일반기술

고주파를 이용한 계전 알고리즘의 최적 Modal 변환 선정 및 사고 판별 방법

본 기술은 송전계통에서의 사고시 발생하는 고주파 성분을 이용하여 동작하는 계전알고리즘을 제시하고 기존에 제시된 Symmetrical, Karrenbauer, Clarke, JA`s 변환의 4가지 Modal 변환을 다양한 사고조건에 따라 적용하여 최적의 Modal변환을 선정하고 선정된 Modal 변화에 의해 사고를 판별하는 방법에 관한 것이다.1선지락은 송전선로 사고의 83%, 선간단락은 11%, 2선지락은 5%를 차지할 정도로 이 세 가지의 사고는 가장 빈번히 발생하는 사고라 할 수 있으며, 기존의 송전사고의 판별 방법은 사고전압과 전류의 기본주파수 성분을 이용하여 판별하므로 실제 계통의 사고시 발생하는 고주파 성분에 대하여는 적절히 대처하지 못하였다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 가장 빈번한 사고의 종류에 대해서 집중 모의하였고, 최적 Modal 변환 선정으로 사고 전압의 주파수 분석에 의한 비교 및 연산시간에 의한 비교와 사고특성에 의한 비교에 의해 새로운 계전 알고리즘에 적용할 최적의 Modal 변환을 Clarke`s 변환을 최적 Modal 변환으로 선정하였다.본 기술에서 사용된 사고 판별 알고리즘은 Clarke`s 변환의 모드성분을 동작신호와 억제신호의 비로 나타내어 사고를 판별하는 알고리즘으로서, 본 기술에서 제출되는 알고리즘을 증명하기 위하여 1선지락사고(사고거리 13km, 사고발생각 0°)로 검증시험을 하였다. 참고로, Modal 성분을 이용한 계전기 알고리즘에 입력으로 사용될 사고전압의 전처리 과정인 입력신호 처리 알고리즘은 다음과 같다.- Tuner로부터 얻어진 사고전압은 Signal Limiter를 통해 장치에 알맞은 크기의 신호로 출력된다.- 출력된 각각의 신호는 N개의 데이터를 하나의 윈도우로 하며 이동하게된다. - 이 신호는 저주파 대역을 억제하는 High-pass 필터를 통과한 후 아날로그-디지털 (A/D)변환을 거쳐 고장판별 알고리즘의 입력으로 들어가게 된다.본 기술에 의하면 사고전압과 전류의 기본주파수 성분을 이용하는 기존의 송전사고의 판별 방법이 실제 계통의 사고시 발생하는 고주파 성분에 대하여 적절히 대처하지 못했던 문제점을 해결할 수 있으며, 따라서 본 기술이 제시한 방법에 의해 고주파 성분을 이용할 수 있게 된다1. 본 개발기술에서 제시할 알고리즘은 고주파를 이용하고 있고, 또한 4가지 Modal 변환 중에서 최적의 Modal 변환을 선정하는 방법을 데이터와 함께 제시하였다.2. 현재 전력계통의 사고를 판별하기 위한 알고리즘의 개발이 가장 핵심으로 도출되고 있다. 따라서 본 기술에 따른 알고리즘은 전력계통 기술의 시장화 및 상용화에 큰 역할을 줄 것으로 기대된다.3. 전력계통의 사고 판별 알고리즘은 중소기업이나 전력기기 회사들이 하드웨어로 구현하여 신뢰성이 보장되면 기업화 진행이 빠르게 이루어질 수 있다.4. 고주파를 이용하는 계전 알고리즘의 개발로써 현재 국내 전력 계통에서 발생하는 여러 종류의 사고를 판별하는데 적용이 가능하며, 특히 고주파에 중점을 두어 응용이 가능하다