치들 정정할 수 있다. The
구체적으로, 보호 관리 장치(500)는 각 보호 구간의 배전 선로별로 계전 요소를 설정해서 계전 장치(200)의 계전 동작을 제어한다. 이때, 보호 관리 장치(500)는 보호 구간별 배전 선로들에 대한 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 등을 계전 요소로 설정해서 계전 장치(200)로 전송할 수 있다. Specifically, the
보호 관리 장치(500)는 보호 구간별로 순서대로 각각의 보호 구간에 배치된 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들을 식별한다. 그리고, 각 보호 구간별 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보를 동작 기준치와 비교 분석함으로써, 과전류, 과전압, 또는 저전압 등의 고장 전류 발생 여부를 모니터한다. 그리고, 고장 전류 발생 시, 고장 전류가 발생된 보호 구간의 보호 계전 차단기가 차단되도록 계전 장치(200)나 해당 보호 계전 차단기로 차단 제어신호를 전송한다. 이에, 보호 관리 장치(500)는 미리 구분된 각각의 보호 구간별로 고장 전류 발생에 따른 차단 동작을 수행할 수 있다. The
이와 달리, 보호 관리 장치(500)는 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과(전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 등)를 분석하여 각각의 배전 선로에 형성된 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들의 동작 기준치들 정정할 수 있다. 즉, 보호 관리 장치(500)는 보호 구간별 동작 기준치를 순차적으로 정정해서 계전 장치(200) 및 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들로 제공함으로써, 보호 구간별 전력 변화 특성에 따라 실시간으로 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들의 동작 기준치들이 정정되도록 한다. 이에, 보호 관리 장치(500)는 보호 구간별 전력 변화 특성에 따라 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들에 의해 보호 구간들 간에 보호 협조가 이루어지도록 할 수 있다. In contrast, the
보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들에 대한 동작 기준치는 각 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)의 TCC(Time Current Curve) 동작 특성 정정치, 과전류 설정치, 과전압 설정치, 저전압 설정치 등을 포함할 수 있다. 여기서, 각 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들에 대한 TCC 동작 특성을 정정하는 방식으로는 정한시(definite), 반한시(time-delay), 또는 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성을 설정 및 정정하는 방식이 적용될 수 있다. The operating reference values for the protective relay circuit breakers (102, 103, 105, 106, and 107) may include the TCC (Time Current Curve) operation characteristic correction value, overcurrent setting value, overvoltage setting value, and low voltage setting value of each protective relay circuit breaker (102, 103, 105, 106, 107). Here, the method of correcting the TCC operation characteristics for each protective relay circuit breaker (102, 103, 105, 106, and 107) is a method of setting and correcting the definite, inverse time-delay, or instantaneous curve-type operation characteristics. This can be applied.
도 2는 도 1에 도시된 보호 관리 장치를 구체적으로 도시한 구성 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram specifically illustrating the protection management device shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 보호 관리 장치(500)는 데이터 처리부(501), 보호기기 식별부(502), 데이터 베이스(503), 보호기기 변경 설정부(504), 및 설정치 보정부(505)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the
구체적으로, 데이터 처리부(501)는 저전압 직류 배전 계통(100)에 형성된 메인 선로, 적어도 하나의 분기 선로, 적어도 하나의 분산 선로, 적어도 하나의 부하 선로 별로 각각의 보호 구간을 설정한다. 그리고, 계전 장치(200)로부터 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 계전 결과가 입력되면, 입력된 계전 결과에 해당하는 각각의 보호 구간을 식별한다. Specifically, the
데이터 처리부(501)는 각각의 보호 구간을 식별을 위해, 데이터 베이스(503)로부터 각각의 보호 구간별 전기 장치들, 예를 들어 보호 계전 차단기 등에 대한 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보 등을 제공받는다. 그리고, 데이터 처리부(501)는 실시간으로 입력된 어느 보호 구간의 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보를 각 보호 계전 차단기 등에 대한 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보 등과 비교해서, 계전 및 비교 결과에 따른 해당 보호 구간을 식별한다. In order to identify each protection section, the
보호기기 식별부(502)는 데이터 처리부(501)에서 해당 보호 구간이 식별되면, 각각의 보호 구간에 배치된 각각의 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들 중 데이터 처리부(501)에서 식별된 보호 구간에 포함된 적어도 하나의 보호 계전 차단기를 식별한다. 이때. 보호기기 식별부(502)는 실시간으로 입력된 어느 보호 구간의 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보를 각 보호 계전 차단기 등에 대한 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보 등과 비교해서, 그 비교 결과에 따른 적어도 하나의 보호 계전 차단기를 식별할 수 있다. When the corresponding protection section is identified in the
[표 1][Table 1]
표 1은 각각의 보호 구간 구비된 AC/DC 정류기(101)를 비롯한 각 DC/DC 컨버터(104,108) 등에 대한 용량 및 파라미터 정보를 나타낸다. Table 1 shows capacity and parameter information for each DC/DC converter (104, 108), including the AC/DC rectifier (101) provided with each protection section.
표 1을 참조하면, 데이터 베이스(503)는 각각의 보호 구간에 배치된 각각의 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107) 및 적어도 하나의 전기 장치(예를 들어, 정류기, 컨버터, 부하, 분산전원, 배터리, 차단기 및 스위치 등)에 대한 제원 및 구동 특성 정보들을 저장하고, 데이터 처리부(501) 및 보호기기 식별부(502) 등과 공유한다. 일 예로, 데이터 베이스(503)는 각각의 보호 구간에 배치된 보호 계전 차단기나 전기 장치들에 대한 토폴로지 정보(예를 들어, 연결관계 정보, 모선-설비 정보), 임피던스(R,L,C) 정보, 전력 용량 정보, 거리 또는 길이 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보, 개폐 동작 정보 중 적어도 하나의 정보를 저장하고 공유할 수 있다. Referring to Table 1, the database 503 includes each protection relay circuit breaker (102, 103, 105, 106, 107) and at least one electrical device (e.g., rectifier, converter, load, distributed power source, battery, breaker) disposed in each protection section. and switches, etc.) are stored and shared with the
보호기기 변경 설정부(504)는 보호기기 식별부(502)에서 식별된 보호 계전 차단기의 동작 특성과 계전 장치(200)를 통해 검출된 계전 결과를 비교해서 데이터 처리부(501), 및 보호기기 식별부(502)의 정상 식별 여부를 검수한다. 보호기기 변경 설정부(504)는 보호기기 식별부(502)에서 식별된 보호 계전 차단기의 동작 특성과 계전 장치(200)에서 검출된 계전 결과가 상이하면, 보호 구간 및 보호 계전 차단기에 대한 재식별 동작을 진행시킬 수 있다. 이에, 데이터 처리부(501)와 보호기기 식별부(502)는 실시간으로 다시 입력된 계전 결과에 따라 해당 보호 구간과 보호 계전 차단기 등을 다시 식별할 수 있다. The protection device
설정치 보정부(505)는 고장 전류 발생 여부를 모니터해서 보호 구간별 보호 계전 차단기의 차단 동작을 제어한다. 이와 더불어, 설정치 보정부(505)는 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과(전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 등)를 분석하여 각각의 배전 선로들에 형성된 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들의 동작 기준치들 정정 및 재설정할 수 있다. 설정치 보정부(505)의 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)별 동작 기준치 정정 기술은 이후에 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. The set
도 3은 도 1에 도시된 AC/DC 정류기의 한류 회로를 일 예로 도시한 회로도이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 AC/DC 정류기에 인가된 고장 전류의 변화를 나타낸 그래프이다. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a current limiting circuit of the AC/DC rectifier shown in FIG. 1. And, FIG. 4 is a graph showing the change in fault current applied to the AC/DC rectifier shown in FIG. 3.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 AC/DC 정류기(101)는 한류(currentlimiting) 특성의 정류 회로를 통해서 계통 전원단(10)의 전원을 정류 및 직류 변환하여 모선 등의 메인 선로로 출력한다. 이를 위해, AC/DC 정류기(101)는 제1 스위칭 소자(SW1)를 통해 계통 전원단(10)에 직렬 연결된 적어도 하나의 보호용 스위칭 소자(T1), 보호용 스위칭 소자(T1)의 출력단에 직병렬 조합으로 형성된 직류 변환 소자(L,C), 적어도 하나의 정류 다이오드(D), 및 정류 출력 소자(SW2)를 포함할 수 있다. 한류 특성의 정류 회로를 포함하는 AC/DC 정류기(101)의 회로 구조는 도 3으로 도시된 일 예로 한정되지 않는다. AC/DC 정류기(101)의 회로 구조는 AC/DC 변환 및 정류 동작을 수행할 수 있도록 설계된 다양한 AC/DC 회로 적용이 가능하다. Referring to FIG. 3, the AC/
일 예로, AC/DC 정류기(101)는 전력전자 기반의 스위칭 소자(SW1,SW2) 및 임피던스 소자(L,C) 등을 포함할 수 있으며, 이러한 스위칭 소자(SW1,SW2) 및 임피던스 소자(L,C)들은 큰 고장 전류에는 내구성이 약하다. 이에, 일반적으로 내부에 보호용 퓨즈나 보호용 스위칭 소자(T1) 등을 포함하고 있으며, 예상되는 큰 고장 전류를 정격의 1.5 ~ 2.0배 정도로 제한할 수 있도록 한류 회로를 구성할 수 있다. 도 4로 도시된 바와 같이, AC/DC 정류기(101)에 인가되는 고장 전류는 정격의 1.5 ~ 2.0배 이내로 제한될 수 있다. As an example, the AC/
도 5는 도 1에 도시된 DAB 타입 DC/DC 컨버터의 한류 회로를 일 예로 도시한 회로도이다. 그리고, 도 6은 도 5에 도시된 DAB 타입 DC/DC 컨버터에 인가된 고장 전류의 변화를 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a current-limiting circuit of the DAB type DC/DC converter shown in FIG. 1. And, FIG. 6 is a graph showing the change in fault current applied to the DAB type DC/DC converter shown in FIG. 5.
도 5를 참조하면, 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(104,108)는 AC/DC 정류기(101)를 통해 메인 선로로 분배되는 배전 전원을 미리 설정된 크기나 레벨의 직류 전원으로 변조해서 분기 선로나 부하 선로 등으로 출력할 수 있다. 이를 위해, 적어도 하나의 DC/DC 컨버터(104,108)는 DAB(dual active bridge) 타입으로 형성되어, 한류 기능을 수행할 수 있도록 배치 가능하다. 일 예로, 적어도 하나의 DC/DC 컨버터(104,108)는 브리지 타입의 제1 인버터(T1~T4)와 브리지 타입의 제2 인버터(T5~T8)가 임피던스 소자(L,C)와 배치되어 트랜스포머 등과 병렬 연결됨으로써, 한류 기능이 수행되도록 한다. 한류 특성의 브리지 회로를 포함하는 DC/DC 컨버터(104,108)의 회로 구조는 도 5 등의 일 예로 한정되지 않으며, DC/DC 변환 동작을 수행할 수 있도록 설계된 다양한 DC/DC 회로나 소자의 적용이 가능하다. 이에, 도 6으로 도시된 바와 같이, AC/DC 정류기(101)와 마찬가지로 DC/DC 컨버터(104,108)에 인가되는 고장 전류는 정격의 1.5 ~ 2.0배 이내로 제한될 수 있다. Referring to FIG. 5, the first and second DC/
도 7은 도 1에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 각 선로별 보호 구간 설정 예를 나타낸 구성 블록도이다. FIG. 7 is a block diagram showing an example of protection section settings for each line of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 1.
도 7을 참조하면, 보호 관리 장치(500)의 데이터 처리부(501)는 저전압 직류 배전 계통(100)에 형성된 메인 선로, 각각의 분기 선로, 각각의 부하 선로별로 보호 구간들을 구분 및 설정할 수 있다. Referring to FIG. 7, the
예를 들어, 데이터 처리부(501)는 계통 전원단(10)의 전원을 정류 및 직류 변환해서 출력하는 AC/DC 정류기(101)의 출력단 배전 선로를 모선 및 메인 선로(①)로 설정할 수 있다. 그리고, 데이터 처리부(501)는 AC/DC 정류기(101)에 연결된 제1 보호 계전 차단기(102)의 배전 선로, 메인 선로(①)에 연결된 제1 DC/DC 컨버터(104)의 입력단과 제2 보호 계전 차단기(103) 간의 배전 선로, 및 메인 선로(①)에 연결된 제2 DC/DC 컨버터(108)의 입력단과 제5 보호 계전 차단기(107) 간의 배전 선로를 각각의 제1 분기 선로(②)로 설정할 수 있다. For example, the
또한, 데이터 처리부(501)는 제1 DC/DC 컨버터(104)의 출력단과 제3 보호 계전 차단기(105) 간의 배전 선로를 제2 분기 선로(③)로 설정할 수 있다. 제1 DC/DC 컨버터(104)의 출력단과 제4 보호 계전 차단기(106) 간의 배전 선로, 및 제5 보호 계전 차단기(107)와 분산 전원단(12) 간의 배전 선로는 분산 선로(④)로 설정될 수 있다. 그리고, 제4 보호 계전 차단기(106)와 제1 부하(21) 측 입력단 간의 배전 선로는 부하 선로(⑤)로 설정될 수 있다. Additionally, the
이와 같이, 데이터 처리부(501)는 메인 선로(①), 각각의 제1 및 제2 분기 선로(②,③), 각각의 분산 선로(④), 각각의 부하 선로(⑤) 별로 보호 구간을 설정하고, 각각의 보호 구간별로 계전된 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보를 데이터 베이스(503)의 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보 등과 비교해서 각각의 보호 구간을 식별할 수 있다. In this way, the
도 8은 도 2에 도시된 보호 관리 장치의 각 선로별 DC 차단기 식별 동작을 순차적으로 나타낸 순서도이다. FIG. 8 is a flowchart sequentially showing the DC breaker identification operation for each line of the protection management device shown in FIG. 2.
도 8과 함께 하기의 표 2를 참조하면, 먼저 데이터 처리부(501)는 계전 장치(200) 및 무선 중계장치(300)를 통해서 실시간으로 계전 결과(즉, 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보)가 입력되면, 각각의 보호 구간에 배치된 보호 계전 차단기에 대한 전력 용량 정보 및 토폴로지 정보 등을 읽어들인다.(ST1,ST2) Referring to Table 2 below along with FIG. 8, first, the
[표 2][Table 2]
표 2는 제1 내지 제5 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)에 대한 동작 기준치 설정 예를 나타낸다. Table 2 shows examples of operating reference values for the first to fifth protective relay circuit breakers (102, 103, 105, 106, and 107).
그리고, 입력된 계전 결과들을 읽어들인 전력 용량 정보 및 토폴로지 정보 등과 선택적으로 비교한다.(ST3) 일 예로, 실시간으로 입력된 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보가 메인 선로(①)에 배치된 제1 DC/DC 컨버터(104)나 AC/DC 정류기(101)의 전류량 및 전류 방향성 정보와 동일하면, 데이터 처리부(501)는 계전 결과에 따른 해당 보호 구간을 메인 선로(①)로 식별할 수 있다.(ST4) Then, the input relay results are selectively compared with the read power capacity information and topology information (ST3). As an example, the real-time input voltage magnitude, current amount, and current direction information is placed on the main line (①). If the current amount and current direction information of the DC/
반면, 실시간으로 계전된 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보가 제1 또는 제2 분기 선로(②,③)에 배치된 제2 및 제5 보호 계전 차단기(103,107)의 동작 전류량 및 전류 방향성 정보와 동일하면, 데이터 처리부(501)는 계전 결과에 따른 해당 보호 구간을 제1 또는 제3 분기 선로(②,③)로 식별할 수 있다.(ST5) On the other hand, the voltage magnitude, current amount, and current direction information relayed in real time are the same as the operating current amount and current direction information of the second and fifth protective relay circuit breakers (103, 107) arranged on the first or second branch lines (②,③). Then, the
만일, 실시간으로 계전된 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보가 각각의 분산 선로(③)에 배치된 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(104.108)의 출력 전류량 및 방향성 정보와 동일하면, 데이터 처리부(501)는 계전 결과에 따른 해당 보호 구간을 분산 선로(④)로 식별할 수 있다.(ST6,ST7) If the voltage magnitude, current amount, and current direction information relayed in real time are the same as the output current amount and direction information of the first and second DC/DC converters (104.108) arranged in each distribution line (③), the data processing unit ( 501) can identify the corresponding protection section according to the relay result as a distributed line (④). (ST6, ST7)
마찬가지로, 실시간으로 계전된 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보가 각각의 부하 선로(⑤)에 배치된 제4 보호 계전 차단기(106)의 동작 전류량 및 방향성 정보와 동일하면, 데이터 처리부(501)는 계전 결과에 따른 해당 보호 구간을 부하 선로(⑤)로 식별할 수 있다.(ST8,ST8)Likewise, if the real-time relay voltage magnitude, current amount, and current direction information are the same as the operation current amount and direction information of the fourth
전술한 바와 같이, 데이터 처리부(501)는 실시간으로 입력되는 계전 정보를 각각의 보호 구간에 배치된 전기 장치들에 대한 전력 용량 정보 및 토폴로지 정보 등과 순차적으로 비교하고, 보호기기 식별부(502)는 각각의 보호 구간에 배치된 각각의 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)들 중 데이터 처리부(501)에서 식별된 보호 구간에 포함된 적어도 하나의 보호 계전 차단기를 식별할 수 있다.(ST10,ST11) As described above, the
도 9는 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제1 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 9 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the first protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
도 9와 함께 하기의 표 3을 참조하면, 설정치 보정부(505)는 실시간으로 계전된 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보와 더불어, 데이터 처리부(501)에서 식별된 보호 구간 정보, 및 보호기기 식별부(502)에서 식별된 해당 보호 구간에 포함된 보호 계전 차단기 정보를 모니터하고 분석한다. 또한, 설정치 보정부(505)는 각 보호 구간에 설치된 각 보호 계전 차단기의 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 실시간으로 모니터링 한다. Referring to Table 3 below along with FIG. 9, the set
[표 3][Table 3]
설정치 보정부(505)는 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과(전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 등)를 분석한 결과, 모선 및 메인 선로(①)에서 고장 전류가 발생된 것으로 판단하면, 메인 선로(①)의 제1 보호 계전 차단기(102)로 차단 제어 신호를 전송해서 보호 계전 차단기(102)를 통해 메인 선로(①)를 차단시킬 수 있다. As a result of analyzing the relay results (voltage magnitude, current amount, current direction information, etc.) for the distribution lines for each protection section, the set
메인 선로(①)의 고장 전류 발생시 정합한 보호를 위해서는 메인 선로(①)의 모든 보호 계전 차단기의 개방(open) 또는 차단을 통해 고장전류 기여원을 차단하는 것이 요구된다. In order to provide consistent protection when a fault current occurs in the main line (①), it is required to block the fault current contributing source by opening or blocking all protective relay circuit breakers in the main line (①).
하기의 표 4 및 표 5는 각 보호 영역별 고장 전류 발생에 따른 제1 내지 제5 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107) 동작 제어 특성을 나타낸다. Tables 4 and 5 below show the operation control characteristics of the first to fifth protective relay breakers (102, 103, 105, 106, and 107) according to the occurrence of fault current in each protection area.
[표 4][Table 4]
[표 5][Table 5]
표 4 및 표 5를 참조하면, 설정치 보정부(505)는 보호 계전을 위해, 메인 선로(①)의 제1 보호 계전 차단기(102)에 대한 TCC(Time Current Curve) 동작 특성, 예를 들어 정한시(definite), 반한시(time-delay), 또는 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치를 제1 보호 계전 차단기(102)로 전송할 수 있다. Referring to Table 4 and Table 5, the set
일 예로, 하기의 표 6을 참조하면, 설정치 보정부(505)는 메인 선로(①)에 대해서는 저전압 설정치, 정방향/역방향 방향성 정보 등에 대한 계전 요소를 계전하도록 계전 장치(200)에 대한 동작 기준치를 재설정할 수 있다. 또한, 메인 선로(①)의 고장 전류 발생시에는 메인 선로(①)의 제1 보호 계전 차단기(102)에 대한 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 정한시(definite) 또는 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치를 선택해서 제1 보호 계전 차단기(102)로 전송할 수 있다. As an example, referring to Table 6 below, the set
[표 6][Table 6]
한편, 설정치 보정부(505)는 고장 전류 발생시, 고장 전류 발생 구간의 어느 한 각 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)에 대한 계전 요소 중 예를 들어, 과전류 설정치, 동작 기준 전압, 전압-전류간 위상차, 과전압 설정치, 저전압 설정치를 선택적으로 정정해서 각 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)에 설정할 수 있다. Meanwhile, when a fault current occurs, the set
일 예로, 설정치 보정부(505)는 고장 전류 발생시, 하기의 수학식 1 내지 3을 이용해서 고장 전류 발생 구간의 어느 한 각 보호 계전 차단기(102,103,105,106,107)에 대한 동작 기준 전류, 동작 기준 전압, 전압-전류간 위상차를 변경 설정할 수 있다. As an example, when a fault current occurs, the set
[수학식 1][Equation 1]
Ipickup = Irated×αI pickup = I rated ×α
여기서, Ipickup은 해당 보호 계전 차단기의 동작 기준 전류이며, Irated은 정격 최대 전류로서, 보호 계전 차단기의 경우 각각 연계된 AC/DC 정류기 또는 DC/DC 컨버터의 정격용량을 기준하며, 부하 및 분기차단기의 경우 해당 보호 영역의 부하용량을 기준한다. 아울러, α는 설정 계수로써 1.0 < α < Imax(PU)?嵐活? 내로 설정될 수 있다. Imax(PU)는 설정치 보정부(505)에서 계산된 각 보호 계전 차단기 관통 고장전류 실효치 최대값의 단위값(per unit, PU)으로 최소 1ms 이상의 지속시간을 가지는 값으로 한다. Here, I pickup is the operating reference current of the protective relay breaker, and I rated is the rated maximum current. In the case of the protective relay breaker, it is based on the rated capacity of the connected AC/DC rectifier or DC/DC converter, and the load and branch In the case of circuit breakers, the load capacity of the corresponding protection area is referenced. In addition, α is a setting coefficient: 1.0 < α < I max (PU)?嵐活? It can be set to within. I max (PU) is the unit value (per unit, PU) of the maximum effective value of fault current penetrating each protective relay breaker calculated by the set
이어, 설정치 보정부(505)는 하기의 수학식 2를 이용해서 각 보호 계전 차단기의 동작 기준 전압을 변경 설정할 수 있다. Next, the set
[수학식 2] [Equation 2]
Vpickup = Vnorminal ×βV pickup = V normal ×β
여기서, Vpickup은 보호기기(또는 정류기/컨버터) 동작 기준 전압이며, Vnorminal은 해당 보호 계전 차단기 설치점의 공칭전압이다. β는 설정계수로써 0 < β < Vnorminal(PU) 범위에서 설정한다. Here, V pickup is the reference voltage for operation of the protection device (or rectifier/converter), and V norminal is the nominal voltage at the installation point of the corresponding protection relay breaker. β is a setting coefficient and is set in the range 0 < β < V norminal (PU).
또한, 설정치 보정부(505)는 하기의 수학식 2를 이용해서 저전압 설정치를 변경 설정할 수 있다. Additionally, the set
[수학식 3][Equation 3]
θpickup = θnormal ± γθ pickup = θ normal ± γ
여기서, θpickup은 보호 계전 차단기의 역방향 기준 각도의 전압-전류간 위상차이다. θnormal는 보호 계전 차단기의 설치점의 이벤트 직전 기준 각도이다. γ는 설정계수로써 90도 < γ < 180도 영역에서 설정될 수 있다. Here, θ pickup is the phase difference between voltage and current of the reverse reference angle of the protective relay breaker. θ normal is the reference angle just before the event at the installation point of the protective relay breaker. γ is a setting coefficient and can be set in the range of 90 degrees < γ < 180 degrees.
도 10은 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제2 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 10 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the second protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
도 10과 함께 상기의 표 3을 참조하면, 설정치 보정부(505)는 실시간으로 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과(전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 등)를 분석하여 어느 하나의 제1 분기 선로(②)에서 발생되는 고장 전류를 확인할 수 있다. Referring to Table 3 above along with FIG. 10, the set
어느 하나의 제1 분기 선로(②)에서 고장 전류가 발생된 것으로 판단되면, 해당 제1 분기 선로(②)의 제5 보호 계전 차단기(107)로 차단 제어 신호를 전송해서 제5 보호 계전 차단기(107)를 통해 해당 제1 분기 선로(②)를 차단시킬 수도 있다. If it is determined that a fault current has occurred in one of the first branch lines (②), a blocking control signal is transmitted to the fifth protective relay breaker (107) of the first branch line (②) to activate the fifth protective relay breaker ( The first branch line (②) can also be blocked through 107).
반면, 설정치 보정부(505)는 보호 계전을 위해, 해당 제1 분기 선로(②)의 제5 보호 계전 차단기(107)에 대한 TCC 동작 특성 정정치를 제5 보호 계전 차단기(107)로 전송할 수 있다. On the other hand, the set
일 예로, 상기 표 4 내지 표 6으로 도시된 바와 같이, 설정치 보정부(505)는 제1 분기 선로(②)에 대해서는 저전압 설정치, 과전류 설정치 등에 대한 계전 요소를 계전하도록 계전 장치(200)에 대한 동작 기준치를 설정할 수 있다. 또한, 제1 분기 선로(②)의 고장 전류 발생시에는 제1 분기 선로(②)의 제5 보호 계전 차단기(107)에 대한 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치로 선택해서 제5 보호 계전 차단기(107)로 전송할 수 있다. As an example, as shown in Tables 4 to 6, the set
도 11은 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제3 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 11 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the third protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
도 11과 함께 상기의 표 3을 참조하면, 설정치 보정부(505)는 실시간으로 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과(전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보 등)를 분석하여 어느 하나의 제2 분기 선로(③)에서 발생되는 고장 전류를 확인할 수 있다. Referring to Table 3 above along with FIG. 11, the set
제2 분기 선로(③)에서 고장 전류가 발생된 것으로 판단하면, 해당 제2 분기 선로(③)의 제3 보호 계전 차단기(103)로 차단 제어 신호를 전송해서 제2 보호 계전 차단기(103)를 통해 해당 제2 분기 선로(③)를 차단시킬 수도 있다. If it is determined that a fault current has occurred in the second branch line (③), a blocking control signal is transmitted to the third protective relay breaker (103) of the second branch line (③) to close the second protective relay breaker (103). It is also possible to block the second branch line (③) through.
이와 달리, 설정치 보정부(505)는 보호 계전을 위해, 해당 제2 분기 선로(③)의 제2 보호 계전 차단기(103)에 대한 TCC 동작 특성 정정치를 제2 보호 계전 차단기(103)로 전송할 수 있다. In contrast, the set
일 예로, 상기 표 4 내지 표 6으로 도시된 바와 같이, 설정치 보정부(505)는 제2 분기 선로(③)에 대해서는 과전류 설정치에 대한 계전 요소를 계전하도록 계전 장치(200)에 대한 동작 기준치를 설정할 수 있다. 또한, 제2 분기 선로(③)의 고장 전류 발생시에는 제2 분기 선로(③)의 제2 보호 계전 차단기(103)에 대한 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치로 선택해서 제2 보호 계전 차단기(103)로 전송할 수 있다. As an example, as shown in Tables 4 to 6, the set
도 12는 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제4 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 12 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the fourth protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
도 12와 함께 상기의 표 3을 참조하면, 설정치 보정부(505)는 실시간으로 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 분석하여 분산 선로(④)에서 발생되는 고장 전류를 확인할 수 있다. Referring to Table 3 above along with FIG. 12, the set
분산 선로(④)에서 고장 전류가 발생된 것으로 판단하면, 분산 선로(④)의 제3 보호 계전 차단기(105)로 차단 제어 신호를 전송해서 제3 보호 계전 차단기(105)를 통해 해당 분산 선로(④)를 차단시킬 수도 있다. If it is determined that a fault current has occurred in the distribution line (④), a blocking control signal is transmitted to the third
이와 달리, 설정치 보정부(505)는 보호 계전을 위해, 분산 선로(④)의 제3 보호 계전 차단기(105)에 대한 TCC 동작 특성 정정치를 제3 보호 계전 차단기(105)로 전송할 수 있다. In contrast, the set
일 예로, 상기 표 4 내지 표 6으로 도시된 바와 같이, 설정치 보정부(505)는 분산 선로(④)에 대해서는 과전류에 대한 계전 요소를 계전하도록 계전 장치(200)에 대한 동작 기준치를 설정할 수 있다. 또한, 분산 선로(④)의 고장 전류 발생시에는 분산 선로(④)의 제3 보호 계전 차단기(105)에 대한 TCC 동작 특성을 순시 곡선형 동작 특성 정정치로 설정할 수 있다. As an example, as shown in Tables 4 to 6, the set
도 13은 도 7에 도시된 저전압 직류 배전 계통의 제5 보호 구간 고장 전류 발생에 따른 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 13 is a block diagram for explaining a control operation according to the occurrence of a fault current in the fifth protection section of the low-voltage direct current distribution system shown in FIG. 7.
도 13과 함께 상기의 표 3을 참조하면, 설정치 보정부(505)는 실시간으로 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 분석하여 부하 선로(⑤)에서 발생되는 고장 전류를 확인할 수 있다. Referring to Table 3 above along with FIG. 13, the set
부하 선로(⑤)에서 고장 전류가 발생된 것으로 판단하면, 부하 선로(⑤)의 제4 보호 계전 차단기(106)로 차단 제어 신호를 전송해서 제4 보호 계전 차단기(106)를 통해 해당 분산 선로(④)를 차단시킬 수도 있다. If it is determined that a fault current has occurred in the load line (⑤), a blocking control signal is transmitted to the fourth
이와 달리, 설정치 보정부(505)는 보호 계전을 위해, 분산 선로(④)의 제4 보호 계전 차단기(106)에 대한 TCC 동작 특성 정정치를 제4 보호 계전 차단기(106)로 전송할 수 있다. In contrast, the set
일 예로, 상기 표 4 내지 표 6으로 도시된 바와 같이, 설정치 보정부(505)는 분산 선로(④)에 대해서는 과전류에 대한 계전 요소를 계전하도록 계전 장치(200)에 대한 동작 기준치를 설정할 수 있다. 또한, 분산 선로(④)의 고장 전류 발생시에는 분산 선로(④)의 제4 보호 계전 차단기(106)에 대한 TCC 동작 특성을 순시 곡선형 동작 특성 정정치로 설정할 수 있다. As an example, as shown in Tables 4 to 6, the set
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통의 구성 및 각 선로별 보호 구간 설정 예를 나타낸 구성 블록도이다. Figure 14 is a block diagram showing the configuration of a low-voltage direct current distribution system and an example of protection section settings for each line according to another embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 저전압 직류 배전 계통(100)은 저전압 직류 배전 계통(100)은 메인 선로에서 분배되는 배전 전원을 제2 분산 전원단(13)으로 분배하거나, 제2 분산 전원단(13)의 분산 전원을 메인 선로로 공급하기 위한 수단으로서, 제3 DC/DC 컨버터(132)와 제6 보호 계전 차단기(131)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 14, the low-voltage direct
제3 DC/DC 컨버터(132)는 메인 선로의 AC/DC 정류기(101)를 통해 출력되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 제2 분산 전원단(13)으로 공급하거나, 제2 분산 전원단(13)으로부터의 전원을 메인 선로나 다른 분기 선로(예를 들어, 제1 DC/DC 컨버터(104)의 입력단)으로 공급할 수 있다. 여기서, 제6 보호 계전 차단기(131)는 제3 DC/DC 컨버터(132)의 입력단이나 출력단에 배치되어, 보호 관리 장치(500)의 제어에 따라 제3 DC/DC 컨버터(132)의 입력단 또는 출력단 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. The third DC/
또한, 저전압 직류 배전 계통(100)은 제1 DC/DC 컨버터(104)의 출력단인 분산 선로로 출력된 직류 전원을 제2 부하(22) 측으로 분배하기 하기 위한 수단으로서, 제7 보호 계전 차단기(121)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제7 보호 계전 차단기(121)는 제2 부하(22) 측 입력단의 부하 선로에 배치되어, 보호 관리 장치(500)의 제어에 따라 제2 부하(22) 측으로 배전되는 부하 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. In addition, the low-voltage direct
또한, 저전압 직류 배전 계통(100)은 AC/DC 정류기(101)를 통해 정류된 직류 전원을 미리 설정된 소정 크기의 직류 전원으로 변조해서 제3 부하(23) 측으로 분배하기 하기 위한 수단으로서, 제4 DC/DC 컨버터(142)와 제8 내지 제10 보호 계전 차단기(141,143,144)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제4 DC/DC 컨버터(142)는 메인 선로의 AC/DC 정류기(101)를 통해 출력되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 각각의 분기 선로로 분배할 수 있다. 그리고, 제8 보호 계전 차단기(141)는 제4 DC/DC 컨버터(142)의 입력단에서 제4 DC/DC 컨버터(142)의 입력단 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. 반면, 제9 보호 계전 차단기(143)는 제4 DC/DC 컨버터(142)의 출력단에서 분기 선로로 출력되는 제4 DC/DC 컨버터(142)의 출력 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. 또한, 제10 보호 계전 차단기(144)는 제3 부하(23) 측 입력단의 부하 선로에 배치되어, 보호 관리 장치(500)의 제어에 따라 제3 부하(23) 측으로 배전되는 부하 전원을 보호 계전하거나 차단할 수 있다. In addition, the low-voltage direct
이와 같이 구성된, 본 발명의 실시예에 따른 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 시스템 및 보호 관리 방법은 배전 선로별로 보호 구간(①~⑤)을 설정하여 보호 구간별로 고장 전류를 차단하거나 보호 계전을 위한 동작 기준치들을 정정할 수 있다. 따라서, 고속 반도체 형태의 DC 차단기를 사용하지 않더라도 일반적인 보호 계전기용 DC 차단기를 이용해서 각각의 보호 구간별로 고장 전류를 차단하거나 동작 기준치들을 정정할 수 있다. The protection management system and protection management method of the low-voltage direct current distribution system according to the embodiment of the present invention configured as described above sets a protection section (① to ⑤) for each distribution line and operates to block the fault current for each protection section or for protective relay. The baseline values can be corrected. Therefore, even if a high-speed semiconductor type DC breaker is not used, the fault current can be blocked or the operating standards can be corrected for each protection section by using a general DC breaker for a protection relay.
또한, 모선이 연결된 메인 선로(①), 메인 선로로부터 분기된 제1 및 제2 분기 선로(②,③), 분기 선로로부터 연장된 분산 선로(④), 및 부하들과 연결된 부하 선로(⑤) 등 각각의 선로별로 보호 구간을 설정한다. 그리고, 각각의 보호 구간별로 고장 전류를 차단하거나 동작 기준치들을 정정할 수 있다. 이에, 전체적인 정전이 방지되고 보호 구간별로 빠르게 복구시킬 수 있으며, 각각의 보호 계전기나 DC 차단기별로 보호 계전을 위한 동작 기준치들을 실시간으로 정정해서 설정할 수 있다. In addition, the main line to which the busbar is connected (①), the first and second branch lines branched from the main line (②,③), the distributed line extended from the branch line (④), and the load line connected to the loads (⑤) Set a protection section for each line. In addition, the fault current can be blocked or the operating standards can be corrected for each protection section. Accordingly, overall power outages can be prevented, each protection section can be restored quickly, and the operating standards for protection relays for each protection relay or DC breaker can be corrected and set in real time.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of the method or algorithm described in connection with embodiments of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented as a software module executed by hardware, or a combination thereof. The software module may be RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), Flash Memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside on any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
10: 계통 전원단 100: 저전압 직류 배전 계통
101: AC/DC 정류기 102: 제1 보호 계전 차단기
104: 제1 DC/DC 컨버터 108: 제2 DC/DC 컨버터
200: 계전 장치 300: 무선 중계장치
500: 보호 관리 장치 501: 데이터 처리부10: System power terminal 100: Low voltage direct current distribution system
101: AC/DC rectifier 102: First protective relay breaker
104: first DC/DC converter 108: second DC/DC converter
200: relay device 300: wireless relay device
500: protection management device 501: data processing unit
Claims (20)
상기 저전압 직류 배전 계통에 형성된 배전 선로별로 각각의 보호 구간을 설정하고 각 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 계전하는 계전 장치;
상기 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 무선으로 전송하는 적어도 하나의 무선 중계장치; 및
상기 각 보호 구간별 계전 요소의 계전 결과에 따라 고장 전류를 차단하거나 상기 각 보호 구간 간의 보호 계전을 위한 동작 기준치들 정정하는 보호 관리 장치를 포함하되,
상기 저전압 직류 배전 계통은,
상기 계통 전원단의 전원을 정류 및 직류 변조해서 출력하는 AC/DC 정류기;
상기 AC/DC 정류기의 입력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제1 보호 계전 차단기;
상기 AC/DC 정류기를 통해 분배되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조하는 제1 DC/DC 컨버터;
상기 제1 DC/DC 컨버터의 입력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제2 보호 계전 차단기;
상기 제1 DC/DC 컨버터의 출력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제3 보호 계전 차단기;
상기 제1 DC/DC 컨버터의 출력단과 제1 부하 입력단 간에 배치되어 상기 제1 부하로 배전되는 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제4 보호 계전 차단기;
상기 AC/DC 정류기를 통해 분배되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 제1 분산 전원단으로 분배하거나 상기 제1 분산 전원단의 전원을 상기 AC/DC 정류기의 출력단으로 공급하는 제2 DC/DC 컨버터;
상기 제2 DC/DC 컨버터의 입력단 또는 출력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제5 보호 계전 차단기;
상기 AC/DC 정류기를 통해 출력되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 제2 분산 전원단으로 공급하거나 상기 제2 분산 전원단으로부터의 전원을 상기 제1 DC/DC 컨버터의 입력단으로 공급하는 제3 DC/DC 컨버터; 및
상기 제3 DC/DC 컨버터의 입력단이나 출력단에 배치되어 상기 제3 DC/DC 컨버터의 입력단 또는 출력단 전원을 보호 계전하거나 차단하는 제6 보호 계전 차단기를 포함하고,
상기 AC/DC 정류기는, 한류(currentlimiting) 특성의 정류 회로를 통해 상기 계통 전원단의 전원을 정류 및 직류 변환하여 메인 선로로 출력하도록, 서로 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자, 보호용 스위칭 소자, 인덕터, 커패시터, 정류 다이오드, 정류 출력 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보호 관리 시스템.A low-voltage direct current distribution system that supplies power from the system power stage to at least one load and distributed power stage;
a relay device that sets each protection section for each distribution line formed in the low-voltage direct current distribution system and relays relay elements of the distribution lines for each protection section;
At least one wireless relay device that wirelessly transmits relay results for the distribution lines for each protection section; and
It includes a protection management device that blocks fault current or corrects operating standards for protective relaying between each protection section according to the relay results of the relay elements for each protection section,
The low-voltage direct current distribution system is,
An AC/DC rectifier that rectifies and modulates the power of the system power terminal and outputs it;
A first protective relay circuit breaker that blocks or protectively relays power at the input terminal of the AC/DC rectifier;
A first DC/DC converter that modulates the distribution power distributed through the AC/DC rectifier into direct current power of a preset size;
a second protective relay breaker that blocks or protectively relays power at the input terminal of the first DC/DC converter;
a third protective relay circuit breaker that blocks or provides protective relay power to the output terminal of the first DC/DC converter;
a fourth protective relay breaker disposed between the output terminal of the first DC/DC converter and the first load input terminal to block or protectively relay power distributed to the first load;
A second device modulates the distribution power distributed through the AC/DC rectifier into direct current power of a preset size and distributes it to the first distributed power supply terminal, or supplies power from the first distributed power supply terminal to the output terminal of the AC/DC rectifier. DC/DC converter;
A fifth protective relay circuit breaker that blocks or provides protective relay power to the input or output terminal of the second DC/DC converter;
The distribution power output through the AC/DC rectifier is modulated into DC power of a preset size and supplied to the second distributed power source, or the power from the second distributed power source is supplied to the input terminal of the first DC/DC converter. a third DC/DC converter; and
It includes a sixth protective relay breaker disposed at the input terminal or output terminal of the third DC/DC converter to protectively relay or block power at the input terminal or output terminal of the third DC/DC converter,
The AC/DC rectifier includes a first switching element, a protection switching element, and an inductor, which are electrically connected to each other to rectify and convert the power of the system power supply to direct current through a rectifier circuit with current limiting characteristics and output it to the main line. A protection management system comprising a capacitor, a rectifier diode, and a rectifier output element.
상기 보호 관리 장치는
상기 저전압 직류 배전 계통에 형성된 메인 선로, 적어도 하나의 분기 선로, 적어도 하나의 분산 선로, 및 적어도 하나의 부하 선로 별로 상기 각각의 보호 구간을 설정하고, 실시간으로 입력되는 상기 계전 결과에 해당되는 보호 구간을 식별하는 데이터 처리부;
상기 각각의 보호 구간에 배치된 보호 계전 차단기들 중 상기 데이터 처리부에서 식별된 보호 구간에 포함된 보호 계전 차단기를 식별하는 보호기기 식별부; 및
상기 고장 전류의 발생 여부를 모니터해서 상기 각 보호 구간별 보호 계전 차단기의 차단 동작을 제어하거나 상기 계전 결과에 따라 상기 보호 계전 차단기들의 동작 기준치들을 실시간으로 정정하는 설정치 보정부를 포함하는 보호 관리 시스템. According to claim 1,
The protection management device is
Each protection section is set for each main line, at least one branch line, at least one distribution line, and at least one load line formed in the low-voltage direct current distribution system, and a protection section corresponding to the relay result input in real time. a data processing unit that identifies;
a protection device identification unit that identifies a protection relay circuit breaker included in the protection section identified by the data processing unit among the protection relay circuit breakers arranged in each protection section; and
A protection management system comprising a set value correction unit that monitors the occurrence of the fault current and controls the blocking operation of the protection relay circuit breaker for each protection section or corrects the operating standards of the protection relay circuit breakers in real time according to the relay results.
상기 보호 관리 장치는
상기 보호기기 식별부에서 식별된 보호 계전 차단기의 동작 특성과 상기 계전 장치를 통해 검출된 계전 결과를 비교해서 상기 보호기기 식별부의 정상 식별 여부를 검수하고, 상기 보호 계전 차단기에 대한 재식별 동작을 제어하는 보호기기 변경 설정부; 및
상기 각각의 보호 구간에 배치된 각각의 보호 계전 차단기 및 적어도 하나의 전기 장치들에 대한 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보, 거리 또는 길이 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보, 개폐 동작 정보 중 적어도 하나의 정보를 미리 저장하고 상기 데이터 처리부, 및 상기 보호기기 식별부와 공유하는 데이터 베이스를 더 포함하는 보호 관리 시스템. According to clause 5,
The protection management device is
Compare the operation characteristics of the protection relay breaker identified in the protection device identification unit with the relay result detected through the relay device to check whether the protection device identification unit is normally identified, and control the re-identification operation for the protection relay breaker. A protection device change setting unit; and
At least one of topology information, impedance information, power capacity information, distance or length information, rated capacity information, current limiting information, and switching operation information for each protective relay circuit breaker and at least one electrical device disposed in each protection section. A protection management system further comprising a database that stores information in advance and shares it with the data processing unit and the protection device identification unit.
상기 보호기기 변경 설정부는
상기 보호기기 식별부에서 식별된 보호 계전 차단기의 동작 특성과 상기 계전 장치를 통해 검출된 계전 결과를 비교해서 상기 데이터 처리부와 상기 보호기기 식별부의 정상 식별 여부를 검수하고, 상기 보호기기 식별부에서 식별된 보호 계전 차단기의 동작 특성과 상기 계전 장치에서 검출된 계전 결과가 상이하면, 상기 각 보호 구간 및 상기 각 보호 구간별 보호 계전 차단기에 대한 재식별 동작을 진행시키는 보호 관리 시스템. According to clause 6,
The protection device change setting section
Compare the operation characteristics of the protection relay breaker identified in the protection device identification unit with the relay result detected through the relay device to check whether the data processing unit and the protection device identification unit are normally identified, and identify them in the protection device identification unit. A protection management system that performs a re-identification operation for each protection section and the protection relay breaker for each protection section when the operation characteristics of the selected protective relay breaker and the relay result detected by the relay device are different.
상기 계전 장치는
상기 보호 관리 장치로부터 설정 및 정정되는 동작 기준치에 기초해서 상기 각 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 정정해서 계전하며,
상기 동작 기준치에 응답해서 상기 메인 선로, 상기 적어도 하나의 분기 선로, 상기 적어도 하나의 분산 선로, 상기 적어도 하나의 부하 선로에 형성된 상기 각 보호 계전 차단기들의 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 정정하는 보호 관리 시스템. According to clause 5,
The relay device is
Based on the operation standard set and corrected from the protection management device, the relay elements of the distribution lines for each protection section are corrected and relayed,
Protection that corrects TCC (Time Current Curve) operation characteristics of each of the protective relay circuit breakers formed on the main line, the at least one branch line, the at least one distribution line, and the at least one load line in response to the operating reference value. Management system.
상기 데이터 처리부는
상기 각각의 보호 구간별 보호 계전 차단기들에 대한 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보를 제공받아 저장하고, 실시간으로 입력된 어느 보호 구간의 계전 결과로 입력된 전압 크기, 전류량, 전류 방향성 정보를 상기 보호 계전 차단기들에 대한 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보와 비교해서 계전 및 비교 결과에 따른 해당 보호 구간을 식별하는 보호 관리 시스템. According to clause 8,
The data processing unit
Topology information, impedance information, power capacity information, rated capacity information, and current limitation information for the protection relay breakers for each protection section are provided and stored, and the voltage size input as a relay result of a certain protection section input in real time, A protection management system that compares current amount and current direction information with topology information, impedance information, power capacity information, rated capacity information, and current limitation information for the protection relay circuit breakers and identifies the corresponding protection section according to the relay and comparison results.
상기 설정치 보정부는
상기 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 분석해서 상기 메인 선로에서 고장 전류가 발생되면,
저전압 설정치, 정방향/역방향 방향성 정보에 대한 계전 요소를 계전하도록 상기 계전 장치에 대한 동작 기준치를 재설정하고, 상기 메인 선로에 설치된 보호 계전 차단기에 대한 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 정한시(definite) 또는 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치로 설정하는 보호 관리 시스템. According to clause 5,
The set value correction unit
By analyzing the relay results for the distribution lines for each protection section, if a fault current occurs in the main line,
Reset the operating reference value for the relay device to relay the relay element for the low voltage set value and forward/reverse direction information, and define the TCC (Time Current Curve) operation characteristics for the protective relay breaker installed on the main line. or a protection management system that sets an instantaneous curved operating characteristic constant.
상기 설정치 보정부는
상기 각각의 보호 구간 중 어느 한 보호 구간의 고장 전류 발생시, 고장 전류 발생 구간에 설치된 상기 보호 계전 차단기에 대한 동작 기준 전류, 동작 기준 전압, 전압-전류간 위상차를 변경 설정하는 보호 관리 시스템. According to claim 10,
The set value correction unit
A protection management system that changes and sets the operation reference current, operation reference voltage, and voltage-current phase difference for the protection relay breaker installed in the fault current occurrence section when a fault current occurs in any one of the protection sections.
상기 설정치 보정부는
상기 적어도 하나의 분기 선로에서 고장 전류가 발생되면, 저전압 설정치, 과전류 설정치에 대한 계전 요소를 계전하도록 상기 계전 장치에 대한 동작 기준치를 설정하고, 상기 분기 선로에 설치된 보호 계전 차단기에 대한 TCC 동작 특성을 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치로 설정하는 보호 관리 시스템. According to claim 10,
The set value correction unit
When a fault current occurs in the at least one branch line, an operating reference value for the relay device is set to relay relay elements for the low voltage set point and the overcurrent set point, and TCC operation characteristics for the protective relay breaker installed on the branch line are set. A protection management system that sets instantaneous curved operating characteristics to a fixed value.
상기 설정치 보정부는
상기 적어도 하나의 분산 선로에서 고장 전류가 발생되면, 상기 고장 전류가 발생된 분산 선로의 과전류에 대한 계전 요소를 계전하도록 상기 계전 장치에 대한 동작 기준치를 설정하고, 상기 분산 선로에 설치된 보호 계전 차단기에 대한 TCC 동작 특성을 순시 곡선형 동작 특성 정정치로 설정하는 보호 관리 시스템. According to claim 10,
The set value correction unit
When a fault current occurs in the at least one distributed line, an operating reference value for the relay device is set to relay a relay element for the overcurrent of the distributed line where the fault current occurred, and a protective relay breaker installed in the distributed line is set. A protection management system that sets the TCC operating characteristics to the instantaneous curved operating characteristic correction value.
상기 설정치 보정부는
상기 적어도 하나의 부하 선로에서 고장 전류가 발생되면, 상기 부하 선로의 대한 과전류에 대한 계전 요소를 계전하도록 상기 계전 장치에 대한 동작 기준치를 설정하고, 상기 부하 선로에 설치된 보호 계전 차단기에 대한 TCC 동작 특성을 순시 곡선형 동작 특성 정정치로 설정하는 보호 관리 시스템. According to claim 10,
The set value correction unit
When a fault current occurs in the at least one load line, an operating reference value for the relay device is set to relay a relay element for overcurrent of the load line, and TCC operation characteristics for a protective relay breaker installed on the load line A protection management system that sets the instantaneous curved operating characteristic correction value.
계전 장치를 통해 상기 설정된 각각의 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 계전하는 단계;
상기 각각의 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 보호 관리 장치에 무선 전송하는 단계; 및
상기 각각의 보호 구간별 계전 결과에 따라 고장 전류를 차단하거나 상기 각 보호 구간 간의 보호 계전을 위한 동작 기준치들 정정해서 계전을 제어하는 단계를 포함하되,
상기 저전압 직류 배전 계통은,
상기 계통 전원단의 전원을 정류 및 직류 변조해서 출력하는 AC/DC 정류기;
상기 AC/DC 정류기의 입력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제1 보호 계전 차단기;
상기 AC/DC 정류기를 통해 분배되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조하는 제1 DC/DC 컨버터;
상기 제1 DC/DC 컨버터의 입력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제2 보호 계전 차단기;
상기 제1 DC/DC 컨버터의 출력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제3 보호 계전 차단기;
상기 제1 DC/DC 컨버터의 출력단과 제1 부하 입력단 간에 배치되어 상기 제1 부하로 배전되는 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제4 보호 계전 차단기;
상기 AC/DC 정류기를 통해 분배되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 제1 분산 전원단으로 분배하거나 상기 제1 분산 전원단의 전원을 상기 AC/DC 정류기의 출력단으로 공급하는 제2 DC/DC 컨버터;
상기 제2 DC/DC 컨버터의 입력단 또는 출력단 전원을 차단하거나 보호 계전하는 제5 보호 계전 차단기;
상기 AC/DC 정류기를 통해 출력되는 배전 전원을 미리 설정된 크기의 직류 전원으로 변조해서 제2 분산 전원단으로 공급하거나 상기 제2 분산 전원단으로부터의 전원을 상기 제1 DC/DC 컨버터의 입력단으로 공급하는 제3 DC/DC 컨버터; 및
상기 제3 DC/DC 컨버터의 입력단이나 출력단에 배치되어 상기 제3 DC/DC 컨버터의 입력단 또는 출력단 전원을 보호 계전하거나 차단하는 제6 보호 계전 차단기를 포함하고,
상기 AC/DC 정류기는, 한류(currentlimiting) 특성의 정류 회로를 통해 상기 계통 전원단의 전원을 정류 및 직류 변환하여 메인 선로로 출력하도록, 서로 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자, 보호용 스위칭 소자, 인덕터, 커패시터, 정류 다이오드, 정류 출력 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 방법.Setting each protection section for each distribution line formed in the low-voltage direct current distribution system;
Relaying relay elements of the distribution lines for each of the set protection sections through a relay device;
Wirelessly transmitting relay results for the distribution lines for each protection section to a protection management device; and
It includes the step of controlling the relay by blocking the fault current or correcting the operating standards for the protection relay between each protection section according to the relay result for each protection section,
The low-voltage direct current distribution system is,
An AC/DC rectifier that rectifies and modulates the power of the system power terminal and outputs it;
A first protective relay circuit breaker that blocks or protectively relays power at the input terminal of the AC/DC rectifier;
A first DC/DC converter that modulates the distribution power distributed through the AC/DC rectifier into direct current power of a preset size;
a second protective relay breaker that blocks or protectively relays power at the input terminal of the first DC/DC converter;
a third protective relay circuit breaker that blocks or provides protective relay power to the output terminal of the first DC/DC converter;
a fourth protective relay breaker disposed between the output terminal of the first DC/DC converter and the first load input terminal to block or protectively relay power distributed to the first load;
A second device modulates the distribution power distributed through the AC/DC rectifier into direct current power of a preset size and distributes it to the first distributed power supply terminal, or supplies power from the first distributed power supply terminal to the output terminal of the AC/DC rectifier. DC/DC converter;
A fifth protective relay circuit breaker that blocks or provides protective relay power to the input or output terminal of the second DC/DC converter;
The distribution power output through the AC/DC rectifier is modulated into DC power of a preset size and supplied to the second distributed power source, or the power from the second distributed power source is supplied to the input terminal of the first DC/DC converter. a third DC/DC converter; and
It includes a sixth protective relay breaker disposed at the input terminal or output terminal of the third DC/DC converter to protectively relay or block power at the input terminal or output terminal of the third DC/DC converter,
The AC/DC rectifier includes a first switching element, a protection switching element, and an inductor, which are electrically connected to each other to rectify and convert the power of the system power supply to direct current through a rectifier circuit with current limiting characteristics and output it to the main line. A protection management method for a low-voltage direct current distribution system, comprising a capacitor, a rectifier diode, and a rectifier output element.
상기 각 보호 구간 간의 보호 계전을 제어하는 단계는
상기 저전압 직류 배전 계통에 형성된 메인 선로, 적어도 하나의 분기 선로, 적어도 하나의 분산 선로, 및 적어도 하나의 부하 선로 별로 상기 각각의 보호 구간을 설정하는 단계;
실시간으로 입력되는 계전 결과에 해당되는 보호 구간을 식별하는 단계;
상기 각각의 보호 구간에 배치된 보호 계전 차단기들 중에서 상기 식별된 보호 구간에 포함된 보호 계전 차단기를 식별하는 단계; 및
고장 전류의 발생 여부를 모니터해서 상기 각각의 보호 구간별 보호 계전 차단기의 차단 동작을 제어하거나 상기 계전 결과에 따라 상기 보호 계전 차단기들의 동작 기준치들을 실시간으로 정정하는 단계를 포함하는 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 방법.According to claim 15,
The step of controlling the protection relay between each protection section is
Setting each protection section for each main line, at least one branch line, at least one distribution line, and at least one load line formed in the low-voltage direct current distribution system;
Identifying a protection section corresponding to a relay result input in real time;
Identifying a protection relay breaker included in the identified protection section among the protection relay breakers arranged in each protection section; and
Protection of the low-voltage direct current distribution system, including the step of monitoring whether a fault current occurs and controlling the blocking operation of the protection relay circuit breaker for each protection section or correcting the operating standards of the protection relay circuit breaker in real time according to the relay results. How to manage.
상기 각 보호 구간 간의 보호 계전을 제어하는 단계는
상기 식별된 보호 계전 차단기의 동작 특성과 계전 장치를 통해 검출된 계전 결과를 비교해서 상기 식별된 보호 계전 차단기에 대한 정상 식별 여부를 검수하여 상기 보호 계전 차단기에 대한 재식별 동작을 제어하는 단계; 및
데이터 베이스에 상기 각각의 보호 구간에 배치된 각각의 보호 계전 차단기 및 적어도 하나의 전기 장치들에 대한 토폴로지 정보, 임피던스 정보, 전력 용량 정보, 거리 또는 길이 정보, 정격 용량 정보, 한류 정보, 개폐 동작 정보 중 적어도 하나의 정보를 미리 저장하고 공유하는 단계를 더 포함하는 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 방법.According to claim 16,
The step of controlling the protection relay between each protection section is
Comparing the operation characteristics of the identified protective relay breaker with relay results detected through a relay device to check whether the identified protective relay breaker is normally identified and controlling a re-identification operation for the protective relay breaker; and
Topology information, impedance information, power capacity information, distance or length information, rated capacity information, current limitation information, and switching operation information for each protection relay breaker and at least one electrical device arranged in each protection section in the database. A protection management method for a low-voltage direct current distribution system further comprising the step of pre-storing and sharing at least one piece of information.
상기 계전 요소를 계전하는 단계는
보호 관리 장치로부터 설정 및 정정되는 동작 기준치에 기초해서 상기 각 보호 구간별 배전 선로들의 계전 요소를 정정해서 계전하며,
상기 동작 기준치에 응답해서 상기 메인 선로, 상기 적어도 하나의 분기 선로, 상기 적어도 하나의 분산 선로, 상기 적어도 하나의 부하 선로에 각각 형성된 각 보호 계전 차단기들의 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 정정하는 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 방법.According to claim 16,
The step of relaying the relay element is
Based on the operation standard set and corrected from the protection management device, the relay elements of the distribution lines for each protection section are corrected and relayed,
A low voltage that corrects TCC (Time Current Curve) operation characteristics of each protective relay circuit breaker formed on the main line, the at least one branch line, the at least one distribution line, and the at least one load line in response to the operating reference value. Protection management methods for direct current distribution systems.
상기 동작 기준치들을 실시간으로 정정하는 단계는
상기 각 보호 구간별 배전 선로들에 대한 계전 결과를 분석해서 상기 메인 선로에서 고장 전류가 발생된 것으로 판단되면,
저전압 설정치, 정방향/역방향 방향성 정보에 대한 계전 요소를 계전하도록 계전 장치에 대한 동작 기준치를 재설정하고,
상기 메인 선로에 설치된 보호 계전 차단기에 대한 TCC(Time Current Curve) 동작 특성을 정한시(definite) 또는 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치로 설정하는 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 방법.According to claim 16,
The step of correcting the operating reference values in real time is
If it is determined that a fault current has occurred in the main line by analyzing the relay results for the distribution lines for each protection section,
Reset the operating reference value for the relay device to relay the relay element for low voltage setpoint and forward/reverse directionality information,
A protection management method for a low-voltage direct current distribution system that sets the TCC (Time Current Curve) operation characteristics of the protective relay breaker installed on the main line to a defined or instantaneous curve-shaped operation characteristic set value.
상기 동작 기준치들을 실시간으로 정정하는 단계는
상기 적어도 하나의 분기 선로에서 고장 전류가 발생된 것으로 판단되면,
상기 저전압 설정치, 과전류 설정치에 대한 계전 요소를 계전하도록 상기 계전 장치에 대한 동작 기준치를 설정하고, 상기 분기 선로에 설치된 보호 계전 차단기에 대한 TCC 동작 특성을 순시(instantenous) 곡선형 동작 특성 정정치로 설정하는 저전압 직류 배전 계통의 보호 관리 방법.According to clause 19,
The step of correcting the operating reference values in real time is
If it is determined that a fault current has occurred in the at least one branch line,
Set an operation reference value for the relay device to relay relay elements for the low voltage set point and overcurrent set point, and set the TCC operation characteristic for the protective relay breaker installed on the branch line to an instantaneous curved operation characteristic correction value. A protection management method for low-voltage direct current distribution systems.
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KR20230068618A (en) | 2023-05-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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