1.디지털 보호계전기 개요
1.1 보호계전기의 변천사
IED ≒PROTECTIVE RELAY = 보호 계전기
IED (INTELLIGENT ELECTRONIC DEVICE)
- 전자화된 보호기능, 향상된 제어 기능, 전력 기기 및 기기 자체의 (간이) 진단 기능을 가지고, SCADA 시스템과 직접 연결 가능하여 Data를 송수신 할 수 있는 기기
- A device that has versatile electrical protection functions, advanced local control intelligence, monitoring abilities and the capability of extensive communications directly to a SCADA system
IED ≒PROTECTIVE RELAY = 보호 계전기
IED (INTELLIGENT ELECTRONIC DEVICE)
- 전자화된 보호기능, 향상된 제어 기능, 전력 기기 및 기기 자체의 (간이) 진단 기능을 가지고, SCADA 시스템과 직접 연결 가능하여 Data를 송수신 할 수 있는 기기
- A device that has versatile electrical protection functions, advanced local control intelligence, monitoring abilities and the capability of extensive communications directly to a SCADA system
1.2 보호계전기의 목적
사고의 제거 파급 사고에 대한 보호 신속한 사고 복구1.3 보호계전기에 요구되는 사항
1.3 보호계전기에 요구되는 사항
안전성(STABILITY)
- 사고 시에만 반응을 하고, 보통의 계통 현상에는 반응하지 않는 능력
- Stability, also called security, is the ability of the protection to remain inoperative for normal load conditions (including the normal transients like motor staring).
속도(SPEED)
- 사고 발생시 계통 안정 유지와 전력설비의 소손 방지를 위해 고속으로 동작할 필요성
- IED has to operate as fast as possible, without compromising on stability.
선택성(SENSITIVITY)
- 사고점 제거를 위한 정확한 사고 위치의 선택성이 필요
- IED has to operate at the low faulted electrical magnitudes signal.
신뢰성(RELIABILITY)
- 사고 발생시에 정확하게 동작하는 능력
- Reliability, or dependability, is the ability of the protection to operate correctly in case of a fault.
1.4 계전기[繼電器](Relay)
기기나 선로에 취부하여 고장발생시에 기기를 손상하기전에 간단한 동작으로 복잡한 또는 원방의 기기를 확실히 제어하고 또 다른힘을 받아서 기기를 여러 가지 목적에 의해 동작시키는 사명을 갖는 것으로 동작이 정확하고, 감도가 예민하여 동작에 요하는 전력이 적고 또 기계적 감도가 클것 등의 필요조건을 구비한 것으로 종류는 온도, 과전류, 차동, 절단, 무극등 수백종으로 나누어지고
구조상으로 나누어도 가동코일, 가동철심, 유도형, 전류력계형, 항온형등 수십종이 있다.
최근 들어 산업기술의 발달과 전자부분의 발달로 전기 부분에도 전자가 접목되어 Digital 기술이 날로 발전하여 기술의 변화가 일어나고있고 설비의 감도나 부담이 Digital로 들어 서며 낮아 지고 있고 정확한 판단과 사고 이력 및 분석이 용이하도록 구성이 되어 있다.
1.5 보호요소의 구성
GIPAM은 FM(Feeder, Motor Protection), T(Tranformer Protection)로 구성되어 있으며,
산업용계통에서 사용되는 모든 보호요소( 50/51, 50/51G, 67N, 67G, 46, 49, 48/51LR, 37, 66, 27, 59, 47, 64, 87T-P, 87T-G)를 포함하고 있습니다.
사고의 제거 파급 사고에 대한 보호 신속한 사고 복구1.3 보호계전기에 요구되는 사항
1.3 보호계전기에 요구되는 사항
안전성(STABILITY)
- 사고 시에만 반응을 하고, 보통의 계통 현상에는 반응하지 않는 능력
- Stability, also called security, is the ability of the protection to remain inoperative for normal load conditions (including the normal transients like motor staring).
속도(SPEED)
- 사고 발생시 계통 안정 유지와 전력설비의 소손 방지를 위해 고속으로 동작할 필요성
- IED has to operate as fast as possible, without compromising on stability.
선택성(SENSITIVITY)
- 사고점 제거를 위한 정확한 사고 위치의 선택성이 필요
- IED has to operate at the low faulted electrical magnitudes signal.
신뢰성(RELIABILITY)
- 사고 발생시에 정확하게 동작하는 능력
- Reliability, or dependability, is the ability of the protection to operate correctly in case of a fault.
1.4 계전기[繼電器](Relay)
기기나 선로에 취부하여 고장발생시에 기기를 손상하기전에 간단한 동작으로 복잡한 또는 원방의 기기를 확실히 제어하고 또 다른힘을 받아서 기기를 여러 가지 목적에 의해 동작시키는 사명을 갖는 것으로 동작이 정확하고, 감도가 예민하여 동작에 요하는 전력이 적고 또 기계적 감도가 클것 등의 필요조건을 구비한 것으로 종류는 온도, 과전류, 차동, 절단, 무극등 수백종으로 나누어지고
구조상으로 나누어도 가동코일, 가동철심, 유도형, 전류력계형, 항온형등 수십종이 있다.
최근 들어 산업기술의 발달과 전자부분의 발달로 전기 부분에도 전자가 접목되어 Digital 기술이 날로 발전하여 기술의 변화가 일어나고있고 설비의 감도나 부담이 Digital로 들어 서며 낮아 지고 있고 정확한 판단과 사고 이력 및 분석이 용이하도록 구성이 되어 있다.
1.5 보호요소의 구성
GIPAM은 FM(Feeder, Motor Protection), T(Tranformer Protection)로 구성되어 있으며,
산업용계통에서 사용되는 모든 보호요소( 50/51, 50/51G, 67N, 67G, 46, 49, 48/51LR, 37, 66, 27, 59, 47, 64, 87T-P, 87T-G)를 포함하고 있습니다.
2. 디지털 보호계전기 (Digital Protective Relay)
전력계통이 확대 복잡화됨에 따라 전력계통보호상의 문제점이 많이 대두되고 있으며, 이러한 문제점들이 종래의 보호계전기술(전자기계식이나 정지형)로는 해결이 불가능해짐에따라 새로운 보호계전기술이 요구되었습니다. 또한 보호계전기의 운용측면에서 보호배전반의 설치면적과다, 시험 및 보수 점검시에 과다한 고급인력의 소요, 유지 보수상의 문제점이 대두되어 자동감시나 점검이 가능한 새로운
보호계전장치가 요구되었는데, 이러한 전력계통보호상의 다양한 요청에 의해 최신 보호계전기술이 등장하였다고 할 수 있습니다.
1) 특징
(1) 고성능 고기능화
디지털 보호계전기는 다수의 입력신호를 동시에 입력, 기억할 수 있을 뿐만 아니라 벡터연산을 고속도로 할 수 있기 때문에 종래의 계전기로 실현 불가능했던 새로운 검출 기능을 가진 보호장치를 구현할 수 있습니다. 또한 별도로 하드웨어를 추가하지 않고도 연산프로그램 즉 소프트웨어에 의해 기능을 향상 시킬 수 있기 때문에 전력계통의 변화에 대응하는 고기능의 보호방식을 실현할 수 있습니다.
(2) 소형화
디지털계전기를 구성하는 CPU의 집적도가 높어져 더욱 소형화 고성능화 되었습니다. 종래 여러대의 보호계전기로 구성하여야만 하였던 기능을 한개의 계전기에서 처리할 수 있게 되어 배전반의 면수도 줄일 수 있습니다.
(3) 고신뢰화
디지털계전기에 상시 감시 기능을 부가하므로써 보호계전장치의 하드웨어 및 소프트웨어의 고장이나 이상유무를 연속적으로 감시하고 시험할 수 있는 기능을 장착하여 보호계전기의 고장으로 인한 오동작을 미연에 방지할 수 있습니다.
또한 상시감시 및 자동점검기능을 수행하므로 유지보수에 필요한 인력을 절감할 수 있으며 보호계전기의 시험중에 발생할 수 있는 Human Error를 줄일 수 있어 보호 신뢰도를 향상시킬 수 있습니다.
(4) 융통성
계통구성변경에 따라 보호방식을 변경해야 할 경우 기존의 경우 배전반 전체를 교체해야 하나, 디지털방식에서는 보호방식이 프로그램화 되어 있어 보호방식변경이 필요할 경우 메모리에 들어있는 보호 프로그램의 변경만으로 배전반을 교체하지 않고도
간단히 조치할 수 있습니다.
(5) 표준화
장치의 표준화는 사용자 및 제작자 모두에게 중요한 문제로서 종래의 보호계전기는 보호특성 및
정격치에 따라 다양한 보호계전기가 필요하였으나 디지털 보호계전기는 여러 종류의 보호계전
기능을 실현할 수 있습니다.
따라서 하드웨어 구성을 표준화하므로서 사용자, 제작자 모두에게 유지보수 및 원가 측면에서 도움이
됩니다.
(6) 저부담화
디지털 계전기는 CT, PT의 부담을 크게 저감시켜 주 변성기의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
(7) 경제성
디지털 보호계전기를 구성하는 요소들이 대부분 반도체 소자로 되어 있어 반도체 기술이 발전함에 따라 부품가격이 저하할 것으로 기대됩니다. 또한 자동감시기능이나 피보호설비이 운전, 유지보수에 기여하는 경제성, 설치공간의 절약 등 간접적인 측면에서도 기존의 계전기에 비해 경제적입니다.
전력계통이 확대 복잡화됨에 따라 전력계통보호상의 문제점이 많이 대두되고 있으며, 이러한 문제점들이 종래의 보호계전기술(전자기계식이나 정지형)로는 해결이 불가능해짐에따라 새로운 보호계전기술이 요구되었습니다. 또한 보호계전기의 운용측면에서 보호배전반의 설치면적과다, 시험 및 보수 점검시에 과다한 고급인력의 소요, 유지 보수상의 문제점이 대두되어 자동감시나 점검이 가능한 새로운
보호계전장치가 요구되었는데, 이러한 전력계통보호상의 다양한 요청에 의해 최신 보호계전기술이 등장하였다고 할 수 있습니다.
1) 특징
(1) 고성능 고기능화
디지털 보호계전기는 다수의 입력신호를 동시에 입력, 기억할 수 있을 뿐만 아니라 벡터연산을 고속도로 할 수 있기 때문에 종래의 계전기로 실현 불가능했던 새로운 검출 기능을 가진 보호장치를 구현할 수 있습니다. 또한 별도로 하드웨어를 추가하지 않고도 연산프로그램 즉 소프트웨어에 의해 기능을 향상 시킬 수 있기 때문에 전력계통의 변화에 대응하는 고기능의 보호방식을 실현할 수 있습니다.
(2) 소형화
디지털계전기를 구성하는 CPU의 집적도가 높어져 더욱 소형화 고성능화 되었습니다. 종래 여러대의 보호계전기로 구성하여야만 하였던 기능을 한개의 계전기에서 처리할 수 있게 되어 배전반의 면수도 줄일 수 있습니다.
(3) 고신뢰화
디지털계전기에 상시 감시 기능을 부가하므로써 보호계전장치의 하드웨어 및 소프트웨어의 고장이나 이상유무를 연속적으로 감시하고 시험할 수 있는 기능을 장착하여 보호계전기의 고장으로 인한 오동작을 미연에 방지할 수 있습니다.
또한 상시감시 및 자동점검기능을 수행하므로 유지보수에 필요한 인력을 절감할 수 있으며 보호계전기의 시험중에 발생할 수 있는 Human Error를 줄일 수 있어 보호 신뢰도를 향상시킬 수 있습니다.
(4) 융통성
계통구성변경에 따라 보호방식을 변경해야 할 경우 기존의 경우 배전반 전체를 교체해야 하나, 디지털방식에서는 보호방식이 프로그램화 되어 있어 보호방식변경이 필요할 경우 메모리에 들어있는 보호 프로그램의 변경만으로 배전반을 교체하지 않고도
간단히 조치할 수 있습니다.
(5) 표준화
장치의 표준화는 사용자 및 제작자 모두에게 중요한 문제로서 종래의 보호계전기는 보호특성 및
정격치에 따라 다양한 보호계전기가 필요하였으나 디지털 보호계전기는 여러 종류의 보호계전
기능을 실현할 수 있습니다.
따라서 하드웨어 구성을 표준화하므로서 사용자, 제작자 모두에게 유지보수 및 원가 측면에서 도움이
됩니다.
(6) 저부담화
디지털 계전기는 CT, PT의 부담을 크게 저감시켜 주 변성기의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
(7) 경제성
디지털 보호계전기를 구성하는 요소들이 대부분 반도체 소자로 되어 있어 반도체 기술이 발전함에 따라 부품가격이 저하할 것으로 기대됩니다. 또한 자동감시기능이나 피보호설비이 운전, 유지보수에 기여하는 경제성, 설치공간의 절약 등 간접적인 측면에서도 기존의 계전기에 비해 경제적입니다.
