일반기술

광전자식 과전류 보호 계전 시스템

일반적으로 전력계통의 보호계전기는, 전력계통을 운용하는데 있어 전기적 고장의 제거와 고장의 영향을 경감시켜서 전력계통의 안전운전을 유지하기 위한 장치로서, 전력공급의 신뢰도 확보에 중요한 역할을 수행한다. 기존에 사용 되었던 과전류 보호 계전 시스템은, 철심형 CT를 과전류 검출용 센서로 사용하는 방식으로써, 국내에서 사용하고 있는 보호계전기의 대부분이 이러한 방식이다. 이러한 방식은 전력 계통에 사고가 발생할 경우 철심형 CT를 통해서 과전류를 검출하고 검출된 신호를 전류/전압 변환기를 통해서 전압신호로 변환한다. 이 신호는 아날로그/디지탈 변환기를 통해서 디지털 신호로 변환시켜서 연산용 CPU에 입력된 과전류 여부를 판정한다. 과전류일 경우에는 디지탈 출력회로를 통해서 보조계전기를 동작시키는 시스템으로 되어 있다.본 기술의 시스템은 측정방법이 무유도인 광전자계센서를 사용하고, 일단 감지한 신호전송에도 절연특성이 뛰어난 광섬유를 사용함으로써, 전자기의 유도나 써지등의 영향을 받지않고 신뢰성이 우수한 보호계전 시스템을 구현할 수 있는 시스템이다.본 시스템은 전력계통의 3상 전원의 각상에 설치되어, 전송되어온 광신호를 전류의 크기에 따라 광변조시켜 수광소자측으로 보내어 각 상의 전류를 광변조값으로 검출하기 위한 3개의 광자계센서가 있으며, 광전자계센서에 각각 전류 검출용 광신호를 송신하는 발광소자 및 센서에서 되돌아오는 광신호를 수신하기 위한 수광소자로 이루어진 3개의 광송수신부로 구성되고, 그 3개의 광송수신부와 3개의 각 광전자계센서 사이에서 각각 송수신되는 광신호 경로가 되는 광섬유로 구성하며, 광송수신부에서 수신된 광신호를 전기적신호로 변환시키고 증폭 및 직류성분과 교류성분을 분리시켜 검출신호를 처리하는 광신호 처리부가 구성되고, 그 광신호 처리부의 각 상의 신호를 입력받아 디지탈신호로 변환시켜 기억장치에 저장하고, 반한시, 강반한시, 초반한시, 반한시성, 정한시 등의 계전기 전류 동작시간 특성에 맞게 시간지연을 주어 보조계전기를 동작시키는 보호계전기 제어부가 구성되며, 그 보호계전기 제어부의 제어에 의해 R/S/T상의 상태를 표시하는 표시기를 포함하여 구성된다.이와같은 구성으로 이루어진 본 시스템은 전자계식 전류 변성기에서 발생되는 포화문제가 해결되고, 실계통에 설치되는 설비는 광자계센서와 광신호 전송용 광섬유로써 두 부품 모두 절연체이기 때문에 절연 경비가 최소화 되며, 잡음이나 써지에 강하여 신뢰성이 높은 광전자식 과전류 보호 계전기의 구현이 가능하다.